JPS5840995B2 - 高速製罐用接着剤組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は金属接着剤組成物に関する。

更に詳しくは、この発明は高速接着性能が必要とされる
金属缶の高速製缶用接着剤に関する。

周知のように従前のハンダによって缶胴の側部継目を接
着したブリキ缶から、最近は錫を含まないティンフリー
スチール（ＴＦＳ）を使用し缶胴の側部継目を一般に高
分子から台底された接着剤を用いて接着したＴＦＳ接着
剤缶（シーム缶）へと移行しつつある。

このようなシーム缶は製缶速度も３００〜１，０００缶
／分という高速であるため、数１０ミリ秒／缶前後とい
う短時間で接着を完了しなければならず、しかも得られ
た接着強度は強固で且つ安定したものでなければならな
い。

この目的を遠戚するための接着剤組成物に関する従前技
術としては、例えば■ラウリンラクタムを開環重合して
得られるポリラウリンラクタム（以下、ナイロン１２ホ
モポリマーと略す）を単独で使用するもの（特公昭４５
−３２３５９号公報）、■ナイロン１２ホモポリマー８
９〜６０重量部に対し、ラウリンラクタムと他のポリア
ミド生成可能物質とから共重合せしめたコポリアミドを
１１〜４０重量部ブレンドしたもの（特公昭５〇−３７
６９０号公報）、或いは■ナイロン１２ホモポリマーに
半結晶性ポリアミドまたは非品性ポリアミド（例えば、
ダイマー酸等から誘導したパーサロン、パーサミドの商
品名で市販されているポリアミド）を重量比で９９〜９
０：１〜１０の割合でブレンドしたもの（特公昭４８−
１８０９６号公報）、或いは■ラウリンラクタム９８〜
９０重量部と他のポリアミド生成可能物質２〜１０重量
部とから共重合せしめた結晶性ポリアミドを使用するも
の（特公昭５１−１８９７８号公報）等がある。

しかしながら、叙上の如き従来技術はそれぞれ次の様な
欠点がある。

即ち、上記のに掲げた特公昭４５−３２３５９号公報の
ナイロン１２ホモポリマーを単独で使用する場合は、こ
のような高速接着においては、たとえば、一般に内容物
に対する鉄分の溶出防止及び缶体そのものの腐蝕防止の
ために、フェノール・エポキシ系の塗料を缶内面全体に
焼付塗布するが、この塗膜との接着強度がばらついて不
安定であるばかりでなく、その接着強度も一般的に低い
ため、通常シーム缶に行われる缶蓋の巻締工程において
剥離力を受けて接着部がはがれ、経時的に充填した内容
物が漏洩する（この現象をマイクロリークと呼ぶ）とい
う欠点がある。

この欠点を改良すべく上記■に掲げた特公昭４８−１８
０９６号公報および■に掲げた特公昭５０−３７６９０
号公報に見られるように、たとえばナイロン１２ホモポ
リマーに低融点の非品性ポリアミド或いはラウリンラク
タムと他のポリアミド生成可能物質とのコポリアミドを
ブレンドすることにより塗膜との接着力を向上させる試
みがなされている。

しかしながら、いずれも均一なブレンドが困難で接着強
度のばらつきが大きいことや、ナイロン１２ホモポリマ
ーの有する高い凝集力を低下させ均一な結晶化が起らな
いという弊害が生じるため、製缶速度を下げて充分冷却
してやらないと冷却行程で接着部が浮いてしまい、いわ
ゆる浮き缶が発生するという欠点があり高速接着性能に
欠ける。

また■に掲げた特公昭５１−１８９７８号公報に見られ
るように上記ブレンド物の有する共通した欠点を改良す
べく他のポリアミドを若干共重合せしめた結晶性ナイロ
ン１２コポリマーがあるが、この様な高速接着に於ては
該塗料との接着強度はさほど改良されず、やはり缶蓋の
巻締行程に於て接着部が剥離する欠点がある。

このような従前技術の欠点に鑑み、本発明者等は鋭意研
究努力した結果、ポリラウリンラクタム又はラウリンラ
クタムを重量比で９０φ以上含むコポリアミドからなる
結晶性線状ポリアミド樹脂を、溶融状態からそのガラス
転位温度（Ｔｇ）±１５°Ｃ以内の温度で冷却固化せし
めて底型して得られる、その透明度が８６〜９１％で、
かつ厚さが２５〜８０μであるフィルムを使用すること
により、上記の如き従前技術の欠点を改良した強固で且
つ安定した接着強度を有する高速製缶接着が行ない得る
ことを見い出し本発明に到達したのである。

本発明に使用するポリラウリンラクタムまたはラウリン
ラクタムを重量比で９０％以上含むコポリアミドからな
る結晶性線状ポリアミド樹脂の重合度は、２５℃に於る
０、５％ｍ−クレゾール溶液での相対粘度（ηｒｅｌ値
）が１．７０以上２．４０以下の値を示すものが好まし
く、１．７０以下では接着剤としての機械的強度に欠け
、２．４０以上ではあまりにも分子量が大きすぎるため
に、溶融粘度（ηｍ値）が高すぎて接着時に塗料面との
親和性が悪く接着力は極めて低下する。

またラウリンラクタムを重量比で９０％以上含む結晶性
線状コポリアミドについては、ラウリンラクタムの含有
量が９０％以下では結晶性が著るしく阻害され、加熱接
着後の冷却に長時間を要するばかりでなく、融点も低下
し、缶胴内面補正塗料の乾燥時に接着部がはがれ接着剤
としての耐熱性に欠けるので高速製缶用接着剤として好
ましくない。

またかかるコポリアミドをつくるためラウリンラクタム
と共重合せしめるラウリンラクタム以外のポリアミド生
成可能物質としては炭素数が６〜１３個のラクタム或い
はω−アミノカルボン酸、 または炭素数が６〜１３個のアルキレンジカルボン酸と
炭素数が６〜１３個のアルキレンジアミンの縮合物が良
い。

炭素数６〜１３個のラクタム或いはω−アミノカルボン
酸としてはカプロラクタム、カプリルラクタム或いは１
１−アミノウンデカン酸等があり、又炭素数６〜１３個
のアルキレンジカルボン酸と炭素数６〜１３個のアルキ
レンジアミンの縮合物としては、ヘキサメチレンジアミ
ンアジピン酸塩、ヘキサメチレンジアミンセバシン酸塩
または上記アルキレンジカルボン酸と１．１１−ウンデ
カンジアミンとの塩等が利用できる。

これらのポリアミド生成可能物質は一種類でもよいが、
好ましくは二種類以上が用いられ、この場合各々のポリ
アミド生成可能物質の割合は夫夫１〜８重量φである。

尚本発明の組成物中には通常の添加剤である安定剤、可
塑剤或はエチレン−酢酸ビニル共重合物の如きその他の
添加剤を含有せしめることが出来る。

次に本発明の最大の特徴とする上記の如き結晶性線状ホ
モポリアミドまたはコポリアミド樹脂から作製したフィ
ルムの透明度について説明する。

この発明によるフィルムの透明度とは、ＪＩＳＫ６７１
７に基づいた厚さが４０．０μであるフィルムの透明度
を意味する。

本発明者等は上記の如き結晶性線状ポリアミド樹脂を溶
融状態からそのガラス転位温度（Ｔｇ）±１５℃以内の
温度で冷却固化して得た透明度が８６〜９１係、好まし
くは８７〜９０φのフィルムが、かＳる高速接着性能を
必要とする高速製缶用接着剤として極めて効果的に作用
することを見い出した。

即ち、一般に結晶性線状ポリアミド樹脂から厚さが２５
〜８０μであるフィルムを作る場合、その溶融状態から
冷却固化の過程を経てフィルムを得るが、その冷却固化
温度がそのガラス転位温度よりも１５°Ｃ以上高いと得
られたフィルムの透明度は８６φ以下になり、逆にその
ガラス転位温度よりも１５°Ｃ以上低い温度で冷却固化
すると得られたフィルムの透明度は９１φ以上になる。

そして透明度が８６％以下であるフィルムを用いて缶胴
の高速接着を行っても塗装面との接着性が悪く、安定し
た高い接着強度が得られない。

これは、その透明度が８６％以下であるようなフィルム
は、表−１に示すように結晶化度も高く、結晶サイズが
大きく結晶を構成するラメラの厚さが大きい上に、表−
２に示すようにフィルム表面の凹凸も結晶サイズの影響
を受けて大きくなる。

従って極短時間にフィルムを溶融せしめて接着をしなけ
ればならない高速製缶のプロセスに於ては、このような
微細構造を有するフィルムは結晶が充分融解せず活性化
されないままの状態で接着が行われるために、缶体塗膜
との接着性が悪く且つばらつきの大きい原因になるもの
と考えられる。

方フィルムの透明度が９１％以上になると、前述したよ
うに、フィルムの静摩擦係数が大きくなりフィルムのす
べり性が悪くなるので、例えばフィルムの巻取り時にし
わが発生し商品価値を損う。

これを改善する試みとして滑性剤を添加する方法がある
が、かＳる高速接着性を必要とする缶のサイドシーム接
着に於ては、その接着強度を著じるしく阻害するので好
ましくない。

また、フィルムにエンボス加工等を施し、機械的にフィ
ルム表面を粗くし、すべり性を改良する試みもあるが、
一般に製缶行程前段階で行われるフィルムテープの缶胴
原反（ティン・フリー・スチール板）へのラミネートの
行程でフィルム粗面とティン・フリー・スチール原反問
に気泡をかみ込み接着不良の原因となるのでやはり好ま
しくない。

本発明者等は該結晶性線状ポリアミド樹脂からフィルム
を作製する場合、そのガラス転位温度上１５°Ｃ以内の
温蜜で冷却固化することにより、フィルムの透明度を８
６〜９１饅にコントロール出来ることを見い出し；且つ
このようにして得られたフィルムの結晶化度は極当に抑
制され、結晶サイズも小さく、結晶を構成するラメラ厚
が薄いために、図−１に示すように融点は低く、結晶化
点は高くなり殆んど瞬間的に溶融固化させて接着を完了
せしめる高速製缶の行程に於ても、か５る構造を有する
フィルムは充分融解し活性化されるために、溶融し易く
、且つ固化しやすいという性質を示し接着剤として極め
て効果的に機能し、強固且つ安定した接着強度が得られ
る。

このような透明度のよいフィルムは表−３に示すように
ヤング率も低く柔軟で、缶蓋の巻締めの剥離力にも充分
耐え、耐マイクロリークにも優れた高速製缶用接着剤で
あることを見い出し本発明に到達したのである。

次に本発明による結晶性線状ポリアミド樹脂フィルムの
厚さであるが２５〜８０μ、好ましくは３５〜７０μが
良い。

フィルムの厚さが２５μ以下では有効な接着強度が得ら
れないばかりでなく、前述した製缶行程に於るフィルム
テープの貼合せに於て、フィルムテープに加わる機械的
張力に負けて伸びたり、切れたりするので好ましくない
。

逆にフィルムの厚さが８０μ以上になると、かかる高速
製缶の行程に於てはフィルムが殆んど溶融しないので強
固な接着力が得られないばかりでなく、缶蓋の巻締工程
に於てもフィルムが厚いとフィルムの接着された部分と
他の部分との浮薄の差が犬となり良好な巻締ができない
ため著しく耐マイクロリーク性が抵下し好ましくない。

即ち、本発明による結晶性線状ポリアミド樹脂フィルム
の厚さは２５〜８０μ、好ましくは３０〜７０μのもの
が接着強度並びに耐マイクロリーク両面に於て最も良好
な結果を与えるものである。

以下具体的な実施例を示し本発明の効果を例証する。

実施例 １ 結晶性線状ホモポリアミド樹脂としてラウリンラクタム
から合成した２５℃に於る０、５％ｍ−クレゾール溶液
での相対粘度（μｒｅｌ値）が２．１０のポリラウリン
ラクタム樹脂（融点＝１７５°Ｃ１ガラス転位温度二６
０℃）を使用しＴダイを装備した押出機によって、表面
温度がそれぞれ４０ 、４５及び６０，７５及び８０’
Ｃの冷却ロールにより溶融樹脂を冷却固化せしめて厚さ
が４０．０μであるフィルムを作製した。

これらのフィルム試料を用い、エポキシ・フェノール樹
脂を焼付塗布したティン・フリー・スチール缶胴板で厚
さが０．１７ｍｍであるものを、４５０缶／分の高速（
サイドシーム接着時間としておよそ５０ ミＩＪ秒であ
る）で製缶を行った。

更にこの缶体を用い、厚さが０．２６關であるティン・
フリー・スチール缶蓋を２重巻締値が１．５０ｍｍにな
るよう５ＭＧシーマーを用いて蓋の巻締めを行った。

更に内容物の洩れを試験するため、砂糖とクエン酸をそ
れぞれ５φ及び０、３ ％含む水溶液を用い炭酸ガスの
ガスボリウムが４．０であるガス水を充填してマイクロ
リーク試験を行った。

但しこのガス水を充填した缶の保存期間は室温３０日で
ある。

表４には、それぞれの試料フィルムの透明度、缶胴の接
着強度及び缶蓋巻締後の接着強度並びにマイクロＩＪ−
り試験の結果を示す。

表４の結果から本発明による実施例であるフィルム番号
２，３及び４、即ち樹脂のガラス転位温度±１５℃以内
で冷却固化せしめて作製したフィルムの透明度が９０．
０． ８８．２及び８６．６％のものは高速製缶用接着
剤として使用された場合、その接着強度は缶胴フラット
部及び缶蓋巻締部いずれに於ても安定して高いことがわ
かる。

また内容物充填後のマイクロリーク試験に於ても極めて
優れていることも分る。

また比較例であるフィルム番号５のものは、透明度の値
が８４．８φであり高速製缶用接着剤として使用した場
合、接着強度の値は低く、しかもそのバラツキが太きい
ため、内容物充填によるマイクロリーク試験に於てもそ
の洩れ缶数の多いことがわかる。

実施例 ２ 結晶性線状コポリアミド樹脂として、ラウリンラクタム
９４重量部、カプロラクタム３重量部及びアジピン酸へ
キサメチレンジアミン塩３重量部から合成した２５℃に
於る０、５φｍ−クレゾール溶液での相対粘度（μｒｅ
ｌ値）が２．１０であるコポリアミド樹脂（融点：１６
８．３℃、ガラス転位温度５９℃）を用い、実施例１と
同様な方法でフィルムを作製しその高速接着性能を評価
した。

結果を表−５に示す。

表−５の結果から本発明による実施例、即ちフィルム番
号７，８及び９はそのガラス転位温度上１５°Ｃ以内で
作った透明度が８６〜９１％のものであって高速製缶試
験結果に於て缶胴フラット部及び缶蓋巻締部共にその接
着強度は高く安定したものであり、マイクロリーク試験
に於ても極めて優れた効果を示すことがわかる。

反面、フィルム第号１０即ちそのガラス転位温度よりも
２１°Ｃ高い温度で冷却固化して得たフィルムの透明度
が８４．０φのものは接着強度も低くしかもバラツキが
大きいためマイクロリーク試験の結果も好ましくない。

実施例 ３ 結晶性線状コポリアミド樹脂としてラウリンラクタム９
４重量部、カプロラクタム６重量部から合成した２５℃
に於ける０、５φｍ−クレゾール溶液での相対粘度（μ
ｒｅｌ値）が２，１０であるコポリアミド樹脂（融点１
６９°Ｃガラス転移温度５９°Ｃ）を用い、実施例１と
同様な方法でフィルムを作製し、その高速接着性能を評
価した。

その結果を表６に示す。

【図面の簡単な説明】

図−１は本発明を説明するためのグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ポリラウリンラクタムまたはラウリンラクタム９０
   重量φ以上と、炭素数６〜１３個のラウリンラクタム以
   外のラクタム又はω−アミノカルボン酸、及び炭素数６
   〜１３個のアルキレンジカルボン酸と炭素数６〜１３個
   のアルキレンジアミンの縮合物よりなる群から選ばれた
   一種又は二種以上のポリアミド生成可能物質からなるコ
   ポリアミドであって、その透明度が８６〜９１ｑｂで厚
   さが２５〜８０μである結晶性線状ポリアミド樹脂のフ
   ィルムからなる高速製鑵用接着剤。