(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両面に樹脂被膜層が形成された鋼板からなる缶蓋の表面および裏面の少なくとも一方に開口用溝が形成され、前記開口用溝を破断して開缶するイージーオープン缶蓋において、
前記缶蓋の表面および裏面の少なくとも一方に形成された前記開口用溝の底断面形状が、半径０．１〜１．０mmの曲面であり、且つ、その最薄部の厚さが０．０２５〜０．０８０mmの範囲内であることを特徴とする、樹脂被覆鋼板製イージーオープン缶蓋。
【請求項２】
両面に樹脂被膜層が形成された鋼板からなる缶蓋パネルに対し、上下少なくとも一方の金型が先端半径０．１〜１．０mmの曲面型である１対の金型を使用し、最薄部の厚さが０．０２５〜０．０８０mmの範囲となるように押圧成形を施すことによって、請求項１記載の缶蓋を製造することを特徴とするイージーオープン缶蓋の製造方法。
【請求項３】
両面に樹脂被膜層が形成された鋼板からなる缶蓋パネルに対する前記開口用溝の形成加工を、液体または固体の潤滑剤を使用して行う、請求項２記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、缶体の缶蓋に形成された開口部を破断して開缶する、飲料用缶や食缶の缶蓋に使用されるイージーオープン缶蓋およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ビール、ジュース、コーヒー等の各種飲料を収容する缶の缶蓋として、缶蓋に形成された開口部を指で破断し開缶するイージーオープン缶蓋が広く使用されている。イージーオープン缶蓋は、主として飲料缶に使用されるパーシャルオープンタイプの缶蓋と、主として食缶に使用されるフルオープンタイプの缶蓋とに大別される。
【０００３】
パーシャルオープンタイプの缶蓋は、プルトップ・タブ・タイプの缶蓋と、ステイオン・タブ・タイプの缶蓋とに大別される。図９は、プルトップ・タブ・タイプ缶蓋の一例を示す概略平面図である。図９に示すプルトップ・タブ・タイプの缶蓋の開口は、次のようにして行われる。即ち、鋼、アルミニウム等の金属板からなる缶蓋１の中央パネル部11の中心にリベット機構９により固定されているタブ３を引き上げることによって、中央パネル部11に開口用溝２が刻設されている破断開口部１０を、てこの作用により、タブ３の作用端が押し下げる。その結果、開口用溝２は破断し、更にタブ３を引張ることによって、破断した開口片は缶蓋１から完全に切り離される。
【０００４】
図１０は、ステイオン・タブ・タイプの缶蓋の一例を示す概略平面図である。図９に示すステイオン・タブ・タイプ缶蓋の開口は、次のようにして行われる。即ち、缶蓋１の中央パネル部１１の中心にリベット機構９により固定されているタブ３を引き上げることによって、中央パネル部１１に開口用溝２が刻設されている破断開口部１０を、てこの作用により、タブ３の作用端が押し下げる。その結果、開口用溝２は破断し、更に、タブ３の引起こし端を引き上げることによって破断を進行させ、その際に生じた破断開口片の一部を缶蓋１に連結させたまま缶内に押し込む。
【０００５】
また、フルオープンタイプの缶蓋は、缶蓋の外周縁に沿って開口用溝が刻設されており、缶蓋外周縁近くのパネル部に固定されたタブを引き上げることによって、プルトップタイプの場合と同様に、開口片を缶蓋から切り離すようになっている。
【０００６】
このようなイージーオープン缶蓋における開口用溝の形成は、従来図１１に示すように、所定の開口部輪郭が形成された刃先状突起を有する加工工具１２を使用し、缶蓋の表面側より蓋板１３の厚さの１／２以上の深さの開口用溝２が形成されるような高い荷重でプレスにより押圧成形することによって行われており、これによって断面Ｖ字状の溝２が形成されていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように、開口用溝の形成は、加工工具を使用しプレスによる高荷重の押圧成形で行われるために、両面に樹脂被膜層が形成された鋼板からなる缶蓋の場合には、押圧成形時に、缶蓋の両面に形成されている樹脂被膜層が損傷し、耐食性が劣化する問題が生ずる。従って、耐食性の劣化を防止するために、押圧成形後に補修塗装を行わなければならず、多くの手間および費用を要していた。
【０００８】
最近は、缶蓋の材料に、樹脂被膜層が損傷を受けても錆の生じないアルミニウムが使用されているが、アルミニウムの使用は、コスト高となる上、リサイクルの点からも問題がある。
【０００９】
樹脂被覆層が形成された表面処理鋼板からなる缶蓋に開口用溝を形成する際に生ずる上述した問題の対策として、特開平６−１１５５４６号、特開平６−１１５５４７号、特開平６−１１５５４８号公報には、複合押出し加工によって開口溝を形成する方法が開示されている。上記公報の記載によれば、複合押出し加工によって開口用溝が形成されるので、樹脂被膜層の損傷がなく補修塗装が不要であるとされているが、複合押出しの加工条件や溝形状の詳細が不明であり、安定して開口用溝が形成される再現性の判断が困難である。
【００１０】
また、特開平８−９９１４０号公報には、肩半径が０．１〜１．０mmの上下金型により温間加工によって溝を形成し、最薄部を元厚の１／２以下にする方法が開示されている。肩半径が０．１〜１．０mmの金型を使用することは、樹脂皮膜の損傷に対しては効果があるが、開缶力は最薄部厚さの絶対値によって決まるために、元厚の１／２以下にしても良好な開缶性を示すとは限らない。
【００１１】
実公昭６３−４０４３９号公報には、指の挿入および指掛け挟持部の挟持を容易にするために、缶蓋の中央パネル部とダブの指掛け挟持部との間隙を広める目的で、指挿入用凹部をダブの指掛け挟持部の下方の中央パネル部に形成することが提案されており、また、実開平５−４０１３３号公報には、ダブの中心軸が破断開口部の中心軸からずれた開口不可位置から、ダブの中心軸と破断開口部の中心軸とが一致する開口可能位置に回転移動可能な程度にタブをリベット留めし、タブが開口不可位置から開口可能位置に移動する間に、リベットとダブの指掛け挟持部の間に位置する中央パネル部に設けたテーパー状の突起によってタブの指掛け挟持部を浮き上がらせることにより、缶蓋の中央パネル部とタブの指掛け挟持部との間隙への指の挿入および指掛け挟持部への指掛かりを容易にすることが提案されている。
【００１２】
上記缶蓋によれば、指挿入用凹部またはテーパー状の突起が形成されていることにより、それらが形成されていないものと比較して、缶蓋の中央パネル部とタブの指掛け挟持部との間隙への指の挿入、および、指掛け挟持部への指掛かりは容易になるが、開缶時の引き上げ力は変わらないために、開缶力の低減までには至っていない。
【００１３】
従って、この発明の目的は、上述した問題を解決し、両面に樹脂被膜層が形成された鋼板からなる缶蓋に開口用溝を形成する際に、缶蓋の両面に形成されているめっき層および樹脂被膜層の損傷による補修塗装を必要とせず、しかも、子供や老人でも容易に開缶することができる、開缶性の優れたイージーオープン缶蓋およびその製造方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上述した問題を解決し、開缶性に優れしかも衝撃破壊の生ずることがないイージーオープン缶蓋を開発すべく鋭意研究を重ねた。
【００１５】
従来、開缶時における開口用溝の破断は、せん断変形によって生ずると考えられており、そのような考えに基づいて開口用溝の形状を設計していた。しかしながら、本発明者等による研究の結果、開口用溝の破断は、せん断変形によって生ずるのではなく、主として引張り変形によって生ずることが明らかになり、従って、開缶力を低下させるためには、開口用溝の最薄部の厚さの絶対値を小さくすることが最も効果的であることがわかった。
【００１６】
この発明は、上記知見に基づいてなされたものであって、請求項１に記載の発明は、両面に樹脂被膜層が形成された鋼板からなる缶蓋の表面および裏面の少なくとも一方に開口用溝が形成され、前記開口用溝を破断して開缶するイージーオープン缶蓋において、前記缶蓋の表面および裏面の少なくとも一方に形成された前記開口用溝の底断面形状が、半径０．１〜１．０mmの曲面であり、且つ、その最薄部の厚さが０．０２５〜０．０８０mmの範囲内であることに特徴を有するものである。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、両面に樹脂被膜層が形成された缶蓋パネルに対し、上下少なくとも一方の金型が先端半径０．１〜１．０mmの曲面型である１対の金型を使用し、最薄部の厚さが０．０２５〜０．０８０mmの範囲となるように押圧成形を施すことにより、請求項１記載の缶蓋を製造することに特徴を有するものである。
【００１８】
また、請求項３に記載の発明は、両面に樹脂被膜層が形成された鋼板からなる缶蓋パネルに対する前記開口用溝の形成加工を、液体または固体の潤滑剤を使用して行うことに特徴を有するものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に、この発明のイージーオープン缶蓋およびその製造方法を、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
図１は、請求項１に記載の、この発明のイージーオープン缶蓋の第１実施態様を示す、缶蓋に形成された開口用溝部分の断面図である。この実施態様においては、図１に示すように、両面に樹脂被膜層８を有する、厚さｔ0 の缶蓋１の表面１ａに、半径（Ｒ）が０．１〜１．０mmであって、その最薄部２ａの厚さ（ｔs ）が０．０２５〜０．０８０mmの範囲内の、断面が曲面形状の開口用溝２が形成されている。
【００２１】
図２は、請求項１に記載の、この発明のイージーオープン缶蓋の第２実施態様を示す、缶蓋に形成された開口用溝部分の断面図である。この実施態様においては、図２に示すように、両面に樹脂被膜層８を有する、厚さｔ0 の缶蓋１の表面１ａおよび裏面１ｂに、各々半径（Ｒ）が０．１〜１．０mmであって、その最薄部２ａの厚さ（ｔs ）が０．０２５〜０．０８０mmの範囲内の、断面が曲面形状の開口用溝２，２が形成されている。
【００２２】
缶蓋１の表面１ａまたは表面１ａおよび裏面１ｂに、上述した半径（Ｒ）の、曲面形状の開口用溝２が形成されていることによって、子供や老人でも容易に開缶することができる程度にまで開缶力を安定して低減化することができ、しかも、衝撃破壊の発生が防止される。
【００２３】
開口用溝２の半径（Ｒ）が０．１mm未満では、樹脂被膜層を損傷することなく、缶蓋パネルに上記開口用溝２を形成することが困難になる。一方、開口用溝２の半径（Ｒ）が１．０mmを超えると、缶蓋１における薄肉部の面積が多くなるために、開口部の破断位置が不安定になって開口形状が悪化する上、破断部の一部が垂れ下がる「だれ」が大きくなる問題が生じ、また、限られたスペースの缶蓋パネル上に１．０mmを超える幅の開口用溝２を形成することは実用上困難である。
【００２４】
また、開口用溝２の最薄部２ａの厚さが０．０２５mm未満では、成形加工時に樹脂被膜が損傷し、また、缶蓋パネルが破断するおそれがあり、このような缶蓋が取付けられた缶体を落としたり、缶体が外部から衝撃等を受けたときに、その開口部が破断する危険性が生ずる。一方、開口用溝２の最薄部２ａの厚さが０．０８０mmを超えると、大きな開缶力が必要になる問題が生ずる。
【００２５】
従って、缶蓋の表面および裏面の少なくとも一方の面に形成された開口用溝の断面形状は、半径０．１〜１．０mmの曲面で且つその最薄部の厚さが０．０２５〜０．０８０mmの範囲内であることが必要である。
【００２６】
この発明の缶蓋は、上下少なくとも一方の金型が先端半径０．１〜１．０mmの曲面型である１対の金型を使用し、最薄部の厚さが０．０２５〜０．０８０mmの範囲内になるよう、両面に樹脂被膜層が形成された缶蓋パネルにプレス加工を施すことによって形成することができる。曲面型金型を上記寸法形状としたのは、缶蓋に前記寸法形状の開口用溝を形成するためであって、開口用溝の寸法形状の限定理由は、前述した通りである。
【００２７】
缶蓋パネルにプレス加工を施すに際し、潤滑剤を使用すれば、金型と樹脂との間の摩擦力が小さくなるので、樹脂に発生するせん断力が小さくなり、樹脂と鋼板との界面における剥離の発生を抑制することができる。
【００２８】
上述した断面曲面形状の開口用溝を有するこの発明の缶蓋は、図９に示すプルトップ・タブ・タイプ缶蓋または図１０に示すステイオン・タブ・タイプの缶蓋の何れにも適用することができる。
【００２９】
また、図３(a) に示すように、タブ３を缶蓋１にタブ留め４を中心として回転可能に、タブ留め４の位置を缶蓋１の中心から開口部５の反対側に所定長さずらして取付け、且つ、タブ３のタブ留め４から先端までの長さを従来よりも長くすることにより作用点における発生力を大となし、図３(b) に示すように、タブ３を開口可能位置に回転させたときに、タブ３の引き起こし側端部を、缶蓋外周よりも外側に位置させるようにした缶蓋に、この発明の曲面形状の開口用溝を形成すれば、開缶力を一段と低下させることができる。
【００３０】
缶蓋の材質としては、一般に、０．１５〜０．３０mmの板厚のアルミニウム板や、表面に金属めっきが施された表面処理鋼板等が使用される。
【００３１】
【実施例】
次に、この発明を実施例により比較例と対比しながら更に説明する。
〔実施例１〕
板厚０．２５mmで、引張り強さが４４０MPa の薄鋼板の両面に、クロメート処理によって１２０mg/m2 の量の金属クロム層と、その上層の金属クロム換算で１５mg/m2 の量のクロム水和酸化物層とからなるクロメート被膜が形成されたティンフリースチール鋼板の両面に、厚さ２５μｍの熱融着タイプのポリエステルフィルムをラミネートした。
【００３２】
このようにポリエステルフィルムがラミネートされた鋼板に対し、本発明の方法により、少なくとも一方の金型が先端半径０．１〜１．０mmの曲面型で、他方の金型が平型からなる１対の金型を使用し、最薄部の厚さが０．０２５〜０．０８０mmの範囲内になるように、缶蓋パネルに、潤滑剤を使用しまたは潤滑剤を使用することなくプレス加工を施して、その表面に開口用溝を形成し、表１に示す、本発明の範囲内のスティオンタブタイプのイージーオープン缶蓋の供試体（以下、本発明供試体という）No. １から１７を調製した。
【００３３】
比較のために、上記ティンフリースチール鋼板に対し、曲面型金型の開口用溝の半径および／または最薄部の厚さが本発明の範囲外であり、他方が平型からなる１対の金型を使用し、缶蓋パネルに、潤滑剤を使用しまたは潤滑剤を使用することなくプレス加工を施して、その表面に開口用溝を形成し、表１に併せて示す、スティオンタブタイプのイージーオープン缶蓋の供試体（以下、比較用供試体という）No. １から２０を調製した。
【００３４】
【表１】
0003893198.tif 000002
【００３５】
上述した本発明供試体および比較用供試体の各々のポップ値、および、被膜損傷、被膜剥離、衝撃破壊の有無を、下記によって調べ、その結果を表１に併せて示した。ポップ値（kg) は、缶蓋のタブを一定の力で引張ったときに缶蓋開口部が開き始める最初の力によって評価し、衝撃破壊は、図４に示すように、缶６を高さ１ｍの位置からコンクリート床面上に、缶蓋１を下方に向けた斜めの姿勢で落下させ、缶蓋１に図５に矢印で示す方向に衝撃力が付加されたときの衝撃破壊の有無によって評価した。また、被膜損傷は、缶各供試体に対し耐食性試験を施し、錆の発生の有無によって評価し、そして、被膜剥離は、被膜剥離発生の有無を断面観察によって評価した。
【００３６】
表１から明らかなように、断面曲面形状の開口用溝の半径が本発明の範囲を外れて小さい比較用供試体No. １〜６は、何れも被膜損傷および被膜剥離が発生し、最薄部の厚さが本発明の範囲を外れて小さい比較用供試体No. １および５は衝撃破壊が発生した。
【００３７】
開口用溝の半径が本発明の範囲を外れて小さく且つ最薄部の厚さが本発明の範囲を外れて大きい比較用供試体No. ７、８は、ポップ値が２．８で高かった。最薄部の厚さが本発明の範囲を外れて小さい比較用供試体No. ９〜１２、１４は、何れも被膜損傷、被膜剥離および衝撃破壊が発生した。最薄部の厚さが本発明の範囲を外れて大きい比較用供試体No. １３、１５は、ポップ値が２．８以上で高かった。開口用溝の半径が本発明の範囲を外れて大きい比較用供試体No. １６〜２０は、何れも開口形状が悪く、そして最薄部の厚さが本発明の範囲を外れて小さい比較用供試体No. １６、１７、１９は、衝撃破壊が発生した。
【００３８】
これに対し、本発明供試体は、何れもポップ値が２．６以下で低く、且つ、被膜損傷、被膜剥離および衝撃破壊は発生せず、開口形状も良好であった。
〔実施例２〕
板厚が０．２５mmで、引張り強さが２９０MPa および４４０MPa の薄鋼板の表面に、クロメート処理によって、１２０mg/m2 の量の金属クロム層と、その上層に金属クロム換算で１５mg/m2 の量のクロム水和酸化物層とからなるクロメート被膜が形成され、且つ、クロメート被膜の上に、厚さ２５μｍの熱融着タイプのフィルムがラミネートされた、ティンフリースチール鋼板に対し、本発明の方法により、一方の金型が先端半径０．１〜１．０mmの曲面型で、他方の金型が平型からなる１対の金型を使用し、最薄部の厚さを変えて、図８に示すような開口用溝２を有する引張り試験片７を調製し、試験片７の最薄部の厚さと引張り強度との関係を調べ、その結果を図６に示した。図６において、○印は引張り強さが２９０MPa の試験片であり、□印は引張り強さが４４０MPa の試験片である。
【００３９】
比較のために、従来の開口用溝が形成された表２に示す市販のイージーオープン缶蓋No. １〜８の試験片について、その最薄部の厚さと引張り強度との関係を調べ、その結果を図６に併せて示した。
【００４０】
【表２】
0003893198.tif 000003
【００４１】
図６から明らかなように、市販缶の試験片の引張り強度は４〜６Kgf/mmであるのに対し、本発明試験片の引張り強度は、最薄部の厚さが０．０２５〜０．０８０mmの場合に約２〜５Kgf/mmであり、市販缶に比較して引張り強度が低く、開缶力に優れていた。
【００４２】
〔実施例３〕
板厚０．２５mmで、引張り強さが４４０MPa の薄鋼板の表面に、クロメート処理によって１２０mg/m2 の量の金属クロム層と、その上層の金属クロム換算で１５mg/m2 の量のクロム水和酸化物層とからなるクロメート被膜が形成され、且つ、クロメート被膜の上に、厚さ２５μｍの熱融着タイプのフィルムがラミネートされた、ティンフリースチール鋼板に対し、一方の金型が曲面型で、他方の金型が平型からなる１対の金型を使用し、一方の金型の先端半径および最薄部の厚さを変えてプレス加工を施したときの、被膜損傷の有無を調べ、その結果を図７に示した。
【００４３】
図７から明らかなように、開口用溝の先端半径が０．１〜１．０mmで、且つ、最薄部の厚さが０．０２５〜０．０８０mmの範囲内の場合には、被膜損傷は発生しなかった。
【００４４】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明によれば、両面に樹脂被膜層が形成された鋼板からなる缶蓋に開口用溝を形成する際に、缶蓋の両面に形成されているめっき層および樹脂被膜層の損傷による補修塗装を必要とせず、しかも、子供や老人でも容易に開缶することができる、開缶性の優れたイージーオープン缶蓋が得られる、工業上有用な効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の缶蓋の第１実施態様を示す、缶蓋に形成された開口用溝部分の断面図である。
【図２】本発明の缶蓋の第２実施態様を示す、缶蓋に形成された開口用溝部分の断面図である。
【図３】本発明の開口用溝を有するイージーオープン缶蓋の一例を示す平面図である。
【図４】衝撃試験方法を示す説明図である。
【図５】缶蓋に対する衝撃力の付加位置を示す説明図である。
【図６】試験片の最薄部の厚さと引張り強度との関係を示すグラフである。
【図７】金型の先端半径および最薄部の板厚と被膜損傷の有無との関係を示すグラフである。
【図８】引張り試験片の平面図である。
【図９】プルトップ・タブ・タイプの缶蓋の一例を示す概略平面図である。
【図１０】ステイオン・タブ・タイプの缶蓋の一例を示す概略平面図である。
【図１１】イージーオープン缶蓋における開口用溝の従来の形成方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１  缶蓋
２  開口用溝
３  タブ
４  タブ留め
５  開口部
６  缶
７  引張り試験片
８  樹脂被膜層
９  リベット機構
10  破断開口部
11  中央パネル部
12  加工工具
13  蓋板
【図１】
0003893198.tif 000004
【図２】
0003893198.tif 000005
【図３】
0003893198.tif 000006
【図４】
0003893198.tif 000007
【図５】
0003893198.tif 000008
【図６】
0003893198.tif 000009
【図７】
0003893198.tif 000010
【図８】
0003893198.tif 000011
【図９】
0003893198.tif 000012
【図１０】
0003893198.tif 000013
【図１１】
0003893198.tif 000014