JP2022046225A

JP2022046225A - プリフォーム缶及びその製造方法

Info

Publication number: JP2022046225A
Application number: JP2020152159A
Authority: JP
Inventors: 隼人福本; Hayato Fukumoto
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Current assignee: Toyo Seikan Group Holdings Ltd
Priority date: 2020-09-10
Filing date: 2020-09-10
Publication date: 2022-03-23
Also published as: EP4201546A4; CN116133770A; WO2022054361A1; TW202214491A; EP4201546A1; US20230201908A1; TWI784675B

Abstract

【課題】缶体の耐圧強度をより向上させることである。
【解決手段】プリフォーム缶は、有底円筒体の底部に、有底円筒体の内側へと凹むドーム部と、ドーム部の凹む側とは反対側へと突出する環状の脚部とが成形されてなり、ドーム部の内面が押圧されることで成形缶に成形される。プリフォーム缶における接地面からドーム部までの最大高さは、成形後の成形缶における接地面からドーム部までの最大高さよりも高く、缶軸方向に沿う縦断面視で、プリフォーム缶における脚部の接地点とドーム部とを繋ぐ脚部の内周部の長さは、成形後の成形缶においてドーム部の周囲に成形される湾曲端部の長さよりも長い。
【選択図】図３

Description

本発明は、プリフォーム缶及びその製造方法に関する。

飲料や食品等の内容物を収容可能な缶体としては、２ピース缶やボトル缶等が知られている。このような缶体は、使用する原材料を削減するために、缶体を薄肉化して容器重量を軽量化することが進められている。そして、そのように薄肉化した缶体であっても、充分な耐圧強度を得るために、底部の形状において様々な工夫が施されている。

一般に、耐圧強度を高めるための缶体の底部の形状としては、缶体の内側に凹むドーム部と、ドーム部の周囲に設けられる環状の脚部とを有するものが知られている。

このような缶体においては、より耐圧強度を高めるために、ドーム部と環状の脚部の形状とを適宜設計することが行われている。例えば特許文献１には、環状凸部（脚部）のドーム部に連なる内周壁（内周部）に、缶軸方向に沿う縦断面視で、缶軸に直交する径方向の外側へ向けて凹む曲線状をなす第１凹曲面部を形成し、ドーム部に、缶軸上に位置するドームトップと、ドームトップの径方向外側に接続され、ドームトップよりも曲率半径が小さい凹曲線状をなす第２凹曲面部を形成し、ドーム部の外周縁部に、第１凹曲面部と第２凹曲面部とを接続して第１曲面部と第２曲面部に接する直線状をなすテーパ部を形成したものが開示されている。

特開２０１６－４３９９１号公報

この特許文献１に記載の技術では、環状凸部（脚部）の内周壁（内周部）にボトムリフォーム加工を施すことで、第１凹曲面部やテーパ部を形成しており、第１凹曲面部は、ローラによって成形することで曲面が成形されるようになっている。このようなローラによるボトムリフォーム加工では、第１凹曲面部の曲面は、ローラによる加工が可能な程度に大きい曲率半径を有しているため、脚部の内周面を缶軸に直交する径方向の外側に向けて凹ませる凹み量をより深くすることに限界が生じていた。

このように、従来技術のローラによるボトムリフォーム加工では、底部の形状を所望の形状に改良することが難しいため、結果として、缶体の耐圧強度を充分に向上させることができないという問題があった。

本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、上述のような問題点を解決することを課題の一例とする。すなわち、本発明の課題の一例は、缶体の耐圧強度をより向上させることである。

本発明に係るプリフォーム缶は、有底円筒体の底部に、前記有底円筒体の内側へと凹むドーム部と、前記ドーム部の凹む側とは反対側へと突出する環状の脚部とが成形されてなり、前記ドーム部の内面が押圧されることで成形缶に成形されるプリフォーム缶であって、前記プリフォーム缶における接地面から前記ドーム部までの最大高さは、成形後の前記成形缶における接地面から前記ドーム部までの最大高さよりも高く、缶軸方向に沿う縦断面視で、前記プリフォーム缶における前記脚部の接地点と前記ドーム部とを繋ぐ前記脚部の内周部の長さは、成形後の前記成形缶において前記ドーム部の周囲に成形される湾曲端部の長さよりも長いことを特徴とする。

好適には、前記缶軸方向に沿う縦断面視で、前記脚部の内周部は、前記脚部の接地点を基点として前記缶軸方向側に傾斜し、前記缶軸方向に沿う縦断面視で、前記成形缶における前記湾曲端部の接地点と前記ドーム部とを繋ぐ前記湾曲端部の内周部は、前記湾曲端部の接地点を基点として前記缶軸方向と反対側に傾斜する。

好適には、前記缶軸方向に沿う縦断面視で、前記脚部の先端部を構成する曲率半径Ｒ１の略円弧の長さをＭ_Ｒ１とし、前記脚部の内周部における略直線状の縮径部の長さをＬとし、成形後の前記成形缶における前記湾曲端部の長さをＸとするとき、Ｘ＜Ｍ_Ｒ１＋Ｌである。

好適には、前記缶軸方向に沿う縦断面視で、前記プリフォーム缶の接地面と前記脚部の内周部における前記縮径部との間の前記缶軸方向側の傾斜角度をθとするとき、Ｒ１は０．８ｍｍ～２．２ｍｍであり、Ｌは４．０ｍｍ～７．０ｍｍであり、θは７０°～８５°である。

本発明に係るプリフォーム缶の製造方法は、有底円筒体を準備する有底円筒体準備工程と、有底円筒体の底部に、前記有底円筒体の内側へと凹むドーム部と、前記ドーム部の凹む側とは反対側へと突出する環状の脚部とを成形することにより、前記プリフォーム缶を成形する成形工程とを有し、前記成形工程では、前記ドーム部の内面が押圧されることで成形缶に成形される前記プリフォーム缶として、前記プリフォーム缶における接地面から前記ドーム部までの最大高さが、成形後の前記成形缶における接地面から前記ドーム部までの最大高さよりも高く、缶軸方向に沿う縦断面視で、前記プリフォーム缶における前記脚部の接地点と前記ドーム部とを繋ぐ前記脚部の内周部の長さが、成形後の前記成形缶において前記ドーム部の周囲に成形される湾曲端部の長さよりも長い前記プリフォーム缶を成形することを特徴とする。

本発明によれば、缶体の耐圧強度をより向上させることが可能である。

本実施形態におけるプリフォーム缶の縦断面図である。プリフォーム缶から成形される缶体の縦断面図である。図１の領域Ａ１の拡大図である。図２の領域Ａ２の拡大図である。缶体の製造処理を説明するためのフローチャートである。プリフォーム缶に対して成形処理を行う成形装置の部分断面図である。プリフォーム缶に対して成形処理を行う成形装置の部分断面図である。プリフォーム缶に対して成形処理を行う成形装置の部分断面図である。プリフォーム缶に対して成形処理を行う成形装置の部分断面図である。プリフォーム缶に対して成形処理を行う成形装置の部分断面図である。湾曲端部の成形前後の脚部及びドーム部の一部を示す部分断面図である。

以下、本発明の実施形態（本実施形態）について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態におけるプリフォーム缶の縦断面図である。図２は、プリフォーム缶から成形される缶体の縦断面図である。図３は、図１の領域Ａ１の拡大図である。図４は、図２の領域Ａ２の拡大図である。図５は、缶体の製造処理を説明するためのフローチャートである。図６～図１０は、プリフォーム缶に対して成形処理を行う成形装置の部分断面図である。図１１は、湾曲端部の成形前後の脚部及びドーム部の一部を示す部分断面図である。

図１には、本実施形態のプリフォーム缶１の缶軸Ｏを通る縦断面図が示されている。プリフォーム缶１は、有底円筒体から成形され、開口部１１と、胴部１２と、底部１３とを有する。胴部１２及び底部１３は、缶軸Ｏを中心としてその周りに全周に亘って同一の形状を有する。この缶軸Ｏは、プリフォーム缶１の接地面Ｇ１に対して垂直に延びている。底部１３は、プリフォーム缶１の内側へと凹むドーム部１３１と、そのドーム部１３１の凹む側とは反対側へと突出する環状の脚部１３２とを有する。プリフォーム缶１の底部１３の脚部１３２は、胴部１２に繋がる外壁部１３２－１と、接地面Ｇ１に接地する接地点１３２－２と、ドーム部１３１に繋がる内周部１３２－３とを有している。

図２には、プリフォーム缶１から成形された缶体１ａの缶軸Ｏを通る縦断面図が示されている。この缶体１ａの缶軸Ｏについても、接地面Ｇ２に対して垂直に延びている。缶体１ａは、プリフォーム缶１のドーム部１３１の内面１３１ａと外壁部１３２－１とが缶軸Ｏの方向に沿って対向して押圧されることで成形される成形缶である。ドーム部１３１の内面１３１ａに対する押圧により、プリフォーム缶１の脚部１３２は、その一部が変形して湾曲端部１３３に成形される。すなわち、図２に示す缶体１ａは、押圧されたドーム部１３１の周囲において脚部１３２から成形された湾曲端部１３３を有している。

また、図２に示すように、缶体１ａは、胴部１２の外径よりも縮径した首部１４と、首部１４の開口部１１側の端部（口元）において成形されたフランジ部１５とを有する。このフランジ部１５の形状は、後に蓋部（図示せず）が巻き締められるように缶体１ａの外側に向けてカールした形状となっている。

図３には、図１に示すプリフォーム缶１の胴部１２とドーム部１３１と脚部１３２とを含む領域Ａ１が拡大して示されている。また、図４には、図２に示す缶体１ａの胴部１２とドーム部１３１と湾曲端部１３３を有する脚部１３２とを含む領域Ａ２が拡大して示されている。

図３に示す缶軸Ｏの方向に沿う縦断面視で、プリフォーム缶１の底部１３の脚部１３２は、胴部１２に繋がる外壁部１３２－１と、ドーム部１３１に繋がる内周部１３２－３とが、接地面Ｇ１に接地する接地点１３２－２で繋がっている。脚部１３２の先端部１３２－４は、外壁部１３２－１の一部と内周部１３２－３の一部とで構成され、接地点１３２－２を含む曲率半径Ｒ１の略円弧部分である。また、境界部１３２－６は、内周部１３２－３の一部とドーム部１３１の一部とで構成され、内周部１３２－３とドーム部１３１との境界点１３２－５を含む曲率半径Ｒ２の略円弧部分である。

また、図４に示す缶軸Ｏの方向に沿う縦断面視で、プリフォーム缶１から成形された缶体１ａの底部１３の脚部１３２においては、胴部１２に繋がる外壁部１３２－１と、ドーム部１３１との間に、湾曲端部１３３が成形されている。この湾曲端部１３３は、外壁部１３２－１と繋がる外周部１３３－１と、ドーム部１３１に繋がる内周部１３３－３とが、接地面Ｇ２で接地する接地点１３３－２で繋がっている。また、内周部１３３－３とドーム部１３１とは、境界点１３３－４で繋がっている。また、この図４において、内周部１３３－３は、缶軸Ｏの方向に沿う縦断面視で略直線状のテーパ面１３３－３１を有している。

図３に示すようにプリフォーム缶１における接地面Ｇ１からドーム部１３１までの最大高さをＢＳ１とし、図４に示すように成形後の成形缶である缶体１ａにおける接地面Ｇ２からドーム部１３１までの最大高さをＢＳ２とする。このとき、ＢＳ２＜ＢＳ１・・・（１）であってよい。

また、図３に示すようにプリフォーム缶１の缶軸Ｏを通る２つの接地点１３２－２間の距離である接地径をφ１とし、図４に示すように成形後の缶体１ａの缶軸Ｏを通る２つの接地点１３３－２間の距離である接地径をφ２とする。このとき、φ２＜φ１・・・（２）であってよい。

具体例として、プリフォーム缶１ではＢＳ１＝１３．７５ｍｍ、φ１＝４９．０ｍｍであってよく、その場合、成形後の缶体１ａではＢＳ２＝１１．２０ｍｍ、φ２＝４５．５ｍｍであってよい。

また、図３に示すように、脚部１３２の内周部１３２－３は、缶軸Ｏの方向に沿う縦断面視で缶軸Ｏの方向に平行な方向に対し、脚部１３２の接地点１３２－２を基点として缶軸Ｏの方向側に傾斜している。その一方、図４に示すように、成形後の缶体１ａの湾曲端部１３３における接地点１３３－２とドーム部１３１とを繋ぐ内周部１３３－３は、缶軸Ｏの方向に沿う縦断面視で缶軸Ｏの方向に平行な方向に対して、図３に示す脚部１３２の内周部１３２－３が傾斜する缶軸Ｏの方向とは反対側（すなわち、缶軸Ｏの方向に平行な方向に対し、接地点１３３－２を基点として胴部１２の方向側）に傾斜している。

図３に示すプリフォーム缶１における脚部１３２の内周部１３２－３は、缶軸Ｏの方向に沿う縦断面視で長さＬの略直線状の縮径部１３２－３１を有している。この図３において、プリフォーム缶１の接地面Ｇ１（或いは接地面Ｇに平行な面Ｇ１ａ）と略直線状の縮径部１３２－３１との間の缶軸Ｏの方向側の傾斜角度をθとするとき、曲率半径Ｒ１＝０．８ｍｍ～２．２ｍｍ、長さＬ＝４．０ｍｍ～７．０ｍｍ、傾斜角度θ＝７０°～８５°・・・（３）であることが好ましく、具体例としては、曲率半径Ｒ１＝１．７ｍｍ、長さＬ＝５．９ｍｍ、傾斜角度θ＝８０°であってよい。

図４に示す缶体１ａ（成形缶）において、ドーム部１３１の周囲に成形された湾曲端部１３３は、図３に示すプリフォーム缶１における脚部１３２の内周部１３２－３から少なくとも成形されている。

図３に示す缶軸Ｏの方向に沿う縦断面視で、プリフォーム缶１の脚部１３２の接地点１３２－２とドーム部１３１とを繋ぐ脚部１３２の内周部１３２－３の長さをＮとし、図４に示す缶軸Ｏの方向に沿う縦断面視で、缶体１ａ（成形缶）においてドーム部１３１の周囲に成形される湾曲端部１３３の長さをＸとすると、Ｘ＜Ｎ・・・（４）であることが、ボトムリフォーム加工をするにあたり所望する湾曲端部１３３の形状を安定的に形成できるので好ましい。

次に、図５のフローチャートを用いて缶体１ａの製造処理を説明する。缶体１ａは、以下のステップＳ１０１～ステップＳ１０８の処理によって製造される。

（ステップＳ１０１：カッピング工程）
ステップＳ１０１のカッピング工程では、例えばアルミニウム合金等の金属板を円形に打ち抜き、その円形の金属板をカッピングプレスによって絞り加工（カッピング加工）してカップ状体を成形する。

（ステップＳ１０２：プリフォーム缶成形工程）
ステップＳ１０１に続くステップＳ１０２のプリフォーム缶成形工程では、ステップＳ１０１で成形されたカップ状体に絞りしごき加工を施し、胴部及び底部を備えた有底円筒体を成形した後、その有底円筒体の底部に、更にプレス加工等を施し、有底円筒体の内側へと凹むドーム部と、ドーム部の凹む側とは反対側に突出する環状の脚部とを成形することにより、プリフォーム缶１を成形する。なお、ステップＳ１０１及びＳ１０２で潤滑剤等を使用した場合には、このステップＳ１０２後に、その潤滑剤等を除去するための洗浄工程を設けるようにしてもよい。

（ステップＳ１０３：トリミング工程）
ステップＳ１０２で成形されたプリフォーム缶１は、その開口端部に耳が形成されて高さが不均一である。そのため、ステップＳ１０２に続くステップＳ１０３のトリミング工程では、トリミング装置を用いてプリフォーム缶１の開口端部の耳をトリム（切断）するトリミング加工を行い、プリフォーム缶１の高さを全周に亘って均等に揃えるようにする。

（ステップＳ１０４：外面塗装印刷工程）
ステップＳ１０３に続くステップＳ１０４の外面塗装印刷工程では、プリフォーム缶１の少なくとも胴部１２及び底部１３の外面に対し、外面用塗料の塗装を行い、塗装膜を形成した後に、その胴部１２の外面（外周面）に対してデザイン画像等の印刷を行う。また、そのデザイン画像等の印刷層上に、ニス等のオーバーコート層を形成した後にオーブン等で乾燥及び焼き付けを行うようにしてもよい。これにより、プリフォーム缶１の外面を摩耗に強く滑らかな仕上がりとすることができる。

（ステップＳ１０５：内面塗装工程）
ステップＳ１０４に続くステップＳ１０５の内面塗装工程では、プリフォーム缶１の内面に対して内面用塗料の塗装を行う。この塗装は、例えばスプレーにより行うようにしてよい。

ここで用いる内面用塗料としては、例えばエポキシアクリル共重合体及び水性溶媒を含有する塗料組成物等を挙げることができる。このようにプリフォーム缶１の内面１３１ａに対して塗装を行うことにより、内容物の風味の低下を防止するとともに、金属の腐食を防止することができる。なお、このステップＳ１０５の内面塗装工程後に、例えば１９０℃～２１０℃程度の高温で、プリフォーム缶１を乾燥させる乾燥工程を設けるようにしてもよい。

（ステップＳ１０６：ボトムリフォーム工程）
ステップＳ１０５に続くステップＳ１０６のボトムリフォーム工程では、ステップＳ１０５で塗装が行われたプリフォーム缶１のドーム部１３１の内面１３１ａと外壁部１３２－１とが缶軸Ｏの方向に沿って対向して押圧されるようにプリフォーム缶１に対する押圧を行う。この押圧によって、ドーム部１３１の周囲に湾曲端部１３３を有する缶体１ａ（成形缶）が成形される。

このボトムリフォーム工程では、例えば図６に示す成形装置２を用いて押圧処理を行う。成形装置２は、プリフォーム缶１の内部に挿入されてドーム部１３１の内面に当接する押圧体２１と、押圧体２１の押圧によって湾曲端部１３３を成形するための成形型２２とを有する。

先ず、図６に示すように、プリフォーム缶１の脚部１３２の外壁部１３２－１を成形装置２の成形型２２の当接面２２１に当接させるように、プリフォーム缶１を成形装置２の成形型２２に載置する。次に、同じく図６に示すように、成形装置２の押圧体２１をドーム部１３１の内面１３１ａに向けて（缶軸Ｏに沿う矢印の方向に）移動させる。

そして、図７に示すように、更に押圧体２１の缶軸Ｏに沿う矢印の方向への移動を続けることにより、押圧体２１の押圧面２１１をドーム部１３１の内面１３１ａに当接させて押圧させる。このような押圧によって成形型２２の当接面２２１による外壁部１３２－１への押圧力が加わり、この図７に示すように、プリフォーム缶１の脚部１３２の先端部１３２－４は、成形型２２の当接面２２１から湾曲成形面２２２に沿うように変形していく。

その後、図８に示すように、更に押圧体２１によるドーム部１３１の内面１３１ａに対する矢印の方向への押圧を続けることにより、成形型２２の当接面２２１による外壁部１３２－１への更なる押圧力が加わり、プリフォーム缶１の脚部１３２の一部が湾曲成形面２２２に案内されてこの湾曲成形面２２２に合う形状に変形する。そして、図９に示すような湾曲成形面２２２に応じた形状の湾曲端部１３３が成形される。このような湾曲端部１３３を成形することで、成形缶としての缶体１ａが成形される。その後、図１０に示すように、成形装置２の押圧体２１をドーム部１３１の内面１３１ａから離すように、押圧方向とは逆の缶軸Ｏに沿う矢印の方向に向けて移動させる。そして、缶体１ａを成形装置２から取り外す。なお、これとは逆に、プリフォーム缶１を成形装置２の押圧体２１に載置して、成形装置２の成形型２２をプリフォーム缶１の脚部１３２の外壁部１３２－１から離すように移動させ、缶体１ａを成形装置２から取り外すようにしてもよい。

このように、ステップＳ１０６のボトムリフォーム工程では、ドーム部１３１の内面１３１ａを押圧するといった処理で湾曲端部１３３を成形している。このような処理は、湾曲端部１３３の内周部１３３－３を缶軸Ｏの方向に平行な方向に対して接地点１３３－２を基点として胴部１２の方向側に傾斜させるようにすることができるので、内周部１３３－３の長さを十分に確保することができる。すなわち、従来のローラを用いたボトムリフォーム加工に比較して、湾曲端部１３３の内周部１３３－３を胴部１２の方向側により深く凹ませることができるため、成形された缶体１ａの底部１３の耐圧強度を十分に高いものとすることができる。

（ステップＳ１０７：ネッキング工程）
ステップＳ１０６に続くステップＳ１０７のネッキング工程では、ダイ加工ツール（ネッキング成形金型）（図示せず）により、缶体１ａの胴部１２の開口部１１側の端部において段階的にダイ加工（ネッキング加工）を施して首部１４を成形する。

（ステップＳ１０８：フランジング工程）
ステップＳ１０７に続くステップＳ１０８のフランジング工程では、ローラ（図示せず）により、開口部１１の端部（口元）を缶体１ａの外側に向けてカールさせることでフランジ部１５を成形する。このフランジ部１５の形状は、後に蓋部を巻き締めるための形状となっている。

なお、ステップＳ１０７のネッキング工程及びステップＳ１０８のフランジング工程の処理は、ステップ１０６のボトムリフォーム工程の前に行ってもよい。

このようなステップＳ１０１～ステップＳ１０８の処理により、成形缶としての缶体１ａが製造される。なお、ステップＳ１０８の後に、缶体１ａの内部に内容物としての飲料を収容し、フランジ部１５と蓋部（図示せず）とを巻き締めて密封させる巻き締め工程の処理を行うことで、飲料商品としての、飲料を収容した缶容器が製造される。

このような缶体１ａの製造処理によれば、湾曲端部１３３が成形される前のプリフォーム缶１の脚部１３２の内面は、缶軸Ｏの方向に沿う縦断面視における外壁部１３２－１や略直線状の縮径部１３２－３１のような傾斜面が全周に亘って確保されている。特に、略直線状の縮径部１３２－３１は、例えば特許文献１に記載されているような従来技術の缶の環状凸部（脚部）の内周壁の内面よりも、接地点１３３－２を基点として缶体１ａの開口部方向であって缶軸Ｏの方向側に傾斜している。そのため、スプレー等による塗装作業においてスプレーされた塗料は、ドーム部１３１の内面１３１ａや外壁部１３２－１の内面と同様に、内周部１３２－３の内面にも到達し易い。これにより、プリフォーム缶１の底部１３においては、脚部１３２の内面を無駄無く塗装することができる上、内面用塗料の塗装膜の膜厚の差を減らして均一にすることができる。また、プリフォーム缶１の脚部１３２の外面を塗装する場合についても、これと同様の効果を得ることができる。

そして、この缶体１ａの製造処理によれば、このように内面及び外面に塗装が行われたプリフォーム缶１であっても、その後のボトムリフォーム工程では、上述のようなドーム部１３１の内面１３１ａに対する押圧によってボトムリフォーム加工を行うことから、従来のローラを用いたボトムリフォーム加工のように、ローラによる摩擦等の負荷を受けることはない。そのため、この缶体１ａの製造処理によれば、予めプリフォーム缶１の内面及び外面への塗装により脚部の内面及び外面に形成された塗装膜が剥がれ易くなるといった問題は生じない。

また、プリフォーム缶１の外面において、仮に脚部１３２の内周部１３２－３の外側から従来のローラを用いたボトムリフォーム加工を行うと、摩擦等の負荷を受けることで酸化アルミニウム被膜が損なわれ内容物充填後の加熱殺菌時にロール加工痕（黒変）が生じる虞がある。その結果、成形された缶体１ａの美観を低下させる虞がある。しかしながら、上述の缶体１ａの製造処理によれば、このような美観の低下の問題も生じない。

そして、このような缶体１ａの製造処理によれば、プリフォーム缶１のドーム部１３１の内面１３１ａと外壁部１３２－１とを缶軸Ｏの方向に沿って対向して押圧されるように、ドーム部１３１の内面を押圧するといった簡易な処理により、ドーム部１３１の周囲に、底部１３の耐圧強度を高めるための構造である湾曲端部１３３を成形することができる。この処理は、脚部１３２の内周部１３２－３の外側からローラによるボトムリフォーム加工を行って湾曲端部１３３を成形するよりも遥かに簡易である。また、この処理は、ローラによるボトムリフォーム加工を行う従来技術とは異なり、脚部１３２と成形型２２との摩擦が少ないことから、成形型２２に塗料等が蓄積（ビルドアップ）することもない。

次に、図１１を用いて、脚部１３２において成形される湾曲端部１３３の断面長さについて説明する。図１１の缶軸Ｏの方向に沿う縦断面視において、点線Ｅ１は、湾曲端部１３３を成形する前のプリフォーム缶１における脚部１３２及びドーム部１３１の一部を示しており、実線Ｅ２は、湾曲端部１３３を成形した後の缶体１ａにおける脚部１３２及びドーム部１３１の一部を示している。また、図１１において、点線Ｇ１はプリフォーム缶１が接地点１３２－２で接地する接地面を示しており、実線Ｇ２は成形後の缶体１ａが接地点１３３－２で接地する接地面を示している。

この図１１に示す缶軸Ｏの方向に沿う縦断面視で、プリフォーム缶１における脚部１３２の内周部１３２－３は、点線Ｅ１に示すように、接地面Ｇ１に直交する缶軸Ｏの方向に平行な方向に対し、脚部１３２の接地点１３２－２を基点として缶軸Ｏの方向側に傾斜している。このようなプリフォーム缶１のドーム部１３１の内面１３１ａに対して上述の押圧処理を行うことで、実線Ｅ２に示すような湾曲端部１３３が成形される。湾曲端部１３３を成形した後の缶体１ａ（成形缶）において、湾曲端部１３３の接地点１３３－２とドーム部１３１とを繋ぐ湾曲端部１３３の内周部１３３－３は、缶軸Ｏに平行な方向に対して脚部１３２の内周部１３２－３が傾斜する缶軸Ｏの方向とは反対側（すなわち、缶軸Ｏの方向に平行な方向に対し、接地点１３３－２を基点として胴部１２側）に傾斜している。

図１１に示す缶軸Ｏの方向に沿う縦断面視で、上述の式（４）に示すように、プリフォーム缶１の脚部１３２の接地点１３２－２とドーム部１３１とを繋ぐ脚部１３２の内周部１３２－３の長さＮは、缶体１ａ（成形缶）においてドーム部１３１の周囲に成形される湾曲端部１３３の長さＸよりも大きい。

そして、点線Ｅ１上の脚部１３２の先端部１３２－４を構成する曲率半径Ｒ１の略円弧の長さをＭ_Ｒ１とし、点線Ｅ１上の脚部１３２の内周部１３２－３における缶軸Ｏの方向に沿う縦断面視で略直線状の縮径部１３２－３１の長さをＬとすると、Ｘ＜Ｍ_Ｒ１＋Ｌ・・・（５）であることが、ボトムリフォーム加工をするにあたり所望する湾曲端部１３３の形状を安定的に形成できるので好ましい。具体例として、例えば、Ｍ_Ｒ１＝３．４４ｍｍ、Ｌ＝５．９ｍｍ、Ｘ＝７．０３ｍｍとすることができる。

本実施形態では、上記の式（１）～（５）を満たす数値設計でプリフォーム缶１を成形することが好ましい。このような設計で成形したプリフォーム缶１のドーム部１３１の内面１３１ａを押圧することで、湾曲成形面２２２に合う形状の湾曲端部１３３を有する缶体１ａ（成形缶）が成形される。

この缶体１ａは、従来のローラを用いてボトムリフォーム加工が施された缶体よりも、湾曲端部１３３の内周部１３３－３が胴部１２の方向側により深く凹んでいることから、缶体１ａの底部１３の耐圧強度を十分に高いものとすることができる。

なお、上述の実施形態では、プリフォーム缶１の内面及び外面に対して塗装を行うようにしたが、これに限定されず、プリフォーム缶１の内面及び外面の少なくとも一方に対して塗装を行うようにしてもよい。この場合においても、上述のようなドーム部１３１の内面１３１ａに対する押圧によりボトムリフォームを行うことから、上述のような塗装膜が剥がれ易くなるといった問題は生じない。

１プリフォーム缶、１１開口部、１２胴部、１３底部、１４首部、１５フランジ部、１３１ドーム部、１３１ａ内面、１３２脚部、１３２－１外壁部、１３２－２接地点、１３２－３内周部、１３２－３１縮径部、１３２－４先端部、１３２－５境界点、１３２－６境界部、１ａ缶体、１３３湾曲端部、１３３－１外周部、１３３－２接地点、１３３－３内周部、１３３－３１テーパ面、１３３－４境界点、２成形装置、２１押圧体、２２成形型、２１１押圧面、２２１当接面、２２２湾曲成形面

Claims

有底円筒体の底部に、前記有底円筒体の内側へと凹むドーム部と、前記ドーム部の凹む側とは反対側へと突出する環状の脚部とが成形されてなり、前記ドーム部の内面が押圧されることで成形缶に成形されるプリフォーム缶であって、
前記プリフォーム缶における接地面から前記ドーム部までの最大高さは、成形後の前記成形缶における接地面から前記ドーム部までの最大高さよりも高く、
缶軸方向に沿う縦断面視で、前記プリフォーム缶における前記脚部の接地点と前記ドーム部とを繋ぐ前記脚部の内周部の長さは、成形後の前記成形缶において前記ドーム部の周囲に成形される湾曲端部の長さよりも長い
ことを特徴とするプリフォーム缶。
前記缶軸方向に沿う縦断面視で、前記脚部の内周部は、前記脚部の接地点を基点として前記缶軸方向側に傾斜し、
前記缶軸方向に沿う縦断面視で、前記成形缶における前記湾曲端部の接地点と前記ドーム部とを繋ぐ前記湾曲端部の内周部は、前記湾曲端部の接地点を基点として前記缶軸方向と反対側に傾斜する
ことを特徴とする請求項１に記載のプリフォーム缶。
前記缶軸方向に沿う縦断面視で、
前記脚部の先端部を構成する曲率半径Ｒ１の略円弧の長さをＭ_Ｒ１とし、
前記脚部の内周部における略直線状の縮径部の長さをＬとし、
成形後の前記成形缶における前記湾曲端部の長さをＸとするとき、
Ｘ＜Ｍ_Ｒ１＋Ｌである
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のプリフォーム缶。
前記缶軸方向に沿う縦断面視で、前記プリフォーム缶の接地面と前記脚部の内周部における前記縮径部との間の前記缶軸方向側の傾斜角度をθとするとき、
Ｒ１は０．８ｍｍ～２．２ｍｍであり、
Ｌは４．０ｍｍ～７．０ｍｍであり、
θは７０°～８５°である
ことを特徴とする請求項３に記載のプリフォーム缶。
プリフォーム缶の製造方法であって、
有底円筒体を準備する有底円筒体準備工程と、
有底円筒体の底部に、前記有底円筒体の内側へと凹むドーム部と、前記ドーム部の凹む側とは反対側へと突出する環状の脚部とを成形することにより、前記プリフォーム缶を成形する成形工程とを有し、
前記成形工程では、
前記ドーム部の内面が押圧されることで成形缶に成形される前記プリフォーム缶として、
前記プリフォーム缶における接地面から前記ドーム部までの最大高さが、成形後の前記成形缶における接地面から前記ドーム部までの最大高さよりも高く、
缶軸方向に沿う縦断面視で、前記プリフォーム缶における前記脚部の接地点と前記ドーム部とを繋ぐ前記脚部の内周部の長さが、成形後の前記成形缶において前記ドーム部の周囲に成形される湾曲端部の長さよりも長い前記プリフォーム缶を成形する
ことを特徴とするプリフォーム缶の製造方法。