JP2000016418A - 陽圧用シームレス缶 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 経済的な薄板，薄肉材料を使用しても高い耐
圧力を維持し、かつ、打検適正に優れた陽圧用シームレ
ス缶を提供すること。 【解決手段】 缶外方が凸となる断面実質円弧状の接地
リム部３の内周側から缶胴４軸方向に立上る短円筒状の
内壁部５に連続して設けられ、缶内方に凸となる断面円
弧状の環状凹部６の内周側からコーナー部７を介して連
続する平坦な中央パネル部８を有するシームレス缶１に
おいて、素材厚さ０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下のアル
ミニウム板から成形され、缶底２のコーナー部７の缶内
方の曲率半径Ｒが０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下、中央
パネル部８と環状凹部６との軸方向段差ｈが０．２ｍｍ
以上３．０ｍｍ以下で、かつ缶底２の硬度分布の変化率
が最大硬度の７％以下である構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液化ガス充填法に
より、コーヒー、ウーロン茶、紅茶、ミルクティー、コ
コア等のレトルト飲料を充填したシームレス缶の内圧検
査、すなわち、打撃音響検査（以下、打検と称す）を行
う際に好適な缶底形状を有する陽圧用シームレス缶に関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、レトルト処理を要する缶詰は、
その保存性を高めるため、レトルト処理後の容器内圧が
減圧状態となるように容器内に内容物が充填される。使
われる容器としては、前記真空圧により凹まない容器強
度が要求され、従来、板厚０．２ｍｍ以上の厚い高強度
スチール素材が使われ、これからブランクを得てこれを
円筒状に成形した缶胴と、その両端に巻締められた蓋か
ら構成されるスリーピース缶や、あるいは板厚の厚い素
材（０．３２ｍｍ〜０．３５ｍｍのアルミニウム素材、
０．２６ｍｍ〜０．３２ｍｍのスチール素材）から絞り
や再絞り成形等により、素材の厚みを維持した缶胴壁厚
を有し、缶底と円筒缶胴とを一体成形した絞り缶、再絞
り缶等のアルミニウム製またはスチール製のツーピース
缶が使われていた。近年、液化ガス充填法（主に窒素充
填）を利用した缶詰製造技術が開発され、レトルト処理
後、常温（２０℃）で充填された容器内圧を陽圧状態
（０．６ｋｇｆ／ｃｍ² 〜１．５ｋｇｆ／ｃｍ² ）にす
ることが可能となった。これにより、品質安全上、レト
ルト殺菌処理が義務付けられているコーヒーやウーロン
茶等の低酸性飲料を、液体窒素充填法を利用してツーピ
ース缶に充填する場合、板厚の薄い素材（０．３２ｍｍ
以下のアルミニウム板、０．２６ｍｍ以下の鋼板）か
ら、素材の厚みより薄くさせた璧厚の薄い胴部を有する
絞り缶、深絞り缶、絞りしごき缶、薄肉化深絞り缶の使
用が可能となり、素材の合理化が図られるようになって
きた。空缶の価格を安くするため、あるいは省資源の見
地から、缶素材の厚さを可及的に小さくすることは大切
である。多くの缶詰では空缶の価格がその中に充填され
る内容物の価格に近いかそれ以上になるので、空缶の価
格は非常に重大である。したがって缶の価格を減らすこ
とが強く望まれている。さらに、飲料缶市場は大きく、
缶詰業者の通常の発注缶数が数十万個であることを考慮
すれば、１缶の金属材料を僅かに減らすことでも値段に
相当な違いがでてくる。もし製缶業者が缶の金属厚を１
００分の１ミリ減らすことができれば、これによって相
当な価格低減が可能となる。ところで、このような薄い
胴部壁厚を有する窒素充填缶（窒素ガス充填、液体窒素
の状態で充填する場合を含む）の場合、内容物が加圧状
態で充填されているが、缶の密封不良又は窒素充填量不
足に起因して圧力低下を生じることがある。これらの圧
力不良缶詰を市場に出荷することは消費者にとって危険
なので、出荷の前に検出して除去する必要がある。この
検出方法として、通常、缶詰の金属製蓋等を強制励振し
たときに励起する固有振動数が缶内圧と密接な相関関係
があるという性質を利用した打検法が用いられる。例え
ば、特開平１−３１７３７８号公報に開示されているよ
うに、検出ヘッドから電磁衝撃インパルスを打ち込んで
缶詰内圧に比例する振動を缶底（または蓋）に励起し、
その振動数を検出ヘッドに内蔵するピックアップで受波
し電気信号に変換してその信号特性により、内圧の良否
を判定するものである。したがって、内容物の変敗の有
無を缶底の打検して判定する場合、内圧に対してあまり
形状変化せず、固有振動数との相関が得られない炭酸飲
料用のドーム形状缶底（図９）は不向きで使われず、一
般的に固有振動数との相関関係が比較的得られ易い平面
形状の缶底形状のものが使われる。一例として、充填後
に缶の内圧により平面化される実質的な平面部を、蓋ま
たは缶底の対総面積比５０％以上の割合となるように形
成した特公昭６１−３５０５９号公報、中央パネルの平
面部の直径を胴部直径から特定した実開平３−１２９２
１５号公報に記載された平面形状缶底等のものが知られ
ている。しかしながら、前記特公昭６１−３５０５９号
公報、実開平３−１２９２１５号公報に記載のツーピー
ス缶を窒素充填した陽圧缶として使用した場合、確かに
打検特性は良いものの、落下等の瞬間的な内圧の増加に
対してはドーム形状の缶底に比べ弱く、図１０に示すよ
うな「角だし」と呼ばれる部分的な膨出が発生しやす
い。これに対応するためには材料の厚みを増加させる方
法しかなく、材料コスト上、不経済である。一方、缶底
の平面部の面積が大きく、缶詰の落下等の瞬間的な内圧
の増加に対して発生する部分的な「角だし」を防ぐため
に、特開昭５５−４８０３７号公報に示すように中央パ
ネル外周に環状凹部をつけた缶底形状を有するツーピー
ス缶も知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記特開
昭５５−４８０３７号公報に示すように、中央パネル部
外周に缶内方に凸となる略断面円弧状の環状凹部を形成
させた缶底形状（以下「Ｅ型形状」という）を有する缶
にあっては、材料の厚みを増加させることなく耐角だし
性を向上させることが一応可能となるが、内圧を変化さ
せていくと、内圧の変化に対して複数種類の固有振動数
が不規則に散発する場合があり、ノイズフィルタを通し
ても内圧と固有振動数との正確な相関が得られないとい
う新たな問題がある。缶内圧の変化に対して、なぜ上記
のような複数種類の不規則な固有振動数が散発するの
か、その原因は従来明らかにされていない。本発明は、
上述の従来の問題点に着目してなされたもので、経済的
な薄肉材料を使用しても、高い耐圧力を維持しながら、
かつ、ノイズ周波数の発生を防止して打検時の良否判定
精度を向上させ得る、打検適性に優れた陽圧用シームレ
ス缶を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記のＥ
型形状の缶底を有する缶の優れた点を生かしながら、打
検適性にも優れた缶底形状ができないか研究したとこ
ろ、以下の点が原因となって缶内圧の変化に対して複数
種類の固有振動数が発生し、内圧と固有振動数との正確
な相関が得られないことを究明した。すなわち、打検で
検出する固有振動数は通常いくつかの文献で見られるよ
うに、一般的には、缶底や蓋を１つの膜とした膜振動式
が適応できる。この場合の基本振動数ｆは、式

【数３】 で表される。なお、ａ＝固定円の半径（ｃｍ）、Ｓ＝張
力（ｋｇｆ／ｃｍ）、γ＝膜の単位面積重量（ｋｇｆ／
ｃｍ² ）、ｇ＝９８１（ｃｍ／ｓ² ）である。通常、缶
底においては、内圧により変形し、板材の張力が変化し
て固有振動数が変化する。缶底は内圧により徐々に外方
に膨出変形するのに伴い、固定円の半径は最初のうち、
平坦な中央パネル部周囲であるが、その後、内圧の上昇
とともに内圧と釣り合う位置に固定円の半径が半径方向
外方に徐々に移動し、１つの振動膜として変化する振動
系を構成する。ところが、前記Ｅ型形状の缶底にあって
は、缶底形成時、中央パネル部外周に形成される環状凹
部の壁部が、形成中に引き伸ばされて薄肉化されたり、
あるいはコイニングされて加工硬化されやすく、このよ
うな加工硬化部分が存在していると、ある特定の内圧の
ときに、この加工硬化部分を円周上の境界とする振動膜
が形成され、この形成により不安定な振動系をつくる。
言い換えれば、固定円の半径がコイニング等の加工部分
の内側となるか外側となるかで微妙に振動膜が変化し、
その際、大部分が中央パネル部で構成される金属膜の固
有振動数と、振動膜の外周に加工硬化部分を含めた振動
膜で構成される金属膜の固有振動数とが多重に発生し、
いわゆる複数種類の膜として内圧による周波数の変化が
出現していると考えられる。缶底形成時に加工硬化を起
こす要因としては、ツールクリアランスの不適正、シワ
押さえ力の不適正、およびツール先端の曲率半径や表面
状態の不適正等が考えられ、成形時の材料流れが阻害さ
れて部分的に引き伸ばされたりコイニングされたり、材
料の許容応力を越えた塑性加工が考えられる。本発明者
らは、このようなＥ型形状を有する缶底の内圧変化に対
する金属膜の振動挙動に着目し問題点を解決した。すな
わち、上記目的を達成するために、請求項１記載の陽圧
用シームレス缶においては、缶底の外周に配置され、缶
外方に凸となる断面実質円弧状の接地リム部と、この接
地リム部の内周側から缶胴軸方向に立上る短円筒状の内
壁部に連続して設けられ、缶内方に凸となる断面円弧状
の環状凹部と、この環状凹部の内周側からコーナー部を
介して連続する平坦な中央パネル部と、を有する陽圧用
シームレス缶において、素材厚さ０．１ｍｍ以上０．３
ｍｍ以下のアルミニウム板から成形され、前記缶底のコ
ーナー部の缶内方の曲率半径が０．２ｍｍ以上１．５ｍ
ｍ以下、前記中央パネル部と環状凹部との軸方向段差が
０．２ｍｍ以上３．０ｍｍ以下で、かつ、式

【数４】 から求められる缶底の硬度分布の変化率が最大硬度の７
％以下であることを特徴とする。請求項２記載の陽圧用
シームレス缶では、缶底の外周に配置され、缶外方に凸
となる断面実質円弧状の接地リム部と、この接地リム部
の内周側から缶胴軸方向に立上る短円筒状の内壁部に連
続して設けられ、缶内方に凸となる断面円弧状の環状凹
部と、この環状凹部の内周側からコーナー部を介して連
続する平坦な中央パネル部と、を有する陽圧用シームレ
ス缶において、素材厚さ０．１ｍｍ以上０．２４ｍｍ以
下の鋼板から成形され、前記缶底のコーナー部の缶内方
の曲率半径が０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下、前記中央
パネル部と環状凹部との軸方向段差が０．２ｍｍ以上
３．０ｍｍ以下で、かつ、式

【数５】 から求められる缶底の硬度分布の変化率が最大硬度の２
５％以下であることを特徴とする。

【０００５】

【作用】請求項１記載のアルミニウム製シームレス缶お
よび請求項２記載の鋼板製シームレス缶は、コーナー部
の上限としての曲率半径を１．５ｍｍ超の半径で環状凹
部の塑性加工を行うと、内圧により缶底が膨出する際、
平坦な中央パネル部の膨出と同時に曲率半径を伸ばす作
用で曲率半径が大きくなり易く、その結果、前述の固定
円半径の移動がすぐに起こり、内圧と固有振動数との相
関関係が悪くなり、内容物の変敗等による圧力変動が検
出できなくなる。このため曲率半径を１．５ｍｍ以内と
した。またコーナー部の下限としての曲率半径が０．２
ｍｍ未満では加工上の最小曲げ半径に近づき過ぎて、加
工中に材料が破断したり、破断には至らなくても、材料
の許容応力を越えた加工硬化部分となったり、更には材
料表面に施された樹脂被膜に割れを発生させたりするの
で０．２ｍｍ以上とした。これらにより中央パネル部に
起因する固有振動数と缶内圧との相関性が良くなり、打
検による缶内圧の良否判定精度が良くなる。また、環状
凹部と中央パネル部との軸方向段差については、缶内圧
に対する「角だし」強度に深く関係し、環状凹部として
形成されるビード形状により、内圧に対する環状部分の
折れ曲がり強度を増大させ耐圧力を向上させる。この段
差が０．２ｍｍ未満の場合、コーナー部の曲率半径の最
小を０．２ｍｍに形成することができないため、折り曲
げ効果を発揮することができず、内圧と缶底の固有振動
数との相関関係が悪くなるので０．２ｍｍ以上とした。
そして段差の最大値は、成形上、材料が破断するまでの
大きさをとることが可能だが、大きくすればその分、材
料が必要となり不経済となるため、必要な耐圧が確保さ
れれば、無用にこの部分を深くする必要はなく、段差を
３．０ｍｍ以下とした。また、スプレー等によって保護
塗料で缶内面を被覆する場合、通常、缶を回転させなが
ら、スプレーされ缶底に吹き付けられ遠心力で塗料を接
地リム部へ流れ込ませるが、接地リム部内側より軸方向
に立ち上がる内壁部はスプレーで覆うことが難しいた
め、なるべく環状凹部の高さは低い方が望ましく、０．
２ｍｍ〜０．５ｍｍが好適範囲である。さらに熱可塑性
樹脂フィルム被覆金属缶にあっては、内面樹脂層が成形
前から形成されているため、成形によって割れや破断が
起きるのを防ぐことが重要となる。したがって、なるべ
く過酷な成形を避けることが必要であり、段差１〜２ｍ
ｍ程度が好適である。次に金属板について説明する。本
発明に適用されるアルミニウム板は、通常缶容器に用い
られる３００４系、５５５０系、５０８１系アルミニウ
ム合金等種々のアルミニウム板が適用される。アルミニ
ウム合金板の板厚としては、０．１ｍｍ〜０．３ｍｍの
ものが適用される。板厚が０．１ｍｍ未満では、耐圧力
を確保するには、環状凹部の幅を０．６ｍｍ以下にする
必要があり、成形時の材料塑性流動が悪くなり、コーナ
ー部にクラックが発生しやすく成形が難しい。さらに
「角だし」以外に薄肉により接地リム部の折れ曲がり部
分の強度が弱くなり、缶内圧により接地リム部の曲率部
分が膨出したり、バックリングを起こしやすく好ましく
ない。一方、０．３ｍｍを超えると、缶底の耐圧強度は
十分に確保されるが、実質的には品質過剰であり、経済
的でない。さらに板厚を厚くすると缶底の耐圧が上がり
過ぎて、蓋よりも缶底の強度の方が大きくなり、蓋を変
形させ、蓋に形成されているスコアを破断させる危険が
あり好ましくない。本発明に適用される表面処理鋼板と
しては、冷延圧延鋼板または焼鈍後二次冷間圧延し、錫
メッキ、ニッケルメッキ、電解クロム酸処理、クロム酸
処理等の表面処理の一種または二種以上を行ったものが
使用される。鋼板の板厚としては、０．１ｍｍ〜０．２
４ｍｍのものが適用される。板厚が０．１ｍｍ未満で
は、耐圧力を確保するには、環状凹部の幅を０．６ｍｍ
以下にする必要があり、成形時の材料塑性流動が悪くな
り、コーナー部にクラックが発生しやすく成形が難し
い。さらに「角だし」以外に薄肉により接地リム部の折
れ曲がり部分の強度が弱くなり、缶内圧により接地リム
部の曲率部分が膨出したり、バックリングを起こしやす
く好ましくない。一方、０．２４ｍｍを超えると、缶底
の耐圧強度は十分に確保されるが、実質的には品質過剰
であり、経済的でない。さらに板厚を厚くすると缶底の
耐圧が上がり過ぎて、蓋より缶底強度が大きくなり、蓋
を変形させ、蓋に形成されているスコアを破断させる危
険があり好ましくない。電解クロム酸処理の好適な例と
しては、１０〜３００ｍｇ／ｍ² の金属クロム層、１〜
５０ｍｇ／ｍ² のクロム酸化物層（金属クロム換算）を
備えたものが好ましい。次に、本発明に適用される内面
樹脂について説明する。本発明で使用される内面樹脂
は、内容物充填後にその内容物と金属とが直接接しない
ように缶内面を被覆するもので、通常の保護塗料や樹脂
フィルムなどが用いられる。保護被覆樹脂としては、熱
硬化性および熱可塑性樹脂からなる任意の保護塗料、例
えば、フェノール−エポキシ塗料、アミノ−エポキシ塗
料等の変成エポキシ塗料、塩化ビニル−酢酸ビニル共重
合体、エポキシフェノール変性−ビニル塗料等のビニル
または変成ビニル塗料等の単独または２種以上の組み合
わせが使用される。熱可塑性樹脂フィルムとしては、ポ
リエステル樹脂フィルムが適用される。ポリエステル樹
脂は、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、
ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、およびポリエ
チレンイソフタレート（ＰＥＩ）のようなホモポリマー
や、ポリエチレンテレフタレートとポリエチレンイソフ
タレートとの共重合樹脂であるコポリマーや、またこう
したホモポリマー同士あるいはコポリマーとのブレンド
樹脂等が使用される。これらのフィルムは未延伸のもの
でも、二軸延伸のものでも良く、その樹脂フィルムの厚
みとしては、５〜４０μｍの範囲のものが望ましい。缶
の内面に当たる面に積層される樹脂フィルムの厚みは、
缶内面の耐食性の点から限定されるものであり、１０μ
ｍ未満では缶の成形加工後に充填する内容物にもよる
が、十分な耐食性を確保するのは難しい。一方、５０μ
ｍ超えると、内容物に対し耐食性は十分確保されるが、
実質的に過剰品質となり、経済的でない。したがって、
樹脂フィルムの厚みとしては、１２〜４０μｍが品質お
よび経済性から好ましい範囲である。フィルムの金属板
への積層は、熱融着法、ドライラミネート法、押し出し
コート法等設備に応じて適宜選択される。また、フィル
ムと金属板との接着性が乏しい場合には、エポキシ系、
ウレタン系接着剤等を介在させることができる。次に、
樹脂被覆シームレス金属缶の缶底における硬度分布の変
化率について説明する。本発明の陽圧用樹脂被覆シーム
レス金属缶は、アルミニウム缶の場合で硬度分布の変化
率が最大硬度の７％以下、あるいは鋼板製シームレス金
属缶の場合で硬度分布の変化率が最大硬度の２５％以下
となるようにする。缶底部分における成形後の硬度分布
の変化率が最大硬度に対して、アルミニウム缶の場合で
７％、あるいは鋼板製缶の場合で２５％を超えると、部
分的に過酷な成形による薄肉化あるいはコイニングが起
こり、加工硬化部分を境界としたパネル構造ができ易
く、内圧の変動に対して複数種類の固有振動が発生す
る。その結果、内圧と周波数との相関を正確にとらえる
ことができなくなり、打検適性が悪くなるので上記範囲
を定めた。範囲を超えると、内圧の変化に対して複数種
類の固有振動数が散発し、内圧と周波数との相関を正確
にとらえることができなくなり、打検適性が悪くなるの
で好ましくない。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態に
かかるシームレス缶１の缶底構造の一部を示す縦断面
図、図２は、実施の形態のシームレス缶１の縦断面図で
ある。図１において、シームレス缶１の缶底２外周には
接地リム部３が設けられている。この接地リム部３は、
外周側が缶胴４と連続し、内周側が内壁部５と連続して
いて、缶外方に凸となる小さな曲率半径からなる略断面
円弧状に形成されている。

【０００７】前記内壁部５は、缶胴４の軸方向に立ち上
がる短円筒状に形成され、その内周側は環状凹部６と連
続している。この環状凹部６は、缶内方に凸である断面
円弧状に形成されていて、この環状凹部６の内周側に
は、曲率半径Ｒが０．２〜１．５ｍｍとなるように形成
されたコーナー部７を介して中央パネル部８が設けられ
ている。この中央パネル部８は、缶底２の中央に設けら
れ平坦な円盤状に形成されている。

【０００８】また、前記中央パネル部８は環状凹部６よ
りも缶外方に設けられていて、両者の段差ｈが０．２〜
３．０ｍｍとなるように形成されている。

【０００９】次に、実施例により本発明をさらに詳細に
説明する。＜実施例１＞錫メッキ鋼板（Ｔ−２，板厚
０．２２５ｍｍ）を用いて、φ９０ｍｍの絞りカップを
準備し、このカップを絞りしごき加工後、φ５３ｍｍ、
缶高１０４．６ｍｍ、ネック部壁厚０．１２８ｍｍ、缶
胴４の壁厚０．０６８ｍｍとする缶体を作成し、この缶
体の缶底２を、中央パネル部８の直径Ｄφ３６ｍｍ、コ
ーナー部７の曲率半径Ｒ０．５ｍｍ、段差ｈ０．５ｍｍ
の缶底形状を有し、缶内面側となる面に熱硬化性樹脂塗
料でスプレー塗装したシームレス缶１を得た。実施例１
で得たシームレス缶１の打検適性、耐角だし性は、表１
に示す。本実施例で行った評価方法は以下の通りであ
る。

【００１０】打検適性 コーヒー飲料を２０℃で窒素充填（０．８±０．２ｋｇ
ｆ／ｃｍ² ）し、その後レトルト処理（１２０℃×３０
分）を行い、缶胴４中央に穴を穿設し、この穴から内容
物を取り出した後、穴にバルブを取り付けて、缶底２を
上にした状態でエアーにて内圧を与え、さらに缶底２に
電磁衝撃インパルスの照射部と缶底２の振動を捕えるマ
イクロフォンとを備えたプローブにより内圧変化に対す
る固有振動数の周波数変化を測定した。

【００１１】（評価基準） ○：缶内圧に相関した固有振動数が得られる。 △：缶内圧が上昇するにつれ固有振動数の相関が徐々に
悪くなり、高圧領域では缶内圧の変動に対し、固有振動
数はほとんど変化しない。 ×：缶内圧の上昇により散発的に固有振動数が多重に出
現する。固有振動数の測定値に信頼性を欠き、缶内圧を
推測することができない。

【００１２】耐角だし性 ガスボリューム炭酸ガス吸入係数４．０の炭酸水をシー
ムレス缶１に充填後、通常使用しているカートンケース
に２４缶箱詰めし３ケースを常温（２０℃）、さらに３
ケースを３７℃に保ち、それぞれ１０ｃｍ高さからコン
クリート床にボトム側（缶底２側）を下にして垂直落下
させ、シームレス缶１がバックリングするまで１０ｃｍ
ずつ落下高度を上昇させてテストを行った。

【００１３】（評価基準） ○：常温では３０ｃｍ以上、３７℃では２０ｃｍ以上の
落下高度に耐える。 ×：それ以下のもの。

【００１４】缶底の硬度分布測定 成形後の缶底２の硬度をマイクロビッカース硬度計を用
いて測定した。測定は、缶底部を樹脂に埋め込み、材料
の圧延方向と平行および垂直方向に切断し、それぞれの
切断端面に直角に硬度計をあてて行った。測定部位は缶
底２接地部より缶高さ１０ｍｍの位置から缶底２中央部
までほぼ１ｍｍ間隔で複数点測定し、そのうち最大硬度
と最小硬度を測定し、式

【数６】 より缶底２の硬度分布の変化率を求めた。

【００１５】ボトム耐圧力 缶底２を上にしてシームレス缶１を固定し、開口部より
缶内に徐々にエアー圧をかけられるようにした耐圧試験
機を用いて缶底部バックリングするまでのエアー圧を測
定した。また、上記実施例１に対する比較例として、軸
方向の段差ｈとコーナー部７の曲率半径Ｒとを下記の表
１のように変更したシームレス缶を作成した。すなわ
ち、軸方向段差ｈを変更せず、コーナー部７の曲率半径
Ｒのみを１．７ｍｍに変更したもの（比較例１）、０．
１ｍｍに変更したもの（比較例２）、また、図３に示す
ような環状凹部６を形成しない従来の負圧缶用缶底形状
のもの（比較例３）、コーナー部７の曲率半径Ｒ０．５
ｍｍを変更せず、軸方向段差ｈのみを３．５ｍｍにして
環状凹部６を深くした（比較例４）シームレス缶を作
成、これらについても実施例１と同様の評価を行った。

【００１６】

【表１】

【００１７】（考察）板厚０．２２５ｍｍの錫メッキ鋼
板を用いたシームレス缶（実施例１）のボトム耐圧力
は、５．４ｋｇｆ／ｃｍ² である。これは従来の負圧缶
用缶底形状を有する比較例３のボトム耐圧力４．５ｋｇ
ｆ／ｃｍ² に対して０．９ｋｇｆ／ｃｍ² も高強度であ
る。したがって、実施例１のシームレス缶は、窒素充填
のガス圧として常温（２０℃）で０．７〜１．１ｋｇｆ
／ｃｍ² 相当の充填における、レトルト殺菌時の高温状
態（１２０℃）での３．１〜４．８７ｋｇｆ／ｃｍ² 程
度の缶内圧に対して十分耐えることができ、陽圧缶用と
して問題なく使用できることが分かる。

【００１８】また、実施例１は硬度分布の変化率が最大
硬度の２３％であり、缶底２の成形において、コイニン
グ等の過酷な成形は行われていない。従って打検に対し
ては、図４（ａ），（ｂ），（ｃ）の周波数測定グラフ
に示すように明確な１つの固有振動数を発生させ、周波
数の測定が行いやすい。

【００１９】さらに、実施例１においては、常温で行わ
れる打検測定では、図５に示すように、内圧と固有振動
数との相関関係も良好であり、内容物の変敗や、漏れ等
の内圧変化を検出することが可能であることが分かる。

【００２０】一方、比較例１については、ボトム耐圧力
が実施例１よりも若干低く５．０ｋｇｆ／ｃｍ² となっ
ており、上述の窒素充填条件では耐圧が不足気味である
ことが分かる。耐圧力が実施例１より低くなった要因と
して、コーナー部７の曲率半径Ｒが大きすぎて環状凹部
６ビード強度が弱くなったためと考えられる。

【００２１】さらに、硬度分布の変化率が最大硬度の２
１％であり、発生する周波数は１種類のみの出現である
が、図５に示すように、内圧と周波数との相関性が若干
悪い。これは中央パネル部８外周のコーナー部７の曲率
半径Ｒが大きく、低内圧で固定円半径の移動が生じて、
その後の内圧変化に対してあまり変化していないことか
ら分かる。その結果、高内圧で周波数があまり変化しな
いと、内容物の変敗による増圧を打検によって検出する
ことが困難であり打検適性に欠ける。

【００２２】また、比較例２について述べると、ボトム
耐圧力は十分であるが、硬度分布の変化率が高く、中央
パネル部８外周のコーナー部７の曲率半径Ｒが小さいた
め、材料が成形中にコイニングされていることが予想さ
れる。

【００２３】したがって、内圧と周波数との相関性をみ
ると、ある特定の内圧において最大硬度部分（コイニン
グ部分）を境界とする周波数の異なる２種類の振動膜
（２重膜）が発生する。その結果、どちらの周波数が内
圧変化に起因する固有振動数の周波数なのか、見分ける
ことができず、不良缶を正確に判別することができない
ことが分かる。

【００２４】この様子を図６，７を用いてさらに説明す
ると、図６は、比較例２の内圧と固有振動数との関係を
示す図であり、図７はその周波数測定グラフである。図
７（ａ）に示されるように、内圧０．７５ｋｇｆ／ｃｍ
² では１つの周波数最大ピークしか発生しないが、図７
（ｂ）の内圧１．０ｋｇｆ／ｃｍ² および図７（ｃ）の
内圧１．２５ｋｇｆ／ｃｍ² では最大ピークの他に、こ
の最大ピークより若干低いもう１つのピークが出現し、
２重膜を構成していることが分かる。このように２重膜
の出現は、上記内圧に対して規則性がなく、予想でき
ず、データ処理することが難しく、結局、不良缶の検出
が困難である。

【００２５】さらに、比較例３について述べると、軸方
向段差ｈが０ｍｍのときは環状凹部６がなく、缶底２の
硬度分布の変化率は１７％と低く、したがって１つの固
有振動数のみ発生し、内圧変化に対する周波数の相関も
良い。しかしながら、中央パネル部８の中央平坦部分が
大きくなる分、ボトム耐圧力が４．５ｋｇｆ／ｃｍ²と
低くなり缶詰落下等の衝撃等により「角だし」が発生し
やすくなることが分かる。したがって、陽圧缶用に適用
するには、板厚を厚くする必要があり、材料コスト上昇
を招き不経済である。

【００２６】さらに、比較例４について述べると、環状
凹部６と中央パネル部８との段差ｈを大きくすると、缶
底２の断面係数が大きくなり耐圧性が向上するが、ビー
ド成形が過酷なため、材料が薄く伸ばされ強い加工硬化
を起こし、硬度分布の変化率が２８％と高く、その結
果、図８に示すように、比較例２と同様に２つの固有振
動数が不規則に出現する。特にある特定の内圧で大きく
異なる振動数を発生する。

【００２７】＜実施例２＞つぎに、熱可塑性樹脂フィル
ムで被覆されているアルミニウム合金板（３００４、板
厚０．２８ｍｍ）を用いて、缶内面側が樹脂フィルム面
となるようにφ９０ｍｍの絞りカップを準備し、このカ
ップを絞りしごき加工後、φ５３ｍｍ、缶高１０４．６
ｍｍ、ネック部壁厚０．１６５ｍｍ、缶胴４の最小壁厚
０．１０５ｍｍとする缶体を作成し、この缶体の缶底２
を、中央パネル部８の直径Ｄφ３６ｍｍ、コーナー部７
の曲率半径Ｒ１．０ｍｍ、段差ｈ０．５ｍｍの缶底形状
を有したシームレス缶１を得た。

【００２８】また、上記実施例２に対する比較例とし
て、軸方向の段差ｈとコーナー部７の曲率半径Ｒとを下
記の表２のように変更したシームレス缶を作成した。す
なわち、軸方向段差ｈを変更せず、コーナー部７の曲率
半径Ｒのみを１．７ｍｍに変更したもの（比較例５）、
０．１ｍｍに変更したもの（比較例６）、また、図３に
示すような環状凹部６を形成しない従来の負圧缶用缶底
形状のもの（従来例７）、コーナー部７の曲率半径Ｒ
１．０ｍｍを変更せず、軸方向段差ｈのみを３．５ｍｍ
にして環状凹部６を深くした（比較例８）シームレス缶
を作成し、これらについても実施例１と同様の測定を行
った。その測定結果と評価結果は、表２に示した。

【００２９】

【表２】

【００３０】（考察）板厚０．２８ｍｍのアルミニウム
板を用いたシームレス缶（実施例２）のボトム耐圧力
は、５．２ｋｇｆ／ｃｍ² であり、これは従来の負圧缶
用缶底形状を有する比較例７のボトム耐圧力４．５ｋｇ
ｆ／ｃｍ² に対して、０．７ｋｇｆ／ｃｍ² も高強度で
ある。したがって窒素充填法を利用する陽圧缶用として
実施例１と同様に問題なく使用できることが分かる。

【００３１】また、硬度分布の変化率は６％であり、比
較例６，８のようにコイニング等の過酷な成形は行われ
ず、打検に対しては、実施例１同様に明確な１つの固有
振動数を発生させ、周波数の測定が行いやすく、内圧と
固有振動数との相関関係も良好であり、内容物の変敗
や、漏れ等の内圧変化を検出することが可能であること
が分かる。

【００３２】一方、比較例５について述べると、ボトム
耐圧力が実施例２よりも若干低く５．０ｋｇｆ／ｃｍ²
となっており、上述の窒素充填条件では耐圧が不足気味
であることが分かる。また、硬度分布の変化率は５％で
あり、発生する周波数は１種類のみの出現であるもの
の、高内圧で周波数があまり変化せず内圧と周波数との
相関性が若干悪く、内容物の変敗による不良缶を打検に
よって正確に判別することに難点があり打検適性に欠け
る。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明請求項１記
載の陽圧用シームレス缶にあっては、素材厚さ０．１ｍ
ｍ以上０．３ｍｍ以下のアルミニウム板から成形され、
缶底のコーナー部の缶内方の曲率半径が０．２ｍｍ以上
１．５ｍｍ以下、中央パネル部と環状凹部との軸方向段
差が０．２ｍｍ以上３．０ｍｍ以下で、かつ缶底の硬度
分布の変化率が最大硬度の７％以下となるような構成と
したため、薄い肉厚のアルミニウム板を使用しても高い
缶底耐圧力を維持し、かつ打検時の良否判定精度を高め
ることが可能である。よって、材料費を削減してコスト
ダウンを図ることができるとともに、缶内容物の変敗な
どをより正確に判別可能な打検適正に優れたアルミニウ
ム製シームレス缶を提供することができるという効果が
得られる。請求項２記載の陽圧用シームレス缶にあって
は、素材厚さ０．１ｍｍ以上０．２４ｍｍ以下の鋼板か
ら成形され、缶底のコーナー部の缶内方の曲率半径が
０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下、中央パネル部と環状凹
部との軸方向段差が０．２ｍｍ以上３．０ｍｍ以下で、
かつ缶底の硬度分布の変化率が最大硬度の２５％以下と
なるような構成としたため、薄い肉厚の鋼板を使用して
も高い缶底耐圧力を維持し、かつ打検時の良否判定精度
を高めることが可能である。よって、材料費を削減して
コストダウンを図ることができるとともに、缶内容物の
変敗などをより正確に判別可能な打検適正に優れた鋼板
製シームレス缶を提供することができるという効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態にかかるシームレス缶１の
缶底構造の一部を示す縦断面図である。

【図２】実施の形態のシームレス１の縦断面図である。

【図３】負圧缶で使用されている缶底形状を示す縦断面
図である。

【図４】実施例の周波数測定グラフである。

【図５】実施例、比較例１、および比較例３の内圧と固
有振動数との関係を示す図である。

【図６】比較例２の内圧と固有振動数との関係を示す図
である。

【図７】比較例２の周波数測定グラフである。

【図８】比較例４の内圧と固有振動数との関係を示す図
である。

【図９】陽圧、飲料缶で使用されているボトム形状を示
す縦断面図である。

【図１０】内圧によるボトム「角だし」不良を説明する
斜視図である。

【符号の説明】

１ シームレス缶 ２ 缶底 ３ 接地リム部 ４ 缶胴 ５ 内壁部 ６ 環状凹部 ７ コーナー部 ８ 中央パネル部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 缶底の外周に配置され、缶外方に凸とな
   る断面実質円弧状の接地リム部と、 この接地リム部の内周側から缶胴軸方向に立上る短円筒
   状の内壁部に連続して設けられ、缶内方に凸となる断面
   円弧状の環状凹部と、 この環状凹部の内周側からコーナー部を介して連続する
   平坦な中央パネル部と、を有する陽圧用シームレス缶に
   おいて、 素材厚さ０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下のアルミニウム
   板から成形され、前記缶底のコーナー部の缶内方の曲率
   半径が０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下、前記中央パネル
   部と環状凹部との軸方向段差が０．２ｍｍ以上３．０ｍ
   ｍ以下で、 かつ、式 【数１】 から求められる缶底の硬度分布の変化率が最大硬度の７
   ％以下であることを特徴とする陽圧用シームレス缶。
2. 【請求項２】 缶底の外周に配置され、缶外方に凸とな
   る断面実質円弧状の接地リム部と、 この接地リム部の内周側から缶胴軸方向に立上る短円筒
   状の内壁部に連続して設けられ、缶内方に凸となる断面
   円弧状の環状凹部と、 この環状凹部の内周側からコーナー部を介して連続する
   平坦な中央パネル部と、を有する陽圧用シームレス缶に
   おいて、 素材厚さ０．１ｍｍ以上０．２４ｍｍ以下の鋼板から成
   形され、前記缶底のコーナー部の缶内方の曲率半径が
   ０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下、前記中央パネル部と環
   状凹部との軸方向段差が０．２ｍｍ以上３．０ｍｍ以下
   で、 かつ、式 【数２】 から求められる缶底の硬度分布の変化率が最大硬度の２
   ５％以下であることを特徴とする陽圧用シームレス缶。