(57)【要約】【課題】本発明は、金属容器の口頸部の成形が容易で、しかもキャップとの密封性に優れた金属製キャップ巻締容器を提供する。【解決手段】薄肉金属板製の金属容器１０を薄肉鋼板製とすると共に、キャップ２０を薄肉鋼板よりも引っ張り強さの低い軟質の薄肉金属板製とし、金属容器１０を構成する薄肉鋼板は表裏両面に熱可塑性樹脂フィルムが積層されたフィルム積層鋼板で、口頸部１２をフィルム積層鋼板を有底筒状に成形したブランク３００の底板部３１０を円筒状に絞って薄肉に延伸した円筒部３１１によって構成し、成形後の金属容器を構成する薄肉鋼板の引っ張り強度を、４００Ｎ／ｍｍ２ 以上、キャップ２０を構成する軟質金属板の引っ張り強度を２５０Ｎ／ｍｍ２  以下に設定したことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
胴部と、該胴部より小径の口頸部と、前記胴部と口頸部を連結する肩部とを備えた薄肉金属板製の金属容器と、該金属容器の口頸部外周に形成されたねじ部形状に倣って巻き締められる薄肉金属板製のキャップとを備えた金属製キャップ巻締容器において、
前記金属容器を薄肉鋼板製とすると共に、前記キャップを薄肉鋼板よりも軟質の薄肉金属板製とし、
前記金属容器を構成する薄肉鋼板は表裏両面に熱可塑性樹脂フィルムが積層された積層板で、口頸部は該積層板を有底筒状に成形したブランクの底板部を絞って薄肉に延伸した円筒部によって構成され、
成形後の金属容器を構成する薄肉鋼板の引っ張り強度を、４００Ｎ／ｍｍ２ 以上、キャップを構成する軟質金属板の引っ張り強度を２５０Ｎ／ｍｍ２  以下に設定したことを特徴とする金属製キャップ巻締容器。
【請求項２】
胴部と、該胴部より小径の口頸部と、前記胴部と口頸部を連結する肩部とを備えた薄肉金属板製の金属容器と、該金属容器の口頸部外周に形成されたねじ部形状に倣って巻き締められる薄肉金属板製のキャップとを備えた金属製キャップ巻締容器において、
前記金属容器を構成する薄肉金属板は表裏両面に熱可塑性樹脂フィルムが積層された積層板で、口頸部は該積層板を有底筒状に成形したブランクの底板部を絞って薄肉に延伸した円筒部によって構成され、
前記金属容器の口頸部の開口端部には先端カール部が設けられ、該先端カール部の肉厚が局部的に薄肉に成形されていることを特徴とする金属製キャップ巻締容器。
【請求項３】
有底筒形状に成形された薄肉金属板のブランクの底板部に絞り加工によって小径の円筒部を突出成形する絞り工程と、円筒部の先端閉塞部を切断して開口させるトリミング工程と、円筒部の開口端部を丸めてカール部を成形しカーリング工程と、円筒部にねじ部を成形するねじ成形工程とを備えた金属容器の成形方法において、
前記薄肉金属板製ブランクは薄肉金属板の表裏両面に熱可塑性樹脂フィルムを被覆したフィルム積層金属板で、絞り工程において加熱によって除去可能な潤滑剤を用いてブランクの熱可塑性樹脂フィルムと金型との接触面を潤滑しながら絞り成形することを特徴とする金属容器の成形方法。
【請求項４】
有底筒形状に成形された薄肉金属板のブランクの底板部に絞り加工によって小径の円筒部を突出成形する絞り工程と、円筒部の先端閉塞部を切断して開口させるトリミング工程と、円筒部の開口端部を丸めてカール部を成形しカーリング工程と、円筒部にねじ部を成形するねじ成形工程とを備えた金属容器の成形方法において、
トリミング工程の前にカール部が成形される円筒部の先端部を局部的に薄肉にするしごき工程を有することを特徴とする金属容器の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄肉金属板製の容器の口頸部に薄肉金属板製キャップを巻き締めた金属製キャップ巻締容器および金属容器の成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、この種の金属製キャップ巻締容器としては、たとえば特許文献１に記載のようなものが知られている。すなわち、胴部と、胴部より小径の口頸部と、胴部と口頸部を連結する肩部とを備えた薄肉金属板製の金属容器と、この金属容器の口頸部外周に形成されたねじ部に巻き締められる薄肉金属板製のキャップとを備えた容器が知られている。
このような胴部から突出する小径の口頸部を備えた金属容器は、形状的に胴部に対して口頸部の径を小さく絞る必要があるので、材質としては成形性のよいアルミニウム系の金属材料が一般的である。絞り加工は、有底筒形状のブランクの底板部を円筒状に突出させる底絞りによって口頸部を成形するようになっていた。
【０００３】
しかし、アルミニウム系の金属容器の場合には、キャップを容器口頸部に巻き締める際に、キャップシェルをあまり強く巻き締めると容器口頸部が変形してしまうために、巻締力をあまり強くすることができず、キャップと口頸部との接触面間の密着性が悪く、密封性が低いという問題があった。
一方、本発明者らは、このような口頸部を備えた金属容器を薄肉鋼板製とすることを検討してきたが、その過程で、薄肉鋼板製の金属容器とアルミニウム系のキャップとを組み合わせた場合、密封性が非常によいことを見出した。
しかし、薄肉鋼板の場合には、従来は有底円筒状の胴部の開口端部を小径に絞る口絞り加工を行っているのが現状である。口絞り加工は、口頸部を厚肉に圧縮する工程となり、どうしても微細なしわよりが発生し、また、口絞り加工を施した部分は厚肉になっているので、口頸部先端のカール部を成形するのも成形荷重が高くなるため困難であった。
【０００４】
【特許文献１】国際公開  ＷＯ  ０１／１５８２９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記した従来技術の問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、薄肉鋼板で金属容器を容易に成形し得る構成とし、口頸部とキャップとの密封性を高め得る金属製キャップ巻締容器及び金属容器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本請求項１に係る発明は、胴部と、胴部より小径の口頸部と、胴部と口頸部を連結する肩部とを備えた薄肉金属板製の金属容器と、金属容器の口頸部外周に形成されたねじ部形状に倣って巻き締められる薄肉金属板製のキャップとを備えた金属製キャップ巻締容器において、金属容器を薄肉鋼板製とすると共に、キャップを薄肉鋼板よりも引っ張り強さの低い軟質の薄肉金属板製とし、金属容器を構成する薄肉鋼板は表裏両面に熱可塑性樹脂フィルムが積層されたフィルム積層鋼板で、口頸部は該フィルム積層鋼板を有底筒状に成形したブランクの底板部を絞って薄肉に延伸した円筒部によって構成され、成形後の金属容器を構成する薄肉鋼板の引っ張り強度を、４００Ｎ／ｍｍ２ 以上、キャップを構成する軟質金属板の引っ張り強度を２５０Ｎ／ｍｍ２  以下に設定したことを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２に係る発明は、胴部と、胴部より小径の口頸部と、胴部と口頸部を連結する肩部とを備えた薄肉金属板製の金属容器と、金属容器の口頸部外周に形成されたねじ部形状に倣って巻き締められる薄肉金属板製のキャップとを備えた金属製キャップ巻締容器において、金属容器を構成する薄肉金属板は表裏両面に熱可塑性樹脂フィルムが積層された積層板で、口頸部は該積層板を有底筒状に成形したブランクの底板部を絞って薄肉に延伸した円筒部によって構成され、金属容器の口頸部の開口端部には先端カール部が設けられ、先端カール部の肉厚が局部的に薄肉に成形されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に係る発明は、有底筒形状に成形された薄肉金属板のブランクの底板部に絞り加工によって小径の円筒部を突出成形する絞り工程と、円筒部の先端閉塞部を切断して開口させるトリミング工程と、円筒部の開口端部を丸めてカール部を成形しカーリング工程と、円筒部にねじ部を成形するねじ成形工程とを備えた金属容器の成形方法において、前記薄肉金属板製ブランクは薄肉金属板の表裏両面に熱可塑性樹脂フィルムを被覆したフィルム積層金属板で、絞り工程において加熱によって除去可能な潤滑剤を用いてブランクの熱可塑性樹脂フィルムと金型との接触面を潤滑しながら絞り成形することを特徴とする。
請求項４に係る発明は、有底筒形状に成形された薄肉金属板のブランクの底板部に絞り加工によって小径の円筒部を突出成形する絞り工程と、円筒部の先端閉塞部を切断して開口させるトリミング工程と、円筒部の開口端部を丸めてカール部を成形しカーリング工程と、円筒部にねじ部を成形するねじ成形工程とを備えた金属容器の成形方法において、トリミング工程の前にカール部が成形される円筒部の先端部を局部的に薄肉にするしごき工程を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本請求項１に記載の発明によれば、金属容器を硬質の薄肉鋼板とし、キャップを薄肉鋼板より軟質のアルミ系金属等の軟質金属板としたので、キャップを巻締る際に巻締力を強くしても、金属容器の口頸部は変形することなく、キャップが口頸部のねじ部形状に倣った形状に成形され、金属容器の口頸部に対するキャップの密着性が良くなり、密封性が向上する。
鋭意検討した結果、硬度と相関関係を有する薄肉鋼板の引っ張り強度を、４００Ｎ／ｍｍ２ 以上、キャップを構成する軟質金属板の引っ張り強度を２５０Ｎ／ｍｍ２ 以下と、強度差を大きくすれば、キャップ巻締時における口頸部の変形を確実に防止することができ、巻締時にキャップがより一層口頸部に密着しやすくなる。
【００１０】
請求項２に記載の発明のように、先端カール部の肉厚を局部的に薄肉に成形することにより、先端カール部の成形時、成形荷重が低減されるため、カール形成が容易となる。
【００１１】
請求項３に係る発明によれば、薄肉金属板製のブランクを薄肉鋼板の表裏両面に熱可塑性樹脂フィルムを被覆したフィルム積層金属板とし、加熱によって除去可能な潤滑剤を用いてブランクの樹脂フィルムと金型との接触面を潤滑しながら絞り成形することで、金属板であっても有底筒形状の底板部を底絞りすることが可能となった。
また、潤滑剤についても加熱により除去することができる。
請求項４に係る発明によれば、トリミング工程の前に円筒部の先端部を局部的に薄肉にしごくことにより、先端カール部の成形時、成形荷重低減されるため、カール形成が容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
図１は、本発明の金属製キャップ巻締容器を示している。
この金属製キャップ巻締容器１は、胴部１１と、胴部１１より小径の口頸部１２と、胴部１１と口頸部１２を連結する肩部１３とを備えた薄肉金属板製の金属容器１０と、金属容器１０の口頸部１２外周に形成されたねじ部２４に巻き締められる薄肉金属板製のキャップ２０とを備えている。
金属容器１０は薄肉鋼板製で、キャップ２０は薄肉鋼板よりも軟質の薄肉金属板であるアルミニウム系の軟質金属で構成されている。
【００１３】
金属容器１０を構成する薄肉金属板は、図１（Ｂ）に示すように、薄肉鋼板１０１の表裏両面にポリエチレンテレフタレート等の熱可塑性樹脂フィルム１０２が積層されたフィルム積層鋼板１００で、図１（Ｄ），（Ｅ）に示すように、口頸部１２はフィルム積層鋼板１００を有底筒状に成形したブランク３００の底板部３１０を絞って薄肉に延伸した円筒部３１１によって構成される。
金属容器１０の口頸部１２は注出口を構成するもので、胴部１０から肩部１３を介して円筒状に上方に突出しており、開口端部は一段小径に縮径され、外側に向かってカールした環状の先端カール部１４が設けられている。この先端カール部１４の肉厚ｔ２は、図１（Ｃ）に示すように、口頸部１２の他の部位の肉厚ｔ１に比べて局部的に薄肉に成形されている。
【００１４】
キャップ２０は、天板部２１と、天板部２１の周囲から垂下する円筒状のねじ筒部２２と、ねじ筒部２２の下端に開封時に切断可能なブリッジ部２６を介して連結される不正開封防止用のバンド部２３とを備えた構成で、ねじ筒部２２とバンド部２３が口頚部１２に対してロールオン成形によって巻き締められ、金属容器１０の口頚部１２に設けられたねじ部１５に密着するねじ部２４および口頚部１２に設けられた環状凸部１６の下側縁に対して係合する折曲部２３ａが形成されている。天板部２１の裏面にはシール材としての環状のライナー材２５が接着されており、このライナー材２５が開口部の先端カール部
１４に対して所定の圧力でもって密接している。
本発明によれば、金属容器１０を硬質の薄肉鋼板とし、キャップ２０を薄肉鋼板より軟質のアルミニウム系金属等の軟質金属板としたので、キャップ２０を巻締る際に、金属容器１０の口頸部１２は変形することなく、キャップ２０が口頸部１２のねじ部形状に倣った形状に成形され、金属容器１０の口頸部１２に対するキャップ２０の密着性が良くなり、密封性が向上する。
鋭意検討した結果、金属容器１０を構成する薄肉鋼板の引っ張り強度を、４００Ｎ／ｍｍ２ 以上、キャップ２０を構成する軟質金属板の引っ張り強度を２５０Ｎ／ｍｍ２ 以下と、強度差を大きくすれば、キャップ巻締時における口頸部１２の変形を確実に防止することができ、巻締時にキャップ２０がより一層口頸部に密着しやすくなる。
薄肉鋼板の引っ張り強度の上限値としては、５００Ｎ／ｍｍ２  程度、軟質金属板の引っ張り強度の下限値としては、１８０Ｎ／ｍｍ２  程度が好適である。
【００１５】
次に、上記金属容器の成形方法について、図２を参照して説明する。
すなわち、有底筒形状に成形された薄肉鋼板製のブランク３００の底板部３１０に、絞り加工によって円筒部を成形する絞り工程と、円筒部３１１の先端部３１２外周を局部的に薄肉にするしごき工程と、円筒部３１１の先端閉塞部３１３を切断して開口させるトリミング工程と、円筒部３１１の先端部３１２を丸めてカール部１４を成形するカーリング工程と、円筒部３１１にねじ部を成形するねじ成形工程とを備えている。
【００１６】
絞り工程は、図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、有底筒形状のブランク３００には、胴部と底板部を連結する肩部１３が成形されており、肩部１３をしわ押さえ４０１と絞り穴４０３ａが形成された絞り型４０３で挟み、底板部３１０をパンチ４０２によって絞り、絞り型４０３の内周形状に倣って小径の円筒部３１１を成形する。
この絞り工程では、パンチ４０２と絞り型４０３に対して、ブランク３００は、平滑な樹脂フィルム１０２のフィルム面が接触しており、さらに接触面が潤滑剤によって潤滑されて接触摩擦が大幅に減少している。高強度の薄肉鋼板を絞るためには、樹脂フィルムだけでは潤滑が充分ではなく、潤滑剤を用いることで、底板部３１０の深絞り加工が可能となり、従来は実現していなかった絞り比が１．５程度までの絞り加工が１回の絞り工程で可能となった。潤滑剤としては、加熱することによって除去可能なワックスが用いられる。たとえば、流動パラフィン，合成パラフィン，ポリエチレンワックス，マイクロクリスタリンワックス，ラノリンワックス，カルナバワックス等が好適である。
【００１７】
しごき工程は、図２（Ｃ）に示すように、しごき型４１０を円筒部３１１の先端部外周に当てて、しごきパンチ４１１を円筒部３１１内周に挿入し、円筒部３１１の先端部３１２をしごき型４１０とパンチ４１１で内外周を押さえてしごくことによって薄肉化する。
しごき工程は、図４（Ａ），（Ｂ）に示す別形態のように、絞り成形と同時にしごいてもよい。この別形態では、絞り型４０３′の内周に部分的に突出するしごき部４０３ａ′が設けられており、このしごき部４０３ａ′とパンチ４０２によって、絞られた円筒部３１１の先端部３１２′がしごかれる。
トリミング工程では、図２（Ｄ），（Ｅ）に示すように、円筒部３１１の先端閉塞端部３１３をトリミング型４２０によって切断して開口させる。
トリミングは、図４（Ｃ）に示す別形態のように、インナーカッター４２１′と回転刃式のトリマーカッター４２０′を用いてもよい。
カーリング工程は、図２（Ｆ）に示すように、開口した円筒部３１１の先端部３１２を外側に断面円形状に曲げて先端カール部１４を成形する。
ねじ成形工程では、図２（Ｇ）に示すように、円筒部３１１にねじ部１５及び環状凸部１６を成形する。
潤滑剤の加熱除去については、上記しごき工程の後に行ってもよいし、ねじ成形後に行ってもよい。加熱温度は、潤滑剤の蒸発温度に合わせて設定されるが、潤滑剤が流動パラフィンの場合には、１５０〜２５０℃程度まで加熱する。
【００１８】
図３は、金属容器１０にキャップを巻締する巻締め工程の一例を示している。
巻締工程では、金属容器１０の口頸部１２に被着したキャップシェル２００の天板部２１０内面をライナー材２５を介して口頸部１２の先端カール部１４に当接させ、天板部２１０の外周から垂下する筒状部２２０を口頸部１２の外周のねじ部１５及び環状凸部１６に対向させ、天板部２１０を先端カール部１４に対して加圧した状態で、スレッドロール５１０とスカートロール５２０により、筒状部２２０を加圧し、口頸部１２のねじ部１５および環状凸部１６の形状に倣った形状に成形する。
【００１９】
この実施例では、口頸部１２が引っ張り強度が大きい硬質の薄肉鋼板製で、キャップシェル２００が引っ張り強度が低く軟質のアルミニウム合金等で成形されているので、スレッドロール５１０とスカートロール５２０によって、強く押し付けても、キャップシェル２００のみが変形して口頸部１２は変形せず、キャップシェル２００が口頸部１２のねじ部１５および環状凸部１６の形状に倣った理想的な形状に成形されて密着し、密封性が向上する。
なお、口頸部１２’（円筒部３１１）の先端部３１２をしごくことにより、先端カール部１４の成形が容易になる点については、口頸部１２が薄肉鋼板に限らず、アルミニウム合金など薄肉金属板であれば効果を奏する。また、潤滑剤の加熱除去についても、口頸部の金属材料は問わない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１（Ａ）は本発明の実施例に係る金属製キャップ巻締め容器の半縦断面図、同図（Ｂ）は金属容器の金属板の構造を示す模式的断面図、同図（Ｃ）は先端カール部近傍の拡大断面図、同図（Ｄ），（Ｅ）は同図（Ａ）の口頸部を成形するブランクの形状を示す断面図である。
【図２】図２は図１の金属容器の成形工程を示すもので、同図（Ａ），（Ｂ）は絞り工程の断面図、同図（Ｃ）はしごき工程の断面図、同図（Ｄ）はトリミング工程の断面図、同図（Ｅ）はトリミングされた成形体の断面図、同図（Ｆ）は先端カール部を成形した状態の断面図、同図（Ｇ）はねじ成形した状態の断面図である。
【図３】図３（Ａ），（Ｂ）はキャップの巻締工程を模式的に示す断面図である。
【図４】図４（Ａ），（Ｂ）は図２のしごき工程と絞り工程を同時に行う別形態を示す図、図４（Ｃ）は図２のトリミング工程の別形態を示す図である。
【符号の説明】
【００２１】
１０  金属容器
１１  胴部
１２  口頸部
１３  肩部
１４  先端カール部
１５  ねじ部
１６  環状凸部
２０  キャップ
２１  天板部
２２  ねじ筒部
２３  バンド部
２３ａ  屈曲部
２４  ねじ部
２５  ライナー材
１００  薄肉金属板
１０１  薄肉鋼板
１０２  熱可塑性樹脂フィルム
２００  キャップシェル  
２１０  天板部、２２０  筒状部
３００  ブランク
３１０  底板部
３１１  小径円筒部
３１２，３１２′  先端部
３１３  先端閉塞端部
４０２  パンチ
４０３  絞り型
４１０  しごき型
４０３′  絞り型
４０３ａ′  しごき部
４１１  しごきパンチ
４２０  トリミング型
４２０′  トリマーカッター
４２１′  インナーカッター
５１０  スレッドロール
５２０  スカートロール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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