JPH04219178A - 樹脂被覆金属材料の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、樹脂被覆金属材料の製
造方法に関し、さらに詳細には、製缶材料として有利に
使用することができる熱可塑性ポリエチレンテレフタレ
ート系樹脂で被覆された金属材料の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来金属缶を製造する技術分野において
は、金属缶の内面に耐腐食性を付与するために製缶材料
の金属板表面を樹脂層で被覆することが広く行われてい
る。

【０００３】金属材料に樹脂被覆層を形成する方法とし
て、例えば、樹脂フィルムを接着する方法がある。上記
樹脂フィルムの例としては、ポリエチレンテレフタレー
トを挙げることができるが、ポリエチレンテレフタレー
トは結晶化度が高いために溶融温度が２５０〜２７５℃
と比較的高く、従って熱接着開始温度も高温になり金属
表面と樹脂層との間で十分な接着強度が得られない傾向
があった。さらに、樹脂自体の機械的強度が低いために
変形量の大きな加工を行う際に樹脂層が剥離したり、樹
脂層が破損して金属層が露出するなどの欠点があった。

【０００４】上記欠点を改良するために、特公昭５７─
２３５８４号公報には、熱可塑性の変性ポリエチレンテ
レフタレート樹脂を特定の温度範囲で金属表面に熱接着
する方法が開示されている。上記公報の記載によれば、
上記変性ポリエチレンテレフタレート樹脂は、ジカルボ
ン酸成分の４５％以上がテレフタル酸、ジオール成分の
５５パーセント以上が１，４─ブタンジオ─ルであって
、残余のジカルボン酸成分またはジオール成分を他のジ
カルボン酸またはジオールで置換したものであり、この
ような変性ポリエチレンテレフタレート樹脂は熱接着温
度が１３０℃以上と比較的低く、特定の温度範囲で処理
することにより結晶化度を抑制することができるので、
耐剥離性、成形加工性及び耐腐食性の向上した被覆金属
構造物が得られるとされている。

【０００５】しかしながら、金属材料に樹脂フィルムを
接着して樹脂被覆層を形成する方法においては、溶剤に
溶解または分散させた樹脂を金属材料に塗布したのち溶
剤を除去して被覆層を形成する塗膜形成法に比較して、
形成される樹脂層が厚くなる傾向がありコストが高くな
るとの不都合がある。また、金属材料層に接着された樹
脂フィルムには内部応力が残留するので、製缶工程の加
熱処理により該フィルムが収縮し樹脂被覆層が剥離した
り破損したりするとの不都合もある。

【０００６】樹脂フィルムの熱収縮を回避する方法とし
ては、特公昭６３─１３８２９号公報に二軸延伸ポリエ
チレンテレフタレートフィルムをエポキシ樹脂系接着剤
を用いて金属材料に接着する方法が、また、特公平１─
５５０５５号公報にはポリエチレンテレフタレートフィ
ルムが被覆された金属材料を該樹脂フィルムの結晶化温
度よりも低く該樹脂フィルムのガラス転移温度±３０℃
の温度で絞りしごき加工する方法が提案されているが、
いずれも十分満足できるものとは言えない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる不都
合を解消して、樹脂被覆層が剥離することなく、耐腐食
性、外観等において優れた品質を有する樹脂被覆金属材
料を低コストで製造する方法を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明の製造方法は、テレフタル酸成分とエチレ
ングリコール成分とを縮合させて得られる熱可塑性ポリ
エチレンテレフタレート系樹脂であってテレフタル酸成
分とエチレングリコール成分との少なくとも一方の成分
の一部を他のジカルボン酸またはジオールで置き換えて
得られる変性熱可塑性ポリエチレンテレフタレート系樹
脂の粉体を金属材料の少なくとも一つの面に静電塗装す
る工程と、該変性熱可塑性ポリエチレンテレフタレート
系樹脂の粉体を静電塗装した金属材料を加熱処理し該金
属材料に該変性熱可塑性ポリエチレンテレフタレート系
樹脂の被覆層を形成する工程とからなることを特徴とす
る。

【０００９】上記変性熱可塑性ポリエチレンテレフタレ
ート系樹脂は、一部を他のジカルボン酸で置き換えたテ
レフタル酸成分と一部を他のジオールで置き換えたエチ
レングリコール成分とを縮合させて得られる熱可塑性ポ
リエチレンテレフタレート系樹脂であってもよいが、通
常は、一部を他のジカルボン酸で置き換えたテレフタル
酸成分とエチレングリコール成分とを縮合させて得られ
る熱可塑性ポリエチレンテレフタレート系樹脂、テレフ
タル酸成分と一部を他のジオールで置き換えたエチレン
グリコール成分とを縮合させて得られる熱可塑性ポリエ
チレンテレフタレート系樹脂、または、後二者をブレン
ドした樹脂である。本発明の製造方法では、上記変性熱
可塑性ポリエチレンテレフタレート系樹脂が、一部を他
のジカルボン酸で置き換えたテレフタル酸成分とエチレ
ングリコール成分とを縮合させて得られる変性熱可塑性
ポリエチレンテレフタレート系樹脂、または、テレフタ
ル酸成分と一部を他のジオールで置き換えたエチレング
リコール成分とを縮合させて得られる変性熱可塑性ポリ
エチレンテレフタレート系樹脂、の少なくとも一種から
なるとき特に有利である。

【００１０】上記テレフタル酸の一部を置き換える他の
ジカルボン酸の例としては、イソフタル酸、フタル酸、
ナフタレンジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸、ま
たは、アゼライン酸、セバシン酸、アジピン酸などの脂
肪族ジカルボン酸を挙げることができるが、イソフタル
酸であることが特に好ましい。また、上記エチレングリ
コールの一部を置き換える他のジオールの例としては、
１，４─シクロヘキサンジオール、１，４─ブタンジオ
ール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、
１，６─ヘキサンジオール、１，１０─デカンジオール
などを挙げることができるが、１，４─シクロヘキサン
ジオールであることが特に好ましい。上記のように変性
された熱可塑性ポリエチレンテレフタレート系樹脂は、
結晶化度が低くアモルファス状となる傾向があるので、
溶融温度がポリエチレンテレフタレートよりも低く、２
００℃前後で溶融する。

【００１１】上記変性熱可塑性ポリエチレンテレフタレ
ート樹脂は粉体として得られるが、本発明の製造方法で
は、上記粉体の平均粒子径は３０μｍ以下、より好まし
くは１０μｍ以下であるとき特に有利である。上記粉体
の平均粒子径を上述の範囲とすることにより、静電塗装
の際に金属材料の表面に均質な樹脂層が形成され、しか
も熱接着の際の接着界面での残留歪みが著しく小さくな
るので、接着強度と成形加工性とに優れた樹脂被覆層が
得られる。このような樹脂被覆層は、ネックイン加工、
フランジ加工などの変形量の比較的大きな加工を行って
も剥離したり、破損したりすることがないので、耐腐食
性に優れた樹脂被覆金属材料が得られる。一方、上記粉
体の平均粒子径が３０μｍを超えるときには、形成され
る樹脂被覆膜が厚くなりコスト高になる傾向があるとと
もに、形成される樹脂被覆膜の金属材料に対する接着強
度が不十分になり、成形加工後に上記樹脂被覆膜が剥離
したり破損したりすることがあるので、好ましくない。

【００１２】本発明の製造方法は、製缶工程において絞
りしごき加工を行った金属缶体の内面に樹脂被覆層を形
成する場合などに特に有利に適用することができるが、
それに限定されることなく、例えば、金属ブランクなど
任意の形状の金属材料に対しても適用できることはもち
ろんである。また、金属材料の材質についても特に限定
されることはなく、例えば未処理鋼板、リン酸処理鋼板
、クロム酸処理鋼板、鉄板、アルミニウム板、クロム処
理アルミニウム板などどのような素材であってもよく、
さらに必要に応じて脱脂、酸洗いなどの表面処理がなさ
れた素材であってもよい。

【００１３】

【作用】本発明の製造方法では、結晶化度が低くアモル
ファス状となる傾向を有する変性熱可塑性ポリエチレン
テレフタレート樹脂の粉体を金属材料に静電塗装したの
ち、加熱処理を行って樹脂被覆層を形成する。上記変性
熱可塑性ポリエチレンテレフタレート樹脂は１００℃以
上で金属材料に熱接着を開始し、２００℃前後に加熱す
ると金属材料の表面にフィルム状の被覆層を形成する。 上記温度範囲は、実用上容易に達成できる温度であるの
で、接着強度に優れた樹脂被覆層が有利に形成される。

【００１４】また、本発明の製造方法では上記変性熱可
塑性ポリエチレンテレフタレート樹脂粉体の平均粒子径
を３０μｍ以下としているので、静電塗装により金属材
料表面に均質な樹脂層が形成され、該樹脂層を加熱処理
することにより接着強度及び成形加工性に優れた樹脂被
覆層が低コストで得られる。

【００１５】

【実施例１】次に、本発明の製造方法を実施例によりさ
らに詳細に説明する。

【００１６】まず、板厚０．３６５ｍｍの３００４アル
ミニウム合金材を絞りしごき加工して金属缶体を製造し
、該缶体を脱脂、化成処理した。

【００１７】次に、テレフタル酸成分と一部を１，４─
シクロヘキサンジオールで置き換えたエチレングリコー
ル成分とを縮合させて得られた変性熱可塑性ポリエチレ
ンテレフタレート系樹脂の粉体（イーストマンジャパン
株式会社製、商品名；ＫｏｄａｒＰＥＴＧ　　ｃｏｐｏ
ｌｙｅｓｔｅｒ６７６３）を準備し、予め平均粒子径が
３０μｍ以下になるように調製した。上記変性熱可塑性
ポリエチレンテレフタレート系樹脂は、平均分子量約２
６０００、ガラス転移点８１℃、密度１．２７ｇ／ｃｍ
３　である。

【００１８】次に、上記変性熱可塑性ポリエチレンテレ
フタレート系樹脂の粉体をマイナスにチャージし、上記
缶体をプラスにチャージして、該缶体の内面に該変性熱
可塑性ポリエチレンテレフタレート系樹脂の粉体を静電
塗装した。そして、２００℃で２分間加熱処理を行い、
内面に５〜２０μｍの厚さの上記変性熱可塑性ポリエチ
レンテレフタレート系樹脂の被覆層が形成された金属缶
体を得た。

【００１９】上記金属缶体のエナメルレイトバリュー（
ＥＲＶ）を測定したところ、ほぼ０ｍＡであり、金属缶
体の内面には金属露出部がないことが確認された。 尚、上記ＥＲＶとは、１％─食塩水中で６．２Ｖの電圧
を加えたときの４秒間の電流値を示し、ＥＲＶ値の大小
により試料の金属露出が判定される。

【００２０】次に、上記金属缶体を３段ネックイン加工
、フランジ加工して、再び金属缶体のＥＲＶを測定した
ところ、ほぼ０ｍＡであり、成形加工後にも金属缶体の
内面には金属露出部がないことが確認された。成形加工
の前後でのＥＲＶ値を第１表に示す。

【００２１】上記変性熱可塑性ポリエチレンテレフタレ
ート系樹脂は、溶融温度および熱接着温度が低い。従っ
て、本発明の製造方法により金属缶体の内面に樹脂被覆
層を形成する場合には、従来の製缶工程で塗装のために
使用されているオーブンをそのまま静電塗装後の熱処理
に使用することができるので有利である。

【００２２】

【比較例１】変性熱可塑性ポリエチレンテレフタレート
系樹脂粉体の平均粒子径を予め５０μｍ以下になるよう
に調製した以外は、実施例１と同様にして、内面に変性
熱可塑性ポリエチレンテレフタレート系樹脂の被覆層が
形成された金属缶体を得た。上記樹脂被覆層の厚さは２
０〜４０μｍであった。上記金属缶体のＥＲＶを測定し
たところ、ほぼ０ｍＡであり、金属缶体の内部には金属
露出部がないことが確認された。

【００２３】次に、上記金属缶体を３段ネックイン加工
、フランジ加工して、再び金属缶体のＥＲＶを測定した
ところ、約５ｍＡであり、成形加工後には金属缶体の内
面に金属露出部が生じていることが推定された。成形加
工の前後でのＥＲＶ値を第１表に示す。

【００２４】

【実施例２】変性熱可塑性ポリエチレンテレフタレート
系樹脂を、一部をイソフタル酸で置き換えたテレフタル
酸成分とエチレングリコール成分とを縮合させて得られ
た変性熱可塑性ポリエチレンテレフタレート系樹脂（三
井・デュポンポリケミカル株式会社製、商品名；シーラ
ーＰＴ　　Ｘ２０７）に変え、該樹脂粉体の平均粒子径
を予め３０μｍ以下になるように調製した以外は実施例
１と同様にして、内面に５〜２０μｍの厚さの上記変性
熱可塑性ポリエチレンテレフタレート系樹脂の被覆層が
形成された金属缶体を得た。上記変性熱可塑性ポリエチ
レンテレフタレート系樹脂は、融点２２１℃、ガラス転
移点７１℃である。上記金属缶体のＥＲＶを測定したと
ころ、ほぼ０ｍＡであり、金属缶体の内面には金属露出
部がないことが確認された。

【００２５】次に、上記金属缶体を３段ネックイン加工
、フランジ加工して、再び金属缶体のＥＲＶを測定した
ところ、ほぼ０ｍＡであり、成形加工後にも金属缶体の
内面には金属露出部がないことが確認された。成形加工
の前後でのＥＲＶ値を第１表に示す。

【００２６】

【比較例２】変性熱可塑性ポリエチレンテレフタレート
系樹脂粉体の平均粒子径を予め５０μｍ以下になるよう
に調製した以外は、実施例２と同様にして、内面に変性
熱可塑性ポリエチレンテレフタレート系樹脂の被覆層が
形成された金属缶体を得た。上記樹脂被覆層の厚さは２
０〜４０μｍであった。上記金属缶体のＥＲＶを測定し
たところ、ほぼ０ｍＡであり、金属缶体の内部には金属
露出部がないことが確認された。

【００２７】次に、上記金属缶体を３段ネックイン加工
、フランジ加工して、再び金属缶体のＥＲＶを測定した
ところ、約１０ｍＡであり、成形加工後には金属缶体の
内面に金属露出部が生じていることが推定された。成形
加工の前後でのＥＲＶ値を第１表に示す。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【発明の効果】上記各実施例及び比較例から明らかなよ
うに、本発明の製造方法によれば、比較的低温での加熱
処理により、接着強度及び成形加工性に優れた樹脂被覆
層が形成された金属材料を低コストで製造することがで
きる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】テレフタル酸成分とエチレングリコール成
   分とを縮合させて得られる熱可塑性ポリエチレンテレフ
   タレート系樹脂であってテレフタル酸成分とエチレング
   リコール成分との少なくとも一方の成分の一部を他のジ
   カルボン酸またはジオールで置き換えて得られる変性熱
   可塑性ポリエチレンテレフタレート系樹脂の粉体を金属
   材料の少なくとも一つの面に静電塗装する工程と、該変
   性熱可塑性ポリエチレンテレフタレート系樹脂の粉体を
   静電塗装した金属材料を加熱処理し該金属材料に該変性
   熱可塑性ポリエチレンテレフタレート系樹脂の被覆層を
   形成する工程とからなることを特徴とする樹脂被覆金属
   材料の製造方法。
2. 【請求項２】上記変性熱可塑性ポリエチレンテレフタレ
   ート系樹脂が、一部を他のジカルボン酸で置き換えたテ
   レフタル酸成分とエチレングリコール成分とを縮合させ
   て得られる変性熱可塑性ポリエチレンテレフタレート系
   樹脂、または、テレフタル酸成分と一部を他のジオール
   で置き換えたエチレングリコール成分とを縮合させて得
   られる変性熱可塑性ポリエチレンテレフタレート系樹脂
   、の少なくとも一種からなることを特徴とする請求項１
   記載の樹脂被覆金属材料の製造方法。
3. 【請求項３】上記変性熱可塑性ポリエチレンテレフタレ
   ート系樹脂の粉体の平均粒子径が、３０μｍ以下である
   ことを特徴とする請求項１記載の樹脂被覆金属材料の製
   造方法。