JP5064897B2 - 密閉性の優れた金属製容器の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、金属製容器の巻締め部における密閉性の優れた金属製容器の製造方法に関するものである。

従来、塗料、接着剤、合成樹脂等の工業用材料、家庭用薬品および食品等での液体物を貯蔵、運搬あるいは容器としてドラム缶やペール缶、食品缶およびエアゾール缶等の金属製容器が多く使用されている。これら従来の技術としてドラム缶を例として説明する。図３は、一般的なドラム缶の概略図である。この図３に示すように、そのドラム缶の構成は、天板１、地板２および胴板３から構成されており、さらに天板１には大栓４、小栓５が形成されている。この大栓４は注入孔であり、小栓５は換気孔の役目をする。

また、図４は、巻締め部の詳細図であって、天板１および地板２を巻締めによって胴板３と接合され、その巻締め部にシーリング・コンパウンドが充填されて内容物の浸みや漏洩を防止する作用をしている。そこでドラム缶の胴板３と天板１および地板２を接合するときには、先ず胴板３に天板１および地板２を嵌合し、巻締機にかけて回転させながら連続的に巻締めていくが、その巻締める直前に胴板３の端部周辺であり、かつ天板１または地板２の先端部に当たる所にシーリング・コンパウンドを巻き込むような形で胴板３と天板１は巻締められる。以下、天板または地板を「天地板」と称する。

図５は、天地板を胴板に巻締めしていない状態を示す図である。すなわち、巻締機の前のまだ天地板１、２を胴板に巻締めしていない状態を示している。図６は、従来の巻締めした結果を示す説明図である。図６（ａ）は巻締め形状のよい場合を示す図であり、図６（ｂ）は巻締め形状の悪い場合を示す図である。なお、巻締め形状が悪くなる要因としては巻締条件が不適正の場合と製缶後に衝撃や変形を受けて悪くなる場合がある。一方、この図に示すように、プレコンパウンド６で一定のコンパンド量を入れると、巻締め形状の良い時は問題がないが、悪い時はコンパンドスペースが大きくなり、斜線部分７が隙間となり漏れが発生するという問題があった。

上記したような問題を解消するために、例えば特開平５−１５９３４号公報（特許文献１）に開示されているように、天地板と胴部の接合部の巻締めチャイム部にシール用充填剤を用いて連続的に金属製容器を製造する工程において、化成処理後の乾燥炉もしくは缶内面塗装後の焼付炉の出口近くで、７０〜１００℃に加熱されている天地及び地板の周端にシーリング・コンパウンドを塗布して乾燥した後、巻締め機にて天地板と胴部を巻締めて結合する密封性の優れた金属製容器の製造法が提案されている。
特開平５−１５９３４号公報

しかしながら、上述したようなコンパウンドスペースは、巻締め形状が変わることで大きく変化するので漏れの原因となっていた。また、特許文献１では、各種内容物に対する密封性の点では優れているが、乾燥炉の設置が必要であり、また、生産工程が長くなること等で生産コストが上昇する欠点がある。これら従来の欠点を解決するために、新しいダブルコンパウンド法によって密封性の優れた金属製容器を提供することにある。

そこで、本発明者らは、前述の問題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、金属製容器の天地板と胴板を接合している巻締め部において天地板と胴板を巻締めする直前に、ダブルコンパウンドすることにより、天地板と胴板の間にコンパウンドが入るので、その隙間は変化せず、いつもシール性を保つことができ、漏れを防止できる密封性の優れた金属製容器にある。

その発明の要旨とするところは、
（１）天地板と胴板の接合部の巻締め部にシール用充填剤を用いて連続的に金属製容器を製造するに当たり、天地板と胴板を巻締めする直前に、天地板の先端曲げ部であって、胴板の先端部に第１プレコンパウンドの塗布量を円周１．８ｍの金属缶において２〜８ｇ／枚を円周に塗布し、さらに、天地板と胴板の間に第２プレコンパウンドを０．５ｇ未満〜３ｇ／枚を天地板の円周に塗布し乾燥した後、巻締め機にて天地板と胴板を巻締めて結合することを特徴とする密閉性の優れた金属製容器の製造方法。

（２）前記（１）に記載のプレコンパウンドの乾燥温度８０〜１２０℃、乾燥時間２〜５分とすることを特徴とする密閉性の優れた金属製容器の製造方法にある。

以上述べたように、本発明によれば、従来のシーリング剤を使用した場合に比べて特殊な加熱炉を必要とせず、従来の製造ラインで処理することが可能であり、しかも、内容物には関わらず密封性能には全く影響がない、極めて密封性の優れた金属製容器が得られる優れた効果を奏するものである。

以下本発明について図面によって詳細に説明する。
図１は、本発明に係るダブルコンパウンド法についての概略図である。この図に示すように、図１（ａ）は本発明に係るダブルコンパウンド法であり、図１（ｂ）は従来のコンパウンド法を示すもので、この図１（ｂ）の場合は、天板１の先端曲げ部であって、胴板３の先端部に第１プレコンパウンド６を円周に自動的に噴射塗布するものである。本発明においては、その図１（ｂ）に加えて、図１（ａ）に示すように、天板１と胴板３の間に第２プレコンパウンド８を天板１の円周に噴射塗布するものである。

図２は、本発明に係るダブルコンパウンドを適用した後巻締めした結果を示す説明図である。この図に示すように、第２プレコンパウンド８によって、巻締めの結果、天板１と胴板３間が完全にシールされ、例え仮に図６（ｂ）に示すような巻締め形状が悪くてコンパンドスペースが大きくなり、斜線部分７が隙間となり漏れが発生したとしても、第２プレコンパウンド８によってシールされ、巻締め形状および内容物に関わらず密封性能には全く影響がなく、極めて密封性の優れた金属製容器を得ることができる。

なお、本発明に係るプレコンパウンドは、合成ゴム或いは天然ゴム、無機充填剤を主成分とする水系エマルジョン型のものが主体であって、例えば、その成分組成はゴム系エラストマー：２６％、無機充填剤：４２％、アンモニア水：３１％、固形量：６８％、粘度：２５℃、ＢＨ計、２０ｒｐｍで３５００ｃｐｓを用いる。また、ウエット・プレコンパウンド用としては、その成分組成はゴム系エラストマー：２４％、無機充填剤：４９％、増粘剤としての合成ポリマー：２％、アンモニア水：２５％、固形量：７５％、粘度：２５℃、ＢＨ計、２０ｒｐｍで１６０００ｃｐｓ等を掲げることが出来る。

また、コンパウンドの塗布量としては、第１プレコンパウンドの塗布量を円周１．８ｍ（径５６７ｍｍ）の金属缶において２〜８ｇ／枚とする。第１プレコンパウンドの塗布量が２ｇ未満／枚では、密封性が十分に得られず、また、８ｇ／枚を超えるとコンパウンドが巻締外にはみ出す恐れがあることからその範囲を定めた。なお、好ましくは３〜５ｇ／枚とする。また、第２プレコンパウンドについては、０．５ｇ未満／枚では、第２プレコンパウンドとしての天地板と鋼板との密封性が十分でなく、３ｇ／枚を超えるとコンパウンドが巻締外にはみ出す可能性があることからその範囲を０．５ｇ／枚〜３ｇ／枚とする。好ましくは１〜２ｇ／枚とする。

乾燥温度は、８０〜１２０℃、２〜５分なる条件で行う。８０℃未満では乾燥が十分でなく、その後の乾燥収縮によって密封性が十分でなく、１２０℃を超えるとプレコンパウンドの成分組成に変化を及ぼすことから、その範囲を８０〜１２０℃とした。好ましくは９０〜１１０℃とした。また乾燥時間は、２分未満では十分な乾燥効果が得られない。また、５分を超えると生産性を悪くすることから、その範囲を２〜５分とする。好ましくは２〜３分とする。

以下、本発明について実施例によって詳細に説明する。
板厚１．２ｍｍで容器２００Ｌの一般的な鋼製ドラム缶を製造するに当たり、水系のエマルジョンのプレコンパウンドを使用した。このプレコンパウンドは固形量：６８％、粘度：３５００ｃｐｓ（２５℃、ＢＨ計、２０ｒｐｍ）また、組成はゴム系エラストマー：２３％、無機充填剤：４２％、その他：３％、アンモニア水：３２％である。一方、鋼板から所定の形状に打ち抜き、或いは切断された後、プレス成形やロール成形および溶接による加工を経て、天地板と地板および円筒状の胴部が得られる。次いで、脱脂、化成処理、湯洗、乾燥工程を経て、引続き天地板と胴部の巻締めによる接合工程に入りドラム缶の形状になる。

上記工程において、天地板と胴部の巻締めによる接合工程に入る前に、５６７ｍｍ径（円周１．８ｍ）の天地板を回転させつづ、表１に示すようなダブルコンパウンド量の塗布をした。これらダブルコンパウンドは天地板の回転による遠心力で円周に２本塗布される。その後表１に示す各種乾燥温度、乾燥時間で行った。この乾燥工程を経て、引続き天地板と胴部の巻締めによる接合工程に入りドラム缶の形状になる。

その結果について、巻締め部を切断して、その断面を顕微鏡で観察した結果は、図２に示すように第１プレコンパウンド部分および第２プレコンパウンド部分について良く充填されていた。このようにして出来上がったドラム缶の気密性について比較例と共に表１に示す。その気密性の試験としては、空のドラムを高さ６００ｍｍから巻締部を衝撃点として落下させ、続いて、最も漏れ易いと言われるＤＭＦ（Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド）を缶内に５リットル入れて継置きし、缶内に３０ｋｐａの内圧をかけて２４時間保定して、巻締部からの漏れを観察する方法にて行ない、安定して良好な気密性を保持するものを◎、良好な気密性を得たものを○、やや良好な気密性を得るものを△、気密性の悪いものを×で評価した。

上述したドラム缶の気密性について要因である、第１プレコンパウンドおよび第２プレコンパウンドを充填した後巻締めした状態での結果をそれぞれ調査した。そのときのプレコンパウンドの充填性について、良好なものを○、ほぼ良好なものを△、悪いものを×で評価した。

表１に示すように、Ｎｏ．１〜１０は本発明例であり、Ｎｏ．１１〜１５は比較例である。

比較例１１〜１５は、シングルコンパウンドであるために、缶内の内容物によっては完全な密封性を保持する状態のものでない。比較例１６は第１プレコンパウンドおよび第２プレコンパウンドの塗布量が少ないために、気密性が十分でない。比較例１７は第１プレコンパウンドおよび第２プレコンパウンドの塗布量が多いために、コンパウンドが巻締部から外にはみ出てしまった。比較例１８は第１プレコンパウンドおよび第２プレコンパウンドの乾燥時間が低いために、充填性が十分でない。

比較例１９は第１プレコンパウンドおよび第２プレコンパウンドの乾燥温度が高く、かつ乾燥時間が長いために、プレコンパウンドが変成し充填性が十分でなく、気密性が十分でない。比較例２０は第１プレコンパウンドおよび第２プレコンパウンドの乾燥時間が短いために、充填性が十分でなく、気密性が十分でない。

以上述べたように、本発明によるダブルコンパウンドを適用することにより、従来のコンパウンドスペースは、巻き形状が変わることで大きく変化し漏れの原因となっていたが、胴板と天地板との間に充填剤が入ることにより、その隙間は変化しないため、巻き形状が変化しても常にシール性を保つことが可能となり漏れを防止することが出来る極めて優れ効果を奏するものである。

本発明に係るダブルコンパウンド法についての概略図である。 本発明に係るダブルコンパウンドを適用した後巻締めした結果を示す説明図である。 一般的なドラム缶の概略図である。 巻締め部の詳細図である。 天地板を胴板に巻締めしていない状態を示す図である。 従来の巻締めした結果を示す説明図である。

符号の説明

１ 天板
２ 地板
３ 胴板
４ 大栓
５ 小栓
６ プレコンパウンド
７ 斜線部分
８ 第２プレコンパウンド


特許出願人 日鐵ドラム株式会社
代理人 弁理士 椎 名 彊

Claims (2)

1. 天地板と胴板の接合部の巻締め部にシール用充填剤を用いて連続的に金属製容器を製造するに当たり、天地板と胴板を巻締めする直前に、天地板の先端曲げ部であって、胴板の先端部に第１プレコンパウンドの塗布量を円周１．８ｍの金属缶において２〜８ｇ／枚を円周に塗布し、さらに、天地板と胴板の間に第２プレコンパウンドを０．５ｇ未満〜３ｇ／枚を天地板の円周に塗布し乾燥した後、巻締め機にて天地板と胴板を巻締めて結合することを特徴とする密閉性の優れた金属製容器の製造方法。
2. 請求項１に記載のプレコンパウンドの乾燥温度８０〜１２０℃、乾燥時間２〜５分とすることを特徴とする密閉性の優れた金属製容器の製造方法。

Images