JPS6359530A - 塗装用等の下地皮膜を有する成形用アルミニウム材料 - 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】 産業上の利用分野 この発明はゼリー、プリン、肉、野菜、調理済食品等の
容器やキャップあるいはドリンク、ウィスキー、ジュー
ス等の飲食品容器のキャップ等に成形して用いられる成
形用アルミニウム材料、特に樹脂塗装用や印刷用等の下
地皮膜を有する成形用アルミニウム材料に関する。

なおこの明細書において、アルミニウムの語はアルミニ
ウム合金を含む意味において用いる。

従来の技術及びその問題点 上記のような飲食品容器やキャップ等には一般に、印刷
や樹脂塗装が施されたアルミニウム材料が用いられてい
る。かかる印刷や樹脂塗装は容器やキャップの美観向上
のためにあるいは容器内容物によるアルミニウムの腐蝕
を防ぐために施されるものである。

ところがこのような印刷や樹脂塗装は従来、アルミニウ
ム基材の表面にサイズコートと呼ばれる下塗りコートを
施したのち、その上に施されるものであったため、次の
ような欠点があった。すなわち成形加工を行った際にイ
ンキや塗膜がはがれたり、成形後にゼリー、調理済食品
、ドリンク等を容器に充填したのちレトルト殺菌を行っ
た際にインキや塗膜の接着性が低下したり、あるいはま
た長期保存中に容器内容物によっても塗膜がはがれてア
ルミニウム基材が腐蝕する場合があるというような欠点
があった。

またユーザーの一部には、サイズコートを省略しアルミ
ニウム基材表面に直接印刷や樹脂塗装を施したいという
要求があるが、サイズコートを省略するとやはりインキ
や塗膜のはがれを生じるため、要求の実現は困難であっ
た。

一方上記のような欠点を解消するために、アルミニウム
基材表面に下地皮膜としてのリン酸−クロメート皮膜を
被覆形成し、該皮膜を介して樹脂塗装や印刷を施すこと
も知られているが、塗膜やインキの接着性が依然充分な
ものではなかった。またリン酸−クロメート皮膜が無機
皮膜のため表面のすべり性が悪いという欠点もあった。

また該皮膜を形成するためのクロメート処理に手間がか
かるとともに、リン酸−クロメート処理液が毒性が強い
ため作業の安全性や廃液処理等の点でも問題を有するも
のであった。

この発明は上記のような背景のもとになされたものであ
って、リン酸−クロメート皮膜にかわる新規な下地皮膜
の形成により、サイズコートを不要にするとともに、レ
トルト処理時のインキや塗膜の接着性低下防止、食品等
の長期保存中における内容物による塗膜はがれやアルミ
ニウム基材の腐食防止を図りうるのはもとより、印刷イ
ンキや塗装される樹脂との接着性に優れて成形加工時の
インキや塗膜のはがれを生じることがなく、しかも皮膜
形成時の作業性をも向上したキャップ用アルミニウム材
料の提供を目的とするものである。

問題点を解決するための手段 而してこの発明は第１図に示すように、アルミニウム基
材（１）表面に、塗装用等の下地皮膜（２）として、ジ
ルコニウム化合物、モノオレフィンまたはオレフィン重
合体、及び水酸基またはカルボキシル基を有する重合体
の混合皮膜が、ジルコニウム付着量を０．　１１部ｇ／
ｄ以上に規定された状態に被覆形成されてなることを特
徴とする塗装用等の下地皮膜を有する成形用アルミニウ
ム材料を要旨とするものである。

前記アルミニウム基材（１）は、容器やキャップ用とし
て要求される成形性その他の性質を具備するものであれ
ばその組成は特に限定されるものではない。

前記下地皮膜（２）は、ジルコニウム化合物、モノオレ
フィンまたはオレフィン重合体、及び水酸基またはカル
ボキシル基を有する重合体とが水溶液またはエマルジョ
ンの状態に混合された処理液を用いて形成されるもので
ある。ここで前記ジルコニウム化合物としては例えばア
ンモニウムジルコニウムカーボネート及びフルオロジル
コネートのアルカリ金属塩、アンモニウム塩等をあげう
る。また、モノオレフィンまたはオレフィン重合体とし
ては、エチレン、プロピレン、１−ブテン、２−ブテン
、インブチレン、１−ペンテン、２−ペンテン、２−メ
チル−１−ブテン、３メチル−１−ブテン、２−メチル
−２ブテン、１−ヘキセン、２，３−ジメチル−２−ブ
テン、１−ヘプテン、１−オクテン、１−ノネン、１−
デセン等をあげうる。なかでもエチレン、プロピレンを
用いるのが好ましい。水酸基またはカルボキシル基を存
する重合体としては、例えばポリアクリル酸、ポリビニ
ルアルコール、セルロースのヒドロキシエチルエーテル
、エチレン無水マレイン酸、ポリビニルピロリジン、ポ
リビニルメチルエーテル等があり、使用し得る分散粒子
型の重合体としてはアクリル共重合ラテックス等がある
。なかでもポリアクリル酸が好ましい。ここで上記３者
の混合割合を説明すると、モノオレフィンまたはオレフ
ィン重合体については１０〜９５部、より好ましくは６
０〜９０部とするのが良い。

モノオレフィンまたはオレフィン重合体の添加は特に皮
膜自身の成形性の向上に役立つものであるが９５部を超
えると水溶性樹脂でなくなる。

水酸基またはカルボキシル基を有する重合体については
５〜５０部、より好ましくは１０〜４０部とするのが良
い。ジルコニウム化合物（７）　割合はジルコニウムと
両型合体合計との比率がジルコニウム１に対して再重合
体０．　５〜１０部、より好ましくは１〜５部となるよ
うな値とするのが良い。また混合皮膜のアルミニウム基
材表面への被覆形成方法としてはスプレー法、浸漬法、
ロールコート法、へケ塗り法等任意の方法を採用しつる
。また被覆後の乾燥は１５〜３００℃程度の温度で行う
のが望ましい。乾燥時間は乾燥温度により異なり、例え
ば２００℃では１分程度行うのが良い。

ところでこの発明では、前記下地皮膜はジルコニウム付
着量が０．　　ＩＩｔｇ／ｄ以上に規定された状態に形
成されることを要件とする。ジルコニウムは耐食性の向
上に寄与するものであるが、０．１１ＦＱ／ｄ未満では
、その効果に乏しい。逆に多くなっても該効果の格別な
増大がないばかりか、塗膜や印刷インキとの接着性に劣
り、キャップや容器への成形時に塗膜はがれ等を生じ易
いものとなる。望ましい付着範囲は０．５〜１１００Ｉ
ＩＰ／ｒｒ？である。ジルコニウム付着量の設定は、処
理液の製作段階において前記ジルコニウム化合物とモノ
オレフィンまたはオレフィン重合体及び水酸基またはカ
ルボキシル基を有する重合体との混合比率の調整によっ
て行っても良く、あるいは処理液のアルミニウム基材へ
の塗布量の調整によって行っても良い。この場合塗布量
すなわち下地皮膜量は０．５〜５０００Ｉｔｇｌｄ程度
とするのが皮膜厚さ等の点から望ましく、好適には３〜
３００ＩＩｔｇ／ｒｔｆ程度とするのが良い。

なお容器やキャップの製作は、一般的には第２図に示す
ように、上記のようなアルミニウム材料に印刷や樹脂塗
装を施して印刷層（３）や樹脂層（４）を形成し、その
後焼付は等を施したのち、所定形状に成形することによ
り行われる。塗装用の樹脂としてはビニル系、エポキシ
系樹脂が一般に用いられている。この印刷や樹脂塗装に
際してはサイズコートはもはや不要となる。

発明の詳細 な説明したようにこの発明は、アルミニウム基材表面に
被覆形成される塗装用等の下地皮膜として、ジルコニウ
ム化合物、モノオレフィンまたはオレフィン重合体、及
び水酸基またはカルボキシル基を有する重合体の混合皮
膜を形成したものであることにより、後述の実施例の参
酌によっても明らかなように、サイズコートを省略し皮
膜表面に直接印刷や樹脂塗装を施しても、樹脂や印刷イ
ンキとの優れた接着性を保持しうるとともに熱に対して
も安定なものとなしうる。従ってキャップへの成形加工
時やレトルト殺菌処理の際において塗膜はがれ等を生じ
ることがなくなる。しかも皮膜の耐食性にも優れ、長期
保存中に容器内容物によって該皮膜が腐蝕しさらにはア
ルミニウム基材が腐蝕するような事態を防止でき、ひい
ては容器やキャップの耐食性を向上させることができる
。さらにはすべり性にも優れたものとなるとともに、ノ
ンリンス作業のため皮膜形成処理が容易であり、処理液
、水洗水の廃液処理等が不要となり、しかもクロムを使
用しないため安全性にも優れるというような効果をも有
する。

実施例 次にこの発明の実施例を比較例との対比において示す。

まず下記試料■〜■に示すキャップ用アルミニウム材料
を作製した。

■Ｚｒ０２１３％と水８７％の混合液と、エチレン８０
部とポリアクリル酸２０部からなる材料の濃度１３％水
溶液とを混合したものを原液とし、この原液を１５Ｖ／
Ｖ（％）希釈したものを処理液として用意した。そして
該処理液を、ＪＩＳ１２００及び１１００アルミニウム
合金からなる厚さ０．２３ｍｍの２枚のアルミニウム基
材の表面にゴムロールにて塗布し、次いで２００℃×１
分乾燥して下地皮膜を有する本発明アルミニウム材料を
得た。このときのジルコニウム付着量は約２５Ｉ９／ゴ
であった。

■上記■と同じアルミニウム基材を用い、このアルミニ
ウム基材の表面に、周知の方法によりリン酸−クロメー
ト皮膜を被覆形成して従来のアルミニウム材料を得た。

クロム付着量は約１１０１Ｒ／ばであった。

■上記■と同一組成、同一形状の圧延上りのアルミニウ
ム基材からなるアルミニウム材料（皮膜処理なし）を得
た。

上記により得た３種類のキャップ用アルミニウム材料に
つき次のような試験を行った。

［樹脂塗膜及び印刷インキの接着性試験］上記各アルミ
ニウム材料の表面に、黒色のアクリル系樹脂を約１０μ
ｍ厚に塗装し、２００℃×１０分間乾燥して塗膜を被覆
形成した。また同じく各アルミニウム材料の表面に黒色
アルキッド樹脂からなるインキを用いて印刷を施したの
ち１５０℃×１０分間乾燥して約２μｍ厚の印刷層を形
成した。そして樹脂塗装を施した供試材については、直
接ＪＩＳ　　Ｂ７７２９に基くエリクセン試験機を用い
た張出し加工と（１次接着性試験）、塗膜形成後９５℃
の熱水に３０分浸漬したのち、同じくエリクセン張出し
加工（２次接着性試験）とを行い、また印刷を施した供
試材については１次接着性試験のみを行って、加工後の
塗膜及び印刷インキのはがれ状態をそれぞれ目視観察し
た。その結果をＯ：”はがれが認められなかったもの、
Δ：微細なはがれが認められたもの、×：はがれの程度
が激しいもの、として第１表に示す。

［耐食性試験］ 前記３種類のアルミニウム材料につき、ＪＩＳＺ２３７
１に準じる塩水噴霧を１５０時間施した場合の表面の腐
蝕状態を調べた。その結果を○：腐蝕が認められなかっ
たもの、Δ：軽微な腐蝕が認められたもの、×：腐蝕の
程度が激しいもの、として第２表に示す。また各アルミ
ニウム材料について、９５℃以上の熱水に３０分間浸漬
した場合の表面の変色状態を調べた。

その結果を０：変色が認められなかったもの、△：軽微
な変色が認められたもの、として第１表に示す。

［以下余白］ 第２表 上記の結果から明らかなように、この発明に係るアルミ
ニウム材料は、下地皮膜がリン酸−クロメート皮膜であ
るものに較べて塗膜、印刷インキの接着性及び耐食性共
に優れたものであることがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るアルミニウム材料の拡大断面図
、第２図は第１図のアルミニウム材料に樹脂層または印
刷層を形成した状態の拡大断面図である。 （１）・・・アルミニウム基材、（２）・・・下地皮膜
、（３）印刷層、（４）・・・樹脂層。 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アルミニウム基材表面に、塗装用等の下地皮膜として、
   ジルコニウム化合物、モノオレフィンまたはオレフィン
   重合体、及び水酸基またはカルボキシル基を有する重合
   体の混合皮膜が、ジルコニウム付着量を０．１ｍｇ／ｍ
   ＾２以上に規定された状態に被覆形成されてなることを
   特徴とする塗装用等の下地皮膜を有する成形用アルミニ
   ウム材料。