(57)【要約】【課題】縮径加工性に優れ、化成皮膜のダメージを確実に減少させるために、化成皮膜を付けた缶底外面の、殺菌処理による変色のトラブル、缶胴部の塗膜耐剥離性の改善、且つキャップの開栓トルクが低くなり老人や子供でも容易に開栓でき、塗膜剥離を防止できると共に、内容物の充填や、ＪＲコンテナ輸送時における缶胴部のこすれによる塗膜の剥離防止、また缶底外面のスプレー塗装は必要としないボトル缶の提供。【解決手段】キャップを螺合するためのネジを有するボトル缶有底円筒状の外側表面全体を、水に不溶または難溶性であり、滑性を有し、食品衛生上問題がなく、常温で固体の物質である、融点が６５℃〜２００℃のワックスを加熱して発生する蒸気で処理し、ボトル缶の外表面全体にワックスを３〜６５μｇ／ｃｍ2付着させることを特徴とするボトル缶の外面処理方法、およびボトル缶有底円筒状の外側表面全体を、ワックスを加熱して発生する蒸気で処理し、ワックスを薄く付着させた該方法により製造されたボトル缶。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャップを螺合するためのネジを有するボトル缶を、融点が６５℃〜２００℃のワックスを加熱して発生する蒸気で処理して、ボトル缶の外表面全体にワックスを３〜６５μｇ／ｃｍ2付着させることを特徴とするボトル缶の外面処理方法。
【請求項２】
ワックスが、水に不溶または難溶性であり、滑性を有し、食品衛生上問題がなく、常温で固体の物質である請求項１に記載のボトル缶の外面処理方法。
【請求項３】
ワックスが、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、低分子ポリエステル樹脂、天然油脂または蝋のいずれかである請求項１または２に記載のボトル缶の外面処理方法。
【請求項４】
ワックス処理工程を、ネジ加工後の第２次洗浄工程の後に行うことからなる請求項１〜３のいずれか１項に記載のボトル缶の外面処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャップを螺合するためのネジ加工を行ったボトル缶外側表面全体を、ワックスを加熱して発生する蒸気で処理し、該外側表面にワックスを薄く付着させることによりキャップの開閉を容易にすると共に、缶底外面の汚染や充填後の殺菌処理による変色のトラブルを解消し、ボトル缶外側の潤滑性を高めることにより缶胴部の塗膜耐剥離性を改善したボトル缶の外面処理方法及びワックスを外側表面に付着させたボトル缶に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のアルミニウム又はアルミニウム合金製のボトル缶では、第１成形段階のＤＩ加工（しぼり・しごき加工）にて有底円筒体を作製した後、加工時に塗布した有底円筒体の付着油を脱脂し、ジルコニウム系化成液を内外面にスプレーして、ジルコニウム系化成皮膜の下地処理を行っている。化成処理後、工程の順序は前後することはあるが、通常、缶胴外側面は必要に応じてサイズコートとその焼付けを行い、印刷工程で印刷、クリアー塗装とその焼付けを行った後、内面塗装工程で内面をスプレー塗装し、その焼付けをする。その後第２成形段階のネッキング加工とネジ加工及びカール加工が施され、ボトル缶となる。
【０００３】
化成皮膜の下地処理において、有底円筒体内側の化成皮膜が厚いと、後の工程で行われる加工度の大きいネック部の縮径加工（ネッキング加工）とネジ加工及びカール加工が施されることにより、アルミニウムより硬度の高いジルコニウム系化成皮膜は変形に追従が出来ず、ボトル口部のカール部の外面（天面及び外側に折り返された外表面）にシワやヒビが発生する。そのため製品化後、内容物を充填しキャッピングしたとき、このシワやヒビの発生箇所で塗膜が剥離し、当該箇所から内容物が漏れ出す危険がある。これを防ぐため、ネック部の化成皮膜を他の部分より薄くする提案（特許文献１参照）がなされている。この方法は縮径の際の加工性は改善できるが、開栓性、搬送時の塗膜の剥離防止に効果がない。
【０００４】
缶底外面の皮膜量が薄いときは、アルミ地が内容物充填後の殺菌処理で変色しないように内面塗装直後に缶底外面のスプレー塗装（ベークオーブンと呼ばれる乾燥炉での乾燥・焼付をする。）が必要とされる。缶底外面塗装は、缶底ドーム形状の中央部に向けてスプレー塗装されるが、この場合はどうしても缶底接地部にも塗布されてしまうため、缶底塗装工程からベークオーブンまでの搬送経路は塗料がウエットのまま運ばれる。このとき接地部のウエット塗料が搬送コンベアに接しコンベアを汚すと共に、このウエット塗料が塗料カスや搬送コンベア近辺のほこり等の汚れを吸着して缶底の汚れとなる。
缶底外面は、塗装抜けによる殺菌処理での缶底外面の変色の他にも、搬送汚れ、塗料カスの付着等の不良が発生し、その対策として、スプレーノズルの清掃等や搬送系の清掃に時間と人手を要するため生産性の低下をもたらす。
【０００５】
これとは別に、従来の市販のボトル缶ではキャップを開けるときかなりの力が必要で、子供や老人が開けにくいとの苦情が多い。これに対し、雄ネジ付き口部を形成したネジ付き金属ＤＩ缶において、雄ネジの有効ネジ数を、キャップのブリッジの過半数が存在する円周方向範囲では２とする提案（特許文献２参照）やネジ成形後にネジ部を加熱することにより殺菌後の開栓性を改善する提案（特許文献３参照）があるが、開栓性の改善のみで缶底外面の塗装の問題、ボトル表面の潤滑性の解決がなされていないためさらなる改善を必要とする。
缶胴部表面に潤滑性を付与することが必要で、これがないと製缶ライン中や充填ライン中での缶同士のこすれ及び充填後にカートンケースに詰められた際、あるいは輸送時、特にＪＲコンテナ輸送時に、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問題がある。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−０４９１７０号公報
【特許文献２】特開２００２−３０２１３７号公報
【特許文献３】特開２００５−３４３５１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、化成皮膜を形成したボトル缶有底円筒体ネック部のネッキング加工、ネジ加工及びカール加工における加工性を確保すると共に、同時にボトル缶のキャップ回栓トルクを低くして老人や子供でも容易に開栓出来、且つ内容物の充填や、ＪＲコンテナ輸送時における缶胴部のこすれによる塗膜の剥離防止、また缶底外面のスプレー塗装をしなくても、内容物充填後の温水殺菌処理で缶底部のアルミ地の黒変を防止出来るボトル缶の製造方法の開発並びにその方法により製造されたボトル缶の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、
（１）キャップを螺合するためのネジを有するボトル缶を、融点が６５℃〜２００℃のワックスを加熱して発生する蒸気で処理して、ボトル缶の外表面全体にワックスを３〜６５μｇ／ｃｍ2付着させることを特徴とするボトル缶の外面処理方法、
（２）ワックスが、水に不溶または難溶性であり、滑性を有し、食品衛生上問題がなく、常温で固体の物質である上記（１）に記載のボトル缶の外面処理方法、
【０００９】
（３）ワックスが、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、低分子ポリエステル樹脂、天然油脂または蝋のいずれかである上記（１）または（２）に記載のボトル缶の外面処理方法、
（４）ワックス処理工程を、ネジ加工後の第２次洗浄工程の後に行うことからなる上記（１）〜（３）のいずれか１項に記載のボトル缶の外面処理方法、を開発することにより上記の目的を達成した。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、キャップを螺合するためのネジを有するボトル缶の中間製品である有底円筒体外側表面全体の化成皮膜を薄く形成し、印刷工程で缶胴外側面は印刷、クリアー塗装を行い、内面塗装工程で内面をスプレー塗装する。その後ネッキング加工とネジ加工及びカール加工が施される。その上にワックス（常温で固体の炭化水素、油脂及び高級アルコール脂肪酸エステル等、天然または合成のワックスをいう。）を加熱して発生する蒸気でボトル缶の外側表面にワックスを薄く付着させるものである。この結果、
【００１１】
（１）ワックスを付着させる本発明のための有底円筒体は、化成皮膜を薄くすることができるので縮径加工性に優れ、化成皮膜のダメージを確実に減少出来る。
（２）ボトル缶の外側表面全体をワックス処理したことにより、キャップの開栓トルクが低くなり老人や子供でも容易に開栓出来る。
（３）外側表面全体にワックスが薄く付いているため、ボトル缶外表面は潤滑性に優れ、ボトル缶同士やボトル缶とカートンケースとの擦れにおいても塗膜剥離を防止している。
【００１２】
（４）ワックス処理するためボトル缶の缶底外面のスプレー塗装は必要としない。
（５）缶底部の化成皮膜は薄いが、ワックス処理をしているので、スプレー塗装を行わなくとも温水殺菌処理においてアルミ地の黒変は防止出来る。
等優れた効果を有するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
アルミニウムボトル缶は、コイル状に巻かれた潤滑油を塗布したアルミニウム板又はアルミニウム合金板から円形のブランクを打ち抜き、これをプレスなどでカップを成形し、さらにドローイング・アイアニング加工（ＤＩ加工）により有底円筒体とする。
【００１４】
次いで缶胴内外面の潤滑油を除去し、化成処理して化成皮膜を有底円筒体の内外表面に形成させた後乾燥する。その後有底円筒体の外面に必要に応じてサイズコート及びその焼付工程、印刷・オーバーコート及びその焼付工程を経て、内面が未塗装の有底円筒状の飲料用アルミニウムボトル缶中間製品となる。次いで該中間製品の内面を塗装し、焼き付け乾燥炉で硬化させ、ネッキング加工及びネジ加工とカール加工工程（トリミング加工、スカート成形を含む）を経て洗浄・乾燥を行い、アルミニウムボトル缶とする。キャップは別に製造される。
【００１５】
有底円筒体は、内面塗装をした後にネッキング加工、更にネジ加工及びカール加工などより変形度の大きい厳しい加工が行われるため、これらの加工前に行われた化成皮膜は大きな変形を受けることになる。この変形に伴い損傷した化成皮膜の部位は、内容物充填後の温水殺菌処理等において被覆が破れることが多く、これに伴い当該部分の塗膜が損傷するため、腐食したり、金属が溶出したりする危険があった。このため化成皮膜を薄くして該皮膜の加工成形性を高め、化成皮膜の破損を避ける必要があった。
【００１６】
この様に化成皮膜を薄くすることで加工性は改善出来るが、この結果外部表面においては温水殺菌処理において缶底外面アルミ地の黒変が起こることが避けられなかった。
本発明においては、この問題を、化成皮膜を薄く（ボトム外面でジルコニウムとして５〜９ｍｇ／ｍ2）して、ネジ加工等における加工性を高めると共に、ボトルネッキング加工とネジ加工及びカール加工を行いネジ加工に使用される潤滑油を洗浄（第２次洗浄工程）・乾燥の後にワックスを加熱して発生する蒸気をボトル缶の外側表面全体に付着させるワックス処理を行い、表面にワックスを薄く付けることにより解決したものである。
【００１７】
図１にワックスを加熱して発生する蒸気を付着させる装置の概略図を示す。
ボトル缶１は、ネットコンベア２上に乗せた状態で、トンネル型になったワックス処理装置３へ搬送する。その処理装置内では、ワックスが受け皿５内で加熱され、ワックスの蒸気４が上の方向へ流れる気流中に、ボトル缶１を通すことによって、外側表面全体にワックスを薄く付着させることができる。
【００１８】
使用されるワックスは、天然油脂、蝋、石油系ワックスのパラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックスや合成ワックスのポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、低分子ポリエステル樹脂等が使用できる。但し、ワックスがボトル缶内に微量ではあるが入る可能性があるため、ＦＤＡに認可されているワックス類を使用するのが好ましい。また、ボトル缶外面に付着したワックスがべとつかないことや、温水の洗浄や内容物充填後の温水殺菌処理で脱離しないために、ワックスの融点は６５℃〜２００℃であり、好ましくは１００℃〜２００℃、より好ましくは１３０℃〜１７０℃のワックスを使用する。ここで、融点が２００℃を超えると蒸気が発生しにくくなり、缶への付着量が低下することとなる。缶への付着量を増加させようとすると、接触時間を増やす、あるいは、受け皿５の加熱温度を上げる等の対応をせざるを得ず、生産性が悪化するので好ましくない。融点が６５℃未満では、温水殺菌時にワックスが洗い流されてしまうことが懸念される。
なお、融点が同一のワックスであれば同様の効果が得られるので、水に不溶または難溶性であり、滑性を有し、食品衛生上問題がなく、常温で固体の物質である等の必要な条件を満足していれば、ワックスの種類には限定されない。
【００１９】
ワックス処理時のワックスの蒸気圧は、蒸気圧が高いほど高速の処理が可能ではあるが爆発限界の問題、ワックスの熱劣化もあるので、１〜５０ｍｍＨｇ、好ましくは３〜３０ｍｍＨｇ、より好ましくは５〜１５ｍｍＨｇ程度である。接触時間は、ワックスの付着量としてボトル缶の外側表面全体に３〜６５μｇ／ｃｍ2、好ましくは１５〜３０μｇ／ｃｍ2程度となるように設定する。ワックスの付着量が３μｇ／ｃｍ2未満ならば目的としている効果が得られず、また、６５μｇ／ｃｍ2を超えると、缶のべたつきにより搬送系での詰まり等の問題が懸念される。
ワックス受け皿内で溶融しワックスの蒸気を発生させるために、ワックス受け皿を融点以上の温度で加熱する。ワックスの加熱温度はワックスの種類、蒸気圧に依存するので、蒸気圧を目安に加熱温度を決定することが必要である。ワックスの蒸気は循環して使用するために、ワックス受け皿内に戻される構造にすることがよい。
【実施例】
【００２０】
［測定方法］
殺菌条件：７５℃１５分温水処理後水冷却した。
振動試験：ＩＭＶ社製ＶＩＢＲＡＴＩＯＮ  ＴＥＳＴ  ＳＹＳＴＥＭ  ＶＳ−３００で測定した。
キャップの開栓トルク：ＳＨＩＭＰＯ社製開栓トルク計ＴＮＫ−５０Ｂで測定した。  
【００２１】
（実施例１〜６）
化成処理（温度  ４０℃、Ｚｒ濃度  ２０ｐｐｍ、処理時間１８秒）してＺｒ皮膜量７ｍｇ／ｍ2（ボトム外面）の化成皮膜を形成した内容積３１０ｍｌのアルミニウムボトル缶（３１０４材）用有底円筒体を、外面サイズコート、焼き付け及び印刷、焼き付け、並びに内面塗装、焼付した後、ネッキング加工、ネジ加工及びカール加工（トリミング加工、スカート成形含む）を行ってから洗浄し乾燥して、ボトル缶胴とした。該ボトル缶胴はボトルネック部、ネジ部、カール部には共にシワ等の発生はなかった。
【００２２】
次いで、図１に示すようなワックス付着装置を用い、実施例１〜３として融点６９℃、１１０℃、１８０℃のパラフィンワックス、実施例４〜６として融点１２５℃、１４０℃、１６５℃のマイクロクリスタリンワックスを用い、蒸気圧１０〜１５ｍｍＨｇとなるように加熱して上記のボトル缶胴を通過させてワックス処理を行った。なお、ワックス処理時間は適宜調整した。
【００２３】
（比較例１〜３）
実施例１〜６と同様な処理を行った有底円筒体を用い、比較例１はワックス処理を行わないでそのままボトル缶胴とした。
比較例２は、ワックスの融点が４８℃のパラフィンワックスを用いて実施例と同様に処理を行い、比較例３は、ワックスの融点が１６５℃のマイクロクリスタリンワックスを用いて実施例６と同様の処理を行ったが、処理時間を長くすることでワックス付着量を増加させた。
【００２４】
実施例１〜６および比較例１〜３のサンプル各４８缶を任意に選び、ワックスの付着量、温水殺菌処理後のボトム外面の黒変状況、振動試験後の塗膜の剥離状況、キャップの開栓トルクを測定した。結果を表１に示す。
【００２５】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００２６】
化成皮膜を施したボトル缶製造のため、有底円筒体ネック部のネッキング加工、ネジ加工及びカール加工における加工性を確保し、縮径加工性に優れ、化成皮膜のダメージを確実に減少させるために、化成皮膜を薄く付けた有底円筒体にボトル缶外側表面に特定の融点のワックスを特定量付着させることにより、缶底外面の汚染や充填後の殺菌処理による変色のトラブルを解消し、ボトル缶外側の潤滑性を高め、同時に缶胴部の塗膜耐剥離性を改善したボトル缶であって、キャップの開栓トルクが低くなり老人や子供でも容易に開栓でき、ボトル缶同士やボトル缶とカートンケースとの擦れにおいても潤滑性に優れ、塗膜剥離を防止できると共に、同時にボトル缶のキャップ回栓トルクを低くして老人や子供でも容易に開栓出来、且つ内容物の充填や、ＪＲコンテナ輸送時における缶胴部のこすれによる塗膜の剥離防止、また缶底外面のスプレー塗装をしなくても、内容物充填後の温水殺菌処理で缶底部のアルミ地の黒変を防止出来るボトル缶であり、ボトル缶の缶底外面のスプレー塗装は必要としない、優れたボトル缶を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】ワックス付着装置の概略図
【符号の説明】
【００２８】
１  ボトル缶
２  搬送コンベア
３  ワックス付着装置
４  ワックス蒸気
５  ワックス受け皿（加熱ヒーター付き）
６  ワックス蒸気排出口
７  ワックス蒸気戻り口
【図１】
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