JP2005212857A - 装飾効果に優れた金属缶及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 缶胴に形成した単位構成面（セル）からなる多面体部に工夫を凝らすことにより、レンズ効果を利用して各単位構成面毎に前面にある被写体を映し出させることにより、表面光沢をもった装飾効果に優れ、しかも、内容物が充填されている間は外部からの圧力に対し従来品とほぼ同様の耐変形性を有し且つ飲み終わった後では押しつぶしやすい形状の金属缶の提供。
【解決手段】 缶胴周方向及び軸方向の少なくとも一部に単位構成面（セル）からなる表面が鏡面の多面体部が形成されており、各単位構成面は、１つ又は２つ以上の所定の曲率半径を有する凹状又は凸状の曲面体に成形されており、且つ各単位構成面の横方向および／または縦方向の境界線が連続状に接続されていることを特徴とする装飾効果に優れた金属缶並びにその製造方法。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ビール、発泡酒、ソフトドリンク等に用いられる装飾効果に優れ、且つ飲み終わった後において家庭においても廃棄処理し易い金属缶及びその製造方法に関するものである。

ビール、発泡酒、ソフトドリンク等に用いられる飲料缶では、商品のイメージアップを図ると共に、商品の差別化、特異性を強調するために印刷だけでなく、従来より缶胴に種々の凹凸のデザインを施すことにより金属缶の胴部の強度を向上させて缶胴の薄肉化を図るとともに、意匠的効果を高揚させた金属缶が市場にあふれている。
これらの中には缶胴全周に多数の窪みが形成された缶体が知られている。この種の缶体は、ビード補強構造よりも高い変形強度を得る場合もあり、多数の窪みの軸方向配列が位相差をなして配置されている。そして意匠性を発揮するために缶胴の外表面は、多数の窪みによって波状に連続する凹凸或いは傾斜面が形成されている。この場合には缶胴の外表面は凹凸または傾斜面となるために印刷がゆがみ見にくくなるとしてこれを改善した提案がある。

また前述したような窪みに替えて、複数の平坦面を設けて、缶胴の外表面に施される印刷の歪みを小として見易くする提案もある。即ち缶胴の周方向及び軸方向に複数の同一の矩形状の平坦面を形成する。周方向に隣接する平坦面同士は、境界稜線を介して互いに連なり、これを缶胴全周に設けることにより缶胴を横断面視したときに多角形状が形成されるようにする。また、缶胴の缶軸方向に隣接する平坦面同士は、高い変形強度を得るために、互いに周方向に位置をずらして配置されている。これによって、高い変形強度を維持して多数の平坦面を形成でき、多数の窪みを設けたものに比べて缶胴の外表面に施される文字等の印刷の歪みが小となって見易くすることができる。（例えば特許文献１〜４参照）。

これらの提案によるときは、この様なエンボス加工により金属缶の缶胴自体の強度は向上し、外部からの圧力に対して耐変形強度が向上する場合もあり金属板の薄肉化が図られるときはコストダウンに寄与する。またこの様な缶胴表面の凹凸による意匠性、美観が付与されることにより個性が発揮され差別化ができることは確かであり、それなりに有利性が認められる。
しかしながら、従来のエンボス加工による凹凸面のデザインは、単にその凹凸模様が現出されるだけであり、装飾効果が充分とはいえず、更に変化の富んだ意匠的装飾効果のある金属缶が望まれている。

更に、金属缶に充填されたビール、発泡酒、ソフトドリンクなどは、その消費量が増大するとともに、空き缶の廃棄量は激増し、内容物を飲み終わった後ではこれらの空き缶の占める容積は金属自体の占める容積に比して膨大なものであるため消費後の空き缶を家庭でゴミとして出す場合、空気をゴミとして出すようなもので大きな容積を占めているため家庭の主婦などからは押しつぶして出しやすい金属缶の要望がなされてきた。空き缶を押しつぶして廃棄すれば、空き缶の廃棄量は容積的に激減し、輸送量の増大、空き缶処理経費も削減可能となる。

一方ビール、発泡酒、ソフトドリンクなどを金属缶に充填したものは、内部はその殆どが液体で充たされ、僅かな空間があるがそれも炭酸ガスで満たされていてその内圧力で、外部からの圧力に対する金属缶の耐圧力性が大幅に向上している。このため缶胴の強度は空き缶の時の耐圧力性に差があってもその差に比べて耐圧力性は小さくなっており、デザインの変更の影響が極めて小さいことが分かった。この結果、金属缶の形状を意匠性による差別化ととも空き缶の時の押しつぶしやすさが重要であることが分かった。

特公平７−９６１３９号公報 特公平７−１０２４１７号公報 特開２００２−２００９００号公報 特開平１０−３２８７７２号公報

本発明は、缶胴に形成した単位構成面（セル）からなる多面体部に工夫を凝らすことにより、レンズ効果を利用して各単位構成面毎に前面にある被写体を映し出させることにより、従来にない変化に富んだ表面光沢をもった装飾効果に優れ、しかも、内容物が充填されている間は外部からの圧力に対し従来品とほぼ同様の耐変形性を有し且つ飲み終わった後では押しつぶしやすい形状の金属缶を提供しようとするものである。

本発明は、
［１］ 缶胴周方向及び軸方向の少なくとも一部に単位構成面（セル）からなる表面が鏡面の多面体部が形成されており、各単位構成面は、１つ又は２つ以上の所定の曲率半径を有する凹状又は凸状の曲面体に成形されており、且つ各単位構成面の横方向および／または縦方向の境界線が連続状に接続されていることを特徴とする装飾効果に優れた金属缶、

［２］ 前記各単位構成面の凹状又は凸状の曲面体の曲率半径は２〜５０ｍｍである上記［１］に記載の装飾効果に優れた金属缶、
［３］ 各単位構成面が、四角形である上記［１］ないし［２］のいずれかに記載の装飾効果に優れた金属缶、

［４］ 缶胴形成用金属素材の表面に凹状又は凸状の曲面体を備えた単位構成面からなる表面が鏡面の多面体部を形成し、該金属素材を鏡面側を外側として筒状に成形して、その対向する端縁部を接合して容器胴部を成形することを特徴とする上記［１］ないし［３］のいずれかに記載の装飾効果に優れた金属缶の製造方法、

［５］ 有底状容器内に挿入される内型と容器の外部に配設される外型とからなり、該内型又は／及び外型の周面には各単位構成面の形状に対応する凹状又は凸状が刻設されており、内型と外型とで容器胴部を挟み付けて缶胴の外面に凹状又は凸状の曲面体を備えた単位構成面からなる表面が鏡面の多面体部を形成することを特徴とする上記［１］ないし［３］のいずれかに記載の装飾効果に優れた金属缶の製造方法、および
［６］ 上記内型又は外型のいずれか一方が弾性を有するゴムロールにより構成されている上記［５］に記載の装飾効果に優れた金属缶の製造方法、を開発することにより上記の課題を解決した。

本発明の金属缶は、缶胴に単位構成面からなる表面が鏡面の多面体部が形成されており、各単位構成面は、所定の曲率半径を有する凹状又は凸状の曲面体に形成されているので、各単位構成面はレンズ効果により特異な立体感と美観とを備えており装飾効果に優れている上に、各単位構成面の横方向および／または縦方向の境界線が互いに連続状に接続されているので、内容物が充填されている間は外部からの圧力に対し従来品とほぼ同様の耐変形性を有するが、飲み終わった後の空き缶は押しつぶしやすいという空き缶処理性にも優れているものである。

本発明の金属缶は、液体充填用の金属缶であり、特にビール、発泡酒、ソフトドリンクなど炭酸ガスを含む液体を充填する金属容器として有利に使用できる。これは、意匠性も重要な因子ではあるが、他の重要な因子である外部からの圧迫に対する強度が、内容物を充填したときに金属缶内部はその殆どが液体で充たされ僅かな空間があるがそれも炭酸ガスの圧力で外方向きに圧力がかかっており、外部からの圧力に対する金属缶の耐圧力性を大幅に向上できるからである。このため缶胴の強度は空き缶の時に相当大きな耐圧力性の差があっても充填された後は空き缶の時に比べて耐圧力性は大幅に小さくなっていることである。

金属缶の材質は、上記ビール、発泡酒、ソフトドリンクなど炭酸ガスを含む飲料の容器としては、まだスチールも大きな部分を占めてはいるが、現在はアルミニウムが主力となっており、この傾向はますますアルミニウムに移行するものと考えられる。本発明の金属缶の材質としては、意匠性の面からは金属の材質を問うものではないが、好ましくはアルミニウム缶に適用したときに、アルミニウム材質による軽量性とその柔軟性故に家庭の主婦であっても容易につぶし易く、空き缶処理に大きく貢献できるものである。

本発明の金属缶は、特徴の一つとして装飾効果に優れていることを挙げることができる。即ち、図１に示すように、缶胴の周方向及び軸方向の少なくとも一部に単位構成面（セル）からなる表面が鏡面の多面体部が形成されており、各単位構成面は、所定の曲率半径を有する凹状又は凸状の曲面体に成形されているので、図２に示すように各単位構成面（セル）が一個の小さな鏡面となり、それぞれの各鏡面にそれを見る人を映し出すことができ、缶胴の側面が小さな無数の凹面鏡または凸面鏡をはめ込んだようになり優れた意匠性が発揮できる。特徴の第２点は空き缶の廃棄処理性に優れていることである。

即ち、各単位構成面は縦方向および横方向に連続して形成され、隣接する各単位構成面の境界線は缶胴横方向および縦方向ともに１本の連続状に接続されているので金属缶が空き缶となったときに缶の軸方向および横方向のどちらの方向に対しても潰しやすくなっている。なお、横方向に配置されている単位構成面のみを半ピッチずらすことにより各単位構成面の横方向の境界線のみ缶胴横方向に連続状に接続されている場合には、金属缶は缶の軸方向に対して潰しやすくなる。又、縦方向に配置されている単位構成面のみを半ピッチずらすことにより各単位構成面の縦方向の境界線のみ缶軸方向に連続状に接続されている場合には、金属缶は缶の横方向に対して潰しやすくなる。境界線は、空き缶を潰したときに折れ曲がり易くするためのものであり、そのため１本の連続状に接続していることが必要であり、缶胴全周を一周してもかまわないが、部分的であってもかまわない。
これらの境界線は、平面的には直線的に設けられておればよく、立体的には必ずしも水平である必要はない。金型の製造の容易な形状であればよい。

凹状又は凸状の曲面体に成形されている各単位構成面（セル）は、その曲率半径は２〜５０ｍｍφの範囲が好ましい。曲率半径が２ｍｍφ未満の場合、製造上難しく、又単位構成面の面積が小さくなり過ぎ装飾の効果が薄れることになる。逆に曲率半径が５０ｍｍφを超える場合には、単位構成面が平面に近くなり、装飾の効果が薄れる。特に多数の小さな凹面鏡または凸面鏡としての作用効果を発揮させるための好ましい範囲は１５ｍｍφ〜２５ｍｍφの範囲である。

上記各単位構成面（セル）の曲面を形成する曲率半径は、曲面の全面に亘って同一の曲率半径で形成されているが、入口部と中央部とで曲率半径を変えることも可能であり、この場合趣の異なった装飾効果を得ることができる。
なお、隣接する各単位構成面間の境界線は、単位構成面が凹面体形状の場合には、下方に窪んだ曲線を描いており、又単位構成面が凸面体形状の場合には、上方に膨らんだ曲線を描いている。

金属缶の缶胴部に多面体部を構成する各単位構成面を形成するための金型として、内型としてその表面に単位構成面（セル）を刻設し、外型として表面が弾力面を有ゴムロールを用い、缶胴の内部に内型を入れ、缶胴の外側からゴムロールなどの外型を押しつけながら缶胴を回転させてエンボスすることにより缶胴面を形成することができる。
各単位構成面の形状は、縦方向および横方向に連続して形成することが容易な正方形または長方形の４角形が好ましい。

単位構成面の多面体部は、意匠性の観点からは容器胴部のほぼ全面に設けることが好ましいが、缶胴の外表面に施される文字等の印刷が歪んで見にくい場合には、印刷箇所を除いた胴部の周方向の中央部のみや、上下部のみに設けることも可能である。更に、胴部の軸方向の任意の部分のみに設けることも可能である。
各単位構成面にレンズ効果による独立した鏡面とするためには、缶胴の表面が鏡面となっていることが必要である。缶胴形成用金属素材の表面を鏡面仕上げとするためには、予め金属板を光沢ロールによる圧延操作により得ることが出来る。又、有底状容器の場合には、板から容器を成形する際のダイスによるしごき加工により得ることができる。この鏡面仕上げ面の鏡面の光沢度は，ＪＩＳ Ｚ ８７４１（鏡面光沢度測定方法）に定める測定方法において、少なくとも４０％以上であることが要求され、８０％以上の鏡面光沢度のものを使用することが好ましい。

次に本発明による金属缶の製造方法について述べる。
（３ピース缶の製造方法）
まず金属素材を筒状に成形して缶胴部を成形するいわゆるスリーピース缶の製造方法について説明する。
各単位構成面の形状に対応する凹溝が刻設されている下型の上に、表面が鏡面仕上げされている缶胴形成用金属素材を載せ、その上からゴムロールで金属素材を下型面に押しつけて金属素材の表面に凹状の曲面体を備えた単位構成面からなる多面体部を形成する。次に、該多面体部が形成せられた金属素材を鏡面仕上げ面を外側にして筒状に成形し、対向する端縁部を溶接、はんだ付け等の手段で接合して缶胴部を成形し、その後缶胴部の端部に底板を巻き締めして金属缶とする。
なお上記は凹状の曲面体を形成する方法であるが、金属素材に凸条の曲面体を備えた単位構成面を形成する場合は、金属素材の鏡面仕上げ面を凹溝が刻設されている下型面側に接して載せ、その上からゴムロールで押しつけて凹状の曲面体を備えた金属素材を製造する。その後、裏面の鏡面仕上げ面を外側にして筒状に成形して金属缶を得ることになる。

（２ピース缶の製造方法）
この２ピース缶の製造方法は、金属板を絞り成形およびしごき成形して得られた外面が鏡面仕上げされている有底状容器内に挿入される内型と、容器の外部に配設される外型とを使用して容器胴部に単位構成面からなる多面体部を形成する。この場合において、内型および外型の両方に凹または凸状が刻設されている金型を使用して、両金型にて容器胴部を挟み付けてエンボス加工する方法と内型または外型のいずれか一方に凹状又は凸条が刻設されている金型を使用し、他方の金型として弾性を有するゴムロールで成形したものを使用して、ゴムロールでもって容器胴部を他方の金型に押しつけて成形する方法がある。

金属素材を筒状に形成して缶胴部を成形する方法について説明する。
鏡面仕上げされた０．２０ｍｍ厚さのスチール板を使用した。鏡面仕上げの鏡面光沢度は６０％であった。上記スチール板を図１の形状に対応する格子状の凹溝が刻設されている下型の上に鏡面仕上げ面が上面になるようにスチール板を載せ、その上からゴムロールでスチール板を下型面に押しつけて表面に曲率半径が２０ｍｍφの多数の凹面体を備えた単位構成面からなる多面体部を形成した。しかる後該スチール板を鏡面仕上げ面を外側にして筒状に成形して対向する端縁部をはんだ付けし缶胴部を成形した。なお各単位構成面の寸法は横８ｍｍ×縦６ｍｍであった。

Ａ３００４アルミニウム合金板を絞り成形およびしごき成形して外面が鏡面仕上げとなっている有底状容器を使用した。この鏡面仕上げ面の鏡面光沢度は８０％であった。この有底状容器内に図１の形状に対応する格子状の凹溝が刻設されている内型を挿入し、外側からゴムロールからなる外型で容器胴部を押しつけて容器胴部の外面に曲率半径が２０ｍｍφの多数の凹面体を備えた単位構成面からなる多面体部を形成した。なお各単位構成面の寸法は横８ｍｍ×縦６ｍｍであった。

（空き缶処理性の評価）
実施例２の方法により製造された３５０ｍｌのアルミニウム缶について空き缶時の座屈強度を測定したところ、約１２４ｋｇｆであった。一方缶胴部に何ら凹凸加工が施されていない同サイズのアルミニウム缶は約１６５ｋｇｆであったので本発明によるアルミニウム缶は空き缶時の廃棄処理性に優れていることが証明された。

本発明は、缶胴に形成した単位構成面（セル）からなる多面体部に工夫を凝らすことにより、所定の曲率半径を有する凹状又は凸状の曲面体のレンズ効果を利用して各単位構成面毎に前面にある被写体を映し出させることにより、従来にない変化に富んだ表面光沢をもった装飾効果に優れ、しかも、内容物が充填されている間は外部からの圧力に対し従来品とほぼ同様の耐変形性を有し且つ飲み終わった後では押しつぶしやすい形状のビール、発泡酒、ソフトドリンク等に用いられる装飾効果に優れた金属缶を提供しようとするものである。

（ａ）金属缶の正面図を示す。：（ｂ）単位構成面が凹面であるときの（ａ）のＡ−Ａ断面図（セルの中央部）を示す：（ｃ）単位構成面が凹面であるときの（ａ）のＢ−Ｂ断面図（セルの稜線部）を示す。 （ａ）単位構成面が凹面であるときの図１（ｂ）のＣ−Ｃ断面図（セルの稜線部）を示す。：（ｂ）単位構成面が凹面であるときの図１（ｂ）のＤ−Ｄ断面図（セルの稜線部）を示す。 （ａ）単位構成面が凹面であるときの単位構成面の拡大平面図の一例を示す。稜線ａ−ｂおよびｂ−ｃは（ｂ）および（ｃ）に示すように中央部がくぼんだ稜線を形成することができる。 （ａ）単位構成面が凸面であるときの単位構成面の拡大平面図の一例を示す。溝線ａ−ｂおよびｂ−ｃは（ｂ）および（ｃ）に示すように中央部が膨れた溝線を形成することができる。

Claims (6)

1. 缶胴周方向及び軸方向の少なくとも一部に単位構成面（セル）からなる表面が鏡面の多面体部が形成されており、各単位構成面は、１つ又は２つ以上の所定の曲率半径を有する凹状又は凸状の曲面体に成形されており、且つ各単位構成面の横方向および／または縦方向の境界線が連続状に接続されていることを特徴とする装飾効果に優れた金属缶。
2. 前記各単位構成面の凹状又は凸状の曲面体の曲率半径は２〜５０ｍｍである請求項１に記載の装飾効果に優れた金属缶。
3. 各単位構成面が、四角形である請求項１ないし２のいずれか１項に記載の装飾効果に優れた金属缶。
4. 缶胴形成用金属素材の表面に凹状又は凸状の曲面体を備えた単位構成面からなる表面が鏡面の多面体部を形成し、該金属素材を鏡面側を外側として筒状に成形して、その対向する端縁部を接合して容器胴部を成形することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の装飾効果に優れた金属缶の製造方法。
5. 有底状容器内に挿入される内型と容器の外部に配設される外型とからなり、該内型又は／及び外型の周面には各単位構成面の形状に対応する凹状又は凸状が刻設されており、内型と外型とで容器胴部を挟み付けて缶胴の外面に凹状又は凸状の曲面体を備えた単位構成面からなる表面が鏡面の多面体部を形成することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の装飾効果に優れた金属缶の製造方法。
6. 上記内型又は外型のいずれか一方が弾性を有するゴムロールにより構成されている請求項５に記載の装飾効果に優れた金属缶の製造方法。
   
   

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