JPS58145763A - 金属加工用塗料組成物 - 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】 本発明は、金属の塑性加工、すなわち金属の絞シ加工、
しごき引き延ばし加工、殊にＤｒａｗ　ａｎｄＩｒｏｎ
ｉｎｇ　（以下ＤＩと略す。）加工用に有用な塗料組成
物に関する。本塗料を塗装した鋼板は、本塗料の潤滑性
により塑性加工性に優れるばかシでなく、防食性及び上
塗塗料との付着性にすぐれるという％位が付与される。

本塗料金塗装した鋼板は、絞り、しごきを伴う加工用途
に適するが主としてツーピース缶の缶胴部の製造に使用
される。

ツーピース缶には加工度の低い絞シ缶、絞り加工度の高
い再絞シ缶、高度の加工、すなわちＤＩ加工によって製
造されるＤＩ缶がある。本塗料はツーピース缶の中でも
加工度の高いＤＩ缶用鋼板に使用される。

ＤＩ缶用累材としては主としてアルミニウムが使用され
ている。鉄鋼は〃ロエ性に劣ることから、錫メッキ鋼板
として用いられている。錫メッキ鋼板は表面の錫層が潤
滑作用を発現するため、ソリプル油、プレス油等の通常
の潤滑剤を介して比較的容易にＤＩ加工が可能である、 アルミニウムはその製造に多大な電力を必要とし、高エ
ネルギー消費型製品のため年々生産コストの上昇が著し
い。一方錫メツキ銅板は、錫資源不足による錫の高騰の
問題があシ、かつ、再生利用に問題がある。

アルミニウム、錫メッキ鋼板にかわるＤＩ加工用素材と
して潤滑剤塗布鋼板、有機皮膜被覆鋼板がある。潤滑剤
を用いる方法は、潤滑剤塗布鋼板をＤＩ加工し缶胴を成
形したのちに、潤滑剤を除去し、次いで必要に応じ表面
処理を施したのちに、缶用内面塗料、外面塗料を塗装し
、飲料缶とするものである。

一般に潤滑剤は塗料の付着性を明害する性質があるため
に、洗浄除去工程が必要不可欠である。

この洗浄除去には溶剤、アルカリ洗浄剤等の薬剤が必要
であり、かつ繁雑な洗浄工程が必要である。

加えて缶／Ｉ同の形に成形した段階で有効な洗浄を行う
ためには特殊な装置が必要なばかりでなく、廃液対策も
不可欠のため、工業的に有利な方法とは言えない。これ
を解決する方法として有機皮膜被覆鋼板がある。

本発明は有機皮膜被覆鋼板製造に供する塗料組成物に関
するものである。すなわち本発明は、エポキシ系缶用塗
料樹脂１００重量４、部に対し、α−オレフィンとα、
β−、β−ジカルボン酸シアルギルエステルとの共重合
体、または低分子ポリオールの存在下にラクトン化合物
を開環重合して得られるエステル型ポリオールを２〜２
０重量部配置部てなる金属加工用塗料組成物である。本
発明塗料組成物を塗装した鋼板は、ＤＩ加工性が付与さ
れるばかりでなく、塗料を除かすとも缶用塗料の塗多重
ねができるという特徴がある。また、本発明塗料は鋼板
に対する付着性にすぐれ、強じんな皮膜を形成するため
、本発明塗料を塗装した鋼板は輸送工程、裁断加工工程
等における取扱い耐性にすぐれ、かつ塗膜の適度なすべ
り性により加工工程における取扱い作業性も良好である
。また、塗膜は耐湿、耐水性がすぐれているため、保存
、輸送過程における一次防食性がある。さらには、ＤＩ
加工を行った後にも均一塗膜が残存するために防食性が
保持される。

以下に本発明を詳述する。

エポキシ系缶用塗料とは、エポキシ樹脂に硬化剤として
尿素樹脂やメラミン樹脂を加えたエポキシ・アミン樹脂
塗料、エポキシ樹脂に硬化剤としてフェノール樹脂を加
えたエポキシ・フェノールＩＩ＋　脂塗料、エポキシ樹
脂にポリアミドアミンを硬化剤として加えたエポキシ・
ポリアミド樹脂塗料、さらにはエポキシ樹脂全脂肪酸で
エステル化したエポキシ・エステル系塗料等である。こ
れらのエポキシ系缶用塗料の中で、特にエポキシ・フェ
ール樹脂系塗料が付着性、耐食性、加工性に優れ、好適
である、 エポキシ・フェノール系缶用塗料についてさらに詳述す
る。エポキシ・フェノール系缶用塗料とはエポキシ樹脂
に硬化剤として熱硬化性フェノール樹脂を加えたもので
ある。

エポキシ樹脂は主としてビスフェノールＡとエピクロル
ヒドリンから製造される数平均分子量（■ηｐ　）　２
５００から４０００のものが使用される。

これより低分子量のエポキシ樹脂やエピビス系以外のエ
ポキシ樹脂も併用することができる。

フェノール樹脂としてはレゾール型油溶性フェノール樹
脂や、アルキル化レゾール型のフェノール樹脂が使用さ
れる。

エポキシ樹脂とフェノール樹脂の混合比は、エポキシ樹
脂対フェノール樹脂が６０〜８０対４０〜２０（重量比
）の範囲で使用される。

潤滑付与剤として使用される、α−オレフィンとα、β
−不飽和不飽和ジカルボン酸上フルキルエステル重合体
について説明する。α−オレフィンとしては炭素数６〜
１８のものが選択される。また、α、β−、β−ジカル
ボン酸ジアルキルエステルは、α、β−、β−ジカルボ
ン酸またはその酸無水物とアルコールから合成される。

α、β−、β−ジカルボン酸としてはフマル酸、マレイ
ン酸が用いられ、酸無水物としては無水マレイン酸が用
いられる。

アルコールトシてはメチルアルコール、エチルアルコー
ル、ｎ−７’ロピルアルコール、ｉ−プロピルアルコー
ル、ｎ−ブチルアルコール、ｉ−ブチルアルコール、ヘ
キシルアルコール、２−エチルヘキシルアルコール等が
使用される。α、β−、β−ジカルボン酸および酸無水
物とアルコールは二種以上の組み合せによってもよい。

α−オレフィンとα、β−、β−ジカルボン酸ジアルキ
ルエステルとの共重合比は、α−オレフィンに対するα
、β−不飽和ジカルボン酸ジアルキルエステルがモル比
で１〜２の範囲が実質的である。共重合体の重量平均分
子量（ＧＰＣ法）はｌ　、　０００ないし２０　、００
０、望ましくは２，０００ないし１０，０００のものが
良い。

本発明に使用されるもう一つの潤滑付与剤であるエステ
ル型ポリオールは、ラクトン化合物を低分子ポリオール
を開始剤として例えば錫、鉛、マンガン等の金属含有触
媒化合物を用いて重合することによシ得られる。ラクト
ン化合物としてはε−カプロラクトン、α−メチル−ｅ
−カプロラクトン、ε−メチル−ε−カプロラクトン、
γ−ブチロラクトン等があり、ε−カプロラクトンが一
般的に使用される。開始剤として使用される低分子ポリ
オールの具体例としては、エチレングリコール、フロピ
レンゲリコール、ネオペンチルグリコール、ｌ、４−ブ
タンジオール、１．３−ブタンジオール、ｌ、６−ヘキ
サンジオール、ジエチレングリコール、ジエチレングリ
コール、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチ
ロールプロパン、ベンタエリスＩＪ　）−ル等の２００
以下の分子量をもつテトラ、トリ、久オールが挙げられ
る。エステル型ポリオールの数平均分子量（末端基定量
法）は３００〜５０００　　のものが好適である。エス
テル型ポリオールの市販品としては、ユニオンカーバイ
ド社のＮＩＡＸＰＣＰシリーズ、ダイセル化学社のプラ
クセルシリーズ（いずれも商標）等が挙げられる。

これらエステル系化合物は、エポキシ系塗料樹脂１００
夏量部に対し２〜２０重量部、好ましくは５〜１０重量
部添加する。

塗料組成物は、溶剤に溶解したフェノの形で実用に供さ
れる。塗料組成物溶液を調製する方法は、エポキン樹脂
、フェノール樹脂、エステル系化合物を一括して溶剤に
溶解する方法、または各成分をそれぞれ溶剤に溶解し、
溶液とした後に溶液混合する方法がある。゛塗料組成物
溶液を調製するにあたシ、各成分の相溶性にすぐれる溶
剤組成を選択する。溶剤は、芳香族炭化水素たとえばキ
シレン、トルエン、ケトン系溶剤たとえばメチルエチル
ケトン、メチルイソブチルケトン、イソホロン、アルコ
ール系溶剤たとえばｎ−ブチルアルコール、イングロビ
ルアルコール、メタノールやセロソルブ類が適宜混合し
て使用される。

このようにして得られた塗料は粘度調整し、下地処理を
施した絞り加工用鋼板、プレス加工用鋼板ＤＩ　加工用
鋼板に、ロールコータ−またはスプレー塗装機により塗
装し、乾燥、焼付硬化する。

塗膜の乾燥膜厚は２〜１０μｍが加工に適している。

塗膜の焼付硬化度は２００〜２１０℃で約５分、これよ
り尚温では５分以下の条件が適している。

次に実施例によって本発明を更に具体的に説明するが、
本発明はその要旨を越えない限り以下の実施例に制約さ
れるものではない。なお、実施例おいて物の割合を示す
部及びチは重量による。

実施例 本発明に従って、塗料組成物Ａ−Ｆを調製した。

Ａ；数平均分子量２９００　　のエピビス型エポキシ樹
脂７０部に、アルキルフェノールとホルマリンよシ塩基
性触媒存在下に反応して得られるレゾール型のフェノー
ル樹脂３０部及び潤滑付与成分としてＣ数１６〜１８の
α−オレフィン１モルとジメチルマレニー）　１．１モ
ルからなる共重合体（重量平均分子量３４００）　５部
を含有する、固型分３０チのキシレン−ブタノール系塗
料溶液組成物。

Ｂ；潤滑付与成分として、Ｃ数１２〜１４のα−オレフ
ィン１モルとジメチルマレエート１．１モルからなる共
重合体（重量平均分子量３２００）　１０部を用いる他
は、Ａと同様なエポキシ・フェノール樹脂塗料組成物。

Ｃ；潤滑付与成分として、エチレングリコールを開始剤
としてε−カブロラクトンヲ重合して得られるポリエス
テルジオール（数平均分子量１２００）　１０部を用い
る他は、Ａと同様なエポキシ・フェノールｍ　脂ｍ　料
組成物。

Ｄ：潤滑付与成分として、Ｃと同系のポリエステルジオ
ールで数平均分子量が２０００のもの１０部を用いる他
は、Ａと同様なエポキシ・フェノール樹脂塗料組成物。

Ｅ；潤滑付与成分として、Ｃと同系のポリエステルジオ
ールで数平均分子量が３０００のもの１゜部を用いる他
は、Ａと同様なエポキシフェノール樹脂塗料組成物。

Ｆ；数平均分子ｉｉ　２９００のエピビス型エポキシ樹
脂７５部にブチル化レゾール型フェノール樹脂２５部、
潤滑付与成分としてエチレングリコールを開始剤として
ε−カプロラクトンを重合して得られる数平均分子量２
０００　　のポリエステルジオール１０　部’ｔ　、キ
シレン−ブチルセロソルブ系溶剤を用い固型分３０％と
した塗料組成物。

次にこの塗料を、ロールコータ−金柑いて、脱脂乾燥し
た板厚０．３３　ｍｍの低炭素冷延鋼板に塗布した。塗
布量は乾燥時６ｔ／♂、乾煉換厚約５μｍとなるように
調整した。次いで熱風乾燥硬化炉にて２００℃、５分間
乾燥焼付した。、このようにしてｌ　　　得られた塗装
鋼板を以下の手順に従って加工成形を行い、加工性の試
験を実施した。

先ず塗装鋼板を直径１３２ｍｍの円板状に打ち抜き、次
いでダイスとポンチのクリアランスを鋼板厚みの０．９
倍に設定し、絞り比加の条件で深絞シを行い、直径６６
　ｎｕｎのカップを成形した。さらにこのカップ全圧下
率３０　％　、　５０　％及び７０チの三段に分けてア
イオニング加工を行った。アイオニング加工時の各段の
アイオニングポンチの速度は８３０　ｍｍ７秒とした。

アイオニング加工にあたりクーラントとしてソリプル油
を使用した。

かくして得られた缶胴は、水洗乾燥し、エポキシ・フェ
ノール系食缶用内面塗料を１０　、ａｍの乾燥膜厚とな
るように塗布し、２１０℃、１０分乾燥焼付けを行い、
ＤＩ加工塗膜との付着性を試験した。付着性試験はゴパ
ン目テープ剥離試験によって評価した。また、ＤＩ加工
後の缶胴の防食性を調べるために５０℃、湿度９８％以
上の条件で１００時間にわたり処理を行い錆の発生状態
を観察した。

以上の一連の試験において本発明塗料組成物Ａ〜Ｆ”を
用いた結果、ＤＩ加工時の焼きつき、かじり等は認めら
れず、加工後塗膜の外観は膜切れ、剥離等は飽められず
均一に塗膜が残存した。比較として、潤滑成分を含有し
ないエポキシ・フェノール塗料塗装鋼板においては、ア
イオニング加ニオ一段目にて焼付を生じ、オニ段目のア
イオニング加工ではかじり及び鋼板の破断を生じ、加工
が不可能であった。

ＤＩ　加工後の缶胴に食缶用エポキシ・フェノール系塗
料を上塗シ、焼付し、塗膜の層間付着性を評価した結果
、コバン目テープ剥離試験において全く剥離は認められ
ず合格であった。

また耐食性の評価は、錫めっき鋼板ｋＤＩ加工したもの
との比較において、錆の発生状況は格段に優れておシ、
錫めっき鋼板は加時間後に缶胴面積の８０％が錆発生に
いたるのに対し、本発明組成物Ａ〜Ｆは１００時間後に
おいても５０〜ａｏ　％の錆発生率であった。

以、Ｅのごとく、本発明の金属加工用塗料組成物は簡単
な絞υ加工は言うに及ばず、ＤＩ加工のような高度の加
工成形用に有用な塗料組成物である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　エポキシ系缶用塗料樹脂ｉｏｏ重量部に対し
   、α−オレフィンとα、β−不飽和ジカルボン酸ジアル
   キルエステルとの共重合体、または低分子ポリオールの
   存在下にラクトン化合物を開環重合して得られるエステ
   ル型ポリオールを２〜２０重量部配置部てなる金属加工
   用塗料組成物。