JPH0579111B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は缶外面用水性塗料組成物に関し、より
詳しくは有機溶剤含有量が極めて少なく、かつ従
来の溶剤型の缶外面用塗料と同等の塗装・印刷効
果の得られる缶外面用水性塗料組成物に関する。 （従来の技術） 飲料および食品等の包装容器として金属缶は重
要な地位を占めている。 これらの缶の外面は内容物の表示と美観および
金属の腐食防止の目的で印刷および塗装がなされ
ることが多い。現在缶外面の印刷・塗装として
は、表面処理された金属板に透明なサイズコーテ
イングあるいは通常白色である着色コーテイング
を塗装した上に油性インキあるいは紫外線硬化型
インキにより１色ないし数色のインキで印刷がな
され、その上にさらに表面保護および光沢付与の
目的で仕上げワニスの塗装が行われる。またサイ
ズコーテイングないし着色コーテイングが省略さ
れる場合、あるいは仕上げワニスが省略される場
合もある。 上記サイズコーテイング、着色コーテイング、
仕上げワニスの缶外面用塗料は現在ではほとんど
有機溶剤の溶液としての形態であり、有機溶剤使
用のため、有機溶剤中毒予防規則、消防法上の多
くの規制を受けると共に大気汚染等公害規制の対
象となつている。従つて、これらの缶外面用塗料
の水性塗料化が広く要望されていた。しかしなが
ら缶外面の塗装は(1)表面処理板に塗布される綿実
油、DOS等の防錆油を付着したまま行われる。
(2)内面および外面の塗装後、焼付オーブン中で他
の塗料に含有する潤滑油あるいは低分子量の樹脂
成分が塗装下地に付着する可能性が多い。(3)仕上
げニスは油性インキを乾燥しないウエツト状態の
まま塗装する。等の作業方法で従来からなされて
いる。これらの作業方法を変更せずに外面用塗料
に水性塗料を使用すると塗装下地に対する「濡れ
性」が不十分で、ハジキ状の塗装欠陥が発生す
る。そのため現在までに開発された缶外面用水性
塗料はこれらの問題を解決するために水と共に大
量の有機溶剤（通常塗料中に10ないし40％）を使
用する結果となり、上記の各種規制への対策とし
ては不十分なものでしかなかつた。 （発明が解決しようとする問題点） 本発明者等は上記の現状を打破するため現行の
缶外面の塗装・印刷方法をほとんど変更せずに使
用できる有機溶剤含有量10％以下の極めて少ない
缶外面用水性塗料組成物の開発を目的として鋭意
研究を重ねてきた。 〔発明の構成〕 （問題点を解決するための手段） その結果本発明者等は水に対して特定の溶解性
を示す有機溶剤を塗料中の10％以下で使用するこ
とにより上記目的を達成できることを見いだし
た。すなわち本発明は、水溶性樹脂および／また
は水分散性樹脂(A)，有機溶剤(B)，水(C)および必要
に応じて着色剤ないし添加剤(D)からなる缶外面用
水性塗料組成物において、有機溶剤(B)として常温
での水に対する溶解度が５重量％以下であつて、
かつ水の溶解度が10重量％以上である特定の溶解
性を有する有機溶剤(b)を含み、上記特定の有機溶
剤(b)は全塗料組成物を基準として２重量％以上配
合され、有機溶剤(B)は全塗料組成物を基準として
10重量％以下であり、ウエツトオンウエツト方式
にて印刷インキ上に塗布することを特徴とする缶
外面用水性塗料組成物を提供するものである。 本発明で使用される缶外面用水性塗料組成物の
樹脂成分である水溶性樹脂および／または水分散
性樹脂(A)は、塗料組成物中で安定に存在すること
が可能であれば良く樹脂の種類、官能基の特定は
必要でない。通常、水溶性あるいは水分散性のア
クリル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキツド樹
脂、エポキシ樹脂、エポキシエステル樹脂、アミ
ノ樹脂、フエノール樹脂等の一種もしくは二種以
上を使用することができる。また単独では水溶性
または水分散性を示さなくとも、他の水溶性樹脂
または水分散性樹脂との結合ないし配位により結
果的に水中に分散し得る樹脂も使用できる。これ
らの樹脂成分(A)は組成物中に20ないし75重量％で
使用される。 本発明の特徴は缶外面用水性塗料組成物中の有
機溶剤成分(B)にある。有機溶剤の含有量は組成物
全体の10重量％以下で常温での水中への溶解度が
５重量％以下でかつ水の溶解度が10重量％以上で
ある特定の水に対する溶解性を有する有機溶剤(b)
が全体の２重量％以上であることが必要である。 このような特定の溶解性を示す有機溶剤(b)とし
てはエチレングリコールモノヘキシルエーテル
（水に対する溶解度：0.99％；水の溶解度：18.8
％、以下この順で示す）、ジエチレングリコール
モノヘキシルエーテル（1.7％；56.3％）、エチレ
ングリコールモノフエニルエーテル（2.7％；
10.8％）、エチレングリコールモノベンジルエー
テル（0.4％；18％）、ジプロピレングリコールモ
ノプロピルエーテル（4.8％；18.7％）等を挙げ
ることができる。 また上記の特定の溶解性を示す有機溶剤(b)以外
の有機溶剤としては特に制限はないが、例えばメ
チルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソ
プロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、イ
ソブチルアルコール、sec−ブチルアルコール等
のアルコール系溶剤、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、エチレングリコールモノブチルエーテル
等のセロソルブ系溶剤、ジエチレングリコールモ
ノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエ
チルエーテル、ジエチレングリコールモノブチル
エーテル等のカルビトール系溶剤等の水混和性有
機溶剤が使用できる。また、炭化水素系溶剤の様
に全く水への溶解性を持たないものでも少量であ
れば使用できる。 この様な水に対する特異な溶解性を示す有機溶
剤が汚染物質あるいはウエツト状のインキに対す
る濡れに優れている理由は現在の所、明らかでは
ないが、塗料、下地界面あるいは分散樹脂の界面
に吸着しやすい事で濡れの促進剤として使用して
いると思われる。 また本発明の缶外面用水性塗料組成物は上記成
分以外に顔料、染料等の着色剤、滑り剤、レベリ
ング剤、消泡剤、分散剤等の添加剤を必要に応じ
て添加でき、揮発成分の大部分は水で構成されて
いる。 以下、本発明の缶外面用塗料に関する塗装の素
材を詳述するために金属缶の製造工程の例を述べ
る。 金属缶はその構成から３ピース缶と２ピース缶
があり、２ピース缶にはオーバル缶、DR缶等の
プレコート缶とDI缶等のポストコート缶がある。
３ピース缶および２ピース缶の中のプレコート缶
は金属板に塗装、印刷したのち製缶される。金属
板としてはスズメツキ鋼板、ニツケルメツキ鋼
板、クロム処理鋼板、アルミ板等が使用される。
これらの金属板は通常、綿実油、ジオクチルセバ
ケート等の防錆油が塗油されており、通常塗装前
に脱脂の工程はない。この様な金属板への塗装は
通常内面側に内面塗料が塗料、焼付された後、外
面側にサイズコーテイングないし着色コーテイン
グの塗装、金属用印刷インキの印刷、仕上げワニ
スの塗装がなされる。また内面と外面との塗装順
が逆になる事もある。塗装は通常ダイレクトロー
ラーコート法が用いられ、トンネル式の焼付オー
ブンで、130〜300℃で20秒ないし20分程度の焼付
がなされる。 また印刷は通常アルキツド型、ポリエステル型
のいわゆる油性インキ、あるいは紫外線硬化型樹
脂を用いたいわゆるUVインキが使用され金属印
刷機にてオフセツト方式で１ないし５回印刷され
る。油性インキの場合、印刷後通常100〜170℃で
５分〜20分程度の乾燥焼付が行われるが、最終の
印刷後は乾燥、焼付工程をとらず印刷インキがウ
エツト状態のまま仕上げワニスを塗装するいわゆ
るウエツト塗装が行われる。UVインキの場合も
UVインキ印刷、UV照射の後最終の印刷を油性
インキで行い仕上げワニスをウエツト塗装する例
が多い。このような塗装印刷工程において、本発
明による缶外面用水性塗料組成物は、金属板上の
塗油面、前工程の塗装、印刷時特に焼付オーブン
中でのフユームあるいは塗装ミストによる汚染物
質、積み重ねによる対面の塗膜表面の潤滑剤等の
裏移りによる汚染物質ウエツト状の印刷インキに
対し優れた塗装外観を与えるものである。 またポストコートであるDI缶の製造工程は金
属板からカツプ状の絞り加工を行つた後、缶壁を
アイアニング加工しトリミングを行い缶とする。
その後表面処理および洗浄を行い、ベースコート
の塗装、印刷、仕上げワニスの塗装が行われる。
この場合にも本発明による缶外面用水性塗料組成
物はプレコートの場合と同様に極めて有用であ
る。 （実施例） 以下実施例について説明する。例中「部」、
「％」は、それぞれ「重量部」、「重量％」を示す。 〔実施例 １〕 （合成） フラスコにエチレングリコールモノヘキシルエ
ーテル15部、ｎ−ブタノール20部を仕込み95〜
100℃に加熱する。フラスコに接続した滴下ロー
トからアクリル酸ブチル30部、メタクリル酸メチ
ル25部、アクリル酸８部、過酸化ベンゾイル２部
の混合溶液を２時間かけて滴下し、滴下終了後さ
らに２時間95〜100℃で反応した後、ジメチルア
ミノエタノール2.5部、イオン交換水22.5部を加
え、アクリル樹脂溶液とした。 次いでフラスコ内を65℃に保ちながら真空ポン
プを用いて200mmHgまで減圧とし留出する溶媒量
と同量のイオン交換水を補給した。留出液量が50
部に達した所でアクリル樹脂溶液の分析をしたと
ころ、固形分が52％、エチレングリコールモノヘ
キシルエーテルが12％、ｎ−ブタノール３％、水
33％であつた。 （塗料の調整） 上記アクリル樹脂溶液60部にサイメル303（三井
東圧株式会社製メチル化メラミン樹脂）８部、(B)
YK301（ビツクケミー社製塗料用添加剤）１部、
イオン交換水31部を加え均一に混合し、仕上げワ
ニスを作成した。固形分40％で塗料中の有機溶剤
は９％でその中の7.2％でエチレングリコールモ
ノヘキシルエーテルであつた。 （試 験） RIテスターを用い金属用油性インキ（MDK東
洋インキ株式会社製）を＃50ET面に印刷した直
後、上記仕上げニスをダイレクトロールコーター
で乾燥膜厚で8μとなるように塗装し、ガスオー
ブンにて175℃10分間焼付を行つた。 （評 価） 塗装板の評価の結果、ウエツトインキ上で塗料
ハジキ、およぎ等は観察されず光沢も良好であつ
た。 （実施例 ２） （塗料の調整） 実施例１のアクリル樹脂溶液50部にタイペーク
CR−58（石原産業株式会社製酸化チタン）を50部
混合した後３本ロールで練肉しサイメル303を14
部、イオン交換水36部を加え、白色コーテイング
とした。固形分60％で塗料中の有機溶剤はエチレ
ングリコールモノヘキシルエーテル４％、ｎ−ブ
タノール１％で計５％であつた。 （塗装・焼付） 上記白色コーテイングを通常の缶内面塗料（エ
ポキシ−フエノール型）で汚染したテインフリー
スチール板に乾燥膜厚8μとなるようにダイレク
トロールコーターで塗装し、ガスオーブンで190
℃10分間焼付た。 （評 価） 塗装板は汚染部分、非汚染部分共に良好であ
り、塗料ハジキ等の欠陥は認められなかつた。 （比較例 １） エチレングリコールモノヘキシルエーテルの代
わりにエチレングリコールモノブチルエーテル
（水に対しては任意の割合で溶解する）を使用し
た以外は実施例１と同様に仕上げニスを調整し、
試験を行つた。塗装板の評価の結果ウエツトイン
キ上で塗料ハジキが多く実用にならない水準であ
つた。 （比較例 ２） 実施例１の合成でエチレングリコールモノヘキ
シルエーテルの代わりにジエチレングリコールモ
ノブチルエーテル（水とは任意の割合で混合す
る）を用いた以外は実施例１と同様に合成および
塗料の調整を行つた。白色コーテイングは固形分
60％で有機溶剤としてジエチレングリコールモノ
ブチルエーテル４％、ｎ−ブタノール１％が含有
されていた。 また実施例１と同様に塗装・焼付を行つたとこ
ろ、塗装板の非汚染部分は良好な外観であつた
が、汚染部分は塗料ハジキおよびアイホールが認
められた。 〔実施例３〜５および比較例３〜７〕 （水溶性アルキツド樹脂の合成と塗料の調整） フラスコにヤシ油脂肪酸12部、ネオペンチルグ
リコール27部、イソフタール酸５部を仕込み窒素
気流中で210℃にて生成する水を除きながら反応
を進め、酸価が10に到達した時、無水トリメリツ
ト酸を18部加え反応温度190℃で酸価50になるま
で反応した。その後ジメチルアミノエタノール５
部、イオン交換水35部を加え、水溶性アルキツド
樹脂溶液とした。固形分60％であり、有機溶剤は
含有していない。次いで表１の配合により有機溶
剤の異なる水性仕上げニスを調整した。

〔発明の効果〕

本発明による缶外面用水性塗料組成物は金属缶
用の素材である金属板自体の塗装、印刷、製缶等
の塗装前処理工程による金属板の汚染物質、およ
び印刷直後のウエツト状態での印刷インキに対し
ての濡れ、ハジキ等の塗装欠陥を発生せず、美麗
な塗装外観を有するものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 水溶性樹脂および／または水分散性樹脂(A)、
   有機溶剤(B)、水(C)および必要に応じて着色剤ない
   し添加剤(D)からなる缶外面用水性塗料組成物にお
   いて、有機溶剤(B)として常温での水に対する溶解
   度が５重量％以下であつて、かつ水の溶解度が10
   重量％以上である特定の溶解性を有する有機溶剤
   (b)を含み、上記特定の有機溶剤(b)は全塗料組成物
   を基準として２重量％以上配合され、有機溶剤(B)
   は全塗料組成物を基準として10重量％以下であ
   り、ウエツトオンウエツト方式にて印刷インキ上
   に塗布することを特徴とする缶外面用水性塗料組
   成物。