JPS60202769A - 厚膜塗膜の形成方法 - 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】 本発明は厚膜塗膜の形成方法に係り、特に金属溶接部の
溶接継目部に厚膜塗膜を形成する方法に関する。

例えは清涼飲料水を収容する金属熾は、ブリキ板、ニッ
ケル鋼板やティンフリースチール板を溶接した溶接部が
多く用いられている。この溶接部は第１図に示すように
こ扛らの板を丸めてその端部を重合し、この重合部をシ
ーム爆接して鎖網としこれに図示省略した天地の蓋板を
取り付け７’Ｃ％のである。ところで、ブリキ板、ニッ
ケル鋼板やティンフリースチール板は内容物を充填する
と錆びるので、その内面は第１図及び第２図に示す如く
内面ニスａでマージン被覆（溶接する端部は素地の１１
残す方法）されるが、上記重合部は上記ブリキ板、ニッ
ケル鋼板の素地又はティンフリースチール板のクロメー
ト層を剥離し鋼鉄面を露出させた鋼板が溶接さｎｌ　こ
の溶接後に第２図に示すようにスラリー塗ｉｂで被覆さ
牡て補修される。この際、この溶接さｆＬ′ｆｃ接合部
では上下の板の間にエツジ部Ｃど板端端面を有する段部
ｄが生じるとともに、溶接待に電極が離反する際突起ｅ
が生じるので、これらを被榎しなければならない。この
突起は高さが２０〜３０μにもなることがあるので、こ
れを反覆するために厚膜塗装が施される。この為の塗料
には樹脂官有量の多いものが好丑しいが、これに例えば
熱硬化性樹脂溶液塗料を用いて、１５μ以上の厚膜とす
ると、後述するような急速加熱によ！Ｉｌｌ加熱すると
き著しく発泡し、平滑な塗膜が得られないのみならず、
塗布したときのチキントロピー性が少ないので段部Ｃの
エツジカバー性が良くない。そのため硬化の必要がなく
、溶融し、ついで冷却して塗膜を形成できるポリアミド
樹脂のような熱可塑性樹脂からなる粉体塗料を静電塗装
することが行われている。しかし、この粉体塗料は、版
端端面を有する段部ｄの工うな凹部に塗着しにくい欠点
からり、’Ｅ７ｍ、樹脂粉末が塗装の際飛散するので空
気を汚染するとともに、鎖側の必要な被塗面にだけ塗布
されるものではなく、周辺の不必要な部分にも付着する
。このため、特公昭４Ｂ−４４２８号にも記載されてい
るように粉末を回収する回収装置が設けられｆｃ九所足
の被塗面たけＶＣ粉床が塗布されるように空気−スクレ
ーバ線が用いられている。この粉末回収装置は特開昭５
７−１６７７６１号にも記載され、これにはさらに粉末
が不必要個所に飛散しないようにスカートを用いること
が記載されている。しかしこのような回収装置は粉末を
吸引し、上記スクレーパは空気で飛散した粉末をかき取
り、上記スカートは防壁ケ設けて外部への飛散を防止す
るものであるので、そのための装置が必要であり、シか
もこれらによっても粉末が不必要個所にほとんど付着し
ないようにすることはできない。

このように粉末が例えば鎖側の内面の不必要な部分に付
着した１箇罐が成形され、この罐に内容物がそのままで
詰められると食品衛生上問題がある。

ポリアミド樹脂を含むスラリー塗料を用いれば上記の問
題点を避けることができるが、ポリアミド樹脂を溶剤に
分散させたスラリー塗料を直接罐継目部に塗布するので
は塗膜は該継目に全く付着しない。

そのため、ポリアミド樹脂を熱硬化性樹脂ｍ液に分散さ
せてスラリーにした塗料を例えば第３図に示す装置によ
り塗布することが行われている。すなわち、タンク１に
収容された塗料が、圧縮空気源２がら除湿・除油装置６
を経て送出された空気で作動されるポンプ４にょクヒー
タ５、フィルタ６を経由してレギュレータ７に送出サレ
、このレギュレータ７により塗布′ｒＬを調整されて巻
芯９の開口部にのぞませたノズル８がら噴射される。一
方、金属板１０ａが中空の上記巻芯９に沿って屈曲され
、屈曲板１０ｂ、さらに屈曲されて屈曲板１０ｃとなり
、それから端部がＮ合溶接されて第１図に示すような鎖
側１０ｄとなる。そして上記開口部にｍ接部が順次のぞ
１せられてここにＪｌ：記噴射された塗料が線状に塗布
され、第２図に示すスラリー塗膜ｂ′省略したガス直火
、赤外線又は高周波などの加熱装置により加熱される。

１２はノズル８がら塗料が塗布されないときタンク１に
塗料を帰還させる循環弁である。ところで、このような
塗料は、ポリアミド樹脂が高濃度に分散されているので
、スラリーの安定性が悪いうえに、細いパイプの中を圧
送されてノズル８から噴射されるので、長い間作業が継
続されると、異径パイプの継目の隅部や循環弁に使用さ
る電磁弁あるいはノズルのような流れが狭隘になった部
分、フィルタ等に樹脂粉末が析出して結ｌ九連続運転が
できなくなる。このようにスラリー〇安定性が悪く、円
滑な運転ができなくなると、塗布された塗膜の膜厚は変
動し。

これが例えば４０μ〜２００μの広い範囲でぶれること
がちり、均一の塗膜が得られない。これらのことを回避
しようとすると、熱可塑性樹脂粉末の官有比率を増加さ
せなければならないが、これは相対的に液状塗料の割合
が多くなるので、厚膜塗膜を得られないだけでなく、塗
膜の加熱の除泡の発生が多くなる。とくに上記食料用罐
の場合には塗装の製造ラインは自動化された流れ作業に
なっているので、塗膜の加熱も上記装置によジ常瀧から
約２５０℃丑で５秒ないし６０秒の高速でなされるため
発泡も起こり易く、熱硬化性樹脂浴ｇによる乾燥塗膜が
１５μ以上になるものであると発泡により凹凸を生じ、
均一で平坦な塗膜を得られなくなる。

以上のように、従来の溶剤型塗料はエツジカバーが悪く
厚膜塗装をできないという問題がちり、粉体塗料には粉
末の飛散に伴う粉末の回収や粉末の不必要個所に対する
付着、金属面に対する接漸性に開票かあり、ポリアミド
樹脂の如き熱可塑性樹脂ｉ熱硬化性樹脂溶液中に分散さ
せたスラリー塗料は樹脂粒子が狭隘な流通路で析出して
流通路を詰まらせて作業の安定性全欠くとともに均一な
塗膜が得られないという開票があった。本発明は、これ
らの問題を解決する厚膜塗膜の形成方法を提供するもの
である。

本発明は、金属爆接罐の爆接継目部に熱硬化性樹脂を有
機溶剤に俗解して成るプライマー塗料を塗布乾燥する第
一工程と、熱可塑性樹脂粉末を貧醪剤に分散させて成り
、該粉末と該貧溶剤の比重の怪が０．２以下であるスラ
リー塗料を塗布乾燥する第二工程から成ることを特徴と
する厚膜塗膜の形成方法に関する。

本発明で使用するプライマー塗料としては、例えばエボ
ギシーアミン樹脂系、エポキシ−フェノール樹脂系、エ
ポキシエステル−７ミノ樹脂系、ポリエステル−アミノ
樹脂系、アルキッド−アミノ樹脂系、アクリル−アミノ
樹脂系、自己硬化型アクリル樹脂系、ウレタン樹脂系な
どの各種塗料が挙げられる。スラリー塗料の樹脂粉末に
ポリアミド樹脂を用いるときは、エポキシ−フェノール
系塗料が接層性の点で優れている。エポキシ樹脂にはビ
スフェノールＡＭエポキＺ樹脂であって、数平均分子量
８００〜５０００のものを使用することが好ましい。ア
ミン樹脂にはメラミン、尿素、ベンゾグアナミンのよう
なトリアジン化合物とフォルムアルデヒドを反応させた
ものや、これらを低級アルコールでエーテル化した変性
物が使用される。フェノール樹脂にはフェノール類とホ
ルマリンをアルカリ触媒下に反応させたレゾール型のも
のが使用される。エポキシ樹脂とアミン樹脂若しくはフ
ェノール樹脂の比率は、９５：５ないし５０　：５０が
適当である。硬化促進のためりん酸、りん酸エステルＭ
ｂｐｌ”ルエンスルフオン酸のような酸性物質や例えば
アルミニウムアルコラードやアルキルチタネートのよう
な有機金属化合物を添加することができる。

スラリー塗料に使用する熱可塑性樹脂粉末としては、例
えばポリアミド樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂
、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアセタ
ール樹脂、アクリル樹脂、ＡＢＳ樹脂、スチレン−アク
リロニトリル共重合樹脂またはこれらの混合物が挙げら
れる。熱可塑性樹脂粉末は平均粒径１０〜７０μ好１し
くは１０〜６０μのものが適当である。

この樹脂粉末は必要に応じて体質顔料、着色顔料の如き
顔料および滑剤、可塑剤の如き各釉助剤金宮んでもよい
。

スラリー塗料に使用する酸剤は、該塗料に含葦れる上記
粉末を俗解しない貧溶剤であり、且つ該粉末との比重の
差が０．２以下のものでおる。このような溶剤は、塗料
の溶剤として一般的に使用されている芳香族炭化水素系
、脂肪族炭化水素系、エヌテル糸、ケトン系、アルコー
ル系、エーテル系などの溶剤から適宜選択し、これらに
ハロゲン化炭化水素系溶剤を適当量混合することに、Ｃ
り調製できる。この目的に使用できるハロゲン化炭化水
素として５例えば１゜１．１−）リクロルエチレン、エ
チレンテトラクロライド、四塩化炭素の如き塩ａヒ炭化
水素：「フロン１１」、「フロン１１２Ｊ、ｌ’−フロ
ン１１３」などの商標のもとに市販されている弗素化炭
化水素が挙けられる。

上記スラリー塗料の使用により、動的条件下にある塗料
循環経路内における樹脂粉末の析出およびこの析出によ
って惹起される該経路の閉塞を実用上支障ない程度筐で
に防止できるが、塗料循環経路のパイプ内径か細すぎる
とき、あるいはポンプ、レギュレーター、フィルター、
スプレーガン、リターンバイブ、スプレーノズルなどの
連結部に異径部が多数存在し、圧力損失が大きいときな
どには、上記スラリー塗料を使用するにも拘らず、時と
して、塗料循環径路内における樹脂粉末の析出およびこ
の析出によって惹起される該経路の閉塞を防止し得ない
場合がある。この↓りな場合には、前記スラリー塗料中
に更に貧済剤に可溶性の樹脂をスラリー塗料中の熱可塑
性樹脂粉末１００部に対し５部以下好筐しくに１部以下
添加溶解して成るスラリー塗膜を使用することにより、
上記の如き事態を回避できる。

貧溶剤に可溶性の樹脂の添加蓄が５部を超えると塗膜を
急速に加熱して乾燥硬化させる際に発泡が生ずる。この
ようにスラリー塗料の動的安定性を改善するために添加
する貧醪剤に可溶性の樹脂としては熱硬化性樹脂、熱可
塑性樹脂の別を問わないが、スラリー塗料の貧溶剤に溶
解するものであって、且つ造膜後に塗膜の耐薬品性、耐
熱性等に悪影響を及はさないものが使用される。最も好
適に使用できるものとしては、例えば石油系俗剤に溶解
可能なフェノール樹脂、石油樹脂、ロジン変性マレイン
酸樹脂などが挙げられる。

第４図に示す装置は本発明方法を実施するための一例で
ある。すなわちタンク１′に収容されたプライマー塗料
が圧縮空気源２から除湿、除油装置３を経て送出された
空気で作動されるポンプ４′によりヒーター５′、フィ
ルター６′ヲ経由してレギュレータ７′に送出され、こ
のレギュレータ７′により塗布量を調整されて巻芯９の
開口部にのぞませたノズル８′から噴射される。またタ
ンク１に収容されたスラリー塗料はプライマー塗料同様
にポンプ４により圧送されヒーター５．フィルター６を
経由してレギュレータ７に送出され、このレギュレータ
７により塗布量を調整されて巻芯９の開口部にのぞ筐せ
たノズル８′の先に設置させたノズル８から噴射される
。一方、金属板１０ｍが５図示省略したコンベアーによ
って搬送されクク、中空の上記巻芯９に沿って湾曲され
、湾曲板１０ｂ、さらに湾曲されて湾曲板１０ｃとなり
、次いで図示省略した溶接装置によって端部が重合溶接
されて鎖網１０ｄとなる。そして、この鎖網の爆接継目
部に高圧エアーノズル１３からエアーを吹きつけてプラ
イマー塗料が突沸しない程度の適度の温度まで冷却した
後。

ノズル８′からプライマー塗料を噴射する。次いで、熱
風ノズル１４から出る熱風によって塗布されたプライマ
ー塗料のセツティングが行なわれた後、ノズル８からス
ラリー塗料が上記プライマー上に噴射される。その後、
鎖網１０ｄはコンベアー１１によって搬送されながら、
直火（熱風または高周波でもよい）を用いた加熱装［１
５によって加熱乾燥されて第５図に示す如く、プライマ
ー塗膜ｆとスラリー塗膜すが形成される。１２′及び１
２はノズル８′及び８で吐出しきれずに圧送されたプラ
イマー塗料とスラリー塗料をタンク１′及び１に帰還さ
せる循環弁である。

第一工程のプライマーの塗膜厚は１５μ以下、好藍しく
に５μ以下が適当である。プライマー塗料の塗膜をその
塗料に含有される酸剤の沸点以上葦で急激に加熱すると
塗膜が厚いほど発泡しやすくなる傾向がある。通常１５
μを超えると著しい発泡や突沸が生じるから、プライマ
ー塗料を急速加熱するためには１５μ以下で、更にこれ
より薄いほど発泡や突沸のない平清な塗膜を得ることが
できる。

プライマー塗料を施す目的は １）下地金属に対する熱可塑性樹脂粉末の酌融塗膜の接
着性の付与、 ２）板端端面を有する段部ｄの凹部の完全被覆、３）下
地金属への耐食性、耐サルファー性の付与、が挙げられ
る。％に６）に関しては制用内面ニスと同様な効果全期
待する時は６乃至５ミクロンの膜厚を必要とする。

本発明による厚膜塗膜の構造はプライマー塗料の塗膜と
スラリー塗料の塗膜を重ね合せた二重構造からなるもの
で、それぞれの塗膜は実質的に相互に入ｐ混じることな
く面として接合していることを特徴としている。スラリ
ー塗料の熱可塑性樹脂とプライマー塗料の熱硬化性樹脂
が相互に混合した場合、特にそれらに相溶性がない場合
には塗膜の接着性、加工性、耐食性等に悪影響が出る。

このように相互に混合しない二重構造を得るためには次
に述べる方法が有効である。

１）第二工程のスラリー塗料の塗布時には、第一工程の
プライマー塗料は少なくともセツティングを終了してい
なければならない。さもなければプライマー塗料とスラ
リー塗料が入り混じり、上記欠陥を生ずる。プライマー
塗料のセツティングのために、前述の如く罐に残ってい
る溶接部を利用するか、第１工程と第２工程の間に送風
手段筐たは加熱手段を設けることが有効である。

２）第二工程のスラリー塗料の塗布時に第一工程のグラ
イマ二塗料のセツティングを終了していたとしても、ス
ラリ・−塗料の溶剤がプライマーを再溶解すれは１）と
同様に前記欠陥を生ずる。これを防ぐためにはスラリー
塗料中の溶剤が、セツティングを終了したプライマーを
再ｍ解しないか、あるいは再溶解しにくいようなｍ剤組
成にすることが有効である。

ろ）第一工程のプライマー塗料の乾燥をセツティング状
態にとど１らず、更に硬化の程度を進めると塗膜は耐溶
剤性が向上し、スラリー塗料の溶剤におかされなくなる
。従って、設備的に余裕があれは、プライマー塗料の硬
化を進めたのちスラリー塗料を塗布することが有効であ
る。

上記説明では、溶接部の内外面補修塗膜の形成方法であ
つたが、罐とじては食罐、飲料鑵の工つなブリキ、ティ
ン７リースチールのような素材を用いたものの外、ドラ
ム罐、ベール罐のような鋼板を加工して作られた罐も上
記と同様に溶接部を補修できる。１だ、ブリキ、ティン
フリースチールのような薄鉄板を素材とした罐にはレト
ルト処理を行なうバキューム罐、炭酸飲料金入れる内圧
罐、各種耐薬品性、耐溶剤性を必要とするエアーゾール
罐、５ガロン愉のような各株制もあるが、これらの罐の
溶接部の補修用にも用いられる。なお、鎖網は板端を重
ねるほか突き合わせることもあハこれらいずれも爆接、
接着、はんだ継ぎ合わせが行われるが、これらの継き目
にも上記厚膜塗膜を形成できる。さらに、金属罐の部材
の接合部の片面又は両面に上記方法による厚膜塗膜を形
成し、これを接着剤としても使用できる。例えば偏胴に
天地の蓋板全接着する３ピース罐の鎖網あるいは天地蓋
根と鎖網の接合部にこの塗膜全形成し、加熱加圧して両
者を接合できる。

次に本実施例に基づいた実験例を比較例とともに示す。

各例中の部は重量部を意味する。

１）プライマー塗料Ａ 醋酸エチル６６部、メチルエチルケトン３６部およびイ
ンプロビルアルコール１８部の混合酸剤中にエビコー）
１００９（シェル化学社製エポキシ樹脂）７部およびプ
ライオーフェンＴＤ４４７（犬日本インキ化学工業社製
、フェノール樹脂）３部を加えて完全に溶解したものを
プライマー塗料Ａとして使用した。

２）プライマー塗料Ｂ アロンメル）　ＰＰＥＴ−１！１０１８（束亜合成化学
社゛　お、□−Ｕ）　３０ｉ１Ｃ）ｘｚｙ３５お２．−
へやケア６５部の混合溶剤を加えて均一溶液としたもの
をプライマー塗料Ｂとして使用した。

２、スラリー塗料の調製 （１）スラリー塗料Ａ ｌ５ＯＰＥＲＧ（エッソ化学社製、インパラフィン）７
８部の中にダイアミドＸ１８９１（ダイセル、ヒュルス
化学社製、ナイロン１２粉宋）２２部を均一に分散させ
た分散液全スラリー塗料Ａとして使用した。

（２）　スラリー塗料Ｂ ＩＳＯＰＥＲ０７０部と前記プライマー八８部の均一溶
液中にダイアミドＸ１８９１　２２部を均一に分散させ
た分散液をスラリー塗料Ｂとして使用した。

（３）スラリー塗料Ｃ ｌ５ＯＰＥＲＧ　３０部の中にバイロン２００（東洋紡
社製、ポリエステル樹脂粉末）３０部を均一に分散させ
た分散液をスラリー塗料Ｃとして使用した。

（４）スラリー塗料Ｄ　・ ｌ５ＯＰＥＲＧ　７５部の中［７ｏ−’−に：ｙ　ＵＦ
　−２０（製鉄化学製ポリエチレン粉床）２５部を均一
に分散させた分散液をスラリー塗料りとして使用した。

（５）スラリー塗料Ｅ ＩＳＯＰＥＲＧ　８０部の中にレバジント（バイエル社
製エチレン醋酸ビニル共重合樹脂粉末）２０部を均一に
分散させた分散液をスラリー塗料Ｅとして使用した。

溶接継目に対するプライマー塗料およびスラリー塗料の
塗布、乾燥は第４図に示した装置を用いて行った。板厚
０．１７ｊｌｌｌ、錫の目付量２５　Ｊｂ／Ｂ、Ｂ、の
ブリキ板の継目の重ね合せ部分を除く残り全面にエポキ
シ−フェノール系塗料全塗布、乾燥した２０１号罐０ボ
デーブランクを用い、このボデーブランクを塗装面を内
側にして円筒状にし、両端縁を重ね合せた後窒素ガス存
在下で製罐用爆接機を用いて溶接することにエム爆接鎖
網が作製され、この鎖網が上記の塗装装置に供給された
。プライマー塗料の塗布量は、乾燥膜厚で２μスラリー
塗料の塗布量は、乾燥膜厚で４０μとした。

スラリー塗料の塗布された鎖網は乾燥装置を１０秒で通
過し、その際、鎖網溶接部の温度が第６図に示した温度
カーブを描いて１０秒間で２５０℃に達するよう乾燥装
置の火力が調節された。

塗装された溶接端を切り開き、継目塗装部が中央部に位
置するエラに切り取った３０関Ｘ１０８１１ｍの長方形
の切片を試験サンプルとして以下の評価を行った。

１）エツジカバー性 試験サンプル金硫酸銅の水浴液に塩酸會５％加えて調製
した溶液に６分間浸漬し、溶接継目周辺に析出する銅の
点をルーペで数えた。析出した銅の点を観察し、全く銅
が析出しないものを○、銅の点が１〜１０個観察される
ものを×として評価した。

２）耐加工性 試験サンプルの爆接継目部の塗膜にナイフでＸ印を入れ
、その中心の裏側から撃心％インチを当てて、この撃心
Ｖ乙５００＆Ｘ５０儂の衝撃金加えた後、塗膜をセロフ
ァンテープで剥離試験し、塗膜の割れおよび剥れを観察
する。塗膜の割れ、剥れの全くないもの全○、×印の中
心部だけ剥れの認められるもの全Δ、塗膜に割れか認め
られるか、あるいは剥れが中心部以外にも認められるも
のをＸとして評価した。

３）耐レトルト性 試験片を１２５℃で６０分間蒸気殺菌した後、溶接継目
周辺の＠膜の透明度を観察し、レトルト前と差がなく透
明なもの全○、僅かに白化が認められるが、下地のフ゛
リキ板の光沢が認められるもの全△、白化が著しく下地
のブリキ板の光沢が認められないものを×として評価し
た。

り耐発泡性 塗膜を観察し、塗膜が平滑に仕上っているもの奮○。

凹凸のみられるものをム、クレータ−状の発泡か観察さ
れるものを×として評価した。

各種の用途罐の爆接継目部に前記のプライマー塗料とス
ラリー塗料全塗布、乾燥して形成した塗膜の評価結果を
次

【図面の簡単な説明】

第１図は偏胴の斜視図、第２図はその爆接継目部の拡大
断面図、第３図は従来の塗装装置の概略図、第４図は本
発明の方法を実施するための塗装装置の概略図、第５図
は本発明の方法の実施に工ｐ得られる爆接継目部の塗膜
の拡大断面図、第６図は本発明の実施例において塗膜を
加熱乾燥させる際の罐の爆接継目部における昇温カーブ
を示す図表である。 図中の記号は下記の意味を有する。 ａ・・・・・・内面ニス　ｂ・・・・・・スラリー塗膜
Ｃ・・・・・・エツジ部　ｄ・・・・・・段　部ｅ・・
・・・・突　起　ｆ・・・・・・プライマー塗膜１０ｄ
・・・・・・溶接端の鎖網　１１・・・・・・コンベア
ー１６・・・・・・高圧エアーノズル　１４・・・・・
・熱風ノズル１５・・・・・・加熱装置 代理人　弁理士高　橋勝オＵ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、金属溶接部の溶接継目部に熱硬化性塗料を有機溶剤
   に溶解して成るプライマー塗料を塗布乾燥する第一工程
   と、熱可塑性樹脂粉末を貧溶剤に分散させて成り、該粉
   末と該ｍ剤の比重の差が０．２以下であるスラリー塗料
   を塗布乾燥する第二工程から成ることを特徴とする厚膜
   塗膜の形成方法。 ２　貧溶剤にｍｗｌ可能な樹脂を熱可塑性樹脂粉末１０
   ０部に対して５部以下ｍ解せしめて成るスラリー塗料を
   使用する特許請求の範囲第１項の方法。