JPS6247706B2 - - 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に関
し、さらに詳しくは、金属筒体の開口端部の内周
面にプラスチツクテープの折返された部分を熱接
着する方法に関する。

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。

このようにプラスチツクテープのはみ出し部を
端面３a₁および内周面３a₂に熱接着する方法とし
て、本発明者等はさきに特願昭57―42521号にお
いて、はみ出し部をほぼ半径方向内側に折曲げ
て、はみ出し部の基部を端面の全面に当接させ、
次いで開口端部内に中子を挿入して、はみ出し部
を折返して、折返されたはみ出し部を内周面に中
子により押圧し、押圧状態において、開口端部を
プラスチツクの熱接着可能温度以上に加熱して、
はみ出し部を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案した。

開口端部の上記加熱は、加熱時間が短いこと、
加熱コントロールが容易であることなどの理由に
より、高周波誘導加熱によつて行なうのが好まし
いのであるが、この場合誘導加熱条件、特に高周
波誘導加熱コイルと開口端部の相対位置関係によ
つては、塗膜が焦げたり、接着剤層に気泡や皺が
発生する等のトラブルが起り易いことが判明し
た。

本発明は以上に述べたような技術的問題点の解
消を図ることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は金属筒体の
開口端部の外周面に、外方に延出したはみ出し部
を残して熱接着され、該はみ出し部が折返されて
該開口端部の内周面に当接したプラスチツクテー
プの、折返された部分を該内周面に熱接着する方
法であつて、該開口端部の該外周面および内周面
を、該プラスチツクテープを介して電気絶縁性部
材によつて圧持した状態において、該開口端部に
近接して高周波誘導加熱コイルを、その該開口端
部の端面寄りの端縁が、軸線方向に該端面とほぼ
同位置か、該端面の外側に位置するように配設し
て、該加熱コイルに通電し、該開口端部を高周波
誘導加熱することを特徴とする、金属筒体の開口
端部の内周面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。

以下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図の金属筒体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塗膜（図示されない）が
形成されている。なお開口端部１０ａの端面１０
a₁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。外周面に熱接着された部分の幅は通常約
４〜10mmで、はみ出し部１１ａの幅より長い。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（幅は通
常約0.5〜３mm）の基部１１a₁が、端面１０a₁の
全面に当接するように、ほぼ半径方向内側に折曲
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１
３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の夫よりも短かく、好ま
しくは折り返されたはみ出し部１１ａの長さにほ
ぼ等しい。

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１
０ａ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１１ａ
はほぼ半径方向内側に折曲げられ、はみ出し部１
１ａの基部１１a₁は、段差部１４と端面１０a₁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、電気絶縁性で誘導
加熱されることなく、かつ強度と耐熱性のある材
料、例えばセラミツクス、ベークライト、弗素樹
脂等によつて形成されている。

加熱コイル１７は、開口端部１０ａがダイ１２
に挿入された状態において、その開口端部の端面
１０a₁寄りの端縁１７ａが、軸線方向に端面１１
a₁とほぼ同位置か、もしくは端面１１a₁の外側に
位置する（第３図の場合）ように、開口端部１０
ａに近接して設けられていることが重要である。
その理由については後述する。

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内への押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内に押入して、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１１ａを折
り返して、折り返されたはみ出し部１１ａを、開
口端部の内周面１０a₂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
円筒形案内面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、
電気絶縁性を有し、かつ耐熱性、耐摩耗性に優
れ、また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内への挿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。

第６図のａ曲線は、開口端部１０ａに沿う加熱
温度分布の例を示したものであつて、折り返され
たはみ出し部１１ａの端部１１a′から開口端部の
端面１０a₁に至る領域に沿つて比較的なだらかな
温度勾配がみられる。ｂ曲線は、開口端部１０ａ
が自由端の場合、すなわちダイ１２と中子１６が
装着されない場合の、同様な条件で高周波誘導加
熱を行なつたときの温度分布を示したものである
が、開口端部の端面１０a₁に向つて、エツジ効果
によるためと考えられるが、急勾配で温度が上昇
している。

これがダイ１２および中子１６を装着した場合
にａ曲線に示すような比較的なだらかな温度勾配
になるのは、ダイ１２および中子１６のスリーブ
１６ｂに伝導により熱が奪われるためと考えられ
る。従つて端部１１a′と端面１０a₁の間のａ曲線
部分の温度が所定の熱接着可能温度になるよう
に、加熱コイル１７に供給される電流、および通
電時間を調節することにより、はみ出し部１１ａ
は開口端部の端面１０a₁および内周面１０a₂に熱
接着され、気孔等を生ずることなく端面１０a₁を
確実に保護することができる。

そして外周面１０a₃に熱接着されているプラス
チツクテープ部分は、過熱されることがないの
で、その表面状態は変らず、従つて後工程の嵌合
はスムースに行なわれる。なお以上の例の場合、
開口端部１０ａの外周面は固定されているので、
加熱中に開口端部１０ａは熱膨張によつて拡がる
ことができず、従つて加熱コイル１７間の距離は
全周に沿つて一定であるので、全周に沿つて均一
な加熱が行なわれる。

第８図のa′曲線は比較のために、第７図に示す
ように加熱コイル１７の開口端部の端面１１a₁寄
りの端縁１７ａが、端面１１a₁よりも軸線に沿い
内側に位置する場合の、開口端部１０ａに沿う加
熱温度分布の例を示したものである。この場合は
はみ出し部の端部１１a′から開口端部１０ａの端
面１０a₁に向つて急激に加熱温度が低下してい
る。

これは開口端部１０ａが自由端の場合の温度分
布を示すb′曲線がほぼ水平であること、および中
子１６およびダイ１２による吸熱によるものと考
えられる。そのため端面１０a₁が適当な熱接着温
度になるように加熱コイルの電流および通電時間
を設定すると、はみ出し部の端部１１a′の近傍が
過熱され易い。そのためその部分の塗膜が焦げた
り、あるいは外周面１０a₃上のプラスチツクテー
プ１１の部分に気泡や皺の発生が起り易く、その
ため後工程での嵌合のさいトラブルを招き易い。
一方上記過熱を防ごうとして加熱コイル１７の出
力を下げると、端面１０a₁近傍が十分に熱接着可
能温度に達せず、そのため熱接着が行なわれず、
あるいは行なわれたとしても不完全であつて、そ
のため満足な防食効果を得ることが困難となる。

前記の過熱を防止するため、端部１１a′近傍を
空冷することが考えられるが、これは装置および
作業を複雑にする。またダイ１２の短円筒状案内
面１３ｂを長くすることも考えられるが、これは
はみ出し部１１ａを内側に折曲げるさいにトラブ
ルを招き易い。

本発明は以上の例によつて制約されるものでな
く、例えば加熱コイルは開口端部の周に沿つたリ
ング状のものであり、かつ前述の条件を満すもの
であれば、開口端部の内側もしくは端面に対向す
る外側に配設されてもよい。

本発明によれば、高周波誘導加熱コイルを、そ
の開口端部の端面寄りの端縁が、軸線方向に端面
とほぼ同位置か、もしくは端面の外側に位置する
ように配設して、かつ開口端部の外周面および内
周面をプラスチツクテープを介して電気絶縁性部
材によつて圧持した状態で、折り返されたプラス
チツクテープのはみ出し部を開口端部の内周面に
熱接着するのであるから、該折り返されたはみ出
し部に対応する開口端部部分は、ほぼ均一に効率
よく誘導加熱され、従つて過熱による塗膜の焦げ
や接着剤層の気泡や皺の発生、あるいは加熱不足
による未接着部の発生等のトラブルを招くおそれ
がなく、健全な熱接着部が得られるという効果を
有する。

【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が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例の要部
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、高周波誘導加熱コイルが本発明に従
つて配設されたダイに挿入してプラスチツクテー
プのはみ出し部を内側に折り曲げた状態を示す縦
断面図、第４図は第３図の折り曲げられたはみ出
し部を折り返すために用いられる中子の例の１部
切断正面図、第５図は第４図の中子を第３図の開
口端部内に挿入してはみ出し部を折り返した状態
を示す縦断面図、第６図は本発明の場合の開口端
部に沿う誘導加熱温度分布の例を示す線図、第７
図は比較例における加熱コイルと開口端部の相対
位置関係の例を示すための縦断面図、第８図は比
較例の場合の開口端部に沿う誘導加熱温度分布の
例を示す線図である。 １０…金属筒体、１０ａ…開口端部、１０a₁…
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、１２
…ダイ（電気絶縁性部材）、１６…中子（電気絶
縁性部材）、１７…高周波誘導加熱コイル、１７
ａ…端面寄りの端面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 金属筒体の開口端部の外周面に、外方に延出
   したはみ出し部を残して熱接着され、該はみ出し
   部が折返されて該開口端部の内周面に当接したプ
   ラスチツクテープの、折返された部分を該内周面
   に熱接着する方法であつて、該開口端部の該外周
   面および内周面を、該プラスチツクテープを介し
   て電気絶縁性部材によつて圧持した状態におい
   て、該開口端部に近接して高周波誘導加熱コイル
   を、その該開口端部の端面寄りの端縁が、軸線方
   向に該端面とほぼ同位置か、該端面の外側に位置
   するように配設して、該加熱コイルに通電し、該
   開口端部を高周波誘導加熱することを特徴とす
   る、金属筒体の開口端部の内周面にプラスチツク
   テープを熱接着する方法。