JPS637862B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、ビール等の圧力液体を収容するのに
適した、特に１〜３程度の中容量の薄肉金属製
耐圧容器の製造方法に関する。 従来よりビール等の圧力液体を貯蔵運搬する場
合には、アルミニウム若しくはステンレス製の金
属容器やガラス製のビン容器が用いられている
が、それらのうちでアルミニウム製容器は内容物
の味覚を損なわないという点で優れ、また軽量
性、冷却性及び取扱いの容易さ等の点でも非常に
優れているので、ワンウエイ（使い捨て用）のビ
ール容器等として近年多量に製造されているのは
周知のとおりである。 しかるにこの種のワンウエイ容器はできるだけ
安価にかつ大量に製造される必要があるので、通
常の容量350ml以下のDI缶のように特殊な加工方
法の場合はともかくとして、例えば容量が１〜３
程度の中容量の容器においても、できるだけ安
価でかつ能率的な製造方法を採用する必要があ
る。 ところがこのような容器は一般的に単位容量あ
たりの重量若しくは価格の値で比較されるのが通
例であるから、仮にインパクト方式や鋳造方式の
ように単一部材で一体的に成形する方法について
考えてみても、これらの方法は工数の増大若しく
は板厚（即ち製品重量）の増大という不具合のた
め、結果的に前記のような中容量のワンウエイ容
器に適用するには不利であり、必然的に薄肉金属
板（特に薄肉アルミニウム板）から成形した２個
のカツプ状ピース（カツプ状部材）を、その各開
放端で接合する方法を採用せざるを得ない。その
接合方式としては、工数のかかる溶接方式や、接
合部の強度上の理由から一般的に最低板厚に限度
のある巻締方式等よりも、板厚のより薄肉化が可
能となる接着接合方式を採用することが望まし
い。 ところでこのような薄肉の２個のカツプ状ピー
スを接着接合する場合には解決すべきいくつかの
問題点がある。即ちその一つは、接合部が内圧及
び衝撃力を含む外圧に対して充分な抵抗力を有し
ていなければならないのはもちろんのこととし
て、該接合部が開放端同志の円周接合であること
により接着面積が一般的に大きくなるということ
であり、この点に対しできるだけ接着サイクルが
短時間になるような方式を選択する必要があるこ
とである。また他の一つは、ダンボール等の包装
材を過剰に使用することによるコストアツプを避
けるため、接合部においてフランジ等の突起部は
形成させないようにすることである。そして最も
重要と考えられる問題点はこの種のワンウエイ容
器はその使用目的からして内容物の出入口の内径
が20〜40mm程度とかなり狭いことを通例とするの
で、接合部を接着する際に容器内外面から充分な
接着圧力を負荷し難いことである。 本発明は薄肉金属製の第１、第２カツプ状ピー
スをそれらの開放端部を嵌合接着することにより
耐圧容器を製造する方法において、上記いくつか
の問題点を解決した製造方法であつて、その特徴
とするところは第２カツプ状部材の開放端部に小
径段部を形成し、その段部外周面にホツトメルト
接着剤を供給し、第１カツプ状部材の開放端部を
前記第２カツプ状部材の小径段部に外側から嵌合
し、第２カツプ状部材の段部の温度の方が第１カ
ツプ状部材の嵌合部分の温度よりも高くなるよう
にそれぞれ加熱し、次に第１カツプ状部材の方か
ら速やかに冷却することである。 以下添付図面に示す実施例に基づいて本発明を
説明する。 第１図は本発明による容量約２の生ビール用
の薄肉金属製耐圧容器、例えば薄肉アルミニウム
製耐圧容器の一部縦断正面図であり、１，１′は
両面に厚さ３〜4μｍのエポシキ系樹脂等の潤滑
性塗膜を施した板厚0.25mmの薄肉アルミニウム板
を、内径120mmで深さ80mm及び120mmのカツプ状に
圧搾成形した第１、第２カツプ状部材（ピース）
であつて、第１ピース１には高さ20mmの液体の出
入口２を一体的に形成しており、また第２ピース
１′の開放端部には胴部１′ａより小径の、例えば
幅l₁が10mmで板厚相当分ｔ（0.25mm）だけ胴部１′
ａより小径にした小径段部３と、その先端の幅l₂
が２mm程度の容器内面側へ斜めに突出した突出部
３′を形成している。 第２図〜第４図は前記２個のカツプ状ピース
１，１′を接合する工程を説明するための一部拡
大縦断面図であり、これらの図により第１ピース
１と第２ピース１′の接合工程を順次説明すれば、
まず最初に第２図の如く第２ピース１′の段部３
及び突出部３′はホツトメルト接着剤４を供給し、
次に第３図の如く第１ピース１の開放端を接着剤
の表面に沿つて第２ピース１′の前記段部３に嵌
合して第１ピース１の開放端と第２ピース１′の
段部３とを重合させる。 接着剤４は融点180℃〜200℃程度のポリアミド
系ホツトメルト接着剤等が適当で、その厚さは
100μｍ程度とし、その供給厚さができるだけ均
一となるように、例えば粉末状にした接着剤を静
電塗装方式により、またはあらかじめ適当な温度
（約150〜180℃程度）に余熱した段部３及び突出
部３′へ帯状のフイルム型接着剤を貼付する方式
等により行なう。 また第１ピース１の開放端を第２ピース１′の
段部３に滑らかに嵌合させるために、第１ピース
１の開放端の内径を第２図のように接着剤の厚さ
分だけ大きくしておくが、第５図のように段部３
を容器内面側に若干傾斜させてテーパ状にしてお
いてもよい。あるいは前記の嵌合に先だち第１ピ
ース１の開放端を熱盤等の適当な方法で加熱する
ことにより、該開放端の内径を若干膨脹させてお
いても良い。 次に第１ピース１の開放端と第２ピース１′の
段部３の前記嵌合部を第４図に示されるような構
成にて加熱し、冷却することにより、一体的に接
合する。 即ち第４図において５，５′は、第１ピース１
及び第２ピース１′の段部３の下部をそれぞれ囲
繞する第１、第２銅製コイルであり、これらのコ
イルはベークライト６，６′に包囲されると共に
内部には冷却水が流され、更に変流器及び高周波
発振器（図示せず）に接続されており、また７，
７′は冷却用のエアー噴出口である。これらの装
置による前記の加熱及び冷却工程を詳述すると、
最初銅製コイル５，５′によつて、第２ピース
１′の段部３が第１ピース１の開放端よりも高い
温度になるようにそれぞれ短時間の高周波誘導加
熱を行ない、所定温度（例えば融点が180℃のホ
ツトメルト接着剤４を使用した場合には第１ピー
ス１の開放端を200〜250℃に、また第２ピース
１′の段部３を250〜300℃）に到達させる。この
とき段部３の方が第１ピース１の嵌合部分よりも
大きく膨脹するので、ホツトメルト接着材４は熱
によつて溶融すると共に段部３外周面と第１ピー
ス１の嵌合部分内周面の間で圧縮され、適切な接
着圧力が得られる。しかる後通電を停止し、続い
てエアー噴出口７，７′からエアーを噴出させて
前記加熱部を冷却すれば、第１ピース１と第２ピ
ース１′の嵌合部の接着接合工程は完了する。以
上の冷却工程において、第４図上側のエアー噴出
口７より噴出されるエアーは第１ピース１の嵌合
部分に直接吹き付けられるが、第４図下側のエア
ー噴出口７′より噴出されるエアーは段部３近辺
の胴部１′ａに吹き付けられる（直接段部３には
吹き付けられない）ので、第１ピース１の嵌合部
分が第２ピース１′の段部３より速やかに冷却さ
れ、収縮し、冷却のときにおいても一定の接着圧
力を維持できる。尚第４図４′，４″は接着剤４が
押し出された部分である。 ここで第１カツプ状ピース１の嵌合部分の内径
をD₁、第２カツプ状ピース１′段部３の外径を
D₂、及び接着剤厚さをｄとし、第１ピース１嵌
合部分をt₁℃に加熱したときに、第２ピース１′
の段部３をt₂℃まで加熱すると接着剤厚さｄが殆
ど０となる位まで接着圧力を得ることができると
すると、t₁，t₂，D₁，D₂の関係を次のように決定
できる。 t₂＝D₁＋D₁×23.9×10^-6×t₁−D₂／D₂×23.9×10^-6…
…(1) 但し上記式は次のように導く。 t₁℃に加熱後の第１ピース１の嵌合部分の内径
D₁′は D₁′＝２×π×D₁×23.9×10^-6×t₁／2π＋D₁ （23.9×10^-6は線膨張率） t₂℃に加熱後の第２ピース１′の段部３の外径
D₂′は D₂′＝２×π×D₁×23.9×10^-6×t₂／2π＋D₂ 両ピース１，１′を加熱後第１ピース１嵌合部
分の内周面と第２ピース１′の外周面が殆ど接触
すると考えると D₁′＝D₂′ これより式(1)が導かれる。 具体的な数値を表に示すと次の通りである。

【表】 実際に高周波誘導加熱を行なうにあたつては、
第２ピース１′の段部３の下部で誘導された熱が
若干遅れて該段部３に伝導することになるので、
段部３の温度を第１ピース１の開放端の温度より
高くするためには、前記の第１、第２コイル５，
５′を並列に接続すると共に、第１ピース用の第
１コイル５の側の回路に抵抗を入れること等によ
り、該コイル５に流れる電流量が少なくなるよう
に調整する必要がある。 なお２個の加熱コイル５，５′を平行に近接さ
せて使用するときに、加熱効率と嵌合部分におけ
る円周方向の温度の均一性を保つため、各々の加
熱コイル５，５に流す電流の方向を同方向にして
いる。また加熱周波数については10〜250KHz程
度の周波数（両コイルは同じ周波数）を選択する
と良い。 そして前記のような接続方法と加熱周波数を選
択し、かつコイル５，５′と第１、第２ピース１，
１′のそれぞれの間隔を５mm以下にし、また出力
調整の程度を適当なものに（例えば出力5KW〜
20KW）にすれば、加熱工程そのものは一般的に
少なくとも５〜10秒以内に終了させることができ
る。また冷却工程についてもエアーにより強制冷
却させるから同様に短時間で済む。 またあらかじめ薄肉アルミニウム板の両面に、
ポリエチレン等を極微量含有させた厚さ３〜4μ
のエポキシ系樹脂等の潤滑性塗膜を施しておく
と、該塗膜によつて後工程の圧搾成形時に潤滑油
を使用しなくてすむと共に、容器内外面の腐食作
用に対する有効な防御となり、しかも接着剤に対
する有効なプライマーともなり得るから、接着接
合部の強度と信頼性を大巾に向上させることがで
きる。 さらに本発明の製造方法による耐圧容器の耐圧
強度は７〜８Kg／cm²と高く、また該容器を真横に
して１ｍの高さから落下させても接着接合部から
の内容物の漏洩は確認されなかつた。 本発明による製造方法の利点は以下の通りであ
る。 (イ) 第１カツプ状ピース１の嵌合部分よりも第２
カツプ状ピース１′の段部３の温度が高くなる
ように加熱して、ホツトメルト接着材を溶融し
ながら接合するので、段部３が第１カツプ状ピ
ース１の嵌合部分よりも膨張度が大きくなり、
従つて接着圧力を得るための特別の押え具等を
用いることなく接合部分全周にわたつて均一で
充分な接着圧力を得ることができ、特に容器の
入口が狭くて押え具等を容器内に挿入すること
が困難な形状の容器を製造するときには便利で
ある。より詳しく説明すると、本発明の最も特
徴とするところは、二重壁構造の嵌合部分に対
し、第１カツプ状部材１の温度及び膨脹度と第
２カツプ状部材１′の温度及び膨脹度とを異な
らせ、その膨脹度の違いにより接着圧力を得る
ようにしていることである。 即ち嵌合部分を加熱する時には内側の第２カ
ツプ状部材１′の段部３の温度及び膨脹度の方
がそれより外側の第１カツプ状部材１の嵌合部
分の温度及び膨脹度よりも高くなるようにし、
収縮させる時には、外側の第１カツプ状部材１
の方が速く収縮するように第１カツプ状部材１
の方から速やかに冷却するようにしているの
で、特別の締付け装置を用いることなく、膨脹
度及び収縮度の差により充分な接着圧力を得る
ことができ、特に容器の入り口が狭くて締付け
装置が利用できない容器の製造には最適であ
る。 (ロ) 第１カツプ状ピース１の嵌合部分と第２カツ
プ状ピース１′の段部３の両方を加熱するので、
ホツトメルト接着材の溶融が速やかに行われ、
しかも上記(イ)項で説明したように接合部分全周
にわたつて均一で充分な接着圧力が得られ、接
合部分全周を短時間で均一に接着することがで
きる。 (ハ) 段部３の外側に嵌合した第１カツプ状ピース
１から速やかに冷却するので、第１カツプ状ピ
ース１の方が段部３よりも速く収縮し、従つて
冷却中でも一定の接着圧力を維持することがで
き、接着を確実強固なものとすることができ
る。 (ニ) 圧搾成形した２個のカツプ状ピースを各開放
端で接着接合する方法であるから、最低限の薄
肉板を使用することができ、製品重量も軽くな
ると同時にコスト的にも安くなる。 (ホ) 接着時における加熱方法として、高周波誘導
加熱法を採用すると、接着面積が比較的大きい
にもかかわらず、極く短時間の加熱で済み、接
着時間をさらに短縮できる。 (ヘ) あらかじめ薄肉アルミニウム板の両面にエポ
キシ系樹脂等の潤滑性塗膜を施しておくと、圧
搾成形時に潤滑油が不用であると共に耐食性と
強度に優れ、食品容器として最適である。 (ト) 接合部にはフランジ等の突起部を形成するこ
となく容器を製造できるので、ダンボール等の
包装材を過剰に使用することがなく、コスト的
に安くなるのと同時に外観も向上する。 (チ) また第１カツプ状部材１と第２カツプ状部材
１′とを別々の加熱コイル５，５′により別々に
加熱するので、加熱時の両カツプ状部材相互の
適切な温度差を確実に生じさせることができ、
膨脹度の差による接着圧力を所望の適正な圧力
に略正確に設定でき、接着性能が良い。 (リ) また両加熱コイル５，５′に流す電流の方向
を同一方向にしているので、嵌合部分における
円周方向の温度の均一性が保たれ、接合部分全
周にわたる接着圧力の均一性が保たれる。 本発明による重要な利点を再度強調すると、本
発明による方法は、一般の焼き嵌め方式とは全く
異なり、組立て前においては、第２カツプ状部材
１′の小径段部３の外径に対して、第１カツプ状
部材１の開放端部の内径は、上記小径段部３の外
径よりも接着剤４の厚さ分だけ大きく形成されて
おり、両カツプ状部材１，１′を嵌合後、両カツ
プ状部材１，１′に温度差がつくようにそれぞれ
異なる温度で加熱して、両カツプ状部材１，１′
の膨脹度合を異ならせ、それにより接着剤４に対
して接着圧力を与えている。 従つて室温に戻つた時には接着剤４により両カ
ツプ状部材１，１′は完全に接合されており、ま
た冷却終了後において嵌合部分には、単なる焼き
嵌め方式とは異なり、無理な圧縮応力は残存せ
ず、薄肉金属製耐圧容器としては最適である。 尚本発明を実施する場合、両ピース１，１′の
素材としてはアルミニウム合金のほか、ステンレ
ス、鋼板等を採用することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製造方法により製造した薄肉
アルミニウム製耐圧容器の一部縦断正面図、第２
〜第４図は製造過程を示した容器の縦断面部分
図、第５図は別の実施例の製造過程を示した容器
の縦断面部分図である。１……薄肉アルミニウム
製の第１カツプ状部材（ピース）、１′……薄肉ア
ルミニウム製の第２カツプ状部材、３……段部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 薄肉金属製の第１、第２カツプ状部材を、そ
   れらの開放端部を接着剤により嵌合接着して耐圧
   容器を製造する方法において、第２カツプ状部材
   １′の開放端部に小径段部３を形成し、第１カツ
   プ状部材１の開放端部の内径を上記小径段部３の
   外径よりも接着剤の厚さ分だけ大きく形成してお
   き、小径段部３の外周面にホツトメルト接着剤４
   を供給し、第１カツプ状部材１の開放端部を前記
   第２カツプ状部材１′の小径段部３に外側から嵌
   合し、第１カツプ状部材１の嵌合部分外周を間隔
   を隔てて第１コイル５で囲繞し、第２カツプ状部
   材１′の段部３の近辺の胴周囲を間隔を隔てて第
   ２コイル５′で囲繞し、第１カツプ状部材１と第
   ２カツプ状部材１′が嵌合する二重壁部分に対し、
   内側の第２カツプ状部材１′の小径段部３の温度
   及び膨脹度の方がそれより外側の第１カツプ状部
   材１の嵌合部分の温度及び膨脹度よりも高くなる
   ようにそれぞれ加熱し、次に外側の第１カツプ状
   部材１の方が速く収縮するように第１カツプ状部
   材１の方から速やかに冷却することを特徴とする
   薄肉金属製耐圧容器の製造方法。 ２ 第１コイル５及び第２コイル５′を10キロヘ
   ルツ〜250キロヘルツの高周波で誘導加熱する特
   許請求の範囲第１項記載の薄肉金属製耐圧容器の
   製造方法。