JP6532873B2 - ブリリアントメタルシールキャップの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、アルミニウム合金製の外側メタルシェルを備えるシールキャップの分野、特に通常プラスチック材料製であり、ねじ切りされている内部挿入材を含むスクリューキャップに関するものである。これらのキャップは、容器、主にアルコール飲料および特にワインまたはスピリッツを内蔵するガラス製ボトルのシールのためのものである。

本発明は、さらに特に、頂上またはヘッド、および「鉛直」側壁部またはキャップの外側のスカート部でほぼ均一な光沢を得ることができるこれらキャップの製造方法に関するものである。

アルミニウム合金製シールキャップは、通常、下記の方法で製造される：
‐型打ちプレスは、二つの面にニスを塗った、ニスを考慮しないで厚さが通常０．１５〜０．２５ｍｍの、ブランクに切断した、フォーマットとも呼ばれるストリップまたはシートからキャッププリフォームを形成する。スカート部の高さ（キャッププリフォームの長さ）に応じて、一回から三回の型打ちが必要になることがある。

キャップのブリリアント外観は、主としてニスの品質によって付与される。どちらかといえば高級なある種の用途では、ブリリアント外観は一般的にペースが緩慢なメタライゼーション方法によって最終キャップで得られることができる。
‐これらのプリフォームを、３〜５分の時間にわたり、通常１８０〜２１０℃の高温の乾燥炉で脱脂して、型打ち潤滑剤を除去する。
‐次に、それらの外側表面全体にラッカを塗り、乾燥炉内を通過させ、ラッカを焼成する。
‐これらのラッカを塗ったプリフォームを、通常は、当業者には「オフセット」という名称で公知の方法でスカート部にシルクスクリーン印刷し、乾燥炉でインクの最終乾燥を実施する。
‐印刷を保護するためにオーバープリントニスを最後に塗布し、乾燥炉内の通過時に前記ニスを乾燥させる。
‐このようにして得られたプリフォームにジョイントおよび／またはねじ切りされている内部プラスチック挿入材を付加する。

下記の説明で取り上げるアルミニウム合金はすべて、異なる記載が無いかぎり、定期刊行される「Ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ Ｒｅｃｏｒｄ Ｓｅｒｉｅｓ」中の「Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ」によって定義される表記に従って表記されるものとする。

欧州特許第１３０４２１７号明細書

美観のための解決法への増大する関心によって、本出願人は、「ブリリアント」または「グランドブリリアント」という名称で当業者に公知の品質の、すなわち、規格ＮＦ ＥＮ ＩＳＯ ４２８７によって測定した粗度Ｒａが通常０．１５μｍ未満、さらに「グランドブリリアント」の場合０．０１５μｍ未満の、アルミニウム合金製ストリップをキャッププリフォームの型打ちに使用することをテストするようになった。

しかしながら、型打ちの終点で、ブリリアント外観の品質はプリフォームのヘッドではほぼ変化しないままであるが、スカート部では極めて劣化しており、多少ともマットな外観を示す。

この問題は特に、先の出願が２００１年の「Ｉｔａｌｃｏａｔ」の欧州特許第１３０４２１７号明細書によって確かに公知であり、それによると、段落［０００５］でその問題を記載しており、それを解決するために比較的複雑な方法を提案している。

工業的に公知の解決方法には、下記の二つの種類がある：
‐キャッププリフォームの外側に対応する面もニスによってコーティングしたメタルの型打ち；たとえベースとなるメタルがブリリアントであっても、スカート部のマットになる外観が、透明性によって見えるという理由により、それはしたがって、一般的に平均的な品質の最終光沢を付与するニスの光沢である。
‐最終キャッププリフォームの外側でのメタライゼーションは、一般的にプラスチック材料製のキャップに実施され、例外的な光沢を要求する方法であるが、この方法は時間およびコストがかかり、この事実から、コスメティック包装の分野に限定される。

本発明は、飲料ボトルのシールキャップの市場のための工業的に経済的な条件で、プリフォームの表面全体、ヘッドおよびスカート部の初期のブリリアント外観を維持する方法を提案することによって、この問題を解決することを目的とする。

本発明は、
ａ）型打ち可能な、すなわち型打ち中にいかなる劣化もこうむることのないニス層によって、二つの面のうちの少なくとも一つの面、一般的にはキャップの内側用の面が通常はコーティングされた「ブリリアント」または「グランドブリリアント」という名称で当業者に公知の品質の、すなわち、規格ＮＦ ＥＮ ＩＳＯ ４２８７によって測定した粗度Ｒａが０．１５μｍ未満の、アルミニウム合金製ストリップまたはシートの供給、
ｂ）ブランクと呼ばれる円盤への第一の切断作業、
ｃ）通常は軸方向に沿って軸対称のヘッドおよびスカート部を備える、型打ちされたプリフォームを形成するための、通常は型打ち潤滑剤を使用した、ブランク状の前記メタルの一回または複数回の型打ち工程、
ｄ）ニスを場合によっては塗布するのに適する脱脂されたプリフォームを形成するための、通常は１８０〜２１０℃の温度で３〜５分の時間にわたる熱的な、または、アルカリ媒での化学的な、潤滑剤の残りを通常は除去するための前記型打ちされたプリフォームの脱脂工程、
ｅ）場合によっては行われる、保護および／または装飾ニス掛け用工程、
を備えるメタルシールキャップの製造方法であって、型打ち工程後、場合によっては型打ち工程に直接続いて、少なくとも一つのストレッチングリングに型打ちされたプリフォームを通過させ、メタルを伸ばして、薄くすることからなる少なくとも一つのストレッチング工程を備えることを特徴とするメタルシールキャップの製造方法に関する。

通常、ブランクの厚さは、ニスを考慮しないで、０．１５〜０．２５ｍｍである。

最も一般的な態様では、延伸率（１−最終厚さ／シートまたはストリップの初期厚さ）は、２．５％以上である。

好ましい態様では、延伸率は３０％以下である。

特定の一実施態様では、キャップの内側用の面だけが型打ち前にニスによってコーティングされており、キャップの外側用の面は脱脂工程後にしかコーティングされない。

別の態様では、キャップの内側用および外側用の二つの面は型打ち前にニスによってコーティングされる。

好ましくは、型打ち用に使用される潤滑剤は揮発性で、加熱によって除去される。

ストレッチング用に使用される潤滑剤も、好ましくは、揮発性であり、通常は通過式オーブンまたは乾燥炉での加熱によって除去される。

さらに、型打ちおよびストレッチングの二つの工程用に同一の潤滑剤を使用することができる。

好ましくは、型打ちおよびストレッチングの工程は二つの統合された工程でつながり、すなわち、他の中間の工程がなく、さらにより好ましくは、一度の同一のプレス加工で実施される。

さらに、アルミニウム合金は、限定されるわけではないが、ＡＡ３０１５型またはＡＡ８０１１型であり得る。

本発明は、また、上述の特徴の一つを示す方法によって製造されるメタルシールキャップであって、その粗度指数Ｒａが、０．１５μｍ未満、すなわち、「ブリリアント」または「グランドブリリアント」型であり、頂上またはヘッド、およびスカート部または側壁部の全体についてほぼ均一であることを特徴とするメタルシールキャップを目的とする。

本発明による、この場合には一回の型打ち後、かつストレッチング前の試験用に使用されるキャップの概略的な断面図である。その高さｈは１７．６ｍｍであり、その頂上またはヘッドさらにまたは「トップ」の半径Ｒは４９．８ｍｍであって、半径Ｒ２．８ｍｍでスカート部または鉛直側壁部Ａに接続されている。 本発明によって、左側は、ここでは型打ちされたキャップについて縦方向での、そして右側は、ここでは型打ちおよびストレッチングされたキャップについて横方向での、規格ＮＦ ＥＮ ＩＳＯ ４２８７による粗度測定の実施態様を概略的に図示したものである。 キャッププリフォームの側壁部またはスカート部について、ＳＬで示される側壁部の上から下への縦方向、または、ＳＴで示される側壁部の上方の横方向で測定して得られた：ブリリアントメタルから従来技術によって作製され、したがって、型打ちはされるがストレッチングはされておらず、ＳＬで示される側壁部の上から下への縦方向、または、ＳＴで示される側壁部の上方の横方向で常に測定された、キャップＡの、上述した試験を反復したキャップＢの、ブリリアントメタルを本発明によって型打ちし、その後ストレッチングしたキャップＣの、上述した試験を反復したキャップＤの、粗度Ｒａをミクロンで示している。 キャップのトップまたは頂上について、ブリリアントメタルを従来技術によって型打ちしたキャップＡの、上述した試験を反復したキャップＢの、キャップのトップまたは頂上について、ブリリアントメタルを本発明によって型打ちしそれからストレッチングしたキャップＣの、上述した試験を反復したキャップＤの、「ミル フィニッシュ」の名称で当業者には公知の型のブリリアントではない圧延原料メタルを従来技術によって型打ちだけしたキャップＥの（二つの箇所ＳＬおよびＳＴは混合している）、参照記号Ｆの、すなわち、型打ち前、出発ブリリアントフラットシートメタルの、参照記号Ｇの、すなわち、「ミル フィニッシュ」圧延原料フラットシートメタルの、得られた粗度を同様に示している。 光沢の特徴付けに適用するために陽極酸化製品についての画像の鮮明さの特徴に関する規格ＮＦ ＥＮ ＩＳＯ １０２１５を適用して、光コムで構成された目盛を刻んだスケールで、キャップの側壁部の光沢を数量化するために使用されるパターンを示している。

前述のように、美観に優れるものの経済的な、すなわち飲料ボトルの市場の要求にこたえて両立し得るコストの、そしてコスメティック製品のコストではない、シールキャップの市場への関心が増大しているという理由により、本出願人は、「ブリリアント」または「グランドブリリアント」という名称で当業者に公知の品質の、すなわち、規格ＮＦ ＥＮ ＩＳＯ ４２８７によって測定した粗度Ｒａが通常０．１５μｍ未満のアルミニウム合金製ストリップを、キャッププリフォームの型打ちに使用するテストをすることに想到した。

本出願人は残念ながら、型打ちを終えると、プリフォームのヘッドまたは頂上のブリリアント外観の品質は変化しないままであっても、スカート部について品質は極めて劣化しており、多少ともマットな外観を示すことを確認した。

同時に、本出願人は、使用するメタルの量を最小にするために前記シールキャップの厚さを減少させる計画に着手した。そのようにして、一回または複数回の従来の型打ち後、補足の一回のストレッチングを行うようになり、複数回の型打ちによってスカート部の厚さは均一ではなくなり、したがって、厚さはその最小で最適化されることができるようになった。

「キャリブレーション」の名称でさらに公知のこのタイプのストレッチングは、シールキャップの分野では使用されておらず、目下のところ缶または飲料ボトルの分野でしか使用されていない。

「ブリリアント」品質のメタルからの試験のとき、本出願人は予期せぬことに、前記工程の後に光沢が回復し、キャップの側壁部またはスカート部で、キャップの頂上またはヘッドのレベルであることをそのとき見出した。

したがって、本発明の利点が複数であることが明らかであり、すなわち、使用する材料の量を最小にしつつ、または、材料の量を増加させずにより高さのあるキャップの製造を可能にしつつ、スカート部の厚さをその高さ全体について均一化し、そして結局、キャップのスカート部または側壁部で、ならびにキャップの頂上またはヘッドで、均一な光沢レベルを得る。

最小延伸率は、最小延伸率がスカート部の全体の厚さを、型打ち後に局所的に得られた最小の厚さ（すなわち、図１の場合０．２０３ｍｍ）とほぼ等しくなるように、少なくとも、ほぼ一定してもたらすことから正当化される。この値は型打ち条件（工具の粗度、遊び（ｐｌａｙ）、ブランク把持圧力、潤滑）に依存する。一般的にこの最小率は２．５さらには３％であると考えられる。

最大延伸率は合金に固有の破断前の延伸可能性限界に関係し、最も厚い区域（図１によると０．２３６ｍｍ）であるスカート部の下部のストレッチング、またはキャリブレーションのときに超過してはならない。その「ｐｌａｙ_max」値は、式（１−ｐｌａｙ_max）／（１−ＬＩＲ）＝ｅ_max／ｅ_init（但し、ＬＩＲはメタルの延伸可能性限界、ｅ_maxはスカート部の下部の最大厚さ（図１によると０．２３６ｍｍ）、およびｅ_initはシートの初期厚さ（図１に対応する場合には０．２１０ｍｍ）である。

ＡＡ３１０４または３１０５型合金の場合、工業的に許容される延伸可能性限界は４０％である。そのとき、ほぼ３０％の最大延伸率が得られる。

本発明は、その詳細において、下記の実施例からより良く理解されるであろうが、それらは限定的な性格のものではない。

実施例
型打ち工程
粗度Ｒａが０．０８μｍ、厚さが０．２１０ｍｍ（ニス無し）の「ブリリアント」の名称で当業者には公知の品質のＡＡ３１０５型合金製メタルストリップを８７０×２８０ｍｍのフォーマットに切断した。
フォーマットは、カットパンチを使用して直径５８．７０ｍｍの型打ちブランクに切断された。
第一回の型打ちを以下の特徴を有する工具でこれらニス無しブランクについて実施した：
パンチ直径：３４．８０ｍｍ；パンチ半径：２．８０ｍｍ、すなわち、

１．６９である。
打抜き型の直径は３５．３０ｍｍ、およびその半径は１．１０ｍｍであった。
メタルと接触する打抜き型の表面粗度はＲａ＝０．２であった。
潤滑剤は、ＨＥＮＫＥＬのＬＡＰＰＩＮＧ ＯＩＬ ６７で参照される公知のタイプであった。
それは、キャップ製造工場内で広く使用されている自動装置を使用して供給された。
ブランク把持圧力を、しわの無いカップが得られるように調節した。

この工程によって、図１に概略的な断面図で示したようなＡおよびＢで示される型打ちされたカップまたはキャップを製造することができた。
そこで、特にメタルの初期厚さが０．２１０ｍｍのとき、前記カップについて、最小は０．２０３ｍｍに減るが、一方、最大は０．２３６ｍｍになることが分かった。このタイプの厚さの断面は実際型打ちによって得たカップの特徴である。

ストレッチング工程
ストレッチングである第二回は、上記の工程１によってあらかじめ型打ちされたカップについて、以下の特徴を有する工具を用いて実施した：
パンチ直径：３４．８ｍｍ
１０％ストレッチングリングの直径：３５．１７８ｍｍ
ストレッチングリングの直径は、パンチ直径と打抜き型直径との間のメタルの初期厚さ（ここでは、メタルの厚さ＝０．２１０ｍｍ）に対する負の遊びに対応し、以下のように計算される：

（但し遊び％は延伸率であり、ここでは１０％すなわち０．１である。）
実際、工程１で、スカート部において得られる厚さは一定でないことが分かった：
‐したがって、最小厚さ０．２０３ｍｍについては、現実のストレッチングは実際には７％であり、
‐最大厚さ０．２３６ｍｍについては、現実のストレッチングは実際には２０％である。

より一般的には、最小ストレッチングは型打ち後のスカート部の最小厚さによって与えられる。この場合、最小厚さ０．２０３ｍｍについては、スカート部の高さ全体が被覆された光沢を得るための最小ストレッチングは３．３％である。型打ち後のスカート部のその高さ全体にわたって０．２０３ｍｍである最小厚さを得るために必要なストレッチングに対応するこの値は、既に引用した式（１−最終厚さ／初期厚さ）（但し、最終厚さは０．２０３ｍｍに相当し、また初期厚さは０．２１０ｍｍに相当する）によって得られる。

最も広く市販されている潤滑剤の中から複数のものをテストし、成功したが、それは、獣脂、「ＫＬＵＢＥＲ Ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ」の潤滑剤「ＫＬＵＢＥＲＦＯＯＤ ＮＨ１ １６−１８０」および「ＰＡＲＡＬＩＱＰ１２」であった。

この工程によって、図３および４でＣおよびＤとして示される、本発明によるストレッチングした型打ちキャップを製造することができた。

試験の結果
光沢である基準を数量化するために、二つのパラメータを使用した：
その表面について、表面が滑らか、つまり粗度が小さいほどよりブリリアントになる表面粗度、
陽極酸化製品についての画像の鮮明さの特徴に関する規格ＮＦ ＥＮ ＩＳＯ １０２１５に基づく表面によって反射される画像の鮮明さ。

表面粗度Ｒａ
本発明によって型打ちおよびストレッチングしたキャップの粗度を、（従来技術による）型打ちだけのキャップの粗度と、さらには、キャップに成形する前のストリップまたはシートまたはフラットな出発フォーマット状のメタルの初期粗度と比較した。

キャップ自体について、図２で記載したように、側壁部またはスカート部について、およびトップまたは頂上について、すなわちほぼフラット部分で、側壁部の上から下の縦方向（ＳＬ）に、および側壁部の上部で横方向（ＳＴ）に粗度を測定した。

フラットなメタルについて、圧延方向（ＳＬ）および横方向（ＳＴ）で粗度を測定した。

以下の記号を使用する：
Ａ：ブリリアントメタルを従来技術によって型打ちしたキャップ、
Ｂ：上記の試験の反復、
Ｃ：ブリリアントメタルを本発明によって型打ちし続いてストレッチングしたキャップ、
Ｄ：上記の試験の反復、
Ｅ：「ミル フィニッシュ」の名称で当業者には公知の型のブリリアントではない圧延原料メタルを従来技術によって型打ちだけした（二つの箇所ＳＬおよびＳＴは混合している）キャップ、
Ｆ：型打ち前の出発ブリリアントフラットシートメタル
Ｇ：「ミル フィニッシュ」の名称で公知の圧延原料フラットシートメタル。

図３は、従来技術のキャップＡとＢの側壁部またはスカート部の粗度を本発明によるキャップＣとＤのそれと比較する。
それは、本発明によって側壁部の粗度を３〜６の係数で割ることができることを明らかに示し、これは測定方向（ＳＬまたはＳＴ）に関係しない。
さらに、本発明によるキャップのスカート部の粗度は縦方向および横方向で極めて類似しており、このことは、スカート部または側壁部全体に渡る光沢の均一性へのその影響のため、明らかに著しく重要である。

図４では、キャップＡ、Ｂ、ＣおよびＤの頂上またはトップについての粗度、ならびに、ブリリアントではない原料メタル「ミル フィニッシュ」を従来技術による型打ちしただけのキャップＥについての粗度、および、ブリリアントシートＦと圧延原料シート「ミル フィニッシュ」Ｇの、型打ち前の出発ストリップまたはシートについての粗度を、比較している。

キャップ（Ａ、Ｂ）および（Ｃ、Ｄ）間の比較によって、キャップのトップ（または頂上）では粗度は変化せず、すなわち、本発明はキャップのトップの光沢を変更しないことが明らかに示されている。それは、ブリリアントメタルの初期の粗度より大きいが、圧延原料メタル「ミル フィニッシュ」の粗度より低いままである。この点から、出発シートとして、ブリリアントメタルを使用すると、キャップのトップの初期の光沢の優れた部分を引き出し、ストレッチングによって、スカート部または側壁部を含むその全体について向上した光沢を得るという利点が示される。

これらの結果は、その上、粗度２Ｄまたは３Ｄの測定の通常の基準（例えば、ＲｚまたはＳｋ）のすべてについて同一である。

反射画像の鮮明さ
ここでは、陽極酸化製品の画像の鮮明さの特徴に関する規格ＮＦ ＥＮ ＩＳＯ１０２１５の方法を使用して、本発明によるスカート部の表面にそれを適用した。

したがって、図５に示したような光コムで構成された目盛を刻んだスケール、および評価、または輝度スケールを使用して、下記の表１に示すような画像の鮮明さの分類ができた。

試験は、キャップ、スカート部または側壁部を光コムのパターンからの距離ｄに配置し、その級を越えると凹凸の筋がもはや見えなくなる、または、より正確にはもはや視覚的に分離できなくなる級を評価することからなる。

従来技術によるキャップＡおよびＢ、ならびに本発明によるキャップＣおよびＤについて得られた結果を下記の表２に示す。

従来技術によるキャップＡおよびＢと本発明によるキャップＣおよびＤとの間の比較によるこれらの結果は、鮮明さの、したがって前記キャップのスカート部について対応する光沢の、極めて顕著な向上を示す。

ＳＬ 側壁部の上から下への縦方向
ＳＴ 側壁部の上方の横方向

Claims (14)

1. ａ）型打ち可能なニス層によって、二つの面の少なくとも一つの面、一般的にはキャップの内側用の面が通常コーティングされた「ブリリアント」または「グランドブリリアント」という名称で当業者に公知の品質のアルミニウム合金製ストリップまたはシートの供給、
   ｂ）ブランクと呼ばれる円盤への第一の切断作業、
   ｃ）通常は軸方向に沿って軸対称のヘッドおよびスカート部を備える、型打ちされたプリフォームを形成するための、通常は型打ち潤滑剤を使用した、前記ブランク状のメタルの一回または複数回の型打ち工程、
   ｄ）ニスを場合によっては塗布するために脱脂されたプリフォームを形成するための、潤滑剤の残りを通常は除去するための前記型打ちされたプリフォームの脱脂工程、
   ｅ）場合によっては行われる、保護および／または装飾用ニス掛け用工程、
   を備えるメタルシールキャップの製造方法であって、型打ち工程後、少なくとも一つのストレッチングリングに型打ちしたプリフォームを通過させ、メタルを伸ばして、薄くすることからなる少なくとも一つのストレッチング工程を備えることを特徴とする、メタルシールキャップの製造方法。
2. ブランクの厚さは、ニス無しで０．１５〜０．２５ｍｍであることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 延伸率（１−最終厚さ／初期厚さ）は、２．５％以上であることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
4. 延伸率は、３０％以下であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一つに記載の方法。
5. キャップの内側用の面だけが型打ち前にニスによってコーティングされており、キャップの外側用の面は脱脂工程後にしかコーティングされないことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一つに記載の方法。
6. キャップの内側用および外側用の二つの面は型打ち前にニスによってコーティングされることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一つに記載の方法。
7. 型打ち用に使用される潤滑剤は揮発性で、加熱によって除去されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一つに記載の方法。
8. ストレッチング用に使用される潤滑剤は、揮発性で加熱によって除去されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一つに記載の方法。
9. 型打ちおよびストレッチングの二つの工程用に同一の潤滑剤を使用することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一つに記載の方法。
10. 型打ちおよびストレッチングの工程は二つの統合された工程でつながり、すなわち、他の中間工程がないことを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一つに記載の方法。
11. 型打ちおよびストレッチングの工程は、一度の同一のプレス加工で実施されることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一つに記載の方法。
12. アルミニウム合金は、ＡＡ３１０５型であることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一つに記載の方法。
13. アルミニウム合金は、ＡＡ８０１１型であることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一つに記載の方法。
14. 請求項１〜１３のいずれか一つに記載の方法によって製造されるメタルシールキャップであって、その粗度指数Ｒａが、０．１５μｍ未満、すなわち、「ブリリアント」または「グランドブリリアント」型であり、頂上またはヘッド、およびスカート部または側壁部の全体について実質的に均一であることを特徴とする、メタルシールキャップ。

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