(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面側に有機被膜を有し、外面側に開口用のスコアを設けた易開口性蓋において、金属板の内面側に有機被膜を有する蓋素材の前記外面側に開口用のスコアを形成すると共に、該スコア及び／またはその近傍に対応する位置の内面側に複数の凸部を形成し、該凸部の形成により前記有機被膜を配向延伸されてなることを特徴とする易開口性蓋。
【請求項２】
有機被膜が無延伸のポリエステル系被膜である、請求項１に記載された易開口性蓋。
【請求項３】
凸部の形状が、頂角が１００°ないし１１５°の三角錐形状または三角錐台形状である、請求項１または２に記載された易開口性蓋。
【請求項４】
凸部の基部の巾が０．００５ｍｍないし０．１５０ｍｍ、高さを０．００１ないし０．０２５ｍｍである、請求項１ないし３のいずれか１項に記載された易開口性蓋。
【請求項５】
０．３ｍｍないし０．８ｍｍの巾で凸部群列が設けられた、請求項１ないし４のいずれか１項に記載された易開口性蓋。
【請求項６】
凸部の存在密度が１０％以上である、請求項１ないし５のいずれか１項に記載された易開口性蓋。
【請求項７】
金属板の内面側に有機被膜を有する蓋素材を、その外面側のスコアダイと、該スコアダイ及び／またはその近傍に対応する位置に複数の凹部を設けてなる内面側のアンビルとで挟圧して、前記スコアダイによって外面側にスコアを設けるとともに、該スコア加工の加工圧力によって前記蓋素材の内面側が前記アンビルの前記凹部に押圧されて、内面側に上記スコア及び／またはその近傍に対応する位置に凸部を形成することにより、該凸部の前記有機被膜を配向延伸されてなることを特徴とする易開口性蓋の製造方法。
【請求項８】
金属板の内面側に有機被膜を有する蓋素材を挟圧するスコアダイとアンビルからなり、前記スコアダイはスコア加工部を有し、前記アンビルは前記スコア加工部及び／またはその近傍に対応する位置に複数の凹部が設けられ、該凹部の形状が、頂角が１００°ないし１１５°の三角錐形状あるいは三角錐台形状であることを特徴とする易開口性蓋の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも内面側に有機被膜を形成し、外面側には開口を容易とするスコアが設けられた易開口性蓋、その製造方法及び装置に関し、特に、内面側の伸びの大きい有機被膜が形成されいても、スコアから容易に開口することが可能な易開口性蓋、その製造方法及び製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、金属缶に用いられる金属蓋等の内面に、耐食性、フレーバー適性等を付与する目的で有機被膜が施されている。
そして、有機被膜の形成は、エポキシ−フェノール、エポキシ−アクリル、塩ビ系等の塗料の塗布、ポリエステル等の二軸延伸フイルム、無延伸フイルムのラミネート、あるいは押し出しコートによって形成されている。
しかしながら、易開口性蓋においては、上述した有機被膜に内、特にポリエステル等の無延伸フイルムのラミネート、あるいは押し出しコートによって内面側に有機被膜を形成すると、開口時の伸びが大きいことにより開口性不良が発生する。
一方、缶蓋の開口を容易にするため、両面に各々に一段目開口溝及び二段目開口溝を設けた缶蓋が特開平１０−２７８９３３号公報に開示されているが、この缶蓋は金属板に上記開口溝を形成して開口力の安定化を図るもので、有機被膜の伸びによる開口不良を防止するものではない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年、コーヒー、お茶類、スープ、汁粉等の缶詰は、温熱器、ホットベンダー等で保温され販売され、温まった状態で蓋を開口して飲用されることが多い。
しかしながら、開口を容易にするスコアが形成された易開口性蓋においては、その内面に形成された有機被膜が上述した保温時の熱によって伸びが増大し、特にポリエステル等の熱可塑性樹脂からなる無延伸フイルム、あるいは上記熱可塑性樹脂を押し出しコートした有機被膜は著しく伸びが増大して開口不良を生じる。
特に、この傾向はステイオンタブ型の缶蓋に見られる。
【０００４】
上記課題を解決する請求項１に係る発明は、内面側に有機被膜を有し、外面側に開口用のスコアを設けた易開口性蓋において、金属板の内面側に有機被膜を有する蓋素材の前記外面側に開口用のスコアを形成すると共に、該スコア及び／またはその近傍に対応する位置の内面側に複数の凸部を形成し、該凸部の形成により前記有機被膜を配向延伸されてなることを特徴とする易開口性蓋である。
請求項２に係る発明は、有機被膜が無延伸のポリエステル系被膜である請求項１に記載された易開口性蓋である。
請求項３に係る発明は、凸部の形状が、頂角が１００°ないし１１５°の三角錐形状または三角錐台形状である、請求項１または２に記載された易開口性蓋である。
請求項４に係る発明は、凸部の基部の巾が０．００５ｍｍないし０．１５０ｍｍ、高さを０．００１ないし０．０２５ｍｍである、請求項１ないし３のいずれか１項に記載された易開口性蓋である。
請求項５に係る発明は、０．３ｍｍないし０．８ｍｍの巾で凸部群列が設けられた、請求項１ないし４のいずれか１項に記載された易開口性蓋である。
請求項６に係る発明は、凸部の存在密度が１０％以上である、請求項１ないし５のいずれか１項に記載された易開口性蓋である。
請求項７に係る発明は、金属板の内面側に有機被膜を有する蓋素材を、その外面側のスコアダイと、該スコアダイ及び／またはその近傍に対応する位置に複数の凹部を設けてなる内面側のアンビルとで挟圧して、前記スコアダイによって外面側にスコアを設けるとともに、該スコア加工の加工圧力によって前記蓋素材の内面側が前記アンビルの前記凹部に押圧されて、内面側に上記スコア及び／またはその近傍に対応する位置に凸部を形成することにより、該凸部の前記有機被膜を配向延伸されてなることを特徴とする易開口性蓋の製造方法である。
請求項８に係る発明は、金属板の内面側に有機被膜を有する蓋素材を挟圧するスコアダイとアンビルからなり、前記スコアダイはスコア加工部を有し、前記アンビルは前記スコア加工部及び／またはその近傍に対応する位置に複数の凹部が設けられ、該凹部の形状が、頂角が１００°ないし１１５°の三角錐形状あるいは三角錐台形状であることを特徴とする易開口性蓋の製造装置である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の易開口性蓋１は、図１に示すように、金属板２の内面側を被覆する有機被膜３を有し、その有機被膜３としては、エポキシ−フェノール樹脂、エポキシ−アクリル樹脂、塩化ビニル系樹脂等の塗料、ポリエステル等の熱可塑性樹脂からなる二軸延伸フイルム、無延伸フイルムあるいは押し出し材を用いることができる。
しかしながら、エポキシ−フェノール樹脂、エポキシ−アクリル樹脂、塩化ビニル系樹脂等の塗料は、金属板２に塗布した後、通常、加熱オーブンで焼き付け・硬化を行うため、多量の燃焼ガスを消費し、かつ多量の炭酸ガスを排出しなければならない。
また、ポリエステル等の熱可塑性樹脂からなる二軸延伸フイルムは、金属板２にラミネートする際に、その密着力を確保するために接着剤、プライマーあるいはアンカー剤が必要となり、工程が増える問題がある。
一方、ポリエステル等の熱可塑性樹脂からなる無延伸フイルム、あるいは押し出しコート材は、上述した塗料、二軸延伸フイルムにおける欠点がなく、また、樹脂膜の伸びが大きいため金属板から蓋に成形する際に追従性に優れているので好ましい。
【０００６】
わかり易いように図１を参照しながら実施の形態を説明する。
図１に示す易開口性蓋１の内面に形成される有機被膜３としては、ポリエステル系樹脂、共重合ポリエステル系樹脂、あるいはそれらのブレンド樹脂、または上記樹脂にオレフィン系樹脂をブレンドした樹脂等の単層、積層材が、耐食性、フレーバー性等の点で優れている。
したがって、本発明の易開口性蓋１の内面に被覆する有機被膜３としては、無延伸フイルム、あるいは押し出しコート材による無延伸のポリエステル系被膜であることが好ましい。
なお、易開口性蓋１の外面にも、必要に応じて上述した内面に被覆される有機被膜３と同様の塗料、熱可塑性樹脂を用いて有機被膜４を形成してもよい。
【０００７】
本発明の易開口性蓋１は、外面側にタブによって開口されるスコア５が設けられ、上記易開口性蓋１の内面側において、上記スコア５に対応する位置、上記スコア５の近傍に対応する位置、あるいはその両方に対応する位置に内面側に突出する凸部６を設ける。
そして、易開口性蓋１の内面側に設ける凸部６は、開口時の内面側における有機被膜３の開口性の点から、図１に示すようにスコア５及びその近傍に対応する位置の両方に設けるのが開口性のより一層の向上の点から好ましい。
そして、上記凸部の形状は特に限定されないが、円錐形状、円錐台形状、欠球形状、角錐形状、角錐台形状あるいはこれらを組み合わせて多数個設けるか、あるいはこれらを線状に連ねた形状等を採用できるが、その中で頂角ｇ１００°ないし１１５°の三角錐形状あるいは三角錐台形状が、易開口性蓋１の内面側に形成される有機被膜３の開口性の点で最も優れている。
【０００８】
その場合、上記凸部６は、０．３ｍｍないし０．８ｍｍの巾で群列をなして設けるのが好ましく、上記巾が０．３ｍｍ未満であると開口性向上の充分な効果が得られない場合があり、一方、０．８ｍｍを越えるとスコア５の破断位置から遠くなり、この部分は開口性に寄与しない。
また、上記凸部６の基部の巾及び高さは、有機被膜３の厚さによって決定されるが、上記巾を０．００５ｍｍないし０．１５０ｍｍ、上記高さを０．００１ないし０．０２５ｍｍとするのが有機被膜３の損傷の抑制と開口性の向上を両立する点で好ましい。
また、上記凸部６の存在密度（Ｓ）は、スコア５及び／またはその近傍に対応する位置の一定面積（Ａ）内に占める凸部の総面積（ΣＢ）で定義され、ΣＢ／Ａで表わされる存在密度（Ｓ）１０％以上、特に１５％以上であることが有機被膜３の開口性の点から好ましく、上記存在密度（Ｓ）１０％未満であると上記開口性が低下する。
さらに、易開口性蓋１に開口の起点となる部分、及ひスコア５を開口するタブの先端部からの距離が遠い易開口性蓋、例えばステイオン−タブ董（ＳＯＴ蓋）おいては、内面側の有機被膜３が切れにくいため、上述した凸部６の巾、高さ、存在密度を適宜選択して大とし、上記凸部６の分布状態を変化させてもよい。
【０００９】
本発明の易開口性蓋において、その内面側に凸部を設けると開口時の有機被膜３の伸びが減少する理由については必ずしも明らかではないが、本発明者は外面側のスコア５と内面側の凸部６の成形時に、上記スコア５及び凸部６に対応する、あるいはその近傍の内面側の有機被膜３がスコア加工による押圧力と凸部加工により延伸され、その結果上記有機被膜３が配向延伸されることによるものと考えている。
なお、本発明の易開口性蓋の形態は、ステイオンタブ蓋、リキッドポアー蓋、フルオープン蓋、あるいは易開口性金属キャップ等に適用される。
【００１０】
本発明の易開口性蓋１の製造方法は、必要に応じて表面処理を施したアルミニウム合金、ブリキ等の金属板２及び内面に有機被膜３を有し、必要に応じて外面に有機被膜４を施した蓋素材Ｍを、その外面側のスコアダイ７と内面側のアンビル９で挟圧し、上記スコアダイ７によって上記外面側にスコア５を設けると共に、上記内面側に、上記スコア５及び／またはその近傍に対応する位置に凸部６を設ける。
このように、易開口性蓋１を製造することにより、内面側の有機被膜が破断することなく、上記易開口性蓋１の外面側のスコア５と、内面側の凸部を容易に設けることができる。
本発明の易開口性蓋１の製造装置は、図２ないし図４に示すように、アルミニウム合金、ブリキ等の金属板２及び内面に有機被膜３を有し、必要に応じて外面に有機被膜４を施した蓋素材Ｍを挟圧するスコアダイ７とアンビル９からなり、上記スコアダイ７はスコア加工部８を有し、上記アンビル９には上記スコア加工部８及び／またはその近傍に対応する位置に凹部１０が設けられている。
スコアダイ７とアンビル９は、上下に対向した位置に配置され、蓋素材Ｍの外面側（上側）にスコアダイ７を、また、内面側（下側）にアンビル９が配置されている。
そして、スコアダイ７を下降させてスコア加工部８によって蓋素材Ｍの外面側にスコア５を設けるが、このスコア加工時に上記蓋素材Ｍの内面側がアンビル９に接触するとともに、上記スコア加工部８の加工力によって上記アンビル９の凹部１０の押圧される。
この結果、内面側の有機被膜が破断することなく、易開口性蓋１の外面側にスコア５を、また、内面側に凸部６を容易に設けることができる。
【００１１】
アンビル９の凹部１０を設ける手段としては、放電加工、金属腐食法、ショットピーニング等、種々の加工方法が適用できるが、図５ないし図６に示すダイヤモンド圧子を用いるのが、加工精度、再現性の点で好ましい。
図５ないし図６に示すダイヤモンド圧子１１は、その先端部１２が３つの平面部からなる三角錐形状を呈し、このダイヤモンド圧子１１を用いて決められた荷重を加えると共にその位置を変えながら繰り返しアンビル９の表面に上記先端部１２を圧入することにより、上記アンビル９の表面に凹部１０を設ける。
なお、アンビル９の材質としては、一般的な金型用素材を用いることができるが、凹部１０を含む各部の耐久性、耐摩耗性の点から、超硬合金等の高硬度な素材及び／またはコーティング材を用いることが好ましい。
また、ダイヤモンド圧子１１の先端部１２の頂角αは、易開口性蓋１の内面側に設けられる凸部６に起因する有機被膜の開口性の点から１００°ないし１１５°とするのが好ましい。
【００１２】
このようにして設けられたアンビル９の凹部１０の断面形状は、図７の凹部１０の拡大断面図に示すように、凹部１０の周辺１３は、上述した圧子１１によって窪んだ体積分が上記凹部１０の周辺１３近傍に盛り上がるため、この盛り上がった部分を研磨して取り除いてもよいが、取り除かない方が好ましい。
その理由は、アンビル９の凹部１０の断面形状において、凹部傾斜面１４と凹部周辺１３は鈍角であるがその接続部１５は直線同士が当接している。
この結果、易開口性蓋１の内面側に凸部６を設ける際には、，内面側の有機被膜３がこの接続部１５に当接するため、その部分に対応する上記有機被膜３の厚みも若干薄くなること、及びその部分の上記有機被膜３が延伸されていて伸びが少ないことに起因して、開口応力が集中するため上記有機被膜３の開口性が向上する。
なお、この場合、上述したように、アンビル９の凹部１０における凹部傾斜面１４と凹部周辺１３は鈍角をなしているため、有機被膜３の上記接続部１５に対応する部分は、若干厚みが薄くなるが、被膜の断裂、すなわち、金属露出は生じ難い。
【００１３】
【実施例】
実施例１
厚さ０．２６ｍｍのアルミニウム合金板に、共重合ポリエステル樹脂を両面押し出しコートによって被覆し、内外面共０．００７ｍｍのポリエステル樹脂が被覆された熱可塑性樹脂被覆金属板を作製した。
この熱可塑性樹脂被覆金属板を用いて、プレス加工によって外径６５ｍｍの缶蓋素材を作製した後、さらに図２ないし図３に示すプレス加工を行い、底部の巾が０．０４ｍｍ、深さが０．１５ｍｍのスコアと、内面側に頂角が１０８°の三角錐形状を呈し、基部の巾が０．０５ｍｍ、平均高さが０．００８ｍｍの凸部群列を有する缶蓋を製造した。
凸部群列は、巾が０．５ｍｍ、凸部の平均間隔が０．０６ｍｍで、スコアにほぼ対応させると共に、上記スコアによる破断予定部分の全長約６２ｍｍに亘って設け、上記凸部の存在密度を約１９％とした。
そして、凸部群列を設けた後、ステイオンタブを取り付け、易開口性缶蓋とした。
易開口性缶蓋の内面側の金属露出をエナメルレーター値測定器で検査した結果、問題となるレベルの金属露出は認められなかった。
次いで、絞り−しごきによって成形した胴部外径６６ｍｍ、開口端部内径５７ｍｍ、高さ１２３ｍｍのアルミニウム缶胴に水を３４０ｍｌ充填し、上記易開口性蓋を上記アルミニウム缶胴に巻き締めた実缶５０缶を作製した。
この実缶を、８０℃に加温した状態で易開口性缶蓋を開口したところ、開口不良は発生しなかった。
【００１４】
比較例１
アンビルに凹部を設けず、易開口性蓋の内面側に凸部を設けなかった以外は、実施例１と同様の加工で易開口性蓋を製造した。
この易開口性缶蓋の内面側の金属露出をエナメルレーター値測定器で検査した結果、問題となるレベルの金属露出は認められなかった。
しかしながら、実施例１と同様のアルミニウム缶胴に用いて水を充填し、本比較例の易開口性蓋を巻き締めて実缶５０缶を作製し、上記実缶を８０℃に加温した状態で上記易開口性蓋を開口したところ、４１缶の開口不良を生じた。
【００１５】
【発明の効果】
本発明の易開口性蓋によれば、加温状態で上記蓋を開口しても、その内面に形成された有機被膜、特にポリエステル等の熱可塑性樹脂からなる無延伸フイルム、あるいは上記熱可塑性樹脂を押し出しコートした有機被膜の伸びの増大が防止され、スコアから容易に開口することができる。
また、本発明の易開口性蓋の製造方法及び装置によれば、内面側の有機被膜の破断を生じることなく、易開口性蓋の外面側のスコア５と、上記有機被膜の開口性を向上させる内面側の凸部を容易に設けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の易開口性蓋の断面を示す説明図である。
【図２】本発明の易開口性蓋の製造方法及び装置の成形開始時の説明図である。
【図３】本発明の易開口性蓋の製造方法及び装置の成形終了時の説明図である。
【図４】本発明の易開口性蓋の製造に用いるアンビルの部分拡大説明図である。
【図５】アンビルに凹部を設けるダイヤモンド圧子の説明図である。
【図６】ダイヤモンド圧子の先端部の拡大説明図である。
【図７】アンビルの凹部の拡大断面を示す説明図である。
【符号の説明】
１  易開口性蓋
２  金属板
３  内面側の有機被膜
４  外面側の有機被膜
５  スコア
６  凸部
７  スコアダイ
８  スコア加工部
９  アンビル
１０  凹部
１１  ダイヤモンド圧子
１２  先端部
１３  凹部周辺
１４  凹部傾斜面
【図１】
0004484008.tif 000002
【図２】
0004484008.tif 000003
【図３】
0004484008.tif 000004
【図４】
0004484008.tif 000005
【図５】
0004484008.tif 000006
【図６】
0004484008.tif 000007
【図７】
0004484008.tif 000008