JP3762438B2

JP3762438B2 - 缶外面塗装方法及び塗装してなる缶

Info

Publication number: JP3762438B2
Application number: JP15309293A
Authority: JP
Inventors: 爾石原
Original assignee: Toyo Ink Mfg Co Ltd
Current assignee: Artience Co Ltd
Priority date: 1993-06-24
Filing date: 1993-06-24
Publication date: 2006-04-05
Anticipated expiration: 2021-04-05
Also published as: JPH0711192A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、被塗物の耐摩耗性、耐傷つき性、表面滑性について特に優れた効果をもつ塗料組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、飲料缶、食缶、キャップ、王冠栓等の外面は、その材質の保護と色沢、艶、美観の付与を目的として塗膜により被覆形成されている。
更に塗膜は、飲料缶等の傷つき、輸送時の摩耗についてもその耐性を要求されるものである。
また、飲料缶等の製造時の、ライン移動中の滑り性も併せて要求される。このため、塗料中にワックスシリコ−ン等を添加することにより被塗物の動摩擦係数を下げることでこれらの要求に応えている。通常、塗膜の動摩擦係数を下げるために塗料中に添加して使用されるのは、みつろう、鯨ろう、牛脂、カルナウバワックス、ラノリンワックス等動植物性の潤滑剤、またはポリエチレンワックス等合成ワックス、あるいはオルガノポリシロキサン等が用いられる。
また、以上の塗料は溶剤として有機溶剤を主体とする塗料であり、近年の環境問題から水性塗料が種々検討されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、飲料缶等の表面を被覆する塗料の欠点を解決するものである。つまり有機溶剤に伴う問題がなくかつその塗膜が優れた耐傷つき性、耐摩耗性、表面滑性をもつ塗料を提供することを目的としている。
本発明は、塗料に四フッ化エチレン樹脂を添加することによりその被塗物である飲料缶等の表面の動摩擦係数を低下させ、表面滑性及び耐傷つき性、耐摩耗性を極めて著しく向上させるという知見に基いて完成されたものであり、塗料中に四フッ化エチレン樹脂を含有することを特徴とする。
【０００４】
第１の発明は、四フッ化エチレン樹脂をワニス樹脂全重量の０．０１〜１０重量％の量で含む水性塗料組成物で、飲料缶又は食缶の外面を塗装する方法であり、
第２の発明は、四フッ化エチレン樹脂をワニス樹脂全重量の０．０１〜１０重量％の量で含む水性塗料組成物で、外面を塗装してなる飲料缶又は食缶である。
四フッ化エチレン樹脂は、融点３２１℃を有するもので、分子量が１５００００〜２０００００、平均粒子径が２１μ以下のものが好ましく、更に望ましくは平均粒子径が５μ以下のものが好ましい。
塗料に添加される四フッ化エチレン樹脂含量は、レジン重量の１０％以下が望ましく、好ましくは０．５〜１０重量％の範囲である。
【０００５】
この含量が０．０１重量％未満では十分な動摩擦係数の低下が望めず、また、１０重量％を超えるとその乾燥塗膜表面は白濁状に濁ったり、四フッ化エチレン樹脂が凝集して塗膜表面でブツとなり、被塗物表面の美観を著しく損なうために好ましくない。
また、四フッ化エチレン樹脂はそのままでは水性塗料に均一に分散しにくい場合がありこの為あらかじめ四フッ化エチレン樹脂に親水化処理をほどこして水あるいは水／溶剤混合系に分散させた物を添加することにより水性塗料中において安定化し、分離または凝集をしずらくする。
【０００６】
ベ−スとなる樹脂については、従来から知られているアクリル樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ビニル樹脂、エポキシ樹脂、アルキッド樹脂などを広く用いることが出来る。
【０００７】
【実施例】
次に、この発明を実施例により更に詳述する。実施例中、部とは重量部を、％は重量％をそれぞれ表す。
製造例１
水性アクリル樹脂溶液Ａ１の製造
温度計、攪拌機、還流冷却機、滴下層、窒素ガス吹き込み管を備えた四ツ口フラスコにブチルセロソルブ１００部を仕込み、窒素ガスを導入しつつ攪拌しながら温度を１０５℃に保ち、滴下層からスチレン３０％、エチルアクリレート３０％、ブチルアクリレート３０％、２ヒドロキシエチルアクリレート１０％、メチルメタクリレート１０％、アクリル酸１０％の混合物１００部に過酸化ベンゾイル５部を溶解させたものを３時間にわたって滴下する。その後、１０５℃を保ち１時間反応し、過酸化ベンゾイル０．５部を添加し、更に１時間反応させて終了した。これを減圧下１００℃でブチルセロソルブを不揮発分８３％になるまで留去し、その後、ジエタノールアミン１４．６部と水を入れ、固形分５０％、残留ブチルセロソルブ１０％の透明で粘調な水性アクリル樹脂溶液（Ａ１）を得た。
【０００８】
製造例２
水性ポリエステル樹脂溶液Ａ２の製造
温度計、攪拌機、還流冷却器、滴下層、窒素ガス吹き込み管を備えた四つ口フラスコに、無水フタル酸１２．０部、アジピン酸４７．５部、エチレングリコール２５．４部を仕込み、２１０℃に加熱した。酸化が５以下になった時点で冷却を開始し、１７０℃においてエチレングリコールモノブチルエーテル９３部を添加し、冷却後、固形分５０％、水酸基価４５の透明状の粘調なポリエステル樹脂溶液（Ａ２）を得た。
【０００９】
製造例３
エポキシエステル樹脂溶液Ａ３の製造
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂エピコート１０４（油化シェルエポキシ株式会社製）８０部と脱水ひまし油脂肪酸２０部とを酸化５になるまで１８０℃にて縮合させ固形分５０％のエポキシエステル樹脂溶液（Ａ３）を得た。
製造例４
ビニル樹脂溶液Ａ４の製造
ユニオンカーバイド社製ＶＡＧＨ２０部をＮ−ブタノール５部、キシレン４０部、シクロヘキサン３５部で溶解させ固形分２０％のビニル樹脂溶液（Ａ４）を得た。
【００１０】
実施例１
アクリルアミノ系塗料
水性アクリル樹脂溶液Ａ１・・・・・８０部
ベンゾグアナミン樹脂・・・・・２０部
を混合し、融点が３２１℃で平均粒子径が１〜５μの四フッ化エチレン樹脂を樹脂固形分１００部に対して１０部になるよう添加した。更に、水及びブチルセロソルブで固形分３０％、溶剤量１５％になるように調整し、塗料を作製した。
これに、ｐ−トルエンスルフォン酸アミン塩０．３％、レベリング剤を０．３％添加して水性塗料を得た。
【００１１】
実施例２
アクリルアミノ系塗料
実施例１の四フッ化エチレン樹脂の添加量を１００部に対して５部とした他は実施例１と同じ成分のアクリルアミノ系塗料を調整した。
実施例３
アクリルアミノ系塗料
実施例１の融点が３２１℃で平均粒子径が１９〜２１μの四フッ化エチレン樹脂を熱硬化性塗料固形分１００部に対して１０部としたほかは、実施例１と同じ成分のアクリルアミノ系塗料を調整した。
【００１２】
実施例４
ポリエステルアミノ系塗料
水性ポリエステル樹脂溶液Ａ２・・・・・８０部
ベンゾグアナミン樹脂サイメル１１２３
（三井サイアナミッド株式会社製、商品名）・・・・・２０部
を混合し、融点が３２１℃で平均粒子径が１〜５μの四フッ化エチレン樹脂を樹脂固形分１００部に対し１０部になるよう添加した。更に、水及びブチルセロソルブで固形分３０％、溶剤量１５％になるように調整し、塗料を作製した。これに、ｐ−トルエンスルフォン酸アミン塩０．３％、レベリング剤を０．３％添加して水性塗料を得た。
【００１３】
実施例５
エポキシエステルアミノ系塗料
エポキシエステル樹脂溶液Ａ３・・・・・５０部
メラミン樹脂・・・・・・・・・・・・・５０部
を混合し、分子量が１５００００〜２０００００、融点が３２１℃で平均粒子径が１〜５μの四フッ化エチレン樹脂を樹脂固形分１００部に対し１０部になるよう添加した。更に、キシレン／ブチルセルソルブの混合溶剤により固形分５０％の熱硬化製塗料を得た。
【００１４】
実施例６
エポキシエステルアミノ系塗料
ビニル樹脂溶液Ａ４・・・・．・・・・・７０部
エポキシ樹脂・・・・・・・・・・・・・１５部
尿素樹脂・・・・・・・・・・・・８部
フェノール樹脂・・・・・・・・・・・・７部
をを混合し、分子量が１５００００〜２０００００、融点が３２１℃で平均粒子径が１〜５μの四フッ化エチレン樹脂を樹脂固形分１００部に対し１０部になるよう添加した。更に、ブチルセルソルブ／ソルベッソ１５０／シクロヘキサンの混合溶剤により固形分２５％の熱硬化製塗料を得た。
【００１５】
比較例１
アクリルアミノ系塗料
実施例１の四フッ化エチレン樹脂の添加量を１００部に対して０．００５部とした他は実施例１と同じ成分のアクリルアミノ系塗料を調整した。
比較例２
アクリルアミノ系塗料
実施例１の四フッ化エチレン樹脂の添加量を１００部に対して１５部とした他は実施例１と同じ成分のアクリルアミノ系塗料を調整した。
【００１６】
比較例３
アクリルアミノ系塗料
実施例の酸化型ポリエチレンワックスの代わりに融点８０〜８４℃のカルナバワックス；商品名精製カルナウバワックスＮＯ．１（野田ワックス社製）・・・・・・熱硬化性塗料固形分１００部に対して１０部とした他は、実施例１と同じ成分のアクリルアミノ系塗料を調整した。
比較例４
アクリルアミノ系塗料
実施例１の四フッ化エチレン樹脂無添加とした他は、実施例１と同じ成分のアクリルアミノ系塗料を調整した。
【００１７】
これらの塗料をナチュラルコ−タ−にて板厚０．２３ｎｍの電気メッキブリキに塗装し１８０℃、１０分間焼付けを行い硬化させた。膜厚は４〜５μｍとした。
実施例及び比較例で作成した塗料の安定性及び塗膜物性を表１に示した。
表１に示した各々の試験方法は次の通りである。
塗料試験
○塗料安定性試験
塗料を２ヶ月間常温で保存した後、塗料中の四フッ化エチレン樹脂の分離凝集の状態を観察した。
○塗膜物性試験
板厚０．２６ｍｍの表面処理アルミ板にロ−ルコ−ト塗装により乾燥後塗膜厚が５μｍになるように塗装し、ガスオ−ブンにて雰囲気温度１８０℃にて１０分間焼付けパネルを作成した。傷つき性については塗装板を塗装面がキャップ外面となるようにして成形した６０ｍｍキャップを作成して評価した。
○滑り性試験
１Ｋｇ荷重、引っ張り速度１．５ｃｍ／秒における三点支持法による動摩擦係数により評価した
○耐傷つき性試験
ステンレス製金剛が円周面に設置されるとともに高さ２０ｍ／ｍの引っかき板が取り付けられた２００φ×４００ｌのケ−ジを備えたホッパリング試験機を用いて、キャップをホッパリング試験機に付した。まず、上述したキャップをホッパリング機内に投入し、３０分間攪拌する。次にこれを取り出し、キャップ表面の傷つきの程度を目視で判定した。
○耐摩耗性試験
上述のように塗装を行った塗装板について学振型堅労度試験機で塗膜が摩耗により破壊され下地が露出するまでの回数によって耐摩耗性を評価した。
○塗膜表面状態
塗装板の塗膜表面の白濁状のくもりとブツを目視で観察した。
【００１８】
【表１】

【００１９】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明の塗料組成物は、耐摩耗性、耐傷つき性を他の塗膜物性を損ねることなく向上させた。
特に滑り性については動摩擦係数において０．０５〜０．０８の値となり動摩擦係数の必要値を十分満たしている。
塗料中での四フッ化エチレン樹脂の分散安散安定性も非常に良好であった。これにより、飲料缶等の製造時及び輸送時の傷つき、破損に対する耐性の向上等工業上多くの優れた効果がもたらされる。

Claims

四フッ化エチレン樹脂をワニス樹脂全重量の０．０１〜１０重量％の量で含む水性塗料組成物で、飲料缶又は食缶の外面を塗装する方法。
四フッ化エチレン樹脂をワニス樹脂全重量の０．０１〜１０重量％の量で含む水性塗料組成物で、外面を塗装してなる飲料缶又は食缶。