JP2006089066A - ボトル缶 - Google Patents

Abstract

【課題】 市場において加熱状態で販売されている、ホット販売時であっても、キャップの開栓トルクを適宜な値に保ち、開栓性の低下を防止したボトル缶を提供すること。
【解決手段】 金属製の缶基体１１と、缶基体１１の外面に形成された塗装膜１３とを有し、缶基体１１が、キャップ２に設けられた雌ネジ部２４と螺合する雄ネジ部１８を有する口金部１６を有し、口金部１６の塗装膜１３が、エポキシ樹脂を主体として構成されている。また、塗装膜１３のゲル分率が、６０％以上８５％以下である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば加温状態で販売されている、いわゆるホット缶のように加温さ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、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、外側にキャップに設けられる雌ネジ部に螺合する雄ネジ部と、キャップの内面に配設されたライナーと当接する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。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。

このようなボトル缶には、金属板の加工前あるいは加工後に、各種の塗装処理が施される。これは、ボトル缶の缶基体の表面に、サイズコート膜が塗装され、十分に焼付け乾燥された後に、さらに文字や絵柄などのインク膜がインキを用いて印刷され、さらにその上に、オーバーバーニッシュ膜が塗装される。ここで、このサイズコート膜及びオーバーバーニッシュ膜を塗装する塗装処理は、ボトル缶全体、すなわちボトル缶の口金部にも塗装されている。したがって、キャップを口金部に螺着した際に、口金部の外面に形成された塗装膜とキャップの内面に形成された他の塗装膜とが接触していることになる。

このようにボトル缶の口金部が塗装されると、キャップを用いてボトル缶を閉開栓する際に、キャップが滑らかに回転することとなる。また、塗装膜によってボトル缶の口金部を含むボトル缶の外表面を傷付きにくいものとなり、飲料商品としても安全性が高められると共に、商品価値が維持されたものとなる。ここで、このボトル缶には、市場に置かれる場合において、一般に５０℃〜６０℃くらいまで温められて販売される、いわゆるホット缶として用いられるものがある。
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、加工性を保つためにガラス転移点が５５℃以下であるポリエステル樹脂を含有する塗装膜が用いられている。したがって、ホット缶として販売すると塗装膜が軟化し、キャップの内面に塗装された他の塗装膜との間でブロッキングが生じることがある。これにより、キャップが滑らかに回転しにくくなり、キャップを開栓するために必要な開栓トルクが大きくなることで開栓性が低下するという問題がある。また、ガラス転移点が５５℃以上のポリエステル樹脂を用いると、ボトル缶の加工時における加工性とウェットインキ特性との両立が困難である。ここで、塗装膜の厚さを薄くすることで開栓トルクの増大を抑制することが考えられるが、塗装膜の膜厚を薄くし過ぎるとボトル缶が傷付きやすくなり、塗装膜を形成する本来の意義が失われてしまう虞がある。

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、市場において加熱状態で販売されている、ホット販売時であっても、キャップの開栓トルクを適宜な値に保ち、開栓性の低下を防止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、金属製の缶基体と、該缶基体の外面に形成された塗装膜とを有し、前記缶基体が、キャップに設けられた雌ネジ部と螺合する雄ネジ部を有する口金部を有するボトル缶において、前記口金部の前記塗装膜が、エポキシ樹脂を主体として構成されていることを特徴とする。

この発明によれば、エポキシ樹脂を主体として構成された塗装膜を用いることで、この塗装膜のガラス転移点が６０℃より高くなる。これにより、ホット販売時であってもこの塗装膜が軟化せず、キャップの内面に形成された塗装膜との間でブロッキングを生じない。したがって、キャップの開栓トルクを適宜な値に保って開栓性の低下を防止することができる。
ここで、エポキシ樹脂の含有量は、塗装膜に対して６０重量％以上であることが望ましい。

また、本発明にかかるボトル缶は、前記塗装膜のゲル分率が、６０％以上８５％以下であることが好ましい。
この発明によれば、ゲル分率が６０％以上であることによって加工時に塗装膜が剥がれることを防止し、ゲル分率が８５％以下であることによって加工時に塗装膜が割れることを防止する。

また、本発明にかかるボトル缶は、前記塗装膜が、架橋剤としてアミノ樹脂あるいはフェノール樹脂を含有することが好ましい。
この発明によれば、エポキシ樹脂に架橋剤としてアミノ樹脂あるいはフェノール樹脂を用いて、ゲル分率が６０％以上８５％以下である塗装膜を構成する。

本発明のボトル缶によれば、ガラス転移点が６０℃より高いエポキシ樹脂を含有する塗装膜を口金部に形成することで、ホット販売時においてもキャップの開栓トルクを適切な値に保ち、開栓性を低下させることがない。

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の外面に塗装膜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。

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。この塗装膜１３の平均膜厚は、２μｍ以上１０μｍ以下となるように形成されている。

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、高分子ポリエステル／アミノ系の塗料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には、例えば硬化したエポキシ／フェノール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。ここで、オーバーバーニッシュ膜は、原料を構成しているエポキシ樹脂として、１ｄｍ^３中のエポキシのグラム当量が１７５０ｇ／ｅｑ以上２２００ｇ／ｅｑ以下であるものを用いている。また、適宜のフェノール樹脂を架橋剤とすることで、ゲル分率が６０％以上８５％以下となっている。なお、原料として添加されるワックスには、カルナバワックスやラノリンワックスなどが挙げられる。

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。
また、このキャップ２は、ボトル缶２に備えられるブリッジ支持具（図示略）に、ブリッジ（図示略）を介して一時的に固着される。そして、消費者は、キャップ２を回転させてそのブリッジを切断し、ボトル缶２を開栓する。

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、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塗装膜１３を有する原型缶基体３５を形成する。
塗装処理は、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。これは、まず、サイズコート膜を塗装し、これを２００℃、６０分間で焼付け乾燥させることでサイズコート膜を形成する。そして、印刷・乾燥によってインク膜を形成し、その後サイズコート膜と同様にオーバーバーニッシュ膜を形成することによって、塗装膜１３を形成する。
以上のようにして、ＤＩ缶３２に塗装膜１３を形成した原型缶基体３５が形成される。
ここで、焼付け後のサイズコート膜及びオーバーバーニッシュ膜のゲル分率は、それぞれ６０％以上８５％以下となるように形成されている。

次に、塗装処理によって塗装膜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。

このように構成されたボトル缶１によれば、塗装膜１３としてエポキシ当量が１７５０ｇ／ｅｑ以上２２００ｇ／ｅｑ以下であるエポキシ樹脂を原料として含有しているので、塗装膜１３のガラス転移点が１００℃以上となる。これにより、５０℃〜６０℃に加熱した状態で販売されるホット販売においても、塗装膜１３が軟化せず、キャップ２の内面との間でブロッキングを発生することを抑制する。したがって、キャップ２の開栓トルクを適切な値に保って開栓性の低下を防止する。
また、塗装膜１３が、フェノール樹脂を架橋剤として含有し、そのゲル分率が６０％以上８５％以下であることで、ネックイン加工やネジ成形加工における塗装膜１３の剥がれや割れを抑制し、安定した加工を行うことができる。

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１〜５として、異なるアルミ樹脂またはフェノール樹脂を架橋剤として添加することによって、ゲル分率がそれぞれ、５５％、６０％、８０％、８５％、９０％である塗装膜を形成したボトル缶を製作した。また、比較例１、２として、ガラス転移点がそれぞれ４５℃、６５℃のポリエステル／アミノ系の塗料である塗装膜を形成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、それぞれホット販売時での温度である５０℃〜６０℃に加熱し、そのときの開栓トルクを測定した。また、雄ネジ部の加工時における塗装膜の割れや剥がれの有無を確認した。この測定結果を表１に示す。なお、開栓トルクの測定にあっては、ファーストトルクとセカンドトルクとについて測定している。ここで、ファーストトルクとは、キャップを回転させて前記ブリッジ支持具に一時的に固着するブリッジを切断するのに要する回転トルクを意味し、セカンドトルクとは、通常キャップを回転させるのに要する回転トルクを意味する。また、塗装膜の割れや剥がれがなかったときを○と表記している。

表１より、塗装膜がエポキシ樹脂を含有していることでホット販売における加熱温度であっても開栓トルクが適宜の値で維持されていることがわかった。また、塗装膜のゲル分率を６０％以上８５％以下とすることで、ネックイン加工及びネジ成形加工などの加工時に、塗装膜に割れや剥がれが発生しないことを確認した。

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、サイズコート膜とオーバーバーニッシュ膜とにエポキシ樹脂を含有しているが、オーバーバーニッシュ膜のみにエポキシ樹脂を含有していればよい。
また、架橋剤として、アミノ樹脂を用いてもよい。

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
１３ 塗装膜
１６ 口金部
１８ 雄ネジ部
２４ 雌ネジ部

Claims (3)

1. 金属製の缶基体と、該缶基体の外面に形成された塗装膜とを有し、
   前記缶基体が、キャップに設けられた雌ネジ部と螺合する雄ネジ部を有する口金部を有するボトル缶において、
   前記口金部の前記塗装膜が、エポキシ樹脂を主体として構成されていることを特徴とするボトル缶。
2. 前記塗装膜のゲル分率が、６０％以上８５％以下であることを特徴とする請求項１に記載のボトル缶。
3. 前記塗装膜が、架橋剤としてアミノ樹脂あるいはフェノール樹脂を含有することを特徴とする請求項２に記載のボトル缶。
   

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