(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状を成す胴部と底部とを一体に成形した底付き缶体の開口端部にネックイン加工が施される金属缶において、
ネックイン加工が施される前の前記胴部の前記開口端部における切断端面に、熱硬化型合成樹脂からなる塗膜層が前記切断端面の内周側及び外周側に突き出た状態で形成され、かつその突出量が、最大でも前記開口端部の金属壁厚以下とされていることを特徴とする金属缶。
【請求項２】
前記塗膜層の厚さが、１．０μｍ乃至１．５μｍの範囲内に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の金属缶。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、底部と胴部が一体成形された金属缶およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、錫メッキ鋼板またはアルミニウム合金板の円形素材を絞り成形や再絞り成形あるいは絞りしごき成形等することによって、底部と胴部とを一体に成形した構造のツーピース缶が、ビールや炭酸飲料等の飲料缶などに広く使用されている。ツーピース缶は、一例として以下の手順によって製造される。
【０００３】
即ち、打ち抜き絞りや再絞り成形あるいは絞りしごき成形等によって作られた缶胴の開口端部を切断し、続いて脱脂洗浄および化成処理した後、所期の文字や図形および絵柄などの意匠を缶胴の外面に設けるために、缶胴に対して印刷塗装するか、あるいは印刷済みフィルムを缶胴に熱接着した後、更に、内面塗装を施し、続いて開口端部の口径を絞るネックイン加工（絞り加工）を行った後、その開口端部に対してフランジ加工（縁出し加工）が施される。このネックイン加工およびフランジ加工は、缶胴に蓋を巻き閉めるための準備工程である。
【０００４】
ところで、近年、ビールや炭酸飲料に用いられる金属缶では、蓋材料の節減を図るために缶胴よりも小径の蓋を採用しており、この種の蓋を巻き締めるべく、一般に、缶胴の開口端部に対して複数段のネックイン加工を施している。このような飲料缶の缶胴としては、呼称２１１径（約６６ｍｍ）のものが一般的であり、現在はこの缶胴の開口端部を４段ネックイン加工して呼称２０６径（約５７ｍｍ）まで口径を縮径したものが用いられている。そして、今後更に蓋材料の節減を図るために呼称２０６径よりも口径を小さくする傾向がある。
【０００５】
しかしながら、ネックイン加工では、段階的にかつ瞬時に縮径される被加工部分にシワや座屈を起こし易く、また、これらシワや座屈部が次工程のフランジ加工においていわゆるフランジ割れを引き起こして、密封不良の原因につながり易いことが知られている。特開昭５０−７４５６３号公報には、その要因の一つとして開口端部にスプレー塗料が多量に付着している状態、また、開口端部に潤滑性がない状態などが記載されている。
【０００６】
一方、特開平９−２９３６７号公報には、ネックイン加工が施される部分のシワの発生を防止する手段として、缶胴のうち開口端部における印刷塗膜の厚さを他の部分に施す印刷塗膜よりも薄く設定すること、あるいは開口端部に対して印刷塗膜を施さずに金属素地を露出させたままの状態とすることが記載されている。
【０００７】
また、特開平９−２９８４２号公報には、缶胴の外面に貼着した印刷済みの合成樹脂製フィルムがネックイン加工等の後加工によって損傷することを防止するために、缶胴の開口端部の切断端面と合成樹脂製フィルムの上縁部とを保護被膜によって被覆した構成のフィルム貼着缶が記載されている。
【０００８】
更に、特公昭６３−４４０２６号公報には、塗装機内において金属缶をその缶胴の中心軸線を中心に回転させつつ、内面にスプレー塗装を施し、その内面塗装の済んだ金属缶を塗装機から取り出した後、乾燥焼付炉に搬送して、そこで乾燥焼付けを行う金属缶の製造方法が記載されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平９−２９３６７号公報に記載の缶に対してネックイン加工を施すと、ネックイン成形工具との摩擦によって開口端部や開口端面における金属の露出部分にアルミ粉が生成され、そのアルミ粉が成形工具面に付着して堆積する。そしてこの付着物が連続生産中に成形工具から剥離して、缶胴外面に備えられたクリアコートと混ざり合って黒ずみとなり、成形したネックイン部分に筋状の黒い汚れが付着して外観を損ねるという問題があった。また、フランジ加工の時も同様に黒汚れの問題が生じ、更に、成形工具の表面にアルミ粉が堆積することによって、フランジ部が傷つけられてフランジ割れの原因となり、その結果、蓋を巻き締めた時に漏洩が生じるおそれがあった。
【００１０】
一方、特開平９−２９８４２号公報に記載の缶によれば、保護被膜によって被覆されているから切断端面の全体およびその外周側の縁部は、ネックイン成形工具に対して直接には接触しないものの、切断端面の内周側の縁部が露出しているので、この部分がネックイン成形工具における開口端部の内周側に配置された部分に対して摺接して金属粉が生成されるおそれが多分にあった。
【００１１】
また前述の通り、缶胴材料の節減を目的としてネックイン成形の段数を増加させることが行われており、これはネック成形工程数を増加させたり、あるいはネックの絞り率を増加させたりすることで対応が図られているものの、工程数を増加させることは経済的には有利ではなく、従って、１段あたりの縮径量を大きくせざるを得ないのが実情である。
【００１２】
しかしながら、１段あたりの縮径量が増加すると、スリーピース缶に比べて壁厚の薄いツーピース缶では（アルミ缶では、ネック部壁厚約０．１６０ｍｍ〜０．１９５ｍｍ、缶胴部壁厚約０．１００ｍｍ〜０．１１５ｍｍ、スチール缶では、ネック部壁厚約０．１２５ｍｍ〜０．１６０ｍｍ、缶胴部壁厚約０．０６５ｍｍ〜０．０９５ｍｍの範囲で成形されている）、缶胴部またはネック成形部あるいは缶底部に座屈が発生するおそれが多分にあり、このように成形機の内部において缶が潰れることによって機械の運転停止が余儀なくされ、その結果、生産効率が著しく劣るものとなる。
【００１３】
この発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、ネックイン加工時に座屈および黒汚れが生じない金属缶を提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段およびその作用】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、筒状を成す胴部と底部とを一体に成形した底付き缶体の開口端部にネックイン加工が施される金属缶において、ネックイン加工が施される前の前記胴部の前記開口端部における切断端面に、熱硬化型合成樹脂からなる塗膜層が前記切断端面の内周側及び外周側に突き出た状態で形成され、かつその突出量が、最大でも前記開口端部の金属壁厚以下とされていることを特徴とするものである。
【００１５】
従って、請求項１の発明によれば、ネックイン加工時においてその成形工具に対する缶体としての滑り性が良好になるから、開口端部にはシワが発生せず、また、ネック成形力が減少するために、胴部の座屈発生を抑制することができる。更に、請求項１の発明では、前述の成形工具と切断端面の金属素地とが直接には接触しないから、特にアルミニウム合金製のいわゆるアルミ缶を対象した場合でもアルミ粉が生成されず、そのため、ネックイン成形部がアルミ粉の付着によって黒く汚れることがない。また、塗膜層が切断端面の内外周側に突出しているので、ネックイン成形時に切断端面の内外周側の縁部における金属素地がネックイン成形工具に対して直接接触することがなく、そのため金属粉の生成がより確実に抑制される。そして、塗膜層の突出量が最大でも前記開口端部の金属壁厚以下とされているので、塗膜層を乾燥させる際にアワが発生することを防止もしくは抑制することができる。
【００１８】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明に加えて、前記塗膜層の厚さが、１．０μｍ乃至１．５μｍの範囲内に設定されていることを特徴とするものである。
【００１９】
従って、請求項２の発明によれば、塗膜層が複数回のネックイン加工に充分耐えることができ、そのうえ膜厚が過度に大きいことに起因したシワや座屈が発生しない。
【００２５】
【発明の実施の形態】
つぎに、この発明の一具体例を図面に基づいて説明する。この発明では、印刷塗装缶とフィルム貼着缶との両方を対象としているが、ここでは印刷塗装缶のみを図示して説明し、フィルム貼着缶については特に図示することなく印刷塗装缶との相違点を中心に説明する。
【００２６】
図１および図２は、ネックイン加工が施される前の状態の印刷塗装缶１を示す断面図であり、これらの図に示すように、缶体２は、その長さ方向において径が一定とされた円筒状の缶胴３と、その缶胴３の一方の開口端部を閉じた状態に缶胴３と一体に形成され、かつ開口端部５に向けてドーム状に窪んだ缶底４とを備えている。即ち、この缶体２は、絞り缶、再絞り缶、ストレッチ缶、絞りしごき缶、インパクト缶などの缶底４と缶胴とが一体に成形された底付き缶体、即ち、ツーピース缶である。なお、開口端部５の切断端面６は、直線状を成していて、缶胴３の中心軸線と直交している。
【００２７】
この缶体２は、一例として板厚０．１０ｍｍ〜０．３０ｍｍ程度の３００４系アルミニウム合金板からなり、その表面には、有機系の化成皮膜（図示せず）が設けられている。なお、缶体素材の他の例としては、アルミニウム板、ティンフリースチールなどの表面処理鋼板、ブリキ、クロムメッキ鋼板、アルミメッキ鋼板、ニッケルメッキ鋼板、その他の各種合金メッキ鋼板が挙げることができる。
【００２８】
缶胴３および缶底４の内面には、内容物保護のための内面塗膜７が形成されている。この内面塗膜７は、開口端部５の縁部近傍にまで設けられている。即ち、この缶体２は、開口端部５の内面側における縁部近傍の金属素地が露出した構造となっている。これに対して、缶胴３の外面には、意匠性を出すために文字や図形および絵柄などの印刷が施されてインキ層８が形成されている。更に、そのインキ層８の外面には、印刷面を保護するためのクリアーコート（オーバーコート）９が施されている。このクリアーコート９は、開口端部５の縁部近傍まで設けられている。つまりこの缶体２は、開口端部５の外面側における縁部近傍の化成皮膜だけの金属素地が露出した構造となっている。
【００２９】
なお、印刷に使用するインキとしては、金属素地との密着性の点でアルキッド樹脂タイプのインキが好ましく、他に水性インキ、紫外線硬化型インキ等が挙げられる。これに対して、クリアーコート９としては、缶胴３の滑り性を高めるために例えばアクリル系、ポリエステル系、エポキシ系等の熱硬化型合成樹脂塗料が採用され、その他、紫外線硬化型合成樹脂、電子線硬化型合成樹脂等の硬化型合成樹脂にシリコンやワックス等の滑剤を含有させた合成樹脂を採用することもできる。
【００３０】
また、開口端部５の切断端面６には、その全周に亘って補修塗膜層１０が設けられており、換言すれば、切断端面６が補修塗膜層１０によって被覆されていて、切断端面６では化成皮膜もない金属素地が露出していない構造となっている。この補修塗膜層１０は、切断端面６よりも図２での左右両側に突出し、切断端面６と開口端部５との縁部を全周に亘って被覆した構造となっている。また、補修塗膜層１０の厚さは、例えば０．５μｍ〜５．０μｍの範囲内で設定され、特に１．０μｍ〜１．５μｍの範囲で均一な厚さに設定することがネックシワの発生を防止するうえでより好ましい。なお、補修塗膜層１０は、内面塗膜７およびクリアーコート９と一部重なり合う構造とすることもできる。
【００３１】
更に、補修塗膜層１０は、アクリル系、ポリエステル系、エポキシ系、フェノール系等の熱硬化型合成樹脂からなり、また、熱硬化型樹脂には、滑り性を向上させるためにシリコンやワックス等の滑剤を添加してもよい。なお、この硬化型合成樹脂は、耐衝撃性と耐摩耗性との両方を備えたものが好ましく、また、クリアコート９や内面塗膜７と同系統の樹脂であることが好ましい。
【００３２】
他方、フィルム貼着缶は、その缶体２の構造自体としては図１および図２に示す印刷塗装缶１と実質的に同じで構造であり、即ち、このフィルム貼着缶の缶胴の外面には、印刷塗装缶１におけるインキ層８とクリアーコート９に替えて印刷済みの熱可塑性樹脂フィルムが熱接着されている。
【００３３】
その熱可塑性樹脂フィルムとしては、具体的にはポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂などのポリエステル系樹脂、ポリエチレンテレフタレートとイソフタール酸との共重合体などよりなる共重合ポリエステル系樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン共重合体などのうちから選ばれた透明な高分子樹脂単体、あるいは上記樹脂の複合体からなる熱可塑性樹脂フィルムが用いられる。なお、フィルムの厚さは、１０μｍ〜２０μｍの範囲のものが用いられる。
【００３４】
上記フィルムに対する印刷方法としては、グラビア印刷またはフレキソ印刷等を用いて実施するが意匠性からみると画質が鮮明でかつ高級感があるグラビア印刷が好ましい。印刷に使用するインキとしては、ポリウレタン、塩化ビニル−酢酸ビニルの共重合体等を用い、硬化剤としてイソシアネート等を添加する。
【００３５】
また、上記フィルムの印刷面、または印刷面と反対側のフィルム面、言い換えれば、缶胴３の外面と相対する面に施される接着剤は、ポリエステル系、ポリウレタン系、エポキシ系等の熱硬化型合成樹脂が挙げられ、金属素材との密着性を考慮して２種以上の組み合わせで使用することが好ましい。その接着剤の厚さは、１μｍ〜８μｍの範囲、特に外観上の意匠性の観点からは５μｍ〜７μｍの範囲が好ましい。
【００３６】
更に、熱可塑性樹脂フィルムの接着剤が施された面と反対側の面には、クリアーコートが設けられている。このクリアーコートとしては、具体的には、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、エポキシ変性ポリエステル樹脂、アクリル樹脂等にアミノ樹脂等の硬化剤が採用され、また、これらの硬化材に周知の滑剤を含有させたものを例示することができる。
【００３７】
このフィルム貼着缶の開口端部の切断端面にも、補修塗膜層が設けられている。この補修塗膜層は、図２に示す印刷塗装缶１に備えられた補修塗膜層１０と同じ構造であり、従って、熱可塑性樹脂フィルムと一部重なり合ってもよく、切断端面の全面が補修塗膜層で被覆された構造であれば、開口端部の内外面に金属素地が露出していても、缶蓋が巻締められると、密封剤で覆われるので耐食性には特に問題は生じない。
【００３８】
つぎに、上記の印刷塗装缶１あるいはフィルム貼着缶の製造方法を説明すると、図３は、一連の工程に使用される製造ライン１１を示す概略図であり、この図に示す製造ライン１１は、缶体２の内面への塗料の塗布工程および切断端面６への補修塗料２４の塗布工程を行う塗装機１２と、予備乾燥工程を行う搬送コンベヤ１３と、焼付け工程を行う乾燥焼付炉１４と、その乾燥焼付炉１４に対して缶体２を供給するエレベータ１５とを備えている。
【００３９】
より詳細には、塗装機１２は、複数個の缶体２を缶胴３の中心軸線を水平に向けた姿勢で保持し、かつ図３での反時計方向に回転する円形状を成す間欠移行路１６と、各缶体２の缶胴３を支持する回転自在の一対の支持ロール１７と、間欠移行路１６を挟んで支持ロール１７と対向する位置に配置され、かつ缶胴３と接触して缶体２を中心軸線に沿って回転させる缶回転用ベルト１８とを備えている。この缶回転用ベルト１８は、２個のプーリ１９にベルト２０を巻き掛け、一方のプーリ１９を図示しないモータで回転駆動させる構成となっている。
【００４０】
更に、塗装機１２は、缶体２の開口端部５側に配置され、かつ缶体２の内面に対して塗料５０（以下、内面塗料５０と記す）を吹き付ける内面塗装手段２１と、缶体２の切断端面６に対して補修塗料２４を塗布する補修塗料塗布手段２２とを備えている。即ち、この塗装機１２は、複数個の缶体２をそれぞれ缶胴３の中心軸線を中心に回転させつつ、内面に塗料を塗布し、同時に切断端面６に対して補修塗料２４を塗布する構成となっている。
【００４１】
補修塗料塗布手段２２の例を挙げれば、図４乃至図７に示す通りである。図４に示す補修塗料塗布手段２２は、開口端部５の切断端面６のうち図での最下部分と対向した位置に補修塗料用スプレーノズル２３が配置されていて、缶胴３の中心軸線と平行な向きに補修塗料２４を切断端面６に対して吹き付ける構成となっている。
【００４２】
また、図５に示す補修塗料塗布手段２２は、缶体２の開口端部５の下側に補修塗料用スプレーノズル２３が配置されていて、缶胴３の中心軸線とほぼ直交した向きに補修塗料２４を開口端部５に対して補修塗料２４を吹き付ける構成となっている。
【００４３】
更に、図６に示す補修塗料塗布手段２２は、補修塗料２４を滴下させて切断端面６に供給する構成となっている。具体的には、開口端部５の図での上側箇所に配置された塗料溜め２５と、開口端部５と対向し、かつ切断端面６に対して接触・離隔自在のフェルト保持治具２６とが設けられている。このフェルト保持治具２６には、缶底４に向けて大径となるようなテーパの付けられた環状構造のフェルト材２７が保持されている。即ち、フェルト材２７を切断端面６に対して軽接触した状態に配置させると共に、そのフェルト材２７に向けて塗料溜め２５から補修塗料２４を滴下させ、フェルト材２７を介して補修塗料２４を切断端面６に塗布する構成となっている。
【００４４】
図７に示す補修塗料塗布手段２２は、所定量の補修塗料２４を入れた塗料槽２８が缶胴３の下側に配置されていて、その内部から補修塗料２４を汲み上げて缶体２に供給する構成となっている。具体的には、塗料槽２８は上方側（缶胴３側）が開口した構造の容器からなり、その塗料槽２８の内部には、缶胴３の中心軸線に沿った方向に回転自在に支持した２個のローラ２９（２９ａ，２９ｂ）が上下方向に位置をずらした状態で備えられている。各ローラ２９は、外周面の一部同士が互いに接触した状態となっている。また、各ローラ２９の外周面は、フェルト材（図示せず）によってそれぞれ被覆されている。
【００４５】
下側に配置されたローラ２９ａの外周面の一部は、補修塗料２４内に浸漬しており、これに対して上側に配置されたローラ２９ｂの外周面は、缶体２の開口端部５に接触した状態となっている。また、上側のローラ２９ｂの外周面の近傍には、塗料槽２８に取り付けた液切り用ヘラ３０の先端部が配置されている。即ち、下側のローラ２９ａを図での右回りに回転駆動させることによって、上側のローラ２９ｂが反時計方向に回転すると共に、下側のローラ２９ａに付着した補修塗料２４が上側のローラ２９ｂの外周面に供給され、更に、その補修塗料２４がヘラ３０を介して適量に調整された後、切断端面６ならびに開口端部５に対して塗布される構成となっている。
【００４６】
他方、塗装機１２における間欠移行路１６の図３での左斜め下側には、搬送コンベヤ１３が配置されている。この搬送コンベヤ１３は、図３での横方向に向けた姿勢で設置されたフレーム３１と、そのフレーム３１に沿って移動自在に取り付けられた多数の吸着プレート３２からなる無端ベルトとを備えている。図８および図９示すように、各吸着プレート３２には、その厚さ方向に貫通した小孔３３が３個づつ形成されており、フレーム３１側の空間において吸気負圧を生じさせることによって缶体２の缶底４を吸着プレート３２に吸着させて保持し、そのままの状態で搬送する構成となっている。
【００４７】
また、吸着プレート３２の吸着面側には、缶胴３の中央より缶底４寄りの位置に一対の缶回転用ベルト３４がフレーム３１に沿う姿勢で配置されている。これらの缶回転用ベルト３４は、塗装機１２に備えられた缶回転用ベルト１８と実質的に同じ構成であり、いずれも時計回りに回転するようになっている。これらの缶回転用ベルト３４同士の間隔は、対象とする缶体２の缶胴３の外径とほぼ同じに設定されている。つまり一対の各回転用ベルト３４によって缶体２の缶胴３を図９での上下方向から挟み付けた状態とすることによって、缶胴３の中心軸線を中心とした一定方向への回転を継続させ搬送する構成となっている。
【００４８】
搬送コンベヤ１３における図３での手前側、つまり各吸着プレート３２と対向した部分には、メインブロー用の送風機３５の吐出部３６が配置されている。この送風機３５は、搬送コンベヤ１３によって搬送される缶体２の缶胴３の内面に向けて缶胴３の中心軸線とほぼ平行に温風３７を吹き付ける（以下、便宜上メインブローと記す）ものであり、前述の吐出部３６は、搬送コンベヤ１３に沿う方向にある程度の長さを有していて、所定の間隔で配置された多数の吐出口（図示せず）を備えており、搬送しながら内面塗料を予備乾燥する。
【００４９】
更に、搬送コンベヤ１３の図３での下側には、サイドブロー用の送風機３８が備えられている。この送風機３８の吐出部３９に所定の間隔で配置された多数の吐出口（図示せず）は、缶胴３の中心軸線に対して３０度〜６０度程度傾斜させ、かつ缶底４から開口端部５に向けた姿勢で配置されている。即ち、搬送コンベヤ１３によって搬送される缶体２の開口端部５近傍に対して温風４０を吹き付ける（以下、便宜上サイドブローと記す）構成となっている。
【００５０】
なお、送風機３８の吐出部３９は、前述の配置に替えて缶胴３の中心軸線とほぼ直交した姿勢に配置させてもよく、即ち、温風４０が切断端面６と平行に供給されるように設けることもできる。なお、温風３７，４０の温度は、３０℃〜８０℃の範囲、より好ましくは４０℃〜６０℃の範囲に設定される。また、風速は０．２ｍ／秒〜５ｍ／秒の範囲、より好ましくは１．０ｍ／秒〜２．０ｍ／秒の範囲に設定される。これは、補修塗料２４が開口端部５の内面側に流れ込まない程度の圧力である。
【００５１】
搬送コンベヤ１３の図３での左側の端部には、下方向から上方向に向け、かつ手前側から奥行き側に向けて回転移動するエレベータ１５が設置されている。このエレベータ１５の基本的な構造は、搬送コンベヤ１３と類似しており、すなわち全体として負圧チャンバーを成すフレームと、そのフレームに沿って移動可能な多数の吸着プレートとからなる無端ベルトを備えており、フレーム側の空間において吸気負圧を生じさせることによって缶体２の缶底４を吸着プレートに吸着させて保持し、そのままの状態で搬送する構成となっている。
【００５２】
エレベータ１５における中間箇所から上部箇所には、ツイスター４２の一方の開口端が配設されており、これに対して他方の開口端は、乾燥焼付炉１４の入り口に連結されている。このツイスター４２は、缶体２の姿勢を強制的に変えるためのガイドであり、この具体例では、缶胴３の中心軸線を水平に向け、かつ開口端部５を図３での手前側に向けた姿勢の缶体２を、開口端部５を上側に向け、かつ缶胴３の中心軸線を垂直に向けた姿勢に変更させる構成となっている。
【００５３】
即ち、横向き姿勢でエレベータ１５によって上昇した缶体２がツイスター４２内を移動することによって、開口端を上側に向けた状態に強制的に姿勢が変更され、その姿勢で乾燥焼付炉１４内に供給される。乾燥焼付炉１４の内部には、図３での反時計回りに回転するコンベヤ４３が設けられている。即ち、この乾燥焼付炉１４は、コンベヤ４３によって複数個の缶体２を同図での左方向に搬送しつつ乾燥焼付けを行うようになっている。
【００５４】
従って、図１および図２に示す構造の缶体２を製造するにあたっては、外面塗装済みの缶体２が、まず塗装機１２における間欠移行路１６（例えば間欠回転ターレットなど）に供給されて内容物保護のための内面塗装が行われる。具体的には、缶体２は缶胴３の外面に対して走行するベルト２０が接触した状態で支持ローラ１７に保持されることによって、缶胴３の中心軸線を中心として図３での反時計回りに強制的に回転させられる。その回転状態にある缶体２の内面に向けて熱硬化型合成樹脂からなる内面塗料５０がスプレー塗装される。また、この内面塗装工程と同時に開口端部５の切断端面６に対して補修塗料２４が塗布される。その手段としては、前述した図４乃至図７に示すいずれかの補修塗料塗布手段２２が採用される。
【００５５】
ここで、少量の補修塗料２４を切断端面６の全周に亘り均一に塗布するために、補修塗料２４を塗布した後、余分な補修塗料２４をフェルト等を用いて除去するか、あるいは切断端面６に沿うように均すなどの均一化作業を行ってもよい。
【００５６】
塗布済み缶体２は、塗装機１２の支持ロール１７および缶回転用ベルトから離れて搬送コンベヤ１３に供給され、缶底４が吸着プレート３２に吸着されると共に、缶胴３が一対の缶回転用ベルト３４に挟まれた状態で搬送される。即ち、搬送されている間、缶体２は吸着プレート３２に対して缶底４を滑らせながら缶胴３の中心軸線を中心した回転を継続する。なお、缶胴３の回転速度は、一例として５〜６０ｒｐｍの範囲、より好ましくは３０ｒｐｍ程度になるように設定されている。
【００５７】
また、搬送中の缶体２に対してメインブローが行われ、その結果、内面塗料５０が乾燥して内面塗膜７が形成される。なお、メインブロー用の温風３７の温度は、一例として２０〜６０℃に設定されている。更に、このメインブローと同時に、各缶体２に対して１秒〜５秒程度サイドブローが行われる。このサイドブロー用の温風４０の温度も、一例として２０〜６０℃に設定されている。これにより、缶体２の回転に伴う遠心力による補修塗料２４の缶胴３外周面側への流動が抑制され、その結果、切断端面６に薄く、かつ均一に被覆した状態に補修塗料２４が乾燥する。即ち、搬送コンベヤ１３によって缶体２が搬送される間に、メインブローによる内面塗料５０の予備乾燥が行われ、同時にサイドブローによる補修塗料２４の予備乾燥が行われる。
【００５８】
つぎに、缶体２は内面塗料５０と補修塗料２４とをそれぞれ完全に焼付けるために乾燥焼付炉１４に送られる。具体的には、予備乾燥された缶体２は、搬送コンベヤ１３からエレベータ１５に受け渡され、缶胴３の中心軸線を中心として回転したままの状態でエレベータ１５によって図３での上方に運ばれた後、ツイスター４２の開口部に供給される。
【００５９】
その缶体２は、更に、ツイスター４２の内部を自重によって滑り落ちる途中で缶胴３の中心軸線を水平方向に向けた姿勢から開口端部５を上側に配置した姿勢に姿勢を変更し、その状態で乾燥焼付炉１４の搬送コンベヤ４３上に載せられると共に、乾燥焼付炉１４の内部を移動しつつ、例えば２００℃〜２６０℃でかつ１〜３分程度の加熱条件で焼き付けられる。即ち、１個の缶体２に対する補修塗料２４の焼付け硬化と内面塗料５０の焼付け硬化とが同時に行われる。その結果、図１および図２に示すような、補修塗膜層１０が形成される。前述の通り、この補修塗膜層１０は、切断端面６の全周を均一な厚さで覆い、かつ切断端面６の内周側および外周側に突出した（切断端面６の内周面および外周面よりもそれぞれ内方および外方へ突出した）構造となっている。そして、その突出量α（図２参照）は、最大でも開口端部の金属壁厚ｔ程度に形成される。それを越えて突出形成させると乾燥時に補修塗膜にアワを発生させる原因となり、好ましくない。
【００６０】
焼付け工程を経た缶体２は、更に、ネックイン工程に送られる。ここでは、従来知られたネックイン成形工具ならびに方法を採用することができる。ネックイン成形工具４４は、図１０に示すように、長さ方向で内径の異なる変形円筒状のネッキングダイ４５と、そのネッキングダイ４５の内周側に中心軸線を揃えた状態で摺動可能に嵌合されたノックアウト４６とを備えている。ネッキングダイ４５における一方の開口端の内径は、対象とする缶体２の外径と同じに設定されている。また、この部分からネッキングダイ４５の他方の開口端に向けた部分が、滑らかな曲面を成した状態で小径化された構造となっている。
【００６１】
そして、ネッキングダイ４５の内周部に缶体２の開口端を嵌合させると共に、ネッキングダイ４５の内周面とノックアウト４６の外周面との隙間に向けて缶体２を押し進める。すると、開口端部５がネッキングダイ４５の内面に沿って移動しつつ変形し、その結果、開口端部５が小径化されて、缶体２のネックイン成形が完了する。缶体２をネックイン成形工具４４に押し進める際に、ネッキングダイ４５と切断端面６およびその外周側の縁部（開口端部５の外周縁）とが直接には擦り合わず、また、切断端面６およびその内周側の縁部（開口端部５の内周縁）とノックアウト４６とが直接には擦り合わないから、被加工部分には金属粉の生成に起因したいわゆる黒汚れが生じない。また、ネックイン成形工具４４に対する缶体２としての摺動抵抗が小さいから、特に缶胴３における座屈の発生が未然に防止される。
【００６２】
つぎに、この実施形態の効果を確認するため、所定の特徴を有する実施例の缶体と比較例の缶体とを用意し、各種の実験を行った結果を示す。
【００６３】
（実施例１）
実験に供した缶体２は、図１および図２に示す構造の印刷塗装缶である。即ち、缶胴の外面にはインキ層８が形成されていて、更に、そのインキ層８の上面には、ワックスやシリコン等の滑剤を含有させた熱硬化型合成樹脂からなるクリアーコート９が施されている。これに対して缶胴３の内面には、内面塗膜７が形成されている。この内面塗膜７およびクリアーコート９は、共に切断端面６から約１．０ｍｍずらした状態で備えられており、つまり金属素地の露出した部分が開口端部５の内外に形成されている。また、この缶体２の開口端部５の切断端面６には、図４に示す構成の補修塗料塗布手段２２を用いて補修塗装を施した（スプレー塗装）。そしてこの缶体２と補修塗装が施されていない缶体とを、図１１に示す曲率半径Ｒが３．０ｍｍのネッキングダイ４５を用いて、スチール缶を対象にネック加工成形力および座屈発生率について試験した。その結果を表１に示す（テストNo.１とテストNo.５）。
【００６４】
なお、ネッキングダイ４５の曲率半径Ｒを上述の値に設定したのは、４．０ｍｍ≦Ｒ≦５．０ｍｍの場合には、切断端面６に金属素地が露出した状態でも特に問題なくネックイン成形が行われ、これに対して縮径量を大きくするためＲ＜４．０ｍｍ、特に３．０ｍｍ以下にした場合には、加工時の抵抗が増加し、かつ成形力が増大して缶胴３が座屈する傾向が強いことは実験上知られている。
【００６５】
（実施例２）
缶胴３の外面に印刷すると共に、クリアー塗装を施した後、図６に示す構成の補修塗料塗布手段２２を用いて補修塗装を行った（フェルト塗装）。なお、補修塗料２４は３秒間に１回づつフェルト材２７に向けて滴下させた。そして実施例１と同様に、この補修塗装を施した缶体２と補修塗装が施されていない缶体とをアルミ缶を対象にネック加工成形力および座屈発生率について試験した。その結果を表１に示す（テストNo.２とテストNo.６）。
【００６６】
（実施例３）
印刷塗装缶１に替えてフィルム貼着缶を用い、かつ実施例１と同様の手段、即ち、図４に示す構成の補修塗料塗布手段２２を用いて補修塗装を施した（スプレー塗装）。なおこのフィルム貼着缶は、切断端面６から約０．５ｍｍ〜１．０ｍｍずらした位置に熱可塑性樹脂フィルムを熱圧着した構成であり、缶体２の金属素地が一部露出した構成となっている。これは、フィルムが開口端部５の切断端面６より飛び出すとネックイン加工時にフィルムヘヤーが発生し易くなり、缶体２の内面に付着する可能性があるためである。そして実施例１と同様に、この補修塗装を施した缶体２と補修塗装を施していない缶体とを、スチール缶を対象にネック加工成形力および座屈発生率について試験した。その結果を表１に示す（テストNo.３とテストNo.７）。
【００６７】
（実施例４）
缶胴材質がアルミからなるフィルム貼着缶を用い、かつ図４に示す補修塗料塗布手段２２を用いて補修塗装を施した（スプレー塗装）。そして実施例１と同様に、この補修塗装を施した缶体２と補修塗装を施していない缶体とを、スチール缶を対象にネック加工成形力および座屈発生率について試験した。その結果を表１に示す（テストNo.４とテストNo.８）。
【表１】
0004083920.tif 000002
【００６８】
＊材料仕様
スチール缶は、缶胴材質として板厚０．２４ｍｍの電解スズメッキ鋼板を用い、ポリエステル−アミノ系樹脂のクリアコート、フェノール系樹脂からなる補修塗料を用いた。一方、アルミ缶は、缶胴３の材質として板厚０．３０ｍｍの３００４系アルミニウム合金を採用し、クリアコートならびに補修塗料ともにスチール缶と同じ材料を用いた。
【００６９】
＊座屈缶の発生率
図１２および図１３に示すように、缶底４を下側に配置して缶体２を垂直に立てた状態で、その内側にエアー圧５ｋｇｆ／ｃｍ２  を封入すると共に、開口端部５に荷重試験機４７を組み付けて缶体２の上側から荷重を加え、その缶体２が座屈する値（Ｆ１）を測定する。なお、缶胴３の座屈は、缶胴３が帯状に潰れた場合を目視で確認して座屈強度測定値（Ｆ１）を測定する。
【００７０】
つぎに、荷重試験機４７にネックイン成形工具４４を取り付けると共に、開口端部５をネックイン成形工具４４に向けて取り付け（図示せず）、その状態で荷重を加えて開口端部５がネック成形される時のピーク値（Ｆ２）を荷重試験機４７にて測定する。ネック加工成形力のピーク値（Ｆ２）と座屈強度測定値（Ｆ１）との関係が、Ｆ２＞Ｆ１の時に座屈が発生し易い傾向がある。その傾向を確認するため前述の各実施例と各比較例とをそれぞれ１０万個づつ実機製造すると共に、座屈の有無を確認して座屈缶の発生率を算出した。
【００７１】
＊ワックス汚れ評価
アルミ缶を対象に、ネックイン成形部外面側が黒く汚れているものを目視にて確認し、同様のネックイン成形工具４４を用いてそのワックス汚れが成形開始後の何缶目から発生するかを調査した。
【００７２】
＊切断端面の補修塗膜層厚
補修塗膜層１０の厚さの測定方法は、開口端部６の複数箇所について断面写真を撮り、それを拡大して膜厚を測定した。
【００７３】
＊考察
▲１▼  補修塗膜層１０を備えたテストNo.１〜テストNo.４は、補修塗膜層１０を備えないテストNo.５〜テストNo.８に比べて、座屈発生率が減少している。なお、テストNo.３では、座屈発生率０．００１%であるものの、この値は無視できる範囲、即ち、ネック成形可能な範囲である。
【００７４】
アルミ缶の場合、フィルム貼着缶のテストNo.４とテストNo.８を比較すると、テストNo.４は、テストNo.８に比べてネック加工成形力（Ｆ２）が２０ｋｇｆ〜４０ｋｇｆ減少している。一方、印刷塗装缶１のテストNo.２とテストNo.６とを比較すると、テストNo.２は、テストNo.６に比べてネック加工成形力（Ｆ２）が１０ｋｇｆ〜３０ｋｇｆ減少していることが分かる。
【００７５】
スチール缶の場合、フィルム貼着缶のテストNo.３とテストNo.７とを比較すると、テストNo.３はテストNo.７に比べてネック加工成形力が３０ｋｇｆ程度減少していることが分かる。印刷塗装缶１のテストNo.１とテストNo.５とを比較すると、テストNo.１はテストNo.５に比べてネック加工成形力（Ｆ２）が２０〜３０ｋｇｆ減少していることが分かる。
【００７６】
全体として切断端面に補修塗装したものは、ネック加工成形力（Ｆ２）が１０〜１５%減少しており、成形し易くなっていることが分かる。つまり、座屈発生に対し抑制効果が認められた。なお、切断端面６の補修塗装手段として、スプレー塗装とフェルト塗装とに優劣差は認められなかった。
【００７７】
▲２▼  表１には記載しなかったが、補修塗膜層１０の厚さが２．０μｍを越える場合には、特にフィルム貼着アルミ缶では、全周均一厚さであってもネックイン加工部分にシワの発生する現象が生じた。また、１．０μｍ未満では、１段目のネックイン加工時にネックイン成形工具４４との接触で補修塗膜層１０が擦り切れることにより、２段目のネックイン加工には抵抗を減少させる効果が顕著にみられなくなった。補修塗膜層１０の損傷は、塩化水素３５%含有のアセトン硫酸銅水溶液を用いた試験で全周に亘り腐蝕箇所が点在していたことが分かった。
【００７８】
▲３▼  また、表１には記載しなかったが、サイドブローをしなかったものは、サイドブローを行った場合と比較して、切断端面６に付着した補修塗料２４が、同じ１．５μｍの膜厚であっても、缶胴３の側面に流れ込む影響でネックイン加工時のシワの発生が約１５%多くなることが分かった。なお、ワックス汚れについてはアルミ缶の場合のみ確認したが、補修塗膜層１０なしの場合には、印刷塗装缶で３万缶目からワックス汚れが目立ち始め、また、フィルム貼着缶では７千缶目からワックス汚れが目立ち始めるのに対して、補修塗膜層１０を備えたものは大量の缶でもワックス汚れがなく、従って、補修塗膜層１０の効果があることが分かった。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１の発明によれば、開口端部におけるネックイン加工が施される部位の切断端面の全体に熱硬化型合成樹脂からなる塗膜層が形成されていて、ネックイン加工に用いる成形工具との滑り性が良好であるから、ネックイン加工時における開口端部のシワの発生ならびに胴部の座屈発生を抑制でき、効率よい連続生産が可能となる。また、胴部外面にフィルムを接着した缶において開口端部から金属素地が露出していても胴部の座屈が減少し、生産効率の向上を図ることができる。更に、フィルム貼着アルミ缶製の胴部においては、ネックイン加工時のアルミ粉の脱落が減少し、それに伴ってワックス等を汚すこともなくなり、そのうえフランジ加工時の工具へのアルミ粉の付着もなくなるから、安定した品質の金属缶の連続生産が可能となる。また、切断端面被覆層の幅が、切断端面の内外周側に突き出た幅に設定されていて、切断端面の内周側および外周側の縁部における金属素地がネックイン成形工具に対して直接には接触しないので、金属紛の生成をより確実に防止することができ、ひいては金属缶の生産性を更に向上させることができる。そして、塗膜層の突出量が最大でも金属壁厚以下とされているので、塗膜層を乾燥させる際にアワが発生することを防止もしくは抑制することができる。
【００８１】
また、請求項２の発明によれば、切断端面被覆層の厚さが、１．０μｍ乃至１．５μｍの範囲内に設定されているから、複数段のネックイン加工によっても塗膜層が完全に擦り切れるおそれがなく、そのうえ塗膜層が過度に厚いことに起因した被加工箇所へのシワの発生がないから、金属缶の生産性の向上を更に図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  切断端面に補修塗膜層を備えた印刷塗装缶を示す断面図である。
【図２】  その印刷塗装缶の開口端部を示す拡大断面図である。
【図３】  請求項４および請求項５の発明に係る製造ラインを示す概略図である。
【図４】  補修塗料塗布手段の一例を示す概略図である。
【図５】  補修塗料塗布手段の他の例を示す概略図である。
【図６】  補修塗料塗布手段の更に他の例を示す概略図である。
【図７】  補修塗料塗布手段の他の例を示す概略図である。
【図８】  搬送コンベヤおよびその搬送コンベヤによって搬送される状態の缶体を示す概略図である。
【図９】  搬送コンベヤにおける各部材と缶体との配置関係を概略的に示す断面図である。
【図１０】  ネックイン成形工具を概略的に示す断面図である。
【図１１】  ネックイン加工時における開口端部とネックイン成形工具との組み付け状態を示す断面図である。
【図１２】  缶体内部に空気を圧入し、かつ荷重試験機を組み付けた状態を示す概略図である。
【図１３】  更に荷重を掛けた状態を示す概略図である。
【符号の説明】
１…印刷塗装缶、  ２…缶体、  ３…缶胴、  ４…缶底、  ５…開口端部、  ６…切断端面、  １０…補修塗膜層、  １２…塗装機、  １４…乾燥焼付炉、  ２２…補修塗料塗布手段、  ２４…補修塗料、  ３８…送風機、  ４０…サイドブロー。
【図１】
0004083920.tif 000003
【図２】
0004083920.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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