(57)【要約】【課題】耳率の低減を図ると共に、キャップ開閉時の摩耗を防ぎ、更にはキャップ開封時の開栓トルクの大幅な低減を可能としたキャップ用樹脂被覆アルミニウム合金板を提供する。【解決手段】一方の面に熱可塑性樹脂からなる樹脂被覆層が形成されたキャップ用樹脂被覆アルミニウム合金板であって、前記樹脂被覆層は、ポリエステル樹脂フィルムからなり、充填剤としてＳｉを１０〜３０質量％含有すると共に、厚みが１０〜３０μｍである。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面に熱可塑性樹脂からなる樹脂被覆層が形成されたキャップ用樹脂被覆アルミニウム合金板であって、
前記樹脂被覆層は、ポリエステル樹脂フィルムからなり、充填剤としてＳｉを１０〜３０質量％含有すると共に、厚みが１０〜３０μｍであることを特徴とするキャップ用樹脂被覆アルミニウム合金板。
【請求項２】
前記樹脂被覆層の表面において、バウデン摩擦試験により測定される動摩擦係数が０．０５以下であることを特徴とする請求項１に記載のキャップ用樹脂被覆アルミニウム合金板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飲料や食品等の容器のキャップに用いられるキャップ用樹脂被覆アルミニウム合金板に関し、特に、再栓可能なネジ付きキャップにおいて、キャップ開閉操作の繰り返しによっても容器やキャップに摩耗や摩耗粉の付着が生じないキャップ用樹脂被覆アルミニウム合金板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ネジ付きキャップは、ガラス瓶やプラスチック容器などのキャップとして広く利用されている。また、最近では、ネジ付きキャップを備えたアルミニウム合金製のボトル缶も開発されている。このようなボトル缶の材料としては、例えばＪＩＳ３００４（ＡＡ３００４）、ＪＩＳ３１０４（ＡＡ３１０４）等のＡｌ−Ｍｎ系のアルミニウム合金などが使用されている。一方、キャップの材料としては、例えばＪＩＳ５１５４等のＡｌ−Ｍｇ系のアルミニウム合金などが使用されている（例えば、特許文献１〜３を参照。）。
【０００３】
ボトル缶のキャップに要求される品質特性としては、耐圧性や、耐食性、低耳、シーリング性、防爆対応性、深絞り性など多岐に渡っており、且つ、これらの特性が安定していなければならない。また、この種のキャップは大量生産されるため、製造時に材料の無駄が生じないことが望まれる。例えば、深絞り加工によりキャップを成形する際に、アルミニウム合金板の組成や製造条件等によって材料の無駄となる耳がどの程度発生するか、また、如何に低い耳率のまま良好な加工性と高い引張強さ等を確保できるかが重要な課題となる。
【０００４】
ところで、ネジ付きキャップを備えたボトル缶は、キャップを開けた後に再びキャップを閉めておくことができるため、非常に便利である。しかしながら、このようなネジ付きキャップでは、キャップ開閉操作の繰り返しによりキャップ内面が摩耗して、その際に発生した摩耗粉が容器側のネジ部に付着して不衛生となるといった問題があった。さらに、上述したボトル缶の場合には、ボトル側のネジ部も摩耗して摩耗粉が発生してしまう。そこで、このようなネジ付きキャップでは、キャップ内面にエポキシ系樹脂等からなる樹脂被覆層を形成することによって、キャップの摺動部分の摩耗を防ぐことが行われている（例えば、特許文献４を参照。）。
【特許文献１】特開２００５−２４６４号公報
【特許文献２】特開２００４−３５３０７９号公報
【特許文献３】特開２００５−１２６７６４号公報
【特許文献４】特開平１０−２８６９０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、このような樹脂被覆層が形成されたネジ付きキャップでは、製造時に材料の無駄が生じることがないよう、深絞り加工によりキャップを成形する際に耳率の小さいアルミニウム合金板を使用することが望まれる。しかしながら、従来のキャップ用樹脂被覆アルミニウム合金板では、アルミニウム合金板自体の耳率を小さくしても、アルミニウム合金板の一方の面に樹脂被覆層を形成すると、キャップ成形時に耳率が大きくなってしまうことがあった。また、上述したボトル缶に使用されるネジ付きキャップの場合には、キャップ開封時の開栓トルクの低減も望まれている。
【０００６】
そこで、本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、耳率の低減を図ると共に、キャップ開閉時の摩耗を防ぎ、更にはキャップ開封時の開栓トルクの大幅な低減を可能としたキャップ用樹脂被覆アルミニウム合金板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、一方の面に熱可塑性樹脂からなる樹脂被覆層が形成されたキャップ用樹脂被覆アルミニウム合金板であって、前記樹脂被覆層は、ポリエステル樹脂フィルムからなり、充填剤としてＳｉを１０〜３０質量％含有すると共に、厚みが１０〜３０μｍであることを特徴とするキャップ用樹脂被覆アルミニウム合金板である。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、前記樹脂被覆層の表面において、バウデン摩擦試験により測定される動摩擦係数が０．０５以下であることを特徴とする請求項１に記載のキャップ用樹脂被覆アルミニウム合金板である。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように、本発明では、深絞り加工によりキャップを成形する際に、アルミニウム合金板の樹脂被覆層が形成された一方の面と、塗装及び印刷が施された他方の面との動摩擦係数が等しくなるような樹脂被覆層を用いることによって、このアルミニウム合金板の一方の面に樹脂被覆層が形成された状態における耳率よりも、このアルミニウム合金板の他方の面に塗装及び印刷を施した状態における耳率を小さくすることができる。したがって、本発明によれば、キャップ製造時の材料の無駄が少なくなり、大量生産した場合に低コスト化を実現することができる。また、本発明によれば、特に再栓可能なネジ付きキャップにおいて、キャップ開閉操作の繰り返しによっても容器やキャップに摩耗や摩耗粉の付着が生じない、更にはキャップ材として良好な機械的性質を維持した上でキャップ開封時の開栓トルクの大幅な低減が可能なキャップ用アルミニウム合金板を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を適用したキャップ用樹脂被覆アルミニウム合金板について詳細に説明する。
本発明を適用したキャップ用樹脂被覆アルミニウム合金板は、アルミニウム合金板の一方の面、具体的にはキャップの飲料が接する面（内面）に、熱可塑性樹脂からなる樹脂被覆層が形成されたものであり、特に再栓可能なネジ付きキャップに用いて好適なものである。
【００１１】
本発明に用いられるアルミニウム合金板については、上述したネジ付きキャップに要求される機械的性質を満足するアルミニウム合金板であればよく、例えば、ＪＩＳ３００４（ＡＡ３００４）、ＪＩＳ３１０４（ＡＡ３１０４）等のＡｌ−Ｍｎ系のアルミニウム合金や、ＪＩＳ５０５２，５１５４等のＡｌ−Ｍｇ系のアルミニウム合金などからなるアルミニウム合金板を用いることができる。
【００１２】
アルミニウム合金板の機械的性質については、引張強さが２００〜２３５ＭＰａ、耐力が１６５〜２００ＭＰａ、伸びが７〜１２％であることが好ましい。
引張強さは、２００ＭＰａ未満になると、ボトル缶用のキャップとしての強度が不足してしまい、２３５ＭＰａを超えると、キャップに形成するネジ部の成形が困難となる。したがって、引張強さは、２００〜２３５ＭＰａの範囲であることが好ましく、より好ましくは、２１０〜２２０ＭＰａの範囲である。
耐力は、１６５ＭＰａ未満になると、深絞り加工時にしわ等の外観不良が発生し易くなり、２００ＭＰａを超えると、深絞り加工時に割れが生じ易くなる。したがって、耐力は、１６５〜２００ＭＰａの範囲であることが好ましく、より好ましくは、１７５〜１８５ＭＰａの範囲である。
伸びは、７％未満になると、深絞り加工によるキャップの成形性が劣化してしまい、１２％を超えると、深絞り加工後のキャップ形状が安定しなくなる。したがって、伸びは、７〜１２％の範囲であることが好ましく、より好ましくは、９〜１１％の範囲である。
【００１３】
アルミニウム合金板の表面には、後述する樹脂被覆層との密着性を向上させるために、例えばクロメート処理や陽極酸化処理などが施されていることが好ましい。さらに、陽極酸化処理は無孔質陽極酸化処理が好ましい。なお、アルミニウム合金板は、通常、コイルの状態で樹脂被覆工程に供される。
【００１４】
樹脂被覆層を形成する熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂や、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂などの樹脂フィルムを挙げることができ、この中でもポリエステル系樹脂を用いることが好ましく、更に耐摩耗性と摺動性に優れ、開栓トルクの大幅な低減が可能な二軸延伸ポリエステル樹脂を用いることが好ましい。二軸延伸ポリエステル樹脂としては、例えば、エチレンイソフタレートとエチレンテレフタレート単位からなる共重合ポリエステル、又は、該共重合ポリエステルとポリエチレンテレフタレートとの混合物などを挙げることができる。
【００１５】
また、樹脂被覆層は、摺動抵抗の低減を図るため、充填剤（フィラー）としてＳｉを１０〜３０質量％含有することが好ましい。Ｓｉの含有量が１０質量％未満であると、摺動抵抗を低減する効果が薄くなり、Ｓｉの含有量が３０質量％を超えると、開栓の繰り返しにより摩耗粉が発生してしまう。また、アルミニウム合金板との密着性が極端に低下してしまう。
【００１６】
樹脂被覆層は、単層又は複層の何れも選択可能であるが、上述したアルミニウム合金板の表面に接する側に融点の低い層を形成した２層の樹脂被覆層とすることが、より低温で密着性を確保できることから好ましい。なお、樹脂被覆層が複層の場合には、上述した充填剤が最上層に含有されていればよい。
【００１７】
樹脂被覆層をアルミニウム合金板の表面に形成する方法（ラミネート方法）としては、例えば、加熱帯によりアルミニウム合金板を予備加熱し、加圧ロールを用いてアルミニウム合金板に樹脂フィルムを圧着した後、加熱帯により本加熱する方法が挙げられる。加熱装置としては、例えばヒートロールや、電気炉、ガスオーブン、誘導加熱装置、赤外加熱装置等を挙げることができるが、外観を維持するため非接触加熱装置を用いることが好ましい。特に、短時間で所定の温度まで加熱できる誘導加熱装置を用いることが好ましい。
【００１８】
樹脂被覆層の厚み（複層の場合は各層の合計厚み）は、１０〜３０μｍであることが好ましく、より好ましくは１５〜２０μｍである。アルミニウム基板に被覆された樹脂被覆層の厚みが薄すぎると、十分なバリヤ性が得られず、ピンホールの発生率も高くなる。また、樹脂被覆層の厚みが厚すぎると、ラミネート時に樹脂被覆層全体に熱が伝わりにくくなり密着性が低下する。さらには加工性も低下するおそれがある。
【００１９】
以上のような本発明のキャップ用樹脂被覆アルミニウム合金板は、アルミニウム合金板の他方の面に塗装及び印刷が施された後に、所定径の円板として打ち抜き加工され、深絞り加工により有底筒状のキャップとして成形される。
【００２０】
ところで、従来のキャップ用樹脂被覆アルミニウム合金板では、アルミニウム合金板自体の耳率を小さくしても、アルミニウム合金板の一方の面に樹脂被覆層を形成すると、キャップ成形時に耳率が大きくなってしまうことがあった。
【００２１】
そこで、本発明者は、その原因について鋭意検討を行ったところ、アルミニウム合金板の樹脂被覆層が形成された一方の面と、塗装及び印刷が施された他方の面との動摩擦係数の違いによって、キャップ成形時に耳率が大きくなることを見出した。
【００２２】
すなわち、本発明では、上述した深絞り加工によりキャップを成形する際に、アルミニウム合金板（円板）の樹脂被覆層が形成された一方の面と、塗装及び印刷が施された他方の面との動摩擦係数が等しくなるような樹脂被覆層を用いることによって、アルミニウム合金板の他方の面に塗装及び印刷を施した状態における耳率を小さくすることができることを見出した。
【００２３】
具体的に、本発明では、上述した樹脂被覆層の表面のバウデン摩擦試験（加重２００ｇ、速度４ｍｍ／ｓｅｃ、無潤滑）により測定される動摩擦係数が０．０５以下であることが好ましく、より好ましくは０．０３以下である。このように、樹脂被覆層の表面における動摩擦係数が０．０５以下とすることによって、キャップ成形時の耳率を小さくすることができる。
【００２４】
また、本発明では、アルミニウム合金板の一方の面に樹脂被覆層が形成された状態における絞り比２以下での耳率が２．５％以下であることが好ましく、アルミニウム合金板の他方の面に塗装及び印刷を施した状態における絞り比２以下での耳率が１．５％以下であることが好ましい。このように、アルミニウム合金板の一方の面に樹脂被覆層が形成された状態における耳率よりも、このアルミニウム合金板の他方の面に塗装及び印刷を施した状態における耳率を小さくすることによって、キャップ製造時の材料の無駄が少なくなり、大量生産した場合に低コスト化を実現することができる。
なお、耳率は、ダイス径３３．７ｍｍ、ポンチ径３３ｍｍ、ポンチ肩Ｒ４ｍｍの金型を用い、ブランク径６５ｍｍ、絞り比２以下の条件で深絞り試験を行い、そのとき測定した耳の高さから算出した。
【００２５】
以上のような本発明のキャップ用樹脂被覆アルミニウム合金板では、耐摩耗性が高く、摺動抵抗の大幅な低減も可能なことから、特に再栓可能なネジ付きキャップにおいて、キャップ開閉操作の繰り返しによっても容器やキャップに摩耗や摩耗粉の付着が生じない、更にはキャップ材として良好な機械的性質を維持した上でキャップ開封時の開栓トルクの大幅な低減が可能である。
【実施例】
【００２６】
以下、実施例により本発明の効果をより明らかなものとする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。
【００２７】
（実施例１）
実施例１では、先ず、厚み０．２５０ｍｍ、５１５１のアルミニウム合金板に、常法によりクロムの付着量が１５ｍｇ／ｍ２となるようにリン酸クロメート処理を施したものを用意した。次に、このアルミニウム合金板の一方の面に、樹脂被覆層として、それぞれ厚みとＳｉの含有量を変えた二軸延伸ポリエステル樹脂フィルムを被覆し、表１に示すＮｏ．１〜１６の樹脂被覆アルミニウム合金板を得た。
【００２８】
そして、得られたＮＯ．１〜１６の樹脂被覆アルミニウム合金板について、樹脂被覆層の表面における摩擦試験を行い、その動摩擦係数μ及び静摩擦係数μｓを測定した。その測定結果を表１に示す。
なお、摩擦試験の条件は、以下の通りである。
高速ビード引抜試験
ビード形状：上下平型（ＳＫＤ１１）
押付荷重：２００ｋｇｆ
引抜速度：４００ｍｍ／ｓｅｃ
潤滑：流動パラフィン油両面塗布
【００２９】
また、ＮＯ．１〜１６の樹脂被覆アルミニウム合金板の他方の面に塗装及び印刷を施した後、これら各樹脂被覆アルミニウム合金板を常法にて口径３８．０ｍｍのネジ付きキャップに加工した。なお、キャップの飲料が接する面（内面）が樹脂被覆層の被覆面である。そして、口径３７．５ｍｍのアルミ製のボトル缶に対して、各ネジ付きキャップを締付トルク１Ｎ・ｍで締めた後、開封する操作を１０回繰り返し、その摩耗粉の発生の有無について調べた。
【００３０】
【表１】
2008142993.tif 000002
【００３１】
表１に示すように、Ｎｏ．１１，１２，１５，１６（実施例）の樹脂被覆アルミニウム合金板は、何れも樹脂フィルムの厚みとＳｉの含有量が本発明の数値範囲内のものであり、これらは何れも摩耗粉の発生がなく、良好な結果を示した。
一方、樹脂フィルムの厚みが本発明の数値範囲を外れるＮｏ．１〜８（比較例）の樹脂被覆アルミニウム合金板では、、動摩擦係数が０．０５以下とならず、何れも摩耗粉の発生が見られた。また、樹脂フィルムの厚みが本発明の数値範囲内にあるものの、Ｓｉの含有量が本発明の数値範囲を外れるＮｏ．９，１０，１３，１４（比較例）の樹脂被覆アルミニウム合金板では、動摩擦係数μが０．０５以下とならず、摩耗粉の発生が見られた。
以上のことから、本発明のキャップ用樹脂被覆アルミニウム合金板は、耐摩耗性に優れ、摩耗粉の発生に対する防止効果に優れていることが明らかとなった。
【００３２】
（実施例２）
実施例２では、先ず、内面に樹脂フィルムではなく塗料を塗布した３種のアルミニウム合金板（塗装材１〜３）と、内面に樹脂フィルム（Ｓｉを含まない、非晶質）を被覆した樹脂被覆アルミニウム合金板（Ｓｉ：０％非晶材）と、内面に樹脂フィルム（Ｓｉを含まない、配向あり）を被覆した樹脂被覆アルミニウム合金板（Ｓｉ：０％配向材）と、内面に樹脂フィルム（Ｓｉを１０％含む、非晶質）を被覆した樹脂被覆アルミニウム合金板（Ｓｉ：１０％非晶材）と、内面に樹脂フィルム（Ｓｉを１０％含む、配向あり）を被覆した樹脂被覆アルミニウム合金板（Ｓｉ：１０％配向材）とを用意した。
【００３３】
次に、各樹脂被覆アルミニウム合金板の他方の面に塗装及び印刷を施した後、これら各樹脂アルミニウム合金板を常法にて口径３８．０ｍｍのネジ付きキャップに加工し、口径３７．５ｍｍのアルミ製のボトル缶の口金部を閉栓したものを各々１０個作製した。なお、キャップの飲料が接する面（内面）が樹脂被覆層の被覆面である。
【００３４】
そして、得られたボトル缶について、ネジ付きキャップを開栓したときの１ｓｔトルクと２ｎｄトルクを測定し、その平均値を求めた。その結果を表２に示す。なお、１ｓｔトルクとは、キャップが回転し始めるまでのトルク値（Ｎ・ｃｍ）のことであり、２ｎｄトルクとは、１本目のブリッジが破断するまでのトルク値（Ｎ・ｃｍ）のことである。
【００３５】
【表２】
2008142993.tif 000003
【００３６】
表２に示すように、本発明のネジ付きキャップでは、キャップ開封時の開栓トルクの大幅な低減が可能である。