JP4628843B2 - 金属製密封容器及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、食品飲料等の中身を密封性良く封入でき且つ接触感の良い飲み口で液だれの少ない金属製密封容器及びその製造方法に関する。

飲料用容器において、缶は、容器価格の低さ、生産速度の速さ、輸送効率の高さ等の理由により広く流通している。この缶は、通常、有底の円筒形をした「容器胴体」と容器胴体の開口部を閉蓋する「蓋」とからなる。この容器胴体と蓋を適切に接合して、食品飲料等の中身を密封する方法が限定されるため、現在の市場ではアルミニウムやスチール等の金属製の缶が流通している。

この容器胴体と蓋の接合は、容器胴体の端部と蓋の端部を重ねてフランジ構造を形成し、機械的に重畳させる巻締めにより行なわれる。この巻締工程は金属部材の機械的変形を利用した工程のため、蓋は一般に容器胴体よりも厚い部材からなり、中身密封用にスチレンブタジエンラバーやポリ塩化ビニルなどのポリマー材を備えている。このようにポリマー材が必要であり、また、蓋を厚肉とすることから、金属材の使用量が多くなってしまう。

そこで、これを解決するために、金属缶を対象にして、缶の密封をレーザー溶接で行なう技術が開示されている（例えば特許文献１〜３を参照。）。

ＷＯ０２／４２１９６ Ａ２号公報 特開昭６３−１９４８８５号公報 特開昭６１−２８９９３２号公報

金属製の缶の密封を行なうに際して行なわれる巻締方式によれば、ポリマー材の使用と巻締部分における缶材料の余分な使用及び缶胴部と比較して肉厚な蓋の使用が必須でコストアップの要因となっている。特許文献１をはじめとするレーザー溶接された缶容器は、材料の使用量削減やポリマー材の不要化を目的として検討され、従来の巻締の代わりにレーザー溶接を試みるものであるが、巻締方式を凌駕することはできなかったため、実用化されていない。

本発明者の検討によれば、例えばアルミニウム部材同士を当接しあって、レーザー溶接を行なうと、次の困難な課題があることがわかった。第１にアルミニウムの融点（６６０℃）まで加熱すると、缶材の表面に塗られた内・外面塗料や印刷があるため、アルミニウムの熔融前に炭化又は発火が起きてしまう。第２に適切なレーザーエネルギー密度範囲が狭く、例えば、レーザースポットが必要回数以上通過すると、アルミニウムが熔解して著しい熱変形に至る。第３にアルミニウムの熔融箇所の酸化防止のためにシールドガスを必要とする。

本発明の目的は、金属部材を溶接する際の必要なエネルギーが小さい、溶接に適するエネルギー密度範囲（プロセスマージン）が広い、溶接時の内外面の塗料の炭化を生じさせることがない、及び、溶接時にシールドガスで酸化を抑制する必要がない、という特徴を有する金属製密封容器とその製造方法を提供することである。

金属製密封容器を提供することで、従来の缶容器と比較して、ポリマー材の不要化及び巻締部分における余分な材料の不要化を達成することを目的とする。

本発明者は、金属製密封容器のシールを熱融着によって行なう際に、金属部材同士を直接溶接させずに、プラスチック樹脂を部材間に挟み、このプラスチック樹脂を溶融させて接着層とすることで、上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成させた。すなわち本発明に係る金属製密封容器は、金属製の容器胴体と、該容器胴体の開口部を閉じる金属製の蓋と、前記容器胴体と前記蓋とを接合する、プラスチック樹脂が溶融されて形成された接着層と、を有し、前記容器胴体がすり鉢状の天面を有し、該天面の底が前記開口部であり、前記蓋が皿状の形状を有し、底部が前記開口部と重なり、底部からの立ち上がる内壁部分が、前記容器胴体の天面の傾斜部と重なり、かつ、前記容器胴体の内壁面のうち少なくとも開口部の周縁部分の内壁面が容器中身と接触しうるように、開口部の周縁部分の外壁面と前記蓋の内壁面とが前記接着層によって接合されており、かつ、前記容器胴体と前記蓋との接合部は、フランジを形成しないことを特徴とする。接合部がフランジを形成しない構成とすれば、接触感の良い飲み口で液だれしにくい。また、ポリマー材も不要で巻締部分がないため余分な材料を減少できる。さらに蓋自体を小型化できる。

本発明に係る金属製密封容器は、前記金属が、アルミニウム又は鉄であるか、或いは、アルミニウム又は鉄を主成分とする合金である場合が包含される。従来の缶材料として使用されてきたアルミニウムや鉄又はこれらを主成分とする合金を使用することができる。

本発明に係る金属製密封容器では、前記プラスチック樹脂がポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）であることが好ましい。ＰＥＴは、金属との密着性が良好である。

本発明に係る金属製密封容器では、前記容器胴体又は前記蓋の肉厚が２００μｍ以下であることが好ましい。巻締めをしないため、金属部材の肉薄化が可能である。なお、金属製の容器胴体および蓋の肉厚とプラスチック樹脂フィルムの肉厚の大小関係は問わない。したがって、例えばプラスチック樹脂フィルム上にアルミ蒸着した容器胴体及び蓋は、本発明の概念に含まれる。

本発明に係る金属製密封容器では、前記接着層の厚さが２０μｍ以下であることが好ましい。

なお、本発明に係る金属製密封容器は、飲料用容器である場合が包含される。耐熱容器や耐圧容器としても使用が可能である。

本発明に係る金属製密封容器の製造方法は、金属製の容器胴体と、該容器胴体の開口部を閉じる金属製の蓋と、前記容器胴体と前記蓋とを接合する、プラスチック樹脂が溶融されて形成された接着層と、を有し、前記容器胴体がすり鉢状の天面を有し、該天面の底が前記開口部であり、前記蓋が皿状の形状を有し、底部が前記開口部と重なり、底部からの立ち上がる内壁部分が、前記容器胴体の天面の傾斜部と重なり、かつ、前記容器胴体の内壁面のうち少なくとも開口部の周縁部分の内壁面が容器中身と接触しうるように、開口部の周縁部分の外壁面と前記蓋の内壁面とが前記接着層によって接合されており、かつ、前記容器胴体と前記蓋との接合部は、フランジを形成しない金属製密封容器の製造方法であって、前記容器胴体の開口部を前記蓋でかぶせたときに、前記容器胴体と前記蓋の当接部分にプラスチック樹脂フィルムを挟んだ状態とする工程と、前記プラスチック樹脂フィルムを溶融する工程と、溶融させた前記プラスチックフィルムを固化させて、前記容器胴体と前記蓋とを接合する工程と、を有することを特徴とする。

本発明に係る金属製密封容器の製造方法では、前記プラスチック樹脂フィルムを、前記容器胴体又は前記蓋の少なくともいずれか一方に予めラミネートしておき、前記容器胴体と前記蓋を当接させることで該プラスチック樹脂フィルムを挟んだ状態とするか、或いは、前記プラスチック樹脂フィルムを単体で前記容器胴体と前記蓋の間に配置して該プラスチック樹脂フィルムを挟んだ状態とすることが好ましい。予めプラスチック樹脂フィルムをラミネートした鋼板から形成された容器胴体や蓋を用いれば、溶接時にプラスチック樹脂フィルムを供給し、配置する機構を省くことができ、工程の簡略につながる。なお、プラスチック樹脂フィルムを予めラミネートしておかず、容器胴体と蓋の間に挟んで溶接することもできる。

また、本発明に係る金属製密封容器の製造方法は、金属製の容器胴体と、該容器胴体の開口部を閉じる金属製の蓋と、前記容器胴体と前記蓋とを接合する、プラスチック樹脂が溶融されて形成された接着層と、を有し、前記容器胴体がすり鉢状の天面を有し、該天面の底が前記開口部であり、前記蓋が皿状の形状を有し、底部が前記開口部と重なり、底部からの立ち上がる内壁部分が、前記容器胴体の天面の傾斜部と重なり、かつ、前記容器胴体の内壁面のうち少なくとも開口部の周縁部分の内壁面が容器中身と接触しうるように、開口部の周縁部分の外壁面と前記蓋の内壁面とが前記接着層によって接合されており、かつ、前記容器胴体と前記蓋との接合部は、フランジを形成しない金属製密封容器の製造方法であって、プラスチック樹脂フィルムを溶融する工程と、金属製の容器胴体の開口部を金属製の蓋でかぶせたときに、前記容器胴体と前記蓋の当接部分に、前記溶融させたプラスチック樹脂フィルムを挟む工程と、前記溶融させたプラスチックフィルムを固化させて、前記容器胴体と前記蓋とを接合する工程と、を有することを特徴とする。プラスチック樹脂フィルムを溶融させてから、容器胴体と蓋の当接部分に挟み合わせて接合しても良い。

ここで、前記プラスチック樹脂フィルムは、前記容器胴体又は前記蓋の少なくともいずれか一方に予めラミネートしておいたフィルムであるか、或いは、単体のプラスチック樹脂フィルムである場合が包含される。

本発明に係る金属製密封容器の製造方法では、前記プラスチック樹脂フィルムが、レーザー照射により溶融されることが好ましい。レーザー溶接法によれば、接合部分とそれ以外の部分との境界が明瞭であり、接合箇所の制御が容易である。

本発明に係る金属製密封容器の製造方法では、前記プラスチック樹脂フィルムが、インパルスシーリング法、高周波溶接法、振動溶接法、スピン溶接法、超音波溶接法、熱風溶接法又はヒートシール法により、溶融される場合が包含される。プラスチック樹脂フィルムを溶融して接着層を形成するため、レーザー溶接法に限らず、他の溶接法の適用も可能である。

本発明により、プラスチック樹脂を溶融させて金属部材を接合するため、溶接に必要なエネルギーを小さくすることができる。また、プラスチック樹脂は、金属と比較して、融点の前後で物理的特性変化が小さいので、溶接に適するエネルギー密度範囲が広く、容易に溶接することができる。また溶接時の内外面の塗料の炭化を生じさせることがない。さらに、金属の融点よりも低い温度で溶接可能であるため、溶接時にシールドガスで酸化を抑制する必要がない。本発明の金属製密封容器は、ポリマー材は不要であり、また、巻締部分を設ける必要がないため、材料量を低減できる。

以下本発明について実施形態を示して詳細に説明するが本発明はこれらの記載に限定して解釈されない。まず、図１を参照しながら本実施形態に係る密封容器を説明する。なお、同一部材・同一部位には同一符号を付した。なお、図１（ｂ）の第２形態の金属製密封容器２００と図１（ｃ）の第３形態の金属製密封容器３００は、参考例である。

図１(ａ)に本実施形態に係る第１形態の金属製密封容器の一部縦断面概略図を示した。第１形態に係る金属製密封容器１００は、金属製の容器胴体１と、容器胴体１の開口部９を閉じる金属製の蓋３と、容器胴体１と蓋３とを接合する、プラスチック樹脂が溶融されて形成された接着層４と、を有する。ここで、金属製密封容器１００はフランジを有さない容器であり、容器胴体１の内壁面のうち少なくとも開口部９の周縁部分２の内壁面６が容器中身と接触しうるように、開口部９の周縁部分２の外壁面と蓋３の内壁面とが接着層４によって接合されている。金属製密封容器１００は、開蓋時には開口部９にストローを挿し易い形状となっている。

図１(ｂ)に本実施形態に係る第２形態の金属製密封容器の一部縦断面概略図を示した。第２形態に係る金属製密封容器２００は、第１形態と同様に、金属製の容器胴体１１と、容器胴体１１の開口部１９を閉じる金属製の蓋１３と、容器胴体１１と蓋１３とを接合する、プラスチック樹脂が溶融されて形成された接着層１４と、を有する。ここで、金属製密封容器２００もフランジを有さない容器であり、容器胴体１１の内壁面のうち少なくとも開口部１９の周縁部分の内壁面１６が容器中身と接触しうるように、開口部１９の端面１２と蓋１３の内壁面とが接着層１４によって接合されている。

図１(ｃ)に本実施形態に係る第３形態の金属製密封容器の一部縦断面概略図を示した。第３形態に係る金属製密封容器３００は、第１形態と同様に、金属製の容器胴体２１と、容器胴体２１の開口部２９を閉じる金属製の蓋２３と、容器胴体２１と蓋２３とを接合する、プラスチック樹脂が溶融されて形成された接着層２４と、を有する。ここで、金属製密封容器３００もフランジを有さない容器であり、蓋２３の端部に開蓋のためのつまみ２７を設けている。容器胴体２１から開口部２９に至るまで、截頭円錐状とすることで、飲みやすい飲み口としている。また、蓋を小型化でき、蓋材料の使用量を低減できる。蓋を小型化できるので蓋面積が小さくなり、炭酸飲料等の中身を入れたときに蓋全体にかかる総圧力（内側からの圧力）は小さくなり、耐圧性が向上する。

第１形態と第３形態に係る金属製密封容器と、第２形態に係る金属製密封容器とでは、容器胴体での接着層の箇所が異なる以外は同じ構成を有する。第１形態及び第３形態の金属製密封容器は、接着層の面積を大きく取れるので耐圧強度を大きくすることができる。

また、いずれの金属製密封容器においても、蓋は、開口部を密封しうるように少なくとも覆う大きさであるとともに、開口部を取り囲む容器胴体１の外壁面の形状に沿うように形成されている。これにより、接合部分においてプラスチック樹脂シートを挟んだ密着面が形成される。

いずれの金属製密封容器においても、接合部分は容器胴体と蓋とを平面状に重ねて溶接しているだけであるため、蓋自体を小型化できる。なお、本発明では、蓋において容器中身と接触しうる面を、蓋の内壁面と表記することとした。

容器胴体１，１１，２１の開口部９，１９，２９の外縁部分は、容器中身の滞留を防止するため、周縁部分２，１２，２２まで接着層４，１４，２４が形成されていることが好ましい。

一方、第１形態の密封容器と第２形態の密封容器において、蓋３，１３の周縁部分の内壁面が容器胴体１，１１の外壁面と溶接されていない非接着部５，１５を有していても良い。図１（ａ）及び（ｂ）では、未溶接部５，１５を開封つまみとしている。非接着部５，１５を設けることで、溶接箇所を開蓋箇所とする場合、開蓋の際に非接着部５，１５に指が引っかかりやすく、易開蓋性を付与できる。第３形態の密封容器においても非接着部２５を設けても良い。

なお、本実施形態に係る金属製密封容器は、接着層４，１４を剥離させて開蓋させるタイプの容器のほか、接着層４，１４を剥離させず、例えば開口部９，１９とは別に、蓋に設けた注ぎ口をプルタグ等の開栓手段により密封を解除させるタイプの容器も包含する。

第１形態から第３形態に係る金属製密封容器は、いずれも開口部９，１９，２９の縁辺に沿って環状の接着層４，１４，２４を設けることで容器の密封を行っている。ここで、接着層４，１４，２４は、２重環状或いはそれ以上の多重環状に形成しても良い。

容器胴体１，１１，２１及び蓋３，１３，２３は、アルミニウム又は鉄、或いは、アルミニウム又は鉄を主成分とする合金で形成することが好ましい。従来から、缶容器の材料として使用されてきた材料であり、中身の品質保持に優れ、耐圧性、耐熱性、及び酸素等のガスバリア性を有する。アルミニウム又は鉄に、炭素、マグネシウム等の微量添加元素を含有させ、合金化して使用しても良い。また、本実施形態に係る金属製密封容器では、蓋３，１３，２３がアルミニウム蒸着フィルム等の金属蒸着薄膜である場合も含まれる。

容器胴体１，１１，２１及び蓋３，１３，２３は、肉厚が２００μｍ以下とすることが好ましい。巻締めをしないことから、蓋３，１３，２３は、容器胴体１，１１，２１と比較して厚肉とする必要はない。また、容器胴体１，１１，２１又は蓋３，１３，２３を加熱して熱伝導によって、間に挟んだプラスチック樹脂を溶融させる場合には、小さなエネルギーでこれらを接合することが可能である。

接着層４，１４，２４は、プラスチック樹脂が溶融されて固化することで、容器胴体１，１１，２１と蓋３，１３，２３とを接合する。接着層４，１４，２４に使用するプラスチック樹脂は、溶接方法によって適宜選択されるが、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、グリコール変性ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴＧ）、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、シクロオレフィンコポリマ樹脂（ＣＯＣ、環状オレフィン共重合）、アイオノマ樹脂、ポリ−４−メチルペンテン−１樹脂、ポリメタクリル酸メチル樹脂、ポリスチレン樹脂、エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂、アクリロニトリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスルホン樹脂、又は、４弗化エチレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂である。この中で、ＰＥＴが金属と密着性が良いので特に好ましい。

接着層４，１４，２４は、厚さを２０μｍ以下とすることが好ましい。プラスチック樹脂フィルムの溶融に時間がかかるうえ、溶融中のプラスチック樹脂フィルムの反りや剥離が起こりやすくなる場合がある。したがって、接着強度を確保するためにも厚さを２０μｍ以下とすることが好ましい。

次に、本実施形態に係る金属製密封容器の製造方法について図２〜図５を参照しながら説明する。まず、容器胴体と蓋との接合に着目して説明する。図２〜図４は、容器胴体１と蓋３の当接部分の概略図を示したものである。

まず、金属製の容器胴体１と金属製の蓋３を準備し、容器胴体１の開口部を蓋３でかぶせたときに、容器胴体１と蓋３の当接部分にプラスチック樹脂フィルムを挟んだ状態とする。すなわち、図２（ａ）に示すように、プラスチック樹脂フィルム３１を単体で容器胴体１と蓋３の間に配置する。次に図２（ｂ）に示すように、容器胴体１と蓋３の間にプラスチック樹脂フィルム３１を挟んだ状態とする。ここで、適度な圧力でプラスチック樹脂フィルム３１は押圧されていることが好ましい。

続いて図２（ｃ）に示すように、レーザー３２を蓋３に照射して、熱伝導により、図２（ｂ）に示したプラスチック樹脂フィルム３１を溶融させる。続いて溶融させたプラスチックフィルムを固化させ、接着層４を形成することで、容器胴体１と蓋３を接合する。ここで、レーザー３２の照射は容器胴体１に行なっても良い。このように本実施形態に係る金属製密封容器の製造方法では、容器胴体１と蓋３との接合は、レーザー溶接法によって行わる。即ち、プラスチック樹脂フィルムがレーザー照射により溶融される。

レーザーは、半導体レーザー、炭酸ガスレーザー等のガスレーザー、ＹＡＧレーザーが例示され、レーザー溶接を行なう容器胴体及び蓋の材質、レーザー照射移動速度、照射スポット形状等の各種パラメーターによって適宜選択する。ここでは、半導体レーザー（例えば出力１Ｗ〜１００Ｗ）が好ましい。レーザーの波長は例え８００〜１０００ｎｍである。

別形態として、次の製造方法がある。図３（ａ）に示すように、プラスチック樹脂フィルム３０を蓋３に予めラミネートしておく。ここでは、蓋３を形成した後、プラスチック樹脂フィルム３０をラミネートしたものを用いても良いし、また、プラスチック樹脂フィルム３０をラミネートした鋼板を用いて、蓋３を形成して用いても良い。ＰＥＴフィルムを予めラミネートした鋼材を用いて製造されたアルミ缶（商品名Ａ-ＴＵＬＣ）が市販されており、この缶に使用する鋼板を使用しても良い。また、プラスチック樹脂フィルム３０にアルミニウム蒸着薄膜等の金属蒸着薄膜を行ない、金属蒸着薄膜部分を蓋３として使用しても良い。なお、プラスチック樹脂フィルム３０を容器胴体１に予めラミネートしておいても良いし、容器胴体１と蓋３の両方にラミネートしておいても良い。次に図３（ｂ）に示すように、容器胴体１と蓋３を当接しあうことで、容器胴体１と蓋３の間にラミネートされたプラスチック樹脂フィルム３０を挟んだ状態とする。ここで、適度な圧力でプラスチック樹脂フィルム３０は押圧されていることが好ましい。

続いて図３（ｃ）に示すように、レーザー３２を蓋３に照射して、熱伝導により、図３（ｂ）に示したプラスチック樹脂フィルム３０を溶融させる。続いて溶融させたプラスチックフィルムを固化させ、接着層４を形成することで容器胴体１と蓋３を接合する。ここで、レーザー３２の照射は容器胴体１に行なっても良い。

別形態として、次の製造方法がある。図４（ａ）に示すように、プラスチック樹脂フィルム３０に直接レーザー３２を照射して、プラスチック樹脂フィルムを溶融させた後、図４（ｂ）に示すように、容器胴体１と蓋３を当接し合い、その後、溶融したプラスチック樹脂フィルムを固化させることで接着層４を形成することで、容器胴体１と蓋３を接合する。なお、図４（ａ）に示したように、ラミネートしたプラスチック樹脂フィルム３０に直接レーザー３２を照射しても良いし、図２（ａ）で示した単体のプラスチック樹脂フィルム３１に直接レーザーを照射して容器胴体１と蓋３を接合しても良い（不図示）。

次に、蓋によって容器胴体の開口部の周端に沿って環状に接着層を設けて容器を密封する方法について説明する。以下に説明する方法においては、図２〜図４で説明したいずれかの方法に従って、接着層を形成する。なお、本発明は、下記の密封方法に限定されない。

図５に示す工程（第１製造形態）について説明する。まず、ステップＳ１において、中身を充填済みの容器胴体６１をコンベア等の搬送手段（不図示）によりレーザー溶接機に導入する。このとき、中身が発泡している場合には泡切りを行ない、炭酸ガスパージ若しくは窒素ガスパージを行なう。

次にステップＳ２において、蓋搬送手段６３ａによって蓋６２が蓋供給手段６３ｂに搬送される。蓋供給手段６３ｂは、蓋６２を１つの容器胴体６１につき一枚、開口部まで供給する。

次にステップＳ３において、蓋配置手段６４が、蓋６２を容器胴体６１の開口部に重ねて接合面となるプラスチック樹脂シートを挟んだ密着面を出させると共に、蓋６２と容器胴体６１の開口部とがずれないように適度の圧力を加える。例えば、容器胴体に蓋を密着させるため、蓋の上から棒状の部材で蓋を押さえる。容器胴体は蓋が押さえられることによって間接的に押さえ込まれる。棒状の部材の押圧をセンサーで検出する。このセンサーは蓋検出用の近接センサーでも良いが、圧力センサー若しくはレーザー変位計でも良い。蓋配置手段６４には、蓋６２が容器胴体６１の開口部に押さえ込まれる圧力を検出する圧力センサー若しくはレーザー変位計の検出値を取り込ませることが好ましい。

次にステップＳ４において、蓋６２を合わせたまま容器胴体６１をターンテーブル６９に載せる。ターンテーブル６９上の各容器胴体６１及びその蓋６２は、容器を軸中心に自転させる自転テーブル６８によって自転させる。このとき、レーザー発生手段６５によって、容器胴体６１と蓋６２との密着部分６６にレーザーを照射する。即ち、図２〜図４に示した工程に従って接着層が形成され、密封が行なわれる。レーザー発生手段６５と密着部分６６との位置関係によって適宜、レーザー照射形状が選択される。このとき、レーザー強度はレーザー出力をモニタリングすることによって監視されることが好ましい。また、レーザーのスポット位置は、光感受センサー若しくは赤外線センサー等の温度センサーによって発光若しくは発熱をモニタリングすることによって監視されることが好ましい。プラスチックの溶接は、光感受センサー若しくは温度センサーによって発光若しくは発熱をモニタリングすることによって監視されることが好ましい。ＣＣＤ等の画像センサーを併用しても良い。

第１実施形態に係る金属製密封容器１００又は第３実施形態に係る金属製密封容器３００を製造する場合には、容器胴体の内壁面のうち少なくとも開口部の周縁部分の内壁面が容器中身と接触しうるように、開口部の周縁部分の外壁面と蓋の内壁面とを密着させてプラスチック樹脂シートを挟んだ密着面を形成した後、レーザーを照射して接着層を形成する。

一方、第２実施形態に係る金属製密封容器２００を製造する場合には、容器胴体の内壁面のうち少なくとも開口部の周縁部分の内壁面が容器中身と接触しうるように、開口部の端面と蓋の内壁面とを密着させてプラスチック樹脂シートを挟んだ密着面を形成した後、レーザーを照射して接着層を形成する。

レーザーを照射する工程の前に、所望の接合箇所に対応する容器胴体又は蓋の表面に、或いは所望の接合箇所に対応するプラスチック樹脂シートの表面又は内部に、レーザー光の吸収部を設ける工程を設けることが好ましい。或いは、中身の充填前に吸収部を印刷しておいても良い。ここで、吸収部はレーザー光の波長を吸収する金属材料、セラミック、或いは有機顔料や無機顔料等の吸収物質（塗料）を所望の接合箇所に付着させて着色させるなどいかなる方法で形成しても良い。塗料は、ＰＥＴの溶融温度で影響を受けない塗料を使用することが好ましい。吸収部を設けることで、レーザーの吸収率が高くなり、小さなエネルギーでレーザー溶接することが可能となる。レーザー光に対する吸収部の吸収程度によって、レーザー光の波長、レーザーパワー、レーザー走査速度を調整することが好ましい。吸収部を設ける工程は、レーザー照射前であればいつでも良く、ステップＳ１以前、ステップＳ１、ステップＳ２、ステップＳ３又はステップＳ４のいずれかの間に設けても良い。

容器胴体６１及び蓋６２は自転テーブル６８によって自転するため、レーザーの照射部分が容器胴体６１の開口部に沿って移動し、１周を終えることによって密封化が終了する。溶接速度は接合しようとする形状や材質などによるが、例えば、８〜５０ｃｍ／秒である。このとき、レーザー溶接によって溶接箇所を正確にコントロールできる。また、レーザーの出力及び波長が融着の程度を決定し、ヒートシールや超音波溶接よりも精度良く接着層を形成できる。

なお、２周以上レーザーを照射させても良い。さらに２個以上のレーザー発振素子を設置して１周させることにより、２以上の循環線状のレーザー溶接を行なっても良い。

次にステップＳ５において、レーザー溶接を終えて密封された密封容器は、ターンテーブル６９から降ろされる。

次にステップＳ６において、不良容器排除手段７０によって、密封不良の容器が排除される。密封不良の判断は、上記モニタリングの結果と共に画像検査機（不図示）の外観検査結果を基に行なうことが好ましい。

次に図６に示す工程（第２製造形態）について説明する。図５に示す工程と図６に示す工程とではステップＳ４が異なるため、ステップＳ４について説明する。

ステップＳ４において、蓋６２を合わせたまま容器胴体６１をターンテーブル６９に載せる。ターンテーブル６９上の各容器胴体６１及びその蓋６２は、ターンテーブル上で静止する。このとき、レーザー発生手段６５によって、容器胴体６１と蓋６２との密着部分６６にレーザーを照射する。即ち、図２〜図４に示した工程に従って接着層が形成され、密封が行なわれる。レーザー発生手段６５と密着部分６６との位置関係によって適宜、レーザー照射形状が選択される。このとき、レーザー強度はレーザー出力をモニタリングすることによって監視されることが好ましい。また、レーザーのスポット位置は、図５の工程で説明した場合と同様にモニタリングすることによって監視されることが好ましい。プラスチックの溶接も図４の工程で説明した場合と同様にモニタリングすることによって監視されることが好ましい。ＣＣＤ等の画像センサーを併用しても良い。

レーザー発生手段６５に組み込まれるレーザー発振素子は、図４の工程で説明したものと同様のものが使用できる。

ここで、レーザー光の吸収部を設ける工程を図５で説明した工程と同様に設けても良い。

レーザー発生手段６５がレーザー発生器回転手段６７によって、容器胴体６１及び蓋６２を中心として回転するため、レーザーの照射部分が容器胴体６１の開口部に沿って移動し、レーザー発生手段６５がレーザー発生器回転手段６７によって１周を終えることによって密封化が終了する。溶接速度は接合しようとする形状や材質などによるが、例えば、８〜５０ｃｍ／秒である。このとき、レーザー溶接によって溶接箇所を正確にコントロールできる。

なお、図５の場合と同様に、２周以上レーザーを照射させても良い。さらに２個以上のレーザー発振素子を設置して１周させることにより、２以上の循環線状のレーザー溶接を行なっても良い。

図６で示した工程では、レーザー発振素子が容器の周りを回転するロータリー式となっているため、高速運転と複数接合箇所へのレーザー溶接（同時タイミング若しくは別タイミング、同一箇所への照射若しくは別箇所への照射）が可能となる。

従来の金属缶の巻締工程においては、容器が適切に密封されたかどうかは巻締工程が実際に行なわれている時点で判断することは困難である。そのため、製造開始前の検査結果が良好であったにもかかわらず、巻締工程での密封不良が発生した場合、実際の不良発生より時間がかなり経過した後、不良発見に至る。このような場合、廃棄が必要となる容器数や、生産装置の停止時間が極めて大きくなる。一方、本実施形態に係る図５又は図６に示した密封容器の製造方法によれば、溶接工程が適切に実施されたか否かを極めて短時間で検出しうるため、金属缶の巻締工程における上記デメリットを受けない。

本発明では、レーザー溶接法に代えて、次の溶接法も適用することができる。即ち、プラスチック樹脂フィルムが、インパルスシーリング法、高周波溶接法、振動溶接法、スピン溶接法、超音波溶接法、熱風溶接法又はヒートシール法により溶融されて、金属製密封容器が製造される場合である。

インパルスシーリング法は、プラスチック樹脂フィルムを、リボンヒータに急速に強電流を流し、加熱溶接する方法である。高周波溶接法は、高周波電流を誘電率および誘電正接の大きいプラスチック樹脂フィルムに吸収させる内部加熱による溶接法である。誘電率、誘電正接の大きなフィルムを使用する。振動溶接法は、スピンのかわりにプラスチック樹脂フィルムをすりあわせて発熱させ、溶融接着させる溶接法である。スピン溶接法は、プラスチック樹脂フィルムを回転させ、すりあわせて、摩擦熱によって溶融溶接させる方法である。熱可塑性樹脂に適用される。超音波溶接法は、超音波振動エネルギーを加えて、プラスチック樹脂フィルムを溶融接合する方法である。熱風溶接法は、加熱されたヒータに大気またはガスを送り、プラスチック樹脂フィルムに吹きつけ溶接する方法である。ヒートシール法は、加熱板の間にプラスチック樹脂フィルムを容器胴体と蓋に挟んだ状態で、加圧加熱させて溶接させる方法である。それぞれの溶接法は、容器の形状に合わせて適宜選択して用いることができる。

（実施例）
本発明に係る金属製容器の耐圧を調べるために、厚さ１５０μｍの２枚のアルミニウムを主体とした合金板を準備した。この合金板の間に厚さ１５μｍのＰＥＴフィルム幅３ｍｍ×長さ５０ｍｍを挟んで、８０８ｎｍの半導体レーザーを３０Ｗで照射して、ＰＥＴフィルムを溶融し、その後固化させて接着層を形成した。合金板を接合面に平行に引っ張り試験を行った。その結果を蓋径が５０ｍｍの金属製容器の耐圧に換算したところ、室温で耐圧強度が１２．０気圧、ホット充填を想定した８０℃における耐熱強度が１０．４気圧、あることが見積もられた。したがって、本発明に係る金属製密封容器は、耐熱容器、又は耐圧容器として使用可能であることが確認できた。

本実施形態に係る金属製密封容器の一部縦断面概略図を示し、（ａ）は第１形態、（ｂ）は第２形態、（ｃ）は第３形態である。 本実施形態に係る金属製密封容器において、容器胴体と蓋の当接部分の概略図を示したものであり、（ａ）はプラスチック樹脂フィルムを配置したとき、（ｂ）はプラスチック樹脂フィルムを容器胴体と蓋で挟み込んだとき、（ｃ）はレーザー溶接したとき、をそれぞれ示す。 本実施形態に係る金属製密封容器において、容器胴体と蓋の当接部分の他形態の概略図を示したものであり、（ａ）はプラスチック樹脂フィルムを配置したとき、（ｂ）はプラスチック樹脂フィルムを容器胴体と蓋で挟み込んだとき、（ｃ）はレーザー溶接したとき、をそれぞれ示す。 本実施形態に係る金属製密封容器において、容器胴体と蓋の当接部分の他形態の概略図を示したものであり、（ａ）はプラスチック樹脂フィルムを配置してレーザーを照射したとき、（ｂ）はプラスチック樹脂フィルムを容器胴体と蓋で挟み込んで接合したとき、をそれぞれ示す。 本実施形態に係る密封容器の各製造工程を示す概略工程図（第１製造形態）である。 本実施形態に係る密封容器の各製造工程を示す概略工程図（第２製造形態）である。

符号の説明

１，１１，２１，６１ 容器胴体
２，２２ 開口部の周縁部分
３，１３，２３，６２ 蓋
４，１４，２４ 接着層
５，１５，２５ 非接着部
６，１６，２６ 開口部の周縁部分の内壁面
９，１９，２９ 開口部
１２ 開口部の端面
２７ つまみ
３０，３１，プラスチック樹脂フィルム
３２，レーザー（光）
６３ａ 蓋搬送手段
６３ｂ 蓋供給手段
６４ 蓋配置手段
６５ レーザー発生手段
６６ 密着部分
６７ レーザー発生器回転手段
６８ 自転テーブル
６９ ターンテーブル
７０ 不良容器排除手段
１００，２００，３００ 金属製密封容器

Claims (11)

1. 金属製の容器胴体と、
   該容器胴体の開口部を閉じる金属製の蓋と、
   前記容器胴体と前記蓋とを接合する、プラスチック樹脂が溶融されて形成された接着層と、を有し、
   前記容器胴体がすり鉢状の天面を有し、該天面の底が前記開口部であり、
   前記蓋が皿状の形状を有し、底部が前記開口部と重なり、底部からの立ち上がる内壁部分が、前記容器胴体の天面の傾斜部と重なり、かつ、
   前記容器胴体の内壁面のうち少なくとも開口部の周縁部分の内壁面が容器中身と接触しうるように、開口部の周縁部分の外壁面と前記蓋の内壁面とが前記接着層によって接合されており、かつ、
   前記容器胴体と前記蓋との接合部は、フランジを形成しないことを特徴とする金属製密封容器。
2. 前記金属が、アルミニウム又は鉄であるか、或いは、アルミニウム又は鉄を主成分とする合金であることを特徴とする請求項１記載の金属製密封容器。
3. 前記プラスチック樹脂がポリエチレンテレフタレート樹脂であることを特徴とする請求項１又は２記載の金属製密封容器。
4. 前記容器胴体又は前記蓋の肉厚が２００μｍ以下であることを特徴とする請求項１、２又は３記載の金属製密封容器。
5. 前記接着層の厚さが２０μｍ以下であることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の金属製密封容器。
6. 金属製の容器胴体と、
   該容器胴体の開口部を閉じる金属製の蓋と、
   前記容器胴体と前記蓋とを接合する、プラスチック樹脂が溶融されて形成された接着層と、を有し、
   前記容器胴体がすり鉢状の天面を有し、該天面の底が前記開口部であり、
   前記蓋が皿状の形状を有し、底部が前記開口部と重なり、底部からの立ち上がる内壁部分が、前記容器胴体の天面の傾斜部と重なり、かつ、
   前記容器胴体の内壁面のうち少なくとも開口部の周縁部分の内壁面が容器中身と接触しうるように、開口部の周縁部分の外壁面と前記蓋の内壁面とが前記接着層によって接合されており、かつ、
   前記容器胴体と前記蓋との接合部は、フランジを形成しない金属製密封容器の製造方法であって、
   前記容器胴体の開口部を前記蓋でかぶせたときに、前記容器胴体と前記蓋の当接部分にプラスチック樹脂フィルムを挟んだ状態とする工程と、
   前記プラスチック樹脂フィルムを溶融する工程と、
   溶融させた前記プラスチックフィルムを固化させて、前記容器胴体と前記蓋とを接合する工程と、を有することを特徴とする金属製密封容器の製造方法。
7. 前記プラスチック樹脂フィルムを、前記容器胴体又は前記蓋の少なくともいずれか一方に予めラミネートしておき、前記容器胴体と前記蓋を当接させることで該プラスチック樹脂フィルムを挟んだ状態とするか、或いは、前記プラスチック樹脂フィルムを単体で前記容器胴体と前記蓋の間に配置して該プラスチック樹脂フィルムを挟んだ状態とすることを特徴とする請求項６記載の金属製密封容器の製造方法。
8. 金属製の容器胴体と、
   該容器胴体の開口部を閉じる金属製の蓋と、
   前記容器胴体と前記蓋とを接合する、プラスチック樹脂が溶融されて形成された接着層と、を有し、
   前記容器胴体がすり鉢状の天面を有し、該天面の底が前記開口部であり、
   前記蓋が皿状の形状を有し、底部が前記開口部と重なり、底部からの立ち上がる内壁部分が、前記容器胴体の天面の傾斜部と重なり、かつ、
   前記容器胴体の内壁面のうち少なくとも開口部の周縁部分の内壁面が容器中身と接触しうるように、開口部の周縁部分の外壁面と前記蓋の内壁面とが前記接着層によって接合されており、かつ、
   前記容器胴体と前記蓋との接合部は、フランジを形成しない金属製密封容器の製造方法であって、
   プラスチック樹脂フィルムを溶融する工程と、
   金属製の容器胴体の開口部を金属製の蓋でかぶせたときに、前記容器胴体と前記蓋の当接部分に、前記溶融させたプラスチック樹脂フィルムを挟む工程と、
   前記溶融させたプラスチックフィルムを固化させて、前記容器胴体と前記蓋とを接合する工程と、を有することを特徴とする金属製密封容器の製造方法。
9. 前記プラスチック樹脂フィルムは、前記容器胴体又は前記蓋の少なくともいずれか一方に予めラミネートしておいたフィルムであるか、或いは、単体のプラスチック樹脂フィルムであることを特徴とする請求項８記載の金属製密封容器の製造方法。
10. 前記プラスチック樹脂フィルムが、レーザー照射により溶融されることを特徴とする請求項６、７、８又は９記載の金属製密封容器の製造方法。
11. 前記プラスチック樹脂フィルムが、インパルスシーリング法、高周波溶接法、振動溶接法、スピン溶接法、超音波溶接法、熱風溶接法又はヒートシール法により、溶融されることを特徴とする請求項６、７、８又は９記載の金属製密封容器の製造方法。

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