JP3872998B2 - Painted metal plate and squeezed iron can using the same - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、缶用の両面塗装金属板に関するものであり、特に絞りしごき加工(DI加工、Draw and Ironing)のような高速で厳しい加工に耐えうる塗装金属板に関する。
【0002】
【従来の技術およびその課題】
食缶などに使用される2ピース缶はその製造方法によって、しごきによるつや出し工程が入る絞りしごき缶(DI缶:Draw and Ironed Can)と、しごきが入らない絞り缶(DR缶:Drawn Can)、再絞り缶(DRD缶:Drawn and Redrawn Can)、DTR缶(Drawn Thin Redraw Can)等がある。この内DI缶はその美粧性と薄肉軽量性からビール、炭酸飲料などの陽圧の飲料缶に多用されている。しかしながらDI缶の製造にはクーラントを大量に使用し、脱脂、水洗、表面処理を施した後、内面をスプレー塗装して焼付け乾燥させる必要があり、洗浄による大量の排水の問題やスプレーダストの問題など環境への負荷も大きいものであった。
【0003】
かかる問題を解決するため、あらかじめ有機皮膜で被覆した被覆鋼板を用いて製缶加工することでクーラントなしで製缶でき、後の内面スプレー塗装も行なわない提案が種々なされている。その多くは熱可塑性の固体フィルムを鋼板にラミネートするというものである。
【0004】
例えば、2軸延伸した熱可塑性フィルムを直接、あるいは接着剤を介して、金属板に熱ラミネートする方法であり、特開昭56−10451号公報、特開昭57−65463号公報等には熱可塑性フィルムとしてポリエステルフィルムを使用した例が開示されている。また、熱可塑性樹脂をフィルム状に加工してから金属板上にラミネートする方法に替わり、樹脂を熱溶融させ、金属板上に直接押出しラミネートする方法が特開昭51−17988号公報等に開示されている。
【0005】
しかしながら、一旦樹脂をフィルム化するため、ハンドリング上ある程度膜を厚くせざるをえず、また、加熱溶融、冷却を繰り返すため従来の塗装方法に比較し経済性に劣るという問題がある。
【0006】
一方、ラミネート鋼板ではなく、あらかじめ塗料が塗装されたプレコート鋼板を使用することも検討されてはいるが、絞りしごき加工という厳しい加工が入るため、それに耐えうる皮膜が得られないという問題がある。
【0007】
例えば、後加工する方法として特許第2508799号公報に熱硬化性樹脂を用いた方法が開示されているが、しごきを加えないことが前提条件であり、絞りしごき加工に耐えることは困難である。
【0008】
本発明の目的は、上記問題を解決し、塗装皮膜の金属への密着性が優れ、強靭で加工性がよく、絞りしごき加工にも耐えうる絞りしごき缶用塗装金属板を得ることである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、加工後に缶内面側となる皮膜に連続絞りしごき加工による60℃近い発熱にも十分耐える強靭さ(硬度)と伸び率とすべり性(動摩擦係数)を維持できるものを、又、加工後に缶外面側となる皮膜には60℃においても十分な硬度を維持できるものを金属板の両面に形成させることにより、絞りしごき加工にも耐えうる缶用塗装金属板が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0010】
かくして本発明によれば、両面塗装金属板であって、加工後に缶内面側となる皮膜の乾燥塗布量が90〜400mg/100cm2、ガラス転移温度が50〜120℃であり、かつ60℃の試験条件において、鉛筆硬度H以上、伸び率200〜600%及び動摩擦係数0.03〜0.25の範囲内にあるものであり、加工後に缶外面側となる皮膜の乾燥塗布量が15〜150mg/100cm2、ガラス転移温度が50〜120℃であり、かつ60℃の試験条件において、鉛筆硬度H以上にあるものである絞りしごき缶用塗装金属板が提供される。
【0011】
また、本発明は、上記絞りしごき缶用塗装金属板を絞りしごき加工して得られる絞りしごき缶が提供される。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明の塗装金属板は、絞りしごき缶に用いられる金属板の両面に塗料が塗装されたものであり、加工後に缶内面側となる面には、乾燥塗布量90〜400、好ましくは100〜200mg/100cm2、また、加工後に缶外面側となる面には、乾燥塗布量が15〜150、好ましくは30〜100mg/100cm2である皮膜が形成されたものである。金属板の両面に塗装される塗料の種類は同じであっても、異なっていてもよいが、通常、缶内面用と缶外面用とでは求められる性能が異なるため、使用する塗料の種類としても異なっている方が適している。
【0013】
まず、缶内面用と缶外面用とで用いられる塗料について説明する。
【0014】
缶内面用塗料
缶内面用塗料には従来エポキシ系の塗料が用いられてきた。エポキシ系の塗料は硬度が高く、金属との密着性がよいが、加工性が劣る欠点がある。
【0015】
本用途に適した塗料について検討を重ねた結果、それから得られる皮膜のガラス転移温度が50〜120℃、好ましくは60〜100℃であり、かつ60℃の試験条件において、鉛筆硬度H以上、伸び率200〜600%、好ましくは250〜500%及び動摩擦係数0.03〜0.25、好ましくは0.05〜0.15の範囲内にあることが適していることが明らかとなった。特に、連続絞りしごき製缶作業においては成形時の発熱により60℃程度まで作業温度が上昇することから、60℃における皮膜物性の制御の重要性が示されたものと推測される。なお、従来のエポキシ系塗料は、ガラス転移温度が70〜120℃程度、60℃において、鉛筆硬度はF〜2H、伸び率10〜150%程度、及び動摩擦係数は0.3〜0.5程度である。
【0016】
かかる物性を制御できる樹脂系としてポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂などの樹脂とレゾール型フェノール樹脂、アミノ樹脂などの硬化剤とを組み合わせたものを使用することができるが、中でも特にポリエステル樹脂/レゾール型フェノール樹脂の系が上記皮膜の特性を調整するためには適しており、ポリエステル樹脂としてはエポキシ変性、ウレタン変性などの変性ポリエステル樹脂も好適に使用できる。エポキシ樹脂については、上記の特性から、ポリエステル系塗料の硬度調整などに一部使用する程度が適している。
【0017】
さらにポリエステル樹脂については、数平均分子量が10,000〜80,000、特に15,000〜50,000、水酸基価が1〜20、特に2〜12mgKOH/gのものが硬度と加工性のバランスを取るために適している。
【0018】
上記ポリエステル樹脂は、酸成分とアルコール成分とを直接エステル化又はエステル交換反応によって合成されるものである。
【0019】
上記水酸基含有ポリエステル樹脂を構成する酸成分としては、例えば無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、コハク酸、フマル酸、アジピン酸、セバシン酸、無水マレイン酸などから選ばれる1種以上の二塩基酸及びこれらの酸の低級アルキルエステル化物が主として用いられ、必要に応じて安息香酸、クロトン酸、p−t−ブチル安息香酸などの一塩基酸、無水トリメリット酸、メチルシクロヘキセントリカルボン酸、無水ピロメリット酸などの3価以上の多塩基酸などが併用される。
【0020】
また、上記ポリエステル樹脂を構成するアルコール成分としては、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、3−メチルペンタンジオール、1,4−ヘキサンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−ジメチロールシクロヘキサンなどの二価アルコールが主に用いられ、さらに必要に応じてグリセリン、トリメチロールエタン、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を併用することができる。これらのアルコール成分は単独で、あるいは2種以上を混合して使用することができる。
【0021】
上記酸成分と上記アルコール成分とを常法により直接エステル化法又はエステル交換法により合成するに際し、カルボキシル基が水酸基に対して過剰となる条件下で反応を行なえば、カルボキシル基を主体に含有するポリエステル樹脂が得られ、水酸基がカルボキシル基に対して過剰となる条件下で反応を行なえば、水酸基を主体に含有するポリエステル樹脂が得られる。さらにこの水酸基を主体に含有するポリエステル樹脂に酸無水物を付加反応させることにより、単独樹脂中の水酸基とカルボキシル基の量を調製することが可能となる。この水酸基を主体に含有するポリエステル樹脂に反応させる酸無水物としては、無水フタル酸、無水コハク酸、無水マレイン酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、無水トリメリット酸などを挙げることができる。
【0022】
上記方法において、直接エステル化法又はエステル交換法による反応は、加圧又は減圧操作、あるいは不活性ガスを流入させて反応を促進させることもできる。さらに反応の際にジ−n−ブチル錫オキサイドなどの有機金属触媒などをエステル化触媒として使用することができる。
【0023】
上記水酸基含有ポリエステル樹脂は、オイルフリーポリエステル樹脂、油変性アルキド樹脂、または、これらの樹脂の変性物、例えばウレタン変性ポリエステル樹脂、ウレタン変性アルキド樹脂、エポキシ変性ポリエステル樹脂、エポキシ変性アルキド樹脂などのいずれであってもよいが、なかでもオイルフリーポリエステル樹脂であることが好適である。
【0024】
上記レゾール型フェノール樹脂としては、フェノール成分とホルムアルデヒド類とを反応触媒の存在下で加熱して縮合反応させてメチロール基を導入して得られるメチロール化フェノール樹脂のメチロール基の一部をアルコールでアルキルエーテル化してなるものである。
【0025】
レゾール型フェノール樹脂架橋剤の製造においては、出発原料である上記フェノール成分として、2官能性フェノール化合物、3官能性フェノール化合物、4官能性以上のフェノール化合物などを使用することができる。
【0026】
レゾール型フェノール樹脂架橋剤の製造に用いられる2官能性フェノール化合物としては、o−クレゾール、p−クレゾール、p−tert−ブチルフェノール、p−エチルフェノール、2,3−キシレノール、2,5−キシレノールなどの2官能性フェノールなどを挙げることができ、3官能性フェノール化合物としては、フェノール、m−クレゾール、m−エチルフェノール、3,5−キシレノール、m−メトキシフェノールなどが挙げられ、4官能性フェノール化合物としては、ビスフェノールA、ビスフェノールFなどを挙げることができる。これらのフェノール化合物は1種で、又は2種以上混合して使用することができる。
【0027】
レゾール型フェノール樹脂の製造に用いられるホルムアルデヒド類としては、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド又はトリオキサンなどが挙げられ、1種で、又は2種以上混合して使用することができる。
【0028】
メチロール化フェノール樹脂のメチロール基の一部をアルキルエーテル化するのに用いられるアルコールとしては、炭素原子数1〜8個、好ましくは1〜4個の1価アルコールを好適に使用することができる。好適な1価アルコールとしてはメタノール、エタノール、n−プロパノール、n−ブタノール、イソブタノールなどを挙げることができる。
【0029】
レゾール型フェノール樹脂は、水酸基含有ポリエステル樹脂(A)との反応性などの点からベンゼン核1核当りアルコキシメチル基を平均して0.5個以上、好ましくは0.6〜3.0個有するものが適している。
【0030】
缶内面用塗料から得られる皮膜の動摩擦係数を調整するためには、上記樹脂と硬化剤以外にワックスが好適に使用できる。
【0031】
ポリエステル樹脂とレゾール型フェノール樹脂との配合比率については、ポリエステル樹脂/レゾール型フェノール樹脂=80/20〜98/2、好ましくは90/10〜97/3の範囲内が硬化性と加工性のバランスの観点から適している。
【0032】
添加するワックスとしては、例えば、植物系ワックス、動物系ワックス、鉱物系ワックス、石油系ワックス、脂肪酸エステル系ワックスなどが挙げられるが、中でも60℃において液状のワックスが好適に用いられる。
【0033】
缶内面側の塗装に用いられる塗料に60℃において液状のワックスを用いることによって、動摩擦係数の調整以外に、DI加工時に膜の連続性、被覆性が損なわれ難いなどの効果があり缶内面用として適したものとなる。60℃において液状のワックスの具体例としては、植物系ワックス、動物系ワックス、鉱物系ワックス、脂肪酸エステル系ワックスなどが挙げられる。
【0034】
上記、植物系ワックスとしてはカルナウバワックス、綿ワックス、木ロウ等があり、動物系ワックスとしてはラノリンワックス、ゲイロウ、蜜ろう等があり、石油系ワックスとしてはパラフィン系ワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラタム等があり、鉱物系ワックスとしてはオゾケライト、モンタンワックス等が挙げられる。
【0035】
上記脂肪酸エステル系ワックスとしては、脂肪酸蔗糖エステルポリグリセリンエーテルと脂肪酸とのエステル化物が挙げられる。
【0036】
ワックスの添加量としては、塗料中の樹脂100重量部に対し、0.1〜10、好ましくは1〜5重量部の範囲内が適している。
【0037】
缶外面用塗料
本考案の缶外面用塗料は、加工後、その上に印刷、ツヤニス掛けされるため、上記缶内面用塗料ほど加工後の塗膜連続性は求められない。従って、缶外面用塗料としては、それから得られる皮膜のガラス転移温度が50〜120℃、好ましくは60〜100℃であり、かつ60℃の試験条件において、鉛筆硬度H以上にあることが適しており、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂などの樹脂とレゾール型フェノール樹脂、アミノ樹脂などの硬化剤とを組み合わせたものを使用することができるが、中でも特にポリエステル樹脂/アミノ樹脂の系が塗料の発色もなく、上記皮膜の特性を調整するためには適している。硬化剤であるレゾール型フェノール樹脂は、塗膜の焼付硬化時に黄変する傾向があるため缶外面用塗料に使用するには注意を要するが、例えばアルミ顔料を使用したシルバー色に黄変を利用して着色しゴールド色とする使用方法、レゾール型フェノール樹脂の耐食性に優れる点を利用してアミノ樹脂と併用する使用方法などには適している。
【0038】
上記ポリエステル樹脂としてはエポキシ変性、ウレタン変性などの変性ポリエステル樹脂も好適に使用できる。また、エポキシ樹脂をポリエステル系塗料の硬度、密着性などの改良のために一部用いることも効果的である。
【0039】
さらにポリエステル樹脂については、数平均分子量が10,000〜80,000、特に15,000〜50,000、水酸基価が1〜20、特に2〜12mgKOH/gのものが硬度と加工性のバランスを取るために適している。
【0040】
上記ポリエステル樹脂としては缶内面用塗料の説明において挙げたものを使用することができる。
【0041】
硬化剤であるアミノ樹脂としてはメラミン、尿素、ベンゾグアナミン、アセトグアナミン、ステログアナミン、スピログアナミン、ジシアンジアミド等のアミノ成分とアルデヒドとの反応によって得られるメチロール化アミノ樹脂が挙げられる。アルデヒドとしては、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒド等が挙げられる。また、このメチロール化メラミン樹脂を1種又は2種以上のアルコールによってエーテル化したものも上記アミノ樹脂に包含される。エーテル化に用いられるアルコールとしては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、2−エチルブタノール、2−エチルヘキサノール等の1価アルコールが挙げられる。これらのうち、なかでもメチロール化メラミン樹脂のメチロール基の少なくとも一部をC1〜4の1価アルコールでエーテル化してなるメラミン樹脂が好適である。
【0042】
上記メラミン樹脂の具体例としては、例えばサイメル300、同303、同325、同327、同350、同730、同736、同738(以上、いずれも三井サイテック社製)、メラン522、同523(以上、いずれも日立化成社製)、ニカラックMS001、同MX430、同MX650(以上、いずれも三和ケミカル社製)、スミマールM−55、同M−100、同M−40S(以上、いずれも住友化学社製)、レジミン740、同747(以上、いずれもモンサント社製)などのメチルエーテル化メラミン樹脂;ユーバン20SE、同225(以上、いずれも三井化学社製)、スーパーベッカミンJ820−60、同L−117−60、同L−109−65、同47−508−60、同L−118−60、同G821−60(以上、いずれも大日本インキ化学工業社製)などのブチルエーテル化メラミン樹脂;サイメル202、同232、同266、同XV−514、同1130(以上、いずれも三井サイテック社製)、ニカラックMX45、同MX500、同MX600、同MS35、同MS95(以上、いずれも三和ケミカル社製)、レジミン753、同755(以上、いずれもモンサント社製)、スミマールM−66B(住友化学社製)などのメチルエーテルとブチルエーテルとの混合エーテル化メラミン樹脂などを挙げることができる。これらのメラミン樹脂は単独で又は2種以上組合せて使用することができる。
【0043】
ポリエステル樹脂とアミノ樹脂との配合比率は、ポリエステル樹脂/アミノ樹脂=80/20〜98/2、好ましくは90/10〜97/3の範囲内が硬化性と加工性のバランスの観点から好ましい。
【0044】
缶外面用塗料から得られる皮膜の傷つき防止のためには、上記樹脂と硬化剤以外にワックスを添加することが効果的である。
【0045】
添加するワックスとしては、例えば、植物系ワックス、動物系ワックス、鉱物系ワックス、石油系ワックス、脂肪酸エステル系ワックス、フッソ系ワックスなどが挙げられるが、中でも60℃において固体状のワックスが好適に用いられる。
【0046】
缶外面側の塗装に用いられる塗料に60℃において固体状のワックスを用いることによって、しごき加工によるワックス切れを起こさずに、塗膜の傷つきを防止できる効果がある。60℃において固体状のワックスの具体例としては、ポリテトラフルオロエチレンワックス、ポリエチレンワックス、酸化ポリエチレンワックスなどが挙げられる。さらに、60℃において固体状のワックスと60℃において液状のワックスとを併用することも効果的である。
【0047】
ワックスの添加量としては、塗料中の樹脂100重量部に対し、0.5〜30、好ましくは1〜10重量部の範囲内が適している。
【0048】
また、外面用塗料の硬度、密着性などの改良の目的でポリエステル樹脂とアミノ樹脂との系にエポキシ樹脂を添加することが好ましい。エポキシ樹脂としては、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂;これらのエポキシ樹脂中のエポキシ基又は水酸基に各種変性剤が反応せしめられた変性エポキシ樹脂を挙げることができるが、密着性付与の観点からは、低分子量、低粘度であることが望ましく、具体例としては、エピコート828、同834、同1001、同154(以上、いずれも油化シェルエポキシ社製)、アラルダイトAER250、同280、ECN−1273、EPN−1179(以上、いずれも旭化成エポキシ社製)、エポトートYD−127、同YD−134、同YDF−170、同YDCN−702(以上、いずれも東都化成社製)などを挙げることができる。
【0049】
水酸基含有高分子ポリエステル樹脂とメラミン樹脂の系においてエポキシ樹脂の添加量としては、水酸基含有高分子ポリエステル樹脂とメラミン樹脂の合計量100重量部に対し、0.1〜20重量部、好ましくは1〜10重量部の範囲内が適している。
【0050】
上記缶内面用及び缶外面用塗料には硬化反応を促進するため酸触媒を必要に応じて添加することができる。例えば、パラトルエンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、ジノニルナフタレンスルホン酸、ジノニルナフタレンジスルホン酸、燐酸などの酸触媒又はこれらの酸のアミン中和物などを具体例として挙げることができる。なかでも上記スルホン酸化合物又はスルホン酸化合物のアミン中和物が好適である。
【0051】
酸触媒の配合量は、得られる塗膜の物性などの点から、酸量(例えば、スルホン酸化合物のアミン中和物の場合は、この中和物からアミンを除去した残りのスルホン酸化合物量)として基体樹脂と硬化剤の合計量100重量部に基づいて、0.1〜5重量部、好ましくは0.2〜2重量部の範囲内であることが好適である。
【0052】
また、上記缶内面用及び缶外面用塗料には、塗装性の観点などから、通常、溶剤が配合される。さらに、必要に応じて、塗膜の改質を目的に、その他の樹脂を配合することができ、また、さらに着色顔料、光輝性顔料、体質顔料等の顔料;凝集防止剤、レベリング剤、消泡剤等の塗料用添加剤などを配合することもできる。
【0053】
上記溶剤としては、上記樹脂、硬化剤及び必要に応じて使用されるその他の樹脂などの各成分を溶解ないし分散できるものが使用でき、具体的には、例えば、トルエン、キシレン、高沸点石油系炭化水素などの炭化水素系溶剤、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロンなどのケトン系溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートなどのエステル系溶剤、メタノール、エタノール、ブタノールなどのアルコール系溶剤、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルなどのエーテルアルコール系溶剤などを挙げることができ、これらは単独で、あるいは2種以上を混合して使用することができる。
【0054】
上記顔料は主に缶の意匠性向上のため缶外面用塗料に配合されるものであり、例えば、チタン白顔料を配合してホワイトコートとして使用したり、アルミ顔料、パール顔料などの光輝性顔料を配合して金属感や高級感を出すなどの目的に使用される。
【0055】
塗装金属板の製造方法
次に本発明の塗装金属板の製造方法について説明する。
【0056】
本発明の塗装金属板は、金属板の両面にロールコータ塗装、スプレー塗装等の公知の塗装方法によって上記缶内面用及び缶外面用塗料を塗装し、焼き付けることによって絞りしごき缶用塗装鋼板として適した塗膜を形成することができる。なお両面塗装に当たっては、先に外面側を塗装乾燥してから、内面側を塗装焼付した方が缶内面の衛生性の観点からは好ましい。
【0057】
塗膜の焼付け条件は、通常、金属板の最高到達温度が、約90〜300℃の温度となる条件で約5秒〜約30分間程度である。
【0058】
上記塗装金属板の素材としては、DI缶用素材として従来から用いられている各種の表面処理鋼板やアルミニウム板、アルミニウム合金板などを好適に使用することができる。
【0059】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。なお、以下、「部」及び「%」はいずれも重量基準によるものとする。
【0060】
ポリエステル樹脂溶液の合成
合成例1
テレフタル酸49.8部、イソフタル酸49.8部、ヘキサヒドロテレフタル酸34.4部、アジピン酸28.5部、ネオペンチルグリコール99.8部、トリメチロールプロパン6.8部及び重縮合触媒を仕込み、加熱、撹拌し、生成する水を除去しながらエステル化反応を行い、数平均分子量24,000、水酸基価10mgKOH/g、酸価1.0mgKOH/g、Tg点60℃の樹脂を得た。得られた樹脂をメチルエチルケトン/シクロヘキサノン=50/50の混合溶剤にて希釈して固形分30%のポリエステル樹脂溶液A−1を得た。
【0061】
合成例2
フタル酸37.7部、イソフタル酸66.4部、ヘキサヒドロフタル酸46.2部、トリメリット酸6.7部、エチレングリコール12.4部、ネオペンチルグリコール78.8部、トリメチロールプロパン6.8部及び重縮合触媒を仕込み、加熱、撹拌し、生成する水を除去しながらエステル化反応を行い、数平均分子量15,000、水酸基価5.0mgKOH/g 、酸価2.0mgKOH/g、Tg点80℃の樹脂を得た。得られた樹脂をメチルエチルケトン/シクロヘキサノン=50/50の混合溶剤にて希釈し固形分30%のポリエステル樹脂溶液A−2を得た。
【0062】
合成例3(比較例用)
東洋紡績社製のポリエステル樹脂「バイロン103」(数平均分子量22,000、水酸基価5mgKOH/g、酸価2mgKOH/g以下、Tg点45℃)をメチルエチルケトン/シクロヘキサノン=50/50の混合溶剤にて希釈し固形分30%のポリエステル樹脂溶液A−3を得た。
【0063】
合成例4(比較例用)
ユニチカ社製のポリエステル樹脂「ユニチカ エリーテルUE−3300」(数平均分子量8,000、水酸基価18mgKOH/g、酸価1mgKOH/g以下、Tg点45℃)をメチルエチルケトン/シクロヘキサノン=50/50の混合溶剤にて希釈し固形分30%のポリエステル樹脂溶液A−4を得た。
【0064】
内面用及び外面用塗料の製造
製造例1〜15
下記表1に示す配合にて内面用塗料及び外面用塗料を作成した。なお、製造例10〜15は比較例用に作成したものである。
【0065】
表1における配合は固形分重量で示した。
【0066】
【表1】
【0067】
塗装金属板の作成
実施例1〜10及び比較例1〜9
上記製造例で得られた内面用塗料と外面用塗料を用い、後記表3に示す組み合わせにて各塗装金属板を作成した。該塗装金属板において、素材はりん酸クロメート処理を施された厚さ0.28mmの#3004アルミニウム材を使用し、まず、外面用塗料を表3に示す各乾燥塗布量になるようバーコーターにて塗装し100℃で60秒間焼付け乾燥を行った後、素材の反対側に内面用塗料を表3に示す各乾燥塗布量になるようバーコーターにて塗装し、素材最高到達温度が270℃になる条件で20秒間焼付けを行なうことにより作成した。
【0068】
各内面用塗料及び各外面用塗料から得られる塗膜の性能、および上記方法で得られた各塗装金属板について下記の試験方法に従って試験を行った。試験結果を後記表3に示す。
【0069】
試験方法
Tg(℃):バーコーターを用いて、各内面用及び外面用塗料を乾燥後の塗着量が180mg/100cm2となるようにブリキ板に塗装し、素材最高到達温度が270℃になる条件で20秒間焼付けを行った。得られた塗板を5mm×5mmの大きさに切り、MAC SCIENCE社製 TMA−4000装置を用いて、針入法(荷重1g)でTMA曲線を測定し、変曲点前後の接線の交点をTgとして評価した。
【0070】
60℃伸び率:バーコーターを用いて、各内面用及び外面用塗料を乾燥後の塗着量が180mg/100cm2となるようにブリキ板に塗装し、素材最高到達温度が270℃になる条件で20秒間焼付けを行った。この塗膜を水銀アマルガム法ではがし、フリーフィルムを得た。このフィルムを5mm幅で30mm長さに切り、上下5mmをつかみ代として、島津製作所社製 オートグラフAGS−H装置を用いて60℃雰囲気下、引張り速度500mm/minで破断までの伸び率を測定した。
【0071】
60℃鉛筆硬度:各塗装金属板を60℃に設定した加熱板の上に乗せ、表面温度計で試料表面が60℃になったのを確認してから、JIS K−5400 8.4.2(1990)に準拠して鉛筆引っ掻き試験を行った。評価は破れ法で行った。
【0072】
60℃動摩擦係数:東洋精機社製 FRICTION TESTER TR−2装置の加熱板を60℃に設定し、その上に各塗装金属板を乗せる。表面温度計で試料表面が60℃になったのを確認してから、荷重2Kg,引張り速度1000mm/minの条件で動摩擦係数を測定した。動摩擦係数が小さいほど潤滑性は良好である。
【0073】
60℃加圧粘着性:各塗装金属板を5cm×5cmの大きさに切り、塗装面に所定の紙(クレシア社製 Kleenex Facial Tissues)をかぶせ、60℃の雰囲気中、30Kg/cm2で24時間加圧した後取り出し、室温に戻してから紙をはがし、その状態を評価した。
○ :剥がすことができる
△ :剥がせるが、塗膜に紙の繊維が残る
× :剥がすことができない。
【0074】
D&I成形加工性:各塗装金属板をエリクセン社製 金属薄板深絞り試験機142型を使用し、ブランク径82mmから以下の表に示す5段階の処理を順次行ない、最終的に絞り率=約37%、しごき率=約60%の絞りしごき加工を施した後、製缶性、外観及び被覆性を評価した。
【0075】
【表2】
【0076】
[製缶性] 10缶成形加工したうちの成形加工できた率から以下の基準で評価した。
◎ :成功率100%。
○ :成功率90%以上、100%未満。
△ :成功率50%以上、90%未満。
× :成功率50%未満。
[外観] 成形できたものについて、加工部の状態を目視で評価し、塗膜に異常が認められないものを○とした。
[被覆性] 2規定塩酸溶液95部に硫酸銅5部を加えて溶解し、さらにアセトン100部を混合して試験液を作成した。この試験液に加工した缶を60秒間浸漬した後、水洗して缶を切り開き、内面の腐食の程度を目視評価した。
○ :腐食が認められない。
○△:缶上部の最もしごき加工を受ける部位に一部腐食が認められる。
△ :缶中部以上のしごき加工部ほぼ全面に腐食が認められる。
× :明らかな塗膜欠陥があり、大きく腐食が起こっている。
【0077】
【表3】
【0078】
【発明の効果】
本発明の両面塗装金属板は塗膜の強度とスベリ性が適度に保たれたものであり、絞りしごき加工のような厳しい加工に十分耐えることができ、DI缶用のプレコート鋼板として特に適したものである。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a double-sided coated metal plate for cans, and more particularly to a coated metal plate that can withstand severe processing at high speed such as drawing and ironing (DI processing).
[0002]
[Prior art and problems]
Two-piece cans used for food cans, etc., depending on the manufacturing method, drawn and ironed cans (DI cans: Draw and Ironed Can), and drawn cans (DR cans: Drawn Can) that do not contain irons, There are redrawn cans (DRD cans) and DTR cans (Drawn Thin Redraw Cans). Of these, DI cans are widely used for positive pressure beverage cans such as beer and carbonated drinks due to their cosmetic properties and thin and light weight. However, in manufacturing DI cans, it is necessary to use a large amount of coolant, degrease, wash, surface treatment, spray coating the inner surface and bake and dry. The load on the environment was also great.
[0003]
In order to solve such a problem, various proposals have been made that can be made without coolant by using a coated steel plate previously coated with an organic coating, and that can be made without coolant and does not perform subsequent inner surface spray coating. Most of them are laminates of thermoplastic solid film on steel plate.
[0004]
For example, a biaxially stretched thermoplastic film is heat laminated to a metal plate directly or via an adhesive. JP-A 56-10451, JP-A 57-65463, etc. An example using a polyester film as a plastic film is disclosed. Further, instead of processing a thermoplastic resin into a film and laminating it on a metal plate, a method of thermally melting the resin and directly extruding and laminating it on the metal plate is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 51-17988. Has been.
[0005]
However, once the resin is made into a film, the film has to be thickened to some extent in handling, and there is a problem that it is inferior in economic efficiency as compared with the conventional coating method because it is repeatedly heated and melted and cooled.
[0006]
On the other hand, the use of a pre-coated steel sheet pre-coated with a paint instead of a laminated steel sheet is also being studied, but there is a problem that a rugged process such as drawing and ironing is involved, and a film that can withstand it cannot be obtained.
[0007]
For example, although a method using a thermosetting resin is disclosed in Japanese Patent No. 2508799 as a post-processing method, it is a precondition that no ironing is applied, and it is difficult to withstand drawing ironing.
[0008]
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to obtain a coated metal plate for a squeezed iron can that has excellent adhesion to the metal of the coating film, is strong, has good workability, and can withstand squeezing and ironing.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have determined that the toughness (hardness), elongation rate and slippery enough to withstand heat generation near 60 ° C. due to continuous drawing and ironing on the film that becomes the inner surface of the can after processing. It can withstand squeezing and ironing by forming a film that can maintain (dynamic friction coefficient) and a film that can maintain sufficient hardness at 60 ° C on both sides of the metal plate. The present inventors have found that a can metal sheet for cans can be obtained and have completed the present invention.
[0010]
Thus, according to the present invention, a double-sided coated metal plate having a dry coating amount of 90-400 mg / 100 cm <2>, a glass transition temperature of 50-120 [deg.] C., and a 60 [deg.] C. Under the conditions, the pencil hardness is H or higher, the elongation is 200 to 600%, and the dynamic friction coefficient is 0.03 to 0.25. The dry coating amount of the film that becomes the outer surface of the can after processing is 15 to 150 mg / A coated metal plate for a squeezed iron can having a pencil hardness of H or higher under test conditions of 100 cm 2, glass transition temperature of 50 to 120 ° C. and 60 ° C. is provided.
[0011]
The present invention also provides a squeezed iron can obtained by squeezing and squeezing and processing the painted metal plate for a squeezed iron can.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The coated metal plate of the present invention has a paint applied on both surfaces of a metal plate used for a squeezed iron can. On the surface that becomes the inner surface of the can after processing, a dry coating amount of 90 to 400, preferably 100 to A film having a dry coating amount of 15 to 150, preferably 30 to 100 mg / 100 cm <2> is formed on the surface that becomes 200 mg / 100 cm <2> and the outer surface of the can after processing. The type of paint applied to both sides of the metal plate may be the same or different, but usually the required performance differs between the can inner surface and the can outer surface, so the type of paint used It is better to be different.
[0013]
First, the paint used for the inner surface of the can and the outer surface of the can will be described.
[0014]
Can inner coating
Conventionally, epoxy-based paints have been used for can inner surface paints. Epoxy paints have high hardness and good adhesion to metals, but have the disadvantage of poor workability.
[0015]
As a result of repeated studies on the paint suitable for this application, the glass transition temperature of the film obtained therefrom is 50 to 120 ° C., preferably 60 to 100 ° C., and the test condition of 60 ° C. is pencil hardness H or more and elongation. It has been found that it is suitable that the ratio is in the range of 200-600%, preferably 250-500% and the dynamic friction coefficient 0.03-0.25, preferably 0.05-0.15. In particular, in continuous drawing and ironing can operations, the working temperature rises to about 60 ° C. due to heat generated during molding, and it is assumed that the importance of controlling film properties at 60 ° C. has been demonstrated. The conventional epoxy paint has a glass transition temperature of about 70 to 120 ° C., a pencil hardness of F to 2 H, an elongation of about 10 to 150%, and a dynamic friction coefficient of about 0.3 to 0.5 at 60 ° C. It is.
[0016]
As a resin system capable of controlling such physical properties, a combination of a resin such as a polyester resin, an epoxy resin, an acrylic resin, or a urethane resin and a curing agent such as a resol type phenol resin or an amino resin can be used. In particular, a polyester resin / resole type phenol resin system is particularly suitable for adjusting the characteristics of the film, and as the polyester resin, a modified polyester resin such as epoxy-modified or urethane-modified can be suitably used. With regard to the epoxy resin, it is appropriate to use a part of the epoxy resin for adjusting the hardness of the polyester-based paint from the above characteristics.
[0017]
Furthermore, as for the polyester resin, those having a number average molecular weight of 10,000 to 80,000, particularly 15,000 to 50,000, a hydroxyl value of 1 to 20, particularly 2 to 12 mg KOH / g have a balance between hardness and workability. Suitable for taking.
[0018]
The polyester resin is synthesized by direct esterification or transesterification of an acid component and an alcohol component.
[0019]
Examples of the acid component constituting the hydroxyl group-containing polyester resin include phthalic anhydride, isophthalic acid, terephthalic acid, tetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, hexahydroisophthalic acid, hexahydroterephthalic acid, succinic acid, fumaric acid, One or more dibasic acids selected from adipic acid, sebacic acid, maleic anhydride, and the like, and lower alkyl esterified products of these acids are mainly used. If necessary, benzoic acid, crotonic acid, pt-butylbenzoic acid A monobasic acid such as an acid, a tribasic or higher polybasic acid such as trimellitic anhydride, methylcyclohexeric carboxylic acid and pyromellitic anhydride are used in combination.
[0020]
Examples of the alcohol component constituting the polyester resin include ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, 2-methyl-1,3-propanediol. , Dihydric alcohols such as 3-methylpentanediol, 1,4-hexanediol, 1,6-hexanediol, 1,4-dimethylolcyclohexane are mainly used, and glycerin, trimethylolethane, A trihydric or higher polyhydric alcohol such as trimethylolpropane and pentaerythritol can be used in combination. These alcohol components can be used alone or in admixture of two or more.
[0021]
When synthesizing the acid component and the alcohol component by a direct esterification method or transesterification method by a conventional method, if the reaction is carried out under the condition that the carboxyl group is excessive with respect to the hydroxyl group, the carboxyl group is mainly contained. If a polyester resin is obtained and the reaction is carried out under conditions where the hydroxyl group is excessive with respect to the carboxyl group, a polyester resin containing mainly a hydroxyl group can be obtained. Furthermore, it is possible to adjust the amount of hydroxyl groups and carboxyl groups in the single resin by adding an acid anhydride to the polyester resin mainly containing the hydroxyl groups. Examples of the acid anhydride to be reacted with the polyester resin mainly containing a hydroxyl group include phthalic anhydride, succinic anhydride, maleic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, trimellitic anhydride, and the like.
[0022]
In the above method, the reaction by the direct esterification method or transesterification method can be promoted by pressurizing or depressurizing operation, or by flowing an inert gas. Furthermore, an organometallic catalyst such as di-n-butyltin oxide can be used as an esterification catalyst during the reaction.
[0023]
The hydroxyl group-containing polyester resin may be any of an oil-free polyester resin, an oil-modified alkyd resin, or a modified product of these resins, such as a urethane-modified polyester resin, a urethane-modified alkyd resin, an epoxy-modified polyester resin, and an epoxy-modified alkyd resin. Among them, an oil-free polyester resin is particularly preferable.
[0024]
As the resol type phenol resin, a phenol component and formaldehyde are heated in the presence of a reaction catalyst to cause a condensation reaction by introducing a methylol group, and a part of the methylol group of the methylolated phenol resin is alkylated with alcohol. It is obtained by etherification.
[0025]
In the production of the resol-type phenol resin crosslinking agent, a bifunctional phenol compound, a trifunctional phenol compound, a tetrafunctional or higher functional phenol compound, or the like can be used as the phenol component that is a starting material.
[0026]
Examples of the bifunctional phenol compound used for the production of the resol type phenol resin crosslinking agent include o-cresol, p-cresol, p-tert-butylphenol, p-ethylphenol, 2,3-xylenol, 2,5-xylenol, and the like. The trifunctional phenol compound includes phenol, m-cresol, m-ethylphenol, 3,5-xylenol, m-methoxyphenol, and the like. Examples of the compound include bisphenol A and bisphenol F. These phenol compounds may be used alone or in combination of two or more.
[0027]
Examples of formaldehydes used in the production of the resol type phenol resin include formaldehyde, paraformaldehyde, trioxane, and the like, which can be used alone or in combination of two or more.
[0028]
As the alcohol used for alkyl etherifying a part of the methylol group of the methylolated phenol resin, a monohydric alcohol having 1 to 8 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms, can be suitably used. Suitable monohydric alcohols include methanol, ethanol, n-propanol, n-butanol, isobutanol and the like.
[0029]
The resol type phenolic resin has an average of 0.5 or more, preferably 0.6 to 3.0 alkoxymethyl groups per benzene nucleus from the viewpoint of reactivity with the hydroxyl group-containing polyester resin (A). Things are suitable.
[0030]
In order to adjust the dynamic friction coefficient of the film obtained from the paint for the inner surface of the can, a wax can be suitably used in addition to the resin and the curing agent.
[0031]
Regarding the blending ratio of the polyester resin and the resol type phenol resin, the balance between curability and workability is within the range of polyester resin / resol type phenol resin = 80/20 to 98/2, preferably 90/10 to 97/3. It is suitable from the viewpoint.
[0032]
Examples of the wax to be added include plant waxes, animal waxes, mineral waxes, petroleum waxes, and fatty acid ester waxes. Among these, liquid waxes are preferably used at 60 ° C.
[0033]
By using liquid wax at 60 ° C for the paint used on the inner surface of the can, there is an effect that the continuity of the film and coverage are difficult to be impaired during DI processing, in addition to adjusting the coefficient of dynamic friction. It becomes suitable as. Specific examples of waxes that are liquid at 60 ° C. include plant waxes, animal waxes, mineral waxes, and fatty acid ester waxes.
[0034]
The plant waxes include carnauba wax, cotton wax, and wood wax, the animal waxes include lanolin wax, gay wax, and beeswax. The petroleum waxes include paraffin wax, microcrystalline wax, and petrolatum. Examples of mineral waxes include ozokerite and montan wax.
[0035]
Examples of the fatty acid ester wax include esterified products of fatty acid sucrose ester polyglycerin ether and fatty acid.
[0036]
The amount of the wax added is suitably 0.1 to 10, preferably 1 to 5 parts by weight per 100 parts by weight of the resin in the paint.
[0037]
Can exterior paint
Since the paint for outer surface of the can of the present invention is processed and printed and polished after processing, the paint continuity after processing is not required as much as the paint for inner surface of the can. Therefore, it is suitable that the glass transition temperature of the film obtained therefrom is 50 to 120 ° C., preferably 60 to 100 ° C., and the pencil hardness is H or higher under the test conditions of 60 ° C. It is possible to use a combination of a resin such as a polyester resin, an epoxy resin, an acrylic resin, or a urethane resin and a curing agent such as a resol type phenol resin or an amino resin. The amino resin system is suitable for adjusting the properties of the film without coloring the paint. The resol type phenolic resin, which is a curing agent, tends to turn yellow when the paint film is baked and cured, so care must be taken when using it for paints on the outside of cans. Thus, it is suitable for a usage method of coloring and gold color, a usage method of using in combination with an amino resin by taking advantage of the corrosion resistance of the resol type phenolic resin.
[0038]
As the polyester resin, modified polyester resins such as epoxy-modified and urethane-modified can also be suitably used. It is also effective to use a part of the epoxy resin for improving the hardness and adhesion of the polyester paint.
[0039]
Furthermore, as for the polyester resin, those having a number average molecular weight of 10,000 to 80,000, particularly 15,000 to 50,000, a hydroxyl value of 1 to 20, particularly 2 to 12 mg KOH / g have a balance between hardness and workability. Suitable for taking.
[0040]
As said polyester resin, what was mentioned in description of the coating material for can inner surfaces can be used.
[0041]
Examples of amino resins that are curing agents include methylolated amino resins obtained by reaction of amino components such as melamine, urea, benzoguanamine, acetoguanamine, steroguanamine, spiroguanamine, and dicyandiamide with aldehydes. Examples of the aldehyde include formaldehyde, paraformaldehyde, acetaldehyde, benzaldehyde and the like. In addition, those obtained by etherifying this methylolated melamine resin with one or more alcohols are also included in the amino resin. Examples of the alcohol used for etherification include monohydric alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, isobutyl alcohol, 2-ethylbutanol, and 2-ethylhexanol. . Among these, a melamine resin obtained by etherifying at least a part of a methylol group of a methylol melamine resin with a C1-4 monohydric alcohol is preferable.
[0042]
Specific examples of the melamine resin include Cymel 300, 303, 325, 327, 350, 730, 736, 738 (all of which are manufactured by Mitsui Cytec Co., Ltd.), Melan 522, 523 ( As described above, all are manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.), Nicarak MS001, MX430, MX650 (all are manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd.), Sumimar M-55, M-100, M-40S (all are manufactured by Sumitomo) Chemical Ether), Resimin 740, 747 (above, both manufactured by Monsanto Co.) and other methyl etherified melamine resins; Uban 20SE, 225 (above, both manufactured by Mitsui Chemicals), Super Becamine J820-60, L-117-60, L-109-65, 47-508-60, L-118-60, G821-60 (above Butyl etherified melamine resins such as Dainippon Ink and Chemicals Co., Ltd .; Cymel 202, 232, 266, XV-514, 1130 (all of which are manufactured by Mitsui Cytec), Nicarax MX45, MX500, Methyl ethers such as MX600, MS35, MS95 (all of which are manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd.), Resimin 753, 755 (all of which are manufactured by Monsanto), Sumimar M-66B (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) Examples thereof include mixed etherified melamine resins with butyl ether. These melamine resins can be used alone or in combination of two or more.
[0043]
The blending ratio of the polyester resin and the amino resin is preferably in the range of polyester resin / amino resin = 80/20 to 98/2, preferably 90/10 to 97/3, from the viewpoint of balance between curability and workability.
[0044]
In order to prevent damage to the film obtained from the paint for the outer surface of the can, it is effective to add wax in addition to the resin and the curing agent.
[0045]
Examples of the wax to be added include plant waxes, animal waxes, mineral waxes, petroleum waxes, fatty acid ester waxes, and fluorine waxes. Among these, solid waxes are preferably used at 60 ° C. It is done.
[0046]
By using a solid wax at 60 ° C. for the paint used for painting the outer surface of the can, there is an effect that the coating film can be prevented from being damaged without causing wax breakage due to ironing. Specific examples of the wax that is solid at 60 ° C. include polytetrafluoroethylene wax, polyethylene wax, and oxidized polyethylene wax. Further, it is also effective to use a solid wax at 60 ° C. and a liquid wax at 60 ° C. in combination.
[0047]
The amount of the wax added is suitably 0.5 to 30, preferably 1 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of the resin in the paint.
[0048]
Moreover, it is preferable to add an epoxy resin to the system of polyester resin and amino resin for the purpose of improving the hardness and adhesion of the outer surface coating. Examples of the epoxy resin include bisphenol-type epoxy resins, novolak-type epoxy resins; modified epoxy resins in which various modifiers are reacted with epoxy groups or hydroxyl groups in these epoxy resins, from the viewpoint of imparting adhesion. Preferably have low molecular weight and low viscosity. Specific examples include Epicoat 828, 834, 1001, and 154 (all of which are manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.), Araldite AER250, 280, ECN- 1273, EPN-1179 (all above, manufactured by Asahi Kasei Epoxy), Epototo YD-127, YD-134, YDF-170, YDCN-702 (all above, all manufactured by Tohto Kasei) it can.
[0049]
In the system of hydroxyl group-containing polymer polyester resin and melamine resin, the addition amount of the epoxy resin is 0.1 to 20 parts by weight, preferably 1 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total amount of the hydroxyl group-containing polymer polyester resin and melamine resin. A range of 10 parts by weight is suitable.
[0050]
In order to accelerate the curing reaction, an acid catalyst can be added to the above can inner surface and can outer surface coatings as necessary. Specific examples include acid catalysts such as p-toluenesulfonic acid, dodecylbenzenesulfonic acid, dinonylnaphthalenesulfonic acid, dinonylnaphthalenedisulfonic acid, phosphoric acid, and amine neutralized products of these acids. Among these, the sulfonic acid compound or an amine neutralized product of the sulfonic acid compound is preferable.
[0051]
The compounding amount of the acid catalyst is determined based on the physical properties of the resulting coating film, etc., and the amount of acid (for example, in the case of an amine neutralized product of a sulfonic acid compound, the amount of the remaining sulfonic acid compound from which the amine has been removed. ) Based on 100 parts by weight of the total amount of the base resin and the curing agent, it is preferably within the range of 0.1 to 5 parts by weight, preferably 0.2 to 2 parts by weight.
[0052]
Moreover, a solvent is normally mix | blended with the said can inner surface and can outer surface coating materials from a paintable viewpoint. Further, if necessary, other resins can be blended for the purpose of modifying the coating film. Further, pigments such as coloring pigments, glitter pigments and extender pigments; anti-aggregation agents, leveling agents, anti-foaming agents. Additives for paints such as foaming agents can also be blended.
[0053]
As said solvent, what can melt | dissolve or disperse | distribute each component, such as said resin, a hardening | curing agent, and other resin used as needed, Specifically, For example, toluene, xylene, a high boiling point petroleum system, for example Hydrocarbon solvents such as hydrocarbons, ketone solvents such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, isophorone, ester solvents such as ethyl acetate, butyl acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, methanol, Examples include alcohol solvents such as ethanol and butanol, and ether alcohol solvents such as ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, and diethylene glycol monobutyl ether. Al may be used alone or in combination of two or more.
[0054]
The above pigments are mainly blended into can exterior coatings to improve the design of cans. For example, titanium white pigments can be used as white coats, or bright pigments such as aluminum pigments and pearl pigments. Is used for the purpose of giving a metallic feeling and luxury.
[0055]
Manufacturing method of painted metal plate
Next, the manufacturing method of the coated metal plate of this invention is demonstrated.
[0056]
The coated metal plate of the present invention is suitable as a coated steel plate for squeezing and ironing cans by painting and baking the above-mentioned paint for the inner surface of the can and the outer surface of the can by a known coating method such as roll coater coating or spray coating on both surfaces of the metal plate. A coated film can be formed. In the case of double-sided coating, it is preferable from the viewpoint of hygienic properties of the inner surface of the can that the outer surface is first coated and dried and then the inner surface is painted and baked.
[0057]
The baking condition of the coating film is usually about 5 seconds to about 30 minutes under the condition that the maximum reached temperature of the metal plate is about 90 to 300 ° C.
[0058]
As the material for the painted metal plate, various surface-treated steel plates, aluminum plates, aluminum alloy plates and the like conventionally used as DI can materials can be suitably used.
[0059]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. Hereinafter, both “parts” and “%” are based on weight.
[0060]
Synthesis of polyester resin solution
Synthesis example 1
49.8 parts of terephthalic acid, 49.8 parts of isophthalic acid, 34.4 parts of hexahydroterephthalic acid, 28.5 parts of adipic acid, 99.8 parts of neopentyl glycol, 6.8 parts of trimethylolpropane and a polycondensation catalyst The esterification reaction was carried out while charging, heating and stirring and removing the generated water to obtain a resin having a number average molecular weight of 24,000, a hydroxyl value of 10 mgKOH / g, an acid value of 1.0 mgKOH / g, and a Tg point of 60 ° C. . The obtained resin was diluted with a mixed solvent of methyl ethyl ketone / cyclohexanone = 50/50 to obtain a polyester resin solution A-1 having a solid content of 30%.
[0061]
Synthesis example 2
37.7 parts of phthalic acid, 66.4 parts of isophthalic acid, 46.2 parts of hexahydrophthalic acid, 6.7 parts of trimellitic acid, 12.4 parts of ethylene glycol, 78.8 parts of neopentyl glycol, trimethylolpropane 6 .8 parts and a polycondensation catalyst were charged, heated and stirred, and the esterification reaction was carried out while removing the generated water, and the number average molecular weight 15,000, hydroxyl value 5.0 mgKOH / g, acid value 2.0 mgKOH / g A resin having a Tg point of 80 ° C. was obtained. The obtained resin was diluted with a mixed solvent of methyl ethyl ketone / cyclohexanone = 50/50 to obtain a polyester resin solution A-2 having a solid content of 30%.
[0062]
Synthesis Example 3 (for comparative example)
Polyester resin “Byron 103” manufactured by Toyobo Co., Ltd. (number average molecular weight 22,000, hydroxyl value 5 mg KOH / g, acid value 2 mg KOH / g or less, Tg point 45 ° C.) in a mixed solvent of methyl ethyl ketone / cyclohexanone = 50/50 Dilution was performed to obtain a polyester resin solution A-3 having a solid content of 30%.
[0063]
Synthesis Example 4 (for comparative example)
Unitika's polyester resin “Unitika Elitel UE-3300” (number average molecular weight 8,000, hydroxyl value 18 mg KOH / g, acid value 1 mg KOH / g or less, Tg point 45 ° C.) mixed solvent of methyl ethyl ketone / cyclohexanone = 50/50 To obtain a polyester resin solution A-4 having a solid content of 30%.
[0064]
Manufacture of internal and external coatings
Production Examples 1-15
An inner surface paint and an outer surface paint were prepared according to the formulation shown in Table 1 below. In addition, the manufacture examples 10-15 were created for the comparative examples.
[0065]
The formulations in Table 1 are shown in terms of solid weight.
[0066]
[Table 1]
[0067]
Create painted metal sheet
Examples 1-10 and Comparative Examples 1-9
Using the inner surface paint and the outer surface paint obtained in the above production example, each coated metal plate was prepared in the combinations shown in Table 3 below. In this coated metal plate, a 0.28 mm-thick # 3004 aluminum material that has been subjected to phosphoric acid chromate treatment is used. First, the outer surface paint is applied to the bar coater so as to have the dry coating amounts shown in Table 3. After coating and drying at 100 ° C for 60 seconds, paint the inner surface on the opposite side of the material with a bar coater so that the dry coating amount shown in Table 3 is reached, and the maximum material temperature reaches 270 ° C. It was created by baking for 20 seconds under the following conditions.
[0068]
The performance of the coating film obtained from each inner surface coating material and each outer surface coating material and each coated metal plate obtained by the above method were tested according to the following test methods. The test results are shown in Table 3 below.
[0069]
Test method
Tg (° C.): Using a bar coater, paint the inner and outer coatings on the tin plate so that the coating amount after drying is 180 mg / 100 cm 2, under the condition that the maximum material temperature reaches 270 ° C. Baking was performed for 20 seconds. The obtained coated plate is cut into a size of 5 mm × 5 mm, and a TMA curve is measured by a penetration method (load 1 g) using a TMA-4000 device manufactured by MAC SCIENCE, and the intersection of tangents before and after the inflection point is Tg. As evaluated.
[0070]
60 ° C. Elongation: Using a bar coater, paint the inner and outer coatings on the tin plate so that the coating amount after drying is 180 mg / 100 cm 2, under the condition that the maximum material temperature reaches 270 ° C. Baking was performed for 20 seconds. This coating film was peeled off by a mercury amalgam method to obtain a free film. This film was cut to 5 mm width and 30 mm length, and the upper and lower 5 mm was used as the allowance, and the elongation rate until breakage was measured at an elongation rate of 500 mm / min in an atmosphere at 60 ° C. using an autograph AGS-H device manufactured by Shimadzu Corporation. did.
[0071]
Pencil hardness at 60 ° C .: Each coated metal plate is placed on a heating plate set at 60 ° C., and after confirming that the surface of the sample has reached 60 ° C. with a surface thermometer, JIS K-5400 8.4.2. (1990), a pencil scratch test was conducted. Evaluation was performed by the tearing method.
[0072]
60 ° C. dynamic friction coefficient: Toyo Seiki Co., Ltd. FRICTION TESTER TR-2 apparatus heating plate is set to 60 ° C., and each coated metal plate is placed thereon. After confirming that the surface of the sample reached 60 ° C. with a surface thermometer, the dynamic friction coefficient was measured under the conditions of a load of 2 kg and a pulling speed of 1000 mm / min. The smaller the dynamic friction coefficient, the better the lubricity.
[0073]
Pressure adhesiveness at 60 ° C .: Each coated metal plate is cut into a size of 5 cm × 5 cm, and a predetermined paper (Kleenex Facial Tissues manufactured by Crecia) is covered on the coated surface, and then in an atmosphere of 60 ° C. at 30 Kg / cm 2 for 24 hours. After pressurizing, it was taken out and returned to room temperature, and then the paper was peeled off to evaluate the state.
○: Can be peeled off
Δ: Can be removed, but paper fibers remain in the coating film
X: Cannot be peeled off.
[0074]
D & I forming processability: Each coated metal plate was processed by Eriksen's metal thin plate deep drawing tester 142 type, and the five steps shown in the table below were sequentially performed from a blank diameter of 82 mm, and finally the drawing ratio = about 37 %, Ironing ratio = approx. 60%, and then subjected to the drawing ironing process, and the can manufacturing property, appearance, and covering property were evaluated.
[0075]
[Table 2]
[0076]
[Can manufacturing property] Evaluation was carried out according to the following criteria from the rate at which 10 cans were molded.
A: Success rate 100%.
○: Success rate is 90% or more and less than 100%.
Δ: Success rate of 50% or more and less than 90%.
X: Success rate is less than 50%.
[Appearance] With respect to what could be molded, the state of the processed part was visually evaluated, and those in which no abnormality was observed in the coating film were marked as ◯.
[Coating property] To 95 parts of 2N hydrochloric acid solution, 5 parts of copper sulfate was added and dissolved, and 100 parts of acetone was further mixed to prepare a test solution. The can processed into this test solution was immersed for 60 seconds, then washed with water and opened, and the degree of corrosion on the inner surface was visually evaluated.
○: Corrosion is not recognized.
○ △: Partial corrosion is observed in the most ironing part of the upper part of the can.
Δ: Corrosion is observed on almost the entire surface of the ironing portion above the middle portion of the can.
X: There are obvious coating film defects, and large corrosion has occurred.
[0077]
[Table 3]
[0078]
【The invention's effect】
The double-sided coated metal plate of the present invention has moderately high strength and smoothness of the coating film, can sufficiently withstand severe processing such as drawing ironing, and is particularly suitable as a pre-coated steel plate for DI cans. Is.
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