(57)【要約】【課題】  アルミボトル缶用の有底円筒体にクリア外面塗装を施す際、ネジ部及びカール部に、通常の膜厚が形成された缶胴体比して薄い塗膜を効率良く形成させて加工工程やレトルト工程などにおいての塗膜剥離の少ない有底円筒体並びにその塗装方法の提供。【解決手段】  グラビアロールにて塗料を受取り、該グラビアロール上の塗料をアプリケーターロールに転写し、該アプリケーターロール上の塗料をボトル缶胴部外面に塗装する塗装方法において、有底円筒体にボトル缶特有のネジ部及びカール部を成形する際に、グラビアロールのネジ部及びカール部に対応する部分が他の部分より浅い彫刻をロール周全体に施したグラビアロールを用いる方法並びに該方法により製造された有底円筒体をボトル缶に成形した場合のネジ部及びカール部に対応する部分が、他の缶胴部分より薄い塗膜が形成されているボトル缶用の有底円筒体。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外面にクリア塗膜を形成したボトル缶用の有底円筒体において、有底円筒体をボトル缶に成形した場合のネジ部及びカール部に対応する部分が、他の缶胴部分より薄い塗膜が形成されているボトル缶用の有底円筒体。
【請求項２】
ネジ部及びカール部に対応する部分のクリア塗膜の厚みがネジ成形前において２５〜５０ｍｇ／ｄｍ２、他の缶胴部分の塗膜の厚みが５５〜７０ｍｇ／ｄｍ２に形成されている請求項１に記載のボトル缶用の有底円筒体。
【請求項３】
ボトル缶用の有底円筒体の外面にクリア塗膜を形成する際、グラビアロールにて塗料を受取り、該グラビアロール上の塗料をアプリケーターロールに転写し、該アプリケーターロール上の塗料をボトル缶胴部外面に塗装する塗装方法において、有底円筒体にボトル缶特有のネジ部及びカール部を成形する際に、グラビアロールのネジ部及びカール部に対応する部分が他の部分より浅い彫刻をロール周全体に施したグラビアロールを用いることを特徴とする有底円筒体の外面塗装方法。
【請求項４】
ネジ部及びカール部に対応する部分のグラビアロールの彫刻の深さが、他の部分の彫刻の深さより少なくとも５μｍ浅く彫刻されているグラビアロールを用いる請求項３に記載の有底円筒体の外面塗装方法。
【請求項５】
請求項１または２に記載の有底円筒体を用いて製造されたアルミニウムボトル缶。
【請求項６】
有底円筒体の移動装置、アプリケーターロール、グラビアロール、塗料供給装置を含むボトル缶用有底円筒体の外面塗装装置において、グラビアロールの有底円筒体のネジ部及びカール部に対応する部分の彫刻の深さが、他の部分の彫刻の深さより少なくとも５μｍ浅く彫刻されているグラビアロールを用いることを特徴とするボトル缶用有底円筒体の外面塗装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム（合金）製ボトル缶用の有底円筒体［本発明においては以下単に「有底円筒体」という。］の外面にクリア外面塗装を施す際、ボトル缶特有の問題である加工度が厳しいネジ部及びカール部に、通常の膜厚が形成されたネジ部より下の部分［以下「缶胴部」という。］に比して薄い塗膜を効率良く形成させて塗膜密着性を向上させることにより、加工工程やレトルト工程などにおいての塗膜剥離の少ない有底円筒体を提供すること並びにその有底円筒体製造方法、該有底円筒体から製造されたボトル缶及び改良された有底円筒体の外面塗装装置の提供に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来アルミニウム（合金）缶においては、３段ネッキング、４段ネッキングあるいはスムースネッキング等のネッキング加工及びフランジング加工が施された缶胴体部に開口缶蓋が巻締られる。該ネッキング加工及びフランジング加工の加工度はボトル缶に比して遙かに緩やかであるので、ネッキング加工及びフランジング加工時の塗膜剥離の問題が発生する可能性は小さく、当該部分も缶胴部と同一の通常の膜厚が形成されていれば良かった。なおアブレージョン耐性及びパストライズ耐性の改良を目的として缶胴部上下両端部の塗膜を厚くし缶胴部中央部の塗膜を薄くする等の提案（特許文献１参照）もある。
【０００３】
これに対しボトル缶は、アルミニウム合金板のドローイング・アイアニング成形（ＤＩ成形）により有底円筒体に成形し、次いで順序に若干の前後があるが、外面に塗膜との密着性を向上させるためのサイズコート処理及びその焼付工程、印刷・クリアーニスによるオーバーコート処理及びその焼付工程、さらに内面塗装及びその焼付工程を順次行った後に、有底円筒（缶胴）の開口部側を縮径するところまではアルミニウム（合金）缶とほぼ同一の工程であるが、キャップ取付け部を形成するネッキング加工（これはアルミニウム缶よりは縮径度が大きい。）及び該キャップ取付け部にキャップを螺合するためのネジ部を形成するネジ加工とキャップとの密着性を保証するカール加工は遙かに加工度が大きいためにアルミニウム缶に比して塗膜剥離の危険度は極めて大きくなっている。
【０００４】
このようにネッキング加工及びネジ加工を行った場合には、加工時に塗膜が割れや剥離がおきてしまうという不具合の発生度が高く、更にはその後に行う洗浄工程により塗膜の割れ部分がより拡大するという問題があった。このような状態で内容物を充填し、キャップを螺合した場合、特に、高温レトルト処理やホット販売といった加熱を受けるとそのトラブルは顕著となり、塗膜割れ部に水分が浸入することで割れが更に拡大し、最終的には外面塗膜が剥離する恐れさえ生じる。塗膜が剥離した場合には、外観的不良となるばかりでなく、ボトル缶の耐腐食性が低下するのでオフスペックとなる危険度が大きい。
【０００５】
この様にネッキング加工の後、ネジ加工及びカール加工が施されるボトル缶においては、該ネジ加工及びカール加工は加工度が高いため、缶胴部と同一の塗膜厚では該加工に塗膜の密着性（柔軟性）が対応しきれず、塗膜が亀裂や剥離が生じ易く、さらに充填後にレトルト処理等の加熱殺菌が施された場合には塗膜のふくれが発生することになる。しかし、塗膜の加工性を高めるためにネジ部及びカール部に合わせて缶胴部をも薄い塗膜厚としてしまうと、製缶ライン中や充填ライン中での缶同士のこすれや充填後にカートンケースに詰められた後、輸送時に缶同士や缶とカ−トンケースとのこすれにより缶胴部の塗膜が剥離する恐れがある。
従って、ネッキング、ネジ及びカール等の加工工程において該部分における塗膜の剥離がなく、且つ製缶ライン中や充填ライン中での加熱処理、缶同士のこすれや充填後の輸送時の缶胴部の塗膜剥離の恐れを解消する有底円筒体並びにその外面塗装方法の開発が望まれていた。
【０００６】
【特許文献１】特公平６−１１４２６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
塗膜の加工・密着性を改善するためには、一つの解決法として塗膜を薄く塗布することが考えられる。しかしボトル缶の場合、缶胴部を薄い塗膜厚としてしまうことは、製缶ライン中や充填ライン中での缶同士のこすれや輸送時に缶同士や缶とカ−トンケースとのこすれにより缶胴部の塗膜が剥離する恐れがあり、缶胴部の塗膜は薄くすることは出来ない。さらにキャップ部の塗膜が薄すぎると塗膜中の滑性成分の効力が十分に発揮されず、充填及びキャップ螺着後のキャップ回栓トルクが高くなる不具合が発生する恐れがある。従って、ネジ部及びカール部のみを必要最小限の塗膜を塗布した有底円筒体及びその製造方法の開発が必要となった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
現行のボトル缶製造工程ラインの変更を最小限とし、ボトル缶の少なくともネジ及びカールとなる部分の塗膜を薄く塗布した有底円筒体及びその製造方法として、外面塗装工程のグラビアロールの当該部分のみを浅く彫刻し、受け取る塗料の量を薄くすることで解決を図った。
【０００９】
即ち本発明は
［１］  外面にクリア塗膜を形成したボトル缶用の有底円筒体において、有底円筒体をボトル缶に成形した場合のネジ部及びカール部に対応する部分が、他の缶胴部分より薄い塗膜が形成されているボトル缶用の有底円筒体、
［２］  ネジ部及びカール部に対応する部分のクリア塗膜の厚みがネジ成形前において２５〜５０ｍｇ／ｄｍ２、他の缶胴部分の塗膜の厚みが５５〜７０ｍｇ／ｄｍ２に形成されている上記［１］に記載のボトル缶用の有底円筒体、
【００１０】
［３］  ボトル缶用の有底円筒体の外面にクリア塗膜を形成する際、グラビアロールにて塗料を受取り、該グラビアロール上の塗料をアプリケーターロールに転写し、該アプリケーターロール上の塗料をボトル缶胴部外面に塗装する塗装方法において、有底円筒体にボトル缶特有のネジ部及びカール部を成形する際に、グラビアロールのネジ部及びカール部に対応する部分が他の部分より浅い彫刻をロール周全体に施したグラビアロールを用いることを特徴とする有底円筒体の外面塗装方法、
［４］  ネジ部及びカール部に対応する部分のグラビアロールの彫刻の深さが、他の部分の彫刻の深さより少なくとも５μｍ浅く彫刻されているグラビアロールを用いる上記［３］に記載の有底円筒体の外面塗装方法、
【００１１】
［５］  上記［３］または［４］に記載の有底円筒体を用いて製造されたアルミニウムボトル缶、及び
［６］  有底円筒体の移動装置、アプリケーターロール、グラビアロール、塗料供給装置を含むボトル缶用有底円筒体の外面塗装装置において、グラビアロールの有底円筒体のネジ部及びカール部に対応する部分の彫刻の深さが、他の部分の彫刻の深さより少なくとも５μｍ浅く彫刻されているグラビアロールを用いることを特徴とするボトル缶用有底円筒体の外面塗装装置、を開発することにより上記の課題を解決した。
【発明の効果】
【００１２】
従来までは缶胴（有底円筒体全体）塗膜厚を５５〜７０ｍｇ／ｄｍ２で全体を均等に塗装していた。しかし缶胴全体の塗膜厚を均等に塗装すると、ネジ成形により缶口部分が縮小に伴って塗膜厚が約１．７倍となり、塗膜が有底円筒体の縮小に追従が出来ず、その時点での剥離や、レトルト処理時における塗膜のふくれ、さらにはキャップの開栓トルクを大きくしていた。
【００１３】
本発明において、サイズコート（サイズコート塗膜がない場合であっても良い。）、印刷を終えた後のクリア塗膜（オーバーコート）の形成に際して、グラビアロールのボトル缶のネジ部及びカール部に対応する部分の彫刻の深さを、該ロールの他の部分に比して浅く彫ることで該部分の塗膜厚さを薄く塗装することにより、ボトル缶のネジ部及びカール部の塗装の剥離を防止すると共に、缶胴部の塗膜の厚さを好適な範囲に調整することにより製缶ライン中や充填ライン中での加熱処理、缶同士のこすれや充填後の輸送時の缶胴部の塗膜剥離の恐れを解消する有底円筒体を提供することが出来た。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の対象となるボトル缶用の有底円筒体は、アルミ薄板を打ち抜いてブランクとし、これをカップ状に成形しさらにＤＩ成形（ドローイング・アイアニング成形）し、必要に応じてサイズコートを焼付け、さらに印刷（焼き付けた場合もある。）した有底円筒体であり、これに従来のオーバーコートする工程を改善することにより本発明の有底円筒体を製造することが出来る。
【００１５】
図１にクリア塗料を塗装する塗装装置の概念図を示す。
クリア塗料が塗料供給口４からグラビアロール５に供給され、グラビアロール５のロール周全体に彫刻された溝に塗料が入り、ロール表面の余分な塗料はブレード７で掻き取られる。クリア塗料は、グラビアロール５からアプリケーターロール３に転写され、アプリケーターロール３から有底円筒体２に転写される仕組みになっている。
【００１６】
図２にクリア塗料を塗装する塗装ユニット（上面図）を示す。
グラビアロ−ル５はアプリケーターロール３よりも長めにし、アプリケーターロール３と有底円筒体２の側面はほぼ同じ長さにしている。
グラビアロ−ル５は、アプリケーターロールより長め（ボトル缶のデザインにより固定出来ないが、例えば３８ｍｍ長くする。）にしているが、有底円筒体２をボトル缶に成形したときにグラビアロールのネジ部及びカール部に対応する部分の円周側面を浅く彫刻する（例えば有底円筒体開口部側から６１ｍｍまで）ことによって、ボトル缶のネジ部加工される箇所のクリア塗膜厚を薄くすることができる。（この場合はクリア塗料塗装後、缶開口部先端から２３ｍｍまでがボトル缶のネジ部加工される箇所になる。）
【００１７】
グラビアロール５のネジ部及びカール部に対応する部分以外の部分の彫刻は通常の深さの彫刻であって良く、またネジ部及びカール部に対応する部分の彫刻は、他の缶胴部に比して浅く彫刻することにより塗料の供給量を低減出来るものであり、塗装が適切にできるものであればその彫刻の形状は特に問題とならない。
【００１８】
幾つかの彫刻のタイプがあるが、例えば彫刻を逆ピラミッド形状彫刻とすることが好ましいタイプの一つである。グラビアロールの彫刻の深さを、有底円筒体のボトル缶ネジ部及びカール部に対応する箇所のみを浅く彫った。このグラビアロールを用いて塗装するときは、ネジ部及びカール部に対応する箇所の塗膜厚が薄くなり、ネジ部及びカール部に対応する箇所以外は従来と同等な塗膜厚にすることによって、ボトル缶への加工性及びボトル缶としたときのオフスペックとなる割合を大きく改善することが出来た。
【００１９】
具体的には、缶胴側面の塗膜厚さを輸送時の耐摩擦性や、レトルト処理に対して必要な強度とされる５５〜７０ｍｇ／ｄｍ２とし、ボトル缶に成形した場合のネジ部及びカール部に対応する部分の塗膜厚さを縮径前の有底円筒体の時において、缶胴側面の塗膜厚さより薄くすることであり、数値的には１５〜５５ｍｇ／ｄｍ２、好ましくは２５〜５０ｍｇ／ｄｍ２とすることで塗膜形成後の有底円筒体ネジ部及びカール部に対応する箇所の成形性を改善することが出来た。ネジ成形工程前において１５〜５５ｍｇ／ｄｍ２の厚さの塗膜はネジ成形工程後においては１５〜５５ｍｇ／ｄｍ２ときにはほぼ２６〜８５ｍｇ／ｄｍ２程度の厚さの塗膜となる。
【００２０】
かかる塗膜厚さを形成するには、塗料の粘度、塗料の固形分濃度、塗布スピードなどの影響もあり確定することは出来ないが、ネジ部及びカール部に対応する部分のグラビアロールの彫刻の深さを、他の缶胴側壁部分の彫刻の深さより少なくとも５μｍ、好ましくは１５〜２５μｍ浅く彫刻されているグラビアロールを用いることである。例えば側壁部分の深さが６０〜７０μｍであるとき、３５〜５５μｍの彫刻深さのグラビアロールである。
【００２１】
かかる塗膜厚さの有底円筒体から製造されたアルミニウムボトル缶は、塗膜密着性が良いためにネジ加工における塗膜のダメージが少ないため、レトルト処理において塗膜の膨れが少なく、又加工後のネジ部において必要な塗膜厚さを保持しているためキャップの開栓トルクも規格値の２００Ｎ・ｃｍ以下を確実に確保出来る（小さい方が好ましい）。
【実施例】
【００２２】
（実験例１〜７）
内容積３１０ｍｌのアルミニウムボトル缶（３１０４材）用有底円筒体（サイズコート及び印刷し、焼付後のもの）を準備し、該有底円筒体の開口部側から６１ｍｍまでに対応するグラビアロールの円周側面を逆ピラミッド形状の溝（溝中央部に４角錐が連続して形成された溝）を幅２５７μｍ、深さ２５〜８５μｍに変えて彫刻したグラビアロール７本を準備した。それ以外の円周側面を逆ピラミッド形状の溝の深さ６５μｍで彫刻したグラビアロール７本を準備した。
【００２３】
固形分５１％のクリア塗料をこのグラビアロールで塗装すると、有底円筒体開口部側から２３ｍｍまではネジ加工前の塗膜厚さとして２５〜９５ｍｇ／ｄｍ２（好適な範囲はネジ成形前２５〜５０ｍｇ／ｄｍ２の範囲がレトルト処理及びキャップの開栓トルクのバランス上好適な範囲：ネジ成形後の厚さとして約４０〜８５ｍｇ／ｄｍ２）の塗膜厚で塗装され、２３ｍｍより有底円筒体下部（缶胴側壁部分）までは約６０〜７０ｍｇ／ｄｍ２に塗装された。
ここで塗膜の厚さがこの好適な範囲に入れば良いので、塗料の固形分及びグラビアロールの形状や深さや溝を彫刻する深さは、塗膜厚さに合わせて任意に調整することができる。ネジ部及びカール部に対応する箇所の性能評価結果を表１に示す。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
有底円筒体開口部から２３ｍｍまで（ボトル缶のネジ部に相当する箇所）は２５〜５５ｍｇ／ｄｍ２（但し缶胴側壁部よりは薄いことが必要）の塗膜厚で薄く塗装して、従来よりもレトルト処理後の塗膜のふくれ及びキャップの開栓トルクが改善された。また開口部２３ｍｍより有底円筒体下部までは従来通り５５〜７０ｍｇ／ｄｍ２で厚く塗装することによって、ボトル缶の振動試験（振動試験はＩＭＶ社製  ＶＩＢＲＡＴＩＯＮ  ＴＥＳＴ  ＳＹＳＴＥＭ  ＶＳ−３００では２〜４缶／４８缶の剥離が認められた。）後の塗膜の剥離及び耐摩擦性は良好であった。
【００２６】
［測定方法］
１．  ネジ成形前の塗膜厚は、ＨＡＹＡＳＨＩ  ＥＮＧＩＨＥＥＲＩＮＧ社製ＡＤＭＩＴＴＡＮＣＥ  ＧＡＵＧＥで測定した。
２．  レトルト条件は、１２３℃２１分蒸気殺菌後水冷却した。
３．  キャップの開栓トルクは、ＳＨＩＭＰＯ社製開栓トルク計ＴＮＫ−５０Ｂで測定した。
４．  振動試験は、ＩＭＶ社製ＶＩＢＲＡＴＩＯＮ  ＴＥＳＴ  ＳＹＳＴＥＭ  ＶＳ−３００で測定した。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は、アルミニウム（合金）製ボトル缶用の有底円筒体の外面にクリア外面塗装を、ボトル缶特有の問題である加工度が厳しいネジ部及びカール部に、通常の膜厚が形成された缶胴部に比して薄い塗膜を効率良く形成させて、加工工程やレトルト工程などにおいての塗膜剥離の少ない有底円筒体を提供することに成功したものである。本発明の有底円筒体はネジ部及びカール部を薄い塗膜を形成しているにも拘わらず製缶ライン中や充填ライン中での加熱処理、缶同士のこすれや充填後の輸送時の缶胴部の塗膜剥離の恐れのない有底円筒体を提供することが出来た。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明におけるクリア塗装装置の概念図。
【図２】図１におけるクリア塗装装置の平面図。
【符号の説明】
【００２９】
１．缶の移動方向、
２．ボトル缶、
３．アプリケーターロール、
４．クリア塗料供給口、
５．グラビアロール、
６．塗料受け皿、
７．ブレード
【図１】
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【図２】
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