JP4762727B2 - 白色度に優れた塗膜面を有するアルミニウム製飲料缶 - Google Patents

Description

本発明は、白色度に優れた塗膜面を有するアルミニウム製飲料缶またはアルミニウム製飲料ボトル缶（両者を併せて「アルミニウム製飲料缶」という。）に関するもので、同一厚みの塗膜厚みであっても高い白色度を有し、有用な装飾性と優れた商品価値とを有するアルミニウム製飲料缶に関する。

ソフトドリンク、コーヒー、ビール、各種茶類あるいはミネラル水等のための金属製容器の外表面には、内容物、その出所を表示し、また商品価値を高める目的で各種のデザインや印刷が施されている（特許文献１参照）。この印刷缶の側壁断面構造は、内面塗装された金属基体があり、その外面にボトル缶の場合はサイズと呼ばれる層（密着性向上のためのクリア塗料）を最下層に塗布するが、金属製缶の場合はサイズ塗装をせずに、印刷インキ層及び仕上げワニス層（クリア塗料）が順次設けられた構造となっている。この場合、印刷インキ層のデザイン効果を高めるために、白色度の高いインキを有する金属製容器の要求がなされてきた。

従来、白色塗膜面を得る方法としては、チタンホワイト系白色ベースコート層を金属製容器の下地全面に下塗り塗装する方法とチタンホワイト系白色インキ層を塗装する方法が知られている。前者のチタンホワイト系白色ベースコート層を塗布する方法は白色度は高くなるが金属製容器表面全面が白くなり、金属光沢が欲しい部分まで金属光沢を完全に消してしまうので金属光沢部分を残した印刷の金属製容器には適用できないという問題がある。一方後者のチタンホワイト系白色インキ層を塗装する方法では、白色度が不十分とされていた。その対策として白色インキ層の厚さを厚く塗装すること、又は白色インキ中のチタンホワイトなどの白色顔料の配合量を高くすることが考えられる。
一般に白色インキは元々金属面に対する密着性が低く、その塗膜厚さを厚くすることは、より一層金属面に対する密着性を弱くして、ヒビ割れの発生や塗膜剥離を起こし易くする。また白色顔料の配合量を高めることは、インキのハンドリング特性を悪化させ、生産性を低下させる懸念がある。そこで、白色ベースコート処理を行わずに、従来のチタンホワイト系白色インキで白色度を高くすることが望まれている。従って、塗膜厚を厚くしたり白色顔料の配合量を高めることなく白色度の高い塗膜面を有する金属製容器の要求に応えようとするものである。

特開２００１−１４６２２１号公報

本発明は、従来の白色インキよりも薄い厚さでも、金属光沢部分を有していながら、白色度が高い白色インキを有するもので、従来の塗装装置をそのまま用い、従来と同一の操作で、塗装可能であり、アルミニウム面に対する密着性が従来のものに劣らず、白色度の高い白色インキを有するアルミニウム製飲料缶の提供を目的とする。

本発明は、
[1]アルミニウム製飲料缶の外面に、蛍光増白剤をチタンホワイト系白色インキに該インキ中の固形分に対して０．１〜２．０重量％配合したチタンホワイト系白色インキの皮膜を、厚さ０．２〜１．５μｍにして形成し、更にその上にクリア塗料の皮膜を設け、塗膜の色差計による白色度の、Ｌ値が７０．５３〜８１．０３であり、ｂ値が−４．１１〜−４．１５であることを特徴とする白色度に優れた塗膜面を有するアルミニウム製飲料缶、

[２] 有底円筒状のアルミニウム素地成形後、該円筒状アルミニウム素地外面に、蛍光増白剤をチタンホワイト系白色インキに該インキ中の固形分に対して０．１〜２．０重量％配合したチタンホワイト系白色インキの皮膜を、厚さ０．２〜１．５μｍにして形成し、更にその上にクリア塗料の皮膜を設けた後、焼付けを行い、次いでネッキング加工およびフランジング加工またはネッキング加工、ネジ加工およびカール加工し、塗膜の色差計による白色度の、Ｌ値が７０．５３〜８１．０３であり、ｂ値が−４．１１〜−４．１５であることを特徴とする白色度に優れた塗膜面を有するアルミニウム製飲料缶の製造方法、を開発することにより上記の課題を解決した。

本発明は、蛍光増白剤を、インキ中の固形分に対して０．１〜２．０重量％配合したチタンホワイト系白色インキの皮膜、更にその上にクリア塗料の皮膜を設けたアルミニウム製飲料缶を開発することにより、従来と同様に金属光沢部分を有し、必要な部分のみに白色度が高い白色インキを有するもので、従来の塗装装置をそのまま用い、従来と同一の操作で、塗装可能であり、アルミニウム面に対する密着性も従来のものと変わらず、白色度に優れた塗膜面を有するアルミニウム製飲料缶を提供することができた。
特に、従来は白色度を増すために白色インキを厚盛りする必要があった。白色インキを厚盛りするとその上面に形成されたクリア塗料が白色インキ層に吸われる量が増大し、その結果クリア塗料中に含まれている滑り剤（ＷＡＸ）が白色インキ層中に多量に取り込まれ、クリア塗膜表面の滑り性が劣化し製缶搬送時の作業性に悪影響を及ぼす懸念がある。本発明においては従来製品に較べ白色度を増しているので白色インキ層の厚さを減少でき、クリア塗料中の滑り剤が白色インキ層に取り込まれる量を減らすことができるため、同一の白色度において滑り性を大きく改善できた。

「白色度」は、通常、色差測定のＬ値で評価することが多いが、本発明においていう「白色度」とは目視での評価を優先する。本発明は白色インキの黄色味をうち消して（ｂ値）、見た目の白さがＬ値の数値以上に増して見える効果を有しており、白色顔料の配合を増して白くした場合や、白色塗料の塗膜厚みを厚くして白色度を増したものとは異なるものである。また、本発明では、白色度を高めるために採用されていた白色ベースコート層を下塗りする方法に較べ、金属製容器の材質がもたらす本来的な金属光沢部分を残すことができ、白色インキ塗布部は、白色ベースコート層塗膜以上に見た目が白く見えるという効果がある。

本発明の対象となる飲料缶はアルミニウム製であり、金属材質としては最も好適に使用出来る。アルミニウム製飲料缶は、ソフトドリンク、コーヒー、ビール、各種茶類あるいはミネラル水等のためのものであり、その模様やデザインの装飾性を高め、製品価値を高めたアルミニウム製飲料缶とするためには白色インキの見た目の白さも一つの重要なポイントとなっている。

本発明の白色インキとしては、従来の白色インキをベースとし、これに特定量の蛍光増白剤を配合するだけでよい。従来の白色インキは、一般的に塗膜形成主要素として不飽和ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂が用いられているが、これらのいずれにおいても問題なく使用出来る。白色顔料としてはチタンホワイトを主剤として用いられたものを使用する。

配合する蛍光増白剤としては、塗料の焼き付け温度において安定であり、且つ食品衛生法、化学物質排出把握管理促進法（ＰＲＴＲ法）、労働安全衛生法、毒物および劇物取締法に該当しない蛍光増白剤であることが必要である。蛍光増白剤としては特に限定されるものではないが、耐熱性を考慮して、例えば３−フェニルー７−（２Ｈ−ナフト［１，２−ｄ］−トリアゾール−２−イル）クマリン、２，２’−（２，５−チオフェンディイル）ビス（５−ｔ−ブチルベンゾオキサゾール）などがあり、これらの中から選択して使用する。

これら蛍光増白剤をインキ中の固形分に対して０．１〜２．０％（重量）、好ましくは０．４〜０．７％配合したものを使用する。０．１％未満の場合には増白効果が不十分であり、２．０％を超えてもその増白効果は変わらない。また十分な白色度を確保するために、塗膜厚さとして０．２〜３．０μｍ、好ましくは０．５〜１．５μｍの皮膜とする。白色インキの塗膜厚が０．２μｍ未満では、白色度が不十分であり、３．０μｍを超えても白色度に大差はない。

アルミニウム製飲料缶は、印刷用インキの上にクリア塗装がなされている。クリア塗装は缶胴の略全面を確実に被覆することが必要である。従って印刷用インキは、クリア塗装の皮膜で被覆されることになる。クリア塗装の皮膜は印刷面の保護のために、厚さ２．５〜１０μｍ、好ましくは５〜８μｍを形成する。この厚さに被覆がなされると印刷インキを確実に保護し、クリア塗装の塗膜剥離も防止でき、また、飲料缶表面の滑性も良い。クリア塗装の塗膜厚が２．５μｍ未満では、缶搬送時に缶同士が衝突した箇所の塗膜剥離が懸念され、加えて、表面滑性が不足するので缶搬送時の缶詰まりも懸念される。クリア塗膜が１０μｍを超えると、塗装後におけるネッキング等の加工時に塗膜剥離が懸念され、加えて、缶製造時の経済性が悪化する。これらインキの印刷はオフセット印刷で行う。

本願発明に係る飲料缶は、材質がアルミニウム合金である場合には、図１に示すようなフローで製造される。即ち、アルミニウム合金板材からブランクを打ち抜き、これをアルミカップに成形し、絞り・しごき成形を行って有底円筒形成形体とする。次いで予備脱脂、脱脂洗浄、化成処理、水洗、乾燥を行って有底円筒状のアルミニウム合金素地を得る。このアルミニウム合金素地の外面に、蛍光増白剤を配合したチタンホワイト系白色印刷インキを含めて複数の色のインキで印刷を行い、クリア塗装を塗布し、更にこれらの塗料の焼き付けを行う。次に内面スプレー塗装、焼き付け、アルミニウム製缶の場合にはネッキング加工およびフランジング加工、アルミニウム製ボトル缶の場合にはネッキング加工、ネジ加工およびカール加工と二次洗浄を行い製品とする。

［塗膜性能評価方法］
１）塗膜厚み：アドミタンスゲージでインキ塗膜及びクリア塗装の厚みを測定。
２）静摩擦係数：面々法で、クリア塗装後のＤＩ缶製品の無処理品、および８０℃温水シャワー１０秒した後５０℃温水シャワー３分処理品したもの。
３）表面硬度：鉛筆硬度測定（三菱ｕｎｉ使用）。

４）衝撃強度：デュポン衝撃強度（１／２ポンチ、高さ３０ｃｍ、錘３００ｇで実施（クリア塗装後の製品の無処理品および８０℃温水シャワー１０秒した後５０℃温水シャワー３分処理品。）。
５）碁盤目剥離テスト：１ｍｍ間隔でカット（１００マス）後、セロテープ（登録商標）密着を実施。剥離せずに残ったマス目で評価。

６）折曲剥離：１ｍｍφ芯棒で１８０°折り曲げ試験。
７）フリクションプレーヤー試験：製品となったアルミニウム製飲料缶を切り出し、平板に延ばして、そこに３／１６インチの鋼球（ＳＵＳ）を錘１kgで押し当て、回転速度１００ｒｐｍで平板を回転させて、塗膜が剥離するまでの回転数で評価。
［白色度評価方法］
１）Ｌａｂ値：色差計にて測定。
２）目視評価基準：◎：好ましい、○：良い、×：不可で評価

［実施例および比較例］
塗膜形成主要素としてアルキッド樹脂、顔料としてチタンホワイトを使用した本発明塗料に、蛍光増白剤として３−フェニルー７−（２Ｈ−ナフト［１，２−ｄ］−トリアゾール−２−イル）クマリンを０．５％配合したチタンホワイト系白色インキ１μｍをオフセット印刷で塗布し、その上にエポキシアクリル系クリア塗料を約６．０μｍオフセット印刷で塗布し、１９０℃で１分加熱後、２００℃で１分加熱して焼付を行った。缶材として、３５０ｍｌ、アルミ板の材質がＡ３００４−Ｈ１９のアルミニウム缶を使用した。
比較例として、従来の白色インキを１．５μｍ塗装した他は、同一の方法により処理した。

上記で製作したアルミニウム缶を、前記の［塗膜性能評価方法］及び［白色度評価方法］により測定した。結果を表１および表２に示す。

表１から明らかな如く、本願発明の白色インキによる塗膜は、従来インキによる塗膜と比較し同等の塗膜性能を有しつつ静摩擦係数において一段と優れているものである。

表２から明らかなように、本願発明の白色インキによる塗膜は、従来インキによる塗膜と比較し、Ｌ値及びａ値において差は無いもののｂ値において異なり（黄色味が少ない）、目視評価において白色度が極まって評価される。又、白色度が高いと評価されているベースコート皮膜と比較してもｂ値の値が低いものである。

本発明は、従来の白色インキと同一厚みの塗膜厚みであっても金属光沢部分を有していながら、必要な部分のみに見た目の白色度が高い白色インキを有するもので高い白色度を有し、有用な装飾性と優れた商品価値とを有するアルミニウム製飲料缶を提供するものである。従来の塗装装置をそのまま用い、従来と同一の操作で、塗装可能であり、金属面に対する密着性が従来のものと変わらず、白色度に優れた塗膜面を有するアルミニウム製飲料缶を提供する。

アルミニウム製飲料缶製造のフローチャート

Claims (2)

1. アルミニウム製飲料缶の外面に、蛍光増白剤をチタンホワイト系白色インキに該インキ中の固形分に対して０．１〜２．０重量％配合したチタンホワイト系白色インキの皮膜を、厚さ０．２〜１．５μｍにして形成し、更にその上にクリア塗料の皮膜を設け、塗膜の色差計による白色度の、Ｌ値が７０．５３〜８１．０３であり、ｂ値が−４．１１〜−４．１５であることを特徴とする白色度に優れた塗膜面を有するアルミニウム製飲料缶。
2. 有底円筒状のアルミニウム素地成形後、該円筒状アルミニウム素地外面に、蛍光増白剤をチタンホワイト系白色インキに該インキ中の固形分に対して０．１〜２．０重量％配合したチタンホワイト系白色インキの皮膜を、厚さ０．２〜１．５μｍにして形成し、更にその上にクリア塗料の皮膜を設けた後、焼付けを行い、次いでネッキング加工およびフランジング加工またはネッキング加工、ネジ加工およびカール加工し、塗膜の色差計による白色度の、Ｌ値が７０．５３〜８１．０３であり、ｂ値が−４．１１〜−４．１５であることを特徴とする白色度に優れた塗膜面を有するアルミニウム製飲料缶の製造方法。

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