(57)【要約】【課題】製缶工程において、金属基材上の下地塗料層に積層した紫外線硬化型印刷インキ層が周縁部から剥離し欠落することを防止するとともに、コストアップや環境への悪影響を生じない缶用胴部材及びその製造方法を提供する。【解決手段】矩形状の金属基材上に下地塗料層及び紫外線硬化型印刷インキ層を積層した缶用胴部材において、下地塗料層の端縁部と接合用無地部との境界に紫外線硬化型サイズインキ塗布部を形成し、前記下地塗料層及び前記紫外線硬化型サイズインキ塗布部上に紫外線硬化型印刷インキ層を設けることにより缶用胴部材を構成する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形状の金属基材上に下地塗料層及び紫外線硬化型印刷インキ層を積層した缶用胴部材において、下地塗料層の端縁部と接合用無地部との境界に紫外線硬化型サイズインキ塗布部を形成し、前記下地塗料層及び前記紫外線硬化型サイズインキ塗布部上に紫外線硬化型印刷インキ層を設けたことを特徴とする缶用胴部材。
【請求項２】
前記紫外線硬化型サイズインキ塗布部がサイズインキ組成物全体を基準として３〜１０重量％の紫外線硬化型モノマーを含有する紫外線硬化型サイズインキ組成物を塗布後、紫外線を照射して硬化させたものであることを特徴とする請求項１に記載の缶用胴部材。
【請求項３】
前記紫外線硬化型サイズインキ塗布部を缶用胴部材の両方の短辺の側端部と、少なくとも一方の長辺の側端部に帯状に形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の缶用胴部材。
【請求項４】
矩形状の金属基材に接合用無地部となる周縁部を残して下地塗料層を設け、下地塗料層の端縁部と接合用無地部との境界に紫外線硬化型サイズインキを塗布後紫外線を照射してサイズインキ塗布部を硬化させ、前記下地塗料層及び前記サイズインキ塗布部上に紫外線硬化型印刷インキ層を塗布後紫外線を照射して印刷インキ層を硬化させることを特徴とする缶用胴部材の製造方法。
【請求項５】
前記紫外線硬化型サイズインキとして、サイズインキ組成物全体を基準として３〜１０重量％の紫外線硬化型モノマーを含有する、紫外線硬化型サイズインキ組成物を使用することを特徴とする請求項４に記載の缶用胴部材の製造方法。
【請求項６】
前記紫外線硬化型サイズインキ塗布部を缶用胴部材の両方の短辺の側端部と、少なくとも一方の長辺の側端部に帯状に形成したことを特徴とする請求項４又は５に記載の缶用胴部材の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜３のいずれかに記載の缶用胴部材により胴部を構成した缶。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、３ピース缶に使用される、金属基材上に下地塗料層及び紫外線硬化型インキ層を積層した缶用胴部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種飲料やレトルト食品、或いは海苔、お茶、キャンデー、クッキー等の食品等を収納する、胴部、蓋、底からなる３ピース缶の胴部材としては、表面に文字、図柄等を印刷した金属薄板が使用される。
このような缶用胴部材は、缶構成時に接合部となる金属基板の周縁部を除いた基板全面に、ホワイトコーティング等を施して下地塗料層を形成し、この上に文字、図柄等を印刷して製造される。
【０００３】
近年、印刷の能率を改善し、装置の簡略化や作業時間の短縮を図るために、前記下地塗料層上に文字や図柄等を印刷する際に、印刷後紫外線を数秒間照射するだけで容易に硬化する紫外線硬化型インキ（以下、「ＵＶ印刷インキ」と略記することがある）が広く使用されるようになった。（例えば、特許文献１〜３参照。）
【０００４】
【特許文献１】
特公昭５７−５２７２号公報
【特許文献２】
特開平１１−７６９３０号公報
【特許文献３】
特開２００２−１０５３９２号公報
【０００５】
しかしながら、下地塗料層上に単にＵＶ印刷インキにより文字や図柄等を印刷した場合には、図３の（Ｂ）にみられるように、金属基材１２の周縁部１６上に直接ＵＶ印刷インキが印刷された部分１７が形成される。
そして、このようなＵＶ印刷インキ直接印刷部１７を有する金属基材に紫外線を照射してＵＶ印刷インキ層１５を硬化させた後に、得られた缶用胴部材１１の端部同士や、缶用胴部材と蓋又は底部材とを溶接等により接合して製缶する際に、缶用胴部材周縁部のＵＶ印刷インキ直接印刷部１７が剥離し、この部分からＵＶ印刷インキ層１５が欠落するという問題点がある。
【０００６】
このようなＵＶ印刷インキ直接印刷部の剥離を防止する方法としては、（１）製缶前に缶用胴部材を加熱処理（空焼き）する、（２）製缶前に缶用胴部材に放電加工等の表面処理を施こす、等の前処理方法が考えられる。
しかしながら、缶用胴部材を構成する金属基材の種類によっては、このような前処理方法を採用してもＵＶ印刷インキ層の剥離を防止することは困難である。また、放電加工時にはオゾンが発生し、缶用胴部材表面に形成したＵＶ印刷インキ層を損傷させるとともに、周辺機器の酸化や人体への悪影響を及ぼすおそれがある。そして、これらの前処理方法を採用した場合には、製缶工程が増加し、高価な前処理装置の導入やエネルギー消費量の増大等により、製造コストが高くなるという欠点がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明はこのような従来技術の問題点を解消し、製缶工程において、金属基材上の下地塗料層に積層した紫外線硬化型印刷インキ層が周縁部から剥離し欠落することを防止するとともに、コストアップや環境への悪影響を生じない缶用胴部材及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明では、前記課題を解決するために、つぎのような構成を採用する。
１．矩形状の金属基材上に下地塗料層及び紫外線硬化型印刷インキ層を積層した缶用胴部材において、下地塗料層の端縁部と接合用無地部との境界に紫外線硬化型サイズインキ塗布部を形成し、前記下地塗料層及び前記紫外線硬化型サイズインキ塗布部上に紫外線硬化型印刷インキ層を設けたことを特徴とする缶用胴部材。
２．前記紫外線硬化型サイズインキ塗布部がサイズインキ組成物全体を基準として３〜１０重量％の紫外線硬化型モノマーを含有する紫外線硬化型サイズインキ組成物を塗布後、紫外線を照射して硬化させたものであることを特徴とする１に記載の缶用胴部材。
３．前記紫外線硬化型サイズインキ塗布部を缶用胴部材の両方の短辺の側端部と、少なくとも一方の長辺の側端部に帯状に形成したことを特徴とする１又は２に記載の缶用胴部材。
４．矩形状の金属基材に接合用無地部となる周縁部を残して下地塗料層を設け、下地塗料層の端縁部と接合用無地部との境界に紫外線硬化型サイズインキを塗布後紫外線を照射してサイズインキ塗布部を硬化させ、前記下地塗料層及び前記サイズインキ塗布部上に紫外線硬化型印刷インキ層を塗布後紫外線を照射して印刷インキ層を硬化させることを特徴とする缶用胴部材の製造方法。
５．前記紫外線硬化型サイズインキとして、サイズインキ組成物全体を基準として３〜１０重量％の紫外線硬化型モノマーを含有する、紫外線硬化型サイズインキ組成物を使用することを特徴とする４に記載の缶用胴部材の製造方法。
６．前記紫外線硬化型サイズインキ塗布部を缶用胴部材の両方の短辺の側端部と、少なくとも一方の長辺の側端部に帯状に形成したことを特徴とする４又は５に記載の缶用胴部材の製造方法。
７．１〜３のいずれかに記載の缶用胴部材により胴部を構成した缶。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の缶用胴部材及びその製造方法について、詳細に説明する。
図１及び図２は本発明の缶用胴部材及びその製造方法を説明する模式図であり、図１は缶用胴部材にＵＶ印刷インキ層を塗布する前の状態を示す模式平面図、また図２は図１の缶用胴部材の表面にＵＶ印刷インキ層を塗布した後の、図１のＡＡ線における断面の模式図である。そして、図３は従来の技術による缶用胴部材の製造方法を説明する断面模式図である。
【００１０】
本発明の缶用胴部材１を製造するには、矩形状の金属基板２の上に、接合用無地部６となる周縁部を残してホワイトコーティング等により下地塗料層３を設ける。つぎに、下地塗料層３の端縁部と接合用無地部６との境界に紫外線硬化型サイズインキ（以下、「ＵＶサイズインキ」と略記することがある）を塗布後、紫外線を照射してＵＶサイズインキ塗布部４を硬化させる（図１参照）。さらに、下地塗料層３及びＵＶサイズインキ塗布部４の上にＵＶ印刷インキ層５を塗布して文字や図柄を形成し（図２参照）、紫外線を照射してＵＶ印刷インキ層５を硬化させて、缶用胴部材１を得る。
【００１１】
図３の（Ａ）、（Ｂ）にみられる従来技術のように、金属基材１２に下地塗料層１３を設け、この下地塗料層１３上に直接ＵＶ印刷インキ層１５を塗布して文字や図柄を印刷した場合には、金属基板１２の周縁部の接合用無地部１６と下地塗料層１３の端縁部の境界において、接合用無地部１６上に直接ＵＶインキ１５が印刷された部分１７が形成される。
このようなＵＶ印刷インキ直接印刷部１７では、紫外線を照射してＵＶ印刷インキ層１５を硬化させた後にも、基材１２とＵＶ印刷インキ層との接着性が充分ではなく、缶用胴部材１１の端部同士や、缶用胴部材と蓋又は底部材とを溶接等により接合して製缶する際に、このＵＶ印刷インキ直接印刷部１７からＵＶ印刷インキ層１５が剥離し、欠落するとういう問題があった。
【００１２】
これに対して、本発明の缶用胴部材１では、図１にみられるように、下地塗料層３の端縁部と基材２の接合用無地部６との境界にはＵＶサイズインキ塗布部４が設けられているので、缶用胴部材１の表面に形成されるＵＶ印刷インキ層５は、この部分でも金属基板２には直接接触していない（図２参照）。したがって、次の製缶工程において、缶用胴部材１の端部同士や、缶用胴部材１と蓋又は底部材とを溶接等により接合する際にも、印刷インキ層５と基材２との接着性が低下せず、印刷インキ層５が剥離し欠落するのを防止することができる。また、得られた金属缶に各種飲料やレトルト食品等を充填後密封し、レトルト殺菌処理をする際にも、ＵＶ印刷インキ層５が端縁部から剥離し欠落するのを防止することができる。
【００１３】
本発明の缶用胴部材を構成する金属基材としては特に制限はなく、例えばブリキ、アルミニウム、ティンフリースチール、鉄、亜鉛、銅、亜鉛メッキ鋼板、亜鉛と他の金属との合金メッキ鋼板等、通常金属缶に用いられる材料はいずれも使用することができる。
また、製缶工程における缶用胴部材の接合方法にも特に制限はなく、溶接、ハンダづけ、接着等種々の方法が使用できるが、特に溶接による製缶工程に好適に使用される。
【００１４】
金属基材上に設ける下地塗料層を構成する下地塗料としては、一般にホワイトコーティング等に用いられる塗料組成物を使用することができる。
このような下地塗料としては、例えばアクリル樹脂塗料、ビニル樹脂塗料、エポキシ樹脂塗料、アルキド樹脂塗料、ポリエステル樹脂塗料等が挙げられる。
【００１５】
下地塗料層の端縁部と金属基材の接合用無地部との境界に塗布するＵＶサイズインキとしては、二酸化チタン、炭酸カルシウムや沈降性硫酸バリウム、クレー等の顔料；光重合性のモノマーやオリゴマー；２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトン等の光重合開始剤；置換ベンゾフェノン類、置換多核キノン類、ケトン類、アミン類等の光増感剤；可塑剤、界面活性剤、着色剤、安定剤等の一般的な塗料用添加剤；及び溶剤等を含有する紫外線硬化型インキ組成物が使用される。ＵＶサイズインキを構成する各成分は、１種又は２種以上を組み合わせて、使用することができる。
【００１６】
光重合性のモノマーやオリゴマーとしては特に制限はなく、例えばエチルカルビトールアクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート、フェニルカルビトールアクリレート、ノニルフェノキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート等のモノアクリレート類；スチレン、α−メチルスチレン、ビニルピロリドン等のビニル系モノマー；１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート等の多官能性モノマー類；ならびに各種のポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリオールアクリレート等のオリゴマー類が挙げられる。
【００１７】
光重合性のモノマー及びオリゴマー（以下、両者を合わせて「光重合性モノマー類」ということがある）は、１種又は２種以上を組み合わせて使用することができる。ＵＶサイズインキ組成物中の光重合性モノマー類の含有量は、両者を合わせて組成物全体の３〜１０重量％、特に４〜７重量％とすることが好ましい。光重合性モノマー類の含有量が３重量％より少ない場合には、インキ組成物の流動性が悪くなり、乳化汚れやタック（粘着性）の上昇によって金属基材とブランケットローラとの貼り付き等が発生し、印刷適性が低下する。一方、光重合性モノマー類の含有量が１０重量％より多い場合には、紫外線照射後のサイズインキ塗布部が硬化不足となり、金属基材とサイズインキ塗布部の密着力が低下し、インキの剥離が生じ易くなる。光重合性モノマー類の最適含有量は、５〜６重量％である。
【００１８】
つぎに、ＵＶサイズインキ組成物中の光重合性モノマー類の含有量を変化させて、サイズインキ組成物の塗布工程及び紫外線照射後の性状を試験した結果を、表１に示す。
表１において、○は良好、△はやや不良、そして×は不良を意味する。
【００１９】
【表１】
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【００２０】
本発明では、金属基材の接合用無地部と下地塗料層との境界にＵＶサイズインキ塗布部を形成し、紫外線を照射して該塗布部を硬化、乾燥させた後に、下地塗料層及びサイズインキ塗布部上に、ＵＶ印刷インキを塗布することによって文字や図柄を含むＵＶ印刷インキ層を形成し（図２参照）、紫外線を照射してＵＶ印刷インキ層を硬化させることにより、缶用胴部材を製造する。
なお、印刷のデザインによっては、ホワイトコーティング等の下地塗料層を設けないで、金属基材の光沢等を生かした印刷を行なう場合がある。その場合には、図４にみられるように、金属基材２２上の印刷を行なおうとする面積よりも広い範囲に、本発明のＵＶ硬化型サイズインキを用いてＵＶサイズインキ塗布部２４を形成し、その上にＵＶ硬化型印刷インキ層２５を設けることにより、缶用胴部材２１を構成することができる。これにより、印刷インキ層２５と金属基材２２との接着性が低下せず、印刷インキ層２５が剥離し欠落するのを防止することができる。また、得られた金属缶に各種飲料やレトルト食品等を充填後密封し、レトルト殺菌処理をする際にも、ＵＶ印刷インキ層２５が剥離し欠落するのを防止することができる。
ＵＶ印刷インキ層を形成するために使用するＵＶ印刷インキ組成物としては特に制限はなく、本発明においてＵＶサイズインキ組成物として使用されるインキ組成物をはじめとして、通常の紫外線硬化型塗料はいずれも使用することができる。
【００２１】
本発明において、金属基材上に塗布する下地塗料、ＵＶサイズインキ及びＵＶ印刷インキの塗装方法には特に制限はなく、ロールコーティング法、スプレーコーティング法、ディップコーティング法、カーテンフローコーティング法等、通常の方法を使用することができる。また、これらの組成物の塗布量は、金属基材の種類や缶の用途等に応じて適宜選択すればよい。
ＵＶサイズインキやＵＶ印刷インキを硬化させる際に照射する紫外線の波長としては、通常２００〜６００ｎｍの範囲のものが使用される。このような紫外線の線源としては、例えば高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、カーボンアーク、メタルハライドランプ、太陽光等が挙げられる。
【００２２】
本発明の缶用胴部材は、円筒成形され、溶接或いは接着等の接合加工後にネックイン、フランジ、巻締め等の加工を受けて製缶される。得られる缶の用途には特に制限はなく、各種飲料やレトルト食品、或いは海苔、お茶、キャンディー、クッキー等の食品類を収納する缶のほか、洗剤、化粧品、日用品類を収納する美術缶等としても使用できる。
本発明の缶用胴部材は、製缶時の加工のみならず、内容物充填後のレトルト処理時にも、ＵＶ印刷インキ層が剥離し欠落することを防止できることから、特に、飲料缶やレトルト食品缶のように、内容物充填後レトルト処理される缶用胴部材として好適に使用される。
そして、本発明によれば、高価な前処理装置や特別な工程を必要とせずに、かつ周辺環境への悪影響やエネルギーの浪費を伴なわずに、性状の優れた缶用胴部材を低コストで製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の缶用胴部材の製造方法を説明する模式図である。
【図２】本発明の缶用胴部材の製造方法を説明する模式図である。
【図３】従来の缶用胴部材の製造方法を説明する模式図である。
【図４】下地塗料層を設けない場合の缶用胴部材の構成を説明する模式図である。
【符号の説明】
１，１１，２１      缶用胴部材
２，１２，２２      金属基材
３，１３            下地塗料層
４，２４            ＵＶサイズインキ塗布部
５，１５，２５      ＵＶ印刷用インキ層
６，１６，２６      接合用無地部
１７                ＵＶ印刷インキ直接印刷部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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