JPH0355308B2 - - Google Patents
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Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
Description
(産業上の利用分野)
本発明は、プライマー塗装金属素材相互をポリ
アミド系接着剤で接合して成る金属接着構造物に
関するもので、より詳細には、接着破壊、特にピ
ールによる接着破壊に対して耐性を有する接着構
造物に関する。特に本発明は、罐蓋のスコアを剪
断するための開封用タブが接着剤を介して罐蓋に
固定されている接着構造物に関する。
(従来の技術)
従来、コーラ、ビール、ジユース等の飲料等を
収容する罐に用いる易開封性(イージイ・オープ
ン)蓋としては、スコア(部分切断線)により区
画された開口用部分を備え、この開口用部分にリ
ベツトを形成し、このリベツトにより引張りタブ
を固着し、このタブを引張ることにより、スコア
が破断されて開口部分が取外されるようにしたも
のが広く使用されている。
しかしながら、この易開封性蓋では、リベツト
加工等の過酷な加工により、罐蓋の内面塗膜が損
傷を受け易く、食用罐詰のように、腐食性の内容
物を充填し、しかも加熱殺菌等の苛酷な処理を行
う用途には、耐腐食性の点で満足すべき結果は到
底得られない。この傾向は、アルミニウムを用い
た易開封性罐蓋において特に顕著である。更に、
食塩濃度の高い内容物では孔食が生じ、貫通孔か
ら内容物の漏洩や細菌による汚染の問題がある。
実公昭51−524号公報には、スコアで区画され
た開口用部分に開封片を接着固定して成る易開封
性罐蓋が提案されている。また、金属相互を接着
させる際、ポリアミド類は優れたホツトメルト接
着剤であることが知られている。
(発明が解決しようとする問題点)
この種の易開封性蓋においては、開封片の把持
部を上方に持上げることにより、接着部が支点と
なり、開封片(タブ)の先端がスコアに押込まれ
ることによりスコアの剪断が開始され、次いでタ
ブを引張ることによりスコア全体にわたつての剪
断が行なわれるが、この場合接着部にはスコアの
押裂に必要な力がモーメントとして作用し、接着
部の破壊が生じ易いことが問題となる。
また、易開封性蓋の開封の仕方は、罐の購入者
によつてまちまちであり、例えばタブの持上げを
罐蓋にほぼ直角の位置となる迄行なわずに、タブ
の引張りを行う場合には、タブと蓋との接着支点
には比較的大きなモーメントが作用し、接着支点
の破壊が生じ易くなる。またタブの引張りがタブ
方向に正しく行なわれない場合には、やはり接着
支点にモーメントが作用し、接着支点の破壊が生
じ易くなる。
ポリアミド系接着剤は、分子鎖相互間の水素結
合が大で、凝集破壊力も分成高分子の内でも特に
大であり、また前記蓋用金属素材の保護の目的で
施される保護塗膜等に対する密着力も大であり、
従つて前述した易開封性蓋の開封に際しても、接
着支点におけるポリアミド接着剤層や、接着剤層
と塗膜との接合部が破壊されるおそれは殆んどな
いが、その代りに塗膜と金属素材との密着界面で
屡々剥離乃至破壊を生じることが認められる。こ
の原因は、金属−塗膜間では、剥離力はかなり大
であるが、両者の間で殆んど変形(伸び)が生じ
ないため、この部分に応力集中が生じて破壊に至
るものと推定される。
従つて、本発明は、プライマー塗装金属素材相
互をポリアミド系接着剤で接合して成る金属接着
構造物において、接着剤層における部分的破壊を
ある程度許容することにより、プライマーと金属
素材との間の破壊を防止し、これにより全体とし
ての接着破壊、特にモーメントが作用する条件下
の接着破壊を防止した接着構造物を提供すること
を課題とする。
(問題点を解決するための手段)
本発明は、プライマー塗装金属素材相互をポリ
アミド系接着剤で接合して成る金属接着構造物に
おいて、接着剤として(A)アミド基1個当りの平均
主鎖炭素数が6.1乃至15の範囲内にある線状脂肪
族ポリアミドと、(B)重合体鎖に結合したカルボン
酸、カルボン酸無水物、カルボン酸塩、カルボン
酸アミド、及びカルボン酸エステルから成る群よ
り選ばれた少なくとも1種の基を=CO基として
10乃至400ミリモル/100g重合体の濃度で含有す
るオレフイン共重合体とを、
A:B=94:6〜65:35
の重量比で含有し且つポリアミド(A)が連続相及び
オレフイン共重合体(B)が分散粒子相として存在す
る接着剤層を用いること、及びプライマーとして
エポキシ樹脂とフエノール樹脂とを95:5乃至
30:70の重量比で含有する硬化型塗膜を用いるこ
とを特徴とする。
(作 用)
本発明の接着構造物の断面構造を拡大して示す
第1図において、この接着構造物は罐蓋と開封用
タブとの前述した接着支点を拡大して示すもので
あり、罐外側を上、罐内側を下として図示してあ
る。
金属製罐蓋1の外面には接着プライマー層2
が、また内面には保護塗膜3が夫々設けられてお
り、一方金属製開封タブ4の内側面にはやはり接
着プライマー層5が、また外面には保護塗膜6が
設けられている。罐蓋1及び開封用タブ4は、そ
れらの表面に施された接着プライマー層2及び5
を介して、接着剤層7により接合されている。
本発明によれば、接着プライマー層2及び5と
して、エポキシ樹脂とフエノール樹脂とを95:5
乃至30:70の重量比で含有する硬化型塗膜を用い
ると共に、接着剤層7として、特定の線状脂肪族
ポリアミドとオレフイン共重合体とを94:6乃至
65:35の重量比で含有し且つポリアミドが連続相
及びオレフイン共重合体が分散相となつた組成物
の層を使用する。
添付図面第2図は、本発明で用いる接着剤層の
断面構造を示す電子顕微鏡写真(倍率10000倍)
であり、この写真において黒く見えるのがポリア
ミド連続相であり、白く見えるのがオレフイン共
重合体の分散相である。
本発明は、ポリアミドが連続相及びオレフイン
共重合体が分散層となつた組織を有する接着剤層
を使用すると、接着剥離試験において、プライマ
ー塗膜と金属素材との間での剥離破壊が抑制さ
れ、全体としての接着破壊に対する強靭性が向上
するという知見に基づくものである。
添付図面第3図は、プライマー塗膜として、後
述する実施例1のエポキシ−フエノール系プライ
マーを使用し、且つ接着剤として、ナイロン6、
10単独を使用したもの(試料A)、ナイロン6、
10とエチレン酢酸ビニル共重合体(共重合比90/
10、MI5)とを85:15の重量比でブレンドして、
第2図に示す組織の分散構造としたもの(試料
B)、及びナイロン6、10と上記エチレン酢酸ビ
ニル共重合体とを同じ重量比でブレンドするが、
均一分散組織したもの(試料C)を用いて、易開
封性蓋の接着支点を形成した後に、蓋内面補修塗
料を塗布焼付し、更に実罐を想定したレトルト殺
菌相当の熱水処理を施した上で、接着支点の引張
速度200mm/secでの90度方向への引剥し力(Kg)
と変位量(cm)とを求めた結果を示している。第
3図において、立上りの到達引剥し力は初期開口
力と関連するものであり、また曲線の積分値は90
度剥離仕事量に相当するものである。
第3図の結果から、次のことがわかる。即ち、
ナイロン単独を接着剤として使用した場合(試料
A)は、到達引剥し力は著しく大きいが、変位量
が少ない内に破壊に至ることが明らかである。実
際に試料Aを観察すると、プライマー塗膜と金属
との接着界面での破壊が支配的であり、従つて試
料Aの場合には、応力が集中する位置がプライマ
ー塗膜と金属との界面であり、接着支点は強靭性
(90度剥離仕事量)に関して未だ不満足なもので
あることを示している。また、ナイロンとオレフ
イン共重合体とが均一分散組織となつている接着
剤層(試料C)の場合は、変位量は大きくなるも
のの、到達引剥し力がかなり低く、接着剤層の部
分で容易に破壊を生じることが了解されよう。こ
れに対して、本発明に従つて、ポリアミドが連続
相、オレフイン共重合体が分散相となつている接
着剤層(試料B)を用いると、到達引剥し力を比
較的大きいレベルに維持しながら、このレベルで
の変位量を大きくとることが可能であり、90度剥
離仕事量、即ち接着支点の強靭性を、試料A、C
に比して大きくとることが可能であることがわか
る。
このことは、接着支点の破壊に関して次のこと
を意味しているものと思われる。即ち、プライマ
ー塗膜と金属との間の接着破壊は試料Aの到達引
剥し力よりも大きい力で生ずるが、本発明の接着
構造物では、第3図の曲線Bに示す通り、大き力
が作用しても、接着剤層中のポリアミドの連続相
が部分的に破壊されるにすぎず、プライマー塗膜
と金属との間の破壊が防止され、しかも接着剤層
の破壊に必要な仕事量が大きくなつているため、
かえつて接着支点の破壊が防止されるものであ
る。凝集力の大きいポリアミドを応力担体として
有効に利用するためには、第2図に示すようなヘ
テロな分布組織が必要不可欠であり、試料Cのよ
うな均一分散組織では接着剤層そのものの強度低
下を招くことになる。
本発明に用いるポリアミドにおいて、アミド基
1個当りの平均主鎖炭素数は分子間の水素結合の
強さに関係し、また凝集力の大きさが硬さ、或い
は水に対する親和性にも重大な影響を及ぼす。ア
ミド基1個当りの平均主鎖炭素数が6.1よりも小
さい場合には、融点が高くなりすぎ、可能接着温
度が高くなりすぎて、接着操作が困難となる傾向
があると共に、接着プライマーや保護塗膜の焦げ
等の不都合を生じ、また接着後の冷却の制御が困
難となつて、後に述べる結晶化度の制御が困難と
なり易い。また、このポリアミドは水に対して著
しく敏感となり、含有水分率の変動によつて、力
学的性質の変動も大であり、更に含有水分によつ
て接着部に発泡等の欠陥が生じ易い。また、アミ
ド基1個当りの平均主鎖炭素数が15.0を越える
と、ポリアミド自体の凝集力が小さくなる傾向が
あり、耐熱性が低下して、スコア部に対する補正
塗料の焼付時或いはレトルト殺菌時における接着
低下を生じ、著しい場合は接着支点の位置ズレ迄
をも生じるようになる。更に、プライマー塗膜と
の接着性も低下するようになる。
本発明に用いるオレフイン共重合体は、重合体
鎖に結合したカルボン酸、カルボン酸無水物、カ
ルボン酸塩、カルボン酸アミド又はカルボン酸エ
ステルの基を有することも重要であり、これらの
基を有しないオレフイン共重合体はポリアミド中
への分散性に欠けており、たとい分散させたとし
ても、粒界における結合が不十分で接着剤層がも
ろくなる傾向を示す。また=CO基基準で示した
これらの基の濃度が10乃至400ミリモル/100g、
特に15乃至300ミリモル/100gの範囲内にあるこ
とも重要であり、この濃度が上記範囲よりも低い
場合には前述した欠点を生じ易く、また上記範囲
よりも高い場合には、やはりポリアミド中への分
散が困難となつたり混練時に熱分解や発泡を生じ
たりする傾向がある。
ポリアミド(A)とオレフイン共重合体(B)とを
A:B=94:6乃至65:35
特に 91:9乃至70:30
の重量比で用いることも重要であり、オレフイン
共重合体の量が上記範囲よりも少ない場合には、
ポリアミドを単独で使用した場合と同様の欠点が
表われ、上記範囲よりも多い場合には、接着剤層
の機械的強度が低下する傾向があると共に、プラ
イマー層との接着力も低下する傾向がある。
本発明に用いる接着剤層においては、分散粒子
相(オレフイン共重合体)のメジアン短径が0.05
乃至10μ、特に0.5乃至8μとなつていることが本発
明の目的に望ましい。本発明に用いる接着剤層に
おいては、前述した分散組織を有することから、
オレフイン共重合体相とポリアミド相との接触界
面が著しく大であることから、熱溶融及び冷却固
化の接着サイクルで接着剤層中に残留しようとす
る歪が両相間の接触界面で容易に緩和され、その
結果として、経時的に接着強度の劣化のない接着
構造物が得られる。
本発明に用いる前記組成のプライマー塗膜は、
金属との密着力に特に優れたものであると共に、
前述したポリアミド−オレフイン共重合体ブレン
ド物層にも優れた接着力を示し、且つ金属に耐腐
食性を賦与する点でも優れたものである。エポキ
シ樹脂成分が前記範囲よりも多いと、接着剤との
界面剥離が生じ易くなり、一方フエノール樹脂成
分が前記範囲よりも多くなると金属との界面剥離
が生じ易くなり、またプライマー塗膜がもろくな
る傾向もある。
(発明の作用効果)
本発明によれば、プライマー塗装金属素材間の
ポリアミド系接着剤による接合に際して、プライ
マー塗膜と金属素材との密着界面に応力集中が生
じて、この部分が破壊されるのを防止し、接合部
全体の接着破壊に対する強靭性を高めることが可
能となる。この接着構造を罐蓋と開封用タブとの
接点支点に応用することにより、モーメントが加
わる場合にも耐剥離性に優れた接着支点が提供さ
れた接着支点が提供され、蓋材が罐胴との巻締固
定に使用される剛性のある金属素材から構成され
ていながら、開封に際し接合支点の破壊が有効に
防止され、長期間の経時後にも安定に開封操作を
行ない得るという利点が達成される。
(発明の好適態様の説明)
蓋の構造
第1,4及び5図に示す通り、本発明の易開封
性罐蓋は、プライマー塗膜2を備えた剛性のある
金属素材1から成つている。
この蓋材1は、外周に周状の溝部8と溝部に環
状リム部9を介して連なるパネル部10とを備え
ており、溝部8には罐胴フランジ(図示せず)と
の二重巻締に際して、これと密封係合されるシー
リングコンパウンド層11が設けられている。環
状リム部9の内方には、スコア12で区画される
開口されるべき部分13がある。この開口用部分
13はパネル部10の大部分と実質上一致してい
てもよいし、パネル部10の一部が開口用部分で
あつてもよい。スコア12は、第1図の拡大断面
図に示す通り、金属素材1の厚み方向の途中に達
するように設けられており、以下に詳述する仕組
みで、開封に際してその剪断が容易に行なわれ
る。
本発明によればまた、この開口用部分13に開
封用タブ4を以下に述べる特定の仕組みで設け
る。この開封用タブ4は、一端にスコア押裂き用
先端14、他端に把持部(リング)15及びこれ
らの間に位置し且つ蓋に対して接合される支点部
分16を有している。この具体例において、支点
部分16は、先端14とリング15との間でタブ
に、形状がほぼU字形の切目17を、支点部分1
6と先端14との間に接続部18が存在するよう
に設けて舌片状とすることにより形成されてい
る。開封用タブ4の押き用先端14は、蓋体のス
コア12とその位置がほぼ一致するように、舌片
状の支点部分16において、蓋体の開口用部分1
3と、ポリアミド系接着剤層7を介して熱接着さ
れる。
本発明の罐蓋において、開封用タブ4のリング
15を指で撮み、これを上方に持上げると、この
力が支点部分16を介して押裂用先端14に下向
きの力として伝達され、スコア12に下向きの押
裂力が加わると同時に、支点部分16と開口用部
分13との間の接着剤層7には引剥し力(モーメ
ント)が作用する。本発明によれば、接着剤層7
として前述した特定のポリアミド−オレフイン共
重合体ブレンド系接着剤を用いることにより、前
述した引剥し力に耐え得るようにしたものであ
る。次いでこの開封用タブ4を蓋1に対してほぼ
90度の角度で引張ることにより、スコア12は切
目が入つた位置から剪断される。
金属素材
蓋用金属素材としては、アルミニウムのような
軽金属板や各種表面処理鋼板例えば鉄鋼板の表面
に亜鉛、スズ、クロム、アルミニウム等をメツキ
したものや、該表面にクロム酸、リン酸等の化成
処理膜を形成したものから成り、耐圧変形性と巻
締に耐える剛性とを有する任意の金属素材が使用
される。素材の厚みは、一般に0.10乃至0.40mm、
特に0.12乃至0.35mmの範囲にあることが望まし
い。また、開封用タブも、上述した各種金属素
材、特にアルミニウムが使用される。
本発明の蓋材は、リベツト加工が困難な金属素
材、例えばクロメート表面処理鋼板、特に電解ク
ロム酸処理鋼板、クロメート処理ニツケルめつき
鋼板、クロメート処理鉄、錫合金めつき鋼板、ク
ロメート処理錫・ニツケル合金めつき鋼板、クロ
メート処理鉄・錫・ニツケル合金めつき鋼板、ク
ロメート処理アルミニウムめつき鋼板に好適に適
用される。
電解クロム酸処理鋼板は、冷間圧延鋼板基質の
上に金属クロム層とその上に非金属クロム層から
成る。金属クロム層の厚みは、耐腐食性と加工性
との兼合いにより決定され、その量は30乃至300
mg/m2、特に50乃至250mg/m2の範囲にあること
が望ましい。また非金属クロム層の厚みは、塗膜
密着性や接着剥離強度に関連するものであり、ク
ロム量として表わして4乃至40mg/m2、特に7乃
至30mg/m2の範囲にあることが望ましい。
プライマー
本発明に用いるプライマー塗膜は、接着促進の
目的と下地金属保護との目的で使用されるもので
あり、フエノール樹脂とエポキシ樹脂とを前述し
た量比で含有するものである。フエノール樹脂と
しては、種々のフエノール類とホルムアルデヒド
とを、塩基性触媒の存在下に縮合させることによ
り得られたレゾール型フエノールアルデヒド樹脂
が使用される。フエノール類としては、石炭酸に
代表される3官能性フエノール類、p−クレゾー
ルに代表される二官能性フエノール類や、ビスフ
エノールAに代表される多核フエノール類等が単
独又は2種以上の組合せで使用されるが、本発明
の目的的に特に好適なフエノール樹脂は、下記式
I.F.=2M2+3M3+4M4
式中、M2はフエノールアルデヒド樹脂中に
含有される全フエノール成分100g中の2官
能性1価フエノールのモル数、M3は全フエ
ノール成分100g中の3官能性1価フエノー
ルのモル数、M4は全フエノール成分100g中
の多環2価フエノールのモル数を夫々示す、
で定義される官能指数(I.F.)が1.5乃至2.5、特
に1.6乃至2.8の範囲にあるものである。また、フ
エノール核1個当りのメチロール基の数は平均で
0.05乃至0.40個、特に0.07乃至0.30個の範囲にあ
り、その数平均分子量は一般に200乃至800、特に
230乃至600の範囲内にあるものが望ましい。
エポキシ樹脂としては、ビスフエノールAとエ
ピハロヒドリンとの縮合で得られたエポキシ当量
が600乃至6000、特に900乃至4000範囲内にあるエ
ポキシ樹脂が好適に使用される。
エポキシ樹脂とフエノール樹脂とは、混合物の
形で或いは予備縮合された形で、金属素材の塗装
に使用され、金属素材に施した後、140乃至280℃
で1乃至20分間の焼付条件で焼付した後接着に用
いるのがよい。
プライマー塗膜の厚みは、前述した目的が達成
される限り、特に制限はないが、一般的に言つ
て、0.2乃至30μm、特に1乃至20μmの範囲にあ
るのが望ましい。
接着剤
本発明において、アミド基1個当りの平均主鎖
炭素数が6.1乃至15.0、特に7.0乃至14.0の範囲に
あるポリアミドを用いることが第一の条件であ
る。このポリアミドは、ω−アミノカルボン酸及
び/又はジアミン−ジカルボン酸塩を出発単量体
成分とするホモポリアミド、コポリアミド或いは
これらのブレンド物であつてよい。適当なポリア
ミドの例は下記第A表の通りである。
勿論、コポリアミドやブレンドポリアミド組成
物の場合には、全体の組成物が前述した制限を満
足するという条件下に、ω−アミノカプロン酸単
位、ヘキサメチレン・アジパミド単位等を含有す
ることは一向に差支えない。
本発明で使用するポリアミドは、98%硫酸100
c.c.中1グラムの濃度で20℃で測定した比粘度
(ηγ)が、1.8乃至3.5の範囲にあることが好まし
い。上述した比粘度の値が上記範囲よりも小さな
ポリアミドでは、その機械的性質が悪く、接合部
分の強度が十分でない。また比粘度の値が本発明
の範囲よりも高いポリアミドでは、熔融接着に際
して、接着剤の熔融粘度が高くなり過ぎ、融点よ
りもかなり高い温度で接着が必要となるために、
好ましくない。
(Field of Industrial Application) The present invention relates to a metal bonded structure formed by bonding primer-coated metal materials to each other with a polyamide adhesive. The present invention relates to a durable adhesive structure. In particular, the present invention relates to an adhesive structure in which an opening tab for shearing the score of the can lid is fixed to the can lid via an adhesive. (Prior Art) Conventionally, easy-open lids used for cans containing beverages such as cola, beer, youth, etc. have been provided with opening portions demarcated by scores (partial cutting lines). Widely used devices include a rivet formed in the opening portion, a tension tab fixed by the rivet, and the score broken and the opening portion removed by pulling the tab. However, with this easy-to-open lid, the inner coating of the can lid is easily damaged due to harsh processing such as riveting. For applications involving severe treatment, satisfactory results in terms of corrosion resistance cannot be obtained. This tendency is particularly noticeable in easy-to-open can lids made of aluminum. Furthermore,
Contents with a high salt concentration cause pitting corrosion, and there is a problem of leakage of contents from through holes and contamination by bacteria. Japanese Utility Model Publication No. 51-524 proposes an easy-to-open can lid in which an opening piece is adhesively fixed to an opening section defined by scores. Polyamides are also known to be excellent hot melt adhesives for bonding metals together. (Problem to be Solved by the Invention) In this type of easy-to-open lid, by lifting the grip part of the opening piece upward, the adhesive part becomes a fulcrum and the tip of the opening piece (tab) is pushed into the score. Shearing of the score is started by pulling the tab, and shearing is performed across the entire score by pulling the tab, but in this case, the force necessary to tear the score acts as a moment on the adhesive part, The problem is that the parts are likely to break. Furthermore, the method of opening an easy-open lid varies depending on the purchaser of the can. For example, when pulling the tab without lifting it until it is at a position approximately perpendicular to the can lid, , a relatively large moment acts on the adhesive fulcrum between the tab and the lid, making it easy for the adhesive fulcrum to break. Furthermore, if the tab is not pulled correctly in the tab direction, a moment will still act on the adhesive fulcrum, making it easy for the adhesive fulcrum to break. Polyamide-based adhesives have large hydrogen bonds between molecular chains and particularly high cohesive failure force among component polymers, and are also highly resistant to protective coatings applied to protect the metal material for lids. The adhesion is also great,
Therefore, even when the above-mentioned easy-to-open lid is opened, there is almost no risk that the polyamide adhesive layer at the adhesive fulcrum or the joint between the adhesive layer and the paint film will be destroyed; It has been observed that peeling or destruction often occurs at the close contact interface with metal materials. The reason for this is thought to be that although the peeling force between the metal and the paint film is quite large, there is almost no deformation (elongation) between the two, so stress concentration occurs in this area, leading to fracture. be done. Therefore, the present invention provides a metal bonded structure in which primer-coated metal materials are bonded to each other with a polyamide adhesive, by allowing partial destruction of the adhesive layer to a certain extent, thereby improving the bond between the primer and the metal material. It is an object of the present invention to provide a bonded structure which prevents breakage and thereby prevents bond failure as a whole, in particular bond failure under conditions where a moment acts. (Means for Solving the Problems) The present invention provides a metal adhesive structure in which primer-coated metal materials are bonded to each other using a polyamide adhesive. A group consisting of a linear aliphatic polyamide having carbon numbers in the range of 6.1 to 15, and (B) a carboxylic acid, a carboxylic acid anhydride, a carboxylic acid salt, a carboxylic acid amide, and a carboxylic acid ester bonded to the polymer chain. At least one group selected from = CO group
and an olefin copolymer contained at a concentration of 10 to 400 mmol/100 g polymer in a weight ratio of A:B = 94:6 to 65:35, and the polyamide (A) is a continuous phase and the olefin copolymer is Using an adhesive layer in which (B) exists as a dispersed particle phase, and using an epoxy resin and a phenolic resin as a primer in a ratio of 95:5 to 95:5.
It is characterized by using a curable coating film containing a weight ratio of 30:70. (Function) In FIG. 1, which shows an enlarged cross-sectional structure of the adhesive structure of the present invention, this adhesive structure shows the above-mentioned adhesive fulcrum between the can lid and the opening tab in an enlarged manner. The outside is shown at the top and the inside of the can is shown at the bottom. An adhesive primer layer 2 is applied to the outer surface of the metal can lid 1.
However, the inner surfaces are each provided with a protective coating 3, while the inner surface of the metal opening tab 4 is also provided with an adhesive primer layer 5, and the outer surface is provided with a protective coating 6. The can lid 1 and the opening tab 4 have adhesive primer layers 2 and 5 applied to their surfaces.
They are joined by an adhesive layer 7 via. According to the present invention, the adhesive primer layers 2 and 5 are made of epoxy resin and phenolic resin in a ratio of 95:5.
A curable coating film containing a specific linear aliphatic polyamide and an olefin copolymer is used as the adhesive layer 7 in a weight ratio of 94:6 to 30:70.
A layer of a composition containing a weight ratio of 65:35 and in which the polyamide is the continuous phase and the olefin copolymer is the dispersed phase is used. Figure 2 of the attached drawings is an electron micrograph (10,000x magnification) showing the cross-sectional structure of the adhesive layer used in the present invention.
In this photograph, the polyamide continuous phase appears black, and the olefin copolymer dispersed phase appears white. The present invention shows that by using an adhesive layer having a structure in which polyamide is a continuous phase and an olefin copolymer is a dispersed layer, peel failure between the primer coating and the metal material is suppressed in an adhesive peel test. This is based on the knowledge that the overall toughness against adhesive failure is improved. FIG. 3 of the attached drawings shows that the epoxy-phenol primer of Example 1, which will be described later, was used as the primer coating, and nylon 6, nylon 6,
10 used alone (sample A), nylon 6,
10 and ethylene vinyl acetate copolymer (copolymerization ratio 90/
10, MI5) at a weight ratio of 85:15,
A sample with a dispersed structure as shown in FIG. 2 (sample B), and a blend of nylon 6, 10 and the above ethylene vinyl acetate copolymer at the same weight ratio,
After forming an adhesive fulcrum for an easy-to-open lid using a material with a uniformly dispersed structure (sample C), a repair paint for the inside of the lid was applied and baked, and then hot water treatment equivalent to retort sterilization was performed assuming a real can. Above, the peeling force (Kg) in the 90 degree direction at a tensile speed of 200 mm/sec at the adhesive fulcrum.
It shows the results of calculating the amount of displacement (cm). In Figure 3, the final peeling force at the rise is related to the initial opening force, and the integral value of the curve is 90
This corresponds to the degree of peeling work. The following can be seen from the results shown in Figure 3. That is,
When nylon alone is used as the adhesive (sample A), the ultimate peeling force is extremely large, but it is clear that destruction occurs within a small amount of displacement. When we actually observed sample A, we found that the failure was dominant at the adhesive interface between the primer coating and the metal, and therefore in the case of sample A, the location where stress was concentrated was at the interface between the primer coating and the metal. This indicates that the adhesive fulcrum is still unsatisfactory in terms of toughness (90 degree peeling work). In addition, in the case of an adhesive layer (sample C) in which nylon and olefin copolymer are uniformly dispersed, although the amount of displacement is large, the ultimate peeling force is quite low, and it is easy to peel off the adhesive layer. It will be understood that destruction will occur. In contrast, when using an adhesive layer (Sample B) in which polyamide is a continuous phase and an olefin copolymer is a dispersed phase according to the present invention, the ultimate peel force can be maintained at a relatively high level. However, it is possible to take a large amount of displacement at this level, and the 90 degree peeling work, that is, the toughness of the adhesive fulcrum, can be
It can be seen that it is possible to take a larger value than . This seems to mean the following regarding the failure of the adhesive fulcrum. That is, the adhesive failure between the primer coating and the metal occurs at a force greater than the ultimate peeling force of sample A, but in the adhesive structure of the present invention, as shown by curve B in FIG. The action only partially destroys the polyamide continuous phase in the adhesive layer, prevents destruction between the primer coating and the metal, and reduces the amount of work required to destroy the adhesive layer. is getting larger, so
On the contrary, destruction of the adhesive fulcrum is prevented. In order to effectively utilize polyamide, which has a large cohesive force, as a stress carrier, a heterogeneous distribution structure as shown in Figure 2 is essential, and a uniformly distributed structure like Sample C will reduce the strength of the adhesive layer itself. will be invited. In the polyamide used in the present invention, the average number of carbon atoms in the main chain per amide group is related to the strength of hydrogen bonds between molecules, and the magnitude of cohesive force is also important for hardness or affinity for water. affect. If the average number of carbon atoms in the main chain per amide group is less than 6.1, the melting point will be too high and the possible bonding temperature will be too high, making the bonding operation difficult. Inconveniences such as scorching of the coating film occur, and it becomes difficult to control cooling after adhesion, which tends to make it difficult to control the degree of crystallinity, which will be described later. In addition, this polyamide is extremely sensitive to water, and its mechanical properties vary greatly depending on the moisture content, and furthermore, the moisture content tends to cause defects such as foaming in the bonded area. Furthermore, if the average number of carbon atoms in the main chain per amide group exceeds 15.0, the cohesive force of the polyamide itself tends to decrease, resulting in a decrease in heat resistance, which may occur during baking of correction paint on score areas or during retort sterilization. This results in a decrease in adhesion, and in severe cases, even displacement of the adhesion fulcrum. Furthermore, the adhesion to the primer coating also decreases. It is also important that the olefin copolymer used in the present invention has a carboxylic acid, carboxylic anhydride, carboxylate, carboxylic acid amide, or carboxylic ester group bonded to the polymer chain; Olefin copolymers that do not contain polyamides lack dispersibility in polyamides, and even if they are dispersed, bonding at grain boundaries is insufficient and the adhesive layer tends to become brittle. Also, = the concentration of these groups expressed on a CO group basis is 10 to 400 mmol/100g,
In particular, it is important that the concentration be within the range of 15 to 300 mmol/100g; if this concentration is lower than the above range, the above-mentioned disadvantages are likely to occur, and if it is higher than the above range, it is also important that It tends to be difficult to disperse and cause thermal decomposition and foaming during kneading. It is also important to use polyamide (A) and olefin copolymer (B) in a weight ratio of A:B = 94:6 to 65:35, especially 91:9 to 70:30, and the amount of olefin copolymer is less than the above range,
The same drawbacks as when polyamide is used alone appear, and when the amount exceeds the above range, the mechanical strength of the adhesive layer tends to decrease, as well as the adhesive strength with the primer layer. . In the adhesive layer used in the present invention, the median minor axis of the dispersed particle phase (olefin copolymer) is 0.05.
For the purpose of the present invention, it is desirable that the thickness be between 10μ and 0.5μ and 8μ. Since the adhesive layer used in the present invention has the above-mentioned dispersed structure,
Since the contact interface between the olefin copolymer phase and the polyamide phase is extremely large, the strain that tends to remain in the adhesive layer during the bonding cycle of hot melting and cooling solidification is easily alleviated at the contact interface between the two phases. As a result, a bonded structure with no deterioration in adhesive strength over time can be obtained. The primer coating film having the above composition used in the present invention is:
It has particularly excellent adhesion to metals, and
It exhibits excellent adhesion to the polyamide-olefin copolymer blend layer described above, and is also excellent in imparting corrosion resistance to metals. If the epoxy resin component exceeds the above range, interfacial peeling with the adhesive will easily occur, while if the phenolic resin component exceeds the above range, interfacial peeling with the metal will tend to occur, and the primer coating will become brittle. There are also trends. (Operations and Effects of the Invention) According to the present invention, when bonding primer-coated metal materials using a polyamide adhesive, stress concentration occurs at the adhesion interface between the primer coating film and the metal material, and this portion is prevented from being destroyed. It is possible to prevent this and increase the toughness of the entire joint against adhesive failure. By applying this adhesive structure to the contact fulcrum between the can lid and the opening tab, an adhesive fulcrum with excellent peeling resistance is provided even when a moment is applied, and the lid material is connected to the can body. Although it is made of a rigid metal material used for fastening and fixing, it effectively prevents the joint fulcrum from breaking when unsealing, achieving the advantage that the unsealing operation can be performed stably even after a long period of time. . (Description of Preferred Embodiments of the Invention) Lid Structure As shown in FIGS. 1, 4 and 5, the easy-to-open can lid of the present invention is made of a rigid metal material 1 provided with a primer coating 2. This lid member 1 includes a circumferential groove 8 on the outer periphery and a panel portion 10 connected to the groove through an annular rim portion 9. A layer 11 of sealing compound is provided which sealingly engages upon tightening. Inside the annular rim portion 9 there is a portion 13 to be opened, which is defined by a score 12 . This opening portion 13 may substantially coincide with most of the panel portion 10, or a portion of the panel portion 10 may be the opening portion. As shown in the enlarged sectional view of FIG. 1, the score 12 is provided so as to reach the middle of the metal material 1 in the thickness direction, and is easily sheared when the package is opened by a mechanism described in detail below. According to the invention, this opening portion 13 is also provided with an opening tab 4 in a particular arrangement as described below. This opening tab 4 has a score tearing tip 14 at one end, a gripping part (ring) 15 at the other end, and a fulcrum part 16 located between these parts and joined to the lid. In this embodiment, the fulcrum portion 16 has a generally U-shaped cut 17 in the tab between the tip 14 and the ring 15.
A connecting portion 18 is provided between the tip 6 and the tip 14, and is formed into a tongue shape. The pushing tip 14 of the opening tab 4 presses the opening portion 1 of the lid at the tongue-shaped fulcrum portion 16 so that its position almost matches the score 12 of the lid.
3 and is thermally bonded via a polyamide adhesive layer 7. In the can lid of the present invention, when the ring 15 of the opening tab 4 is picked up with a finger and lifted upward, this force is transmitted as a downward force to the tearing tip 14 via the fulcrum portion 16, At the same time as a downward tearing force is applied to the score 12, a peeling force (moment) is applied to the adhesive layer 7 between the fulcrum part 16 and the opening part 13. According to the invention, adhesive layer 7
By using the specific polyamide-olefin copolymer blend adhesive mentioned above, it is made to be able to withstand the above-mentioned peeling force. Next, place this opening tab 4 approximately against the lid 1.
By pulling at a 90 degree angle, the score 12 is sheared away from the score. Metal materials Metal materials for the lid include light metal plates such as aluminum, various surface-treated steel plates, such as steel plates plated with zinc, tin, chromium, aluminum, etc., and plated with chromic acid, phosphoric acid, etc. on the surface. It is made of a material on which a chemical conversion treatment film is formed, and any metal material having pressure deformation resistance and rigidity that can withstand seaming can be used. The thickness of the material is generally 0.10 to 0.40mm,
In particular, it is desirable that the thickness be in the range of 0.12 to 0.35 mm. Further, the opening tab is also made of the various metal materials mentioned above, especially aluminum. The lid material of the present invention can be made of metal materials that are difficult to rivet, such as chromate surface-treated steel sheets, especially electrolytic chromic acid treated steel sheets, chromate-treated nickel-plated steel sheets, chromate-treated iron, tin alloy-plated steel sheets, chromate-treated tin/nickel. It is suitably applied to alloy-plated steel sheets, chromate-treated iron/tin/nickel alloy-plated steel sheets, and chromate-treated aluminum-plated steel sheets. Electrochromic acid treated steel sheets consist of a metallic chromium layer on a cold rolled steel substrate and a non-metallic chromium layer thereon. The thickness of the metallic chromium layer is determined by the balance between corrosion resistance and workability, and the amount is between 30 and 300 mm.
mg/m 2 , preferably in the range of 50 to 250 mg/m 2 . The thickness of the nonmetallic chromium layer is related to paint film adhesion and adhesive peel strength, and is preferably in the range of 4 to 40 mg/m 2 , particularly 7 to 30 mg/m 2 in terms of chromium content. . Primer The primer coating film used in the present invention is used for the purpose of promoting adhesion and protecting the underlying metal, and contains a phenol resin and an epoxy resin in the above-mentioned quantitative ratio. As the phenolic resin, a resol type phenolic resin obtained by condensing various phenols and formaldehyde in the presence of a basic catalyst is used. Examples of phenols include trifunctional phenols typified by carbolic acid, difunctional phenols typified by p-cresol, and polynuclear phenols typified by bisphenol A, either singly or in combination of two or more. The phenolic resin used, but particularly suitable for the purposes of the present invention, has the following formula: IF = 2M 2 + 3M 3 + 4M 4 , where M 2 is the difunctional M3 is the number of moles of trifunctional monovalent phenol in 100g of total phenol components, and M4 is the number of moles of polycyclic divalent phenol in 100g of total phenol components. The sensory index (IF) is in the range of 1.5 to 2.5, particularly 1.6 to 2.8. Also, the average number of methylol groups per phenol nucleus is
The number average molecular weight is generally in the range of 200 to 800, especially in the range of 0.05 to 0.40, especially 0.07 to 0.30.
A value in the range of 230 to 600 is desirable. As the epoxy resin, an epoxy resin obtained by condensing bisphenol A and epihalohydrin and having an epoxy equivalent in the range of 600 to 6,000, particularly 900 to 4,000 is preferably used. Epoxy resins and phenolic resins are used in the coating of metal materials in the form of a mixture or precondensed form, and after being applied to the metal materials, the temperature is 140 to 280℃.
It is best to use it for bonding after baking it for 1 to 20 minutes. The thickness of the primer coating is not particularly limited as long as the above-mentioned purpose is achieved, but it is generally desirable to have a thickness in the range of 0.2 to 30 μm, particularly 1 to 20 μm. Adhesive In the present invention, the first condition is to use a polyamide whose average main chain carbon number per amide group is in the range of 6.1 to 15.0, particularly 7.0 to 14.0. The polyamide may be a homopolyamide, a copolyamide or a blend thereof, whose starting monomer components are ω-aminocarboxylic acid and/or diamine dicarboxylic acid salt. Examples of suitable polyamides are listed in Table A below. Of course, in the case of copolyamide or blend polyamide compositions, it is perfectly acceptable to contain ω-aminocaproic acid units, hexamethylene adipamide units, etc., provided that the entire composition satisfies the above-mentioned restrictions. . The polyamide used in the present invention is 98% sulfuric acid 100%
Preferably, the specific viscosity (ηγ), measured at 20° C. at a concentration of 1 gram in cc, is in the range of 1.8 to 3.5. A polyamide having a specific viscosity value smaller than the above range has poor mechanical properties and does not have sufficient strength at the bonded portion. Furthermore, with polyamides whose specific viscosity is higher than the range of the present invention, the melt viscosity of the adhesive becomes too high during melt bonding, and bonding is required at a temperature considerably higher than the melting point.
Undesirable.
【表】
本発明に用いるオレフイン共重合体は、重合体
鎖に結合したカルボン酸、カルボン酸無水物、カ
ルボン酸塩、カルボン酸アミド又はカルボン酸エ
ステルの基を含有するものである。このようなオ
レフイン共重合体は、上記基を含有するエチレン
系不飽和単量体を、オレフイン類と共重合せしめ
るか、或いはポリオレフイン類にグラフト重合或
いはブロツク共重合等の手段で変性することによ
り得られる。
前述したカルボン酸誘導体基含有エチレン系不
飽和単量体の適当な例は次の通りである。
) カルボン酸又はカルボン酸無水物、
アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、無水
マレイン酸、無水イタコン酸、クロトン酸、テ
トラヒドロ無水フタル酸。
) カルボン酸アミド
アクリルアミド、メタクリルアミド、マレイ
ミド。
) カルボン酸エステル
酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニル
エステル類。アクリル酸エチル、メタクリル酸
メチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ブチ
ル、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレ
ート、N−エチルアミノエチル(メタ)アクリ
レート等の(メタ)アクリレート類。
オレフイン共重合体の適当な例は次の通りであ
る。
エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−ア
クリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エチル
共重合体等のエチレン系ランダム共重合体。
イオン架橋オレフイン共重合体、例えばエチレ
ン或いはプロピレンとアクリル酸或いはメタクリ
ル酸を、必要によりこれらのエステル系単量体を
共重合させ、ナトリウム、カリウム等のアルカリ
金属イオン、マグネシウム等のアルカリ土類金属
イオン、亜鉛イオン、有機カチオン等でイオン架
橋させて成る共重合体。
ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プ
ロピレン共重合体、エチレン−ブテン−1共重合
体、エチレン−酢酸ビニル共重合体等の幹ポリマ
ーに、無水マレイン酸、アクリル酸、メタクリル
酸、(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミ
ド等をグラフトして成る共重合体。
勿論、これらの共重合体は、カルボン酸或いは
その誘導体の基に基づく=CO基を前述した濃度、
即ち共重合体100グラム当り10乃至400ミリモルの
濃度で含有すべきである。本発明において、上記
共重合体は、勿論全体として上記濃度を有すれば
よく、例えば=CO基濃度の異なる2種以上のオ
レフイン共重合体のブレンド物でも、未変性のオ
レフイン重合体と変性オレフイン共重合体とのブ
レンド物であつてもよい。
用いるオレフイン共重合体は、フイルムを形成
するに足る分子量を有するべきであり、またその
融点は40乃至200℃、特に60乃至180℃の範囲内に
あり且つメルトフローレート(MI)が0.5乃至
300、特に0.7乃至150の範囲内にあることが本発
明の分散構造とする上で有利である。
本発明で測定した分散構造とする上では、ポリ
アミドとオレフイン共重合体とを前述した量比で
用いることが必須不可欠であるが、それだけで不
十分であり、両者の樹脂の溶融混練の程度も調節
する必要がある。混練の程度は、樹脂の融点や官
能濃度によつても相違し、一概に規定できない
が、一般に両樹脂を乾式ブレンドした後、メタリ
ング型スクリユーを用いて混練し、フイルムに成
形するのが望ましい。ダルメージ型スクリユーを
用いた押出機や二軸押出機等では、混練時を極端
に短かくしない限り、両樹脂の分散が均質化し、
本発明の分散構造は得難い。
この接着剤には、酸化防止剤、熱安定剤、紫外
線吸収剤、粘度調節剤、可塑剤、核材、無機微粒
子、充填剤、有機滑剤、顔料、合性ゴムラテツク
ス粒子等をその接着性能を著しく損わない限り、
樹脂組成物全体の20重量%を越えない範囲内で添
加剤として加えることができる。
製造方法
本発明の易開性罐蓋を製造するに当つては、先
ず前述した金属素材の少くとも片面に、プライマ
ー塗料を有機溶媒溶液、水性分散液又は水溶液の
形で、スプレー塗料、ローラコート、浸漬塗装、
静電塗装、電気泳動塗装等の手段で施こし、塗膜
を乾燥乃至は焼付により形成させる。この場合接
着支点を形成する側と異なる面側に熱可塑性樹脂
フイルムを必要に応じて接着剤を介してラミネー
トする事も可能である。
この塗装もしくは塗装ラミネート板を、所定の
罐蓋のサイズに打抜き、プレス成形により所定の
形状の罐蓋に成形し、これと同時に或いは別工程
で、スコア加工を行なう。スコア加工は、スコア
部における残留厚みが、素板厚の1/8乃至1/2で且
つ絶対的厚みが0.2乃至0.9mm、特に0.3乃至0.8mm
も範囲となるようなものであることが望ましい。
このスコア加工に先立つて、或いはスコア加工
後に、罐蓋の周状溝部に、スチレン−ブタジエン
ゴムラテツクスのような合成ゴムラテツクス、粘
着付与剤及び充填剤からシーリングコンパウンド
組成物を施こし、乾燥してコンパウンド層とす
る。
別に製造された開封用タブの支点部分に、前述
したブレンド物系接着剤の層を設けるか、或いは
罐蓋の開封用タブが設けられるべき部分にブレン
ド物系接着剤の層を設ける。勿論、これらの両方
を行うこともできる。接着剤層の形成は、所定の
サイズに切断した接着剤フイルムを施こす以外
に、接着剤を粉体、溶融体、懸濁液或いは溶液の
形で施こす等の任意の手法で行うことができる。
接着剤樹脂の厚みは、3乃至150μm、特に10乃至
100μmの範囲にあることが適当である。
次いで、開封用タブを罐蓋上に位置決めし、タ
ブの支点部分と罐蓋との間に位置する熱可塑性樹
脂を溶融させ、次いで冷却固化させて、両者の接
着を完結させる。なお、これに先立ち蓋開口時に
際してのケガ等の防止のためスコア部近傍にゴム
系あるいはプラスチゾル等の樹脂をライニングす
る場合もある。
尚、スコアは、食用罐詰の場合、添付図面に示
すように、環状リム部に近接して全周にわたつて
設けて、所謂フルオープン形式とすることが望ま
しいが、所望によつては、罐蓋の一部に、雨滴
型、半円型等の任意の形状のものとして設けるこ
ともできる。また、蓋内面のスコア加工時の被覆
材の損傷を補修するため、必要に応じて塗料を更
に塗布、焼付して用いる。
本発明の接着構造物は、上述した易開封性蓋の
接着支点として最も有効であるが、この利点は他
の接着用途、例えば接着面に対して引剥し力など
の複雑な方向成分の力が加わる金属素材間の接合
等に用いた場合にも同様に達成されることが理解
されるべきである。
以下の実施例は本発明の奏する効果を具体的に
説明するものである。各実施例においては、各テ
ストNo.毎の材料により構成される金属接着構造物
について、次に示す接着性に関する基礎的な特性
()と応用例としての蓋での接着性()を評
価した。
接着性試験
板厚0.22mm、表面の非金属クロム量15mg/
m2、の通常のテインフリースチール(TFS)
板の両面にエポキシ・フエノール系塗料(エポ
キシ樹脂とフエノール系樹脂の重量比及び組成
等は後述するように各実施例で若干異なる)を
焼付後の厚さが5μmになる様に塗布し、210℃
で10分間の焼付を行なつた。この塗装板より巾
5mm長さ10cmのテストピースを切り出し、この
2枚のテストピースに巾7mmの各接着剤フイル
ムをはさんだ上で、高周波加熱を用いて接着し
た。接着温度は、接着面全体が各接着剤の融点
+30℃の温度となる事を目標とした。この接着
片の一部については、蓋などでスコア加工部損
傷の補修をするに当り塗料の焼付硬化に際して
施される後加熱の影響を調べるため各接着剤の
融点−20℃4分のオーブン加熱を行ない、また
一部は116℃90分のレトルト殺菌相当の熱水処
理、更に一部は90℃水中に1週間経時させた。
接着性の評価として、接着初期オーブン加熱
後、レトルト後及び90℃熱水中経時後の各5ケ
のテストピースについてTはく離試験を実施し
た。Tはく離試験には、インストロン型引張り
試験機を用い、引張り速度200mm/min、室温
下で測定し、各測定値における平均値の算術平
均値をもつて結果とした。
蓋接着性試験
本発明の金属接着構造物の具体的な応用例と
して、図4,5に示すような、罐蓋のスコアを
剪断するための開封用タブが接着剤を介して罐
蓋に固定されている接着構造物について、その
接着性能を試験した。このための蓋は次の様に
作成した。すなわち、板厚0.20mm、表面の非金
属クロム量15mg/m2、金属クロム量100mg/m2
の通常のテインフリースチール(TFS)板の
両面に先にの試験に用いたと同じエポキシ・
フエノール系塗料を焼付後の厚さが5μmになる
様に塗布し、210℃で10分間焼付を行なつた。
この塗装TFS板をプレスを用いて211径用の蓋
に成形し、次いでカール部に常法によりシーリ
ングコンパウンドを塗布乾燥した。次いで蓋の
外面側に直径58mmの円状に、スコア残厚/鋼板
厚さが0.23となる用にスコア加工を行なつた。
一方、厚さ0.46のアルミコイル(#5082)材の
接着剤貼付側にエポキシフエノール系塗料(エ
ポキシ樹脂とフエノールアルデヒド樹脂の重量
比が75:25でフエノールアルデヒド樹脂の原料
としてビスフエノール類Aを使用)を反対側に
エポキシエリア系塗料をそれぞれ焼付後の厚さ
が5μmになる用にコイルコートした後、巾30mm
にスリツトした。これに対して、以下の各試験
No.に示した組成より成る厚さ45〜50μm、巾8
mmのマイクロスリツトフイルムを高周波誘導加
熱によりラミネートした後、図4,5に示す形
状のタブにプレス成形した。この様に作成した
タブを、スコアから接着支点までの距離が6mm
になるように、先に成形した蓋上に、やはり高
周波加熱により各接着剤の融点より少くとも30
℃高く加熱して接着した。なお、この場合接着
支点部における接着剤層の巾は約7mm、接着部
の面積は約40mm2であつた。
次いで、各々タブを接着した後の蓋について
内外面スコア部にエポキシ・フエノール系塗料
を塗布した後各接着剤の融点−20℃の温度で4
分のオーブン焼付を行なつた後、以下の1、2
に述べる引剥し強度、蓋開口性の評価を行なつ
た。
1 引剥し強度
タブを所定の接着条件にて接着後、所定のオ
ーブン焼付、更に加熱殺菌相当のレトルト殺菌
を施した上で、この蓋について引剥し強度を以
下の方法で測定した。すなわち、タブを持ち上
げスコア部の初期開口を行ないタブを蓋パネル
面に対して垂直方向まで立ち上げたものについ
て、タブリングを蓋パネル面に垂直に、ちよう
ど接着部が90゜ピールとなるように引張り試験
を行なつた。引張り試験にはインストロン型引
張り試験機を用い、引張り速度200mm/min、
室温下で測定を行ない切期強度は、はく離仕事
を評価した。はく離仕事はチヤート上の引剥し
強度曲線内の面積を自動積分計で積算した上で
接着面積1cm2当りに換算して求めた。各試料No.
について5回の測定を行ないこれらの算術平均
値をもつて測定値とした。
2 蓋開口性
蓋の開口性は接着直後、蓋内外面スコア
部に補正塗料を塗布後所定のオーブン焼付を実
施後の蓋について、更にこの蓋を211径フラン
ジ罐胴に2重巻締めした後内容物としてドレツ
シングツナを充填しフラツト蓋を巻締め後116
℃90分のレトルト殺菌を実施した場合につい
て、レトルト直後及び37℃6ケ月経時後の
それぞれについて20名のパネラーについて各々
5罐ずつの開口してもらい合計100罐の開口を
行なつた。結果としてタブが開口途中で脱離す
るなど開口出来なかつた罐数とかつこ内にはこ
の開口不良のうち初期開口出来なかつた罐数を
示した。
実施例 1
接着剤フイルムとして各々表1に示す組成・ブ
レンド比からなるものを作成した。製膜に際し、
No.1−1、1−3では、あらかじめ両成分の樹脂
チツプを乾式ブレンドし、またNo.1−4では両成
分の樹脂チツプを2軸押し出し機により混練ペレ
ツト化した後、それぞれをメタリング型スクリユ
ーを装備した押し出し機により混練、フイルム化
した。また、No.1−5では溶融混練温度を上記標
準的温度より20℃下げる一方で吐出速度も100%
速い条件で製膜を行なつた。
これらのフイルム断面の分散構造は超薄切方法
による透過電子顕微鏡により観察した。ここでよ
り明確な分散構造をとらえるためにリンタングス
テン酸染色法も併用した。表中の分散構造で、
OinAはポリオレフインの粒状相がナイロン樹脂
連続相中に分散した構造、Aは分散構造が殆んど
認められない均質構造、Oand Aはポリオレフイ
ン相とナイロン樹脂相とがともに連続相的でポリ
オレフインの粒状相の存在が不明確な構造である
事を表わしている。
これらの接着剤の性能評価に当たり、プライマ
ーとしてエポキシ樹脂とフエノールホルムアルデ
ヒド樹脂の重量比が85:15、フエノールホルムア
ルデヒド樹脂としてビスフエノールAとp−クレ
ゾールを原料とするものを使用し、先に述べた方
法に従つて接着性テスト用塗装板及び蓋用塗装板
を得た上で試験を実施した。
表1に評価結果をまとめて記載したが、これに
よるとナイロン系樹脂のみから成る場合には、接
着の初期強度あるいはオーブン加熱後に良好な強
度が得られても、レトルト後あるいは熱水中経時
後の強度の低下が著しく(No.1−2、1−3)、
またポリオレフインを含有しても分散構造をとら
ない場合にも同様の強度低下が顕著である(No.1
−4)更に、ポリオレフイン相の分散構造が乱れ
て、粒状分散構造でない場合、強度は全般的に低
い傾向を示した。これらの接着性の差異は蓋にお
ける引剥し強度あるいは開口性の傾向とも良く対
応しており、No.1−2、1−4では実罐試験で開
口不良が生じ、No.1−5では接着初期においてす
ら開口不良となり、No.1−1の本願発明との性能
の差は明らかであつた。[Table] The olefin copolymer used in the present invention contains a carboxylic acid, carboxylic anhydride, carboxylate, carboxylic amide, or carboxylic ester group bonded to the polymer chain. Such olefin copolymers can be obtained by copolymerizing ethylenically unsaturated monomers containing the above groups with olefins, or by modifying polyolefins by means such as graft polymerization or block copolymerization. It will be done. Suitable examples of the carboxylic acid derivative group-containing ethylenically unsaturated monomers mentioned above are as follows. ) Carboxylic acids or carboxylic acid anhydrides, acrylic acid, methacrylic acid, fumaric acid, maleic anhydride, itaconic anhydride, crotonic acid, tetrahydrophthalic anhydride. ) Carboxylic acid amides acrylamide, methacrylamide, maleimide. ) Carboxylic acid esters Vinyl esters such as vinyl acetate and vinyl propionate. (Meth)acrylates such as ethyl acrylate, methyl methacrylate, butyl acrylate, butyl methacrylate, 3-hydroxypropyl (meth)acrylate, and N-ethylaminoethyl (meth)acrylate. Suitable examples of olefin copolymers are as follows. Ethylene random copolymers such as ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-acrylic acid copolymer, and ethylene-ethyl acrylate copolymer. Ionically crosslinked olefin copolymers, such as ethylene or propylene and acrylic acid or methacrylic acid, are copolymerized with these ester monomers if necessary, and alkali metal ions such as sodium and potassium, alkaline earth metal ions such as magnesium, etc. A copolymer formed by ionic crosslinking with , zinc ions, organic cations, etc. Maleic anhydride, acrylic acid, methacrylic acid, (meth) acrylate, (meth) ) A copolymer made by grafting acrylamide, etc. Of course, these copolymers are based on carboxylic acid or its derivative groups =CO groups at the aforementioned concentration,
That is, it should be present in a concentration of 10 to 400 mmol per 100 grams of copolymer. In the present invention, the above-mentioned copolymer need only have the above-mentioned concentration as a whole. For example, even if it is a blend of two or more olefin copolymers having different =CO group concentrations, an unmodified olefin polymer and a modified olefin copolymer may be used. It may also be a blend with a copolymer. The olefin copolymer used should have a molecular weight sufficient to form a film, a melting point in the range of 40 to 200°C, especially 60 to 180°C, and a melt flow rate (MI) of 0.5 to 180°C.
300, particularly within the range of 0.7 to 150, is advantageous for forming the dispersed structure of the present invention. In order to achieve the dispersed structure measured in the present invention, it is essential to use the polyamide and olefin copolymer in the above-mentioned ratio, but this alone is not sufficient, and the degree of melt-kneading of both resins is also essential. need to be adjusted. The degree of kneading varies depending on the melting point and sensory concentration of the resins, and cannot be absolutely defined, but it is generally desirable to dry blend the two resins, then knead them using a metal ring type screw, and form them into a film. In an extruder using a Dalmage type screw or a twin-screw extruder, the dispersion of both resins becomes homogeneous unless the kneading time is extremely shortened.
The dispersed structure of the present invention is difficult to obtain. This adhesive contains antioxidants, heat stabilizers, ultraviolet absorbers, viscosity modifiers, plasticizers, core materials, inorganic fine particles, fillers, organic lubricants, pigments, synthetic rubber latex particles, etc. to significantly improve its adhesive performance. As long as it doesn't hurt
It can be added as an additive in an amount not exceeding 20% by weight of the entire resin composition. Manufacturing method In manufacturing the easy-open can lid of the present invention, first, at least one side of the metal material described above is coated with a primer paint in the form of an organic solvent solution, an aqueous dispersion, or an aqueous solution, by spray paint or roller coating. , dip painting,
It is applied by means such as electrostatic coating or electrophoretic coating, and a coating film is formed by drying or baking. In this case, it is also possible to laminate a thermoplastic resin film on the side different from the side on which the adhesive fulcrum is formed using an adhesive, if necessary. This painted or painted laminate plate is punched out to a predetermined can lid size, press-molded into a can lid of a predetermined shape, and scored at the same time or in a separate process. In score processing, the residual thickness in the score part is 1/8 to 1/2 of the base plate thickness, and the absolute thickness is 0.2 to 0.9 mm, especially 0.3 to 0.8 mm.
It is desirable that the range also be within the range. Prior to or after this scoring process, a sealing compound composition made of a synthetic rubber latex such as styrene-butadiene rubber latex, a tackifier, and a filler is applied to the circumferential groove of the can lid, and then dried. Make it a compound layer. A layer of the above-mentioned blend adhesive is provided on the fulcrum portion of a separately manufactured opening tab, or a layer of the blend adhesive is provided on the portion of the can lid where the opening tab is to be provided. Of course, it is also possible to do both. The adhesive layer can be formed by any method other than applying an adhesive film cut to a predetermined size, such as applying the adhesive in the form of powder, melt, suspension, or solution. can.
The thickness of the adhesive resin is 3 to 150μm, especially 10 to 150μm.
A suitable range is 100 μm. Next, the opening tab is positioned on the can lid, and the thermoplastic resin located between the fulcrum part of the tab and the can lid is melted and then cooled and solidified to complete adhesion between the two. In addition, prior to this, the vicinity of the score may be lined with a resin such as rubber or plastisol in order to prevent injuries when the lid is opened. In the case of edible cans, it is preferable that the score be provided close to the annular rim and over the entire circumference, as shown in the attached drawing, in a so-called full open format. It is also possible to provide a portion of the can lid with an arbitrary shape such as a raindrop shape or a semicircular shape. In addition, in order to repair damage to the covering material during scoring on the inner surface of the lid, paint is further applied and baked as necessary. The adhesive structure of the present invention is most effective as an adhesive fulcrum for the above-mentioned easy-to-open lid, but this advantage can be applied to other adhesive applications, for example, when a force with a complex directional component such as a peeling force is applied to the adhesive surface. It should be understood that the same effect can be achieved even when used for bonding between metal materials. The following examples specifically explain the effects of the present invention. In each example, the following basic characteristics regarding adhesion () and adhesion with a lid as an application example () were evaluated for the metal adhesive structure composed of the materials of each test number. . Adhesion test Plate thickness 0.22mm, amount of non-metallic chromium on the surface 15mg/
m2 , normal stain-free steel (TFS)
Epoxy/phenol paint (the weight ratio and composition of epoxy resin and phenol resin are slightly different in each example as described later) was applied to both sides of the board so that the thickness after baking was 5 μm. ℃
Baking was carried out for 10 minutes. A test piece with a width of 5 mm and a length of 10 cm was cut out from this painted board, each adhesive film with a width of 7 mm was sandwiched between the two test pieces, and then bonded using high frequency heating. The adhesion temperature was set so that the entire adhesive surface reached a temperature that was 30°C above the melting point of each adhesive. Some of these adhesive pieces were heated in an oven for 4 minutes at 20°C below the melting point of each adhesive in order to examine the effects of post-heating applied during baking and curing of paint when repairing damage to the score processed area on lids, etc. A portion of the sample was treated with hot water equivalent to retort sterilization at 116°C for 90 minutes, and a portion of the sample was placed in water at 90°C for one week. To evaluate the adhesion, a T-peel test was conducted on five test pieces each after heating in an oven at the initial stage of adhesion, after retorting, and after aging in hot water at 90°C. For the T-peel test, an Instron type tensile testing machine was used to measure at room temperature at a tensile speed of 200 mm/min, and the results were calculated as the arithmetic mean of the average values of each measured value. Lid Adhesion Test As a specific application example of the metal adhesive structure of the present invention, as shown in Figures 4 and 5, an opening tab for shearing the score of the can lid is fixed to the can lid via adhesive. The adhesive performance of the adhesive structure was tested. The lid for this purpose was created as follows. In other words, the plate thickness is 0.20 mm, the amount of non-metallic chromium on the surface is 15 mg/m 2 , and the amount of metallic chromium is 100 mg/m 2
The same epoxy used in the previous test was applied to both sides of a regular stain-free steel (TFS) plate.
A phenol-based paint was applied so that the thickness after baking was 5 μm, and baking was performed at 210°C for 10 minutes.
This painted TFS plate was formed into a lid for diameter 211 using a press, and then a sealing compound was applied to the curled portion by a conventional method and dried. Next, a score was processed on the outer surface of the lid in a circular shape with a diameter of 58 mm so that the score residual thickness/thickness of the steel plate was 0.23.
On the other hand, epoxyphenol paint was applied to the adhesive side of the 0.46-thick aluminum coil (#5082) material (the weight ratio of epoxy resin and phenol aldehyde resin was 75:25, and bisphenols A were used as the raw material for the phenol aldehyde resin. ) on the opposite side with epoxy area paint so that the thickness after baking is 5 μm, and then the width is 30 mm.
I slit it. In contrast, each of the following tests
Made of the composition shown in No., thickness 45-50μm, width 8
After laminating microslit films of mm in diameter by high-frequency induction heating, they were press-molded into tabs having the shapes shown in Figures 4 and 5. The distance from the score to the adhesive fulcrum is 6 mm for the tab created in this way.
The melting point of each adhesive is at least 30° below the melting point of each adhesive by high-frequency heating.
It was bonded by heating to a high temperature. In this case, the width of the adhesive layer at the adhesive fulcrum portion was approximately 7 mm, and the area of the adhesive portion was approximately 40 mm 2 . Next, after adhering each tab, epoxy/phenol paint was applied to the score parts of the inner and outer surfaces of the lid, and then the melting point of each adhesive was applied at a temperature of -20°C for 4 hours.
After baking in the oven for a few minutes, follow steps 1 and 2 below.
The peel strength and lid opening properties were evaluated as described in . 1. Peel strength After the tabs were adhered under predetermined adhesive conditions, baked in a predetermined oven, and further subjected to retort sterilization equivalent to heat sterilization, the peel strength of the lid was measured by the following method. In other words, when the tab is lifted and the initial opening of the score section is performed, and the tab is raised vertically to the lid panel surface, the adhesive part will be peeled at 90 degrees when the tab ring is perpendicular to the lid panel surface. A tensile test was conducted as follows. For the tensile test, an Instron type tensile tester was used, and the tensile speed was 200 mm/min.
Measurements were carried out at room temperature, and the breaking strength was evaluated by peeling work. Peeling work was determined by integrating the area within the peel strength curve on the chart using an automatic integrator and converting the result to 1 cm 2 of bonded area. Each sample No.
Measurements were carried out five times, and the arithmetic mean value of these measurements was taken as the measured value. 2. Lid opening performance The opening performance of the lid is determined immediately after adhesion, after applying correction paint to the scored parts of the internal and external surfaces of the lid, and after performing the prescribed oven baking process, and after double-sealing the lid to the 211-diameter flange can body. 116 after filling with dressing tuna and tightening the flat lid.
When retort sterilization was carried out for 90 minutes at ℃, 20 panelists were asked to open 5 cans each immediately after retorting and after 6 months at 37℃, for a total of 100 cans. As a result, the number of cans that could not be opened because the tab came off during opening, and the number of cans that could not be opened initially among these opening failures are shown in the box. Example 1 Adhesive films having the compositions and blend ratios shown in Table 1 were prepared. During film formation,
In No. 1-1 and 1-3, the resin chips of both components were dry blended in advance, and in No. 1-4, the resin chips of both components were kneaded into pellets using a twin-screw extruder, and then each was made into a metal ring mold. The mixture was kneaded and made into a film using an extruder equipped with a screw. In addition, in No. 1-5, the melt-kneading temperature was lowered by 20℃ than the standard temperature above, but the discharge speed was also 100%.
Film formation was carried out under fast conditions. The dispersed structure of the cross sections of these films was observed using a transmission electron microscope using an ultrathin section method. Here, phosphotungstic acid staining was also used in order to more clearly capture the dispersed structure. In the distribution structure in the table,
OinA has a structure in which a granular phase of polyolefin is dispersed in a continuous nylon resin phase, A has a homogeneous structure with almost no dispersed structure, and Oand A has a granular polyolefin phase in which both the polyolefin phase and the nylon resin phase are continuous phases. This indicates a structure in which the existence of phases is unclear. In evaluating the performance of these adhesives, we used a primer with a weight ratio of epoxy resin and phenol formaldehyde resin of 85:15, and a phenol formaldehyde resin made from bisphenol A and p-cresol as raw materials, using the method described above. A test was conducted after obtaining a painted board for adhesion testing and a painted board for the lid. The evaluation results are summarized in Table 1, and according to this, when the adhesive is made only of nylon resin, even if good initial strength or good strength is obtained after heating in an oven, the adhesive strength after retorting or aging in hot water The strength decreased significantly (No. 1-2, 1-3),
A similar decrease in strength is also noticeable even when polyolefin is contained but without a dispersed structure (No. 1
-4) Furthermore, when the dispersed structure of the polyolefin phase was disordered and did not have a granular dispersed structure, the strength generally showed a tendency to be low. These differences in adhesion correspond well to the peel strength and opening properties of the lid, with Nos. 1-2 and 1-4 having poor opening in the actual can test, and Nos. 1-5 having poor adhesion. Opening defects occurred even in the initial stage, and the difference in performance from No. 1-1 of the present invention was obvious.
【表】
実施例 2
接着剤のポリアミド樹脂成分としてナイロン
610、ポリオレフイン樹脂成分としてアイオノマ
ー樹脂(エチレンアクリル酸共重合体金属塩、−
C=O基濃度155ミリモル/100g重合体、MI=
0.7)を用い、表2に示したブレンド比で、先の
実施例1、No.1−1の場合に準じた方法でフイル
ムを作成した。
分散構造は、アイオノマー樹脂の含有量が低い
と(No.2−1)粒状分散構造が不明確で均質構造
を示し、一方含有量が高いと(No.2−8、2−
9)ポリオレフイン相も連続相的になる傾向を示
した。
これらの接着剤の性能評価に当たり、プライマ
ーとしてエポキシ樹脂とフエノールホルムアルデ
ヒド樹脂の重量比が80:20、フエノールホルムア
ルデヒド樹脂としてビスフエノールAとm−クレ
ゾールを原料とするものを使用して、先述の方法
に従つて試験を行なつた。
評価結果を表2に記載したが、アイオノマー樹
脂の含有量が低いと先の実施例1でのナイロン系
樹脂のみの場合と類似の傾向で、レトルト後ある
いは熱水中経時後の接着性が未だ不十分であり、
蓋での実罐試験でも開口性に欠陥を生じる場合が
ある。一方、アイオノマー樹脂の含有量が高くな
ると、初期接着強度また特にオーブン加熱後の接
着強度が低下する傾向を示し、接着剤自身の耐熱
性あるいは耐熱水性低下が原因の接着性の低下が
生じ、したがつて蓋の開口性も著しく損われた。[Table] Example 2 Nylon as polyamide resin component of adhesive
610, ionomer resin (ethylene acrylic acid copolymer metal salt, -
C=O group concentration 155 mmol/100g polymer, MI=
0.7) and the blend ratio shown in Table 2, a film was prepared in the same manner as in Example 1, No. 1-1. Regarding the dispersion structure, when the content of ionomer resin is low (No. 2-1), the granular dispersion structure is unclear and shows a homogeneous structure, while when the content is high (No. 2-8, 2-
9) The polyolefin phase also showed a tendency to become a continuous phase. In evaluating the performance of these adhesives, we used a primer with a weight ratio of epoxy resin and phenol formaldehyde resin of 80:20, and a phenol formaldehyde resin made from bisphenol A and m-cresol as raw materials, using the method described above. Therefore, a test was conducted. The evaluation results are listed in Table 2, and when the content of the ionomer resin is low, the tendency is similar to that of the case of only nylon resin in Example 1, and the adhesion after retorting or aging in hot water is still poor. insufficient;
Even in actual can tests with lids, opening defects may occur. On the other hand, when the content of ionomer resin increases, the initial adhesive strength and especially the adhesive strength after oven heating tend to decrease, resulting in a decrease in adhesiveness due to a decrease in the heat resistance or hot water resistance of the adhesive itself. As a result, the ability to open the lid was also significantly impaired.
【表】
実施例 3
接着剤組成のうちポリアミド樹脂成分の単位ア
ミド基当り平均主鎖炭素数が異なるものについ
て、ポリオレフイン成分の無水マレイン酸変性ポ
リプロピレン(−C=O基濃度230ミリモル/100
g重合体、MI=3.5)及びそのブレンド比を80:
20に固定した上で、単位アミド基当り平均主鎖炭
素数と接着性の関係について検討した。接着剤フ
イルムの製膜は、表3に示した成分チツプを使用
し実施例1、No.1−1の場合に準じた方法で行な
つた。
分散構造はいずれの場合もポリオレフイン樹脂
の粒状相がポリアミド樹脂の連続相に分散した構
造であつた。
これらの接着剤の性能評価に当たり、プライマ
ーとしてエポキシ樹脂とフエノールホルムアルデ
ヒド樹脂の重量比が75:25、フエノールホルムア
ルデヒド樹脂としてビスフエノールAとo−クレ
ゾールを原料とするものを使用し、先述の方法に
従つて塗装板を作成し試験を行なつた。
評価結果を表3に記載したが、単位アミド基当
たり平均主鎖炭素数が6であるナイロン6を用い
た場合、低い接着強度しか得られず、特にプライ
マー板との間の界面はく離が支配的になる傾向を
示し、蓋の開口性も初期開口がある程度できて
も、スコア部の剪断時にタブが脱離し開口不能と
なる場合が多く見られた(No.3−1)。また、ナ
イロン6にナイロン66を共重合した場合でも接着
性は若干向上するものの、改善の効果は認められ
ず、オーブン加熱あるいはレトルト処理等によ
り、プライマーと板との間で接着性が低下する傾
向にあり、蓋の開口性も不十分である(No.3−
1)。一方、単位アミド基当り平均主鎖炭素数が
15以上の16.5であるナイロン12とダイマー酸系ポ
リアミドのブレンド物を成分とする場合、接着剤
自身の耐熱性、耐熱水性が不十分となるためオー
ブン加熱やレトルト処理等での接着性の低下が原
因で、蓋において引剥し強度における十分高い初
期強度が得られないために、開口時の初期開口が
著しく困難となる傾向があつた(No.3−8)。[Table] Example 3 For adhesive compositions in which the average main chain carbon number per unit amide group of the polyamide resin component was different, maleic anhydride-modified polypropylene (-C=O group concentration 230 mmol/100
g polymer, MI=3.5) and its blend ratio is 80:
After fixing the number of carbon atoms to 20, the relationship between the average number of main chain carbon atoms per unit amide group and adhesiveness was investigated. The adhesive film was formed using the component chips shown in Table 3 in the same manner as in Example 1, No. 1-1. In each case, the dispersed structure was such that a granular phase of polyolefin resin was dispersed in a continuous phase of polyamide resin. In evaluating the performance of these adhesives, we used a primer with a weight ratio of epoxy resin and phenol formaldehyde resin of 75:25, and a phenol formaldehyde resin made from bisphenol A and o-cresol as raw materials, and according to the method described above. A painted board was prepared and tested. The evaluation results are shown in Table 3. When using nylon 6, which has an average main chain carbon number of 6 per unit amide group, only low adhesive strength was obtained, and interfacial delamination between the primer plate and the primer plate was particularly dominant. Even if the lid opened to some extent initially, there were many cases where the tab came off when the score part was sheared and the lid could not be opened (No. 3-1). In addition, even when nylon 6 is copolymerized with nylon 6, adhesion improves slightly, but no improvement effect is observed, and adhesion between the primer and the plate tends to decrease due to oven heating or retort treatment. The opening of the lid is also insufficient (No. 3-
1). On the other hand, the average number of main chain carbons per unit amide group is
When using a blend of nylon 12, which is 16.5 or higher than 15, and dimer acid-based polyamide, the adhesive itself has insufficient heat resistance and hot water resistance, resulting in a decrease in adhesive properties during oven heating, retort processing, etc. As a result, a sufficiently high initial peel strength could not be obtained in the lid, which tended to make initial opening extremely difficult (No. 3-8).
【表】【table】
【表】
実施例 4
接着剤組成のうちポリアミド樹脂成分としてナ
イロン12を使用し、ポリオレフイン樹脂成分につ
いてカルボニル基濃度の異なるものを使用し、ポ
リオレフイン樹脂のカルボニル基濃度と分散構造
との関係及びそれと接着性との関連について検討
した。No.4−2〜4−4では、4−1の原樹脂に
ついて無水マレイン酸によるグラフト率を変化さ
せたもの、No.4−5〜4−9では、共重合比を変
化させたエチレン−メタアクリル酸共重合体の金
属塩樹脂をポリオレフイン樹脂成分として用い
た。なお、No.4−1〜4−4ではMI=30〜80、
No.4−5〜4−9ではMI=0.7〜2.5の範囲のもの
を用いた。これらの樹脂より、ブレンド比85:15
で、実施例1、No.1−1の場合に準じた方法で接
着剤フイルムを得た。
No.4−9で均質構造が支配的であつた以外は全
般的にポリオレフイン樹脂相がポリアミド樹脂相
中に分散した構造を示したが、カルボニル基濃度
がほぼ零に等しい低密度ポリエチレンを使用した
場合(No.4−1)には、ポリオレフイン相のブロ
ツキングが著しく、ブロツキングの殆んど無い良
好な粒状分散構造を得るには、ポリオレフイン樹
脂が一定濃度以上のカルボニル基を所有する必要
がある事が判明した。また、ポポリオレフイン樹
脂のカルボニル基濃度が極端に高くなるとポリア
ミド樹脂と均一相を形成する傾向にあり、また製
膜時に樹脂の分解に伴う発泡が多くなり製膜性も
低下した(No.4−9)。
これらの接着剤の性能評価に当たり、プライマ
ーとしてエポキシ樹脂とフエノールホルムアルデ
ヒド樹脂の重量比が80:20、フエノールホルムア
ルデヒド樹脂としてp−クレゾールを原料とする
ものを使用し、板材として先述の方法とは異なり
板厚0.35のリン酸クロム酸処理アルミ板(5082
材)を使用して、塗装板を作成し試験を行なつ
た。
評価結果を表4に記載したが、ポリオレフイン
樹脂相の分散構造の違いが接着性にそのまま反映
し、ポリオレフイン樹脂のブロツキングの程度が
大きいと接着剤フイルムの凝集力が低下するため
に高い接着強度が得られなくなり、蓋の開口性に
ついても、引剥し強度が低下したために初期開口
が困難となり、タブの位置ずれやタブ取れが多発
する傾向にある。一方、ポリオレフイン樹脂のカ
ルボニル基濃度が高くなり、ポリアミド樹脂との
均一相を形成するようになると、接着の耐熱水性
が低下する傾向となつた。[Table] Example 4 Nylon 12 was used as the polyamide resin component in the adhesive composition, and those with different carbonyl group concentrations were used as the polyolefin resin components, and the relationship between the carbonyl group concentration of the polyolefin resin and the dispersion structure and its adhesion We examined the relationship with gender. Nos. 4-2 to 4-4 are the original resins of 4-1 with different grafting ratios with maleic anhydride, and Nos. 4-5 to 4-9 are ethylene-based resins with different copolymerization ratios. A metal salt resin of methacrylic acid copolymer was used as a polyolefin resin component. In addition, for No. 4-1 to 4-4, MI = 30 to 80,
In Nos. 4-5 to 4-9, those with MI in the range of 0.7 to 2.5 were used. From these resins, the blend ratio is 85:15
An adhesive film was obtained in the same manner as in Example 1, No. 1-1. Except for No. 4-9, where a homogeneous structure was predominant, the polyolefin resin phase generally showed a structure dispersed in the polyamide resin phase, but low-density polyethylene with a carbonyl group concentration of almost zero was used. In case (No. 4-1), the blocking of the polyolefin phase is significant, and in order to obtain a good granular dispersion structure with almost no blocking, it is necessary for the polyolefin resin to have a certain concentration or more of carbonyl groups. There was found. Furthermore, when the carbonyl group concentration of the polyolefin resin becomes extremely high, it tends to form a homogeneous phase with the polyamide resin, and foaming due to the decomposition of the resin increases during film formation, resulting in a decrease in film formability (No. 4- 9). In evaluating the performance of these adhesives, we used a primer with a weight ratio of epoxy resin and phenol formaldehyde resin of 80:20, a phenol formaldehyde resin made from p-cresol, and a plate material different from the method described above. 0.35 thick phosphoric acid chromate treated aluminum plate (5082
A coated board was prepared using the material) and tested. The evaluation results are listed in Table 4, and the difference in the dispersion structure of the polyolefin resin phase is directly reflected in the adhesiveness, and when the degree of blocking of the polyolefin resin is large, the cohesive force of the adhesive film decreases, resulting in high adhesive strength. As for the opening properties of the lid, initial opening becomes difficult due to a decrease in peel strength, and tabs tend to shift in position and come off frequently. On the other hand, when the carbonyl group concentration of the polyolefin resin increases and a homogeneous phase is formed with the polyamide resin, the hot water resistance of the adhesive tends to decrease.
【表】【table】
【表】
** ポリオレフイン相が一部ブロツキン
グ
*** 相構造一部不鮮明
実施例 5
接着剤としてナイロン610、エチレン酢酸ビニ
ル共重合体(共重合比95/5、MI=21)の85:
15のブレンド組成から成り、先の諸例と同様の方
法で製膜したフイルムを使用した。この接着剤フ
イルムは典型的なポリオレフイン粒状分散構造を
有するものであつた。
プライマーとしてエポキシ樹脂とフエノールホ
ルムアルデヒド樹脂の重量比を表5に示すように
種々変更したものを使用した。ここでフエノール
アルデヒド樹脂としてビスフエノールAとp−ク
レゾールを原料とするものを用い、フエノールア
ルデヒド樹脂の含有量が低いNo.5−1、5−2に
おいては硬化促進剤としてリン酸を各々全塗料固
形分に対して3PHR添加した。これらの塗料を使
用して所定の接着性テスト用塗装板及び蓋用塗装
板を得た上で試験を実施した。
表5に評価結果を示したように、プライマーの
エポキシ、フエノールの含有量が接着性に著しい
影響を及ぼしている事が分かる。すなわち、エポ
キシ含有量が高い場合、接着の初期あるいは熱処
理後において高い強度がられてもレトルトあるい
は熱水中に置かれる事でプライマーと金属材料表
面との間での接着性の低下が著しく、また、これ
を蓋の接着構造として用いた場合でも、加熱殺菌
時の接着性の低下に伴い開口が不良となるものが
多くなつた。一方、プライマー中のフエノール
比、つまりフエノールアルデヒド樹脂の含有量が
多くなると高い接着強度を得るのが困難になり、
蓋での開口性を著しく低下した。[Table] ** Polyolefin phase partially blocked *** Phase structure partially unclear Example 5 Nylon 610 and ethylene vinyl acetate copolymer (copolymerization ratio 95/5, MI = 21) 85:
A film consisting of 15 blend compositions and produced in the same manner as in the previous examples was used. This adhesive film had a typical polyolefin granular dispersion structure. As primers, primers were used in which the weight ratios of epoxy resin and phenol formaldehyde resin were varied as shown in Table 5. Here, a phenolaldehyde resin made from bisphenol A and p-cresol was used, and in Nos. 5-1 and 5-2, which had a low content of phenolaldehyde resin, phosphoric acid was used as a curing accelerator for the entire paint. 3 PHR was added to the solid content. Using these paints, predetermined coated plates for adhesion testing and coated plates for lids were obtained, and then tests were conducted. As shown in the evaluation results in Table 5, it can be seen that the content of epoxy and phenol in the primer has a significant effect on adhesiveness. In other words, if the epoxy content is high, even if high strength is achieved at the initial stage of adhesion or after heat treatment, the adhesion between the primer and the metal material surface will be significantly reduced when placed in a retort or hot water. Even when this was used as an adhesive structure for a lid, the openings often became defective due to the decrease in adhesion during heat sterilization. On the other hand, as the phenol ratio in the primer increases, that is, the content of phenolaldehyde resin, it becomes difficult to obtain high adhesive strength.
The ability to open the lid was significantly reduced.
第1図は、本発明の金属接着構造物として、巻
締罐用易開封性罐蓋における罐蓋と開封用タブと
の接着支点の拡大図であり、第2図は該接着構造
物における接着剤層断面図を示す図であり、第3
図は、代表的な接着剤を用いた場合の接着支点の
90度方向への引剥し力と変位量との関係をプロツ
トしたグラフであり、第4図は、本発明の金属接
着構造物の一例である易開封性罐蓋の上面図であ
り、第5図は、第4図の罐蓋の線A−A′におけ
る断面図である。
FIG. 1 is an enlarged view of the adhesion fulcrum between the can lid and the opening tab in an easy-to-open can lid for a rolled-up can as the metal adhesive structure of the present invention, and FIG. FIG. 3 is a diagram showing a cross-sectional view of the agent layer;
The figure shows the adhesive fulcrum when using typical adhesives.
FIG. 4 is a graph plotting the relationship between the peeling force in the 90-degree direction and the amount of displacement; FIG. The figure is a sectional view taken along line A-A' of the can lid in FIG. 4.
Claims (1)
接着剤で接合して成る金属接着構造物であつて、 接着剤が(A)アミド基1個当りの平均主鎖炭素数
が6.1乃至15の範囲内にある線状脂肪族ポリアミ
ドと、(B)重合体鎖に結合したカルボン酸、カルボ
ン酸無水物、カルボン酸塩、カルボン酸アミド、
及びカルボン酸エステルから成る群より選ばれた
少なくとも1種の基を=CO基として10乃至400ミ
リモル/100g重合体の濃度で含有するオレフイ
ン共重合体とを、 A:B=94:6〜65:35 の重量比で含有し且つポリアミド(A)が連続相及び
オレフイン共重合体(B)が分散粒子相として存在す
る接着剤層から成り、プライマーがエポキシ樹脂
とフエノール樹脂とを95:5乃至30:70の重量比
で含有する硬化型塗膜であることを特徴とする金
属接着構造物。[Scope of Claims] 1. A metal adhesive structure formed by bonding primer-coated metal materials to each other with a polyamide adhesive, wherein the adhesive has (A) an average number of carbon atoms in the main chain per amide group of 6.1 to 6.1. (B) a carboxylic acid, carboxylic anhydride, carboxylic acid salt, carboxylic acid amide bonded to the polymer chain;
and an olefin copolymer containing at least one group selected from the group consisting of carboxylic acid esters as a =CO group at a concentration of 10 to 400 mmol/100 g of polymer, A:B = 94:6 to 65. :35 and in which polyamide (A) exists as a continuous phase and olefin copolymer (B) as a dispersed particle phase, and the primer mixes epoxy resin and phenolic resin in a ratio of 95:5 to 95:5. A metal adhesive structure characterized by being a curable coating film containing a 30:70 weight ratio.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26201686A JPS63115736A (en) | 1986-11-05 | 1986-11-05 | Metallic bonding structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26201686A JPS63115736A (en) | 1986-11-05 | 1986-11-05 | Metallic bonding structure |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63115736A JPS63115736A (en) | 1988-05-20 |
| JPH0355308B2 true JPH0355308B2 (en) | 1991-08-22 |
Family
ID=17369845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26201686A Granted JPS63115736A (en) | 1986-11-05 | 1986-11-05 | Metallic bonding structure |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63115736A (en) |
-
1986
- 1986-11-05 JP JP26201686A patent/JPS63115736A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63115736A (en) | 1988-05-20 |
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