JP7210277B2 - 金属に適用される代替コーティングのための装置及び方法 - Google Patents

Description

関連出願への相互参照
本出願は、米国仮特許出願第６２／２１８，８７０号（２０１５年９月１５日出願）の利益を主張しており、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
背景

建設業（例えば、屋根及び壁の製造業者）、輸送業（例えば、自動車及びトラクタートレーラー製造業者）、及び包装産業（例えば、ワインスクリューキャップ閉じ具及びソーダ缶製造業者）を含む多くの産業は、ステンレス鋼、錫、アルミニウムのような予め印刷された金属及びプラスチックをそれらの最終製品に用いている。

従来の溶媒系コーティング及びインクは、可撓性、良好な伸び特性及び耐擦傷性を有し、これはコーティング後に曲げ、折り畳み及び／又は伸長を必要とする金属原料にとって有用な特性である。これらのコーティングに使用される溶媒は、伝統的に高揮発性有機化合物（ＶＯＣ）濃度を有する。これらの溶媒は、コーティングの流動学的特性、例えば粘度を調節するために使用され、被覆された製品に欠陥がないことを可能にする。高ＶＯＣ溶媒はまた、汚染物質を溶解又は分散させることによって、プレコートされた金属表面上の残留グリース又は汚れの影響を最小にする。これは、コーティング均質性及び良好な接着のために金属表面の湿潤性を向上させる。更に、溶媒は、コーティングの平坦化、稠度、流動、固形物硬化速度、及び乾燥時間に役立つ。

従来の高ＶＯＣコーティングは、熱及び空気対流による溶媒蒸発によって硬化又は乾燥される。これらの溶媒系コーティングは、溶媒が基板に塗布された液体層から駆逐されるにつれて凝固する。コーティング固化工程の間に、有機溶媒が処理空気中に放出され、処理排気ストリーム中にＶＯＣが生じる。ＶＯＣの使用は、地方、州及び連邦規制によって、多くの地理的地域で制限されている。ＶＯＣは、単一の化合物又は揮発性エーテル、酢酸塩、芳香族化合物、グリコールエーテル及び脂肪族炭化水素の混合物を含むことができる。製造業者は、典型的には、ロータ濃縮器、再生触媒酸化装置（ＲＣＯ）及び再生熱酸化装置（ＲＴＯ）などのＶＯＣ制御システムを使用する必要がある。これらのＶＯＣ制御システムは高い初期投資費用を必要とし、継続的な運転コストをもたらす。更に、ＶＯＣ制御システムから排出される処理済み空気流の定期的な分析テスト、検査による管理費、報告費用、コンプライアンス問題により課せられる罰金など、継続的な費用が発生する。

製造業者はＶＯＣ排出量の削減又は排除を促す規制を受けているため、溶媒系コーティングの代わりに低ＶＯＣコーティング及びゼロＶＯＣコーティングが開発されている。これらの代替コーティングは、高固形分、水性、無溶媒液体エネルギー硬化（紫外線（ＵＶ）及び電子線（ＥＢ））及び高温溶融及び粉体コーティング用途のための１００パーセント固形分を含む様々な形態で導入されている。これらの代替コーティングは市販されており、極端な変形を必要としない金属製品に首尾よく使用される。しかしながら、これらの容易に利用可能な代替コーティングが極度の変形の前に金属に施された場合、一部のコーティング剥離の結果として、それらは典型的には金属及び／又はそれ自体への接着性を失うことが示されている（コーティング間接着の失敗）。これらのコーティングは、所要の弾性が不足しており、深絞り工程のように、部品が細長くなるにつれてコーティングの破断をもたらすことも示されている。

更に、多くの従来のコーティングは、食品及び飲料と直接的又は間接的に接触する製品に使用される場合、現在調査されている４，４’－（プロパン－２，２－ジイル）ジフェノール（ＢＰＡ）を含有する。ＢＰＡは、缶の金属表面に直接接触することから食品を保護するために施される金属缶コーティングの通常成分である。

明らかに、食品又は飲料が包装材料と直接接触すると、測定可能な量の包装材料の成分が食品中に移行して摂取される可能性がある。この移行の可能性は食品包装材料の市場前レビューの一環として食品医薬品局（ＦＤＡ）によって評価される。この評価は、移行レベルが安全であるかどうかを評価するＦＤＡの食品連絡通知プログラムの構成要素である。

ＢＰＡは多くの食品包装材料に共通して用いられているため、ＢＰＡをこれらの用途に安全に使用することへの関心の高まりは、一般の人々の意識や科学的関心の高まりに起因している。その結果、多くの科学的研究が公開されている。これらの研究のあるものは、コーティングなどの食品接触材料から食品に移行する低レベルのＢＰＡの摂取の安全性に関する疑問を提起している。

ＢＰＡの健康影響に関する科学的データは決定的なものではないが、ホルモン失調、癌、心臓の問題に関する懸念が高まっている。実際、米国ＦＤＡは、哺乳瓶、シッピーカップ、乳児用調合包装にＢＰＡ系材料を使用することに対する許可を取りやめるように食品添加物規制を改正した。更なる留意事項及び規制措置が予想されるため、包装材料からのＢＰＡの除去は賢明なことである。
概要

金属に適用可能な代替コーティングのための装置及び方法が開示される。一実施形態によれば、装置は、エチレンアクリル酸コポリマー、中和塩基、及び水を有する組成物を含む。エチレンアクリル酸コポリマーは、水の約１５重量パーセント乃至約４５重量パーセントの濃度である。装置は、この組成物で被覆された金属を更に含む。

他の特徴及び利点は、例として様々な実施形態の特徴を示す添付の図面と併せて、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。

図１は、例示的なアルミニウムワイン閉じ具を示す図解である。

図２は、一実施形態によりコイル状金属にコーティングを施すための例示的なシステムを図解する。

図３は、一実施形態により金属シートにコーティングを施すための例示的なシステムを図解する。

図４Ａは、一実施形態により金属シートにインクを塗布するための例示的なシステムを図解する。

図４Ｂは、一実施形態により金属シートにインクを塗布するための他の例示的なシステムを図解する。

図５は、一実施形態によりＥＡＡコポリマーに基づく水性コーティング対従来の溶媒系コーティングの商業的オーブン曲線を比較するチャートを示す。

図６は、一実施形態により１の最良から４の最悪までのＳｕｔｈｅｒｌａｎｄ摩擦試験ランキング等級スケールを示す。

図７は、一実施形態により１の最良から６の最悪までのＴａｂａｒ接着試験ランキング等級スケールを示す。

図８は、一実施形態により１の最良から６の最悪までのシェルの上部摩擦試験ランキング等級スケールを示す。

図９は、一実施形態により１の最良から７の最悪までの７０パーセントイソプロピルアルコール摩擦試験のランキング等級スケールを示す。

図１０は、一実施形態により市販の直接ロールコーティング処理を用いて塗布された水性コーティングの硬化オーブン曲線を示す。

本開示は、コーティング及びインクが施された後の急激な曲げ及び広範囲の伸張のような過酷な変形を必要とするものを含む金属部品（例えば、深絞り金属部品）のためのコーティング及びインク塗布処理と共に環境に優しい平坦金属コーティング及びインクを説明する。

本システム及び方法は、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を殆ど若しくは全く含まないコーティング及びインク材料を使用する深絞り用途のために、機能的又は機能的かつ装飾的なコーティング、又はコーティング／インクの組み合わせを金属（例えば、金属シート、金属コイル）へ施すことを含む。一実施形態によれば、本システム及び方法は、飲料包装用途の深絞りスクリューキャップの製造に使用されるアルミニウム板金の両面にコーティング又はコーティング／インクの組み合わせを施すことを含む。しかしながら、コーティング又はコーティング及びインクの組み合わせは、任意の種類の金属に施すことができる。

簡潔に言えば、一般論として、様々な実施形態は、エチレンアクリル酸コポリマー、中和塩基、及び水を含むコーティング組成物に関する。一実施形態では、エチレンアクリル酸コポリマーは、全組成物の約１５重量パーセント乃至約４５重量パーセントである。他の実施形態では、エチレンアクリル酸コポリマーは、約２０．５パーセントのアクリル酸含量を含むことができる。アクリル酸官能基の２５乃至約１００モルパーセントが水酸化アンモニウムで中和されていてもよい。水酸化カリウム又は水酸化ナトリウムなどのアクリル酸官能基を中和するために他の塩基も使用できることが示されている。組成物は、多くの用途を有することができるが、一実施形態では、組成物は、タイ層コーティング、カラーコーティング、オーバーワニスコーティング、又はスクリューキャップ製造用の内側ラッカーコーティングを形成するための一次コーティングとして使用される。

特定の実施形態では、約２５モルパーセントのアクリル酸官能基を水酸化アンモニウムと反応させる。しかしながら、他の実施形態では、１００モルパーセントのアクリル酸官能基を水酸化アンモニウムと反応させる。他の実施形態では、水酸化アンモニウム及び水酸化ナトリウムは、アクリル酸官能基の約２５乃至約１００モルパーセントを中和するために、任意の組み合わせで使用することができる。更に、約２５乃至約７０モルパーセントのアクリル酸官能基を水酸化アンモニウム及び水酸化ナトリウムと反応させることができる。好ましい実施形態では、水酸化アンモニウムはアクリル酸官能基の約３０モルパーセントを中和し、水酸化ナトリウムはアクリル酸官能基の約４０モルパーセントを中和する。他の実施形態において、水酸化アンモニウムは、中和されたアクリル酸官能基の約２５乃至約７０モルパーセントの約０乃至約１００パーセントを中和する。０パーセント水酸化アンモニウムを用いてアクリル酸を中和する場合、２５乃至７０モルパーセントのアクリル酸官能基は、水酸化ナトリウムのみを用いて中和される。１００パーセント水酸化アンモニウムがアクリル酸官能基を中和するために使用される場合、水酸化ナトリウムは使用されない。

更に他の実施形態では、組成物は、水中に約１５重量パーセントの濃度のエチレンアクリル酸コポリマー分散液を含むことができる。エチレンアクリル酸コポリマー分散液はまた、約４５重量パーセントの水中濃度であってもよい。一実施形態では、エチレンアクリル酸コポリマーは、Ｐｒｉｍａｃｏｒ ５９８０Ｉであってもよい。 更に、Ｐｒｉｍａｃｏｒ ５９８０Ｉのアクリル酸官能基の約３５パーセント乃至約４５パーセントは、水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムを用いて中和し得る。

一実施形態では、組成物は、１重量パーセントと７０重量パーセントとの間の顔料対エチレンアクリル酸コポリマーの濃度を有する顔料を含むことができる。

他の実施形態において、組成物は、１重量パーセントと５０重量パーセントとの間のワックス対エチレンアクリル酸コポリマーの濃度を有するワックスを含み得る。ワックスはカルナウバワックスであってもよく、カルナウバワックスは全コーティング固形分の約１０重量パーセントの濃度であってもよい。

本明細書に開示される他の実施形態は、組成物を形成する方法である。この方法は、エチレンアクリル酸コポリマーを水と１５乃至４５重量パーセントの濃度で混合し、エチレンアクリル酸コポリマー／水混合物を塩基と共に加熱してアクリル酸官能基の２５乃至１００モルパーセントを中和することを含む。一実施形態では、混合物を１１０℃に加熱する。

この方法はまた、顔料をエチレンアクリル酸コポリマー分散液と１乃至７０重量パーセントの顔料濃度でエチレンアクリル酸コポリマーに混合することを含むことができる。他の実施形態では、この方法は、ワックスをエチレンアクリル酸コポリマー分散液と１乃至５０重量パーセントの濃度のワックスとをエチレンアクリル酸コポリマーに混合することを含むことができる。

一実施形態では、エチレンアクリル酸コポリマーは、約２０．５重量パーセントの含量のアクリル酸を有する。更に、分散液を作製する方法は、水酸化アンモニウム及び水酸化ナトリウムの任意の組み合わせによるアクリル酸官能基の２５乃至１００モルパーセントの中和を含む。好ましい実施形態では、水酸化アンモニウムはアクリル酸官能基の約３０モルパーセントを中和し、水酸化ナトリウムはアクリル酸官能基の約４０モルパーセントを中和する。

本明細書に開示される更に他の実施形態は、金属基板をコーティングする方法に関する。一実施形態では、この方法は、金属基板を第１のコーティング組成物で被覆することを含み、第１のコーティング組成物は、２５乃至１００モルパーセントのアクリル酸官能基を中和することにより生成される１５パーセント乃至４５パーセント重量濃度の水中のエチレンアクリル酸コポリマー分散液を含む。この方法はまた、周囲温度約７５°Ｆ（約２３．９℃）から１００°Ｆ（約３７．８℃）へ５秒間で金属基板を加熱することにより、金属基板上の第１のコーティング組成物を硬化させることを含む。更に別の実施形態では、金属基板上の第１のコーティング組成物を、周囲温度約７５°Ｆ（約２３．９℃）から２５０°Ｆ（約１２０．１℃）へ１２０秒間で金属基板を加熱することにより、硬化される。他の温度及び時間を硬化処理に用いてもよい。

一実施形態では、この方法は、金属基板を第２のコーティング組成物でコーティングすることを含むことができる。第２のコーティング組成物は、アクリル酸官能基の２５乃至１００モルパーセントを中和することにより生成される１５乃至４５重量パーセントの濃度の水中のエチレンアクリル酸コポリマー分散液と、エチレンアクリル酸コポリマーに対する１重量パーセントと７０重量パーセントとの間の濃度を有する顔料とを含む。

他の実施形態では、この方法は、金属基板を第３のコーティング組成物でコーティングすることを含むことができる。第３のコーティング組成物は、アクリル酸官能基の２５乃至１００モルパーセントを中和することにより生成される１５乃至４５重量パーセントの濃度の水中のエチレンアクリル酸コポリマー分散液と、エチレンアクリル酸コポリマーに対する１重量パーセントと５０重量パーセントとの間のワックスの濃度を有するワックスとを含む。

本方法の他の実施形態は、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を含まないコーティング組成物で金属基板をコーティングすることを含む。

本方法の別の実施形態は、ＢＰＡ非意図（ＮＩ：ｎｏｎ―ｉｎｔｅｎｔ）状態を有するコーティング組成物で金属基板をコーティングすることを含む。

従来の解決策の欠点に対処するために、本実施形態について、代替的なコーティング及びコーティング／インクの組み合わせを述べると共に、環境に優しい溶媒（ゼロ又は非常に低いＶＯＣ）又は無溶媒（ゼロＶＯＣ）コーティング及びコーティング／インク組み合わせを用いて、金属表面上のコーティング又はコーティング／インクに損傷を与えることなく、金属の曲げ、折り畳み、及び伸張能力を維持しながら、代替的なコーティング及びコーティング／インク組み合わせを金属（例えば、金属シート、及び金属コイル）へ施す方法を説明する。

図１は、一実施形態による例示的なアルミニウムワイン閉じ具１８を示す。この種の個々のアルミニウムワイン閉じ具は、直径３０ｍｍ×長さ６０ｍｍの寸法を有することができ、金属の両面に溶媒系コーティングを予め施した平坦な金属シート上に深絞り法を用いて形成することができる。

コイル又はフラットシートコーターを用いて金属基板にコーティングを施す。図２は、コイル状金属にコーティングを施すための例示的なシステムを示す。金属基板２０は、コイルコーター工程２４への供給時にコイル形態で供給される。金属基板２０はアンコイラ２６で巻き戻され、入口アキュムレータ２８に通されて、コーティング処理列への着実な供給が確実にされる。次いで、非コイル状金属基板２０を前処理ステーション３０に通し、そこで金属表面を洗浄し、場合によってはその表面エネルギーを増加させるよう処理し、場合によってはサイズ又はベースコートなどのタイコーティングでコーティングする。金属がタイコートで被覆されている場合は、乾燥ステーション３２で乾燥された後、コイルコーター２４に送られる。コイルコーター２４は、主色又は機能性コーティングを金属基板に施す主コーターステーション３４を含む。次いで、金属基板上の色（カラー）又は機能性コーティングを硬化炉３６で硬化させる。次に、コイルコーター２４のトップコートステーション３８で、保護オーバーワニス（ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ ｏｖｅｒ－ｖａｒｎｉｓｈ）などのトップコートを金属基板に塗布し、仕上げオーブン４０で硬化させる。次いで、基板は、被覆金属を迅速に冷却するために水冷ステーション４２に入り、その後、適切な張力及び巻き戻し速度で被覆された金属を連続的に巻き戻すことを可能にする出口アキュムレータ４４に入る。

コーティングコーティング工程は、１回又は複数回のパスで金属基板の片面又は両面に複数のコーティング層を施すことができる。図３は、一実施形態による金属シートにコーティングを施すための例示的なシステムを示す。図３に示すように、金属シート５０は、シート又はプレート供給機５２に貯蔵させてもよい。シート供給機５２からは、各金属シート５０がコンベア（図示せず）へ送られる。これらシートは、塗布ローラ５４でコーティングを施される前に、清浄して表面エネルギーを増加させる（図示せず）ように処理することができる。コーティングの適用中、シートは加圧ローラ５６によってその下を支持される。図３に示すように、コンベヤは、金属シートをベースコータ５８の操作に移動させ、ここで金属シート５０は塗布ローラ５４と加圧ローラ５６との間に供給される。コーティングトレー６０は、一連のローラ６２を用いてコーティング材料を塗布ローラ５４に転写し、塗布ローラは、各金属シートにそれが通過する際に塗布を施す。コーティング材料がベースコータ５８にて塗布された後、金属シート５０は、ウィケットオーブン６４へ送られ、これは、個々の金属シートを保持し、オーブンを介して所定の速度で搬送するウィケット６６を含む。被覆された金属シートは、所定の温度にてウィケットオーブン６４内で加熱され、乾燥され、冷却されて、次いで、シート又はプレートスタッカ６８に移される。

コーティングは液体であり、これは装飾的、機能的又は装飾的及び機能的目的のために基板（例えば、アルミニウム金属）の内側及び／又は外側に施される結合剤、顔料、染料又はワックスを含み得るが、これらに限定されるものではない。コーティングは、基板を完全に覆う技術を用いて施してもよく、又は基板の選択的な部分を特に覆うように施してもよい。これらは、タイ層コーティングを含み、このタイ層コーティングは透明で、比較的に低い顔料含有コーティングを包含するベースコーティングを含み、その後のコーティングの金属への接着を補助するように施されると共に、これらは装飾目的のためのカラーコーティング、及びカラーコート及び印刷されたアートワークを保護するためのオーバーワニスコーティングを含む。

金属パッケージング構成要素の内面及び外面に施されるコーティングは、構成要素の用途に応じて異なる機能を有することができる。例えば、食品に直接接触する金属パッケージング構成要素上の内面コーティングは、食品内容物による腐食から金属を保護し、金属汚染から食品を保護する。内面コーティングには、最終製品の機能性を助ける薬剤も含まれている。例えば、キャップをボトルから取り外すのに必要なトルクを低減するために、スクリューキャップ閉じ具の場合にはワックスのようなスリップ剤を使用することができる。外面コーティングは装飾のために施され、腐食からパッケージ又はパッケージ構成要素を保護し、印刷されたデザインを傷や擦り傷から保護するために施される。

インクは、金属と直接接触するか、又はシート供給式オフセット・リソグラフィー・プリンターを使用して金属に予め適用された被膜上で、平坦な金属シートに塗布される。図４Ａ及び４Ｂは、インクを金属シートに塗布するための例示的なシステムを示す。一実施形態では、オフセット印刷は、プレートからブランケットに転写され、次いで金属の印刷面に転写されるインク入れ画像からなる。これらのシステムは、紫外線硬化型インクを含む疎水性インクと、像担持体に塗布された水性噴射溶液とを使用するリソグラフィー処理と共に用いることができる。インクは、噴射用液と共にローラを介して像担持体へ供給される。像担持体の非印刷領域は、非印刷領域にインクが付かないように保つためにインクをはじく噴射溶液を引き寄せる。硬化したコーティングの表面にインクを塗布して、固体色又は装飾的な要素を金属に施すことができる。これらのインクは、硬化して、透明オーバーワニスコーティングでオーバーコーティングすることによって保護することができる。

図４Ａに示すように、金属シート７０は、シート又はプレート供給機７２に貯蔵されてもよい。シート供給機７２から、各金属シート７０は、コンベア（図示せず）に送られ、次いでリトグラフコータ７３に送られる。コンベアの一方の側にブランケットシリンダ７４があり、リトグラフコータ７３のコンベアの反対側に加圧ローラ７６がある。インク塗布機７７は、一連のローラを通じてブランケットシリンダ７４にインクを移送する。図４に示すように、コンベヤは金属シートをリトグラフコータ７３に搬送し、ここで金属シート７０はブランケットシリンダ７４と加圧ローラ７６との間を移動し、ブランケットシリンダ７４は各金属シートがコンベヤ上を通過するごとにシートにコーティングを施す。リトグラフコータ７３でインク入れ画像を受け取った後、金属シート５０は、コンベヤの両側に塗布ローラ８０と加圧ローラ８２とを含むオーバーワニスコータ７８に送ることができる。オーバーワニスを貯蔵するワニストレー８４が一連のローラ８６を介して塗布ローラ８０へ塗布し、次いでオーバーワニスは塗布ローラ８０を介して金属シートに塗布される。ワニスを受け取った後、被覆された金属シートは、個々の金属シートを保持するウィケット９０を含むウィケットオーブン８８に送られる。被覆された金属シートは、ウィケットオーブン８８内で乾燥され、次いで、シート又はプレートスタッカ９２に移される。

図４Ｂの実施形態に示すように、金属シート１００は、この金属シート１００の一方の側における圧胴シリンダ１０２と金属シート１００の反対側におけるオフセットシリンダ１０４との間のオフセット印刷アセンブリに供給される。付加的なローラ１０６を使用して、金属シートを印刷アセンブリへ供給することを支援することもできる。インク塗布機１０８は、一連のローラを介して図４Ｂに示すようにプレートシリンダ１１０にインクを移送する。水（又は水を含む組成物）を貯蔵する水トレー１１２が、一連のローラ１１４を通じてプレートシンダ１１０に水を塗布する。プレートシリンダ１１０から、インクはオフセットシリンダ１０４に移送される。金属シート１００が圧胴シリンダ１０２とオフセットシリンダ１０４との間にあるとき、オフセットシリンダ１０４は金属シート１００がオフセット印刷アセンブリを通過する際に金属シート１００にインクコーティングを施す。図４Ａで説明した上述の実施形態と同様に、インク入れ画像を含む金属シートは、オーバーワニスコータに送られ、次いで硬化のためにオーブンに送られ得る。

本システムは、コーティング及びコーティング／インク組み合わせに１つ以上の望ましい特性を与える。かかる特性には、低減された硬化エネルギー、短縮された硬化時間、金属への強い接着性、良好な溶媒耐摩擦性、良好な耐摩耗性、高度の可撓性、２５０％を超える伸長能力、現実の環境における許容される耐ブロッキング性、及びＢＰＡ非意図的（ＮＩ）状態が含まれるが、これらに限定されるものではない。本システムは、プレコーティング金属処置工程を含むことができ、これにより疎水性汚染物質を除去し、直接火炎、オゾン、コロナ、及び／又はプラズマや、これらに限定されることのない手段により、表面エネルギーを増加させる。本システムは、コーティング塗布工程を含むこともでき、これはロール、反転ロール、グラビア、乾燥オフセット、湿潤オフセット、スロットダイ、カーテン、ナイフ、ロッド、圧力ロッド及びスプレーコーター技術を特徴とするが、これらに限定されるものではない。このシステムは更に、コーティング後の硬化工程を含むことができ、これは、限定されるものではないが、環境に優しい溶媒の除去を含み、例えば、強制対流を用いる水、強制対流加熱空気、誘導加熱、強制換気と組み合わせた誘導加熱、ＩＲエネルギー、強制換気と組み合わせたＩＲエネルギー、無線周波数、及び強制換気と組み合わせた無線周波数である。更に、本システムは、硬化した水性コーティングに装飾を施すＵＶインク印刷工程を含むことができる。インク印刷工程には、オフセットリソグラフィ、フレキソ、インクジェット、ゼログラフィー、及びグラビアが含まれるが、これらに限定されるものではない。インクを硬化させる工程には、水銀蒸気ランプ、鉄ドープ水銀蒸気ランプ、ガリウムドープ水銀蒸気ランプ、蛍光ランプ、及びＬＥＤから発生するＵＶ光が含まれるが、これらに限定されるものではない。

この技術を使用することにより、従来の高ＶＯＣ溶媒コーティング及びインクよりも低いエネルギー及び硬化時間を必要とする環境に優しいコーティング及びインクが得られる。コーティングを施すためのこの改良された硬化効率の例は、図５に見ることができる。ここでは、本明細書に開示された技術（水性コーティング）と従来の溶媒系コーティングシステムの市販オーブン曲線とを比較している。

本明細書に記載の技術を用いて被覆及び装飾された金属は、平坦なシート上で良好に機能し、厳しい深絞り用途のための優れた性能特性を有する。更に、食品安全性に関して、硬化したコーティングはＢＰＩ－ＮＩ状態を有するように設計することができる。

一実施形態によれば、第１の水性コーティング組成物が与えられる。これはエチレンアクリル酸（ＥＡＡ）コポリマー、中和塩基、及び脱イオン化水又は軟水を含む。ペレット形態の固体ＥＡＡコポリマーを、塩基を包含する加熱水中で撹拌する。化合物の組み合わせを含むことができる塩基は、所望のパーセントのＥＡＡコポリマーのカルボン酸基と反応するように所定の濃度で添加される。種々の相対量のＥＡＡ、塩基及び水が、撹拌され適宜の分散温度で使用されて、得られる水性コーティング特性（ＥＡＡ粒子サイズ及びコーティング粘度を含む）を変化させる。例えば、アクリル酸の中和を３０から７０モルパーセントへ、水中のＥＡＡコポリマーの濃度を２０から４３重量パーセント（攪拌強度及び分散温度を一定に保つ）へ変更することにより、１５乃至４５０ｎｍの平均粒径及び７５乃至３００００００ｃｐの粘度を有する安定なＥＡＡ分散液が形成された。次いで、得られた水性分散液は、種々のコーティング塗布工程において最適に機能するように調整することができる。

得られたＥＡＡコーティングはアルミニウムに強く接着するが、それ自体へ強く接着する傾向もある。ＥＡＡコーティングのこの特性は周知であり、その工業上の主な用途の１つが熱シールコーティングである理由である。個々のシートの互いの接着が望ましくないシート金属コーティング用途では、この特性は「ブロッキング（ｂｌｏｃｋｉｎｇ）」として知られる欠陥をもたらす。ブロッキングは、スタック内の隣接するアルミニウムシートが互いに接着するときに生じる。事実上、シートは互いに結合して商業的処理の困難性、又は廃棄物として廃棄される必要性が生じる。開示された工程は、コーティング製造の前段階工程及びコーティング塗布工程の条件の変化と共に、平坦なシートのスタック内で互いに接触する層のコーティングに対する直接的な修正によってこの問題に対処する。

完成部品の要求に応じて、外観又は性能特性を変えるために、ＥＡＡ被覆された平坦なシート金属は、顔料又はワックスのような他の添加剤を含む単一のコーティングでコーティングすることができる。

ＥＡＡコーティングは単一コートとして使用することができるが、この技術は多重コート系に適している。金属又は装飾的な色の要求に応じて、透明なサイズコーティング又は「軽く」着色したベースコートからなるタイ層が必要な場合がある。カラーコーティングが必要であり、金属に充分に接着しない場合、第１のＥＡＡ分散液からなる透明なサイズコーティングを施し、最初に金属にフィルム形成することができる。このコーティングは、アルミニウムと、任意の数の相溶性顔料、例えば、カラーコーティングと混合された第１のＥＡＡ分散液からなる第２のコーティングとに強く接着するように設計されている。更に、カラーコーティングが保護を必要とする場合、又はブロッキング欠陥を引き起こす傾向がある場合、第３のコーティングが適用される。このコーティングは、適合するワックス分散液と混合された第１のＥＡＡコーティングからなることができる。最後に、金属の食品接触側は、食品接触用に認可された顔料及び／又はワックスと混合したＢＰＡ－ＮＩ ＥＡＡコーティングでコーティングして、統合されたパッケージの処理効率又は性能を改善することができる。

他の態様は、平坦な金属に塗布されたＥＡＡコーティング上に印刷するための遊離基又はカチオン性ＵＶインクの使用を含む。遊離基ＵＶコーティングは、深絞りプロセスでの使用に必要な伸長特性を有することは一般には知られていないが、本発明者らは、オリゴマー／モノマー系が、金属伸長処理に先だって、及び金属伸長処理の間に、ＥＡＡコーティングに強く接着するように設計されていれば、遊離基ＵＶコーティングを首尾よく使用できることを見いだした。実質的に、適切に処方されたＵＶインクは、高延伸ＥＡＡコーティングに「乗り（ｒｉｄｅ）」、深絞り用途で機能することを可能にする。この試みを用いると、サイズコーティング、ベースコーティング、又は主カラーコーティングは、深絞りに先立って全体的なカラーカバレッジ又は選択的なアートワークを追加するために、フラッドプリント又はスポットプリントのような１００パーセント固形ＵＶインキでオーバープリントできる。この技術は、深絞り用途など、金属が歪んだ後に画像を表示するように設計された特殊アートワークの印刷（歪み印刷）を含むことができる。

一実施形態によれば、商業的に入手可能な水性コーティング、例えばＭｉｃｈｅｌｍａｎ ４９８３Ｒ（エチレンアクリル酸コポリマー分散液）、Ｍｉｃｈｅｌｍａｎ Ｐ１８５３（エチレンアクリル酸コポリマー分散液）、Ｍｉｃｈｅｌｍａｎ ４９８３ＲＨＳ（高固形分、Ｍｉｃｈｅｌｍａｎ ４９８３Ｒの大粒径版）、Ｍｉｃｈｅｌｍａｎ ＭＤＵ２０（特許ポリマー分散液）、Ｄｏｗ Ａｄｃｏｔｅ ３７Ｐ２９５（エチレンビニールアセテートコポリマー分散液）、Ｄｏｗ Ａｄｃｏｔｅ ３７－２２０（エチレンコポリマー分散液のアイオノマー）、ＢＡＳＦ Ｊｏｎｃｒｙｌ ６０（スチレンアクリル樹脂のアンモニア溶液）、ＢＡＳＦ Ｊｏｎｃｒｙｌ ７４Ａ（アクリルコポリマーエマルジョン）、ＢＡＳＦ Ｊｏｎｃｒｙｌ ７７（アクリルコポリマーエマルジョン）、ＢＡＳＦ Ｊｏｎｃｒｙｌ ８９（アクリルコポリマーエマルジョン）、ＢＡＳＦ Ｊｏｎｃｒｙｌ １６９５（アクリルコポリマーエマルジョン）、ＤＯＷ ＨＹＰＯＤ（商標）８５０３（高分子量ポリオレフィン分散液）、ＤＯＷ ＨＹＰＯＤ（商標）１００１（高分子量ポリオレフィン分散液）、及びＤＯＷ ＨＹＰＯＤ（商標）９１０５（高分子量ポリオレフィン分散液）は、単独で又は組み合わせで平坦シート又はコイル状金属に施すためのコーティングとして使用できる。

一実施形態によれば、約２０．５重量パーセントのアクリル酸含量を有するエチレンアクリル酸コポリマーを使用して水性コーティングが作製される。固体ＥＡＡペレットを、アクリル酸官能基の２５乃至１００モルパーセントを中和するために、水酸化アンモニウムで約１５重量パーセントと４５重量パーセントとの間の濃度の脱イオン水中で混合する。混合物を攪拌下で約１１０℃（なお、約８５℃から１４０℃に加熱することもできる）に加熱する。得られたＥＡＡ分散液は、平坦なシート又はコイル金属へ施すための一次被覆として使用される。

一実施形態では、水性コーティングは、１９．５乃至２１.５重量パーセントの範囲のアクリル酸含量を有するエチレンアクリル酸コポリマーを使用して作製される。この実施形態では、固形ＥＡＡペレットを４５重量パーセントの濃度の脱イオン水中にて水酸化アンモニウムで混合して、２５モルパーセントのアクリル酸官能基を中和する。混合液を撹拌下で１１０℃に加熱する。得られたＥＡＡ分散液は、平坦な金属又はコイル状金属へ施すための一次被覆として使用される。

他の実施形態では、約２０．５重量パーセントの範囲のアクリル酸含量を有するエチレンアクリル酸コポリマーを使用して水性コーティングが作製される。固体ＥＡＡペレットを１５重量パーセントの濃度の脱イオン水中で混合し、１１０℃に加熱し、攪拌しながら、アクリル酸官能基１００モルパーセントを水酸化アンモニウムを用いて中和する。得られたＥＡＡ分散液は、平坦なシート又はコイル金属への適用のための一次被覆として使用される。

他の実施形態によれば、水性ベース及びカラーコーティングは、１乃至７０重量パーセントの顔料対ＥＡＡコポリマー固形分の濃度の適切な顔料を、約１９．５乃至２１．５重量パーセントのアクリル酸と混合したＥＡＡペレットを用いて生成されたＥＡＡ分散液水中で２０乃至４３重量パーセントのＥＡＡの脱イオン水を含み、アクリル酸官能基を水酸化アンモニウムを用いて３０乃至７０モルパーセント中和させる。得られたＥＡＡ分散液は、平坦なシート又はコイル状金属へ施すためのベース又はカラーコーティングとして使用される。

他の実施形態によれば、水性保護オーバーワニスコーティングは、１９．５乃至２１．５重量パーセントのアクリル酸を有するＥＡＡペレットを使用して作製されたＥＡＡ水性分散液中に、１乃至５０重量パーセントのワックス対全ＥＡＡコポリマー固形分の範囲の濃度で、２０乃至４３重量パーセントの脱イオン水と水中で混合され、アクリル酸官能基が水酸化アンモニウムを用いて３０乃至７０モルパーセントで中和されたものである。得られたＥＡＡ分散液は、コーティングされた平坦な金属シート又はコイルにおけるブロッキングの可能性を最小にする保護ワニスコーティングとして使用される。

他の実施形態によれば、１９．５乃至２１．５重量パーセントのアクリル酸含量を有するエチレンアクリル酸コポリマーを使用して水性コーティングが作製される。固体ＥＡＡペレットを２５重量パーセントのＥＡＡの脱イオン水中で水酸化アンモニウム及び水酸化ナトリウムと混合してアクリル酸官能基の７０モルパーセントを中和し、水酸化ナトリウムを用いて４０モルパーセントのアクリル酸官能基を中和し、残りの３０モルパーセントを中和するために水酸化アンモニウムを使用する。混合物を攪拌しながら１１０℃に加熱する。得られたナトリウムイオノマーＥＡＡ分散液は、平坦な金属又はコイルへ施すための一次被覆として使用される。

他の実施形態によれば、水性系及びカラーコーティングは、適切な顔料を、１乃至７０重量パーセントの顔料対全ＥＡＡコポリマー固形分の範囲の濃度で、ＥＡＡペレット（２５乃至４０重量パーセントのＥＡＡと混合された約２０．５重量パーセントのアクリル酸を有し、且つ水酸化アンモニウム及び水酸化ナトリウムを用いて３０乃至７０モルパーセントで中和されたアクリル酸官能基を有するもの）を用いて形成されたＥＡＡ水性分散液中に混合することによって作製された。水酸化ナトリウムは、中和された全体の３０乃至７０モルパーセントの０乃至１００パーセントを中和するために使用される。得られたＥＡＡナトリウムイオノマー分散液は、平坦な金属又はコイル状金属へ施すためのベース又はカラーコーティングとして使用される。

他の実施形態によれば、水性保護オーバーワニスコーティングは、適合性ワックスを、１乃至５０重量パーセントのワックス対全コーティング固形分の範囲の濃度で、ＥＡＡペレット（２５乃至４０重量パーセントのＥＡＡで脱イオン水と混合された１９．５乃至２１．５重量パーセントのアクリル酸を有し、且つ、水酸化アンモニウム及び水酸化ナトリウムを用いて３０乃至７０モルパーセント中和されたアクリル酸官能基を有する）を用いて生成されたＥＡＡ水性分散液中に混合することにより作製された。水酸化ナトリウムは、中和された全体の３０乃至７０モルパーセントの０乃至１００パーセントを中和するために使用される。得られたＥＡＡナトリウムイオノマー分散液は、コーティングされた平坦な金属シート又はコイルにおけるブロッキングの可能性を最小にする保護ワニスコーティングとして使用される。

好ましい実施形態によれば、水性保護オーバーワニスコーティングは、適合するワックスを、全ＥＡＡコポリマー固形分に対して１乃至５０重量パーセントのワックス固形分の範囲の濃度で、ＥＡＡペレット（２０乃至３０重量パーセントのＥＡＡの脱イオン水と混合された１９．５乃至２１．５重量パーセントアクリル酸を有し、且つ水酸化アンモニウム及び水酸化ナトリウムを用いて６５乃至７５モルパーセントで中和されたアクリル酸官能基を有する）を用いて生成されたＥＡＡ水性分散液中へ混合することにより作製される。水酸化ナトリウムは、中和された全６５乃至７５モルパーセントの５０乃至７０パーセントを中和するために使用される。得られたＥＡＡナトリウムイオノマー分散液は、コーティングされた平坦な金属シート又はコイルのブロッキングの可能性を最小にする保護ワニスコーティングとして使用される。

特定の実施形態によれば、保護オーバーワニスに使用されるワックスは、カルナウバ又は酸化高密度ポリエチレンであってもよい。他の実施形態では、ワニスに使用されるワックスは、脂肪酸アミド又はビスアミド、モンタン酸エステル、微結晶、パラフィン、酸化低密度ポリエチレン又はフィッシャー・トロプシュワックスであってもよい。これらのワックスは、単独で又は組み合わせて使用することができる。

特定の実施形態において、被覆されるべき金属は、コイル形態又はシート形態であり得る。特定の実施形態では、金属は、コーティングの直前に、炎を用いて残留表面汚染物質を除去するように処理することができる。金属はまた、コーティングの前に、プラズマ処理、オゾン処理、又はコロナ処理を使用することによってその表面エネルギーを改質するために処理してもよい。

特定の実施形態では、金属は、８０１１合金などのアルミニウムであってもよい。

特定の実施形態では、コーティングは、ダイレクトロールコーター、反転ロールコーター、ロッドコーター、圧力ロッドコーター、スプレーコーター、スロットダイコーター、又はカーテンコーターを使用してコイル状又はシート金属に施すことができる。

一実施形態によれば、コーティングは、約０．２５ミリグラム／平方インチ（６．４５平方センチ）から約１５ミリグラム／平方インチ（６．４５平方センチ）で施すことができる。本開示において使用される場合、「約」又は「概ね」は所定量の１０パーセント以内を意味する。更に、カラーコーティングは、金属表面に直接、又は金属表面上の透明な（サイズコーティング）又は軽く着色された（ベースコーティング）タイ層に施すことができる。一実施形態では、着色層は、ワニス塗膜によって保護することができる。

特定の実施形態では、コーティング乾燥機は、金属シートのためのウィケット搬送システム又はシートが平坦なままである熱風強制対流式オーブンを使用する熱風強制対流式オーブンであってもよい。

特定の実施形態では、強制空気対流を有する赤外線加熱システム、又は強制的な空気対流を有する誘導加熱システムであり、ここでは金属シートが、ウィケット搬送システムを使用して搬送されるか又はシートが平坦なままである。当該技術分野で知られているように、他の乾燥システムを使用することができる。

コーティング乾燥処理中、金属（例えば、アルミニウム）コイル又はシートは、オーブン内で約７５°Ｆ（２３．８９℃）の周囲温度から約１００°Ｆ（３７．７８℃）乃至約５００°Ｆ（２６０℃）の温度に加熱することができる。好ましい実施形態では、アルミニウムコイル又はシートは、周囲温度からオーブン内で約１５０°Ｆ（６５．５６℃）乃至約２５０°Ｆ（１２１．１１℃）の温度に加熱される。アルミニウムコイル又はシートは、周囲温度から約５乃至１２０秒で所望の最終温度まで加熱することができる。好ましい実施形態では、アルミニウムコイル又はシートは、周囲温度から２０乃至８０秒で所望の温度に加熱される

特定の実施形態では、水性ポリマーでコーティングされたアルミニウムコイル又はシートは、遊離基ＵＶインク又はカチオンＵＶインクを用いてオーバープリントされてもよい。
例１：一次ＥＡＡコーティング製造

観察用に石英窓を備えた２リットルのＰａｒｒシリーズ４５２０ベンチトップ撹拌反応器を用いてＥＡＡ分散液を調製した。

４２５グラムのＰｒｉｍａｃｏｒ ５９８０１ＥＡＡ（Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ、２０３０ Ｄｏｗ Ｃｅｎｔｅｒ、Ｍｉｄｌａｎｄ、ＭＩ４８６７４）、１２２０．４グラムの脱イオン水、５４．６グラムのアクアアンモニア２８パーセントアイテム５１１５６１－１（Ｈｉ Ｖａｌｌｅｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌ、１１３４Ｗ８５０Ｎ、Ｃｅｎｔｅｒｖｉｌｌｅ、ＵＴ８４０１４）（６０Ｆでの比重を測定し、重量パーセントのアンモニアに変換することにより２５．７パーセントであることが判明した実際の含有率表示）を反応容器に添加して１７００グラムの分散液を生成した。反応器ボンベを組み立て、通気口を閉じ、加熱マントルに入れ、反応物が６０乃至８０℃に達するまで４５０乃至５００ｒｐｍで混合しながら加熱し、その時点で混合速度を６７５ｒｐｍに上げた。温度を一定で撹拌しながら１１０℃まで上昇させ続け、反応器の通気孔を閉止した。バッチを１１０℃で１時間保持し、全てのＥＡＡを分散させた。

ＥＡＡが完全に分散した後、加熱マントルを取り外し、攪拌を３００乃至４５０ｒｐｍに下げた。ＥＡＡ分散温度が２８乃至３５℃に低下するまで、２０乃至２６℃の水を内部冷却コイルに通すことにより、冷却を開始した。次に、反応器を排気し、分散液をステンレス鋼ビーカーに注ぎ、室温に冷却しながら脱気した。約２４時間後、ＥＡＡ分散液を０．８ｍｍステンレス鋼ストレーナに通してポリエチレン貯蔵容器に入れた。分散液の外観は半透明であった。
例２：一次ＥＡＡナトリウムイオノマーコーティング製造

観察用の石英窓を備えた２リットルのＰａｒｒシリーズ４５２０ベンチトップ撹拌反応器を使用して、ＥＡＡナトリウムイオノマー分散液を調製した。

４３５．４グラムのＰｒｉｍａｃｏｒ ５９８０Ｉ ＥＥＡ（Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ，２０３０ Ｄｏｗ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ４８６７４）、１２０１．５グラムの脱イオン水、２４．５グラムのアクアアンモニア２８パーセントアイテム５１１５６１－１（Ｈｉ Ｖａｌｌｅｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌ、１１３４Ｗ８５０Ｎ、Ｃｅｎｔｅｒｖｉｌｌｅ、ＵＴ８４０１４）（６０Ｆでの比重を測定し、重量パーセントのアンモニアに変換することにより２５．７パーセントであることが判明した実際の含有率表示）及び３８．６グラムのナトリウム水酸化物、５０パーセント溶液、製造コード１１００１４（Ｂｒｅｎｎｔａｇ Ｓｐｅｃｉａｌｉｔｉｅｓ Ｉｎｃ．，Ｃａｍｉｎｏ Ｓｏｂｒａｎｔｅ ＃２１５，Ｏｒｉｎｄａ，ＣＡ ９４５６３）を反応容器に添加して１７００グラムの分散液を製造した。反応器ボンベを組み立て、通気口を閉じ、加熱マントルに入れ、反応物が６０乃至８０℃に達するまで４５０乃至５００ｒｐｍで混合しながら加熱し、その時点で混合速度を６７５ｒｐｍに上げた。温度を一定で撹拌しながら１１０℃まで上昇させ続け、反応器の通気孔を閉止した。このバッチを１１０℃で保持した。温度を１時間上昇させ、全てのＥＡＡを分散させた。

ＥＡＡが完全に分散した後、加熱マントルを取り外し、攪拌を３００乃至４５０ｒｐｍに下げた。ＥＡＡ分散温度が２８乃至３５℃に低下するまで、２０乃至２６℃の水を内部冷却コイルに通すことにより、冷却を開始した。次に、反応器を排気し、分散液をステンレススチールビーカーに注ぎ、室温に冷却しながら脱気した。約２４時間後、ＥＡＡ分散液を０．８ｍｍステンレススチールストレーナに通してポリエチレン貯蔵容器に通した。分散液の外観は半透明であった。例３：Ｍｉｃｈｅｌｍａｎ ４９８３Ｒ－ホワイトベースコーティング製造

Ｍｉｃｈｅｍ（登録商標）Ｐｒｉｍｅ ４９８３Ｒ（Ｍｉｃｈｅｌｍａｎ，Ｉｎｃ．，９０８０ Ｓｈｅｌｌ Ｒｏａｄ，Ｃｉｎｃｉｎｎａｔｉ，Ｏｈｉｏ）分散液の９５グラムをＵｌｉｎｅ（部品番号Ｓ－１９５２０）１／２パイント（０．２４リットル）錫スズめっき鋼缶に秤量した。ピペットを用いて、５グラムのＳｕｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ（ＷＨＤ－９５０７）”Ｓｕｎｓｐｅｒｓｅ Ｗｈｉｔｅ ６”（Ｓｕｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，３５ Ｗａｔｅｒｖｉｅｗ Ｂｏｕｌｅｖａｒｄ，Ｐａｒｓｉｐｐａｎｙ，ＮＪ ０７０５４）を分散液に量り入れた。直ちに、７００ｒｐｍに設定された３０ｍｍ直径 ３１６ ＳＳ軸方向インペラーに嵌合されたＣｏｌｅ－Ｐａｒｍｅｒミキサー（Ｍｏｄｅｌ＃５０００６－０１）を用いて、コーティング及び顔料分散液を一緒に混合した。混合速度を７００ｒｐｍから２０００ｒｐｍに徐々に増加させた。２０００ｒｐｍに達したら、更に６０秒間混合を続けた。次いで、缶を錫めっきした鋼製の蓋を用いて保管するために閉じた。
例４：一次ＥＡＡ－白色ベースコーティング製造

例１で作製したＥＡＡ分散液９５グラムをＵｌｉｎｅ（部品番号Ｓ－１９５２０）１／２パイント（０．２４リットル）錫めっき鋼缶に秤量した。ピペットを用いて、５グラムのＳｕｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ（ＷＨＤ－９５０７）”Ｓｕｎｓｐｅｒｓｅ Ｗｈｉｔｅ ６”（Ｓｕｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，３５ Ｗａｔｅｒｖｉｅｗ Ｂｏｕｌｅｖａｒｄ，Ｐａｒｓｉｐｐａｎｙ，ＮＪ０７０５４）を分散液に量り入れた。直ちに、７００ｒｐｍに設定された３０ｍｍ直径 ３１６ ＳＳ軸方向インペラーに嵌合されたＣｏｌｅ－Ｐａｒｍｅｒミキサー（Ｍｏｄｅｌ＃５０００６－０１）を用いて、コーティング及び顔料分散液を一緒に混合した。混合速度を７００ｒｐｍから２０００ｒｐｍに徐々に増加させた。２０００ｒｐｍに達したら、更に６０秒間混合を続けた。次いで、缶を錫めっきした鋼製の蓋を用いて保管するために閉じた。
例５：一次ＥＡＡナトリウムイオノマー－白色ベースコーティング製造

例２で作製したＥＡＡ分散液９５グラムをＵｌｉｎｅ（部品番号Ｓ－１９５２０）１／２パイント（０．２４リットル）錫めっき鋼缶に秤量した。ピペットを用いて、５グラムのＳｕｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ（ＷＨＤ－９５０７）”Ｓｕｎｓｐｅｒｓｅ Ｗｈｉｔｅ ６”（Ｓｕｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，３５ Ｗａｔｅｒｖｉｅｗ Ｂｏｕｌｅｖａｒｄ，Ｐａｒｓｉｐｐａｎｙ，ＮＪ０７０５４）を分散液に量り入れた。直ちに、７００ｒｐｍに設定された３０ｍｍ直径 ３１６ ＳＳ軸方向インペラーに嵌合されたＣｏｌｅ－Ｐａｒｍｅｒミキサー（Ｍｏｄｅｌ＃５０００６－０１）を用いて、コーティング及び顔料分散液を一緒に混合した。 混合速度を７００ｒｐｍから２０００ｒｐｍに徐々に増加させた。２０００ｒｐｍに達したら、更に６０秒間混合を続けた。次いで、缶を錫めっきした鋼製の蓋を用いて保管するために閉じた。
例６：Ｍｉｃｈｅｌｍａｎ ４９８３Ｒ－カラーコーティング製造

Ｍｉｃｈｅｍ（登録商標）Ｐｒｉｍｅ ４９８３Ｒ ＥＡＡ分散液８７グラムをＵｌｉｎｅ（部品番号Ｓ－１９５２０）１／２パイント（０．２４リットル）錫めっき鋼缶に秤量した。ピペットを用いて、１３グラムのＳｕｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ（ＢＰＤ－００１５）”Ｓｕｎｓｐｅｒｓｅ Ｂｌｕｅ １５：３”（Ｓｕｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，３５ Ｗａｔｅｒｖｉｅｗ Ｂｏｕｌｅｖａｒｄ，Ｐａｒｓｉｐｐａｎｙ，ＮＪ０７０５４）を分散液に量り入れた。直ちに、７００ｒｐｍに設定された３０ｍｍ直径 ３１６ ＳＳ軸方向インペラーに嵌合されたＣｏｌｅ－Ｐａｒｍｅｒミキサー（Ｍｏｄｅｌ＃５０００６－０１）を用いて、コーティング及び顔料分散液を一緒に混合した。混合速度を７００ｒｐｍから２０００ｒｐｍに徐々に増加させた。２０００ｒｐｍに達したら、更に６０秒間混合を続けた。次いで、缶を錫めっきした鋼製の蓋を用いて保管するために閉じた。
例７：一次ＥＡＡ－カラーコーティング製造

例１で作製したＥＡＡ分散液８７グラムをＵｌｉｎｅ（部品番号Ｓ－１９５２０）１／２パイント（０．２４リットル）錫めっき鋼缶に秤量した。ピペットを用いて、１３グラムのＳｕｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ（ＢＰＤ－００１５）”Ｓｕｎｓｐｅｒｓｅ Ｂｌｕｅ １５：３”（Ｓｕｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，３５ Ｗａｔｅｒｖｉｅｗ Ｂｏｕｌｅｖａｒｄ，Ｐａｒｓｉｐｐａｎｙ，ＮＪ０７０５４）を分散液に量り入れた。直ちに、７００ｒｐｍに設定された３０ｍｍ直径 ３１６ ＳＳ軸方向インペラーに嵌合されたＣｏｌｅ－Ｐａｒｍｅｒミキサー（Ｍｏｄｅｌ＃５０００６－０１）を用いて、コーティング及び顔料分散液を一緒に混合した。混合速度を７００ｒｐｍから２０００ｒｐｍに徐々に増加させた。２０００ｒｐｍに達したら、更に６０秒間混合を続けた。次いで、缶を錫めっきした鋼製の蓋を用いて保管するために閉じた。
例８：一次ＥＡＡナトリウムイオノマー－カラーコーティング製造

例２で作製したＥＡＡ分散液８７グラムをＵｌｉｎｅ（部品番号Ｓ－１９５２０）１／２パイント（０．２４リットル）錫めっき鋼缶に秤量した。ピペットを用いて、１３グラムの”Ｓｕｎｓｐｅｒｓｅ Ｂｌｕｅ １５：３”，ＢＰＤ－００１５（Ｓｕｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，３５ Ｗａｔｅｒｖｉｅｗ Ｂｏｕｌｅｖａｒｄ，Ｐａｒｓｉｐｐａｎｙ，ＮＪ０７０５４）を分散液に量り入れた。直ちに、７００ｒｐｍに設定された３０ｍｍ直径 ３１６ ＳＳ軸方向インペラーに嵌合されたＣｏｌｅ－Ｐａｒｍｅｒミキサー（Ｍｏｄｅｌ＃５０００６－０１）を用いて、コーティング及び顔料分散液を一緒に混合した。混合速度を７００ｒｐｍから２０００ｒｐｍに徐々に増加させた。２０００ｒｐｍに達したら、更に６０秒間混合を続けた。次いで、缶を錫めっきした鋼製の蓋を用いて保管するために閉じた。
９：カルナウバワックス分散体の製造

５５０グラムの”ＧＣ－７０４ ＣＷＥ Ｃａｒｎａｕｂａ ＷＡＸ Ｅｍｕｌｓｉｏｎ”（Ｇｒｅｅｎ Ｃｈｅｍ Ｃｏａｔｉｎｇｓ，Ｂｉｓｈｏｐ，ＧＡＭＥ）を１２００ｍＬのＶｏｌｌｒａｔｈステンレス鋼ビーカーに入れ、周囲温度にて４００ｒｐｍで撹拌した。３３０グラムの脱イオン水をゆっくりと添加して、安定な２５パーセント固体カルナウバワックスエマルションを得た。分散液を周囲温度で６０秒間混合し、次いで０．８ｍｍのステンレス鋼ストレーナに通して保存用ポリエチレン容器に通した。
例１０：一次ＥＡＡ－オーバーワニスコーティング製造

例１で作製したＥＡＡ分散液９０グラムをＵｌｉｎｅ（部品番号Ｓ－１９５２０）１／２パイント（０．２４リットル）錫スズめっき鋼缶に秤量した。ピペットを用いて、例９で作成した「カルナウバワックス分散液」１０ｇを分散液中に量り入れた。直ちに、７００ｒｐｍに設定された３０ｍｍ直径 ３１６ ＳＳ軸方向インペラーに嵌合されたＣｏｌｅ－Ｐａｒｍｅｒミキサー（Ｍｏｄｅｌ＃５０００６－０１）を用いて、コーティング及びワックス分散液を一緒に混合した。混合速度を７００ｒｐｍから２０００ｒｐｍに徐々に増加させた。２０００ｒｐｍに達したら、更に６０秒間混合を続けた。次いで、缶を錫めっきした鋼製の蓋を用いて保管するために閉じた。
例１１：一次ＥＡＡナトリウムイオノマー－オーバーワニスコーティング製造

例２で作製したＥＡＡ分散液９０グラムをＵｌｉｎｅ（部品番号Ｓ－１９５２０）１／２パイント（０．２４リットル）錫スズめっき鋼缶に秤量した。ピペットを用いて、例９で作成した「カルナウバワックス分散液」１０ｇを分散液中に量り入れた。直ちに、７００ｒｐｍに設定された３０ｍｍ直径 ３１６ ＳＳ軸方向インペラーに嵌合されたＣｏｌｅ－Ｐａｒｍｅｒミキサー（Ｍｏｄｅｌ＃５０００６－０１）を用いて、コーティング及びワックス分散液を一緒に混合した。混合速度を７００ｒｐｍから２０００ｒｐｍに徐々に増加させた。２０００ｒｐｍに達したら、更に６０秒間混合を続けた。次いで、缶を錫めっきした鋼製の蓋を用いて保管するために閉じた。
例１２：ラボコーティングアルミニウムパネル－Ｍｉｃｈｅｌｍａｎ ４９８３Ｒカラーコーティング

０．００９インチ（０．０２センチ）厚の３３．３３インチ（８４．６６センチ）×３５．７２インチ（９０．７３センチ）の市販のシート８０１１合金アルミニウムから４インチ（１０．１６センチ）×１５インチ（３８．１センチ）のラボシートを切断する。プロパントーチを使用して疎水性汚染物質を除去し、その表面エネルギーを増加させるために、燃焼実験パネルを使用する。燃焼後２４時間以内に、慎重にラボシートをドローダウンプレート上に置いた。スプリング付きクリップを使用して、ラボシートをドローダウンプレートに固定した。ラボシートの幅方向に清潔なＭｅｙｅｒ＃１０ロッドを配置した。約５ｍＬの「例６」カラーコーティングを、Ｍｅｙｅｒロッドの直前のラボシートに注意深くピペットで入れた。滑らかで均一な動きを用いて、Ｍｅｙｅｒロッドをラボシートの長手方向に端部まで引っ張った。ラボオーブン（Ｓｈｅｌｄｏｎ Ｏｖｅｎｓ＃ＳＭ０５ ８９４０９－４５６）でオーブン硬化する前に、ドローダウンプレートから被覆されたラボシートを取り出し、ホルダーに置いた。被覆されたラボシート及びホルダーを２１０°Ｆ（９９．８℃）の空気温度のオーブンに６０秒間置いた。乾燥したラボシートをオーブンから取り出し、周囲温度まで冷却した。更なる試験及び深絞り性能のために、コーティングされたラボシートを保管した。

「コーティング厚さ」、「Ｓｕｔｈｅｒｌａｎｄ摩擦」、「Ｔａｂｅｒコーティング接着力」、及び「ブロッキング」のために平坦なラボシートを試験した。

コーティング厚さは、ＥｌｅｋｔｒｏＰｈｙｓｉｋ Ｍｉｎｉ Ｔｅｓｔ ７２０（ＥｌｅｋｔｒｏＰｈｙｓｉｋ Ｄｒ．Ｓｔｅｉｎｇｒｏｅｖｅｒ ＧｍｂＨ ＆ Ｃｏ． ＫＧ，Ｐａｓｔｅｕｒｓｔｒ．１５，５０７３５ ケルン，ドイツ）を用いて、４インチ（１０．１６センチ）×１５インチ（３８．１センチ）パネル上の６箇所を測定することによって決定した。

Ｓｕｔｈｅｒｌａｎｄ摩擦は、Ｓｕｔｈｅｒｌａｎｄ摩擦試験機Ｍｏｄｅｌ ２０００（Ｄａｎｉｌｅｅ Ｃｏ．，ＬＬＣ，２７２２３ Ｓｔａｒｒｙ Ｍｏｕｎｔａｉｎ，Ｓａｎ Ａｎｔｏｎｉｏ，ＴＸ ７８２６０）のゴムベースパッド上に矩形を固定して、６インチ（１５．２４センチ）×２.５インチ（６．３５センチ）の長方形に被覆パネルを切断することによって行い、４１ｂ重量に３Ｍ ２６１Ｘラッピングフィルム（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｍａｒｋｅｔｓ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ ３Ｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ３Ｍ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｂｕｉｌｄｉｎｇ ２１－１ Ｗ－１０，９００ Ｂｕｓｈ Ａｖｅｎｕｅ Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ ５５１４４）の片を取り付け、４１ｂ重量を６インチ（１５．２５センチ）×２.５インチ（６．３５センチ）の長方形パネルを使用し、サンプルを速度設定４で５００サイクル摩擦した。次いで、試料を、図６に示すＳｕｔｈｅｒｌａｎｄ摩擦ランキング等級スケールを用いてランク付けした。全ての結果において、低いスコアは高いスコアよりも優れている。

Ｔａｂｅｒコーティング接着試験は、コーティングされたパネルを６インチ（１５．２５センチ）×１．５インチ（３．８１センチ）の矩形に切断し、Ｇａｒｄｃｏ接着試験多重歯カッター（Ｐａｕｌ Ｎ．Ｇａｒｄｎｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｉｎｃ．，３１６ Ｎ．Ｅ．Ｆｉｒｓｔ Ｓｔｒｅｅｔ， Ｐｏｍｐａｎｏ Ｂｅａｃｈ，ＦＬ ３３０６０）を用いてコーティングを通じてクロスハッチパターンに切断し、ＰＡ－２８０６３０テープ（Ｉｎｔｅｒｐｏｌｙｍｅｒにより製造され、Ｐａｕｌ Ｎ．Ｇａｒｄｎｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｉｎｃ．により販売されている）の新鮮なストリップをグリッド上に置き、指でクロスハッチ上のテープを平滑化し、平滑化後に６０乃至１２０秒間テープを完全にサンプルに付着させ、サンプルのテープを素早く引き剥がした。これにはパネルの表面に平行に近い力を使用した。次いで、試料を、図７に示すＴａｂｅｒ接着等級スケールを用いてランク付けした。結果については、低いスコアは高いスコアよりも優れている。

ブロッキング試験は、被覆されたパネルを５つの４インチ（１０．１６センチ）×２．５インチ（６．３５センチ）の長方形に切断し、長方形を互いに積み重ね、１２９°Ｆ（５３．８９℃）予熱したオーブンに入れ、重量１１ポンド（４９８９．５２グラム）をオーブンからサンプルを引き上げてオーブンから抜き取り、オーブンから取り出して５分以内に次の等級スケール（全ての結果がＬＴＢより低い）を用いた。

結果を表Ａに示す。

ラボ３ドロープレスを使用して、平坦シートから直径３０ｍｍ、長さ６０ｍｍのシェルを作成した。

少量のミネラルオイルを清浄で糸屑のない布に塗布し、塗装されたシートの両面を擦って潤滑鉱物油の軽い層を塗布した。潤滑シートを第１のドローステーションに置き、直径約５２ｍｍ、高さ約２９ｍｍの第１のドローシェルを作製した。

第１のドローシェルが受け入れ可能であれば、それを第２のドローステーションに移動し、ドローツールにシェルを置いた。直径約３９ｍｍ、高さ約４５ｍｍの第２ドローシェルを作成した。

第２のドローシェルが受け入れ可能な場合は、第３のドローステーションに移動し、シェルをドローツールに置いた。直径約３０ｍｍ、高さ約６０ｍｍの第３のドローシェルを作成した。

平坦なシートから３０×６０の形状までの引き抜きに耐えたコーティングを有するシェルについては、「トップラブ」及び「ソルベントラブ」試験を行って、コーティングの耐久性を判定した。

シェルトップ摩擦試験は、Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｎｋ Ｒｕｂ Ｔｅｓｔｅｒ、Ｍｏｄｅｌ １０－１８（Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅｓ Ｉｎｃ．，４０ ＭｃＣｕｌｌｏｕｇｈ Ｄｒｉｖｅ，Ｎｅｗ Ｃａｓｔｌｅ，ＤＥ １９７２０）のゴムベースパッド上に磨耗した厚紙片を置くことによりなされた。シェルホルダー固定具をテスターに固定し、上面側が段ボールに接触するようにシェルを固定具に置き、摩擦テスターを休止することなく５００サイクルで作動させた。摩擦したシェルは、図８に示す等級スケールを用いてランク付けした。このランク付けでは、低いスコアは高いスコアよりも優れている。

シェル溶媒摩擦試験は、１６８０ Ｇｌａｓｓ Ｐａｃｋａｇｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅの仕上げを有するガラス瓶にシェルを置き、非常に安定した圧力をかけて、７０パーセントイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）に浸漬した約２インチ（５．０８センチ）×約３インチ（７．６２センチ）の長方形ペーパータオルによりシェルを手で擦り、３０サイクルに亘って前後往復させた。摩擦されたシェルは、図９に示される等級スケールを用いてランク付けした。このランク付けでは、低いスコアは高いスコアよりも優れている。

結果を表Ｂに示す。

例１３：ラボコーティングアルミニウムパネル－一次ＥＡＡカラーコーティング

０．００９インチ厚の８０１１合金アルミニウムの３３．３３インチ（８４．６６センチ）×３５．７２インチ（９０．７３センチ）の市販のシートから４インチ（１０．１６センチ）×１５インチ（３８．１センチ）のラボシートを切断する。プロパントーチを使用して疎水性汚染物質を除去し、その表面エネルギーを増加させるために、ラボパネルを炎に晒した。炎に晒した後２４時間以内に、慎重にラボシートをドローダウンプレート上に置いた。スプリング付きクリップを使用して、ラボシートをドローダウンプレートに固定した。ラボシートの幅方向に清潔なＭｅｙｅｒ＃１０ロッドを配置した。約５ｍＬの「例７」カラーコーティングを、Ｍｅｙｅｒロッドの直前のラボシートに注意深くピペットで入れた。滑らかで均一な動きにより、Ｍｅｙｅｒロッドをラボシートの長手方向に引いた。ラボオーブン（Ｓｈｅｌｄｏｎ Ｏｖｅｎｓ＃ＳＭＯ５ ８９４０９－４５６）でオーブン硬化する前に、ドローダウンプレートから被覆されたラボシートを取り出し、ホルダーに置いた。被覆されたラボシート及びホルダーを２１０°Ｆ（９８．９℃）の空気温度のオーブンに６０秒間置いた。乾燥したラボシートをオーブンから取り出し、周囲温度まで冷却させた。更なる試験及び深絞り性能のために、被覆されたラボシートを保管した。

例１２に記載の方法を用いて、平坦なラボシートをＴａｂｅｒコーティング接着、Ｓｕｔｈｅｒｌａｎｄ摩擦、コーティング厚さ、及びブロッキングについて試験した。結果を表Ｃに示す。

ラボ３ドロープレスを使用して、シートから直径３０ｍｍ、長さ６０ｍｍのシェルを作成した。（方法については例１２を参照）。

平坦なシートから３０×６０の形状までの引き抜きに耐えたコーティングを有するシェルについては、例１２に記載の方法を用いて、「トップ摩擦」及び「溶媒摩擦」試験を行い、コーティングの耐久性を測定した。結果を表Ｄに示す。

例１４：ラボコーティングアルミニウムパネル－一次ＥＡＡサイズ及びカラーコーティング

０.００９インチ（０．０２３センチ）厚の８０１１合金アルミニウムの３３．３３インチ（８４．６６センチ）×３５．７２インチ（９０．７３センチ）の市販のシートから４インチ（１０．１６センチ）×１５インチ（３８．１センチ）のラボシートを切断した。プロパントーチを使用して疎水性汚染物質を除去し、その表面エネルギーを増加させるためにラボパネルを炎に晒した。炎に晒した後２４時間以内に、慎重にラボシートをドローダウンプレート上に置いた。スプリング付きクリップを使用して、ラボシートをドローダウンプレートに固定した。ラボシートの幅方向に清潔なＭｅｙｅｒ＃５ロッドを配置した。約５ｍＬの「例１」のサイズコーティングを、Ｍｅｙｅｒロッドの直前のラボシートに注意深くピペットで入れた。滑らかで均一な動きを用いて、Ｍｅｙｅｒロッドをラボシートの長手方向に引いた。湿った被覆されたラボシート及びホルダーを、２５０°Ｆ（１２１℃）に予熱したオーブンに６０秒間置いた。乾燥したラボシートをオーブンから取り出し、周囲温度まで冷却させた。

スプリング付きクリップを使用して、硬化されたサイズコーティングラボシートをドローダウンプレート上に固定した。ラボシートの幅方向に清潔なＭｅｙｅｒ＃１０ロッドを配置した。約５ｍＬの「例７」のカラーコーティングを、Ｍｅｙｅｒロッドの直前のラボシートに注意深くピペットで入れた。滑らかで均一な運動を用いて、Ｍｅｙｅｒロッドをラボシートの長手方向に引いた。ラボオーブン（Ｓｈｅｌｄｏｎ Ｏｖｅｎｓ＃ＳＭＯ５ ８９４０９－４５６）でオーブン硬化する前に、ドローダウンプレートから被覆されたラボシートを取り出し、ホルダーに置いた。被覆されたラボシート及びホルダーを２１０°Ｆ（９８．９℃）の空気温度のオーブンに６０秒間置いた。乾燥したラボシートをオーブンから取り出し、周囲温度まで冷却させた。

更なる試験及び深絞り性能のために、被覆されたラボシートを保管した。例１２に記載の方法を用いて、平坦なラボシートをＴａｂｅｒコーティング接着、Ｓｕｔｈｅｒｌａｎｄ摩擦、コーティング厚さ、及びブロッキングについて試験した。結果を表Ｅに示す。

ラボ３ドロープレスを使用して、シートから直径３０ｍｍ、長さ６０ｍｍのシェルを作成した。（方法については例１２を参照）。

平坦なシートから３０×６０の形状までの引き抜きに耐えたコーティングを有するシェルについては、例１２に記載の方法を用いて、「トップ摩擦」及び「溶媒摩擦」試験を実施して、コーティングの耐久性を判定した。結果を表Ｆに示す。

例１５：ラボコーティングアルミニウムパネル－一次ＥＡＡサイズ、色及びオーバーワニスコーティング

０．００９インチ（０．０２３センチ）厚の８０１１合金アルミニウムの３３．３３インチ（８４．６６センチ）×３５．７２インチ（９０．７３センチ）の市販シートから４インチ（１０．１６センチ）×１５インチ（３８．１センチ）のラボシートを切断した。プロパントーチを使用して疎水性汚染物質を除去し、その表面エネルギーを増加させるために、ラボパネルを炎に晒した。炎に晒した後２４時間以内に、慎重にラボシートをドローダウンプレート上に置いた。スプリング付きクリップを使用して、ラボシートをドローダウンプレートに固定した。ラボシートの幅方向に清潔なＭｅｙｅｒ＃５ロッドを配置した。約５ｍＬの「例１」のサイズコーティングを、Ｍｅｙｅｒロッドの直前のラボシートに注意深くピペットで入れた。滑らかで均一な動きを用いて、Ｍｅｙｅｒロッドをラボシートの長手方向に引いた。被覆されたラボシート及びホルダーを２１０°Ｆ（９８．９℃）の空気温度のオーブンに６０秒間置いた。乾燥したラボシートをオーブンから取り出し、周囲温度まで冷却させた。

スプリング付きクリップを使用して、硬化されサイズコーティングされたラボシートをドローダウンプレート上に固定した。ラボシートの幅方向に清潔なＭｅｙｅｒ＃１０ロッドを配置した。約５ｍＬの「例７」のカラーコーティングを、Ｍｅｙｅｒロッドの直前のラボシートに注意深くピペットで入れた。滑らかで均一な動きを用いて、Ｍｅｙｅｒロッドをラボシートの長手方向に引いた。ラボオーブン（Ｓｈｅｌｄｏｎ Ｏｖｅｎｓ＃ＳＭＯ５ ８９４０９－４５６）でオーブン硬化する前に、ドローダウンプレートから被覆されたラボシートを取り出し、ホルダーに置いた。被覆されたラボシート及びホルダーを２１０°Ｆ（９８．９℃）の空気温度のオーブンに６０秒間置いた。乾燥したラボシートをオーブンから取り出し、周囲温度まで冷却させた。

スプリング付きクリップを使用して、硬化したサイズとカラーコーティングしたラボシートをドローダウンプレートに固定した。ラボシートの幅方向に亙って清潔なＭｅｙｅｒ＃１０ロッドを配置した。約５ｍＬの「例１０」のオーバーワニスコーティングを注意深くピペットで加え、Ｍｅｙｅｒロッドの直前のラボシート上にコーティングを施した。滑らかで均一な動きを用いて、Ｍｅｙｅｒロッドをラボシートの長手方向に引いた。ラボオーブン（Ｓｈｅｌｄｏｎ Ｏｖｅｎｓ＃ＳＭＯ５ ８９４０９－４５６）でオーブン硬化する前に、ドローダウンプレートから被覆されたラボシートを取り出し、ホルダーに置いた。被覆されたラボシート及びホルダーを２１０°Ｆ（９８．９℃）の空気温度のオーブンに６０秒間置いた。乾燥したラボシートをオーブンから取り出し、周囲温度まで冷却させた。更なる試験及び深絞り性能のために、被覆されたラボシートを保管した。

例１２に記載の方法を用いて、平坦なラボシートをＴａｂｅｒコーティング接着、Ｓｕｔｈｅｒｌａｎｄ摩擦、コーティング厚さ、及びブロッキングについて試験した。結果を表Ｇに示す。

ラボ３ドロープレスを使用して、シートから直径３０ｍｍ、長さ６０ｍｍのシェルを作成した。（方法については例１２を参照）

平坦なシートから３０×６０のシェルまでの引き抜きに耐えたコーティングについて、例１２に記載の方法を用いて「トップ摩擦」及び「溶媒摩擦」試験を実施して、コーティングの耐久性を測定した。結果を表Ｈに示す

例１６：ラボコーティングアルミニウムパネル－一次ＥＡＡナトリウムイオノマーのサイズ、色及びオーバーワニスコーティング

０.００９インチ（０．０２３センチ）厚の８０１１ 合金アルミニウムの３３．３３インチ（８４．６６センチ）×３５．７２インチ（９０．７３センチ）の市販のシートから４インチ（１０．１６センチ）×１５インチ（３８．１センチ）のラボシートを切断した。プロパントーチを使用して疎水性汚染物質を除去し、その表面エネルギーを増加させるために、ラボパネルを炎に晒した。炎に晒した後２４時間以内に、慎重にラボシートをドローダウンプレート上に置いた。スプリング付きクリップを使用して、ラボシートをドローダウンプレートに固定した。ラボシートの幅方向に清潔なＭｅｙｅｒ＃５ロッドを配置した。約５ｍＬの「例２」のサイズコーティングを、Ｍｅｙｅｒロッドの直前のラボシートに注意深くピペットで入れた。滑らかで均一な動きを用いて、Ｍｅｙｅｒロッドをラボシートの長手方向に引いた。被覆されたラボシート及びホルダーを２１０°Ｆ（９８．９℃）の空気温度のオーブンに６０秒間置いた。乾燥したラボシートをオーブンから取り出し、周囲温度まで冷却させた。

スプリング付きクリップを使用して、硬化されたサイズコーティングされたラボシートをドローダウンプレート上に固定した。ラボシートの幅方向に清潔なＭｅｙｅｒ＃１０ロッドを配置した。約５ｍＬの「例８」のカラーコーティングを、Ｍｅｙｅｒロッドの直前のラボシートに慎重にピペットで入れた。滑らかで均一な動きを用いて、Ｍｅｙｅｒロッドをラボシートの長手方向に引いた。ラボオーブン（Ｓｈｅｌｄｏｎ Ｏｖｅｎｓ＃ＳＭＯ５ ８９４０９－４５６）でオーブン硬化する前に、ドローダウンプレートから被覆されたラボシートを取り出し、ホルダーに置いた。被覆されたラボシート及びホルダーを２１０°Ｆ（９８．９℃）の空気温度のオーブンに６０秒間置いた。乾燥したラボシートをオーブンから取り出し、周囲温度まで冷却した。

スプリング付きクリップを使用して、硬化したサイズ及びカラーコーティングされたラボシートをドローダウンプレートに固定した。ラボシートの幅方向に清潔なＭｅｙｅｒ＃１０ロッドを配置した。慎重に約５ｍＬの「例１１」のオーバーワニスコーティングを、マイヤーロッドの直前のラボシート上にピペットで入れた。滑らかで均一な動きを用いて、Ｍｅｙｅｒロッドをラボシートの長手方向に引いた。ラボオーブン（Ｓｈｅｌｄｏｎ Ｏｖｅｎｓ＃ＳＭＯ５ ８９４０９－４５６）でオーブン硬化する前に、ドローダウンプレートから被覆されたラボシートを取り出し、ホルダーに置いた。被覆されたラボシート及びホルダーを２１０°Ｆ（９８．９℃）の空気温度のオーブンに６０秒間置いた。乾燥したラボシートをオーブンから取り出し、周囲温度まで冷却した。更なる試験及び深絞り性能のために、被覆されたラボシートを保管した。

例１２に記載の方法を用いて、平坦なラボシートをＴａｂｅｒコーティング接着、Ｓｕｔｈｅｒｌａｎｄ摩擦、コーティング厚さ、及びブロッキングについて試験した。結果を表Ｉに示す。

ラボ３ドロープレスを使用して、シートから直径３０ｍｍ、長さ６０ｍｍのシェルを作成した。（方法については例１２を参照）

平坦なシートから３０×６０のシェルまでの引き抜きに耐えたコーティングについて、例１２に記載の方法を用いて「トップ摩擦」及び「溶媒摩擦」試験を実施して、コーティングの耐久性を測定した。結果を表Ｊに示す。

例１７：硬化処理結果－時間及び温度

ベース上のベースコーティング（例５参照）、カラーコーティング（例８参照）、及びカラー上のオーバーワニスコーティング（例１１参照）を硬化させるのに必要な許容可能な時間及び温度を決定するためにアレイ（表Ｋ参照）を設計した。サイズコーティングがベースコーティングに置き換えられていることを除いて、コーティングを例１６に挙げたのと同じ方法を用いてパネルに適用した。

ラボパネルをベースで被覆し、アレイに列挙されたパネル開始温度、滞留時間及びパネル最終温度を用いて硬化させた。ベース被覆されたサンプルを冷却し、カラーコーティングでオーバーコートし、次いで、表Ｋに列挙したのと同じ硬化温度及び時間を用いて硬化させた。カラー被覆されたサンプルを冷却し、オーバーワニスでオーバーコートし、表Ｋに列挙したのと同じ硬化温度及び時間を用いて硬化させた。次いで、平坦なパネルを、コーティング厚さ、Ｓｕｔｈｅｒｌａｎｄ摩擦、Ｔａｂｅｒコーティング接着及びブロッキング性能を、例１２に記載の方法を用いて評価した。結果を表Ｌに示す。

最小限に許容される硬化被覆特性を有する全ての被覆パネルを、３ドローラボプレス（例１２に記載の方法）を用いて直径３０ｍｍ×高さ６０ｍｍのシェルに引き抜いた。次いで、引き抜き工程に耐えたコーティングを有するシェルを、例１２に記載の方法を用いて、「トップ摩擦」及び「溶媒摩擦」性能について試験した。これらの試験の結果を表Ｍに示す。

例１８：コーティング化学工程の結果

表Ｎは、分散粒子サイズ、イオノマーカチオンタイプ、イオノマー化パーセント、アクリル酸対エチレン比、及びワックス量が最終コーティング性能をどのように変化させるかを示す。

Ｓｕｎｓｐｅｒｓ Ｂｌｕｅ １５：３顔料分散液を適切な量のＥＡＡ分散液と混合して、５１パーセントのＥＡＡ固形分に顔料を混合させることにより、２４回の試験コーティングのそれぞれからカラーコーティングを作製した。先の例の場合と同様に、７００ｒｐｍに設定された３０ｍｍ直径の３１６ＳＳ軸方向インペラーに嵌合されたＣｏｌｅ－Ｐａｒｍｅｒミキサー（Ｍｏｄｅｌ＃５０００６－０１）で混合することにより、Ｕｌｉｎｅ（部品番号Ｓ－１９５２０）１／２パイント（０．２４リットル）錫めっきスチール缶でサンプルを作製した。混合速度を７００ｒｐｍから２０００ｒｐｍに徐々に増加させた。２０００ｒｐｍに達したら、更に６０秒間混合を続けた。次いで、缶を錫めっきした鋼製の蓋を用いて保管するために閉じた。

被覆したラボパネルを作製し、２１０Ｆ（９８．８９℃）にて空気中で６０秒間加熱した。次いで、平坦なパネルを、例１２に記載の方法を用いて、Ｔａｂｅｒコーティング接着性、Ｓｕｔｈｅｒｌａｎｄ摩擦、コーティング厚さ、及びブロッキング性能について試験した。結果を表Ｏに示す。

各試験のための被覆された平坦な金属を、例１２に記載の方法を用いて引き、３０ｍｍ直径×６０ｍｍ高さのシェルにした。次いで、引張試験に耐えたコーティングを有するシェルを例１２に記載の方法を用いて、「トップ摩擦」及び「溶媒摩擦」性能について試験した。これらの試験の結果を表Ｐに示す。

例１９：市販のロールコーティングアルミニウムパネル－一次ＥＡＡナトリウムイオノマー ベース／カラー／オーバーワニス及びインテリアラッカーコーティング

６０ガロン（２２７．１リットル）の反応器で調製した一次ＥＡＡナトリウムイオノマー（例２を作成するために用いたのと同じ処方）を用いて、各コーティング（ホワイトベース、カラー、オーバーワニス）５ガロン（１８．９リットル）を製造した。「ホワイトベースコーティング」は、３７．９ポンド（１７．２キログラム）の一次ＥＡＡナトリウムイオノマーに２．１ポンド（９５３グラム）の「Ｓｕｎｓｐｅｒｓｅ Ｗｈｉｔｅ ６」を撹拌しながら添加し、均質な組成物に混合し、次いで１５０ミクロンのバッグを通してプラスチックの５ガロン（１８．９リットル）の缶に濾過することによって調製した。「カラーコーティング」は、３４．６ポンド（１５．７キログラム）の一次ＥＡＡナトリウムイオノマーに攪拌しながら５．４ポンド（２．４キログラム）の「Ｓｕｎｓｐｅｒｓｅ Ｂｌｕｅ １５：３」を添加し、均質な組成物に混合し、次いで１５０ミクロンのバッグを通してプラスチックの５ガロン（１８．９リットル）の缶に濾過することによりを調製した。「オーバーワニス」は、４．２ポンド（１．９キログラム）のカルナウバワックス分散液（例９を作製するために用いたのと同じ処方）を３５．８ポンド（１６．２キログラム）の一次ＥＡＡナトリウムイオノマーに撹拌しながら添加し、均質な組成物に混合し、次いで１５０ミクロンのバッグを通してプラスチック製の５ガロン（１８．９リットル）の缶に濾過することにより調整した。

０.００９インチ（０．０２３センチ）厚の３５.７インチ（９０．６８センチ）×３３．３インチ（８４．５８センチ）の平坦な８０１１アルミニウムシートを取り扱うことができる市販のダイレクトロールコーターをセットアップした。７２ｒｐｍで回転する直径１２インチ（３０．４８センチ）のウレタンコーティング塗布ローラを使用して毎分６０シートにてコーターを作動させた。コーティングをシートに施した直後に、それを乾燥させ、図１０に示す時間／温度プロファイルを有するＷａｇｎｅｒ Ｌｉｔｈｏオーブン内でＥＡＡフィルムを形成した。

施された最初のコーティングは白色ベースであった。このコーティングをウィケット搬送オーブンで硬化させ、ベース塗膜を元の配向に戻してコーター供給系に送り返した。液体ベースコーティングをロールコーターシステムから取り出し、システムを水で洗浄し、カラーコーティングで下塗りした。次いで、ベースコーティングされたシートをカラーコーティングでオーバーコートし、同じオーブン曲線を用いて硬化させた。硬化したシートを再び反転させることなくコーター供給に戻し、システムを液体カラーコートからパージして、水で洗浄し、オーバーワニス（内側ラッカーとして使用）で下塗りした。「内側ラッカー」を地金（露出金属面）に塗布し、同じオーブン曲線を使用して硬化させ、最後のオーバーワニス塗布のために、ひっくり返すことなくコーターフィードに戻した。内側ラッカーとオーバーワニスコーティングが同じであったため、これらのコーティング用途の間にシステムのパージ又は洗浄は必要ではなかった。オーバーワニスされたサンプルは、スクリューキャップ製造用の金属コーティングを完成させるのと同じオーブン曲線を有する硬化オーブンを通して供給された。

約５００枚の完全に被覆されたシートをパレット上に積み重ね、更なる処理のために商業的なスクリューキャップ製造施設にトラックで輸送した。キャップ製造会社に到着すると、ブロックテストが設定された。これは、５００枚のパレットに温度センサを置き、５００枚のシートの上に市販の標準的な９００ポンド（４０８．２キログラム）のパレットを設定し、パレットを収納庫に保管することによって行われた。パレットは収納庫内に４日間留まり、温度は７０°Ｆ（２１．１１℃）から１１０°Ｆ（４３．３３℃）の間で変動した。４日後、９００ポンド（４０８．２キログラム）のパレットを取り除き、５００枚のシートをブロッキングがないか検査した。ブロッキングを生じたシートはなかった。

商業的なスクリューキャップ成形ライン上でシートを走らせる前に、例１２に記載した方法を用いて、平坦に被覆された金属をＴａｂｅｒコーティング接着性、Ｓｕｔｈｅｒｌａｎｄ摩擦、コーティング厚さ及びブロッキングについて試験した。結果を以下の表Ｑに示す。

平坦なシートを試験した後、商業的な製造ラインを通してスクリューキャップを作製した。キャップを例１２に記載の方法を用いて「トップ摩擦」及び「溶媒摩擦」性能について試験した。これらの試験の結果を表Ｒに示す。

キャップを、標準ＧＰＩ １６８０仕上げを有するボトルに嵌めた。

キャップ嵌めは、Ａｎｄｒｅ Ｚａｌｋｉｎ Ｍｏｄｅｌ ＴＭ３、シングルヘッドキャッパー（５ Ｒｏｕｔｅ Ａｎｄｒｅ Ｚａｌｋｉｎ，２７３９０ Ｍｏｎｔｒｅｕｉｌ－ｌ’ Ａｒｇｉｌｌｅ，フランス）を用いて行った。このキャッパーには、Ｚａｌｋｉｎ ３０×６０ Ｓｔｅｌｖｉｎ型キャッパーヘッドが取り付けられ、業界標準のトップロード、スレッドローラー、スレッドローラーフォース、開栓ローラー、開栓ローラーフォース、及び改造設定を用いてセットアップされた。キャップをされた試料を２４時間放置し、次いでＴｏｒｑｏ ＩＩ（Ｍｅｓａ Ｌａｂｓ，１２１００ Ｗｅｓｔ ６ｔｈ Ａｖｅ． Ｌａｋｅｗｏｏｄ，ＣＯ ８０２２８）を用いてスリップトルク及び破壊トルクを試験した。その結果を表Ｓに示す。

キャップを取り外した後、内側ラッカーを目視検査して、キャップ取り付け及びキャップ取り外し工程がコーティングを損傷したか否かを判定した。コーティングの剥離又は除去は観察されなかった。

上述した様々な実施形態は、説明のみのために与えられたものであり、特許請求する発明を限定するものと解釈されるべきではない。当業者であれば、本明細書に例示して説明した例示的な実施形態及び用途に従わずに、且つ特許請求の範囲に記載の発明の真の要旨及び範囲から逸脱することなく、特許請求の範囲に記載の発明に対してなされ得る様々な改変及び変更を容易に認識するであろう。これは以下の請求項に記載されている。

Claims (15)

1. 外側および内側を備える深絞り用の金属シートと、
   前記外側に配されたコーティング層であって、少なくとも部分的に第１の中和塩基で中和された第１のエチレンアクリル酸コポリマー、および顔料を備える、コーティング層と、
   前記コーティング層の上に配されたオーバーワニス層であって、少なくとも部分的に第２の中和塩基で中和された第２のエチレンアクリル酸コポリマー、および第１のワックスを備える、オーバーワニス層と、
   前記内側に配された内側ラッカー層であって、少なくとも部分的に第３の中和塩基で中和された第３のエチレンアクリル酸コポリマー、および第２のワックスを備える、内側ラッカー層と、
   を備え、
   前記コーティング層、前記オーバーワニス層、および前記内側ラッカー層のそれぞれは、単一型ポリマーを含み、
   前記単一型ポリマーは、前記単一型ポリマーの総重量に対して約１９．５～２１．５重量パーセントのアクリル酸含量を有し、
   前記第１のエチレンアクリル酸コポリマー、前記第２のエチレンアクリル酸コポリマー、および前記第３のエチレンアクリル酸コポリマーは、互いに同一であっても異なっていてもよく、
   前記第１の中和塩基、前記第２の中和塩基、および前記第３の中和塩基は、互いに同一であっても異なっていてもよく、
   前記第１のワックスおよび前記第２のワックスは、互いに同一であっても異なっていてもよく、
   前記金属シート、前記コーティング層、前記オーバーワニス層、および前記内側ラッカー層は、深絞りプロセスによって伸長されスクリューキャップ閉じ具に形成される、装置。
2. 請求項１の装置において、前記第１のエチレンアクリル酸コポリマーが、前記第１のエチレンアクリル酸コポリマーの総重量に対して約２０．５重量パーセントのアクリル酸含量を有する装置。
3. 請求項１の装置において、前記第１のエチレンアクリル酸コポリマーのアクリル酸官能基の約２５乃至約１００モルパーセントが前記第１の中和塩基を用いて中和される装置。
4. 請求項２の装置において、前記第１のエチレンアクリル酸コポリマーのアクリル酸官能基の約２５モルパーセントが前記第１の中和塩基を用いて中和される装置。
5. 請求項２の装置において、前記第１のエチレンアクリル酸コポリマーのアクリル酸官能基の約１００モルパーセントが前記第１の中和塩基を用いて中和される装置。
6. 請求項１の装置において、前記コーティング層は、前記第１のエチレンアクリル酸コポリマーを約１５重量パーセント含む水性コーティング組成物に由来する装置。
7. 請求項１の装置において、前記コーティング層は、前記第１のエチレンアクリル酸コポリマーを約４５重量パーセント含む水性コーティング組成物に由来する装置。
8. 請求項１の装置において、前記コーティング層には、前記顔料が、前記コーティング層の前記第１のエチレンアクリル酸コポリマーの総重量に対して１乃至７０重量パーセンで含まれる装置。
9. 請求項１の装置において、前記オーバーワニス層には、前記第１のワックスが、前記オーバーワニス層の前記第２のエチレンアクリル酸コポリマーの総重量に対して１乃至５０重量パーセントで含まれる装置。
10. 請求項１の装置において、前記第１のワックスおよび第２のワックスが、カルナウバワックスを含む装置。
11. 請求項１０の装置において、前記カルナウバワックスが、前記オーバーワニス層および前記内側ラッカー層における固形分の総重量に対して約１０重量パーセントで含まれる装置。
12. 請求項１の装置において、前記第１の中性塩基が、第１のエチレンアクリル酸コポリマーのアクリル酸官能基の約３５モルパーセント乃至約４５モルパーセントをイオノマー化する水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムを含む装置。
13. 外側および内側を備える深絞り用の金属シートを提供するステップと、
    前記外側にコーティング層を設けるステップであって、前記コーティング層は、少なくとも部分的に第１の中和塩基で中和された第１のエチレンアクリル酸コポリマー、および顔料を含む、ステップと、
    前記コーティング層の上にオーバーワニス層を設けるステップであって、前記オーバーワニス層は、少なくとも部分的に第２の中和塩基で中和された第２のエチレンアクリル酸コポリマー、および第１のワックスを含む、ステップと、
    前記金属シートの前記内側に内側ラッカー層を設けるステップであって、前記内側ラッカー層は、少なくとも部分的に第３の中和塩基で中和された第３のエチレンアクリル酸コポリマー、および第２のワックスを含む、ステップと、
    を含み、
    前記コーティング層、前記オーバーワニス層、および前記内側ラッカー層のそれぞれは、単一型ポリマーを含み、
    前記単一型ポリマーは、前記単一型ポリマーの総重量に対して約１９．５～２１．５重量パーセントのアクリル酸含量を有し、
    前記第１のエチレンアクリル酸コポリマー、前記第２のエチレンアクリル酸コポリマー、および前記第３のエチレンアクリル酸コポリマーは、互いに同一であっても異なっていてもよく、
    前記第１の中和塩基、前記第２の中和塩基、および前記第３の中和塩基は、互いに同一であっても異なっていてもよく、
    前記第１のワックスおよび前記第２のワックスは、互いに同一であっても異なっていてもよく、
    前記金属シート、前記コーティング層、前記オーバーワニス層、および前記内側ラッカー層を、深絞りプロセスによって伸長させスクリューキャップ閉じ具を形成する、方法。
14. 請求項１３の方法において、前記第１のエチレンアクリル酸コポリマーが約２０．５パーセントのアクリル酸含量を含む方法。
15. 請求項１３の方法において、水酸化アンモニウム及び水酸化ナトリウムの任意の組み合わせを用いて前記第１のエチレンアクリル酸コポリマーのアクリル酸官能基の２５乃至１００モルパーセントを中和することを更に含む方法。

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