JP7039965B2

JP7039965B2 - 金属製容器製品の製造方法

Info

Publication number: JP7039965B2
Application number: JP2017229268A
Authority: JP
Inventors: 圭司佐々木; 穂高深堀
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Current assignee: Toyo Seikan Group Holdings Ltd
Priority date: 2017-11-29
Filing date: 2017-11-29
Publication date: 2022-03-23
Anticipated expiration: 2037-11-29
Also published as: JP2019099173A

Description

本発明は、金属製容器本体のフランジ部に蓋材を接合することで内容物を密閉し、蓋材をフランジ部から剥離させて開封する金属製容器製品の製造方法に関する。

従来から、食品等を密閉保存するための容器として、容器本体のフランジ部に蓋材を熱接合（例えば、ヒートシール）することで内容物を密閉し、容器を開封する時には、蓋材をフランジ部から剥離させて開封する易開封性容器（イージーピール型蓋付き容器）が広く用いられている（例えば特許文献１、２を参照）。

この種の易開封性容器では、開封前の状態で、容器内の内圧によって容器本体と蓋材との間の熱接合部が剥がれることに抵抗する耐圧性が要求され、また、同時に、開封時において、容器本体から蓋材を剥がし易くする易開封性も要求されている。

ところが、これら易開封性容器の耐圧性および易開封性は相反する性質であることから、耐圧性および易開封性を両立させるためには何らかの工夫を要し、その工夫の１つとして、容器本体のフランジ部を外側下方に向けてテーパ状に傾斜させる手法が提案されている（例えば特許文献１、２を参照）。

この特許文献１、２で提案された手法では、容器本体のフランジ部を外側下方に向けて傾斜させることで、容器本体と蓋材との間の接合強度を強くしなくとも、易開封性容器の耐圧性を向上させることができる。これにより、容器本体と蓋材との間の接合強度を弱く設定した場合であっても、フランジ部を傾斜させない場合と同程度の耐圧性を得ることも可能であるため、容器本体と蓋材との間の接合強度およびフランジ部の傾斜角を調整し、易開封性容器の耐圧性および易開封性の両方を向上させることができる。

特開平６－４８４６８号公報特開平１１－４９２３７号公報

ところが、容器本体をアルミ等の金属から形成した場合、より大きな耐圧性を得るために、容器本体のフランジ部を大きく傾斜させようとすると、フランジ部にシワが発生してしまう（具体的には、フランジ部の外周縁が周方向に沿って波打つように、フランジ部にシワが発生してしまう）ため、フランジ部を傾ける傾斜角には限界があるという問題があった。フランジ部にシワが発生すると、フランジ部と蓋材との間の熱接合部に剥離が生じ易くなり、所望の耐圧性を確保し難くなる。

そこで、本発明は、これらの問題点を解決するものであり、簡素な構成で、耐圧性を確保しつつ、易開封性を向上させることが可能な金属製容器製品の製造方法を提供することを目的とするものである。

本発明の金属製容器製品の製造方法は、金属製容器本体のフランジ部に蓋材を剥離可能に接合して成る金属製容器製品の製造方法であって、前記フランジ部の外周縁に先端カール部が形成された金属製容器本体の前記フランジ部の被接合部に前記蓋材を熱接合または圧着または接着によって接合し、その後、前記被接合部を外側下方に向けて傾斜させることにより、前記課題を解決するものである。

本請求項１に係る発明によれば、金属製容器本体のフランジ部が、蓋材が剥離可能に接合される被接合部と、フランジ部の外周縁に形成される先端カール部と、を有し、被接合部が、外側下方に向けてテーパ状に傾斜して形成されている。
これにより、先端カール部を形成することによって、使用者の指等の安全性を確保できることに加えて、被接合部の傾斜角を大きくした場合であっても、フランジ部にシワが発生することを抑制するため、簡素な構成で、シワの発生に起因した金属製容器製品の耐圧性の低下を回避しつつ、被接合部の傾斜角を大きくして、金属製容器製品の易開封性を向上させることができる。

本請求項２に係る発明によれば、フランジ部が、被接合部の外周に隣接して形成され、被接合部に対して外側下方に向けて傾斜するテーパ部を有している。
これにより、被接合部とテーパ部との間の境界部を、フランジ部と蓋材との間の接合部の外周縁を定める部位として機能させることが可能であり、接合部の外周縁に乱れが生じることを回避できる。その結果、接合部の外周縁の乱れを考慮して接合部の径方向の幅寸法を余分に大きく設計する必要が無いため、所望の耐圧性を確保しつつも、接合部の径方向の幅寸法を小さく設計でき、フランジ部の小型化および易開封性の向上を実現することができる。
また、フランジ部と蓋材とを接合する際に、当該接合の前に、フランジ部の被接合部の上面に熱可塑性樹脂を局所的に塗布する所謂スポットコートを施すことがあるが、この場合でも、被接合部とテーパ部との間の境界部を、スポットコートの外周縁を定める部位として機能させることが可能であるため、接合部の外周縁に乱れが生じることを確実に回避できる。
また、被接合部と先端カール部との間に、被接合部に対して外側下方に向けて傾斜するテーパ部を形成することにより、先端カール部の大きさや形状に関わらず、被接合部の外周側においてフランジ部と蓋材との間に確実に隙間を生じさせることが可能であるため、当該隙間に手指を容易に差し込むことができ、易開封性を向上させることができる。
また、被接合部と先端カール部との間に、被接合部に対して外側下方に向けて傾斜するテーパ部が形成されていることにより、ロール加工等と比較して大掛かりな設備を必要としないパンチおよびダイを用いた加工によって、先端カール部を容易に形成することができる。すなわち、金属製容器本体の成形加工時において、先端カール部を加工する際または先端カール部を加工する前に、テーパ部を形成して先端カール部の内周側の部分を傾斜させることにより、パンチおよびダイを用いた加工によって、フランジ部の外周縁付近を丸め易くなり、先端カール部を容易に形成することができる。
本請求項３に係る発明によれば、被接合部およびテーパ部は、それぞれ、断面視した場合に直線状に延びるように形成されていることにより、金属製容器本体の被接合部に蓋材を容易に接合できるばかりでなく、フランジ部と蓋材との間の接合部の外周縁を定める部位として機能する、被接合部およびテーパ部の間の境界をより明確にすることが可能であるため、接合部の外周縁に乱れが生じることを確実に回避できる。

本発明の一実施形態に係る金属製容器製品を示す説明図。金属製容器製品の一部を拡大して示す説明図。金属製容器本体の一部を拡大して示す説明図。金属製容器製品を上方から見て示す説明図。金属製容器製品の製造方法の一例を説明する説明図。

以下に、本発明の一実施形態に係る金属製容器製品１０について、図面に基づいて説明する。

まず、本実施形態の金属製容器製品１０は、金属製容器本体２０のフランジ部４０に蓋材５０を剥離可能に接合することで内容物Ｃを密閉し、蓋材５０をフランジ部４０から剥離させて開封するイージーピール型蓋付き容器である。
蓋材５０の接合の方法としては、熱接合（ヒートシールや、高周波加熱又は超音波加熱による溶着）、圧着、接着剤を介在させた接着など公知の接合方法が考えられる。いずれの方法を用いたとしても、金属製容器本体２０に蓋材５０を接合した後に、蓋材５０を剥離して開封可能なほどの接合強度を持つ。本実施形態についての説明では、蓋材５０の接合の方法として熱接合を用いた場合について説明する。

金属製容器本体２０は、図１や図２に示すように、内容物Ｃを収容するカップ部３０と、カップ部３０の開口端縁（上端縁）３１から外周側に広がるフランジ部４０とを有している。

フランジ部４０は、図２～図４に示すように、蓋材５０が熱接合される被接合部４１と、被接合部４１の外周に隣接して形成されたテーパ部４２と、テーパ部４２の外周縁に連続して形成された先端カール部４３とを有している。これら各部は、図４に示すように、円環状にそれぞれ形成されている。

被接合部４１は、図２や図３に示すように、断面視した場合に直線状（すなわち平面状）に形成されている。本実施形態では、被接合部４１の上面の全域に亘って蓋材５０が熱接合されるが、被接合部４１の上面の一部領域のみに蓋材５０を熱接合してもよい。被接合部４１の上面に蓋材５０を熱接合することにより、図２や図４に示すように、フランジ部４０と蓋材５０との間の環状の接合部６０が形成される。なお、図４においては、蓋材５０を図示しておらず、また、発明の内容を理解し易くするために、金属製容器本体２０の各部の３１、４１～４４の輪郭を実線で示している。
また、テーパ部４２は、被接合部４１に対して外側下方に向けて傾斜するように形成されている。また、テーパ部４２は、断面視した場合に直線状（すなわち平面状）に形成されている。
また、先端カール部４３は、フランジ部４０の外周端部を内側かつ下側に丸めるように湾曲して形成されている。

カップ部３０の開口端縁３１と被接合部４１の内周縁とは、図３や図４に示すように、内周側（上方側）に向けて凸状の屈曲部４４によって接続されている。なお、カップ部３０の開口端縁３１と被接合部４１の内周縁との間を、屈折部や他の部位によって接続してもよい。
また、本実施形態では、被接合部４１の外周縁とテーパ部４２の内周縁との間の境界部、および、テーパ部４２の外周縁と先端カール部４３の内周縁との間の境界部を、滑らかに屈曲させて（Ｒをつけて）形成しているが、屈折させて形成してもよい。

被接合部４１（および先端カール部４３）は、外側下方に向けてテーパ状に傾斜して形成され、言い換えると、カップ部３０の開口端縁３１を含む平面（または、カップ部３０の底）に対して、外側下方に向けて傾斜して形成されている。また、これにより、被接合部４１の外周側に形成されたテーパ部４２や先端カール部４３についても、外側下方に向けて傾斜する。

蓋材５０は、図２に示すように、フランジ部４０に熱接合された状態で、被接合部４１よりも外周側に張り出す大きさで形成されている。なお、蓋材５０の大きさは任意に設計すればよく、例えば、蓋材５０の外周部の少なくとも一部が、先端カール部４３よりも外周側に位置するように、蓋材５０の大きさを設計してもよい。

次に、金属製容器製品１０の製造方法の一例について、以下に説明する。

まず、図５（ａ）に示すように、フランジ部４０がフラットな状態（すなわち、カップ部３０の開口端縁３１を含む平面に対して、被接合部４１が平行な状態）で、フランジ部４０の外周縁付近に曲げ加工（またはプレス加工）を施すことで、先端カール部４３を形成する（第１工程）。

この第１工程では、加工途中で、被接合部４１に対して先端カール部４３よりも内周側の部分を傾斜させることで、テーパ部４２を形成する。このように、テーパ部４２を形成することにより、パンチおよびダイを用いた加工によって、フランジ部４０の外周縁付近を丸め易くなり、先端カール部４３を容易に形成することができる。なお、先端カール部４３を加工する前に、テーパ部４２を形成してもよい。

次に、図５（ｂ）に示すように、カップ部３０内に内容物Ｃを充填する（第２工程）。

次に、図５（ｃ）に示すように、フランジ部４０の被接合部４１がフラットな状態で、被接合部４１に蓋材５０を熱接合する（第３工程）。
このように、被接合部４１がフラットな状態で、被接合部４１に蓋材５０を熱接合することにより、被接合部４１に対する蓋材５０の熱接合を容易に達成できる。

次に、図５（ｄ）に示すように、被接合部４１が外側下方に向けてテーパ状に傾斜するように、被接合部４１の内周縁付近に曲げ加工（またはプレス加工）をフランジ部４０に施す（第４工程）。

なお、本実施形態では、図５（ａ）に示す第１工程と、図５（ｂ）～（ｄ）に示す第２～４工程とは、異なる場所・施設・設備で実施され、例えば、図５（ａ）に示す第１工程は、容器製造メーカーで実施され、図５（ｂ）～（ｄ）に示す第２～４工程は、内容物Ｃを充填する充填メーカーで実施される。しかしながら、第１～４工程を同一の場所・施設・設備で実施してもよい。

また、本実施形態では、第１、４工程の曲げ加工（またはプレス加工）は、パンチおよびダイを工具として用いて実施している。しかしながら、具体的な加工方法についてはこれに限定されない。

以上、本発明の実施形態を詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行なうことが可能である。

例えば、金属製容器本体２０の材料は、アルミやスチール等から成る金属層に、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）等の樹脂ラミネート層を形成したもの等、如何なるものでもよい。
また、蓋材５０の材料は、アルミ等の金属層の表面にナイロン、ＰＰ、及びＰＥＴ等の樹脂ラミネートを施したもの等、如何なるものでもよい。
金属製容器本体２０の樹脂ラミネート層(蓋材５０側の最内層)がＰＥＴから成り、蓋材５０の最内層(金属製容器本体２０側の最内層)がＰＥＴから成る場合、被接合部４１の上面にＰＰ（ポリプロピレン)等の熱可塑性樹脂を局所的に塗布する所謂スポットコートを施してもよい。スポットコートを施すことで、ＰＥＴ樹脂同士の接合性を向上させることができる。一方、スポットコート無しで、金属製容器本体２０のＰＥＴ層と蓋材５０のＰＥＴ層との直接接合を行えば、生産コスト減等のメリットを得ることができる。
また、上述した実施形態では、フランジ部４０の被接合部４１が、断面視した場合に直線状（すなわち平面状）に形成されているものとして説明したが、被接合部４１の具体的態様は上記に限定されず、例えば、被接合部４１が、断面視した場合に（上方に凸状または凹状に）湾曲していてもよい。しかしながら、被接合部４１が、断面視した場合に直線状に形成されている場合、被接合部４１に蓋材５０を綺麗に熱接合できるばかりでなく、被接合部４１およびテーパ部４２の間の境界をより明確にすることが可能であるため、被接合部４１を直線状に形成するのが好ましい。
また、上述した実施形態では、フランジ部４０のテーパ部４２が、断面視した場合に直線状（すなわち平面状）に形成されているものとして説明したが、テーパ部４２の具体的態様は上記に限定されず、例えば、テーパ部４２が、断面視した場合に（上方に凸状または凹状に）湾曲していてもよい。しかしながら、テーパ部４２が、断面視した場合に直線状に形成されている場合、被接合部４１およびテーパ部４２の間の境界をより明確にすることが可能であるため、被接合部４１を直線状に形成するのが好ましい。
また、上述した本実施形態では、被接合部４１の傾斜角度を、成形後の角度（フランジ部４０のスプリングバック後の角度）約１０°で設定したが、被接合部４１の傾斜角度は約５°～６０°の如何なる範囲で設定することができる。傾斜角度が５°未満だと耐圧性への寄与が不十分となり、傾斜角度が６０°より大きいと蓋材の外周縁に生じるシワが大きくなり、開封性が低下することが懸念される。また、被接合部４１の傾斜角度を１０°以上で設定すると、金属製容器製品１０の耐圧性が向上することから、被接合部４１の斜角度を１０°以上で設定するのが好ましい。
また、上述した実施形態では、先端カール部４３の内周側にテーパ部４２が隣接して形成されているものとして説明したが、先端カール部４３とテーパ部４２との間に他の部位を介在させて形成してもよい。
また、上述した実施形態では、先端カール部４３の内周側にテーパ部４２を形成するものとして説明したが、このテーパ部４２を形成することなく、被接合部４１の外周縁と先端カール部４３の内周縁とが連続するように形成してもよい。しかしながら、金属製容器本体２０の成形加工時において、先端カール部４３を加工する際または先端カール部４３を加工する前に、テーパ部４２を形成して先端カール部４３の内周側の部分を傾斜させることにより、パンチおよびダイを用いた加工によって、フランジ部４０の外周縁付近を丸め易くなり、先端カール部４３を容易に形成することができるため、先端カール部４３の内周側にテーパ部４２を形成するのが好ましい。

１０・・・金属製容器製品
２０・・・金属製容器本体
３０・・・カップ部
３１・・・開口端縁
４０・・・フランジ部
４１・・・被接合部
４２・・・テーパ部
４３・・・先端カール部
４４・・・屈曲部
５０・・・蓋材
６０・・・接合部
Ｃ・・・内容物

Claims

金属製容器本体のフランジ部に蓋材を剥離可能に接合して成る金属製容器製品の製造方法であって、
前記フランジ部の外周縁に先端カール部が形成された金属製容器本体の前記フランジ部の被接合部に前記蓋材を熱接合または圧着または接着によって接合し、その後、前記被接合部を外側下方に向けて傾斜させることを特徴とする金属製容器製品の製造方法。
前記フランジ部は、前記被接合部の外周に隣接して形成され、前記被接合部に対して外側下方に向けて傾斜するテーパ部を有していることを特徴とする請求項１に記載の金属製容器製品の製造方法。
前記被接合部および前記テーパ部は、それぞれ、断面視した場合に直線状に延びるように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の金属製容器製品の製造方法。
前記先端カール部を加工する際または前記先端カール部を加工する前に、前記被接合部に対して前記被接合部の外周側の部分を傾斜させて前記テーパ部を形成することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の金属製容器製品の製造方法。