JP2019116306A - 角型金属缶用蓋と角型金属缶及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】衝撃に対して内容物の密封性が高く、変形するような強い衝撃が加わっても内容物が漏洩しにくい角型金属缶用蓋と角型金属缶及びその製造方法を提供する。【解決手段】本発明の角型金属缶用蓋１、２は、缶胴１１に巻締めされる巻締め部６が周縁に設けられ、この巻締め部６の内面にシーリングコンパウンド９が設けられた角型金属缶用蓋１、２であって、巻締め部６の内側に連続して缶内面側に立ち上がる凸条４が設けられていることを特徴としている。【選択図】図３

Description

本発明は、角型金属缶の缶胴に巻締めされる角型金属缶用蓋と角型金属缶及びその製造方法に関する。

従来、１８リットル缶等の角型金属缶は、液体や固体の様々な内容物を移送、保管等する手段として使用されている。

角型金属缶は、移送、保管時等に落下や外力による衝撃が加わったときに内容物が漏洩しないことが要求される。特に、内容物が第一〜第四石油類、アルコール類等のように、消防、船舶安全等の観点からその取扱いが法規制される危険物である場合、消防においては、危険物の規制に関する技術上の基準の細目を定める告示（昭和４９年自治省告示第９９号）の第６８条の５に規定された運搬容器の試験及び基準があり、船舶安全においては、船舶による危険物の運送基準等を定める告知（昭和５４年運輸省告示第５４９号）別表に掲げる容器及び包装について、危険物船舶運搬及び貯蔵規則（昭和３２年運輸省令第３０号）第１１３条第３項に基づく検査を行うための試験及び基準がある。そのため、危険物の種類、等級、比重、容器等級別の落下試験における密封性を確保する必要がある。

角型金属缶は、缶胴と、缶胴の天地に巻締めされる天板及び地板としての蓋を備えている。天板及び地板の周縁には、外端がカール状に反り上がった巻締め部が設けられ、この巻締め部が缶胴に巻締めされる。巻締め部の内面には樹脂等を主原料とする封止剤であるシーリングコンパウンドが全周にわたり塗布（ライニング）され、巻締めされた蓋と缶胴との間をシーリングコンパウンドが封止する構造となっている（特許文献１）。

特開平２０１７−１６５４３７号公報

しかしながら、内容物の漏洩防止には更なる改良が望まれている。特に、内容物が危険等級Iの場合、内容物の比重が１．２以下で容器等級Iの場合、１．８ｍの落下試験における密封性を確保する必要があるが、角型金属缶を１．８ｍから落下させるとコーナ部と辺部、特にコーナ部の変形が著しく、密封性能を確保できなかった。特許文献１ではシーリングコンパウンドの塗布の仕方に着目して改良を図っているが、様々なニーズに応じて個別の要求を満足するために現在の塗布方法を変更することなく別途の観点からの改良も求められている。

本発明は、以上の事情に鑑みてなされたものであり、衝撃に対して内容物の密封性が高く、変形するような強い衝撃が加わっても内容物が漏洩しにくい角型金属缶用蓋と角型金属缶及びその製造方法を提供することを課題としている。

上記の課題を解決するために、本発明の角型金属缶用蓋は、缶胴に巻締めされる巻締め部が周縁に設けられ、この巻締め部の内面にシーリングコンパウンドが設けられた角型金属缶用蓋であって、前記巻締め部の内側に連続して缶内面側に立ち上がる凸条が設けられていることを特徴としている。

本発明の角型金属缶は、前記角型金属缶用蓋が缶胴に巻締めされている。

本発明の角型金属缶用蓋の製造方法は、前記角型金属缶の製造方法であって、加熱接着する前記シーリングコンパウンドを前記巻締め部の内面に設け、前記角型金属缶用蓋を前記缶胴に巻締めする工程と、前記巻締め後の前記シーリングコンパウンドを加熱して加熱接着させ、前記巻締め部における前記角型金属缶用蓋と前記缶胴との接着箇所のせん断強度を２００Ｎ／１０ｍｍ²以上とする工程とを含むことを特徴としている。

本発明によれば、衝撃に対して内容物の密封性が高く、変形するような強い衝撃が加わっても内容物の漏洩を抑制できる。

本発明の角型金属缶用蓋の実施形態を模式的に示す、内面側から見た平面図である。 本実施形態の角型金属缶用蓋（地板、天板）のコーナ部周辺を内面側から見た拡大図である。 本実施形態の角型金属缶用蓋の図１のＸ−Ｘ’線の縦断面図である。 図１の角型金属缶用蓋を外面側から見た平面図である。 本実施形態の角型金属缶用蓋（地板、天板）のコーナ部周辺を外面側から見た拡大図である。 図１の角型金属缶用蓋を缶胴の天地に二重巻締めした角型金属缶を模式的に示す、一部を切り欠いた斜視図である。 図６の角型金属缶のＸ−Ｘ’線の縦断面図である。 落下試験後の変形状態の一例を模式的に示す図６の角型金属缶のＸ−Ｘ’線の縦断面図である。 （ａ）は落下試験の様子、（ｂ）は落下試験後の角型金属缶を示す写真である。

以下に、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

図１〜図５は、本実施形態の角型金属缶用蓋とその要部であり、図６〜図８は、この角型金属缶用蓋を用いた角型金属缶とその要部である。

図６に示すように、角型金属缶１０は、金属板を加工して形成された、内容物を収容する空洞を内部に有する直方体状の缶胴１１と、この缶胴１１の天地の開口端縁１１ａのそれぞれに蓋をする角型金属缶用蓋１、２を備えている。角型金属缶用蓋１、２のうち地板を符号１で示し、天板を符号２で示している。缶胴１１の天地の開口端縁１１ａのそれぞれに、天地２つの角型金属缶用蓋１、２を、シーリングコンパウンド９が設けられた巻締め部６で巻締めることで、角型金属缶用蓋１、２が缶胴１１の天地に二重巻締めされた角型金属缶１０が得られる。天板の角型金属缶用蓋２には、必要に応じて角型金属缶１０を手等で持ち上げるためのリング状の把持部材１３が回動自在に取り付けられ、収容した内容物の排出口を封じる排出口用栓１４が固定されている。

なお、図１〜図５では主に地板の角型金属缶用蓋１を図示しているが、コーナ部３ａ、辺部３ｂ、凸条４、凹条５、巻締め部６、溝部６ａ、カール部６ｂ、中央側板部７、ショルダー部８、シーリングコンパウンド９は天板の角型金属缶用蓋２も共通する構造であり、図２と図５において括弧で示した以外は、その図示と詳細な説明は省略し、以下においては地板の角型金属缶用蓋１について主に説明する。

本実施形態の角型金属缶用蓋１は、金属板を加工して形成されたものであり、図１及び図４の平面図に示すように平面視で四角形状であり、円弧状を成す４隅のコーナ部３ａと、コーナ部３ａから連続して延びる４つの辺部３ｂが設けられている。

角型金属缶用蓋１は、図１〜図５に示すように、缶胴１１に巻締めされる巻締め部６が周縁に設けられている。巻締め部６は、４隅のコーナ部３ａと４つの辺部３ｂに沿って連続して全周にわたり、均一幅で設けられている。

図３の断面図に示すように、巻締め部６は、溝部６ａとカール部６ｂから構成され、巻締め部６の外端には、外面１ａと内面１ｂのうち内面１ｂ側に反り上がるカール部６ｂが設けられている。溝部６ａは、巻締め部６の内側から立ち上がるショルダー部８と、カール部６ｂと間で溝を形成している。

巻締め部６の内面には、シーリングコンパウンド９が設けられている。シーリングコンパウンド９は、溝部６ａを含む範囲に、カール部６ｂ寄りに一様の幅で、巻締め部６の全周にわたり連続して設けられている。シーリングコンパウンド９の塗布形態はこれに限定されるものではないが、缶胴１１に角型金属缶用蓋１、２を二重巻締めして角型金属缶１０とした後、内容物を充填した際にショルダー部８にも内容物が接触することから、シーリングコンパウンド９と内容物との接触による影響を避けるために、カール部６ｂ寄りにシーリングコンパウンド９を塗布している。

本実施形態の角型金属缶用蓋１は、その内面１ｂに、巻締め部６と、その内側の平板状の中央側板部７との間に凸条４が設けられている。凸条４は、巻締め部６の内側に連続して立ち上がるショルダー部８から内側に突設され、４隅のコーナ部３ａと４つの辺部３ｂに沿って連続して全周にわたり、巻締め部６と平行に形成されている。

凸条４の外側の巻締め部６と、内側の中央側板部７は、角型金属缶用蓋１の内面１ｂ側から見て巻締め部６の溝部６ａの高さが低くなるように段差を形成している。凸条４は、均一厚さの金属板を加工して形成したものであり、その裏面側、すなわち外面１ａにおける凸条４の形成位置には、凹条５が設けられている。

角型金属缶用蓋１、２は、缶胴１１に常法によって巻締めすることにより、図６の角型金属缶１０が製造される。すなわち、缶胴１１の天地の開口端縁１１ａのそれぞれに、天地２つの角型金属缶用蓋１、２を、シーリングコンパウンド９が設けられた巻締め部６で巻締めることで、角型金属缶用蓋１、２が缶胴１１の天地に二重巻締めされた角型金属缶１０が得られる。

図７は、図６の角型金属缶１０のＸ−Ｘ’線の縦断面図、図８は、落下試験後の変形状態の一例を模式的に示す同様の断面図である。内容物が危険物の場合には、消防においては危険物の規制に関する技術上の基準の細目を定める告示（昭和４９年自治省告示第９９号）の第６８条の５に規定された運搬容器の試験及び基準があり、船舶安全においては、船舶による危険物の運送基準等を定める告知（昭和５４年運輸省告示第５４９号）別表に掲げる容器及び包装について、危険物船舶運搬及び貯蔵規則（昭和３２年運輸省令第３０号）第１１３条第３項に基づく検査を行うための試験及び基準がある。そのため、内容物が危険等級Iの場合、内容物の比重が１．２以下で容器等級Iの場合は１．８ｍでの落下試験における密封性を確保する必要がある。角型金属缶１０を１．８ｍの高さから落下させた場合には、図９（ａ）、（ｂ）の写真に示すように、１．８ｍの高さから落下させた際に（図９（ａ））コーナ部３ａと辺部３の変形、特にコーナ部３ａの変形が著しくなるが（図９（ｂ））、図７の断面図に示すように缶胴１１の開口端縁１１ａが巻締め部６と巻締めされると、凸条４は落下衝撃に対して強度を付与し、図８に模式的に示すように、缶胴１１と角型金属缶用蓋１との間が開きにくくなり、巻締め構造１２の変形を抑止して、角型金属缶１０に収容した内容物が漏洩しないように封止することができ、落下試験での密封性を確保できる。つまり、落下時に内容物によるウォーターハンマーと呼ばれる衝撃力が働き、缶の内側から外側へ変形させようとする力が加わるが、凸条４があることにより、蓋を外部に変形させる力を吸収することになる為、巻締め構造１２に直接、力が加わり難く変形しにくくなり、密封性を確保出来ることになる。

ただし、危険物の種類、等級、比重、容器等級等により、さらに過酷な変形を受ける場合には巻締め構造１２に直接変形が加わる場合もあり、その場合には缶胴１１の開口端縁１１ａと角型金属缶用蓋１、２の巻締め部６がシーリングコンパウンド９で強固に接着していることが重要であり密封性を確保出来ることがわかった。つまりこの巻締め構造１２で角型金属缶用蓋１、２と缶胴１１の接着が弱い場合には密封性の確保が不完全な場合が生じる。接着強度は缶胴１１に使用される板とシーリングコンパウンド９を塗布した角型金属缶蓋１、２に使用される板とをシーリングコンパウンド面を挟んで加熱接着し１０ｍｍ幅（接着面積１０ｍｍ^２）にカットしたものを引張試験機にてせん断方向に引っ張って測定したものをせん断強度として測定出来るが、密封性を確保する為のせん断強度としては２００Ｎ／１０ｍｍ^２以上が好ましい。

凸条４は、その高さや幅は、特に限定されないが、落下等による衝撃を受けたときの変形を抑止し角型金属缶１０に収容した内容物が漏出しないように封止する点から、図３に示すショルダー部８の高さｈ１（巻締め部６の溝部６ａから凸条４頂部までの高さ）と、中央側板部７から凸条４頂部までの高さｈ２は、ｈ１が好ましくは５〜１０ｍｍ、ｈ２が好ましくは２〜７ｍｍとされ、凸条４の幅Ｗは、好ましくは２〜７ｍｍとされる。

角型金属缶１０としては、例えば、１８リットル缶、半缶（半切缶）、５リットル缶等が挙げられ、例えば４〜２２リットルの容量を持つ缶が挙げられる。本実施形態の角型金属缶用蓋１、２と角型金属缶１０には、ＪＩＳ Ｚ １６０２等のＪＩＳ規格に適合したものの他、ＪＩＳ規格で統一されたものではない一般缶（変寸缶）が含まれる。その材質は、特に限定されないが、ＪＩＳ規格に適合するぶりき及びぶりき原板、ティンフリースチール、新素材（各種特殊表面処理鋼板）、ラミネート材等が挙げられる。角型金属缶用蓋１と角型金属缶１０の厚さは、特に限定されないが、好ましくは０．２〜０．４ｍｍ、特に０．２５〜０．３６ｍｍである。

本実施形態の角型金属缶用蓋１、２を用いた角型金属缶１０に内容物として収容される危険物としては、例えば、消防、船舶安全等のような安全性の観点からその取扱いが法規制される、トルエン、ヘキサン、ＭＥＫ、酢酸エチル、アセトン等の第一石油類、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等のアルコール類、スチレン、キシレン、軽油等の第二石油類、エチレングリコール、クレゾール、ニトロベンゼン等の第三石油類、ギヤー油、シリンダー油、潤滑油、マシン油、モーター油等の第四石油類等が挙げられる。

巻締め部６の内面に設けられたシーリングコンパウンド９は、巻締め部６を缶胴１１の開口端縁１１ａに巻締めすることにより、図７に示す巻締め構造１２においてこれらの間に密着し、角型金属缶１０に収容した内容物が漏洩しないように封止する。シーリングコンパウンド９としては、水性ラバー（ウォーターベースラバー）、油性ラバー（ソルベントベースラバー）等を用いることができる。

シーリングコンパウンド９は、一般的には、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸で任意のポジションに移動可能な３軸可動口ボットに備え付けた塗布ガンを用いて、塗布ガンの吐出ノズルを角型金属缶用蓋１の巻締め部６の内面側と相対移動させながら吐出ノズルより吐出して、角型金属缶用蓋１の巻締め部６に全周にわたり塗布される。

本実施形態では、加熱接着するシーリングコンパウンド９を用いることが好ましい。一般的には、ＳＢＲ、ＮＢＲ、ＮＲ等のゴムを主成分にしたラバーが使用され塗布されるが、これらのラバーでは加熱しても溶融接着しない為、巻締め構造１２において角型金属缶用蓋１の巻締め部６と缶胴１１の端縁１１ａとが接着することはない。したがって、この場合、巻締め構造１２に落下時にウォーターハンマー衝撃が加わった場合には巻締め部６と缶胴１１の端縁１１ａが巻締め構造１２を開き易くなる。この為、巻締め部６と缶胴１１の端縁１１ａは溶融接着していることが望ましい。

加熱接着としては、加熱により溶融軟化して接着する態様を挙げることができるが、これに限定されず、例えば、加熱硬化により接着強度が高まる態様であってもよい。

この加熱接着するシーリングコンパウンド９を用いる態様では、シーリングコンパウンド９を巻締め部６の内面に設け、角型金属缶用蓋１を缶胴１１に巻締めした後、巻締め後のシーリングコンパウンド９を加熱して加熱接着させることで、図７に示す巻締め構造１２において角型金属缶用蓋１の巻締め部６と缶胴１１の端縁１１ａとが接着する。これにより、凸条４を設けたことと相俟って密封性能を高め、変形するような強い衝撃が加わっても角型金属缶１０に収容した内容物が漏出しないように封止することができる。

ここで、角型金属缶用蓋１、２のうち少なくともいずれかを缶胴１１に巻締めした後、巻締め後のシーリングコンパウンド９を加熱接着させればよく、角型金属缶用蓋１、２の両方を巻締めした後、巻締め後のシーリングコンパウンド９を加熱して加熱接着してもよい。加熱接着するシーリングコンパウンドとしては、例えば、酢酸ビニル、エチレン-酢酸ビニル共重合体、アクリル、エチレンメタクリル酸等の合成樹脂ポリマーを水中に均一に分散させたものを主成分とした水性シーリングコンパウンド等やスチレン系エラストマー等を主成分とした溶剤系シーリングコンパウンド等の他、通常金属缶用接着性剤として市販されている東亜合成製「キャニーボンド」のようなウレタン系接着剤等も使用出来るが、当然の事ながらシーリング材としてはこれらの材料に限定される必要はなく、塗布乾燥焼付けし、巻締めた後で巻締め部６を加熱し接着した時の接着せん断強度が巻締め部６と缶胴１１が落下衝撃時にズレ難い強度以上に達成できるものであれば良く、せん断強度としては室温で２００Ｎ／１０ｍｍ^２以上が望ましい。加熱接着する場合の温度としては、塗布するシーリングコンパウンドの種類に応じて選択されるが、例えば７０〜２５０℃であれば良いが、出来るだけ低い方が角型金属缶１０にダメージを与えない為には好ましく、加熱接着する温度としては１００〜１５０℃位で接着強度が発現出来るものが望ましい。

シーリングコンパウンド９の塗装タイプとしては角型金属缶用蓋１に塗布する生産ラインの特性により水性系や溶剤系等を選択することが出来る。

シーリングコンパウンド９を加熱接着させる方法としては、特に限定されないが、例えば、赤外線、（熱風、直火、高周波加熱）等によって缶胴１１と角型金属缶用蓋１、２の巻締め部６を加熱する方法等が挙げられる。

以上に具体的な実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において各種の変形、変更が可能である。

以下に、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
＜実施例１＞
図１〜図７に示すような、角型金属缶用蓋１、２と缶胴１１の厚さが０．３２ｍｍであり、材質がティンフリースチールである角型金属缶１０（１８リットル缶）を製造した。角型金属缶用蓋１、２には、図３に示すショルダー部８の高さｈ１が６ｍｍ、中央側板部７の高さｈ２が３ｍｍ、幅Ｗが３ｍｍのＲ状の凸条４を金属板の加工により設けた。

角型金属缶用蓋１、２の巻締め部６には、塗布ガンでロボットを制御し、ＳＢＲを原料とする日本化学研究所製「ＮＷ-０２６-３０Ｄ」のシーリングコンパウンド９を塗布、乾燥した。

この角型金属缶１０に水を９８％以上充填し、高さ１．８ｍから危険物の規制に関する技術上の基準の細目を定める告示（昭和４９年自治省告示第９９号）の第６８条の５に規定された運搬容器の試験及び基準に基づき規定されている条件に従って、落下試験を実施した。落下試験は同様の条件で製造した３つの缶について行った。

＜実施例２＞
厚さ０．３６ｍｍの角型金属缶用蓋１、２と厚さ０．３２ｍｍの缶胴１１を用い、それ以外は実施例１と同様の条件で角型金属缶１０を製造し、落下試験を行った。

＜実施例３＞
厚さ０．３２ｍｍの角型金属缶用蓋１、２と厚さ０．３２ｍｍの缶胴１１を用い、スチレン系樹脂を原料とする日本化学研究所製「ＴＫ-１８９-２」のシーリングコンパウンド９を塗布、乾燥した。このようにして得られた角型金属缶用蓋１、２を缶胴１１の天地に巻締めた後、赤外線を用いて１１０℃で加熱処理し、シーリングコンパウンド９を軟化して缶胴１１に接着した。それ以外は実施例１と同様の条件で角型金属缶１０を製造し、落下試験を行った。

＜実施例４＞
厚さ０．３６ｍｍの角型金属缶用蓋１、２と厚さ０．３２ｍｍの缶胴１１を用い、それ以外は実施例３と同様の条件で角型金属缶１０を製造し、落下試験を行った。

＜実施例５＞
日本化学研究所製「ＮＷ-０２６-３０Ｄ」に接着成分としてエチレン酢酸ビニル系の樹脂をＮＷ-０２６-３０Ｄ：エチレン酢酸ビニル＝３０：７０で配合させたものをシーリングコンパウンド９として塗布、乾燥した厚さ０．３２ｍｍの角型金属缶用蓋１、２を厚さ０．３２ｍｍの缶胴１１の天地に巻締めた後、高周波によって２０５℃で加熱処理しシーリングコンパウンド９を軟化溶融接着して缶胴１１に接着した。それ以外は実施例１と同様の条件で角型金属缶１０を製造し、落下試験を行った。

＜実施例６＞
東亜合成製「キャニーボンドＣ-７３」をシーリングコンパウンド９として塗布、乾燥したものを厚さ０．３２ｍｍの角型金属缶用蓋１，２を厚さ０．３２ｍｍの缶胴１１を用い、缶胴１１の天地に巻締めた後、高周波によって２０５℃で加熱処理しシーリングコンパウンド９を軟化溶融接着して缶胴１１に接着した。それ以外は実施例１と同様の条件で角型金属缶１０を製造し、落下試験を行った。

＜比較例１＞
角型金属缶用蓋１、２に凸条４を設けず、巻締め部６と中央側板部７との間に図３のショルダー部８のみ設けるように加工して角型金属缶用蓋を作製し、それ以外は実施例１と同様の条件で角型金属缶を製造し、落下試験を行った。

＜比較例２＞
凸条４を設けていない厚さ０．３６ｍｍの角型金属缶用蓋１、２と０．３２ｍｍの缶胴１１を用い、それ以外は比較例１と同様の条件で角型金属缶を製造し、落下試験を行った。

上記実施例１〜６及び比較例１、２の落下試験の結果を表１及び表２に示す。表１及び表２において漏洩数は、１．８ｍの高さから落下後に、３缶中の液漏れが発生した個数を示している。

１ 角型金属缶用蓋（地板）
１ａ 外面
１ｂ 内面
２ 角型金属缶用蓋（天板）
２ａ 外面
２ｂ 内面
３ａ コーナ部
３ｂ 辺部
４ 凸条
５ 凹条
６ 巻締め部
６ａ 溝部
６ｂ カール部
７ 中央側板部
８ ショルダー部
９ シーリングコンパウンド
１０ 角型金属缶
１１ 胴部
１１ａ 開口端縁
１２ 巻締め構造
１３ 把持部材
１４ 排出口用栓

Claims (6)

1. 缶胴に巻締めされる巻締め部が周縁に設けられ、この巻締め部の内面にシーリングコンパウンドが設けられた角型金属缶用蓋であって、前記巻締め部の内側に連続して缶内面側に立ち上がる凸条が設けられている角型金属缶用蓋。
2. 前記凸条の幅が２〜７ｍｍであり、中央側板部からの高さが２〜７ｍｍである請求項１に記載の角型金属缶用蓋。
3. 前記シーリングコンパウンドが、加熱接着するシーリングコンパウンドである請求項１又は２に記載の角型金属缶用蓋。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の角型金属缶用蓋が缶胴に巻締めされている角型金属缶。
5. 前記巻締め部における前記角型金属缶用蓋と前記缶胴との接着箇所のせん断強度が２００Ｎ／１０ｍｍ^２以上である請求項４に記載の角型金属缶。
6. 請求項４に記載の角型金属缶の製造方法であって、加熱接着する前記シーリングコンパウンドを前記巻締め部の内面に設け、前記角型金属缶用蓋を前記缶胴に巻締めする工程と、前記巻締め後の前記シーリングコンパウンドを加熱して加熱接着させ、前記巻締め部における前記角型金属缶用蓋と前記缶胴との接着箇所のせん断強度を２００Ｎ／１０ｍｍ^２以上とする工程とを含む角型金属缶の製造方法。