JP2931997B2 - ツーピース缶体への高速転写方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ツーピース缶体への高速転写（90缶／分以
上）方法、さらに言えば、内部から加熱され、所定経路
に沿って移動、停止を反復、進行するマンドレルに、缶
体を冠着し、該マンドレルと共に進行している間に、該
缶体を加熱し、その加熱された缶体に、転写材を圧接
し、溶融・接着可能温度に加熱された接着層により、該
転写材の装飾層（絵柄、文字など）を、該缶体表面に転
写する、ツーピース缶体への高速転写方法の改良に関す
る。

〔従来技術〕

缶体冠着個所で缶体を受取り、そこから缶体ととも
に、転写個所、缶体排出個所へと進み、そこで缶体を排
出し、再び缶体冠着個所に戻る如く、所定経路に沿っ
て、移動、停止を反復して進行する、それ自体加熱され
ているマンドレルを使用し、前記転写個所に到達するま
でに、冠着された缶体を加熱し、転写材（基体シート，
剥離層，装飾層，接着層を含んで成る）の接着層、もし
くは、缶体表面に施された接着層（この場合は、転写材
には接着層があってもなくても良い）が溶融可能となる
温度以上にしておき、転写個所において、その加熱され
た缶体と加圧ロールとの間に、該転写材を挾圧持し、溶
融された接着層を介して、缶体表面に装飾層を転写する
方法は公知である（なお、転写されるのは、正確には、
剥離層をも含み、基体シート以外の各層が転写されるの
であるが、これは当然のことであるから、肝腎な装飾層
を以て代表させることとする）。

この場合、缶体を加熱するのは、その熱によって転写
材の接着層または缶体表面の接着層もしくは両接着層
を、溶融・接着可能温度に至らせるためであるが、例え
ば、特開平１−278348号公報（文献Ａ）には、加熱した
マンドレル（マンドレルにヒータや電磁誘導発熱体を組
込み内部から加熱したり、赤外線や熱風などで外部から
加熱したり、又は両方法を併用するようにして、加熱す
る）自体の熱で、冠着された缶体を加熱する他、必要に
応じて、その冠着された缶体を外部から、ヒーターなど
を用い、補助加熱することが開示されている。第５図
は、該公開公報に示される高速転写方法の説明図であ
り、缶体冠着個所Ｂで、加熱されているマンドレル１に
缶体２を冠着させ、マンドレル１が取り付けられている
回転板16の回転に伴って矢印Ｘ方向に、転写個所Ａま
で、移動・停止をくり返して進行させる。３は、補助加
熱手段としてのヒーターであり、マンドレル１と共に進
行する３ケの缶体2,2,2を同時に加熱できるように配さ
れている。転写材５は、転写個所Ａで、加圧ローラ４に
より、缶体に圧接され、装飾層（図示せず）が転写され
る。

又、特開昭61−283599号公報（文献Ｂ）には、転写台
紙に印刷インキ層が形成されている転写紙の該印刷イン
キ層又は金属ツーピース缶の被転写面の少なくともどち
らか一方に該インキ層と被転写面を接着させる接着層を
形成し、その後該転写紙を熱ロールで加熱しながらツー
ピース缶に圧接して被転写面に印刷インキ層を転写する
方法が開示されているが、ここには、好ましい方法とし
て、マンドレルに冠着する前の缶体を予じめ加熱してお
くと転写が容易になることが記載されており、具体的に
は、缶体をマンドレルに冠着させる前に、周囲を箱体で
囲った中で、ヒーター，赤外線ヒーター、熱風などで12
0℃程度に缶体を予熱することが示されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記転写材から缶体へ装飾層が転写されるのは、加圧
ロールで転写材を缶体との間に挾圧した際に、転写材の
装飾層と缶体との間に位置している接着層の接着力の強
さが、転写材の剥離層と基体シートとの間の接着力より
も大であることによる。従って接着層が加熱不足で溶融
不足のとき、又は接着層が過加熱され溶融し過ぎのとき
は、接着層の接着力が弱くなり転写されないことにな
る。何れも、接着層の溶融、接着可能な状態ではなくな
る。

そして、転写ができるための接着層の加熱温度の上，
下限の間の巾は、接着層の材料により相違するが、大体
30℃〜40℃である。

而して90缶／分以上の高速転写を可能にするには、缶
体を極く短時間で加熱する必要があり、前記の従来方法
（文献Ａ開示）の場合は、加熱されているマンドレル又
は加熱されているマンドレルと外部からのヒーター等に
よって急速に加熱するのであるが、ツーピース缶は各部
分によってかなり肉厚が異なるので、缶体の部分によっ
て昇温速度が異なり、その結果、缶体の部分により温度
に可成りのバラツキが生じることは避けられない。この
バラツキは高速化する程、大きくなる。そして個々のマ
ンドレルの温度のバラツキ，缶体の厚さのバラツキ等に
より、大量生産においては全体としての缶体温度のバラ
ツキ巾は大きくなる。従って転写できない部分を生じる
缶体が発生するおそれがある。

又、文献Ｂ開示の方法は、120℃程度に加熱した後の
缶体をマンドレルに冠着するので、表面に接着層を有す
る缶体の場合には、接着層が軟化しており、缶体とマン
ドレルの軸心同士を芯合せするガイドウエイ等との接触
によって疵付けられるか剥離するため転写がうまく行な
われず、更に缶体がガイドウエイ等を転がり又は滑りに
くくなっているため、缶体を高速でマンドレルに冠着さ
せることができない。

一方、表面に接着層を有しない缶体の場合には、上記
欠点はなくなるが、高速転写するためには、周囲を箱体
で囲った加熱炉を長く設ける必要があり（もし加熱炉が
短かいと缶体を均一に加熱することができないので、文
献Ａの方法と同じ欠点を有することになる。）、設備が
大がかりになってしまい設備費が高額になり、設置スペ
ースも広く必要となるという欠点がある。

本発明はこのような問題を解消した、ツーピース缶体
への高速転写方法を提供することを目的とする。

〔問題解決のための手段〕

本発明方法は、上記目的達成のために、内部から加熱
されるマンドレルを、接着層が缶体及び装飾層と所要の
接着強さで溶融・接着できる範囲の温度に加熱し、つい
で、該マンドレルに冠着された缶体を、回転させつつ、
高周波誘導加熱により前記範囲の温度に加熱し、そのマ
ンドレルを保温体として缶体の温度に維持しながら、転
写材から転写を行うものである。

なお、本発明において、缶体の加熱手段として、高周
波誘導加熱を選択したのは、発生する渦電流によって被
加熱体（缶体）を加熱するにあたり、極く短時間でその
発生熱量の調整が可能だからであると共にDI缶（絞りし
ごき缶）の様に、缶体の部分により肉厚が異なる缶体を
均一に加熱できる様に加熱コイルの形状の調整が容易に
行なえるからである。

〔作用〕

本発明においては、上記の如く、缶体を回転させなが
ら、しかも高周波誘導加熱を行うことで、缶体温度を前
記範囲の温度まで、缶体の全周にわたりほゞ均一に加熱
することができ、さらに、この缶体が冠着されるマンド
レルも、加熱缶体の該温度と同様の温度に加熱、保持さ
れているから、缶体は、転写個所にあっても、その温度
を缶体全体に亘って維持することが出来る。従って高速
大量生産においても、すべての缶体は前記範囲の温度を
保ち、バラツキがなくなるから、転写材からの装飾層の
転写がなされない缶体を生じることはない。又、本発明
では、缶体を均一に加熱するのに高周波誘導加熱を使用
しているので設備が大がかりになることもない。

〔実施例〕

本発明の一例を、図面を参照して説明する。

第１図は、本例工程の説明図であり、１は内部加熱装
置をもち、これに冠着された缶体（本例では45mm径、15
5mm高のアルミニウムDI缶）２を回転可能に支持するマ
ンドレルである（その構造は後述）。本例ではマンドレ
ルを回転板16に等間隔に８ケ取り付けてあり、マンドレ
ル１は、夫々、缶体冠着個所7aから矢印ａ方向に、順
次、缶体加熱個所7b,缶体温度検知個所7c,転写個所7dを
経て、缶体排出個所7eに至り、缶体を排出したあと、マ
ンドレル温度検知個所7fを通り、所定温度、即ち、接着
層の溶融、接着可能温度になっていることを確認した上
で（12は、そのための検温センサー）、再び缶体冠着個
所7aに至るように、移動、停止を反復して進行する。

マンドレル１の構造を第２図で説明する。図中、102
は固定されたマンドレルシャフトで、このマンドレルシ
ャフト102と最外装部品であるキャンサポート106との間
にベアリング103が組込まれており、モーター（図示せ
ず）によって回転されているスピニングロール９との摩
擦接触によって、キャンサポート106が回転するように
なっている。尚、モーターは、装置を小型化するという
観点からは、エアーモーターを使用するのが好ましい。
又、本実施例では、図示しないスプリングによってスピ
ニングロール９を第１図に示す位置でキャンサポート10
6と圧接する様にし、次のマンドレル１が回転板16の回
転に伴って移動してきた際には、図の右方向へ逃げるこ
とができる様にしてある。マンドレルシャフトにはヒー
ター101が内蔵されており、このヒーターによりマンド
レルシャフトを介してキャンサポート106に熱が伝達さ
れ加熱される。キャンサポート106の温度は、前記マン
ドレル温度検知個所7fにおかれる温度センサ12で測定さ
れ、ヒーターの電圧をコントロールして、前記所定温度
を維持するようになっている。なお、105は缶体の冠
着、排出用のバキューム又は圧縮エア104が吸引され又
は送り出される通路である。缶体２は、缶体冠着個所7a
でマンドレル１に冠着されたあと、高周波加熱個所7bに
おいて、前述した所定温度まで加熱される。尚、本実施
例の缶体２は、表面に熱硬化性ポリエステル樹脂を塗布
され、半硬化状態で缶体冠着個所7aに供給した。第３図
は、この加熱態様の説明図（加熱コイルの取り付け部分
は第１図と同様に省略してある）であり、（イ）は第１
図におけると同位置でみた状態で、（ロ）はそのＹ−Ｙ
線に沿う断面図である。

缶体２は、マンドレル（のキャンサポート）に接して
冠着されており、キャンサポート106の回転によって、
高周波誘導加熱装置（装置全体は図示せず）の加熱コイ
ル８内を回転させながら、加熱コイル８内に発生する磁
界によって缶体表面に生ずる渦電流により、前記所定温
度まで加熱される。この場合、缶体は回転しているので
その周面が均一に加熱されるが、さらに、それを確実に
する手段として、缶体の形状に応じてコイル形状に変化
をつけるとよい。本例ではDI缶を使用し、DI缶は肉薄の
缶胴部にくらべ、缶底部及びその隣接部分は肉厚になっ
ているから、図のように缶のボトム側81を厚くして缶体
により接近させ、胴部側82を薄くして缶体からより離れ
るようにすれば、渦電流はボトム側でより多く発生し、
発熱量が多くなり、全体として、缶体は均一に熱せられ
るようになる。誘導加熱方式には、こういう調整が、簡
単に出来る利点がある。

このように、前述の所定温度に熱された缶体は、さら
に転写個所7dにおいて、転写材６を、加圧ローラー11と
の間に挟圧持する。本例で用いた転写材は第４図に示す
ように層構成をもつ。即ち、基体シート61の上に、順に
剥離層62、装飾層63、接着層64を積層したものであり、
公知の構造である。材料は、基体シートとしてポリエチ
レンテレフタレート樹脂フィルム、剥離層としてアクリ
ル樹脂、接着層としてエポキシ樹脂を夫々使用した。な
お、装飾層は顔料、添加剤などを含むインキで、文字、
図柄などを描いた層であるが、転写時の熱によるズレを
防ぐ意味で、耐熱性をもたせておいた。基体シート、剥
離層、接着層の材料は本実施例のもの以外に、前掲の公
開公報に記載されている種々のものの中から適宜選択し
ても良い。

上記接着層を構成する樹脂の溶融・接着可能温度は、
もちろん、使用される樹脂如何によって異なるが、本例
では使用樹脂がエポキシ樹脂であったので、約95℃とし
た。普通には、80°〜120℃の範囲にあると考えられる
ので、マンドレルや誘導加熱装置による缶体の温度も、
その範囲に収まるよう、とくに、その中間帯（中央値）
として95°±５℃になるよう、予め加熱装置を調整して
おくとよい（予め転写速度と加熱電力と缶体の加熱され
る温度との関係を調べておき、必要な加熱電力を供給す
る様にする。）。

このようにして加熱された缶体は、温度検知個所7cで
センサー10によって所定の温度にあることを確認され
て、次の転写個所7dに進む。もし、ここで、何らかの事
情で、缶体の温度が、所定温度よりも低かったり、高す
ぎたりして、転写作業に不適当であると判断されたとき
は、アラームが発せられ、その缶体は工程から排除さ
れ、一方、加熱装置に対して、加熱コイル８に対する供
給電流の増・減指令が発せられ、次の缶体からは適切な
加熱がされるようにする。排除された缶体は、冷却後に
缶体冠着個所7aに再供給すれば良い。

転写個所7dでは、転写材６の基体シート側を加圧ロー
ルー11（なお、本例では、この加圧ロールの温度を210
〜220℃に設定しておいた）で押圧し、接着層64を缶体
に接着した。本例では、120缶／分（移動時間0.25秒、
停止時間0.25秒）で転写した。

転写を終了した缶体は、排出個所7eでマンドレル１か
ら抜きとられる。

本実施例においては、転写されなかった缶体、又は転
写が一部にもせよ不良であった缶体は、全く発生しなか
った。

なお、第１図において、13は、缶体冠着有無検知セン
サーであり、万一、マンドレルに缶体が冠着されなかっ
た場合は、高周波誘導加熱装置に対する電流供給停止指
令が発せられ、高周波誘導加熱個所7bに至ったマンドレ
ルが過加熱されることがないようになっている。即ち、
マンドレルは、それ自体に内蔵されているヒーター101
によって、所定の温度になるよう調節、維持されている
が、さらに、加熱個所7bで、本来、缶体のみを加熱する
ための加熱装置（誘導加熱コイル８で加熱されるのは、
缶体だけである）によって熱されると、マンドレルは不
必要に加熱されることになるので、それを避けるため
に、センサー13による検知、さらにその結果による加熱
装置への指令発信の有無、という経路を採ることにした
ものである。

なお、14は加圧ローラー11の温度センサーである。

上記実施例においては、接着層が、缶体表面と転写材
の両方に設けられている場合を述べたが、接着層を缶体
表面側に形成し、転写材の装飾層を、その接着層を介し
て缶体に転写させても、差支えはない。又、接着層を転
写材だけに設けても良い。

又、マンドレルの内部加熱方法は公知であり、上記実
施例で説明した構成のものに限定されるものではない。
適宜のものを選択、使用することができる。

〔発明の効果〕

本発明方法によれば、缶体を回転しながら高周波誘導
加熱により、缶体の全周にわたりほゞ均一に、所定の接
着層の溶融・接着可能温度まで加熱でき、又、缶体の該
温度と等しい温度に加熱、保持されているマンドレルに
より缶体の温度が維持されるから、缶体の全周にわたり
満足すべき状態で転写材からの装飾層の転写が行われ、
高速大量生産においても、転写不良ないし不転写缶を生
じることがない。

又、本発明方法では、缶体を均一に加熱する手段とし
て高周波誘導加熱法を用いるので、設備が大がかりにな
らず、設備費が少なくて済む。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における工程説明図、第２図は
マンドレルの縦断面図、第３図（イ）は高周波誘導加熱
装置の加熱コイルとマンドレルとの位置関係を示す図、
第３図（ロ）は第３図（イ）Ｙ−Ｙ線に沿う断面図、第
４図は転写材の断面図、第５図は従来例の工程説明図で
ある。 図中、１…マンドレル、２…缶体、６…転写材、61…基
体シート、62…剥離層、63…装飾層、64…接着層、８…
高周波誘導加熱装置の加熱コイル、13…缶体の有無検知
センサー、7b…高周波誘導加熱個所、7d…転写個所

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41F 16/00 B41F 17/22 B65C 9/04

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】缶底部及び、缶胴部のうち缶底部の隣接部
   分が肉厚であり、缶胴部のうち缶底部から離れた部分が
   肉薄であるツーピース缶体が、所定経路に沿って移動、
   停止を反復、進行する内部から加熱されたマンドレル
   に、冠着されて、該マンドレルと共に進行している間
   に、該缶体を加熱し、加熱された缶体に、転写材を圧接
   し、溶融・接着可能温度に加熱された接着層により、該
   転写材の装飾層を、該缶体表面に転写する、ツーピース
   缶体への転写方法において、該マンドレルを、該接着層
   の溶融、接着可能温度に加熱し、次いで、通過する缶体
   の肉厚部分に対面する部分はより缶体に接近するよう
   に、また、通過する缶体の肉薄部分に対面する部分はそ
   れよりも缶体から離れるように、前記所定経路の一部に
   沿って、その両側に配置されている高周波誘導加熱コイ
   ルの個所を、該マンドレルに冠着された缶体を、回転さ
   せつつ、通過させることにより、該缶体を高周波誘導加
   熱して、配置されている高周波誘導加熱コイルにより、
   誘導加熱することによって、該接着層の溶融、接着可能
   温度に加熱し、該マンドレルを保温体として、該缶体の
   温度を維持しつつ、前記転写を行う、ことを特徴とす
   る、ツーピース缶体への高速転写方法。
2. 【請求項２】マンドレルへの缶体冠着個所において、缶
   体冠着の有無を検知し、缶体不検知の場合には、該マン
   ドレルが、缶体高周波誘導加熱個所に到達したとき、高
   周波誘導加熱用電流の供給を停止することを特徴とする
   請求項１記載の、ツーピース缶体への高速転写方法。