JP2000334376A - 金属缶およびその製造方法 - Google Patents

金属缶およびその製造方法

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JP2000334376A
JP2000334376A JP11145623A JP14562399A JP2000334376A JP 2000334376 A JP2000334376 A JP 2000334376A JP 11145623 A JP11145623 A JP 11145623A JP 14562399 A JP14562399 A JP 14562399A JP 2000334376 A JP2000334376 A JP 2000334376A
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潔 広辻
Kenji Yamamoto
賢二 山本
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進 池沢
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ネックイン加工時にネック部シワ、缶胴座屈
の発生あるいはネック、フランジ部に黒汚れなどが生じ
ない金属缶を提供する。 【解決手段】 筒状を成す胴部3と、その胴部3の一方
の開口端部5を閉じた状態で胴部3と一体成形された底
部4とを備えた金属缶2であり、胴部3の開口端部5に
おけるネックイン加工が施される部位の切断端面6に、
熱硬化型合成樹脂からなる薄膜状の塗膜層10が切断端
面6の全体を覆った状態で形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、底部と胴部が一
体成形された金属缶およびその製造方法に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】現在、錫メッキ鋼板またはアルミニウム
合金板の円形素材を絞り成形や再絞り成形あるいは絞り
しごき成形等することによって、底部と胴部とを一体に
成形した構造のツーピース缶が、ビールや炭酸飲料等の
飲料缶などに広く使用されている。ツーピース缶は、一
例として以下の手順によって製造される。
【0003】即ち、打ち抜き絞りや再絞り成形あるいは
絞りしごき成形等によって作られた缶胴の開口端部を切
断し、続いて脱脂洗浄および化成処理した後、所期の文
字や図形および絵柄などの意匠を缶胴の外面に設けるた
めに、缶胴に対して印刷塗装するか、あるいは印刷済み
フィルムを缶胴に熱接着した後、更に、内面塗装を施
し、続いて開口端部を口径を絞るネックイン加工(絞り
加工)を行った後、その開口端部に対してフランジ加工
(縁出し加工)が施される。このネックイン加工および
フランジ加工は、缶胴に蓋を巻き閉めるための準備工程
である。
【0004】ところで、近年、ビールや炭酸飲料に用い
られる金属缶では、蓋材料の節減を図るために缶胴より
も小径の蓋を採用しており、この種の蓋を巻き締めるべ
く、一般に、缶胴の開口端部に対して複数段のネックイ
ン加工を施している。このような飲料缶の缶胴として
は、呼称211径(約66mm)のものが一般的であ
り、現在はこの缶胴の開口端部を4段ネックイン加工し
て呼称206径(約57mm)まで口径を縮径したもの
が用いられている。そして、今後更に蓋材料の節減を図
るために呼称206径よりも口径を小さくする傾向があ
る。
【0005】しかしながら、ネックイン加工では、段階
的にかつ瞬時に縮径される被加工部分にシワや座屈を起
こし易く、また、これらシワや座屈部が次工程のフラン
ジ加工においていわゆるフランジ割れを引き起こして、
密封不良の原因につながり易いことが知られている。特
開昭50−74563号公報には、その要因の一つとし
て開口端部にスプレー塗料が多量に付着している状態、
また、開口端部に潤滑性がない状態などが記載されてい
る。
【0006】一方、特開平9−29367号公報には、
ネックイン加工が施される部分のシワの発生を防止する
手段として、缶胴のうち開口端部における印刷塗膜の厚
さを他の部分に施す印刷塗膜よりも薄く設定すること、
あるいは開口端部に対して印刷塗膜を施さずに金属素地
を露出させたままの状態とすることが記載されている。
【0007】また、特開平9−29842号公報には、
缶胴の外面に貼着した印刷済みの合成樹脂製フィルムが
ネックイン加工等の後加工によって損傷することを防止
するために、缶胴の開口端部の切断端面と合成樹脂製フ
ィルムの上縁部とを保護被膜によって被覆した構成のフ
ィルム貼着缶が記載されている。
【0008】更に、特公昭63−44026号公報に
は、塗装機内において金属缶をその缶胴の中心軸線を中
心に回転させつつ、内面にスプレー塗装を施し、その内
面塗装の済んだ金属缶を塗装機から取り出した後、乾燥
焼付炉に搬送して、そこで乾燥焼付けを行う金属缶の製
造方法が記載されている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
9−29367号公報に記載の缶に対してネックイン加
工を施すと、ネックイン成形工具との摩擦によって開口
端部や開口端面における金属の露出部分にアルミ粉が生
成され、そのアルミ粉が成形工具面に付着して堆積す
る。そしてこの付着物が連続生産中に成形工具から剥離
して、缶胴外面に備えられたクリアコートと混ざり合っ
て黒ずみとなり、成形したネックイン部分に筋状の黒い
汚れが付着して外観を損ねるという問題があった。ま
た、フランジ加工の時も同様に黒汚れの問題が生じ、更
に、成形工具の表面にアルミ粉が堆積することによっ
て、フランジ部が傷つけられてフランジ割れの原因とな
り、その結果、蓋を巻き締めた時に漏洩が生じるおそれ
があった。
【0010】一方、特開平9−29842号公報に記載
の缶によれば、保護被膜によって被覆されているから切
断端面の全体およびその外周側の縁部は、ネックイン成
形工具に対して直接には接触しないものの、切断端面の
内周側の縁部が露出しているので、この部分がネックイ
ン成形工具における開口端部の内周側に配置された部分
に対して摺接して金属粉が生成されるおそれが多分にあ
った。
【0011】また前述の通り、缶胴材料の節減を目的と
してネックイン成形の段数を増加させることが行われて
おり、これはネック成形工程数を増加させたり、あるい
はネックの絞り率を増加させたりすることで対応が図ら
れているものの、工程数を増加させることは経済的には
有利ではなく、従って、1段あたりの縮径量を大きくせ
ざるを得ないのが実情である。
【0012】しかしながら、1段あたりの縮径量が増加
すると、スリーピース缶に比べて壁厚の薄いツーピース
缶では(アルミ缶では、ネック部壁厚約0.160mm
〜0.195mm、缶胴部壁厚約0.100mm〜0.
115mm、スチール缶では、ネック部壁厚約0.12
5mm〜0.160mm、缶胴部壁厚約0.065mm
〜0.095mmの範囲で成形されている)、缶胴部ま
たはネック成形部あるいは缶底部に座屈が発生するおそ
れが多分にあり、このように成形機の内部において缶が
潰れることによって機械の運転停止が余儀なくされ、そ
の結果、生産効率が著しく劣るものとなる。
【0013】この発明は、上記事情に鑑みなされたもの
であり、ネックイン加工時に座屈および黒汚れが生じな
い金属缶と、その金属缶を簡単かつ確実に製造すること
のできる方法を提供することを目的とするものである。
【0014】
【課題を解決するための手段およびその作用】上記の目
的を達成するために、請求項1の発明は、筒状を成す胴
部と、その胴部の一方の開口端部を閉じた状態で該胴部
と一体成形された底部とを備えた金属缶において、前記
胴部の開口端部におけるネックイン加工が施される部位
の切断端面に、熱硬化型合成樹脂からなる塗膜層が該切
断端面の全体を覆った状態で形成されていることを特徴
とするものである。
【0015】従って、請求項1の発明によれば、ネック
イン加工時においてその成形工具に対する缶体としての
滑り性が良好になるから、開口端部にはシワが発生せ
ず、また、ネック成形力が減少するために、胴部の座屈
発生を抑制することができる。更に、請求項1の発明で
は、前述の成形工具と切断端面の金属素地とが直接には
接触しないから、特にアルミニウム合金製のいわゆるア
ルミ缶を対象した場合でもアルミ粉が生成されず、その
ため、ネックイン成形部がアルミ粉の付着によって黒く
汚れることがない。
【0016】また、請求項2の発明は、請求項1の発明
に加えて、前記塗膜層の幅が、前記切断端面の内周側と
外周側とに突き出た幅に設定されていることを特徴とす
るものである。
【0017】従って、請求項2の発明によれば、塗膜層
が切断端面の内外周側に突出しているので、ネックイン
成形時に切断端面の内外周側の縁部における金属素地が
ネックイン成形工具に対して直接接触することがなく、
そのため金属粉の生成がより確実に抑制される。
【0018】また、請求項3の発明は、請求項1または
請求項2の発明に加えて、前記塗膜層の厚さが、1.0
μm乃至1.5μmの範囲内に設定されていることを特
徴とするものである。
【0019】従って、請求項3の発明によれば、塗膜層
が複数回のネックイン加工に充分耐えることができ、そ
のうえ膜厚が過度に大きいことに起因したシワや座屈が
発生しない。
【0020】更に、請求項4の発明は、筒状を成す胴部
と、その胴部の一方の開口端部を閉じた状態で該胴部と
一体成形された底部とを備えた金属缶を、前記胴部の中
心軸線を中心に回転させながら該金属缶の内面に内面用
塗料を塗布し、つぎに、この塗布済みの金属缶を塗装機
から取り出すと共に、引き続き前記胴部の中心軸線を中
心に回転させながら該金属缶の内部に温風を吹き付けて
前記内面用塗料を予備乾燥させ、更に、該金属缶を胴部
の中心軸線を中心とした回転を停止させた状態で乾燥焼
付炉に収容し、予備乾燥済みの内面用塗料を乾燥焼付け
して内面塗膜を形成する金属缶の製造方法において、前
記金属缶の内面に内面用塗料を塗布する工程において、
回転状態にある前記胴部の開口端部のうちの切断端面に
熱硬化型合成樹脂からなる補修塗料を塗布し、更に、前
記内面用塗料を予備乾燥させる工程において、前記胴部
の中心軸線に対して前記開口端部の半径方向外側から内
側に向けて空気流を前記補修塗料に対して供給して該補
修塗料の前記胴部の外面側への流動を抑制しながら予備
乾燥させ、つぎに、前記内面用塗料を乾燥焼付けする工
程において、予備乾燥させた状態の前記補修塗料を乾燥
焼付けして前記切断端面に塗膜層を形成することを特徴
とするものである。
【0021】請求項4の発明によれば、補修塗料の予備
乾燥を行うにあたり、金属缶の回転に伴う遠心力によっ
て補修塗料が切断端面から胴部外周側に流動しようとす
るが、その流動を抑制する空気流が補修塗料に対して継
続して供給されているから、補修塗料が胴部外周側に不
均一に流動して、そのまま胴部外周面に偏って乾燥して
しまうことがなく、換言すれば、補修塗料を所期の状態
に予備乾燥させることができる。また、それに伴って補
修塗料が偏って乾燥することに起因したネックシワの発
生が未然に防止される。
【0022】更に、請求項4の発明では、缶体のうちの
内面塗膜形成と切断端面に対する塗膜形成とを実質的に
合わせて行っており、内面塗膜形成工程の缶体を回転さ
せた状態中に内面塗膜形成工程と補修塗膜形成工程とが
実質的に並行して行われる。つまり、異なる2種類の塗
膜形成工程における缶体の回転・停止の取扱いが行われ
る設備が簡素化されており、従って、補修塗膜形成のた
めに特段の缶体回転手段を必要とせず、開口端部の切断
端面に塗膜層を備えた構成の金属缶を効率よく製造する
ことができる。
【0023】また、請求項5の発明は、請求項4の発明
に加えて、前記空気流を、前記金属缶の前記底部側から
前記開口端部側に向けて斜めに供給することを特徴とす
るものである。
【0024】従って、請求項5の発明によれば、補修塗
料に対する空気流の圧力が過度に大きくなるおそれがな
く、これにより、缶胴の外面側への流動のみならず缶胴
の内面側へ流れ込みも抑制できるから、例えば補修塗料
が少量であっても厚さの均一な塗膜層を確実に形成する
ことが可能となる。
【0025】
【発明の実施の形態】つぎに、この発明の一具体例を図
面に基づいて説明する。この発明では、印刷塗装缶とフ
ィルム貼着缶との両方を対象としているが、ここでは印
刷塗装缶のみを図示して説明し、フィルム貼着缶につい
ては特に図示することなく印刷塗装缶との相違点を中心
に説明する。
【0026】図1および図2は、ネックイン加工が施さ
れる前の状態の印刷塗装缶1を示す断面図であり、これ
らの図に示すように、缶体2は、その長さ方向において
径が一定とされた円筒状の缶胴3と、その缶胴3の一方
の開口端部を閉じた状態に缶胴3と一体に形成され、か
つ開口端部5に向けてドーム状に窪んだ缶底4とを備え
ている。即ち、この缶体2は、絞り缶、再絞り缶、スト
レッチ缶、絞りしごき缶、インパクト缶などの缶底4と
缶胴とが一体に成形された底付き缶体、即ち、ツーピー
ス缶である。なお、開口端部5の切断端面6は、直線状
を成していて、缶胴3の中心軸線と直交している。
【0027】この缶体2は、一例として板厚0.10m
m〜0.30mm程度の3004系アルミニウム合金板
からなり、その表面には、有機系の化成皮膜(図示せ
ず)が設けられている。なお、缶体素材の他の例として
は、アルミニウム板、ティンフリースチールなどの表面
処理鋼板、ブリキ、クロムメッキ鋼板、アルミメッキ鋼
板、ニッケルメッキ鋼板、その他の各種合金メッキ鋼板
が挙げれる。
【0028】缶胴3および缶底4の内面には、内容物保
護のための内面塗膜7が形成されている。この内面塗膜
7は、開口端部5の縁部近傍にまで設けられている。即
ち、この缶体2は、開口端部5の内面側における縁部近
傍の金属素地が露出した構造となっている。これに対し
て、缶胴3の外面には、意匠性を出すために文字や図形
および絵柄などの印刷が施されてインキ層8が形成され
ている。更に、そのインキ層8の外面には、印刷面を保
護するためのクリアーコート(オーバーコート)9が施
されている。このクリアーコート9は、開口端部5の縁
部近傍まで設けられている。つまりこの缶体2は、開口
端部5の外面側における縁部近傍の化成皮膜だけの金属
素地が露出した構造となっている。
【0029】なお、印刷に使用するインキとしては、金
属素地との密着性の点でアルキッド樹脂タイプのインキ
が好ましく、他に水性インキ、紫外線硬化型インキ等が
挙げられる。これに対して、クリアーコート9として
は、缶胴3の滑り性を高めるために例えばアクリル系、
ポリエステル系、エポキシ系等の熱硬化型合成樹脂塗料
が採用され、その他、紫外線硬化型合成樹脂、電子線硬
化型合成樹脂等の硬化型合成樹脂にシリコンやワックス
等の滑剤を含有させた合成樹脂を採用することもでき
る。
【0030】また、開口端部5の切断端面6には、その
全周に亘って補修塗膜層10が設けられており、換言す
れば、切断端面6が補修塗膜層10によって被覆されて
いて、切断端面6では化成皮膜もない金属素地が露出し
ていない構造となっている。この補修塗膜層10は、切
断端面6よりも図2での左右両側に突出し、切断端面6
と開口端部5との縁部を全周に亘って被覆した構造とな
っている。また。補修塗膜層10の厚さは、例えば0.
5μm〜5.0μmの範囲内で設定され、特に1.0μ
m〜1.5μmの範囲で均一な厚さに設定することがネ
ックシワの発生を防止するうえでより好ましい。なお、
補修塗膜層10は、内面塗膜7およびクリアーコート9
と一部重なり合う構造とすることもできる。
【0031】更に、補修塗膜層10は、アクリル系、ポ
リエステル系、エポキシ系、フェノール系等の熱硬化型
合成樹脂からなり、また、熱硬化型樹脂には、滑り性を
向上させるためにシリコンやワックス等の滑剤を添加し
てもよい。なお、この硬化型合成樹脂は、耐衝撃性と耐
摩耗性との両方を備えたものが好ましく、また、クリア
コート9や内面塗膜7と同系統の樹脂であることが好ま
しい。
【0032】他方、フィルム貼着缶は、その缶体2の構
造自体としては図1および図2に示す印刷塗装缶1と実
質的に同じで構造であり、即ち、このフィルム貼着缶の
缶胴の外面には、印刷塗装缶1におけるインキ層8とク
リアーコート9に替えて印刷済みの熱可塑性樹脂フィル
ムが熱接着されている。
【0033】その熱可塑性樹脂フィルムとしては、具体
的にはポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレン
テレフタレート樹脂などのポリエステル系樹脂、ポリエ
チレンテレフタレートとイソフタール酸との共重合体な
どよりなる共重合ポリエステル系樹脂、ポリプロピレン
樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ
オレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン
共重合体などのうちから選ばれた透明な高分子樹脂単
体、あるいは上記樹脂の複合体からなる熱可塑性樹脂フ
ィルムが用いられる。なお、フィルムの厚さは、10μ
m〜20μmの範囲のものが用いられる。
【0034】上記フィルムに対する印刷方法としては、
グラビア印刷またはフレキソ印刷等を用いて実施するが
意匠性からみると画質が鮮明でかつ高級感があるグラビ
ア印刷が好ましい。印刷に使用するインキとしては、ポ
リウレタン、塩化ビニル−酢酸ビニルの共重合体等を用
い、硬化剤としてイソシアネート等を添加する。
【0035】また、上記フィルムの印刷面、または印刷
面と反対側のフィルム面、言い換えれば、缶胴3の外面
と相対する面に施される接着剤は、ポリエステル系、ポ
リウレタン系、エポキシ系等の熱硬化型合成樹脂が挙げ
られ、金属素材との密着性を考慮して2種以上の組み合
わせで使用することが好ましい。その接着剤の厚さは、
1μm〜8μmの範囲、特に外観上の意匠性の観点から
は5μm〜7μmの範囲が好ましい。
【0036】更に、熱可塑性樹脂フィルムの接着剤が施
された面と反対側の面には、クリアーコートが設けられ
ている。このクリアーコートとしては、具体的には、ポ
リエステル樹脂、エポキシ樹脂、エポキシ変性ポリエス
テル樹脂、アクリル樹脂等にアミノ樹脂等の硬化剤が採
用され、また、これらの硬化材に周知の滑剤を含有させ
たものを例示することができる。
【0037】このフィルム貼着缶の開口端部の切断端面
にも、補修塗膜層が設けられている。この補修塗膜層
は、図2に示す印刷塗装缶1に備えられた補修塗膜層1
0と同じ構造であり、従って、熱可塑性樹脂フィルムと
一部重なり合ってもよく、切断端面の全面が補修塗膜層
で被覆された構造であれば、開口端部の内外面に金属素
地が露出していても、缶蓋が巻締められると、密封剤で
覆われるので耐食性には特に問題は生じない。
【0038】つぎに、上記の印刷塗装缶1あるいはフィ
ルム貼着缶の製造方法、図3は、一連の工程に使用され
る製造ライン11を示す概略図であり、この図に示す製
造ライン11は、缶体2の内面への塗料の塗布工程およ
び切断端面6への補修塗料24の塗布工程を行う塗装機
12と、予備乾燥工程を行う搬送コンベヤ13と、焼付
け工程を行う乾燥焼付炉14と、その乾燥焼付炉14に
対して缶体2を供給するエレベータ15とを備えてい
る。
【0039】より詳細には、塗装機12は、複数個の缶
体2を缶胴3の中心軸線を水平に向けた姿勢で保持し、
かつ図3での反時計方向に回転する円形状を成す間欠移
行路16と、各缶体2の缶胴3を支持する回転自在の一
対の支持ロール17と、間欠移行路16を挟んで支持ロ
ール17と対向する位置に配置され、かつ缶胴3と接触
して缶体2を中心軸線に沿って回転させる缶回転用ベル
ト18とを備えている。この缶回転用ベルト18は、2
個のプーリ19にベルト20を巻き掛け、一方のプーリ
19を図示しないモータで回転駆動させる構成となって
いる。
【0040】更に、塗装機12は、缶体2の開口端部5
側に配置され、かつ缶体2の内面に対して塗料50(以
下、内面塗料50と記す)を吹き付ける内面塗装手段2
1と、缶体2の切断端面6に対して補修塗料24を塗布
する補修塗料塗布手段22とを備えている。即ち、この
塗装機12は、複数個の缶体2をそれぞれ缶胴3の中心
軸線を中心に回転させつつ、内面に塗料を塗布し、同時
に切断端面6に対して補修塗料24を塗布する構成とな
っている。
【0041】補修塗料塗布手段22の例を挙げれば、図
4乃至図7に示す通りである。図4に示す補修塗料塗布
手段22は、開口端部5の切断端面6のうち図での最下
部分と対向した位置に補修塗料用スプレーノズル23が
配置されていて、缶胴3の中心軸線と平行な向きに補修
塗料24を切断端面6に対して吹き付ける構成となって
いる。
【0042】また、図5に示す補修塗料塗布手段22
は、缶体2の開口端部5の下側に補修塗料用スプレーノ
ズル23が配置されていて、缶胴3の中心軸線とほぼ直
交した向きに補修塗料24を開口端部5に対して補修塗
料24を吹き付ける構成となっている。
【0043】更に、図6に示す補修塗料塗布手段22
は、補修塗料24を滴下させて切断端面6に供給する構
成となっている。具体的には、開口端部5の図での上側
箇所に配置された塗料溜め25と、開口端部5と対向
し、かつ切断端面6に対して接触・離隔自在のフェルト
保持治具26とが設けられている。このフェルト保持治
具26には、缶底4に向けて大径となるようなテーパの
付けられた環状構造のフェルト材27が保持されてい
る。即ち、フェルト材27を切断端面6に対して軽接触
した状態に配置させると共に、そのフェルト材27に向
けて塗料溜め25から補修塗料24を滴下させ、フェル
ト材27を介して補修塗料24を切断端面6に塗布する
構成となっている。
【0044】図7に示す補修塗料塗布手段22は、所定
量の補修塗料24を入れた塗料槽28が缶胴3の下側に
配置されていて、その内部から補修塗料24を汲み上げ
て缶体2に供給する構成となっている。具体的には、塗
料槽28は上方側(缶胴3側)が開口した構造の容器か
らなり、その塗料槽28の内部には、缶胴3の中心軸線
に沿った方向に回転自在に支持した2個のローラ29
(29a,29b)が上下方向に位置をずらした状態で
備えられている。各ローラ29は、外周面の一部同士が
互いに接触した状態となっている。また、各ローラ29
の外周面は、フェルト材(図示せず)によってそれぞれ
被覆されている。
【0045】下側に配置されたローラ29aの外周面の
一部は、補修塗料24内に浸漬しており、これに対して
上側に配置されたローラ29bの外周面は、缶体2の開
口端部5に接触した状態となっている。また、上側のロ
ーラ29bの外周面の近傍には、塗料槽28に取り付け
た液切り用ヘラ30の先端部が配置されている。即ち、
下側のローラ29aを図での右回りに回転駆動させるこ
とによって、上側のローラ29bが反時計方向に回転す
ると共に、下側のローラ29aに付着した補修塗料24
が上側のローラ29bの外周面に供給され、更に、その
補修塗料24がヘラ30を介して適量に調整された後、
切断端面6ならびに開口端部5に対して塗布される構成
となっている。
【0046】他方、塗装機12における間欠移行路16
の図3での左斜め下側には、搬送コンベヤ13が配置さ
れている。この搬送コンベヤ13は、図3での横方向に
向けた姿勢で設置されたフレーム31と、そのフレーム
31に沿って移動自在に取り付けられた多数の吸着プレ
ート32からなる無端ベルトとを備えている。図8およ
び図9示すように、各吸着プレート32には、その厚さ
方向に貫通した小孔33が3個づつ形成されており、フ
レーム31側の空間において吸気負圧を生じさせること
によって缶体2の缶底4を吸着プレート32に吸着させ
て保持し、そのままの状態で搬送する構成となってい
る。
【0047】また、吸着プレート32の吸着面側には、
缶胴3の中央より缶底4寄りの位置に一対の缶回転用ベ
ルト34がフレーム31に沿う姿勢で配置されている。
これらの缶回転用ベルト34は、塗装機12に備えられ
た缶回転用ベルト18と実質的に同じ構成であり、いず
れも時計回りに回転するようになっている。これらの缶
回転用ベルト34同士の間隔は、対象とする缶体2の缶
胴3の外径とほぼ同じに設定されている。つまり一対の
各回転用ベルト34によって缶体2の缶胴3を図9での
上下方向から挟み付けた状態とすることによって、缶胴
3の中心軸線を中心とした一定方向への回転を継続させ
搬送する構成となっている。
【0048】搬送コンベヤ13における図3での手前
側、つまり各吸着プレート32と対向した部分には、メ
インブロー用の送風機35の吐出部36が配置されてい
る。この送風機35は、搬送コンベヤ13によって搬送
される缶体2の缶胴3の内面に向けて缶胴3の中心軸線
とほぼ平行に温風37を吹き付ける(以下、便宜上メイ
ンブローと記す)ものであり、前述の吐出部36は、搬
送コンベヤ13に沿う方向にある程度の長さを有してい
て、所定の間隔で配置された多数の吐出口(図示せず)
を備えており、搬送しながら内面塗料を予備乾燥する。
【0049】更に、搬送コンベヤ13の図3での下側に
は、サイドブロー用の送風機38が備えられている。こ
の送風機38の吐出部39に所定の間隔で配置された多
数の吐出口(図示せず)は、缶胴3の中心軸線に対して
30度〜60度程度傾斜させ、かつ缶底4から開口端部
5に向けた姿勢で配置されている。即ち、搬送コンベヤ
13によって搬送される缶体2の開口端部5近傍に対し
て温風40を吹き付ける(以下、便宜上サイドブローと
記す)構成となっている。
【0050】なお、送風機38の吐出部39は、前述の
配置に替えて缶胴3の中心軸線とほぼ直交した姿勢に配
置させてもよく、即ち、温風40が切断端面6と平行に
供給されるように設けることもできる。なお、温風3
7,40の温度は、30℃〜80℃の範囲、より好まし
くは40℃〜60℃の範囲に設定される。また、風速は
0.2m/秒〜5m/秒の範囲、より好ましくは1.0
m/秒〜2.0m/秒の範囲に設定される。これは、補
修塗料24が開口端部5の内面側に流れ込まない程度の
圧力である。
【0051】搬送コンベヤ13の図3での左側の端部に
は、下方向から上方向に向け、かつ手前側から奥行き側
に向けて回転移動するエレベータ15が設置されてい
る。このエレベータ15の基本的な構造は、搬送コンベ
ヤ13と類似しており、すなわち全体として負圧チャン
バーを成すフレームと、そのフレームに沿って移動可能
な多数の吸着プレートとからなる無端ベルトを備えてお
り、フレーム側の空間において吸気負圧を生じさせるこ
とによって缶体2の缶底4を吸着プレートに吸着させて
保持し、そのままの状態で搬送する構成となっている。
【0052】エレベータ15における中間箇所から上部
箇所には、ツイスター42の一方の開口端が配設されて
おり、これに対して他方の開口端は、乾燥焼付炉14の
入り口に連結されている。このツイスター42は、缶体
2の姿勢を強制的に変えるためのガイドであり、この具
体例では、缶胴3の中心軸線を水平に向け、かつ開口端
部5を図3での手前側に向けた姿勢の缶体2を、開口端
部5を上側に向け、かつ缶胴3の中心軸線を垂直に向け
た姿勢に変更させる構成となっている。
【0053】即ち、横向き姿勢でエレベータ15によっ
て上昇した缶体2がツイスター42内を移動することに
よって、開口端を上側に向けた状態に強制的に姿勢が変
更され、その姿勢で乾燥焼付炉14内に供給される。乾
燥焼付炉14の内部には、図3での反時計回りに回転す
るコンベヤ43が設けられている。即ち、この乾燥焼付
炉14は、コンベヤ43によって複数個の缶体2を同図
での左方向に搬送しつつ乾燥焼付けを行うようになって
いる。
【0054】従って、図1および図2に示す構造の缶体
2を製造するにあたっては、外面塗装済みの缶体2が、
まず塗装機12における間欠移行路16(例えば間欠回
転ターレットなど)に供給されて内容物保護のための内
面塗装が行われる。具体的には、缶体2は缶胴3の外面
に対して走行するベルト20が接触した状態で支持ロー
ラ17に保持されることによって、缶胴3の中心軸線を
中心として図3での反時計回りに強制的に回転させられ
る。その回転状態にある缶体2の内面に向けて熱硬化型
合成樹脂からなる内面塗料50がスプレー塗装される。
また、この内面塗装工程と同時に開口端部5の切断端面
6に対して補修塗料24が塗布される。その手段として
は、前述した図4乃至図7に示すいずれかの補修塗料塗
布手段22が採用される。
【0055】ここで、少量の補修塗料24を切断端面6
の全周に亘り均一に塗布するために、補修塗料24を塗
布した後、余分な補修塗料24をフェルト等を用いて除
去するか、あるいは切断端面6に沿うように均すなどの
均一化作業を行ってもよい。
【0056】塗布済み缶体2は、塗装機12の支持ロー
ル17および缶回転用ベルトから離れて搬送コンベヤ1
3に供給され、缶底4が吸着プレート32に吸着される
と共に、缶胴3が一対の缶回転用ベルト34に挟まれた
状態で搬送される。即ち、搬送されている間、缶体2は
吸着プレート32に対して缶底4を滑らせながら缶胴3
の中心軸線を中心した回転を継続する。なお、缶胴3の
回転速度は、一例として5〜60rpmの範囲、より好
ましくは30rpm程度になるように設定されている。
【0057】また、搬送中の缶体2に対してメインブロ
ーが行われ、その結果、内面塗料50が乾燥して内面塗
膜7が形成される。なお、メインブロー用の温風37の
温度は、一例として20〜60℃に設定されている。更
に、このメインブローと同時に、各缶体2に対して1秒
〜5秒程度サイドブローが行われる。このサイドブロー
用の温風40の温度も、一例として20〜60℃に設定
されている。これにより、缶体2の回転に伴う遠心力に
よる補修塗料24の缶胴3外周面側への流動が抑制さ
れ、その結果、切断端面6に薄く、かつ均一に被覆した
状態に補修塗料24が乾燥する。即ち、搬送コンベヤ1
3によって缶体2が搬送される間に、メインブローによ
る内面塗料50の予備乾燥が行われ、同時にサイドブロ
ーによる補修塗料24の予備乾燥が行われる。
【0058】つぎに、缶体2は内面塗料50と補修塗料
24とをそれぞれ完全に焼付けるために乾燥焼付炉14
に送られる。具体的には、予備乾燥された缶体2は、搬
送コンベヤ13からエレベータ15に受け渡され、缶胴
3の中心軸線を中心として回転したままの状態でエレベ
ータ15によって図3での上方に運ばれた後、ツイスタ
ー42の開口部に供給される。
【0059】その缶体2は、更に、ツイスター42の内
部を自重によって滑り落ちる途中で缶胴3の中心軸線を
水平方向に向けた姿勢から開口端部5を上側に配置した
姿勢に姿勢を変更し、その状態で乾燥焼付炉14の搬送
コンベヤ43上に載せられると共に、乾燥焼付炉14の
内部を移動しつつ、例えば200℃〜260℃でかつ1
〜3分程度の加熱条件で焼き付けられる。即ち、1個の
缶体2に対する補修塗料24の焼付け硬化と内面塗料5
0の焼付け硬化とが同時に行われる。その結果、図1お
よび図2に示すような、補修塗膜層10が形成される。
前述の通り、この補修塗膜層10は、切断端面6の全周
を均一な厚さで覆い、かつ切断端面6の内周側および外
周側に突出した(切断端面6の内周面および外周面より
もそれぞれ内方および外方へ突出した)構造となってい
る。そして、その突出量α(図2参照)は、最大でも開
口端部の金属壁厚部分t程度に形成される。それを越え
て突出形成させると乾燥時に補修塗膜にアワを発生させ
る原因となり、好ましくない。
【0060】焼付け工程を経た缶体2は、更に、ネック
イン工程に送られる。ここでは、従来知られたネックイ
ン成形工具ならびに方法を採用することができる。ネッ
クイン成形工具44は、図10に示すように、長さ方向
で内径の異なる変形円筒状のネッキングダイ45と、そ
のネッキングダイ45の内周側に中心軸線を揃えた状態
で摺動可能に嵌合されたノックアウト46とを備えてい
る。ネッキングダイ45における一方の開口端の内径
は、対象とする缶体2の外径と同じ設定されている。ま
た、この部分からネッキングダイ45の他方の開口端に
向けた部分が、滑らかな曲面を成した状態で小径化され
た構造となっている。
【0061】そして、ネッキングダイ45の内周部に缶
体2の開口端を嵌合させると共に、ネッキングダイ45
の内周面とノックアウト46の外周面との隙間に向けて
缶体2を押し進める。すると、開口端部5がネッキング
ダイ45の内面に沿って移動しつつ変形し、その結果、
開口端部5が小径化されて、缶体2のネックイン成形が
完了する。缶体2をネックイン成形工具44に押し進め
る際に、ネッキングダイ45と切断端面6およびその外
周側の縁部(開口端部5の外周縁)とが直接には擦り合
わず、また、切断端面6およびその内周側の縁部(開口
端部5の内周縁)とノックアウト46とが直接には擦り
合わないから、被加工部分には金属粉の生成に起因した
いわゆる黒汚れが生じない。また、ネックイン成形工具
44に対する缶体2としての摺動抵抗が小さいから、特
に缶胴3における座屈の発生が未然に防止される。
【0062】つぎに、この実施形態の効果を確認するた
め、所定の特徴を有する実施例の缶体と比較例の缶体と
を用意し、各種の実験を行った結果を示す。
【0063】(実施例1)実験に供した缶体2は、図1
および図2に示す構造の印刷塗装缶である。即ち、缶胴
の外面にはインキ層8が形成されていて、更に、そのイ
ンキ層8の上面には、ワックスやシリコン等の滑剤を含
有させた熱硬化型合成樹脂からなるクリアーコート9が
施されている。これに対して缶胴3の内面には、内面塗
膜7が形成されている。この内面塗膜7およびクリアー
コート9は、共に切断端面6から約1.0mmずらした
状態で備えられており、つまり金属素地の露出した部分
が開口端部5の内外に形成されている。また、この缶体
2の開口端部5の切断端面6には、図4に示す構成の補
修塗料塗布手段22を用いて補修塗装を施した(スプレ
ー塗装)。そしてこの缶体2と補修塗装が施されていな
い缶体とを、図11に示す曲率半径Rが3.0mmのネ
ッキングダイ45を用いて、スチール缶を対象にネック
加工成形力および座屈発生率について試験した。その結
果を表1に示す(テストNo.1とテストNo.5)。
【0064】なお、ネッキングダイ45の曲率半径Rを
上述の値に設定したのは、4.0mm≦R≦5.0mm
の場合には、切断端面6に金属素地が露出した状態でも
特に問題なくネックイン成形が行われ、これに対して縮
径量を大きくするためR<4.0mm、特に3.0mm
以下にした場合には、加工時の抵抗が増加し、かつ成形
力が増大して缶胴3が座屈する傾向が強いことは実験上
知られている。
【0065】(実施例2)缶胴3の外面に印刷すると共
に、クリアー塗装を施した後、図6に示す構成の補修塗
料塗布手段22を用いて補修塗装を行った(フェルト塗
装)。なお、補修塗料24は3秒間に1回づつフェルト
材27に向けて滴下させた。そして実施例1と同様に、
この補修塗装を施した缶体2と補修塗装が施されていな
い缶体とをアルミ缶を対象にネック加工成形力および座
屈発生率について試験した。その結果を表1に示す(テ
ストNo.2とテストNo.6)。
【0066】(実施例3)印刷塗装缶1に替えてフィル
ム貼着缶を用い、かつ実施例1と同様の手段、即ち、図
4に示す構成の補修塗料塗布手段22を用いて補修塗装
を施した(スプレー塗装)。なおこのフィルム貼着缶
は、切断端面6から約0.5mm〜1.0mmずらした
位置に熱可塑性樹脂フィルムを熱圧着した構成であり、
缶体2の金属素地が一部露出した構成となっている。こ
れは、フィルムが開口端部5の切断端面6より飛び出す
とネックイン加工時にフィルムヘヤーが発生し易くな
り、缶体2の内面に付着する可能性があるためである。
そして実施例1と同様に、この補修塗装を施した缶体2
と補修塗装を施していない缶体とを、スチール缶を対象
にネック加工成形力および座屈発生率について試験し
た。その結果を表1に示す(テストNo.3とテストNo.
7)。
【0067】(実施例4)缶胴材質がアルミからなるフ
ィルム貼着缶を用い、かつ図4に示す補修塗料塗布手段
22を用いて補修塗装を施した(スプレー塗装)。そし
て実施例1と同様に、この補修塗装を施した缶体2と補
修塗装を施していない缶体とを、スチール缶を対象にネ
ック加工成形力および座屈発生率について試験した。そ
の結果を表1に示す(テストNo.4とテストNo.8)。
【表1】
【0068】*材料仕様 スチール缶は、缶胴材質として板厚0.24mmの電解
スズメッキ鋼板を用い、ポリエステル−アミノ系樹脂の
クリアコート、フェノール系樹脂からなる補修塗料を用
いた。一方、アルミ缶は、缶胴3の材質として板厚0.
30mmの3004系アルミニウム合金を採用し、クリ
アコートならびに補修塗料ともにスチール缶と同じ材料
を用いた。
【0069】*座屈缶の発生率 図12および図13に示すように、缶底4を下側に配置
して缶体2を垂直に立てた状態で、その内側にエアー圧
5kgf/cmを封入すると共に、開口端部5に荷
重試験機47を組み付けて缶体2の上側から荷重を加
え、その缶体2が座屈する値(F1)を測定する。な
お、缶胴3の座屈は、缶胴3が帯状に潰れた場合を目視
で確認して座屈強度測定値(F1)を測定する。
【0070】つぎに、荷重試験機47にネックイン成形
工具44を取り付けると共に、開口端部5をネックイン
成形工具44に向けて取り付け(図示せず)、その状態
で荷重を加えて開口端部5がネック成形される時のピー
ク値(F2)を荷重試験機47にて測定する。ネック加
工成形力のピーク値(F2)と座屈強度測定値(F1)
との関係が、F2>F1の時に座屈が発生し易い傾向が
ある。その傾向を確認するため前述の各実施例と各比較
例とをそれぞれ10万個づつ実機製造すると共に、座屈
の有無を確認して座屈缶の発生率を算出した。
【0071】*ワックス汚れ評価 アルミ缶を対象に、ネックイン成形部外面側が黒く汚れ
ているものを目視にて確認し、同様のネックイン成形工
具44を用いてそのワックス汚れが成形開始後の何缶目
から発生するかを調査した。
【0072】*切断端面の補修塗膜層厚 補修塗膜層10の厚さの測定方法は、開口端部6の複数
箇所について断面写真を撮り、それを拡大して膜厚を測
定した。
【0073】*考察 補修塗膜層10を備えたテストNo.1〜テストNo.4
は、補修塗膜層10を備えないテストNo.5〜テストNo.
8に比べて、座屈発生率が減少している。なお、テスト
No.3では、座屈発生率0.001%であるものの、この
値は無視できる範囲、即ち、ネック成形可能な範囲であ
る。
【0074】アルミ缶の場合、フィルム貼着缶のテスト
No.4とテストNo.8を比較すると、テストNo.4は、テ
ストNo.8に比べてネック加工成形力(F2)が20k
gf〜40kgf減少している。一方、印刷塗装缶1の
テストNo.2とテストNo.6とを比較すると、テストNo.
2は、テストNo.6に比べてネック加工成形力(F2)
が10kgf〜30kgf減少していることが分かる。
【0075】スチール缶の場合、フィルム貼着缶のテス
トNo.3とテストNo.7とを比較すると、テストNo.3は
テストNo.7に比べてネック加工成形力が30kgf程
度減少していることが分かる。印刷塗装缶1のテストN
o.1とテストNo.5とを比較すると、テストNo.1はテス
トNo.5に比べてネック加工成形力(F2)が20〜3
0kgf減少していることが分かる。
【0076】全体として切断端面に補修塗装したもの
は、ネック加工成形力(F2)が10〜15%減少して
おり、成形し易くなっていることが分かる。つまり、座
屈発生に対し抑制効果が認められた。なお、切断端面6
の補修塗装手段として、スプレー塗装とフェルト塗装と
に優劣差は認められなかった。
【0077】 表1には記載しなかったが、補修塗膜
層10の厚さが2.0μmを越える場合には、特にフィ
ルム貼着アルミ缶では、全周均一厚さであってもネック
イン加工部分にシワの発生する現象が生じた。また、
1.0μm未満では、1段目のネックイン加工時にネッ
クイン成形工具44との接触で補修塗膜層10が擦り切
れることにより、2段目のネックイン加工には抵抗を減
少させる効果が顕著にみられなくなった。補修塗膜層1
0の損傷は、塩化水素35%含有のアセトン硫酸銅水溶
液を用いた試験で全周に亘り腐蝕箇所が点在していたこ
とが分かった。
【0078】 また、表1には記載しなかったが、サ
イドブローをしなかったものは、サイドブローを行った
場合と比較して、切断端面6に付着した補修塗料24
が、同じ1.5μmの膜厚であっても、缶胴3の側面に
流れ込む影響でネックイン加工時のシワの発生が約15
%多くなることが分かった。なお、ワックス汚れについ
てはアルミ缶の場合のみ確認したが、補修塗膜層10な
しの場合には、印刷塗装缶で3万缶目からワックス汚れ
が目立ち始め、また、フィルム貼着缶では7千缶目から
ワックス汚れが目立ち始めるのに対して、補修塗膜層1
0を備えたものは大量の缶でもワックス汚れがなく、従
って、補修塗膜層10の効果があることが分かった。
【0079】
【発明の効果】以上説明したように請求項1の発明によ
れば、開口端部におけるネックイン加工が施される部位
の切断端面の全体に熱硬化型合成樹脂からなる塗膜層が
形成されていて、ネックイン加工に用いる成形工具との
滑り性が良好であるから、ネックイン加工時における開
口端部のシワの発生ならびに胴部の座屈発生を抑制で
き、効率よい連続生産が可能となる。また、胴部外面に
フィルムを接着した缶において開口端部から金属素地が
露出していても胴部の座屈が減少し、生産効率の向上を
図ることができる。更に、フィルム貼着アルミ缶製の胴
部においては、ネックイン加工時のアルミ粉の脱落が減
少し、それに伴ってワックス等を汚すこともなくなり、
そのうえフランジ加工時の工具へのアルミ粉の付着もな
くなるから、安定した品質の金属缶の連続生産が可能と
なる。
【0080】また、請求項2の発明によれば、切断端面
被覆層の幅が、切断端面の内外周側に突き出た幅に設定
されていて、切断端面の内周側および外周側の縁部にお
ける金属素地がネックイン成形工具に対して直接には接
触しないので、金属紛の生成をより確実に防止すること
ができ、ひいては金属缶の生産性を更に向上させること
ができる。
【0081】また、請求項3の発明によれば、切断端面
被覆層の厚さが、1.0μm乃至1.5μmの範囲内に
設定されているから、複数段のネックイン加工によって
も塗膜層が完全に擦り切れるおそれがなく、そのうえ塗
膜層が過度に厚いことに起因した被加工箇所へのシワの
発生がないから、金属缶の生産性の向上を更に図ること
ができる。
【0082】更に、請求項4の発明によれば、金属缶の
内面に塗料を塗布する工程と並行して、回転状態にある
胴部の開口端部のうちの切断端面に熱硬化型合成樹脂か
らなる補修塗料を塗布し、内面用塗料を予備乾燥させる
工程において、胴部の中心軸線に対してほぼ直交し、か
つ胴部の半径方向での外側から内側に向けた空気流を補
修塗料に供給して予備乾燥させ、内面用塗料を乾燥焼付
けする工程において、予備乾燥させた状態の補修塗料を
乾燥焼付けして塗膜層を形成するから、補修塗料が胴部
の外側にはみ出してこぶ状に乾燥してしまうことがな
く、開口端部の切断端面に塗膜層を備えた構成の金属缶
を簡単かつ確実に製造することができる。
【0083】更に、請求項5の発明によれば、空気流を
底部側から開口端部側に向けて斜めに供給するから、補
修塗料に対する空気流の圧力が過度に大きくなるおそれ
がなく、そのため、缶胴の外面側への流動を抑制しつ
つ、缶胴の内面側へ流れ込みをも抑制するから、所期の
状態の塗膜層をより簡単に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 切断端面に補修塗膜層を備えた印刷塗装缶を
示す断面図である。
【図2】 その印刷塗装缶の開口端部を示す拡大断面図
である。
【図3】 請求項4および請求項5の発明に係る製造ラ
インを示す概略図である。
【図4】 補修塗料塗布手段の一例を示す概略図であ
る。
【図5】 補修塗料塗布手段の他の例を示す概略図であ
る。
【図6】 補修塗料塗布手段の更に他の例を示す概略図
である。
【図7】 補修塗料塗布手段の他の例を示す概略図であ
る。
【図8】 搬送コンベヤおよびその搬送コンベヤによっ
て搬送される状態の缶体を示す概略図である。
【図9】 搬送コンベヤにおける各部材と缶体との配置
関係を概略的に示す断面図である。
【図10】 ネックイン成形工具を概略的に示す断面図
である。
【図11】 ネックイン加工時における開口端部とネッ
クイン成形工具との組み付け状態を示す断面図である。
【図12】 缶体内部に空気を圧入し、かつ荷重試験機
を組み付けた状態を示す概略図である。
【図13】 更に荷重を掛けた状態を示す概略図であ
る。
【符号の説明】
1…印刷塗装缶、 2…缶体、 3…缶胴、 4…缶
底、 5…開口端部、6…切断端面、 10…補修塗膜
層、 12…塗装機、 14…乾燥焼付炉、22…補修
塗料塗布手段、 24…補修塗料、 38…送風機、
40…サイドブロー。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // B21D 51/26 B21D 51/26 P Fターム(参考) 3E061 AA15 AB04 AC01 BB18 4D075 AA01 AA67 AA82 AA85 BB24Y BB29Z CA47 CA50 DA15 DB01 DC42 EA19

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 筒状を成す胴部と、その胴部の一方の開
    口端部を閉じた状態で該胴部と一体成形された底部とを
    備えた金属缶において、 前記胴部の開口端部におけるネックイン加工が施される
    部位の切断端面に、熱硬化型合成樹脂からなる塗膜層が
    該切断端面の全体を覆った状態で形成されていることを
    特徴とする金属缶。
  2. 【請求項2】 前記塗膜層の幅が、前記切断端面の内周
    側と外周側とに突き出た幅に設定されていることを特徴
    とする請求項1に記載の金属缶。
  3. 【請求項3】 前記塗膜層の厚さが、1.0μm乃至
    1.5μmの範囲内に設定されていることを特徴とする
    請求項1または請求項2に記載の金属缶。
  4. 【請求項4】 筒状を成す胴部と、その胴部の一方の開
    口端部を閉じた状態で該胴部と一体成形された底部とを
    備えた金属缶を、前記胴部の中心軸線を中心に回転させ
    ながら該金属缶の内面に内面用塗料を塗布し、つぎに、
    この塗布済みの金属缶を塗装機から取り出すと共に、引
    き続き前記胴部の中心軸線を中心に回転させながら該金
    属缶の内部に温風を吹き付けて前記内面用塗料を予備乾
    燥させ、更に、該金属缶を胴部の中心軸線を中心とした
    回転を停止させた状態で乾燥焼付炉に収容し、予備乾燥
    済みの内面用塗料を乾燥焼付けして内面塗膜を形成する
    金属缶の製造方法において、 前記金属缶の内面に内面用塗料を塗布する工程におい
    て、回転状態にある前記胴部の開口端部のうちの切断端
    面に熱硬化型合成樹脂からなる補修塗料を塗布し、 更に、前記内面用塗料を予備乾燥させる工程において、
    前記胴部の中心軸線に対して前記開口端部の半径方向外
    側から内側に向けて空気流を前記補修塗料に対して供給
    して該補修塗料の前記胴部の外面側への流動を抑制しな
    がら予備乾燥させ、 つぎに、前記内面用塗料を乾燥焼付けする工程におい
    て、予備乾燥させた状態の前記補修塗料を乾燥焼付けし
    て前記切断端面に塗膜層を形成することを特徴とする金
    属缶の製造方法。
  5. 【請求項5】 前記空気流を、前記金属缶の前記底部側
    から前記開口端部側に向けて斜めに供給することを特徴
    とする請求項4に記載の金属缶の製造方法。
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