(57)【要約】【課題】  規定された圧力の範囲内ではバックリング発生を確実に防止できる耐圧力を有するが、それを超えた内圧上昇があったときには局部的な鋭角状の凸山の発生がなく、内容物の飛散をおこさない、肉厚の薄い缶蓋および該缶蓋を備えた飲料用金属缶の提供。【解決手段】    チャックウオールの内側に環状のカウンターシンクが形成された缶蓋において、φ２がφ１の７０〜８０％の径に設定され、θ１が３０〜６０°、θ２が１０〜３５°（ただし、θ１＞θ２）、Ｒ１が３〜１０ｍｍとなされていることを特徴とする飲料用金属缶蓋。［ただし、φ１：缶蓋の直径（ｍｍ）、φ２：カウンターシンク間の直径（ｍｍ）、θ１：チャックウオールとカウンターシンクの垂直線との角度、θ２：チャックウオールとカウンターシンクの外壁の延長線との角度、Ｒ１：チャックウオールとカウンターシンクの外壁との接合位置における半径］【選択図】            図１
2005075382.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャックウオールの内側に環状のカウンターシンクが形成された缶蓋において、φ２がφ１の７０〜８０％の径に設定され、θ１が３０〜６０°、θ２が１０〜３５°（ただし、θ１＞θ２）、Ｒ１が３〜１０ｍｍとなされていることを特徴とする飲料用金属缶蓋。
ただし、φ１：缶蓋の直径（ｍｍ）、φ２：カウンターシンク間の直径（ｍｍ）、θ１：チャックウオールとカウンターシンクの垂直線との角度、θ２：チャックウオールとカウンターシンクの外壁の延長線との角度、Ｒ１：チャックウオールとカウンターシンクの外壁との接合位置における半径
【請求項２】
請求項１において、θ１が４０〜５０°、θ２が１５〜２５°、Ｒ１が４〜７ｍｍである請求項１に記載の飲料用金属缶蓋。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の缶蓋を備えた飲料用金属缶。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビール缶や炭酸清涼飲料缶など、比較的高い内圧をもつ飲料用金属缶に用いられる金属缶用蓋及び該缶蓋を備えた飲料用金属缶に関する。特に高温に曝されるなどによりバックリング変形をおこしても、カウンターシンク部分やスコアで缶蓋の破れがなく、スコアの設置、開口操作を困難にしないカウンターシンク直径を保持した、肉厚を薄くすることが可能な飲料用缶蓋に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビール缶や炭酸清涼飲料缶などの比較的高い内圧をもつ飲料缶に用いられる缶蓋の外周は巻締め時に缶胴フランジ裏にスムーズに巻き込むカール形状をしており、その内周部には内圧によって耐圧強度を高め、バックリンク変形がおこりにくい形状として溝形状のカウンターシンクが設けられている。このカウンターシンク加工において、カウンターシンクの直径を小さくすることにより缶蓋の耐圧性能を向上させることが可能であることが知られている。例えば缶蓋の直径に対しカウンターシンク間の直径を８０％未満にすることが好ましい（例えば特許文献１参照）との提案がなされている。
缶蓋の開口は、缶蓋本体にスコアと呼ばれる楔型断面の溝で作られた飲み口をタブで押し込む方式が一般的である。スコア深さはスコア残厚で管理されており、蓋本体に組みこまれている。
【０００３】
中身が充填されたアルミニウム缶は、缶内圧を持つので、充填ラインやその後の流通、保管での温度上昇による内圧に耐える耐圧強度が求められる。その場合カウンターシンク間の直径を小さくすれば耐圧性能は向上するが、その反面、スコアなどの設置面積が圧迫され、小さくなるため、スコアなどの設置面積などの確保、飲み口の開口操作も困難となるので限度がある。
【０００４】
缶蓋の耐圧性能としては、内容物の温度上昇等による内圧上昇により耐圧強度としてバックリング変形をおこさないだけでなく、例えば夏季において高温の自動車内に放置された場合等に、規格耐圧を超えてバックリングをおこしても同時にカウンターシンク部分やスコアが破れて内容物が飛散しないようにすることも求められる。一般的な耐圧強度規格は、例えば、ビールでは５３０ｋＰａ（５．５ｋｇｆ／ｃｍ２）以上となっており、この耐圧強度は缶内に圧力がかかったときの変形開始圧力で評価される。一般に供給されている缶蓋のバックリング変形開始圧力は規格圧力以上の耐圧力のものであり、バックリング変形を防止することにより缶蓋の亀裂の発生を防止しようとするものである。
【０００５】
【特許文献１】特表平１１−５０５７９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、規定された圧力の範囲内ではバックリング発生を確実に防止できる耐圧力を有するが、それを超えた内圧上昇があったときには局部的な鋭角状の凸山の発生がなく、スムーズにバックリング変形をおこし内容物の飛散をおこさない、肉厚の薄い缶蓋および該缶蓋を備えた飲料用金属缶を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、
［１］  チャックウオールの内側に環状のカウンターシンクが形成された缶蓋において、φ２がφ１の７０〜８０％の径に設定され、θ１が３０〜６０°、θ２が１０〜３５°（ただし、θ１＞θ２）、Ｒ１が３〜１０ｍｍとなされていることを特徴とする飲料用金属缶蓋。
［ただし、φ１：缶蓋の直径（ｍｍ）、φ２：カウンターシンク間の直径（ｍｍ）、θ１：チャックウオールとカウンターシンクの垂直線との角度、θ２：チャックウオールとカウンターシンクの外壁の延長線との角度、Ｒ１：チャックウオールとカウンターシンクの外壁との接合位置における半径を示す。］、
［２］  上記［１］において、θ１が４０〜５０°、θ２が１５〜２５°、Ｒ１が４〜７ｍｍである上記［１］に記載の飲料用金属缶蓋、及び
［３］  上記［１］又は［２］に記載の缶蓋を備えた飲料用金属缶、を開発することにより上記の目的を達成した。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る缶蓋は、必要とする耐圧性能を保持しつつ、内圧の極度の上昇等においては亀裂の発生をすることなくスムーズにバックリング変形をおこすものである。一旦該バックリング変形した後の金属缶は、耐圧強度を著しく向上するためそれ以後は亀裂の危険は全くないものとなる。これは必要以上にバックリング強度を向上させる必要はなく、亀裂の発生を確実に防止することができ、しかも、缶蓋の肉厚を現状のものに比較して薄肉にできるのでそれだけコスト低減にもなるという効果を奏する。
本発明の缶蓋を備えた飲料缶は、例えば、夏季の高温の自動車内に放置され、内圧の異常上昇により規格耐圧を超えた時には、スムーズにバックリングは発生するが、内容物が飛散するというトラブル発生を確実に防止できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、日本の市場において重要課題となっている缶蓋の亀裂防止技術として開発されたものである。
従来の缶蓋の耐圧強度に対する技術的思想が、バックリングを防止することにより缶蓋の亀裂の発生を防止しようとするものであるのに対し、本発明では耐圧強度を必要最小限とし、規格以上に内圧が上昇した場合には、スムーズにバックリングをおこさせることにより缶蓋の亀裂の発生を確実に防止しようとするものである。
【００１０】
以下図面を参照して説明する。図２はチャックウオールの内側に環状のカウンターシンクが形成された缶蓋の平面図であり、図１はカウンターシンク近傍の拡大断面図である。即ち、環状のカウンターシンク（２）間の直径（φ２）を缶蓋の直径（φ１）の７０〜８０％の径に設定され、チャックウオール（１）とカウンターシンク（２）の垂直線（３）との角度（θ１）が３０〜６０°、チャックウオール（１）とカウンターシンク（２）の外壁（４）の延長線（５）との角度（θ２）が１０〜３５°（ただし、θ１＞θ２）、チャックウオール（１）とカウンターシンク（２）の外壁（４）との接合位置における半径（Ｒ１）が３〜１０ｍｍ、好ましくは、θ１が４０〜５０°、θ２が１５〜２５°、Ｒ１が４〜７ｍｍとなされている飲料用金属缶蓋であり、また該金属缶蓋を備えた飲料缶である。
【００１１】
本発明において、環状のカウンターシンク間の直径（φ２）を缶蓋の直径（φ１）の７０〜８０％の径に設定することが必要であり、肉薄の缶蓋においても充分なる耐圧性能を保持するために必要とするものである。上記φ２の径が７０％未満の場合には、中央パネル部の面積が減少し、充分なる開口部面積の確保やタブによる開缶操作に困難が生じる。逆に８０％を超える場合には、耐圧性能の向上効果が期待出来ない。特に７５％前後が好ましい。
【００１２】
チャックウオールとカウンターシンクの垂直線との角度θ１を３０〜６０°に設定する必要がある。θ１の角度をこの範囲に設定することにより、缶蓋の耐圧性能を保持しつつ内圧上昇による必要な耐バックリング性を付与するとともに、さらにはバックリング現象が発生したときであっても、該変形衝撃による亀裂の発生を確実に防止するものである。  上記角度θ１が３０°未満の場合には、中央パネル面積が大きくなるため耐圧性能が低下するため薄肉の缶蓋とすることが困難となり、逆に６０°を超える場合には、内圧上昇によるバックリング現象によりカウンターシンク部分に亀裂が生じる可能性が増大する。特に好ましい角度は４０〜５０°の範囲である。
【００１３】
本発明において、チャックウオールとカウンターシンクの外壁の延長線との角度θ２を１０〜３５°に設定する必要がある。この角度に設定することにより、缶蓋の耐圧性能を保持しつつ、変形衝撃によるカウンターシンク部分からの亀裂の発生を防止しょうとするものである。上記角度θ２が１０°未満の場合には、耐圧性能の向上効果が期待できず、逆に３５°を超える場合には、バックリング現象によりカウンターシンク部分に亀裂が生じる恐れがある。特に好ましい角度は１５°〜２５°の範囲である。
【００１４】
本発明において特に重要な要件は、チャックウオールとカウンターシンクの外壁との接合位置における半径Ｒ１を３〜１０ｍｍ、好ましくは４〜７ｍｍに設定することである。これにより内圧が極度に上昇したときにはスムーズにバックリングをおこさせ、その際に亀裂を生じさせないようにしょうとするものである。上記半径Ｒ１が３ｍｍ未満の場合には、内圧上昇による変形衝撃がＲ１近辺に集中し、この部分から亀裂が生じる恐れがある。逆に１０ｍｍを超える場合には耐圧力が低下し、本発明のメリットとする缶蓋肉厚を薄くすることの障害となる。
【００１５】
本発明は、上記各構成要件（φ１／φ２の特定比率、θ１及びθ２の特定角度、Ｒ１の特定寸法）の有機的な組合せにより、缶蓋の優れた耐圧性能を保持しつつ、内圧上昇の際にスムーズにバックリングをおこさせ、その際に缶蓋に亀裂を生じさせないようにしたものである。
【実施例】
【００１６】
（実施例１〜５，比較例１〜３、参考例１〜２）
ＡＡ５１８２合金を用いて表に示す実施例１〜５、比較例１〜３、参考例１及び２からなる缶蓋を製作した。なお、実施例、比較例及び参考例の構成は下記の通りである。
・各実施例の缶蓋は、本発明の各構成要件を満足するものであり、蓋肉厚は現状採用されている缶蓋（参考例１）より薄肉の０．２３ｍｍのものを用いた。
・各比較例の缶蓋は、本発明の構成要件の一部を欠いたものであり、蓋肉厚は本発明の缶蓋と同じ肉厚のものを採用した。
・  参考例１は、現在市場に出回っている飲料缶に採用されている缶蓋と同一寸法であり、蓋肉厚は本発明の実施例の缶蓋より厚肉の０．２５ｍｍである。
・参考例２は、参考例１の缶蓋に本発明の構成要件の一部（耐圧性の付与）を利用したものである。
上記各缶蓋について、下記の耐圧性評価試験及びバックリング現象による亀裂発生の有無評価をそれぞれ実施した。その結果は表に示すとおりである。
【００１７】
【表１】
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【００１８】
Ａ．  評価１：耐圧値
耐圧値は、缶胴と蓋とを巻き締めを行った後、缶内に徐々に圧力を付加した時の缶蓋に生じるバックリング変形開始圧力である。この耐圧値が５３９ｋｐａ以上であれば実用上問題ないと評価されている。
Ｂ．  評価２：亀裂有無
亀裂有無は、上記耐圧試験により生じたバックリング変形の形態を評価し、亀裂発生の有無を測定した。評価基準は下記の通りとした。
○  ：亀裂発生が全く認められない
△  ：小さな亀裂発生が認められる
×  ：大きな亀裂発生が認められる
【００１９】
以上の評価結果から明らかなように、本発明に基づく実施例１〜５の缶蓋は耐圧試験及び亀裂発生評価において全く問題がない評価が得られた。これに対し、比較例１〜３に示す缶蓋は、耐圧評価において満足できるものでも亀裂発生評価において問題があり、実用に供し得るものではなかった。又、参考例１に示す市販品の缶蓋は、肉厚を厚くすることにより実用上問題ないようになされている。更に、参考例２に示す缶蓋は、市販品と同じ厚い肉厚のものを使用し、かつ耐圧性を付与したタイプのものであるが、大きな亀裂発生が認められ、実用に供し得るものではなかった。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明は、飲料用金属缶蓋および該缶蓋を用いた飲料用金属缶に関するものであり、飲料用金属缶において問題とされている缶蓋の亀裂発生、即ち規定圧以上に内圧が上昇したときにスムーズにバックリングをおこさせて、金属缶の耐圧強度を向上させ破裂を完全に回避できる缶蓋開発に成功したものである。これにより内容物が飛散するというトラブル発生を確実に防止できる。該金属缶はビール、ソフトドリンクなど一般の飲料用金属缶に広く使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】缶蓋のカウンターシンク近傍の拡大断面図
【図２】缶蓋の平面図
【符号の説明】
【００２２】
φ１：缶蓋の直径（ｍｍ）、
φ２：カウンターシンク間の直径（ｍｍ）、
θ１：チャックウオールとカウンターシンクの垂直線との角度、
θ２：チャックウオールとカウンターシンクの外壁の延長線との角度、
Ｒ１：チャックウオールとカウンターシンクの外壁との接合位置における半径
１：チャックウオール
２：カウンターシンク
３：カウンターシンクの垂直線
４：カウンターシンクの外壁
５：カウンターシンクの外壁の延長線
【図１】
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【図２】
2005075382.tif 000005