CN108373764A - 伴加工的罐用涂料组合物、伴加工的罐的制法及伴加工的罐 - Google Patents

伴加工的罐用涂料组合物、伴加工的罐的制法及伴加工的罐 Download PDF

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Abstract

本发明涉及伴加工的罐用的涂料组合物、伴加工的罐的制造方法及伴加工的罐。本发明的伴加工的罐用的涂料组合物,其特征在于,含有:玻璃化转变温度为35~60℃的聚酯树脂、氨基树脂及环氧树脂。

Description

伴加工的罐用涂料组合物、伴加工的罐的制法及伴加工的罐
技术领域
本发明涉及伴加工的罐用的涂料组合物、伴加工的罐的制造方法及伴加工的罐。
背景技术
近年来,作为饮料等的销售用途,瓶罐等带螺纹罐的需求提高。在带螺纹罐中,由于盖被装卸自如地安装,因此一旦开盖之后,通过合上盖,还能够使瓶罐内的内容物保持密闭状态。因此,以自动售货机用的饮料等为中心利用瓶罐。
在瓶罐的制造工序中,由金属板材成型筒状的罐体之后,进行罐体的外表面涂装和内表面涂装。在外表面涂装中,通常进行利用施胶涂料(サイズ塗料)的基底涂装,在基底涂装的烘烤、干燥后,进行印刷、外表面精加工涂装及底缘涂装。在底缘涂装后,同时进行印刷、外表面精加工涂装及底缘涂装的烘烤、干燥。在外表面涂装后,进行内表面涂装和内表面涂装的干燥、烘烤。瓶罐具有在外周具备螺纹部的口部,口部的成型在涂装工序之后进行。在口部成型后,进行瓶罐的清洗,之后检查是否具有异物、污垢、伤痕、皱纹等,去除被判定为不合格的产品。
在瓶罐中的口部的成型工序中,进行颈部加工和螺纹加工等对于涂膜的负荷高的加工。由于通过涂装工序而在瓶罐外表面形成的涂膜需要耐受这种后加工,因此多选择成型性好的、柔软的涂膜。
作为可耐受涂装后的拉拔加工等的涂料组合物,例如在专利文献1中记载了拉拔加工罐用最外涂层外表面涂料组合物。在专利文献1中记载了含有具有特定的数均分子量的聚酯树脂和氨基树脂的涂料组合物。
专利文献1:日本专利公开2006-137846号公报
但是,在上述以往的瓶罐的涂装方法中,具有下述课题。
柔软的涂膜对于饮料等的内容物填充后的高温处理(干馏处理)的耐久性低,在运输时容易损伤。另外,柔软的涂膜还具有在打开瓶罐的盖时、开盖扭矩变高的问题。
发明内容
鉴于这种情况,本发明目的在于提供一种可形成耐伤性高的涂膜的、伴加工的罐用的涂料组合物、使用了该涂料组合物的伴加工的罐的制造方法及伴加工的罐。
本发明的第一方案为一种伴加工的罐用的涂料组合物,其特征在于,含有:玻璃化转变温度为35~60℃的聚酯树脂、氨基树脂及环氧树脂。
在本说明书中,“伴加工的罐”是指在成型了筒状的罐体后,对罐体进行模具加工、旋压加工、颈部加工、裙部加工、螺纹加工、卷曲/压制加工等任意加工的罐。在优选的方案中,所述加工包括螺纹加工。
第一方案的涂料组合物形成比现有的伴加工的罐用的涂料组合物更硬的涂膜。因此,在涂装工序后的加工中,涂膜产生微裂纹。而且,由于该微裂纹而使加工时的应力被分散,因此涂膜不会产生较大的裂缝和皱纹等。另外,在涂装工序后的加工中产生在涂膜的微裂纹能够通过热处理修复为平滑状态。由于热处理后的涂膜通过比现有的瓶罐用涂料组合物更硬的涂膜形成,因此不容易损伤,开盖时的开盖扭矩也维持在较低的状态。
在优选的方案中,能够适用第一方案的涂料组合物的罐为带螺纹罐。
本发明的第二方案为伴加工的罐的制造方法,其特征在于,包括:成型一方开口的有底筒状的罐体的工序;在所述罐体的表面,形成由第一方案的涂料组合物构成的涂膜层的工序;对所述涂膜层形成后的罐体的开口端部实施加工,并且使所述涂膜层产生微裂纹的工序;以及对实施了所述加工的罐体,在所述涂料组合物中含有的聚酯树脂的玻璃化转变温度以上的温度条件下,实施热处理的工序。
在第二方案的制造方法中,在形成由第一方案的涂料组合物构成的涂膜层后,通过对罐体的开口端部实施加工,从而所述涂膜层产生微裂纹。据此,由于加工中的应力被分散,因此即使为硬涂膜也不会损害加工性。所述微裂纹在加工后,通过在第一方案的涂料组合物中含有的聚酯树脂的玻璃化转变温度以上的温度条件下进行热处理,从而被修复为平滑状态。
另外,在第二方案的制造方法中,无需包括利用施胶涂料的涂装工序。施胶涂料为通过在金属的表面设置薄的有机膜,从而对金属与最外涂层涂料之间赋予牢固的贴合性,具有提高涂装工序后的加工中的加工性的作用的基底涂料。在本发明的第二方案中,由于在后加工时涂膜产生微裂纹,据此加工时的应力被分散。因此,即使不使用施胶涂料,也不会损害加工性。
在第二方案的制造方法中,对罐体的开口端部施加的加工优选为用于将具备螺纹部的口部成型于外周的加工。
本发明的第三方案为伴加工的罐,其特征在于,具有由第一方案的涂料组合物构成的涂膜层。
第三方案的伴加工的罐具有的涂膜由于比现有的伴加工的罐的涂膜更硬,因此在运输等中不容易损伤。
由第一方案的涂料组合物构成的涂膜即使不具有利用施胶涂料的涂膜层,也不会损害加工性,因此在本发明的第三方案中,伴加工的罐无需具有由施胶涂料构成的涂膜层。
在优选的方案中,第三方案的罐为带螺纹罐。
根据本发明,提供一种可形成耐伤性高的涂膜的、伴加工的罐用的涂料组合物、使用了该涂料组合物的伴加工的罐的制造方法及伴加工的罐。
附图说明
图1是使用本发明的一实施方式所涉及的涂料组合物形成的涂膜产生的微裂纹的一例。
具体实施方式
[涂料组合物]
本发明的第一方案为一种伴加工的罐用的涂料组合物,其特征在于,含有:玻璃化转变温度(Tg)为35~60℃的聚酯树脂、氨基树脂及环氧树脂。
第一方案的涂料组合物含有的聚酯树脂的特征在于,其Tg为35~60℃。通过将聚酯树脂的Tg设为35℃以上,从而进行涂装工序后的口部加工时,涂膜产生微裂纹。在本说明书中,微裂纹是指形成在涂膜的微细的裂缝(裂纹)。
通过将聚酯树脂的Tg设为60℃以下,从而能够通过后述的热处理,将微裂纹修复为平滑状态。进而,通过将聚酯树脂的Tg设为35~60℃,从而通过本方案的涂料组合物形成的涂膜的加工性良好,且耐伤性高,能够维持适度的硬度。另外,为了提供热饮料,即使在对瓶罐进行加温的情况下,也能够将开盖时的开盖扭矩维持在较低的状态。
聚酯树脂的Tg如果为35~60℃的范围则并不特别限定,从耐伤性和开盖扭矩的观点来看,优选为40℃以上。例如,优选为40~60℃,更优选为45~60℃,进一步优选为50~60℃。
聚酯树脂的Tg能够通过热机械分析法(TMA法)等测定。TMA法为一边根据一定的程序使物质的温度变化,一边施加压缩、拉伸等非振动性的负荷而将该物质的变形作为温度或时间的函数进行测定的方法。利用TMA法的Tg的测定能够使用市售的热机械分析装置进行,例如能够使用NETZSCH公司制的热机械分析装置TMA4010SE等。
聚酯树脂的数均分子量只要Tg在35~60℃的范围则并不特别限定,例如能够设为3200~5200的范围。在该范围时,能够对涂膜赋予适度的硬度。作为聚酯树脂的数均分子量的范围,还能够举例为4000~5200或4500~5200。
在本发明的第一方案中,聚酯树脂的种类只要Tg在35~60℃的范围则并不特别限定。可以使用市售的物质,还可以通过选择任意的多元羧酸和多元醇进行缩聚反应从而合成。
作为聚酯树脂的原料使用的多元羧酸和多元醇并不特别限定,支链状或直链状均可,优选为直链状。作为多元羧酸,能够举例芳香族二羧酸、脂环式二羧酸及脂肪族二羧酸。作为芳香族二羧酸,例如能够举出对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、2,6-萘二羧酸、5-磺酸基间苯二甲酸钠、苯酐等。另外,作为脂环式二羧酸,例如可以举出四氢苯酐、六氢苯酐、1,4-环己烷二羧酸等。作为脂肪族二羧酸,例如可以举出琥珀酸酐、富马酸、(无水)马来酸、肥酸、癸二酸、壬二酸、纳迪克酸等。另外,作为三元以上的多元羧酸,能够举出(无水)偏苯三酸、(无水)均苯四酸等。
作为聚酯树脂的原料使用的多元醇,能够举出乙二醇、二乙二醇、丙二醇、新戊二醇、1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、2-正丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、2-乙基-1,3-己二醇、2-二乙基-1,3-丙二醇、1,9-壬二醇、2-甲基-1,8-辛二醇、1,4-环己烷二甲醇、3-甲基-1,5-戊二醇、双酚A或双酚F与环氧乙烷、环氧丙烷加成的物质、苯二甲醇、氢化双酚A等脂肪族二元醇。另外,作为三元以上的多元醇,能够举出三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、甘油、季戊四醇等。
作为聚酯树脂的优选的具体例,能够举出作为多元羧酸的对苯二甲酸、2,6-萘二羧酸与作为多元醇的乙二醇和丙二醇组合的物质等。
本方案的涂料组合物含有的氨基树脂并不特别限定,一般被使用于涂料用途的物质没有特别限制地都能够使用。作为氨基树脂,例如能够举出通过尿素、三聚氰胺、苯代三聚氰胺、甲基胍胺、立体胍胺(stereoguanamine)、螺旋胍胺(spiroguanamine)、双氰胺等氨基成分与甲醛、多聚甲醛、乙醛、苯甲醛等醛基成分的反应得到的羟甲基化氨基树脂。在这些羟甲基化氨基树脂之中,作为优选例,能够举出使用了三聚氰胺或苯代三聚氰胺的氨基树脂。这些氨基树脂可以单独使用一种,也可以并用两种以上。
另外,氨基树脂还可以使用市售的物质。作为可使用的氨基树脂的市售品,可以举出日立化成株式会社的メラン系列等。
本方案的涂料组合物含有的环氧树脂并不特别限定,一般被使用于涂料用途的物质没有特别限制都能够使用。作为环氧树脂,例如能够举出双酚型环氧树脂和酚醛型环氧树脂、以及在所述环氧树脂中的环氧基或羟基中使各种改性剂反应的改性环氧树脂等。作为双酚型环氧树脂,例如能够举出将双(4-羟基苯基)甲烷[双酚F]、1,1-双(4-羟基苯基)乙烷、2,2-双(4-羟基苯基)丙烷[双酚A]、2,2-双(4-羟基苯基)丁烷[双酚B]、双(4-羟基苯基)-1,1-异丁烷、双(4-羟基-tert-丁基-苯基)-2,2-丙烷、p-(4-羟基苯基)苯酚、氧代二(4-羟基苯基)、磺酰二(4-羟基苯基)、4,4’-二羟基二苯甲酮、双(2-羟基萘基)甲烷等作为双酚使用的物质。双酚可以单独使用一种,也可以并用两种以上。
另外,作为酚醛型环氧树脂,例如能够举出线性酚醛型环氧树脂、甲酚醛型环氧树脂及在分子内具有很多环氧基的苯甲酰甲醛型环氧树脂等。
作为改性环氧树脂,能够举出对上述双酚型环氧树脂或酚醛型环氧树脂,例如使干性油脂肪酸反应的环氧酯树脂、使含有丙烯酸或甲基丙烯酸等的聚合性不饱和单体成分反应的环氧丙烯酸酯树脂、使异氰酸酯化合物反应的聚氨酯改性环氧树脂,使胺类化合物与在上述双酚型环氧树脂、酚醛型环氧树脂或所述各种改性环氧树脂中的环氧基反应而导入氨基或季铵盐的胺类改性环氧树脂等。
环氧树脂还能够使用市售的物质。作为可使用的环氧树脂的市售品,可以举出三菱化学株式会社的jER(注册商标)系列等。
在本方案的涂料组合物中,在将涂料组合物中的树脂成分的合计质量设为100质量%时,上述聚酯树脂的含量能够设为50~80质量%程度。在该范围时,能够对涂膜赋予适度的硬度。相对于树脂成分的合计质量,聚酯树脂的含量优选为60~75质量%程度,更优选为60~70质量%程度。
另外,在本方案的涂料组合物中,氨基树脂和环氧树脂的含量并不特别限定,将涂料组合物中的树脂成分的合计质量设为100质量%时,例如能够将氨基树脂设为5~40质量%程度,将环氧树脂设为1~30质量%程度。氨基树脂的含量优选为25~30质量%程度,环氧树脂的含量优选为4~10质量%程度。
此外,在本方案的涂料组合物中,聚酯树脂、氨基树脂及环氧树脂合计的树脂成分量,相对于涂料组合物整体,例如能够设为30~70质量%程度,优选设为40~60质量%程度。
本方案的涂料组合物除了上述聚酯树脂、氨基树脂及环氧树脂以外,还能够含有用于溶解这些树脂成分的溶剂和各种添加剂等。
用于溶解树脂成分的溶剂如果为可溶解树脂成分的物质,则能够不特别限定使用。溶剂例如可以为芳香族烃类溶剂、脂肪族烃类溶剂、酯类溶剂、醚类溶剂、醇类溶剂、酮类溶剂、溶纤剂类溶剂等。作为芳香族烃类溶剂,例如能够举出甲苯、二甲苯、Solvesso100、Solvesso150等。作为脂肪族烃类溶剂,例如能够举出己烷、庚烷、辛烷、十二烷等。作为酯类溶剂,例如能够举出乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸异丙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯、甲酸乙酯、丙酸丁酯、乙酸溶纤剂等。作为醚类溶剂,例如能够举出二烷、二乙醚、四氢呋喃等。作为醇类溶剂,例如能够举出甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、2-乙基己醇、乙二醇等。作为酮类溶剂,例如能够举出丙酮、甲基乙基酮、环己酮等。作为溶纤剂类溶剂,例如能够举出乙基溶纤剂、丁基溶纤剂、丁基卡必醇等。这些溶剂可以单独使用一种,也可以并用两种以上。
作为溶剂的优选的具体例,例如能够举出芳香族烃类溶剂、醇类溶剂、溶纤剂类溶剂、以及混合它们中的两种以上的混合溶剂等。
更具体而言,能够举例丁基卡必醇、丁基溶纤剂、Solvesso100、Solvesso150和正丁醇的混合溶剂。作为这些溶剂的混合比率,将溶剂整体设为100质量%时,例如可以将丁基卡必醇设为1~3质量%、将丁基溶纤剂设为15~50质量%、将Solvesso100设为5~50质量%、将Solvesso150设为15~60质量%、将正丁醇设为2~10质量%。
本方案的涂料组合物中可含有的添加剂并不特别限定,一般被使用于涂料用途的添加剂没有特别限制都能够使用。作为添加剂,例如能够举出润滑性赋予剂和固化促进剂等。
作为润滑性赋予剂可以为蜡类物质,也可以为硅酮类物质,还可以并用蜡类物质和硅酮类物质。蜡类的润滑性赋予剂,可以为天然蜡和合成蜡的任意一种。作为天然蜡,例如能够举出羊毛脂、蜂蜡、鲸蜡等动物类蜡、巴西棕榈蜡、小烛树蜡、米糠蜡等植物类蜡、石蜡、微晶蜡、褐煤蜡等矿物类蜡等。另外,作为合成蜡,能够举出聚烯烃类蜡、硅酮类蜡、氟类蜡及聚醇化合物与脂肪酸的酯化物等。
另外,作为硅酮类的润滑性赋予剂,能够举例二甲基聚硅氧烷及其改性物等。在使用二甲基聚硅氧烷的改性物时,作为改性剂,例如能够使用乙烯氧化物、丙烯氧化物、环氧、胺等。
作为优选的润滑赋予剂,能够举例硅酮类润滑赋予剂、聚乙烯等的聚烯烃类蜡、氟类蜡、巴西棕榈蜡、微晶蜡、羊毛脂蜡等。这些润滑赋予剂的添加量并不特别限定,能够设为任意的添加量。作为润滑赋予剂的添加量的具体例,例如能够举出,相对于涂料组合物中的树脂成分整体的合计质量(100质量份),羊毛脂0.1~0.3质量份、聚乙烯0.4~0.8质量份、氟0.1质量份、微晶蜡0.2~0.6质量份、硅酮0.05~0.15质量份等。
作为固化促进剂,例如能够举出p-甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸、二壬基萘二磺酸、磷酸等酸催化剂、以及使所述酸催化剂进行胺嵌段共聚的物质等。
本方案的涂料组合物能够通过将上述聚酯树脂、氨基树脂和环氧树脂在溶剂中溶解,添加适宜的各种添加剂并进行混合,从而进行制备。
本方案的涂料组合物能够使用于伴加工的罐的涂装。本方案的涂料组合物特别适于由加工造成的对涂膜的负荷高的、带螺纹罐的涂装。另外,本方案的涂料组合物优选作为外表面精加工涂装时的最外涂层外表面涂料组合物。
在对通过本方案的涂料组合物而形成涂膜的罐进行加工时,通过由加工对涂膜施加的负荷,导致涂膜产生微裂纹。由于该微裂纹而使加工时的应力被分散,因此涂膜不会产生较大的裂缝和皱纹等。此外,涂膜产生的微裂纹通过在本方案的涂料组合物中含有的聚酯树脂的玻璃化转变温度以上的温度条件下进行热处理,从而能够平滑化。
另外,由于本方案的涂料组合物与通常的伴加工的罐用的涂料组合物相比较形成更硬的涂膜,因此涂膜的耐伤性高,在运输等中涂膜不容易损伤。另外,通过本方案的涂料组合物而形成的涂膜对于饮料等的内容物填充后的高温处理的耐性也高。进而,在将本方案的涂料组合物适用于带螺纹罐的情况下,能够将开盖时的开盖扭矩维持在较低的状态。
[伴加工的罐的制造方法]
本发明的第二方案为伴加工的罐的制造方法,其特征在于,包括:成型一方开口的有底筒状的罐体的工序(以下称为“工序(a)”);在所述罐体的表面,形成由第一方案的涂料组合物构成的涂膜层的工序(以下称为“工序(b)”);对所述涂膜层形成后的罐体的开口端部实施加工,并且使所述涂膜层产生微裂纹的工序(以下称为“工序(c)”);以及对实施了所述加工的罐体,在所述涂料组合物中含有的聚酯树脂的玻璃化转变温度以上的温度条件下,实施热处理的工序(以下称为“工序(d)”)。
在伴加工的罐的一般性的制造工序中,首先对铝等金属板材进行冲孔并进行拉拔加工,以较大直径成型浅杯。然后,对该杯施加再拉拔加工和拉伸加工,成型一方开口的有底筒状的罐体。接着,在罐体的外表面进行利用施胶涂料的基底涂装,进行基底的烘烤、干燥。然后,实施油墨的印刷、外表面最外涂层涂料的外表面精加工涂装、底缘涂装,进行涂膜的烘烤、干燥。接着,进行罐体的内表面涂装,进行涂膜的烘烤。然后,对罐体的开口端部实施加工,成型为期望的形状。例如,在制造带螺纹罐的情况下,进行用于成型在外周具备螺纹部的口部的加工。进而,在经过清洗工序后,进行内表面和外表面的检查,成为最终的制品。
下面,对本方案的制造方法的各工序进行说明。
工序(a)为成型一方开口的有底筒状的罐体的工序。
在本工序中,由铝等金属板材成型一方开口的有底筒状的罐体。罐体的成型方法并不特别限定,以一般用于罐的制造的方法进行即可。下面示出一例,但罐体成型方法并不限定于此。
首先,由金属板材冲孔规定大小的圆形状板,形成圆形状的金属圆板。接着,对金属圆板实施拉拔加工,成型较大直径的浅杯。进而,通过再拉拔加工、拉伸加工等,形成规定高度的有底筒状体。将该有底筒状体的筒底通过底部成型而成型为规定形状,通过修整加工修整为规定高度,成型有底筒状的罐体。此外,为了使成型的罐体的表面为适于内表面涂装和外表面涂装的状态,还可以进行罐体表面的清洗。罐体的清洗能够包括去除附着在罐体表面的油脂成分、污垢、铝粉、污秽成分等的脱脂处理工序、使罐体表面形成钝化皮膜的钝化处理工序、以及使形成的钝化皮膜硬化且使罐体干燥的干燥处理工序等工序。
工序(b)为在所述罐体的表面形成由第一方案的涂料组合物构成的涂膜层的工序。
在本工序中,在成型的有底筒状的罐体的表面形成由第一方案的涂料组合物构成的涂膜层。由第一方案的涂料组合物构成的涂膜层的形成可以以罐体的外表面涂装工序和内表面涂装工序的任意一种进行,优选在外表面涂装工序中进行,更优选在外表面精加工涂装时进行。在优选的例子中,作为外表面精加工涂装时的最外涂层外表面涂料,使用第一方案的涂料组合物。
由第一方案的涂料组合物构成的涂膜层的形成方法并不特别限定,能够使用一般被用于罐体中的涂膜的形成的方法。一般而言,将第一方案的涂料组合物涂布在罐体之后,进行涂膜的烘烤、干燥。
第一方案的涂料组合物向罐体的涂布方法并不特别限定,以一般使用的方法进行即可。例如,如果为外表面精加工涂装,则可以使用辊涂,如果为内表面涂装,则可以使用喷涂。
在将第一方案的涂料组合物涂布在罐体之后,以通常的方法进行涂膜的干燥和烘烤即可。例如,干燥和烘烤能够使用烘箱(ピンオーブン)等进行。作为烘箱的设定温度,能够举出180~280℃,优选为200~260℃,更优选为220~240℃。另外,作为设定时间,能够举出30~200秒,优选为45~120秒,更优选为60~90秒。干燥中的罐体表面温度的峰值优选设为190~230℃程度,该峰值温度的持续时间为60秒以下,例如优选为20~60秒程度。
另外,在所述的条件下进行一次干燥之后,还可以进行二次干燥。作为二次干燥的设定温度,能够举出160~260℃,优选为180~240℃,更优选为195~225℃。另外,作为设定时间,能够举出40~300秒,优选为50~200秒,更优选为60~150秒。二次干燥中的罐体表面温度的峰值优选设为190~230℃程度,该峰值温度的持续时间为60秒以上,例如优选为60~100秒程度。
使用第一方案的涂料组合物用作最外涂层外表面涂料时,二次干燥还可以与内表面涂装的干燥和烘烤同时进行。在这种情况下,二次干燥例如能够使用内部烤箱(インサイドベークオーブン)等。
干燥和烘烤后的、由第一方案的涂料组合物构成的涂膜层的厚度并不特别限定。例如,所述涂膜层作为最外涂层外表面涂膜层存在时,以1~10μm程度、优选为2~7μm程度、更优选为3~6μm程度的膜厚,能够进行涂膜层的形成。
此外,在一般的伴加工的罐的制造工序中,在印刷和外表面精加工涂装之前,进行利用施胶涂料的基底涂装。基底涂装为了提高油墨和最外涂层外表面涂料对于罐体的贴合性、提高后加工中的加工性而进行。
在本工序中,利用施胶涂料的基底涂装可以进行也可以不进行。
在本方案的制造方法中,在后述的工序(c)的加工工序中,涂膜层产生微裂纹,通过该微裂纹而使加工时的应力被分散。因此,即使不具有利用施胶涂料的基底涂装,也不会损害加工性。因此,可以不包括利用施胶涂料的涂装工序。
此外,在进行利用施胶涂料的基底涂装的情况下,在进行利用第一方案的涂料组合物的涂装之前,能够进行利用施胶涂料的基底涂装。在这种情况下,尺寸涂装使用一般被使用于罐的基底涂装的施胶涂料即可,以一般使用的方法进行基底涂装即可。
工序(c)为对涂膜层形成后的罐体的开口端部实施加工,并且使所述涂膜层产生微裂纹的工序。
在本工序中,对于形成了涂膜层之后的罐体,对开口端部实施加工。加工为了使罐体的开口端部为规定形状而进行,加工方法并不特别限定。例如,加工可以包括模具加工、旋压加工、颈部加工、裙部加工、螺纹加工、卷曲/压制加工等。作为一例,在制造带螺纹罐的情况下,在罐体的开口端部进行用于在外周形成具备螺纹部的口部的加工。口部的成型加工的方法并不特别限定,可以包括颈部加工、裙部加工、螺纹加工、卷曲/压制加工等。这些加工方法在带螺纹罐的制造中,使用一般使用的方法即可。
在本工序中,在罐体的开口端部的加工时,由第一方案的涂料组合物构成的涂膜层产生微裂纹。该微裂纹在罐体的开口端部的加工时,因对涂膜层施加的应力而产生。在以往的伴加工的罐的制造方法中,在涂装工序后的加工时,避免了裂纹进入涂膜层。但是,在本方案的制造方法中具有以下特征:反而在加工时形成产生微裂纹的涂膜,使在加工时对涂膜施加的应力分散。此外,涂膜产生的微裂纹在后述的热处理工序中被修复为平滑状态。
此外,在本工序中,涂膜层产生的微裂纹的尺寸并不特别限定,只要为在后述的工序(d)的热处理工序中平滑化的尺寸即可。作为这种尺寸,例如能够举出长度方向为10~1000nm程度。在涂膜层存在微裂纹时,涂膜层能够通过目视确认为发白。因此,在涂膜层发白并通过目视确认的情况下,可以说涂膜层存在微裂纹。
工序(d)为对所述实施了加工的罐体,在第一方案的涂料组合物中含有的聚酯树脂的玻璃化转变温度以上的温度条件下实施热处理的工序。
在本工序中,对加工后的罐体实施热处理。热处理在被使用于涂膜的形成的第一方案的涂料组合物中含有的聚酯树脂的玻璃化转变温度以上的温度条件下进行。通过该热处理,在加工时涂膜产生的微裂纹被平滑化,消除了微裂纹。热处理的温度只要为所述聚酯树脂的玻璃化转变温度以上即可,但优选为不引起罐体的变形和涂料的流出的温度。作为这种温度条件,例如能够举出35~180℃程度,优选为50~150℃程度,更优选为60~120℃程度。另外,所述的温度条件下的处理时间优选为5秒以上。例如,能够设为5~3000秒程度,优选为5~2000秒程度,更优选为5~1000秒程度。
热处理的方法只要能将罐体维持于上述温度条件,则并不特别限定,例如能够举出在维持于上述温度的水等的液体中浸渍罐体的方法、将维持于上述温度的水等液体喷射于罐体的方法、在维持于上述温度的空间中放置罐体的方法等。此外,在一般的伴加工的罐的制造工序中,在开口端部的加工后进行罐体的清洗。因此,通过将该清洗工序中使用的水温设为上述热处理条件的温度范围,从而还可以同时进行热处理和罐体的清洗。在这种情况下,由于通常进行的清洗工序兼为热处理工序,因此能够使工序变得简单。例如,将罐体放入篮子等中,通过淋浴等对罐体喷淋35~100℃程度的温水并清洗后,在35~180℃程度下进行干燥,从而能够同时进行本工序中的热处理和罐体的清洗。温水淋浴的时间优选设为5秒以上。干燥以罐表面的水干燥所需的充分的时间进行即可,例如能够设为5~300秒程度。此外,在分别进行热处理工序和清洗工序的情况下,热处理工序优选在清洗工序之前进行。
根据本方案的制造方法,能够制造对于饮料等的内容物填充后的高温处理的涂膜的耐性高、在运输时涂膜不容易损伤的、伴加工的罐。在本方案的制造方法中,在罐体的开口端部的加工时使涂膜层产生微裂纹,通过微裂纹而使加工时的应力分散。因此,在加工时,涂膜不会产生较大的裂缝和皱纹等。由于这些原因,本方案的制造方法特别适于在加工时对涂膜施加大负荷的、带有螺纹加工等的带螺纹罐的制造。
另外,通过本方案的方法制造带螺纹罐的情况下,制造的带螺纹罐能够将开盖时的开盖扭矩维持在低的状态。在带螺纹罐中填充了温度高的内容物的情况下,盖的开盖扭矩具有增高的倾向,但以本方案的制造方法制造的带螺纹罐即使在填充热饮料等温度高的内容物的情况下,也能够将开盖扭矩维持于低的状态。
[伴加工的罐]
本发明的第三方案为伴加工的罐,其特征在于,具有由第一方案的涂料组合物构成的涂膜层。
本方案的罐具有由第一涂料组合物构成的涂膜层,所述涂膜层可以存在于罐的外表面和内表面的任意一个,也可以存在于外表面和内表面的两方。优选地,所述涂膜层存在于罐体的圆筒部的外表面。更优选地,所述涂膜层作为罐体的圆筒部外表面中的油墨层的外层的、最外涂层外表面涂膜层而存在。
在本方案的罐中,由第一涂料组合物构成的涂膜层的膜厚并不特别限定,能够设为在伴加工的罐中通常使用的膜厚。例如,所述涂膜层作为最外涂层外表面涂膜层存在时,能够将膜厚设为1~10μm程度、优选为2~7μm程度、更优选为3~6μm程度。
另外,本方案的罐都能够设为不具有由施胶涂料构成的涂膜层。
本方案的罐作为一实施方式,在由第一方案的涂料组合物构成的涂膜层的下层不具有由施胶涂料构成的涂膜层。例如,由第一涂料组合物构成的涂膜层为最外涂层外表面涂膜层时,作为本方案的罐的一例,可以举出与罐体圆筒部的金属外表面接触并存在油墨层,在该油墨层的外层具有由第一方案的涂料组合物构成的涂膜层的罐。
此外,本方案的罐可以具有由施胶涂料构成的涂膜层。在这种情况下,由施胶涂料构成的涂膜层优选在由第一方案的涂料组合物构成的涂膜层的下层存在,例如在罐体圆筒部的金属外表面与油墨层之间存在。
此外,本方案的罐的罐主体由铝或铝合金等金属构成。作为铝合金,例如能够举出含有Si:0.1~0.5质量%、Fe:0.3~0.7质量%、Cu:0.05~0.5质量%、Mn:0.5~1.5质量%、Mg:0.4~2.0质量%、Cr:0~0.1质量%、Zn:0~0.5质量%、Ti:0~0.15质量%,剩余部分包括不可避免的杂质的由铝构成的铝合金等,但并不限定于此。
本方案的罐为伴加工的罐,在罐体圆筒部的至少一个端部具有通过涂装工序后的加工而成型的构造。作为这种构造,例如能够举出凸缘部或在外周具备螺纹的口部等。本方案的罐优选为具有在外周具备螺纹部的口部的带螺纹罐。
本方案的罐能够通过上述第二方案的伴加工的罐的制造方法来制造。
由于本方案的罐与现有的伴加工的罐的涂膜层相比较具有更硬的涂膜层,因此涂膜的耐伤性高。因此,涂膜对于内容物填充后的高温处理的耐性高,在运输时涂膜不容易损伤。
另外,在本方案的罐为带螺纹罐的情况下,即使在填充热饮料等时,也能够将开盖时的开盖扭矩维持在低的状态。
【实施例】
下面,根据实施例对本发明进行说明,但本发明并不限定于以下的实施例。
[涂料组合物的制备]
作为涂料组合物的树脂成分,使用Tg为20~70℃(20℃、30℃、35℃、40℃、60℃或70℃)的聚酯树脂、氨基树脂和环氧树脂。此外,聚酯树脂的Tg是使用NETZSCH公司制的热机械分析装置(TMA4010SE))、通过TMA法测定的。
聚酯树脂使用作为多元羧酸的对苯二甲酸及2,6-萘二羧酸与作为多元醇的乙二醇及丙二醇相组合的物质。另外,氨基树脂使用メラン系列(日立化成株式会社制),环氧树脂使用jER(注册商标)Grade1001(三菱化学株式会社制)。
将Tg为20~70℃的各聚酯树脂分别与氨基树脂和环氧树脂混合,并溶解在溶剂中,制备了聚酯树脂的Tg不同的各涂料组合物。聚酯树脂、氨基树脂和环氧树脂在将树脂整体的合计质量设为100质量%时,分别配合为67质量%、28质量%和5质量%。此外,相对于涂料组合物(100质量%),涂料组合物中的树脂成分整体的合计量为57~60质量%。
溶剂使用丁基卡必醇(1~3质量%)、丁基溶纤剂(15~50质量%)、Solvesso100(5~50质量%)、Solvesso150(15~60质量%)和正丁醇(2~10质量%)的混合溶剂。此外,所述括弧内表示将溶剂整体设为100质量%时的各溶剂的质量%。
另外,作为添加剂,添加羊毛脂(0.1~0.3质量份)、聚乙烯(0.4~0.8质量份)、氟(0.1质量份)、微晶蜡(0.2~0.6质量份)、硅酮(0.05~0.15质量份)。此外,所述括弧内表示相对于树脂成分整体的合计质量(100质量份)的各添加剂的质量份。
[涂膜的形成]
将如上所述制备的涂料组合物涂布于铝合金板,干燥后,进行烘烤。此外,为了用于螺纹成型加工和开盖性的评价,在由铝合金板成型的瓶罐用罐体的外表面也形成涂膜。涂装通过辊涂涂装进行,使用销轴链(pin chain,铝罐涂装印刷烤箱)进行干燥和烘烤。干燥和烘烤的温度条件设定为230℃。
[涂膜性能的评价]
涂膜性能的评价通过以下的评价项目进行。
<裂纹的产生>
涂膜中的裂纹的产生,使用杜邦式下落冲击试验机(上岛制作所制)进行评价。冲模和承模使用半径为1/2英寸的模,砝码使用300g的砝码。砝码下落的高度设为20cm。
依据JIS5600-5-3,进行对于涂膜的下落冲击试验,通过目视观察涂膜中的裂纹的产生。能够目视确认裂纹的定为“产生”,未能目视确认裂纹的定为“无法确认”。
<利用热处理的裂纹的平滑化>
将进行了上述下落冲击试验的涂膜在100℃进行5分钟热处理,通过目视确认裂纹的残存。未能目视确认裂纹的定为“无法确认”,能够目视确认裂纹的定为“目视确认”。
<成型性>
成型性是使用在瓶罐用罐体的外表面形成涂膜的物质、评价螺纹成型加工中的加工性。在螺纹成型时涂膜没有开裂,且在螺纹成型时模具没有产生热的,将成型性设为“○”。另一方面,在螺纹成型时涂膜开裂,以及在螺纹成型时模具产生热(40℃以上)的,将成型性设为“×”。将模具产生热的情况设为“×”是由于因热导致涂膜软化而与模具粘合,因此难以连续性的成型。此外,热的产生通过非接触温度计(TSUBAKI THERMOGUN TYPE:TG-S1B)测定并确认。
<损伤性>
损伤性通过依据JIS K-5400的铅笔硬度试验进行评价。将通过铅笔硬度试验测定的涂膜的铅笔硬度记载作为“损伤性”的值。
<开盖性>
形成涂膜的瓶罐的开盖性通过测定开盖所需的扭矩值来评价。此外,扭矩值的测定使用数字开盖扭矩计(TNK系列、日本电产新宝株式会社制)进行。
开盖性的评价使用ユニアクロキャップ(环宇制罐制)的软罐头专用盖。另外,开盖性的评价是设想对瓶罐饮料进行加温的情况,在5℃、20℃和60℃的三种温度条件下进行。此外,开盖性只要扭矩值在40~120N·cm的范围则能够判断为良好,在200N·cm以上的情况能够判断为开盖性差。120~200N·cm的范围虽然开盖性并不良好,但能够判断为许可范围。
[涂膜性能的评价结果]
对于配合了Tg为20℃、30℃、35℃、40℃、60℃或70℃的聚酯树脂的各涂料组合物,表1示出评价涂膜性能的结果。此外,表1中的“数均分子量”为在各涂料组合物中配合的聚酯树脂的数均分子量。
【表1】
比较例1 比较例2 实施例1 实施例2 实施例3 比较例3
Tg(℃) 20 30 35 40 60 70
数均分子量 2000 2500 3200 4000 5200 6000
裂纹 无法确认 无法确认 产生 产生 产生 产生
热处理 无法确认 无法确认 无法确认 无法确认 无法确认 目视确认
成型性 × × ×
损伤性 H 2H 3H 3H 4H 5H
开盖性
5℃(N·cm) 60 60 50 50 45 40
20℃(N·cm) 90 80 80 80 70 70
60℃(N·cm) 250 200 170 160 120 100
如表1所示,在涂料组合物中配合的聚酯树脂的Tg为35~60℃时(实施例1~3),在下落冲击试验中涂膜产生微细的裂纹(微裂纹)。此外,图1示出涂膜产生的微裂纹的一例。微裂纹在进行热处理后变得无法目视确认。
另外,在实施例1~3中,成型性也良好,耐损伤性也高。关于开盖性,在5℃和20℃,开盖扭矩值在100N·cm以下为良好,在60℃的情况下小于200N·cm也在许可范围内。此外,具有聚酯树脂的Tg越高、则耐伤性越高、开盖性也越良好的倾向。
另一方面,在聚酯树脂的Tg为30℃以下的情况下(比较例1、2),在下落冲击试验中,无法目视确认裂纹的发生。关于成型性,由于在螺纹成型时模具中产生热,因此认为难以连续性地进行螺纹成型。耐伤性比实施例1~3低。开盖性在5℃和20℃为良好,但在60℃的情况下,开盖扭矩值变为200N·cm以上,开盖性变差。
在聚酯树脂的Tg为70℃的情况(比较例3)下,在下落冲击试验中,涂膜上产生裂纹。该裂纹在进行热处理后也能够目视确认。该结果表示出聚酯树脂的Tg为70℃以上时,通过螺纹加工等产生的裂纹即使进行热处理也无法平滑化。另外,成型性变差,通过螺纹加工而使涂膜开裂。另一方面,由于涂膜硬,因此耐伤性高,开盖性在5℃、20℃和60℃的任一温度下都为良好。
根据以上的结果可知,为了形成成型性、耐伤性和开盖性均良好的涂膜,在涂料组合物中配合的聚酯树脂的Tg设为35~60℃为好。
另外,在本试验中,不进行利用施胶涂料的基底涂装,但在实施例1~3的涂料组合物中,即使没有基底涂装,成型性、耐伤性和开盖性均良好。由此可知,通过使用配合了Tg为35~60℃的聚酯树脂的涂料组合物,从而利用施胶涂料的基底涂装可以省略。
产业上的利用可能性
根据本发明的伴加工的罐用的涂料组合物,能够形成成型性、耐伤性和开盖性优异的涂膜。因此,本发明的涂料组合物能够适合利用于瓶罐等的带螺纹罐。

Claims (10)

1.一种伴加工的罐用的涂料组合物,其特征在于,含有:玻璃化转变温度为35~60℃的聚酯树脂、氨基树脂及环氧树脂。
2.根据权利要求1所述的涂料组合物,其特征在于,所述伴加工的罐为带螺纹罐。
3.一种伴加工的罐的制造方法,其特征在于,包括:
成型一方开口的有底筒状的罐体的工序;
在所述罐体的表面,形成由权利要求1或2所述的涂料组合物构成的涂膜层的工序;
对形成所述涂膜层后的罐体的开口端部实施加工,并且使所述涂膜层产生微裂纹的工序;以及
对实施了所述加工的罐体,在所述涂料组合物中含有的聚酯树脂的玻璃化转变温度以上的温度条件下,实施热处理的工序。
4.根据权利要求3所述的伴加工的罐的制造方法,其特征在于,
将所述热处理在温水中进行,所述温水具有在所述涂料组合物中含有的聚酯树脂的玻璃化转变温度以上的温度。
5.根据权利要求3或4所述的伴加工的罐的制造方法,其特征在于,
所述加工为用于将外周具备螺纹部的口部成型于罐体的开口端部的加工。
6.根据权利要求3或4所述的伴加工的罐的制造方法,其特征在于,
不包括利用施胶涂料的涂装工序。
7.根据权利要求5所述的伴加工的罐的制造方法,其特征在于,
不包括利用施胶涂料的涂装工序。
8.一种伴加工的罐,其特征在于,
具有由权利要求1或2所述的涂料组合物构成的涂膜层。
9.根据权利要求8所述的伴加工的罐,其特征在于,
不具有由施胶涂料构成的涂膜层。
10.根据权利要求8或9所述的伴加工的罐,其特征在于,
其为带螺纹罐。
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