JP3665002B2 - ネジ付き金属di缶のキャッピング方法 - Google Patents

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
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。
【0002】
【従来技術】
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。
【0003】
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。
【0004】
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。
【0005】
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。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
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。
【0007】
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。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本願の一つの発明は、複数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、
裾巻きローラとして2個のローラを使用し、これを互いに上下方向に位置をずらしてキャッピング処理して前記キャップの裾部の成形不良を防止する点に特徴を有する。
上記キャッピング方法において、キャッパーが4個のローラを使用し、前記ローラのうち対向配置された2個のローラをねじ切りローラとし、残りの2個のローラを裾巻きローラとして使用し、前記2個の裾巻きローラを互いに上下方向に位置をずらし、前記位置をずらした2個の裾巻きローラを有する1台のキャッパーで2回に亘り前記口部に被せられた前記キャップをキャッピング処理するようにしてもよい。
これにより、本発明ではキャップ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。
また、前記キャッピング方法において、キャッパーが4個のローラを使用し、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個のローラを上下方向に位置をずらした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ようにしてもよい。
これにより、キャップのネジ切りをしっかりとでき、キャップのブリッジ切れを防止できると共にキャップ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、前記裾巻きローラの位置ずれは、キャップ裾部の製造公差を考慮して設計すれば良く、その量をδとした場合、例えば、
0<δ≦1mm
としても良い。
また、前記各ローラの外周縁の曲率半径は、キャップネジのネジ谷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。
更にまた、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。
【0010】
【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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
【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。
【図面の簡単な説明】
【図1】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。
【図2】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3】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4】図2のネジ付き金属DI缶の口部の拡大側面図である。
【図5】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6】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。
【図7】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8】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。
【図9】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10】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 (6)

  1. 複数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、
    裾巻きローラとして2個のローラを使用し、これを互いに上下方向に位置をずらしてキャッピング処理して前記キャップの裾部の成形不良を防止することを特徴とするネジ付き金属缶のキャッピング方法。
  2. 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、
    キャッパーが4個のローラを使用し、前記ローラのうち対向配置された2個のローラをねじ切りローラとし、残りの2個のローラを裾巻きローラとして使用し、
    前記上下方向の位置をずらした2個の裾巻きローラを有する1台のキャッパーで2回に亘り前記口部に被せられた前記キャップをキャッピング処理することを特徴とするネジ付き金属缶のキャッピング方法。
  3. 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、
    キャッパーが4個のローラを使用し、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個のローラを上下方向に位置をずらした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。
  4. 請求項1ないし3のいずれかに記載のネジ付き金属缶のキャッピング方法において、前記裾巻きローラの上下方向の位置ずれ量δを、
    0<δ≦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。
  5. 請求項1ないし4のいずれか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。
  6. 請求項1ないし5のいずれか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+1mm≦d≦D+3mm
    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。
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