JP2008036492A - ボトル缶内面塗料塗装方法及び該方法で塗装されたボトル缶 - Google Patents

Abstract

【課題】ブリッジを切る前、ボトル缶のキャップ回栓トルクが高い開けにくい不具合の解消を目的としており、従来さほど問題にされていなかったキャップの合成樹脂ライナーとカール天面の内面塗膜との摩擦抵抗を低下させ、容易に開封出来るように回転トルクを低下させたボトル缶の製造方法並びに該方法によって製造したボトル缶の提供。
【解決手段】キャップを螺合するためのネジを有するアルミニウムボトル缶用有底円筒体の内面側の少なくともボトル缶のカール天面を含む開口部を、粒子状のワックスを添加した内面塗料で塗装するボトル缶の内面塗装方法並びに該方法により製造されたボトル缶。
【選択図】図１

Description

本発明は、キャップを螺合するためのネジを有するボトル缶の有底円筒体の内面側を、粒子状のワックスを添加した内面塗料で少なくともカール天面を塗装することにより、ブリッジ切れがなく且つ開栓トルクを低くして開けやすいボトル缶の内面塗装方法並びに該方法により製造されたボトル缶に関する。

従来のボトル缶製造工程では、ＤＩ加工（しぼり・しごき加工）されたアルミニウム（以下「アルミ」と略記する。）製ボトル缶（有底円筒体）の付着油を脱脂し、ジルコニウム系化成液を内外面にスプレーして、ジルコニウム系化成皮膜の下地処理が行われている。化成処理後、印刷工程で缶胴外側面は印刷、クリアー塗装され、缶胴内側面は内面塗装工程でスプレー塗装される。その後ネッキング加工とネジ加工及びカール加工が施される。

ところで、アルミボトル缶は、コイル状に巻かれた潤滑油を塗布したアルミ板又はアルミ合金板から円形のブランクを打ち抜き、これをプレスなどでカップを成形し、さらにドローイング・アイアニング加工（ＤＩ加工）により側面肉厚が極めて薄く加工された有底円筒体となる。このためビール、発泡酒、炭酸飲料等のようにガスが混入された飲料を充填した場合は既に陽圧となっているが、ガスが混入されていない飲料を充填する場合には飲料充填時の密封前に液体窒素（窒素ガス）を添加し缶の内圧を大気圧より高い陽圧にさせることで缶のつぶれを防止している。
ただし、充填時の内圧が高すぎると、キャップで缶を密閉後に一つ又は複数のブリッジが自然に切断してしまう、いわゆるブリッジ切れが発生することがある。ブリッジ切れが発生すると、ブリッジの開栓証拠としての役割が果たせない。

このようなブリッジ切れの問題を解消する方法としてブリッジの強度を上げる方法は多数提案されているが、いずれもキャップの開封時にキャップに加える必要な回転力、すなわち開栓トルクが増加し、開封を困難にする問題がある。この対応策として前記ネジ部の有効ネジ数を、キャップのブリッジの過半数が存在する円周方向範囲では２とすることにより開栓トルクを低下させるボトル缶の提案がなされている。また潤滑性を付与するため該ボトル缶用有底円筒体の開口部の外周に高分子化ポリエステル／アミノ系樹脂またはそれにポリエチレン系ワックスを加えた組成物を被覆する提案がなされている［特許文献１参照］。

従来、ボトル缶用内面塗料はネッキング加工とネジ加工及びカール加工のためにワックスを微量添加している。このワックスは内容物のフレーバー性を悪化させないために、植物系のカルナバワックス等である。植物系のカルナバワックスは、内容物のフレーバー性に影響を及ぼさない優れたワックスである。

しかしボトル缶ネジ部の製造工程の中では、ネジ加工潤滑用として植物性油脂を缶表面に塗布するので、その後それを温水シャワーで洗浄する。そのとき、前記内面塗膜中のカルナバワックスの融点が８０℃前後であるため、ワックスが一部溶融して洗い落とされ、内面塗膜の滑り性が悪くなり、ボトル缶のキャップ回栓トルクが高くなり開けにくくなる不具合が発生する。

ボトル缶のキャップ内面には合成樹脂のライナーが嵌着されてあり、ボトル缶の密封性を確保している。ボトル缶に螺合されたキャップを開けるとき、合成樹脂ライナーとボトル缶の口部カール天面とが圧着された状態にあるため、合成樹脂ライナーとカール天面の内面塗膜との摩擦抵抗が発生する。内面塗膜のワックスが一部溶融して洗い落とされて滑り性が悪化した場合にはさらにこの摩擦抵抗が増加する。
これはおそらく内容物充填後の殺菌処理、レトルト処理等の際に残存しているワックス等の一部がキャップライナーと融着が起きているためと推定している。キャップを開けようとしてキャップをひねるときのトルクが最も高い値となるので、これを開栓トルクとし、これを低くすることの要望がある。

特開２００２−３０２１３７号公報

本発明は、ボトル缶のキャップ開栓トルクが高く、開けにくい不具合の解消を目的としており、キャップを開けようとしてキャップをひねるときの最も高い値の開栓トルクを低下させるために、従来全く無視されて問題とされていなかったキャップの合成樹脂ライナーとカール天面の内面塗膜との摩擦抵抗を低下させ、老人や小人においても容易に開栓出来るように開栓トルクを低下させたボトル缶の製造方法並びに該方法によって製造したボトル缶の提供を目的とする。

本発明は、
［１］ キャップを螺合するためのネジを有するアルミボトル缶用有底円筒体の内面側のボトル缶のカール天面となる部分を含む開口部を、粒子状のワックスを添加した内面塗料で塗装することを特徴とするボトル缶の内面塗装方法、
［２］ 粒子状ワックスの融点が１２０℃以上であり、平均粒子径が１〜８μｍである請求項１に記載のアルミニウムボトル缶の内面塗装方法、
［３］ 粒子状のワックスが、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスおよびテフロン（登録商標）ワックスのいずれかである上記［１］または［２］に記載のアルミニウムボトル缶の内面塗装方法、
［４］ 内面塗料が、配合している樹脂の０．１〜２重量％の粒子状のワックスを含有する内面塗料である上記［１］〜［３］のいずれかに記載のアルミニウムボトル缶の内面塗装方法、

［５］ キャップを螺合するためのネジを有するアルミニウムボトル缶用有底円筒体内面側の、ボトル缶のカール天面及びネジ部となる部分を含む開口部が、粒子状のワックスを添加した内面塗料で塗装されていることを特徴とする有底円筒体、
［６］ キャップを螺合するためのネジを有するアルミニウムボトル缶において、少なくともカール天面が粒子状のワックスを含有する塗料で塗装されていることを特徴とするアルミニウムボトル缶、を開発することにより上記の課題を解決した。

本発明は、キャップを開けようとしてキャップをひねるときの開栓トルクを低くするために、粒子状のワックス粒子を添加した内面塗料でネジ部のみを塗装することにより、従来全く無視されて問題とされていなかったキャップの合成樹脂ライナーとカール天面の内面塗膜との摩擦抵抗を低下させ、老人や小人においても容易に開栓出来るように回転トルクを低下させたボトル缶の製造方法並びに該方法によって製造したボトル缶を提供することに成功した。

通常、アルミまたはアルミ合金製ボトル缶用有底円筒体の内面は、水性内面塗料をスプレー塗装するために、エアレススプレーガンとスプレーノズルを１〜３台使用し、缶内面を区分けして塗装することが一般的なスプレー塗装方法として採用されている。

図１に該内面スプレー塗装時の断面側面図を示す。
従来は１または複数のエアレススプレーガンから同一の内面塗料をスプレーしているが、本発明は例えば１つのガン（図１の３ｒｄガン）では、ポリエチレンワックス粒子を添加した内面塗料でボトル缶ネジ成形後のネジ部に相当する箇所（合成樹脂性キャップのライナーと接触する天面を主体とする。）のみ塗装し、その他の内面は他のガン（図１の１ｓｔガン、２ｎｄガン）は、カルナバワックスを添加した従来周知の内面塗料で塗装する。
ボトル缶ネジ成形後のカール部（キャップのライナーと接触する天面）及びネジ部に相当する箇所は、通常はボトル缶用有底円筒体の開口部から約３０ｍｍまでのところになる。

本発明で使用する水性内面塗料は、有機溶剤の蒸発による作業環境の悪化が減少出来る水性系のエポキシ／アクリル／フェノール系樹脂組成物が好ましい。塗料に添加するワックスとしては、塗布したワックスがボトル缶の内容物内に少量ではあるが入る可能性があるため、ＦＤＡに認可されているワックス類を使用する。また、ボトル缶外面に付着したワックスが、温水の洗浄での脱離、べとつかないことや内容物充填後の殺菌処理等での脱離を少なくするために、少なくとも１２０℃、好ましくは１４０℃以上の融点を有するワックスを使用する。この様なワックスとしてはポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、テフロン（登録商標）ワックス等、が好ましい。このワックスの形状は粉末状で、且つワックスの平均粒子径は通常１〜８μｍ、特に１〜６μｍ前後が好ましい。市販品のワックスでも良く、例えばアメリカ、ハネウエル社製：Ａ−Ｃポリエチレンなどが使用出来る。

該粒子状ワックスは、塗料の焼き付け工程において溶融したときは塗膜中で球形状になるし、また溶融しない場合においても球形に近い形状となり、共にその粒子の一部が塗膜面より突出した状態になって固定化され、キャップライナーと缶カール天面の摩擦抵抗を大きく低下する。この場合内面塗料の塗膜厚は７μｍ前後なので、ワックスの平均粒子径が６μｍ以上であると塗膜からワックスが脱離することが多くなるようである。また、ワックスの平均粒子径が１μｍ以下であると、球状のワックスが塗膜表面から頭を覗かせる数が少なくなり、ワックスの滑り性の効果が低下する。

ワックスの添加量は塗料樹脂中に０．１〜２重量％、好ましくは１〜１．８重量％を配合する。ワックスの添加量が２重量％以上であると塗料中にワックスを均一に分散させることが困難となり、また内容物のフレーバーに悪影響を与える危険がある。一方、ワックスの添加量が０．１重量％以下であると、ワックスの添加による滑り性の改善効果が低下する。
ボトル缶のキャップライナーと天面の摩擦係数の低下はこれまで無視されてきたが、キャップライナーと缶カール天面の摩擦抵抗は開栓トルクに思った以上に影響を有することが分かった。

［測定方法］
ａ． ワックスの融点は、Ｐｙｒｉｓ製示差走差熱量分析装置で測定した。
ｂ． ワックスの平均粒子径は、Ｍａｌｖｅｒｎ製動的光散乱粒子径解析装置で測定した。
ｃ． 内面塗膜の摩擦係数は、ＨＥＩＤＯＮ製Ｓｔａｔｉｃ Ｆｒｉｃｔｉｏｎ測定器で測定した。
ｄ． キャップの開栓トルクは、ＳＨＩＭＰＯ社製開栓トルク計ＴＮＫ−５０Ｂで測定した。

［実施例１〜４］
容積３１０ｍｌのアルミボトル缶用有底円筒体のネジ成形後のネジ部（カール天面を含む）に相当する缶口から約３０ｍｍまでの箇所を、表１に示すように融点が１４０〜１４５℃、平均粒子径が１．０〜７．０μｍのポリエチレンワックス（米国ハネウェル社製 A-Cポリエチレンワックス）を塗料樹脂中に１．５重量％配合したエポキシ／アクリル／フェノール系水性塗料で塗装した。ネジ部相当部以外の箇所は、従来のエポキシ／アクリル／フェノール系水性塗料を塗装し焼き付けた。この有底円筒体をボトル缶に成形し、温水シャワーで洗浄し乾燥した後、内面塗膜の摩擦係数およびキャップの開栓トルクを測定した。結果を表１に示す。

［比較例］
実施例における高融点のワックスに代え、従来使用していた塗料（カルナウバワックス：融点８０℃、配合量；塗料樹脂中に０．１重量％配合）を用いた他は実施例と同様に処理し、ボトル缶を成形し、実施例と同様に内面塗膜の摩擦係数およびキャップの開栓トルクを測定した。結果を表１に示す。

比較例と比べて、それぞれの実施例においては温水シャワー洗浄後でもポリエチレンワックスが脱離していないようであり、ワックスの潤滑効果によりキャップ合成樹脂ライナーとカール天面の内面塗膜とのブロッキング防止効果が認められ、キャップの開栓トルクがかなり低くなっていることが認められた。

ボトル缶を開けようとしてキャップをひねるとき、最も高い値を示す開栓トルクを低くするのに、従来問題とされていなかったキャップの合成樹脂ライナーとカール天面の内面塗膜との摩擦抵抗に注目し、ブリッジ切れがなく且つ開栓トルクを低くして開けやすいボトル缶を開発することに成功したものである。
この結果、該摩擦抵抗を低下させたことにより、老人や力の弱い病人等において容易に開栓出来るボトル缶を広く提供出来ることになった。

内面スプレー塗装時の断面側面図

符号の説明

１ ボトル缶用有底円筒体
２ １ｓｔ内面塗装用スプレーガン
３ ２ｎｄ内面塗装用スプレーガン
４ ３ｒｄ内面塗装用スプレーガン

Claims (6)

1. キャップを螺合するためのネジを有するアルミニウムボトル缶用有底円筒体の内面側のボトル缶のカール天面となる部分を含む開口部を、粒子状のワックスを添加した内面塗料で塗装することを特徴とするボトル缶の内面塗装方法。
2. 粒子状ワックスの融点が１２０℃以上であり、平均粒子径が１〜８μｍである請求項１に記載のアルミニウムボトル缶の内面塗装方法。
3. 粒子状のワックスが、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスおよびテフロン（登録商標）ワックスのいずれかである請求項１または２に記載のアルミニウムボトル缶の内面塗装方法。
4. 内面塗料が、配合している樹脂の０．１〜２重量％粒子状のワックスを含有する内面塗料である請求項１〜３のいずれか１項に記載のアルミニウムボトル缶の内面塗装方法。
5. キャップを螺合するためのネジを有するアルミニウムボトル缶用有底円筒体内面側の、ボトル缶のカール天面及びネジ部となる部分を含む開口部が、粒子状のワックスを添加した内面塗料で塗装されていることを特徴とする有底円筒体。
6. キャップを螺合するためのネジを有するアルミニウムボトル缶において、少なくともカール天面が粒子状のワックスを含有する塗料で塗装されていることを特徴とするアルミニウムボトル缶。
   

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