JP2007084081A - ボトル缶の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ネックイン加工時にしわが発生する等の不具合を生じさせることなくボトル缶を形成する。
【解決手段】 金属板に絞り加工およびしごき加工を施して形成されたＤＩ缶１０の外表面に外面塗料を塗布するとともに、ＤＩ缶１０の内表面に内面塗料を吹き付けた後に、これらの塗料を乾燥させて外面塗膜３８および内面塗膜３７を形成し、その後このＤＩ缶１０の缶軸方向上部１３にネックイン加工を施して肩部３１と口金部３４とを形成し、さらにこの口金部３４の開口端部にカール部３３を形成してボトル缶３０を形成するボトル缶の製造方法であって、ＤＩ缶１０の内表面のうち少なくとも缶軸方向上部１３に内面塗料を吹き付ける際、この吹き付け位置の缶軸方向上端１０ｄを、このＤＩ缶１０の開口端１０ａ、若しくはこの開口端１０ａより下方、かつこのＤＩ缶１０の開口端部１０ｂの下端より上方に位置させる。
【選択図】 図１

Description

この発明はボトル缶の製造方法に関するものである。

飲料等の内容物が充填される容器として、口金部に対してキャップが着脱可能とされたボトル缶が知られている。このボトル缶は、金属板に絞り加工およびしごき加工が施されてＤＩ缶とされた後に、この開口端部にトリム加工を施してこれを切除し、その後このＤＩ缶の内外表面にそれぞれ、内面塗膜および外面塗膜を形成した後に、このＤＩ缶の缶軸方向上部（以下、「ＤＩ缶の上部」という）にネックイン加工を施して、胴部の上端に連なる肩部とこの肩部の上端に連なる口金部とを形成し、その後この口金部にねじ成形加工やカール部成形加工等が施されて形成される。

ここで、前記内面塗膜は、例えば下記特許文献１に示されるように、充填された内容物に対する耐腐食性をボトル缶に具備させる等のために形成され、エポキシアクリル系樹脂あるいはポリエステル系樹脂等の熱硬化性樹脂により形成されている。この内面塗膜は、一般にＤＩ缶の内表面に内面塗料を霧状にして吹き付けた後に、これを乾燥して硬化させることにより形成される。
特開２００３−１９１９２６号公報

しかしながら、従来のボトル缶の製造方法では、内面塗料をＤＩ缶の内表面に吹き付けるときに、その吹き付け位置の缶軸方向上端をＤＩ缶の缶軸方向上端よりも上方に位置させることにより、ＤＩ缶の上部に形成される内面塗膜の膜厚をその全域に亙って安定させることがなされている。

したがって、ＤＩ缶の内表面に向けて吹き付けられた内面塗料の一部が、この内表面に付着せず周囲に飛散してしまうことがあり、この塗料の歩留まりや周囲環境を悪化させるおそれがある。また、周囲に飛散する内面塗料の一部が、ＤＩ缶の外表面に付着することによりこの外表面を汚し、ボトル缶の美観を損ねたり、あるいはこの外表面に付着した内面塗料が前記各塗膜形成後に微小な突起体となり、この突起体がネックイン加工時にしわを発生させる起点として作用するおそれもある。

この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、ネックイン加工時にしわが発生する等の不具合を生じさせることなくボトル缶を形成することができるボトル缶の製造方法を提供することを目的とする。

このような課題を解決して、前記目的を達成するために、本発明のボトル缶の製造方法は、金属板に絞り加工およびしごき加工を施して形成されたＤＩ缶の外表面に外面塗料を塗布するとともに、前記ＤＩ缶の内表面に内面塗料を吹き付けた後に、これらの塗料を乾燥させて外面塗膜および内面塗膜を形成し、その後このＤＩ缶の缶軸方向上部にネックイン加工を施して肩部と口金部とを形成し、さらにこの口金部の開口端部にカール部を形成してボトル缶を形成するボトル缶の製造方法であって、前記ＤＩ缶の内表面のうち少なくとも前記缶軸方向上部に前記内面塗料を吹き付ける際、この吹き付け位置の缶軸方向上端を、このＤＩ缶の開口端、若しくはこの開口端より下方、かつこのＤＩ缶の開口端部の下端より上方に位置させることを特徴とする。

この発明によれば、前記吹き付け位置の缶軸方向上端を、このＤＩ缶の開口端、若しくはこの開口端より下方、かつこのＤＩ缶の開口端部の下端より上方に位置させるので、ＤＩ缶の上部内表面に吹き付けた内面塗料が、このＤＩ缶の開口端を越えて周囲に飛散したり、あるいはＤＩ缶の外表面に付着したりするのを防ぐことが可能になり、この塗料の歩留まりや周囲環境を悪化させること、およびネックイン加工時にＤＩ缶にしわが発生することを防止することができる。

ここで、前記内面塗膜および前記外面塗膜を形成した後、前記ネックイン加工を施す前に、前記ＤＩ缶の開口端部に前記トリム加工を施し、この開口端部を切除してもよい。

この場合、前記吹き付け位置の缶軸方向上端を、このＤＩ缶の開口端、若しくはこの開口端より下方、かつこのＤＩ缶の開口端部の下端より上方に位置させたことによって、ＤＩ缶の開口端部に内面塗膜が形成されていなかったり、あるいはその膜厚が薄くなり過ぎていたとしても、この開口端部をネックイン加工前に切除するので、ネックイン加工時に、ＤＩ缶の内側に配置される内側金型の外表面が、前記ＤＩ缶の開口端部によって傷付いたり、焼き付いたりするのを防ぐことができる。

さらに、ネックイン加工前のＤＩ缶に前記トリム加工を施すので、ネックイン加工により形成された口金部の開口端部にカール部を形成する際、この開口端部の内表面に内面塗膜が形成されていなかったり、その膜厚が薄くなりすぎていることはなく、十分な膜厚の内面塗膜が形成された前記開口端部にカール部を形成することができる。

したがって、カール部を形成する際に、この開口端部の内表面、つまりカール部の外表面に大きな摩擦力が発生して傷が付くのを防ぐことが可能になり、外観不良の発生を防止することができる。
なお、前記トリム加工により切除するＤＩ缶若しくは口金部の開口端部は、その開口端から缶軸方向下方に０．５ｍｍ以上離れた位置までの部分としてもよい。

さらに、前記ＤＩ缶の外表面に外面塗料を塗布する際、この塗布位置の缶軸方向上端を、このＤＩ缶の開口端より下方、かつ前記開口端部の下端より上方に位置させてもよい。

この場合、ＤＩ缶の内側に配置されてこのＤＩ缶を支持するマンドレルと、このマンドレルの中心軸線と平行な中心軸線を有し、かつＤＩ缶の外側に配置される塗布ロールとを備え、ＤＩ缶の内外周面をマンドレルと塗布ロールとで挟み込んだ状態で、このＤＩ缶をその缶軸回りに塗布ロールの外周面に対して相対的に回転させることにより、このＤＩ缶の外周面の全周に外面塗料を塗布する構成とされた外面塗料塗布装置を用いて、ＤＩ缶の外表面に外面塗料を塗布する際、塗布ロールのうち、ＤＩ缶の上部に外面塗料を塗布する一端部側の端面を、ＤＩ缶の缶軸方向において、開口端よりも胴部側に位置させることが可能になる。

したがって、ＤＩ缶の外表面に塗布された外面塗料が、ＤＩ缶の開口端を乗り越えてマンドレルの外表面に付着するのを防ぐことが可能になり、次のＤＩ缶がマンドレルによりその内周面側から支持されたときに、このＤＩ缶の内周面に外面塗料が付着するのを防ぐことができる。これにより、ボトル缶の検査において、この外面塗料の付着した部分が異物と判定されるのを防ぐことができる。

さらに、ネックイン加工前に、ＤＩ缶の外表面において外面塗膜が形成されていない金属露出部分の位置する前記開口端部にトリム加工を施してこれを切除する場合には、ネックイン加工時に、ＤＩ缶の上部をその外周面側から絞る外側金型の内表面が、前記金属露出部分によって傷付けられたり、焼き付いたりするのを防ぐことができる。

また、塗布ロールの前記一端部側の端面が、ＤＩ缶の缶軸方向において開口端よりも胴部側に位置されるように、前記端面と開口端との間に缶軸方向の距離が設けられているので、塗布ロールをその中心軸線方向にマンドレルに対して高精度に位置決めしなくても、塗布ロール上の外面塗料がマンドレルに付着するのを抑制することが可能になるため、この外面塗料塗布装置のメンテナンス工数の低減を図ることができる。

本発明によれば、ネックイン加工時にしわが発生する等の不具合を生じさせることなくボトル缶を形成することができる。

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。
アルミニウム合金等からなる金属板に絞り加工およびしごき加工を施して有底筒状のＤＩ缶１０を形成した後に、このＤＩ缶１０の開口端部に第１トリム加工を施してこれを切除する。この第１トリム加工では、このＤＩ缶１０における開口端から缶軸方向下方に約０．５ｍｍ離れた部分までを切除する。
その後、このＤＩ缶１０の内表面および外表面にそれぞれ、内面塗膜３７および外面塗膜３８を形成する。

まず、このＤＩ缶１０の内表面に内面塗膜３７を形成する方法について説明する。
ＤＩ缶１０を開口部を解放した状態で図示されない保持テーブル上に保持させた後に、このＤＩ缶１０をその缶軸回りに回転させながら、内面塗料を霧状にしてこのＤＩ缶１０の内表面に吹き付ける。

ここで、ＤＩ缶１０の内表面のうち少なくとも前記上部１３に内面塗料を吹き付ける際、この吹き付け位置の缶軸方向上端１０ｄを、このＤＩ缶１０の開口端１０ａより下方、かつ後述する第２トリム加工で切除される開口端部１０ｂの下端より上方に位置させる。したがって、前記開口端部１０ｂの内表面において、開口端１０ａに連なる周辺部は、内面塗料が塗布されていない内面側金属露出部分１０ｃとされている。また、ＤＩ缶の上部１３の内表面に位置する内面塗料の塗布厚は、ＤＩ缶１０の開口端部１０ｂに位置する部分がこれより下方に位置する部分より薄くなる。

なお、開口端部１０ｂを除くＤＩ缶の上部１３は、これより下方に位置する部分よりも内面塗料の塗布量が多く、例えば開口端部１０ｂを除くＤＩ缶の上部１３は４０ｍｇ／ｄｍ^２以上で、これより下方に位置する部分は３０ｍｇ／ｄｍ^２以上でそれぞれ塗布される。
その後、内面塗料を乾燥、硬化させて、内面側金属露出部分１０ｃを除くＤＩ缶１０の内表面の全域に内面塗膜３７を形成する。

次に、このＤＩ缶１０の外表面に外面塗膜３８を形成する方法について説明する。
まず、ＤＩ缶１０の外表面に外面塗料を塗布する装置２０について説明する。この装置２０は、ＤＩ缶１０の内側に配置されてこのＤＩ缶１０を支持する円柱状若しくは筒状のマンドレル２１と、このマンドレル２１の中心軸線と平行な中心軸線を有し、かつＤＩ缶１０の外側に配置される円柱状若しくは筒状の塗布ロール２２とを備え、ＤＩ缶１０の内外周面をマンドレル２１と塗布ロール２２とで挟み込んだ状態で、このＤＩ缶１０をその缶軸回りに塗布ロール２２の外周面に対して相対的に回転させることにより、このＤＩ缶１０の外周面の全周に外面塗料３８ａを塗布する構成とされている。なお、塗布ロール２２の外周面には、外面塗料３８ａがその略全域に亙って保持されている。

そして、マンドレル２１にＤＩ缶１０が支持されたとき、図２に示すように、ＤＩ缶の上部１３に外面塗料３８ａを塗布する塗布ロール２２の一端部側の端面２２ａが、ＤＩ缶１０の缶軸方向において、開口端１０ａよりも胴部側に位置されるようになっている。本実施形態では、塗布ロール２２の前記端面２２ａは、ＤＩ缶１０の缶軸方向において、開口端１０ａよりも胴部側（下方）で、かつ開口端部１０ｂの下端よりも上方に位置されている。

以上のように構成された装置２０により、ＤＩ缶１０に外面塗料３８ａを塗布すると、外面塗料３８ａは、ＤＩ缶１０の外表面において開口端１０ａよりも下方で、かつ開口端部１０ｂの下端よりも上方が、塗布位置の缶軸方向上端１０ｅとされて、これより下方に位置する底部を除く全域に塗布される。これにより、前記開口端部１０ｂの外表面において、開口端１０ａに連なる周辺部は、外面塗料３８ａが塗布されていない外面側金属露出部分１０ｆとされる。
その後、外面塗料３８ａを乾燥、硬化させて外面塗膜３８を形成する。

次に、本実施形態では、内面塗膜３７および外面塗膜３８を形成した後、ＤＩ缶の上部１３にネックイン加工を施す前に予め、ＤＩ缶１０の開口端部１０ｂに第２トリム加工を施し、この開口端部１０ｂを切除する。つまり、図１および図２の２点鎖線で示す切断線Ｌに沿って、前記各金属露出部分１０ｃ、１０ｆを含む開口端部１０ｂ全体をＤＩ缶１０から切除することにより、ＤＩ缶の上部１３に位置する内面塗膜３７および外面塗膜３８の各膜厚を金属露出部分のない状態でその全域に亙ってそれぞれ均等にする。
なお、ＤＩ缶１０の開口端１０ａと前記切断線Ｌとの缶軸方向における大きさ、つまり開口端部１０ｂの缶軸方向の大きさは０．５ｍｍ以上、好ましくは約０．７ｍｍとすることができる。

その後、このＤＩ缶の上部１３にネックイン加工を施し、胴部の缶軸方向上端に連なり上方に向かうに従い漸次縮径された肩部３１と、この肩部３１の上端に連なり上方に延在した口金部３４とを形成し、さらにこの口金部３４にねじ成形加工やカール部成形加工等を施して、雄ねじ部３２およびカール部３３等を形成することによりボトル缶３０を形成する。

以上説明したように本実施形態によるボトル缶の製造方法によれば、ＤＩ缶１０の内面のうち少なくともＤＩ缶の上部１３に内面塗料を吹き付ける際、この吹き付け位置の缶軸方向上端１０ｄを、このＤＩ缶１０の開口端１０ａより下方、かつこのＤＩ缶１０の開口端部１０ｂの下端より上方に位置させるので、ＤＩ缶の上部１３の内表面に吹き付けた内面塗料が、このＤＩ缶１０の開口端１０ａを越えて周囲に飛散したり、あるいはＤＩ缶１０の外表面に付着したりするのを防ぐことが可能になり、この塗料の歩留まりや周囲環境を悪化させること、およびネックイン加工時にＤＩ缶１０にしわが発生することを防止することができる。

また、前記吹き付け位置の缶軸方向上端１０ｄをこのように位置させたことによって、ＤＩ缶１０の開口端部１０ｂに、内面塗膜３７の形成されていない内面側金属露出部分１０ｃが生ずることになるが、本実施形態では、ネックイン加工前に、この内面側金属露出部分１０ｃを有する開口端部１０ｂに第２トリム加工を施してこれを切除するので、ネックイン加工時に、ＤＩ缶１０の内側に配置される内側金型の外表面が、内面側金属露出部分１０ｃによって傷付けられたり、焼き付くのを防ぐことができる。

さらに、ネックイン加工前のＤＩ缶１０に前記第２トリム加工を施すので、ネックイン加工により形成された口金部３４の開口端部にカール部３３を形成する際、この開口端部の内表面にはその全域に十分な膜厚の内面塗膜３８が形成されていることになる。したがって、カール部３３を形成する際に、口金部３４の開口端部の内表面、つまりカール部３３の外表面に大きな摩擦力が発生して傷が付くのを防ぐことが可能になり、外観不良の発生を防止することができる。

さらに、本実施形態では、ＤＩ缶１０の外表面に外面塗料３８ａを塗布する際、この塗布位置の缶軸方向上端１０ｅを、このＤＩ缶１０の開口端１０ａより下方、かつ開口端部１０ｂの下端より上方に位置させているので、マンドレル２１にＤＩ缶１０を支持させたときに、塗布ロール２２の前記端面２２ａを、ＤＩ缶１０の缶軸方向において開口端１０ａよりも胴部側に位置させることが可能になる。

したがって、ＤＩ缶１０の外表面に塗布された外面塗料３８ａが、ＤＩ缶１０の開口端１０ａを乗り越えてマンドレル２１の外表面に付着するのを防ぐことが可能になり、次のＤＩ缶１０がマンドレル２１によりその内周面側から支持されたときに、このＤＩ缶１０の内周面に外面塗料３８ａが付着するのを防ぐことができる。これにより、ボトル缶３０の検査において、この外面塗料３８ａ（外面塗膜３８）の付着した部分が異物と判定されるのを防ぐことができる。

このように、前記塗布位置の缶軸方向上端１０ｅを、ＤＩ缶１０の開口端１０ａよりも下方に位置させたことによって、ＤＩ缶１０の開口端部１０ｂに、外面塗膜３８の形成されていない外面側金属露出部分１０ｆが生ずることになるが、本実施形態では、ネックイン加工前に、外面側金属露出部分１０ｆの位置する開口端部１０ｂに第２トリム加工を施してこれを切除するので、ネックイン加工時に、ＤＩ缶の上部１３をその外周面側から絞る外側金型の内表面が、外面側金属露出部分１０ｆによって傷付けられたり、焼き付いたりするのを防ぐことができる。

また、塗布ロール２２の前記一端部側の端面２２ａが、ＤＩ缶１０の缶軸方向において開口端１０ａよりも胴部側に位置されるように、前記端面２２ａと開口端１０ａとの間に缶軸方向の距離が設けられているので、塗布ロール２２をその中心軸線方向にマンドレル２１に対して高精度に位置決めしなくても、塗布ロール２２上の外面塗料３８ａがマンドレル２１に付着するのを抑制することが可能になるため、この外面塗料塗布装置２０のメンテナンス工数の低減を図ることができる。

なお、本発明の技術的範囲は前記実施の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、前記実施形態では、ＤＩ缶１０の内表面のうち少なくとも前記上部１３に内面塗料を吹き付ける際、この吹き付け位置の缶軸方向上端１０ｄを、このＤＩ缶１０の開口端１０ａより下方、かつ開口端部１０ｂの下端より上方に位置させたが、前記吹き付け位置の缶軸方向上端１０ｄを開口端１０ａにあわせてもよい。

この場合において、内面塗膜３７のうちＤＩ缶１０の開口端部１０ｂに位置する部分の膜厚が薄くなり過ぎたとしても、ネックイン加工前にＤＩ缶１０の開口端部１０ｂに前記第２トリム加工を施しこれを切除することにより、前記内側金型の外表面に傷が付いたり、焼き付いたりするのを防ぐことができるとともに、カール部３３の外表面に傷が付くのを防ぐことができる。

さらに、前記実施形態では、ＤＩ缶１０の外表面に外面塗料３８ａを塗布する際、この塗布位置の缶軸方向上端１０ｅを、このＤＩ缶１０の開口端１０ａより下方、かつ開口端部１０ｂの下端より上方に位置させたが、ＤＩ缶１０の開口端１０ａにあわせてもよい。

この場合において、例えば塗布ロール２２のその中心軸線方向のがたつきに起因した移動によって、マンドレル２１の外周面に外面塗料３８ａが付着し、次のＤＩ缶１０がこのマンドレル２１に支持されたときに、このＤＩ缶１０の開口端部１０ｂにおける内表面に外面塗料３８ａが付着したとしても、ネックイン加工前にＤＩ缶１０の開口端部１０ｂに前記第２トリム加工を施しこれを切除することにより、ボトル缶の検査において、この外面塗料３８ａ（外面塗膜３８）の付着した部分が異物と判定されるのを防ぐことができる。

また、塗布ロール２２の前記移動によって、ＤＩ缶１０の開口端部１０ｂに外面側金属露出部分１０ｆが生じた場合においても、ネックイン加工前に、ＤＩ缶１０の開口端部１０ｂに前記第２トリム加工を施しこれを切除することにより、ネックイン加工時に、ＤＩ缶の上部１３をその外周面側から絞る外側金型の内表面が、外面側金属露出部分１０ｅによって傷付けられたり、焼き付いたりするのを防ぐことができる。

ネックイン加工時にしわが発生する等の不具合を生じさせることなくボトル缶を形成することができる。

本発明に係るボトル缶の製造方法の一実施形態において、ＤＩ缶に内面塗膜および外面塗膜を形成した後、ネックイン加工を施す前の状態を示すＤＩ缶の一部拡大縦断面図である。 図１に示すＤＩ缶の外面塗膜を形成する工程において、ＤＩ缶の外表面に外面塗料を塗布している状態を示す概略図である。

符号の説明

１０ ＤＩ缶
１０ａ 開口端
１０ｂ 開口端部
１０ｄ 吹き付け位置の缶軸方向上端
１０ｅ 塗布位置の缶軸方向上端
１３ ＤＩ缶の上部（ＤＩ缶の缶軸方向上部）
３０ ボトル缶
３１ 肩部
３３ カール部
３４ 口金部
３７ 内面塗膜
３８ 外面塗膜
３８ａ 外面塗料

Claims (3)

1. 金属板に絞り加工およびしごき加工を施して形成されたＤＩ缶の外表面に外面塗料を塗布するとともに、前記ＤＩ缶の内表面に内面塗料を吹き付けた後に、これらの塗料を乾燥させて外面塗膜および内面塗膜を形成し、その後このＤＩ缶の缶軸方向上部にネックイン加工を施して肩部と口金部とを形成し、さらにこの口金部の開口端部にカール部を形成してボトル缶を形成するボトル缶の製造方法であって、
   前記ＤＩ缶の内表面のうち少なくとも前記缶軸方向上部に前記内面塗料を吹き付ける際、この吹き付け位置の缶軸方向上端を、このＤＩ缶の開口端、若しくはこの開口端より下方、かつこのＤＩ缶の開口端部の下端より上方に位置させることを特徴とするボトル缶の製造方法。
2. 請求項１記載のボトル缶の製造方法において、
   前記内面塗膜および前記外面塗膜を形成した後、前記ネックイン加工を施す前に、前記ＤＩ缶の開口端部に前記トリム加工を施し、この開口端部を切除することを特徴とするボトル缶の製造方法。
3. 請求項１または２に記載のボトル缶の製造方法において、
   前記ＤＩ缶の外表面に外面塗料を塗布する際、この塗布位置の缶軸方向上端を、このＤＩ缶の開口端より下方、かつ前記開口端部の下端より上方に位置させることを特徴とするボトル缶の製造方法。
   
   

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