JPS62218454A - 金属缶外面用塗料 - 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】 〔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（以下ヒユー
ムと称す）の少ない金属缶外面用塗料に関する。

更に詳しくはヒユ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
内通過設備へのヒユ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クルを長
期間とする事を特徴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
繰り返されてヒユ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１次第に硬化反応が進みやがて固
化する。

この過程において、軟質なヒユームは堆積するとともに
液滴として落下し、又硬質のヒユームは、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。

発生するヒユームの由来は分析の結果、構成する樹脂金
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転移される際、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、
上述の如くヒユ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５００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、有機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１分子量が２００以上５００未満の
アミノ樹脂（Ａ）１０〜４０重量部９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、　Ｒ，、Ｒ２，Ｒう、Ｒ，、Ｒ，Ｒ６はＨ，−
ＣＨ２０Ｈ。

−ＣＲ２０Ｒを表しくただし、Ｒは、　　ＣＨう、Ｃ２
Ｈ５゜Ｃ３Ｒ７，Ｃ４Ｈｑである。）、それぞれは同一
であっても異なっていてもよ＜、−ＮＲ，（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ン樹脂（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３分子量が３
００〜１４００．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１０重量部以下であると有効な高固形分化を達成す
る事が不可能であり、４０重量部以上であると、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９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０〜３０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）は焼付時ヒユーム発生
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℃１時間
１０〜２４０分、好ましくは９０〜１１０℃、９０〜１
５０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２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ク−もしくは公知の塗装
機で金属缶もしくは板に塗布し、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１％
とあるのは重量部１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■製メ
ラミン樹脂１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■製）３５部、ブチルセロソルブ３０部を混合した後
、温度１００℃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■製ベンゾグアナミン樹脂２分子量６８０）７
５部、オイルフリーアルキド樹脂アラキード７０５１　
　（荒用化学■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Ｎ１１４，２
５℃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０．２３ｍのブリキ板上に乾燥塗膜量が８０　ｍｇ
／ｄｎｆ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■製
メラミン樹脂２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分間予予備金させた透明樹
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■製ベンゾグアナミン樹脂１
分子量？７０）５８．３部、エポキシ樹脂エピコート１
００１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■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３５ＯＫ（日立化成■製ベンゾグアナ
ミン樹脂９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％ヲアクリル
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 １５Ｘ２０■のブリキ板（厚さ０．２３ｍ）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、１００℃で６０分間乾燥して有機溶
剤を蒸発させ、精秤（Ｗｂ）。更に２００℃で１０分間
乾燥後精秤（Ｗｃ）Ｌ、次式より加熱減率Ｍを算出して
ヒユームの評価基準とした。

耐加工性 デュポン衝撃試験（荷重３００　ｇ、撃芯Ａインチ。

高さ３０ｃｍ、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
へのヒユ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。

表−１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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、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、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、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、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。