JP2828900B2 - 防錆用コーティング剤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、金属のカットエッジ部の
防錆および保護を目的とした防錆用コーティング剤に関
し、さらに詳しくはビール、ソフトドリンク、酒、醤油
などのビンの栓として使用されている王冠の打抜端面、
または塗装面の外傷部に塗布することにより、そこから
の錆の発生をなくし王冠を保護することを目的とした防
錆用コーティング剤に関する。

【０００２】

【発明の技術的背景とその課題】現在、ビール、サイダ
ー、コーラなどを始めとするガラス飲料ビン、さらには
酒、醤油などの大量販売用の液体容器としてのガラスビ
ンの多くが、打栓に金属性の王冠を使用して密封されて
いる。この王冠は金属製であるため、錆の発生を防止す
るために、原料金属板の表裏に塗料を塗布し、さらに焼
き付けを施してプレコート鋼板として、防錆塗膜層を表
裏に設けている。しかし、王冠とするためには、プレコ
ート鋼板から王冠用円板を打抜くため、打抜き加工に際
して発生した切断端面に素材金属が露出することは避け
られない。従って、この素材金属の現れた切断端面にお
いて、移送中に雨に濡れた場合、ウォーラークーラー中
で冷却した場合、夏期の冷却時に水分が結露した場合、
さらには長期保管時の空気の湿気にさらされた場合など
において錆が発生し、時にはビンの口部まで汚染し、商
品価値の低下につながる。また錆が強固にビンの口部に
張り付き、ビンの洗浄時においても剥離しにくく、ビー
ルビンなどの場合は錆がビンの色と類似しているため検
査時においても発見しにくいという問題がある。さらに
は錆が付いたまま末端ユーザーへ渡った場合に、充填し
たものが古くて品質が低下しているとの印象を与えるこ
ととなり、ビール、ジュースなどの販売業者に苦情が持
ち込まれるため、飲料メーカーや王冠製造メーカーにお
いてはその対応に苦慮しているのが現状である。このよ
うな問題を解決するために、従来技術として、王冠の切
断面の防錆のために、一般に知られている防錆剤を塗布
する方法（特開昭51−90682 号公報参照) 、またさらに
飲料剤をビンに充填後に防錆剤を塗布する方法（特開昭
55−97385 号公報参照）、アミノ変性シロキサンを防錆
剤とする方法（特開平６−57458号公報参照) が知られ
ている。しかしながら、一般に知られているワックスや
ワセリン、パラフィン、カルナバロウなどを主成分とす
る防錆剤では耐水性が不十分であり、浸水時や降雨時な
どの防錆が不十分であった。またアミノ変性シロキサン
を防錆剤として使用した場合でも防錆剤の被膜の強度が
十分でなく、物理的影響を受けやすい環境での防錆はさ
らに改善が望まれていた。一般に、王冠の防錆を目的と
したコーティング剤は以下のような特性が要求される。 被膜の透明性がよいこと。 塗工が容易であり、室温あるいは高温で処理が可能な
こと。 被膜の密着性、耐水性がよいこと。 被膜の表面にベトツキがないこと。 防錆効果があること。 ウォータークーラーに浸漬した場合に油浮きがないこ
と。 物理的影響により被膜表面が白化しないこと。 即ち、王冠の成形時は高温であるため、その環境におい
て処理可能なことが必要である。また季節変動や保管の
環境変化による温度差に対しても良好な防錆効果を示す
ことが必要である。さらに雨を受けた場合やビールの充
填時に行われるウォーマーなどに入れた場合に、被膜が
流れ落ちてしまっては防錆効果は低下してしまい、また
ウォータークーラー中に浸漬させたときに油浮きがある
と製品の商品価値の低下につながる原因となり好ましく
ない。さらに王冠は数十万個が一度に梱包されて運ば
れ、ホッパーに入れられて打栓されるため、王冠と王冠
のぶつかり合いなどの物理的要因によって被膜が剥離す
ることは防錆効果の低下につながり好ましくない。しか
しながらこれらの要求をすべて満足する王冠の防錆を目
的とするコーティング剤はこれまで知られていなかっ
た。

【０００３】

【発明の目的】本発明は、上記したような問題を解決す
るためになされたもので、王冠などに代表される金属部
材の切断端面および塗装面の外傷部に対して優れた防錆
効果と保護効果を付与し、しかも耐水性に優れ室温およ
び高温においても容易に塗布可能な防錆用コーティング
剤を提供することを目的とする。

【０００４】

【発明の構成】本発明者らは、上記の目的を達成するた
めに鋭意検討を重ねた結果、特定のポリジオルガノシロ
キサンとアミノ変性シロキサンとを配合して防錆剤組成
物として使用することにより、王冠などの切断端面およ
び塗装面の外傷部に対して、優れた耐水性を有する防錆
効果を付与することができることを見出し、本発明をな
すに至った。すなわち本発明の防錆用コーティング剤は (A) 一般式

【０００５】

【化３】

【０００６】（ここで、R は１価炭化水素基、R¹は１価
炭化水素基またはジオルガノポリシロキサニル基、R²は
１価炭化水素基またはアルコキシ基、R³はアミノ基含有
基、mは０〜10,000、n は１〜10,000の整数を示す）で
示されるアミノ基含有ポリオルガノシロキサン100 重量
部 (B) 一般式

【０００７】

【化４】

【０００８】（ここで、R は前記と同様の基、R⁴は水酸
基またはアルコキシ基、p は５〜10,000の整数を示す）
で示されるポリジオルガノシロキサン１〜100 重量部 (C) 溶剤 100〜10,000重量部 からなることを特徴とする。

【０００９】本発明の防錆用コーティング剤において、
対象とされる基材としては鉄、銅、アルミ、ステンレス
などの各種金属および合金からなる部材、さらにはこれ
らをニッケル、スズ、亜鉛などでメッキしたものが例示
され、中でも部材としては好ましくは王冠が例示され、
王冠の材質および王冠表面のプレコート材の材質は、通
常使用されているものであれば特に限定されない。

【００１０】本発明の成分(A) のアミノ基含有ポリオル
ガノシロキサンにおいて、R は１価の炭化水素基で、メ
チル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル
基、オクチル基、デシル基、ドデシル基などのアルキル
基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基などのシクロ
アルキル基、フェニル基、トリル基などのアリール基、
ビニル基、アリル基、プロペニル基などのアルケニル基
などが例示され、中でもアルキル基、アリール基が好ま
しく、特にメチル基、フェニル基が好ましい。R¹は１価
炭化水素基またはジオルガノポリシロキサニル基であ
り、１価炭化水素基としてはR と同様の基が例示され、
ジオルガノポリシロキサニル基としては、式

【００１１】

【化５】

【００１２】が例示される。ここで、R は前記と同様の
基、R²は以下に述べる基が例示され、q は０〜10,000の
整数を示し、好ましくは10〜200 の整数である。成分
(A) のR²は１価炭化水素基またはアルコキシ基で、１価
炭化水素基としてはR と同様の基が、アルコキシ基とし
てはメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロ
ポキシ基、ブトキシ基、ｔ−ブトキシ基などの炭素数１
〜４のアルコキシ基が例示される。R²としては、これら
の置換基の中でもメチル基、フェニル基、メトキシ基、
エトキシ基が好ましく、特に撥水性に優れ防錆性が良好
なことからメチル基、フェニル基が好ましく、また耐久
性に優れた防錆被膜が得られることからエトキシ基が好
ましい。R³はアミノ基含有基で、式

【００１３】

【化６】

【００１４】で示されるものが例示され、式中、R⁵、R⁶
は炭素数１〜６の２価炭化水素基、R⁷は水素原子または
炭素数１〜６の１価炭化水素基、r は０〜３の整数を示
す。このようなアミノ基含有基としては、アミノメチル
基、β−アミノエチル基、γ−アミノプロピル基、δ−
アミノブチル基、Ｎ−（β−アミノエチル）アミノメチ
ル基、γ−（Ｎ−（β−アミノエチル）アミノ）プロピ
ル基などが例示される。又、m は０〜10,000の整数、n
は１〜10,000の整数を示し、好ましくはm が10〜200 、
n が11〜50の整数である。また粘度は５〜1,000cP のも
のを使用するのが好ましく、特に10〜500cP が好まし
く、２種類以上の粘度の異なるものをブレンドして使用
してよいが、ブレンド後の粘度が前記の範囲に入るよう
にして使用することが好ましい。

【００１５】本発明の成分(B) のポリジオルガノシロキ
サンにおいて、R は前記と同様の置換基を示し、またR⁴
は水酸基またはアルコキシ基を示し、アルコキシ基とし
てはR²で示したものと同様の基が例示される。中でも、
得られる防錆剤の硬化性が良好なことから、水酸基が好
ましい。p は５〜10,000の整数を示し、好ましくは10〜
100 である。また粘度は10〜100,000cP のものを使用す
るのが好ましく、特に20〜200cP が好ましく、２種類以
上の粘度の異なるものをブレンドして使用してよいが、
ブレンド後の粘度が前記の範囲に入るようにして使用す
ることが好ましい。成分(B) は成分(A) の100 重量部に
対して１〜100 重量部使用され、好ましくは２〜50重量
部、特に好ましくは５〜20重量部使用される。１重量部
未満では耐久性の良好な防錆性被膜が得られにくく、10
0 重量部よりも多いと優れた防錆性が得にくくなる。

【００１６】本発明の成分(C) の有機溶剤は、成分(A)
、(B) のポリシロキサンを溶解、分散するものであれ
ば特に制限されず、メタノール、エタノール、イソプロ
パノールのようなアルコール類、エチレングリコールモ
ノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエー
テル、テトラヒドロフラン、ジオキサンのようなエーテ
ルアルコールおよびエーテル類、酢酸メチル、酢酸エチ
ル、酢酸ブチルのようなエステル類、ｎ−ヘキサン、ｎ
−オクタン、イソペンタン、イソオクタン、ガソリン、
ゴム揮発油、ミネラルスピリット、灯油のような脂肪族
炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレンのような芳香
族炭化水素、直鎖状ジメチルシロキサン、環状ジメチル
シロキサンのような揮発性シリコーンオイルが例示され
る。成分(C) は成分(A) の100 重量部に対して、 100〜
10,000重量部使用され、好ましくは 500〜2,000 重量部
使用される。100 重量部未満ではシロキサンの含有量が
多くなるために、防錆剤の粘度が高くなって、塗工など
の処理がしにくくなり、また10,000重量部より多いと、
シロキサンの含有量が少なくなるため、良好な防錆性を
与えるだけの厚みを持った被膜が得られにくくなる。

【００１７】本発明のコーティング剤にはさらに、各種
のシランカップリング剤、硬化触媒を配合することがで
きる。シランカップリング剤としては、アミノ基含有ア
ルコキシシラン、エポキシ基含有アルコキシシラン、ア
クリロキシ基含有アルコキシシラン、メルカプト基含有
アルコキシシラン、カルボキシ基含有アルコキシシラン
などが例示され、なかでもアミノ基含有アルコキシシラ
ンがコーティング剤の硬化性や得られる被膜の防錆性が
優れたものとなることから好ましく使用される。アミノ
基含有アルコキシシランとしては、一般式

【００１８】

【化７】

【００１９】で示されるものが例示され、ここでR⁸はア
ミノ基含有基、R⁹はアルコキシ基、R¹⁰ は１価炭化水素
基、t は１〜３の整数を示す。R⁸のアミノ基含有基とし
てはR³と同様の基が、R⁹のアルコキシ基としてはR²で示
したものと同様の基が、またR¹⁰ の１価炭化水素基とし
てはR と同様の基が例示される。またt としては３が好
ましい。シランカップリング剤は基材に対して密着性が
よく、耐久性に優れた被膜が形成されることから、成分
(A)100重量部に対して、0.05〜５重量部配合することが
好ましく、特に 0.1〜２重量部配合することが好まし
い。硬化触媒としては、縮合硬化型シリコーン組成物に
使用される一般の硬化用触媒が使用でき、トリエタノー
ルアミンなどの有機アミン、オクチル酸スズ、オクチル
酸亜鉛などのカルボン酸金属塩、ジブチルスズジラウレ
ート、ジブチルスズジオクトエートなどの有機スズ化合
物、テトラブチルチタネート、テトラプロピルチタネー
トなどのチタン酸エステル、第４級アンモニウムカルボ
キシレートなどの第４級アンモニウム化合物などが例示
され、安全衛生上からジブチルスズジラウレート、テト
ラブチルチタネートが好ましい。また、シランカップリ
ング剤で例示したアミノ基含有アルコキシシランも、硬
化触媒として使用することができる。硬化触媒は、成分
(A) の100 重量部に対して、0.01〜10重量部配合するこ
とが好ましく、特に0.05〜1.0 重量部配合することが好
ましい。本発明のコーティング剤には、さらに必要に応
じて紫外線吸収剤、レベリング剤、増粘剤、顔料、染
料、酸化防止剤、乳化剤などを配合することができる。

【００２０】本発明のコーティング剤は、各成分を混合
して均一にすることにより得られ、混合する場合に攪拌
装置、コロイドミル、ホモミキサー、ホモジナイザー、
アジホモミキサー、コンビミックスあるいはサンドグラ
インダーなどの装置を用いて行うことができ、必要によ
り加熱を行ってもよい。基材への塗布は、刷毛塗り、ス
プレー塗り、ローラー塗り、浸漬法など各種の方法が使
用できる。被膜の厚みは良好な防錆効果、耐久性を有す
ることから、0.5 〜50μm の範囲が良く、好ましくは15
〜20μm である。

【００２１】

【発明の効果】本発明のコーティング剤は、金属部品の
防錆性に優れ、耐久性に優れた被膜を形成するという特
徴を有する。本発明のコーティング剤は各種金属部品の
防錆剤として有用であり、特に食品容器に用いる王冠の
防錆剤として好ましく使用される。

【００２２】

【実施例】以下において実施例を挙げ、本発明をさらに
詳しく説明する。なお実施例中の「部」は「重量部」を
表し、「％」は「重量％」を表す。また粘度は25℃の値
を示す。実施例において以下の成分を使用した。

【００２３】

【化８】

【００２４】

【化９】

【００２５】Ｄ−１：γ−アミノプロピルトリメトキシ
シラン Ｄ−２：γ−（Ｎ−（β−アミノエチル）アミノ）プロ
ピルトリエトキシシラン Ｄ−３：γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン Ｅ−１：ジブチルスズジラウレート Ｅ−２：テトラブチルチタネート また、実施例において試験片の作成および塗布性、耐水
性、油浮き性、白化性、耐久性の評価は以下のように行
った。 試験片の作成：直径60mmのシャーレにスポンジシートを
敷き、得られたコーティング剤の１ｇをガラス棒を用い
て均一にスポンジシートになじませた。次に王冠を縦方
向に持ち、スポンジシートに押しあてて６回転させてカ
ットエッジ部に塗布を行い、室温で４日間乾燥させて被
膜を形成させ、試験片とした。１サンプルにつき４個の
試験片を作成した。また王冠は厚さ0.27mmの印刷塗装し
たティンフリースチール板を打ち抜いて作成した、直径
32mm、ヒダの数が21個のものを使用した。 塗布性：試験片の被膜形成後の表面を目視にて観察し、
以下のように評価した。 ◎ … 均一に被膜が形成され、干渉縞も見られない。 ○ … 均一な被膜が形成されているが、一部に干渉縞
が見られる。 △ … 全体に干渉縞が見られる。 × … 塗りむら、はじき、干渉縞が見られる。 耐水性：試験片を室温で浸水させ、直ちに40℃で10分間
乾燥した。次に直径 105mmのシャーレに濾紙を２枚敷
き、イオン交換水 3.5mlを濾紙に染み込ませた。このシ
ャーレに試験片４個を、ヒダを下にして入れた。シャー
レを密封し、40℃にて24時間放置し、錆の発生状況を観
察した。錆の発生状況は、ヒダに発生し濾紙に付着した
数を目視にて観察することにより行った。１個の王冠に
ヒダは21個あるが、４個の王冠の82個のヒダのうち、錆
の発生した数から、耐水性を評価した。 油浮き性：試験片４個を、200ml の水を入れた500ml の
ビーカーの中に同時に沈め、水面上に浮かぶ油の有無を
目視にて観察し、以下のように評価した。 ◎ … 油浮き無し。 × … 油浮き有り。 白化性：試験片10個をビニール袋に入れ、振動試験機
（エミック（株）製）に固定して、振動周波数５〜40H
z、加振加速度１Ｇ、振幅10cmで120 分間振盪した。振
盪後の王冠表面の白粉の発生状況を目視にて観察し、以
下のように評価した。 ◎ … 白粉の発生が見られない。 ○ … 白粉の発生がわずかに見られる。 △ … 白粉の発生がやや見られる。 × … 白粉の発生がかなり見られる。 耐久性１：試験片を未打栓のままビールビンの口にの
せ、40℃で90％RHの条件下で、50℃の温水を王冠より15
cmの高さから 0.1〜0.3kgf/cm²の条件で30分間、シャワ
ーリングし、さらに40℃で10分間乾燥した。次に耐水性
の評価と同様にシャーレに入れ、40℃にて24時間放置し
て錆の発生を観察し、錆の発生した数から、耐久性１を
評価した。 耐久性２：シャワーリングを１時間行い、シャーレに入
れて60℃にて48時間放置した他は耐久性１と同様に錆の
発生を観察し、錆の発生した数から、耐久性２を評価し
た。 実施例１〜14、比較例１〜７ 表１、２に示す組成で、各成分を攪拌機により混合して
均一にし、コーティング剤を調製した。得られたコーテ
ィング剤を用いて塗布性、耐水性、油浮き性、白化性、
耐久性の評価を行った。結果を表１、２に示す。

【００２６】

【表１】

【００２７】

【表２】

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】(A) 一般式 【化１】 （ここで、R は１価炭化水素基、R¹は１価炭化水素基ま
   たはジオルガノポリシロキサニル基、R²は１価炭化水素
   基またはアルコキシ基、R³はアミノ基含有基、mは０〜1
   0,000、n は１〜10,000の整数を示す）で示されるアミ
   ノ基含有ポリオルガノシロキサン100 重量部 (B) 一般式 【化２】 （ここで、R は前記と同様の基、R⁴は水酸基またはアル
   コキシ基、p は５〜10,000の整数を示す）で示されるポ
   リジオルガノシロキサン１〜100 重量部 (C) 溶剤 100〜10,000重量部 からなる防錆用コーティング剤。