(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
缶胴用ブランクを丸め、その両端部を溶接により接合して円筒状に成形された缶胴部と、該缶胴部の開口上端に装着された蓋部と、該缶胴部の開口下端に装着された底部とを備え、
前記缶胴部が、
溶接により接合された接合部分と、
該接合部分の近傍において缶胴用ブランクの後端部が先行部分と同じように丸められずに残存した平坦状部分と、
１以上の凹模様又は凹凸模様がエンボス加工されたエンボス部分と
を有するエンボス溶接缶であって、
前記接合部分の円周方向長さを軸方向に二分する接合部分中心線をＡ、
前記平坦状部分の円周方向長さを軸方向に二分する平坦状部分中心線をＢ、
前記エンボス部分の円周方向長さを軸方向に二分するエンボス部分中心線をＣ、及び
前記缶胴部の軸方向の円筒中心線をＯとした場合、
缶胴部表面上の弧ＡＢＣに対する中心角∠ＡＯＣ（°）が、１２０〜１４０°及び／又は２１０〜２３０°の範囲内となるように、前記エンボス部分が形成されている
ことを特徴とするエンボス溶接缶。
【請求項２】
請求項１に記載のエンボス溶接缶において、前記エンボス部分が缶胴部の軸方向の直線に平行な直線状部分又は缶胴部の軸方向に対して２０°未満の角度を形成する直線状部分を１以上含んでおり、該直線状部分又は該直線状部分の円周方向長さを軸方向に二分する中心線をＤとした場合、
缶胴部表面上の弧ＡＢＤに対する中心角∠ＡＯＤ（°）が、６０〜８０°、１５０〜１７０°、２４０〜２６０°、又は３３０〜３５０°のいずれの範囲にも入らないように、前記エンボス部分が形成されていることを特徴とするエンボス溶接缶。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のエンボス溶接缶において、前記エンボス部分の円周方向の両末端を接合部分に近い方からそれぞれＥ１，Ｅ２とした場合、
缶胴部表面上の弧ＡＢＥ１に対する中心角を∠ＡＯＥ１（°）、弧ＡＢＥ２に対する中心角∠ＡＯＥ２（°）とし、∠ＡＯＥ１〜∠ＡＯＥ２で表わされるエンボス部分の形成範囲が、８０〜１５０°及び／又は１７０〜２４０°の範囲内となるように、前記エンボス部分が形成されていることを特徴とするエンボス溶接缶。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、缶胴表面上に凹模様又は凹凸模様がエンボス加工されたエンボス溶接缶、特にそのパネリング強度の改善に関する。
【背景技術】
【０００２】
コーヒー、ジュース、烏龍茶、緑茶等の飲料缶において、３ピース溶接缶が一般的に広く使用されている。３ピース溶接缶は、通常、帯状の金属板から所定の大きさに切断された印刷・塗装済みのシート板を一缶分毎の大きさのブランクに切断し、ブランクをロールフォーミング成形して、重ね合わせ部を溶接することで円筒状の缶胴を成形し、さらにその両開口端部にネックイン加工を施し、フランジ加工して天蓋と底蓋を巻締めることによって製造されている。
また、このような３ピース溶接缶を製造する場合、溶接機の構造上、ブランクをロールフォーミング成形する際に、ブランクの後端部を先行部分と同じようにまで丸めることができないため、どうしても接合部分の近傍に平坦状部分が残ってしまうことが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
一方で、これらの３ピース溶接缶は、ほぼ同一の円筒形状であるため、大量且つ安価に生産することができる反面、形状等の点で個性が無いため、商品の特異性を強調して差別化を狙い、販売促進を図るため、商品名だけでなく様々な文字や模様等のデザインが缶胴の外表面に印刷されている。これに加えて、近年では、缶胴表面に文字や模様等のデザインを印刷するだけでなく、商品イメージをアピールするための図柄等の所定のロゴマークをエンボス加工した３ピース溶接缶が、広く製造，販売されている（例えば、特許文献２，３参照）。なお、以上のような３ピース溶接缶を店頭に並べる際には、外観の装飾模様が途切れてしまう溶接部分が消費者からは見えないように裏側にし、その反対側の缶胴表面に消費者の目を惹きつけるデザインを採って、消費者に向けた正面側とすることが一般的である。      
【０００４】
また、近年、缶自体の軽量化が進められており、缶胴素材の薄肉化が求められている。ここで、缶胴素材の厚みを薄くした場合、缶胴の機械的強度が低下してしまうため、容器に内容物を充填・密封し、レトルト加熱殺菌した後の加圧冷却過程において缶内圧が外圧に対して負圧になることによって、缶胴壁が内方へとパネリング（変形）し易くなってしまうことが知られている。また、このようなパネリングに対して、前述のようなエンボス加工を缶胴に施すと、エンボス模様のデザインによっては缶胴のパネリング強度に大きく悪影響を及ぼしてしまうことがあった。そして、このようなエンボス加工を施した際のパネリング強度の低下を効果的に抑える技術については未だ確立されていない。このため、特に軽量化したエンボス溶接缶においては、板材の強度や板厚、ロゴマークのデザイン形状、位置等の仕様を決定するに当たって、無作為にサンプル缶を製造してパネリング強度の評価を行ない、パネリング強度の規格値を満足するかどうかの確認作業を繰り返して行なう必要があるために、多くの手間や時間が必要とされ、薄肉化された溶接缶にロゴマークを良好且つ適正にエンボス加工する工程としては、未だ十分に満足できるものはなかった。なお、パネリング強度とは、缶胴に対して外圧がかけられた際の変形に対する耐圧強度を意味し、缶胴が急激に缶内方へと凹んでパネリング（変形）する際の内圧と外圧の圧力差によって評価される特性値である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０５−５０２５３号公報
【特許文献２】特開２０００−３４３１５３号公報
【特許文献３】特開２００１−０４７１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記従来技術の課題に鑑みて行なわれたものであり、その解決すべき課題は、缶胴部に所定の凹模様又は凹凸模様をエンボス加工した場合であっても、適切な位置にエンボス加工が施されることによってパネリング強度の低下が防がれた、パネリング強度の良好なエンボス溶接缶を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、前記従来技術の課題に鑑み、エンボス加工を施す缶胴表面上の周方向位置とパネリング強度との関係について検討を行なった結果、パネリング（変形）後の形状が溶接缶特有の構成と密接に関係していることを見出した。また、溶接部分（接合部分ともいう）を基準とした円周方向への特定の角度の範囲内となる位置にエンボス加工を施すことによって、エンボス形成による溶接缶のパネリング強度の低下を効果的に抑えることができ、この結果、パネリング強度の良好なエンボス溶接缶が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明にかかるエンボス溶接缶は、缶胴用ブランクを丸め、その両端部を溶接により接合して円筒状に成形された缶胴部と、該缶胴部の開口上端に装着された蓋部と、該缶胴部の開口下端に装着された底部とを備え、前記缶胴部が、溶接により接合された接合部分と、該接合部分の近傍において缶胴用ブランクの後端部が先行部分と同じように丸められずに残存した平坦状部分と、１以上の凹模様又は凹凸模様がエンボス加工されたエンボス部分とを有するエンボス溶接缶であって、前記接合部分の円周方向長さを軸方向に二分する接合部分中心線をＡ、前記平坦状部分の円周方向長さを軸方向に二分する平坦状部分中心線をＢ、前記エンボス部分の円周方向長さを軸方向に二分するエンボス部分中心線をＣ、及び前記缶胴部の軸方向の円筒中心線をＯとした場合、缶胴部表面上の弧ＡＢＣに対する中心角∠ＡＯＣ（°）が、１２０〜１４０°及び／又は２１０〜２３０°の範囲内となるように、前記エンボス部分が形成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
また、前記エンボス溶接缶において、前記エンボス部分が缶胴部の軸方向の直線に平行な直線状部分又は缶胴部の軸方向に対して２０°未満の角度を形成する直線状部分を１以上含んでおり、該直線状部分又は該直線状部分の円周方向長さを軸方向に二分する中心線をＤとした場合、缶胴部表面上の弧ＡＢＤに対する中心角∠ＡＯＤ（°）が、６０〜８０°、１５０〜１７０°、２４０〜２６０°、又は３３０〜３５０°のいずれの範囲にも入らないように、前記エンボス部分が形成されていることが好適である。
【００１０】
また、前記エンボス溶接缶において、前記エンボス部分の円周方向の両末端を接合部分に近い方からそれぞれＥ１，Ｅ２とした場合、缶胴部表面上の弧ＡＢＥ１に対する中心角を∠ＡＯＥ１（°）、弧ＡＢＥ２に対する中心角∠ＡＯＥ２（°）とし、∠ＡＯＥ１〜∠ＡＯＥ２で表わされるエンボス部分の形成範囲が、８０〜１５０°及び／又は１７０〜２４０°の範囲内となるように、前記エンボス部分が形成されていることが好適である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、溶接部分を基準とした円周方向への特定の角度の範囲内となる位置にエンボス加工を施すことによって、エンボス形成による溶接缶のパネリング強度の低下を効果的に抑えることができ、パネリング強度の良好なエンボス溶接缶が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】従来のエンボス溶接缶の側面図（Ａ）及び正面図（Ｂ）である。
【図２】従来のエンボス溶接缶の水平方向断面図である。
【図３】溶接缶のパネリング（変形）現象をＦＥＭ解析したモデル図である。
【図４】エンボス無し溶接缶のパネリング（変形）現象を説明するための水平方向断面図における模式図である。
【図５】エンボス溶接缶のエンボス部分形成位置とパネリング強度との関係をＦＥＭ解析した結果を示すグラフである。
【図６】エンボス溶接缶のエンボス部分形成位置とパネリング角部形成位置との位置関係を示す展開図である。
【図７】エンボス溶接缶のエンボス部分形成位置とパネリング角部形成位置との位置関係を示す展開図である。
【図８】本実施形態のエンボス溶接缶におけるエンボス部分中心線の形成範囲を示す説明図である。
【図９】本実施形態のエンボス溶接缶におけるエンボス部分に含まれる直線状部分の好適な形成範囲を示す説明図である。
【図１０】本実施形態のエンボス溶接缶におけるエンボス部分全体の好適な形成範囲を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面に基づいて、本発明の好適な実施形態を説明する。
従来のエンボス溶接缶について、図１（Ａ）にエンボス溶接缶の側面図、図１（Ｂ）に（Ａ）の溶接缶を円周方向に１８０°回転した正面図を示す。また、図２には、図１（Ａ）及び（Ｂ）中、Ｘ−Ｘで示した直線におけるエンボス溶接缶の水平方向断面図を示す。
【００１４】
図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、エンボス溶接缶１０は、缶胴用ブランク（図示せず）を丸めて両端部を溶接により接合して円筒状に成形された缶胴部１２と、該缶胴部１２の開口上端に装着された蓋部１４と、該缶胴部１２の開口下端に装着された底部１６とを備えている。
【００１５】
なお、このようなエンボス溶接缶１０は、従来公知の溶接機を用いて常法により製造される。まず、帯状の金属板から所定の大きさに切断された印刷・塗装済みのシート板を、一缶分毎の大きさのブランクに切断し、ブランクをロールフォーミング成形して、重ね合わせ部を溶接することで円筒状の缶胴（通常、メガネ缶と呼ばれる）が成形される。得られた円筒状の缶胴（メガネ缶）にエンボス加工を施した後、その両開口端部にネックイン加工を施し、フランジ加工して天蓋と底蓋を巻き締めることによって、エンボス溶接缶が製造される。
【００１６】
また、従来公知の溶接機を用いて常法により製造された一般的な溶接缶は、缶胴ブランクの後端部が先行する部分と同様にロールフォーミングされずに、缶胴ブランクの前端部の上に重ね合わされて溶接されるため、図１及び図２に示すように、前記缶胴部１２には、溶接により接合された接合部分２２から缶胴の円周方向におおよそ５〜１８ｍｍ（１５〜３５°）の範囲に、缶胴軸方向の全長に亘って平坦状部分２４が存在する（なお、平坦状部分としては、缶胴の曲率半径よりも大きな曲率半径を有する実質的に平坦な部分あるいは僅かに凹んだ部分も含む）。なお、円筒状の缶胴（メガネ缶）の両開口端部にネックイン加工が施され、フランジ加工して天蓋と底蓋を巻き締めた後であっても、平坦状部分２４は、目視では判らない程度ではあるが確実に存在している。
【００１７】
また、図１（Ｂ）及び図２に示すように、一般的なエンボス溶接缶の缶胴部１２においては、接合部分２２から円周方向へと１８０°反対側の表面に、ロゴマーク等のエンボス部分２６が形成されている。すなわち、溶接部分２２には、溶接のためにストライプ状の非印刷部分が設けられ、円周方向で印刷模様が途切れてしまい不連続となるため、通常の場合、該溶接部分２２を裏側（１８０°反対側）とした反対側の外表面に、消費者の目を惹きつけるためのロゴマーク等をエンボス加工したエンボス部分２６を形成し、該エンボス部分２６が形成された面が消費者に向けられるように店頭に並べて販売されている。
一方で、溶接缶においては、容器に内容物を充填・密封し、レトルト加熱殺菌した後の加圧冷却過程において缶内圧が外圧に対して負圧になることによって、缶胴の機械的強度が低い場合には、缶胴表面が内部方向へとパネリング（変形）し易いことが知られている。さらに、溶接缶の缶胴にエンボス加工を施した場合、ロゴマーク等のエンボス模様のデザインや、ロゴマーク等の形成位置（レイアウト）によって、従来の溶接缶よりも、さらにパネリングし易くなってしまうことが、本発明者らの試験によって明らかとなった。
【００１８】
本発明者らが、溶接部分から円周方向へと１８０°反対側の表面にエンボス加工を施した従来の一般的な溶接缶、すなわち、溶接部分の中心線を基準として円周方向に１８０°回転した位置にエンボス部の中心線が来るようにエンボス加工を施したエンボス溶接缶を製造し、エンボス部分形成の前後でのパネリング強度の変化について調査した結果、エンボス無しの溶接缶のパネリング強度が０．１６４ＭＰａであったのに対して、エンボス部分形成後のパネリング強度は０．１５５ＭＰａであり、エンボス部分の形成によって溶接缶のパネリング強度が大きく低下（約６％）してしまっていることが明らかとなった。
そこで、エンボス無しの溶接缶のパネリング現象について、実際に発生する缶胴の変形に基づいてＦＥＭ解析によりモデル化し、さらに詳細に検討したところ、パネリングによる変形の仕方に規則性があることが分かった。まず、図４に示すように、平坦状部分を中心とした缶胴部が内方へと凹んでパネリングし、該パネリング表面の円周方向の両端部が外方に盛り上がって角部（初期山折り部２８）が形成され、つづいて他の３方向のパネリング変形がほぼ同時に発生し、缶胴断面が略四角形状に変形することが分かった。
【００１９】
さらに、エンボス無し溶接缶が略四角形状にパネリング変形した結果、生じる缶胴表面上の角部（以下、「パネリング角部」という）の位置について、本発明者らが検討を行なったところ、図４に示すように、接合部分２２の中心線を基準として、平坦状部分２４側へ向かって円周方向に約７０°、約１６０°、約２５０°、約３４０°の位置に、パネリング角部が形成されていることが分かった。すなわち、缶胴表面の平坦状部分２４の幅は、接合部分２２を基準としておおよそ１５〜３５°の範囲内に入る。そして、該平坦状部分２４を中心とした缶胴部表面が、まず最初に内方へと凹んで変形するため、該平坦状部分２４の外表面上の位置に応じてパネリング角部の位置が決定されることとなり、この結果、接合部分２２の中心線を基準として、約７０°、約１６０°、約２５０°、約３４０°の位置に、パネリング角部が形成されることが分かった。
【００２０】
つづいて、本発明者らは、エンボス無しの溶接缶にロゴマーク等をエンボス加工する場合、エンボス溶接缶１０におけるエンボス部分２６の形成位置と、上記パネリング角部との相対的な位置関係が、パネリングの起こり易さ、すなわち、パネリング強度に影響しているものと考え、エンボス加工を施す円周方向の位置とパネリング強度との関係について、以下のＦＥＭ（有限要素法）解析によって、さらに詳しく検討を行なった。
【００２１】
ＦＥＭ（有限要素法）解析
ＦＥＭ解析を行うための解析ソフトとしては、非線形構造解析用のソフトウェア（ＬＳ−ＤＹＮＡ：（株）ＪＳＯＬ製）を用いた。
（解析条件）
内容量２５０ｇの溶接缶（直径５３ｍｍ，缶高さ１３２ｍｍ）をモデルとし、缶胴部は、板厚０．１９ｍｍ、硬度Ｔ５相当（４９ｋｇｆ／ｍｍ２）とし、当該素材の引っ張り試験データをもとに材料特性を入力した。また、平坦状部分を接合部分から周方向５ｍｍ〜１８ｍｍに設定した。
ロゴマークをエンボス加工したエンボス部分は、周方向幅４６〜４７ｍｍ、エンボス深さ０．２５〜０．３０ｍｍとした。また、エンボス形状は、図１に示したように、２つの半円を縦方向にずらして並べた形状とし、缶胴の缶軸方向高さのほぼ中央部分に設定した。
なお、実際の３ピース溶接缶においては、缶胴両端部がネックイン加工されて缶蓋及び底蓋が巻締められていることから、缶胴の上下端部を剛体化せずに、蓋部、巻き締め部、ネックイン部が、缶胴の最初のパネリングに伴って変形する実際の挙動を考慮してモデル化し、空缶の状態で、時間に対して一定の割合で外側から圧力を作用させて解析を行なった。
【００２２】
以上の解析条件に基づいて、缶胴表面におけるロゴマークのエンボス部分の形成位置を、ロゴマークの形状はそのままで円周方向にずらしていった場合に、溶接缶のパネリング強度がどのように変化するか調査を行なった。
すなわち、エンボス部分（ロゴマーク）の中心線と接合部分の中心線との角度を１０°刻みで変化させ、それぞれの角度におけるパネリング強度をＦＥＭ解析によって求めた。なお、エンボス部分（ロゴマーク）の中心線と接合部分の中心線との角度は、缶胴水平方向断面の略円形中心部を中心として、平坦状部分を挟んだ各部分の間の角度として示す。
ＦＥＭ解析による結果を下記表１及び図５に示す。なお、以下の解析結果については、実際に製造されたエンボス溶接缶においても同様な傾向にあることが、サンプリング結果から判明している。
【００２３】
【表１】
0005512466.tif 000002
【００２４】
上記表１及び図５に示すように、ロゴマークの中心線が、接合部分中心線から２２０°、及び１３０°の位置にある場合に、エンボス溶接缶のパネリング強度の数値が極大を示すことが分かった。
特に、接合部分中心線から２２０°の位置にロゴマークを形成したエンボス溶接缶では、パネリング強度が０．１６３ＭＰａであり、エンボス無しの溶接缶のパネリング強度（０．１６４ＭＰａ）と比較して、エンボス加工によるパネリング強度の低下が非常に小さく抑えられていることが分かった。
【００２５】
なお、図６に示すように、ロゴマークの中心線が接合部分の中心線から１３０°及び２２０°の位置にある場合、パネリング角部が形成される缶軸方向のライン間に、ロゴマークの大部分が存在することになる（図６中、縦方向の点線はパネリング角部形成位置の缶軸方向ラインを示す）。このことによって、缶胴壁のパネリングに対する抵抗力（パネリング強度）が高められていると推測される。また、１３０°及び２２０°の位置にロゴマークが形成されたエンボス溶接缶においても、エンボス無し溶接缶のパネリング挙動と同様に、最初に平坦状部分が缶内方へと凹んでパネリングした後、他の三方向のパネリング変形が同時に発生するという解析結果が得られた。
【００２６】
これに対して、エンボス部分の中心線が、接合部分中心線から１６０°及び２６０〜２７０°の位置にある場合に、溶接缶のパネリング強度は極小となることが分かった。なお、以上のように１６０°及び２６０〜２７０°の位置にロゴマークが形成されたエンボス溶接缶においては、エンボス無し溶接缶及び上記１３０°及び２２０°の場合とは異なり、平坦状部分が缶内方へと凹んでパネリングする際に、エンボス部分が存在する缶胴面も同時にパネリング変形するという解析結果が得られた。
【００２７】
これは、先に説明したように、溶接缶において外圧負荷によるパネリングが生じる際、約７０°、約１６０°、約２５０°、約３４０°の位置にパネリング角部が形成されることから、このパネリング角部に近い位置を中心としてエンボス部分が形成されていると、角部が形成され易いように応力が集中してしまうためと考えられる。
【００２８】
また、上記ＦＥＭ解析に使用したモデルにおいては、ロゴマークの中心に縦方向の缶軸方向と平行な直線状部分が含まれていることから、例えば、図７に示すように、ロゴマーク中の中心線が、接合部分の中心線から７０°及び１６０°の位置にある場合には、ロゴマークの直線状部分がパネリング角部と重なってしまうことになる（図７中、縦方向の点線はパネリング角部形成位置の缶軸方向ラインを示す）。なお、接合部分の中心線から２５０°及び３４０°の位置にロゴマークが形成されている場合においても、このことは同様である。そして、このことによって、上記位置にロゴマークがエンボス加工された場合、缶胴壁の内方へのパネリングが助長されているものと推測される。
【００２９】
なお、ロゴマーク中に直線状部分を含まない場合であっても、上記７０°、１６０°、２５０°、３４０°の位置にロゴマークが形成されている場合には、缶軸方向のパネリング角部形成ライン間にある缶胴壁でのパネリング変形に対する抵抗力への寄与は少ないため、結果として、パネリング強度の低下を十分に抑えることはできない。すなわち、エンボス部分は面積をもった凸模様又は凹凸模様として缶胴壁に形成されるため、エンボス部分が缶軸方向のパネリング角部形成ライン間に位置する場合には、缶胴壁が缶内方へ凹む際の面抵抗として機能し、曲面から一旦平面に変形してパネリングする際の変形抵抗として働く。これに対して、エンボス部分がパネリング角部形成ライン上あるいはこれに近い位置のみに形成されている場合には、パネリング変形（山折り）の抵抗としては機能せず、むしろエンボス部分の凹凸へと応力が集中し易くなるため、パネリング角部の形成を助長するものと推測される。このような観点からすると、エンボス部分はパネリング角部ラインへとかからないようにするのが一層望ましいと考えられる。
【００３０】
以上のＦＥＭ解析結果をまとめると、ロゴマークを形成したエンボス溶接缶において、ロゴマークの中心線が、パネリング角部の形成位置あるいはそれに近い位置に形成されていると、溶接缶のパネリング強度を低下させる原因となる。特に、ロゴマークのデザインにおいて、缶軸方向と平行又は平行に近い直線的な模様、あるいは天蓋又は底蓋へと向かって尖った形状のような鋭角な模様がある場合、その部分がパネリング角部の形成位置あるいはそれに近い位置に形成されていると、パネリングの際に当該部分にさらに応力が集中し易くなるため、角部が形成され易く（山折りになり易く）なり、パネリング強度のさらなる低下を招くことになる。
なお、以上の解析結果においては、ロゴマーク形成位置を缶胴の缶軸方向高さのほぼ中央部分に設定しているものの、ロゴマーク形成位置を缶軸方向の上下にずらした場合であっても、同様の結果が得られた（ただし、通常の溶接缶の場合、ネッキング金型の関係から、ロゴマーク形成位置は上下開口端から１０〜１５ｍｍ程度離す必要がある）。
【００３１】
エンボス部分の形成位置
〈エンボス部分中心線〉
以上の結果から、本発明のエンボス溶接缶においては、エンボス部分形成によるパネリング強度の低下をより小さく抑えるため、接合部分中心線から１３０°±１０°（１２０〜１４０°）又は２２０°±１０°（２１０〜２３０°）のいずれかの範囲内に、エンボス部分の円周方向長さを軸方向に二分する中心線が存在するように、エンボス部分の形成位置が調整される。
すなわち、本発明のエンボス溶接缶１１０においては、図８に示すように、接合部分１２２の中心線をＡ、平坦状部分１２４の中心線をＢ、エンボス部分１２６の中心線をＣ、缶胴部１１２の円筒中心線をＯとした場合、弧ＡＢＣに対する中心角∠ＡＯＣが、１２０〜１４０°の範囲内及び／又は２１０〜２３０°の範囲内となるように、前記エンボス部分１２６が形成されていることを特徴とするものである。
【００３２】
また、特に前記中心角∠ＡＯＣが平坦状部分１２４と対向する面となる２１０〜２３０°の範囲内のみにエンボス形成位置を調整することによって、エンボス形成によるパネリング強度の低下を、さらに小さく抑えることができることができる。
なお、理論上は、前記中心角∠ＡＯＣが４０°付近あるいは３１０°付近であっても、良好なパネリング強度が得られる可能性があるものの、エンボス部分の形成位置が接合部分に近すぎ、エンボス形成と同時に接合部が剥離する恐れがあるため、エンボス形成を行なうことが事実上不可能である。また、仮にエンボス形成が可能であったとしても、エンボス部分と同時にあまり見た目の良くない接合部分も消費者の目に入ってしまうこととなり、外観上望ましくない。
【００３３】
また、本発明のエンボス溶接缶において、缶胴部に形成されるエンボス部分の数は、特に限定されるものではなく、複数のエンボス部分が形成されていても構わないが、いずれのエンボス部分についても、そのエンボス部分中心線の位置が以上に示した範囲内となるように形成されている必要がある。
【００３４】
〈エンボス部分に含まれる直線状部分〉
また、本発明のエンボス溶接缶において、エンボス部分により形成される凹模様／又は凹凸模様が、例えば、図２に示すエンボス溶接缶のように、缶胴部の軸方向に対して平行あるいは平行に近い縦方向の直線状部分を含んでいる場合、当該直線状部分が、パネリング角部の形成位置の周辺、すなわち、接合部分中心線から７０°±１０°（６０〜８０°）、１６０°±１０°（１５０〜１７０°）、２５０°±１０°（２４０〜２６０°）、及び３４０°±１０°（３３０〜３５０°）の範囲に形成されていると、パネリング角部の形成が助長されてしまい、パネリング強度が低くなる傾向にある。
したがって、本発明のエンボス溶接缶１１０においては、図９に示すように、エンボス部分１２６に含まれる該直線状部分の中心線をＤとした場合、弧ＡＢＤに対する中心角∠ＡＯＤが、７０°±１０°（６０〜８０°）、１６０°±１０°（１５０〜１７０°）、２５０°±１０°（２４０〜２６０°）、及び３４０°±１０°（３３０〜３５０°）のいずれの範囲にも入らないように、前記エンボス部分１２６の形成位置が調整されていることが望ましい。
【００３５】
ここで、前記直線状部分としては、缶胴部の軸方向の直線に対して２０°未満の角度を形成する直線状部分が含まれる。すなわち、エンボス部分に含まれる直線状部分と缶胴部の軸方向とにより形成される角度が２０°未満である場合、当該直線状部分がパネリング角部の周辺に配置されていると、パネリング強度が低下してしまうことになる。一方、缶胴部の軸方向とにより形成される角度が２０°以上の直線状部分であれば、パネリング角部の周辺に配置されていた場合であっても、パネリング強度への影響は小さい。
【００３６】
なお、前記直線状部分が缶胴部の軸方向の直線に対して任意の角度（２０°未満）を有している場合、当該直線状部分は円周方向に任意の幅を有することになる。このような場合には、当該直線状部分の円周方向長さを軸方向に二分する中心線をＤとし、前記弧ＡＢＤに対する中心角∠ＡＯＤが、７０°±１０°（６０〜８０°）、１６０°±１０°（１５０〜１７０°）、２５０°±１０°（２４０〜２６０°）、及び３４０°±１０°（３３０〜３５０°）のいずれの範囲にも入らないように、エンボス部分の形成位置が調整されていればよい。
【００３７】
また、エンボス部分に２以上の前記直線状部分が含まれている場合には、いずれの直線状部分においても、中心角∠ＡＯＤが前記範囲にも入らないように、エンボスの形成位置が調整されている必要がある。
なお、エンボス部分に含まれる直線状部分における以上のような傾向は、例えば、天蓋あるいは底蓋へ向かって尖った形状の鋭角な凹模様／又は凹凸模様においても同様である。すなわち、パネリング強度の低下を防ぐためには、エンボス部分において応力集中が起こり易く缶内方へと座屈し易い箇所を、パネリング角部形成位置の周辺に配置させないようにすることが重要であると考えられる。
【００３８】
〈エンボス部分の全形成範囲〉
また、以上と同様に、エンボスの形成される位置がパネリング角部の形成位置の周辺と重なることによって、パネリング角部が形成され易くなり、パネリング強度が低くなってしまう可能性がある。このため、エンボス部分の形成範囲が比較的小さく、缶胴部円周の１／４（中心角９０°未満）である場合には、エンボス部分の形成範囲が、パネリング角部の形成位置の周辺、接合部分中心線から７０°±１０°（６０〜８０°）、１６０°±１０°（１５０〜１７０°）、２５０°±１０°（２４０〜２６０°）、及び３４０°±１０°（３３０〜３５０°）の範囲と重ならないようにエンボス部分を配置、形成することで、パネリング強度の低下を防ぐことができる。
したがって、本発明のエンボス溶接缶１１０においては、図１０に示すように、エンボス部分の円周方向の両末端を接合部分に近い方からそれぞれＥ１，Ｅ２とした場合、弧ＡＢＥ1に対する中心角∠ＡＯＥ１（°）〜弧ＡＢＥ２に対する中心角∠ＡＯＥ２（°）で表わされるエンボス部分形成範囲が、８０〜１５０°の範囲内及び／又は１７０〜２４０°の範囲内となるように、前記エンボス部分１２６の形成位置が調整されていることが望ましい。
【００３９】
エンボス溶接缶の製造方法
本発明のエンボス溶接缶の製造方法は、特に限定されるものではないが、従来公知のエンボス缶の製造方法、例えば、特開２０００−３４３１５３号公報あるいは特開２００１−０４７１６５号公報に記載の方法によって製造することができる。
すなわち、予め表面に装飾や商標等が印刷され、一缶毎の大きさに切断された金属板からなる缶胴用のブランクを、二本のロールで挟んで丸めて円筒状に成形すると同時に、該ロールに設けられた凸型部と凹型部とによって該ブランクの表面に１以上のロゴマークをエンボス加工した後、その両末端を溶接により接合することで、エンボス部分を有する溶接缶胴部とすることができる。あるいは、予め缶胴用ブランクを丸めて円筒状に成形し、その両末端を溶接により接合して得られた溶接缶胴部に対して、別途の工程によってエンボス加工を施してもよい。そして、以上のようにして得られたエンボス溶接缶胴部は、さらにその円筒の両開口端部にネックイン加工を施し、フランジ加工して天蓋と底蓋が巻締められ、エンボス溶接缶とされる。
【００４０】
なお、本発明のエンボス溶接缶において、缶胴溶接工程に供給される缶胴用のブランクは、特に限定されるものではないが、例えば、溶接予定部とその近傍部分を除く部分の両面にポリエチレンテレフタレートのようなポリエステル樹脂フィルムをラミネートした鋼板を使用することができる。すなわち、両面がポリエステル樹脂フィルムで被覆された一枚の大きな鋼板を、切断工程により一缶毎の大きさに切断することによって、ポリエステル樹脂がラミネートされた缶胴用のブランクが形成される。この缶胴用ブランクは、印刷インキ層のある面が外側となるように、両端部を重ね合わせるように略筒状（円筒状あるいは角筒状）に成形された状態で、缶胴溶接工程に供給される。
【００４１】
また、予め缶胴用ブランクを丸めて円筒状に成形してからエンボス加工する場合、例えば、両開口端部がストレート状の円筒状の缶胴（メガネ缶）を用いてもよく、あるいは両開口端部にネックイン加工、フランジ加工が施されたネックイン缶のように、ストレート状の円筒状缶胴でなくとも、缶内面に沿った内型を用いることで、常法によってエンボス加工を施すことができる。
【００４２】
なお、メガネ缶を用いる場合、缶胴の接合部分（溶接部分）の位置がランダムな状態でエンボス加工工程へと連続的に供給搬送されるため、例えば、特開２００１−０４７１６５号公報に記載の方法により、缶胴の円周方向に施された位置決め用のマークをセンサーで検出して、エンボスの形成される位置が接合部分（溶接部分）を基準として円周方向への特定の角度範囲内となるように、缶胴をエンボス金型に対して回転調整するようにする。なお、位置決めマークは特に限定されず、例えば、缶胴に施されているバーコードや印刷の図柄、あるいは接合部分（溶接部分）自体をセンサーで検出することも可能である。そして、エンボス加工が施された溶接缶胴部は、さらにその円筒の両開口端部にネックイン加工を施し、フランジ加工して天蓋と底蓋が巻き締められ、エンボス溶接缶とされる。
【００４３】
なお、本発明のエンボス溶接缶に用いられる缶胴用の素材には、一般的な３ピース缶用の表面処理鋼板を用いることができ、例えば、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｓｎ等のめっきを施した表面処理鋼板で、板厚０．１０〜０．２５ｍｍのものを用いることができる。より具体的には、付着量０．５〜３．０ｇ／ｍ２の錫めっき後、化成処理を施した錫めっき鋼板、付着量０．３〜２．０ｇ／ｍ２のニッケルめっき後、化成処理を施したニッケルめっき鋼板、Ｓｎ及びＮｉ付着量として各々０．５〜２．０ｇ／ｍ２、０．１〜０．５ｇ／ｍ２を、Ｎｉ、Ｓｎの順にめっき後、化成処理を施したＳｎ／Ｎｉめっき鋼板、金属Ｃｒ付着量５０〜１２０ｍｇ／ｍ２ 、酸化Ｃｒ付着量５〜２０ｍｇ／ｍ２の、通常ＴＦＳ（Ｔｉｎ Ｆｒｅｅ Ｓｔｅｅｌ）と呼ばれるクロム・クロメート処理鋼板等を用いることができる。特に、本発明のエンボス溶接缶においては、缶胴用素材として、Ｔ５相当の板厚０．１０〜０．２５ｍｍの硬質材を用い、少なくとも缶内面にポリエステル系の被覆層を形成させた鋼板を用いることができ、また、素材の合理化及びパネリング強度の両方の観点から、板厚０．１７〜０．２１ｍｍの鋼板を用いることが望ましい。
【００４４】
本発明のエンボス溶接缶において、缶胴部に適用されるフィルムは、ポリエステルフィルム、ポリプロピレンフィルム、ナイロンフィルム等の熱可塑性樹脂フィルムである。内面にフィルムを適用する主目的は内容物に対する耐食性確保であるものの、補修塗装の焼付け時の耐熱性が十分でないと局部的に溶融し、激しいときには欠陥が発生し、被覆性を損ね、耐食性が著しく劣る結果となる場合がある。したがって、接合部の補修塗装の焼付け条件に適したフィルムを使用することが望ましい。
また、本発明のエンボス溶接缶において、缶胴部内面のフィルム厚は５〜５０μｍであることが望ましい。製缶工程におけるフィルム損傷を想定し、且つ十分な内容物保存性を確保するためには、５μｍ未満では不十分な場合がある。一方で、上限の５０μｍを超えても、耐食性の点で効果は飽和し、経済的に不利となる。缶胴部内面に複数のフィルムを積層する場合、フィルム厚は、好ましくは１２〜４０μｍ、より好ましくは１６〜３０μｍである。
【００４５】
本発明のエンボス溶接缶において、缶胴部外面のフィルム厚は、５〜２５μｍであることが好ましく、より好ましくは８〜２０μｍである。５μｍ未満の場合、フィルムが製缶工程で傷ついて点錆発生の原因となり、外観の劣化をきたす場合がある。一方、上限の２５μｍを超えても錆発生の点で効果は飽和し、経済的に不利となる。なお、フィルムの接着方法としては、熱接着法あるいは接着剤塗布法のいずれの方法を採用してもよい。接着剤塗布法としては、例えば、硬化剤を含むウレタン系やポリエステル系接着剤を塗布・乾燥する方法が挙げられる。この場合、接着剤層の厚みは１〜５μｍであることが好ましく、より好ましくは１．５〜４μｍである。１μｍ未満では接着強度が十分に確保されず、一方で、５μｍを超えても効果は飽和する。
また、缶胴部外面に積層フィルムの下地として熱硬化性有機塗膜を施す場合、エポキシ系、アクリル系、ポリエステル系塗料等が使用される。また、塗料中に酸化チタン系の白色顔料を１〜３０％、より好ましくは１０〜２５％含有させてもよい。白色顔料を添加する場合には、１％未満では白色化の効果が少なく、３０％を超えると白色化の効果がほぼ飽和すると共に、塗膜性状が悪化する傾向にある。
【００４６】
また、缶胴部のフィルム最外層には、製缶工程におけるフィルムの傷付き防止および通板性といった観点から、潤滑皮膜は施すことが望ましい。潤滑被膜は、静摩擦係数が０．２以下の皮膜が有利であり、例えばアクリル系、ポリエステル系等の塗料にＳｉ系の微粒子や有機系潤滑剤を含有させた皮膜を適用することができる。潤滑皮膜の厚みは０．１〜５μｍ、より好ましくは１〜４μｍである。０．１μｍ未満では、摩擦係数は小さくならず効果は見られない。一方で、５μｍを超えると、摩擦係数の低下効果は飽和する
本発明のエンボス溶接缶において、缶胴部表面に適用される印刷インキ層は、通常、装飾や商標等のデザインを印刷するものであり、例えば、ウレタン樹脂を主バインダーとした耐熱性・耐レトルト性の良好なインキを使用して印刷される。なお、デザインの鮮映性を確保するためグラビア印刷を使用することが好ましい。インキ層の厚みは、デザインの種類によって適宜調整される。
【００４７】
また、本発明のエンボス溶接缶において、缶胴部の外表面に相当する鋼板表面には、予め潤滑性皮膜による処理、且つ装飾や商標等のデザインの印刷が施されたフィルムを、接着剤を塗布した鋼板に積層させるドライラミネート法や、あるいは予めフィルムに潤滑性皮膜処理及びデザイン印刷を施した後、インキ層面に接着剤を塗布・乾燥させたフィルムを加熱された鋼板に積層させる方法等によって、多層有機皮膜処理を施してもよい。なお、このようにして得られた多層有機皮膜を有する鋼板は、通常の溶接缶の製胴手段を使用して製缶することができる。
【００４８】
なお、以上で説明した本実施形態においては、板厚０．１９ｍｍ、硬度Ｔ５相当の缶胴用素材を用いて直径５３ｍｍの２５０ｇの溶接缶をモデルとしてＦＥＭ解析を行なっているが、内容量１９０ｇ、１６０ｇの溶接缶に対しても、本発明を同様に適用することができる。また、特に板厚０．１９ｍｍよりも薄い素材を使用した溶接缶にエンボス加工を施す仕様を決定するに際して、溶接部分を基準とした円周方向への特定の角度の範囲内となる位置にエンボス加工を施すことによって、エンボス形成による溶接缶のパネリング強度の低下を効果的に抑えることができるので、板厚素材の薄肉化において有用である。また、パネリング強度の確認作業も容易となる。また、板厚の合理化と相俟って、エンボス形成するロゴマークの仕様決定にあたり、溶接部分を基準とした円周方向への特定の角度の範囲内で、ロゴマークのデザインの自由度を確保することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１０          エンボス溶接缶
１２          缶胴部
１４          蓋部
１６          底部
２２          接合部分
２４          平坦状部分
２６          エンボス部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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