(57)【要約】【課題】薄肉缶であっても安定して缶底の中央パネルの平坦度を保つことができ、耐圧性、成形性及び内圧検査特性に優れたシームレス缶体を提供する。【解決手段】缶外方に凸となっている接地リム部と該接地リム部の内側に隣接した缶内方に凸となっている環状凹部、更に該環状凹部の内周側からコーナー部を介して連続する中央パネルが平坦な缶底形状を有するシームレス缶体であって、前記コーナー部の曲率半径Ｒ３が１．５ｍｍ＜Ｒ３≦６．０ｍｍ、前記環状凹部の深さが１．５ｍｍ〜３．０ｍｍ未満、及び前記中央パネルの平坦度（ＢＳＤ）が−０．１５〜０．１５ｍｍであることを特徴とするシームレス缶体。【選択図】図１
2011255919.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
缶外方に凸となっている接地リム部と該接地リム部の内側に隣接した缶内方に凸となっている環状凹部、更に該環状凹部の内周側からコーナー部を介して連続する中央パネルが平坦な缶底形状を有するシームレス缶体であって、前記コーナー部の曲率半径Ｒ３が１．５ｍｍ＜Ｒ３≦６．０ｍｍ、前記環状凹部の深さが１．５ｍｍ〜３．０ｍｍ未満、及び前記中央パネルの平坦度（ＢＳＤ）が−０．１５〜０．１５ｍｍであることを特徴とするシームレス缶体。
【請求項２】
前記シームレス缶体がアルミニウム板から成り、缶底の厚みが０．２ｍｍ〜０．４ｍｍである請求項１に記載のシームレス缶体。
【請求項３】
前記シームレス缶体がスチール板から成り、前記缶底の厚みが０．１ｍｍ〜０．３ｍｍである請求項１に記載のシームレス缶体。
【請求項４】
前記シームレス缶体が微陽圧缶用である請求項１乃至３のいずれかに記載のシームレス缶体。
【請求項５】
前記シームレス缶体が、少なくとも内面を樹脂被覆したシームレス缶体であることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のシームレス缶体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シームレス缶体、特に缶底の中央パネルが平坦なシームレス缶体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コーヒー、茶類の低酸性飲料等の内容物を充填密封した缶詰の内圧検査方法として、シームレス缶体の缶底の中央パネルをフラット形状に形成し、このシームレス缶体に前記内容物を充填、密封した陰圧缶、或いはシームレス缶体の板厚を減少する目的で、ヘッドスペースを窒素等の不活性ガスで置換して充填、密封した微陽圧缶の該中央パネルの軸方向の変位量を測定し、或いは該中央パネルに電磁的衝撃を与えてその打検音（振動周波数）を測定し、内圧の適否を検査する内圧検査が一般に採用されている。これらの缶詰の内圧検査においては、中央パネルの平坦度が高いほど、より正確な内圧検査が可能になることが知られている。そのため、前記シームレス缶体の製缶工程において、前記内圧検査特性に優れた平坦度の高い中央パネルとした缶底から成るシームレス缶体とすることが重要な要素となっており、従来缶底を平坦に保つための工夫が種々提案されている。
そして、薄肉材料を使用しても高い耐圧力を維持し、かつ、打検適性を有する陽圧用シームレス缶体として、缶底に、缶外方に凸の接地リム部とその内周側から立ち上がる内壁部、缶内方に凸の環状凹部、該環状凹部の内周側からコーナー部を介して連続する平坦な中央パネル部を形成したシームレス缶体が知られている（特許文献１）。
【０００３】
前記中央パネルの平坦度は、中央パネルの外周端を基準面とし、中央パネル中心部の外側又は内側に膨らんでいる距離（一般にボトムシンクディファレンス「ＢＳＤ」と称している）によって定義される。このＢＳＤは、金属材料の特性や諸々の成形条件、さらに絞り−しごき成形、或いは薄肉化絞り（ストレッチドロー）−しごき成形により得られるシームレス缶体の場合は前記しごき成形後に缶体をパンチから抜くためのアシストエアー圧により影響されるため、前述した内圧検査に適用できる範囲に管理することは困難であった（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１６４１８号公報
【特許文献２】特開昭５６−７７０３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
通常、シームレス缶体の缶底の成形は、前述したしごき成形時（終了時）に、缶底の形状に対応したパンチとボトムダイで行われるが、前記文献１に開示されたシームレス缶体の缶底の環状凹部近傍のコーナー部における缶内方の曲率半径Ｒは０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下とその曲率半径Ｒが小さく、前記パンチとボトムダイによる缶底２の成形時に前記コーナー部、或いはその近傍に過大な引っ張り荷重が作用して、当該コーナー部円周方向の一部で板厚の括れ（板厚減少）を生じることにより、中央パネルに作用する引っ張り荷重が円周方向で不均一になるため、前記中央パネルの平坦度が阻害されると共に、前記環状凹部の板厚減少率が増大して割れや切れを発生し、特にシームレス缶体を薄肉化するとその減少は顕著となる。
また、アルミニウム、ブリキ、或いはティンフリースチール等の金属板にポリエステル樹脂等の樹脂フィルムを被覆した被覆金属板を用いたシームレス缶体においては、前記コーナー部の曲率半径が小さいことに起因してコーナー部の樹脂フィルムが損傷し、特に、前記損傷がシームレス缶体の内面に発生した場合、金属面の露出に起因して内容物のフレーバーの低下、腐食等が発生する。
【０００６】
本発明はかかる従来技術の問題点に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、内圧検査特性を有すると共に成形性等に優れ、且つ、レトルト殺菌時の耐圧性等に優れたシームレス缶体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、缶底の缶内方に凸の環状凹部の内周側と平坦な中央パネルとの間に介在するコーナー部の曲率半径が、中央パネルの平坦度及び成形性に大きく影響し、前記曲率半径の値を適正値に設定することによって中央パネルの平坦度のバラツキが解消され、内圧検査特性及び成形性に優れたシームレス缶体が得られることに着目し、本発明に到達したものである。
【０００８】
本発明によれば、缶外方に凸となっている接地リム部と該接地リム部の内側に隣接した缶内方に凸となっている環状凹部、更に該環状凹部の内周側からコーナー部を介して連続する中央パネルが平坦な缶底形状を有するシームレス缶体であって、前記コーナー部の曲率半径Ｒ３が１．５ｍｍ＜Ｒ３≦６．０ｍｍ、前記環状凹部の深さが１．５ｍｍ〜３．０ｍｍ未満、及び前記中央パネルの平坦度（ＢＳＤ）が−０．１５〜０．１５ｍｍであることを特徴とするシームレス缶体が提供される。
【０００９】
また、本発明のシームレス缶体においては、
１．前記シームレス缶体がアルミニウム板から成り、缶底の厚みが０．２ｍｍ〜０．４ｍｍであること、
２．前記シームレス缶体がスチール板から成り、前記缶底の厚みが０．１ｍｍ〜０．３ｍｍであること、
３．前記シームレス缶体が微陽圧缶用であること、
４．前記シームレス缶体が少なくとも内面を樹脂被覆したシームレス缶体であること、
が好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のシームレス缶体によれば、缶底の中央パネルの高い平坦度を保つことができ、内圧検査特性及び成形性に優れ、且つ耐圧性に優れたシームレス缶体とすることができる。また、缶底の環状凹部の板厚減少が防止され、割れや切れが防止され、特に、内面を樹脂被覆したシームレス缶体においては、前記環状凹部の樹脂の損傷を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明のシームレス缶体の缶底形状を示す断面図である。
【図２】本発明のシームレス缶体の缶底形状の要部拡大図である。
【図３】本発明のシームレス缶体の缶底形状における環状凹部、コーナー部（パネル縁）の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明のシームレス缶体を、図面を基に詳細に説明する。
本発明のシームレス缶体１は、アルミニウム、ブリキ、ティンフリースチール等の金属板から成るシームレス缶体、或いは前記金属板の少なくとも缶体の内面側となる片面にポリエステル等の樹脂フィルムを被覆した被覆金属板から成るシームレス缶体である。
図１に示すように、本発明のシームレス缶体１の缶底は、缶外方に凸となっている接地リム部２と該接地リム部２の内側壁の上端に連続して隣接し、缶内方に窪んだ環状凹部３、更に該環状凹部３の内壁側にコーナー部（中央パネル縁）８を介して連続する平坦な中央パネル５によって構成されている。
【００１３】
本発明のシームレス缶体１における缶底形状は、図２及び図３に示すように、前記環状凹部３から中央パネル５への接続形状は、接地リム部２の下端部が曲率半径Ｒ１の円弧部、環状凹部３の上端部が曲率半径Ｒ２の円弧部６となり、前記中央パネル５のパネル縁、即ち曲率半径Ｒ３のコーナー部８とが直線部７で接続された形状となっており、前記コーナー部８と中央パネル５の平坦面との接続位置である前記コーナー部８の円弧の始点９が中央パネル５の外周端となる。
【００１４】
そして、本発明のシームレス缶体１においては、前記缶底の環状凹部３と中央パネル５との間のコーナー部８の曲率半径Ｒ３を１．５ｍｍ＜Ｒ３≦６．０ｍｍとすることによって、後述する実施例に示すように優れた中央パネルの平坦度、耐圧性、及び成形性に優れたシームレス缶体が得られた。
尚、後述する実施例から明らかなように、前記コーナー部８の曲率半径がＲ３が１．５ｍｍ以下であると、缶底の成形時に前記コーナー部８、或いはその近傍に過大な引っ張り荷重が作用して、当該コーナー部円周方向の一部で板厚の括れ（板厚減少）を生じ、中央パネルに作用する引っ張り荷重が円周方向で不均一になるため、前記中央パネルの平坦度が阻害されると共に、前記環状凹部の板厚減少率の増大や割れ、切れが発生する傾向となり、特にシームレス缶体を薄肉化するとその減少は顕著となる。
一方、６．０ｍｍ越えると中央パネル径が小さくなり、缶内圧に対するパネル膨らみ量の応答性が小さくなるため内圧検査特性が低下すると共に、耐圧性も低下する傾向となる。従って、前記コーナー部８の曲率半径Ｒ３は、１．５ｍｍ＜Ｒ３≦６．０ｍｍの範囲、好ましくは２．０ｍｍ＜Ｒ３≦４．０ｍｍの範囲とすることによって、中央パネルの平坦度が向上し、内圧検査特性、成形性に優れたシームレス缶体とすることができる。
【００１５】
また、缶体の接地リム部２の接地面から中央パネル５までの距離（ボトムシンク）（ＢＳ）は、１．０ｍｍ〜５．０ｍｍの範囲が好ましい。このボトムシンク（ＢＳ）が１．０ｍｍ未満であると内圧上昇時に中央パネル５が接地リム部２より下方に突出して自立性を損なう恐れがあり、一方、５．０ｍｍを越えると缶体の内容積の低下をもたらすと共に缶材の使用金属材料量が増えるので好ましくない。
【００１６】
さらに、接地リム部２の接地面から環状凹部３の曲率半径Ｒ２の円弧部６までの距離（ボトムカウンタシンク）（ＣＳ）は、１．０ｍｍ〜８．０ｍｍの範囲が好ましい。この（ＣＳ）が１．０ｍｍ未満であると耐圧が低下することとなり、一方、８．０ｍｍを越えると成形が困難となり、割れ等の成形不良を生じることとなり好ましくない。
また、前記環状凹部３の曲率半径Ｒ２は、０．５ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲が好ましい。この（Ｒ２）が０．５ｍｍ未満であると成形が困難となり、割れ等の成形不良を生じることとなり、一方、２．０ｍｍを越えると耐圧が低下することとなり好ましくない。
【００１７】
本発明のシームレス缶体１においては、前記環状凹部３はシームレス缶体１の缶底の耐圧性を向上させる重要な機能も奏するため、特に、前記シームレス缶体が前述したヘッドスペースを窒素等の不活性ガスで置換して充填、密封する微陽圧缶に適用される場合は、前記環状凹部３の深さ（ＣＳ−ＢＳ）は１．５ｍｍ〜３．０ｍｍ未満であることが耐圧性及び成形性の点で好ましい。そして、その深さが１．５ｍｍ未満であるとレトルト殺菌時等の耐圧性が低下し、一方、３．０ｍｍ以上であると成形時に前記環状凹部３の割れ等の成形不良を生じるので前記範囲が好ましい。
尚、接地リム部２の円弧部６の曲率半径Ｒ１は、接地の安定性と、前記環状凹部３と共に耐圧強度の向上に寄与するが、Ｒ１が０．５ｍｍ未満であると成形が困難となり、成形時の加工圧力が大きくなって割れ、切れ等を生じる恐れがあり、一方、２．０ｍｍを越えると耐圧性が低下するため、Ｒ１＝０．５ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲とするのが好ましい。
【００１８】
本発明のシームレス缶体は、金属板がアルミニウム板の場合はその厚みが０．２ｍｍ〜０．４ｍｍ、また、ブリキ、或いはティンフリースチール等のスチール板の場合はその厚みが０．１ｍｍ〜０．３ｍｍの金属板を用いて成形され、前記厚みの缶底を有するシームレス缶体に適用される。
そして、特に、缶胴径５３ｍｍ〜６６ｍｍ（通称２０２径〜２１１径）のシームレス缶体に適用される。
【００１９】
また、本発明のシームレス缶体は、低酸性飲料等が充填、密封される陰圧缶、或いは微陽圧缶の内圧検査特性を向上させることを目的とするものであるが、特に、缶体の内面側となる金属材料の少なくとも片面にポリエステル樹脂等の樹脂を被覆した被覆板を、絞り−しごき成形、或いは薄肉化絞り（ストレッチドロー）−しごき成形したシームレス缶体が、前述したコーナー部、或いはコーナー部近傍の樹脂フィルムの損傷が防止され、金属面の露出に起因する内容物のフレーバーの低下、腐食等の発生が防止されるため好ましい。
【実施例】
【００２０】
[評価]
１．平坦度（ＢＳＤ）
缶底の中央パネルの外周端を基準面（０）とし、中央パネル中心部の外側又は内側に膨らんでいる距離（ｍｍ）を測定した。
○：−０．１５≦ＢＳＤ≦０．１５
×：ＢＳＤ＜−０．１５またはＢＳＤ＞０．１５
【００２１】
２．耐圧性
本実施例では、シームレス缶体を微陽圧缶として用いることを前提に、レトルト殺菌時の缶底のバックリングの耐圧性基準４７０ｋＰａをクリヤーするため、４９０ｋＰａを基準値として評価した。
【００２２】
３．成形性
缶底の中央パネルのコーナー部８と環状凹部３の円弧部６との間に介在する直線部７（中央パネル５／環状凹部３間）における板厚減少率、及び缶底における切れ等（ボトム割れ）の成形不良の有無を目視で確認した。
○：ボトム割れなし、板厚減少１０％未満
△：ボトム割れなし、板厚減少１０％以上
×：ボトム割れ発生
【００２３】
[シームレス缶体の製造]
板厚０．２５ｍｍのアルミニウム金属板の表裏に、厚さ１６μｍのポリエステルフィルムを被覆したラミネート板から直径１２８ｍｍの円形ブランクを作成し、該円形ブランクをカッピングプレスで絞り成形して胴径７３ｍｍ、高さ４０ｍｍのカップを成形した。次いで、該カップを、成形速度２５０ｓｐｍで再絞り−しごき成形後に端部をトリミングし、缶胴厚み（Ｔｗ）＝０．１０５ｍｍ、缶胴端部厚み（Ｔｆ）＝０．１７５ｍｍ、缶底厚み（ＴＢ）＝０．２８ｍｍ、缶胴高さ（ＢｏＨ）＝１４３ｍｍのシームレス缶体を得た。
【００２４】
[実施例]
前記シームレス缶体において、缶底のコーナー部の曲率半径Ｒ３を１．５ｍｍ、２．０ｍｍ、４．０ｍｍ、６．０ｍｍ及び７．０ｍｍとし、一方、環状凹の深さ（ＣＳ−ＢＳ）を１．０ｍｍ、１．５ｍｍ、２．１ｍｍ、２．８ｍｍ、及び３．０ｍｍとしたシームレス缶体をそれぞれ作成した。
そして、前記缶底のコーナー部の曲率半径Ｒ３が１．５ｍｍ＜Ｒ３≦６．０ｍｍの範囲である２．０ｍｍ〜６．０ｍｍであって、環状凹部の深さ（ＣＳ−ＢＳ）が１．５ｍｍ〜３．０ｍｍ未満の範囲である１．５ｍｍ、２．１ｍｍ、２．８ｍｍのシームレス缶体を各実施例とし、前記曲率半径Ｒ３、環状凹部の深さ（ＣＳ−ＢＳ）が前記範囲外のシームレス缶体を各比較例として評価した。
評価した結果を実施例については表１に、比較例については表２に示す。
尚、表２中、評価せずは、得られたシームレス缶体の缶底に割れが発生した為にシームレス缶体の呈をなさず、平坦度、耐圧性、及び成形性の板厚減少率の評価は行っていない。
【００２５】
【表１】
2011255919.tif 000003
【表２】
2011255919.tif 000004
【００２６】
この結果、シームレス缶体の缶底の缶内方に凸となっている環状凹部に繋がるコーナー部の曲率半径Ｒ３が１．５ｍｍ＜Ｒ３≦６．０ｍｍ、前記環状凹部の深さが１．５ｍｍ〜３．０ｍｍ未満の条件を満たすことにより、前記缶底の平坦度、耐圧性、及び成形性が向上することが判る。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明のシームレス缶体によれば、缶底の中央パネルの高い平坦度を保つことにより陰圧缶や微陽圧缶、特に微陽圧缶の内圧検査特性に対応でき、また、耐圧性と成形性が向上するため産業上の利用可能性が高い。
【符号の説明】
【００２８】
１  シームレス缶体
２  接地リム部
３  環状凹部
５  中央パネル
６  環状凹部の円弧部
７  直線部
８  コーナー部
９  始点
【図１】
2011255919.tif 000005
【図２】
2011255919.tif 000006
【図３】
2011255919.tif 000007