JP3162634B2 - 紫外線硬化型缶用塗料組成物 - Google Patents
紫外線硬化型缶用塗料組成物Info
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Description
硬化することができる、加工性、密着性、硬度、スリキ
ズ性などの塗膜性能に優れ、特に塗膜外観、耐レトルト
性に優れた塗膜を形成することのできる紫外線硬化型缶
用塗料組成物、及びこの組成物を使用した塗装金属缶の
製造方法に関する。
紫外線硬化型塗料組成物としてはエポキシ基やビニル基
を有するカチオン重合性化合物及び紫外線照射によりカ
チオンを発生するカチオン重合開始剤を含有するカチオ
ン重合型塗料と、ラジカル重合性不飽和基を有するラジ
カル重合性化合物及び紫外線照射によりラジカルを発生
するラジカル重合開始剤を含有するラジカル重合型塗料
などが知られている。しかしながら、ラジカル重合型塗
料は、硬化速度が速いという特徴がある反面、素材への
密着性、加工性が不十分であり、また酸素による硬化阻
害があるため、表面の硬化性に劣り、特に薄膜(2〜8
μ)での使用に際しては窒素封入などの設備が必要であ
るという問題点がある。一方、カチオン重合型塗料は、
ラジカル重合型塗料と比較して、素材への密着性、加工
性が良好であり、また窒素封入などの設備も必要としな
いなどの利点がある反面、硬化速度が遅いために、塗膜
性能、特に塗膜外観、耐レトルト性が不十分であるとい
う問題点がある。しかも、金属素材、PETラミネート
鋼板などのプラスチック積層金属板に直接塗装した場
合、紫外線照射後経時で密着性が低下するという問題も
ある。
素封入などの設備を必要としないで薄膜でも紫外線照射
により硬化することができ、缶用塗料として必要とされ
る加工性、密着性、硬度、スリキズ性などの塗膜性能に
優れ、特に塗膜外観、耐レトルト性に優れた塗膜を形成
することができ、しかも紫外線照射後経時で密着性が低
下することのない紫外線硬化型塗料組成物を得ることを
目的に、鋭意研究を行なった結果、今回、カチオン重合
型塗料に分子中にオキセタン環を少なくとも1個有する
光カチオン重合性化合物を所定量配合することにより、
上記目的を達成しうることを見い出し、本発明を完成す
るに至った。
性化合物 1〜99重量部、及び(B)分子中にオキセ
タン環を少なくとも1個有する化合物 1〜99重量部
と、化合物(A)及び(B)の合計量100重量部に対
して、(C)紫外線照射によりカチオンを発生するカチ
オン重合開始剤 0.01〜20重量部、及び(D)潤
滑性付与剤 0.01〜10重量部を含有することを特
徴とする紫外線硬化型缶用塗料組成物を提供するもので
ある。
料組成物を、金属板、プラスチックフィルム積層金属板
又はこれらの金属板を成型した金属缶に塗装し、紫外線
を照射して硬化させることを特徴とする塗装金属缶の製
造方法を提供するものである。
チオン重合を起こし硬化する缶用の塗料組成物であり、
以下にこの塗料組成物及びその用途についてさらに詳細
に説明する。
(成長種)としてイオン重合するモノマーであり、炭素
カチオンを成長種としてビニルカチオン重合するビニル
化合物(炭素−炭素二重結合をもつ化合物)と、オニウ
ムイオンを成長種として開環カチオン重合する複素環状
化合物とが包含される。但し、分子中にオキセタン基を
少なくとも1個有する化合物(B)は除外されるものと
する。
オン重合性化合物(A)としては、例えば、下記(a)
〜(d)の化合物を挙げることができる。
ば、ジシクロペンタジエンジオキサイド、リモネンジオ
キサイド、4−ビニルシクロヘキセンジオキサイド、
(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチル−3,4−
エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、ジ(3,4
−エポキシシクロヘキシル)アジペート、フェニルグリ
シジルエーテル、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ハ
ロゲン化ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノ
ールF型エポキシ樹脂、o−、m−もしくはp−クレゾ
ールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック
型エポキシ樹脂、多価アルコールのポリグリシジルエー
テルなど。
α−メチルスチレン、p−クロロメチルスチレン、ビニ
ルトルエンなどの芳香族ビニル化合物;n−ブチルビニ
ルエーテル、イソブチルビニルエーテル、シクロヘキシ
ルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテルな
どの置換もしくは非置換のアルキルもしくはシクロアル
キルビニルエーテル類;アリルビニルエーテル、エテニ
ルビニルエーテル、1−メチル−2−プロペニルビニル
エーテルなどのアルケニルビニルエーテル類;フェニル
ビニルエーテル、p−メトキシフェニルビニルエーテル
などの置換もしくは非置換アリールビニルエーテル類;
ブタンジオールジビニルエーテル、トリエチレングリコ
ールジビニルエーテル、シクロヘキサンジオールジビニ
ルエーテルなどのアルキレンもしくはシクロアルキレン
ジビニルエーテル類;1,4−ベンゼンジメタノールジ
ビニルエーテル、N,N−m−クロロフェニルジエタノ
ールアミンジビニルエーテル、m−フェニレンビス(エ
チレングリコール)ジビニルエーテルなどの置換もしく
は非置換アラルキレンジビニルエーテル類;ハイドロキ
ノンジビニルエーテル、レゾルシノールジビニルエーテ
ルなどのアリーレンジビニルエーテル類;N−ビニルカ
ルバゾール、N−ビニルピロリドンなどのカチオン重合
性窒素含有化合物など。
えば、1−フェニル−4−エチル−2,6,7−トリオ
キサビシクロ−[2,2,2]−オクタン、1−エチル
−4−ヒドロキシメチル−2,6,7−トリオキサビシ
クロ−「2,2,2]−オクタンなど。
例えば、1,5,7,11−テトラオキサスピロ−
[5,5]−ウンデカン、3,9−ジベンジル−1,
5,7,11−テトラオキサスピロ−「5,5]−ウン
デカン、1,4,6−トリオキサスピロ−[4,4]−
ノナン、2−メチル−1,4,6−トリオキサスピロ−
「4,4]−ノナン、1,4,6−トリオキサスピロ−
「4,5]−デカンなど。
キシ基を有する化合物(a)が好適であり、中でも、分
子中に脂環式エポキシ基を有する化合物が好ましい。
式化合物の脂肪族環を形成する環状に結合した炭素原子
のうちの2個の炭素原子(通常は互に隣接する炭素原
子)に酸素原子1個が結合した状態のエポキシ基をい
う。
る分子中に脂環式エポキシ基を有する化合物は、分子中
に脂環式エポキシ基を少なくとも1個、好ましくは1も
しくは2個有する化合物であることができ、具体例とし
て、ジシクロペンタジエンジオキサイド、リモネンジオ
キサイド、ジ(3,4−エポキシシクロヘキシル)アジ
ペート、(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチル−
3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、
(3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシル)メチ
ル−3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキサンカル
ボキシレート、エチレン−1,2−ジ(3,4−エポキ
シシクロヘキサンカルボン酸)エステル、下記式(1)
〜(3)で示される化合物などを挙げることができる。
これらの化合物は単独で又は2種以上を組合わせて使用
することができる。
ていてもよい炭素原子数1〜8のアルキル基又はエポキ
シ基を有していてもよい炭素原子数1〜12のアシル基
を表わし、R2は炭素原子数1〜6のアルキレン基を表
わし、nは0〜15の整数を表わす、
ぞれ炭素原子数1〜6のアルキレン基を表わし、mは0
〜25の整数を表わす、
ン基を表わし、3個のR5は同一又は異なり、それぞれ
炭素原子数1〜4のアルキル基を表わす。
アルキル基は、直鎖状、分岐鎖状又は環状であり、その
具体例としては、メチル、エチル、n−もしくはi−プ
ロピル、n−、i−もしくはt−ブチル、オクチル、シ
クロヘキシル基などが挙げられ、エポキシ基を有するア
ルキル基の具体例としては、3,4−エポキシシクロヘ
キシルメチル基などを挙げることができる。R1が表わ
しうるアシル基は式RCOの基(ここでRはアルキル、
アルケニル、シクロアルキル、アリール、アラルキル等
の有機基を表わす)であり、その具体例としては、ホル
ミル、アセチル、プロピオニル、ブチロイル、オクタノ
イル、ラウロイル、アクリロイル、メタクリロイル基、
ベンゾイル基などが挙げられ、エポキシ基を有するアシ
ル基の具体例としては、3,4−エポキシシクロヘキサ
ンカルボニル基などを挙げることができる。R2が表わ
しうるアルキレン基は直鎖状、分岐鎖状又は環状であ
り、その具体例としては、メチレン、エチレン、1,2
−もしくは1,3−プロピレン、ブチレン、シクロヘキ
シレン基などを挙げることができる。
の代表例としては、nが0であるものとして、3,4−
エポキシシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシシク
ロヘキサンカルボキシレート、3,4−エポキシシクロ
ヘキシルメチルアクリレート、3,4−エポキシシクロ
ヘキシルメチルメタクリレート、3,4−エポキシシク
ロヘキシルメチルアルコール、ジ(3,4−エポキシシ
クロヘキシルメチル)エーテルなどを挙げることがで
き、また、nが1〜15、好ましくは1〜6の整数であ
るものとして、nが1〜15のいずれの整数において
も、R1が水素原子であり且つR2がメチレン基である
場合、R1が3,4−エポキシシクロヘキサンカルボニ
ル基であり且つR2がメチレン基である場合、R1がア
クリロイル基であり且つR2がメチレン基である場合、
及びR1がメタクリロイル基であり且つR2がメチレン
基である場合の化合物を挙げることができる。
キレン基は、直鎖状、分岐鎖状又は環状であり、その具
体例としては、メチレン、エチレン、1,2−もしくは
1,3−プロピレン、ブチレン、シクロヘキシレン基な
どを挙げることができる。しかして、前記式(2)で示
される化合物の代表例としては、2個のR3がいずれも
1,2−エチレン基であり且つmが0〜25の整数であ
る場合の化合物を挙げることができる。
キレン基は、直鎖状、分岐鎖状又は環状であり、その具
体例としては、メチレン、エチレン、1,2−もしくは
1,3−プロピレン、ブチレン、シクロヘキシレン基な
どを挙げることができる。しかして、前記式(3)で示
される化合物の代表例としては、R4がエチレンであり
且つ3個のR5がいずれもメチル基である場合の化合
物、R4が1,2−もしくは1,3−プロピレン基であ
り且つ3個のR3がいずれもメチル基である場合の化合
物等を挙げることができる。
有する化合物のうち、特に好適なものとしては、3,4
−エポキシシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシシ
クロヘキサンカルボキシレート、3,4−エポキシシク
ロヘキシルメチルアルコール、3,4−エポキシシクロ
ヘキシルエチルトリメトキシシラン又は下記式
する化合物(B) 本発明の塗料組成物において使用される化合物(B)
は、カチオン重合開始剤の存在下に紫外線照射によって
開環重合しうるオキセタン環
1〜15個、より好ましくは1〜4個有する化合物(以
下、オキセタン化合物という)であり、具体的には、例
えば、下記式(4)で示される化合物、並びに後記式
(10)、(11)及び(12)で示される化合物等が
包含される。
フッ素原子、炭素原子数1〜6の直鎖状、分岐鎖状もし
くは環状のアルキル基、(例えば、メチル、エチル、n
−もしくはi−プロピル、n−、i−もしくはt−ブチ
ル、ペンチル、ヘキシル、シクロヘキシル基など)、炭
素原子数1〜6の直鎖状もしくは分岐鎖状フルオロアル
キル基(例えば、モノフルオロメチル、ジフルオロメチ
ル、トリフルオロメチル、2,2,2−トリフルオロエ
チル、パーフルオロエチル、パーフルオロプロピル、パ
ーフルオロブチル、パーフルオロヘキシル基など)、ア
リル基、アリール基(例えば、フェニル、ナフチル、ト
リル、キシリル基など)、アラルキル基(例えば、ベン
ジル、フェネチル基など)、フリル基又はチエニル基を
表わし;R7はpの値に対応する価数を有しそして水素
原子又は1〜4価の有機基を表わし;Zは酸素原子又は
硫黄原子を表わし;pは1〜4の整数である。
は、O、S、N及びFから選ばれる少なくとも1種の異
種原子及び/又はシロキサン結合を含有していてもよ
い、炭素原子数1〜30の直鎖状、分岐鎖状もしくは環
状の1〜4価の炭化水素基が挙げられる。
としては、例えば、炭素原子数1〜6の直鎖状、分岐鎖
状もしくは環状のアルキル基、(例えば、メチル、エチ
ル、n−もしくはi−プロピル、n−、i−もしくはt
−ブチル、ペンチル、ヘキシル、シクロヘキシル基な
ど)、炭素原子数1〜6の直鎖状もしくは分岐鎖状アル
コキシアルキル基(例えばメトキシエチル、エトキシエ
チル、ブトキシエチル、エトキシメチル基など)、炭素
原子数1〜6の直鎖状もしくは分岐鎖状フルオロアルキ
ル基(例えば、モノフルオロメチル、ジフルオロメチ
ル、トリフルオロメチル、2,2,2−トリフルオロエ
チル、パーフルオロエチル、パーフルオロプロピル、パ
ーフルオロブチル、パーフルオロヘキシル基など)、ア
リル基、アリール基(例えば、フェニル、ナフチル、ト
リル、キシリル基など)、アラルキル基(例えば、ベン
ジル、フェネチル基など)、フリル基、チエニル基、エ
ポキシ含有基(例えば、グリシジル、3,4−エポキシ
シクロヘキシルメチル基など)等が挙げられる。
は、例えば、直鎖状、分岐鎖状もしくは環状のアルキレ
ン基(特に、メチレン、エチレン、1,2−もしくは
1,3−プロピレン、ブチレン、シクロヘキシレン基な
どの炭素原子数1〜15のアルキレン基)、炭素原子数
4〜30、好ましくは4〜8のポリ(アルキレンオキ
シ)基(例えば、ポリ(エチレンオキシ)、ポリ(プロ
ピレンオキシ)基など)、フェニレン基、キシリレン
基、下記式(5)及び(6)
O、SO2、C(CF3)2又はC(CH3)2を表わす、
ン基、アリーレン基又は直接結合を表わす、で示される
基、アルキレン基とアルキレン基とが(ポリ)シロキサ
ン鎖で結合された炭素原子数2〜30、好ましくは2〜
6の基(例えば、該アルキレン基がエチレン又はプロピ
レン基であり、(ポリ)シロキサン鎖の分子量が130
〜15,000、特に130〜500のもの、好ましく
は下記式(7)で示されるもの)等が挙げられる。
又は3である。
としては、例えば、下記式(8)〜(11)
ル基、例えばエチル基を表わす、
れぞれ炭素原子数1〜6のアルキレン基、例えばエチレ
ン基を表わす、
れぞれ水素原子、フッ素原子、炭素原子数1〜6のアル
キル基、炭素原子数1〜6のフルオロアルキル基、アリ
ル基、アリール基、フリル基又はチエニル基を表わす、
で示される基等が挙げられる。
ち、1価又は2価の基が好適であり(すなわち、pは1
又は2が好適であり)、中でも、メチル、エチル、プロ
ピル、ブチル、ヘキシルなどの炭素原子数1〜6のアル
キル基;アリル基;グリシジル基;ビニル基;エトキシ
エチル、メトキシエチルなどの炭素原子数1〜6のアル
コキシアルキル基;ベンジル基;メチレン、エチレン、
プロピレン、ブチレン、ヘキシレンなどの炭素原子数1
〜6のアルキレン基;p−キシリレン基;下記式
は、水素原子;メチル、エチル、プロピル、ブチル、ヘ
キシルなどの炭素原子数1〜6のアルキル基;アリル基
が好適であり、なかでも水素原子、メチル基、エチル基
が好適である。
する化合物(B)のうち、 (B−1)分子中にオキセタン環及び水酸基をそれぞれ
少なくとも1個、好ましくはそれぞれ1個づつ有する化
合物、及び (B−2)分子中にオキセタン環を少なくとも2個又は
オキセタン環とエポキシ基とを有する化合物が好適であ
る。
は、例えば、pが1であり且つR7が水素原子である場
合の前記式(4)の化合物、特に下記式(4−1)で示
される化合物を挙げることができる。
炭素原子数1〜6の直鎖状もしくは分岐鎖状アルキル
基、炭素原子数1〜6の直鎖状もしくは分岐鎖状フルオ
ロアルキル基又はアリル基を表わす。
例としては、R4がエチル基である場合の式(4−1)
の化合物を挙げることができる。
うち、分子中にオキセタン環を少なくとも2個有する化
合物(以下、ポリオキセタン化合物という)としては、
pが2〜4の整数である場合の前記式(4)の化合物が
挙げられ、中でも、下記式(4−2)で示される化合物
が好適である。
71は式(4)においてR7に対して定義した2〜4価
の有機基を表わし、qは2〜4の整数を表わす。
例としては、R61がエチル基であり且つR71が1,4
−テトラメチレン基、ドデカメチレン基、o−、m−も
しくはp−キシリレン基、R9がエチレン基である上記
式(6)の基又は上記式(7)の基である場合の式(4
−2)の化合物を挙げることができる。
(4−2)で示される化合物のほかに、下記式(1
2)、(13)及び(14)で示される化合物を挙げる
ことができる。
れぞれ前記と同じ意味を有し、特にエチル基が好適であ
る。
のうち、分子中にオキセタン環とエポキシ基とを有する
化合物(以下、エポキシ含有オキセタン化合物という)
は、分子中にオキセタン環とエポキシ基とをそれぞれ1
個づつ有する化合物を包含し、具体的には、例えば下記
式(15)で示される化合物を挙げることができる。
R61は前記と同じ意味を有する。
しては、上記式(15)において、R61がエチル基で
あり且つR13がグリシジル基又は3,4−エポキシシク
ロヘキシルメチル基である場合の化合物が挙げられる。
それぞれ単独で使用することができ、又は2種もしくは
それ以上を組合わせて使用することがでる。殊に、前記
の化合物(B−1)と化合物(B−2)とを組合わせ使
用するのが好適である。併用する場合のオキセタン化合
物(B−1)及び(B−2)のそれぞれの使用量は、前
記カチオン重合性化合物(A)とオキセタン化合物(B
−1)及び(B−2)の合計量が100重量部となる割
合において、オキセタン化合物(B−1)は5〜60重
量部、好ましくは5〜40重量部、さらに好ましくは1
0〜30重量部、そしてオキセタン化合物(B−2)は
5〜60重量部、好ましくは5〜40重量部、さらに好
ましくは10〜30重量部の範囲内とすることができ
る。
は、紫外線照射によってカチオンを発生して重合を開始
させる化合物であり、例えば、下記式(I)〜(XV)
で示されるヘキサフルオロアンチモネート塩、ペンタフ
ルオロヒドロキシアンチモネート塩、ヘキサフルオロホ
スフェート塩、ヘキサフルオロアルゼネート塩及びその
他のカチオン重合開始剤を挙げることができる。
X- はPF6 -、SbF6 - 又はAsF6 - を表わす、 Ar3S+・X- (II) 式中、Ar及びX- は上記と同じ意味を有する、
又は炭素数1〜12のアルコキシ基を表わし、rは0〜
3の整数を表わし、X- は上記と同じ意味を有する、
又はSbF5(OH)- を表わす、
キル基又は炭素原子数3〜9のアルケニル基を表わし、
R22は炭素原子数1〜7の炭化水素基又はヒドロキシフ
ェニル基を表わし、R23は酸素原子又は硫黄原子を含有
していてもよい炭素原子数1〜5のアルキル基を表わ
し、X−は上記の意味を有する、
数1〜12のアルキル基又は炭素数1〜12のアルコキ
シ基を表わす、
する、
を使用することもでき、市販品としては、例えば、サイ
ラキュアUVI−6970、同UVI−6974、同U
VI−6990(以上、いずれも米国ユニオンカーバイ
ト社製)、イルガキュア264(チバガイギー社製)、
CIT−1682(日本曹達(株)製)などを挙げるこ
とができる。
毒性、汎用性等の観点から、ヘキサフルオロフォスフェ
ートアニオン(PF6 -)を有する化合物が好ましい。
潤滑性を向上させる目的で配合されるものであり、例え
ば、ポリオール化合物と脂肪酸とのエステル化物である
脂肪酸エステルワックス、シリコン系ワックス、フッ素
系ワックス、ポリオレフィンワックス、動物系ワック
ス、植物系ワックスなどのワックス類を挙げることがで
きる。
ポリオール化合物としては、エチレングリコール、ジエ
チレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエ
チレングリコール、1,3−又は1,4−ブタンジオー
ル、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオー
ル、グリセリン、ジ又はそれ以上のポリグリセリン、ト
リメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペン
タエリスリトールなどを挙げることができる。これらの
うち、1分子中に3個以上の水酸基を有するポリオール
化合物が好ましく、中でもポリグリセリン、トリメチロ
ールプロパン、ペンタエリスリトールが好適である。
原料となる脂肪酸としては、飽和又は不飽和の脂肪酸を
挙げることができ、炭素原子数6〜32の脂肪酸である
ことが好ましい。好適な脂肪酸の具体例としては、カプ
リル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリ
スチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキン酸、
ベヘン酸、セロチン酸、モンタン酸、メリシン酸などの
飽和脂肪酸;カプロレイン酸、ウンデシレン酸、パルミ
トレイン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、エ
レオステアリン酸、セトレイン酸、エルカ酸、リカン
酸、リシノール酸、アラキドン酸などの不飽和脂肪酸を
挙げることができる。
リオール化合物の水酸基の数の少なくとも1/3が脂肪
酸でエステル化されたものが好ましい。
YK−300、BYK−320、BYK−330[以
上、BYK Chemie(ビック ケミー)社製]、
シルウェットL−77、シルウェットL−720、シル
ウェットL−7602[以上、日本コニカー(株)
製]、ペインタッド29、ペインタッド32、ペインタ
ッドM[以上、ダウ コーニング社製]、信越シリコー
ンKF−96[信越化学社製]等が挙げられ、また、フ
ッ素系ワックスとしては、例えば、シャムロックワック
スSST−1MG、シャムロックワックスSST−3、
シャムロックワックスフルオロスリップ231[以上、
シャムロック ケミカルズ社製]、POLYFLUO
(ポリフルオ)120、同150、同400[マイクロ
パウダーズ社]等が挙げられる。
ば、シャムロックワックスS−394、シャムロックワ
ックスS−395[以上、シャムロック ケミカルズ社
製]、ヘキストワックスPE−520、ヘキストワック
スPE−521[以上、ヘキスト社製]、三井ハイワッ
クス[三井石油化学工業社製]等が挙げられ、さらに、
動物系ワックスとしては、例えば、ラノリン、蜜ろう等
が挙げられ、植物系ワックスとしては、例えば、カルナ
ウバワックス、水ろう等が挙げられる。
独で又は2種もしくはそれ以上を組合わせて使用するこ
とができる。
クスは、塗装硬化後レトルト処理前における潤滑付与性
に優れており、また、脂肪酸エステルワックスは、塗装
硬化しレトルト処理後における潤滑付与性に優れてい
る。したがって、シリコン系ワックス及び脂肪酸エステ
ルワックスから選ばれる少なくとも1種を配合すること
が好ましい。なかでもカチオン重合性化合物(A)とオ
キセタン化合物(B)との合計量100重量部に対し
て、シリコン系ワックス0.01〜5重量部と脂肪酸エ
ステルワックス0.1〜5重量部とを併用すると、レト
ルト処理前後における潤滑付与性に優れた塗膜とするこ
とができる。
(B)、(C)及び(D)成分以外に、必要に応じて、
増感剤;硬化を著しく阻害しない量の着色顔料、体質顔
料などの顔料類、染料;ポリオール樹脂、フェノール樹
脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン
樹脂、エポキシ樹脂、エポキシ化ポリブタジエン樹脂な
どの改質樹脂;有機樹脂微粒子;溶剤などを配合するこ
とができる。
に向上させる目的で配合されるものであり、例えば、ピ
レン、ペリレン、アクリジンオレンジ、チオキサント
ン、2−クロロチオキサントン、ベンゾフラビンなどを
挙げることができる。この増感剤の配合量は、カチオン
重合性化合物(A)とオキセタン化合物(B)との合計
量100重量部に対して通常10重量部以下、好ましく
は3重量部以下の範囲内で使用される。
質樹脂は、カチオン重合性化合物(A)とオキセタン化
合物(B)の合計量100重量部に対して通常0.1〜
50重量部、特に5〜20重量部の範囲内で使用するこ
とが好ましい。改質樹脂としては、中でも、エポキシ化
ポリブタジエン樹脂が塗膜の加工性、密着性等の改良に
特に効果的である。
0〜500mμの範囲内の有機樹脂微粒子が好ましく、
例えば内部が3次元架橋したアクリル樹脂微粒子などを
挙げることができる。有機樹脂微粒子としては、有機重
合体を粉砕して微粒子化したもの;乳化剤の存在下に水
中でエマルジョン重合して得られる重合体微粒子を乾
燥、粉砕したもの;高分子安定剤の存在下に有機溶剤中
でディスパージョン重合して得られる重合体微粒子を乾
燥、粉砕したものなどを挙げることができる。本発明の
塗料組成物に有機樹脂微粒子を配合することによって塗
膜の密着性及び加工性を改良することができる。有機樹
脂微粒子を配合する場合には、該有機樹脂微粒子の配合
量は、カチオン重合性化合物(A)とオキセタン化合物
(B)の合計量100重量部に対して通常0.1〜50
重量部、特に1〜10重量部の範囲内であることが好ま
しい。
均一な塗料組成物となるように撹拌することにより調製
することができる。例えば、各成分を混合し、必要に応
じて加温(例えば50℃程度)し、ディソルバーなどの
撹拌機にて均一になるまで、例えば10分間程度撹拌す
ることにより調製することができる。
キセタン化合物(B)、カチオン重合開始剤(C)及び
潤滑性付与剤(D)の使用割合は下記のとおりとするこ
とができる。
オキセタン化合物(B)は、両者の合計量が100重量
部となる割合において、化合物(A)は1〜99重量
部、好ましくは20〜90重量部、さらに好ましくは4
0〜80重量部、そして化合物(B)は1〜99重量
部、好ましくは10〜80重量部、さらに好ましくは2
0〜60重量部の範囲内で使用することができる。
性付与剤(D)の使用量は、カチオン重合性化合物
(A)及びオキセタン化合物(B)の合計量100重量
部に対して、カチオン重合開始剤は0.01〜20重量
部、好ましくは0.1〜10重量部、さらに好ましくは
1〜5重量部、そして潤滑性付与剤は0.01〜10重
量部、好ましくは0.1〜5重量部、さらに好ましくは
0.5〜3重量部の範囲内とすることができる。
紫外線硬化性を有しており、ブリキ、アルミニウム、テ
ィンフリースチール、鉄、亜鉛、銅、亜鉛メッキ鋼板、
亜鉛と他の金属との合金メッキ鋼板などの金属缶に成型
加工される金属板(この金属板には燐酸亜鉛処理やクロ
メート処理などの化成処理が施されていてもよい);こ
れらの金属板に、ポリエチレンテレフタレートなどのポ
リエステル樹脂、ポリエチレンやポリプロピレンなどの
ポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、
ポリ塩化ビニルなどの樹脂フィルムが積層されてなる樹
脂フィルム積層金属板;又はこれらの金属板を成型した
金属缶に塗装し、紫外線を照射することによって硬化塗
膜を形成することができる。塗装膜厚は、用途によって
適宜選択することができるが、通常、乾燥塗膜厚として
約2〜20μm、好ましくは約2〜8μmの範囲内とす
ることができる。
例えばロールコート塗装、スプレー塗装、ハケ塗り、バ
ーコート塗装、ローラー塗り、シルクスクリーン印刷な
どの塗装法によって塗装することができる。塗膜が溶剤
を含有する場合には、塗装後、加熱などにより溶剤を除
去した後、塗膜は紫外線照射によって硬化されるが、照
射条件は塗装された塗料組成物の種類や膜厚等に応じて
適宜変えることができる。照射する紫外線の波長として
は、通常、200〜600nmの範囲内が適当であり、
カチオン重合開始剤の種類等に応じて、感度の高い波長
を有する照射源を適宜選択して使用することができる。
銀ランプ、超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、カーボ
ンアーク、メタルハライドランプ、太陽光などを挙げる
ことができる。塗膜への照射条件は、通常、線量が10
〜1,000mJ/cm2、特に50〜500mJ/c
m2となる範囲内が適している。
は、カチオン重合性化合物(A)とオキセタン化合物
(B)を被膜形成成分としており、カチオン重合開始剤
の存在下で、窒素封入などの設備を必要とすることなく
紫外線照射により効率よくカチオン重合により硬化させ
ることができ、薄膜においても缶用塗料として必要とさ
れる加工性、密着性、硬度、耐スリキズ性などの塗膜性
能に優れており、さらに、塗膜外観、耐レトルト性にも
優れた塗膜を形成でき、しかも紫外線照射後、経時で塗
膜の密着性が低下することもない。従って、本発明の塗
料組成物は、缶外面用の塗料として特に好適である。
る。なお、以下「部」及び「%」は、いずれも重量基準
によるものとする。
プロパン67.0g(0.5モル)、炭酸ジエチル5
9.0g(0.5モル)及び水酸化カリウム0.05g
を無水アルコール2mlに溶解した混合物を入れた。混
合物を、容器温度が105℃より低い温度になるまで還
流した後、蒸留ヘッド温度を76〜78℃に保持して蒸
留した。容器温度が145℃になるまで、蒸留を継続し
た。次いで、容器温度を140〜150℃に保持したま
ま、圧を15mmHgまで徐々に下げた。180℃を上
回る温度に加熱したところ、二酸化炭素は速やかに蒸発
し、生成物のほとんどは100〜160℃で蒸留した。
再蒸留を行ない、3−エチル−3−ヒドロキシメチルオ
キセタン43.9gを得た。
キシメチルオキセタン23.2g(0.2モル)を臭化
アリル48.4g(0.4モル)に溶解した溶液及び水
酸化カリウムの50重量%水性溶液50gを配合し、こ
の中にテトラ−n−ブチルアンモニウムブロミド1.0
gを0℃で激しく撹拌しながら加えた。24時間後に、
この中にジクロロメタン100ml及び水100mlを
加えた。ついで有機相を水で2回洗浄し、硫酸マグネシ
ウム上で乾燥し、濾過し、溶媒をロータリーエバポレー
ターで留去した。残渣を真空蒸留により精製し、3−エ
チル−3−アクリルオキシメチルオキセタン28.6g
を得た。
ルプロパン25.0g(0.1モル)、炭酸ジエチル2
3.6g(0.2モル)及び炭酸カリウム5.0gを配
合し、この混合物を、容器温度が120℃を下回る温度
になるまで還流した。混合物を、ヘッド温度を76〜7
8℃に保持したまま、蒸留した。容器温度が180℃に
なるまで蒸留を継続したところ、混合物はポリマーが形
成したことにより粘稠になった。220℃を上回る温度
に加熱したところ、粘稠な混合物は流動性液体に戻り、
二酸化炭素が速やかに発生した。次いで、圧力を徐々に
15mmHgまで下げたところ、ほとんどの物質は12
0〜170℃で蒸留された。再蒸留を行ない下記式(1
6)で表わされるオキセタン化合物を8.9g得た。
キシシクロヘキサンカルボキシレート60部、下記式
(17)で表わされるカチオン重合性化合物20部及び
製造例1で得た3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキ
セタン20部に対して、サイラキュアUVI−6990
(米国、ユニオンカーバイド社製、PF6 -を有する光カ
チオン重合開始剤)6部、重合度10のポリグリセリン
であるデカグリセリンエーテル(1分子中に水酸基を1
2個有する)1モルとラウリン酸10モルとを反応させ
てなる脂肪酸エステルワックス(a)1部及びペインタ
ッドM(ダウコーニング社製、シリコンワックス)0.
2部を配合し、50℃に保持して20分間撹拌して紫外
線硬化型缶用塗料組成物を得た。
施例1と同様の操作を行ない、紫外線硬化型缶用塗料組
成物を得た。
ペインタッドMを配合しない以外は実施例1と同様の操
作を行ない、紫外線硬化型缶用塗料組成物を得た。
ポキシ(株)製、ビスフェノール型エポキシ樹脂、エポ
キシ当量190、数平均分子量350。
オンカーバイド社製、3価アルコールとε−カプロラク
トンとの付加物であるトリオール化合物。
国、ユニオンカーバイド社製、アンチモネートアニオン
(SbF6 -)を有する光カチオン重合開始剤。
重合度6のポリグリセリンであるヘキサグリセリンエー
テル(1分子中に水酸基を8個有する)1モルとラウリ
ン酸6モルとを反応させてなる脂肪酸エステルワック
ス。
ie 社製、シリコンワックス。
20mmのティンフリースチール板(TFS)、及び厚
さ0.20mmのティンフリースチール板に厚さ12μ
mのホモPET(ポリエチレンテレフタレート)シート
を熱圧着したPET鋼板に、それぞれ乾燥膜厚が5μm
となるように塗装し、紫外線照射を高圧水銀灯(160
W/cm)を用い、塗装板との距離15cmから、エネ
ルギー線量が100mJ/cm2又は150mJ/cm
2となるように行ない塗膜を硬化させて試験塗板とし
た。
法に基づいて試験を行なった。なお、試験はすべて20
℃において行なった。また、20°グロス、レトルト抽
出率及び塗膜外観の測定はPET鋼板についてのみ行な
った。
8.4.2(1990)に規定する鉛筆引っかき試験で
行った。評価はやぶれ法で行った。
400 8.3.2(1990)に準じデュポン衝撃試
験機を用い試験塗板に塗膜面の反対側から、撃芯の直径
3/8インチ、落錘荷重500g、落錘高さ50cmの
条件で衝撃加工を行い、加工部をマイクロスコープで観
察し、以下の基準によって評価した。
れない △:かなりのクラックが見られるが塗膜の剥がれは見ら
れない ×:塗膜の剥がれが見られる 耐スリキズ性:バウデン摩擦試験機(神鋼造機社製、曽
田式付着滑り試験機)を用い、摩擦部直径3/16イン
チ鋼球、荷重1kg、摩擦速度7往復/分の条件で摩擦
試験を行い塗膜にキズが発生するまでの摩擦回数を測定
した。50回でキズが発生しない場合、>50と表示す
る。
2(1990)碁盤目テープ法に準じて、試験塗板の塗
板面に1.5mm×1.5mmのマス目を100個作成
し、その表面に粘着セロハンテープを貼着し、急激に剥
がした後のマス目の状態を以下の基準によって評価し
た。
定した。
水没し、圧力釜で125℃−30分熱処理した後の塗膜
重量の減量%。
視にて評価した。
キシシクロヘキサンカルボキシレート(以下、化合物A
−と略称する)50部、3−エチル−3−ヒドロキシ
メチルオキセタン(以下、化合物B−と略称する)2
0部、前記式(12)においてR61のいずれもがエチル
基である化合物(以下、化合物B−と略称する)10
部及び前記式(4−2)においてR61がエチル基であり
R71がp−キシリレン基であり且つpが2である化合物
(以下、B−と略称する)20部に対して、サイラキ
ュアUVI−6990(米国、ユニオンカーバイド社
製、PF6 - を有する光カチオン重合開始剤)6部、重
合度10のポリグリセリンであるデカグリセリンエーテ
ル(1分子中に水酸基を12個有する)1モルとラウリ
ン酸10モルとを反応させてなる脂肪酸エステルワック
ス(a)1部及びペインタッドM(ダウコーニング社
製、シリコンワックス)0.2部を配合し、50℃に保
持して20分撹拌して紫外線硬化型缶用塗料組成物を得
た。
施例7と同様の操作を行い、紫外線硬化型缶用塗料組成
物を得た。
シクロヘキシルメチルアルコール。 (*2)化合物B−):前記式(15)において、R
61がエチル基であり且つR13がグリシジル基である化
合物。
オンカーバイド社製、3価アルコールとε−カプロラク
トンとの付加物でありトリオール化合物。
国、ユニオンカーバイド社製、アンチモネートアニオン
(SbF6 -)を有する光カチオン重合開始剤。
ガセ化成工業(株)製、エポキシ化ポリブタジエン樹
脂。
造方法により製造した重合体微粒子水分散液をステンレ
スバット上に載せ、60℃の電気熱風式乾燥機中で乾燥
させた固形樹脂を粉砕してなる、粒子径約80μmの有
機樹脂微粒子。
(株)製、「エレミノールJS−2」(スルホコハク酸
系アリル基含有アニオン性反応性乳化剤の39%水溶
液)51部を配合し、撹拌しながら90℃まで昇温し
た。このものに2,2′−アゾビス[2−メチル−N−
(2−ヒドロキシエチル)−プロピオンアミド)12.
5部を脱イオン水500部に溶解した重合開始剤水溶液
の20%を加えた。ついでスチレン470部、n−ブチ
ルアクリレート470部及び1,6−ヘキサンジオール
ジアクリレート60部のモノマー混合物の5%を加え
た。ついでさらに30分間撹拌した後、残りのモノマー
混合物及び重合開始剤水溶液の滴下を開始した。モノマ
ー混合物の滴下は3時間で、重合開始剤水溶液の滴下は
3.5時間かけて行い、その間重合温度は90℃に保持
した。重合開始剤水溶液の滴下終了後も90℃に30分
間保持した後、室温に冷却し固形分約20%の、内部が
3次元架橋した重合体微粒子水分散液を得た。
塗料組成物を用い、前記と同様にして試験塗板を作成
し、試験を行なった。その結果を下記表5及び表6に示
す。
Claims (10)
- 【請求項1】 (A)カチオン重合性化合物 1〜99
重量部、及び (B) 少なくとも下記式(4−1) 式中、R61は水素原子、フッ素原子、炭素原子数1〜6
の直鎖状もしくは分岐鎖状アルキル基、炭素原子数1〜
6の直鎖状もしくは分岐鎖状フルオロアルキル基又はア
リル基を表わす、 で示される化合物(B−1)よりなるオキセタン成分
1〜99重量部と、 化合物(A)及び(B)の合計量100重量部に対し
て、 (C)紫外線照射によりカチオンを発生するカチオン重
合開始剤 0.01〜20重量部、及び (D)潤滑性付与剤 0.01〜10重量部を含有する
ことを特徴とする紫外線硬化型缶用塗料組成物。 - 【請求項2】 カチオン重合性化合物(A)が、エポキ
シ基を含有する化合物である請求項1記載の塗料組成
物。 - 【請求項3】 カチオン重合性化合物(A)が、分子中
に脂環式エポキシ基を有する化合物である請求項1記載
の塗料組成物。 - 【請求項4】 分子中に脂環式エポキシ基を有する化合
物が、ジシクロペンタジエンジオキサイド、リモネンジ
オキサイド、ジ(3,4−エポキシシクロヘキシル)ア
ジペート、(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチル
−3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、
(3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシル)メチ
ル−3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキサンカル
ボキシレート、エチレン−1,2−ジ(3,4−エポキ
シシクロヘキサンカルボン酸)エステル及び下記式
(1)〜(3) 式中、R1は水素原子、エポキシ基を有していてもよい
炭素原子数1〜8のアルキル基又はエポキシ基を有して
いてもよい炭素原子数1〜12のアシル基を表わし、R
2は炭素原子数1〜6のアルキレン基を表わし、nは0
〜15の整数を表わす、 式中、2個のR3は同一又は異なり、それぞれ炭素原子
数1〜6のアルキレン基を表わし、mは0〜25の整数
を表わす、 式中、R4は炭素原子数1〜6のアルキレン基を表わ
し、3個のR5は同一又は異なり、それぞれ炭素原子数
1〜4のアルキル基を表わす、 で示される化合物よりなる群から選ばれる請求項3記載
の塗料組成物。 - 【請求項5】 オキセタン成分(B)が化合物(B−
1)と、分子中にオキセタン環を少なくとも2個又はオ
キセタン環とエポキシ基とを有する化合物(B−2)と
の組合わせよりなる請求項1記載の塗料組成物。 - 【請求項6】 化合物(B−2)が下記式(4−2)、
(12)、(13)、(14)及び(15) 式中、R61は前記と同じ意味を有し、R71は2〜4価の
有機基を表わし、 qは2〜4の整数を表わす、 式中、2個のR61は同一又は異なり、それぞれ前記と同
じ意味を有する、 式中、sは25〜200の整数を表わす、 式中、R13はエポキシ基含有基を表わし、 R61は前記と同じ意味を有する、 で示される化合物よりなる群から選ばれる請求項5記載
の塗料組成物。 - 【請求項7】 化合物(A)及びオキセタン成分(B)
の合計100重量部に対して、化合物(B−1)5〜6
0重量部と化合物(B−2)5〜60重量部との組合わ
せよりなる請求項5記載の塗料組成物。 - 【請求項8】 潤滑性付与剤(D)が、ポリオール化合
物と脂肪酸とのエステル化物である脂肪酸エステルワッ
クス及びシリコン系ワックスから選ばれる少なくとも1
種である請求項1記載の塗料組成物。 - 【請求項9】 さらに有機樹脂微粒子を化合物(A)及
びオキセタン成分(B)の合計量100重量部に対して
0.1〜50重量部含有する請求項1〜8のいずれかに
記載の塗料組成物。 - 【請求項10】 請求項1〜9のいずれかに記載の紫
外線硬化型缶用塗料組成物を、金属板、樹脂フィルム積
層金属板又はこれらの金属板を成型した金属缶に塗装
し、紫外線を照射して硬化させることを特徴とする塗装
金属缶の製造方法。
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