JP2005212904A

JP2005212904A - ネジ付き金属ｄｉ缶のキャッピング方法

Info

Publication number: JP2005212904A
Application number: JP2005044039A
Authority: JP
Inventors: Hideki Matsusei; 秀樹松政; Takumi Yokoyama; 拓己横山
Original assignee: Suntory Ltd
Current assignee: Suntory Ltd
Priority date: 2005-02-21
Filing date: 2005-02-21
Publication date: 2005-08-11

Abstract

【課題】開栓不良を防止できるネジ付き金属缶のキャッピング方法を提供する。
【解決手段】４個のローラのうち任意の数のローラをねじ切りローラとし、残りのローラを裾巻きローラとして使用するキャッパーを使用して、外周に雄ネジが形成された口部を有するネジ付き金属缶１０にキャップを取り付けるキャッピング方法である。キャッパーを第１及び第２の２台のキャッパーとし、第１のキャッパー５０ａの３個のローラをねじ切りローラ５５ａとし、かつ残りの１個のローラを裾巻きローラ５６ａとして口部に被せられたキャップのキャッピング処理を行い、第２のキャッパーの２個のローラをねじ切りローラ５５としかつ残りの２個のローラを裾巻きローラ５６として、第１のキャッパーでキャッピング処理されたキャップのキャッピング処理を行う。
【選択図】図５

Description

本発明は、ネジ付き金属缶にキャップを取り付けるキャッピング方法に関し、より詳しくは、口部周辺に雄ネジが設けられたネジ付き金属缶の口部に被せられたキャップをキャッパーにより取り付けるキャッピング方法に関する。

近年、口部周辺に雄ネジを有するネジ付き金属缶に、ビール、発泡酒、炭酸飲料、清涼飲料、その他の飲料を詰めたのちキャップで密閉した、いわゆるネジ付き金属缶入り飲料が多く販売されるようになってきた。このような、金属缶入り飲料に使用される金属缶の一つのタイプとしては、ポリエチレンフタレート（ＰＥＴ）樹脂材をラミネートした金属、例えばアルミニュウムのストリップを使用し、缶の深しぼり成形時に口部になる部分が底になるようにして筒状体を成形した後その部分の先端を切断して口部とし、その口部の外周に雄ネジを形成し、缶の底の部分には別に成形した底板を筒状体に加締めて取り付けた形式のもの（以下このタイプの金属缶はネジ付きラミネート金属缶と呼ぶ）がある。また、他のタイプとしては、非ラミネートの金属、例えばアルミニュウムのストリップを深しぼりして成形される従来の金属ＤＩ缶の製造工程を利用して成形されるネジ付き金属ＤＩ缶がある。

一方、上記のようなネジ付き金属缶を密封するキャップ１は、図１に示されるように、本体部２と、スリット４により円周方向に隔てられた複数のブリッジ５を介してその本体部と接続された開口端側の裾部６とを有する構造になっていて、キャップ１で金属缶を密閉するときにはその裾部を裾巻き工程により金属缶のスカート部に裾巻きさせて密閉保持させ、キャップの開封時にキャップの本体部にトルクを加えてブリッジ５を切断させるようになっている。
このようなキャップをネジ付き金属缶の口部に取り付ける場合、キャッピング装置すなわちキャッパー（以下キャッパー）を用いて行っている。このキャッパーを用いての従来のキャッピング方法では、キャッパーの４個のローラのうち２個又は３個をネジ切りローラとして使用して上記キャップの本体部の外周に、金属缶の口部の雄ネジに沿ってネジ切りを行い（ここでネジ切りとは実際に切削を行うのでなく雄ネジそって本体部をネジ谷状に変形させることをいう）、残りの２個又は１個のローラを裾巻きローラとして使用してキャップの裾部を金属缶のスカート部に沿って変形させ、キャップを口部に固定するようにしている。

ところで、上記ネジ付き金属缶は、ラミネート金属缶及び金属ＤＩ缶とも、通常アルミニュウムのストリップから成る材料を深しぼり成形してつくられ、缶の肉厚が薄く加工されている。このためビール、発泡酒、炭酸飲料等のようにガスが混入された飲料を充填した場合だけでなく、ガスが混入されていない飲料を充填する場合にも飲料充填後に液体窒素を添加し缶の内圧を大気圧より高い陽圧にさせておき、缶のつぶれを防止している。しかも、広口のネジ付き金属缶では、キャップに缶内部から外向きに作用する力が、狭口のネジ付き金属缶に比べて大きくなる。このため、キャップで缶を密閉後に一つ又は複数のブリッジが自然に切断してしまう、いわゆるブリッジ切れが発生する問題がある。ブリッジ切れが発生すると、ブリッジの開栓証拠としての役割を果たせない。

このようなブリッジ切れの問題を解消する方法としては、ブリッジの強度を上げる方法、例えば、個々のブリッジの幅を広げるか或いはブリッジの個数を増やすことなどが考えられるが、ブリッジの強度を上げるための方法はいずれもキャップの開封時にキャップに加える必要な回転力すなわち開栓トルクを増加させる。そして、本来ネジ付き金属缶のキャップ本体との結合を保持し、かつ開栓時には分離すべきキャップ裾部が、キャップ本体と同期して回転し、開栓不良となる問題が発生する。

そこで、本発明者らは、ネジ付き金属缶における開栓不良の発生のメカニズムについて鋭意研究を重ねた結果、開栓不良の多くが、キャップ裾部の形成不良に起因することを発見するに至り、キャッピング方法を改良することにより開栓不良を無くすことが可能であるとの着想を得て、本発明を完成するに至った。

本発明の目的は、開栓不良を防止できるネジ付き金属缶のキャッピング方法を提供することである。
本発明の他の目的は、キャップのネジ及び裾部の成形不良を防止することによりキャップのブリッジ切れを防止可能なネジ付き金属缶のキャッピング方法を提供することである。

本願の別の発明は、４個のローラのうち任意の数のローラをねじ切りローラとし、残りのローラを裾巻きローラとして使用するキャッパーを使用して、外周に雄ネジが形成された口部を有するネジ付き金属ＤＩ缶にキャップを取り付けるキャッピング方法において、
前記キャッパーを第１及び第２の２台のキャッパーとし、
前記第１のキャッパーの３個のローラをねじ切りローラとしかつ残りの１個のローラを裾巻きローラとして前記口部に被せられた前記キャップのキャッピング処理を行い、
前記第２のキャッパーの２個のローラをねじ切りローラとしかつ残りの２個のローラを裾巻きローラとして、前記第１のキャッパーでキャッピング処理された
前記キャップのキャッピング処理を行う、
ことに特徴を有する。
これにより、この発明でもキャップのねじ切りをしっかりでき、キャップのブリッジ切れを防止できると共に裾部の成形不良を防止し、キャップの開栓不良を防止することができる。

上記キャッピング方法において、前記ネジ切りローラの外周縁の曲率半径は、キャップ裾部の製造公差を考慮して設計すればよく、その量をＲとした場合、例えば、
０．７ｍｍ≦Ｒ≦１．１ｍｍ
としてもよい。
また、前記金属缶の前記口部のカール外径と、前記キャッパーのプレッシャーブロックの筒部の内径との関係は、キャップ外径の製造公差及びプレッシャーブロックの筒部の内径公差を考慮して設計すればよく、それぞれをＤ及びｄとした場合、例えば、
Ｄ＋１ｍｍ≦ｄ≦Ｄ＋３ｍｍ
としても良い。

実施の形態

本発明によるネジ付き金属缶のキャッピング方法についてに説明するのに先だって、まず、本発明のキャッピング方法を実施するのに使用されるネジ付き金属ＤＩ缶の一例について説明する。
図２において、一例のネジ付き金属ＤＩ缶１０が右半分が断面で示されている。ネジ付き金属ＤＩ缶１０は、底部１１と、その底部と一体に形成された筒状部１２と、その筒状部の端部（底部と反対側の端部）に形成された口部１３とを有している。口部１３は筒状部１２に比較して径が小さくなっていてその外周には雄ネジ１４が形成されている。このようなネジ付き金属ＤＩ缶を製造する工程を簡単に説明すれば次のようになる。

まず、アルミニュウムの薄いストリップ材（非ラミネート材）である缶材料を、図３［Ａ］に示されるように底部１１付きの筒状部１２に深しぼり成形し、この筒状体の開口端を図３［Ｂ］に示されるように、底から所望の距離の位置でトリミングする。その後、洗浄、アンダーコート等の工程を経た後、最終製品である金属缶の外周に模様等の装飾を付す場合には、筒状部１２の外周にそのような模様等を印刷し（ここまでは通常の金属ＤＩ缶の製造方法と同じ）、また印刷面の保護のため最表面にコーティング材を塗布し乾燥させる。次に、筒状部１２の内面処理工程を済ませた後筒状部１２の開口部にネッキング加工を施し、図３［Ｃ］に示されるように、口部１３を形成する。更に、口部１３の下端部に図３［Ｄ］に示されるように、スカート部１５を成形した後ネジ成形工程で図３［Ｅ］に示されるように、雄ネジ１４を形成する。最後に口部の開口端縁１６すなわち天面のカール成形を行い、図３［Ｆ］に示されるように、最終形状に成形され、二次洗浄及び乾燥工程を経て最終製品１０になる。

上記のように口部１３の外周に形成される雄ネジ１４のネジ山は、１インチ当たり８山のネジピッチで形成され、図４に示されるように、口部の外周で全周に亘って２山になっておらず、部分Ａにおいては１山である。この実施態様では、ブリッジが８個であり、ブリッジの過半数が存在する円周方向で有効ネジ数が２と成るものであり、ネジ山の有効ネジ巻き数として表すと、１．７巻きとなる。このように有効ネジ巻き数が１．７巻きであるということは、口部の外周の７０％の領域においてネジ山が２山になっており、残りの３０％の領域でのみネジ山が１山であることを示す。また、製品としての金属缶をキャップで密閉した場合に、キャップ開封時に金属缶とキャップとの滑りを良くして開栓トルク（キャップを開封するために必要なキャップに加える回転力）を増大させないために、前述のコーティング材の塗布工程において、高分子化ポリエステル／アミノ系樹脂にポリエチレン系ワックスを添加した樹脂をコーティング材として塗布した。

次に、上記のネジ付き金属ＤＩ缶の口部にキャップを取り付ける本発明のキャッピング方法の一実施例について説明する。この方法では、２個のネジ切りローラと２個の裾巻きローラとを有する従来のキャッパーを用いて、裾巻きローラの位置の設定を一部変えてキャッピングを行う。
このキャッパー５０は、図５及び図６に示されるように、図示しないキャッパー本体に上下動可能に支持されていて、ネジ付き金属ＤＩ缶１０の口部１３に被せられたキャップ１を上から押さえるプレッシャーブロック５１と、キャッパー本体に支持軸５７を介して支持されていて、プレッシャーブロックの中心軸線Ｙ−Ｙを中心とする円の直径方向に対向して配置された２個のネジ切りローラ５５と、同じくキャッパー本体に支持軸５８を介して支持されていて、プレッシャーブロックの中心軸線Ｙ−Ｙを中心とする円の直径方向に対向してしかもネジ切りローラ５５と円周方向に９０°ずらして配置された２個の裾巻き５６とを備えている。プレッシャーブロック５１にはキャップ１の天板３を金属ＤＩ缶の口部の端縁に向かって上側から押す内側部分５２と、内側部分の外周部に配置された円筒部５３とを有している。ネジ切りローラ５５及び裾巻きローラ５６は、軸線Ｙ−Ｙを中心として同時に旋回すると共に自身の回転軸線ｙ−ｙを中心として回転自在になっている。また、ネジ切りローラ５５及び裾巻きローラ５６は、支持軸５７及び５８が軸線Ｙ−Ｙを中心として半径方向内側及び外側に移動することによって、或いは支持軸５７及び５８が上端を中心として揺動することによって、軸線Ｙ−Ｙを中心として半径方向内側及び外側に移動できるようになっている。更に、各ネジ切りローラ５５は、それぞれ別個に、プレッシャーブロック５１に関して相対的に上下方向に移動可能になっており、また２個の裾巻きローラ５６は同時に上下方向に移動するようになっている。２個の裾巻きローラは、その設定位置が、図６に示されるように、上下方向の位置がわずかにずらしてある。このずれ量δは、０＜δ≦１ｍｍでよい。各ローラ５５及び５６は、中心部５５１、５６１が厚くかつ外周縁５５２、５６２に向かって直線状に薄くなるような、算盤球の形状をしていて、外周縁５５２、５６２には曲率半径の丸味が付けられている。ここで図８に示すように、ネジ切りローラ５５の曲率半径Ｒは、０．７ｍｍ≦Ｒ≦１．１ｍｍであることが好ましい。また、前記プレッシャーブロック５１の筒部５３の内径ｄは、金属ＤＩ缶１の前記口部のカール外径をＤとしたとき、（Ｄ＋１）ｍｍ≦ｄ≦（Ｄ＋３）ｍｍであるのが好ましい。

上記のキャッパーでキャッピング処理を行う場合、次のようにして同じキャッパーで２回に亘って行う。
第１回目のキャッピング処理は、まず、図８［Ａ］、［Ｂ］に示されるように、口部１３にキャップ１を被せ、キャッパー５０のプレッシャーブロック５１をキャップの上方から降下させ、内側部分５２によりキャップの天板３を金属ＤＩ缶の口部に向けて押圧し、キャップの中に配置されたシール部材を口部の開口端縁１６に押圧させる。プレッシャーブロックが降下していく際に、外側の筒状部分５３の下端縁が内側部分５２より下方に突出しているために、キャップ１の天板３の周辺部は、ネジ付き金属ＤＩ缶の口部１３の形状に沿って、下方に変形される（図８［Ｃ］）。
その後、図８［Ｄ］に示されるように、キャッパー５０の２個のネジ切りローラ５５及び２個の裾巻きローラ５６を同時に軸線Ｙ−Ｙを中心として旋回させると共に、ネジ切りローラ５５及び裾巻きローラ５６を軸線Ｙ−Ｙに向かって徐々に移動させていく。すると、ネジ切りローラ５５により、キャップの本体部２の外周が口部１４に形成された雄ネジの形状に沿ってネジ切り（ここでネジ切りとは、実際に切削加工を行うのでなく、キャップの本体部をねじ切りローラで押圧して金属缶の雄ネジに沿ってネジ谷状に変形させることを言う）され、同時に、裾巻きローラ５６により裾部１６が金属ＤＩ缶のスカート部に沿って変形され、裾巻き加工が行われる。このようにキャップのねじ切りが可能な理由は、ネジ切りローラが軸線Ｙ−Ｙの回りで旋回すると共にその軸線に向かって移動するだけでなく、金属ＤＩ缶の雄ネジに沿って下方に移動できるためである。この第１回目のキャッピング処理では全体の約６０％ないし７０％の処理を行う。
そして、第１回目のキャッピング処理を行った後、プレッシャーブロック５１でキャップを押圧したままにし、次に第２回目のキャッピング処理を上記と同様にして行い、キャップのキャッピング処理が完了する。

次に、本発明のキャッピング方法の他の実施例について説明する。この方法では、第１及び第２の２台のキャッパーを用いてキャッピング処理をを行う。
この方法で使用する第１のキャッパーは、図５及び図６に示されるものとネジ切りローラ及び裾巻きローラの個数が異なるだけでその他の点では同じであるから相違する点についてのみ説明し、その他の説明については省略する。第１のキャッパー５０ａは、図９に示されるように、中心軸線Ｙ−Ｙを中心とする円の円周方向に隔てて（９０°づつずらして）配置された３個のネジ切りローラ５５ａと、中心軸線Ｙ−Ｙを中心とする円周上のネジ切りローラの配置されていない位置に配置された１個の裾巻き５６ａとを備えている。その他の構造は前記実施例のキャッパーと同じである。
第２のキャッパーは、図５及び図６に示されるキャッパーと同じであるから、その説明は省略する。

上記の２台のキャッパーでキャッピング処理を行う場合には、次のようにして行う。
第１のキャッパーによる第１回目のキャッピング処理は、まず、前記実施例の場合と同様、図１０［Ａ］、［Ｂ］に示されるように、口部１３にキャップ１を被せ、キャッパー５０ａのプレッシャーブロック５１ａをキャップの上方から降下させ、内側部分５２ａによりキャップの天板３を金属ＤＩ缶の口部に向けて押圧し、キャップの中に配置されたシール部材を口部の開口端縁１６に押圧させる。プレッシャーブロックが降下していく際に、外側の筒状部分５３ａの下端縁が内側部分５２ａより下方に突出しているために、キャップ１の天板３の周辺部は、ネジ付き金属ＤＩ缶の口部１４の形状に沿って、下方に変形される（図１０［Ｃ］）。
その後、図１０［Ｄ］に示されるように、キャッパー５０ａの３個のネジ切りローラ５５ａ及び１個の裾巻きローラ５６ａを同時に軸線Ｙ−Ｙを中心として旋回させると共に、ネジ切りローラ５５ａ及び裾巻きローラ５６ａを軸線Ｙ−Ｙに向かって徐々に移動させていく。すると、キャップ１の本体２の外周にによりキャップの本体部２の外周を口部１３に形成された雄ネジの形状に沿ってネジ切り（ここでネジ切りとは、実際に切削加工を行うのでなく、キャップの本体部をねじ切りローラで押圧して金属缶の雄ネジに沿ってネジ谷状に変形させることを言う）が行われ、同時に、裾巻きローラ５６ａにより裾部１６が金属ＤＩ缶のスカート部に沿って変形され、裾巻き加工が行われる。この第１回目のキャッピング処理では全体の約６０％ないし７０％の処理を行う。
第１回目のキャッピング処理を行った後、金属ＤＩ缶を第２のキャッパーの位置に移動してその第２のキャッパーで２回目のキャッピング処理を行う。この２回目のキャッピングでは２個のネジ切りローラでネジ切りを行うと同時に２個の裾巻きローラで裾巻き処理を行う以外は１回目のキャッピングと同じであるから説明は省略する。第２回目のキャッピング処理の完了により、この実施例のキャップのキャッピング処理が完了する。
〔発明の効果〕

本発明によれば次のような効果を奏することが可能である。
（イ）キャップの裾部の裾巻きを確実にできるので、裾部の成形不良を防止し、キャップの開栓不良を防止できる。
（ロ）キャップのネジをネジ付き金属ＤＩ缶の雄ネジに合わせて精度良く成形できるので、キャップで密閉後にキャップのブリッジ切れの発生を抑制することができる。

ネジ付き金属ＤＩ缶の密閉に使用されるキャップの側面図である。本発明のキャッピング方法が適用されるネジ付き金属ＤＩ缶の片方を断面で示す側面図である。図２のネジ付き金属ＤＩ缶の製造工程を説明する図である。図２のネジ付き金属ＤＩ缶の口部の拡大側面図である。本発明のキャッピング方法の一実施例を行うキャッパーの概略斜視図である。図５のキャッパーの側断面図であって、キャッパーの基本構成を示す図である。ねじ切りローラ及び裾巻きローラの周辺部の拡大断面図である。図５及び図６のキャッパーを使用して行うキャッピング工程の説明図である。本発明のキャッピング方法の他の実施例を行うキャッパーの概略斜視図である。図９のキャッパーを使用して行うキャッピング工程の説明図である。

符号の説明

１キャップ２本体部
３天板４スリット
５ブリッジ６裾部
１０ネジ付き金属ＤＩ缶１１底
１２筒状部１３口部
１４ネジ
５０、５０ａキャッパー５１、５１ａプレッシャーブロック
５５、５５ａねじ切りローラ５６、５６ａ裾巻きローラ

Claims

４個のローラのうち任意の数のローラをねじ切りローラとし、残りのローラを裾巻きローラとして使用するキャッパーを使用して、外周に雄ネジが形成された口部を有するネジ付き金属缶にキャップを取り付けるキャッピング方法において、
前記キャッパーを第１及び第２の２台のキャッパーとし、
前記第１のキャッパーの３個のローラをねじ切りローラとしかつ残りの１個のローラを裾巻きローラとして前記口部に被せられた前記キャップのキャッピング処理を行い、
前記第２のキャッパーの２個のローラをねじ切りローラとしかつ残りの２個のローラを裾巻きローラとして、前記第１のキャッパーでキャッピング処理された
前記キャップのキャッピング処理を行う、
ことを特徴とするネジ付き金属缶のキャッピング方法。
請求項１に記載のネジ付き金属缶のキャッピング方法において、前記ネジ切りローラの外周縁の曲率半径Ｒを、
０．７ｍｍ≦Ｒ≦１．１ｍｍ
としたことを特徴とするネジ付き金属缶のキャッピング方法。
請求項１又は２に記載のネジ付き金属缶のキャッピング方法において、
前記金属缶の前記口部のカール外径をＤ、前記キャッパーのプレッシャーブロックの筒部の内径をｄ、としたとき、
（Ｄ＋１）ｍｍ≦ｄ≦（Ｄ＋３）ｍｍ
としたことを特徴とするネジ付き金属缶のキャッピング方法。