(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の缶基体の上部にテーパー部が形成され、このテーパー部の上部に口金部が形成されると共に、その口金部にねじ部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た複数層の塗膜が、缶基体の表面に対し前記ねじ部及びそれより下に形成された第１層の塗膜と、ねじ部より下の前記テーパー部を含む部分に形成された第２層及び第３層の塗膜とからなり、第１層の塗膜のヤング率が第３層のそれより低くされていることを特徴とする金属製ボトル缶。
【請求項２】
請求項１に記載の金属製ボトル缶において、前記缶基体が一枚の金属板により形成された１ピース缶であることを特徴とする金属製ボトル缶。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の金属製ボトル缶において、前記缶基体の底面に塗膜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４】
金属製の缶基体の上部にねじ部が形成される金属製ボトル缶の製造方法において、一枚の金属板により有底円筒状の缶基体が形成され、この缶基体の表面に形成される複数層の塗膜のうち、第１層の塗膜は、ねじ部が形成される部分及びそれより下に形成され、第２層及び第３層の塗膜は、ねじ部が形成される部分より下の前記テーパー部を含む部分に形成され、この塗膜の第１層のヤング率が第３層のそれより低くされており、これらの塗膜が形成された後、缶基体の上部にねじ部を有する口金部が形成され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、特に、内容物がレトルト処理（高温処理）される場合に用いて好適な金属製ボトル缶及びそ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（以下、単にボトル缶と略称す）は、アルミニウムやアルミニウム合金製の金属板を絞り加工（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缶と呼ばれている缶の上部に、口金部が形成されて製造されている。
【０００３】
例えば、従来のボトル缶は図５に示されるように、缶基体１の上部には口金部１ａを構成するねじ部１ｂやカール部１ｃが形成され、口金部１ａの下方にはテーパー部が形成されている。この缶基体１の表面には、塗装処理時に３層の塗膜が形成され、第１層となるサイズコート層２は口金部１ａの上端部まで塗装され、第２層となるインク層３はテーパー部まで塗装され、第３層となるオーバーコート層４は口金部１ａの上端部まで塗装されている。
【０００４】
サイズコート層２は、ヤング率の低く柔軟性のある材料が使用され、缶基体１とオーバーコート層４との密着性を高めるために用いられる。インク層３は、内容物に合わせた情報や絵柄などが印刷され、サイズコート層２の上に塗装される。オーバーコート層４は、ヤング率の高い硬質な材料が使用され、塗装されたインク層３を保護するためや、製造時に缶基体１がコンベアーで移送される際の缶表面のすべりを良好にし、缶基体１が横転等して移送障害が起きないようにするために用いられる。
【０００５】
このように缶基体１の表面に塗膜が形成された後、ネックイン加工により缶基体１の上部が絞られ細い形状の口金部１ａが形成され、その後、ねじ加工によりねじ部１ｂやカール部１ｃが形成される。このような缶基体１の加工時には、オーバーコート層４にも圧縮力や引っ張り力等の力が加えられる。オーバーコート層４は硬質な材料が使用されているが、柔軟性のあるサイズコート層２の上に塗装されているので、加工時の力に対応することができ、製品として問題になるような剥離やひび割れが生じることはない。
【０００６】
そして、缶基体１にビール，ジュースなど種々の内容物が充填された後、缶基体１の口金部１ａに図示しないキャップが巻き締められて密封される。充填される内容物の種類によっては、その後に殺菌を目的とした処理が施される。この殺菌の条件は、内容に応じて選択的に行われるが、特に内容物がお茶やミルク入りコーヒー等の場合には、厳しい条件である１１５℃から１３０℃程度の水蒸気や温水等の雰囲気にさらされる高温殺菌（レトルト処理）が行われることとなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したようなネックイン加工やねじ加工時に、製品として問題にならないような微細なひび割れがオーバーコート層４に生じていることがあり、このような場合には、レトルト処理に際し、この微細なひび割れに水分が進入し、それが膨張することによってひび割れが進行し、オーバーコート層４が剥離するという問題があった。
【０００８】
このように、オーバーコート層４に剥離やひび割れが生じると、ボトル缶の耐腐食性が低下するばかりではなく、キャップの回栓トルクが著しく高くなってしまうなど、ボトル缶の品質を低下させる悪影響を引き起こすおそれがあった。
【０００９】
一方、オーバーコート層４に、ヤング率が低く柔軟性のある材料を使用することで、ひび割れなどによる問題が起こらないと考えられるが、そのようにすると、ボトル缶の搬送工程でボトル缶同士の接触などの理由でボトル缶に傷がついてしまい、品質低下を招くおそれがあった。また、ボトル缶に塗膜を形成しない場合には、ボトル缶の耐腐食性の低下や、レトルト処理の熱により変色が起こるという問題があった。
【００１０】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、ボトル缶表面に硬質の塗膜が形成され、この塗膜がレトルト処理によっても品質が低下することがなく、レトルト処理に適した金属製ボトル缶及びその製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明は以下の手段を提案している。請求項１に係る発明は、金属製の缶基体の上部にテーパー部が形成され、このテーパー部の上部に口金部が形成されると共に、その口金部にねじ部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た複数層の塗膜が、缶基体の表面に対し前記ねじ部及びそれより下に形成された第１層の塗膜と、ねじ部より下の前記テーパー部を含む部分に形成された第２層及び第３層の塗膜とからなり、第１層の塗膜のヤング率が第３層のそれより低くされていることを特徴とする。
【００１２】
この発明に係る金属製ボトル缶によれば、ヤング率の低い第１層の塗膜の上にヤング率の高い第３層の塗膜が形成されているので、ネックイン加工時に、第３層に剥離やひび割れが生じることがなく、ねじ部に第３層の塗膜が形成されていないので、ねじ加工が第３層に与える影響はない。これにより、金属製ボトル缶表面の塗膜がレトルト処理によって品質低下することがなくなるので、問題なくボトル缶をレトルト処理することができる。また、ねじ部より下のテーパー部を含む部分には第３層の塗膜が形成されているので、金属製ボトル缶表面のすべりが良く、傷などを防止することができる。
【００１５】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の金属製ボトル缶において、前記缶基体が一枚の金属板により形成された１ピース缶であることを特徴とする。
【００１６】
この発明に係る金属製ボトル缶によれば、缶基体が１ピース缶であるので、２ピース缶と異なり、底蓋を巻き締めなどによって設けることが不要になる。
【００１７】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の金属製ボトル缶において、前記缶基体の底面に塗膜が形成されていることを特徴とする。
【００１８】
この発明に係る金属製ボトル缶によれば、缶基体の底面に塗膜が形成されているので、缶基体の底面の耐腐食性を向上させることができ、レトルト処理の熱による缶基体の底面の変色を防止することができる。
【００１９】
請求項４に係る発明は、金属製の缶基体の上部にねじ部が形成される金属製ボトル缶の製造方法において、一枚の金属板により有底円筒状の缶基体が形成され、この缶基体の表面に形成される複数層の塗膜のうち、第１層の塗膜は、ねじ部が形成される部分及びそれより下に形成され、第２層及び第３層の塗膜は、ねじ部が形成される部分より下の前記テーパー部を含む部分に形成され、この塗膜の第１層のヤング率が第３層のそれより低くされており、これらの塗膜が形成された後、缶基体の上部にねじ部を有する口金部が形成されることを特徴とする。
【００２０】
この発明に係る金属製ボトル缶の製造方法によれば、金属製ボトル缶の表面を硬質の塗膜によって保護することができるとともに、口金部の形成時に塗膜に剥離やひび割れが生じることがなく、レトルト処理によって品質低下することがない金属製ボトル缶を製造することができる。
【００２１】
【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から図４は、この発明の一実施の形態に係る金属製ボトル缶を示す図であって、図１は金属製ボトル缶を製造工程順に示す説明図、図２は金属製ボトル缶の缶基体に設けられた口金部の周辺を示す拡大図、図３は缶基体に形成された塗膜を示す説明図、図４は缶基体を示す全体図である。
【００２２】
図１に示すこの実施形態の金属製ボトル缶（以下、単に「ボトル缶」と略称す）１０は、アルミニウム若しくはアルミニウム合金からなる一枚の金属板１０Ａに絞り加工及びしごき加工の加工処理Ａを行うことによって缶基体１１が形成され、次いで、その缶基体１１の上端部が切断されることによって缶基体１１の高さを調節するトリミング処理Ｂが行われ、その後、缶基体１１の表面が塗装処理Ｃによって塗膜が形成される。
【００２３】
そして、ネックイン加工処理Ｄにより、缶基体１１の上端側を絞り加工して細い形状とすることにより口金部１２が設けられる。その後、口金部１２の上端部を若干膨出させ、更に閉栓用としてのキャップ（図示せず）を巻き締めるため、図２のようにねじ部１４が形成されるねじ形成処理Ｅが行われる。このねじ部１４の形成時には、図２のように上端を外側に折り返してねじ部１４の先端に密着させるカール部１５が形成されるようになっている。
【００２４】
このようにしてカール部１５を有するねじ部１４が形成されると、内容物の充填工程に移送され、そこで内容物が充填された後、口金部１２にキャップが巻き締められて密封され、その後、内容物がお茶やミルク入りコーヒーなどの飲料水の場合には高温殺菌としてのレトルト処理が行われることとなる。
【００２５】
この実施形態では、缶基体１１への塗装処理Ｃとして、まず、図３に示すように、缶基体１１の表面にサイズコート層（第１層）２１が、缶基体１１の口金部１２に設けられているねじ部１４及びそのねじ部１４より下方にも全て塗装され、従って、缶基体１１の表面全面に塗装される。また、サイズコート層２１が塗装され、乾燥された後、口金部１２より下方に内容物などの情報や絵柄等が印刷されることで、インク層（第２層）２２の塗膜が形成される。そして、インク層２２の上にオーバーコート層（第３層）２３が塗装され、乾燥される。このとき、オーバーコート層２３は口金部１２より下方のテーパー部を含む部分に塗装される。そして、サイズコート層２１はヤング率の低い柔軟性のある材料とされ、オーバーコート層２３は、ヤング率が高い硬質な材料とされている。
【００２６】
また、缶基体１１の底面１１Ｐには図４に示すように、ボトム層２４が塗装されている。この場合、ボトム層２４は、サイズコート層２１の塗装時に塗膜が形成される。
【００２７】
この実施形態のボトル缶１０は、上記のように構成されており、これを製造するには、図１のように、一枚の金属板１０Ａを絞り加工及びしごき加工の加工処理Ａすることによって有底円筒状の缶基体１１が形成され、次いで、有底円筒状の缶基体１１の高さが調節されるトリミング処理Ｂが行われる。その後、塗装処理Ｃとして、缶基体１１の表面にサイズコート層２１が塗装されると共に、その上にインク層２２，オーバーコート層２３が塗装される。この塗膜が乾燥して硬化すると、缶基体１１の上端側にネックイン加工処理Ｄが施されることにより口金部１２が形成され、更に、口金部１２にねじ加工処理Ｅを行うことによってカール部１５を有するねじ部１４が設けられる。
【００２８】
この実施形態においては、缶基体１１の表面にサイズコート層２１が塗装され、口金部１２より下方のテーパー部を含む部分にインク層２２及びオーバーコート層２３が設けられているので、上述したようなネックイン加工処理Ｄやねじ加工処理Ｅにおいて、オーバーコート層２３に剥離やひび割れが生じることはない。そして、缶基体１１内に例えばお茶が充填され、レトルト処理が施されることによって、塗膜に悪影響を与えることはない。つまり、ボトル缶１０の耐腐食性が低下することがなく、キャップの回栓トルクが高くなることもなくなり、ボトル缶１０の品質が低下することを確実に防止することができる。また、ボトル缶１０の表面にオーバーコート層２３が塗装されているので、インク層２２を保護することできると共に、缶基体１１の表面のすべりも良好となる。
【００３０】
また、缶基体１１が一枚の金属板からなる１ピース缶であるので、２ピース缶と異なり、底蓋を巻き締めなどによって設けることが不要になり、部品点数が最小点数で済み、部品管理もそれだけ容易となる。
【００３１】
更に、缶基体１１の底面１１Ｐにボトム層２４が塗装されているので、底面１１Ｐにおいても良い耐腐食性が得られ、レトルト処理時の熱で缶基体１１の底面１１Ｐが変色することがなくなり、品質の高いボトル缶１０が得られる。
【００３２】
そして、このボトル缶１０の製造方法によれば、硬質のオーバーコート層２３により表面が保護され、表面のすべりが良く、さらに、レトルト処理を施すことによっても品質が低下することのないボトル缶１０を製造することができる。
【００３３】
なお、図示実施形態においては、缶基体１１にサイズコート層２１の塗膜が形成された時に、缶基体１１の底面１１Ｐにもボトム層２４が塗装された例を示したが、このボトム層２４は、インク層２２及びオーバーコート層２３の塗装時に塗膜が形成されてもよく、或いはオーバーコート層２３が塗装された後の工程で塗膜が形成されてもよく、図示に限られるものではない。
また、図示実施形態では、金属製ボトル缶１０として、アルミニウム若しくはアルミニウム合金によって形成された例を示したが、この材質に限定されるものではなく、他の金属、例えば加工性に優れたスズめっき鋼板等で形成しても同様の効果が得られる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明によれば、缶基体の口金部より下方のテーパー部を含む部分に硬質の塗膜を形成したので、口金部の加工が硬質の塗膜に剥離などの影響を与えることがなく、レトルト処理時にボトル缶の品質が低下することがなくなり、問題なくボトル缶をレトルト処理することができる。また、硬質の塗膜により、金属製ボトル缶表面のすべりが良く、傷などを防止することができる効果が得られる。
【００３６】
請求項２に係る発明によれば、缶基体が１ピース缶であるので、２ピース缶と異なり、底蓋を巻き締めなどによって設けることが不要になる効果が得られる。
【００３７】
請求項３に係る発明によれば、缶基体の底面に塗膜が形成されるので、底面の耐腐食性を向上させることができ、レトルト処理時の熱で缶基体の底面が変色することがなくなり、ボトル缶の品質をいっそう高めることができる効果が得られる。
【００３８】
請求項４に係る発明によれば、硬質の塗膜により表面が保護され、表面のすべりが良く、さらに、レトルト処理を施すことによっても品質低下のないボトル缶を製造することができる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の一実施の形態に係る金属製ボトル缶を製造工程順に示す説明図である。
【図２】  同じく金属製ボトル缶の缶基体に設けられる口金部の周辺を示す拡大図である。
【図３】  缶基体に形成された塗膜の層を示す説明図である。
【図４】  缶基体を示す右半断面の全体図である。
【図５】  従来の金属製ボトル缶を示す説明図である。
【符号の説明】
１０    金属製ボトル缶
１０Ａ    金属板
１１    缶基体
１１Ｐ    底面
１２    口金部
１４    ねじ部
１５    カール部
２１    サイズコート層（第１層）
２２    インク層（第２層）
２３    オーバーコート層（第３層）
２４    ボトム層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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