(57)【要約】      （修正有）【課題】樹脂被覆アルミニウム板を易開口性容器蓋に適用した場合、特に、内容物としてスープ、コーヒー飲料、茶系飲料等を充填した飲料をホットベンダー等で暖めた状態で開口操作を行う場合に、開口時フェザリングの発生や樹脂層が切れずに不開口となったり軽快に開口を行えないことを防止する。【解決手段】ガラス転移点が６５℃以上のポリエステル樹脂を被覆し、樹脂層の複屈折が０．０１以下であり、板厚減少率で３０％の加工を施した後の６０℃における樹脂層の破断伸びが６００％以下であるポリエステル樹脂被覆アルミニウム板。【選択図】        なし１【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス転移点が６５℃以上のポリエステル樹脂を被覆したアルミニウム板において、樹脂層の複屈折が０．０１以下であり、板厚減少率で３０％の加工を施した後の６０℃における樹脂層の破断伸びが６００％以下であることを特徴とする引裂き性に優れたポリエステル樹脂被覆アルミニウム板
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は易開口性容器蓋等に使用される引裂き性に優れたポリエステル樹脂被覆アルミニウム板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
易開口性容器蓋としては、従来からエポキシフェノール系や塩ビオルガノゾル系の樹脂を塗装したアルミニウム板が多く用いられている。近年環境保全や健康上の問題を考慮して、金属板に予め樹脂を被覆し、それを製缶することが行われている。特に缶胴への適用が広く行われているが、缶蓋への適用も試みられている。また熱可塑性樹脂を被覆した金属板を、易開口性容器蓋に適用することに関しては、特開昭６２−５２０４５、特開平１−１２４５５１、特開平３−６３１２４等に種々提案がなされている。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６２−５２０４５号公報
【特許文献２】
特開平１−１２４５５１号公報
【特許文献３】
特開平３−６３１２４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし開口するときに被覆樹脂層の引裂き性が悪く、フェザリングが発生したり、酷い場合には樹脂層が切れずに不開口となる場合がある。開封用タブや開口片が蓋に結合したまま残るステイオンタブ（ＳＯＴ）型式の易開口性容器蓋では、開封用タブ先端の押し込みによりスコアを切断して開口を行うが、この開口操作では被覆板の内面側樹脂層が引き延ばされる形でスコアの切断が行われるため、アルミニウム基材と内面樹脂層との間で剥離が発生しやすい傾向がある。このため、アルミニウム基材の切断と樹脂層の切断とが時間的にずれて進行し、開口に際して固い、粘い等の感触が発生し、開口を軽快に行うことができないという問題がある。特に内容物としてスープ、コーヒー飲料、茶系飲料等を充填した飲料では湯の中で暖めた状態あるいはホットベンダーで暖めた状態で取り出し、開口操作を行う場合が多く、この場合には内面樹脂層が伸びやすい状態になっているため、上記傾向が特に顕著である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するため、請求項１に記載したように、ガラス転移点が６５℃以上のポリエステル樹脂を被覆したアルミニウム板において、樹脂層の複屈折が０．０１以下であり、板厚減少率で３０％の加工を施した後の６０℃における樹脂層の破断伸びが６００％以下であることを特徴とする引裂き性に優れたポリエステル樹脂被覆アルミニウム板とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
まず本発明ではガラス転移点が６５℃以上のポリエステル樹脂を用いる。内容物としてスープ、コーヒー飲料、茶系飲料等を充填した飲料では湯の中で暖めた状態あるいはホットベンダーで暖めた状態で取り出し、開口操作を行う場合が多い。ホットベンダーの場合一般に６０℃程度の温度に加熱されている。この温度はポリエステル樹脂の場合、組成にもよるがガラス転移点に相当する温度である。ガラス転移点は、例えばＰＥＴでは６９℃、ＰＢＴでは２２℃である。一般に密着性や加工性を向上させる目的で、共重合ポリエステル樹脂が用いられる例が多く、ガラス転移点が６０℃以下となる場合もある。ガラス転移点は樹脂が加熱されたとき、分子の一部が原子結合軸の周りで回転運動をはじめたり、ごく局部的な部分で分子が熱により僅かながら動き出す温度である。このため、ガラス転移点以上に加熱された樹脂は伸びやすい状態となり、引きちぎれ難くなることから、開口性を悪くする要因と考えられる。このことから、ガラス転移点が６５℃以上のポリエステル樹脂を用いる。
【０００７】
本発明では次に、被覆されたポリエステル樹脂の複屈折が０．０１以下でなければならない。この状態は被覆された樹脂層に配向結晶がほとんど存在しないことを意味する。複屈折が０．０１を越えても、加工前の密着は問題ないが、配向結晶が残存しているため加工性が劣り、強加工すると樹脂層に亀裂が発生することがある。また亀裂の発生は無いとしても加工により配向結晶がさらに増加するため、その後レトルトなどの加熱処理が行われる場合、残留応力の増加につながり、剥離すなわち密着性低下の原因となる。したがって十分な加工性と密着性を確保するためには、被覆された樹脂の複屈折は０．０１以下でなければならない。
【０００８】
ここで複屈折は以下の様に定義する。セナルモン型コンペンセーターをセットした偏光顕微鏡を用い、被覆後の樹脂層を厚さ３μｍにスライスしたサンプルの消光角θを測定し、次式（１）により複屈折Δｎを求める。
Δｎ＝θλ／１８０・ｄ    …  （１）
λは光源の波長、ｄはサンプル厚み、θは消光角である。
結晶性高分子は延伸により配向することが知られている。この配向の度合いを知る方法として複屈折やＸ線回折による方法があるが、本発明では複屈折を特定した。一般に延伸により複屈折は大きくなり、完全に配向したときには高分子自身の固有複屈折に近づくとされている。例えばポリエチレンでは０．０５８、ポリエチレンテレフタレートでは０．２１６、ポリ塩化ビニルでは０．１０２などである。
【０００９】
さらに本発明では、板厚減少率で３０％の加工を施した後の６０℃における樹脂層の破断伸びが６００％以下でなければならない。
図１に一般に行われている蓋成形の概略工程を示す。タブを取り付けるための、リベットの予備成形後にスコア成形が行われる。
【００１０】
また図２にはリベット予備成形とリベット近傍のスコア線の位置関係を示す。開封用タブ先端の押し込みによりスコアを切断して開口するステイオンタブ方式においては、開口はリベット近傍から開始される。図２に示したように開口が開始されるリベット近傍のスコアは、リベット予備成形を受けた部分に形成される。リベット予備成形は張出し成形と絞り成形が組み合わされた成形であり、通常３０％程度の板厚減少を伴う加工である。この予備成形により被覆樹脂層は配向結晶化すると同時に、アルミニウム基材との密着性の低下が生じる。さらにこの部分にスコア線が切られ、開口開始点となる。これらの要因が重なり、樹脂層が剥れやすく、引裂き性が悪くなることから、フェザリング、その他の開口不良が発生する結果となる。
【００１１】
また先に説明したように、内容物としてスープ、コーヒー飲料、茶系飲料等を充填した飲料では湯の中で暖めた状態あるいはホットベンダーで暖めた状態で取り出し、開口操作を行う場合が多い。ホットベンダーの場合一般に６０℃程度の温度に加熱されている。これらの点に関して本発明者らは鋭意検討した結果、板厚減少率で３０％の加工を施した後の６０℃における樹脂層の破断伸びが６００％以下であれば、樹脂層の引裂き性が良好であることを見出し、本発明を完成させた。
【００１２】
板厚減少率で３０％の加工を施した後の６０℃における樹脂層の破断伸びが６００％を越えると、樹脂層の引裂き性が悪くなり、フェザリング、半開口、未開口等の開口不良が発生する確率が高くなる。
【００１３】
またラミネート後の樹脂層の伸びが１００％以上であることが、蓋加工後の耐内容物性を向上させる見地から好ましい。ラミネート後の樹脂層の伸びが１００％より小さいと加工性が悪く、加工により樹脂層にクラックやピンホールが発生しやすくなるため、耐内容物性が低下する傾向がある。
【００１４】
本発明において用いられるアルミニウム板材は、特に限定されるものではないが、易開口性蓋材としては一般にＪＩＳ  Ａ５０５２、Ａ５０８２、Ａ５１８２などが用いられる。板厚については蓋の大きさ、内容物、必要な耐圧などにより異なるが、０．２ｍｍ〜０．５ｍｍ程度が適当である。
【００１５】
またアルミニウム板材へのポリエステル樹脂の密着性や耐食性向上の見地から、下地表面処理を行うことが望ましい。下地表面処理としては反応型あるいは塗布型クロメート処理、反応型あるいは塗布型ジルコネート処理などが一般的である。処理皮膜の厚さは５ｍｇ／ｍ２〜５０ｍｇ／ｍ２以下が密着性、加工性、耐食性などの観点から適当である。
【００１６】
ポリエステル樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）がバリア性、耐内容物性等の適正において適当であるが、加工性向上、耐衝撃性向上、白化防止等の目的から、エチレンテレフタレート以外のエステル単位を導入した、多成分系共重合ポリエステル樹脂がさらに適当である。いずれの樹脂においても、ガラス転移点が６５℃以上のポリエステル樹脂でなければならない。被覆樹脂層層は１層または必要により２層以上の多層構成とすることができる。被覆層の厚さは内容物等の使用目的により異なるが、引裂き性、加工性、耐食性などの観点から５μｍ〜１００μｍが適当である。
【００１７】
ポリエステル樹脂の被覆方法については、特に限定されないが、予め製膜されたポリエステル樹脂フィルムを熱圧着によりラミネートする方法、溶融状態のポリエステル樹脂をアルミニウム板上に押し出しコートする方法がある。フィルムをラミネートする場合には、密着性の向上を目的に、フィルムとアルミニウム板の間に接着剤を介在させることができる。いずれの方法においても、被覆工程でポリエステル樹脂を溶融温度以上に加熱して、十分な密着を確保すると同時に、被覆後の樹脂層の複屈折を０．０１以下としなければならない。
【００１８】
一般にポリエステル樹脂フィルムにおいては製膜工程での二軸延伸により、フィルムが配向を有している場合が多い。このような場合には、フィルムを、加熱されたアルミニウム板にフィルムの融点以下の温度で仮付けし、その後フィルムの融点以上に再加熱する方法が適当である。また表層とその表層の融点より低い融点を有する接着層からなる２層フィルムを用いる場合には、接着層の融点よりも高く表層の融点よりも低い温度に加熱されたアルミニウム板に被覆する第１工程と、表層の融点よりも高い温度に加熱する第２工程とかなる被覆方法により、十分な密着性を確保することが望ましい。また加熱被覆後はエアーブローまたは水冷等により被覆板を急冷し、フィルムの熱結晶化を防止することが望ましい。
【００１９】
【実施例】
実施例１
Ｃｒ量で２０ｍｇ／ｍ２のリン酸クロメート処理を施した、板厚０．２５ｍｍのＪＩＳ  Ａ  ５１８２アルミニウム合金板の片面に、融点およびガラス転移点の異なる厚さ１５μｍのポリエステルフィルムを被覆し試験サンプルとした。被覆はフィルムを仮接着する第１工程と再加熱する第２工程により積層し、第２工程の加熱後直ちに水冷した。第１工程は２３０℃にて仮接着を行い、第２工程ではフィルムの融点に応じて加熱温度を変更した。  その後被覆サンプルに板厚減少率で３０％の圧延加工を施した。
【００２０】
つぎにこの圧延板から切出したサンプルのアルミニウム面側に、直線状のスコアー加工を施し、そのスコアー線に沿って引き裂き試験を行った。スコアー加工の工具形状は角度６０°、先端の幅３８μｍの楔形形状とし、スコアー加工部の残厚は１２０μｍとした。
引き裂き後、フィルムの剥離長さと、フェザーの発生状況を比較した。
また３０％圧延板のアルミニウム部分を塩酸により溶解し、樹脂層のみとしたものから幅１０ｍｍ、長さ５０ｍｍの試験サンプルを切りだし、引張り試験による破断伸びを測定した。破断伸び測定の評点間距離は２０ｍｍとし、引張り速度１０ｍｍ／ｍｉｎとした。
これらの結果を表１に示す。
【００２１】
【表１】
2004330445.tif 000002
【００２２】
ＮＯ．３、４、７が本発明例であり、３０％圧延材の６０℃での引裂き試験において、剥離やフェザーの発生がなく、良好な引裂き性を示した。
【００２３】
ＮＯ．１、２、６、５は引裂き試験で樹脂層が剥離する傾向が強く、フェザーが発生する結果となった。これらの条件では、樹脂層の破断伸びについては問題ないが、複屈折が０．０１以上であり、配向が残存しているため３０％の圧延加工で密着性が低下し、剥離が生じやすくなったものと考えられる。
ＮＯ．８は複屈折が０．０１以上で配向の残存があり、またガラス転移点が６０℃以下の樹脂層を使用したことで破断伸びも６００％を超えて高いことから、引裂き試験でフェザーが発生した。
ＮＯ．９は密着性に問題はなく剥離は発生しなかったが、樹脂層の破断伸びが大きく、引きちぎれ性が悪いことから僅かながらフェザーが発生した。
ＮＯ．１０もＮＯ．９と同様に樹脂層の破断伸びが大きく密着性に問題はないものの、フェザーが発生した。
【００２４】
実施例２
実施例１のＮＯ．５、６、７で用いた樹脂と同一の樹脂をフィルムの表層側に、融点が２２０℃の非結晶性の樹脂を接着層側に使用した、共押出し２層フィルムにより、実施例１と同様な評価を行った。フィルムの膜厚は総厚２０μｍ（接着層５μｍ、表層１５μｍ）とした。複屈折については表層樹脂の複屈折を測定した。結果を表２に示す。
【００２５】
【表２】
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【００２６】
ＮＯ．１１、１２は接着層を付与した２層フィルムを使用したことで、実施例１のＮＯ．５、６に比べ密着性が向上し剥離長さは改善されたものの、０．１以下にはならずフェザーが発生した。ＮＯ．１３はＮＯ．７と同様の性能であり、良好な引裂き性を示した。
【００２７】
実施例３
実施例１のＮＯ．８、９で用いた樹脂と同一の樹脂をフィルムの表層側に、融点が２２０℃の非結晶性の樹脂を接着層側に使用した、共押出し２層フィルムにより、実施例１と同様な評価を行った。フィルムの膜厚は総厚２０μｍ（接着層５μｍ、表層１５μｍ）とした。複屈折については表層樹脂の複屈折を測定した。結果を表３に示す。
【００２８】
【表３】
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【００２９】
接着層を付与したフィルムとしたことで、密着性の改善効果は見られるが、ガラス転移点が６０℃以下のフィルムを使用したことで破断伸びが６００％を超えて高いことから、いずれも引裂き試験でフェザーが発生した。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のポリエステル樹脂被覆アルミニウム板は、被覆するポリエステル樹脂のガラス転移点、樹脂層の複屈折、リベット予備成形想定の３０％加工を施した後の６０℃における樹脂層の破断伸びを適切に規制することにより、フェザーその他の開口不良が低減した引裂き性に優れたものとすることができ、易開口性容器蓋への適用の範囲が広がる。
【図面の簡単な説明】
【図１】蓋成形の概略工程を示す図である。
【図２】リベット予備成形とリベット近傍のスコア線を示す説明図である。
【図１】
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【図２】
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