JPS6157181B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はプラスチツクテープの熱接着法および
装置に関し、さらに詳しくは金属筒体の開口端部
にプラスチツクテープを熱接着する方法および装
置に関する。

第１図に示されるような、継目なしの上部缶体
２と同じく継目なしの下部缶体３の夫々の開口端
部２ａおよび３ａを接着剤層４を介して嵌合し、
接着された周面接合部５を有する、胴壁部が比較
的薄肉の金属缶１が、特にビールや炭酸飲料等を
収納用の耐圧缶（例えば内容積約１〜10リツト
ル）に好適であるとして提案されている。この場
合上部缶体２および下部缶体３は、通常その内面
となるべき面に、内容物に対する防食のため、耐
食性塗膜（例えばフエノールエポキシ系塗膜、又
はオルガノゾル等）を形成したブランクより、絞
り加工等によつて形成されるので、内面は塗膜に
よつて保護されているが、内側の開口端部３ａの
端面３a₁（切断によつて形成される）は金属が露
出している。従つて内容物に対する耐食性の確保
のためには、第１図に示すように、端面３a₁およ
び端面３a₁近傍の内周面３a₂をも接着剤層４で被
覆することが望ましい。

一方接着剤層４を形成する方法として、熱硬化
型接着剤やスラリー型接着剤のような液状接着剤
の塗布、もしくは粉体型接着剤の静電塗布等も考
えられるが、内側の開口端部３ａの外周面３a₃に
熱接着性プラスチツクテープを、はみ出し部を残
して熱接着後、はみ出し部を端面３a₁および内周
面３a₂に熱接着し、その後上部缶体２の開口端部
２ａを嵌合して熱接着する方法が、開口端部２ａ
と３ａの間に、均一な厚さの気孔等の欠陥のない
接着剤層４が得られ易いという点で好ましい。

ところで、この場合はみ出し部を端面３a₁、お
よび内周面３a₂に熱接着する方法として、熱風ジ
エツトをはみ出し部に吹きつけ、はみ出し部を溶
融又は軟化した状態で上記熱接着する方法が考え
られるが、この方法では端面３a₁のコーナ部のプ
ラスチツクテープが薄くなつたり、あるいは局部
的に破断したり等して防食効果が低下する場合が
多い。またロール又はブラシ等によりはみ出し部
を内側に折り返して上記熱接着を行なう方法も考
えられるが、この場合も、缶体を加熱しながら折
返して接着するため、前記のようにコーナー部の
プラスチツクテープが薄くなつたり、もしくは局
部的に破断したり、あるいはしわが発生したり、
又空気が巻込まれたりして、満足な防食効果を得
ることが困難である。

本発明は以上に述べた技術上の問題点の解消を
図ることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明はプラスチツ
クテープが外方に延出したはみ出し部を残して外
周面を包囲して熱接着された金属筒体の開口端部
の端面および内周面に、該はみ出し部を熱接着す
る方法であつて、該はみ出し部をほぼ半径方向内
側に折曲げて、該はみ出し部の基部を該端面の全
面に当接させ、次いで該開口端部内に中子を挿入
して、該はみ出し部を折返して、折返された該は
み出し部を該内周面に該中子により押圧し、該押
圧状態において、該開口端部を該プラスチツクの
熱接着可能温度以上に加熱して、該はみ出し部を
該端面および内周面に熱接着することを特徴とす
る金属筒体の開口端部にプラスチツクテープを熱
接着する方法を提供するものである。

さらに本発明は、プラスチツクテープが外方に
延出したはみ出し部を残して外周面を包囲して熱
接着された金属筒体の開口端部の端面と内周面
に、該はみ出し部を熱接着するための装置であつ
て、該装置は、該プラスチツクテープが外周面に
熱接着された該開口端部を遊挿可能な第１の孔
部、第１の孔部に連接して、幅が該開口端部の厚
さと該プラスチツクテープの厚さ（ｔ）の和に実
質的に等しい半径方向内側に延びる段差部、およ
び該段差部に連接する内径が該開口端部の内径
（Ｄ）以上である第２の孔部を有するダイ、最大
外径部の直径が（Ｄ―2t）以上であつて、第２の
孔部より挿通されて、該はみ出し部を該開口端部
の内周面に押圧下に挾着可能な中子、および上記
挾着した状態で該開口端部を加熱するための手段
を備えることを特徴とする金属筒体の開口端部に
プラスチツクテープを熱接着する装置を提供する
ものである。

以下実施例である図面を参照しながら、本発明
について説明する。

第２図において、１０は金属筒体であり、１０
ａは開口端部である。本明細書においては、金属
筒体とは、対向する１対の開口端部を有する円筒
体（側面継目なしの、もしくは溶接等による継目
を有する）の他に、第１図に示される下部缶体３
のような有底のカツプ状筒体、又は上部缶体２の
ように肩部２ｂおよびカール部２c₁を形成された
細口部２ｃを有する筒体等をも包含する。また金
属筒体を形成する金属も、錫めつき鋼板、テイン
フリースチール（電解クロム酸処理鋼板）、アル
ミニウム（合金）板、その他の任意の金属もしく
は合金を含む。第２図は金属筒体１０の開口端部
１０ａは、第１図の下部缶体３の開口端部３ａに
対応するものであつて、肩部１０ｂに連接して軸
線方向に延びる縮径部となつている。なお、図示
されないが、内面には防食塗膜（好ましくは後記
のプラスチツクテープ１１との熱接着性に優れ
た）が形成されている。外面も特に開口端部の外
周面１０a₃には、必要に応じ、プラスチツクテー
プ１１との熱接着に優れたプライマー層（図示さ
れない）が形成されている。なお開口端部１０ａ
の端面１０a₁は、通常切断されたままであつて金
属が露出している。

開口端部１０ａの外周面１０a₃を包囲して、全
周に沿いプラスチツクテープ１１が熱接着されて
おり、プラスチツクテープ１１の一部は、熱接着
されず外方に延出して、はみ出し部１１ａとなつ
ている。プラスチツクテープ１１を形成するプラ
スチツクとしては、変性線状ポリエステル、ナイ
ロン１１又はナイロン１２、または酸変性ポリオ
レフイン等の比較的融点又は軟化点が低く、かつ
極性基を有する熱可塑性プラスチツクが例示され
る。

外周面１０a₃を包囲するプラスチツクテープ１
１の熱接着は、例えば本発明者等が先に提案した
ように、接着ロールの周面に真空吸着によつて保
持された外周面１０a₃の周長と実質的に等しい長
さのプラスチツクテープ片を熱接着可能温度に加
熱され、かつ内部をマンドレルで支持された開口
端部１０ａを、接着ロールと同一の周速度で回転
しながら、外周面１０a₃上に特に押圧下に移行さ
せることによつて行なわれる。

開口端部１０ａは、第３図に示すダイ１２に挿
入することによつて、はみ出し部１１ａの基部１
１a₁が、端面１０a₁の全面に当接するように、ほ
ぼ半径方向側に折曲げられる。ダイ１２は、開口
端部挿入用孔部１３（以下開口端部側孔部とよ
ぶ）、開口端部側孔部１３に連接して半径方向内
側に延びる段差部１４、および段差部１４に連接
する中子１６（第４図参照）挿入用孔部１５（以
下中子側孔部とよぶ）を有している。

開口端部側孔部１３は、截頭円錐形案内面１３
ａと短円筒形案内面１３ｂを有しており、短円筒
形案内面１３ｂの内径は、開口端部１０ａの外径
をD₁、プラスチツクテープ１１の厚さをｔとす
ると、（D₁＋2t）より僅かに大きく、すなわちプ
ラスチツクテープ１１が外周面１０a₃に熱接着さ
れた開口端部１０ａが遊挿可能の程度に定められ
ている。

なお、短円筒形案内面１３ｂの軸線方向長さ
は、開口端部１０ａの夫よりも短かい。短円筒形
案内面１３ｂを設けることなく、截頭円錐形案内
面１３ａのみによつて案内面を形成してもよい。
しかし短円筒形案内面１３ｂを設けることは、折
り曲げ性のあまり良くないプラスチツクテープ１
１を確実に折り曲げたり、あるいは外周面１０a₃
に熱接着されたプラスチツクテープ１１にオーバ
ラツプ部が生じた場合、その段差を潰した全周に
沿い均一な厚さを確保したり、もしくは後記の中
子１６による、折返されたはみ出し部１１ａの開
口端部内周面１０a₂への挾着による押圧のさい、
開口端部１０ａの拡開による変形を防止できる点
で有効である。

段差部１４の半径方向幅は、開口端部１０ａの
厚さとプラスチツクテープ１１の厚さ（ｔ）の和
に実質的に等しく定められている。従つて開口端
部１０ａを開口端部側孔部１３からダイ１２内に
挿入すると、段差部１４に当つて、はみ出し部１
１ａはほぼ半径方向内側に折曲げられ、はみ出し
部１１ａの基部１１a₁は、段差部１４と端面１０
a₁の間に挾着される。

中子側孔部１５は、段差部１４に連接する中子
１６を案内するための短円筒形案内面１５ａおよ
び截頭円錐形案内面１５ｂを有している。短円筒
形案内面１５ａの内径は、開口端部１０ａの内径
Ｄに実質的に等しい。

ダイ１２には、短円筒形案内面１３ｂ近傍に接
近して、かつこれを包囲して、高周波誘導加熱コ
イル１７（以下加熱コイルとよぶ）が内蔵されて
おり、加熱コイル１７によつて開口端部１０ａ
を、プラスチツクテープ１１を形成するプラスチ
ツクの熱接着可能温度以上（すなわち融点もしく
は軟化点以上）の温度まで加熱できるようになつ
ている。そのためダイ１２は、誘導加熱されるこ
となく、かつ強度と耐熱性のある材料、例えばゼ
ラミツクス、ベークライト、弗素樹脂等によつて
形成されている。

中子１６は、第４図に示すように、剛性の芯部
１６ａと耐熱性弾性ゴムよりなるスリーブ１６ｂ
を備えている。スリーブ１６ｂは、先端に形成さ
れた先細のテーパ部１６b₁と、円筒部１６b₂より
なつており、テーパ部１６b₁のため中子側孔部１
５内への挿入が容易となつている。円筒部１６b₂
の外径は、開口端部１０ａの内径（Ｄ）よりプラ
スチツクテープの厚さ（ｔ）の２倍を差引いた値
以上、すなわち（Ｄ−2t）以上に定められてい
て、第５図に示すように、中子１６を中子側孔部
１５からダイ１２内に挿入して、スリーブ１６ｂ
によつてほぼ半径方向内側に延びるはみ出し部１
１ａを折り返して、折り返されたはみ出し部１１
ａを、開口端部の内周面１０ａとスリーブ１６ｂ
の間に挾着して、弾性的に押圧できるようになつ
ている。このさい外周面１０a₃に接着していたプ
ラスチツクテープ１１の部分は、開口端部側孔部
１３の短円筒案内面１３ｂによつて支承される。

スリーブ１６ｂを形成する弾性ゴムとしては、
耐熱性、耐摩耗性および溶融又は軟化後固化した
プラスチツクテープ１１との離脱性に優れたも
の、例えば弗素ゴムやシリコンゴム等が望まし
い。またそのゴム硬質（シヨアＡ）は30〜90度が
好ましく、さらに60〜80度がより好ましい。30度
より低いと、軟かすぎて十分な弾性押圧力を加え
ることが困難であり、90度より高いと、硬すぎて
折り返されたはみ出し部１１ａ内への押入が困難
となるからである。

第５図に示すように、中子１６の押入が終つた
後、加熱コイル１７に通電すると、開口端部１０
ａは当該プラスチツクの熱接着可能温度以上に誘
導加熱されて、はみ出し部１１ａの基部１１a₁は
端面１０a₁に、残りのはみ出し部１１ａの部分は
内周面１０a₂に、何れも押圧下に熱接着される。
加熱温度および押圧力は、熱接着中にプラスチツ
クテープ１１の厚みが、実質的に変動しない程度
に制御される。熱接着後、加熱コイル１７を消勢
し、プラスチツクテープ１１が冷却固化した後、
中子１６と金属筒体１０をダイ１２から抜き出
す。

以上のように適度の弾性的押圧力の下に熱接着
力が行なわれるので、熱接着されたプラスチツク
テープ１１に、皺や気泡を生ずることなく、また
端面１０a₁のコーナ部において薄肉になつたり、
切断したりするおそれがない。

第６図、第７図は、以上のダイ１２および中子
１６を用いて、金属筒体１０（第１図の下部缶体
３に対応する）の開口端部１０ａの外周面に熱接
着されたプラスチツクテープのはみ出し部１１ａ
を、開口端部１０ａの端面および内周面に連続的
に熱接着する装置に例を示す。

２０ａ，２０ｂは回転板であつて、サイドフレ
ーム２１に軸架される水平回転軸２２を介して、
モータ２３、減速機２４により矢印方向（第６
図）に一実速度で回転される。２５は金属筒体１
０の底部押込体であつて、左側回転板２０ａの円
周方向に沿い等間隔に４個が、水平方向に摺動可
能に軸支されている。２６は金属筒体押込用の固
定カム板であつて、カムフオロアー２７を介し
て、底部押込体２５が、頂部に位置する金属筒部
１０の装入ステーシヨンＡにあるときは後退して
おり、装入ステーシヨンＡから矢印方向に移動す
ると直ちに前進して、開口端部１０ａをダイ１２
（回転板２０ａ，２０ｂに固着された円筒体２８
に、底部押込体２５に対向して４個固設されてい
る）の開口端部側孔部１３に押込み、底部の送出
ステーシヨンＣに達する直前に原位置に後退する
（第７図は理解し易いように押込まれた（すなわ
ち挿入された状態を示しているが）ように構成さ
れている。

中子１３は、底部押込体２５に対向する位置に
４個が、右側回転板２０ｂに水平方向に摺動可能
に軸支されている。そして中子１３は、固定カム
板２９とカムフオロアー３０によつて、金属筒体
１０が金属筒体側孔部１３に押込まれ、はみ出し
部１１ａの基部１１a₁が、段差部１４に当接する
と、直ちに左側に前進して、中子側孔部１５を挿
通して、はみ出し部を折り返し、折り返されたは
み出し部１１ａを開口端部の内周面１０a₂に押圧
するようになつている。さらに送出ステーシヨン
Ｃに達する直前に、底部押込体２５が後退する前
に後退するようになつている。なお３１は、円筒
体２８に固設されたフレームに軸支された金属筒
体１０の支承ロールであり、３２は金属筒体１０
の案内用ロツドである。

ダイ１２に内蔵された加熱コイル１７は、右側
回転板２０ｂの外周部のダイ１２に対応する位置
に固設された２次コイル保持体３３内に設けられ
た２次コイル３４、２次コイル３４に対向するよ
うに、送入ステーシヨンＡと送出ステーシヨンＣ
の間の加熱ステーシヨンＢに固設された１次コイ
ル保持体３５に内蔵された１次コイル（図示され
ない；１次コイルと２次コイル３４によつて１種
の回転トランスが形成される）、およびフイーダ
３６を介して、高周波発振装置３７に接続する。
従つて１次コイルと２次コイル３４が対向する間
のみ、すなわち２次コイル保持体３３が、１次コ
イル保持体３５に対向して回転する、加熱ステー
シヨンＢ通過時間のみ加熱コイル１７に通電され
る。

以上の装置において、支承ロール３１、ダイ１
２、底部押込体２５、中子１６、２次コイル３４
等よりなる金属筒体１０の搬送、処理部が送入ス
テーシヨンＡに達すると、送入シユート３８よ
り、第７図に示されるように、金属筒体１０が支
承ロール３１上に落下す。そして直ちに底部押込
体２５と中子１６が前進し、２次コイル保持体３
３が１次コイル保持体３５の上端部３５ａに達す
るまでに、はみ出し部１１ａの折り返しと、中子
１６による折り返されたはみ出し部１１ａの内周
面１０a₂への押圧が行なわれる。２次コイル保持
体３３が、１次コイル保持体３５に対向して回転
している間に、開口端部１０ａは誘導加熱され
て、当該プラスチツクの熱接着可能温度以上の温
度になつて、はみ出し部１１ａの端面１０a₁およ
び内周面１０a₂への熱接着が行なわれる。２次コ
イル保持体３３が、１次コイル保持体３５の下端
部３５ｂに対向する位置を通過すると、加熱コイ
ル１７が消勢し、送出ステーシヨンＣに達する前
に、プラスチツクフイルム１１は冷却、固化す
る。直ちに中子１６と底部押込体２５が後退し
て、金属筒体１０は図示されない排出装置によつ
て、送出ステーシヨンＣからテーブル３９上に沿
つて排出される。

本発明は以上の実施例によつて制約されるもの
でなく、例えば開口端部１０ａの加熱は、ダイ１
２を取外し、中子１６は開口端部内に押入された
ままの状態において、熱風、赤外線、又は直火等
によつて行なつてもよい。さらに金属筒体１０を
固定し、ダイ１２および中子１６を移動させても
よい。

本発明によれば、プラスチツクテープのはみ出
し部が、皺や気泡を生ずることなく、また開口端
部の端面のコーナ部において薄肉部や生ずること
なく、金属筒体の開口端部の端面および内周面の
全周にわたつて、確実に熱接着されるという効果
を奏することができる。

以下具体例について説明する。

具体例 予めオルガノゾル系塗膜を両面に形成した厚さ
0.23mmのアルミニウム合金板（3004材、H26）
を、常法により打抜きおよび絞り加工して、胴部
外径84.11mmのカツプ状金属筒体１０を作製した
後、縮径加工により開口端部１０ａを形成した
（開口端部の外径＝83.65mm、長さ＝５mm）。次い
で、厚さ80μｍ、巾６mmの変性線状ポリエステル
テープ（軟化点178℃）を267mmの長さに切断し
て、該テープ片を高周波誘導加熱された開口端部
の外周部に、幅1.5mmはみ出し部１１ａを残して
熱接着した。

次に、開口端部側孔部１３の截頭円錐形案内面
１３ａのテーパ角度10度、短円筒形案内面１３ｂ
の内径84.00mm、長さ２mm、段差部１４の幅0.30
mmの第３図の形状のベークライトよりなるダイ１
２、およびスリーブ１６ｂの円筒部１６b₂の外径
が83.60mm、厚さ10mmであつて、スリーブ１６ｂ
がジヨアＡ硬度80度のシリコンゴムよりな第４図
の形状の中子１６を用いて、開口端部の端面１０
a₁と内周面１０a₂に、はみ出し部１１ａを押出し
た状態で、加熱コイル１７に通電して、開口端部
１０ａを200℃に加熱して、はみ出し部１１ａを
端面１０a₁と内周面１０a₂に熱接着した。冷却固
化後、開口端部１０ａを抜き出した。

上記熱接着され開口端部１０ａを肉眼観察した
ところ、全周にわたり確実にプラスチツクテープ
１１によつて被覆されており、エアの巻込みや皺
の発生は皆無であつた。また断面を顕微鏡で観察
したが、プラスチツクテープ１１は、外周面１０
a₃、端面１０a₁（コーナ部を含む）、内周面１０
a₂の何れの部分をも、実質的に均一な厚さで被覆
していた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法で、プラスチツクテープ
が熱接着された金属筒体の例ぱ下部缶体として組
立てられた金属容器の例の縦断面図、第２図は本
発明の方法を実施するための開口端部外周面にプ
ラスチツクテープが熱接着された金属筒体の要部
縦断面図、第３図は第２図に示される金属筒体の
開口端部を、本発明の装置の１実施例のダイに挿
入した状態を示す縦断面図、第４図は本発明の装
置の１実施例の中子の縦断面図、第５図は第３図
の金属筒体の開口端部内に第４図の中子を挿入し
た状態を示す縦断面図、第６図は本発明の装置を
用いた連続的熱接着装置の例の正面図、第７図は
第６図の―線に沿う縦断面図である。 １０……金属筒体、１０ａ……開口端部、１０
a₁……端面、１０a₂……内周面、１０a₃……外周
面、１１……プラスチツクテープ、１１ａ……は
み出し部、１１a₁……基部、１２……ダイ、１３
……開口端部挿入用孔部（第１の孔部）、１４…
…段差部、５……中子挿入用孔部（第２の孔
部）、１６……中子、１６b₂……円筒部（最大外
径部）、１７……高周波誘導加熱コイル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ プラスチツクテープが外方に延出したはみ出
   し部を残して外周面を包囲して熱接着された金属
   筒体の開口端部の端面および内周面に、該はみ出
   し部を熱接着する方法であつて、該はみ出し部を
   ほぼ半径方向内側に折曲げて、該はみ出し部の基
   部を該端面の全面に当接させ、次いで該開口端部
   内に中子を挿入して、該はみ出し部を折返して、
   折返された該はみ出し部を該内周面に該中子によ
   り押圧し、該押圧状態において、該開口端部を該
   プラスチツクの熱接着可能温度以上に加熱して、
   該はみ出し部を該端面および内周面に熱接着する
   ことを特徴とする金属筒体の開口端部にプラスチ
   ツクテープを熱接着する方法。 ２ プラスチツクテープが外方に延出したはみ出
   し部を残して外周面を包囲して熱接着された金属
   筒体の開口端部の端面と内周面に、該はみ出し部
   を熱接着するための装置であつて、該装置は、該
   プラスチツクテープが外周面に熱接着された該開
   口端部を遊挿可能な第１の孔部、第１の孔部に連
   接して、幅が該開口端部の厚さと該プラスチツク
   テープの厚さ（ｔ）の和に実質的に等しい半径方
   向内側に延びる段差部、および該段差部に連接す
   る内径が該開口端部の内径（Ｄ）以上である第２
   の孔部を有するダイ、最大外径部の直径が（Ｄ−
   2t）以上であつて、第２の孔部より挿通されて、
   該はみ出し部を該開口端部の内周面に押圧下に挾
   着可能な中子、および上記挾着した状態で該開口
   端部を加熱するための手段を備えることを特徴と
   する金属筒体の開口端部にプラスチツクテープを
   熱接着する装置。