(57)【要約】【課題】  アルミニウム合金製ボトル缶の製造において、ネッキング加工及びネジ加工において外面塗膜の塗膜割れの発生を防止し、且つネジ加工後において外面塗膜硬度を上げ、キャップ内面側の塗膜とのブロッキングを防止し、更に、ワックス等潤滑剤のブリーディングにより潤滑性を良くして、滑り性を向上させ、キャップが開けやすい飲料用アルミニウム合金製ボトル缶の製造方法並びに該方法により製造されたボトル缶の提供。【解決手段】    飲料用アルミニウム合金製ボトル缶製造工程において、塗装、焼付け後にわれるネッキング加工及びネジ加工に先立ち、外面塗膜の硬化状態を調整し、外面塗膜のゲル分率が８０〜９６％の硬化状態でネッキング加工及びネジ加工を施すとともに、ネジ加工後の段階で、ボトル缶の少なくともキャップ取付け部分をアフターベークすることを特徴とするボトル缶の製造方法。【選択図】            図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
飲料用アルミニウム合金製ボトル缶製造工程において、塗装、焼付け後に行われるネッキング加工及びネジ加工に先立ち、外面塗膜の硬化状態を調整し、外面塗膜のゲル分率が８０〜９６％の硬化状態でネッキング加工及びネジ加工を施すとともに、ネジ加工後の段階で、ボトル缶の少なくともキャップ取付け部分をアフターベークすることを特徴とするボトル缶の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載のボトル缶の製造方法において、上記アフターベークをネジ加工後に行われる洗浄工程終了後の段階で行うことを特徴とするボトル缶の製造方法。
【請求項３】
請求項１及び２記載のボトル缶の製造方法において、上記アフターベークをボトル缶のキャップ取付け部分の局部のみに施すことを特徴とするボトル缶の製造方法。
【請求項４】
請求項１ないし３記載のボトル缶の製造方法において、上記アフターベークを近赤外線ランプを用いて行うことを特徴とするボトル缶の製造方法。
【請求項５】
ボトル缶の製造工程において、ネジ加工後に行われる洗浄工程終了後の段階でキャップ取付け部分をアフターベークすることにより、外面塗料がゲル分率で９７％以上の硬化状態になされているとともに、外面塗料中のワックス等の潤滑成分がキャップ取付け部分の表面にブリードされていることを特徴とするボトル缶。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネジキャップによって密封する形式のソフトドリンク、コーヒー類、ビールなどの飲料用アルミニウム製ボトル缶に関するもので、キャップ取付け部分の外面塗膜の割れを防止するとともに、キャップの開栓性を向上させた、特にレトルト処理を含む殺菌条件下及びホット販売などの状況下でもキャップを開けやすくしたボトル缶の製造方法及びその方法により製造されたボトル缶に関する。
【背景技術】
【０００２】
飲料用に使用されているアルミニウム合金製ボトル缶は、アルミニウム合金板のドローイング・アイアニング成形（ＤＩ成形）により有底円筒に成形し、次いで順序に若干の前後があるも、外面に塗膜との密着性を向上させるためのサイズコート処理及びその焼付工程、印刷・クリアーニスによるオーバーコート処理及びその焼付工程、さらに内面塗装及びその焼付工程を順次行った後に、缶胴の開口部側を縮径するとともにキャップ取付け部を形成するネッキング加工工程及び該キャップ取付け部にキャップを螺合するためのネジ部を形成するネジ加工工程の順で行われるのが普通である。
【０００３】
上記ボトル缶の製造工程において、ネッキング加工及びネジ加工を行うに先立ち、缶胴外面のオーバーコート塗料及び内面塗料はガスオーブン等で焼付け硬化されており、特に外面塗膜は２度の焼付けにより過度に硬化が進むため、この状態においてネッキング加工及びネジ加工時を行った場合には、塗膜が割れてしまうという不具合が発生し、更にはその後に行う洗浄工程により塗膜の割れ部分がより拡大するという問題があった。このような状態で内容物を充填し、キャップを螺合した場合、経時的に塗膜の割れ部分を伝わって内容物が漏れる危険性もあった。一方、塗膜の割れを防ぐために塗膜を完全に硬化させず、柔軟な状態、例えば鉛筆硬度で３Ｈ程度の状態でネッキング加工等を実施した場合には、割れの発生は防止できるが、キャップ内面側の塗膜とのブロッキングが生じ、またはネジ加工後に行う洗浄工程で表面にブリードされている外面塗膜中のワックス類が洗い流されてしまい、キャップとネジ部とのスムースな滑り性が得られ無い事により、キャップ開栓時のトルクが高くなる不具合が発生していた。
【０００４】
従来、ネッキング加工及びネジ加工において、外面塗膜の割れを防止するために、ネジ部を形成する表面に予めメジウム層等を形成しておくという提案（例えば、特許文献１参照）や内面塗膜の割れ等を補修するために口部の天面または／及び口部の内面に補正内面塗料を塗装するという提案（例えば、特許文献２参照）がなされているが、いずれの提案もキャップ開栓時のトルクを改善するということまでは考慮されていない。
【特許文献１】特開２００３−１８１５７７号公報
【特許文献２】特開２００３−０１１９７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、アルミニウム合金製ボトル缶の製造において、ネッキング加工及びネジ加工に先立ち、外面塗膜の硬化状態を調整しておくことにより、ネッキング加工及びネジ加工において外面塗膜の塗膜割れの発生を防止し、且つネジ加工後において外面塗膜硬度を上げ、キャップ内面側の塗膜とのブロッキングを防止し、更に、ワックス等潤滑剤のブリーディングにより潤滑性を良くして、滑り性を向上させ、キャップが開けやすい飲料用アルミニウム合金製ボトル缶の製造方法並びに該方法により製造されたボトル缶の開発を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、
［１］  飲料用アルミニウム合金製ボトル缶製造工程において、塗装、焼付け後に行われるネッキング加工及びネジ加工に先立ち、外面塗膜の硬化状態を調整し、外面塗膜のゲル分率が８０〜９６％の硬化状態でネッキング加工及びネジ加工を施すとともに、ネジ加工後の段階で、ボトル缶の少なくともキャップ取付け部分をアフターベークすることを特徴とするボトル缶の製造方法、
［２］  上記アフターベークをネジ加工後に行われる洗浄工程終了後の段階で行うことを特徴とする上記［１］記載のボトル缶の製造方法、
［３］  上記アフターベークをボトル缶のキャップ取付け部分のみの局部に施すことを特徴とする上記［１］又は［２］記載のボトル缶の製造方法、
［４］  上記アフターベークを近赤外線ランプを用いて行うことを特徴とする上記［１］ないし［３］記載のボトル缶の製造方法、及び
【０００７】
［５］  ボトル缶の製造工程において、ネジ加工後に行われる洗浄工程終了後の段階でキャップ取付け部分をアフターベークすることにより、外面塗料がゲル分率で９７％以上の硬化状態になされているとともに、外面塗料中のワックス等の潤滑成分がキャップ取付け部分の表面にブリードされていることを特徴とするボトル缶、を開発することにより上記の課題を解決した。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、飲料用アルミニウム合金製ボトル缶製造工程において、塗装、焼付け後に行われるネッキング加工及びネジ加工に先立ち、外面塗膜の硬化の状態を調整し、外面塗膜のゲル分率が８０〜９６％の硬化状態でネッキング加工及びネジ加工を施すことにより、外面塗膜の割れを防止することができ、更にネジ加工後の段階で、ボトル缶の少なくともキャップ取付け部分をアフターベークすることにより外面塗膜をほぼ完全な硬化状態（ゲル分率で９７％以上）にすることができ、これによりキャップ開栓トルクが低下してキャップの開栓性をも向上させることができる。特にネジ加工後に行うアフターベークを洗浄工程後に行うことにより、外面塗膜中のワックス等の潤滑成分がキャップ取付け部分の表面にブリードされた状態となり、より潤滑性が向上し、キャップの開栓性が向上することになる。
また、アフターベークによる加熱をボトル缶全体ではなく、キャップ取付け部分の局部のみに施すことにより、過度の加熱による内面塗料の劣化を防止するとともにアルミ材料の熱劣化を防止し、ボトル缶本体の強度劣化を防止することができる。特に、アフターベークを近赤外線ランプを用いて行った場合には、キャップ取付け部分を局部的に加熱する手段として有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下図１を参照して本発明に係るボトル缶の製缶工程の１例を説明するが、他の製缶工程であっても本発明方法を適用することができる。
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）により有底円筒成形体とする。この円筒の口部をトリミングした後、洗浄により缶胴内外面の潤滑油を除去し、乾燥する。
その後サイズコート（１０〜３０ｍｇ／ｄｍ２）及びその焼付工程、印刷・オーバーコート（４５〜１００ｍｇ／ｄｍ２）及びその焼付工程、内面塗装及びその焼付工程、ネッキング加工工程（トリミング加工、スカート成形を含む）、ネジ加工工程（カール・スロット成形を含む）を経て洗浄・乾燥を行い、通常はボトル缶製品となるところであるが、本発明においては、外面塗膜（オーバーコート）及びその焼付け工程、内面塗膜の焼付け工程を工夫することにより外面塗膜の硬化状態を調整することと、ネジ加工後の段階でボトル缶の少なくともキャップ取付け部分をアフターベークすることが特徴である。好ましくはネジ加工後に行われる洗浄・乾燥後においてアフターベークすることである。
【００１０】
ボトル缶の外面塗料には、ポリエステル樹脂、エポキシアクリレート樹脂（或いはビニルエステル樹脂ともいう。）、エポキシ樹脂、アクリル系樹脂、アミノ系樹脂、フェノール系樹脂などで構成されている熱硬化性樹脂が使用される。
これらの外面塗料には、動植物系、鉱物系、合成系ワックス又はシリコーン樹脂等の潤滑剤が添加されている塗料が使用されており、硬化させる熱履歴によって塗膜硬度、滑り性、柔軟性が変化する。なおワックスとしては洗浄工程後にアフターベークすることでブリーディングを多くするには、３０℃〜９０℃程度の低中融点ワックスが優れている。
【００１１】
塗装・焼付け後に行われるネッキング加工及びネジ加工において、外面塗膜に割れを発生させないためには、外面塗膜の硬化状態が重要であり、外面塗膜のゲル分率が８０〜９６％の硬化状態で加工を行うべきである。ゲル分率が８０％未満の場合には、塗膜が軟らか過ぎ、加工に当たり塗膜に損傷が付く恐れがある。逆に９６％を超える場合には、塗膜に割れが生じる恐れがある。特に、８５〜９２％程度が好ましい。外面塗膜を上記ゲル分率の範囲に調整する方法としては、外面塗装後及び内面塗装後のガスオーブン等による焼付け条件（温度及び時間）を調整する方法が挙げられる。一般的には、外面塗料の焼付け条件は１９０℃以上×２０秒程度、内面塗料の焼付け条件は２００℃以上×６０秒程度であるが、これらの焼付け条件より若干低めの条件で行う必要はある。又、ゲル分率の他の調整方法としては、外面塗料に含まれているアミノ樹脂等の硬化剤の添加量を少なめに配合する方法が挙げられる。
【００１２】
次に、ネジ加工以降の工程でボトル缶の少なくともキャップ取付け部分の外面塗料をアフターベークすることにより、塗料の性能を充分に発揮できるようにした。このアフターベーク処理により、塗膜硬度はゲル分率で９７％以上の硬化状態（鉛筆硬度で４Ｈ程度）に上昇すると共に、塗膜中に含まれているワックスなどの潤滑剤が表面にブリーディングして、キャップ開栓時のトルクが高くなる不具合を大幅に解消することが分かった。特に、ネジ加工後に行う洗浄工程の後にアフターベーク処理をした場合には、塗膜表面にブリーディングした潤滑剤がそのまま残るので特に好ましい。またアフターベークはボトル缶のキャップ取付け部分のみに施した場合には、ボトル缶の座屈強度の低下などの副作用が生じないので好ましいが、ボトル缶全体をアフターベークすることも可能である。
【００１３】
アフターベークに際しては、図２（キャップ取付部のみの加熱を示す。）に示すように、ボトル缶１を缶の円周方向に回転機２により回転させながら加熱する方法が好ましいが、全体加熱する方法でも可能である。加熱手段として近赤外線ランプ３（ピーク波長０．８〜２．５μｍ程度）を使用するときは、ガスオーブンと違い、近赤外線による焼付けは、近赤外線が、ピンポイントで回転しているキャップ取り付け部分に照射されるので均一に加熱可能であり、缶全体に熱がかからない事で缶胴部の加熱が抑えられ、側壁部の座屈強度の低下を抑える利点もある。しかしながら、加熱手段としては、近赤外線に限定されるものではなく、他の加熱手段、例えば遠赤外線加熱や一般的なガスオーブン加熱でも可能である。
【実施例】
【００１４】
通常の製缶工程により製造された有底円筒体の外面に、サイズコート処理・焼付けし（１９０℃×２０秒）、その上に所定の印刷及びポリエステル系樹脂によるオーバーコート（外面塗装）処理を行い、ガスオーブンにて１９０℃×１５秒焼付けした。次に、エポキシーアクリル系樹脂による内面塗装を行い、ガスオーブンにて２００℃×５０秒の加熱焼付けを行った。ネッキング加工を行うに当たり外面塗膜のゲル分率を測定したところ、９０％であった。
この塗装・焼付け処理を行った円筒体に対し、ネッキング加工及びネジ加工を行い、キャップ取付部分の外面塗膜の表面状態を目視にて観察したところ、塗膜の割れ等の欠陥は見られなかった。
次に、ボトル缶を洗浄・乾燥工程後において近赤外線（ピーク波長１．２μｍ）を用いて２３０℃以上×２０秒及び８０秒のアフターベーク処理を実施したボトル缶の開栓トルク変化を下記に示す。  アフターベーク処理は、近赤外線照射条件として近赤外線ランプ（ハイベック社製、型式：ＨＹＰ１００−２８、１９６０ワット）との距離５０ｍｍ、缶の回転４０ｒｐｍ、ランプ光に対し缶の角度９０°、表１に示す照射時間で行い、開栓トルクを測定した。
なお、比較例として、アフターベーク処理を施さなかったボトル缶についても同様の測定を行った。
【００１５】
［測定方法］
１ｓｔトルク：ボトル缶にキャップを締め、１２３℃で２３ｍｉｎ処理後、６０  ℃において開栓したとき、キャップの回し初めからトルクが上がり下がるところまでのトルク。
２ｎｄトルク：１ｓｔトルクの後から、スカートのブリッジが切れるまでのトルク。
【００１６】
【表１】
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上記結果より、表１では近赤外線ランプでアフターベーク処理を行う事で、比較例に較べ１ｓｔトルク・２ｎｄトルク共に下がっていた。
【００１７】
また上記によりアフターベーク処理したボトル缶の塗膜は、これを実施していない比較例に較べ、鉛筆硬度で約１ランク相当分上昇していた。
【表２】
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【００１８】
この事から、近赤外線によるアフターベーク処理が開栓トルクを下げるのに有効である結果となった。さらに上記近赤外線でアフターベーク処理した缶のネジ加工部の塗膜の状態を観察したが、塗膜の割れ等の欠陥は見られなかった。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本発明は、飲料用アルミニウム製ボトル缶の製造において、ネッキング加工及びネジ加工において、外面塗膜の塗膜割れ等の発生を無くし、且つ外面側塗膜硬度を上げ、キャップ内面側の塗膜とのブロッキングを防止し、ワックス等潤滑剤のブリーディングにより潤滑性が良く、滑り性を向上させ、キャップを開けやすくすると共にレトルト処理を含む殺菌処理及びホット販売などの状況下でもキャップを開けやすくした飲料用アルミニウム合金製ボトル缶の製造方法並びに該方法により製造されたボトル缶の提供を目的とする。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】ボトル缶の製缶工程の１例
【図２】ボトル缶ネジ部の加熱方法
【符号の説明】
【００２１】
１  ボトル缶
２  回転機
３  赤外線ランプ
【図１】
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【図２】
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