(57)【要約】【課題】角形缶開口部にネッキング、フランジング加工を施してネック部及びフランジを形成しても、フランジコーナー部に割れが発生することのない、耐フランジ割れ性、、成形性、耐圧性に優れたシームレスアルミ角形缶を提供する。【解決手段】側面無継目の角形胴部１の開口部に、ネッキング、フランジング加工を施してネック部１ｎ及びフランジ１ｆを形成し、両端開口部に有機コンパウンド２ｂを介して天蓋２と底蓋３を二重巻き締めしたシームレスアルミ角形缶であって、角形胴部１の開口部にネッキング及びフランジング加工を施して形成したフランジコーナー部１ｆｃの半径（Ｒ）が５〜１０ｍｍであり、かつ、加工前のアルミニウム板硬度（Ｈｖ）が３５〜７５であり、加工後のアルミニウム板硬度（Ｈｖ）が４５〜７５である、ことを特徴とする。【選択図】  図１
2006321508.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
側面無継目の角形胴部の開口部に、ネッキング及びフランジング加工を施してネック部及びフランジを形成し、該角形胴部の両端開口部に有機コンパウンドを介して天蓋と底蓋を二重巻き締めしたシームレスアルミ角形缶であって、
該角形胴部の開口部にネッキング及びフランジング加工を施して形成したフランジコーナー部の半径（Ｒ）が５〜１０ｍｍであり、
かつ、
加工前のアルミニウム板硬度（Ｈｖ）が３５〜７５であり、
加工後のアルミニウム板硬度（Ｈｖ）が４５〜７５である、
ことを特徴とするシームレスアルミ角形缶。
但し、加工前のアルミニウム板硬度は、ネッキング及びフランジング加工による影響を受けない角形胴部のコーナー部の硬度をいい、
加工後のアルミニウム板硬度は、ネッキング及びフランジング加工により縮径されたネック部の硬度をいう。
【請求項２】
前記側面無継目の角形胴部は、円形ブランクを深絞り成形した有底円形缶の底部を切断した側面無継目の円筒を角形に変形して、両端に開口部を設けたものであることを特徴とする請求項１に記載のシームレスアルミ角形缶。
【請求項３】
前記シームレスアルミ角形缶は、少なくとも缶内面に樹脂フィルムが積層されている側面無継目の角形胴部、天蓋及び底蓋で形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のシームレスアルミ角形缶。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐フランジ割れ性に優れた新しいタイプのシームレスアルミ角形缶に関し、より詳しくは、側面に継目なく形成した角形胴部の開口部にネッキング及びフランジング加工を施してネック部及びフランジを形成し天蓋及び底蓋を二重巻き締めしたアルミ角形缶において、耐フランジ割れ性、成形性、耐圧性に優れたシームレスアルミ角形缶に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、各種の金属ケースがそれぞれの目的で用いられているが、いずれの目的においても、内容物の耐漏洩性、気密性などが要求され、缶の胴部における接合状態や、缶の胴部と蓋との封口状態が問題にされる。
一般に、３ピース缶としての金属缶は、缶の胴部の側面を、溶接や接着、カシメなどにより接合して形成され（側面継目）、缶胴部の両端開口部に、天蓋や底蓋を取り付けた接合部を有する。
３ピース缶では、缶胴部の側面継目や蓋との接合部を有するので、接合欠陥に起因する漏洩が生じ易いという問題点もあるが、缶胴部の両端開口部に接合する天蓋や底蓋により缶胴形状が補強され、缶体の変形強度が向上するという利点も有している。
【０００３】
金属缶のもう一つのタイプとして、平板ブランクを深絞りあるいは絞りシゴキ成形した円形や角形の有底缶の開口部に、天蓋を取り付けた２つの部材で構成される２ピース缶（側面無継目のシームレス缶）が知られている。２ピース缶においては、絞り成形の開口部のみに天蓋を取り付けるので、絞り時に形成した缶底側の形状は、金型設計や絞り用材質等の条件による制約を受け、底側の剛性の向上には限界があることも知られている。
【０００４】
また、３ピース缶や２ピース缶においては、開口部に蓋を取り付ける封口方法として、レーザー溶接、カシメ、二重巻締めなどの方法が一般に適用されている。
【０００５】
さらに、角形缶は、円筒形状の缶よりも内容積を大きく取れ多数個を隙間なく配置でき、体積効率を高めるという観点から、外観形状を角形とすることも行われている。
【０００６】
例えば、特許文献１に示すように、二次蓄電池や電解コンデンサなどに用いられている角形の金属缶は、一般にアルミニウム板を円形に打ち抜きブランクとし、絞り成形等の加工法により缶胴部を形成し、さらに、缶胴部の上部の開口部に天蓋を重ねて巻き締めて封止している。
また、特許文献２に示すように、１８リットル缶などに広く用いられている角形缶は、金属板を丸めて両端縁同士を溶接して円筒を形成して該円筒の内側にエキスパンダーを挿入して拡缶して角形にし、両端部を外側にフランジを形成し該フランジに天蓋及び底蓋を重ねて巻き締めて封止している。
このような角形缶における封止方法は、缶詰や飲料缶などにおいて使用されている二重巻き締め法が用いられている。この二重巻き締め法による封止手段は、長期間にわたる信頼性が蓄積されており、安価でしかも高速かつ生産性に優れている。
しかし、このような二重巻き締め法を用いて缶胴の開口部に蓋を取り付ける場合は、開口部を外側に折り曲げてフランジを形成しなければならず、しかも、角形缶の場合においては四隅のフランジコーナー部の変形量が特に大きくなり、コーナー部にフランジ割れが発生するという問題があった。
さらに、開口部に蓋を取り付ける場合は、開口部をネッキングしてその後フランジング加工を施すようにしているため、コーナー部にフランジ割れが発生する確率が高くなるという問題があり、改善が強く望まれていた。
【特許文献１】特開２００２−３４３３１０号公報
【特許文献２】特開２００５−６７６３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、３ピース缶が有する長所を生かしつつ、上記の問題点を解決し、角形缶開口部にネッキング及びフランジング加工を施してネック部及びフランジを形成しても、フランジコーナー部に割れが発生することのない、耐フランジ割れ性、、成形性、耐圧性に優れたシームレスアルミ角形缶を提供することを目的とするものである。
また、本発明の他の目的は、角形胴部の少なくとも内面に樹脂フィルムが積層されているアルミニウム板で形成し、内容物に対する耐腐食性を向上させたシームレスアルミ角形缶を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者等は、耐フランジ割れ性に優れたアルミ角形缶を開発すべく種々の実験研究を行い、本発明のシームレスアルミ角形缶が前記目的を達成し得ることを見出した。
すなわち、請求項１に記載のシームレスアルミ角形缶は、側面無継目の角形胴部の開口部に、ネッキング及びフランジング加工を施してネック部及びフランジを形成し、該角形胴部の両端開口部に有機コンパウンドを介して天蓋と底蓋を二重巻き締めしたシームレスアルミ角形缶であって、該角形胴部の開口部にネッキング及びフランジング加工を施して形成したフランジコーナー部の半径（Ｒ）が５〜１０ｍｍであり、かつ、加工前のアルミニウム板硬度（Ｈｖ）が３５〜７５であり、加工後のアルミニウム板硬度（Ｈｖ）が４５〜７５である、ことを特徴とする。但し、加工前のアルミニウム板硬度は、ネッキング及びフランジング加工による影響を受けない角形胴部のコーナー部の硬度をいい、加工後のアルミニウム板硬度は、ネッキング及びフランジング加工により縮径されたネック部の硬度をいう。
請求項２に記載のシームレスアルミ角形缶は、請求項１において、前記側面無継目の角形胴部は、円形ブランクを深絞り成形した有底円形缶の底部を切断した側面無継目の円筒を角形に変形して、両端に開口部を設けたものであることを特徴とする。
請求項３に記載のシームレスアルミ角形缶は、請求項１又は２において、少なくとも缶内面に樹脂フィルムが積層されている側面無継目の角形胴部、天蓋及び底蓋で形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１のシームレスアルミ角形缶は、特定成分及び特定の性質のアルミニウム板を素材とするので、側面無継目の角形胴部の開口部にネック部及びフランジを形成しても、フランジ割れが生ぜず、角形胴部の両端開口部に有機コンパウンドを介して天蓋と底蓋を二重巻き締めした缶体は成形性に優れているので、封口性に優れ気密性に優れている。
請求項２のシームレスアルミ角形缶は、円形ブランク材を深絞り成形した有底円形缶の底部を切断した有底円筒缶の底部を切断して角形に変形したもので、複雑な角形絞り金型を使用せず、成形性に優れているので角形胴部に絞りシワなど絞り不良に由来する欠陥部がない。
請求項３のシームレスアルミ角形缶は、角形胴部の少なくとも内面に樹脂フィルムが積層されているアルミニウム板で形成されているので、内容物に対する耐腐食性を向上させた角形缶とすることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明のシームレスアルミ角形缶について詳細に説明する。
図１は、本発明のシームレスアルミ角形缶の斜視図である。図１において、シームレスアルミ角形缶は、側面無継目の角形胴部１の両端開口部に、天蓋２及び底蓋３を、天蓋二重巻締め部２ａ及び底蓋二重巻締め部３ａで取り付けられている。
【００１１】
図２は、本発明のシームレスアルミ角形缶を形成する素材を説明する断面図である。本発明のシームレスアルミ角形缶は、アルミニウム板から形成されていても良いが、内容物に対する耐腐食性を増すために、少なくとも缶内面に樹脂フィルムが積層された樹脂被覆アルミニウム板を用いて形成されていることが望ましい。
アルミニウム板の表面に樹脂フィルムを積層した樹脂被覆アルミニウム板の場合は、図２（a）に示すように、基材であるアルミニウム板１０の両面は、ポリエステルフィルムを積層したときの密着性を向上させるために後述する表面処理層１１が施されており、その表面処理層１１の上に図２（ｂ）に示すように後述する樹脂フィルム１２が積層されていることが望ましい。
【００１２】
以下、基材となるアルミニウム板、表面処理層、樹脂フィルム、フィルム積層法について詳しく説明する。
（アルミニウム板）
本発明のシームレスアルミ角形缶１０の角形胴部や天蓋、底蓋の基材となるアルミニウム板としては、各種アルミ材、例えばＪＩＳ４０００に記載されている３０００番台、５０００番台、６０００番台の合金が挙げられるが、中でも３０００番台のものが好ましく用いられる。
【００１３】
以下、アルミニウム板の組成について説明する。
Ｍｎは、アルミニウムの再結晶温度を高め、化合物として晶出状態を変化させて缶の強度や耐食性などを向上させることから、１．０〜１．５％（％は重量（ｗｔ）基準、以下同様）添加することが好ましい。Ｍｎの添加量が１．０％未満であると缶の強度や耐食性が十分に得られず、一方、Ｍｎの添加量が１．５％を超えると前記効果が飽和する上に、Ａｌ−Ｍｎ系、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ系晶出物が粗大化し、ネッキング加工及びフランジ成形性が低下する。
【００１４】
Ｃｕは、缶の強度向上や結晶微細化に効果があることから、０．０５〜０．２０％添加することが好ましい。Ｃｕの添加量が０．０５％未満であるとシームレスアルミ角形缶の強度が十分に得られず、一方、Ｃｕの添加量が０．２０％を超えると粗大な晶出物が生成し、ネッキング加工及びフランジ成形性が低下する。
【００１５】
なお、Ｍｇは本発明においては特に規定するものではないが、缶の強度、成形性、耐食性などを向上させることから、０．８〜５．０％の範囲で添加することが好ましい。Ｍｇの添加量が０．８％未満であると缶の強度が十分に得られず、一方、Ｍｇの添加量が５．０％を超えるとネッキング加工及びフランジ成形性が低下し、フランジ割れ、しわなどが発生しやすくなる。
【００１６】
その他の成分として、本発明において特に規定するものとして以下の元素がある。
Ｓｉは、Ｍｇとの中間相を析出により缶体の強度、耐摩耗性などを向上させる効果があるが、０．６％以下とすることが好ましい。Ｓｉの添加量が０．６％を超えるとネッキング加工及びフランジ成形性が低下し、フランジ割れ、しわなどが発生しやすくなる。しかし、Ｓｉは地金や缶スクラップに含まれており、これを低減するには多大なコストを必要とし、一定量は許容せざるを得ない。
【００１７】
Ｆｅは、アルミニウム中のＭｎを化合物として晶出状態を変化させて缶の耐食性などを向上させるなどの効果があるが、０．７％以下とすることが好ましい。
Ｆｅの添加量が０．７％を超えるとネッキング加工及びフランジ成形性が低下し、フランジ割れ、しわなどが発生しやすくなる。しかし、ＦｅもＳｉと同様、地金や缶スクラップに含まれており、これを低減するには多大なコストを必要とし、一定量は許容せざるを得ない。
Ｚｎは、缶の強度向上や晶出物微細化に効果があることから、一定量添加することが好ましい。しかし、Ｚｎの添加量が０．１０％を超えると粗大な晶出物が生成し、ネッキング加工及びフランジ成形性が低下する。
【００１８】
成形後の角形胴部や天蓋、底蓋のアルミニウム板の厚みは、缶体強度や成形性などの観点から、一般に０．１〜１．０ｍｍの範囲内にあるのが好ましいが、成形後の角形胴部の板厚（被覆樹脂がある場合は、樹脂を除いたアルミニウム板最小板厚）は０．３ｍｍ以上であることが好ましい。角形胴部のアルミニウム板最小板厚が０．３ｍｍ未満であるとシームレスアルミ角形缶としての耐圧性が不足するからである。なお、シームレスアルミ角形缶の耐圧性を増すために、角形胴部を周回するようにビードを形成することも好ましい。
【００１９】
（アルミニウム板の硬度）
発明者らが鋭意検討した結果、後述するように耐フランジ割れ性は、アルミニウム板の硬度と関係があることが分った。
角形胴部開口部と蓋との二重巻締めは、角形胴部開口部に形成されたフランジと所定の形態に加工された蓋のカール部とを巻締めロールにより外方から抱き合わせるように巻き込んで、更に巻締め部を外方から圧着することにより、蓋と角形胴部とを接合する。
この巻締め工程は、まず缶底部を保持するリフターが上昇し、蓋を装着された角形胴部がシーミングチャックにあたり、缶軸方向に押圧力をかけ、その後巻締めロールが巻締め部を圧着することにより行われる。
この缶軸方向の押圧力により、角形胴部のフランジには円周方向への引張応力がかかるため、フランジの成形性が乏しい場合、フランジ割れが発生し、密封性が低下し内容物が漏洩するおそれがある。
【００２０】
図２に示すように、樹脂フィルムを積層した後のアルミニウム板の硬度が、一定の範囲にあることが、フランジ割れが発生しないことが分った。すなわち、本発明においては、角形胴部の開口端をネッキング及びフランジング加工（一つの加工とみなす）の加工前の硬度と加工後の硬度を特定し、加工前の硬度（Ｈｖ）を３５〜７５とし、加工後の硬度（Ｈｖ）を４５〜７５とするものである。
本発明の課題であるフランジ割れの問題は、フランジング加工時にフランジの先端が割れるという問題であり、そのため本来ならばフランジの先端の硬度を特定すべきものであるが、実際の加工後（二重巻締めした後）のフランジでは、巻締部に巻き込まれて硬度測定が困難であり、また巻締荷重を受けて真の硬度の測定は困難と考えられる。
そこで、本発明では、ネッキング及びフランジング加工の加工前の硬度と加工後の硬度を特定することとし、硬度測定部位を、加工前においてはネッキング及びフランジング加工による影響を受けない角形胴部のコーナー部とし、加工後においてはネッキング及びフランジング加工により縮径されたネック部とした。
ここで、「加工前においてはネッキング及びフランジング加工による影響を受けない角形胴部のコーナー部」とは、ネッキング及びフランジング加工されていない角形胴部のコーナー部１ｂをいうものとし、「加工後においてはネッキング及びフランジング加工により縮径されたネック部」とは、実際にネッキング及びフランジング加工を施して形成したネック部の高さ方向中央部をネック部の硬度測定部１ｋとする。
図３は、角形胴部の概略断面図（ａ）及び平面図（ｂ）であり、硬度測定箇所を示す。加工後の硬度を測定してみると、ネッキングされた部分で最も硬度が高いことが分かる。
本発明において、加工前の硬度（Ｈｖ）が３５未満では成形時の変形が起きやすく形状安定性（フランジの形状や寸法の安定性）が低下する。一方、硬度が７５を超えると硬すぎてフランジ割れが発生しやすくなる。
さらに、加工後の硬度（Ｈｖ）が４５未満では巻締め時の軸荷重強度に耐えられず、巻締め時の押圧力に負けてしまい結果として巻締め強度が不足する。一方、硬度が７５を超えると硬くなりすぎて二重巻締めする時に巻締部に割れが発生しやすくなる。
【００２１】
特に本発明の角形缶においては、シームレス角形胴部の開口部をネッキング、フランジング加工を施してネック部及びフランジを形成し、フランジコーナー部の半径（Ｒ）が５〜１０ｍｍとする。
ここで、フランジコーナー部の半径（Ｒ）は、実際の製品では巻締部に巻き込まれてしまうためＲの寸法や部位の特定は困難である。そこで、本発明では、角形胴部のコーナー部の半径とフランジコーナー部の半径とは略同一半径とみなし、角形胴部のコーナー部の半径をフランジコーナー部の半径（Ｒ）とする。
【００２２】
（フランジコーナー部１ｆｃの半径（Ｒ）について）
本発明のシームレスアルミ角形胴部の開口部に形成するフランジコーナー部１ｆｃの半径Ｒは、図４に示すように、５〜１０ｍｍの範囲にある。フランジコーナー部の半径（Ｒ）を５〜１０ｍｍとする加工は、円筒缶などで同様の加工をする場合よりも極めて厳しい加工条件となるので、フランジ加工時にフランジ割れが発生し易く、蓋と二重巻き締めした部分より内容物が漏洩する可能性も高くなる。
本発明においてフランジコーナー部の半径（Ｒ）を５〜１０ｍｍとする理由は、成形が可能な範囲であり、かつ成形された容器の容積効率に優れるからである。
フランジコーナー部の半径（Ｒ）を５ｍｍ以上とする理由は、コーナー部内側は、容器の板厚等が加味されてさらに小さくなるので、５ｍｍ以下の半径は工業的及び経済的な加工限度となる。一方、フランジコーナー部の半径（Ｒ）を１０ｍｍまでとする理由は、容器の容積効率が悪化するからである。
【００２３】
なお、本発明においては、アルミニウム板の機械的特性として、下記の特性が要求される。
アルミニウム板の耐力（０．２％耐力）は、１００Ｎ／ｍｍ２〜１９０Ｎ／ｍｍ２とする。耐力が１００Ｎ／ｍｍ２未満では、缶体としての耐圧強度が不足し、１９０Ｎ／ｍｍ２を超えると、缶体としての成形性、特に角形胴部でのフランジ成形性が低下する。
アルミニウム板の引張強さは、１５０Ｎ／ｍｍ２〜２５０Ｎ／ｍｍ２とする。引張強さが１５０Ｎ／ｍｍ２未満では、缶体としての強度が不足し、２５０Ｎ／ｍｍ２を超えると、缶体としての成形性、特に角形胴部でのフランジ成形性が低下する。
アルミニウム板の伸び（％）は、２％以上とする。伸びが２％未満では、缶体としての成形性、特に角形胴部でのフランジ成形性が低下する。
なお、これらの特性の測定は、樹脂被覆アルミニウム板の場合は樹脂を剥離してアルミニウム原板として測定する値である。
【００２４】
（表面処理）
基材であるアルミニウム板１０には、耐食性向上や被覆する樹脂フィルム１２との加工密着性を高めるため、その表面に表面処理層１１を形成することが好ましい。
このような表面処理層１１としては、アルミニウム板１０を冷間圧延した後に、リン酸クロム処理、その他の有機・無機系の表面処理層を浸漬またはスプレー処理で施すことができる。また、塗布型の表面処理も用いることができる。
アルミニウム板にリン酸クロム酸処理により処理皮膜を形成させる場合、積層される樹脂フィルムの加工密着性の観点から、クロム量は、トータルクロムとして５〜４０ｍｇ／ｍ２  が好ましく、１５〜３０ｍｇ／ｍ２  の範囲がより好ましい。
【００２５】
リン酸クロム処理等の表面処理を行わなかった場合には、樹脂フィルムの加工後の密着性が低下し、成形・洗浄後に剥離を生じることがある。金属及び酸化物を含んだトータルクロムの量が５ｍｇ／ｍ２  未満の場合にも、樹脂フィルムの加工密着性が低下し、剥離を生じる場合があり好ましくない。また、トータルクロムの量が４０ｍｇ／ｍ２  を超える場合には、経済的観点、凝集破壊発生による密着性低下などの観点から好ましくない。
一方、樹脂フィルムを被覆しない側にリン酸クロム酸処理を行う場合にはトータルクロム量は、８ｍｇ／ｍ２  以下とする。
外面トータルクロム量が８ｍｇ／ｍ２  を超えると色ムラを生じたり金属光沢色調が失われたりする。缶の外観色調として金属光沢は重要であるからである。
【００２６】
表面処理層の形成方法として一例を挙げると、リン酸クロム酸処理皮膜の形成は、それ自体公知の手段、例えば、アルミニウム板を、苛性ソーダで脱脂と若干のエッチングを行なった後、ＣｒＯ３：４ｇ/Ｌ、Ｈ３ＰＯ４：１２ｇ/Ｌ、Ｆ：０．６５ｇ／Ｌ、残りは水のような処理液に浸漬する化学処理により行われる。
【００２７】
（樹脂フィルム）
本発明のシームレスアルミ角形缶を形成する角形胴部や天蓋、底蓋の少なくとも内面側には、表面処理層１１が形成されたアルミニウム板１０の表面上に、樹脂フィルム１２が積層されていることが好ましい。
樹脂フィルム１２としては、２〜５０μｍの厚さの、ポリエステルフィルム，ナイロンフィルム，ポリプロピレンフィルム，ポリカーボネートフィルムなどの耐熱性に優れた熱可塑性樹脂フィルムが挙げられる。
また、ポリエステルフィルムとしては、エチレンテレフタレート，エチレンブチレート、エチレンイソフタレートを主成分としたものが好適に挙げられる。
【００２８】
熱可塑性樹脂フィルムとして、ポリエステルフィルムを使用する場合において、他の成分を共重合することもできる。例えば、共重合するジカルボン酸成分としては、ナフタレンジカルボン酸，ジフェニルジカルボン酸，ジフェニルスルホンジカルボン酸，ジフェノキシエタンジカルボン酸，５−ナトリウムスルホイソフタル酸，フタル酸等の芳香族ジカルボン酸、シュウ酸，コハク酸，アジピン酸，セバシン酸，ダイマー酸，マレイン酸，フマル酸等の脂肪族ジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環族ジカルボン酸、ｐ−オキシ安息香酸等のオキシカルボン酸等が挙げられる。
【００２９】
また、共重合するグリコール成分としては、プロパンジオール，ブタンジオール，ペンタンジオール，ネオペンチルグリコール等の脂肪族グリコール、シクロヘキサンジメタノール等の脂環族グリコール、ビスフェノールＡ，ビスフェノールＳ等の芳香族グリコール、ジエチレングリコール，ポリエチレングリコールなどのポリオキシエチレングリコール等が挙げられる。上記のジカルボン酸成分およびグリコール成分については、２種以上を併用することもできる。
【００３０】
熱可塑性樹脂フィルムとしてナイロンフィルムを使用する場合には、ナイロン６６，ナイロン６１０，ナイロン６１２等のジアミンとジカルボン酸との縮重合物、あるいは、ナイロン６，ナイロン１１，ナイロン１２のようなラクタムの開環重合物も用いることができる。
このような熱可塑性樹脂フィルムの製造は、公知の方法によって行うことができ、Ｔ−ダイ法やインフレーション製膜法でフィルムに成形して、所望によりさらに１軸延伸、２軸延伸等の延伸処理を行って製造することが出来る。これらの樹脂フィルムの表面にプラズマ処理、火炎処理等を施し
アルミニウム板表面への密着性の向上処理を施すことも出来る。
【００３１】
本実施の形態で用いられる、樹脂フィルムは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリエステル樹脂から成り、しかもこの樹脂フィルムは成形前の樹脂被覆アルミニウム板の状態で実質上未配向であることが好ましい。すなわち、２軸延伸フィルムのように樹脂層を延伸して配向させた後アルミニウム板に積層すると、引張り強さ等の機械的強度は向上するが破断伸びが減少する。従って、絞り加工等のような厳しい加工に付される場合には、未だ配向していない無延伸樹脂の方が加工により樹脂フィルムの破断が生じることが無く、成形性に優れているからである。
なお、２軸延伸フィルムを用いる場合には、積層る際に、あるいは積層後に加熱して、延伸樹脂フィルムを無配向層とすることが望ましい。
【００３２】
その一方、未配向の無延伸樹脂フィルムは延伸樹脂層に比してバリヤー性が劣るという欠点が考えられる。これを改良するために、ポリエチレンテレフタレート／イソフタレートをイソフタル酸含有量が０〜１３モル％のものを表層［Ａ］、イソフタル酸含有量が４〜２０モル％のものを下層［Ｂ］とする２層構成とすることも可能である。これにより、成形後の缶においては、延伸樹脂フィルムとほぼ同様のバリヤー性を有するものとすることが可能となる。
【００３３】
シームレスアルミ角形缶を形成する角形胴部や天蓋、底蓋は、このような樹脂被覆アルミニウム板を素材として、絞り成形等によって成形されるため、樹脂は配向して結晶化すると共に強度が上昇し、延伸樹脂フィルムを用いた場合と同様にバリヤー性が向上し耐食性や耐デント性が向上する。
本発明においては、上述した樹脂被覆アルミニウム板上の樹脂層の厚みは、耐内容物腐食性を増すため、５０μｍ以上あることが好ましいが、経済性の点から３０μｍ以下とすることが好ましい。
【００３４】
（アルミニウム板への樹脂の被覆）
樹脂被覆アルミニウム板は、公知の方法により製造することができるが、好適には、キャストフィルムのラミネーション、押出コート法により、樹脂層をアルミニウム板上の片面又は両面へ直接積層する方法などが挙げられる。また所望により、共押出コート法を用い、２層の樹脂層をアルミニウム板へ積層することもできる。
【００３５】
（シームレスアルミ角形缶の製造）
次に、本発明のシームレスアルミ角形缶の製造方法について説明する。
先ず、図５及び図６において、前述した樹脂被覆アルミニウム板をシームレスアルミ角形缶へ成形する工程を説明する。なお、図５、図６の各工程図には、上側に平面図、下側に縦断面図を示す。
第１工程は、円形のブランクを深絞りする工程であり、缶底１ａ、缶胴Ｄ１を有する有底円形缶Ｋに成形する。有底円形缶Ｋの上端開口部には、円形ブランク外縁が開口部周縁１ｃとして残っている。本工程での深絞りは、１回で絞る方法のみでなく、絞り−再絞り法など連続して絞り成形を行う方法も適用できる。
第２工程は、トリミング工程であり、有底円形缶Ｋの上端の開口部周縁１ｃと缶底１ａとを切断し、缶胴Ｄ１から切り離す。缶胴Ｄ１は両端が完全に開口した側面無継目の円筒Ｄ２となる。
【００３６】
第３工程は、リフォーム工程であり、側面無継目の円筒Ｄ２を、円筒状の胴断面から角形状の胴断面に変形する工程である。角形へのリフォームする機構の原理を図７に示す。図７（ａ）は、円筒Ｄ２の内面周囲に等間隔に接触するように配設された４本のリフォーム用丸ロッド２０を、図７（ｂ）に示すように対角線方向（矢印Ａの４方向）に拡大移動させて、側面無継目の円筒Ｄ２を角形をした角形胴部１にリフォームする。
【００３７】
（コーナー部の半径（Ｒ）について）
本発明のシームレスアルミ角形胴部の開口部に形成するコーナーの半径Ｒは、前述したように５〜１０ｍｍの範囲にある。このような半径Ｒにするためには、加工工具の半径（例えば図７で示す丸ロッドの半径）を５〜１０ｍｍにすることで、それが転写され角形胴部の開口部に形成するコーナーの半径Ｒと略同一となる。
なお、図７に示したリフォーム機構は４本の丸ロッドを用いて拡大する一例であるが、その他の方法として、円筒Ｄ２内に分割金型を配置し拡大する機構とすることもでき、本発明ではその方式を限定するものではない。例えば、４個の断面略三角形状の中子を用い、これらの中子をエクスパンド（拡張）させることによってもリフォームできるが、リフォーム工具の形状によってコーナー部の半径（Ｒ）が決まる。
【００３８】
第４工程は、ネッキング工程であり、角形胴部１の両端外部に金型を押し当て両端開口部の周囲を狭めて角形胴部１の内側に変形させたネック部１ｎを形成する。
このように角形胴部１の開口部を狭める目的は、最終工程で天蓋、底蓋を二重巻締めしたときの二重巻締め部外寸法を、角形胴部１の外寸法と同一か、やや小さめにするためである。二重巻締め部の外寸法を角形胴部１の外寸法と同一かやや小さめにすることにより、シームレスアルミ角形缶を多数個並置したときに、隣り合う角形缶の間で無駄な空隙を作らないで済み配置における体積効率を高めることができる。
【００３９】
次に、図６に示す第５工程は、フランジング工程であり、ネッキング工程で狭められた両端ネック部１ｎを、開口部全周にわたり外方に広げてフランジ１ｆを形成する。このフランジ１ｆは、天蓋及び底蓋を取り付ける二重巻締めにおいて角形胴部１の端部巻締め代となる。
【００４０】
第６工程は、角形胴部の両端開口部に天蓋及び底蓋を取り付ける工程である。
図６の第６工程では、底蓋を二重巻締めした後に、天蓋を二重巻締めして封口する場合を示している。以上のようにして、本発明のシームレスアルミ角形缶が完成する。
図８に二重巻締め前後の二重巻締め部の断面構造を拡大して示す。まず、図８（ａ）のように角形胴部１の開口部フランジ１ｆに天蓋２のカーリング部２ｃを合致させて配置する。なお、カーリング部２ｃの内面全周には、封口部の密封性及び絶縁性を確保するため有機コンパウンド２ｂが塗布されている。
図８（ｂ）に示す二重巻締め工程では、角形胴部１に天蓋２を被せた状態で、回転ロール４０ａで缶体を回転させながらカーリング部２ｃの外周から巻締めロール４０ｂにより加圧して、天蓋カーリング部２ｃとフランジ１ｆを重ねた状態で内方に巻締めて二重巻締め部２ａ，３ａを形成する。
【００４１】
有機コンパウンド２ｂは、ゴム状の弾力を有する絶縁性の材料で、従来から二重巻締め部などの密封性を向上させるために使用されている公知の材料が用いられる。例えば、スチレンブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、ポリイソプレンゴムやポリアミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂の一種あるいは所要の希釈剤、硬化剤などをブレンドしたものが用いられる。
【実施例】
【００４２】
以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが、これらの説明は実施例の説明のためのものであり、いかなる意味においても以下の例に限定されるものではない。
（実施例１）
基板として、板厚０．５ｍｍのアルミニウム板（３００３−Ｈ１４）を用いた。基板の組成は、Ｍｎ：１．１％、Ｃｕ：０．１９％、Ｓｉ：０．３０％、Ｆｅ：０．４３％、Ｚｎ：０．１０％、残部がＡｌであった。
この基板の表面に、金属クロム換算で、クロム量が２０ｍｇ／ｍ２となるリン酸クロム酸処理を施し、この基板の両面に、共重合成分としてイソフタル酸量が１０モル％を含むポリエチレンテレフタレート／イソフタレート（ＰＥＴ／ＩＡ）共重合樹脂の無延伸フィルム（３０μｍ厚）を、両面に２５０℃の温度でラミネートし、樹脂被覆アルミニウム板を製造した。
上記のようにして得た熱可塑性樹脂被覆アルミニウム板を、径が１４０ｍｍの円形ブランクに打ち抜き、その後、総絞り比２．４で絞り成形を行い有底円形缶とし、開口端耳部のトリミングの後、上端の開口部周縁と缶底とを切断し、缶胴から切り離し両端が完全に開口した側面無継目の円筒を形成した。                               
その後、側面無継目の円筒の内面周囲を、半径が５ｍｍの４本のリフォーム用丸ロッドを用いて対角線方向に拡大移動させて、角形胴部にリフォームした。そして、側面無継目の角形胴部の開口部に、絞り比１．３３でネッキング、フランジング加工を施してネック部及びフランジを形成し、フランジコーナー部の半径（Ｒ）を５ｍｍとした角形胴部を形成し、ネッキング及びフランジング加工による影響を受けない角形胴部のコーナー部の硬度を測定し加工前のアルミニウム板硬度とし、ネッキング及びフランジング加工により縮径されたネック部の硬度を測定し加工後のアルミニウム板硬度とした。
その後、この角形胴部の開口部の両端開口部に有機コンパウンドを介して天蓋と底蓋を二重巻き締めしてシームレスアルミ角形缶とした。
なお、実施例１で用いた基材アルミニウム板の機械的特性値は以下のようであった。
耐力：１５３Ｎ／ｍｍ２
引張強さ：１６３Ｎ／ｍｍ２
伸び：４％
【００４３】
（比較例１）
基板として、板厚０．５ｍｍのアルミニウム板（１０５０）を用いた。基板の組成は、Ｍｎ：０．０５％、Ｃｕ：０．０５％、Ｓｉ：０．２５％、Ｆｅ：０．４％、Ｍｇ：０．０５％、Ｚｎ：０．０５％、Ｔｉ：０．０３％、Ｖ：０．０５％、残部がＡｌであった。この基板の表面に、実施例１と同様の表面処理、樹脂フィルムを施し、樹脂被覆アルミニウム板を製造し、径が１４０ｍｍの円形ブランクに打ち抜き、その後、実施例１と同様にして角形胴部を形成して加工前硬度及び加工後硬度を測定した。
その後、この角形胴部の開口部の両端開口部に有機コンパウンドを介して天蓋と底蓋を二重巻き締めしてシームレスアルミ角形缶とした。
なお、実施例２で用いた基材アルミニウム板の機械的特性値は以下のようであった。
耐力：１３１Ｎ／ｍｍ２
引張強さ：１３８Ｎ／ｍｍ２
伸び：４％
【００４４】
（比較例２）
基板として、板厚０．５ｍｍのアルミニウム板（３００４）を用いた。基板の組成は、Ｍｎ：１．５％、Ｃｕ：０．２５％、Ｓｉ：０．３％、Ｆｅ：０．７％、Ｍｇ：０．８％、Ｚｎ：０．２５％、残部がＡｌであった。この基板の表面に、実施例１と同様の表面処理、樹脂フィルムを施し、樹脂被覆アルミニウム板を製造し、径が１４０ｍｍの円形ブランクに打ち抜き、その後、実施例１と同様にして角形胴部を形成して加工前硬度及び加工後硬度を測定した。
その後、この角形胴部の開口部の両端開口部に有機コンパウンドを介して天蓋と底蓋を二重巻き締めしてシームレスアルミ角形缶とした。
なお、実施例２で用いた基材アルミニウム板の機械的特性値は以下のようであった。
耐力：１１８Ｎ／ｍｍ２
引張強さ：１８６Ｎ／ｍｍ２
伸び：１９％
【００４５】
（結果）
上記のようにして作製した実施例及び比較例の角形胴部のフランジコーナー部の割れ、成形性を評価した。また、角形胴部に天蓋及び底蓋を二重巻き締めしてシームレスアルミ角形缶として耐圧性の評価を行った。
実施例１の角形胴部のフランジコーナー部は、フランジ割れ発生率が低く、成形性、シームレスアルミ角形缶として耐圧性がいずれも優れていた。
これに対し、比較例１の角形胴部は、硬度が低いのでフランジコーナー部でのフランジ割れ発生率は低いが、フランジ成形で寸法及び形状が不安定であり、角形胴部のネック部で座屈が発生した。
比較例２の角形胴部は、硬度が高くフランジコーナー部でのフランジ割れがほとんどの角形胴部で発生した。したがって、シームレスアルミ角形缶への成形性が悪く、シームレスアルミ角形缶耐圧性はテスト不能であった。
それらの結果を表１〜表２に示す。
【００４６】
【表１】
2006321508.tif 000003
【００４７】
【表２】
2006321508.tif 000004
フランジ割れ：
フランジに割れが発生した率が０％を◎とし、フランジに割れが発生した率が１〜２％を△とし、フランジに割れが発生した率が５％以上を×とした。
成形性：
ネッキング及びフランジ成形性が良好な場合を○とし、ネッキング及びフランジ成形性が不良の場合を×とした。
シームレスアルミ角形缶耐圧性：
ネッキング及びフランジ加工して缶体を成形し、この缶体に、開口していない底蓋と、蓋のほぼ中央に一カ所開口された天蓋をそれぞれの開口部に二重巻締めすると共に、天蓋の開口部に、チューブを接続し、開口周囲を漏れがないように密封する。このとき、天蓋・底蓋とも変形しないように押さえ治具を装着する。
そして、チューブよりエアーを挿入し、容器に内圧をかける。内圧は、０〜０．３ＭＰａの範囲とした。
内圧をかけた状態の容器（立方体）の面の中央部の変形量（膨らみ）を観察し、変形量が３％未満のものを○とし、３％以上のものを×とした。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
以上説明したように、本発明によれば、側面に継目なく形成した角形胴部の開口部にネッキング、フランジング加工を施してネック部及びフランジを形成し天蓋及び底蓋を二重巻き締めした、耐フランジ割れ、成形性及び耐圧性に優れたシームレスアルミ角形缶を安価なコストで製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明のシームレスアルミ角形缶の斜視図である。
【図２】本発明のシームレスアルミ角形缶を形成する素材を説明する断面図である。
【図３】硬度測定箇所を示す角形胴部の概略断面図（ａ）及び平面図（ｂ）である。
【図４】フランジコーナー部の半径（Ｒ）を説明する説明図である。
【図５】本発明のシームレスアルミ角形缶の製造工程を示す説明図である（第１〜４工程）。
【図６】シームレスアルミ角形缶の製造工程を示す説明図である（第５〜６工程）。
【図７】角形胴部へリフォームする機構の原理を示す説明図である。
【図８】二重巻締め工程の説明図である。
【符号の説明】
【００５０】
１      ・・・  角形胴部
１ａ    ・・・  缶底
１ｂ   ・・・  角形胴部のコーナー部
１ｃ    ・・・  開口部周縁
１ｆ    ・・・  フランジ
１ｆｃ  ・・・  フランジコーナー部
１ｋ  ・・・  ネック部の硬度測定部
１ｎ    ・・・  ネック部
２      ・・・  天蓋
２ａ    ・・・  二重巻締め部（天蓋）
２ｂ    ・・・  有機コンパウンド
２ｃ    ・・・  カーリング部
３      ・・・  底蓋
３ａ    ・・・  二重巻締め部（底蓋）
１０    ・・・  アルミニウム板
１１    ・・・  表面処理層
１２    ・・・  樹脂フィルム
２０    ・・・  リフォーム用丸ロッド
４０ａ  ・・・  回転ロール
４０ｂ  ・・・  巻締めロール
Ｄ１  ・・・  缶胴
Ｄ２  ・・・  側面無継目の円筒
Ｋ  ・・・  有底円形缶
【図１】
2006321508.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2006321508.tif 000009
【図６】
2006321508.tif 000010
【図７】
2006321508.tif 000011
【図８】
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