JPH0899140A - 易開缶性蓋の温間加工による製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 一般食缶等に使用される易開缶蓋で、薄い皮
膜厚みの樹脂被覆鋼板にて実用性能を満たす易開缶蓋の
製造方法を提供する 【構成】 開口片２形状を形成する切断案内溝４形成用
上下金型１２，１３の肩半径が０．１〜１．０ｍｍの金
型を用い、この金型の肩半径部分にて厚さが５〜１００
μｍ，破断伸びが１００％以上の樹脂皮膜を両面に有す
る金属板１を、樹脂のせん断弾性率が１０⁶ 〜１０⁸ ｄ
ｙｎｅ／ｃｍ² となる温度範囲で押圧加工成形し、押圧
加工成形による最薄部の金属厚みを、加工前の金属厚み
の１／２以下に薄くすることにより切断案内溝４を形成
する易開缶蓋１の製造方法である。 【効果】 開缶力が低く、樹脂の電気絶縁性にも優れ、
フェザーも発生しない安定した性能の易開缶性蓋の製造
が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属製容器蓋，特に缶
蓋の一部あるいはほぼその全面を、人手により容易に開
口できる易開缶蓋に関するものであり、飲料缶あるいは
一般食缶其の他の幅広い用途に使用される。

【０００２】

【従来の技術】容器蓋の一部あるいはそのほぼ全面を人
手により容易に開口できる易開缶蓋は、図４に示すよう
な取っ手５と開口片２を引きちぎり、缶本体と分離され
るテア−オフ方式と、取っ手および開口片共に開缶後も
缶本体に固着されたまま残るステイオンタブ方式が実用
化されている。

【０００３】何れの方式においても、殆どの易開缶蓋は
製造技術上の理由からアルミニウム板で製造されてお
り、一部の限られた用途に鋼板が使用されている現状に
ある。

【０００４】従来技術の代表例としては、塗装されたア
ルミニウム板あるいは鋼板を素材とし、図５に示すよう
に尖鋭刃６を押圧し、断面Ｖ字形の切断案内溝４で囲ま
れる開口片形状を形成するものである。

【０００５】切断案内溝４の形成は、加工部が加工前の
板厚の半分から２／３程度に達するまで尖鋭刃６を押圧
して行うが、開口性と耐外部衝撃性を両立させるため
に、所定の溝の深さになるように精度よく噛み込するこ
とが要求される。

【０００６】従って、加工用工具にも相当の精度が要求
されるが、尖鋭刃６の激しい押圧が必要であるため、工
具寿命が問題となる。特に鋼板においては、工具寿命が
短いという欠点がある。

【０００７】また内容物に対する耐食性の確保，あるい
は外面錆の発生防止のため、切断案内溝部４の加工によ
り露出した金属面の捕集塗装が必要とされている。

【０００８】また易開缶性蓋は、予め塗装を行ったアル
ミニウム板または鋼板を用い、更に加工後に捕集塗装を
行うために二度の塗装・焼付けが必要となり、工程が煩
雑なばかりでなく、有機溶剤の使用，溶剤の焼却に伴う
二酸化炭素の発生等、公害面や地球環境面からも問題で
ある。

【０００９】これらの問題に対して本出願人は、特願平
０４−３２９７０３号において、開口片形状を構成する
切断案内溝形成用上下金型の肩半径が、０．１〜１．０
ｍｍである金型を用い、上下金型の肩半径部分にて、厚
さ１０〜１００μｍ，破断伸び１００％以上の、樹脂皮
膜を両面に有する鋼板あるいはアルミニウム板を押圧加
工成形し、加工最薄部の金属厚みを加工前の金属厚みの
１／２以下に薄くすることにより、切断案内溝を形成す
ることを特徴とする易開缶性蓋の製造方法を提案してい
る。図１〜図３は、その切断案内溝を形成する方法を順
次示すものである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記方法では、樹脂皮
膜の厚みは、性能の安定性の点から１６〜６０μｍが特
に有効である。

【００１１】樹脂皮膜が１６μｍ以下では、切断案内溝
加工部分４やリベット加工部分３、およびその周辺に大
きな皮膜欠陥を生じて被覆性が著しく劣化し、実用性能
を満足しなくなる。また、樹脂皮膜が１６μｍ以上でも
絶縁性を劣化させる皮膜欠陥が生じており、腐食環境が
厳しい内容物では、さらに皮膜欠陥を低減させることが
必要とされる。

【００１２】本発明の目的は、上記方法を基本技術とし
て用い、さらに薄い皮膜厚みの樹脂被覆鋼板で、実用性
能を満たす易開缶性蓋の製造方法を提供することであ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は前記の目的を達
成するためになされたものであり、加熱による樹脂のせ
ん断弾性率の低下により樹脂の破断伸びを向上させ、押
圧加工時に薄肉化部の樹脂に欠陥を生じさせないために
必要とされる樹脂皮膜厚みを低下させる。

【００１４】具体的には、樹脂皮膜を両面に有する金属
板に上下一対の金型を押圧して切断案内溝を設け、開口
片形状を構成する切断案内溝形成用上下金型の肩半径
が、０．１〜１．０ｍｍである金型を用い、上下金型の
肩半径部分で、厚さ５〜１００μｍ，破断伸び１００％
以上の樹脂皮膜を両面に有する金属板を、樹脂のせん断
弾性率が１０⁶ 〜１０⁸ ｄｙｎｅ／ｃｍ² ，望ましくは
１０⁷ 〜１０⁸ ｄｙｎｅ／ｃｍ² まで低下する温度で押
圧加工成形し、加工最薄部の金属厚みを加工前の金属厚
みの１／２以下に薄くすることにより、切断案内溝を形
成することを特徴とする。

【００１５】さらには金属板の両面に存在する樹脂皮膜
は、ポリエチレン，ポリプロピレン，ポリアミド，ポリ
エステル，アイオノマー等の熱可塑性樹脂の１種または
２種以上で構成するのが好適である。

【００１６】

【作用】以下に本発明の構成要件について詳しく説明す
る。

【００１７】図１〜図３に示すように、樹脂皮膜を有す
る金属板を素材とした蓋本体１に、上下一対の金型７，
８を押圧して切断案内溝４を設け、開口片２を形成する
易開缶蓋の製造方法において、開口片形状を構成する切
断案内溝４を押圧加工で形成する場合、缶内外面とも樹
脂皮膜に欠陥が発生すると、飲料缶，食缶では、内面は
内容物により下地板が腐食し、外面は錆が発生するなど
実用上問題となる。

【００１８】樹脂皮膜の欠陥は、例えば図４に示す缶蓋
１において、タブ５を固定するリベット部３やカウンタ
ーシンク部等、加工時に引張応力の働く部分，または切
断案内溝４等、押圧で圧延される部分に発生しやすい。
この皮膜欠陥は、引張，圧延のどちらの場合でも、樹脂
の変形抵抗が変形能を越える場合に生じると考えられ
る。つまり樹脂皮膜の変形能を変えることなく、変形抵
抗を低くできれば欠陥は生じにくくなると言える。

【００１９】そこで樹脂の変形抵抗および変形能に及ぼ
す温度の影響について検討した。変形抵抗を表現する物
理量としてせん断弾性率を考えると、ポリエチレン，ポ
リプロピレン，ポリアミド，ポリエステル，アイオノマ
ー等の熱可塑性樹脂の非晶質を含む場合、樹脂のせん断
弾性率は常温では１０¹⁰〜１０¹¹ｄｙｎｅ／ｃｍ² だ
が、ガラス転移点以上では１０⁶ 〜１０⁸ ｄｙｎｅ／ｃ
ｍ² に急激に低下する。

【００２０】このとき引張荷重も低下し、樹脂皮膜の変
形抵抗が小さくなる。しかし、それ以上温度を挙げてせ
ん断弾性率が１０⁶ ｄｙｎｅ／ｃｍ² 以下になっても、
今度は樹脂の流動性が高すぎ、特に圧延部分で樹脂の連
続的な被覆が妨げられるようになる。

【００２１】一方樹脂皮膜の変形能は、ガラス転移点以
上で大きくなり、例えば引張荷重の増加が見られるよう
になるが、更に温度が高くなり結晶化が進むと、変形能
が著しく低下する。

【００２２】以上のことより、変形能が常温時以上にな
り、変形抵抗が下がる温度には上下限が存在し、それは
樹脂のせん断弾性率が１０⁶ 〜１０⁸ ｄｙｎｅ／ｃｍ²
となる温度範囲である。この温度域で加工を行うことに
より、タブを固定するリベット部やカウンターシンク部
等、加工時に引張応力の働く部分、または切断案内溝
等、押圧で圧延される部分に発生する皮膜欠陥を抑制す
ることができる。

【００２３】また上記のように樹脂が柔軟化し、加工性
が向上するため、押圧加工において見られる加工による
金属と樹脂との密着性の劣化が押さえられ、フェザー性
（切り口端面へ樹脂が局部的に残存する膜残り現象）や
耐食性が向上する。

【００２４】さらに実際の樹脂皮膜鋼板では、鋼板と樹
脂皮膜間のゴミをゼロにすることは不可能だが、樹脂の
柔軟化により、製蓋加工時にそのゴミにより樹脂が引き
裂かれる現象も緩和される。つまり、鋼板と樹脂暇間の
ゴミの許容度が高くなる効果がある。

【００２５】次に、本発明の押圧加工について説明す
る。

【００２６】切断案内溝４成形用上下金型７，８の肩半
径は、０．１〜１．０ｍｍとする。肩半径が０．１ｍｍ
より小さい場合には、肩半径の部分が鋭いために、加工
時に被加工素材のラミネート樹脂皮膜を傷つけたり、あ
るいは破断してしまう。一方１．０ｍｍ超の肩半径で押
圧加工を行うと、素材は幅広い部分で押圧される。

【００２７】この押圧加工においては、加工により金属
と樹脂との密着性が悪くなる。必要以上に密着不良部分
を形成することは、フェザー性を招く原因となる。また
塗装の密着不良部は、耐食性の面からも好ましくない。

【００２８】加工の際、開口片周辺部は望みの厚みに到
達するように、上下金型の間にて押圧され、なだらかに
板厚変形した薄肉部を形成することとなる。最薄部金属
厚みは、開缶性の面より加工前の金属厚みの１／２以
下、更に望ましくは１／３以下とする必要がある。

【００２９】この加工により開缶時の破断位置は確定さ
れるが、開缶性の向上および開缶後の開口部の形状を望
ましいものとするため、上方あるいは下方に押し出され
た開口片部を、以前のレベルに近いところまで押し戻し
加工を行う。押し戻し加工に関しては、様々なな加工方
法がある。

【００３０】その一例としては、図２〜図３に示すよう
に、前記の押圧加工により形成されたなだらかな板厚変
化を有する薄肉部を断面Ｖ字状に折曲げ、薄肉の切断案
内溝を形成させる方法がある。さらには前記の押圧加工
により形成されたなだらかな板厚変化を有する薄肉部の
近傍に、ビード或いは段差を入れることよって、開口部
の形状を望ましいものとする方法がある。

【００３１】次に缶蓋用として、金属板に積層される樹
脂皮膜について説明する。

【００３２】樹脂皮膜物性として、破断伸びが１００％
未満では、後述する押圧加工時の薄肉成形に対し伸び不
足により樹脂皮膜に多数の欠陥を生じることになり、好
ましくない。従って１００％を下限とするが、２００％
以上であるほうが好ましい。なお積層樹脂皮膜の伸び特
性は、素地より樹脂皮膜を剥離し、ＪＩＳ Ｃ２３１８
に準じた方法で測定される値を採用する。

【００３３】積層する樹脂皮膜厚みは、薄すぎる場合に
は加工により皮膜の破断を生じ易く、逆に６０μｍ超，
特に８０μｍ以上の皮膜になった場合、加工後の耐食性
はより良い方向に進むが、切断案内溝を破断する場合
（開缶時）に、破断までの間に膜が長く伸び、膜残り現
象（フェザー性）を生じ易いため、過度に厚い皮膜を採
用することは不利になる。従って、５〜１００μｍの範
囲内とする。性能の安定性，経済性を考慮した場合、１
０〜６０μｍ範囲のものが特に有効である。

【００３４】本発明で適用する樹脂は、食品衛生性，耐
食性，加工性等の性能から、ポリエチレン，ポリプロピ
レン，ポリアミド，ポリエステル，アイオノマー等の熱
可塑性樹脂の１種以上から構成されるものを用いる。上
述の樹脂について、いくつか以下に補足説明する。

【００３５】本発明でのポリエステル樹脂とは、ジカル
ボン酸とジオールの縮重合で得られる線状熱可塑性ポリ
エステルであり、ポリエチレンテレフタレートで代表さ
れるものである。

【００３６】ジカルボン酸成分としては、テレフタル
酸，イソフタル酸，フタル酸，アジピン酸，セバチン
酸，アゼライン酸，２，６−ナフタレンジカルボン酸，
デカンジカルボン酸，ドデカンジカルボン酸，シクロヘ
キサンジカルボン酸などの単独または混合物であり、ジ
オール成分としては、エチレングリコール，ブタンジオ
ール，デカンジオール，ヘキサンジオール，シクロヘキ
サンジオール，ネオペンチルグリコールなどの単独また
は混合物である。

【００３７】２種以上のジカルボン酸成分や、ジオール
成分による共重合体や、ジエチレングリコール，トリエ
チレングリコールなどの他のモノマーや、ポリマーとの
共重合体であってもよい。

【００３８】ポリアミド樹脂は、ナイロン６，ナイロン
７，ナイロン１１，ナイロン６６，ナイロン６１０，ナ
イロン６１２，ポリｍ−フェニレンイソフタルアミドな
どの単独または混合物である。

【００３９】アイオノマー樹脂は、ａ−オレフィンと不
飽和カルボン酸との共重合体を金属イオンで分子鎖間を
架橋した樹脂であり、ａ−オレフィン成分としては、エ
チレン，プロピレン，ブテン，ぺンテンなどの単独また
は混合物であり、不飽和カルボン酸としては、アクリル
酸，メタクリル酸などの単独または混合物であり、金属
イオン成分としては、ナトリウム，亜鉛などの単独また
は混合物である。

【００４０】さらに本発明で使用する樹脂フィルムに
は、必要に応じ、可塑性，酸化防止剤，熱安定剤，無機
粒子，顔料，有機滑剤などの添加物を配合する。

【００４１】なお樹脂フィルムは、フィルム自体を熱接
着するか、熱硬化型接着剤を塗布して金属板両面に積層
する。

【００４２】

【実施例】以下、実施例により本発明を説明する。

【００４３】表１に示すように、各種金属板（ブリキ，
ＴＦＳ，アルミニウム）のそれぞれの表面に、厚みおよ
び破断伸びの異なる樹脂皮膜を積層させた。積層に際し
ては、接着剤を用いたものである。

【００４４】次に、得られた樹脂皮膜を有する金属板か
ら、図４に示すティア−オフ方式の開缶蓋を製造するに
あたって、図１に示す押圧加工を行った。使用した上下
金型Ａの肩半径（Ｒ部）は０．５ｍｍとした。押圧加工
に際しては、本発明例として皮膜樹脂に応じて表２に示
す加工温度に缶蓋を加熱して加工した。一方、比較例と
しては室温で加工した。

【００４５】次に上方への押出し成形された開口片２相
当部を、図２に示すような凹溝１４を有する上金型Ｂ１
２と、凸部１５を有する下金型Ｂ１３を用いて、凹部１
４と凸部１５が重なるようにして押圧した。

【００４６】その結果として、図３に示すような切断案
内溝４が形成された。その切断案内溝４における厚み
は、図１および図２の加工過程における加工条件を変え
ることによって所望の値とすることが可能であり、本実
施例では表２に示すように厚みを変化させた。

【００４７】以上のようにして成形加工された開缶蓋に
対して、開缶性およびフェザー性の評価と、缶内外面の
樹脂皮膜の破壊程度を調査する通電試験を実施した。開
缶性を評価するにあたっては、市販の筋電計を人の手に
付けて、タブを引き起こす力（ポップ値）および切断案
内溝を引き裂く力（ティアー値）を測定した。

【００４８】開缶力としては、いずれの値も２．０ｋｇ
以下が望ましい。次に、フェザー性の評価では、上記開
缶性の評価で引き裂かれた開口片の切断案内溝部分を目
視観察して、樹脂の膜残りの有無を調査した。

【００４９】通電試験では、電解液中に加工した試験片
を浸漬し、試験片と対極間に６Ｖの電圧をかけたときに
流れる電流値を測定し、皮膜の絶縁性を調べた。通電値
は、理想としては０ｍＡが望ましいが、実用的は０．１
ｍＡ以下であることが望ましい。

【００５０】以上の評価試験結果を表２にまとめて示
す。表１，表２から明らかなように、本発明の方法によ
れば、これまでよりも非常に薄い樹脂皮膜の厚みでも開
缶力が低く、樹脂の絶縁性にも優れ、フェザーも発生し
ない易開缶蓋が得られる。

【００５１】

【表１】

【００５２】

【表２】

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように本発明の易開缶性蓋
の製造方法は、缶蓋金属板の樹脂皮膜の厚さ，破断伸
び，切断案内溝を設ける金型の肩半径，金属板を加工成
形する温度範囲，切断案内溝の最薄部の金属厚み，さら
には樹脂皮膜の熱可塑性樹脂を規定することにより、従
来よりさらに薄い皮膜を有する樹脂皮膜金属板で、加工
用工具にも高負荷をかけることなく切断案内溝が形成さ
れ、しかも開缶力が低く、樹脂の電気絶縁性にも優れ、
フェザーも発生しない性能が安定した易開缶性蓋の製造
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例における押圧加工時の状態を示す縦断面
図である。

【図２】実施例における押圧加工後に押し戻し加工を行
う状態を示す縦断面図である。

【図３】実施例における押し戻し加工後の状態を示す縦
断面図である。

【図４】ティアーオフ方式の缶蓋を示す斜視図である。

【図５】従来技術による断面Ｖ字型の切断案内溝を示す
部分拡大断面図である。

【符号の説明】

１ 蓋全体 ２ 開口片 ３ リベット加工部分 ４ 切断案内溝 ５ 取っ手（タブ） ６ 尖鋭刃 ７ 上金型Ａ ８ 下金型Ａ ９ 連片 １０ 上金型Ｒ部 １１ 下金型Ｒ部 １２ 上金型Ｂ部 １３ 下金型Ｂ部 １４ 凹溝 １５ 凸溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ６５Ｄ 17/353 (72)発明者 大八木 八七 北九州市戸畑区飛幡町１−１ 新日本製鐵 株式会社八幡製鐵所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 樹脂皮膜を両面に有する金属板に上下一
   対の金型を押圧して切断案内溝を設け、開口片を形成す
   る易開缶蓋の製造方法において、（イ）前記樹脂皮膜の
   厚さが５〜１００μｍ，破断伸びが１００％以上であ
   り、（ロ）前記切断案内溝を設けるための上下一対の金
   型の肩半径が０．１〜１．０ｍｍであり、（ハ）前記上
   下一対の金型の肩半径部分によって、前記樹脂皮膜を有
   する金属板を押圧加工成形する温度が、前記樹脂のせん
   断弾性率が１０⁶ 〜１０⁸ ｄｙｎｅ／ｃｍ² となる温度
   範囲であり、（ニ）前記押圧加工成形による最薄部の金
   属厚みを、加工前の金属厚みの１／２以下に薄くするよ
   うに切断案内溝を形成する、ことを特徴とする易開缶性
   蓋の温間加工による製造方法。
2. 【請求項２】 樹脂皮膜が、ポリエチレン，ポリプロピ
   レン，ポリアミド，ポリエステル，アイオノマー等の熱
   可塑性樹脂の１種または２種以上から構成されることを
   特徴とする請求項１記載の易開缶性蓋の温間加工による
   製造方法。