KR101976917B1 - 가공을 수반하는 캔용 도료 조성물, 가공을 수반하는 캔의 제조 방법, 및 가공을 수반하는 캔 - Google Patents

Abstract

본 발명의 가공을 수반하는 캔용 도료 조성물은, 유리 전이 온도가 35 ∼ 60 ℃ 인 폴리에스테르 수지와, 아미노 수지와, 에폭시 수지를 함유하는 것을 특징으로 한다.

Description

가공을 수반하는 캔용 도료 조성물, 가공을 수반하는 캔의 제조 방법, 및 가공을 수반하는 캔{COATING COMPOSITION FOR CAN TO BE FORMED, METHOD FOR MANUFACTURING CAN TO BE FORMED AND CAN TO BE FORMED}

본 발명은, 가공을 수반하는 캔용 도료 조성물, 가공을 수반하는 캔의 제조 방법, 및 가공을 수반하는 캔에 관한 것이다.

최근, 음료 등의 판매용으로서, 보틀캔 등의 나사식 캔의 수요가 높아지고 있다. 나사식 캔에서는, 캡이 자유롭게 착탈될 수 있도록 장착되어 있기 때문에, 한 번 개전 (開栓) 한 후에도, 캡을 닫음으로써, 보틀캔 내의 내용물을 밀폐 상태로 유지할 수 있다. 그 때문에, 자동 판매기용 음료 등을 중심으로, 보틀캔이 이용되고 있다.

보틀캔의 제조 공정에서는, 금속 판재로부터 통상 (筒狀) 의 캔체가 성형된 후, 캔체의 외면 도장 및 내면 도장이 실시된다. 외면 도장에서는, 통상, 사이즈 도료에 의한 하지 도장이 실시되고, 하지 도장의 베이킹·건조 후, 인쇄, 외면 마무리 도장, 및 보텀 림 도장이 실시된다. 보텀 림 도장 후에는, 인쇄, 외면 마무리 도장, 및 보텀 림 도장의 베이킹·건조가 동시에 실시된다. 외면 도장 후에는, 내면 도장과 내면 도장의 건조·베이킹이 실시된다. 보틀캔은, 외주에 나사부를 구비한 구금부를 갖는데, 구금부의 성형은, 도장 공정 후에 실시된다. 구금부 성형 후에는, 보틀캔의 세정이 실시된 후, 이물질, 오염, 흠집, 주름 등의 유무가 검사되고, 불량으로 판정된 것은 제거된다.

보틀캔에 있어서의 구금부의 성형 공정에 있어서는, 넥 가공이나 나사 가공 등의 도막에 대한 부하가 높은 가공이 실시된다. 도장 공정에 의해 보틀캔 외면에 형성되는 도막은, 이와 같은 후가공에 견딜 필요가 있기 때문에, 성형성이 양호한, 부드러운 도막이 선택되는 경우가 많다.

도장 후의 드로잉 가공 등에 견딜 수 있는 도료 조성물로서, 예를 들어, 특허문헌 1 에는, 드로잉 가공캔용 상도 (上塗) 외면 도료 조성물이 기재되어 있다. 특허문헌 1 에는, 특정한 수평균 분자량을 갖는 폴리에스테르 수지와, 아미노 수지를 함유하는 도료 조성물이 기재되어 있다.

일본 공개특허공보 2006-137846호

그러나, 상기 종래의 보틀캔의 도장 방법에 있어서는, 하기의 과제를 가지고 있었다.

부드러운 도막에서는, 음료 등의 내용물 충전 후의 고온 처리 (레토르트 처리) 에 대한 내구성이 낮고, 수송시에 흠집이 발생하기 쉽다. 또, 부드러운 도막에서는, 보틀캔의 캡을 개전할 때에, 개전 토크가 높아진다는 문제도 있었다.

본 발명은, 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 흠집 내성이 높은 도막을 형성할 수 있는, 가공을 수반하는 캔용 도료 조성물, 당해 도료 조성물을 사용한 가공을 수반하는 캔의 제조 방법, 및 가공을 수반하는 캔을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명의 제 1 양태는, 유리 전이 온도가 35 ∼ 60 ℃ 인 폴리에스테르 수지와, 아미노 수지와, 에폭시 수지를 함유하는 것을 특징으로 하는, 가공을 수반하는 캔용 도료 조성물이다.

본 명세서에 있어서, 「가공을 수반하는 캔」이란, 통상의 캔체가 성형된 후, 캔체에 대해 다이 넥 가공, 스핀 플로 넥 가공, 넥 가공, 스커트 가공, 나사 가공, 컬/스로틀 가공 등의 어떠한 가공이 실시되는 캔을 말한다. 바람직한 양태에 있어서, 상기 가공은 나사 가공을 포함한다.

제 1 양태의 도료 조성물은, 종래의 가공을 수반하는 캔용 도료 조성물보다 단단한 도막을 형성한다. 그 때문에, 도장 공정 후의 가공에 있어서, 도막에는 마이크로 크랙이 발생한다. 그리고, 이 마이크로 크랙에 의해 가공시의 응력이 분산되기 때문에, 도막에 큰 균열이나 주름 등이 발생하는 경우가 없다. 또, 도장 공정 후의 가공에 있어서 도막에 발생한 마이크로 크랙은, 열처리에 의해 평활 상태로 수복할 수 있다. 열처리 후의 도막은, 종래의 보틀캔용 도료 조성물보다 단단한 도막에 의해 형성되어 있으므로, 흠집이 나기 어렵고, 캡 개전시의 개전 토크도 낮은 상태로 유지된다.

바람직한 양태에 있어서, 제 1 양태의 도료 조성물이 적용되는 캔은, 나사식 캔이다.

본 발명의 제 2 양태는, 일방이 개구된 바닥이 있는 통상의 캔체를 성형하는 공정과, 상기 캔체의 표면에, 제 1 양태의 도료 조성물로 이루어지는 도막층을 형성하는 공정과, 상기 도막층 형성 후의 캔체의 개구 단부 (端部) 에 가공을 실시함과 함께, 상기 도막층에 마이크로 크랙을 발생시키는 공정과, 상기 가공을 실시한 캔체에, 상기 도료 조성물에 함유되는 폴리에스테르 수지의 유리 전이 온도 이상의 온도 조건에서, 열처리를 실시하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 가공을 수반하는 캔의 제조 방법이다.

제 2 양태의 제조 방법에서는, 제 1 양태의 도료 조성물로 이루어지는 도막층 형성 후에, 캔체의 개구 단부에 가공을 실시함으로써, 상기 도막층에 마이크로 크랙이 발생한다. 이로써, 가공에 있어서의 응력이 분산되기 때문에, 단단한 도막이어도 가공성이 저해되는 일이 없다. 상기 마이크로 크랙은, 가공 후에, 제 1 양태의 도료 조성물에 함유되는 폴리에스테르 수지의 유리 전이 온도 이상의 온도 조건에서 열처리를 실시함으로써, 평활 상태로 수복된다.

또, 제 2 양태의 제조 방법에서는, 사이즈 도료에 의한 도장 공정을 포함할 필요는 없다. 사이즈 도료는, 금속의 표면에 얇게 유기막을 형성함으로써, 금속과 상도 도료 사이에 강고한 밀착성을 부여하여, 도장 공정 후의 가공에 있어서의 가공성을 향상시키는 역할을 갖는 하지 도료이다. 본 발명의 제 2 양태에 있어서는, 후가공시에 도막에 마이크로 크랙이 발생하기 때문에, 이로써 가공시의 응력이 분산된다. 그 때문에, 사이즈 도료를 사용하지 않아도, 가공성이 저해되는 일은 없다.

제 2 양태의 제조 방법에 있어서, 캔체의 개구 단부에 실시되는 가공은, 외주에 나사부를 구비한 구금부를 성형하기 위한 가공인 것이 바람직하다.

본 발명의 제 3 양태는, 제 1 양태의 도료 조성물로 이루어지는 도막층을 갖는 것을 특징으로 하는, 가공을 수반하는 캔이다.

제 3 양태의 가공을 수반하는 캔이 갖는 도막은, 종래의 가공을 수반하는 캔의 도막보다 단단하기 때문에, 수송 등에 있어서도 흠집이 나기 어렵다.

제 1 양태의 도료 조성물로 이루어지는 도막은, 사이즈 도료에 의한 도막층이 없어도, 가공성이 저해되지 않으므로, 본 발명의 제 3 양태에 있어서, 가공을 수반하는 캔은, 사이즈 도료로 이루어지는 도막층을 가질 필요는 없다.

바람직한 양태에 있어서, 제 3 양태의 캔은 나사식 캔이다.

본 발명에 의하면, 흠집 내성이 높은 도막을 형성할 수 있는, 가공을 수반하는 캔용 도료 조성물, 당해 도료 조성물을 사용한 가공을 수반하는 캔의 제조 방법, 및 가공을 수반하는 캔이 제공된다.

도 1 은 본 발명의 1 실시형태에 관련된 도료 조성물을 사용하여 형성한 도막에 발생한 마이크로 크랙의 일례이다.

[도료 조성물]

본 발명의 제 1 양태는, 유리 전이 온도 (Tg) 가 35 ∼ 60 ℃ 인 폴리에스테르 수지와, 아미노 수지와, 에폭시 수지를 함유하는 것을 특징으로 하는, 가공을 수반하는 캔용 도료 조성물이다.

제 1 양태의 도료 조성물이 함유하는 폴리에스테르 수지는, Tg 가 35 ∼ 60 ℃ 인 것을 특징으로 한다. 폴리에스테르 수지의 Tg 를 35 ℃ 이상으로 함으로써, 도장 공정 후의 구금부 가공시에, 도막에 마이크로 크랙이 발생한다. 본 명세서에 있어서, 마이크로 크랙이란, 도막에 형성되는 미세한 균열 (크랙) 을 말한다.

폴리에스테르 수지의 Tg 를 60 ℃ 이하로 함으로써, 후술하는 열처리에 의해, 마이크로 크랙을 평활 상태로 수복할 수 있다. 또한, 폴리에스테르 수지의 Tg 를 35 ∼ 60 ℃ 로 함으로써, 본 양태의 도료 조성물에 의해 형성되는 도막은, 가공성이 양호하고, 또한 흠집 내성이 높은, 적당한 경도를 유지할 수 있다. 또, 핫 음료를 제공하기 위해서, 보틀캔을 가온한 경우에도, 캡 개전시의 개전 토크를 낮은 상태로 유지할 수 있다.

폴리에스테르 수지의 Tg 는, 35 ∼ 60 ℃ 의 범위이면 특별히 한정되지 않지만, 흠집 내성이나 개전 토크의 관점에서는, 40 ℃ 이상인 것이 바람직하다. 예를 들어, 40 ∼ 60 ℃ 인 것이 바람직하고, 45 ∼ 60 ℃ 인 것이 보다 바람직하고, 50 ∼ 60 ℃ 인 것이 더욱 바람직하다.

폴리에스테르 수지의 Tg 는, 열기계 분석법 (TMA 법) 등에 의해 측정할 수 있다. TMA 법은, 물질의 온도를 일정한 프로그램에 따라 변화시키면서, 압축, 인장 등의 비진동적인 하중을 가해 그 물질의 변형을 온도 또는 시간의 함수로서 측정하는 방법이다. TMA 법에 의한 Tg 의 측정은, 시판되는 열기계 분석 장치를 사용하여 실시할 수 있고, 예를 들어, NETZSCH 사 제조의 열기계 분석 장치 TMA4010SE 등을 사용할 수 있다.

폴리에스테르 수지의 수평균 분자량은, Tg 가 35 ∼ 60 ℃ 의 범위인 한 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 3200 ∼ 5200 의 범위로 할 수 있다. 이 범위이면, 도막에 적당한 경도를 부여할 수 있다. 폴리에스테르 수지의 수평균 분자량의 범위로는, 4000 ∼ 5200, 또는 4500 ∼ 5200 을 예시할 수도 있다.

본 발명의 제 1 양태에 있어서, 폴리에스테르 수지의 종류는, Tg 가 35 ∼ 60 ℃ 의 범위인 한 특별히 제한되지 않는다. 시판되는 것을 사용해도 되고, 임의의 다가 카르복실산과 다가 알코올을 선택하여 중축합 반응을 실시함으로써 합성해도 된다.

폴리에스테르 수지의 원료로서 사용하는 다가 카르복실산 및 다가 알코올은, 특별히 한정되지 않고, 분기 사슬상인 것이어도 직사슬상인 것이어도 되는데, 직사슬상인 것이 바람직하다. 다가 카르복실산으로는, 방향족 디카르복실산, 지환식 디카르복실산, 및 지방족 디카르복실산을 예시할 수 있다. 방향족 디카르복실산으로는, 예를 들어, 테레프탈산, 이소프탈산, 오르토프탈산, 2,6-나프탈렌디카르복실산, 5-나트륨술포이소프탈산, 무수 프탈산 등을 들 수 있다. 또, 지환식 디카르복실산으로는, 예를 들어, 테트라하이드로 무수 프탈산, 헥사하이드로 무수 프탈산, 1,4-시클로헥산디카르복실산 등을 들 수 있다. 지방족 디카르복실산으로는, 예를 들어, (무수) 숙신산, 푸마르산, (무수) 말레산, 아디프산, 세바크산, 아젤라산, 하이믹산 등을 들 수 있다. 또, 3 가 이상의 다가 카르복실산으로는, (무수) 트리멜리트산, (무수) 피로멜리트산 등을 들 수 있다.

폴리에스테르 수지의 원료로서 사용하는 다가 알코올로는, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 네오펜틸글리콜, 1,2-프로판디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 2-n-부틸-2-에틸-1,3-프로판디올, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올, 2-에틸-1,3-헥산디올, 2-디에틸-1,3-프로판디올, 1,9-노난디올, 2-메틸-1,8-옥탄디올, 1,4-시클로헥산디메탄올, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 비스페놀 A 혹은 비스페놀 F 에 에틸렌옥사이드나 프로필렌옥사이드를 부가한 것, 자일렌글리콜, 수소 첨가 비스페놀 A 등의 지방족 2 가 알코올을 들 수 있다. 또, 3 가 이상의 다가 알코올로는, 트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판, 글리세린, 펜타에리트리톨 등을 들 수 있다.

폴리에스테르 수지의 바람직한 구체예로는, 다가 카르복실산으로서 테레프탈산 및 2,6-나프탈렌디카르복실산, 다가 알코올로서 에틸렌글리콜 및 프로필렌글리콜을 조합한 것 등을 들 수 있다.

본 양태의 도료 조성물이 함유하는 아미노 수지는, 특별히 한정되지 않고, 도료용으로 일반적으로 사용되는 것을 특별히 제한 없이 사용할 수 있다. 아미노 수지로는, 예를 들어, 우레아, 멜라민, 벤조구아나민, 아세토구아나민, 스테로구아나민, 스피로구아나민, 디시안디아미드 등의 아미노 성분과, 포름알데히드, 파라포름알데히드, 아세트알데히드, 벤즈알데히드 등의 알데히드 성분의 반응에 의해 얻어지는 메틸올화 아미노 수지를 들 수 있다. 이들 메틸올화 아미노 수지 중, 바람직한 예로는, 멜라민 또는 벤조구아나민을 사용한 아미노 수지를 들 수 있다. 이들 아미노 수지는, 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용하여 사용해도 된다.

또, 아미노 수지는 시판되는 것을 사용할 수도 있다. 사용 가능한 아미노 수지의 시판품으로는, 히타치 화성 주식회사의 메란 시리즈 등을 들 수 있다.

본 양태의 도료 조성물이 함유하는 에폭시 수지는, 특별히 한정되지 않고, 도료용으로 일반적으로 사용되는 것을 특별히 제한 없이 사용할 수 있다. 에폭시 수지로는, 예를 들어, 비스페놀형 에폭시 수지 및 노볼락형 에폭시 수지, 그리고 상기 에폭시 수지 중의 에폭시기 또는 수산기에 각종 변성제를 반응시킨 변성 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 비스페놀형 에폭시 수지로는, 예를 들어, 비스(4-하이드록시페닐)메탄[비스페놀 F], 1,1-비스(4-하이드록시페닐)에탄, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판[비스페놀 A], 2,2-비스(4-하이드록시페닐)부탄[비스페놀 B], 비스(4-하이드록시페닐)-1,1-이소부탄, 비스(4-하이드록시-tert-부틸-페닐)-2,2-프로판, p-(4-하이드록시페닐)페놀, 옥시비스(4-하이드록시페닐), 술포닐비스(4-하이드록시페닐), 4,4'-디하이드록시벤조페논, 비스(2-하이드록시나프틸)메탄 등을 비스페놀로서 사용한 것을 들 수 있다. 비스페놀은, 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용하여 사용해도 된다.

또, 노볼락형 에폭시 수지로는, 예를 들어, 페놀노볼락형 에폭시 수지, 크레졸노볼락형 에폭시 수지, 및 분자 내에 다수의 에폭시기를 갖는 페놀글리옥살형 에폭시 수지 등을 들 수 있다.

변성 에폭시 수지로는, 상기 비스페놀형 에폭시 수지 또는 노볼락형 에폭시 수지에, 예를 들어, 건성유 지방산을 반응시킨 에폭시에스테르 수지, 아크릴산 또는 메타크릴산 등을 함유하는 중합성 불포화 모노머 성분을 반응시킨 에폭시아크릴레이트 수지, 이소시아네이트 화합물을 반응시킨 우레탄 변성 에폭시 수지, 상기 비스페놀형 에폭시 수지, 노볼락형 에폭시 수지 또는 상기 각종 변성 에폭시 수지 중의 에폭시기에 아민 화합물을 반응시켜, 아미노기 또는 4 급 암모늄염을 도입한 아민 변성 에폭시 수지 등을 들 수 있다.

에폭시 수지는 시판되는 것을 사용할 수도 있다. 사용 가능한 에폭시 수지의 시판품으로는, 미츠비시 화학 주식회사의 jER (등록상표) 시리즈 등을 들 수 있다.

본 양태의 도료 조성물에 있어서, 상기 폴리에스테르 수지의 함유량은, 도료 조성물 중의 전체 수지 성분의 합계 질량을 100 질량％ 로 했을 때, 50 ∼ 80 질량％ 정도로 할 수 있다. 이 범위이면, 도막에 적당한 경도를 부여할 수 있다. 폴리에스테르 수지의 함유량은, 전체 수지 성분의 합계 질량에 대해, 60 ∼ 75 질량％ 정도인 것이 바람직하고, 60 ∼ 70 질량％ 정도인 것이 보다 바람직하다.

또, 본 양태의 도료 조성물에 있어서, 아미노 수지와 에폭시 수지의 함유량은, 특별히 한정되지 않지만, 도료 조성물 중의 전체 수지 성분의 합계 질량을 100 질량％ 로 했을 때, 예를 들어, 아미노 수지를 5 ∼ 40 질량％ 정도, 에폭시 수지를 1 ∼ 30 질량％ 정도로 할 수 있다. 아미노 수지의 함유량은, 25 ∼ 30 질량％ 정도인 것이 바람직하고, 에폭시 수지의 함유량은, 4 ∼ 10 질량％ 정도인 것이 바람직하다.

또한, 본 양태의 도료 조성물에 있어서, 폴리에스테르 수지, 아미노 수지, 및 에폭시 수지를 합한 수지 성분량은, 도료 조성물 전체에 대해, 예를 들어, 30 ∼ 70 질량％ 정도, 바람직하게는 40 ∼ 60 질량％ 정도로 할 수 있다.

본 양태의 도료 조성물은, 상기 폴리에스테르 수지, 아미노 수지, 및 에폭시 수지 외에, 이들 수지 성분을 용해하기 위한 용제나 각종 첨가제 등을 함유할 수 있다.

수지 성분을 용해하기 위한 용제는, 수지 성분을 용해 가능한 것이면, 특별히 제한 없이 사용할 수 있다. 용제는, 예를 들어, 방향족 탄화수소계 용제, 지방족 탄화수소계 용제, 에스테르계 용제, 에테르계 용제, 알코올계 용제, 케톤계 용제, 셀로솔브계 용제 등이어도 된다. 방향족 탄화수소계 용제로는, 예를 들어, 톨루엔, 자일렌, 소르벳소 100, 소르벳소 150 등을 들 수 있다. 지방족 탄화수소계 용제로는, 예를 들어, 헥산, 헵탄, 옥탄, 데칸 등을 들 수 있다. 에스테르계 용제로는, 예를 들어, 아세트산메틸, 아세트산에틸, 아세트산이소프로필, 아세트산부틸, 아세트산아밀, 포름산에틸, 프로피온산부틸, 셀로솔브아세테이트 등을 들 수 있다. 에테르계 용제로는, 예를 들어, 디옥산, 디에틸에테르, 테트라하이드로푸란 등을 들 수 있다. 알코올계 용제로는, 예를 들어, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 2-에틸헥사놀, 에틸렌글리콜 등을 들 수 있다. 케톤계 용제로는, 예를 들어, 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논 등을 들 수 있다. 셀로솔브계 용제로는, 예를 들어, 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 부틸카르비톨 등을 들 수 있다. 이들 용제는, 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용하여 사용해도 된다.

용제의 바람직한 구체예로는, 예를 들어, 방향족 탄화수소계 용제, 알코올계 용제, 셀로솔브계 용제, 및 이들 2 종 이상을 혼합한 혼합 용제 등을 들 수 있다.

보다 구체적으로는, 부틸카르비톨, 부틸셀로솔브, 소르벳소 100, 소르벳소 150, 및 노르말부탄올의 혼합 용제를 예시할 수 있다. 이들 용제의 혼합 비율로는, 용제 전체를 100 질량％ 로 한 경우, 예를 들어, 부틸카르비톨을 1 ∼ 3 질량％, 부틸셀루솔브를 15 ∼ 50 질량％, 소르벳소 100 을 5 ∼ 50 질량％, 소르벳소 150 을 15 ∼ 60 질량％, 노르말부탄올을 2 ∼ 10 질량％ 로 해도 된다.

본 양태의 도료 조성물에 함유시킬 수 있는 첨가제는, 특별히 한정되지 않고, 도료용으로 일반적으로 사용되는 첨가제를 특별히 제한 없이 사용할 수 있다. 첨가제로는, 예를 들어, 윤활성 부여제나 경화 촉진제 등을 들 수 있다.

윤활성 부여제는, 왁스계인 것이어도 실리콘계인 것이어도 되고, 왁스계인 것과 실리콘계인 것을 병용해도 된다. 왁스계의 윤활성 부여제는, 천연 왁스와 합성 왁스 중 어느 것이어도 된다. 천연 왁스로는, 예를 들어, 라놀린, 밀랍, 경랍 등의 동물계 왁스, 카르나우바 왁스, 칸데릴라 왁스, 라이스 왁스 등의 식물계 왁스, 파라핀 왁스, 마이크로 크리스탈린 왁스, 몬탄 왁스 등의 광물계 왁스 등을 들 수 있다. 또, 합성 왁스로는, 폴리올레핀계 왁스, 실리콘계 왁스, 불소계 왁스, 및 폴리올 화합물과 지방산의 에스테르화물 등을 들 수 있다.

또, 실리콘계의 윤활성 부여제로는, 디메틸폴리실록산 및 그 변성물 등을 예시할 수 있다. 디메틸폴리실록산의 변성물을 사용하는 경우, 변성제로는, 예를 들어, 에틸렌옥사이드, 프로필렌옥사이드, 에폭시, 아민 등을 사용할 수 있다.

바람직한 윤활 부여제로는, 실리콘계 윤활 부여제, 폴리에틸렌 등의 폴리올레핀계 왁스, 불소계 왁스, 카르나우바 왁스, 마이크로 크리스탈린 왁스, 라놀린 왁스 등을 예시할 수 있다. 이들 윤활 부여제의 첨가량은 특별히 한정되지 않고, 임의의 첨가량으로 할 수 있다. 윤활 부여제의 첨가량의 구체예로는, 예를 들어, 도료 조성물 중의 수지 성분 전체의 합계 질량 (100 질량부) 에 대해, 라놀린 0.1 ∼ 0.3 질량부, 폴리에틸렌 0.4 ∼ 0.8 질량부, 불소 0.1 질량부, 마이크로 크리스탈린 0.2 ∼ 0.6 질량부, 실리콘 0.05 ∼ 0.15 질량부 등을 들 수 있다.

경화 촉진제로는, 예를 들어, p-톨루엔술폰산, 도데실벤젠술폰산, 디노닐나프탈렌디술폰산, 인산 등의 산 촉매, 및 상기 산 촉매를 아민 블록한 것 등을 들 수 있다.

본 양태의 도료 조성물은, 상기 폴리에스테르 수지, 아미노 수지, 및 에폭시 수지를 용제에 용해하고, 적절히 각종 첨가제를 첨가하여 혼합함으로써 조제할 수 있다.

본 양태의 도료 조성물은, 가공을 수반하는 캔의 도장에 사용할 수 있다. 본 양태의 도료 조성물은, 가공에 의한 도막에 대한 부하가 높은, 나사식 캔의 도장에 특히 적합하다. 또, 본 양태의 도료 조성물은, 외면 마무리 도장시의 상도 외면 도료 조성물로서 바람직하다.

본 양태의 도료 조성물에 의해 도막이 형성된 캔을 가공한 경우, 가공에 의해 도막에 가해지는 부하에 의해, 도막에 마이크로 크랙이 발생한다. 이 마이크로 크랙에 의해, 가공시의 응력이 분산되기 때문에, 도막에 큰 균열이나 주름 등이 발생하는 일이 없다. 또한, 도막에 발생한 마이크로 크랙은, 본 양태의 도료 조성물에 함유되는 폴리에스테르 수지의 유리 전이 온도 이상의 온도 조건에서, 열처리를 실시함으로써 평활화할 수 있다.

또, 본 양태의 도료 조성물은, 통상적인 가공을 수반하는 캔용 도료 조성물과 비교하여 단단한 도막을 형성하기 때문에, 도막의 흠집 내성이 높고, 수송 등에 있어서도 도막에 흠집이 나기 어렵다. 또, 본 양태의 도료 조성물에 의해 형성된 도막은, 음료 등의 내용물 충전 후의 고온 처리에 대한 내성도 높다. 또한, 본 양태의 도료 조성물을 나사식 캔에 적용한 경우에는, 캡 개전시의 개전 토크를 낮은 상태로 유지할 수 있다.

[가공을 수반하는 캔의 제조 방법]

본 발명의 제 2 양태는, 일방이 개구된 바닥이 있는 통상의 캔체를 성형하는 공정 (이하, 「행정 (a)」라고 한다.) 과, 상기 캔체의 표면에, 제 1 양태의 도료 조성물로 이루어지는 도막층을 형성하는 공정 (이하, 「행정 (b)」라고 한다.) 과, 상기 도막층 형성 후의 캔체의 개구 단부에 가공을 실시함과 함께, 상기 도막층에 마이크로 크랙을 발생시키는 공정 (이하, 「공정 (c)」라고 한다.) 과, 상기 가공을 실시한 캔체에, 상기 도료 조성물에 함유되는 폴리에스테르 수지의 유리 전이 온도 이상의 온도 조건에서 열처리를 실시하는 공정 (이하, 「공정 (d)」라고 한다.) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 가공을 수반하는 캔의 제조 방법이다.

가공을 수반하는 캔의 일반적인 제조 공정에 있어서는, 먼저 알루미늄 등의 금속 판재를 타발하여 드로잉 가공하고, 비교적 대직경이며 얕은 컵을 성형한다. 그 후, 이 컵에 재드로잉 가공 및 아이어닝 가공을 더하여, 일방이 개구된 바닥이 있는 통상의 캔체를 성형한다. 다음으로, 캔체의 외표면에, 사이즈 도료에 의한 하지 도장을 실시하고, 하지의 베이킹·건조를 실시한다. 그 후, 잉크에 의한 인쇄, 외면 상도 도료에 의한 외면 마무리 도장, 보텀 림 도장을 실시하고, 도막의 베이킹·건조를 실시한다. 이어서, 캔체의 내면 도장을 실시하고, 도막의 베이킹을 실시한다. 그 후, 캔체의 개구 단부에 가공을 실시하고, 원하는 형상으로 성형한다. 예를 들어, 나사식 캔을 제조하는 경우에는, 외주에 나사부를 구비한 구금부를 성형하기 위한 가공을 실시한다. 또한, 세정 공정을 거친 후에, 내면 및 외면의 검사가 실시되어, 최종적인 제품이 된다.

이하, 본 양태의 제조 방법의 각 공정에 대해 설명한다.

공정 (a) 는, 일방이 개구된 바닥이 있는 통상의 캔체를 성형하는 공정이다.

본 공정에 있어서는, 알루미늄 등의 금속 판재로부터, 일방이 개구된 바닥이 있는 통상의 캔체를 성형한다. 캔체의 성형 방법은, 특별히 한정되지 않고, 캔의 제조에 일반적으로 사용되는 방법으로 실시하면 된다. 이하에 일례를 나타내는데, 캔체 성형 방법은 이것에 한정되지 않는다.

먼저, 금속 판재로부터 소정의 크기의 원형상판을 타발하고, 원형상의 금속 원판을 형성한다. 다음으로, 금속 원판에 드로잉 가공을 실시하고, 비교적 대직경인 얕은 컵을 성형한다. 또한, 재드로잉 가공, 아이어닝 가공 등에 의해, 소정의 높이의 바닥이 있는 통상체를 형성한다. 당해 바닥이 있는 통상체의 통 바닥을 보텀 성형에 의해 소정 형상으로 성형하고, 트리밍 가공에 의해 소정의 높이로 트리밍하여, 바닥이 있는 통상의 캔체를 성형한다. 또한, 성형된 캔체의 표면을, 내면 도장 및 외면 도장에 적합한 상태로 하기 위해서, 캔체 표면의 세정을 실시해도 된다. 캔체의 세정은, 캔체 표면에 부착된 유지 성분, 스멋, 알루미늄 분말, 오염 성분 등을 제거하는 탈지 처리 공정, 캔체 표면에 화성 피막을 형성시키는 화성 처리 공정, 형성시킨 화성 피막을 경화시키고, 캔체를 건조시키는 건조 처리 공정 등의 공정을 포함할 수 있다.

공정 (b) 는, 상기 캔체의 표면에, 제 1 양태의 도료 조성물로 이루어지는 도막층을 형성하는 공정이다.

본 공정에 있어서는, 성형한 바닥이 있는 통상의 캔체의 표면에, 제 1 양태의 도료 조성물로 이루어지는 도막층을 형성한다. 제 1 양태의 도료 조성물로 이루어지는 도막층의 형성은, 캔체의 외면 도장 공정 및 내면 도장 공정 중 어느 것으로 실시해도 되는데, 외면 도장 공정에 있어서 실시하는 것이 바람직하고, 외면 마무리 도장시에 실시하는 것이 보다 바람직하다. 바람직한 예에서는, 외면 마무리 도장시의 상도 외면 도료로서, 제 1 양태의 도료 조성물을 사용한다.

제 1 양태의 도료 조성물로 이루어지는 도막층의 형성 방법은, 특별히 한정되지 않고, 캔체에 있어서의 도막의 형성에 일반적으로 사용되는 방법을 사용할 수 있다. 일반적으로는, 제 1 양태의 도료 조성물을 캔체에 도포한 후, 도막의 베이킹·건조를 실시한다.

제 1 양태의 도료 조성물의 캔체에 대한 도포 방법은, 특별히 한정되지 않고, 일반적으로 사용되는 방법으로 실시하면 된다. 예를 들어, 외면 마무리 도장이면, 롤 도장을 사용할 수 있고, 내면 도장이면, 스프레이 도장을 사용할 수 있다.

제 1 양태의 도료 조성물을 캔체에 도포한 후에는, 통상적인 방법으로, 도막의 건조 및 베이킹을 실시하면 된다. 예를 들어, 건조 및 베이킹은, 핀 오븐 등을 사용하여 실시할 수 있다. 핀 오븐의 설정 온도로는, 180 ∼ 280 ℃, 바람직하게는 200 ∼ 260 ℃, 보다 바람직하게는 220 ∼ 240 ℃ 를 들 수 있다. 또, 설정 시간으로는, 30 ∼ 200 초, 바람직하게는 45 ∼ 120 초, 보다 바람직하게는 60 ∼ 90 초를 들 수 있다. 건조 중인, 캔체 표면 온도의 피크값이, 190 ∼ 230 ℃ 정도가 되도록 하는 것이 바람직하고, 당해 피크 온도의 지속 시간이 60 초 이하, 예를 들어 20 ∼ 60 초 정도가 되도록 하는 것이 바람직하다.

또, 상기와 같은 조건에서 1 차 건조를 실시한 후, 2 차 건조를 실시하도록 해도 된다. 2 차 건조의 설정 온도로는, 160 ∼ 260 ℃, 바람직하게는 180 ∼ 240 ℃, 보다 바람직하게는 195 ∼ 225 ℃ 를 들 수 있다. 또 설정 시간으로는, 40 ∼ 300 초, 바람직하게는 50 ∼ 200 초, 보다 바람직하게는 60 ∼ 150 초를 들 수 있다. 2 차 건조 중인, 캔체 표면 온도의 피크값이, 190 ∼ 230 ℃ 정도가 되도록 하는 것이 바람직하고, 당해 피크 온도의 지속 기간이 60 초 이상, 예를 들어 60 ∼ 100 초 정도가 되도록 하는 것이 바람직하다.

제 1 양태의 도료 조성물을 상도 외면 도료로서 사용한 경우, 2 차 건조는, 내면 도장의 건조 및 베이킹과 동시에 실시하도록 해도 된다. 이 경우, 2 차 건조에는, 예를 들어, 인사이드 베이크 오븐 등을 사용할 수 있다.

건조 및 베이킹 후의, 제 1 양태의 도료 조성물로 이루어지는 도막층의 두께는, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 도막층이, 상도 외면 도막층으로서 존재하는 경우에는, 1 ∼ 10 ㎛ 정도, 바람직하게는 2 ∼ 7 ㎛ 정도, 보다 바람직하게는 3 ∼ 6 ㎛ 정도의 막두께가 되도록, 도막층의 형성을 실시할 수 있다.

또한, 일반적인 가공을 수반하는 캔의 제조 공정에 있어서는, 인쇄 및 외면 마무리 도장 전에, 사이즈 도료에 의한 하지 도장이 실시된다. 하지 도장은, 잉크나 상도 외면 도료의 캔체에 대한 밀착성을 높이고, 후가공에 있어서의 가공성을 향상시키기 위해서 실시되는 것이다.

본 공정에 있어서는, 사이즈 도료에 의한 하지 도장은, 실시해도 되고, 실시하지 않아도 된다.

본 양태의 제조 방법에서는, 후술하는 공정 (c) 의 가공 공정에 있어서, 도막층에 마이크로 크랙이 발생하고, 당해 마이크로 크랙에 의해, 가공시의 응력이 분산된다. 그 때문에, 사이즈 도료에 의한 하지 도장이 없어도 가공성이 저해되는 일이 없다. 따라서, 사이즈 도료에 의한 도장 공정을 포함하지 않는 것으로 할 수 있다.

또한, 사이즈 도료에 의한 하지 도장을 실시하는 경우에는, 제 1 양태의 도료 조성물에 의한 도장을 실시하기 전에, 사이즈 도료에 의한 하지 도장을 실시할 수 있다. 이 경우, 사이즈 도료에는, 캔의 하지 도장에 일반적으로 사용되는 사이즈 도료를 사용하면 되고, 일반적으로 사용되는 방법으로 하지 도장을 실시하면 된다.

공정 (c) 는, 도막층 형성 후의 캔체의 개구 단부에 가공을 실시함과 함께, 상기 도막층에 마이크로 크랙을 발생시키는 공정이다.

본 공정에 있어서는, 도막층이 형성된 후의 캔체에 대해, 개구 단부에 가공을 실시한다. 가공은, 캔체의 개구 단부를 소정 형상으로 하기 위해서 실시되고, 가공 방법은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 가공은, 다이 넥 가공, 스핀 플로 넥 가공, 넥 가공, 스커트 가공, 나사 가공, 컬/스로틀 가공 등을 포함할 수 있다. 일례로서, 나사식 캔을 제조하는 경우에는, 캔체의 개구 단부에, 외주에 나사부를 구비한 구금부를 형성하기 위한 가공을 실시한다. 구금부의 성형 가공 방법은, 특별히 한정되지 않지만, 넥 가공, 스커트 가공, 나사 가공, 컬/스로틀 가공 등을 포함할 수 있다. 이들 가공 방법은, 나사식 캔의 제조에 있어서, 일반적으로 사용되는 방법을 이용하면 된다.

본 공정에 있어서는, 캔체의 개구 단부의 가공시에, 제 1 양태의 도료 조성물로 이루어지는 도막층에 마이크로 크랙이 발생한다. 이 마이크로 크랙은, 캔체의 개구 단부의 가공시에, 도막층에 가해지는 응력에 의해 발생하는 것이다. 종래의 가공을 수반하는 캔의 제조 방법에 있어서는, 도장 공정 후의 가공시에, 도막층에 크랙이 발생하는 것은 피할 수 있었다. 그러나, 본 양태의 제조 방법에서는, 굳이 가공시에 마이크로 크랙이 발생하는 도막을 형성하고, 가공시에 도막에 가해지는 응력을 분산시키는 점에 특징을 갖는다. 또한, 도막에 발생한 마이크로 크랙은, 후술하는 열처리 공정에 있어서 평활 상태로 수복된다.

또한, 본 공정에 있어서, 도막층에 발생하는 마이크로 크랙의 사이즈는 특별히 한정되지 않고, 후술하는 공정 (d) 의 열처리 공정에 있어서 평활화되는 사이즈이면 된다. 그러한 사이즈로는, 예를 들어, 길이 방향이 10 ∼ 1000 ㎚ 정도를 들 수 있다. 도막층에 마이크로 크랙이 존재하면, 도막층이 흰 빛을 띠는 것처럼 시인된다. 그 때문에, 도막층이 흰 빛을 띠어 시인된 경우에는, 도막층에 마이크로 크랙이 존재하고 있다고 할 수 있다.

공정 (d) 는, 상기 가공을 실시한 캔체에, 제 1 양태의 도료 조성물에 함유되는 폴리에스테르 수지의 유리 전이 온도 이상의 온도 조건에서, 열처리를 실시하는 공정이다.

본 공정에 있어서는, 가공 후의 캔체에 대해 열처리가 실시된다. 열처리는, 도막의 형성에 사용된 제 1 양태의 도료 조성물에 함유되는 폴리에스테르 수지의 유리 전이 온도 이상의 온도 조건에서 실시한다. 이 열처리에 의해, 가공시에 도막에 발생한 마이크로 크랙은 평활화되고, 마이크로 크랙은 소멸한다. 열처리 온도는, 상기 폴리에스테르 수지의 유리 전이 온도 이상이면 되는데, 캔체의 변형이나 도료의 유출이 일어나지 않는 온도인 것이 바람직하다. 그러한 온도 조건으로는, 예를 들어, 35 ∼ 180 ℃ 정도, 바람직하게는 50 ∼ 150 ℃ 정도, 보다 바람직하게는 60 ∼ 120 ℃ 정도를 들 수 있다. 또, 상기와 같은 온도 조건에서의 처리 시간은, 5 초 이상인 것이 바람직하다. 예를 들어, 5 ∼ 3000 초 정도, 바람직하게는 5 ∼ 2000 초 정도, 보다 바람직하게는 5 ∼ 1000 초 정도로 할 수 있다.

열처리 방법은, 캔체를 상기 온도 조건으로 유지할 수 있으면, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 상기 온도로 유지된 물 등의 액체에 캔체를 침지하는 방법, 상기 온도로 유지된 물 등의 액체를 캔체에 분사하는 방법, 상기 온도로 유지된 공간에 캔체를 두는 방법 등을 들 수 있다. 또한, 일반적인 가공을 수반하는 캔의 제조 공정에 있어서는, 개구 단부의 가공 후에, 캔체의 세정이 실시된다. 그래서, 이 세정 공정에 있어서 사용하는 수온을 상기 열처리 조건의 온도 범위로 함으로써, 열처리와 캔체의 세정을 동시에 실시하는 것으로 해도 된다. 이 경우, 통상 실시되는 세정 공정이 열처리 공정을 겸하기 때문에, 공정을 심플하게 할 수 있다. 예를 들어, 캔체를 바스켓 등에 넣고, 35 ∼ 100 ℃ 정도의 온수를 샤워 등에 의해 캔체에 뿌려 세정한 후, 35 ∼ 180 ℃ 정도에서 건조시킴으로써, 본 공정에 있어서의 열처리와, 캔체의 세정을 동시에 실시할 수 있다. 온수 샤워 시간은 5 초 이상으로 하는 것이 바람직하다. 건조는, 캔 표면의 물이 건조되는 데에 충분한 시간 실시하면 되고, 예를 들어, 5 ∼ 300 초 정도로 할 수 있다. 또한, 열처리 공정과 세정 공정을 별개로 실시하는 경우에는, 열처리 공정은, 세정 공정 전에 실시하는 것이 바람직하다.

본 양태의 제조 방법에 의하면, 음료 등의 내용물 충전 후의 고온 처리에 대한 도막의 내성이 높고, 수송시에 도막에 흠집이 나기 어려운, 가공을 수반하는 캔을 제조할 수 있다. 본 양태의 제조 방법에 있어서는, 캔체의 개구 단부의 가공시에 도막층에 마이크로 크랙을 발생시키고, 가공시의 응력을 마이크로 크랙에 의해 분산시킨다. 그 때문에, 가공시에, 도막에 큰 균열이나 주름 등이 발생하는 일이 없다. 이와 같은 점에서, 본 양태의 제조 방법은, 가공시에 도막에 큰 부하가 가해지는, 나사 가공 등을 수반하는 나사식 캔의 제조에 특히 적합하다.

또, 본 양태의 방법에 의해 나사식 캔을 제조한 경우, 제조된 나사식 캔은, 캡 개전시의 개전 토크를 낮은 상태로 유지할 수 있다. 나사식 캔에서는, 온도가 높은 내용물이 충전된 경우에, 캡의 개전 토크가 높아지는 경향이 있는데, 본 양태의 제조 방법으로 제조한 나사식 캔은, 핫 음료 등의 온도가 높은 내용물을 충전한 경우에 있어서도, 개전 토크를 낮은 상태로 유지할 수 있다.

[가공을 수반하는 캔]

본 발명의 제 3 양태는, 제 1 양태의 도료 조성물로 이루어지는 도막층을 갖는 것을 특징으로 하는, 가공을 수반하는 캔이다.

본 양태의 캔은, 제 1 도료 조성물로 이루어지는 도막층을 갖는데, 상기 도막층은, 캔의 외면과 내면의 어느 것에 존재해도 되고, 외면과 내면의 양방에 존재해도 된다. 바람직하게는, 상기 도막층은, 캔체의 원통부의 외면에 존재한다. 보다 바람직하게는, 상기 도막층은, 캔체의 원통부 외표면에 있어서의 잉크층의 외층의, 상도 외면 도막층으로서 존재한다.

본 양태의 캔에 있어서, 제 1 도료 조성물로 이루어지는 도막층의 막두께는, 특별히 한정되지 않고, 가공을 수반하는 캔에 있어서 통상 사용되는 막두께로 할 수 있다. 예를 들어, 상기 도막층이, 상도 외면 도막층으로서 존재하는 경우에는, 막두께를 1 ∼ 10 ㎛ 정도, 바람직하게는 2 ∼ 7 ㎛ 정도, 보다 바람직하게는 3 ∼ 6 ㎛ 정도로 할 수 있다.

또, 본 양태의 캔은, 사이즈 도료로 이루어지는 도막층을 가지지 않는 것으로 할 수 있다.

본 양태의 캔은, 일 실시형태로서, 제 1 양태의 도료 조성물로 이루어지는 도막층보다 하층에, 사이즈 도료로 이루어지는 도막층을 가지지 않는다. 예를 들어, 제 1 도료 조성물로 이루어지는 도막층이 상도 외면 도막층인 경우, 캔체 원통부의 금속 외면에 접촉하여 잉크층이 존재하고, 당해 잉크층의 외층에 제 1 양태의 도료 조성물로 이루어지는 도막층을 갖는 캔을, 본 양태의 캔의 일례로서 들 수 있다.

또한, 본 양태의 캔은, 사이즈 도료로 이루어지는 도막층을 갖는 것이어도 된다. 그 경우, 사이즈 도료로 이루어지는 도막층은, 제 1 양태의 도료 조성물로 이루어지는 도막층보다 하층에 존재하는 것이 바람직하고, 예를 들어, 캔체 원통부의 금속 외면과 잉크층 사이에 존재한다.

또한, 본 양태의 캔의 캔 본체는, 알루미늄이나 알루미늄 합금 등의 금속으로 구성되어 있다. 알루미늄 합금으로는, 예를 들어, Si : 0.1 ∼ 0.5 질량％, Fe : 0.3 ∼ 0.7 질량％, Cu : 0.05 ∼ 0.5 질량％, Mn : 0.5 ∼ 1.5 질량％, Mg : 0.4 ∼ 2.0 질량％, Cr : 0 ∼ 0.1 질량％, Zn : 0 ∼ 0.5 질량％, Ti : 0 ∼ 0.15 질량％ 를 함유하고 잔부가 불가피적 불순물을 포함하는 알루미늄으로 이루어지는 알루미늄 합금 등을 들 수 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다.

본 양태의 캔은, 가공을 수반하는 캔이며, 캔체 원통부의 적어도 일방의 단부에, 도장 공정 후의 가공에 의해 성형된 구조를 갖는다. 그러한 구조로는, 예를 들어, 플랜지부나, 외주에 나사부를 구비한 구금부 등을 들 수 있다. 본 양태의 캔은, 외주에 나사부를 구비한 구금부를 갖는, 나사식 캔인 것이 바람직하다.

본 양태의 캔은, 상기 제 2 양태의 가공을 수반하는 캔의 제조 방법에 의해 제조할 수 있다.

본 양태의 캔은, 종래의 가공을 수반하는 캔의 도막층과 비교하여 단단한 도막층을 가지므로, 도막의 흠집 내성이 높다. 그 때문에, 내용물 충전 후의 고온 처리에 대한 도막의 내성이 높고, 수송시에 도막에 흠집이 나기 어렵다.

또, 본 양태의 캔이 나사식 캔인 경우에는, 핫 음료 등을 충전한 경우에도, 캡 개전시의 개전 토크를 낮은 상태로 유지할 수 있다.

(실시예)

이하, 실시예에 의해 본 발명을 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예로 한정되는 것은 아니다.

[도료 조성물의 조제]

도료 조성물의 수지 성분으로서, Tg 가 20 ∼ 70 ℃ (20 ℃, 30 ℃, 35 ℃, 40 ℃, 60 ℃, 또는 70 ℃) 인 폴리에스테르 수지, 아미노 수지, 및 에폭시 수지를 사용하였다. 또한, 폴리에스테르 수지의 Tg 는, NETZSCH 사 제조의 열기계 분석 장치 (TMA4010SE) 를 사용하여, TMA 법에 의해 측정하였다.

폴리에스테르 수지는, 다가 카르복실산으로서 테레프탈산 및 2,6-나프탈렌디카르복실산, 다가 알코올로서 에틸렌글리콜 및 프로필렌글리콜을 조합한 것을 사용하였다. 또, 아미노 수지는 메란 시리즈 (히타치 화성 주식회사 제조) 를 사용하고, 에폭시 수지는 jER (등록상표) 그레이드 1001 (미츠비시 화학 주식회사 제조) 을 사용하였다.

Tg 가 20 ∼ 70 ℃ 인 각 폴리에스테르 수지를, 각각 아미노 수지, 및 에폭시 수지와 혼합하고, 용제에 용해하여, 폴리에스테르 수지의 Tg 가 상이한 각 도료 조성물을 조제하였다. 폴리에스테르 수지, 아미노 수지, 및 에폭시 수지는, 수지 전체의 합계 질량을 100 질량％ 로 했을 때, 각각 67 질량％, 28 질량％, 및 5 질량％ 가 되도록 배합하였다. 또한, 도료 조성물 중의 수지 성분 전체의 합계량은, 도료 조성물 (100 질량％) 에 대해, 57 ∼ 60 질량％ 가 되도록 하였다.

용제에는, 부틸카르비톨 (1 ∼ 3 질량％), 부틸셀로솔브 (15 ∼ 50 질량％), 소르벳소 100 (5 ∼ 50 질량％), 소르벳소 150 (15 ∼ 60 질량％), 및 노르말부탄올 (2 ∼ 10 질량％) 의 혼합 용매를 사용하였다. 또한, 상기 괄호 내는, 용제 전체를 100 질량％ 로 했을 때의 각 용매의 질량％ 를 나타낸다.

또, 첨가제로서 라놀린 (0.1 ∼ 0.3 질량부), 폴리에틸렌 (0.4 ∼ 0.8 질량부), 불소 (0.1 질량부), 마이크로 크리스탈린 (0.2 ∼ 0.6 질량부), 실리콘 (0.05 ∼ 0.15 질량부) 을 첨가하였다. 또한, 상기 괄호 내는, 수지 성분 전체의 합계 질량 (100 질량부) 에 대한 각 첨가제의 질량부를 나타낸다.

[도막의 형성]

상기와 같이 조제한 도료 조성물을, 알루미늄 합금판에 도포하고, 건조 후, 베이킹을 실시하였다. 또한, 나사 성형 가공 및 개전성의 평가용으로서, 알루미늄 합금판으로부터 성형된 보틀캔용 캔체의 외면에도 도막을 형성하였다. 도장은, 롤 코트 도장으로 실시하고, 핀 체인 (알루미늄캔 도장 인쇄 오븐) 을 사용하여 건조 및 베이킹을 실시하였다. 건조 및 베이킹의 온도 조건은, 230 ℃ 로 설정하였다.

[도막 성능의 평가]

도막 성능의 평가는, 이하의 평가 항목에 의해 실시하였다.

＜크랙의 발생＞

도막에 있어서의 크랙의 발생은, 듀퐁식 낙하 충격 시험기 (우에시마 제작소 제조) 를 사용하여 평가하였다. 치는 형 (型) 및 받이 형 (型) 은 반경이 1/2 인치인 것을 사용하고, 추는 300 g 인 것을 사용하였다. 추 낙하 높이는 20 ㎝ 로 하였다.

JIS 5600-5-3 에 준거하여, 도막에 대한 낙하 충격 시험을 실시하고, 도막에 있어서의 크랙의 발생을 육안으로 관찰하였다. 크랙을 시인할 수 있었던 것은 「발생」이라고 하고, 크랙을 시인할 수 없었던 것은 「확인 불가능」이라고 하였다.

＜열처리에 의한 크랙의 평활화＞

상기 낙하 충격 시험을 실시한 도막을, 100 ℃ 에서 5 분간 열처리하고, 크랙의 잔존을 육안으로 확인하였다. 크랙을 시인할 수 없었던 것은 「확인 불가능」이라고 하고, 크랙을 시인할 수 있었던 것은 「시인」이라고 하였다.

＜성형성＞

성형성은, 보틀캔용 캔체의 외면에 도막을 형성한 것을 사용하여, 나사 성형 가공에 있어서의 가공성을 평가하였다. 나사 성형시에 도막이 갈라지지 않고, 또한 나사 성형시에 금형에 열이 발생하지 않은 것은, 성형성을 「○」라고 하였다. 한편, 나사 성형시에 도막이 갈라진 것, 및 나사 성형시에 금형에 열 (40 ℃ 이상) 이 발생한 것은, 성형성을 「×」라고 하였다. 금형에 열이 발생한 경우를 「×」라고 한 것은, 열에 의해 도막이 연화되어 금형에 접착되기 때문에, 연속적인 성형이 곤란해지기 때문이다. 또한, 열의 발생은, 비접촉 온도계 (TSUBAKI THERMOGUN TYPE : TG-S1B) 에 의해 측정하여 확인하였다.

＜흠집성＞

흠집성은, JIS K-5400 에 준한 연필 경도 시험에 의해 평가하였다. 연필 경도 시험에 의해 측정된 도막의 연필 경도를 「흠집성」의 값으로서 기재하였다.

＜개전성＞

도막을 형성한 보틀캔의 개전성은, 개전에 필요로 한 토크값을 측정함으로써 평가하였다. 또한, 토크값의 측정은, 디지털 개전 토크계 (TNK 시리즈, 니혼 전산 심포 주식회사 제조) 를 사용하여 실시하였다.

개전성의 평가에는, 유니아크로 캡 (유니버설 제관 제조) 의 레토르트 전용 캡을 사용하였다. 또, 개전성의 평가는, 보틀캔 음료를 가온한 경우를 상정하고, 5 ℃, 20 ℃, 및 60 ℃ 의 3 가지의 온도 조건에서 실시하였다. 또한, 개전성은, 토크값이 40 ∼ 120 N·㎝ 의 범위이면 양호하다고 판단할 수 있고, 200 N·㎝ 이상인 경우에는 개전성이 나쁘다고 판단할 수 있다. 120 ∼ 200 N·㎝ 의 범위는, 개전성이 양호하지는 않지만, 허용 범위라고 판단할 수 있다.

[도막 성능의 평가 결과]

Tg 가 20 ℃, 30 ℃, 35 ℃, 40 ℃, 60 ℃, 또는 70 ℃ 인 폴리에스테르 수지를 배합한 각 도료 조성물에 있어서, 도막 성능을 평가한 결과를 표 1 에 나타낸다. 또한, 표 1 중의 「수평균 분자량」은, 각 도료 조성물에 배합한 폴리에스테르 수지의 수평균 분자량이다.

표 1 에 나타내는 바와 같이, 도료 조성물에 배합한 폴리에스테르 수지의 Tg 가 35 ∼ 60 ℃ 인 경우 (실시예 1 ∼ 3) 에는, 낙하 충격 시험에 있어서 도막에 미세한 크랙 (마이크로 크랙) 이 발생하였다. 또한, 도막에 발생한 마이크로 크랙의 일례를 도 1 에 나타낸다. 마이크로 크랙은, 열처리를 실시한 후에는 시인할 수 없게 되었다.

또, 실시예 1 ∼ 3 에 있어서는, 성형성도 양호하고, 흠집 내성도 높았다. 개전성은, 5 ℃ 및 20 ℃ 에서는, 개전 토크값이 100 N·㎝ 이하로 양호하고, 60 ℃ 인 경우에도 200 N·㎝ 미만으로 허용 범위 내였다. 또한, 폴리에스테르 수지의 Tg 가 높을수록, 흠집 내성이 높고, 개전성도 양호한 경향이 있었다.

한편, 폴리에스테르 수지의 Tg 가 30 ℃ 이하인 경우 (비교예 1, 2) 에는, 낙하 충격 시험에 있어서, 크랙의 발생은 시인할 수 없었다. 성형성에 대해서는, 나사 성형시에 금형에 열이 발생했기 때문에, 연속적으로 나사 성형을 실시하는 것은 곤란하다고 생각되었다. 흠집 내성은, 실시예 1 ∼ 3 보다 낮았다. 개전성은, 5 ℃ 및 20 ℃ 에서는 양호했지만, 60 ℃ 인 경우에는, 개전 토크값이 200 N·㎝ 이상이 되고, 개전성이 나빠졌다.

폴리에스테르 수지의 Tg 가 70 ℃ 인 경우 (비교예 3) 에는, 낙하 충격 시험에 있어서 도막에 크랙이 발생하였다. 당해 크랙은, 열처리를 실시한 후에도 시인할 수 있었다. 이 결과는, 폴리에스테르 수지의 Tg 가 70 ℃ 이상이면, 나사 가공 등에 의해 발생한 크랙은, 열처리를 실시해도 평활화할 수 없는 것을 나타내고 있다. 또, 성형성은 나쁘고, 나사 가공에 의해 도막이 갈라졌다. 한편, 도막이 단단하기 때문에, 흠집 내성은 높고, 개전성도 5 ℃, 20 ℃, 및 60 ℃ 의 어느 온도에 있어서도 양호했다.

이상의 결과로부터, 성형성, 흠집 내성, 및 개전성 모두 양호한 도막을 형성하기 위해서는, 도료 조성물에 배합하는 폴리에스테르 수지의 Tg 를 35 ∼ 60 ℃ 로 하면 되는 것이 명확해졌다.

또, 본 시험에서는, 사이즈 도료에 의한 하지 도장은 실시하지 않았지만, 실시예 1 ∼ 3 의 도료 조성물에서는, 하지 도장이 없어도, 성형성, 흠집 내성, 및 개전성 모두 양호했다. 이것으로부터, Tg 가 35 ∼ 60 ℃ 인 폴리에스테르 수지를 배합한 도료 조성물을 사용함으로써, 사이즈 도료에 의한 하지 도장은 생략 가능한 것이 명확해졌다.

본 발명의 가공을 수반하는 캔용 도료 조성물에 의하면, 성형성, 흠집 내성, 및 개전성이 우수한 도막을 형성할 수 있다. 그 때문에, 본 발명의 도료 조성물은, 보틀캔 등의 나사식 캔에 바람직하게 이용할 수 있다.

Claims (14)

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3. 일방이 개구된 바닥이 있는 통상의 캔체를 성형하는 공정과,
   상기 캔체의 표면에, 도료 조성물로 이루어지는 도막층을 형성하는 공정과,
   상기 도막층 형성 후의 캔체의 개구 단부에 가공을 실시함과 함께, 상기 도막층에 마이크로 크랙을 발생시키는 공정과,
   상기 가공을 실시한 캔체에, 상기 도료 조성물에 함유되는 폴리에스테르 수지의 유리 전이 온도 이상의 온도 조건에서, 열처리를 실시하는 공정을 포함하고,
   상기 도료 조성물은, 유리 전이 온도가 35 ∼ 60 ℃ 인 폴리에스테르 수지와, 아미노 수지와, 에폭시 수지를 함유하는 것을 특징으로 하는, 가공을 수반하는 캔용 도료 조성물인 것을 특징으로 하는 가공을 수반하는 캔의 제조 방법.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 열처리를, 상기 도료 조성물에 함유되는 폴리에스테르 수지의 유리 전이 온도 이상의 온도를 갖는 온수로 실시하는 것을 특징으로 하는, 가공을 수반하는 캔의 제조 방법.
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 가공이, 캔체의 개구 단부에, 외주에 나사부를 구비한 구금부를 성형하기 위한 가공인, 가공을 수반하는 캔의 제조 방법.
6. 제 3 항에 있어서,
   사이즈 도료에 의한 도장 공정을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는, 가공을 수반하는 캔의 제조 방법.
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10. 제 4 항에 있어서,
    상기 가공이, 캔체의 개구 단부에, 외주에 나사부를 구비한 구금부를 성형하기 위한 가공인, 가공을 수반하는 캔의 제조 방법.
11. 제 4 항에 있어서,
    사이즈 도료에 의한 도장 공정을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는, 가공을 수반하는 캔의 제조 방법.
12. 제 5 항에 있어서,
    사이즈 도료에 의한 도장 공정을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는, 가공을 수반하는 캔의 제조 방법.
13. 제 10 항에 있어서,
    사이즈 도료에 의한 도장 공정을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는, 가공을 수반하는 캔의 제조 방법.
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