(57)【要約】【課題】オーバーバーニッシュ層を有する金属製ボトル缶、およびオーバーバーニッシュ塗装工程におけるミストの発生が抑制された金属製ボトル缶の製造方法を提供すること。【解決手段】金属製の缶基体に設けられた縮径部の上部に雄ネジ部７を有する口金部６が形成されてなる金属製ボトル缶において、缶基体の表面に形成されている複数の塗膜層のうち、最外側に位置するオーバーバーニッシュ層１８の塗装上端１９が缶基体の上端より０．５〜４．０ｍｍの範囲に位置し、それより下方部分にオーバーバーニッシュ層１８が形成されていることを特徴とする。【選択図】        図２
2004161296.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の缶基体に設けられた縮径部の上部に雄ネジ部を有する口金部が形成されてなる金属製ボトル缶において、
前記缶基体の表面に形成されている複数の塗膜層のうち、最外側に位置するオーバーバーニッシュ層の塗装上端が前記缶基体の上端より０．５〜４．０ｍｍの範囲に位置し、それより下方部分にオーバーバーニッシュ層が形成されていることを特徴とする金属製ボトル缶。
【請求項２】
金属製の有底筒状体に複数の塗装を施して缶基体とする塗装工程と、前記缶基体に縮径部の加工と雄ネジ部を有する口金部の加工とを施してボトル形状体とする加工工程とを有する金属製ボトル缶の製造方法において、
前記塗装工程はオーバーバーニッシュ塗装工程を有し、該オーバーバーニッシュ塗装工程は前記有底筒状体の上端部より０．５〜４．０ｍｍの範囲に塗装上端が位置し、それより下方部分を塗装することを特徴とする金属製ボトル缶の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、金属製ボトル缶及びその製造方法に係り、とくにオーバーバーニッシュ層が塗装されている金属製ボトル缶、およびオーバーバーニッシュ塗装工程を有する金属製ボトル缶の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、飲料用の缶として広く使われている金属製ボトル缶は、金属板材を絞り加工（Ｄｒａｗｉｎｇ）と、次いで行われるしごき加工（Ｉｒｏｎｉｎｇ）とによって形成される、一般にＤＩ缶と呼ばれている有底筒状体に、複数回の絞り加工によって縮径部を形成し、トリミング加工によって上端の高さが揃えられた後に、縮径部の上部に雄ネジ部を有する口金部が形成されて製造されている。この金属製ボトル缶に内容物を充填した後、金属製ボトル缶の口金部にキャップが被着されて、キャップ付ボトル缶とされる。
【０００３】
このような金属製ボトル缶においては、縮径部が形成される前の有底筒状体に塗装工程が施され、金属製ボトル缶の表面にサイズコート層あるいはベースコート層が形成され、その表面にインキ層およびオーバーバーニッシュ層がこの順で積層されて形成されている。オーバーバーニッシュ層は、高硬度で滑りの良い透明な樹脂により形成されており、塗装後のネジ加工における加工性を良好にするため、オーバーバーニッシュ塗料には、たとえば分子量が８０００以上の高分子樹脂の塗料が用いられている。また、このようなオーバーバーニッシュ層は、オーバーバーニッシュ塗装工程においてオーバーバーニッシュ塗料をロールコーターで吸い上げ、有底筒状体の側面全面に塗装することで形成されている。（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）
【０００４】
【特許文献１】
特開平０７−１９５６６４号公報
【特許文献２】
特開平１１−０７６９３０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記金属製ボトル缶の製造方法において、オーバーバーニッシュ塗装工程で有底筒状体の側面全面にロールコーターでオーバーバーニッシュ塗料を塗装すると、有底筒状体の側面とロールコーターとの離れ際にある塗料がロールコーターと有底筒状体との回転により飛び散ったり、ロールコーターの側面上方部分、端面周縁部分、またはこれらの両方部分、つまりロールコーターの角部に溜まったオーバーバーニッシュ塗料がマンドレルを汚染したり、ミストとなり飛散したりすることによって、缶基体の側面やマンドレルや塗装装置を汚染するという問題があった。とくに、生産量を向上させるために、たとえば１２００ＣＰＭ（１分間あたりの缶の搬送量が１２００個）の高速製缶ラインを使用した場合には、特に大量にミストが発生していた。また、ミストの発生を抑制するために分子量の低い（たとえば分子量が８０００以下）の樹脂をオーバーバーニッシュ塗料に用いた場合、ネジ加工においてオーバーバーニッシュ層に割れや剥離が生じてしまい、好ましくない。このようにミストが発生することでオーバーバーニッシュ塗料の消費量が増加しコストアップになるだけでなく、発生したミストは回集装置によって回収しなければならないという手間が増えていた。また、有底筒状体を搬送するマンドレルにミストが付着してしまい、これにより有底筒状体の内部にもミストが付着するという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような背景の下になされたものであって、オーバーバーニッシュ層を有する金属製ボトル缶、およびオーバーバーニッシュ塗装工程におけるミストの発生が抑制された金属製ボトル缶の製造方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明に係る金属製ボトル缶は、金属製の缶基体に設けられた縮径部の上部に雄ネジ部を有する口金部が形成されてなる金属製ボトル缶において、前記缶基体の表面に形成されている複数の塗膜層のうち、最外側に位置するオーバーバーニッシュ層の塗装上端が前記缶基体の上端より０．５〜４．０ｍｍの範囲に位置し、それより下方部分にオーバーバーニッシュ層が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
この発明の金属製ボトル缶において、缶基体の最外側に位置する塗膜層であるオーバーバーニッシュ層の塗装上端が缶基体の上端より０．５〜４．０ｍｍの範囲に位置し、それより下方部分にオーバーバーニッシュ層が形成されているので、ロールコーターの角部にオーバーバーニッシュ塗料が溜まることによる「塗料溜まり」が形成されず、塗料溜まりが原因であったマンドレルや缶塗装装置の汚染や、ミストの飛散が抑制される。つまり、オーバーバーニッシュ塗料に分子量が８０００以上の高分子樹脂の塗料を用いても、塗料溜まりが形成されないので、ミストの発生が抑制されるのである。これにより、内部にミストの付着がなく、雄ネジ部のオーバーバーニッシュ層に割れや剥離のない品質の良い金属製ボトル缶を得ることができる。
【０００９】
本発明に係る金属製ボトル缶の製造方法は、金属製の有底筒状体に複数の塗装を施して缶基体とする塗装工程と、前記缶基体に縮径部の加工と雄ネジ部を有する口金部の加工とを施してボトル形状体とする加工工程とを有する金属製ボトル缶の製造方法において、前記塗装工程はオーバーバーニッシュ塗装工程を有し、該オーバーバーニッシュ塗装工程は前記有底筒状体の上端部より０．５〜４．０ｍｍの範囲に塗装上端が位置し、それより下方部分を塗装することを特徴とする。
【００１０】
この発明の金属製ボトル缶の製造方法において、塗装工程のうちのオーバーバーニッシュ塗装工程で、有底筒状体の上端部より０．５〜４．０ｍｍの範囲に塗装上端が位置し、それより下方部分を塗装し、ロールコーターの角部に塗料溜まりが形成されないので、オーバーバーニッシュ塗料がマンドレルや缶塗装装置を汚染したり、ミストとなり飛散したりすることが抑制される。つまり、オーバーバーニッシュ塗料に分子量が８０００以上の高分子樹脂の塗料を用いても、塗料溜まりが形成されないので、ミストの発生が抑制されるのである。これにより、オーバーバーニッシュ塗料の消費量を低減させることができるとともに、ミストの回収作業を削減することができるので、金属製ボトル缶の製造コストを低減させることができる。また、雄ネジ部の加工性が良好になるとともに、高速製缶ラインを使用することに関する問題が解消されるので、品質の良い金属製ボトル缶の生産量を向上させることもできる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。
図１に示すように、キャップ付ボトル缶１は、アルミニウム合金などで形成された金属製ボトル缶（以下単にボトル缶と称す）２にキャップ３が被着された構成となっている。ボトル缶２は、円筒状の缶胴４から上方に向かって縮径する縮径部５が設けられ、縮径部５の上方に口金部６が設けられている。口金部６には、雄ネジ部７と膨出部８とカール部９とが形成されている。また、キャップ３には、天面部１０と雌ネジ部１１とピルファープルーフ部１２とブリッジ部１３とが形成されており、天面部１０の内面にはシール材であるライナー１４が貼着されている。ボトル缶２の雄ネジ部７とキャップ３の雌ネジ部１１とが嵌合し、膨出部８の下方にピルファープルーフ部１２の下端が巻き込む状態で、キャップ３はボトル缶２に被着しており、カール部９とライナー１４とが密着することで密封されている。
【００１２】
図２に示されているボトル缶２の口金部６の断面図のように、ボトル缶２にはサイズコート層１６、インキ層１７およびオーバーバーニッシュ層１８がこの順で積層して形成されている。オーバーバーニッシュ層１８は、透明な弾性係数の高い樹脂、たとえばポリエステル樹脂、アクリル樹脂、アミノ樹脂、およびエポキシ樹脂、またはこれらが混合された樹脂で、分子量が８０００以上の高分子樹脂によって形成されており、塗装上端１９は、カール部９の内側に位置するように形成されている。カール部９は口金部６の開口部先端が外側に折り曲げられ、先端が口金部６の外周面に接するように形成されているので、オーバーバーニッシュ層１８の塗装上端１９は外部から見ることのできない位置となっている。
【００１３】
また、サイズコート層１６は、透明な弾性係数の低いポリエステル系樹脂等によって形成されており、ボトル缶２の外周面全面、つまり開口部先端まで形成されている。また、インキ層１７はサイズコート層１６とオーバーバーニッシュ層１８との間に形成され、口金部６を含まない範囲、つまり縮径部５より下方部分に形成されている。このように、ボトル缶２にはそれぞれ塗装上端の位置が異なる３種類の塗装による層が形成されている。
【００１４】
つぎに、ボトル缶２の製造方法を図３を用いて説明する。
アルミニウム板材を所定の大きさの円形状板に打ち抜いて形成されたアルミニウム円板２０に、まずＤＩ加工工程が施されることによってＤＩ缶（有底筒状体）２４が形成される。
ＤＩ加工工程は、アルミニウム円板２０からカップ２１を形成する絞り加工と、カップ２１を所定の高さの筒状缶体２２に形成する再絞り加工およびしごき加工と、筒状缶体２２の上端２３を切り揃えてＤＩ缶２４とするトリミング加工とを備えている。アルミニウム円板２０の板厚とほぼ同じ厚みのカップ２１は、再絞り加工およびしごき加工によって所定の厚みおよび高さの筒状缶体２２に加工されるが、その際に、筒状缶体２２の上端２３の高さが一様に変形されずに、山谷状に変形される。この山谷状の部分は通常「耳」と呼ばれ、トリミング加工によって切断される。これにより、ＤＩ缶２４の上端２３’は一様の高さに形成される。ＤＩ加工工程の後、ウォッシャーで洗浄され、耐腐食性向上のためクロムやジルコニウム等で化成処理が行われる。
【００１５】
ＤＩ加工工程によって形成されたＤＩ缶２４に、複数の塗装作業を有する塗装工程を施すことで、ＤＩ缶２４の表面に塗装による層を有する缶基体２４Ａが形成される。塗装工程は、サイズコート塗装工程、印刷工程、およびオーバーバーニッシュ塗装工程を有しており、サイズコート塗装工程と印刷工程との間、およびオーバーバーニッシュ塗装工程の後に乾燥工程を有している。
サイズコート塗装工程は、ロールコーターを備えたサイズコート塗装装置で行われ、ＤＩ缶２４の側面全面にサイズコート塗料が塗装される。サイズコート塗料が塗装された後、サイズコートオーブンによって１８０℃〜２２０℃で焼付け乾燥され、サイズコート層１６が形成される。
【００１６】
印刷工程およびオーバーバーニッシュ塗装工程は、図４に示すインキ付着機構３０ａ、缶移動機構３０ｂ、およびオーバーバーニッシュ塗装機構３０ｃとを備えた缶塗装装置３０で行われる。インキ付着機構３０ａは、転写する色に合わされた版が形成されているプレートシリンダ（版胴）３７を有する各色毎のインカーユニット３１と、プレートシリンダ（版胴）３７から転写されたインキをＤＩ缶２４に転写する複数枚のブランケット３８を備えたブランケット胴３２とを備えている。オーバーバーニッシュ塗装機構３０ｃは、オーバーバーニッシュ塗料を吸い上げて、ＤＩ缶２４に塗布するロールコーター３５を備えている。缶移動機構３０ｂは、ＤＩ缶２４を取り入れる缶シュータ４０と、缶シュータ４０から供給されたＤＩ缶２４を回転自在に保持するマンドレル４２と、このマンドレル４２に装着されたＤＩ缶２４を順次、インキ付着機構３０ａ方向に回転移動させるマンドレルターレット４１とを備えて構成されている。
【００１７】
印刷工程において、各インカーユニット３１によって各色のインキがサイズコート層１６の表面に転写される、いわゆるオフセット印刷により文字や図柄などが印刷される。インキが濡れている状態、いわゆるウエットオンウエットでオーバーバーニッシュ塗装工程が行われ、インキとサイズコート層１６との表面にオーバーバーニッシュ塗料が塗装される。このとき、図３に示すＤＩ缶２４の上端２３’からオーバーバーニッシュ塗料の塗装上端１９までの寸法Ｌ１が０．５〜４．０ｍｍの範囲になるように、ロールコーター３５の軸方向の位置が調整されており、それより下方部分にオーバーバーニッシュ塗料が塗装される。そして、プリンターオーブンにて１８０℃〜２２０℃で焼付け乾燥され、インキ層１７およびオーバーバーニッシュ層１８が形成される。また、サイズコート塗料およびオーバーバーニッシュ塗料は、いずれもロールコーターによって塗装されるので、ＤＩ缶２４の側面にのみ塗装が行われる。この後、スプレーによる内面塗装作業およびボトム塗装作業が行われる。
【００１８】
塗装工程によって形成された缶基体２４Ａに、複数段階の絞り加工を有するネックイン加工工程を施すことで、縮径部２６および小径部２７を有するボトル形状体２５が形成される。縮径部２６は、ボトル缶２の縮径部５とされ、小径部２７は、後の加工により口金部６とされる部分である。
ネックイン加工工程の絞り加工は、缶基体２４Ａの外径より小さい内円筒面およびテーパー面を有する絞り型と、絞り型の内円筒面より缶基体２４Ａの肉厚分だけ小径となる外円筒面を有する中子とを備えた絞り加工機によって行われる。絞り加工において、絞り型の内円筒面と中子の外円筒面との間に缶基体２４Ａの上部が挿入されて、缶基体２４Ａが縮径されるとともにテーパー面によって縮径部２６の一部分が形成される。このような絞り加工が複数段階にわたって順次内径が小さくなるように施されることで、縮径部２６が形成されるとともに、縮径部２６の上部に小径部２７が形成される。
【００１９】
ネックイン加工工程によって形成されたボトル形状体２５の小径部２７にネジ加工およびカール部加工を有する口金部加工工程を施すことで、ボトル缶２が形成される。
ネジ加工は、ネジ形状形成用の凹凸形状を有する中子および外子を備えたネジ加工機によって行われ、ボトル形状体２５の小径部２７の内側および外側から中子および外子が互いの凹凸形状間に小径部２７を挟み込み、中子と外子とが互いに押圧した状態で、小径部２７を中心に回転することで、雄ネジ部７が形成される。ネジ加工の後、切削バイトなどによるトリミング工具によって小径部２７の上端が一様な高さとなるようにトリミング加工が施され、上端の高さが揃えられる。このとき、トリミングされる範囲はオーバーバーニッシュ層１８の塗装上端１９より上端側とされている。
つぎに、拡開用金型および折り返し用金型を備えたカール部加工機によってカール部加工が行われ、拡開用金型が口金部６の上端を外方に開くとともに、その開いた開口端が折り返し用金型によって折り返されることによりカール部９が形成される。このとき、カール部９の内側にオーバーバーニッシュ層１８の塗装上端１９が位置するように加工される。
【００２０】
上述したような製造方法において、ＤＩ缶２４の上端２３’から塗装上端１９までの寸法Ｌ１が０．５〜４．０ｍｍの範囲になるように、つまりＤＩ缶２４の上端２３’の位置よりもロールコーター３５の上端の位置が０．５〜４．０ｍｍ低くなる位置関係でオーバーバーニッシュ塗料が塗装されるので、ロールコーター３５の上端側の側面全面がＤＩ缶２４と接触し、ロールコーター３５の角部にオーバーバーニッシュ塗料の塗料溜まりが形成されなくなる。これにより、オーバーバーニッシュ塗料の塗料溜まりが原因であった、マンドレルや缶塗装装置の汚染や、ミストの飛散が抑制される。つまり、分子量が８０００以上の高分子樹脂をオーバーバーニッシュ塗料に使用して、高速製缶ラインで金属製ボトル缶２を製造してもミストの発生を抑制することができるのである。これにより、オーバーバーニッシュ塗料の消費量を低減させることができるとともに、ミストの回収作業を削減することができるので、金属製ボトル缶２の製造コストを低減させることができる。また、ネジ加工における加工性が向上するとともに、生産量を増加させることができる。
【００２１】
また、ミストの発生が抑制されることで、ＤＩ缶２４を保持するマンドレル４２へのミストの付着が防止されるので、ボトル缶２の内部にミストが付着することを防止できるとともに、分子量が８０００以上の高分子樹脂をオーバーバーニッシュ塗料に使用しているので、雄ネジ部７のオーバーバーニッシュ層１８に割れや剥離が生じることを防止でき、品質の良いボトル缶２を得ることができる。また、オーバーバーニッシュ層１８は、ボトル缶２の表面の滑りを良好にするとともに、インキ層１７およびサイズコート層１６を保護する効果を有しており、オーバーバーニッシュ層１８が形成されない塗装上端１９より上方部分はこの効果を得ることができないが、塗装上端１９がカール部９の内側に位置し、オーバーバーニッシュ層１８が形成されていない箇所が外部に露出しないように形成されているので、問題が生じることはない。また、オーバーバーニッシュ層１８が形成されていない箇所は、サイズコート層１６によりアルミニウム合金の保護を図っている。
【００２２】
なお、本実施の形態においては、１枚のアルミニウム円板２０を加工して形成されたボトル缶２について説明を行ったが、ボトル缶の缶胴部分に缶底を巻き締めて形成された金属性ボトル缶に本発明を用いてもよい。また、透明なサイズコート塗料を塗装して透明なサイズコート層１６が形成されたボトル缶２ではなく、顔料を含有したベースコート塗料を塗装して、たとえば白色のベースコート層が形成されたボトル缶に本発明を用いてもよい。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る金属製ボトル缶によれば、オーバーバーニッシュ層の塗装上端が缶基体の上端より０．５〜４．０ｍｍの範囲に位置するので、オーバーバーニッシュ塗装工程においてミストの発生を抑制することができ、内部にミストが付着しないとともに、雄ネジ部のオーバーバーニッシュ層に割れや剥離のない、品質の良い金属製ボトル缶を得ることができる。
【００２４】
また、本発明に係る金属製ボトル缶の製造方法によれば、オーバーバーニッシュ塗装工程で、有底筒状体の上端部より０．５〜４．０ｍｍの範囲に塗装上端が位置し、ミストの発生を抑制することができるので、オーバーバーニッシュ塗料の消費量を低減、およびミストの回収作業を削減することができ、金属製ボトル缶の製造コストを低減させることができる。また、雄ネジ部の加工性が向上するとともに、高速製缶ラインを使用することに関する問題が解消されるので、品質の良い金属製ボトル缶の生産量を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における金属製ボトル缶の部分断面図である。
【図２】金属性ボトル缶の口金部付近を拡大した断面図である。
【図３】本発明の一実施形態における金属製ボトル缶の製造方法を説明する説明図である。
【図４】缶塗装装置の概略構成図である。
【符号の説明】
２  金属製ボトル缶
５  縮径部
６  口金部
７  雄ネジ部
１８  オーバーバーニッシュ層
１９  塗装上端
２４Ａ  缶基体
【図１】
2004161296.tif 000003
【図２】
2004161296.tif 000004
【図３】
2004161296.tif 000005
【図４】
2004161296.tif 000006