JP5978945B2 - Polylactic acid resin-coated metal plate for containers - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、食品缶詰の缶胴及び蓋に用いられる容器用ポリ乳酸系樹脂被覆金属板に関するものである。 The present invention relates to a polylactic acid-based resin-coated metal plate for containers used for, for example, can bodies and lids for canned foods.
従来、食缶に用いられる金属缶用素材であるティンフリースチール(TFS)、アルミニウム等の金属板には、耐食性・耐久性・耐候性などの向上を目的として、塗装が施されていた。しかし、この塗装を施す工程は、焼き付け処理が煩雑であるばかりでなく、多大な処理時間を要し、さらには多量の溶剤を排出するという問題を抱えていた。 Conventionally, metal plates such as tin-free steel (TFS) and aluminum, which are materials for metal cans used in food cans, have been coated for the purpose of improving corrosion resistance, durability and weather resistance. However, this coating process has a problem that not only the baking process is complicated, but also a long processing time is required and a large amount of solvent is discharged.
そこで、これらの問題を解決するため、塗装金属板に替わり、熱可塑性樹脂フィルムを加熱した金属板に積層してなるフィルムラミネート金属板が開発され、現在、食品缶詰用素材として工業的に用いられている。 Therefore, in order to solve these problems, a film laminated metal plate in which a thermoplastic resin film is laminated on a heated metal plate has been developed instead of a painted metal plate, and is currently used industrially as a food canning material. ing.
食品缶詰用素材には、加工性、密着性などの基本特性のほか、2ピース缶用途であれば、深絞り成形性、加工・レトルト後密着性や耐食性、耐衝撃性など、多様な機能が求められる。そのため、熱可塑性樹脂フィルムとしては、力学特性や化学的安定性に優れるポリエステル系フィルムが広く使用されており、中でもポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートからなる二軸延伸ポリエステルフィルムが最も多く使用されている。
しかし、近年、石油資源の枯渇、プラスチック廃棄物の処理、地球温暖化などの深刻化に伴い、エネルギー・資源における極度の石油依存から脱却する方策が模索され始めた。とりわけ、有限の化石資源からバイオマスなどの再生可能資源への転換が図られようとしている。植物が光合成により大気中の二酸化炭素を同化してつくりあげたバイオマス資源を利用すれば、廃棄処理をしても大気中の二酸化炭素の負荷を与えることにはならない。この環境中の二酸化炭素を増やさない性質は、カーボンニュートラルと呼ばれている。
In addition to basic properties such as processability and adhesion, food canning materials have a variety of functions such as deep drawability, adhesion after processing and retorting, corrosion resistance, and impact resistance for 2-piece can applications. Desired. Therefore, as the thermoplastic resin film, a polyester film excellent in mechanical properties and chemical stability is widely used, and among them, a biaxially stretched polyester film made of polyethylene terephthalate or polyethylene naphthalate is most frequently used.
However, in recent years, with the depletion of petroleum resources, disposal of plastic waste, global warming, etc., measures to escape from the extreme dependence on oil in energy and resources have begun to be sought. In particular, a shift from finite fossil resources to renewable resources such as biomass is underway. If the plant uses biomass resources created by assimilating carbon dioxide in the atmosphere by photosynthesis, it will not give a load of carbon dioxide in the atmosphere even if it is disposed of. This property of not increasing carbon dioxide in the environment is called carbon neutral.
このような状況を受けて、ポリ乳酸は、とうもろこしや砂糖、大根などの植物由来の熱可塑性樹脂であり、一般に良好な機械特性、透明性、加工性を有するため、フィルム、シート、繊維、電子機器などの様々な分野での利用が期待されている。 Under such circumstances, polylactic acid is a plant-derived thermoplastic resin such as corn, sugar, and radish, and generally has good mechanical properties, transparency, and processability. It is expected to be used in various fields such as equipment.
しかしながら、ポリ乳酸は、吸湿性が高く、耐加水分解性が低いという大きな欠点がある。ポリ乳酸の加水分解連鎖反応は、分子鎖末端のカルボキシル基が起点となって生じ、高温・多湿環境下で著しく進行し、それに起因して分子量、強度、弾性率などの力学特性が低下してしまう。そのため、食品缶詰の一般的な製造プロセスの一つである、レトルト殺菌処理には耐えることができない。高温(120℃以上)の水蒸気に曝されるレトルト環境下では、エステル結合部の加水分解反応が急進し、分子鎖が断裂してしまうためである。 However, polylactic acid has high drawbacks such as high hygroscopicity and low hydrolysis resistance. The hydrolysis chain reaction of polylactic acid is initiated from the carboxyl group at the end of the molecular chain and proceeds significantly under high temperature and high humidity. As a result, the mechanical properties such as molecular weight, strength, and elastic modulus decrease. End up. Therefore, it cannot endure the retort sterilization process which is one of the general manufacturing processes of food canned food. This is because, in a retort environment exposed to high temperature (120 ° C. or higher) water vapor, the hydrolysis reaction of the ester bond part advances rapidly and the molecular chain is broken.
この課題を解決するため、加水分解連鎖反応の起点である、分子鎖末端のカルボキシル基を封鎖する技術が検討されている。例えば、脂肪族アルコールとカルボキシル基の縮合反応によりポリ乳酸の末端カルボキシル基を封鎖する方法が、特許文献1及び2に提案されている。しかしながら、アルコールとカルボキシル基の脱水縮合反応では末端封鎖と同時に副生成物として水が生成してしまう。したがって、末端のカルボキシル基は封鎖されるものの、樹脂内に水分を残留させることとなるため、部分的なエステル結合の分解による外観の劣化や、力学特性の低下を招いてしまう。 In order to solve this problem, a technique for blocking the carboxyl group at the end of the molecular chain, which is the starting point of the hydrolysis chain reaction, has been studied. For example, Patent Documents 1 and 2 propose a method of blocking a terminal carboxyl group of polylactic acid by a condensation reaction of an aliphatic alcohol and a carboxyl group. However, in the dehydration condensation reaction of alcohol and carboxyl group, water is generated as a by-product simultaneously with the end-capping. Therefore, although the terminal carboxyl group is blocked, moisture remains in the resin, resulting in deterioration in appearance due to partial decomposition of the ester bond and reduction in mechanical properties.
特許文献3および4では、エポキシ、イソシアネートなどの付加反応型のカルボキシル基末端封鎖剤を使用するものが開示されている。これらの化合物は、カルボキシル基と付加反応する際に、副生成物を生じないというメリットを有するが、カルボキシル基だけでなく水酸基とも反応する。そのため、一部がポリ乳酸の水酸基末端の封鎖に取られ、カルボキシル基末端を封鎖する効率が悪くなる。そのため、添加量が必要以上に増え、当該技術の経済効果を低減させるばかりでなく、ゲル化を誘発しやすくなるため、製造安定性が損なわれる危険性がある。 Patent Documents 3 and 4 disclose the use of an addition reaction type carboxyl group end-capping agent such as epoxy and isocyanate. These compounds have the merit that no by-product is produced when an addition reaction with a carboxyl group occurs, but reacts not only with a carboxyl group but also with a hydroxyl group. Therefore, a part is taken off at the hydroxyl terminal end of polylactic acid, and the efficiency of blocking the carboxyl group end is deteriorated. For this reason, the amount added is increased more than necessary, not only reducing the economic effect of the technology, but also easily inducing gelation, which may impair the production stability.
これに対し、特許文献5では、2層構造の樹脂層の上層が、ポリエステルを主成分としてイソシアネート化合物を含有し、下層は、残存配向度が5%以上30%以下のポリ乳酸を主成分とし、前記ポリ乳酸はポリカルボジイミド化合物を0.01〜10mass%含有する耐加水分解性に優れた容器用ポリ乳酸系樹脂被覆金属板が開示されている。これによると、確かにポリ乳酸系樹脂被覆金属板の耐加水分解性が改善される。 On the other hand, in Patent Document 5, the upper layer of the resin layer having a two-layer structure contains an isocyanate compound mainly composed of polyester, and the lower layer is composed mainly of polylactic acid having a residual orientation degree of 5% to 30%. The polylactic acid contains a polycarbodiimide compound in an amount of 0.01 to 10 mass%, and a polylactic acid resin-coated metal plate for a container having excellent hydrolysis resistance is disclosed. According to this, the hydrolysis resistance of the polylactic acid resin-coated metal plate is certainly improved.
しかしながら、特許文献5では、イソシアネート化合物が用いられており、毒性の強い未反応の単量体が残留している可能性があり、必ずしも安全な物質とは言えない。 However, in Patent Document 5, an isocyanate compound is used, and a highly toxic unreacted monomer may remain, which is not necessarily a safe substance.
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、レトルト処理環境下での耐加水分解性に優れるとともに、食品缶詰素材に求められる多くの特性を満足する容器用ポリ乳酸系樹脂被覆金属板を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and is excellent in hydrolysis resistance in a retort processing environment, and has a polylactic acid resin-coated metal for containers that satisfies many characteristics required for food canned materials. The purpose is to provide a board.
本発明者らが、課題解決のため鋭意検討した結果、以下の知見を得た。
ポリ乳酸を主成分とする樹脂層にポリカルボジイミド化合物を特定の割合で添加して、かつ、前記樹脂層の残存配向度を制御する。そして、その上層には、ポリエステル樹脂層を形成する。さらに、前記上層となるポリエステル樹脂層はポリアミン樹脂、ポリアミドアミン樹脂、ポリアミド樹脂からなる群から選ばれるいずれか一種以上を特定の割合で添加する。このような2層構造からなる樹脂層とすることで、優れた深絞り成形性、加工後密着性などの基本特性に加え、レトルト処理環境下での性能劣化が抑制可能な、耐加水分解性に優れる容器用ポリ乳酸系樹脂被覆金属板を得ることができる。
As a result of intensive studies by the present inventors for solving the problems, the following knowledge was obtained.
A polycarbodiimide compound is added to the resin layer containing polylactic acid as a main component at a specific ratio, and the residual orientation degree of the resin layer is controlled. And the polyester resin layer is formed in the upper layer. Furthermore, the polyester resin layer as the upper layer is added with one or more selected from the group consisting of polyamine resin, polyamidoamine resin, and polyamide resin at a specific ratio. By using a resin layer with such a two-layer structure, in addition to basic properties such as excellent deep-drawing formability and post-processing adhesion, hydrolysis resistance that can suppress performance degradation under retort processing environments A polylactic acid-based resin-coated metal plate for a container excellent in the above can be obtained.
本発明は上記知見に基づくものであり、その特徴は以下の通りである。
[1]少なくとも2層構造の樹脂層を一方の面もしくは両面に有する容器用ポリ乳酸系樹脂被覆金属板であって、前記2層構造の樹脂層は以下の(A)および(B)を満たすことを特徴とする容器用ポリ乳酸系樹脂被覆金属板。
(A)上層となる樹脂層(a)は、付着量が0.1g/m2以上5.0g/m2以下のポリエステルを主成分とする樹脂層であり、(イ)ポリアミン樹脂、ポリアミドアミン樹脂、ポリアミド樹脂からなる群から選ばれるいずれか一種以上を、1.0〜50mass%含有する。
(B)下層となる樹脂層(b)は、残存配向度が5%以上30%以下のポリ乳酸を主成分とする樹脂層であり、前記ポリ乳酸はポリカルボジイミド化合物を0.01〜10mass%含有する。
[2]前記樹脂層(a)は、さらに、(ロ)エポキシ樹脂を含有することを特徴とする[1]に記載の容器用ポリ乳酸系樹脂被覆金属板。
[3]前記樹脂層(a)は、さらに、(ハ)金属アルコキシド系化合物および/または金属キレート化合物を含有することを特徴とする[1]または[2]に記載の容器用ポリ乳酸系樹脂被覆金属板。
The present invention is based on the above findings, and the features thereof are as follows.
[1] A polylactic acid-based resin-coated metal plate for containers having at least a two-layered resin layer on one side or both sides, wherein the two-layered resin layer satisfies the following (A) and (B) A polylactic acid-based resin-coated metal sheet for containers.
(A) The upper resin layer (a) is a resin layer mainly composed of a polyester having an adhesion amount of 0.1 g / m 2 or more and 5.0 g / m 2 or less, and (a) a polyamine resin or a polyamidoamine. 1.0-50 mass% of any one or more chosen from the group which consists of resin and a polyamide resin is contained.
(B) The lower resin layer (b) is a resin layer mainly composed of polylactic acid having a residual orientation degree of 5% or more and 30% or less, and the polylactic acid contains 0.01 to 10% by mass of a polycarbodiimide compound. contains.
[2] The polylactic acid resin-coated metal sheet for containers according to [1], wherein the resin layer (a) further contains (b) an epoxy resin.
[3] The polylactic acid resin for containers according to [1] or [2], wherein the resin layer (a) further contains (c) a metal alkoxide compound and / or a metal chelate compound. Coated metal plate.
本発明によれば、食品缶詰素材に要求される多くの特性に対応可能な、耐加水分解性に優れる容器用ポリ乳酸系樹脂被覆金属板が得られる。そして、エネルギー・資源における極度の石油依存から脱却する方策に合わせて、食品缶詰に要求される多くの機能を容易に付加できる新たな容器用ポリエステル樹脂被覆金属板として、産業上有益な発明となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the polylactic acid-type resin coating metal plate for containers excellent in hydrolysis resistance which can respond to many characteristics requested | required of a food canned raw material is obtained. And in accordance with the policy to get out of the extreme dependence on petroleum in energy and resources, it becomes an industrially useful invention as a new polyester resin-coated metal plate for containers that can easily add many functions required for food canning. .
以下、本発明の容器用ポリ乳酸系樹脂被覆金属板について詳細に説明する。 Hereinafter, the polylactic acid resin-coated metal plate for containers of the present invention will be described in detail.
まず、本発明で用いる金属板について説明する。
本発明の金属板としては、缶用材料として広く使用されているアルミニウム板や軟鋼板等を用いることができる。特に、下層が金属クロム、上層がクロム水酸化物からなる二層皮膜を形成させた表面処理鋼板(以下、TFSと称す)等が最適である。
TFSの金属クロム層、クロム水酸化物層の付着量については、特に限定されないが、加工後密着性、耐食性の観点から、何れもCr換算で、金属クロム層は70〜200mg/m2、クロム水酸化物層は10〜30mg/m2の範囲とすることが望ましい。
First, the metal plate used by this invention is demonstrated.
As the metal plate of the present invention, an aluminum plate or a mild steel plate widely used as a can material can be used. In particular, a surface-treated steel sheet (hereinafter referred to as TFS) on which a two-layer film is formed, in which the lower layer is made of metallic chromium and the upper layer is made of chromium hydroxide, is optimal.
The amount of adhesion of the metal chromium layer and chromium hydroxide layer of TFS is not particularly limited, but from the viewpoint of adhesion after processing and corrosion resistance, both are in terms of Cr, the metal chromium layer is 70 to 200 mg / m 2 , chromium hydroxide layer is preferably in the range of 10 to 30 mg / m 2.
次いで、金属板に被覆する樹脂層について説明する。本発明の樹脂層は、少なくとも2層構造の樹脂層である。下層となる樹脂層は、残存配向度が5%以上30%以下のポリ乳酸を主成分とする樹脂層であり、前記ポリ乳酸はポリカルボジイミド化合物を0.01〜10mass%含有する。上層となる樹脂層は、付着量が0.1g/m2以上5.0g/m2以下のポリエステルを主成分とする樹脂層であり、ポリアミン樹脂、ポリアミドアミン樹脂、ポリアミド樹脂からなる群から選ばれるいずれか一種以上を、1.0〜50mass%含有する。 Next, the resin layer that covers the metal plate will be described. The resin layer of the present invention is a resin layer having at least a two-layer structure. The lower resin layer is a resin layer mainly composed of polylactic acid having a residual orientation degree of 5% or more and 30% or less, and the polylactic acid contains 0.01 to 10% by mass of a polycarbodiimide compound. The upper resin layer is a resin layer mainly composed of a polyester having an adhesion amount of 0.1 g / m 2 or more and 5.0 g / m 2 or less, and is selected from the group consisting of a polyamine resin, a polyamidoamine resin, and a polyamide resin. Any one or more of the above are contained in an amount of 1.0 to 50 mass%.
まず、下層について、説明する。
本発明では、ポリ乳酸を主成分とする樹脂層(b)(以下、単にポリ乳酸系樹脂層(b)と称することもある)を、2層構造の下層とし、金属板と密着する密着層とする。なお、ポリ乳酸を主成分とするとは、ポリ乳酸を50mass%以上100mass%以下含むポリ乳酸系樹脂であり、ポリ乳酸以外の樹脂として、例えばポリオレフィンなどを、本発明で規定する機能を確保できる範囲内であれば添加しても構わない。
First, the lower layer will be described.
In the present invention, a resin layer (b) containing polylactic acid as a main component (hereinafter sometimes simply referred to as a polylactic acid-based resin layer (b)) is a lower layer of a two-layer structure, and an adhesion layer that is in close contact with a metal plate And The polylactic acid as a main component is a polylactic acid-based resin containing 50% by mass to 100% by mass of polylactic acid. As a resin other than polylactic acid, for example, a polyolefin can be secured within the range in which the function defined in the present invention can be secured. If it is within, it may be added.
ポリ乳酸系樹脂層(b)の組成としては、L−乳酸及び/またはD−乳酸を主な構成成分とするポリ乳酸であるが、他のエステル形成能を有する単量体成分と共重合した共重合ポリ乳酸であってもよい。例えば、L−乳酸と他のヒドロキシカルボン酸との共重合体、またはこれらのブレンド物、ジカルボン酸及びジオールをエステル反応させて得られたポリエステル成分を乳酸成分と共重合させたものが挙げられる。中でも好適なのは、L−乳酸を主たる構成成分とするポリ乳酸系樹脂であり、製造安定性が高い。 The composition of the polylactic acid resin layer (b) is polylactic acid mainly composed of L-lactic acid and / or D-lactic acid, but copolymerized with other monomer components having ester-forming ability. It may be a copolymerized polylactic acid. For example, a copolymer of L-lactic acid and another hydroxycarboxylic acid, or a blend thereof, or a polyester component obtained by ester reaction of dicarboxylic acid and diol is copolymerized with a lactic acid component. Among them, a polylactic acid resin containing L-lactic acid as a main constituent is preferable and has high production stability.
また、ポリ乳酸系樹脂の分子量は、重量平均分子量で5万〜50万であると、力学特性と成形性のバランスが良く、好適である。 The molecular weight of the polylactic acid-based resin is preferably 50,000 to 500,000 in terms of weight average molecular weight because the balance between mechanical properties and moldability is good.
また、ポリ乳酸系樹脂の融点は165℃〜175℃であると、耐レトルト性の点で好適である。 The melting point of the polylactic acid resin is preferably 165 ° C. to 175 ° C. from the viewpoint of retort resistance.
本発明では、ポリカルボジイミド化合物をポリ乳酸系樹脂に添加する。ポリカルボジイミド化合物としては、ジイソシアネート化合物を重合したものが好適に用いることができる。中でも、ジンクロヘキシルメタンカルボジイミドの重合体や、テトラメチルキシリレンカルボジイミドの重合体やその末端をエチレングリコール等で封鎖したものが望ましい。 In the present invention, a polycarbodiimide compound is added to a polylactic acid resin. As the polycarbodiimide compound, a polymer obtained by polymerizing a diisocyanate compound can be suitably used. Among these, a polymer of zinc cyclohexyl methane carbodiimide, a polymer of tetramethylxylylene carbodiimide, and a polymer whose end is blocked with ethylene glycol or the like are desirable.
ポリカルボジイミド化合物の添加量としては、ポリ乳酸系樹脂全量に対して0.01〜10mass%であり、好ましくは0.05〜5mass%である。添加量が、0.01mass%未満であると、十分な加水分解抑制効果が得られず、レトルト環境下での分子鎖断裂を抑制できない。一方、10mass%超となると溶融粘度の低下が顕著となり、成形性の劣化を招く。 The addition amount of the polycarbodiimide compound is 0.01 to 10 mass%, preferably 0.05 to 5 mass%, based on the total amount of the polylactic acid resin. If the addition amount is less than 0.01 mass%, a sufficient hydrolysis inhibiting effect cannot be obtained, and molecular chain breakage under a retort environment cannot be inhibited. On the other hand, if it exceeds 10 mass%, the decrease in melt viscosity becomes remarkable, resulting in deterioration of moldability.
ポリカルボジイミド化合物の添加方法としては、ポリ乳酸系樹脂の溶融混練時に、直接ポリカルボジイミド化合物を添加することが望ましい。例えば、ポリ乳酸系樹脂の溶融部でポリカルボジイミドを添加したり、別々に溶融したポリカルボジイミド化合物とポリ乳酸系樹脂を静止混練機にて混練する方法である。 As a method for adding the polycarbodiimide compound, it is desirable to add the polycarbodiimide compound directly during the melt-kneading of the polylactic acid resin. For example, it is a method of adding polycarbodiimide at the melting part of the polylactic acid resin, or kneading the separately melted polycarbodiimide compound and the polylactic acid resin with a static kneader.
本発明では、上記ポリカルボジイミド化合物をポリ乳酸系樹脂に添加することに加え、ポリ乳酸を主成分とする樹脂層(b)の残存配向度を、5%〜30%の範囲に制御することが重要である。なお、ここでいう残存配向度とは、X線回折法により求められた値であって、以下により定義されるものとする。
(1)ラミネート前の配向ポリ乳酸系樹脂(もしくは配向ポリ乳酸系樹脂フィルム)及びラミネート後の配向ポリ乳酸系樹脂(もしくは該フィルム)について、X線回折強度を2θ=5〜30°の範囲で測定する。
(2)2θ=5°、2θ=30°におけるX線回折強度を直線で結びベースラインとする。
(3)2θ=17°近辺にあらわれる最も高いピークの高さをベースラインより測定する。
(4)ラミネート前のフィルムの最も高いピークの高さをP1、ラミネート後のフィルムの最も高いピークをP2とした時、P2/P1×100を残存配向度(%)とする。
In the present invention, in addition to adding the polycarbodiimide compound to the polylactic acid-based resin, the residual orientation degree of the resin layer (b) containing polylactic acid as a main component can be controlled in the range of 5% to 30%. is important. Here, the residual orientation degree is a value obtained by an X-ray diffraction method and is defined as follows.
(1) For the oriented polylactic acid resin (or oriented polylactic acid resin film) before lamination and the oriented polylactic acid resin (or film) after lamination, the X-ray diffraction intensity is in the range of 2θ = 5 to 30 °. taking measurement.
(2) The X-ray diffraction intensities at 2θ = 5 ° and 2θ = 30 ° are connected by a straight line to obtain a baseline.
(3) The height of the highest peak appearing around 2θ = 17 ° is measured from the baseline.
(4) When the height of the highest peak of the film before lamination is P1, and the highest peak of the film after lamination is P2, P2 / P1 × 100 is the residual orientation degree (%).
本発明者らが鋭意検討した結果、残存配向度の上昇に伴い、ポリ乳酸系樹脂内部に侵入する水蒸気量が低下することを見出した。残存配向度を5%以上とすることで、ポリ乳酸系樹脂の内部に到達する水蒸気量が低減し、上記のポリカルボジイミド化合物の添加効果と併せ、レトルト殺菌処理環境下での加水分解連鎖反応を抑制することができる。残存配向度の上昇とともに、樹脂内に侵入する水蒸気量は更に減少傾向となり、耐加水分解性は良好となるが、一方で、樹脂の柔軟性・伸び特性は、低下する。残存配向度が30%超となると、製缶加工への追随が不十分となり、樹脂もしくはフィルムの剥離や素材の断裂が生じてしまう。以上より、ポリ乳酸を主成分とする樹脂層(b)の残存配向度を、5%〜30%の範囲に制御することで、耐加水分解性と樹脂の成形性が両立可能となる。 As a result of intensive studies by the present inventors, it has been found that the amount of water vapor entering the inside of the polylactic acid resin decreases as the residual orientation degree increases. By making the residual orientation degree 5% or more, the amount of water vapor reaching the inside of the polylactic acid-based resin is reduced, and in addition to the effect of adding the polycarbodiimide compound, the hydrolysis chain reaction in the retort sterilization treatment environment Can be suppressed. As the degree of residual orientation increases, the amount of water vapor that penetrates into the resin further decreases and the hydrolysis resistance becomes better, while the flexibility and elongation characteristics of the resin decrease. When the residual orientation degree exceeds 30%, follow-up to the can manufacturing process becomes insufficient, and peeling of the resin or film or tearing of the material occurs. From the above, by controlling the residual orientation degree of the resin layer (b) containing polylactic acid as a main component in the range of 5% to 30%, both hydrolysis resistance and resin moldability can be achieved.
次に、上層について、説明する。 Next, the upper layer will be described.
本発明では、ポリ乳酸を主成分とする樹脂層(b)の上層に、ポリエステルを主成分とする樹脂層(a)を形成する。さらに、前記ポリエステルを主成分とする樹脂層(a)(以下、単にポリエステル樹脂層(a)と称することもある)に(イ)ポリアミン樹脂、ポリアミドアミン樹脂、ポリアミド樹脂からなる群から選ばれるいずれか一種以上を含有させることで、耐加水分解性をより向上させることができる。以下、詳細を説明する。なお、ポリエステルを主成分とするとは、樹脂成分中にポリエステル樹脂を50mass%以上含むポリエステル樹脂であり、ポリエステル以外の樹脂としては、例えばポリオレフィン樹脂などを含むことができる。 In this invention, the resin layer (a) which has polyester as a main component is formed in the upper layer of the resin layer (b) which has polylactic acid as a main component. Further, any one selected from the group consisting of (a) a polyamine resin, a polyamidoamine resin, and a polyamide resin in the resin layer (a) containing the polyester as a main component (hereinafter also referred to simply as a polyester resin layer (a)). By containing one or more kinds, hydrolysis resistance can be further improved. Details will be described below. The polyester as a main component means a polyester resin containing 50 mass% or more of a polyester resin in the resin component, and examples of the resin other than the polyester include a polyolefin resin.
上層となるポリエステルを主成分とする樹脂層(a)の組成としては、カルボン酸成分としてテレフタル酸、グリコール成分としてエチレングリコールよりなるポリエチレンテレフタレートに代表されるが、他のカルボン酸成分としてイソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸、アジピン酸等と、また他のグリコール成分としてジエチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール等と成分を置き換えた共重合樹脂等も含まれる。酸成分として、テレフタル酸は、機械的強度、耐熱性、化学的耐性などから必須であるが、更に、イソフタル酸と共重合させることで、柔軟性、引き裂き強度などが向上する。イソフタル酸成分を、10.0mol%以上60.0mol%以下の範囲でテレフタル酸成分と共重合させることで、本発明で規定する熱物性の確保が容易になるとともに、深絞り成形性、加工後密着性を向上させるよう機能するため、好適である。グリコール成分としては、エチレングリコール、プロパンジオールなどの柔軟性に優れる低Tg(Tg=ガラス転移温度)成分と、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノールなどの環構造を有する剛直な高Tg成分とを共重合させることが望ましい。本発明で規定する熱物性の確保が容易であるとともに、強度と柔軟性を制御できる。好適な例としては、酸成分がイソフタル酸10〜30mol%、テレフタル酸70〜90mol%で構成され、グリコール成分がエチレングリコール30〜50mol%、プロパンジオール50〜70mol%で構成されるポリエステル樹脂を挙げることができる。 The composition of the resin layer (a) mainly composed of polyester as the upper layer is represented by terephthalic acid as a carboxylic acid component and polyethylene terephthalate made of ethylene glycol as a glycol component, but as other carboxylic acid component, isophthalic acid, Also included are phthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, adipic acid and the like, and copolymer resins in which the components are replaced with diethylene glycol, propylene glycol, butanediol, neopentyl glycol and the like as other glycol components. As an acid component, terephthalic acid is essential because of mechanical strength, heat resistance, chemical resistance, and the like, but further, by copolymerizing with isophthalic acid, flexibility, tear strength, and the like are improved. By copolymerizing the isophthalic acid component with the terephthalic acid component in the range of 10.0 mol% or more and 60.0 mol% or less, it becomes easy to ensure the thermophysical properties specified in the present invention, and deep drawability, after processing This is preferable because it functions to improve adhesion. As the glycol component, a low Tg (Tg = glass transition temperature) component having excellent flexibility such as ethylene glycol and propanediol and a rigid high Tg component having a ring structure such as neopentyl glycol and cyclohexanedimethanol are copolymerized. It is desirable to make it. While ensuring the thermophysical property prescribed | regulated by this invention, intensity | strength and a softness | flexibility can be controlled. Preferable examples include polyester resins in which the acid component is composed of 10 to 30 mol% isophthalic acid and 70 to 90 mol% terephthalic acid, and the glycol component is composed of 30 to 50 mol% ethylene glycol and 50 to 70 mol% propanediol. be able to.
前記上層となるポリエステル樹脂層(a)の付着量は、0.1g/m2以上5.0g/m2以下の範囲に規定する。0.1g/m2未満では、下層の樹脂層表面を均一に被覆することができず、本発明に規定する効果が期待できない。一方、5.0g/m2超とすると、樹脂内部の残留応力が過大となり、樹脂層の強度が低下してしまう場合がある。その結果、製缶加工時に、樹脂層が破壊しやすく、そこを起点に缶胴部が断裂してしまうこととなる。よって、付着量は、0.1g/m2以上5.0g/m2以下の範囲、好ましくは、1.0g/m2以上2.0g/m2の範囲である。 The adhesion amount of the upper polyester resin layer (a) is specified in the range of 0.1 g / m 2 to 5.0 g / m 2 . If it is less than 0.1 g / m 2 , the lower resin layer surface cannot be uniformly coated, and the effect prescribed in the present invention cannot be expected. On the other hand, if it exceeds 5.0 g / m 2 , the residual stress inside the resin becomes excessive, and the strength of the resin layer may decrease. As a result, at the time of can manufacturing, the resin layer is easily broken, and the can body portion is torn starting from the resin layer. Therefore, the adhesion amount is in the range of 0.1 g / m 2 to 5.0 g / m 2 , and preferably in the range of 1.0 g / m 2 to 2.0 g / m 2 .
前記上層となるポリエステル樹脂層(a)の重量平均分子量は、10000以上40000以下、望ましくは15000〜20000の範囲が好ましい。このような範囲の重量平均分子量を有するポリエステル樹脂は、加工性と強度のバランスに優れ、深絞り成形性及び成形加工後の密着性が良好となる。分子量10000以上とすることで樹脂の強度がアップし、深絞り成形時に樹脂が断裂することなく変形に追随する。その後のレトルト処理においても、さらに上層にフィルムを形成する場合において、該フィルムの熱収縮に対抗して、トリム端等からのデラミを抑制することができる。また、製缶後の耐衝撃性についても、欠陥の発生を抑制し、良好な性能を得ることができるようになる。一方、分子量が40000超となると、樹脂の強度が過大となり、逆に柔軟性を損なうおそれがある。40000以下とすることで、強度と柔軟性のバランスを維持することができる。 The weight average molecular weight of the polyester resin layer (a) as the upper layer is preferably 10,000 or more and 40,000 or less, and more preferably 15,000 to 20,000. A polyester resin having a weight average molecular weight in such a range has an excellent balance between processability and strength, and has good deep drawability and adhesion after molding. By setting the molecular weight to 10,000 or more, the strength of the resin increases, and the resin follows the deformation without tearing during the deep drawing. Also in the subsequent retorting process, when a film is further formed on the upper layer, delamination from the trim end or the like can be suppressed against the thermal shrinkage of the film. Also, with respect to impact resistance after canning, the occurrence of defects can be suppressed and good performance can be obtained. On the other hand, if the molecular weight exceeds 40,000, the strength of the resin becomes excessive, and conversely, flexibility may be impaired. By setting it to 40000 or less, the balance between strength and flexibility can be maintained.
さらに、上層となるポリエステル樹脂層(a)は、ガラス転移点が30℃以上であり、樹脂層が非晶性樹脂からなる場合は軟化点が、結晶性樹脂からなる場合は融点が、130℃以上であるのが好ましい。樹脂被覆金属板が保管・運搬される際、40℃程度の温度で長時間保持される可能性があるため、ガラス転移点は、30℃以上であることが必要である。また、食缶用のレトルト殺菌処理は、120℃以上の高温で1時間以上に及ぶことがあり、十分な耐熱性を有することが求められるため、樹脂層が非晶性樹脂の場合は、JIS K2425に定める軟化点が130℃以上とする必要があり、樹脂層が結晶性樹脂の場合は、JIS K7121に定める融点が130℃以上である必要があり、150℃以上であれば更に好適である。 Furthermore, the polyester resin layer (a) as an upper layer has a glass transition point of 30 ° C. or higher, a softening point when the resin layer is made of an amorphous resin, and a melting point of 130 ° C. when the resin layer is made of a crystalline resin. The above is preferable. When the resin-coated metal plate is stored and transported, it may be kept at a temperature of about 40 ° C. for a long time, so that the glass transition point needs to be 30 ° C. or higher. In addition, the retort sterilization treatment for food cans may take 1 hour or more at a high temperature of 120 ° C. or higher and is required to have sufficient heat resistance. Therefore, when the resin layer is an amorphous resin, JIS The softening point specified in K2425 needs to be 130 ° C. or higher. When the resin layer is a crystalline resin, the melting point specified in JIS K7121 needs to be 130 ° C. or higher, and more preferably 150 ° C. or higher. .
ポリエステル樹脂層(a)は、主成分であるポリエステル樹脂に加えて、下記(イ)の成分を含有する。
(イ)ポリアミン樹脂、ポリアミドアミン樹脂、ポリアミド樹脂からなる群から選ばれるいずれか一種以上:1.0〜50mass%
好適には、
(ロ)エポキシ樹脂:0.5〜30mass%
(ハ)金属アルコキシド系化合物および/または金属器レート化合物:0.01〜10mass%
(イ)ポリアミン樹脂、ポリアミドアミン樹脂、ポリアミド樹脂からなる群から選ばれるいずれか一種以上
ポリアミン樹脂、ポリアミドアミン樹脂、ポリアミド樹脂は、メラミン樹脂などと比較して硬化速度が速く、強靭な皮膜を形成できる点で優れている。ポリエステル/メラミン系、エポキシ/メラミン系等からなる樹脂組成物と比較して硬化特性が優れるため、熱融着ラミネート法などの極めて短時間(1秒未満)の熱処理においても、樹脂間の架橋反応による高分子化が可能となる。
The polyester resin layer (a) contains the following component (a) in addition to the main component polyester resin.
(I) Any one or more selected from the group consisting of polyamine resin, polyamidoamine resin, and polyamide resin: 1.0 to 50 mass%
Preferably,
(B) Epoxy resin: 0.5 to 30 mass%
(C) Metal alkoxide compound and / or metal phyrate compound: 0.01 to 10 mass%
(A) One or more selected from the group consisting of polyamine resins, polyamide amine resins, and polyamide resins Polyamine resins, polyamide amine resins, and polyamide resins have a faster curing speed and form a tough film compared to melamine resins, etc. It is excellent in that it can be done. Because it has excellent curing characteristics compared to resin compositions made of polyester / melamine, epoxy / melamine, etc., cross-linking reaction between resins even in heat treatment of extremely short time (less than 1 second) such as heat fusion laminating. It becomes possible to polymerize.
架橋反応による三次元ネットワークが形成されることで、ガス透過性や水蒸気透過性を大幅に低下させることができる。すなわち、(イ)ポリアミン樹脂、ポリアミドアミン樹脂、ポリアミド樹脂からなる群から選ばれるいずれか一種以上を含有するポリエステル樹脂層(a)を、ポリ乳酸を主成分とする樹脂層(b)の上層に形成することで、レトルト殺菌処理における水蒸気の透過を、ポリエステル樹脂層(a)内部で遮断することができる。よって、ポリ乳酸系樹脂層(b)に到達する水蒸気量が大幅に低減することで、耐加水分解性の飛躍的向上が見込めるのである。また、架橋構造は、樹脂の力学特性をも向上させるため、成形性についても大幅な向上が見込める。 By forming a three-dimensional network by a crosslinking reaction, gas permeability and water vapor permeability can be significantly reduced. That is, (a) a polyester resin layer (a) containing at least one selected from the group consisting of a polyamine resin, a polyamidoamine resin, and a polyamide resin is formed on the resin layer (b) containing polylactic acid as a main component. By forming, permeation | transmission of the water vapor | steam in a retort sterilization process can be interrupted | blocked inside a polyester resin layer (a). Therefore, a drastic improvement in hydrolysis resistance can be expected by significantly reducing the amount of water vapor reaching the polylactic acid resin layer (b). In addition, since the cross-linked structure also improves the mechanical properties of the resin, a significant improvement in moldability can be expected.
ポリアミン樹脂として特に代表的なものを例示すると、脂肪族アミンとしては、ジエチレントリアミン、トリエチレントリアミン、トリエチレンペンタミン、脂環式ポリアミンとしてはイソホロンジアミンなどが挙げられる。また、作業性改善や低刺激化、機械物性の向上のために脂肪族ポリアミンにエポキシ樹脂やアクリロニトリルを付加させたり、ホルムアルデヒドとフェノールを反応させて変性したものなども挙げられる。芳香族ポリアミンとしては、メタフェニレンジアミン、ジアミノジフェニルスルホン酸、ジアミノジフェニルメタンなどが挙げられる。市販品としては、DIC(株)製EPICRON EXB−353、エアープロダクツジャパン(株)製アンカミン2596、アンカミン2605などが挙げられる。 Specific examples of the polyamine resin include diethylenetriamine, triethylenetriamine, and triethylenepentamine as the aliphatic amine, and isophoronediamine as the alicyclic polyamine. In addition, an epoxy resin or acrylonitrile may be added to an aliphatic polyamine or modified by reacting formaldehyde and phenol to improve workability, reduce irritation, or improve mechanical properties. Examples of the aromatic polyamine include metaphenylenediamine, diaminodiphenylsulfonic acid, and diaminodiphenylmethane. Commercially available products include EPICRON EXB-353 manufactured by DIC Corporation, Ancamine 2596 manufactured by Air Products Japan Co., Ltd., Ancamine 2605, and the like.
ポリアミドアミン樹脂、ポリアミド樹脂は、例えば、油脂脂肪酸とポリアミンの脱水縮合反応により合成される化合物である。市販品としては、三洋化成ポリマイドL−15−3、ポリマイドL−45−3、エアープロダクツジャパン(株)製アンカマイド2137、サンマイド330、サンマイドX−2000などが挙げられる。 The polyamide amine resin and the polyamide resin are compounds synthesized by, for example, a dehydration condensation reaction between fat and fatty acid and polyamine. Commercially available products include Sanyo Kasei Polyamide L-15-3, Polyamide L-45-3, Air Products Japan Co., Ltd. Ancamide 2137, Sunmide 330, Sunmide X-2000, and the like.
ポリアミン樹脂、ポリアミドアミン樹脂、ポリアミド樹脂からなる群から選ばれるいずれか一種以上の添加量としては、1.0〜50mass%の範囲とする。添加量が、1mass%より低いと硬化性が不足し耐レトルト性が劣り、50mass%を超えると加工性が悪化する場合がある。より好ましくは、3.0〜30mass%の範囲である。 The addition amount of any one or more selected from the group consisting of a polyamine resin, a polyamidoamine resin, and a polyamide resin is in the range of 1.0 to 50 mass%. If the addition amount is less than 1 mass%, the curability is insufficient and the retort resistance is inferior, and if it exceeds 50 mass%, the workability may be deteriorated. More preferably, it is the range of 3.0-30 mass%.
(ロ)エポキシ樹脂(好適条件)
エポキシ樹脂は、主にポリエステル樹脂層(a)の密着性を向上させるものである。エポキシ樹脂の種類は特に限定するものではないが、近年、ビスフェノールA型エポキシ樹脂では、内分泌攪乱作用が懸念されているため、このような懸念のない樹脂であることが好ましく、ビスフェノールAを含まないエポキシ樹脂とすることが好ましい。ビスフェノールAを含まないエポキシ樹脂としては、ノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂などがあげられ、特にノボラック型エポキシ樹脂であることが好ましい。ノボラック型エポキシ樹脂としては、クレゾールノボラック型、フェノールノボラック型などがあげられる。ノボラック型エポキシ樹脂の市販品としては、DIC(株)社製のエピクロンN−665、670、673、680、690、695、730、740、770、865、870、ダウケミカル(株)社製のXD−7855、旭化成エポキシ(株)社製のECN−1273、1299などが挙げられる。ビフェニル型エポキシ樹脂としては、三菱化学(株)製のYL6121H、YX7399が挙げられる。
(B) Epoxy resin (preferred conditions)
The epoxy resin mainly improves the adhesion of the polyester resin layer (a). The type of the epoxy resin is not particularly limited. However, in recent years, bisphenol A type epoxy resins are concerned about endocrine disrupting action. Therefore, the resin is preferably free from such concerns and does not contain bisphenol A. It is preferable to use an epoxy resin. Examples of the epoxy resin that does not contain bisphenol A include novolak type epoxy resins and biphenyl type epoxy resins, and a novolak type epoxy resin is particularly preferable. Examples of the novolak type epoxy resin include a cresol novolak type and a phenol novolak type. As a commercial product of a novolak type epoxy resin, Epicron N-665, 670, 673, 680, 690, 695, 730, 740, 770, 865, 870 manufactured by DIC Corporation, manufactured by Dow Chemical Co., Ltd. XD-7855, ECN-1273, 1299 manufactured by Asahi Kasei Epoxy Co., Ltd. and the like. Examples of the biphenyl type epoxy resin include YL6121H and YX7399 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation.
エポキシ樹脂の添加量としては、0.5〜30mass%の範囲が好適である。エポキシ樹脂の比率が、0.5mass%よりも低いと、密着性向上効果が乏しく、逆に、30mass%を超えると、加工性が低下してしまう場合がある。より好ましくは、5〜25mass%の範囲である。 The addition amount of the epoxy resin is preferably in the range of 0.5 to 30 mass%. When the ratio of the epoxy resin is lower than 0.5 mass%, the effect of improving the adhesion is poor, and conversely, when it exceeds 30 mass%, the workability may be deteriorated. More preferably, it is the range of 5-25 mass%.
(ハ)金属アルコキシド系化合物および/または金属キレート化合物(好適条件)
金属アルコキシド系化合物および/または金属キレート系化合物は、ポリエステル樹脂層(a)の主成分であるポリエステル樹脂、(イ)ポリアミン樹脂、ポリアミドアミン樹脂、ポリアミド樹脂からなる群から選ばれるいずれか一種以上、(ロ)エポキシ樹脂と反応を起こす。各々の樹脂の官能基と金属アルコキシド系化合物および/または金属キレート系化合物の間で架橋反応が進行する。この架橋反応は、金属アルコキシド系化合物および/または金属キレート系化合物が無い場合と比較して、その皮膜の硬化速度が著しく速いために、結果として極めて少ない熱エネルギーで優れた密着性、加工性、耐レトルト性、耐食性を発現することが可能となる。例えば、既存のラミネート缶はフィルムをラミネートした後に180℃以上で、数秒〜数分間焼付けが施され、その後の後加熱を利用し樹脂皮膜を硬化させ、上記の各種要求性能を確保するものである。しかし、本発明において、金属アルコキシド系化合物および/または金属キレート化合物を含有した場合のポリエステル樹脂層(a)は、熱融着ラミネートを行う際の、1秒程度の短時間加熱のみで樹脂層が十分に硬化し、後加熱を施したものと同等以上の性能を得ることができる。したがって、製造プロセスにおける後加熱工程が不要となり、製造効率が格段に向上する。加えて、二酸化炭素の排出低減も可能となり、実用上極めて有用な技術となりうる。更に、皮膜中に金属が組み込まれることで、皮膜の強度が向上し、結果として耐衝撃性や耐食性が大幅に向上する。以上の理由により、前記ポリエステル樹脂層(a)は、さらに、金属アルコキシド系化合物および/または金属キレート化合物を含有することが好ましい。
(C) Metal alkoxide compounds and / or metal chelate compounds (preferred conditions)
The metal alkoxide compound and / or the metal chelate compound is at least one selected from the group consisting of a polyester resin as a main component of the polyester resin layer (a), (a) a polyamine resin, a polyamidoamine resin, and a polyamide resin, (B) Reacts with epoxy resin. A crosslinking reaction proceeds between the functional group of each resin and the metal alkoxide compound and / or metal chelate compound. This cross-linking reaction has a significantly faster curing rate compared to the case where there is no metal alkoxide compound and / or metal chelate compound, and as a result, excellent adhesion, workability, Retort resistance and corrosion resistance can be expressed. For example, existing laminated cans are baked at 180 ° C. or higher for several seconds to several minutes after laminating the film, and then the post-heating is used to cure the resin film to ensure the above various required performances. . However, in the present invention, the polyester resin layer (a) containing a metal alkoxide compound and / or a metal chelate compound can be formed by only heating for a short time of about 1 second when performing heat fusion lamination. Performance sufficiently equal to or higher than that obtained by sufficiently curing and post-heating can be obtained. Therefore, the post-heating step in the manufacturing process is not necessary, and the manufacturing efficiency is greatly improved. In addition, carbon dioxide emissions can be reduced, which can be a very useful technique in practice. Furthermore, by incorporating a metal into the film, the strength of the film is improved, and as a result, impact resistance and corrosion resistance are greatly improved. For the above reasons, the polyester resin layer (a) preferably further contains a metal alkoxide compound and / or a metal chelate compound.
金属アルコキシド系化合物および/または金属キレート系化合物としては、例えば、アルミニウム、チタン、錫、ジルコニウムなどのアルコキシド金属化合物、アセト酢酸が金属に配位した金属キレート化合物などが挙げられる。中でも、チタンアルコキシド系化合物及び/またはチタンキレート化合物を用いるのが好ましい。 Examples of the metal alkoxide compound and / or metal chelate compound include alkoxide metal compounds such as aluminum, titanium, tin, and zirconium, and metal chelate compounds in which acetoacetic acid is coordinated to the metal. Among these, it is preferable to use a titanium alkoxide compound and / or a titanium chelate compound.
金属アルコキシド系化合物及び/または金属キレート化合物の添加量としては、0.01〜10mass%の範囲が好適である。0.01mass%未満であると、期待した速硬化性等の効果が得られず、逆に10mass%を超えると、樹脂皮膜が硬くなり、加工性が劣るようになるのに加え、コーティング液作製時にゲル化を引き起こす場合がある。より好ましくは、0.1〜7mass%の範囲である。 The addition amount of the metal alkoxide compound and / or the metal chelate compound is preferably in the range of 0.01 to 10 mass%. If it is less than 0.01 mass%, the expected effect such as fast curability cannot be obtained. Conversely, if it exceeds 10 mass%, the resin film becomes hard and the workability becomes inferior. Sometimes it causes gelation. More preferably, it is the range of 0.1-7 mass%.
更に、染料、顔料などの着色剤を添加することで、下地の金属板を隠蔽し、樹脂独自の多様な色調を付与できる。例えば、黒色顔料として、カーボンブラックを添加することで、下地の金属色を隠蔽するとともに、黒色のもつ高級感を食品缶詰に付与することができる。なお、本願において、着色剤を、樹脂層(b1)中に添加する場合は、外割(樹脂性能に関わる、ポリエステル樹脂、(イ)〜(ホ)等の成分の合計を100質量部としたときの着色剤の質量部(PHR))で示した。すなわち、カーボンブラックの添加量は、意匠性と他の要求特性との両立の観点から5PHR以上40PHR以下が望ましい。5PHR未満では黒色度が不十分であるとともに下地金属の色調が隠蔽できず、高級感のある意匠性を付与できない場合がある。一方、40PHR超としても、黒色度は変化しないため意匠性の改善効果は得られないばかりか、ポリエステル樹脂の構造が脆弱となるため、製缶加工時に樹脂層が容易に破壊してしまう場合がある。なお、着色剤を添加する層は、密着層であるポリ乳酸系樹脂層(b)であることが望ましい。上層を形成するポリエステル樹脂層(a)に保護されるため、製缶加工時などに生ずる加工疵による意匠性の劣化を、効果的に抑止できるためである。 Furthermore, by adding colorants such as dyes and pigments, the underlying metal plate can be concealed and various colors unique to the resin can be imparted. For example, by adding carbon black as a black pigment, it is possible to conceal the metal color of the base and to impart a high-class feeling of black to food cans. In addition, in this application, when adding a coloring agent in the resin layer (b1), the total of components, such as outer split (polyester resin, (i)-(e) related to resin performance, is 100 mass parts. In parts by weight of colorant (PHR)). That is, the amount of carbon black added is desirably 5 PHR or more and 40 PHR or less from the viewpoint of achieving both design properties and other required characteristics. If it is less than 5 PHR, the blackness is insufficient, the color tone of the base metal cannot be concealed, and a high-quality design may not be imparted. On the other hand, even if it exceeds 40 PHR, the blackness does not change, so the effect of improving the design is not obtained, and the structure of the polyester resin becomes brittle, so that the resin layer may be easily broken during can manufacturing. is there. The layer to which the colorant is added is preferably a polylactic acid resin layer (b) that is an adhesion layer. This is because the polyester resin layer (a) that forms the upper layer protects the deterioration of the design property due to the processing flaw that occurs during can making processing or the like.
カーボンブラックの粒子径としては、5〜50nmの範囲のものが好ましいが、ポリ乳酸系樹脂もしくはポリエステル樹脂中での分散性や発色性を考慮すると、5〜30nmの範囲が好適である。 The particle size of carbon black is preferably in the range of 5 to 50 nm, but in view of dispersibility and color developability in the polylactic acid resin or polyester resin, the range of 5 to 30 nm is preferable.
黒色顔料以外にも、白色顔料を添加することで下地の金属光沢を隠蔽するとともに、印刷面を鮮映化することができ、良好な外観を得ることができる。添加する顔料としては、容器成形後に優れた意匠性を発揮できることが必要であり、係る観点からは、二酸化チタンなどの無機系顔料を使用できる。着色力が強く、展延性にも富むため、容器成形後も良好な意匠性を確保できるので好適である。二酸化チタンの添加量は、対象樹脂層に対して、5〜40PHRであることが望ましい。5PHR以上であれば、充分な白色度が得られ、良好な意匠性が確保できる。一方、40PHRを超えて添加しても、白色度が飽和するため、経済上の理由で40PHR以下とすることが望ましい。より好ましくは、10〜30PHRの範囲である。なお、着色剤の添加量とは、着色剤を添加した樹脂層に対する割合である。 In addition to the black pigment, by adding a white pigment, the metallic luster of the base can be concealed, the printed surface can be sharpened, and a good appearance can be obtained. As a pigment to be added, it is necessary that an excellent design property can be exhibited after container molding. From such a viewpoint, inorganic pigments such as titanium dioxide can be used. Since the coloring power is strong and rich in spreadability, it is preferable because a good design property can be secured even after container molding. The amount of titanium dioxide added is desirably 5 to 40 PHR with respect to the target resin layer. If it is 5 PHR or more, sufficient whiteness can be obtained and good design properties can be secured. On the other hand, even if it is added in excess of 40 PHR, the whiteness is saturated, so it is desirable to make it 40 PHR or less for economic reasons. More preferably, it is the range of 10-30 PHR. In addition, the addition amount of a coloring agent is a ratio with respect to the resin layer which added the coloring agent.
容器表面に光輝色を望む場合には、アゾ系顔料の使用も好適である。透明性に優れながら着色力が強く、展延性に富むため、容器成形後も光輝色のある外観が得られる。本発明で使用できるアゾ系顔料としては、カラーインデックス(略称:C.I.)が、ピグメントイエロー12、13、14、16、17、55、81、83、139、180、181のうちの少なくとも1種類を挙げることができる。特に、色調(光輝色)の鮮映性、レトルト殺菌処理環境での耐ブリーディング性(顔料がフィルム表面に析出する現象に対する抑制能)などの観点から、分子量が大きく、PET樹脂への溶解性が乏しい顔料が望ましい。例えば、分子量が700以上の、ベンズイミダゾロン構造を有するC.I.ピグメントイエロー180がより好ましく用いられる。
アゾ系顔料の添加量は、対象樹脂層に対して、10〜40PHRとすることが望ましい。添加量が10PHR以上であれば、発色に優れるので好適である。40PHR以下の方が、透明度が高くなり光輝性に富んだ色調となる。
When a bright color is desired on the container surface, use of an azo pigment is also suitable. Although it is excellent in transparency, it has a strong coloring power and a high spreadability, so that a bright appearance can be obtained even after the container is molded. As an azo pigment that can be used in the present invention, the color index (abbreviation: CI) is at least one of Pigment Yellow 12, 13, 14, 16, 17, 55, 81, 83, 139, 180, and 181. One type can be mentioned. In particular, from the viewpoints of vividness of color tone (bright color) and bleeding resistance in retort sterilization environment (inhibition ability against the phenomenon that pigments are deposited on the film surface), it has a large molecular weight and is soluble in PET resin. A poor pigment is desirable. For example, C.I. having a benzimidazolone structure having a molecular weight of 700 or more. I. Pigment Yellow 180 is more preferably used.
The addition amount of the azo pigment is desirably 10 to 40 PHR with respect to the target resin layer. If the addition amount is 10 PHR or more, it is preferable because coloring is excellent. When the color is 40 PHR or less, the transparency becomes high and the color tone is rich.
次に、上記の少なくとも2層構造の樹脂層を一方の面もしくは両面に有する容器用ポリ乳酸系樹脂被覆金属板の一例の製造方法について説明する。
本発明の容器用ポリ乳酸系樹脂被覆金属板は、まず、前記上層となるポリエステル樹脂層(a)を下層となるポリ乳酸系樹脂層(b)の表面に形成する。次いで、この複層構造の樹脂層(フィルム)を金属板表面にラミネートする。
Next, a method for producing an example of a polylactic acid-based resin-coated metal plate for containers having the resin layer having the above-described at least two-layer structure on one side or both sides will be described.
In the polylactic acid resin-coated metal plate for containers of the present invention, first, the polyester resin layer (a) as the upper layer is formed on the surface of the polylactic acid resin layer (b) as the lower layer. Next, this multilayer resin layer (film) is laminated on the surface of the metal plate.
(ポリ乳酸系樹脂層(b)の製造方法)
ポリ乳酸系樹脂層(b)は、ポリ−L−乳酸とポリ−D−乳酸を含むポリ乳酸系組成物を用いて押し出し成形して得られるフィルムあるいはシートを、好ましくは一方向に2倍以上、より好ましくは2〜12倍延伸することにより、耐熱性、透明性に優れるポリ乳酸系延伸フィルムが得られる。延伸倍率の上限は、特に限定されないが、通常、12倍を超えるとフィルムが破断したりして安定に延伸できない危険性がある。また、押し出し成形して得られるフィルムあるいはシートを、好ましくは縦方向に2倍以上、横方向に2倍以上、より好ましくは縦方向に2〜7倍及び横方向に2〜7倍、さらに好ましくは縦方向に2.5〜5倍及び横方向に2.5〜5倍延伸することにより、耐熱性、透明性に優れるポリ乳酸系延伸フィルム(ポリ乳酸系二軸延伸フィルム)が得られる。延伸倍率の上限は、特に限定されないが、通常、7倍を超えるとフィルムが破断したりして安定に延伸できないおそれがある。本発明に関わるポリ乳酸系延伸フィルムは、延伸後、140〜220℃、より好ましくは150〜200℃で、1秒以上、より好ましくは3〜60秒熱処理を施すと、更に耐熱性が向上する。
(Method for producing polylactic acid resin layer (b))
The polylactic acid-based resin layer (b) is preferably a film or sheet obtained by extrusion molding using a polylactic acid-based composition containing poly-L-lactic acid and poly-D-lactic acid, preferably twice or more in one direction. More preferably, by stretching 2 to 12 times, a polylactic acid-based stretched film having excellent heat resistance and transparency can be obtained. The upper limit of the stretching ratio is not particularly limited. However, if it exceeds 12 times, there is a risk that the film may be broken and cannot be stably stretched. The film or sheet obtained by extrusion molding is preferably at least twice in the vertical direction, at least twice in the horizontal direction, more preferably 2 to 7 times in the vertical direction and 2 to 7 times in the horizontal direction, and still more preferably. Is stretched 2.5 to 5 times in the longitudinal direction and 2.5 to 5 times in the transverse direction, whereby a polylactic acid-based stretched film (polylactic acid-based biaxially stretched film) having excellent heat resistance and transparency is obtained. The upper limit of the draw ratio is not particularly limited. However, if it exceeds 7 times, the film may be broken and may not be stably stretched. When the polylactic acid-based stretched film according to the present invention is subjected to heat treatment at 140 to 220 ° C., more preferably 150 to 200 ° C. for 1 second or more, more preferably 3 to 60 seconds after stretching, the heat resistance is further improved. .
(ポリエステル樹脂層(a)の形成方法)
上層となるポリエステル樹脂層(a)をポリ乳酸系樹脂層(b)表面に形成する方法について説明する。本発明で規定する樹脂組成を有するポリエステル樹脂を有機溶剤中に溶解させコーティング液とする。次いで、作製したコーティング液を、ポリ乳酸系樹脂層(b)(ポリ乳酸系延伸フィルム)表面に塗布し乾燥する。形成方法は特に限定しないが、前述した方法が、本発明の目的・用途に適合しているため好適である。
(Method for forming polyester resin layer (a))
A method for forming the upper polyester resin layer (a) on the surface of the polylactic acid resin layer (b) will be described. A polyester resin having a resin composition defined in the present invention is dissolved in an organic solvent to form a coating solution. Next, the prepared coating solution is applied to the surface of the polylactic acid resin layer (b) (polylactic acid stretched film) and dried. The formation method is not particularly limited, but the above-described method is suitable because it is suitable for the purpose and application of the present invention.
本発明で規定するポリエステル樹脂を溶解させるための有機溶剤としては、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素溶剤、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン溶剤、酢酸エチル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテートなどのエステル系溶剤などを挙げることができ、これらの1種以上を適宜選定して使用することができる。また、本発明で規定するポリアミン樹脂、ポリアミドアミン樹脂、ポリアミド樹脂や、エポキシ樹脂、金属アルコキシド系化合物、金属キレート化合物、着色剤としてカーボンブラック、アゾ系顔料などの添加剤は、有機溶剤中に溶解または分散させて使用するのが望ましい。この際、分散剤を併用すると、添加剤の均一性が付与できるため、好適である。 Examples of the organic solvent for dissolving the polyester resin defined in the present invention include aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene, ketone solvents such as methyl ethyl ketone and cyclohexanone, and ester solvents such as ethyl acetate and ethylene glycol monoethyl ether acetate. One or more of these can be appropriately selected and used. In addition, additives such as polyamine resin, polyamide amine resin, polyamide resin, epoxy resin, metal alkoxide compound, metal chelate compound, colorant, carbon black, and azo pigment as defined in the present invention are dissolved in an organic solvent. Alternatively, it is desirable to use in a dispersed manner. In this case, it is preferable to use a dispersant in combination because the uniformity of the additive can be imparted.
コーティング液をポリ乳酸系樹脂層(b)(ポリ乳酸系延伸フィルム)に塗布する方法としては、ロールコーター方式、ダイコーター方式、グラビア方式、グラビアオフセット方式、スプレー塗布方式など、既知の塗装手段が適用できるが、グラビアロールコート法が最も好適である。コーティング液塗布後の乾燥条件としては、80℃〜170℃で20〜180秒間、特に80℃〜120℃で60〜120秒間が好ましい。乾燥後のポリエステル樹脂層(a)の付着量は、本発明に規定する0.1g/m2以上5.0g/m2以下の範囲が好ましい。
(金属板へのラミネート方法および残存配向度の調整方法)
本発明では、例えば、金属板を加熱装置にて一定温度以上に昇温し、その表面にポリ乳酸系樹脂フィルムを圧着ロール(以後、ラミネートロールと称す)を用いて金属板に接触させ熱融着させる方法を用いることができる。なお、本発明で規定するポリ乳酸系樹脂層(b)の残存配向度は、ラミネート条件を調整することで達成できる。
As a method of applying the coating liquid to the polylactic acid-based resin layer (b) (polylactic acid-based stretched film), known coating means such as a roll coater method, a die coater method, a gravure method, a gravure offset method, and a spray coating method can be used. Although applicable, the gravure roll coating method is most preferred. As drying conditions after application of the coating liquid, 80 to 170 ° C. for 20 to 180 seconds, particularly 80 to 120 ° C. for 60 to 120 seconds are preferable. The adhesion amount of the polyester resin layer (a) after drying is preferably in the range of 0.1 g / m 2 or more and 5.0 g / m 2 or less as defined in the present invention.
(Lamination method to metal plate and adjustment method of residual orientation)
In the present invention, for example, a metal plate is heated to a certain temperature or higher with a heating device, and a polylactic acid resin film is brought into contact with the metal plate using a pressure-bonding roll (hereinafter referred to as a laminate roll) on the surface thereof for heat fusion. A method of wearing can be used. In addition, the residual orientation degree of the polylactic acid-type resin layer (b) prescribed | regulated by this invention can be achieved by adjusting lamination conditions.
熱融着開始時の金属板の温度は、ポリ乳酸系樹脂層(b)のポリ乳酸系樹脂の融点を基準として、+5℃〜+20℃の範囲とする。熱融着法によって、金属板−ポリ乳酸系樹脂層(b)の層間密着性を確保するためには、密着界面における樹脂の熱流動が必要である。金属板の温度を、ポリ乳酸系樹脂層(b)の融点を基準として、+5℃以上の温度範囲とすることで、ポリ乳酸系樹脂が熱流動し、界面における濡れが相互に良好となって、優れた密着性を得ることができる。よって、熱融着開始時の温度の下限は、ポリ乳酸系樹脂の融点+5℃とする。 The temperature of the metal plate at the start of heat fusion is set to a range of + 5 ° C. to + 20 ° C. based on the melting point of the polylactic acid resin of the polylactic acid resin layer (b). In order to ensure the interlaminar adhesion of the metal plate-polylactic acid resin layer (b) by the thermal fusion method, it is necessary to heat the resin at the adhesion interface. By setting the temperature of the metal plate to a temperature range of + 5 ° C. or higher based on the melting point of the polylactic acid-based resin layer (b), the polylactic acid-based resin is heat-fluidized and the wetting at the interface becomes mutually good. Excellent adhesion can be obtained. Therefore, the lower limit of the temperature at the start of heat fusion is set to the melting point of the polylactic acid resin + 5 ° C.
一方、熱融着開始時の温度を、+20℃以下としたのは、+20℃超としても、更なる密着性の改善効果が期待できないことと、ポリ乳酸系樹脂フィルムの溶融が過度となり、ラミロール表面の型押しによる表面荒れなどの問題が生じる懸念があるためである。よって、熱融着開始時の温度の上限は、融点+20℃とする。 On the other hand, the temperature at the start of heat-sealing was set to + 20 ° C. or less because even if it exceeds + 20 ° C., further improvement of adhesion cannot be expected, and the polylactic acid resin film is excessively melted, resulting in lamilol This is because there is a concern that problems such as surface roughness due to the embossing of the surface may occur. Therefore, the upper limit of the temperature at the start of heat fusion is set to the melting point + 20 ° C.
熱融着時、ポリ乳酸系樹脂層(b)は、融点を超える温度で加熱されるため、少なからず溶融し、結晶構造が崩れ、配向度が低下する。したがって、ポリ乳酸系樹脂層(b)が、熱融着時に金属板から与えられる熱量を調整することで、残存配向度を制御することができるのである。与えられる熱量が大きければ、ポリ乳酸系樹脂層(b)が溶融するため、残存配向度が低下し、与えられる熱量が小さければ、ポリ乳酸系樹脂層(b)の溶融が抑えられ、残存配向度が増加することになる。 At the time of heat-sealing, the polylactic acid resin layer (b) is heated at a temperature exceeding the melting point, so it melts not a little, the crystal structure is broken, and the degree of orientation is lowered. Therefore, the degree of residual orientation can be controlled by adjusting the amount of heat given from the metal plate to the polylactic acid resin layer (b) during heat fusion. If the amount of heat applied is large, the polylactic acid resin layer (b) is melted, so that the degree of residual orientation is lowered. If the amount of heat applied is small, melting of the polylactic acid resin layer (b) is suppressed, and the residual orientation The degree will increase.
ポリ乳酸系樹脂層(b)の残存配向度を、30%以下とするためには、熱融着開始時の温度をポリ乳酸系樹脂の融点+5℃とした場合、融着時間は、10msec以上必要となる。 In order to set the residual orientation degree of the polylactic acid-based resin layer (b) to 30% or less, when the temperature at the start of thermal fusion is set to the melting point of the polylactic acid-based resin + 5 ° C., the fusion time is 10 msec or more. Necessary.
一方、残存配向度を5%以上とするためには、熱融着開始時の温度をポリ乳酸系樹脂の融点+20℃とした場合、融着時間は30msec以下にする必要がある。 On the other hand, in order to set the residual orientation degree to 5% or more, when the temperature at the start of thermal fusion is the melting point of the polylactic acid resin + 20 ° C., the fusion time needs to be 30 msec or less.
このようなラミネート条件を達成するためには、150mpm以上の高速操業に加え、熱融着中の冷却も必要である。例えば、ラミネートロールが内部水冷式の場合、冷却水を通過させることで、各樹脂層が過度に加熱されるのを抑制することができる。更に、冷却水の温度を変化させることで、ポリ乳酸系樹脂層(b)及び上層のポリエステル樹脂層(a)の熱履歴をコントロールできるため、好適である。 In order to achieve such lamination conditions, in addition to high-speed operation of 150 mpm or more, cooling during heat sealing is also necessary. For example, when the laminate roll is an internal water-cooling type, it is possible to prevent each resin layer from being heated excessively by passing the cooling water. Furthermore, it is preferable because the heat history of the polylactic acid resin layer (b) and the upper polyester resin layer (a) can be controlled by changing the temperature of the cooling water.
ラミネートロールの加圧は、面圧として9.8〜294N/cm2(1〜30kgf/cm2)が望ましい。9.8N/cm2未満の場合、たとえ熱融着開始時の温度がポリ乳酸系樹脂の融点+5℃以上であって、十分な流動性が確保できていたとしても、金属表面に樹脂を押し広げる力が弱いため十分な被覆性が得られず、結果として密着性、耐食性などの性能に影響を及ぼす可能性がある。また、294N/cm2超となると、ラミネート金属板の性能上は不都合がないものの、ラミネートロールにかかる力が大きく設備的な強度が必要となり装置の大型化を招くため不経済である。 The pressurization of the laminate roll is preferably 9.8 to 294 N / cm 2 (1 to 30 kgf / cm 2 ) as the surface pressure. When the temperature is less than 9.8 N / cm 2 , even if the temperature at the start of thermal fusion is not less than the melting point of the polylactic acid resin + 5 ° C. and sufficient fluidity is ensured, the resin is not pushed onto the metal surface. Since the spreading force is weak, sufficient coverage cannot be obtained, and as a result, performance such as adhesion and corrosion resistance may be affected. On the other hand, if it exceeds 294 N / cm 2, there is no inconvenience in the performance of the laminated metal plate, but the force applied to the laminating roll is large and equipment strength is required, resulting in an increase in size of the apparatus, which is uneconomical.
以下、本発明の実施例について説明する。
予備乾燥を行ったポリ乳酸系樹脂(テラマック(登録商標))と、ポリカルボジイミド化合物を表1、表2に示す割合で予備混合した後、二軸混練押し出し機に供給して、250℃で溶融混練した後、押し出しし、冷却ドラム上で冷却固化させ、未延伸フィルムを得た。次いで、二軸延伸・熱固定して、ポリ乳酸系延伸フィルムを得た。延伸倍率は、縦方向に4.5倍、横方向に4.5倍とした。
次いで、ポリエステル樹脂を主成分とする樹脂とポリアミン樹脂、ポリアミドアミン樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、金属アルコキシド系化合物、金属キレート化合物、着色剤などの各種添加剤を、表1、表2に示す質量比にてトルエンとメチルエチルケトンの混合溶媒中に溶解してコーティング液を作製した。このコーティング液を前記にて得られたポリ乳酸系フィルムの上層に、グラビアロールコーターで用いて塗布・乾燥し、乾燥後の樹脂層の付着量を調整し、2層構造の樹脂層からなるフィルム4a、4bを作成した。なお、表1から容器成形後に容器内面側になるフィルム4aを、表2から容器成形後に容器外面側になるフィルム4bを作製した。乾燥温度は、80〜120℃の範囲とした。
Examples of the present invention will be described below.
Preliminarily dried polylactic acid resin (Teramac (registered trademark)) and polycarbodiimide compound are premixed at the ratios shown in Tables 1 and 2 and then supplied to a twin-screw kneading extruder and melted at 250 ° C. After kneading, it was extruded and cooled and solidified on a cooling drum to obtain an unstretched film. Next, biaxial stretching and heat setting were performed to obtain a polylactic acid-based stretched film. The draw ratio was 4.5 times in the longitudinal direction and 4.5 times in the transverse direction.
Next, masses shown in Tables 1 and 2 are various additives such as a resin mainly composed of a polyester resin, a polyamine resin, a polyamidoamine resin, a polyamide resin, an epoxy resin, a metal alkoxide compound, a metal chelate compound, and a colorant. The coating solution was prepared by dissolving in a mixed solvent of toluene and methyl ethyl ketone at a ratio. This coating solution is applied to the upper layer of the polylactic acid film obtained above using a gravure roll coater and dried, the amount of the resin layer after drying is adjusted, and a film comprising a resin layer having a two-layer structure 4a and 4b were prepared. From Table 1, a film 4a that becomes the inner surface of the container after forming the container was prepared, and from Table 2, a film 4b that became the outer surface of the container after forming the container was prepared. The drying temperature was in the range of 80 to 120 ° C.
なお、金属板としては、クロムめっき鋼板を用いた。厚さ0.18mm、幅977mmの冷間圧延、焼鈍、調質圧延を施した鋼板を、脱脂、酸洗後、クロムめっきを行い製造した。クロムめっきは、CrO3、F−、SO4 2−を含むクロムめっき浴でクロムめっき、中間リンス後、CrO3、F−を含む化成処理液で電解した。その際、電解条件(電流密度・電気量等)を調整して金属クロム付着量とクロム水酸化物付着量を、Cr換算でそれぞれ120mg/m2、15mg/m2に調整した。 In addition, the chrome plating steel plate was used as a metal plate. A steel sheet having a thickness of 0.18 mm and a width of 977 mm that had been subjected to cold rolling, annealing, and temper rolling was manufactured by degreasing and pickling, followed by chrome plating. Chromium plating was performed by chromium plating in a chromium plating bath containing CrO 3 , F − , SO 4 2− , intermediate rinsing, and then electrolyzed with a chemical conversion treatment solution containing CrO 3 and F − . At this time, electrolysis conditions adjusted to metallic chromium adhering amount and chromium hydroxide deposition amount (current density, the quantity of electricity, etc.), respectively Cr terms was adjusted to 120mg / m 2, 15mg / m 2.
次いで、図1に示す金属帯のラミネート装置を用い、前記で得たクロムめっき鋼板1を金属帯加熱装置2で加熱し、ラミネートロール3で前記クロムめっき鋼鈑1の一方の面に、容器成形後に容器内面側になるフィルムとして、表1から作製したフィルム4aをラミネート(熱融着)し、他方の面に、容器成形後に容器外面側となるフィルムとして、表2から作製したフィルム4bをラミネート(熱融着)した。
ラミネート開始温度は、フィルムの融点+5℃〜20℃の範囲とし、融着時間は10msec〜30msecの範囲とした。ポリ乳酸系延伸フィルムの残存配向度は、温度及び時間を変化させ、フィルムに与えられる熱量を増減させることで調整した。
その後、金属帯冷却装置5にて水冷を行い、ポリ乳酸系樹脂被覆金属板を製造した。図2に、ポリ乳酸系樹脂被覆金属板の断面構造を示す。
なお、ラミネートロール3は内部水冷式とし、ラミネート中に冷却水を強制循環し、フィルム接着中の冷却を行った。
Next, using the metal band laminating apparatus shown in FIG. 1, the chrome-plated steel sheet 1 obtained above is heated with the metal band heating apparatus 2, and the container roll is formed on one surface of the chrome-plated steel sheet 1 with the laminating roll 3. The film 4a prepared from Table 1 is laminated (heat-sealed) as a film that later becomes the inner surface of the container, and the film 4b prepared from Table 2 is laminated as the film that becomes the outer surface of the container after forming the container on the other surface. (Heat fusion).
The laminating start temperature was in the range of the melting point of the film + 5 ° C. to 20 ° C., and the fusing time was in the range of 10 msec to 30 msec. The degree of remaining orientation of the polylactic acid-based stretched film was adjusted by changing the temperature and time and increasing or decreasing the amount of heat applied to the film.
Thereafter, the metal band cooling device 5 was used for water cooling to produce a polylactic acid resin-coated metal plate. FIG. 2 shows a cross-sectional structure of a polylactic acid resin-coated metal plate.
The laminating roll 3 was an internal water-cooling type, and cooling water was forcibly circulated during laminating to perform cooling during film adhesion.
次いで、以上により得られたポリ乳酸系樹脂被覆金属板及び金属板上に有する樹脂層の特性について、下記の(1)〜(3)の方法によりそれぞれ測定、評価した。
(1)成形性
ポリ乳酸系樹脂被覆金属板にワックスを塗布後、直径200mmの円板を打ち抜き、絞り比2.00で浅絞り缶を得た。次いで、この絞り缶に対し、絞り比2.20で加工し、更に、絞り比2.50となるよう、再度、絞り加工を行った。この後、常法に従いドーミング成形を行った後、トリミングし、次いでネックイン−フランジ加工を施し深絞り缶を成形した。このようにして得た深絞り缶のネックイン部に着目し、缶の内外面のフィルムについて、損傷程度を目視観察した。
(評点について)
◎:内外面のフィルムのいずれも成形後フィルムに損傷が認められない状態
○:内外面のフィルムのいずれかに、成形可能であるが、部分的にフィルム損傷が認められる状態
×:缶が破胴し、成形不可能
(2)耐加水分解性
上記(1)の成形性評価で成形可能(○以上)であった缶を対象とした。レトルト殺菌処理を130℃、90分間の条件で実施し、その後、缶外面フィルムの損傷状態を目視にて観察した。
(評点にについて)
◎:フィルムに損傷が認められない状態
○:損傷は認められないが、部分的にフィルムの変色(白化)が認められる状態
×:フィルムが加水分解し、断裂した部分が認められる状態
(3)加工後密着性
上記(1)の成形性評価で成形可能(○以上)であった缶を対象とした。缶の内部に水道水を充填した後、蓋を巻き締めて密閉した。続いて、レトルト殺菌処理を130℃、90分間の条件で実施し、缶胴部よりピール試験用のサンプル(幅15mm、長さ120mm)を切り出した。切り出したサンプルの長辺側端部からフィルムの一部を剥離する。剥離したフィルムを、剥離された方向とは逆方向(角度:180°)に開き、引張試験機を用いて、引張速度30mm/min.でピール試験を行い、幅15mmあたりの密着力を評価した。測定の対象としたフィルムは、缶内面フィルムである。
(評点)
◎:10.0(N)/15(mm)以上
○:5.0(N)/15(mm)以上、10.0(N)/15(mm)未満
×:5.0(N)/15(mm)未満
以上により得られた結果を表3に示す。
Next, the properties of the polylactic acid resin-coated metal plate obtained above and the resin layer on the metal plate were measured and evaluated by the following methods (1) to (3), respectively.
(1) Formability After applying wax to a polylactic acid resin-coated metal plate, a disc having a diameter of 200 mm was punched out to obtain a shallow drawn can with a drawing ratio of 2.00. Next, the drawn can was processed at a drawing ratio of 2.20, and further drawn again so as to obtain a drawing ratio of 2.50. Then, after performing doming forming according to a conventional method, trimming was performed, and then neck-in-flange processing was performed to form a deep drawn can. Focusing on the neck-in portion of the deep-drawn can obtained in this way, the degree of damage was visually observed on the inner and outer surfaces of the can.
(About the score)
◎: No damage to the film after molding for any of the inner and outer film ○: Can be molded to any of the inner and outer film, but partially damaged film ×: Can broken Canned and not moldable (2) Hydrolysis resistance Cans that were moldable (greater than or equal to) in the moldability evaluation of (1) above were targeted. The retort sterilization treatment was performed at 130 ° C. for 90 minutes, and then the damage state of the can outer film was visually observed.
(About score)
◎: No damage to the film ○: No damage is observed, but partial discoloration (whitening) of the film is observed ×: The film is hydrolyzed and a broken portion is observed (3) Adhesiveness after processing Cans that were moldable (◯ or higher) in the moldability evaluation of (1) above were targeted. After filling the inside of the can with tap water, the lid was wrapped and sealed. Subsequently, retort sterilization was performed at 130 ° C. for 90 minutes, and a peel test sample (width 15 mm, length 120 mm) was cut out from the can body. Part of the film is peeled off from the long side end of the cut sample. The peeled film is opened in the direction opposite to the peeled direction (angle: 180 °), and using a tensile tester, a tensile speed of 30 mm / min. A peel test was conducted to evaluate the adhesion per 15 mm width. The film to be measured is a can inner surface film.
(Score)
A: 10.0 (N) / 15 (mm) or more B: 5.0 (N) / 15 (mm) or more, less than 10.0 (N) / 15 (mm) x: 5.0 (N) / Table 3 shows the results obtained as described above.
表3より、本発明例は、容器用素材に要求される成形性、耐加水分解性、成形後密着性について、良好な性能を有することがわかる。これに対し、本発明の範囲を外れる比較例は、いずれかの特性が劣っている。 From Table 3, it can be seen that the examples of the present invention have good performance with respect to moldability, hydrolysis resistance, and adhesion after molding required for the container material. On the other hand, the comparative example outside the scope of the present invention is inferior in any of the characteristics.
本発明の容器用ポリ乳酸系樹脂被覆金属板は、レトルト処理環境下での耐加水分解性に優れるとともに、食品缶詰素材に求められる多くの特性を満足するため、食品缶詰の缶胴及び蓋等を中心に、容器用途として好適な素材である。 The polylactic acid-based resin-coated metal plate for containers of the present invention is excellent in hydrolysis resistance in a retort processing environment and satisfies many characteristics required for food canned materials. It is a material suitable for container use.
1 金属板(クロムめっき鋼板)
2 金属帯加熱装置
3 ラミネートロール
4a フィルム
4b フィルム
5 金属帯冷却装置
1 Metal plate (chrome plated steel plate)
2 Metal belt heating device 3 Laminate roll 4a Film 4b Film 5 Metal belt cooling device
Claims (3)
(A)上層となる樹脂層(a)は、付着量が0.1g/m2以上5.0g/m2以下のポリエステルを主成分とする樹脂層であり、(イ)ポリアミン樹脂、ポリアミドアミン樹脂、ポリアミド樹脂からなる群から選ばれるいずれか一種以上を、1.0〜50mass%含有する。
(B)下層となる樹脂層(b)は、残存配向度が5%以上30%以下のポリ乳酸を主成分とする樹脂層であり、前記ポリ乳酸はポリカルボジイミド化合物を0.01〜10mass%含有する。 A polylactic acid-based resin-coated metal plate for containers having at least a two-layered resin layer on one or both surfaces, wherein the two-layered resin layer satisfies the following (A) and (B): A polylactic acid resin-coated metal plate for containers.
(A) The upper resin layer (a) is a resin layer mainly composed of a polyester having an adhesion amount of 0.1 g / m 2 or more and 5.0 g / m 2 or less, and (a) a polyamine resin or a polyamidoamine. 1.0-50 mass% of any one or more chosen from the group which consists of resin and a polyamide resin is contained.
(B) The lower resin layer (b) is a resin layer mainly composed of polylactic acid having a residual orientation degree of 5% or more and 30% or less, and the polylactic acid contains 0.01 to 10% by mass of a polycarbodiimide compound. contains.
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