JPS5852039A - 周状の側面継目を有する絞りしごき金属容器の製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は周状の側面継目を有する絞りしごき金属容器に
関し、より′詳細には耐圧性、軽量性、耐衝撃性の組合
せに優れた新規絞りしごき金属容器に関する。

ビール、炭酸飲料等の自生圧力を有する内容物ｌこ対す
る容器として、所謂絞りしごき罐が広く使用されている
。

この絞りしどき罐は、円板等の形状に打抜いた金属素材
を、絞りポンチと絞りダイスとの間でカップの形に絞り
成形し、次いでこのカップ状成形物の１１４１１−シご
きポンチとしごきダイスとの間でしごき加工して側壁を
薄肉化することにより製造される。

絞りしごき罐において、容器側壁を可及的に薄肉化する
ことは、一体の容積尚りの重量を軽減させ、また一体製
造に必要な金属素材のコストを低減させるため番こ大い
に望ましいことである。

しかしながら、このような要求は、罐詰の製造上大きな
制約を受け、未だ満足されるに至っていない、即ち一体
の側壁部を薄肉化する場合には、これに伴なって一体の
座屈強度が轟然低下する。

一方、罐蓋の二重巻締において、巻締機で一体に加わる
軸荷重は１２０乃至２００ゆのオーダーであり、側壁部
を成る限度以上に薄肉化する場合には罐蓋の二重巻締そ
のものが困難となるという問題を生じる。

更ｌこ、絞りしごピ罐において構造的に最も弱い部分は
、罐蓋との巻締部であり、落下等の衝撃によりこの部分
の破壊やリークが生じることが問題となる。

本発明の目的祉、従来の絞りしごき罐とは構造及び容器
特性の全く異なる絞りしごき金属容器を提供するにある
。

本発明の他の目的は、蓋との二重巻締部がなく、容器中
に存在する唯一の継目が対向する無継目カップの開放端
部同志の重ね合せ周状継目である絞りしごき金属容器を
提供するにある。

本発明の更に他の目的は、従来の絞りしごき罐奢こ比し
て容器ｉ壁部がより薄肉ｌこされていて軽量性に優れて
おり、また耐圧性、耐衝撃性にも優れており、更に易圧
潰性のために廃棄処理も容易な絞りしごき金属容器を提
供するにある。

本発明の更ｌこ他の目的は、錫メッキ鋼板の絞りしごき
成形で形成され、周状の側面継目での接着性及び塗膜の
接着性番ども顕著に優れている絞りしごき金属容器を提
供するにある。

本発明ｌこよれば、金属製の無継目カップ状成形体から
成る下部体と、金属製の無継目カップ状成形体から成る
上部体とを開放端部同志で重ね合せ接合することにより
形成され、前記下部体及び上部体の少なくとも一方の測
微は、しごき率が２０−以上となる絞りしごき成形で形
成され、前記上部体の上ｌｉｔこは容器側壁に比して小
径の注ぎ口が形成されていることｔ−特徴とする周状の
側面継目を有する絞りしごき金属容器が提供される。

本発明を添付図面を参照しつつ以下に詳細に説明する。

本発明の最も好適な態様を示す第１図において、この容
器は、例えば錫メッキ鋼板勢の金属製の無継目カップ状
成形体から成る下部体１と、金Ｊｌｌ＆！の無継目カッ
プ状成形体から成る上部体２とから成っており、これら
のカップ状成形体は、開放端部３と開放端部４とが重ね
合せ接合されて、周状の側面継目５を形成することによ
り容′器０形ξこ一体化されている。

−この好適態様憂こおいて、下部体１は金属素材の高度
の絞り−しどき加工で形成された背の高い薄肉側壁部６
と夾質止しごき加工を受けていない厚内の底部７とから
成るカップであり、一方上部体２は金属素材の浅絞り成
形で形成され九短い側壁８と上Ｉｉ９とから成るカップ
である。下部体２の１ｉＩＩ部８の高さは、継目５の巾
と等しいか、戚いは継目中よりも若干大きい２範囲内ｌ
こめる。また下部体２の上壁９は上に凸のテーパー面を
なしており、その中央には内容物の充填用乃至は取出し
用の注ぎ口１０が形成されている。かくして、上部体２
線所謂ビンの肩及び嘗の形で下部体上に接合されている
ことが明らかであろう。

第１図に示す具体例で蝶、下部体１の開放端部６はそれ
に近接した部分でのネックイン加工Ｉこより、それ以外
の胴壁部に比して小径となるように絞られており、より
大径の上部体開放端部４内に嵌挿される。下部体開放端
部６の外面と上部体開放端部４の内面との間には接着剤
層１１が設けられ、下部体と上部体との接合、固着が行
われている。接着剤１１の一部は継目５からはみ出して
、継目の内側に位置する金属素材切断端縁１２に対する
被覆層１６を形成していることが、耐腐食性の点で望ま
しい。

本発明において、容器胴部金主として構成する下部体１
１１壁６杜、しごき率、即ち下記式式中、ＴＢはカップ
状成形体の底壁の厚み、Ｔｗはカップ状成形体の側壁の
厚みを夫々表わす、 で定義されるしごき率ＣＲｘ）が２０−以上、特に好適
には３０乃至５ＯｆＩとなるようにしごき加工されてい
る。

本発明の金属製容器は、上述した如く、容器胴部の主体
となる側壁が高度のしごき加工を受けて薄肉化されてい
ること及び容器中に存在する唯一の継目が周状側面継目
であり、しかもこの継目は重ね合せ接合で形成されてい
ることの組合せに特徴を有するものである。

即ち、本発明の金属製容器には二重巻締部が存在せず、
注ぎ口の密封は、キャップや栓により行われるため、容
器＠壁が極端に扉内化されている場合でさえも密封時ξ
こおける座屈傾向が解消される。例えば、商業的な打栓
工程において、容器胴に加わる軸荷重は５０乃至１００
に９のオーダーであって、二重巻締工程において加わる
軸荷重の約半分以下であり、かくして二重巻締の場合に
比して座屈傾向が顕著に減少することが了解されよう。

しかも、本発明の金属製容器中に存在する周状側面継目
は軸方向に加わる荷重Ｉこ対して強い重ね合せ接合で形
成されているため、本発明の容器は圧カヤ衝撃に対して
著しく強い構造となっている。

即ち、二重巻締による継目、ハゼ折り番こよる接合（ロ
ック・シーム）或いは突き合せ接合等の他の接合方式で
は、素材の厚みが薄い場合には、継目に加わる荷重によ
って継目を構成する素材が先４こ変形し、この変形によ
って継目での漏洩や継目の破壊が比較的小さな荷重で生
ずるようになる。これに対して、重ね合せ接合の場合に
は、継目を形成する素材が著しく薄い場合にも、このよ
うな素材の変形社全（生ぜず、素材の厚みに無関係な継
目の剪断強度迄耐えることが可能となるのである。

更に、この金属製容器の胴部の主体となる部分は高度の
しごき加工により薄肉化されているため、容積当りの容
器重量が着しく軽減され、ｉた金属素材コストを著しく
低くすることが可能であるばかりではなく、この容器の
胴部においては、高度のしごき加工によって新鮮な金属
面が外部に露出しているため、保饅の目的で施こす各種
塗料との密着性や継目の形成に用いる接着剤との接着性
にも顕著に優れているという利点賜達成されるものであ
る。

本発明において、容器を構成する金属素材としては、未
処理の鋼板（ブラックプレート）、各種表面処理鋼板、
例えば錫メツ中鋼１ｊｊＬ（ブリキ）、亜鉛メッキ鋼板
、アルミメッキ鋼板、ニッケルメッキ鋼板、クロムメツ
中鋼板等のメッキ鋼板；電解クロム酸処理鋼板等の電解
処理鋼板；リン酸及び／又はクロム酸処理鋼板等の化学
処理鋼板や、アルミニウム等の軽金属板或いはこれらの
複合材等が使用される。

絞りしごきカップをする良めに、上述した金属素材を円
板等の形状に打抜き、絞りポンチと絞りダイスとの間で
、１段或いは多段の絞り加工に付し、絞りカップをしご
きポンチとしζぎダイスとの間で多段のしごき加工に賦
す。これらの絞り一しどき加工の操作や条件は、それ自
体公知のものでるり、しごき率を前述した範囲とする点
を除けばそれ自体公知の条件で行うことかできる。

加工に付する金属素材の素板厚は、容器の最終寸法や素
材の種類によっても相違するが、一般に０．２乃至０．
５ｍ、特に０．２乃至０．３５ｓｎｇの範囲にあるのが
望ましく、−万しごき加工により形成される側壁部の厚
みはしごき率が前述した範囲となり、且つその厚み（７
’Ｗ）が０．０５乃至０．２０ｔＩ。

特に０．０６乃至０．１７ｍとなるようにするのがよい
。

アルミニウムの如き加工性に優れた金属素材の場合には
特に必要でないが、一般には、ネックイン加工を行うカ
ップの開放端部のしごき率を、他の側壁部のしごき率よ
りも５乃至３０チ低い軽度の亀のとしておくことが、ネ
ックイン加工時におけるこの部分の損傷等を防止する上
で有利である。

このために、しごき加工を、ポンチとダイスとの間隙を
次Ｍｌこせばめながら、３段以上の複数段に行い、この
際最終段のしごきにおいて、カップの開放端部ではしご
きが行われないようにすることができる。

絞りしごきカップのネックイン加工は、下部体と上部体
とがピッタリ嵌合する寸法となるように行う。本発明に
おいては、周状の重ね合せ接合を形成する両開放端部の
内、内側に位置するものの外径ｔ−ｒ工、外側に位置す
るものの内径をデｏ１両者の間に介在させる接着剤層の
厚みｆｄムとしたとき、下記不等式 ％式％ が成立するようｌここれらの諸寸法を選ぶことにより、
両開放端部が接着剤層を常に圧接して、強固な接合と継
目における確実な密封とが可能となる。

絞りしごき加工カップは、トリはングを行い、必要によ
り洗滌処理、例えばり／酸及び／又はクロム酸による表
面化学処理を行った後、少々くともその内面に耐腐食性
の保＠塗料を施こす。本発明においては、この絞りしご
き加工カップの表面化学処理により、カップ開放端部の
端縁も必然的に表面化学処理され、このカップの開放端
部が継目の内側となって内容物中に露出する場合にも、
耐腐食性の強いものとなる。また接着剤との密着性感良
好となり、を九後で施こす塗料や樹脂被覆との密着性も
良好となる。この保護塗料としては、熱硬化性及び熱可
塑性樹脂から成る任意の塗料；例えばフェノール・エポ
キシ塗料、アイノーエポキシ塗料等の変性エポキシ塗料
：例えば塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル
−酢酸ビニル共重合体部分ケン化物、塩化ビニル−酢酸
ビニル−無水マレイン酸共重合体、エポキシ変性−、エ
ボキシア建ノ変性−或いはエポキシフェノール変性−ビ
ニル樹脂塗料等のビニル又は変性ビニル塗料；アクリル
樹脂系塗料；スチレン−ブタジェン系共重合体等の合成
ゴム系塗料等が使用される。

これらの塗料は、エナメル或いはラッカー等の有機溶媒
溶液の形で、或いは水性分散液又は水溶液の形で、スプ
レー塗装、浸漬塗装、静電塗装、電気泳動塗装等の形で
カップに施こす、勿論、前記樹脂塗料が熱硬化性の場合
には、必要により塗料を焼付ける。

前述した上部体となる浅絞りカップは、前述した塗料が
予め施された金属素材を、プレス型或いは絞りポンチと
絞りダイスとの組合せ等を用いて浅絞り成形することに
より形成される。成形後のカップの土壁をパンチングし
て注ぎ口を形成させ、上部体とする。

下部体と上部体との重ね合せ接合は、接着剤を用いて有
利に行われる。この接合を行うに肖って、下部体及び上
部体の接合すべき両開放端部の何れか一方或いは両方に
予じめ接着剤を施こし、次いで両開放端部を嵌合させる
。

接着剤としては、熱融着可能な熱可履性樹脂から成る任
意の接着剤が使用される。かかる接着剤樹脂は１３０乃
至２４０℃の融点乃至は軟化点を有するものが好ましく
、その過歯な例社、ナイロン１３、ナイロン１２、ナイ
闘ンー１１、ナイロン６，１２、或いはこれらのコポリ
アミド乃至はブレンドのようなナイロン系接着剤；ポリ
エチレン・テレフタレート／イソ７タレート、ポリテト
ラメチレン・テレフタレート／イソフタレート等のポリ
エステル系接着剤；酸変性オレフィン樹脂、エチレン−
アクリル酸エステル共重合体、イオン架橋オレフィン共
重合体（アイオノマー）、エチレン−酢酸ビニル共重合
体等のオレフィン系接着剤等である。

これらの接着剤は、フィルム、粉末、分散液、溶液等の
任意の形で、接合すべき開放端縁部に施こし、この開放
端縁部全周にわたって一様に熱接着剤層を形成させる。

下部体と上部体とを嵌合させるに当っては、継目の外側
となる開放端部を加熱して径を増大させるか、或いは継
目の内側となる開放端部を冷却して径を縮小させるかし
て、両者の嵌合を容易ならしめる。このような手段を採
用すると、内側端縁部の外径、外側端縁部の内径及び接
着剤層厚みが前記不等式の関係にあるときにも、低合金
容易に行うことができる。

１合後の継目を加熱し、接着剤層を溶融させ、次いで冷
却して、継目での接合と密封とを行わせる。この際、接
着剤層は両端縁部において加圧され良状態で溶融される
ため、継目の接合及び密封は完全なものとなる。継目の
加熱線、高周波銹導加熱等により有利に行われる。

本発明の金属製容器においては、上に説明した以外の多
くの変形が可能である。

例えば、下部体の側壁部に高度の絞り加工を行う代りに
、第２図に示す通り、上部体２ａを金属素材の高度の絞
り−しごき加工で形成された背の高い薄肉側１１部８ａ
と実質上しどき加工を受けていない厚内の上１１！９ａ
とから成る絞す−しどきカップとし、下部体１ａｔ金属
素材の浅絞り成形で形成され良短い側壁６Ｇと底壁７ａ
とから成る浅絞リカツブとすることがてきる。

まえ、第５図に示す通り、下部体１ｔ−第１乃至２図の
例と同様な絞り−しごきカップとすると共に、上部体２
ｋｔ％、金属素材の高度の絞り−しごき加工で形成され
た背の高い薄肉側壁部８＆と実質上しごき加工を受けて
いない厚内Ｏ上＊ｑｈとから成る絞り−しごきカップと
し１両方の絞り−しどきカップをその開放端縁で重ね合
せ接合する。この態様によれば、背が高く、側壁部全体
が高度のしごき加工で薄肉化された金属製容器が提供さ
れる。

第１乃至３図に示した具体例では、上部体の下方開放端
縁が継目の外側、下部体の上方開放端縁が継目の内側と
なるように位置しているが、第４図に示す通り、上部体
２の下方開放端縁４が継目の内側、下部体１の上方開放
端縁３が継目の外に位置するようにしてもよい。

本発明の容器は、炭酸飲料、ビール、発泡酒等の自生圧
力を有する内容物に対する容器として、また窒素ガス、
液体窒素等を内容物と共に充填する内圧容器等として特
に有用である。

本発明ｔ−次の例で説明する。

実施例１゜ 素板厚０．５０ｍのプライト錫メッキ鋼板（Ｔ−２材、
めっき量÷５０１５０）ｔ−１２０５ｍの径の円板に打
抜いて、常法に従い絞りポンチと絞りダイスとの間で内
径が８５■のコツプ状番こ成形する。

次いて、このコツプ状成形物を再絞り工程に賦した後、
直径６５．３−のしごきポンチとしど幹ダイスとを用い
て、６５．０１１のしどき率でしごき加工し良。次いで
、この下部体を、それ自体公知の手段によりバネリング
、ネックイン加工に賦した。

この時の下部体の諸寸法及び物性値は次の通りである。

底部厚さく７’Ｂ）　　　　　０．５０ｍ側壁部厚さく
７’ｖ）　　　　０．１０５ｍＲｘ値　　　　　　　６
５９６ 側壁内径　　　　　　　６５．５ｍ 側壁外径　　　　　　　６５．５１　ｙｍ下部体高さ　
　　　　　１１０ｔｍ ネック部外径　　　　　６４．９５ｍ この下部体の内外面を公知の方法で脱脂洗浄及びリン酸
処理後、下部体外面に変性アクリル樹脂からなるホワイ
トコートを開放端部から約５ｗｔを除いて施こし、更に
印刷を施し友後、エポキシ・エステル系の仕上ニスを全
面Ｉこ施し、焼付けた。

その後に、下部体の内面にエポキシエリア系塗料を塗布
し、焼付けた。

次いで、この下部体の開放端部から約５Ｉ１ｍｌの部分
の周状に熱可塑性有機接着剤を常法手段によって塗布し
た。

一方、上部体は予めエポキシエステル系塗ａｔ両面に塗
布し、焼付けした素板厚０．２３關のプライト錫メッキ
鋼板（Ｔ−１材、めっき量φ５０１５０）を９０ｍの径
の円板に打抜き、常法のプレス加工によって成形を行な
い、最終的には液体の注ぎ口を設けた。

次いで、前記上部体と周状に接着剤を施し皮下部体を嵌
合し、約２２０℃に加熱溶融後冷却して接合し金属容器
とした。

この時の上部体と下部体から成る金属容器体の諸寸法及
び物性値は次の通りである。

容器高さ　　　　　１２８〜１２５）ｗ下部体外径　　
　　６５．５１　ｗ 上部体外径　　　　６５．４９闘 嵌會部長さ　　　　５〜６ｗｇ 容器重量　　　　　３９〜４０．ｌｉ＋次いで、この金
属容器内に、下記飲料 丸　コーラ Ｂ、　ビール Ｃ１合成炭酸飲料 を冷間充填し、注ぎ口を封印した０次いでこれら３種を
下記第１表に示す条件で加温殺菌し喪。

第１表 容器詰　　装　置　　　温度　　自生圧力Ａ　　キャン
ウオーマ−４２℃　　７．０ｋｆ／ｃｍ宜Ｂ　　　バス
トライザー　　　６２℃　　６．２ゆ／ｃｍ冨Ｃキャン
ウオーマ−４２℃　　Ｂ−Ｏｋｇ／ａｍ鵞これら３種の
容器詰の何れについても、上」処理中に周状継目接着部
の剥離、漏洩を生ずることがなかった。

ま良、これらの容器詰を、カートンケースに結め（３０
個／ケース）、振動試験、落下試験を行なったが、上部
体と下部体の接着部の変形や破損及び漏洩は全く認めら
れ橙かった。

実施例Ｚ 上記実施例１φこおいて、索板厚０．２７ｍのプライト
錫メッキ鋼板を使い下部体の側壁部のしごき率（Ｒ工）
を７２．２％とした以外は実施例１と同様にして周状の
側面継目を有する絞りしごき金属容器を製造した。

実施例＆ 上記実施例２と同じく、素板厚０．２０ｓｕｗのプライ
ト錫メッキ鋼板を用いて、下部体の側壁部のしごき率（
Ｒ工）を７５％とした以外唸実施例と同様にして金属容
器を製造し１ 比較例１゜ 素板厚０．２０ｓ＋ｓ＋のプライト錫メッキ鋼板ＣＴ−
２材、鍍錫量÷５０１５０　）を使い、絞り及び再絞り
の常法に従って、絞り下部体を成形する以外は実施例１
と同じ方法で金属容器を製造した。

比較例２及び比較例３も同様に素板厚を、それぞれ０．
１０ＩＩｍ、　０．０７５關に変え九以外は同じ手法で
絞り下部体を製造した。

比較例１．２及び３の金属容器についても実施例１と同
様に、前記飲料を充填し、第１表の条件で殺菌した。そ
の結果、これら３種の容器の何れも処理中に周状継目接
着部の剥離、漏洩が確認された。

また振動試験、落下試験を行づた場合にも、上部体と下
部体の接着部の変形や破損が生じ、漏洩することも確認
された。

上記実施例１．２及び３、並びに比較例１．２及び３０
６種の金属容器について、座屈強度・硬度及び接着強度
を試験した。

結果を下記第２表に示す。

第２表 上記第２表の結果は、本発明に従い下部体にしごき成形
を付与し、上部体を接合し製造された実施例１〜３の金
属容器は、従来の絞り成形により製造された比較例１〜
３の金属容器に比して側壁部が薄いにもかかわらず座屈
強度が著しく向上し、且つ接合部の接着強度も著しく向
上することを示している。

実施例４ 上記実施例１において、下部体のしごき率が１０乃至８
０−の間に５水準選定し、最終的にはＴＶ値が一定にな
るようにＴＢを個々に調整し、それ以外は実施例１と同
様にして金属容器を製造する。

この５種の金属容器について、座屈強度及び接着強度を
試験した。その結果を第３表に示す。

第　３　表 上記第３表の結果は、本発明Ｉこ従い下部体にしごきが
付加されることにより、座屈強度及び接着強度が着しく
向上することを示している。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の絞りしごき金属容器の最も好適な態
様を示す断面図、 第２図は、本発明の絞りしごき金属容器において、上部
体に絞りしごき加工を施した例を示し、第６図は、本発
明の絞りしごき金属容器において、上部体及び下部体の
それぞれに絞りしごき加工を施した例を示し、 第４図及び第５図は、本発明の絞りしごき金属容器の他
の好適な態様を示す一部拡大断面図であって、 側照数字はそれぞれ、１は下部体、２は上部体、６及び
４は開放端部、５は側面継目、６は薄肉側壁部、７は厚
肉の底部、１０は注ぎ口、１１は接着剤層、１２は金属
素材切断端縁、１３は被覆層を示す。 特許出願人　岸　本　　　昭

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）金属製の無継目カップ状成形体から成る下部体と
   、金属製の無継目カップ状成形体から成る上部体とを開
   放端部同志で重ね合せ接合することにより形成され、前
   記下部体及び上部体の少な、くとも一方の１１ｉＩＩｉ
   は、しごき率が２０−以上となる絞りしどき成形で形成
   され、前記上部体の土壁には容器＊ｉｉに比して小径の
   注ぎ口が形成されていることを特徴とする周状の側面継
   目を有する絞りしごき金属容器ｉ ■　絞りしどき成形で形成され九無継目カップの開放端
   部が周状側面継目の内側に位置する特許請求の範囲第１
   項記載の金属容器。 （３）　　前記無継目カップはその開放端部の端縁を含
   めてリン酸及び／又はクロム酸で表面処理されている特
   許請求の範囲第２項記載の金属容器。 （４）　　前記無継目カップの開放端部はその胴ｌｉｓ
   より小径となるようにネックイン加工されている特許請
   求の範囲第２項記載の金属容器・ （５）　　１ｉｔｌ記無継目カツプは下部体である特許
   請求の範囲第２項記載の金属容器。 （６）下部体及び上部体の開放端部同志が熱融着可能な
   樹脂接着剤で接合されている特許請求の範囲第１項記載
   の金属容器。