JP2691864B2 - エポキシ系樹脂組成物 - Google Patents

エポキシ系樹脂組成物

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JP2691864B2
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克美 田中
孝 渥美
進 高田
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昭和アルミニウム株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】食品、飲料品用などに用いられる
アルミニウム箔製深絞り容器用塗料、特に絞り比が高い
深絞り成形の2段成形加工においてもショックライン
(1段目コーナー部)の塗膜剥れの防止のための塗料に
関する。
【0002】
【従来の技術】エポキシ樹脂は熱硬化性樹脂であり、用
途に応じた硬化剤と組み合わせ、硬化(橋かけ)するこ
とでさまざまな特性を持った硬化樹脂を得ることができ
る。特に耐熱性、機械的性質のバランス、接着特性、耐
食性などに優れていること、成形が容易なことから溶剤
型塗料、粉体塗料、水性塗料などの形態で種々な分野の
塗料、もちろんアルミニウム箔容器にも用いられてい
る。
【0003】一方、アルミニウム箔は外観が美麗である
こと、軽量であること、特に最も優れた特徴として加工
が容易であること及び安価であることから、食品、飲料
品、医薬品などの容器、包装用材料として広く用いられ
ている。アルミニウム箔成形容器の外面は、装飾、防食
性などを付与する目的で塗装やフィルムラミネートが施
されているのが普通であり、これら塗装またはフィルム
ラミネートは、アルミニウム箔の成形加工前に塗装等が
なされている材料を用いてアルミニウム箔容器等に加工
されるのが一般的である。
【0004】塗装タイプのアルミニウム箔から製造され
る容器の中で、深絞り成形の2段成形が必要とされる容
器において、特に絞り比が高いときは、ショックライン
での塗膜の剥れが発生しやすく、この結果脱落した塗膜
片が金型に蓄積されることにより潤滑不良や、クリヤラ
ンス変化を引き起こし、製品不良や材料破断などによっ
てラインの連続成形ができなくなる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、塗装された
アルミニウム箔を絞り比2.7以上の深絞り2段成形に
おいても、ショックラインでの塗膜剥れが発生しない、
密着性及び延性に優れた塗膜を形成する樹脂組成物及び
そのような深絞り成形ができる塗装アルミニウム箔の開
発を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、 (a)ブロックイソシアネートを付加重合させたフェノ
ール系グリシジルエーテル型エポキシ樹脂60〜95重
量部 (b)ビスフェノール系ジグリシジルエーテルを予備縮
合させたアミノ樹脂40〜5重量部 からなるアルミニウム塗装用エポキシ系樹脂組成物、及
び該エポキシ樹脂組成物を0.5〜10g/m2 焼き付
け塗装された深絞り成形用アルミニウム箔を開発するこ
とにより、上記の目的を達成した。
【0007】本発明に用いることができる(a)成分と
して、フェノール系グリシジルエーテル型エポキシ樹脂
としては、代表的なものとしてビスフェノールA型エポ
キシ樹脂をあげることができる。これ以外にビスフェノ
ールF型、フェノールノボラック型なども使用できる
が、ビスフェノールA型が入手が容易であり、コストも
安価で性能も優れているところからこの使用が好まし
い。
【0008】このエポキシ樹脂に付加重合させるブロッ
クイソシアネートのイソシアネートとしては、2,4−
または2,6−トリレンジイソシアネート(TDI)、
4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MD
I)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、パ
ラフェニレンジイソシアネート等のジイソシアネート化
合物であり、ブロック剤としてフェノール、アセト酢酸
エチル、アセチルアセトン、メチルエチルケトンオキシ
ム、ε−カプロラクタム等でブロックしたブロックイソ
シアネートを用いる。これを前記エポキシ樹脂に、ブロ
ックイソシアネート:エポキシ樹脂の配合比は0.5:
9.5〜5.5の比率で付加重合させ、分子量が少なく
とも4000以上、好ましくは4,000〜50,00
0のエポキシ樹脂としたものを用いる。
【0009】一方、硬化剤として用いられる(b)成分
は、アミノ樹脂として尿素−ホルムアルデヒド、メラミ
ン−ホルムアルデヒド、ベンゾグアナミン−ホルムアル
デヒド等のプレポリマーであり、これにビスフェノール
系ジグリシジルエーテル、例えばビスフェノールAジグ
リシジルエーテルを、アミノ樹脂:エポキシ樹脂の配合
比は10:90〜50:50で予備縮合させて用いる。
【0010】(a)成分のブロックイソシアネートとエ
ポキシ樹脂の付加物60〜95重量部に対し、(b)成
分のビスフェノール系ジグリシジルエーテルを予備縮合
したアミノ樹脂は40〜5重量部(合計100重量部と
して)配合される。
【0011】(b)成分が40重量部を越えて配合され
ると、塗膜の伸びが低下し、ショックラインの塗膜剥れ
が起きやすくなる。一方、(b)成分の配合が5重量部
に満たないときは、塗膜が軟らかくなって傷つきやすく
なる問題が生ずる。このエポキシ樹脂系組成物はそのま
までも使用できるが、潤滑剤としてワックスをエポキシ
樹脂組成物全重量の0.01〜5重量%配合することに
よりアルミニウム箔の成形性を向上させることができ
る。
【0012】このワックスとしてはシリコーン樹脂、ポ
リエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、フッ素
系ワックス、高級脂肪酸またはその誘導体をあげること
ができる。
【0013】添加量が0.01重量%を下回るときは成
形性改良の効果が明らかでない。一方、5重量%を越え
る配合は成形性の改良の向上はなく、ムダになるだけで
ある。
【0014】以上、(a)成分、(b)成分及びワック
ス等の添加剤を、塗料として使用する場合溶剤に固形分
濃度20〜50重量%に希釈して用いる。この場合の溶
剤としては、メチルエチルケトン、トルエン、イソプロ
ピルアルコールブチルセロソルブ、酢酸ブチル、キシレ
ン等の単独または混合溶剤として用いる。
【0015】深絞り成形用アルミニウム箔としては、通
常使用されている純アルミニウム系の厚さ約30μm〜
200μm程度のアルミニウム箔であり、これに焼き付
け後の塗膜が0.5〜10g/m2 程度塗装されたもの
である。0.5g/m2 を下回る塗装量ではピンホール
が発生する恐れがある。10g/m2 を上回る塗装はム
ダであるだけでなく、塗膜剥離の傾向を増大させる。
【0016】塗膜の乾燥(焼き付け)は、樹脂組成物の
構成、ラインスピード等と関連して一概に決めることは
できないが、一般的に180〜350℃、5〜120s
ecくらいを基準にして行われる。焼き付け温度が18
0℃に達しないときは塗膜の硬化が不十分となりやす
く、一方350℃を上回るときは塗膜の劣化を起こしや
すい。適切な条件は簡単なテストで容易に求められる。
【0017】
【作用】エポキシ樹脂は組み合わせる硬化剤により、異
なる特性のエポキシ樹脂が得られる。一般に広く用いら
れている硬化剤として酸無水物、ポリアマイド、イソシ
アネート系化合物があるが、これらはいずれも貯蔵安定
性が悪いという問題がある。また硬化剤としてエポキシ
樹脂と付加重合していない、ブロックイソシアネートを
用いた場合には貯蔵安定性は問題なくなるが、焼き付け
時にエポキシ樹脂との反応が速すぎて塗膜の硬化が進み
すぎ、塗膜の延性が低下する。
【0018】またフェノール系グリシジールエーテル型
エポキシ樹脂にブロックイソシアネートを付加重合させ
た変性エポキシ樹脂単独では焼き付けを行っても硬化が
不十分であって、これだけの使用では良好な塗膜とはな
らない。
【0019】更にビスフェノールAグリシジルエーテル
をあらかじめ予備縮合させた硬化剤のみでは焼き付け時
に硬化が進みすぎ、塗膜の延性がなくなる。
【0020】一方、ブロックイソシアネートを付加重合
していないエポキシ樹脂と本発明の(b)成分の硬化剤
を組み合わせた接着剤組成物は、イソシアネート成分が
ないため延性が不十分で密着性が不足する。
【0021】本発明はこれらの硬化した塗膜の状況を逐
一検討を行い、更に配合量を検討することにより貯蔵安
定性に問題がなく、焼き付け硬化速度も適切であり、硬
化後の塗膜がアルミニウム箔に対する密着性に優れ、適
度の延性(硬度と反対傾向になる。)を有するアルミニ
ウム塗装用樹脂組成物が開発できた。
【0022】
【実施例】厚さ50μm、1N30アルミニウム箔を表
1に示す配合比の塗装用エポキシ樹脂組成物5g/m2
塗装し、これを250℃、30sec焼き付けてサンプ
ルとした。
【0023】〈延性〉該サンプルを幅5mm、長さ20
mmのサンプルを作成し、測定温度20℃、引張速度5
mm/minの条件で、オートグラフを用い塗膜の伸び
率を測定した。
【0024】〈密着性〉東洋精機(株)耐析試験機(M
IT型)にて1.5kgfの負荷で、肩R IRの金型
を用いて、135°の角度で試料(5×200mm)を
塗膜側と反対側に曲げ、曲げ戻しを繰り返し、その後の
塗膜の状況を走査型電子顕微鏡で観察し、クラックのな
いときは○、クラックが認められたときは×とした。
【0025】〈成形性〉ブランク径65mmφ、ポンチ
径32mmφ、肩R1.35mmRの金型で深絞り成形
を行い、限界絞り比(L.D.R.)を求めた。(実際
の容器形状の特定ができないので、1段のL、D、Rの
測定により成形性の良否を判断した。この数値であれば
絞り比2.7以上の深絞り2段成形が可能である。)
【0026】
【表1】
【0027】
【発明の効果】ブロックイソシアネートを付加重合させ
たフェノール系グリシジールエーテル型エポキシ樹脂に
対し、ビスフェノール系ジグリシジルエーテルを予備縮
合させたアミノ樹脂を配合したエポキシ系樹脂組成物
は、貯蔵安定性に優れ、イソシアネート基とアルミニウ
ム箔表面の酸化皮膜の水酸基との反応による密着性の向
上並びにブロックイソシアネートによりエポキシ樹脂の
高分子化による延性の向上、適度の架橋密度の高分子量
の塗膜が形成されるため、絞り比2.7以上の深絞り2
段成形した容器のショックラインにおいても塗膜剥れの
ない塗装された深絞り成形用アルミニウム箔が得られ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08L 63/00 C08L 63/00 A C09D 161/32 C09D 161/32

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)ブロックイソシアネートを付加重
    合させたフェノール系グリシジルエーテル型エポキシ樹
    脂60〜95重量部 (b)ビスフェノール系ジグリシジルエーテルを予備縮
    合させたアミノ樹脂40〜5重量部 からなるアルミニウム塗装用エポキシ系樹脂組成物
  2. 【請求項2】 請求項1記載のエポキシ系樹脂組成物に
    おいて、シリコーン樹脂、ポリエチレンワックス、ポリ
    プロピレンワックス、フッ素系ワックス、高級脂肪酸ま
    たはその誘導体からなるワックスを、全重量の0.01
    〜5重量%添加したアルミニウム塗装用エポキシ系樹脂
    組成物。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載のエポキシ系樹脂
    組成物を0.5〜10g/m2 焼き付け塗装された深絞
    り成形用アルミニウム箔。
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