CN102933466B - 无缝罐体 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种无缝罐体，即使为薄壁罐也能够稳定地保持罐底的中央盖板的平坦度，并且耐压性、成形性以及内压检查特性优异。该无缝罐体的罐底形状中包括朝罐外侧凸出的接地凸缘部、与该接地凸缘部的内侧邻接并且朝罐内侧凸出的环状凹部、以及经由角部而与该环状凹部的内周侧连续并且平坦的中央盖板，所述角部的曲率半径R3为1.5mm<R3≤6.0mm，所述环状凹部的深度为1.5mm~不足3.0mm，以及所述中央盖板的平坦度（BSD）为-0.15mm～0.15mm。
Description
技术领域
本发明涉及无缝罐体，尤其是涉及罐底的中央盖板平坦的无缝罐体。
背景技术
以往，作为充填密封有咖啡、茶类的低酸性饮料等内置物的罐头的内压检查方法，一般采用如下内压检查法：对将无缝罐体的罐底的中央盖板形成为平坦形状并在该无缝罐体充填/密封内置物而得的负压罐、或者以减少无缝罐体的板厚为目的利用氮气等惰性气体来置换并充填/密封顶部空间而得的微正压罐的、中央盖板的轴向变位量进行测定，从而对内压是否适当进行检查，或者如下内压检查法：对该中央盖板施加电磁冲击，并测定其打检音（振动频率），从而对内压的适当与否进行检查（将该内压检查法称为打检法）。在上述的罐头的内压检查中，已知如下情况：中央盖板的平坦度越高，越能够准确地检查内压。因此，在所述无缝罐体的制罐工序中，为了得到利用所述内压检查法的内压检查特性优异的无缝罐体，提高罐底的中央盖板的平坦度成为重要因素，因而提出了各种用于将现有罐底保持为平坦的设计。
并且，作为即使使用薄壁材料也维持高耐压力、并且具有打检适性的正压用无缝罐体，已知有如下无缝罐体：在罐底形成有接地凸缘部，其朝罐外侧凸出；内壁部，其从罐底的内周侧立起；环状凹部，其朝罐内侧凸出；以及平坦的中央部，其经由角部而与该环状凹部的内周侧连续（参照专利文献1）。
所述中央盖板的平坦度以中央盖板的外周端为基准面，由中央盖板中心部朝外侧或内侧膨胀的距离（一般称为底部槽差异（ボトムシンクデフアレンス）“BSD”）定义。在根据金属材料的特性与各种成形条件、乃至挤压-拉深减薄成形或者薄壁化挤压（张拉）-拉深减薄成形而得到的无缝罐体的情况下，由于在所述拉深减薄成形之后用于将罐体从冲头卸下的辅助气体压力造成影响，难以在能够适用于所述的内压检查的范围内管理该BSD（参照专利文献2）。
专利文献1：日本特开2000－16418号公报
专利文献2：日本特开昭56－77038号公报
通常，在所述的拉深减薄成形时（结束时），利用与罐底的形状对应的冲头与底模进行无缝罐体的罐底的成形。另一方面，在所述文献1所公开的无缝罐体中，罐底的环状凹部附近的角部的罐内侧的曲率半径R较小地形成为0.5mm以上1.5mm以下。因此，在利用上述冲头与底模进行罐底的成形时，过大的拉伸载荷作用于所述角部或其附近，在该角部圆周方向的一部分产生板厚的缩颈（板厚减小），从而作用于中央盖板的拉伸载荷在圆周方向上不均匀。结果，影响所述中央盖板的平坦度，并且所述环状凹部的板厚减小率增大而产生破裂或断裂。这种现象尤其是在将无缝罐体薄壁化时更为显著。
另外，在采用对铝板、白铁皮或者无锡薄钢板等金属板覆盖聚酯树脂等树脂薄膜而得的被覆金属板制成的无缝罐体中，因所述角部的曲率半径小而使角部的树脂薄膜受损，尤其是在所述损伤产生于无缝罐体的内表面的情况下，由于金属表面的露出而引起内置物的味道劣化、腐烂等。
发明内容
本发明是鉴于所涉及的现有技术的问题点而完成的，其目的在于提供一种无缝罐体，具有内压检查特性并且成形性等优异，且蒸馏杀菌时的耐压性等优异。
本发明人着眼于如下情况：夹持于罐底的朝内侧凸出的环状凹部的内周侧、与平坦的中央盖板之间的角部的曲率半径对中央盖板的平坦度及成形性有较大影响，因此给所述曲率半径设定适当值，从而中央盖板的平坦度的偏差消除，得到内压检查特性及成形性优异的无缝罐体，从而来实现本发明。
根据本发明，提供一种无缝罐体，该无缝罐体的罐底形状中包括：朝罐外侧凸出的接地凸缘部、与该接地凸缘部的内侧邻接并且朝罐内侧凸出的环状凹部、以及经由角部而与该环状凹部的内周侧连续且平坦的中央盖板，所述无缝罐体的特征在于：所述角部的曲率半径R3为1.5mm<R3≤6.0mm，所述环状凹部的深度为1.5mm~不足3.0mm，以及所述中央盖板的平坦度（BSD）为-0.15~0.15mm。
另外，在本发明的无缝罐体中，优选，
1.所述无缝罐体由铝板构成，并且罐底的厚度为0.2mm~0.4mm，
2.所述无缝罐体由钢板构成，所述罐底的厚度为0.1mm~0.3mm，
3.所述无缝罐体是微正压罐，
4.所述无缝罐体为至少在内表面覆盖有树脂的无缝罐体。
根据本发明的无缝罐体，能够得到保持罐底的中央盖板的高平坦度，并且内压检查特性及成形性优异，且耐压性优异的无缝罐体。另外，能够防止罐底的环状凹部的板厚减少，并能够防止破裂与断裂，尤其是在由树脂覆盖内表面的无缝罐体中，能够防止所述环状凹部的树脂的损伤。
附图说明
图1是示出本发明的无缝罐体的罐底形状的剖视图。
图2是本发明的无缝罐体的罐底形状的主要部分放大图。
图3是本发明的无缝罐体的罐底形状中的环状凹部、角部（盖板缘）的放大图。
附图标记说明：
1…无缝罐体；2…接地凸缘部；3…环状凹部；5…中央盖板；6…环状凹部的圆弧部；7…直线部；8…角部；9…起点。
具体实施方式
以下，结合附图对本发明的无缝罐体进行详细说明。
本发明的无缝罐体1是由铝板、白铁皮、无锡薄钢板等金属板构成的无缝罐体，或者是由在所述金属板的至少成为罐体的内表面侧的单面覆盖聚酯等树脂薄膜而得的被覆金属板构成的无缝罐体。
如图1所示，本发明的无缝罐体1的罐底包括：接地凸缘部2，其朝罐外侧凸出；环状凹部3，其与该接地凸缘部2的内侧壁的上端连续地邻接，并且朝罐内侧凹陷；以及平坦的中央盖板5，其经由角部（中央盖板缘）8而与该环状凹部3的内壁侧连续。
如图2及图3所示，对本发明的无缝罐体1的罐底形状而言，从所述环状凹部3朝中央盖板5的连接形状呈如下形状：接地凸缘部2的下端部形成为曲率半径R1的圆弧部，环状凹部3的上端部形成为曲率半径R2的圆弧部6，圆弧部6与所述中央盖板5的盖板缘即曲率半径R3的角部8由直线部7连接，所述角部8与中央盖板5的平坦面的连接位置即所述角部8的圆弧的起点9为中央盖板5的外周端。
并且，在本发明的无缝罐体1中，使所述罐底的环状凹部3与中央盖板5之间的角部8的曲率半径R3形成为1.5mm<R3≤6.0mm，从而，能够获得如后述的实施例所示那样优异的、中央盖板的平坦度、耐压性以及成形性优异的无缝罐体。
此外，如后述的实施例所示，当所述角部8的曲率半径R3为1.5mm以下时，在罐底成形时，过大的拉伸载荷作用于所述角部8或其附近，在该角部圆周方向的一部分产生板厚的缩颈（板厚减小），作用于中央盖板的拉伸载荷在圆周方向上不均匀，因此影响所述中央盖板的平坦度，并且，存在所述环状凹部3的板厚减少率增大、破裂、断裂的倾向，尤其是当将无缝罐体薄壁化时，该减少变得更为显著。
另一方面，当角部8的曲率半径R3超过6.0mm时，存在如下倾向：中央盖板直径减小，盖板膨胀量相对于罐内压力的应答性减小，因此内压检查特性降低，并且，耐压性也降低。因而，所述角部8的曲率半径R3处于1.5mm<R3≤6.0mm的范围，优选处于2.0mm<R3≤4.0mm的范围，从而能够得到中央盖板的平坦度提高，内压检查特性、成形性优异的无缝罐体。
另外，从罐体的接地凸缘部2的接地面至中央盖板5的距离（底部槽）（BS）优选1.0mm~5.0mm的范围。当该底部槽（BS）不足1.0mm时，在内压上升时中央盖板5可能会比接地凸缘部2朝下方突出而损害自立性，另一方面，当底部槽（BS）超过5.0mm时，导致罐体的内容积降低，并且罐材料的金属材料使用量增加，因此不优选。
并且，从接地凸缘部2的接地面至环状凹部3的曲率半径R2的圆弧部6的距离（底部反向槽）（CS）优选1.0mm~8.0mm的范围。当该底部反向槽（CS）不足1.0mm时，耐压性降低，另一方面，当底部反向槽（CS）超过8.0mm时，难以成形，并且产生破裂等的成形不良，因此不优选。
另外，所述环状凹部3的曲率半径R2优选0.5mm~2.0mm的范围。当该曲率半径R2不足0.5mm时，难以成形，并且产生破裂等的成形不良，另一方面，当曲率半径R2超过2.0mm时，耐压性降低，因此不优选。
在本发明的无缝罐体1中，所述环状凹部3也发挥使无缝罐体1的罐底的耐压性提高的重要功能，因此尤其是在所述无缝罐体适用于利用氮气等惰性气体来置换并充填/密封所述顶部空间而形成的微正压罐的情况下，从耐压性及成形性方面考虑优选所述环状凹部3的深度（CS-BS）在1.5mm~不足3.0mm的范围内。并且，当所述环状凹部3的深度不足1.5mm时，蒸馏杀菌时等的耐压性降低，另一方面，当所述环状凹部3的深度在3.0mm以上时，在成形时产生所述环状凹部3破裂等成形不良，因此优选上述范围。
此外，接地凸缘部2的圆弧部6的曲率半径R1虽然有助于接地的稳定性和有助于与所述环状凹部3一起提高耐压强度，但是当R1不足0.5mm时难以成形，且可能由于成形时的加工压力增大而产生破裂、断裂等，另一方面，当R1超过2.0mm时，耐压性降低，因此优选R1在0.5mm~2.0mm的范围内。
本发明的无缝罐体适用于如下无缝罐体：在金属板为铝板的情况下，采用其厚度为0.2mm~0.4mm的金属板而成形，另外，在金属板为白铁皮或无锡薄钢板等钢板的情况下，采用其厚度为0.1mm~0.3mm的金属板而成形，并且具有所述厚度的罐底。
并且，尤其是适用于罐主体直径53mm~66mm（通常称为202直径~211直径）的无缝罐体。
另外，本发明的无缝罐体的目的在于提高充填/密封有低酸性饮料等的负压罐或微正压罐的内压检查特性，尤其是对下述无缝罐体，防止所述的角部或角部附近的树脂薄膜的损伤，并且防止由金属表面的露出引起的内置物的味道劣化、腐烂等，该无缝罐体是通过在成为罐体的内表面侧的金属材料的至少单面覆盖聚酯树脂等树脂而得的被覆板，进行挤压-拉深减薄成形或者薄壁化挤压（张拉）-拉深减薄成形而得到的无缝罐体。
[评价]
1.平坦度（BSD）
以罐底的中央盖板的外周端为基准面（O），测定中央盖板中心部朝外侧或内侧膨胀的距离（mm）来作为平坦度（BSD）。以下述方式评价该平坦度。
O：-0.15≤BSD≤0.15
x：BSD<-0.15或者BSD＞0.15
2.耐压性
在本实施例中，以将无缝罐体作为微正压罐使用的情况为前提，为了将蒸馏杀菌时的罐底的垫环的耐压性基准470kPa抵消，而以490kPa为基准值进行了评价。
3.成形性
目视确认罐底的夹持在中央盖板的角部8与环状凹部3的圆弧部6之间的直线部7（中央盖板5/环状凹部3之间）的板厚减少率、以及罐底有无断裂等（底部破裂）等成形不良，对成形性进行评价。
O：无底部破裂，板厚减少不足10%
Δ：无底部破裂，板厚减少10%以上
x：产生底部破裂
[无缝罐体的制造]
利用在板厚0.25mm的铝金属板的表面与背面覆盖厚度16μm的聚酯薄膜而得的层压板来制作直径128mm的圆形坯件，将该圆形坯件通过拉深冲压而进行拉深成形，从而成形主体直径73mm、高度40mm的盖筒。接下来，在对该盖筒以成形速度250spm再次进行拉深-减薄成形之后对端部进行修整，从而得到罐主体厚度（Tw）=0.105mm、罐主体端部厚度（Tf）=0.175mm、罐底厚度（TB）=0.28mm、罐体高度（BoH）=143mm的无缝罐体。
[实施例]
针对所述无缝罐体，分别制作了使罐底的角部的曲率半径R3为1.5mm、2.0mm、4.0mm、6.0mm以及7.0mm，另一方面使环状凹部的深度（CS-BS）为1.0mm、1.5mm、2.1mm、2.8mm以及3.0mm的无缝罐体。
并且，将所述罐底的角部的的曲率半径R3处于1.5mm<R3≤6.0mm的范围中的2.0mm~6.0mm，并且环状凹部的深度（CS-BS）处于1.5mm~不足3.0mm的范围中的1.5mm、2.1mm、2.8mm的无缝罐体作为各实施例，将曲率半径R3、环状凹部的深度（CS-BS）处于所述范围以外的无缝罐体作为各比较例进行了评价。
表1针对实施例示出评价的结果，表2针对比较例示出评价的结果。
此外，表2中“未评价”是指，由于得到的无缝罐体的罐底产生破裂因此未形成无缝罐体，没有进行平坦度、耐压性以及成形性的板厚减少率的评价。
[表1]
[表2]
结果，通过满足与朝无缝罐体的罐底的罐内侧凸出的环状凹部连结的角部的曲率半径R3为1.5mm<R3≤6.0mm，所述环状凹部的深度为1.5mm~不足3.0mm的条件，从而判定所述罐底的平坦度、耐压性以及成形性提高。
产业上的可利用性
根据本发明的无缝罐体，通过保持罐底的中央盖板的高平坦度，而能够与负压罐和微正压罐尤其是微正压罐的内压检查特性对应，并且，耐压性与成形性提高，因此产业上的可利用性高。
Claims (4)
1.一种无缝罐体，该无缝罐体的罐底形状中包括朝罐外侧凸出的接地凸缘部、与该接地凸缘部的内侧邻接并且朝罐内侧凸出的环状凹部、以及经由角部而与该环状凹部的内周侧连续并且平坦的中央盖板，
所述无缝罐体的特征在于，
该无缝罐体用于负压罐或微正压罐，罐主体直径为53mm～66mm，
所述角部的曲率半径R3为2.0mm≤R3≤6.0mm，所述环状凹部的深度为1.5mm～不足3.0mm，以及所述中央盖板的平坦度为-0.15mm～0.15mm。
2.根据权利要求1所述的无缝罐体，其特征在于，
所述无缝罐体由铝板形成，并且罐底的厚度为0.2mm～0.4mm。
3.根据权利要求1所述的无缝罐体，其特征在于，
所述无缝罐体由钢板形成，并且所述罐底的厚度为0.1mm～0.3mm。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的无缝罐体，其特征在于，
所述无缝罐体为至少在内表面覆盖有树脂的无缝罐体。
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