JPH0747331Y2 - 印刷ツーピース缶 - Google Patents

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１−３１
７６２９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４０
μｍ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％、Ｚ
ｎ：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０．３
０ｍｍ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）−２πＲｄ ｔ εS ＝─────────────── ＝ ───── ２πＲｄ Ｒｄ 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９
０℃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２３
０℃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２
５μｍ）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Ｒａ ０．３９ 外面ＰＥＴフィルム底部平均粗さＲａ ０．１５

【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 (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【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。