JP2018193137A - Bottle can, bottle can with cap and production method of bottle can - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ボトル缶、キャップ付きボトル缶、及びボトル缶の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a bottle can, a bottle can with a cap, and a method for producing the bottle can.
ボトル缶の製造は、アルミニウム製やその合金製の金属板を絞り加工としごき加工することで、有底筒状の成形体を得て、その後、開口部がネック成形加工されることで肩部や口部が形成される。更に、その口部には、ネジ成形加工が施されると共に、口部の開口端には、カール成形加工によってカール部が形成される。 The bottle can is manufactured by drawing and ironing a metal plate made of aluminum or its alloy to obtain a bottomed cylindrical molded body, and then the neck is formed into a neck to process the shoulder. And mouth are formed. Further, a screw forming process is performed on the mouth part, and a curled part is formed at the opening end of the mouth part by a curl forming process.
このような缶体の口部に形成されるカール部は、口部に被着されるキャップのシール材との密封性などを考慮して、各種の加工形状が提案されている。 Various processed shapes have been proposed for the curl portion formed in the mouth portion of such a can in consideration of the sealing performance with the sealing material of the cap attached to the mouth portion.
例えば、下記特許文献1に記載された従来技術は、開口部の周縁を径方向外側に折り返して形成されるカール部が、ボトル缶の缶軸方向と略平行な方向に延在した外面側壁部と、外面側壁部の上端から径方向内方に向かう外面側凸曲部と、外面側凸曲部からさらに径方向内方に向かう内面側凸曲部を備え、外面側壁部を所定長さ以上にすると共に、潰し加工によって直線状に成形される外面側壁部と外面側凸曲部との接続部を、ボトル缶の上端(口部の上端)から離間させた形状にしたものが示されている。
For example, in the prior art described in
前述した従来技術は、カール部における外面側壁部と外面側凸曲部との接続部を、ボトル缶の上端から離間させた形状にすることで、前述した接続部をシールポイントとして、内面にライナー材が配設されたキャップが被着されたキャップ付きボトル缶の密封性を確保している。 In the prior art described above, the connecting portion of the curled portion between the outer side wall portion and the outer curved portion is separated from the upper end of the bottle can. The sealing performance of the bottled can with the cap to which the cap provided with the material is attached is ensured.
しかしながら、この従来技術では、内容物が充填されたキャップ付きボトル缶の缶内圧力が高くなると、圧力によるキャップの浮き上がりで前述したシールポイントがライナー材から離れてしまい、缶軸方向と略平行な方向に延在した外面側壁部のみがライナー材と接触した状態になる。この際、ライナー材と外面側壁部との接触長さは、内容物の充填温度やキャッピング工程でのトップ荷重などの条件で異なる状態になるので、これらの条件によっては十分な密封性が確保できなくなる場合がある。特に、内容物充填後に加熱殺菌を行う場合には、前述した従来技術によると、殺菌中に缶内圧力が上昇することで、密封性が低下してしまう可能性があった。 However, in this prior art, when the internal pressure of the bottle can with the cap filled with the contents is increased, the above-mentioned seal point is separated from the liner material due to the cap rising due to the pressure, and is substantially parallel to the axial direction of the can. Only the outer side wall extending in the direction comes into contact with the liner material. At this time, the contact length between the liner material and the outer side wall portion varies depending on conditions such as the filling temperature of the contents and the top load in the capping process. Therefore, sufficient sealing performance can be secured depending on these conditions. It may disappear. In particular, when heat sterilization is performed after filling the contents, according to the above-described conventional technology, the pressure inside the can increases during sterilization, which may reduce the sealing performance.
また、キャップ付きボトル缶は、非炭酸飲料における缶内を陽圧として薄肉化するために、缶内のヘッドスペースに液体窒素を充填することが一般になされており、缶内のヘッドスペースが窒素で加圧状態になっている。このように内容物が充填されたキャップ付きボトル缶を振るなどして、缶内の内容物が泡立った状態になると、キャップ開栓時に泡立った内容物が缶内圧力で吹き溢れる不具合が生じ易い。前述した従来技術では、キャップ開栓直後に、缶内圧が大気開放されるので、前述した吹き溢れの問題が生じ易くなる問題があった。 In addition, in order to reduce the thickness of non-carbonated beverage cans with positive pressure, bottle caps with caps are generally filled with liquid nitrogen in the head space in the can, and the head space in the can is filled with nitrogen. Pressurized. If the bottled can with a cap filled with the contents is shaken as described above and the contents in the can become foamed, the foamed contents are easily blown out by the pressure in the can when the cap is opened. . In the prior art described above, since the internal pressure of the can is released to the atmosphere immediately after the cap is opened, there is a problem that the above-described problem of overflow is likely to occur.
これに対しては、キャップのライナー材をカール部の下方で缶軸側に回り込ませる形状(アンダーカット形状)にすることで、前述した吹き溢れの問題を軽減することが可能になる。しかしながら、このようなアンダーカット形状においてアンダーカット量を大きくすると、キャップを一旦開栓し、リシールする際に、ライナー材のアンダーカット部分が抵抗になってリシールトルクが上昇することになり、リシールを完了したと感じる時点でリシールが十分になされていないリシールの誤認が生じ易くなる問題がある。リシールの誤認は、リシールしたつもりで内容物の残るキャップ付きボトル缶を鞄の中などで寝かしてしまい、液漏れで鞄の中などを濡らしてしまう事故を起こしやすい。よって、ライナー材のアンダーカット量を最適に制御する必要があるが、アンダーカット量は内容物の充填温度、キャッピング条件等によって変動し、安定的に確保することが困難であった。 On the other hand, it is possible to reduce the above-described problem of overflow by making the liner material of the cap wrap around the can shaft side below the curled portion (undercut shape). However, if the undercut amount is increased in such an undercut shape, when the cap is once opened and resealed, the undercut portion of the liner material becomes resistance and the reseal torque increases, and reseal There is a problem that misrecognition of reseal that is not sufficiently resealed when it is felt that it has been completed is likely to occur. Misidentification of reseal is likely to cause an accident in which the bottled can with the contents left behind is left in a bowl or the like because it was resealed, and the inside of the bowl gets wet due to liquid leakage. Therefore, it is necessary to optimally control the undercut amount of the liner material. However, the undercut amount varies depending on the filling temperature of the contents, the capping conditions, and the like, and it is difficult to ensure stably.
本発明は、このような問題に対処することを課題としている。すなわち、ボトル缶のカール部形状を改善することで、高い缶内圧力或いは加熱殺菌時にも高い密封性を確保すること、キャップ開栓時の吹き溢れを起きにくくすること、リシールの誤認を抑止すること、などが本発明の課題である。 An object of the present invention is to deal with such a problem. That is, by improving the curl shape of the bottle can, it ensures high sealing performance even during high can internal pressure or heat sterilization, makes it difficult to cause overflow when the cap is opened, and prevents misidentification of reseal. That is the subject of the present invention.
このような課題を解決するために、本発明は、以下の構成を具備するものである。
口部の開口端にカール部を設けたボトル缶であって、前記カール部は、上端湾曲部から下方に延びる外壁部を備え、前記外壁部が、前記上端湾曲部から下方に連なり外向き凸で係止部を形成する第1湾曲部と、前記第1湾曲部から下方に連なり内向き凸の第2湾曲部とを備え、前記係止部を第1の係止部とし、前記第2湾曲部の下方に外向き凸で第2の係止部を形成する第3湾曲部を備え、前記第3湾曲部が前記第2湾曲部に連接していることを特徴とするボトル缶。
In order to solve such a problem, the present invention has the following configuration.
A bottle can provided with a curled portion at an opening end of a mouth portion, wherein the curled portion includes an outer wall portion extending downward from an upper end curved portion, and the outer wall portion extends downward from the upper end curved portion and protrudes outwardly. A first bending portion that forms a locking portion, and a second bending portion that extends downward from the first bending portion and protrudes inward. The locking portion serves as a first locking portion, and the second A bottle can comprising: a third bending portion that forms a second locking portion with a convex outwardly below the bending portion, wherein the third bending portion is connected to the second bending portion.
このような特徴を有する本発明は、ボトル缶のカール部の外壁部に第1湾曲部と第2湾曲部を設けることで、係止部にライナー材のアンダーカットが引っ掛かる作用により、高い缶内圧力或いは加熱殺菌時にも高い密封性を確保することができる。また、第1湾曲部と第2湾曲部の間のライナー材のアンダーカットでキャップ開栓時の吹き溢れを起きにくくすることができる。また、第1湾曲部と第2湾曲部によるアンダーカット量の調整でリシールトルクの上昇を抑え、リシールの誤認を抑止することができる。 In the present invention having such a feature, by providing the first curved portion and the second curved portion on the outer wall portion of the curled portion of the bottle can, the undercut of the liner material is caught on the locking portion. High sealing performance can be ensured even during pressure or heat sterilization. Moreover, it is possible to make it difficult to cause overflow when the cap is opened by undercutting the liner material between the first curved portion and the second curved portion. In addition, the adjustment of the undercut amount by the first bending portion and the second bending portion can suppress an increase in reseal torque, thereby preventing misrecognition of reseal.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の説明で、異なる図における同一符号は同一機能の部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same reference numerals in different drawings indicate parts having the same function, and repeated description in each drawing will be omitted as appropriate.
図1に示すように、ボトル缶1は、例えば、底部1A、胴部1B、肩部1C、口部1Dを備えている。このようなボトル缶1は、アルミ合金などからなる金属板を円形状に打ち抜き、それを絞り加工して有底円筒状体を得て、それを再絞り、しごき加工して、所定肉厚の円筒状の缶を一旦得る。その後、ネックイン加工によって、円筒状の缶の開口端から所定の長さを縮径して肩部1C及び口部1Dが形成される。そして、口部1Dに、スカート部21及びネジ部22をスピニング加工によって形成し、次いで、ネジ部22の上方に、上向き内側に傾斜したネックショルダー部20がネックイン加工によって形成され、ネックショルダー部20の上方の開口端にカール部10が形成される。
As shown in FIG. 1, the bottle can 1 includes, for example, a bottom 1A, a
本発明の実施形態に係るボトル缶1のカール部10は、図2に示すような断面形状を有している。このカール部10は、ネックショルダー部20の上方を外側に湾曲した上端湾曲部11を有し、更に、上端湾曲部11から下方に延びる外壁部12を備えている。上端湾曲部11は、例えば、曲率半径がRaの内側湾曲部11Aと曲率半径がRbの外側湾曲部11Bとを備えている。
The
そして、外壁部12は、上端湾曲部11から下方に連なり外向き凸の第1湾曲部12A(曲率半径R1)と、第1湾曲部12Aから下方に連なり内向き凸の第2湾曲部12B(曲率半径R2)とを少なくとも備えている。また、図示の例では、外壁部12は、第1湾曲部12Aと第2湾曲部12Bに加えて、外向き凸の第3湾曲部12C(曲率半径R3)、外向き凸の第4湾曲部12D(曲率半径R4)を備えている。
Then, the
このようなボトル缶1によると、カール部10の外壁部12には、外向き凸の第1湾曲部12Aと内向き凸の第2湾曲部12Bを備えることで、係止部(第1の係止部)が形成される。ここでの係止部とは、物体外表面の上部より下部が細くくびれた形態を指している。このようなカール部10を備えるボトル缶1は、前述した係止部(第1の係止部)を備えることで、キャッピングした後、キャップのライナー材が係止部の下に入り込みアンダーカット(第1のアンダーカット)を形成し、係止部にアンダーカットが引っ掛かるように作用するので、缶内圧力が高い場合や加熱殺菌時にもキャップの浮き上がりを抑止することができ、高い密封性を確保することができる。
According to such a bottle can 1, the
また、前述したアンダーカットにより、キャップ開栓直後にキャップが浮き上がってもアンダーカットと係止部との密着が確保されるので、キャップ開栓時に缶内で泡立った内容物が缶内圧力で外に吹き溢れる現象を抑止することもできる。 In addition, the undercut described above ensures close contact between the undercut and the locking part even if the cap is lifted immediately after the cap is opened. It is also possible to suppress the phenomenon of overflowing.
更に、カール部10の外壁部12は、第2湾曲部12Bの存在によって、ライナー材のアンダーカット量を規定することができるので、リシールトルクを軽減させることができる。これによって、アンダーカットによってリシール時の抵抗が過剰に上昇するのを抑えることができ、リシールの誤認を防ぐことができる。
Furthermore, since the
ここで、第1湾曲部12Aと第2湾曲部12Bによって形成されるビード深さ(第1湾曲部12Aの最外部と第2湾曲部12Bの最内部との差)tは、0.05〜0.2mm程度にすることが好ましい。ビード深さtが0.05mm未満であると、前述したアンダーカットの作用を得にくくなることで、加熱殺菌時の密封性の低下やキャップ開栓時の吹き溢れの問題が生じ易くなる。また、ビード深さtが0.2mmを超えると、ライナー材と第2湾曲部12Bによる凹部(ビード)との間に隙間が生じ易くなり、それ以上ビード深さtを深くしてもアンダーカットによる引っ掛かり作用が高まることがない。
Here, the bead depth (difference between the outermost portion of the
このように適正なビード深さtを得るためには、前記第1湾曲部12Aの曲率半径R1を0.5〜3mmとし、第2湾曲部12Bの曲率半径R2を0.5〜2mmとすることが好ましい。
Thus, in order to obtain an appropriate bead depth t, the curvature radius R1 of the
また、キャップ被着時のシールポイントは、上端湾曲部11になるので、シールポイントで上端湾曲部11がライナー材に食い込む量を適正に確保するためには、上端湾曲部11における内側湾曲部11Aの曲率半径Raを外側湾曲部11Bの曲率半径Rbより大きくし(Ra>Rb)、Raを0.5〜2mm、Rbを0.3〜0.8mmにすることが好ましい。
Further, since the seal point when the cap is attached is the upper end curved
Rbが0.3mm未満になると、上端湾曲部11のライナー材への食い込みが大きくなりすぎて、ライザー材の損傷を招き易くなり、Rbが0.8mmより大きくなると、上端湾曲部11のライナー材への食い込みが小さくなって、シールポイントにおいて所望の密封性を得にくくなる。
When Rb is less than 0.3 mm, the upper end curved
また、上端湾曲部11の形状は、落下衝撃時の変形耐性に影響しており、Raが0.5未満になると、落下衝撃時に軸方向分力が大きくなって、カール部10の軸方向変形が大きくなる。Raが2mmを超えると、上端湾曲部11がライナー材に食い込む量が小さくなるので、シールポイントにおける所望の密封性が得にくくなると共に、ネックショルダー部20の角度が寝てくることで、座屈強度が低下することになる。
In addition, the shape of the upper end curved
そして、図示の例のように、カール部10の外壁部12が、第3湾曲部12Cと第4湾曲部12Dを有するものでは、第3湾曲部12Cの最外部の下方に係止部(第2の係止部)が形成されることになるので、キャップのライナー材を第2の係止部まで被せて第2のアンダーカットを形成することで、前述したような高い内圧時の密封性をより高めることができると共に、キャップ開栓時の吹き溢れをより確実に抑止することができる。また、第1のアンダーカットと第2のアンダーカットを併設させて密封性を高めることで、両方のアンダーカット量を抑えることできるので、リシール時の抵抗を少なくすることができ、リシールの誤認をより確実に防止することができる。尚、第3湾曲部12Cと第4湾曲部12Dはそれぞれ相違する曲率半径R、或いは1つの曲率半径Rで形成しても良く、第3湾曲部12Cの曲率半径R3と第4湾曲部12Dの曲率半径R4を0.3〜2mmとするのが前述した第1のアンダーカットと同様に、第2のアンダーカットの作用を得る点で好ましい。
Then, as shown in the example, in the case where the
図3は、キャップ付きボトル缶を示している。キャップ付きボトル缶は、ボトル缶1の口部1Dにキャップ2を巻締めた状態で備えている。キャップ2は、天板部の内側にライナー材3を備えている。図示の例では、ボトル缶1のカール部10が外壁部12に第1湾曲部12Aと第2湾曲部12Bと第3湾曲部12Cと第4湾曲部12Dを備えており、巻締められたキャップ2のライナー材3が、第1湾曲部12Aと第2湾曲部12Bと第3湾曲部12Cと第4湾曲部12Dを覆うように被着されている。
FIG. 3 shows a bottle can with a cap. The bottle can with the cap is provided with the cap 2 wound around the mouth portion 1D of the bottle can 1. The cap 2 includes a
図4は、カール部10の他の実施形態を示している。この例では、外壁部12における第2湾曲部12Bと第3湾曲部12Cの間に平面部12Fを備えている。この例においても、第1湾曲部12Aから第2湾曲部12Bに至る部分に第1の係止部が形成され、平面部12Fの下方から第3湾曲部12Cにおいて、第2の係止部が形成されている。このような平面部12Fを設けることでも、ライナー材のアンダーカット量を調整して、リシールトルクの上昇を抑えることができる。
FIG. 4 shows another embodiment of the curled
図5は、カール部10の更に異なる実施形態を示している。この例では、外壁部12の下端内側エッジ12Pがネックショルダー部20に線接触しており、外壁部12の下端面12Eとネックショルダー部20との間に開いた角度θtが設けられている。この角度θtは、例えば、10°から70°の角度が設定されている。
FIG. 5 shows a further different embodiment of the curled
このような例によると、前述した内向き凸の第2湾曲部12Bによるビードによって、カール部10の横圧縮剛性が高められていることによって、カール部10の落下衝撃による変形耐性を高めることができる。また、外壁部12の下端内側エッジ12Pをネックショルダー部20に接触させ、外壁部12の下端面12Eとネックショルダー部20との間に開いた角度θtを設けることにより、落下衝撃が加わった際にカール部10が外側に倒れるように変形し易くなり、ライナー材との密着を維持できる。なお、外壁部12の下端内側エッジ12Pとネックショルダー部20の接触は線接触が好ましい。これによって、内容物充填及びキャッピング後に転倒落下した場合の密封性維持効果を高めることができる。
According to such an example, the lateral compression rigidity of the curled
図6及び図7によって、ボトル缶の製造工程におけるカール部の成形方法を説明する。カール部10は、缶体の開口端にスピニング加工によるカール形状の1次加工を行った後、図6(a),(b)に示すカール部のリフォーム成形によって形成される。このリフォーム成形は缶内側にインナーツール30を配置し、缶外側に配置したアウターツール40をカール部10に押し当てることで、カール部10の上端湾曲部11と外壁部12を所望の形状に成形する。
With reference to FIGS. 6 and 7, a method of forming the curl portion in the bottle can manufacturing process will be described. The curled
この際、リフォーム成形の第1段階では、図6(a)に示すように、缶軸に沿った平坦面41を有するアウターツール40(40A)をカール部10に押し当てて、第1段階の成形を行い、リフォーム成形の第2段階では、図6(b)に示すように、突起部42を有するアウターツール40(40B)をカール部10に押し当てて、上端湾曲部11の曲率半径を整えると共に、外壁部12における第1湾曲部12Aと第2湾曲部12B(更には第3湾曲部12Cと第4湾曲部12D)を成形する。
At this time, in the first stage of the reform molding, as shown in FIG. 6A, an outer tool 40 (40A) having a
図7は、アウターツール40の具体例を示している。アウターツール40は、缶軸と平行な回転軸Osの周りに回転する。1回転のうちで、第1の角度θ1の範囲(例えば、θ1=120°)で図6(a)に示した第1段階の成形を行い、それに続く第2の角度θ2の範囲(例えば、θ2=120°)で図6(b)に示した第2段階の成形を行う。このようなアウターツール40を用いることで、ビードの位置を位置決めすること無く、効率的にカール部10の成形加工を行うことができる。
FIG. 7 shows a specific example of the
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。 As described above, the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to these embodiments, and the design can be changed without departing from the scope of the present invention. Is included in the present invention. In addition, the above-described embodiments can be combined by utilizing each other's technology as long as there is no particular contradiction or problem in the purpose and configuration.
1:ボトル缶,1A:底部,1B:胴部,1C:肩部,1D:口部,
10:カール部,
11:上端湾曲部,11A:内側湾曲部,11B:外側湾曲部,
12:外壁部,12A:第1湾曲部,12B:第2湾曲部,
12C:第3湾曲部,12D:第4湾曲部,12E:下端面,
12F:平面部,12P:下端内側エッジ,
20:ネックショルダー部,21:スカート部,22:ネジ部,
30:インナーツール,40(40A,40B):アウターツール,
41:平坦面,42:突起部
1: bottle can, 1A: bottom, 1B: trunk, 1C: shoulder, 1D: mouth
10: Curled part,
11: upper end curved portion, 11A: inner curved portion, 11B: outer curved portion,
12: Outer wall portion, 12A: First curved portion, 12B: Second curved portion,
12C: 3rd bending part, 12D: 4th bending part, 12E: Lower end surface,
12F: plane part, 12P: lower end inner edge,
20: Neck shoulder part, 21: Skirt part, 22: Screw part,
30: Inner tool, 40 (40A, 40B): Outer tool,
41: flat surface, 42: protrusion
Claims (9)
前記カール部は、上端湾曲部から下方に延びる外壁部を備え、
前記外壁部が、
前記上端湾曲部から下方に連なり外向き凸で係止部を形成する第1湾曲部と、前記第1湾曲部から下方に連なり内向き凸の第2湾曲部とを備え、前記係止部を第1の係止部とし、前記第2湾曲部の下方に外向き凸で第2の係止部を形成する第3湾曲部を備え、
前記第3湾曲部が前記第2湾曲部に連接していることを特徴とするボトル缶。 A bottle can provided with a curled portion at the opening end of the mouth,
The curl portion includes an outer wall portion extending downward from the upper end curved portion,
The outer wall portion is
A first curved portion that forms a locking portion with an outward convex line extending downward from the upper-end curved portion; and a second curved portion with an inward convex shape that continues downward from the first curved portion; and A first locking portion, and a third bending portion that forms a second locking portion with an outward projection below the second bending portion,
The bottle can characterized in that the third bending portion is connected to the second bending portion.
缶軸と平行な回転軸の周りに回転するアウターツールをカール部に押し当てて、前記カール部のリフォーム成形を行い、
前記アウターツールは、1回転のうちで、第1の角度θ1の範囲で平坦面を押し当てて第1段階の成形を行い、それに続く第2の角度θ2の範囲で缶軸に直交する方向に突起する突起部を押し当てて第2段階の成形を行うことを特徴とするボトル缶の製造方法。 It is a manufacturing method of the bottle can according to any one of claims 1 to 7,
Press the outer tool rotating around the rotation axis parallel to the can axis against the curled part, and perform reforming of the curled part,
The outer tool presses the flat surface within the range of the first angle θ1 in one rotation to perform the first stage molding, and then in the direction perpendicular to the can axis within the range of the second angle θ2. A method of manufacturing a bottle can, characterized by pressing a protruding portion to protrude to perform a second stage molding.
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