JP6721360B2 - ライナ付キャップの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、飲料用等の容器の口金部に装着されて密栓するライナ付キャップの製造方法に関する。

飲料等を充填する容器の口金部にリシール可能なキャップを被着したキャップ付容器が普及している。この容器の口金部に被着されるキャップは、天面部と、その天面部の周縁から略垂下してなる筒状の円筒部とによりカップ状（有底筒状）に形成されており、天面部の内側には、口金部との密封性を高めるためのライナが設けられて、ライナ付キャップとして用いられている。

この種のライナ付キャップの製造方法としては、一般には、特許文献１に記載されているように、予め所定の印刷や塗装がなされた板材からブランク材を打ち抜いてカップ状のキャップシェルに成形した後、キャップシェルの円筒部にナール等を成形し、最後にキャップシェルの内側にライナを取り付けることが行われている。そして、このようにキャップシェルとなる板材に予め印刷や塗装を施した後に順次成形等を施すことから、キャップシェルの搬送性や印刷面の耐久性等を考慮して、板材には複数の印刷や塗装が重ねて施される。また、キャップシェルの材料はコイル材で供給されるが、両面に施される印刷等の位置合わせを正確に行う必要があることから、コイル材の状態では印刷等を行うことはできず、板材に加工されている。このため、工程数が多くなり、これらの工程に多くの時間と費用がかかることにより、ライナ付キャップの製造コストが高くなることが課題となっている。

この点、特許文献２には、キャップシェルの成形後に、そのキャップシェルの外面や内面に印刷や塗装を施すことにより、コイル材の状態でプレス成形を行うことを可能としたキャップの製造方法が開示されている。また、この特許文献２には、キャップシェルの天面部内側にアプリケーターによりライナを成形して取り付けた後に、キャップシェルの外面や内面に印刷等を施すことが記載されており、このように印刷や塗装の工程を製造工程の最後に行うことで、キャップシェルの印刷面が傷付くことを防止できる。

特開２００６‐１４２３５４号公報 国際公開第２０１５／００９３４０号 特開２００５‐１５３９７３号公報 特開２０１４‐１１４０５５号公報

ところが、特許文献２に記載されているように、キャップシェルの天面部内側にライナを固定した後に印刷工程を行う場合には、インクの焼き付けを行う際に天面部内側に固定されたライナが加熱により変質したり、劣化したりするおそれがあるため、加熱を伴う印刷工程を行うことができない。

また、特許文献２に記載されるライナ付キャップのように、ライナ全面を天面部に固定した場合には、キャップ付ボトル缶の開栓時に開栓トルクが高くなり、開栓性が悪くなることが課題である。そこで、特許文献３又は特許文献４に記載されているように、ライナの中央領域だけをキャップシェルの天面部に接着させ、ライナの周縁部を非接着とすることにより、開栓トルクを低減する試みもなされている。しかし、ライナの周縁部を非接着状態に設けるには、予めキャップシェルとなるブランク材の所定位置にマスキング印刷を施しておく必要があるため、ライナ付キャップの製造コストとともに、製造完了までのリードタイムが増加する。また、この場合には、キャップシェルとなるブランク材の外面の装飾印刷と、内面のマスキング印刷との位置合わせが必要となり、さらにライナ付キャップの製造工程が煩雑化することが懸念される。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、製造工程を簡略化でき、製造コストの低減及びリードタイムの短縮を図ることができるとともに、品質の高いライナ付キャップの製造方法を提供することを目的とする。

本発明のライナ付キャップの製造方法は、アルミニウム又はアルミニウム合金のコイル材の両面に塗膜が施されたコイルコート材を順次搬送しながらブランク材を打ち抜いて天面部と円筒部とを有する有底筒状のキャップシェルを成形するキャップシェル成形工程と、前記キャップシェルの前記円筒部の前記天面部側にフック部を加工するフック部加工工程と、前記キャップシェルの前記フック部と前記天面部との間にシート状のライナを配置するライナ装着工程と、前記ライナが装着された前記キャップシェルの外面にレーザ加工により刻印する印刷工程とを有し、前記キャップシェル成形工程では、前記コイルコート材に施された前記塗膜のうち前記キャップシェルの外面側に設けられる塗膜を有色としたコイルコート材を用いることを特徴とする。

キャップシェルの成形後に印刷工程を行うこととしたので、印刷面とプレス機との正確な位置合わせを行う必要がなく、直接、コイルコート材を使用して、そのコイルコート材を順次搬送しながらキャップシェル成形工程を連続して行うことができる。また、製造工程の最初や途中ではなく最後にキャップシェルの外面の印刷を行うので、印刷面が傷付くことを防止でき、従来のようにキャップシェルの搬送時における耐久性等を考慮して、複数の印刷や塗装を重ねる必要がなくなる。

本発明のライナ付キャップの製造方法のキャップシェル成形工程において、前記コイルコート材の両面に施された前記塗膜の双方が、同じ樹脂系の塗料により形成されているとよい。

本発明のライナ付キャップの製造方法の前記印刷工程において、前記刻印の上からオーバーバーニッシュ膜を塗布してもよい。この場合、オーバーバーニッシュ膜により刻印を保護でき、刻印の耐久性を向上できる。

本発明のライナ付キャップの製造方法の前記キャップシェル成形工程において、前記コイルコート材の両面に施された前記塗膜の双方を厚さ３μｍ以上７μｍ以下に設けておき、該コイルコート材からレトルト飲料用のライナ付キャップを製造するとよい。
コイルコート材の塗膜の厚さを３μｍ未満とした場合には、コイル状のアルミニウム板材に安定して塗装することが難しくなるとともに、コイルコート材が傷付きやすくなる。一方、塗膜の厚さを７μｍを超える厚さに設けた場合には、キャップシェルの成形性が悪くなり、塗膜が割れやすくなる。そして、キャップ付ボトル缶の充填後に１００℃以上の熱を加えて殺菌処理を行うレトルト飲料に用いるキャップシェルにおいて、殺菌処理後に塗膜に割れが生じた場合には、耐水性が低下することで美観を損ねるおそれがある。

本発明によれば、ライナ付キャップの製造工程を簡略化でき、製造コストの低減及びリードタイムの短縮を図ることができるとともに、品質の高いライナ付キャップを提供できる。

本発明の実施形態のライナ付キャップの製造方法を説明するフロー図である。 本発明の実施形態のライナ付キャップの製造方法を説明する図である。 ボトル缶とライナ付キャップの半断面図である。 コイルコート材の要部断面図である。 キャップシェルの要部断面図である。

以下、本発明に係るライナ付キャップの製造方法の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
なお、図３は、本実施形態の製造方法により製造されるライナ付キャップ１と、ライナ付キャップ１が装着されるボトル缶２の一例であり、ライナ付キャップ１をボトル缶２（容器）の口金部２１に装着して密栓することにより、キャップ付ボトル缶が製造される。

ボトル缶２は、アルミニウム又はアルミニウム合金製(金属製)とされ、図３に示すように、有底筒状の胴部２２と、胴部２２の上端から上方に向けて漸次縮径するテーパ状の肩部２３と、この肩部２３の上端から上方に延びる筒状小径の首部２４と、この首部２４よりも上方部分に形成される口金部２１とを有するボトル状に形成されている。また、キャップ１が装着されるボトル缶２の口金部２１は、図３に示すように、その下端部に半径方向外方に突出する膨出部２７が形成され、その上方に雄ねじ部２６、雄ねじ部２６の上方に開口端部を丸めてなるカール部２５が形成されている。

また、本実施形態の製造方法により製造されるライナ付キャップ１は、図２（ｄ）及び図３に示すように、円筒状に設けられたキャップシェル４と、キャップシェル４の内側に天面部１１の内面に摺動可能に設けられたシート状のライナ５とを備える。

キャップシェル４は、アルミニウム又はアルミニウム合金製のブランク材を有底筒状（カップ状）に成形してなるもので、図２（ｄ）及び図３に示すように、円形の天面部１１と、その天面部１１の周縁から略垂下されてなる筒状の円筒部１２とが一体的に形成され、キャップシェル４の外面（天面部１１の上面や円筒部１２の側面）には、図５に示すように、印刷や塗装により塗装膜が施されている。

また、キャップシェル４の円筒部１２は、図２（ｄ）に示すように、周方向に断続的に形成されたスリット３５の間に形成された複数のブリッジ３６を介して筒上部３７と筒下部３８とが連結された構成とされている。筒上部３７には、ボトル缶２の口金部２１に形成された雄ねじ部２６に螺合する雌ねじ部が形成される雌ねじ形成予定部３９と、雌ねじ形成予定部３９の天面部１１側に設けられるナール部１３、フック部１４及びグルーブ部１５と、雌ねじ形成予定部３９のブリッジ３６側に設けられるビード部１６とが設けられている。また、筒下部３８には、ボトル缶２の口金部２１の膨出部２７にピルファープルーフ部として係止されることになるフレア１７が設けられている。

キャップシェル４に施された塗装膜は、図５に示すように、キャップシェル４の材料となるアルミニウム板材４１の内面及び外面に形成された塗膜４２，４３と、外面の塗膜４２の上面に形成された印刷膜４４と、印刷膜４４の上面に形成されたオーバーバーニッシュ膜４５とによって構成されている。
キャップシェル４の外面に施された塗膜４２は、キャップシェル４の材料となるアルミニウム板材４１と印刷膜４４との密着性を向上させるために形成され、例えば厚さ３μｍ以上７μｍ以下に設けられている。本実施形態では、塗膜４２は、透明性の高いポリエステル−アミノ系樹脂の塗料によって厚さ５μｍに構成される。なお、キャップシェル４の外面側に形成される塗膜４２の原料の塗料に適宜の顔料を添加しておくことにより、塗膜４２を有色に設けておいてもよい。
一方、キャップシェル４の内面に施された塗膜４３は、例えば厚さ３μｍ以上７μｍ以下に設けられる。本実施形態では、塗膜４３は、エポキシ−フェノール系樹脂の塗料によって厚さ４μｍに構成される。

なお、アルミニウム材４１（キャップシェル４）の外面に形成された塗膜４２と内面に形成された塗膜４３との双方を、同じ樹脂系の塗料により形成してもよい。つまり、内面の塗膜４２と外面の塗膜４３の双方を、同じポリエステル−アミノ系樹脂の塗料で形成することも可能であるし、エポキシ−フェノール系樹脂の塗料で形成することも可能である。
なお、塗膜４２，４３は、１回のコイルコート作業により所望の厚さに形成しても良いし、複数回のコイルコート作業を経て形成してもよい。

印刷膜４４は、キャップシェル４の外面を装飾するために形成され、例えば厚さ０．５μｍ〜２μｍ程度に設けられる。印刷膜４４の原料は、色彩を有するインキによって構成される。
また、オーバーバーニッシュ膜４５は、印刷膜４４の保護や、表面のすべりを良好にしてキャッピング加工時の加工性を向上させるために、塗膜４２と印刷膜４４とを被覆して形成され、例えば厚さ４μｍ〜７μｍ程度に設けられる。オーバーバーニッシュ膜４５の原料は、例えば硬化したエポキシ−フェノール系樹脂または硬化したポリエステル−アミノ系樹脂を溶剤で溶かし、これにワックスを添加することによって構成される。なお、原料に添加されるワックスには、カルナバワックスやマイクロクリスタリン等が挙げられる。

ライナ５は、図２（ｄ）及び図６に示すように、エラストマー樹脂等で形成されてシール機能を有する密封層５１と、その密封層５１よりも高い硬度を有し、ポリプロピレン等で円盤状に形成されて、キャップシェル４の天面部１１の内面と摺動する摺動層５２とが積層されたものを用いることができる。この場合、密封層５１は、摺動層５２よりも外径が小さく設けられ、密封層５１よりも外径が大きく設けられた摺動層５２がフック部１４により支持されることで、ライナ５がキャップシェル４に天面部１１の内面と摺動可能に取り付けられている。また、摺動層５２の外径は、フック部１４の先端を通る内接円よりも大きく形成されており、図２（ｃ）に示すように、キャップシェル４の天面部１１に向けてライナ５を押し込むことにより、摺動層５２がフック部１４を乗り越えて天面部１１とフック部１４との間に挿入されて、ライナ５がキャップシェル４に保持される。
なお、ライナ５の密封層５１は、摺動層５２をキャップシェル４に挿入した後で、モールディング（型押し）成形してもよい。

次に、本実施形態のライナ付キャップ１の製造方法を、図１及び図２を参照して説明する。
キャップシェル４の材料には、図４に示すように、アルミニウム板材４１の両面の全体（全面）に塗膜４２，４３が形成されたコイルコート材４０を用いる。コイルコート材４０は、厚さ０．２０ｍｍ以上０．２３５ｍｍ以下のアルミニウム又はアルミニウム合金からなるコイル状のアルミニウム板材４１の両面にポリエステル−アミノ系樹脂又はエポキシ−フェノール系樹脂等のコート膜を塗布することにより形成される。また、塗膜４２，４３の厚さはキャップシェル４の成形前の段階で３μｍ以上７μｍ以下に設けられる。

なお、コイルコート材４０の塗膜４２，４３の厚さを３μｍ未満とした場合には、コイル状のアルミニウム板材４１に安定して塗装することが難しくなるとともに、コイルコート材４０が傷付きやすくなる。一方、塗膜４２，４３の厚さを７μｍを超える厚さに設けた場合には、キャップシェル４の成形性が悪くなり、塗膜４２，４３が割れやすくなる。そして、キャップ付ボトル缶の充填後に１００℃以上の熱を加えて殺菌処理を行うレトルト飲料に用いるライナ付キャップにおいて、殺菌処理後に塗膜４２，４３に割れが生じた場合には、耐水性が低下することで美観を損ねるおそれがある。

そして、このように構成されたコイルコート材４０を、図２（ａ）に示すように、順次搬送しながら円板状のブランク材を打ち抜いて絞り加工を施すことにより、天面部１１ａと円筒部１２ａとが一体に設けられたカップ状のキャップシェル４０Ａを成形する（キャップシェル成形工程（Ｓ１））。次に、このカップ状のキャップシェル４０Ａの円筒部１２ａに、フック部１４の加工を行うとともに、ナール部１３、グルーブ部１５、スリット３５等の加工を行うことにより、図２（ｂ）に示すように、円筒部１２にナール部１３、フック部１４、スリット３５等が形成されたキャップシェル４０Ｂが得られる（フック部加工工程（Ｓ２））。

そして、図２（ｃ）に示すように、このキャップシェル４０Ｂの開口端縁を上に向けて配置し、ライナ５を天面部１１側に向けて挿入して、ライナ５を天面部１１とフック部１４との間に配置する（ライナ装着工程（Ｓ３））。キャップシェル４０Ｂにライナ５を取り付けた後、図２（ｄ）に示すように、キャップシェル４０Ｂ（キャップシェル４）の開口端縁を下に向けて配置し、ライナ５と天面部１１の内面との間に隙間を形成した状態とする。そして、その状態でキャップシェル４０Ｂの外面にフレーム処理を施した後、図５に示すように、所定のデザインの印刷をタンポ印刷等により施して印刷膜４４を形成し、さらに印刷膜４４の保護のために印刷膜４４の上からオーバーバーニッシュ膜４５を塗布してから、これら印刷膜４４とオーバーバーニッシュ膜４５とを乾燥させることにより（印刷工程（Ｓ４））、外面に塗装膜が形成されたライナ付キャップ１を製造する。

なお、図示は省略するが、印刷膜４４とオーバーバーニッシュ膜４５の乾燥は、キャップシェル４０Ｂ（キャップシェル４）の開口端縁を下に向けて配置し、ライナ５と天面部１１の内面との間に隙間を形成した状態で、印刷膜４４及びオーバーバーニッシュ膜４５が塗布されたキャップシェル４をオーブン等を通過させながら、熱風を吹き付けることにより行われる。

そして、このようにして構成されるライナ付キャップ１を、ボトル缶２の口金部２１に被せた状態で、キャッピング装置（キャッパ）によりキャッピング加工を施すことにより、ライナ付キャップ１がボトル缶２の口金部２１に装着されて、キャップ付ボトル缶が製造される。

以上説明したように、本実施形態のライナ付キャップの製造方法によれば、キャップシェル４０Ｂの成形後に印刷工程（Ｓ４）を行うこととしたので、印刷面とプレス機との正確な位置合わせを行う必要がなく、直接、コイルコート材４０を使用して、そのコイルコート材を順次搬送しながらキャップシェル成形工程（Ｓ２）を連続して行うことができる。また、製造工程の最初や途中ではなく、最後にキャップシェル４の外面の印刷を行うので、印刷面が傷付くことを防止でき、従来のようにキャップシェルの搬送時における耐久性等を考慮して、複数の印刷や塗装を重ねる必要がなくなる。

さらに、キャップシェル４の内側に配置されるライナ５を、天面部１１と非接触に設けるとともに、印刷工程（Ｓ４）時にライナ５と天面部１１の内面との間に隙間を設けることとしたので、キャップシェル４からライナ５に加えられる熱影響を低減でき、ライナ５の変質や劣化等を防止でき、品質の高いライナ付キャップ１を製造できる。また、天面部１１と非接触のライナ５を使用するため、天面部１１の内面にマスキング印刷を必要としない。したがって、ライナ付キャップ１の製造工程を簡略化でき、製造コストの低減とともに、リードタイムの短縮を図ることができる。

また、上記実施形態では、印刷工程（Ｓ４）において、タンポ印刷により印刷膜４４を形成することでキャップシェル４の外面にデザインを施すこととしていたが、タンポ印刷以外にも、レーザ加工により文字や模様等を刻印する方法やその他の方法によって、キャップシェル４の外面にデザインを施すこととしてもよい。
また、上記実施形態のように、印刷膜４４の上からオーバーバーニッシュ膜４５を塗布してキャップシェル４の最外面にオーバーバーニッシュ膜４５を形成することで、印刷膜４４を保護できるが、オーバーバーニッシュ膜４５は、必ずしも塗布しなくてもよい。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、ライナ付キャップ１をボトル缶２に装着したが、ボトル缶２に限らず、ガラスボトル等の他のボトルに装着されるものであってもよい。

１ ライナ付キャップ
２ ボトル缶
４，４０Ａ，４０Ｂ キャップシェル
５ ライナ
１１，１１ａ 天面部
１２，１２ａ 円筒部
１３ ナール部
１４ フック部
１５ グルーブ部
１６ ビード部
１７ フレア
２１ 口金部
２２ 胴部
２３ 肩部
２４ 首部
２５ カール部
２６ 雄ねじ部
２７ 膨出部
３５ スリット
３６ ブリッジ
３７ 筒上部
３８ 筒下部
３９ 雌ねじ形成予定部
４０ コイルコート材
４１ アルミニウム板材
４２，４３ 塗膜
４４ 印刷膜
４５ オーバーバーニッシュ膜
５１ 密封層
５２ 摺動層

Claims (4)

1. アルミニウム又はアルミニウム合金のコイル材の両面に塗膜が施されたコイルコート材を順次搬送しながらブランク材を打ち抜いて天面部と円筒部とを有する有底筒状のキャップシェルを成形するキャップシェル成形工程と、
   前記キャップシェルの前記円筒部の前記天面部側にフック部を加工するフック部加工工程と、
   前記キャップシェルの前記フック部と前記天面部との間にシート状のライナを配置するライナ装着工程と、
   前記ライナが装着された前記キャップシェルの外面にレーザ加工により刻印する印刷工程とを有し、
   前記キャップシェル成形工程では、前記コイルコート材に施された前記塗膜のうち前記キャップシェルの外面側に設けられる塗膜を有色としたコイルコート材を用いることを特徴とするライナ付キャップの製造方法。
2. 前記キャップシェル成形工程において、
   前記コイルコート材の両面に施された前記塗膜の双方が、同じ樹脂系の塗料により形成されていることを特徴とする請求項１に記載のライナ付キャップの製造方法。
3. 前記印刷工程において、
   前記刻印の上からオーバーバーニッシュ膜を塗布することを特徴とする請求項１又は２に記載のライナ付キャップの製造方法。
4. 前記キャップシェル成形工程において、
   前記コイルコート材の両面に施された前記塗膜の双方を厚さ３μｍ以上７μｍ以下に設けておき、該コイルコート材からレトルト飲料用のライナ付キャップを製造することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のライナ付キャップの製造方法。