JP2007320205A - Aluminum coated material - Google Patents

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Mutsuko Watanabe
渡辺睦子
Naoki Kitamura
北村直紀
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an aluminum coated material excellent in dragging resistance and build-up resistance by coating the surface of a resin coating film containing a predetermined type of wax with a predetermined molten mixed wax composition. <P>SOLUTION: The aluminum coated material is equipped with an aluminum base material comprising aluminum or an aluminum alloy, the resin coating film formed to at least one side of the aluminum base material and containing 0.2-5 wt.% of polyethylene wax with respect to a resin solid component as the lubricant and a wax composition coated on a molten mixed wax composition consisting of 10-80 wt.% of lanoline wax and 20-90 wt.% of paraffin wax and being applied to the surface of the resin coated film in an amount of 5-below 100 mg/m<SP>2</SP>. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、アルミニウム塗装材に関し、特に、アルミニウム基材の少なくとも一方の面に所定種類のワックスを含有する樹脂被覆膜を設け、その上に所定の組成を有するワックス組成物を塗布したアルミニウム塗装材であって、成形加工における潤滑性不足による樹脂被覆膜のカジリ現象が低減され、かつ、金型に対するワックス成分のビルドアップが低減されたアルミニウム塗装材に関する。   The present invention relates to an aluminum coating material, and in particular, an aluminum coating in which a resin coating film containing a predetermined type of wax is provided on at least one surface of an aluminum base and a wax composition having a predetermined composition is applied thereon. The present invention relates to an aluminum coating material in which the galling phenomenon of a resin coating film due to insufficient lubricity in molding processing is reduced, and the build-up of a wax component to a mold is reduced.

アルミニウム又はアルミニウム合金(以下、「アルミニウム基材」と記す)は、軽量で適度な機械的特性を有し、かつ美感、成形加工性、耐食性等に優れた特徴を有しているため、各種容器類等に広く用いられている。   Aluminum or aluminum alloy (hereinafter referred to as “aluminum substrate”) is lightweight, has appropriate mechanical properties, and has excellent characteristics such as aesthetics, moldability, and corrosion resistance. It is widely used for various types.

特に、コイル状にしたアルミニウム基材の板をプレス機に連続的に供給する方式の成形加工は生産性に優れるため、上記用途に広く採用されている。このような用途のアルミニウム基材は、耐食性や対溶出性を更に向させるため、外観を向上させるため、ならびに、傷付きを防止する等のために、その表面に樹脂塗料が塗装されることも多い。この際に、アルミニウム基材には何らかの下地処理(例えばリン酸クロメート、クロム酸クロメート、リン酸亜鉛又はリン酸ジルコニウム等)が通常施される。   In particular, a molding process in which a coiled aluminum base plate is continuously supplied to a press machine is excellent in productivity, and thus is widely used in the above applications. In order to further improve the corrosion resistance and anti-elution properties of the aluminum base material for such applications, the surface of the aluminum base material may be coated with a resin paint in order to prevent scratches, etc. Many. At this time, the aluminum substrate is usually subjected to some surface treatment (for example, phosphate chromate, chromate chromate, zinc phosphate or zirconium phosphate).

アルミニウム基材の樹脂塗装とプレス加工の前後関係は、アルミニウム缶蓋や一部の熱交換器フィンのように、樹脂塗装を施してからプレスするプレコート方式と、アルミニウム缶ボディや自動車パネルのようにプレスした後に塗装を施すポストコート方式に分かれる。   The relationship between the resin coating of aluminum substrate and press processing is similar to the pre-coating method in which the resin coating is applied after pressing, such as aluminum can lids and some heat exchanger fins, and the aluminum can body and automobile panels. It is divided into the post-coating method in which coating is performed after pressing.

プレコート方式では、塗装されたアルミニウム基材(以下、「アルミニウム塗装材」と記す)のプレス成形性を向上させるため、被覆膜表面に潤滑剤の層を形成させることが一般的に行われている。具体的には、被覆膜用塗料の成分に植物系ワックス、動物系ワックス、鉱物系ワックス又は石油系ワックス等をインナーワックスとして添加し、塗装、焼付によりワックス成分を被覆膜表面に析出させる方法や、塗装後の被覆膜表面に石油系ワックス等をアウターワックスとして塗布する方法などが挙げられる。これらの方法によれば、アルミニウム塗装材に潤滑性が付与されるため、プレス成形性の向上に一定の効果があり、その結果として、製品品質の安定性、プレス金型寿命の延長等に寄与する。   In the pre-coating method, a lubricant layer is generally formed on the surface of the coating film in order to improve the press formability of the coated aluminum base material (hereinafter referred to as “aluminum coating material”). Yes. Specifically, plant wax, animal wax, mineral wax or petroleum wax is added as an inner wax to the coating film coating component, and the wax component is deposited on the coating film surface by painting and baking. And a method of applying petroleum wax or the like as an outer wax on the surface of the coating film after coating. According to these methods, lubricity is imparted to the aluminum coating material, so there is a certain effect in improving the press formability. As a result, it contributes to the stability of product quality, the extension of the press die life, etc. To do.

このような潤滑剤層の形成に関しては、種々の提案がなされている。特許文献1には、樹脂被覆膜の樹脂固形分に対して0.2重量%以上のラノリンをインナーワックスとして添加した上に、パラフィンワックス又はマイクロクリスタリンワックスをアウターワックスとして10〜100mg/mの量で塗布する方法が記載されている。特許文献2には、アウターワックスとして用いるパラフィンワックスの70%以上を斜方晶パラフィンとすることが記載されている。
:特開2002−283496号公報 :特開平6−254490号公報
Various proposals have been made regarding the formation of such a lubricant layer. In Patent Document 1, 0.2% by weight or more of lanolin is added as an inner wax to the resin solid content of the resin coating film, and paraffin wax or microcrystalline wax is used as an outer wax in an amount of 10 to 100 mg / m 2. The method of apply | coating by the quantity of is described. Patent Document 2 describes that 70% or more of paraffin wax used as outer wax is orthorhombic paraffin.
: JP 2002-28396 A : JP-A-6-254490

しかしながら、上述の従来技術においては以下に示すような問題点がある。
すなわち、近年になってプレス速度の高速化が益々進み、また加工精度に対する要求も厳しくなっていることに対応して、プレス金型の設計がより高度になっている。しかしながら、こうしたプレス加工機に従来技術に基づいたアルミニウム塗装材を適用すると、潤滑性が不足するため、加工時に強い力を受ける部分、例えばアルミニウム缶蓋における端面、スコア部及びリベット部等において、金型への樹脂被覆膜の焼付きや樹脂被覆膜の剥離などの、いわゆるカジリ現象を生じることがある。このようなカジリ現象はプレス成形品の商品価値を著しく損なうため、その防止対策が求められていた。
However, the above-described prior art has the following problems.
That is, in recent years, the press mold design has become more sophisticated in response to the increasing press speed and the demands for machining accuracy. However, if an aluminum coating material based on the prior art is applied to such a press machine, the lubricity is insufficient. Therefore, in parts that receive a strong force during processing, such as the end face of the aluminum can lid, the score part, the rivet part, etc. A so-called galling phenomenon such as seizure of the resin coating film on the mold or peeling of the resin coating film may occur. Such a galling phenomenon seriously impairs the commercial value of a press-formed product, and measures to prevent it have been demanded.

また、カジリ対策としてアルミニウム塗装材表面に加工用潤滑油を塗布する方法も考えられるものの、加工後に洗浄工程が必要とされることや、潤滑油そのものが樹脂被覆膜に損傷を与えることがある等の問題があり、必ずしも有効な手段ではない。   Also, as a countermeasure against galling, a method of applying a processing lubricant to the surface of an aluminum coating material can be considered, but a cleaning step is required after processing, and the lubricant itself may damage the resin coating film. It is not always an effective means.

また、カジリ現象の他に、ワックス成分が金型に付着して堆積する、いわゆるビルドアップ現象が生じることもある。これは、金型に堆積したワックス成分によって金型が設計通りに機能せず、成形品の加工精度や、成形品の傷付きを引き起こすため、その対策が強く求められている。   In addition to the galling phenomenon, a so-called build-up phenomenon may occur in which the wax component adheres to and accumulates on the mold. Since the mold does not function as designed due to the wax component deposited on the mold and causes processing accuracy of the molded product and damage to the molded product, countermeasures are strongly demanded.

ビルドアップ現象はカジリ現象と相反する特性であり、ビルドアップの対策としてはアルミニウム塗装材表面のワックス成分の総量を減らすことが最も容易であり、これによってある程度までは有効である。しかしながら、高度な設計がされたプレス金型においては、ワックス成分量を減らすことは潤滑性不足に直結し、樹脂被覆膜のカジリ現象等の成形不良を招くことが多い。したがって、ワックス成分の総量を単に減らすだけでは、問題解決において不十分である。   The build-up phenomenon is a characteristic that conflicts with the galling phenomenon, and as a countermeasure for build-up, it is easiest to reduce the total amount of wax components on the surface of the aluminum coating material, and this is effective to some extent. However, in a highly designed press die, reducing the amount of the wax component directly leads to insufficient lubricity and often leads to molding defects such as galling of the resin coating film. Therefore, simply reducing the total amount of wax components is not sufficient to solve the problem.

更に、特許文献3には、アルミニウム塗装板の表面に付着しているアルミ粉の量を0.05mg/m以下に制限する方法が開示されている。この方法では、アルミ粉と潤滑剤成分とから成る硬質物が、金属塗装板接触面に堆積物となって堆積するのが防止される。しかしながら、アルミニウム塗装板の製造設備の清浄度を維持することがコストアップの要因になる上、アルミニウム塗装板の塗装後に耳切り工程(トリミング)や分割工程(スリット)が行われる場合には、清浄度の維持が困難であるという問題点もある。
:特開2003−275679号公報
Furthermore, Patent Document 3 discloses a method of limiting the amount of aluminum powder adhering to the surface of an aluminum coated plate to 0.05 mg / m 2 or less. In this method, it is possible to prevent a hard material made of aluminum powder and a lubricant component from being deposited on the metal coating plate contact surface as a deposit. However, maintaining the cleanliness of the production equipment for aluminum coated plates is a factor in increasing costs, and if an edge-cutting process (trimming) or a dividing process (slit) is performed after painting the aluminum painted plate, it is clean. There is also a problem that it is difficult to maintain the degree.
: JP 2003-275679 A

発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、特許請求の範囲に記載の条件を満たすことにより、耐カジリ性および耐ビルドアップ性に優れたアルミニウム塗装材が得られることを見出し、上記問題点を解決するに至った。   As a result of intensive studies, the inventors have found that an aluminum coating material excellent in galling resistance and build-up resistance can be obtained by satisfying the conditions described in the claims. It came to solve.

本発明は請求項1において、アルミニウム又はアルミニウム合金からなるアルミニウム基材と、当該アルミニウム基材の少なくとも一方の面に形成され、潤滑剤としてポリエチレンワックスを樹脂固形分に対して0.2〜5重量%含有する樹脂被覆膜と、当該樹脂被覆膜表面に5mg/m以上で100mg/m未満の量で塗布されたワックス組成物であって、10〜80重量%のラノリンワックスと20〜90重量%のパラフィンワックスとの溶融混合ワックス組成物と、を備えたアルミニウム塗装材とした。 The present invention according to claim 1 is formed on at least one surface of an aluminum substrate made of aluminum or an aluminum alloy and at least one surface of the aluminum substrate, and polyethylene wax as a lubricant is 0.2 to 5 wt. % Of a resin coating film, and a wax composition coated on the surface of the resin coating film in an amount of 5 mg / m 2 or more and less than 100 mg / m 2 , comprising 10 to 80% by weight of lanolin wax and 20% An aluminum coating material comprising a melt-mixed wax composition with ˜90 wt% paraffin wax.

本発明は請求項2において、前記パラフィンワックスの融点を70℃以とした。また、本発明は請求項3において、前記アルミニウム基材と樹脂被覆膜との間に下地皮膜を設けるようにした。   In the present invention, the paraffin wax has a melting point of 70 ° C. or lower. According to a third aspect of the present invention, a base film is provided between the aluminum base material and the resin coating film.

本発明により、所定の種類のワックスを含有する樹脂被覆膜表面に所定のワックス組成物を塗布したことにより、耐カジリ性及び耐ビルドアップ性に優れたアルミニウム塗装材が得られる。   According to the present invention, an aluminum coating material excellent in galling resistance and build-up resistance can be obtained by applying a predetermined wax composition on the surface of a resin coating film containing a predetermined type of wax.

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
本発明に係るアルミニウム塗装材は、アルミニウム基材面に形成した所定種類のワックスを含有する樹脂被覆膜表面に、所定組成を有する溶融混合ワックス組成物を塗布することによって得られる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
The aluminum coating material according to the present invention is obtained by applying a molten mixed wax composition having a predetermined composition on the surface of a resin coating film containing a predetermined type of wax formed on the surface of an aluminum base.

A.アルミニウム基材
本発明で用いるアルミニウム基材としては、(純)アルミニウム又はアルミニウム合金が用いられ、アルミニウム合金としては、3000系や5000系が好適に用いられる。また、アルミニウム材の他に、亜鉛めっき鋼、アルミニウムめっき鋼、亜鉛−アルミニウム合金めっき鋼、ステンレス鋼等も用いることができる。これら基材は、板状のものが好適に用いられる。
A. Aluminum Base As the aluminum base used in the present invention, (pure) aluminum or an aluminum alloy is used. As the aluminum alloy, 3000 series and 5000 series are suitably used. In addition to the aluminum material, galvanized steel, aluminum plated steel, zinc-aluminum alloy plated steel, stainless steel, and the like can also be used. These substrates are preferably used in the form of plates.

B.樹脂被覆膜
本発明では、アルミニウム基材の少なくとも一方の面に樹脂被覆膜が形成される。樹脂被覆膜は、ベース樹脂とポリエチレンワックスを溶媒である有機溶剤や水等に溶解又は分散した塗料をアルミニウム基材表面に塗布し、乾燥後に焼付けすることによって形成される。塗料の塗布には、ロールコート法が用いられ、焼付け温度は、通常、200〜300℃である。
B. Resin Coating Film In the present invention, a resin coating film is formed on at least one surface of the aluminum substrate. The resin coating film is formed by applying a base resin and polyethylene wax dissolved or dispersed in an organic solvent, water, or the like as a solvent to the surface of the aluminum substrate and baking it after drying. A roll coating method is used for applying the paint, and the baking temperature is usually 200 to 300 ° C.

なお、アルミニウム基材に樹脂を被覆する前にその表面に下地処理を施して下地皮膜を形成することにより、樹脂被覆膜の密着性が良好となり成形加工性の向上に寄与する。下地皮膜としては、リン酸ジルコニウム皮膜やリン酸チタニウム皮膜などのノンクロメート皮膜、リン酸クロメート皮膜などのクロメート皮膜が挙げられる。更に、下地処理の前に、アルミニウム基材をアルカリ脱脂等によって前処理するのが好ましい。   In addition, before coating | coated resin to an aluminum base material, the surface treatment is given to the surface, and a base film is formed, The adhesiveness of a resin coating film becomes favorable and contributes to the improvement of a moldability. Examples of the base film include non-chromate films such as zirconium phosphate films and titanium phosphate films, and chromate films such as phosphate chromate films. Furthermore, it is preferable to pre-treat the aluminum base material by alkali degreasing or the like before the base treatment.

樹脂被覆膜のベース樹脂としては、エポキシ樹脂、エポキシ/アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、塩化ビニル樹脂、エポキシ/尿素樹脂、エポキシ/フェノール樹脂等の樹脂が用いられる。   As the base resin of the resin coating film, an epoxy resin, an epoxy / acrylic resin, a polyester resin, a vinyl chloride resin, an epoxy / urea resin, an epoxy / phenol resin, or the like is used.

耐ビルドアップ性を発現させるには、樹脂被覆膜中にポリエチレンワックスを含有させ、好ましくはこれを分散させる必要がある。ポリエチレンワックスによって、樹脂被覆膜の耐摩耗性が向上するためである。ポリエチレンワックスを樹脂被覆膜内部に分散させてポリエチレンワックスをインナーワックスとして用いると、ポリエチレンワックスは樹脂被覆膜表面に析出し難いことから、樹脂被覆膜表面に塗布された溶融混合ワックス組成物の効果を損なうこともない。このように、樹脂被覆膜にポリエチレンワックスを含有させることにより、樹脂被覆膜表面へのワックス成分の塗布量が少量であっても、耐カジリ性に優れ、かつ、耐ビルドアップ性に優れる塗装材が得られる。   In order to develop build-up resistance, it is necessary to contain polyethylene wax in the resin coating film, and preferably disperse it. This is because the abrasion resistance of the resin coating film is improved by the polyethylene wax. When polyethylene wax is dispersed inside the resin coating film and polyethylene wax is used as the inner wax, since the polyethylene wax hardly precipitates on the surface of the resin coating film, the melt-mixed wax composition applied to the resin coating film surface The effect of is not impaired. Thus, by including polyethylene wax in the resin coating film, it is excellent in galling resistance and excellent build-up resistance even if the amount of the wax component applied to the surface of the resin coating film is small. A coating material is obtained.

樹脂被覆膜におけるポリエチレンワックスの含有量は、樹脂固形分に対して0.2〜5重量%とする必要がある。0.2重量%未満では耐カジリ性の効果が顕現せず、5%を超えると樹脂被覆膜表面への析出の影響が無視できなくなり、樹脂被覆膜表面に塗布した溶融混合ワックス組成物と混ざり合い、耐ビルドアップ性が低下する。また、ポリエチレンワックス以外のワックスも樹脂被覆膜に含有させると、その他のワックスが樹脂被覆膜表面に析出してしまい、樹脂被覆膜表面に塗布した溶融混合ワックス組成物の耐ハジキ効果を低減させ、また、樹脂被覆膜用の塗料設計が複雑になる点からも望ましくない。   The polyethylene wax content in the resin coating film needs to be 0.2 to 5% by weight based on the resin solid content. If it is less than 0.2% by weight, the effect of galling resistance is not manifested. If it exceeds 5%, the influence of precipitation on the surface of the resin coating film cannot be ignored, and the molten mixed wax composition applied to the surface of the resin coating film And build-up resistance decreases. In addition, when a wax other than polyethylene wax is also contained in the resin coating film, other wax precipitates on the surface of the resin coating film, and the repellency resistance effect of the melt-mixed wax composition applied to the resin coating film surface is improved. This is also undesirable from the standpoint of reducing the amount and complicating the design of the coating material for the resin coating film.

C.ワックス
ラノリンワックス及びパラフィンワックスはいずれも既知物質であり、従来方法においてもアルミニウム塗装材に用いられてきた実績がある。具体的には、ラノリンワックスは主にインナーワックスとして、パラフィンワックスはアウターワックスとして、それぞれ活用されてきた。また、ラノリンワックスをインナーワックスとして含有する樹脂塗料を塗装、焼付し、パラフィンワックスをアウターワックスとして塗布する塗装材の製造方法も、広く一般に実施されている。しかしながら、これら従来例では、インナーワックスを樹脂被覆膜中及びその表面に適正に分布させるのが困難であり、また樹脂被覆膜表面では各ワックス成分がそれぞれ独立して存在するに過ぎず、カジリ現象の防止に対して特別な機能を有するものではなかった。
C. Wax lanolin wax and paraffin wax are both known substances, and have been used for aluminum coating materials in conventional methods. Specifically, lanolin wax has been utilized mainly as an inner wax and paraffin wax as an outer wax. In addition, a method for producing a coating material in which a resin paint containing lanolin wax as an inner wax is applied and baked and paraffin wax is applied as an outer wax is also widely used. However, in these conventional examples, it is difficult to properly distribute the inner wax in the resin coating film and on the surface thereof, and each wax component exists independently on the resin coating film surface, It did not have a special function for prevention of galling.

本発明者らは、ラノリンワックス及びパラフィンワックスを、それぞれ固体の状態で所定配合比率をもって予め混合しておき、これを加熱・溶融したワックス組成物を樹脂被覆膜表面に塗布することにより、カジリ現象防止に優れたアルミニウム塗装板が得られることを見出した。   The present inventors previously mixed lanolin wax and paraffin wax in a solid state with a predetermined blending ratio, and heated and melted the wax composition on the surface of the resin coating film, thereby applying It has been found that an aluminum coated plate excellent in preventing the phenomenon can be obtained.

本発明においては、ラノリンワックスとパラフィンワックスを単に混合するだけではなく、両ワックスをそれぞれの融点以上であって200℃以下の温度で加熱し、両ワックスを溶融状態にして攪拌・混合することによって、両ワックスが溶融混合したワックス組成物を用いることに特徴がある。   In the present invention, not only simply mixing lanolin wax and paraffin wax, but also heating both waxes at temperatures above their melting points and below 200 ° C., and stirring and mixing both waxes in a molten state. The use of a wax composition in which both waxes are melt mixed is characterized.

加熱温度がラノリンワックスとパラフィンワックスの融点に達しない場合には、当然のことながら両ワックスの溶融混合物は得られない。なお、ラノリンワックスの融点は35〜50℃程度、パラフィンワックスの融点は40〜75℃程度である。一方、加熱温度が200℃を超えると、パラフィンワックスの引火点が約210℃以上であることから製造上において爆発の危険性があること、両ワックスが酸化変質を受け易いこと等から好ましくない。更に、エネルギーコストの観点からは、加熱温度を100℃以下とすることが好ましい。   If the heating temperature does not reach the melting point of lanolin wax and paraffin wax, it is a matter of course that a molten mixture of both waxes cannot be obtained. The melting point of lanolin wax is about 35 to 50 ° C., and the melting point of paraffin wax is about 40 to 75 ° C. On the other hand, if the heating temperature exceeds 200 ° C., the flash point of paraffin wax is about 210 ° C. or higher, which is not preferable because there is a risk of explosion in production and both waxes are susceptible to oxidative alteration. Furthermore, from the viewpoint of energy cost, it is preferable to set the heating temperature to 100 ° C. or less.

ラノリンワックスとパラフィンワックスの混合比率は、混合ワックス全体におけるラノリンワックスの重量比率を10〜80%とし、かつ、パラフィンワックスの重量比率を20〜90%とする必要がある。すなわち、本発明者らの実験的知見によると、上記重量比率にてラノリンワックスとパラフィンワックスを相溶させることにより溶融混合したワックス組成物は、ラノリンワックスの適度な柔軟性と、パラフィンワックスの適度な粘度とを合わせもった優れた特性を有するものとなる。   As for the mixing ratio of the lanolin wax and the paraffin wax, it is necessary that the weight ratio of the lanolin wax in the entire mixed wax is 10 to 80% and the weight ratio of the paraffin wax is 20 to 90%. That is, according to the experimental findings of the present inventors, the wax composition melt-mixed by compatibilizing lanolin wax and paraffin wax at the above-mentioned weight ratio is suitable for lanolin wax and moderate paraffin wax. It has excellent properties combined with a high viscosity.

ラノリンワックスの重量比率が10%に満たないと、すなわち、パラフィンワックスの重量比率が90%を超えると、両者の溶融混合効果が顕現せず、その潤滑性はパラフィンワックス単体とほとんど変わらずカジリ現象を防止できない。具体的には、加工によって金型と樹脂被覆膜が摺動する際に、ワックスが押し広げられる作用が発揮されないので十分な潤滑作用が得られない。一方、ラノリンワックスの重量比率が80%を超えると、すなわち、パラフィンワックスの重量比率が20%未満では、溶融混合ワックスが柔軟になり過ぎて摺動の際にワックス皮膜強度が不足するため皮膜切れが発生し、これまた潤滑作用が低減する。   If the weight ratio of lanolin wax is less than 10%, that is, if the weight ratio of paraffin wax exceeds 90%, the melt-mixing effect of both does not appear, and its lubricity is almost the same as that of paraffin wax alone, and a galling phenomenon Cannot be prevented. Specifically, when the mold and the resin coating film slide by processing, the effect of spreading the wax is not exhibited, so that a sufficient lubricating action cannot be obtained. On the other hand, if the weight ratio of the lanolin wax exceeds 80%, that is, if the weight ratio of the paraffin wax is less than 20%, the melt-mixed wax becomes too soft and the film strength becomes insufficient when sliding. This also reduces the lubrication action.

ラノリンワックスには、液状ラノリン(曇り点約15℃)、精製ラノリン(融点約40℃)、硬質ラノリン(融点43〜50℃)が市販されており、いずれのラノリンワックスも用いることができるが、本発明では融点40℃程度の精製ラノリンが好適に用いられる。一方、パラフィンワックスについては、パラフィンワックスとして市販されているものであれば特に限定されるものではないが、融点が70℃以下のものを用いることによりカジリ現象の防止が顕著となる。これは、パラフィンワックスの融点はその分子量と相関関係を有し、70℃以下の融点の分子量を有するパラフィンワックスにおいて、ラノリンワックス分子との相溶作用が顕著に生起するためと考えられる。融点が70℃より高いパラフィンワックスでは、ラノリンワックス分子との相溶作用が十分に生起せず、混合ワックス組成物の硬度が増して塗布し難くなる場合もある。   As lanolin wax, liquid lanolin (cloud point: about 15 ° C.), purified lanolin (melting point: about 40 ° C.) and hard lanolin (melting point: 43-50 ° C.) are commercially available, and any lanolin wax can be used. In the present invention, purified lanolin having a melting point of about 40 ° C. is preferably used. On the other hand, the paraffin wax is not particularly limited as long as it is commercially available as paraffin wax, but by using a paraffin wax having a melting point of 70 ° C. or less, the galling phenomenon is remarkably prevented. This is presumably because the melting point of paraffin wax has a correlation with its molecular weight, and in the paraffin wax having a molecular weight of melting point of 70 ° C. or less, the compatibility with lanolin wax molecules occurs remarkably. In the case of paraffin wax having a melting point higher than 70 ° C., the compatibility with lanolin wax molecules does not sufficiently occur, and the hardness of the mixed wax composition may increase and it may be difficult to apply.

溶融混合ワックス組成物は、以下のようにして調製される。室温において攪拌装置を用いて、固体状態のラノリンワックスとパラフィンワックスとを上記配合比率で混合する。次いでこの固体状の混合ワックスを、攪拌棒等の攪拌部材を用いて、上記加熱温度において攪拌しながら混合する。混合は、加熱温度、攪拌手段、攪拌速度等によって適宜選択されるが、通常、1分以上、さらに加熱中に常に攪拌していても良い。   The melt mixed wax composition is prepared as follows. Using a stirrer at room temperature, the solid lanolin wax and paraffin wax are mixed at the above blending ratio. Next, the solid mixed wax is mixed with stirring at the heating temperature using a stirring member such as a stirring bar. The mixing is appropriately selected depending on the heating temperature, the stirring means, the stirring speed, and the like, but usually 1 minute or more, and may always be stirred during the heating.

このようにして調製した溶融混合ワックス組成物は、通常のアウターワックス法によって、樹脂被覆膜表面に塗布される。塗布方法には、静電塗装法、ロールコート法等が用いられる。アウターワックス法は、ワックス成分を樹脂被覆膜表面に確実に均一塗布することができる点において有利である。また、溶融混合ワックス組成物の塗布量は、5mg/m以上で100mg/m未満、好ましくは5〜50mg/mにて良好な成形性が得られる。 The melt-mixed wax composition thus prepared is applied to the surface of the resin coating film by a normal outer wax method. As the coating method, an electrostatic coating method, a roll coating method or the like is used. The outer wax method is advantageous in that the wax component can be reliably applied uniformly to the surface of the resin coating film. The coating amount of the molten mixture the wax composition, 5 mg / m 2 or more is less than 100 mg / m 2, preferably good moldability at 5 to 50 mg / m 2 is obtained.

上述のようにしてハジキ現象を防止することが可能となったが、更にビルドアップ現象も防止するために検討を重ねた。   Although it became possible to prevent the repellency phenomenon as described above, further studies were made to prevent the build-up phenomenon.

なお、ワックス組成物には、防腐剤、防錆剤、レベリング剤、着色剤、界面活性剤等のワックス成分以外の成分を必要に応じて添加してもよい。   In addition, you may add components other than wax components, such as antiseptic | preservative, a rust preventive agent, a leveling agent, a coloring agent, and surfactant, to a wax composition as needed.

以下に、実施例及び比較例に基づいて、本発明の好適な実施形態を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。   The preferred embodiments of the present invention will be specifically described below based on examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples.

実施例1〜10及び比較例1〜8
アルミニウム基材として、板状のJIS 5182−H19合金(板厚0.26mm)を用いた。このアルミニウム合金板の両面に、前処理としてアルカリ脱脂剤を用いて100mg/mのエッチング量でアルカリエッチングを施した。次いで、両エッチング面にリン酸クロメート剤を用いてリン酸クロメート処理(Cr換算による形成量20mg/m)を施した。更に、ポリエチレンワックスをアクリル変性エポキシ樹脂固形分に対して
表2に示す割合で含有する水性アクリル変性エポキシ塗料(溶媒として水を用いた)を、樹脂固形分が5g/m量となるように両リン酸クロメート処理面に塗布した。次いで、樹脂塗料を塗布したアルミニウム合金板を、雰囲気温度270℃で30秒間焼付けて(板到達温度は250℃であった)樹脂被覆膜を形成した。
Examples 1-10 and Comparative Examples 1-8
A plate-like JIS 5182-H19 alloy (plate thickness 0.26 mm) was used as the aluminum substrate. Both surfaces of this aluminum alloy plate were subjected to alkali etching with an etching amount of 100 mg / m 2 using an alkali degreasing agent as a pretreatment. Next, a phosphoric acid chromate treatment (formation amount 20 mg / m 2 in terms of Cr) was performed on both etched surfaces using a phosphoric acid chromate agent. Furthermore, an aqueous acrylic-modified epoxy paint (using water as a solvent) containing polyethylene wax at a ratio shown in Table 2 with respect to the acrylic-modified epoxy resin solid content so that the resin solid content is 5 g / m 2. It applied to both the phosphoric acid chromate treatment surfaces. Next, the aluminum alloy plate to which the resin paint was applied was baked at an ambient temperature of 270 ° C. for 30 seconds (the plate arrival temperature was 250 ° C.) to form a resin coating film.

表1に示す性状のラノリンワックス及びパラフィンワックスを用いて、表2に示す条件で溶融混合ワックス組成物を調製した。この溶融混合ワックス組成物を静電塗装法により、表2に示す塗布量で樹脂被覆膜の表面に塗布した。比較例6、7では、ワックス成分が一成分なので、溶融混合は行なわれていない。また、比較例8では、両ワックス成分を両溶融温度以下の20℃で混合したため、溶融混合は行なわれていない。
なお、表1に示すように、ラノリンワックス1種類に対し、パラフィンワックスは融点の異なる2種類を用いた。
A melt-mixed wax composition was prepared using the lanolin wax and paraffin wax having the properties shown in Table 1 under the conditions shown in Table 2. This melt-mixed wax composition was applied to the surface of the resin coating film by the electrostatic coating method in the application amounts shown in Table 2. In Comparative Examples 6 and 7, since the wax component is one component, melt mixing is not performed. In Comparative Example 8, since both wax components were mixed at 20 ° C. below both melting temperatures, melt mixing was not performed.
As shown in Table 1, two types of paraffin wax having different melting points were used for one type of lanolin wax.

Figure 2007320205
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Figure 2007320205
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このようにして作製したアルミニウム塗装材の試料について、以下のようにして摺動性試験、成形性試験及び総合評価を行なった。結果を表3に示す。   The aluminum coating material sample thus produced was subjected to a slidability test, a formability test, and a comprehensive evaluation as follows. The results are shown in Table 3.

Figure 2007320205
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摺動性試験
バウデン試験機(試験荷重500g、摺動速度0.6mm/秒、鋼球直径3/16インチ)にて、100往復目の動摩擦係数を測定した(実施例1〜10及び比較例4、5)。なお、100往復に達する前にカジリ現象が発生した比較例1〜3、6〜8では、動摩擦係数ではなくその往復回数を表3に示した。表3の評価おいて、動摩擦係数が0.10未満を◎、0.10以上で0.20未満を○、0.20以上で0.30未満を○△とし、◎、○、○△のいずれも合格とした。また、100往復に達する前にカジリ現象が発生した場合を×として不合格とした。
Sliding test The dynamic friction coefficient at the 100th reciprocation was measured with a Bowden testing machine (test load 500 g, sliding speed 0.6 mm / second, steel ball diameter 3/16 inch) (Examples 1 to 10 and Comparative Example). 4, 5). In Comparative Examples 1 to 3 and 6 to 8 in which the galling phenomenon occurred before reaching 100 reciprocations, Table 3 shows the number of reciprocations instead of the dynamic friction coefficient. In the evaluation of Table 3, the coefficient of dynamic friction is less than 0.10, 0.10 or more and less than 0.20 is ◯, 0.20 or more and less than 0.30 is △, and ◎, ◯, ◯ △ All passed. Moreover, the case where the galling phenomenon occurred before reaching 100 reciprocations was judged as x.

成形性試験
缶蓋の成形性について試験した。一般的なアルミニウム缶蓋のプレス成形工程、すなわち、シェルプレスにてシェル加工した後、コンバージョンプレスにより缶蓋形状に成形する工程において、連続して20,000個の試料を加工した。この中から、無作為に50個を抽出し、端面、スコア部及びリベット部のカジリ現象の発生を観察した。表3の評価において、端面、スコア部及びリベット部のいずれにもカジリ現象が発生しない場合を◎、端面、スコア部及びリベット部において発生したカジリ現象の個数が、いずれも10個以下の場合を△、端面、スコア部及びリベット部のいずれかにおいて発生したカジリ現象の個数が10個を超える場合を×とした。◎と△を合格とし、×を不合格とした。
Moldability test The moldability of the can lid was tested. In a general aluminum can lid press-molding step, that is, after shell processing with a shell press, a step of forming into a can lid shape with a conversion press, 20,000 samples were continuously processed. From this, 50 samples were randomly extracted, and the occurrence of galling phenomenon at the end face, the score part and the rivet part was observed. In the evaluation of Table 3, the case where no galling phenomenon occurs in any of the end face, the score part and the rivet part is ◎, and the case where the number of galling phenomena generated in the end face, the score part and the rivet part is 10 or less. The case where the number of galling phenomenon occurring in any of Δ, the end face, the score part, and the rivet part exceeds 10 is indicated as x. ◎ and △ were accepted and x was rejected.

また、連続成形した最後の50枚に関して、金型へのワックスのビルドアップに起因する、スコア残厚とパネル形状についての形状不良発生の個数を測定した。表3の評価において、スコア残厚とパネル形状のいずれについても形状不良が発生しない場合を◎とし、少なくともいずれかに形状不良が発生した場合を×とした。◎を合格とし、×を不合格とした。   Further, with respect to the last 50 sheets that were continuously formed, the number of occurrences of shape defects with respect to the remaining score and the panel shape due to wax build-up on the mold was measured. In the evaluation of Table 3, the case where no shape defect occurred in any of the score remaining thickness and the panel shape was marked as ◎, and the case where a shape defect occurred in at least one of the cases was marked as x. ◎ was accepted and x was rejected.

総合評価
摺動試験、成形性試験における耐カジリ性、ならびに、成形性試験における耐ビルドアップ性の評価において、最も低い評価を総合評価とした。少なくともいずれかが×であったものについては総合評価を×として不合格とした。それ以外は、合格とした。
Comprehensive evaluation In the evaluation of the galling resistance in the sliding test, the moldability test, and the build-up resistance in the moldability test, the lowest evaluation was set as the comprehensive evaluation. At least one of them was x, and the overall evaluation was x and rejected. Other than that, it passed.

表3から明らかなように、本発明の条件を満たす実施例1〜10では、摺動性、ならびに、成形性における耐カジリ性及び耐ビルドアップ性のいずれも優れ総合評価が合格であり、良好な潤滑性が得られカジリ現象及びビルドアップ現象を効果的に防止できた。また、実施例1、3、6及び7では、動摩擦係数が若干高いものの成形性試験では良好な結果を示し、総合評価は合格であり実用上は問題がないことが確認された。   As is clear from Table 3, in Examples 1 to 10 that satisfy the conditions of the present invention, both slidability and galling resistance and buildup resistance in formability are excellent, and the overall evaluation is acceptable, and is good. As a result, it was possible to effectively prevent galling and build-up. In Examples 1, 3, 6, and 7, although the dynamic friction coefficient was slightly high, the moldability test showed a good result, and the overall evaluation was acceptable, and it was confirmed that there was no problem in practical use.

比較例1ではワックス組成物におけるラノリンワックスの量が多過ぎ、比較例6ではラノリンワックスのみが含有されているため、共にカジリ現象が発生した。これは、ワックス組成物が柔軟過ぎたために生じる不具合と考えられる。
比較例2ではワックス組成物におけるパラフィンワックスの量が多すぎ、比較例7はパラフィンワックスのみが含有されているため、共にカジリ現象が発生した。これは、ワックス組成物が樹脂被覆膜表面において十分に広がらず、潤滑性が不足したためと考えられる。
比較例3では樹脂被覆膜中にポリエチレンワックスが含有されていないため、カジリ現象が発生した。
比較例4では樹脂被覆膜中におけるポリエチレンワックスの含有量が多過ぎたため、ビルドアップ現象が発生した。比較例5では溶融混合ワックス組成物の塗布量が多過ぎたため、ビルドアップ現象が発生した。なお、比較例4及び5では、摺動試験及び成形性試験においても、カジリ現象は生じなかった。
比較例8では、ポリエチレンワックスの含有量、ならびに、ラノリンワックスとパラフィンワックスの混合比率は共に所定範囲内であるが、溶融混合温度が20℃とラノリンワックスとパラフィンワックスの融点未満であり溶融混合がなされなかったため、カジリ現象が発生した。
In Comparative Example 1, the amount of lanolin wax in the wax composition was too large, and in Comparative Example 6, only the lanolin wax was contained, so that both galling phenomena occurred. This is considered to be a malfunction caused by the wax composition being too soft.
In Comparative Example 2, the amount of paraffin wax in the wax composition was too large, and in Comparative Example 7, only the paraffin wax was contained. This is presumably because the wax composition did not spread sufficiently on the surface of the resin coating film and the lubricity was insufficient.
In Comparative Example 3, a galling phenomenon occurred because polyethylene wax was not contained in the resin coating film.
In Comparative Example 4, since the content of polyethylene wax in the resin coating film was too much, a build-up phenomenon occurred. In Comparative Example 5, a build-up phenomenon occurred because the amount of the melt-mixed wax composition applied was too large. In Comparative Examples 4 and 5, no galling phenomenon occurred in the sliding test and the moldability test.
In Comparative Example 8, the content of the polyethylene wax and the mixing ratio of the lanolin wax and the paraffin wax are both within a predetermined range, but the melt mixing temperature is 20 ° C., which is lower than the melting point of the lanolin wax and the paraffin wax, and the melt mixing is performed. As it was not done, a galling phenomenon occurred.

以上のように、本発明では、ポリエチレンワックスを含有する樹脂被覆膜表面に、ラノリンワックスとパラフィンワックスを所定重量比率で混合し例えば両ワックスの融点以上であって200℃以下の温度にて溶融混合して得られるワックス組成物を塗布することにより、耐カジリ性及び耐ビルドアップ性に優れた成形加工用のアルミニウム塗装材を得ることができる。   As described above, in the present invention, lanolin wax and paraffin wax are mixed at a predetermined weight ratio on the surface of a resin coating film containing polyethylene wax and melted at a temperature of, for example, 200 ° C. By applying the wax composition obtained by mixing, an aluminum coating material for molding process excellent in galling resistance and build-up resistance can be obtained.

Claims (3)

アルミニウム又はアルミニウム合金からなるアルミニウム基材と、当該アルミニウム基材の少なくとも一方の面に形成され、潤滑剤としてポリエチレンワックスを樹脂固形分に対して0.2〜5重量%含有する樹脂被覆膜と、当該樹脂被覆膜表面に5mg/m以上で100mg/m未満の量で塗布されたワックス組成物であって、10〜80重量%のラノリンワックスと20〜90重量%のパラフィンワックスとの溶融混合ワックス組成物と、を備えたことを特徴とするアルミニウム塗装材。 An aluminum substrate made of aluminum or an aluminum alloy, and a resin coating film formed on at least one surface of the aluminum substrate and containing polyethylene wax as a lubricant in an amount of 0.2 to 5% by weight based on the solid content of the resin; A wax composition applied to the surface of the resin coating film in an amount of 5 mg / m 2 or more and less than 100 mg / m 2 , comprising 10 to 80% by weight of lanolin wax and 20 to 90% by weight of paraffin wax. An aluminum coating material comprising: a molten mixed wax composition. 前記パラフィンワックスの融点が70℃以下である、請求項1に記載のアルミニウム塗装材。   The aluminum coating material according to claim 1, wherein the paraffin wax has a melting point of 70 ° C. or less. 前記アルミニウム基材と樹脂被覆膜との間に下地皮膜を設けた、請求項1又は2に記載のアルミニウム塗装材。

The aluminum coating material of Claim 1 or 2 which provided the base film between the said aluminum base material and the resin coating film.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115537710A (en) * 2022-10-11 2022-12-30 江苏智慧光彩光电科技有限公司 Aluminum alloy surface anticorrosion process for LED lamp

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