JPS6233701Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

本考案は、強固な周状の重ね合せ継目を有する
金属製容器、特にビンの形状の金属製容器に関す
るもので、嵌合及び接合操作も容易な金属製容器
に関する。 即ち、本考案は、金属製のカツプ状成形体から
成る下部体と金属製のカツプ状成形体から成る上
部体とを開放端同志で重ね合わせ接合することに
より形成され且つ上部体の上壁には容器側壁に比
して小径の注ぎ口が形成されている金属製容器に
おいて、 下部体の開放端部はその側壁部に比して小径とな
るようにネツクイン加工により絞られて垂直の円
筒から成る内方継目部を形成しており、上方体の
開放端部は垂直の円筒から成る外方継目部に面な
り、この外方継目部内壁より少なくとも0.2mm径
が大となるように外方に拡がり且つ1/100乃至２
mm^-1の曲率を有する曲率面を有し、 内方継目部と外方継目部との重ね合せ接合は、こ
れら両継目部の間に介在する熱可塑性接着剤層に
よる融着で行われていることを特徴とする金属製
容器に関する。 金属材の絞り加工或いは絞り−しごき加工で形
成されたカツプ状成形体から成る上部体と下部体
とを、円周状の開放端部においてラツプ（重ね合
せ）接合し、周状の側面継目を形成させたビン状
の金属製容器は、所謂罐の形の金属製容器に比し
て多くの利点を有している。 従来の包装用金属製容器の内、スリーピース罐
と呼ばれるものでは、側面継目を有する罐胴の天
地に夫々罐蓋を二重巻締して密封部を形成させて
おり、またツーピース罐と呼ばれるものでは、金
属素材の絞り加工或いは絞り−しごき加工で形成
されたカツプ状罐胴の開放端部と罐蓋との間で二
重巻締をして密封部を形成させている。 しかしながら、このような二重巻締構造の金属
製容器では、密封部の耐圧性の点で、また金属素
材の材料節約の点で大きな制約を受ける。即ち、
二重巻締による継目においては、継目に加わる荷
重によつて継目を構成する素材が先に変形し、こ
の変形によつ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。これを防止す
るためには素材自体の厚みをかなり大きくとらな
ければならない。また、包装容器においては、経
済性の見地からも、容器軽量化の見地からも、用
いる金属素材を薄肉化することが常に要求されて
いるが、容器胴壁を薄肉化する場合には、二重巻
締工程或いはフランジ加工等の準備工程におい
て、容器軸方向に加わる荷重によつて座屈を生じ
やすいという問題がある。 夫々がカツプ状成形体から成る上部体と下部体
とをその開放端部においてラツプ接合して成る金
属製ビンは、継目を形成する素材が著しく薄い場
合にも、継目における素材の変形は全く生ぜず、
素材の厚みに無関係な継目の剪断強度迄耐えるこ
とが可能であり、また巻締工程が不要であるた
め、座屈の恐れなしに容器側壁を薄肉化できると
いう利点を有している。 しかしながら、上部体と下部体とをその開放端
部においてラツプ接合して周状の側面継目を形成
する場合には、通常の罐胴のラツプ接合の場合と
は異なつた幾つかの問題がある。 即ち、罐胴のストレートなラツプ接合の場合に
は、この継目の両端部が罐蓋との巻締により機械
的に固定されるが、前述した周状の側面継目の場
合には、全周にわたつて機械的な固定がなく、継
目自体の寸法変形が容易に生じやすい。また温度
変化により開放端部の径が変化しようとするため
接着層に応力が生じ易い。更に、ストレートなラ
ツプ接合では接着に際し、継目となる重ね合せ部
に接着に必要な押圧力を印加することが容易であ
るが、カツプ相互を嵌合させた継目の場合には、
接着に必要な押圧力を印加すること自体が困難で
ある。この際、継目の内側となる端部の外径と継
目の外側となる端部の内径との寸法差によつて、
接着剤層に押圧力を発生させる場合には、これら
の開放端部相互の押込みによる嵌合が増々困難で
あり、強いて嵌合を行つても継目の接着力、密封
性、耐圧性或いはこれらの特性の持続性に関して
欠点を生じ易い。 従つて、本考案の目的は、上述した周状の側面
継目を有する金属製容器の製造に際して、開放端
部相互の嵌合が容易で、しかも接着力及び密封性
に優れ且つ継目の機械的強度も向上した容器を提
供するにある。 本考案の他の目的は、継目の全周にわたつて接
着力が均一で、経時的な漏洩の解消された周状継
目を有する金属製容器を提供するにある。 本考案を以下に詳細に説明する。 本考案の金属製容器の一例を示す第１及び２図
においてこのビンは、例えば錫メツキ鋼板、その
他の表面処理鋼板、アルミニウム板等の金属製の
無継目カツプ状成形体から成る下部体１と、金属
製の無継目カツプ状成形体から成る上部体２とか
ら成つており、これらのカツプ状成形体は、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の形に
一体化されている。 この具体例において、下部体１は金属素材の高
度の絞り−しごき加工で形成された背の高い薄肉
側壁部６と実質上しごき加工を受けていない厚肉
の底部７とから成るカツプであり、一方上部体２
は金属素材の浅絞り成形で形成された短い側壁８
と上壁９とから成るカツプである。上部体２の側
壁部８は垂直の円筒から成り、その高さは、継目
５の巾と等しいか、或いは継目巾よりも若干大き
い範囲内にある。また上部体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は所謂ビンの肩及び
首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。 本考案によれば、周状側面継目の外側となる部
体、即ち図において上部体２の開放端部４を、こ
の上部体２の垂直内壁部８より曲率をもつて外方
に拡がるように作製する。 更に、第１図に示すように、下部体１の開放端
部３を、それに近接した部分でのネツクイン加工
により、ネツク部１１を介してそれ以外の胴壁部
６に比して小径の垂直な円筒となるように絞つて
設ける。 この下部体１あるいは上部体２の接合すべき開
放端部の少なくとも一方、図においては下部体１
の開放端部３には熱可塑性接着剤層１２が設けら
れており、この接着剤層１２が固化されている状
態で継目外方となる開放端部４を継目内方となる
開放端部３の外側に嵌合させ、この嵌合部、即ち
重ね合せ部を加熱し、接着剤層１２を溶融させ、
次いで冷却することにより、上部体２と下部体１
とを接着固定する。 上部体２及び下部体１を、接着剤が溶融状態で
嵌合を行うと、接着剤層のひつかき等を生じ易
く、全周にわたつて均一な接着が困難となる。ま
た、接着剤が流動性のある溶融状態では、接合端
部が傾斜状態でも同心度を出して接合させること
が困難である。 これに対し、本考案は、接着剤層がむしろ固体
である場合に、接着剤層の削り取り等を生ぜず
に、嵌合が最も良好に行われ、しかも同心度を出
す様に嵌合させることが可能となるという知見に
基ずくものである。 しかも、本考案によれば、同心円筒状の平行部
で接合することから高さのばらつきに対し縦方向
に位置ずれしても押圧力に差は生じず均一な接着
が得られる。 下部体１の開放端部３の外側へ上部体２の開放
端部４の嵌合のさせ方を説明する第３図におい
て、上部体２の開放端部４は外方に拡がつている
曲率をもつ内面１３を備えている。しかして、上
部体２の端部４垂直状の面１４の内径をD₂、前
記曲率をもつ面１３の先端１５の外方への拡がり
寸法（径の増加分）をｎ、下部体１の開放端部３
の外径をD₁、この開放端部３の外側に設けられ
た接着剤層１２の厚みをｄ_Aとしたとき、これら
の各部材は下記式 D₂＋ｎ＞D₁＋2d_A ……(1) D₁＋2d_A＞D₂ ……(2) の関係が成立するような寸法関係になつている。 本考案によれば、外方となる開放端部４の内面
側に外拡がりの曲率を有する面１３を設けたこと
により、カツプ状成形体の嵌合の容易さ、接着性
及び継目の変形防止等の点で顕著な利点が達成さ
れる。 即ち、上述した外拡りの曲率面１３を形成させ
たことにより、両カツプ状成形体の嵌合に際し
て、内方となる開放端部３の先端はこの外拡りの
曲率面１３に当つた後、この面に沿つて両開放端
部が十分に重ね合される位置迄円滑に摺動しつつ
案内が行われ、格別の器具等を用いることなし
に、両者の嵌合が容易に行われる。特に、この外
拡りの曲率面１３を設けたことにより、継目内側
となる部体１の開放端部３が真円よりも少々変形
している場合でも、また両部体の開放端部の軸に
少々のずれがある状態でも、外側となる部体２の
曲率面１３自体が案内となつて、両部体の嵌合が
容易にしかも円滑に行われる。 周状の開放端部同志を接着剤層を介して重ね合
せ接合する場合、継目に接着力を付与するために
は、開放端部間に適度の押圧力が生じるような条
件下で熱接着操作を行う必要があることは、既に
前述した通りである。本考案によれば、前記式(2)
で示すように介在する接着剤層１２に押圧力が作
用するような各部材の寸法関係においても、両部
体の嵌合が至つて容易に行われることから、接着
力に優れた継目の形成が可能となる。 のみならず、本考案によれば、外方部体の開放
端縁内面を曲率をもつ面としたため、嵌合される
面に傷を付けることなしに、また開放端縁を変形
させることなしに嵌合及び接着が可能となり、継
目の全周にわたつて接着力が均一な容器が得られ
る。即ち、開放端縁部が変形状態で接着された容
器においては、内圧が印加された状態で継目が円
形となるように変形する傾向があり、このため接
着剤層に大きな応力が発生し、長期間の経時で接
着劣化、漏洩等のトラブルを生じ易いが、本考案
においては、開放端部が絞り−しごき加工等によ
り非常に薄肉となつている場合にさえ、嵌合時に
おける該端部の変形が防止され、接着劣化や経時
漏洩が防止される。また、外側となる部体の内壁
または内側となる部体の外壁にキズが付くと、金
属素材上の保護塗膜が剥離され、この部分では金
属と接着剤層との直接の接着となる。しかして金
属と熱接着剤層との接着力は、両者を保護塗膜を
介して接合した場合に比してかなり小さいから、
このようなキズの発生はやはり、接着劣化、漏洩
の原因となるが、本考案によれば、このような原
因も解消される。 更に、本考案において、外方となる部体の開放
端部に末広がりの曲率をもつ面１３を形成させた
ことは、継目を強固なものとする上で顕著な利点
をもたらす。即ち、開放端部をベンドさせた構造
とすることにより外側の開放端部４の剛性、従つ
て継目５全体の剛性が非常に高くなり、継目５が
全体として変形に対して著しく強い構造となる。
即ち、本考案によれば、最終的な継目の形状を接
着の経時劣化や経時漏洩の防止に望ましい真円乃
至は真円に近いものとできるのみならず、両部体
の嵌合時において、内方となる部体の端部が変形
するのを防止し、またこの部体の端部が既に変形
している場合には真円への矯正効果が一層有効に
得られるという利点もある。 本考案においては、第４図により詳細に示す通
り、外方部体２の曲率をもつ面１３に対応して、
内方部体１の開放端部３に隣接してネツク部１１
を形成させたため、前述した作用効果が一層増大
される。即ち、このネツク部１１の存在によつ
て、継目５の剛性が一層高いものとなり、継目５
の変形防止機能が一層増大する。また、両開放端
部３及び４の間に介在する接着剤層１２が、嵌合
時乃至は接合時に加わる軸方向荷重によつて、テ
ーパー乃至曲率面１３とネツク部１１との間で押
圧され継目５のこの部分において接着強度の著し
く大きいものとすることができる。更に、曲率を
もつ面１３とネツク部１１とを接着剤層１２を介
して係合させることで、両者の嵌合が常に一定の
位置で行われ、その結果高さの一定した容器が得
られるという付加的な利点も達成される。 本考案において、外側となる部体端部の拡がり
寸法ｎが0.2mmよりも小さいときには、嵌合操作
に関して前述した利点を達成することが困難とな
り、また継目の剛性の向上の程度も小さくなる。
この拡がり寸法は0.6乃至2.0mmの範囲にあること
が特に望ましく、また、その外側の先端１６の外
径は、内部体１の側壁部６よりも大きくならない
方がよい。即ち外側の先端１６が側壁６よりも外
側にはみ出すと、他の容器を傷つけたり、けがを
する恐れがある。 また、外側に拡がつた面１３の曲率（１／Ｒ）
は、1/100乃至２mm^-1、特に1/20乃至1/2mm^-1の範
囲とすることも本考案の目的に重要である。曲率
が上記範囲よりも小さくなると、剛性の向上効果
が少なくなる傾向があり、一方接着に際し、継目
での平行部が少なくなり、接着力の点で好ましく
なくなる。一方、曲率が上記範囲よりも大きい
と、上部体２の外方先端１６がネツクイン部の肩
から浮いた様に見え、外観的に好ましくない。ま
た、嵌合時に下部体１の先端が大きな当接角度で
上部体端部に当るので問題となる傾向がある。 下部体の絞り加工やしごき加工及びネツクイン
加工は公知のものであり、公知の条件で行われ、
上部体の成形も公知のプレス加工で行われる。 接着剤としては、熱融着可能な熱下塑性樹脂、
例えばポリエステル系、ポリアミド系、酸変性オ
レフイン樹脂系の接着剤が使用され、これらはフ
イルム、粉末スラリー、溶液ゾル等の形態で、好
適には熱硬化性樹脂乃至は熱可塑性樹脂のプライ
マー塗膜を介して接合すべき端縁部に施こす。 上述した接着剤は、カツプの接合すべき開放端
縁部に、カツプ相互の嵌合に先立つて施こす。こ
の接着剤層は、樹脂層の厚みが10乃至200μｍ、
特に20乃至150μｍとなるように施こすのがよ
く、且つ重ね合せ接合部の巾、即ちラツプ巾が１
乃至30mm、特に２乃至20mmとなるように施すのが
よい。 接着剤を施したカツプに他方のカツプを前述し
たように嵌合させ、重ね合せ部に存在する接着剤
を溶融させ、次いで冷却して継目を形成させる。
重ね合せ部の加熱は、高周波誘導加熱、赤外線加
熱、熱風加熱、加熱体からの伝熱加熱等によるこ
とができ、また継目の冷却は放冷、空冷、水冷等
の任意の操作によることができる。 本考案によるビンは、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。 本考案の金属製ビンは、従来のプラスチツクビ
ン（ポリエチレンテレフタレート２軸延伸ボト
ル）やガラスビンに比しても顕著な利点を有す
る。これらの利点をまとめて示すと、Ａ表の通り
である。

【表】 本考案を次の例で説明する。 実施例 素板厚0.30mmの錫メツキ鋼板を120mmの径に打
抜き、常法に従い絞りポンチと絞りダイスとの間
で内径が85mmのカツプ状に成形する。次いでこの
カツプ状成形体を再絞り工程に賦した後直径66.1
mmのしごきポンチとダイスを用いてしごき加工し
た。 この下部体の内外面をエポキシ系塗料で塗装・
焼付けした後、外径が64.14mmになるようネツク
イン加工を行なつた。次いで、この下部体の開放
端部から５mm巾50μｍ厚みで周状に熱可塑性接着
剤を常法手段によつて施した。 一方、上部体はあらかじめエポキシエステル系
塗料を両面に塗布し焼付けした素板厚0.23mmのブ
ライト錫メツキ鋼板（Ｔ−１材メツキ量＃25／
50）を96mmの径の円板に打抜き、プレス加工によ
り成形を行ない、開放端部の曲率が1/4mm^-1で先
端部が上部体垂直内壁（64.20mm）より１mm径が
大となるようにし、最終的には液体の注ぎ口を設
けた。 次いで前記上部体と前記下部体を常温で嵌合し
た後、嵌合部を加熱、接着剤を溶融後冷却して上
部体及び下部体を接合し、接合金属容器とした。
この容器から接合部分を円周状に５mm巾で切り出
し接着強度（90度剥離強度）を測定したところ
4.1〜5.5Kgでほぼ均一であつた。また、この時の
嵌合での歩留りは100％であつた。 比較例 下部体は実施例と同じ方法で作製し、上部体は
開放端部が垂直内壁より外方へ拡がりを持たない
ように加工した以外は実施例と同じ方法で作製し
た。この両部体を常温で嵌合しようとしたが、端
部同志が衝突し嵌合することができなかつた。 そこで次に、上部体の開放端を200℃に加熱し
て径を拡げ、両部体を嵌合、嵌合部を高周波誘導
加熱して接着剤を溶融後冷却して接合容器を作製
した。この時の嵌合での歩留りは35％であり、接
着強度（90度剥離強度）は0.2〜5.1Kg15mm巾と非
常に大きなばらつきがあつた。 また、上部体開放端の形状が径の拡がりで0.1
mm程度でも常温ではほとんど嵌合ができず、曲率
が1/100mm^-1より小さいと剛性があまり高くなら
ない為効果が少なく、２mm^-1より大きいと嵌合時
に上部体端部と下部体端部が大きな角度で当るた
め上部体内面にキズが付いたり、下部体端部に変
形が生じた。 これらの結果から本考案の容器は接着力が均一
でしかも強いだけでなく、嵌合も容易に行なえる
ことがわかつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の金属製容器の上部体と下部
体とを夫々別個に示す断面図、第２図は、上部体
と下部体とを重ね合わせ接合して成る本考案の金
属製容器の断面図、第３図は、本考案において上
部体と下部体との重ね合わせ接合のさせ方を説明
するための説明図、第４図は、本考案において上
部体と下部体との重ね合わせ接合の好適態様を示
す図であつて、引照数字１は下部体、２は上部
体、３及び４は開放端部、５は側面継目、７は底
部、８は側壁部、９は上壁、１０は注ぎ口、１２
は熱可塑性接着剤層を夫々示す。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 金属製のカツプ状成形体から成る下部体と金属
   製のカツプ状成形体から成る上部体とを開放端同
   志で重ね合わせ接合することにより形成され且つ
   上部体の上壁には容器側壁に比して小径の注ぎ口
   が形成されている金属製容器において、 下部体の開放端部はその側壁部に比して小径とな
   るようにネツクイン加工により絞られて垂直の円
   筒から成る内方継目部を形成しており、上方体の
   開放端部は垂直の円筒から成る外方継目部に面な
   り、この外方継目部内壁より少なくとも0.2mm径
   が大となるように外方に拡がり且つ1/100乃至２
   mm^-1の曲率を有する曲率面を有し、 内方継目部と外方継目部との重ね合せ接合は、こ
   れら両継目部の間に介在する熱可塑性接着剤層に
   よる融着で行われていることを特徴とする金属製
   容器。