JP2006089065A - ボトル缶 - Google Patents

Abstract

【課題】 ホットパック時などにおいて温度が高められる場合であっても、開栓時のキャップの開栓性が低下することを抑制したボトル缶を提供すること。
【解決手段】 缶基体１１と、缶基体１１の内面に形成されて硬化樹脂及びワックスを含む内面塗装膜１２とを有し、缶基体１１が、閉栓時にキャップ２に設けられたライナー２３と当接するカール部１９を有し、ワックスの融点が、８５℃以上である。また、ワックスが、マイクロクリスタリン、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスあるいはフッ素樹脂ワックスによって構成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えばホットパック時やレトルト殺菌時などのように温度が高められるボトル缶に関する。

一般に、飲料用の缶として広く使用されているボトル缶は、アルミニウムやアルミニウム合金製の金属板に対して絞り加工（Drawing）と、次いで行われるしごき加工（Ironing）と、その次に行われるネックイン加工とを施すことによって、上部に口金部を設けて製造される。さらに、この口金部には、成形ローラなどを用いたネジ成形加工を施すことによって、外側にキャップに形成される雌ネジ部と螺合する雄ネジ部と、カール部とが設けられる。これによって、飲料が充填された後に、ボトル缶の口金部にキャップを螺着して閉栓される。このとき、カール部は、キャップの内面に配設されたライナーと当接する。なお、ボトル缶を開栓させる際には、ボトル缶からキャップを離間させる方向に回転させる。

ところで、このようなボトル缶の内面には、その内容物に対してボトル缶の地肌である金属面を保護して、ボトル缶の腐食を防止するために、例えばエポキシ／アクリル系樹脂のような硬化樹脂を含有する塗料組成物からなる塗装膜が形成されている。この塗装膜は、絞り加工及びしごき加工を施すことで形成された有底筒状体の内面に塗料を噴霧しながら塗布し、これを乾燥、硬化させることで形成されたものである。

この塗装膜には、ネックイン加工及びネジ成形加工における加工時に金属面を傷付けることを防止して加工性を向上させることや、ボトル缶を開栓する際のキャップの開栓性を向上させるために、ワックスが添加されている。ここで、このワックスとしては、例えばカルナバワックスやラノリンワックスが用いられている。なお、口金部に形成されたカール部において、ボトル缶の内面に形成された塗装膜は、閉栓時にキャップの内面に配設されたライナーと接触している。
実用新案登録第２５４５６０９号公報

しかしながら、上記従来のボトル缶には、以下の課題がある。すなわち、上記従来のボトル缶は、例えばお茶やミネラルウォーターのように高温加熱することで殺菌した飲料を充填するホットパック時のように、ボトル缶自体が加熱されると、ボトル缶の内面に形成された塗装膜に添加されているワックスが溶融する。そして、ライナーが溶融したワックスを吸着することによってライナーが軟化し、キャップを開栓する際の開栓トルクが増大するという問題がある。

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、ホットパック時などにおいて温度が高められる場合であっても、開栓時のキャップの開栓性が低下することを抑制したボトル缶を提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明にかかるボトル缶は、缶基体と、該缶基体の内面に形成されて硬化樹脂及びワックスを含む内面塗装膜とを有し、前記缶基体が、閉栓時にキャップに設けられたライナーと当接するカール部を有するボトル缶であって、前記ワックスの融点が、８５℃以上であることを特徴とする。

この発明によれば、ボトル缶にホットパックによって８０℃に加熱した飲料を充填してその後キャップを螺着したときに、カール部においてライナーと接触している内面塗装膜が溶融し、内面塗装膜に添加されているワックスがライナーに吸着されることを防止する。これにより、ワックスの吸着によるライナーの軟化が抑制され、キャップ開栓時の開栓トルクの増大に起因するキャップの開栓性が低下することを回避することができる。

また、本発明にかかるボトル缶は、前記ワックスが、マイクロクリスタリン、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスあるいはフッ素樹脂ワックスを含有することが好ましい。
この発明によれば、融点が８５℃以上であるマイクロクリスタリン、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスあるいはフッ素樹脂ワックスを添加した内面塗装膜を形成することで、上述と同様にホットパック時における開栓性の低下を回避することができる。

また、本発明にかかるボトル缶は、前記ワックスの融点が、１２０℃以上であることが好ましい。
この発明によれば、ホットパック時よりもボトル缶の温度が高い１２０℃で処理するレトルト殺菌時においても、内面塗装膜に添加されているワックスが溶融しない。これにより、上述と同様に、キャップの開栓性が低下することを回避することができる。

また、本発明にかかるボトル缶は、前記ワックスが、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスあるいはフッ素樹脂ワックスを含有することが好ましい。
この発明によれば、融点が１２０℃以上であるポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスあるいはフッ素樹脂ワックスを添加した内面塗装膜を形成することで、上述と同様にレトルト殺菌時における開栓性の低下を回避することができる。

また、本発明にかかるボトル缶は、前記ワックスの添加量が、前記硬化樹脂に対して、０．０５重量％以上１．０重量％以下であることが好ましい。
この発明によれば、ワックスの添加量を硬化樹脂に対して０．０５重量％以上とすることで、表面のすべりを維持して加工時に缶基体が傷付くことを防止する。また、１．０重量％以下とすることで、加工時において内面塗装膜にクラックが発生することを防止し、エナメル値が適切な値となる。

本発明のボトル缶によれば、融点が８５℃以上のワックスを含有する内面塗装膜が設けられているので、ホットパック時において加熱した飲料を充填してもワックスが溶融してキャップ内面に設けられたライナーに吸着されることを抑制する。したがって、ボトル缶自体の温度が高められる場合でも、ボトル缶の開栓時におけるキャップの回転トルクを増大させず、開栓性が低下しない。

以下、本発明によるボトル缶の一実施形態を図面に基づいて説明する。
本実施形態におけるボトル缶１は、図１に示すように、キャップ２が螺着されることで、キャップ付ボトル缶３として用いられるものであって、アルミニウムあるいはアルミニウム合金などからなる缶基体１１の内面に内面塗装膜１２を形成し、外面に外面塗装膜１３を形成したものである。

缶基体１１は、大径の胴部１４と、この胴部１４の上端から上方に向かうにしたがって漸次縮径して形成されたテーパ部１５と、このテーパ部１５の上端から上方に延在して形成された小径の口金部１６とを備えている。
口金部１６は、その下端部に径方向に膨出して形成されたかぶら部１７と、このかぶら部１７の上方かつ口金部１６の軸方向ほぼ中央部に形成された雄ネジ部１８と、口金部１６の上端縁を径方向外方へ折り曲げて形成されたカール部１９とを備えている。なお、このカール部１９は、スロット加工されることで潰され、これにより若干のアールを有する突出部が形成される。

内面塗装膜１２は、缶基体１１を保護して缶基体１１とボトル缶１の内容物とが接触することで、この影響によって缶基体１１が腐食することなどを防止するために形成された塗装膜である。そして、内面塗装膜１２の原料は、硬化したエポキシ／アクリル系樹脂を水性溶媒で溶かし、これにワックスを添加することによって構成される。
ワックスには、融点が１２５℃であるポリエチレンワックスが用いられており、その添加量がエポキシ／アクリル系樹脂に対して０．０５重量％以上１．０重量％以下となっている。

外面塗装膜１３は、缶基体１１の上面に形成されたサイズコート膜（図示略）と、サイズコート膜の上面に形成された印刷膜（図示略）と、印刷膜の上面に形成されたオーバーバーニッシュ膜（図示略）とによって構成されている。
サイズコート膜は、缶基体１１と印刷膜との密着性を向上させるために形成された塗装膜である。そして、サイズコート膜の原料は、例えば硬化したエポキシ／フェノール系樹脂または硬化したポリエステル／アミノ系樹脂を溶剤で溶かすことによって構成される。なお、サイズコート膜の原料には、適宜の顔料が添加されてもよい。
インク膜は、缶基体１１の外表面を装飾するために形成された塗装膜である。そして、インク膜の原料は、色彩を有するインキによって構成される。
オーバーバーニッシュ膜は、インク膜の保護や、表面のすべりを良好にして加工性を向上させるために形成された塗装膜である。そして、オーバーバーニッシュ膜の原料は、例えば硬化したエポキシ／フェノール系樹脂または硬化したポリエステル／アミノ系樹脂を溶剤で溶かし、これにワックスを添加することによって構成される。

キャップ２は、ボトル缶１と同様にアルミニウムあるいはアルミニウム合金などからなり、天面部２１とこの天面部２１の周縁からほぼ垂下した側面部２２とによって構成されている。そして、天面部２１の内面には、ライナー２３が配設されている。このライナー２３は、ほぼ円板形状を有しており、ポリプロピレンによって構成されている。

次に、以上のように構成されたボトル缶１の製造方法について、図２を用いて説明する。
まず、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３１に、まずＤＩ加工工程を施すことによってＤＩ缶（有底筒状体）３２を形成する。
このＤＩ加工工程は、アルミニウム円板３１からカップ３３を形成する絞り工程と、カップ３３を所定高さの筒状缶体３４に形成する再絞り加工及びしごき加工と、筒状缶体３４の上端３４ａを切りそろえてＤＩ缶３２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３１の板厚とほぼ同じ厚みにカップ３３は、再絞り加工及びしごき加工によって所定厚み及び高さの筒状缶体３４に加工されるが、その際に、筒状缶体３４の上端３４ａ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３２の上端３２ａは、一様の高さに形成される。このＤＩ加工工程の後、ウォッシャで洗浄され、耐腐食性向上のためにクロムやジルコニウムなどで化成処理が行われる。

次に、ＤＩ加工工程によって形成されたＤＩ缶３２に、内面塗装処理及び外面塗装処理を施すことでＤＩ缶３２の内面及び外面にそれぞれ上述した内面及び外面塗装膜１２、１３を有する原型缶基体３５を形成する。
内面塗装処理は、塗料の噴き付けによって行われ、塗料を噴霧しながらＤＩ缶３２を缶軸回りに回転させることにより、ＤＩ缶３２の内面に塗料を塗布する。そして、これを焼付け乾燥させることで、内面塗装膜１２が形成される。
また、外面塗装処理は、内面塗装処理と同様に、塗料の噴き付けによって行われ、ＤＩ缶３２の全周を周回するように塗装される。ここで、ＤＩ缶３２の全周に良好に塗装されるように、塗装の周回開始部分と塗装の周回終了部分とが重複するように塗装されている。そして、これを焼付け乾燥させることで、外面塗装膜１３が形成される。
以上のようにして、ＤＩ缶３２の内面及び外面にそれぞれ内面及び外面塗装膜１２、１３を形成した原型缶基体３５が形成される。

次に、内面及び外面塗装処理によって内面及び外面塗装膜１２、１３が形成された原型缶基体３５に、ネックイン加工を施すことによって、テーパ部１５及び口金部１６が形成された原型ボトル缶３６を形成する。そして、この原型ボトル缶３６に、成形ローラなどを用いたネジ成形加工を施すことによって口金部１６に雄ネジ部１８を形成すると共に、開口端を径方向外方へ向けて折り返してカール部１９を形成することで、ボトル缶１となる。この後、ボトル缶１に飲料が充填された後は、図示しないキャッププリフォームを口金部１６に被せ、成形ローラなどによって雄ネジ部１８に合わせた雌ネジ部２４が形成され、キャップ２となる。このとき、カール部１９とライナー２３とが接触し、キャップ付ボトル缶３の密封性が保たれている。
ここで、ボトル缶１の内部に充填される飲料として、ミルク入りコーヒーやスープなどのようにレトルト殺菌が必要な飲料や、お茶やミネラルウォーターなどのようにホットパックで充填される飲料が挙げられる。

このように構成されたボトル缶１によれば、内面塗装膜１２にポリエチレンワックスを添加することで、ホットパック時やレトルト殺菌時においてボトル缶１を加熱しても、カール部１９を被覆している内面塗装膜１２のワックスが溶融してキャップ２に配設されたライナー２３に吸着されることを抑制する。これにより、ライナー２３の軟化が抑制されてキャップ２の開栓トルクが増大することを防止する。
このとき、ワックスの添加量を、エポキシ／アクリル系樹脂に対して０．０５重量％以上１．０重量％以下とすることで、内面塗装処理後に行われるネックイン加工やネジ成形加工において缶基体１１を傷付けることを防止すると共に、加工時に内面塗装膜１２にクラックが発生することを抑制する。

次に、本発明にかかるボトル缶を、実施例により具体的に説明する。
まず、実施例１〜４として、マイクロクリスタリン（融点８８℃）、ポリエチレンワックス（融点１２５℃）、ポリプロピレンワックス（融点１３５℃）及びフッ素樹脂ワックス（融点３００℃以上）をそれぞれ内面塗装膜に添加したボトル缶を製作した。また、比較例１、２として、ワックスに、カルナバワックス（融点８０℃）及びラノリンワックス（融点４０℃）をそれぞれ内面塗装膜に添加したボトル缶を製作した。
このように製作したボトル缶に対して、それぞれホットパック時、レトルト殺菌時での温度に加熱し、そのときの開栓トルクを測定した。この測定結果を表１に示す。なお、表１において、消費者にとって開栓されやすいものとして、開栓トルクの大きさが２００Ｎ・ｍ以下である場合を○と表記し、２００Ｎ・ｍよりも大きい場合を×と表記している。

表１より、融点が８５℃以上であるマイクロクリスタリン、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス及びフッ素樹脂ワックスを用いたボトル缶は、ホットパック時の温度に加熱しても開栓性が低下しないことがわかった。また、融点が１２０℃以上であるポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス及びフッ素樹脂ワックスを用いたボトル缶は、レトルト殺菌時の温度に加熱しても開栓性が低下しないことがわかった。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、缶基体としてアルミニウムまたはアルミニウム合金を用いたが、これらに限らず、スチールなど他の金属を用いてもよい。また、アルミニウム板材から一体的に形成されているが、缶底が別部材によって形成されたツーピース缶であってもよい。
また、内面塗装膜に添加されるワックスとして、ポリエチレンワックスを用いたが、これに限らず、マイクロクリスタリン、ポリプロピレンワックスあるいはフッ素樹脂ワックスを用いてもよい。ここで、ポリプロピレンワックスとフッ素樹脂ワックスとは、共に融点が１２０℃以上であるため、ホットパックを行うボトル缶のみならずレトルト殺菌を行うボトル缶に適用することができる。

本発明の一実施形態におけるキャップ付ボトル缶を示す部分断面図である。 図１のボトル缶の製造工程を示す斜視図である。

符号の説明

１ ボトル缶
２ キャップ
１１ 缶基体
１２ 内面塗装膜
１９ カール部
２３ ライナー

Claims (5)

1. 缶基体と、該缶基体の内面に形成されて硬化樹脂及びワックスを含有する内面塗装膜とを有し、
   前記缶基体が、閉栓時にキャップに設けられたライナーと当接するカール部を有するボトル缶であって、
   前記ワックスの融点が、８５℃以上であることを特徴とするボトル缶。
2. 前記ワックスが、マイクロクリスタリン、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスあるいはフッ素樹脂ワックスを含有することを特徴とする請求項１に記載のボトル缶。
3. 前記ワックスの融点が、１２０℃以上であることを特徴とする請求項１に記載のボトル缶。
4. 前記ワックスが、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスあるいはフッ素樹脂ワックスを含有することを特徴とする請求項３に記載のボトル缶。
5. 前記ワックスの添加量が、前記硬化樹脂に対して、０．０５重量％以上１．０重量％以下であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のボトル缶。
   

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