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

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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からのいずれか一項に記載のライナ付キャップの製造方法。
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