(57)【要約】【課題】ネジ加工における加工性が良好で、金属光沢が抑制された金属製ボトル缶を提供すること。【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、缶基体の表面にベースコート層１６が形成されており、雄ネジ部７におけるベースコート層１６の厚みが縮径部５におけるベースコート層１６の厚みよりも薄く形成されていることを特徴とする。また、金属製ボトル缶の製造方法の塗装工程におけるベースコート塗装工程は、有底筒状体の全表面を塗装する全面塗装作業と、有底筒状体の雄ネジ部７が形成される箇所より下方部分を塗装する部分塗装作業とを有することを特徴とする。【選択図】　　　　図２
2004141943.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ベースコート層が形成されており、前記雄ネジ部におけるベースコート層の厚みが前記縮径部におけるベースコート層の厚みよりも薄く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、
前記塗装工程はベースコート塗装工程を有しており、該ベースコート塗装工程は前記有底筒状体の全表面を塗装する全面塗装作業と、該有底筒状体の前記雄ネジ部が形成される箇所より下方部分を塗装する部分塗装作業とを有することを特徴とする金属製ボトル缶の製造方法。
【請求項３】
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、
前記塗装工程はベースコート塗装工程を有しており、該ベースコート塗装工程は前記有底筒状体の上端から４ｍｍ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上端指定塗装作業と、該有底筒状体の前記雄ネジ部が形成される箇所より下方部分を塗装する部分塗装作業とを有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、とくにベースコート層が形成されている金属製ボトル缶、およびベースコート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の缶として、プルタブ等を付設した缶蓋が缶胴に巻き締められて形成されている２ピース缶と、口金部を有するボトル缶にキャップが被着されて形成されているキャップ付ボトル缶とがある。キャップ付ボトル缶は、キャップを開栓した後に、再度キャップを口金部に螺着させることで再栓することができるという特徴を有している。
【０００３】
従来、２ピース缶の缶胴に施される内容物を表示する文字や図柄などの印刷は、重ね印刷のできないオフセット印刷により印刷されているので、印刷インキの潰れが悪い場合には、印刷された図柄などが金属の下地の影響を受けることがある。このような下地の金属光沢の影響を抑制するとともに、印刷インキの発色性を良くすることを目的として、印刷によるインキ層と缶胴の表面との間にベースコート層が形成される場合がある。つまり、ベースコートを塗装するベースコート塗装工程が施されベースコートオーブンで乾燥させた後に、印刷工程が施されるのである。（例えば、特許文献１参照。）
【０００４】
ベースコート層によって金属光沢を抑制するためには、ベースコート塗装工程において規定の厚みとなるようにベースコートを塗装する必要があり、たとえば最近使用されている１２００ＣＰＭ（１分間あたりの缶の搬送量が１２００個）の高速製缶ラインにおいては、ベースコート層の厚みの不足を防止するために２度の塗装作業、いわゆる２度塗りが行われている。また、印刷工程の後にオーバーバーニッシュ塗装工程が施され、缶胴の表面に高硬度で滑りの良いオーバーバーニッシュ層が形成される。このような塗装工程により、缶胴の表面にはベースコート層、インキ層およびオーバーバーニッシュ層がこの順に積層されて形成されている。
【０００５】
一方、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。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および印刷工程が施されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平０８−２２９６２１号公報（第１項、第１図）
特開２００１−１９２０２７号公報（第１項）
【０００７】
【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においてもベースコート層を形成し、金属光沢を抑えたいという要望があったが、２ピース缶と同じ厚みとなるようにベースコートを塗装した場合、金属製ボトル缶においては縮径されることによって口金部のベースコート層の厚みが厚くなってしまうので、雄ネジ部のネジ加工における加工性が低下するという問題があった。たとえば、ネジ加工によってベースコート層やインキ層などにひび割れが生じたり、剥離が生じたりすることがあった。また、このような問題が生じないような厚みにベースコート層を形成した場合には、縮径部や縮径されない缶胴部において十分に金属光沢を抑制することができなかった。
【０００８】
本発明は、このような背景の下になされたものであって、ネジ加工における加工性が良好で、金属光沢が抑制された金属製ボトル缶を提供することを目的としている。
【０００９】
【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ベースコート層が形成されており、前記雄ネジ部におけるベースコート層の厚みが前記縮径部におけるベースコート層の厚みよりも薄く形成されていることを特徴とする。
【００１０】
この発明の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ベースコート層は、雄ネジ部におけるベースコート層の厚みが縮径部におけるベースコート層の厚みよりも薄く形成されているので、雄ネジ部の加工によってベースコート層やインキ層などにひび割れが生じたり、剥離が生じたりすることが防止され、縮径部や缶胴部において金属光沢が十分に抑制される。これにより、ネジ加工の加工性を良くすることができるとともに、印刷インキの発色性を良くすることができる。
【００１１】
また、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、前記塗装工程はベースコート塗装工程を有しており、該ベースコート塗装工程は前記有底筒状体の全表面を塗装する全面塗装作業と、該有底筒状体の前記雄ネジ部が形成される箇所より下方部分を塗装する部分塗装作業とを有することを特徴とする。
【００１２】
この発明の金属製ボトル缶の製造方法において、塗装工程におけるベースコート塗装工程は、有底筒状体の全表面を塗装する全面塗装作業と、有底筒状体の雄ネジ部が形成される箇所より下方部分を塗装する部分塗装作業とを有するので、雄ネジ部が形成される箇所においてベースコートが薄く塗装され、雄ネジ部が形成される箇所より下方部分においてベースコートが厚く塗装される。つまり、有底筒状体の雄ネジ部が形成される箇所は１度塗りが行われ、雄ネジ部が形成される箇所より下方部分は２度塗りが行われるのである。これにより、ネジ加工の加工性が良く、印刷インキの発色性が良い金属製ボトル缶を製造することができる。
【００１３】
また、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、前記塗装工程はベースコート塗装工程を有しており、該ベースコート塗装工程は前記有底筒状体の上端から４ｍｍ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上端指定塗装作業と、該有底筒状体の前記雄ネジ部が形成される箇所より下方部分を塗装する部分塗装作業とを有することを特徴とする。
【００１４】
この発明の金属製ボトル缶の製造方法において、塗装工程におけるベースコート塗装工程は、有底筒状体の上端から４ｍｍ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上端指定塗装作業と、有底筒状体の雄ネジ部が形成される箇所より下方部分を塗装する部分塗装作業とを有するので、有底筒状体の上端から塗装上端まではベースコートが塗装されず、雄ネジ部が形成される箇所においてベースコートが薄く塗装され、雄ネジ部が形成される箇所より下方部分においてベースコートが厚く塗装される。このように有底筒状体の上端部分にベースコート層が形成されないことで、上端の高さを揃えるトリミング加工において、トリミング工具にベースコート層の削り屑が付着することがなく、ベースコート層に含まれている顔料によってトリミング工具の寿命が短くなることが防止される。これにより、トリミング工具に悪影響を与えることなく、ネジ加工の加工性が良好で、印刷インキの発色性が良い金属製ボトル缶を製造することができる。
【００１５】
【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。
【００１６】
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にはベースコート層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。ベースコート層１６は、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、白色、金色、または銀色などの顔料が含有されている。また、ベースコート層１６の厚みは、雄ネジ部７における厚みｔ１が、雄ネジ部７より下方の縮径部５における厚みｔ２および缶胴４における厚みｔ３より薄く形成されている。たとえば、雄ネジ部７においては厚みｔ１＝５〜１５μｍ、縮径部５においては厚みｔ２＝１０〜３０μｍ、缶胴４においては厚みｔ３＝６〜１６μｍで形成されている。また、縮径部５においてベースコート層１６の厚みは均一に形成されておらず、下方から上方に向かって漸次厚くなるように形成されている。そして、ベースコート層１６の塗装上端１９は、カール部９の内側に位置するように形成されており、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、ベースコート層１６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。
【００１７】
また、インキ層１７はベースコート層１６の外側に形成され、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。また、オーバーバーニッシュ層１８は、透明な弾性係数の高いポリエステル系アミノ樹脂、ポリエステル系エポキシ樹脂など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。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。
【００１８】
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。
【００１９】
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、ベースコート塗装工程、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、ベース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。
【００２０】
ベースコート塗装工程は、図４に示すような、第１ベースコート塗装機構３１ａ、第２ベースコート塗装機構３１ｂ、および缶移動機構３２を備えた缶塗装装置３０で行われる。第１ベースコート塗装機構３１ａおよび第２ベースコート塗装機構３１ｂは、ＤＩ缶２４の表面にベースコートを塗装するロールコーター３３と、ベースコート源３４からベースコートを吸い上げロールコーター３３に塗布するグラビアロール３５とを有して構成されており、ロールコーター３３は、軸方向に位置を調整することができるように支持されている。缶移動機構３２は、ＤＩ缶２４を取り入れる缶シュータ３６と、缶シュータ３６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３７と、このマンドレル３７に装着されたＤＩ缶２４を順次、第１ベースコート塗装機構３１ａ方向に回転移動させるマンドレルターレット３８とを備えて構成されている。
【００２１】
マンドレル３７に装着され、マンドレルターレット３８によって回転移動させるＤＩ缶２４は、第１ベースコート塗装機構３１ａと第２ベースコート塗装機構３１ｂとを順次通過することによって塗装作業が２度行われる。第１塗装作業（部分塗装作業）において、図３に示すＤＩ缶２４の塗装範囲Ｘ１、つまり雄ネジ部７が形成される箇所より下方部分にベースコートが塗装され、ベースコートが濡れている状態で第２塗装作業（上端指定塗装作業）が行われる。第２塗装作業において、ＤＩ缶２４の塗装範囲Ｘ２、つまりＤＩ缶２４の上端２３’から４ｍｍの範囲に塗装上端１９が位置し、それより下方部分にベースコートが塗装される。このような、塗装範囲の調整はロールコーター３３の位置をＤＩ缶２４の軸方向に調整することで行われる。また、ベースコートの塗装されない箇所が形成されないように、ＤＩ缶２４の周方向の一部にオーバーラップするように塗装が行われ、部分的に塗装が厚くなる箇所が形成される。このようにベースコートが塗装された後、ベースコートオーブンによって１８０℃〜２１０℃で焼付け乾燥され、ベースコート層１６が形成される。このように形成されたベースコート層１６は、ベースコートが２度塗りされる塗装範囲Ｘ１において６〜１６μｍ、ベースコートが１度だけ塗られる塗装範囲Ｘ１の上端から塗装上端１９までの範囲は３〜８μｍの厚みで形成される。このような厚みの幅は、上述したようなオーバーラップによるものである。
【００２２】
印刷工程とオーバーバーニッシュ塗装工程とは、インキ付着機構とオーバーバーニッシュ塗装機構とを備えた缶塗装装置で行われ、インキ付着機構は印刷される各色のインキ毎にインカーユニットを有しており、オーバーバーニッシュ塗装機構はロールコーターを有している。印刷工程において、各インカーユニットによって各色のインキがベースコート層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、インキとベースコート層１６との表面、およびベースコート層１６が形成されていない上端２３’までオーバーバーニッシュが塗装される。そして、プリンターオーブンにて１８０℃〜２００℃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、ベースコートおよびオーバーバーニッシュは、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。
【００２３】
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。このようにネックイン加工が施されることによって、小径部２７および縮径部２６の表面積が縮小され、小径部２７および縮径部２６のベースコート層１６の厚みが厚くなるように変形される。これにより、小径部２７においてベースコート層１６の厚みが３〜８μｍであったのが５〜１５μｍに形成され、縮径部２６においてもベースコート層１６の厚みが６〜１６μｍであったのが、下方から上方に向かって漸次厚くなり、上方では１０〜３０μｍの厚みとなるように形成される。
【００２４】
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ベースコート層１６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の内側にベースコート層１６の塗装上端１９が位置するように加工される。
【００２５】
上述したような製造方法において、塗装範囲Ｘ１においてベースコートが２度塗りされ、塗装範囲Ｘ１の上端から塗装上端１９までの範囲はベースコートが１度だけ塗られることで、口金部６が形成される範囲でベースコート層１６が薄く形成されるので、ネックイン加工によって縮径されることで口金部６のベースコート層１６の厚みが厚く変形されたとしても、厚みｔ２より厚みｔ１が薄くなるようにボトル缶２を形成することができる。これにより、ネジ加工によってベースコート層１６、インキ層１７およびオーバーバーニッシュ層１８にひび割れが生じたり、剥離が生じたりすることを防止することができる。
【００２６】
また、このように製造されたボトル缶２は、雄ネジ部７より下方部分においては金属光沢を十分に抑制することができるような厚みにベースコート層１６が形成されているので、印刷インキの発色性を良くすることができる。また、ＤＩ加工によってボトル缶２の縦方向に微細なしわが生じることがあるが、ベースコート層１６によって、しわが目立たないように隠すことができる。
【００２７】
また、ベースコートの塗装上端１９がＤＩ缶２４の上端２３’から４ｍｍの範囲に位置するように塗装されるので、ネジ加工後のトリミング加工においてトリミング工具にベースコート層１６の削り屑が付着することがなく、ベースコート層１６に含まれている顔料によってトリミング工具の寿命が短くなることを防止することができる。また、ベースコート層１６の塗装上端１９は、ロールコーターの端部の形状によって波型に形成され見栄えが良くないが、カール部９の内側に位置するので、塗装上端１９を外観から隠蔽することができる。
【００２８】
なお、本実施の形態においては、第１塗装作業で部分塗装作業を行い、第２塗装作業で上端指定塗装作業を行っているが、先に上端指定塗装作業を行い、後に部分塗装作業を行っても良い。また、上端指定塗装作業ではなく、ＤＩ缶２４の全表面にベースコートを塗装する全面塗装作業を行ってもよい。
【００２９】
【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は、雄ネジ部におけるベースコート層の厚みが縮径部におけるベースコート層の厚みよりも薄く形成されるので、雄ネジ部における塗装の層にひび割れや剥離が生じることを防止することができるとともに、金属光沢を十分に抑制し、印刷インキの発色性を良好にすることができる。
【００３０】
また、本発明に係る金属製ボトル缶の製造方法は、全面塗装作業と部分塗装作業とを有するベースコート塗装工程を有するので、雄ネジ部が形成される箇所においてベースコートを薄く塗装し、雄ネジ部が形成される箇所より下方部分においてベースコートを厚く塗装することができる。これにより、上述した効果を有する金属製ボトル缶を製造することができる。
【００３１】
また、上記金属製ボトル缶の製造方法において、全面塗装作業の替わりに上端指定塗装作業を行うことにより、有底筒状体の上端部にベースコートが形成されないので、塗装工程後のトリミング加工において、トリミング工具にベースコート層の削り屑が付着することを防止し、ベースコート層に含まれている顔料によってトリミング工具の寿命が短くなることなどの悪影響が生じることを防止することができる。
【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】ベースコート塗装機構を備えた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
１６　ベースコート層
１９　塗装上端
２４Ａ　缶基体
【図１】
2004141943.tif 000003
【図２】
2004141943.tif 000004
【図３】
2004141943.tif 000005
【図４】
2004141943.tif 000006