JP3677636B2

JP3677636B2 - 静電塗装缶およびその製造方法

Info

Publication number: JP3677636B2
Application number: JP11924395A
Authority: JP
Inventors: 正一郎赤根; 裕芳多喜; 清智森川
Original assignee: Takeuchi Press Industries Co Ltd
Current assignee: Takeuchi Press Industries Co Ltd
Priority date: 1994-10-01
Filing date: 1995-04-20
Publication date: 2005-08-03
Anticipated expiration: 2020-08-03
Also published as: JPH08150367A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、レトルト殺菌処理時において、金属缶の缶底の表面の変色または、錆・腐食を防止した静電塗装缶およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ウーロン茶、コーヒー等を内容物とする金属缶は、充填後に約１２０℃の水蒸気によるレトルト殺菌処理を施す必要がある。しかし、金属缶がアルミニウム缶の場合、缶底の表面のアルミニウム露出部分が黒く変色して美観を損ねるという問題があった。この主な原因は、水蒸気等が直接アルミニウム缶の缶底に接することにより、缶底の表面が酸化し、または不純物金属イオンによって変色されるためである。アルミニウム飲料缶は、通常洗浄工程において、缶体の内外面には化成処理が施されるが、高温の水蒸気によるレトルト殺菌においては、この化成処理のみで変色を防止することが困難である。また、金属缶がスチール缶の場合、缶底の表面に経時的に錆・腐食が発生するという問題があった。
【０００３】
そこで、従来はレトルト殺菌時における水蒸気に耐え得るエポキシ樹脂、ユリア樹脂等をスプレー法あるいはロールコート等の方法で、金属缶の缶底に塗装を施して変色を防止する技術が特公昭５８−５７１２号公報、特開平２−４６４８号公報に開示されている。すなわち、例えば図４〜図６に示す技術がある。図４および図５は、従来のスプレー塗装方法および塗装缶を示す図面である。図中、５０は金属缶であり、５１は缶底でありドーム部５２、接地部５３およびテーパー部５４から構成されている。５５は塗料６０を噴射するノズルであり、このノズル５５は缶底５１に対して一定の距離をおいてエポキシ、ユリア、フェノール等の塗料を缶底５１に向けて噴射する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４に示すように、従来のスプレー塗装方法によれば、缶底５１とノズル５５との距離が長い場合（距離Ｏ）、塗料６０の霧化状態は良いが、塗料６０の粒子が浮遊状態となり、缶底５１の表面に塗料６０が十分に付着しない欠点がある。したがって、このような金属缶５０にレトルト殺菌処理を施すと、塗料６０が付着していない箇所の表面が黒色に変色したり、経時的に錆・腐食が発生する欠点がある。因に距離が長い場合（Ｏ＝２００ｍｍの場合）における、缶底５１の表面に付着した塗膜の肉厚は０．５μｍ以下であった。
【０００５】
逆に、図５に示すように、缶底５１とノズル５５との距離が短い場合（距離Ｐ）、塗料６０の缶底５１への付着状態は良いが、ドーム部５２およびテーパー部５４の外周の一部に、塗装溜り５６ができる欠点がある。因に距離が短い場合（Ｐ＝１００ｍｍの場合）における、缶底５１の表面に付着した塗膜の肉厚は１〜５μｍの範囲で塗装むらが発生すると共に、部分的に発生する塗装溜５６の肉厚は１０〜２０μｍであった。さらに、図６に示すようにロール５７、５８および５９を回転させて缶底５１に塗装を施すロールコーティング方法にあっては、同様に缶底５１の塗膜に塗装むらが発生し、肉厚が均一でない欠点がある。したがって、上記スプレー塗装方法と同様に、レトルト殺菌処理を施した場合に、缶底５１の表面が黒色に変色したり、経時的に錆・腐食が発生したりする欠点がある。また、従来のような塗装装置を製造ラインに組み入れるためには、金属缶の各部分毎の塗装ノズル、および塗装工程が必要なため、設備の大幅な改善とスペースを必要とする欠点があった。
【０００６】
この発明は、このような従来の課題に着目してなされたもので、缶底表面の塗膜の肉厚が薄く均一でありかつ気泡がなく、レトルト殺菌処理時において、缶底表面が黒く変色したり、錆・腐食が発生しない静電塗装缶を提供すると共に、現状の設備の大幅な改善を必要としないコンパクトで安価、さらには効率的な塗装ができる静電塗装缶の製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【発明が解決するための手段】
この課題を解決するため、第１発明は内部に低酸性飲料が充填され、かつ内容物の充填後にレトルト殺菌処理が施される金属缶において、缶底のボトム部、接地部およびテーパー部の表面に、静電気を荷電した塗料を塗装しており、前記塗料に固形分が１０〜３０％含まれており、前記塗料の塗膜の肉厚が平均１μｍであることを特徴とする静電塗装缶である。第２発明は缶搬送チェーンのピンに支持された金属缶の缶底に、レトルト殺菌処理時における変色防止のための塗料を塗布する静電塗装缶の製造方法において、ノズルから噴出された固形分が１０〜３０％含まれている塗料の粒子が、前記缶底に到達する過程で該粒子にイオンが荷電され、かつ該荷電された塗料の粒子が、缶底のボトム部、接地部およびテーパー部の表面に、電気力線の作用により吸着されて缶底が肉厚平均１μｍで塗装されることを特徴とする静電塗装缶の製造方法である。また、このような製造方法であって、前記缶底に付着しない塗料をエアーノズルから噴射されるイオン風によって、金属缶の内側に侵入するのを防止するものが好ましい。
【０００８】
【作用】
以上のような構成をもった、この発明の作用について説明する。この発明に係る静電塗装缶の缶底表面に塗装される塗膜は、薄く均一で塗装むらがなくかつ気泡等がないので、レトルト殺菌処理時において、金属缶の底部の黒変または、錆・腐食を完全に防止することができる。また、本発明の静電塗装缶の製造方法において、ノズルからチャンバ内に噴射された塗料は細かい粒子となってチャンバ内の空間に分散される。そして、チャンバの開口部近傍において、荷電用電極から発生した高電圧（３０ＫＶ）によって、塗料の粒子にはイオンが荷電される。荷電された粒子は、アースに連結されている金属缶の缶底に向って、電気力線の作用により吸着される。裸の缶底表面に均一に吸着されるので塗装むらがなく、また塗装溜りが発生しない。また、従来のスプレー法によれば、ボトム部の塗装とテーパー部の塗装とは、角度を変えた別々のノズルを使用していたが、この発明によればテーパー部の塗装専用ノズルを必要とせず、塗装はボトム部の塗装専用ノズルのみでよく、塗装が一工程で済む。また、この発明の製造方法は、金属缶とノズルとの距離を厳格に決定する必要がなく、缶搬送チェーンと並行に荷電用電極およびノズルを設けるだけでよいから、現状の缶塗装設備の大幅な改善を必要としない。
【０００９】
【実施例】
次に、この発明を図面に基づいて説明する。第１発明において図中１は、アルミニウムまたは、スチールを素材とする金属缶であり、金属缶１は缶底２を有しており、缶底２はボトム部３、接地部４およびテーパー部５とから構成され、缶底に付着される塗料の塗膜の肉厚は、平均１μｍ程度で金属缶の金属表面に均一に塗布されている。次に、第２発明において、この金属缶１は、缶搬送チェーン６に等間隔毎に形成されたピン７に保持されて目的地へ移動する。そして、図１に示すように、この缶搬送チェーン６と並列に、缶搬送チェーン６側に開口部１１を有するチェンバ１０が固設され、さらに開口部１１の対向する長手方向の側面には複数のノズル８が固設されている（実施例では３個）。
【００１０】
そして、開口部１１の近傍のチェンバ１０内には、荷電用電極１２が設けられており、ノズル８から噴射された塗料１６の粒子には、この荷電用電極１２から発生した電圧（実施例においては３０ＫＶ）によって陰イオンが荷電される。荷電されるイオンは、陰イオンに限定されず、陽イオンであってもよい。荷電されたイオンは、電気力線９により缶底２に付着される。
【００１１】
金属缶１の缶底２に塗装される塗料は、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂およびこれらのうちから選ばれた２種以上の樹脂を混合して得られる樹脂等が適し、ノズル８から缶底２までのスプレー距離は７００〜８００ｍｍが適する。もっとも、塗料１６の缶底２への付着具合は、ノズル８から缶底２までの距離に関係なく、荷電用電極１２から缶底２までの距離に関係する（図２の距離Ｈ）。また、塗料１６は水性塗料、溶剤塗料、粉体塗料のいずれであってもよい。
【００１２】
以下、缶底２に対する静電塗装テストの結果を表に示す。
（テスト条件）
・金属缶の素材・・・・・・・・・・アルミニウム
・塗料・・・・・・・・・・・・・・・・・・ポリエステル系樹脂
・乾燥条件・・・・・・・・・・・・・・２１０℃×１分
・硫酸銅テスト・・・・・・・・・・ＣｕＳＯ4 ５％、ＨＣｌ５％、１分間浸漬
・レトルト処理条件・・・・・・１２０℃×３０分
・１回パス長さ・・・・・・６００mm、スピード・・・・・・９０ｍ／min
・ノズル数・・・・・・・・・・４ガン、電圧・・・・・・７０ＫＶ
（テスト結果）
【表１】

このテスト結果によれば、塗装なしおよび静電塗装なし（通常のスプレー塗装のみ）の場合に、硫酸銅テストおよびレトルト処理時において、缶底２の表面に黒変がみられた。また、静電塗装された缶底２には、一部スジ状の線を除いては、黒変はみられなかった。静電塗装されたサンプルＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄのうち、サンプルＣがレトルト殺菌処理時において、缶底２に一部スジ状の線が見られるのは、サンプルＣは全体的に塗布重量が少ないからである。なお、塗料の固形が、１０％〜３０％のものが硫酸銅テスト、レトルト処理においてより良好な結果が得られた。
【００１３】
次に、その他の特徴は、金属缶１を支持するピン７および缶搬送チェーン６をアースに連結したもので、これにより塗装１６の粒子を電気力線９にのせて缶底２表面に付着することができ、かつこの塗装装置内に流れる微電流をアースから逃がすことができる。また、缶底２に付着しない余分な塗料１６は、吸引装置１３から吸引し、一旦貯槽に溜めた後、再びポンプでノズル８へ送給するシステムを内蔵しているので、塗料１６が金属缶１の必要箇所以外に付着するのを防止できると共に、塗料１６の効率的な塗装が可能となる。
【００１４】
さらに、ピン７の両側にはエアーノズル１４が設けられ、このエアーノズル１４からイオン風１５（陽イオンと陰イオンの混合風）が金属缶１の側面に供給されることにより、金属缶１の除電を行う（スパーク発生防止）と共に、このイオン風１５がエアーカーテンとなり、缶底２に付着しない余分な塗料１６が、金属缶１の開口部から缶体内部に侵入するのを防止している。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明してきたように、この発明の第１発明によれば、金属缶の缶底には、薄い塗膜がむらなく均一に塗装されるので、内容物の充填後にレトルト殺菌処理を施した場合であっても、高温の水蒸気による缶底の変色、錆・腐食の発生を完全に防止することができると共に、第２発明によれば、従来のように製造ラインの大幅な改造を必要とせず、缶搬送チェーンと並行に本発明の静電塗装装置を取り付けるだけでよいので、取り付けが簡易であると共に、スペースを必要としない。また、ボトム部への塗装用のノズルを使用するだけでよく塗装工程が一工程で済む。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に用いられる製造装置の縦断面図。
【図２】この発明の製造方法において、ノズルから噴射された塗料を缶底に付着、塗装する状態を示した断面図。
【図３】図１のＡ−Ａ線拡大断面図。
【図４】従来のスプレー塗装方法を示した断面図。
【図５】従来のスプレー塗装方法を示した断面図。
【図６】従来のロールコーティング塗装方法を示した断面図。
【符号の説明】
１金属缶
２缶底
３ボトム部
４接地部
５テーパー部
６缶搬送チェーン
７ピン
８ノズル
９電気力線
１３吸引装置
１４エアーノズル
１６塗料

Claims

内部に低酸性飲料が充填され、かつ内容物の充填後にレトルト殺菌処理が施される金属缶において、缶底のボトム部、接地部およびテーパー部の表面に、静電気を荷電した水性または溶剤塗料を塗装しており、前記塗料に固形分が１０〜３０％含まれており、前記塗料の塗膜の肉厚が平均１μｍであることを特徴とする静電塗装缶。
缶搬送チェーンのピンに支持された金属缶の缶底に、レトルト殺菌処理時における変色防止のための塗料を塗布する静電塗装缶の製造方法において、ノズルから噴出された固形分が１０〜３０％含まれている塗料の粒子が、前記缶底に到達する過程で該粒子にイオンが荷電され、かつ該荷電された塗料の粒子が、缶底のボトム部、接地部およびテーパー部の表面に、電気力線の作用により吸着されて缶底が肉厚平均１μｍで塗装されることを特徴とする静電塗装缶の製造方法。
前記缶底に付着しない塗料をエアーノズルから噴射されるイオン風によって、金属缶の内側に侵入するのを防止することを特徴とする請求項2記載の静電塗装缶の製造方法。
静電気を金属缶および金属缶を保持するピンからアースへ導くことを特徴とする請求項２または３記載の静電塗装缶の製造方法。
缶底に付着しない塗料を、吸引装置から吸引して貯溜するリサイクルシステムを備えていることを特徴とする請求項２−４いずれか記載の静電塗装缶の製造方法。