JPH0689287B2 - 金属缶外面用塗料 - Google Patents

金属缶外面用塗料

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JPH0689287B2
JPH0689287B2 JP61060733A JP6073386A JPH0689287B2 JP H0689287 B2 JPH0689287 B2 JP H0689287B2 JP 61060733 A JP61060733 A JP 61060733A JP 6073386 A JP6073386 A JP 6073386A JP H0689287 B2 JPH0689287 B2 JP H0689287B2
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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,焼付の際,構成する樹脂成分から有効な高分
子塗膜となる前に焼付炉内へ揮発する物質(以下ヒュー
ムと称す)の少ない金属缶外面用塗料に関する。
更に詳しくはヒュームの由来となる樹脂成分中の低分子
量物の含有量を低減することにより,焼付炉内および炉
内通過設備へのヒューム堆積物の発生を制御し,その堆
積物落下による缶内外面の汚染がなくあるいは乾燥設備
の堆積物の洗浄が必要な場合でもその洗浄サイウルを長
期間とする事を可能とする特徴を有する他,優れた密着
性,耐加工性および硬度等を有する金属缶外面用塗料に
関する。
(従来の技術) 一般に,樹脂はその合成方法や平均分子量の水準により
ばらつきはあるものの分子構造は同一でも分子量の異な
るものの混合物より成る。この様な樹脂と有機溶剤を主
構成成分とする熱硬化型塗料を金属缶外面用として用い
た場合,焼付温度が比較的高温(180〜240℃)となる
為,硬化して有効な高分子塗膜となる前に,主として樹
脂中の低分子物質が有機溶剤とともに揮発し,炉内低温
部分や塗装された金属缶(あるいは板)を支持して搬送
する設備(炉内通過設備)に凝縮する。この工程が繰り
返されてヒュームの凝縮物は堆積するとともに長時間高
温に曝される結果,次第に硬化反応が進みやがて固化す
る。
なお過程において,軟質なヒュームは堆積するとともに
液滴として落下し,又硬質のヒュームは,焼付炉の振動
や被塗物と炉内通過設備の接触により落下し,金属缶
(板)内外面を汚染して不良缶(板)発生の原因とな
り,生産効率を低下させる。又,不良缶(板)発生とと
もに焼付炉および炉内通過設備の洗浄を余儀なくされ作
業能率を損なう結果となる。発生するヒュームの由来は
分析の結果,構成する樹脂全ての低分子物に認められて
いるが主成分はその平均分子量の比較的小さなアミノ樹
脂およびエポキシ樹脂である事が確認されている。
従来技術による金属缶外面用塗料は上記問題点を抱える
上,最近では塗装の高速化による生産性向上に適応し得
る様求められている。塗装機としてロールコートを使用
する場合,必然的にロールの周速や被塗物の移動速度が
大となる為,二本のロールから塗料が分割される際,あ
るいはロールから被塗物に塗料が移転される際,塗料が
糸状あるいは液滴となって飛び散り(以下ミスティング
と称す)被塗物の内外面を汚染する問題を生ずる。
このミスティングを制御するにはロール上の塗料の膜厚
を小さくする事が最も有効な手段として知られており,
ロール間隙を狭くする事で実現できるが焼付後の乾燥塗
膜厚が小さくなり缶外面の美粧および塗膜性能(硬度,
耐傷付性,滑性等)の面で不利となり採用できない。
そこでロール間隙を狭くしてロール上の塗料膜厚を小さ
くしても一定の乾燥塗膜厚を与えられる方法として塗料
の高固形分化が必要となる。
高固形分化の方法として究極的には粉体塗料もしくは紫
外線硬化塗料が挙げられるが前者には従来塗装設備が使
用できない,又薄膜で美麗な表面を構成できない欠点が
あり,後者には塗膜性能が実用域に達しない等の欠点が
ある為,それぞれ採用は困難であり溶剤含有量を極力少
なくしたいわゆるハイソリッド化が本目的に適合すると
考えられる。
金属缶外面用塗料は一般に熱硬化性樹脂としてオイルフ
リーアルキド樹脂,アルキド樹脂もしくはアクリル樹脂
を単独使用あるいは併用し,架橋剤としてアミノ樹脂あ
るいはエポキシ樹脂を組合せて成るが,高固形分化する
為に熱硬化性樹脂を低分子量化すると耐加工性および硬
度が著しく低下し,実用的な塗膜を与える事が難しい
為,低分子量化しても比較的塗膜性能変化の少ない架橋
剤を変更する事が適当である。しかし,架橋剤特に主用
するアミノ樹脂は,高固形分化の為に低分子量化する
と,上述の如くヒュームに大きな影響を与え生産効率お
よび作業能率を低下させるという問題点があるのが現状
である。
〔発明の構成〕
(問題点を解決するための手段) 本発明者らは上記問題点を解決すべく鋭意検討した結果
上記樹脂成分のうち,アミノ樹脂として分子量200以上5
00未満の低分子量物を導入する事により高固形分化を実
現させてミスティングを抑制し更にかかる低分子量アミ
ノ樹脂を熱硬化性樹脂もしくはエポキシ樹脂と予備縮合
させる事により焼付時,効果的に高分子塗膜として捕捉
し,有効溶剤とともに焼付炉内に揮発する成分を低減さ
せ得る事を確認して上記問題点を解決した。
すなわち本願発明は,分子量が200以上500未満のアミノ
樹脂(A)10〜40重量部,分子量が500以上のアミノ樹
脂(B)5〜60重量部,オイルフリーアルキド樹脂,ア
ルキド樹脂,もしくはアクリル系樹脂から選ばれる少な
くとも1種の熱硬化性樹脂(C)15〜60重量部,および
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(D)0〜30重量部を
樹脂成分とし,アミノ樹脂(A)およびアミノ樹脂
(B)の合計量は45〜70重量部であり,その他の樹脂成
分を含めた樹脂分の合計量は100重量部であり,配合さ
れる上記アミノ樹脂(A)の70重量%は,上記熱硬化性
樹脂(C)もしくは上記ビスフェノールA型エポキシ樹
脂(D)と予備縮合させてなり,塗料中に占める樹脂成
分の全塗料に対する割合が少なくとも55重量%である揮
発性樹脂成分の低減された缶外面用塗料である。
次に本発明の塗料について詳しく説明する。
分子量が200以上500未満のアミノ樹脂(A)としては下
記構造を基本とするメラミンあるいはベンゾグアナミン
とホルムアルデヒドの付加縮合物のアルキルエーテル化
物が用いられ,硬化性が速い点でメチルエーテル化物が
望ましく塗料の高固形分化に有効である。
(式中,R1,R2,R3,R4,R5,R6はH,-CH2OH,-CH2ORを表し
(ただし,Rは,CH3,C2H5,C3H7,C4H9ある。),それぞれ
同一であっても異なっていてもよく,−NR1(R2)基は
フェニル基と置換していてもよい。) 分子量が500以上のアミノ樹脂(B)は,上記アミノ樹
脂(A)と同様の原料および製法で得られるものである
が,縮合反応を進めて高分子量化し,耐加工性と硬度の
均衡をとった点でアミノ樹脂(A)と異なり,従来技術
の塗料に主用されてきたものである。
熱硬化性樹脂(C)としては,酸成分としてイソフタル
酸,オルソフタル酸,テレフタル酸,アジピン酸などの
ジカルボン酸必要に応じてトリメリット酸などの3価以
上のポリカルボン酸,アルコール成分としてエチレング
リコール,プロピレングリコール,ネオペンチルグリコ
ールなどのグリコール,必要に応じてトリメチロールプ
ロパン,ペンタエリスリトールなどの3価以上の多価ア
ルコールの重縮合により得られるオイルフリーアルキド
樹脂,上記オイルフリーアルキド樹脂に油,あるいは油
脂脂肪酸を含むアルキド樹脂,もしくはα,β−モノエ
チレン性不飽和カルボン酸,そのアルキルエステルおよ
びヒドロキシアルキルエステル,アクリルアミド誘導
体,その他共重合可能なビニル化合物等を必要に応じて
共重合させて得られるアクリル樹脂が挙げられる。この
うちアルキド樹脂は黄変性と硬度に,そしてアクリル樹
脂は加工性にそれぞれ難点がある為,オイルフリーアル
キド樹脂を主用し必要に応じてアクリル系樹脂を併用す
る事が望ましい。
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(D)は,分子量が30
0〜1400,好ましくは分子量300〜900のものである。
アミノ樹脂(A)の配合量は,10〜40重量部が望ましく1
0重量部以下であると有効な高固形分価を達成する事が
不可能であり,40重量部以下であると,硬化反応が遅い
為硬度と耐傷付き性に問題を生ずる。
アミノ樹脂(B)はアミノ樹脂(A)との合計量で塗膜
性能を規定するものであり,5〜60重量部の範囲から合計
量で45〜70重量部とする事が好ましく,合計量で45重量
部以下であると,硬度と耐傷付き性が劣り,70重量部以
上であると耐加工性が劣る。
熱硬化性樹脂(C)の配合量は15〜60重量部とし,配合
量が少ない場合は使用モノマーを選択して硬質樹脂とし
配合量が多い場合は軟質樹脂とする如く組成を変更する
事が好ましい。
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(D)は金属に対する
接着性を向上させる為0〜3重量部の範囲で配合される
が,硬度を劣化させる欠点があり,5〜15重量部が最適で
ある。
配合される上記アミノ樹脂(A)は焼付時ヒューム発生
の主因となる為,その70重量%以上好ましくは80重量%
以上は上記熱硬化性樹脂(C)もしくは上記ビスフェノ
ールA型エポキシ樹脂(D)と予備縮合させなければな
らない。予備縮合条件は温度60〜150℃,時間10〜240
分,好ましくは90〜110℃,90〜150分であり,この処理
により低分子量アミノ樹脂(A)から発生するヒューム
を抑制する事が可能となる。
本発明の塗料には必要に応じて硬化触媒としてp−トル
エンスルフォン酸およびそのアミン塩,ナフタレンスル
フォン酸塩,リン酸等を樹脂固形分に対して0.05〜1.00
%添加してもよい。
更に,本発明の塗料は有機溶剤に溶解した形で使用され
るが,ミスティングの発生からくる制約のため,塗料中
の固形分を55重量%以上,好ましくは58重量%以上とし
なければならない。
有機溶剤としては炭化水素系,アルコール系,エーテル
系,エステル系,ケトン系を使用する事ができ、樹脂の
溶解性,粘度,高速塗装かつ高温短時間焼付において発
生するハジキ,泡等の塗膜欠陥を考慮してその混合比率
を決定する事が望ましい。
本発明による塗料はロールコーターもしくは公知の塗装
機で金属缶もしくは板に塗装し,150〜240℃で1〜30分
の焼付を施して硬化塗膜を形成させる事により,優れた
密着性,耐加工性,耐傷付性,硬度等を与える事ができ
る。
尚,必要に応じて本発明の塗料には酸化チタン等の顔
料,シリコン化合物,ワックス等の添加剤を添加する事
ができる。
以下,実施例について説明する。実施例中,単に部,%
とあるのは重量部,重量%を示す。
実施例 1 アミノ樹脂(A)としてメラン523(日立化成(株)製
メラミン樹脂,分子量350)35部,ビスフェノールA型
エポキシ樹脂としてエピコート1001(シェル科学(株)
製)35部,ブチルセロソルブ30部を混合した後,温度10
0℃で120分間予備縮合させた透明樹脂溶液42.9部,アミ
ノ樹脂(B)としてメラン366(日立化成(株)製ベン
ゾグアナミン樹脂,分子量680)75部,オイルフリーア
ルキド樹脂アラキード7051(荒川化学(株)製)41.7
部,シリコン溶液1部を加えて透明塗料とした後,芳香
族系炭化水素で希釈して固形分58%,粘度90秒(フォー
ドカップNo.4,25℃以下同様)となる様に調整した。こ
の時,各樹脂組成比は,固形分比(以下同様)でアミノ
樹脂(A)/アミノ樹脂(B)/オイルフリーアルキド
樹脂/エポキシ樹脂=15/45/25/15であった。この塗料
を厚さ0.23mmのブリキ板上に乾燥塗膜量が80mg/dm2とな
る様に塗布し,200℃で8分焼付を行った。
比較例 1 メラン523とエピコート1001を予備縮合しないで実施例
1と同じ組成の塗料を調製し,同操作により塗装した。
実施例 2 アミノ樹脂(A)としてサイメル303(三井東圧(株)
製メラミン樹脂,分子量390)20.4部,オイルフリーア
ルキド樹脂アラキード7051 58.3部を混合した後,温度
100℃で90分間予備縮合させた透明樹脂溶液78.7部,ア
ミノ樹脂(B)としてデラミンT−120−60(富士化成
(株)製ベンゾグアナミン樹脂,分子量770)58.3部,
エポキシ樹脂エピコート1001の60%溶液16.7部,シリコ
ン溶液1部により固形分60%,粘度98秒,アミノ樹脂
(A)/アミノ樹脂(B)/オイルフリーアルキド樹脂
/エポキシ樹脂=20/35/35/10の透明塗料を調製し同操
作により塗装した。
比較例 2 サイメル303とアラキード7051を予備縮合しないで実施
例2と同じ組成の塗料を調製し,同操作により塗装し
た。
実施例 3 アミノ樹脂(A)としてメラン523 30部,アクリル樹
脂FV54−14(東洋インキ製造(株)製)27.8部を混合し
た後,温度100℃で150分間予備縮合させた透明樹脂溶液
57.8部,アミノ樹脂(B)としてメラン350K(日立化成
(株)製ベンゾグアナミン樹脂,分子量860)50部,ア
ラキード7051 25部,エピコート1001の60%溶液16.7
部,シリコン溶液1部により固形分60%,粘度88秒,ア
ミノ樹脂(A)/アミノ樹脂(B)/アクリル樹脂/オ
イルフリーアルキド樹脂/エポキシ樹脂=30/30/15/15/
10の透明塗料を調製し同操作により塗装した。
比較例 3 メラン523とFV54−14を予備縮合しないで実施例3と同
じ組成の塗料を調製し,同操作により塗装した。
実施例 4 実施例3においてアミノ樹脂(A)の80%をアクリル樹
脂と予備縮合し,残り30%は他樹脂成分と混合して実施
例3で示す組成の透明塗料を調製し同操作により塗装し
た。
上記の例で得られた塗料および塗装板を用いて各種性能
試験を行った。その試験方法を以下に示す。
加熱減率 15×20cmのブリキ板(厚さ0.23mm)を予め精秤(Wa)し
た後,これに試験塗料を約100mg/dmとなる様に塗布し,1
00℃で60分間乾燥して有機溶剤を蒸発させ,精秤(W
b)。更に200℃で10分間乾燥後精秤(Wc)し,次式によ
り加熱減率Mを算出してヒュームの評価基準とした。
耐加工性 デュポン衝撃試験(荷重300g,撃芯1/2インチ,高さ30c
m,温度25℃)による塗膜表面の割れを目視観察し,非常
に良好・・・◎,良好・・・○,少し変化が認められた
・・・△,著しい変化が認められた・・・×で段階評価
した。
密着性 塗膜にクロスカットを入れて煮沸水に30分間浸漬後,直
ちに引き上げ,クロスカット部にセロハンテープを圧着
して瞬時に引き剥がし,塗膜表面の剥離状態を観察,上
記と同じ基準で評価した。
硬度 JIS S−6006に定められた高級鉛筆を用い,JIS−5400
に従って測定した。
表−1に上記の例で得られた塗料および塗装板について
各種性能試験を行った結果を示す。
〔発明の効果〕
本発明の金属缶外面用塗料は,ハイソリッド型であるた
め塗装速度の上昇に伴うミスチングの発生を抑えるので
塗布量を少なくしても塗装膜厚の低下がなく塗膜物性を
損なうことがない。
また,塗料中の低分子量アミノ樹脂が他の樹脂成分と予
備縮合されているため塗装焼付の際,低分子量樹脂成分
の揮発がない。そのため焼付炉内もしくは炉内通過設備
へのヒューム堆積物を極めて少なくすることができ,製
缶の生産効率及び作業効率の向上に大きく寄与するもの
である。さらに,金属缶表面に対する密着性,塗膜硬度
においても優れている。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−1755(JP,A) 特開 昭57−149365(JP,A)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】分子量が200以上500未満のアミノ樹脂
    (A)10〜40重量部,分子量が500以上のアミノ樹脂
    (B)5〜60重量部,オイルフリーアルキド樹脂,アル
    キド樹脂,もしくはアクリル系樹脂から選ばれる少なく
    とも1種の熱硬化性樹脂(C)15〜60重量部,およびビ
    スフェノールA型エポキシ樹脂(D)0〜30重量部を樹
    脂成分とし,アミノ樹脂(A)およびアミノ樹脂(B)
    の合計量は45〜70重量部であり,その他の樹脂成分を含
    めた樹脂分の合計量は100重量部であり,配合される上
    記アミノ樹脂(A)の70重量%以上は,上記熱硬化性樹
    脂(C)もしくは上記ビスフェノールA型エポキシ樹脂
    (D)と予備縮合させてなり,塗料中に占める樹脂成分
    の全塗料に対する割合が少なくとも55重量%である揮発
    性樹脂成分の低減された缶外面用塗料。
  2. 【請求項2】ビスフェノールA型エポキシ樹脂(D)5
    〜30重量部を配合してなる特許請求の範囲第1項記載の
    缶外面用塗料。
  3. 【請求項3】ビスフェノールA型エポキシ樹脂(D)を
    アミノ樹脂(A)と予備縮合してなる特許請求の範囲第
    2項記載の缶外面用塗料。
  4. 【請求項4】ビスフェノールA型エポキシ樹脂(D)の
    分子量が300〜900である特許請求の範囲第3項記載の缶
    外面用塗料。
  5. 【請求項5】アミノ樹脂(A)がメラミン樹脂であり,
    アミノ樹脂(B)がベンゾグアナミン樹脂である特許請
    求の範囲第1項記載の缶外面用塗料。
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