JPH0522343U

JPH0522343U - 印刷ツーピース缶

Info

Publication number: JPH0522343U
Application number: JP7047991U
Authority: JP
Inventors: 勝宏今津; 俊雄末; 敦夫政木
Original assignee: 桑原康長
Priority date: 1991-09-03
Filing date: 1991-09-03
Publication date: 1993-03-23
Anticipated expiration: 2005-11-01
Also published as: JPH0747331Y2

Abstract

(57)【要約】【目的】缶胴側壁を薄肉化して飲料缶として望ましい
缶ハイトを確保しながら、成形後の缶胴表面の脱脂洗浄
や密着性を向上させるための表面処理等を必要とせず
に、精緻でしかも鮮明さ、密着性及び耐久性に優れた印
刷層を備えた印刷ツーピース缶を提供する。【構成】金属基体の内外面に熱可塑性ポリエステルフ
ィルムを積層した積層体を、側壁部の厚みが底部の厚み
よりも薄肉化されるように、曲げ及び曲げ戻し加工によ
り深絞り延伸成形することにより得られ且つ外面ポリエ
ステルフィルム層が平均粗さ０．２μｍ以上の表面粗度
と分子配向とを有するツーピース缶胴の外面に、印刷イ
ンキ層と該印刷インキ層上の仕上げニス層とを順次形成
させる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、印刷ツーピース缶に関するもので、より詳細には、ポリエステル被覆積層板の深絞り成形で生成され且つ表面に印刷層を有するツーピース缶に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、缶詰用ツーピース缶としては、ブリキ、テインフリースチール等の表面処理鋼板やアルミ等の金属板を絞りポンチと絞りダイスとの間で絞り成形し、必要によりしごきポンチとしごきダイスとの間でしごき加工を行ったものが知られている。これらの缶には、内容物や出所を表示し、且つ購買意欲をそそるための印刷を行っている。

【０００３】本考案者等の提案にかかる特開平１−３１７６２９号公報には、事前印刷された金属素材を絞り−再絞り成形に付すると共に、再絞り成形で曲げ及び曲げもどし変形で側壁部を薄肉化することにより形成された、少なくとも側壁部外面に印刷像を現出させた絞り成形印刷缶が提案されている。

【０００４】上記提案は、缶胴側壁を薄肉化して飲料缶として望ましい缶ハイトを確保しながら、成形後の個々の成形体に塗装や印刷を施すことによる操作の複雑さを解消し、平板状素材に対して絞り成形に先立って、事前に塗装印刷を施すという点で優れたものであるが、金属素材の塑性流動特性に異方性があると共に、個々の金属によりバラツキが避けられないため、精緻な印刷を必要とする場合には未だ十分ではない。

【０００５】勿論、深絞り或いはしごき成形後の缶胴にホワイトコーチング及び印刷等を施す場合には、精緻な印刷が可能であるが、この場合には、成形後の缶胴表面の脱脂洗浄及び密着性を向上させるための表面処理等が必要となり、工程数が多くなり、生産性の点でも、製造コストの上でも満足し得るものではない。勿論、この様な後処理工程を省略することが当然考えられるが、その場合に印刷層が不鮮明となったり、印刷層がはげ落ちたりするという不都合を避け得ない。

【０００６】従って、本考案の目的は、缶胴側壁を薄肉化して飲料缶として望ましい缶ハイトを確保しながら、成形後の缶胴表面の脱脂洗浄や密着性を向上させるための表面処理等を必要とせずに、精緻でしかも鮮明さ、密着性及び耐久性に優れた印刷層を備えた印刷ツーピース缶を提供するにある。

【０００７】

【問題点を解決するための手段】

本考案によれば、金属基体の内外面に熱可塑性ポリエステルフィルムを積層した積層体を、側壁部の厚みが底部の厚みよりも薄肉化されるように、曲げ及び曲げ戻し加工により深絞り延伸成形することにより得られ且つ外面ポリエステルフィルム層が平均粗さ０．２μｍ以上の表面粗度と分子配向とを有するツーピース缶胴の外面に、印刷インキ層と該印刷インキ層上の仕上げニス層とを順次形成させてなることを特徴とする印刷ツーピース缶が提供される。

【０００８】

【作用】

本考案の印刷ツーピース缶では、金属基体の内外面に熱可塑性ポリエステルフィルムを積層した積層体を用いることと、この積層体を曲げ及び曲げ戻し加工により深絞り延伸成形することとの両方が重要である。曲げ及び曲げ戻し加工により深絞り延伸成形では、側壁部の厚みが底部の厚みよりも薄肉化され、これにより飲料缶として望ましい缶ハイトが確保されるという利点が得られるが、それに加えて、加工後に行う印刷操作及び印刷層の特性の点で次の顕著な利点をもたらす。

【０００９】先ず、内外面に存在する熱可塑性ポリエステルフィルムは、深絞り延伸成形に際して、この積層体に潤滑性能を付与し、また成形加工に際して、潤滑剤を施した場合にも、このフィルム上に残留する潤滑剤が、印刷インキの密着性に悪影響を及ぼさないという予想外の利点を与える。このため、本考案によれば、成形後の缶胴表面の脱脂洗浄や密着性を向上させるための表面処理等が不要となり、製造設備及びコストの点で著しく有利となる。

【００１０】次に、本考案で採用する曲げ及び曲げ戻し加工では、板の一方の側が曲げにより伸ばされると共に、他方の側が曲げ戻しにより伸ばされることにより側壁部の延伸成形が進行するが、これに伴って金属板の胴部側壁部には底部には認められない粗面、即ち凹凸が形成される。本考案に従い、金属基体の内外面に熱可塑性ポリエステルフィルムを積層した積層体では、少なくとも外面ポリエステルフィルム層に、延伸に伴う一軸配向が付与されると共に、平均粗さ０．２μｍ以上の表面粗度とが付与される。金属板表面の粗面がポリエステル表面に転写される理由は、ポリエステルが他の樹脂に比して大きい剛性を有すること及びポリエステルが分子配向されることにより基体表面の転写が容易となるためと思われる。印刷インキ層が形成されるポリエステル表面が粗面であることは、アンカーリング（投錨）効果により、印刷インキ層のポリエステル表面への密着性を高めるという作用をもたらす。

【００１１】更に、深絞り缶の外面に存在するポリエステルフィルム層が配向結晶化されているため、このフィルム層は耐熱性に顕著に優れており、印刷インキ層の硬化を高温で行うことを可能にして、インキの密着性及び耐久性を更に向上させ得ることになる。また、印刷インキ層の上に仕上げニス層を形成させたので、耐摩耗性、耐傷性、美観等を向上させることができる。

【００１２】

【実施例】

本考案の印刷ツーピース缶を示す図１において、この印刷ツーピース缶１は底部２と底部２に対して継目なしに一体に形成された周状側壁部３とから成っている。この周状側壁部３は高度に絞られていて、缶高（Ｈ）と缶径（Ｄ）との比（Ｈ／Ｄ）は一般に１．０乃至４．０、特に１．１乃至３．８であり、しかも側壁部３は引き延ばされて薄肉化されていて、側壁部厚（ｔW)と底部厚（ｔB)との比（ｔW ／ｔB)は一般に０．６７乃至１．００、特に０．７０乃至０．９６である。この側壁部３には印刷４ａが設けられている。

【００１３】印刷ツーピース缶の側壁部の断面構造を示す図２において、金属基板４の両表面には、クロム酸処理被膜の如き化成皮膜５ａ，５ｂが設けられ、この化成皮膜上に必要に応じ接着プライマー層６ａを介して熱可塑性ポリエステルフィルムの内面層７ａ、及び必要に応じ接着プライマー層６ｂを介して熱可塑性ポリエステルフィルムの外面層７ｂが設けられている。熱可塑性ポリエステルフィルム層は、側壁部の曲げ及び曲げ戻しによる延伸薄肉化に伴い缶軸方向に優先的に分子配向しており、且つ表面に微細な凹凸からなる粗面８（図２では凹凸が強調されて示されている）を有している。外面側ポリエステルフィルム層上には、深絞り延伸成形後印刷された印刷インキ層９があり、この印刷インキ層の全面を覆う仕上げニス層１０がある。

【００１４】内面ポリエステルフィルム層７ａは、その優れた腐食成分に対するバリアー性と連続性を生かして実質上顔料未配合の透明フィルムであり、一方外面ポリエステルフィルム層７ｂは、印刷インキ層９に対するバックグランドとなるため、白色顔料、着色剤、パールエッセンス、メタリック顔料等が配合された白色乃至着色フィルムである。この印刷ツーピース缶の底部２は、印刷インキ層が設けられていない以外は、側壁部と同様の積層構成であるが、底部では絞りによる延伸を受けていないため、ポリエステル層は、積層に使用したポリエステルフィルムの分子配向、一般に二軸配向を保有している。底部ポリエステルフィルム外層には、仕上げニスが施されていてもよいし、いなくてもよい。

【００１５】ラミネートに用いる熱可塑性ポリエステルフィルムフィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、エチレンテレフタレート／イソフタレート共重合体等のそれ自体公知のポリエステルフィルムを挙げることができる。これらのフィルムは未延伸のものでも、二軸延伸のものでもよい。

【００１６】好適なフィルムは、エチレンテレフタレート単位を主体とするコポリエステルからなっており、一般に共重合ポリエステル中の二塩基酸成分の７０モル％以上、特に７５モル％以上がテレフタル酸成分から成り、ジオール成分の７０モル％以上、特に７５モル％以上がエチレングリコールから成り、二塩基酸成分及び／又はジオール成分の１乃至３０モル％、特に５乃至２５モル％がテレフタル酸以外の二塩基酸成分及び／又はエチレングリコール以外のジオール成分から成ることが好ましい。

【００１７】テレフタル酸以外の二塩基酸としては、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸：シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環族ジカルボン酸：コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、ドデカンジオン酸等の脂肪族ジカルボン酸：の１種又は２種以上の組合せが挙げられ、エチレングリコール以外のジオール成分としては、プロピレングリコール、1,4 −ブタンジオール、ジエチレングリコール、1,6 −ヘキシレングリコール、シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールＡのエチレンオキサイド付加物等の１種又は２種以上が挙げられる。これらのコモノマーの組合せは、共重合ポリエステルの融点が２１０乃至２５２℃の範囲となっているのがよい。

【００１８】用いるポリエステルは、フィルムを形成するに足る分子量を有するべきであり、このためには固有粘度(I.V.)が0.55乃至1.9dl/g 、特に0.65乃至1.4dl/g の範囲にあるものが望ましい。用いるポリエステルフィルムは、二軸延伸されていることが積層作業性の点で好ましく、二軸配向の程度は、偏光蛍光法、複屈折法、密度勾配管法密度等でも確認することができる。また、フィルムの厚みは、腐食成分に対するバリヤー性と加工性との兼ね合いから、８乃至５０μｍ、特に１２乃至４０μｍの厚みを有することが望ましい。

【００１９】本考案に用いるフィルムには、金属板を隠蔽し、また絞り−再絞り成形時に金属板へのしわ押え力の伝達を助ける目的で無機フィラー（顔料）を含有させることができる。無機フィラーとしては、ルチル型またはアナターゼ型の二酸化チタン、亜鉛華、グロスホワイト等の無機白色顔料：バライト、沈降性硫酸バリウム、炭酸カルシウム、石膏、沈降性シリカ、エアロジル、タルク、焼成或は未焼成クレイ、炭酸バリウム、アルミナホワイト、合成乃至天然のマイカ、合成ケイ酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の白色体質顔料：カーボンブラック、マグネタイト等の黒色顔料：ベンガラ等の赤色顔料：シエナ等の黄色顔料：群青、コバルト青等の青色顔料を挙げることができる。これらの無機フィラーは、樹脂当り１０乃至500 重量％、特に１０乃至300 重量％の量で配合させることができる。

【００２０】金属板としては各種表面処理鋼板やアルミニウム等の軽金属板が使用される。表面処理鋼板としては、冷圧延鋼板を焼鈍後二次冷間圧延し、亜鉛メッキ、錫メッキ、ニッケルメッキ、電解クロム酸処理、クロム酸処理等の表面処理の一種または二種以上行ったものを用いることができる。好適な表面処理鋼板の一例は、電解クロム酸処理鋼板であり、特に１０乃至２００ｍｇ／ｍ²の金属クロム層と１乃至５０ｍｇ／ｍ²（金属クロム換算）のクロム酸化物層とを備えたものであり、このものは塗膜密着性と耐腐食性との組合せに優れている。表面処理鋼板の他の例は、０．５乃至１１．２ｇ／ｍ²の錫メッキ量を有する硬質ブリキ板である。このブリキ板は、金属クロム換算で、クロム量が１乃至３０ｍｇ／ｍ²となるようなクロム酸処理或はクロム酸／リン酸処理が行われていることが望ましい。更に他の例として、アルミニウムメッキ、アルミニウム圧接等を行ったアルミニウム被覆鋼板を用いることもできる。

【００２１】軽金属板としては、所謂純アルミニウム板の他にアルミニウム合金板が使用される。耐腐食性と加工性との点で優れたアルミニウム合金板は、Ｍｎ：０．２乃至１．５重量％、Ｍｇ：０．８乃至５重量％、Ｚｎ：０．２５乃至０．３重量％、及びＣｕ：０．１５乃至０．２５重量％、残部がＡｌの組成を有するものである。これらの軽金属板も、金属クロム換算で、クロム量が２０乃至３００ｍｇ／ｍ²となるようなクロム酸処理或はクロム酸／リン酸処理が行われていることが望ましい。

【００２２】金属板の素板厚（ｔB ）は、金属の種類、容器の用途或はサイズによっても相違するが、一般に０．１０乃至０．５０ｍｍの厚みを有するのがよく、この内でも表面処理鋼板の場合には、０．１０乃至０．３０ｍｍの厚み、また軽金属板の場合には０．１５乃至０．４０ｍｍの厚みを有するのがよい。

【００２３】フィルムの金属板への積層は、熱融着法、ドライラミネーション法等それ自体公知の手段で行われ、フィルムと金属板との間に接着性（熱融着性）が乏しい場合には、例えばウレタン系接着剤、エポキシ系接着剤、酸変性オレフィン樹脂系接着剤、コポリアミド系接着剤、コポリエステル系接着剤等を介在させることができる。

【００２４】積層金属素材１ａを、図３に示す剪断工程において、剪断ダイス１１と剪断ポンチ１２との組合せを用いて円形のブランク１３に打抜く。次いで、図４に示す前絞り工程において、最終成形体よりも大きい口径を有する前絞りダイス１４としわ押え１５との間で円形ブランク１３を挟み、前絞りポンチ１６を押込んで、前絞りカップ１７を製造する。

【００２５】最後に、再絞り工程を示す図５において、前絞りカップ１７をこのカップ内に挿入した環状保持部材１８とその下に位置する再絞りダイス１９とで保持し、保持部材１８内を出入し得るように設けられた再絞りポンチ２０を押込む。前絞りカップ１７は環状保持部材１８の環状底面２１と再絞りダイス１９の上面２２とで規定される水平面を通り、再絞りダイス１９の曲率の小さい作用コーナ部２３により軸方向にほぼ垂直に曲げられ、小径の最終成形体に深絞り成形されると共に、曲げ及び曲げもどし変形により側壁部の薄肉化が行われる。

【００２６】即ち、前絞りカップ１７は十分なバックテンションの下に曲率半径Ｒｄを有する再絞りダイスの作用コーナ部２３に沿って強制的に曲げられる。この場合、素材１ａの作用コーナ部側の面では歪は生じないが、作用コーナ部と反対側の面では引張りによる歪を受ける。この歪量εS は、作用コーナ部の曲率半径をＲｄ及び板厚をｔとしたとき、下記式

【数１】２π（Ｒｄ＋ｔ）−２πＲｄｔ εS ＝─────────────── ＝ ───── ２πＲｄＲｄで与えられる。金属板の面（内面）は、作用コーナ部でεS だけ引き伸ばされるが、他方の面（外面）は作用コーナ部直下でバックテンションによりεS と同じ量伸ばされることになる。

【００２７】このように被覆金属板は曲げ及び曲げ戻し変形されることにより、その厚みが薄肉化されるが、その厚み変化率εt は、下記式

【数２】 −ｔ εt ＝ ────── Ｒｄ＋ｔで与えられる。上記「数２」から作用コーナ部の曲率半径Ｒｄを小さくすることが被覆金属板を薄肉化するのに有効であること、即ち、Ｒｄを小さくすればするほど、厚みの変化｜εt ｜は大きくなることがわかる。また、作用コーナ部の曲率半径Ｒｄを一定にして考えると、作用コーナ部を通る被覆金属板の厚みｔが増大するほど、厚みの変化｜εt ｜が大きくなることがわかる。

【００２８】以上説明した曲げ及び曲げ戻し加工により、板の一方の側が曲げにより伸ばされると共に、他方の側が曲げ戻しにより伸ばされることにより、側壁部の延伸成形が進行するが、これに伴って金属板の胴部側壁部には底部には認められない粗面、即ち凹凸が形成され、また外面ポリエステルフィルム層に、延伸に伴う一軸配向が付与されると共に、平均粗さ０．２μｍ以上の表面粗度とが付与されることになる。

【００２９】絞り成形及び再絞り成形に際して、被覆金属板或いは更にカップに、各種滑剤、例えば流動パラフィン、合成パラフィン、食用油、水添食用油、パーム油、各種天然ワックス、ポリエチレンワックスを塗布して成形を行うのがよい。滑剤の塗布量は、その種類によっても相違するが、一般に0.1 乃至10mg/dm²、特に0.2 乃至5mg/dm²の範囲内にあるのがよく、滑剤の塗布は、これを溶融状態で表面にスプレー塗布することにより行われる。これらの滑剤乃至潤滑剤がそのまま残留していても、印刷インキの密着低下とならないことが本考案の顕著な利点であり、かくして本考案では深絞り延伸成形後の缶を脱脂洗浄等の後処理を経ることなく次の印刷工程に賦することができる。絞り成形は、室温で行うこともできるが、一般には２０乃至９５℃、特に２０乃至９０℃の温度で行うことが望ましい。

【００３０】印刷は、前述した方法で製造される深絞り延伸成形缶の側面に、平版印刷、オフセット印刷、スクリーン印刷、グラビア印刷、凸版印刷、凹版印刷、電子写真印刷等の任意の印刷により行うことができ、印刷インキとしては、それ自体公知の任意の印刷インキ、例えばオレオレジナス系、アルキド系、ウレタン系、エポキシ系等のインキや紫外線硬化型インキ等が使用される。

【００３１】印刷インキの焼き付けは、高温でできることも本考案の利点の一つであり、例えば１５０乃至２３０℃の温度で、０．５乃至２分間程度の硬化を行うことができる。勿論紫外線による硬化も可能である。

【００３２】印刷インキ層を保護するために、それ自体透明性と耐傷性とに優れた仕上げニスを施す。この様な仕上げニスとしては、セルロース誘導体系ラッカー、アクリル樹脂ラッカー、アミノ樹脂系ラッカー等を用いることができる。仕上げニスの厚みは、一般に０．２乃至２μｍの範囲にあるのがよい。

【００３３】成形印刷後の缶は、フランジのトリミング、ドーミング加工、ネックイン加工、フランジ加工等の各種加工を行い、ツーピース缶用の缶胴とする。本考案の効果を次の実験例で更に詳細に説明する。

【００３４】

【実施例】

実施例１素板厚０．１８ｍｍ、調質度ＤＲ−９のテインフリースチール（表面処理被膜量として金属クロム量１２０ｍｇ／ｍ²、クロム酸化物量１５ｍｇ／ｍ²とした。）の缶内面にある側にクリアの二軸延伸ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（厚み２５μｍ）を、一方缶外面にある側に二酸化チタン含有二軸延伸ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（厚み２０μｍ）を両面同時に熱接着することにより、樹脂被覆金属板を得た。この被覆金属板にパーム油を塗布し、直径１８７ｍｍの円板に打ち抜き、常法に従って浅絞りカップに成形した。この絞り工程における絞り比は１．４である。

【００３５】次いで第１次、第２次、第３次再絞り工程では、絞りカップを８０℃に予備加熱した後、再絞り成形を行った。この時の第１次乃至第３次の再絞り工程の成形条件は次の通りである。第１次再絞り比１．２５第２次再絞り比１．２５第３次再絞り比１．２５再絞りダイスの作用コーナ部の曲率半径０．４０ｍｍ

【００３６】缶胴の薄肉化のために、曲げ伸ばし法による再絞り加工を施した。このようにして行った絞り、再絞り工程では加工性に何等問題がなく、得られた深絞りカップの諸特性は以下の通りである。カップ径６６ｍｍカップの高さ１４０ｍｍ側壁厚み変化率 −２０％外面ＰＥＴフィルム胴部平均粗さＲａ０．３９外面ＰＥＴフィルム底部平均粗さＲａ０．１５

【００３７】この後、常法に従ってドーミング成形を行った後、フィルムの熱固定処理を行ないトリミングを行った。次いで印刷工程において通常のインキ及び仕上ニスを使用し、外面印刷を施し焼付けた後、ネックイン−フランジ加工を施し、薄肉化印刷ツーピース缶を作成した。

【００３８】このようにして得られた薄肉化印刷ツーピース缶は工程途中、特にネックイン −フランジ加工において外面印刷のインキ及び仕上ニスが剥離することなく加工が出来た。またこの容器をレトルト処理（１２５℃で３０分間）を行い、外面印刷の密着性評価を行ったが、何等異常は認められず、容器として満足できる美麗な外観が得られた。

【００３９】

【考案の効果】

本考案によれば、金属基体の内外面に熱可塑性ポリエステルフィルムを積層した積層体を、側壁部の厚みが底部の厚みよりも薄肉化されるように、曲げ及び曲げ戻し加工により深絞り延伸成形し、外面ポリエステルフィルム層に平均粗さ０．２μｍ以上の表面粗度と分子配向とを付与し、外面に印刷インキ層と仕上げニス層とを順次形成させることにより、缶胴側壁を薄肉化して飲料缶として望ましい缶ハイトを確保しながら、成形後の缶胴表面の脱脂洗浄や密着性を向上させるための表面処理等を必要とせずに、精緻でしかも鮮明さ、密着性及び耐久性に優れた印刷層を備えた印刷ツーピース缶を提供することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による印刷ツーピース缶の一例の全体を
示す斜視図である。

【図２】図１の印刷ツーピース缶体の周状側壁部の断面
構造を示す拡大断面図である。

【図３】図１に示す印刷ツーピース缶体の製造工程を説
明するための説明図であって、円板への剪断工程を示
す。

【図４】図１に示す印刷ツーピース缶体の製造工程を説
明するための説明図であって、円板からの前絞り工程を
説明する側面図である。

【図５】曲げ及び曲げ戻しによる深絞り延伸成形工程を
示す側断面図である。

【記号の説明】

引照数字１は印刷ツーピース缶、２は底部、３は周状側
壁部、４は金属基板、５ａ、５ｂは化成皮膜、６ａ、６
ｂは接着プライマー層、７ａ、７ｂは熱可塑性ポリエス
テルの内面及び外面層、８は粗面、９は印刷インキ層、
１０は仕上げニス層、１１は剪断ダイス、１２は剪断ポ
ンチ、１３は円形ブランク、１４は前絞りダイス、１５
はしわ押え、１は前絞りポンチ、１７は前絞りカッ
プ、１８は環状保持部材、１９は再絞りダイス、２０は
再絞りポンチ、２３は作用コーナー部。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】金属基体の内外面に熱可塑性ポリエステル
フィルムを積層した積層体を、側壁部の厚みが底部の厚
みよりも薄肉化されるように、曲げ及び曲げ戻し加工に
より深絞り延伸成形することにより得られ且つ外面ポリ
エステルフィルム層が平均粗さ０．２μｍ以上の表面粗
度と分子配向とを有するツーピース缶胴の外面に、印刷
インキ層と該印刷インキ層上の仕上げニス層とを順次形
成させてなることを特徴とする印刷ツーピース缶。