JP5512466B2 - Embossed welding can - Google Patents
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Description
本発明は、缶胴表面上に凹模様又は凹凸模様がエンボス加工されたエンボス溶接缶、特にそのパネリング強度の改善に関する。 The present invention relates to an embossed weld can in which a concave pattern or a concavo-convex pattern is embossed on the surface of a can body, and more particularly to improvement of the paneling strength thereof.
コーヒー、ジュース、烏龍茶、緑茶等の飲料缶において、３ピース溶接缶が一般的に広く使用されている。３ピース溶接缶は、通常、帯状の金属板から所定の大きさに切断された印刷・塗装済みのシート板を一缶分毎の大きさのブランクに切断し、ブランクをロールフォーミング成形して、重ね合わせ部を溶接することで円筒状の缶胴を成形し、さらにその両開口端部にネックイン加工を施し、フランジ加工して天蓋と底蓋を巻締めることによって製造されている。
また、このような３ピース溶接缶を製造する場合、溶接機の構造上、ブランクをロールフォーミング成形する際に、ブランクの後端部を先行部分と同じようにまで丸めることができないため、どうしても接合部分の近傍に平坦状部分が残ってしまうことが知られている（例えば、特許文献１参照）。
In beverage cans such as coffee, juice, oolong tea and green tea, three-piece welded cans are generally widely used. Three-piece welded cans are usually formed by cutting a printed and painted sheet plate cut to a predetermined size from a strip-shaped metal plate into blanks each size, and roll forming the blank. It is manufactured by forming a cylindrical can body by welding the overlapped portion, further applying neck-in processing to both ends of the opening, flange processing, and winding up the canopy and the bottom cover.
In addition, when manufacturing such a three-piece welded can, the rear end of the blank cannot be rounded to the same extent as the preceding part when roll forming the blank due to the structure of the welder. It is known that a flat portion remains in the vicinity of the portion (see, for example, Patent Document 1).
一方で、これらの３ピース溶接缶は、ほぼ同一の円筒形状であるため、大量且つ安価に生産することができる反面、形状等の点で個性が無いため、商品の特異性を強調して差別化を狙い、販売促進を図るため、商品名だけでなく様々な文字や模様等のデザインが缶胴の外表面に印刷されている。これに加えて、近年では、缶胴表面に文字や模様等のデザインを印刷するだけでなく、商品イメージをアピールするための図柄等の所定のロゴマークをエンボス加工した３ピース溶接缶が、広く製造，販売されている（例えば、特許文献２，３参照）。なお、以上のような３ピース溶接缶を店頭に並べる際には、外観の装飾模様が途切れてしまう溶接部分が消費者からは見えないように裏側にし、その反対側の缶胴表面に消費者の目を惹きつけるデザインを採って、消費者に向けた正面側とすることが一般的である。 On the other hand, these three-piece welded cans have almost the same cylindrical shape, so they can be produced in large quantities and at a low cost, but they do not have individuality in terms of shape, etc. In order to promote sales and promote sales, not only the product name but also various designs such as letters and patterns are printed on the outer surface of the can body. In addition, in recent years, 3-piece welded cans that have not only printed designs such as letters and patterns on the surface of the can body but also embossed predetermined logo marks such as designs to appeal the product image are widely used. Manufactured and sold (see, for example, Patent Documents 2 and 3). When arranging the above three-piece welded cans at the storefront, the welded part where the decorative pattern of the appearance is interrupted is placed on the back side so that it cannot be seen by the consumer, It is common to adopt a design that attracts the eyes of the customer and the front side toward the consumer.
また、近年、缶自体の軽量化が進められており、缶胴素材の薄肉化が求められている。ここで、缶胴素材の厚みを薄くした場合、缶胴の機械的強度が低下してしまうため、容器に内容物を充填・密封し、レトルト加熱殺菌した後の加圧冷却過程において缶内圧が外圧に対して負圧になることによって、缶胴壁が内方へとパネリング（変形）し易くなってしまうことが知られている。また、このようなパネリングに対して、前述のようなエンボス加工を缶胴に施すと、エンボス模様のデザインによっては缶胴のパネリング強度に大きく悪影響を及ぼしてしまうことがあった。そして、このようなエンボス加工を施した際のパネリング強度の低下を効果的に抑える技術については未だ確立されていない。このため、特に軽量化したエンボス溶接缶においては、板材の強度や板厚、ロゴマークのデザイン形状、位置等の仕様を決定するに当たって、無作為にサンプル缶を製造してパネリング強度の評価を行ない、パネリング強度の規格値を満足するかどうかの確認作業を繰り返して行なう必要があるために、多くの手間や時間が必要とされ、薄肉化された溶接缶にロゴマークを良好且つ適正にエンボス加工する工程としては、未だ十分に満足できるものはなかった。なお、パネリング強度とは、缶胴に対して外圧がかけられた際の変形に対する耐圧強度を意味し、缶胴が急激に缶内方へと凹んでパネリング（変形）する際の内圧と外圧の圧力差によって評価される特性値である。 In recent years, the weight of the can itself has been reduced, and a thinner can body material has been demanded. Here, when the thickness of the can body material is reduced, the mechanical strength of the can body decreases, so the can internal pressure is reduced in the pressure cooling process after filling and sealing the contents in the container and sterilizing by retort heating. It is known that the negative pressure with respect to the external pressure makes it easy for the can body wall to panel (deform) inward. Further, when the embossing as described above is applied to such a paneling on the can body, the paneling strength of the can body may be greatly adversely affected depending on the design of the embossed pattern. And the technique which suppresses effectively the fall of the paneling intensity | strength at the time of giving such an embossing is not yet established. Therefore, in the case of embossed welded cans that have been reduced in weight, in order to determine the specifications of the strength and thickness of the plate material, the design shape and position of the logo mark, etc., the sample cans are manufactured at random and the paneling strength is evaluated. Since it is necessary to repeatedly check whether the paneling strength standard value is satisfied, a lot of labor and time are required, and the logo mark is embossed properly and properly on a thin welded can. As a process to perform, there was still no satisfactory process. The paneling strength means the pressure resistance against deformation when external pressure is applied to the can body, and the internal pressure and external pressure when the can body suddenly dents into the can and paneling (deformation). It is a characteristic value evaluated by a pressure difference.
本発明は、上記従来技術の課題に鑑みて行なわれたものであり、その解決すべき課題は、缶胴部に所定の凹模様又は凹凸模様をエンボス加工した場合であっても、適切な位置にエンボス加工が施されることによってパネリング強度の低下が防がれた、パネリング強度の良好なエンボス溶接缶を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and the problem to be solved is an appropriate position even when a predetermined concave pattern or uneven pattern is embossed on the can body portion. It is an object of the present invention to provide an embossed weld can having good paneling strength, in which a decrease in paneling strength is prevented by being embossed.
本発明者らは、前記従来技術の課題に鑑み、エンボス加工を施す缶胴表面上の周方向位置とパネリング強度との関係について検討を行なった結果、パネリング（変形）後の形状が溶接缶特有の構成と密接に関係していることを見出した。また、溶接部分（接合部分ともいう）を基準とした円周方向への特定の角度の範囲内となる位置にエンボス加工を施すことによって、エンボス形成による溶接缶のパネリング強度の低下を効果的に抑えることができ、この結果、パネリング強度の良好なエンボス溶接缶が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。 In view of the problems of the prior art, the present inventors have studied the relationship between the circumferential position on the surface of the can body to be embossed and the paneling strength. As a result, the shape after paneling (deformation) is unique to the welded can. It was found to be closely related to the composition of. In addition, by embossing at a position within a specific angle range in the circumferential direction with respect to the welded part (also referred to as the joined part), it is possible to effectively reduce the paneling strength of the welded can due to the embossing. As a result, it was found that an embossed weld can having good paneling strength was obtained, and the present invention was completed.
すなわち、本発明にかかるエンボス溶接缶は、缶胴用ブランクを丸め、その両端部を溶接により接合して円筒状に成形された缶胴部と、該缶胴部の開口上端に装着された蓋部と、該缶胴部の開口下端に装着された底部とを備え、前記缶胴部が、溶接により接合された接合部分と、該接合部分の近傍において缶胴用ブランクの後端部が先行部分と同じように丸められずに残存した平坦状部分と、１以上の凹模様又は凹凸模様がエンボス加工されたエンボス部分とを有するエンボス溶接缶であって、前記接合部分の円周方向長さを軸方向に二分する接合部分中心線をＡ、前記平坦状部分の円周方向長さを軸方向に二分する平坦状部分中心線をＢ、前記エンボス部分の円周方向長さを軸方向に二分するエンボス部分中心線をＣ、及び前記缶胴部の軸方向の円筒中心線をＯとした場合、缶胴部表面上の弧ＡＢＣに対する中心角∠ＡＯＣ（°）が、１２０〜１４０°及び／又は２１０〜２３０°の範囲内となるように、前記エンボス部分が形成されていることを特徴とするものである。 That is, an embossed weld can according to the present invention is a can body portion formed by rolling a can body blank and joining both ends thereof by welding, and a lid attached to the upper end of the opening of the can body portion. And a bottom portion attached to the lower end of the opening of the can body portion, the can body portion being joined by welding, and the rear end portion of the can body blank preceding the joint portion An embossed welding can having a flat portion that remains without being rounded in the same manner as the portion, and an embossed portion that is embossed with one or more concave or uneven patterns, the circumferential length of the joint portion A is a joint part center line that bisects the axial direction, A is a flat part center line that bisects the circumferential length of the flat part in the axial direction, and B is the circumferential length of the embossed part in the axial direction. The embossed part center line that bisects C and the axis of the can body When the direction of the cylindrical center line in the direction is O, the embossing is performed so that the central angle ∠AOC (°) with respect to the arc ABC on the surface of the can body portion is in the range of 120 to 140 ° and / or 210 to 230 °. A portion is formed.
また、前記エンボス溶接缶において、前記エンボス部分が缶胴部の軸方向の直線に平行な直線状部分又は缶胴部の軸方向に対して２０°未満の角度を形成する直線状部分を１以上含んでおり、該直線状部分又は該直線状部分の円周方向長さを軸方向に二分する中心線をＤとした場合、缶胴部表面上の弧ＡＢＤに対する中心角∠ＡＯＤ（°）が、６０〜８０°、１５０〜１７０°、２４０〜２６０°、又は３３０〜３５０°のいずれの範囲にも入らないように、前記エンボス部分が形成されていることが好適である。 Further, in the embossed weld can, the embossed portion has one or more linear portions that form an angle of less than 20 ° with respect to the linear portion that is parallel to the straight line in the axial direction of the can body portion or the axial direction of the can body portion. And when the center line that bisects the linear portion or the circumferential length of the linear portion in the axial direction is D, the central angle に 対 す る AOD (°) with respect to the arc ABD on the surface of the can body portion is , 60 to 80 °, 150 to 170 °, 240 to 260 °, or 330 to 350 °, it is preferable that the embossed part is formed.
また、前記エンボス溶接缶において、前記エンボス部分の円周方向の両末端を接合部分に近い方からそれぞれＥ１，Ｅ２とした場合、缶胴部表面上の弧ＡＢＥ１に対する中心角を∠ＡＯＥ１（°）、弧ＡＢＥ２に対する中心角∠ＡＯＥ２（°）とし、∠ＡＯＥ１〜∠ＡＯＥ２で表わされるエンボス部分の形成範囲が、８０〜１５０°及び／又は１７０〜２４０°の範囲内となるように、前記エンボス部分が形成されていることが好適である。 In the embossed weld can, when both ends of the embossed portion in the circumferential direction are E1 and E2 from the side closer to the joint portion, the center angle with respect to the arc ABE1 on the surface of the can body portion is ∠AOE1 (°) The embossed portion is set to a central angle に 対 す る AOE2 (°) with respect to the arc ABE2 and the formation range of the embossed portion represented by ∠AOE1 to ∠AOE2 is in the range of 80 to 150 ° and / or 170 to 240 °. Is preferably formed.
本発明によれば、溶接部分を基準とした円周方向への特定の角度の範囲内となる位置にエンボス加工を施すことによって、エンボス形成による溶接缶のパネリング強度の低下を効果的に抑えることができ、パネリング強度の良好なエンボス溶接缶が得られる。 According to the present invention, it is possible to effectively suppress a decrease in paneling strength of a welded can due to embossing by embossing a position within a specific angle range in the circumferential direction with respect to a welded portion. And an embossed weld can with good paneling strength can be obtained.
以下、図面に基づいて、本発明の好適な実施形態を説明する。
従来のエンボス溶接缶について、図１（Ａ）にエンボス溶接缶の側面図、図１（Ｂ）に（Ａ）の溶接缶を円周方向に１８０°回転した正面図を示す。また、図２には、図１（Ａ）及び（Ｂ）中、Ｘ−Ｘで示した直線におけるエンボス溶接缶の水平方向断面図を示す。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 (A) shows a side view of the embossed weld can, and FIG. 1 (B) shows a front view of the conventional embossed weld can rotated 180 ° in the circumferential direction. Moreover, in FIG. 2, the horizontal direction sectional view of the embossed welding can in the straight line shown by XX in FIG. 1 (A) and (B) is shown.
図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、エンボス溶接缶１０は、缶胴用ブランク（図示せず）を丸めて両端部を溶接により接合して円筒状に成形された缶胴部１２と、該缶胴部１２の開口上端に装着された蓋部１４と、該缶胴部１２の開口下端に装着された底部１６とを備えている。
As shown in FIGS. 1 (A) and 1 (B), an embossed weld can 10 is a
なお、このようなエンボス溶接缶１０は、従来公知の溶接機を用いて常法により製造される。まず、帯状の金属板から所定の大きさに切断された印刷・塗装済みのシート板を、一缶分毎の大きさのブランクに切断し、ブランクをロールフォーミング成形して、重ね合わせ部を溶接することで円筒状の缶胴（通常、メガネ缶と呼ばれる）が成形される。得られた円筒状の缶胴（メガネ缶）にエンボス加工を施した後、その両開口端部にネックイン加工を施し、フランジ加工して天蓋と底蓋を巻き締めることによって、エンボス溶接缶が製造される。 In addition, such an embossed welding can 10 is manufactured by a conventional method using a conventionally well-known welding machine. First, a printed and painted sheet plate cut to a predetermined size from a band-shaped metal plate is cut into blanks of a size for each can, the blanks are roll-formed, and the overlapping parts are welded By doing so, a cylindrical can body (usually called glasses can) is formed. After embossing the obtained cylindrical can body (glasses can), neck-in processing is applied to both opening ends, flange processing is performed, and the canopy and the bottom cover are tightened. Manufactured.
また、従来公知の溶接機を用いて常法により製造された一般的な溶接缶は、缶胴ブランクの後端部が先行する部分と同様にロールフォーミングされずに、缶胴ブランクの前端部の上に重ね合わされて溶接されるため、図１及び図２に示すように、前記缶胴部１２には、溶接により接合された接合部分２２から缶胴の円周方向におおよそ５〜１８ｍｍ（１５〜３５°）の範囲に、缶胴軸方向の全長に亘って平坦状部分２４が存在する（なお、平坦状部分としては、缶胴の曲率半径よりも大きな曲率半径を有する実質的に平坦な部分あるいは僅かに凹んだ部分も含む）。なお、円筒状の缶胴（メガネ缶）の両開口端部にネックイン加工が施され、フランジ加工して天蓋と底蓋を巻き締めた後であっても、平坦状部分２４は、目視では判らない程度ではあるが確実に存在している。
Moreover, the general welding can manufactured by the conventional method using the conventionally well-known welding machine does not roll-form like the part where the rear end part of the can body blank precedes, but the front end part of the can body blank. As shown in FIGS. 1 and 2, the
また、図１（Ｂ）及び図２に示すように、一般的なエンボス溶接缶の缶胴部１２においては、接合部分２２から円周方向へと１８０°反対側の表面に、ロゴマーク等のエンボス部分２６が形成されている。すなわち、溶接部分２２には、溶接のためにストライプ状の非印刷部分が設けられ、円周方向で印刷模様が途切れてしまい不連続となるため、通常の場合、該溶接部分２２を裏側（１８０°反対側）とした反対側の外表面に、消費者の目を惹きつけるためのロゴマーク等をエンボス加工したエンボス部分２６を形成し、該エンボス部分２６が形成された面が消費者に向けられるように店頭に並べて販売されている。
一方で、溶接缶においては、容器に内容物を充填・密封し、レトルト加熱殺菌した後の加圧冷却過程において缶内圧が外圧に対して負圧になることによって、缶胴の機械的強度が低い場合には、缶胴表面が内部方向へとパネリング（変形）し易いことが知られている。さらに、溶接缶の缶胴にエンボス加工を施した場合、ロゴマーク等のエンボス模様のデザインや、ロゴマーク等の形成位置（レイアウト）によって、従来の溶接缶よりも、さらにパネリングし易くなってしまうことが、本発明者らの試験によって明らかとなった。
Further, as shown in FIGS. 1B and 2, in the
On the other hand, in a welded can, the mechanical strength of the can body is reduced by filling and sealing the contents in the container and making the internal pressure of the can negative with respect to the external pressure in the pressurization and cooling process after retort heat sterilization. When it is low, it is known that the surface of the can body is easily paneled (deformed) in the inner direction. Furthermore, when embossing is applied to the can body of a welded can, paneling becomes easier than conventional welded cans due to the design of the embossed pattern such as a logo mark and the formation position (layout) of the logo mark. This has been clarified by the inventors' tests.
本発明者らが、溶接部分から円周方向へと１８０°反対側の表面にエンボス加工を施した従来の一般的な溶接缶、すなわち、溶接部分の中心線を基準として円周方向に１８０°回転した位置にエンボス部の中心線が来るようにエンボス加工を施したエンボス溶接缶を製造し、エンボス部分形成の前後でのパネリング強度の変化について調査した結果、エンボス無しの溶接缶のパネリング強度が０．１６４ＭＰａであったのに対して、エンボス部分形成後のパネリング強度は０．１５５ＭＰａであり、エンボス部分の形成によって溶接缶のパネリング強度が大きく低下（約６％）してしまっていることが明らかとなった。
そこで、エンボス無しの溶接缶のパネリング現象について、実際に発生する缶胴の変形に基づいてＦＥＭ解析によりモデル化し、さらに詳細に検討したところ、パネリングによる変形の仕方に規則性があることが分かった。まず、図４に示すように、平坦状部分を中心とした缶胴部が内方へと凹んでパネリングし、該パネリング表面の円周方向の両端部が外方に盛り上がって角部（初期山折り部２８）が形成され、つづいて他の３方向のパネリング変形がほぼ同時に発生し、缶胴断面が略四角形状に変形することが分かった。
The present inventors have made a conventional general welding can embossed on the
Therefore, the paneling phenomenon of an unembossed can can be modeled by FEM analysis based on the actual deformation of the can body and examined in more detail, and it was found that the deformation method by paneling has regularity. . First, as shown in FIG. 4, the can body portion centered on the flat portion is recessed inward and paneled, and both end portions in the circumferential direction of the paneling surface are raised outward to form corner portions (initial peaks). It was found that the folding portion 28) was formed, and then paneling deformation in the other three directions occurred almost simultaneously, and the cross section of the can body was deformed into a substantially square shape.
さらに、エンボス無し溶接缶が略四角形状にパネリング変形した結果、生じる缶胴表面上の角部（以下、「パネリング角部」という）の位置について、本発明者らが検討を行なったところ、図４に示すように、接合部分２２の中心線を基準として、平坦状部分２４側へ向かって円周方向に約７０°、約１６０°、約２５０°、約３４０°の位置に、パネリング角部が形成されていることが分かった。すなわち、缶胴表面の平坦状部分２４の幅は、接合部分２２を基準としておおよそ１５〜３５°の範囲内に入る。そして、該平坦状部分２４を中心とした缶胴部表面が、まず最初に内方へと凹んで変形するため、該平坦状部分２４の外表面上の位置に応じてパネリング角部の位置が決定されることとなり、この結果、接合部分２２の中心線を基準として、約７０°、約１６０°、約２５０°、約３４０°の位置に、パネリング角部が形成されることが分かった。
Furthermore, as a result of the paneling deformation of the unembossed weld can into a substantially rectangular shape, the present inventors have examined the positions of the corners (hereinafter referred to as “paneling corners”) on the surface of the can body. As shown in FIG. 4, the paneling corners are located at positions of about 70 °, about 160 °, about 250 °, and about 340 ° in the circumferential direction toward the
つづいて、本発明者らは、エンボス無しの溶接缶にロゴマーク等をエンボス加工する場合、エンボス溶接缶１０におけるエンボス部分２６の形成位置と、上記パネリング角部との相対的な位置関係が、パネリングの起こり易さ、すなわち、パネリング強度に影響しているものと考え、エンボス加工を施す円周方向の位置とパネリング強度との関係について、以下のＦＥＭ（有限要素法）解析によって、さらに詳しく検討を行なった。
Subsequently, when embossing a logo mark or the like on a welding can without embossing, the present inventors have a relative positional relationship between the formation position of the embossed
ＦＥＭ（有限要素法）解析
ＦＥＭ解析を行うための解析ソフトとしては、非線形構造解析用のソフトウェア（ＬＳ−ＤＹＮＡ：（株）ＪＳＯＬ製）を用いた。
（解析条件）
内容量２５０ｇの溶接缶（直径５３ｍｍ，缶高さ１３２ｍｍ）をモデルとし、缶胴部は、板厚０．１９ｍｍ、硬度Ｔ５相当（４９ｋｇｆ／ｍｍ２）とし、当該素材の引っ張り試験データをもとに材料特性を入力した。また、平坦状部分を接合部分から周方向５ｍｍ〜１８ｍｍに設定した。
ロゴマークをエンボス加工したエンボス部分は、周方向幅４６〜４７ｍｍ、エンボス深さ０．２５〜０．３０ｍｍとした。また、エンボス形状は、図１に示したように、２つの半円を縦方向にずらして並べた形状とし、缶胴の缶軸方向高さのほぼ中央部分に設定した。
なお、実際の３ピース溶接缶においては、缶胴両端部がネックイン加工されて缶蓋及び底蓋が巻締められていることから、缶胴の上下端部を剛体化せずに、蓋部、巻き締め部、ネックイン部が、缶胴の最初のパネリングに伴って変形する実際の挙動を考慮してモデル化し、空缶の状態で、時間に対して一定の割合で外側から圧力を作用させて解析を行なった。
FEM (finite element method) analysis As analysis software for performing FEM analysis, software for nonlinear structure analysis (LS-DYNA: manufactured by JSOL Co., Ltd.) was used.
(Analysis conditions)
The model is a welded can (diameter 53 mm, can height 132 mm) with an internal capacity of 250 g, the can body has a thickness of 0.19 mm and a hardness equivalent to T5 (49 kgf / mm 2 ). The material properties were entered in Moreover, the flat part was set to 5 mm-18 mm of the circumferential direction from the junction part.
The embossed portion embossed with the logo mark had a circumferential width of 46 to 47 mm and an emboss depth of 0.25 to 0.30 mm. Further, as shown in FIG. 1, the embossed shape is a shape in which two semicircles are shifted in the vertical direction and set at a substantially central portion of the height of the can body in the can axis direction.
In an actual three-piece welded can, both ends of the can body are necked in and the can lid and the bottom cover are tightened. Modeled in consideration of the actual behavior of the tightening part and neck-in part deforming with the first paneling of the can body, pressure is applied from the outside at a constant rate with respect to time in the state of an empty can The analysis was performed.
以上の解析条件に基づいて、缶胴表面におけるロゴマークのエンボス部分の形成位置を、ロゴマークの形状はそのままで円周方向にずらしていった場合に、溶接缶のパネリング強度がどのように変化するか調査を行なった。
すなわち、エンボス部分（ロゴマーク）の中心線と接合部分の中心線との角度を１０°刻みで変化させ、それぞれの角度におけるパネリング強度をＦＥＭ解析によって求めた。なお、エンボス部分（ロゴマーク）の中心線と接合部分の中心線との角度は、缶胴水平方向断面の略円形中心部を中心として、平坦状部分を挟んだ各部分の間の角度として示す。
ＦＥＭ解析による結果を下記表１及び図５に示す。なお、以下の解析結果については、実際に製造されたエンボス溶接缶においても同様な傾向にあることが、サンプリング結果から判明している。
Based on the above analysis conditions, how the paneling strength of the welded can change when the embossed portion of the logo mark on the surface of the can body is shifted in the circumferential direction without changing the logo mark shape. An investigation was conducted.
That is, the angle between the center line of the embossed portion (logo mark) and the center line of the joint portion was changed in increments of 10 °, and the paneling strength at each angle was obtained by FEM analysis. The angle between the center line of the embossed part (logo mark) and the center line of the joint part is shown as the angle between each part sandwiching the flat part with the substantially circular center part in the horizontal section of the can body as the center. .
The results of FEM analysis are shown in Table 1 below and FIG. In addition, about the following analysis results, it turns out from the sampling result that the embossed welding can actually manufactured also has the same tendency.
上記表１及び図５に示すように、ロゴマークの中心線が、接合部分中心線から２２０°、及び１３０°の位置にある場合に、エンボス溶接缶のパネリング強度の数値が極大を示すことが分かった。
特に、接合部分中心線から２２０°の位置にロゴマークを形成したエンボス溶接缶では、パネリング強度が０．１６３ＭＰａであり、エンボス無しの溶接缶のパネリング強度（０．１６４ＭＰａ）と比較して、エンボス加工によるパネリング強度の低下が非常に小さく抑えられていることが分かった。
As shown in Table 1 and FIG. 5, when the center line of the logo mark is at a position of 220 ° and 130 ° from the joint center line, the numerical value of the paneling strength of the embossed weld can shows a maximum. I understood.
In particular, in an embossed welded can in which a logo mark is formed at a position of 220 ° from the center line of the joint portion, the paneling strength is 0.163 MPa, compared with the paneling strength (0.164 MPa) of a welded can without embossing. It was found that the decrease in paneling strength due to processing was very small.
なお、図６に示すように、ロゴマークの中心線が接合部分の中心線から１３０°及び２２０°の位置にある場合、パネリング角部が形成される缶軸方向のライン間に、ロゴマークの大部分が存在することになる（図６中、縦方向の点線はパネリング角部形成位置の缶軸方向ラインを示す）。このことによって、缶胴壁のパネリングに対する抵抗力（パネリング強度）が高められていると推測される。また、１３０°及び２２０°の位置にロゴマークが形成されたエンボス溶接缶においても、エンボス無し溶接缶のパネリング挙動と同様に、最初に平坦状部分が缶内方へと凹んでパネリングした後、他の三方向のパネリング変形が同時に発生するという解析結果が得られた。 In addition, as shown in FIG. 6, when the center line of the logo mark is located at 130 ° and 220 ° from the center line of the joint portion, the logo mark is inserted between the lines in the can axis direction where the paneling corners are formed. Most of them are present (in FIG. 6, the dotted line in the vertical direction indicates the can axis direction line at the paneling corner forming position). It is presumed that this increases the resistance (paneling strength) to the paneling of the can body wall. In addition, in the embossed welded can in which the logo mark is formed at the positions of 130 ° and 220 °, similarly to the paneling behavior of the unembossed welded can, the flat portion is first recessed and then paneled inside the can. The analysis result that the paneling deformation of other three directions occurred simultaneously was obtained.
これに対して、エンボス部分の中心線が、接合部分中心線から１６０°及び２６０〜２７０°の位置にある場合に、溶接缶のパネリング強度は極小となることが分かった。なお、以上のように１６０°及び２６０〜２７０°の位置にロゴマークが形成されたエンボス溶接缶においては、エンボス無し溶接缶及び上記１３０°及び２２０°の場合とは異なり、平坦状部分が缶内方へと凹んでパネリングする際に、エンボス部分が存在する缶胴面も同時にパネリング変形するという解析結果が得られた。 On the other hand, it was found that the paneling strength of the welded can be minimized when the center line of the embossed portion is located at 160 ° and 260-270 ° from the joint portion center line. In addition, in the embossed weld can in which the logo marks are formed at the positions of 160 ° and 260 to 270 ° as described above, the flat portion is different from the case of the unembossed weld can and the above 130 ° and 220 °. An analysis result was obtained that the panel of the can body where the embossed portion was present was also paneled and deformed when the panel was recessed inward.
これは、先に説明したように、溶接缶において外圧負荷によるパネリングが生じる際、約７０°、約１６０°、約２５０°、約３４０°の位置にパネリング角部が形成されることから、このパネリング角部に近い位置を中心としてエンボス部分が形成されていると、角部が形成され易いように応力が集中してしまうためと考えられる。 This is because, as described above, when paneling due to external pressure load occurs in the weld can, paneling corners are formed at positions of about 70 °, about 160 °, about 250 °, and about 340 °. If the embossed part is formed around the position near the paneling corner, it is considered that stress is concentrated so that the corner is easily formed.
また、上記ＦＥＭ解析に使用したモデルにおいては、ロゴマークの中心に縦方向の缶軸方向と平行な直線状部分が含まれていることから、例えば、図７に示すように、ロゴマーク中の中心線が、接合部分の中心線から７０°及び１６０°の位置にある場合には、ロゴマークの直線状部分がパネリング角部と重なってしまうことになる（図７中、縦方向の点線はパネリング角部形成位置の缶軸方向ラインを示す）。なお、接合部分の中心線から２５０°及び３４０°の位置にロゴマークが形成されている場合においても、このことは同様である。そして、このことによって、上記位置にロゴマークがエンボス加工された場合、缶胴壁の内方へのパネリングが助長されているものと推測される。 Further, in the model used for the FEM analysis, since a linear portion parallel to the longitudinal direction of the can axis is included in the center of the logo mark, for example, as shown in FIG. When the center line is located at 70 ° and 160 ° from the center line of the joint portion, the linear portion of the logo mark overlaps the paneling corner (the vertical dotted line in FIG. 7 is Can axis direction line of paneling corner forming position is shown). This also applies to the case where logo marks are formed at positions of 250 ° and 340 ° from the center line of the joint portion. Then, it is assumed that when the logo mark is embossed at the above position, paneling inward of the can body wall is promoted.
なお、ロゴマーク中に直線状部分を含まない場合であっても、上記７０°、１６０°、２５０°、３４０°の位置にロゴマークが形成されている場合には、缶軸方向のパネリング角部形成ライン間にある缶胴壁でのパネリング変形に対する抵抗力への寄与は少ないため、結果として、パネリング強度の低下を十分に抑えることはできない。すなわち、エンボス部分は面積をもった凸模様又は凹凸模様として缶胴壁に形成されるため、エンボス部分が缶軸方向のパネリング角部形成ライン間に位置する場合には、缶胴壁が缶内方へ凹む際の面抵抗として機能し、曲面から一旦平面に変形してパネリングする際の変形抵抗として働く。これに対して、エンボス部分がパネリング角部形成ライン上あるいはこれに近い位置のみに形成されている場合には、パネリング変形（山折り）の抵抗としては機能せず、むしろエンボス部分の凹凸へと応力が集中し易くなるため、パネリング角部の形成を助長するものと推測される。このような観点からすると、エンボス部分はパネリング角部ラインへとかからないようにするのが一層望ましいと考えられる。 Even if the logo mark does not include a linear portion, if the logo mark is formed at the positions of 70 °, 160 °, 250 °, and 340 °, the paneling angle in the can axis direction Since the contribution to the resistance to the paneling deformation at the can body wall between the part forming lines is small, as a result, the decrease in the paneling strength cannot be sufficiently suppressed. That is, since the embossed part is formed on the can body wall as a convex pattern or an uneven pattern having an area, when the embossed part is located between the paneling corner forming lines in the can axis direction, the can body wall is formed inside the can. It functions as a surface resistance when it is dented in the direction and acts as a deformation resistance when it is deformed from a curved surface to a flat surface once for paneling. On the other hand, when the embossed part is formed only on or near the paneling corner forming line, it does not function as a resistance to paneling deformation (mountain fold), but rather to the unevenness of the embossed part. It is presumed that the stress tends to concentrate, which promotes the formation of paneling corners. From this point of view, it is considered more desirable that the embossed portion does not reach the paneling corner line.
以上のＦＥＭ解析結果をまとめると、ロゴマークを形成したエンボス溶接缶において、ロゴマークの中心線が、パネリング角部の形成位置あるいはそれに近い位置に形成されていると、溶接缶のパネリング強度を低下させる原因となる。特に、ロゴマークのデザインにおいて、缶軸方向と平行又は平行に近い直線的な模様、あるいは天蓋又は底蓋へと向かって尖った形状のような鋭角な模様がある場合、その部分がパネリング角部の形成位置あるいはそれに近い位置に形成されていると、パネリングの際に当該部分にさらに応力が集中し易くなるため、角部が形成され易く（山折りになり易く）なり、パネリング強度のさらなる低下を招くことになる。
なお、以上の解析結果においては、ロゴマーク形成位置を缶胴の缶軸方向高さのほぼ中央部分に設定しているものの、ロゴマーク形成位置を缶軸方向の上下にずらした場合であっても、同様の結果が得られた（ただし、通常の溶接缶の場合、ネッキング金型の関係から、ロゴマーク形成位置は上下開口端から１０〜１５ｍｍ程度離す必要がある）。
Summarizing the above FEM analysis results, in the embossed weld can with the logo mark formed, if the center line of the logo mark is formed at or near the position where the paneling corner is formed, the paneling strength of the weld can is reduced. Cause it. In particular, in the logo design, if there is a straight pattern parallel to or near parallel to the can axis direction, or an acute pattern such as a pointed shape toward the canopy or bottom cover, that part is the paneling corner. If it is formed at a position where it is close to it, stress is more likely to concentrate on that part during paneling, so corners are more likely to be formed (prone to mountain folding), and paneling strength is further reduced. Will be invited.
In the above analysis results, the logo mark formation position is set at the center of the can axis direction height of the can body, but the logo mark formation position is shifted up and down in the can axis direction. The same result was obtained (however, in the case of a normal welded can, the logo mark forming position needs to be separated from the upper and lower opening ends by about 10 to 15 mm from the relationship of the necking mold).
エンボス部分の形成位置
〈エンボス部分中心線〉
以上の結果から、本発明のエンボス溶接缶においては、エンボス部分形成によるパネリング強度の低下をより小さく抑えるため、接合部分中心線から１３０°±１０°（１２０〜１４０°）又は２２０°±１０°（２１０〜２３０°）のいずれかの範囲内に、エンボス部分の円周方向長さを軸方向に二分する中心線が存在するように、エンボス部分の形成位置が調整される。
すなわち、本発明のエンボス溶接缶１１０においては、図８に示すように、接合部分１２２の中心線をＡ、平坦状部分１２４の中心線をＢ、エンボス部分１２６の中心線をＣ、缶胴部１１２の円筒中心線をＯとした場合、弧ＡＢＣに対する中心角∠ＡＯＣが、１２０〜１４０°の範囲内及び／又は２１０〜２３０°の範囲内となるように、前記エンボス部分１２６が形成されていることを特徴とするものである。
Embossed part formation position <embossed part center line>
From the above results, in the embossed weld can of the present invention, 130 ° ± 10 ° (120 to 140 °) or 220 ° ± 10 ° from the center line of the joint portion is suppressed in order to suppress the decrease in paneling strength due to the formation of the embossed portion. The formation position of the embossed portion is adjusted so that a center line that bisects the circumferential length of the embossed portion in the axial direction exists within any range of (210 to 230 °).
That is, in the embossed welding can 110 of the present invention, as shown in FIG. 8, the center line of the joining
また、特に前記中心角∠ＡＯＣが平坦状部分１２４と対向する面となる２１０〜２３０°の範囲内のみにエンボス形成位置を調整することによって、エンボス形成によるパネリング強度の低下を、さらに小さく抑えることができることができる。
なお、理論上は、前記中心角∠ＡＯＣが４０°付近あるいは３１０°付近であっても、良好なパネリング強度が得られる可能性があるものの、エンボス部分の形成位置が接合部分に近すぎ、エンボス形成と同時に接合部が剥離する恐れがあるため、エンボス形成を行なうことが事実上不可能である。また、仮にエンボス形成が可能であったとしても、エンボス部分と同時にあまり見た目の良くない接合部分も消費者の目に入ってしまうこととなり、外観上望ましくない。
In particular, by adjusting the embossing position only within the range of 210 to 230 ° where the central angle ∠AOC is the surface facing the
Theoretically, even if the central angle ＯAOC is around 40 ° or around 310 °, good paneling strength may be obtained, but the embossed portion is formed too close to the joint portion, Since there is a possibility that the joint part peels off simultaneously with the formation, it is practically impossible to perform the emboss formation. Further, even if the embossing can be formed, a joint portion that is not so visually pleasing at the same time as the embossed portion will enter the eyes of the consumer, which is not desirable in appearance.
また、本発明のエンボス溶接缶において、缶胴部に形成されるエンボス部分の数は、特に限定されるものではなく、複数のエンボス部分が形成されていても構わないが、いずれのエンボス部分についても、そのエンボス部分中心線の位置が以上に示した範囲内となるように形成されている必要がある。 Further, in the embossed weld can of the present invention, the number of embossed portions formed in the can body portion is not particularly limited, and a plurality of embossed portions may be formed. However, it is necessary that the embossed portion center line is formed so that the position of the embossed portion center line is within the range shown above.
〈エンボス部分に含まれる直線状部分〉
また、本発明のエンボス溶接缶において、エンボス部分により形成される凹模様／又は凹凸模様が、例えば、図２に示すエンボス溶接缶のように、缶胴部の軸方向に対して平行あるいは平行に近い縦方向の直線状部分を含んでいる場合、当該直線状部分が、パネリング角部の形成位置の周辺、すなわち、接合部分中心線から７０°±１０°（６０〜８０°）、１６０°±１０°（１５０〜１７０°）、２５０°±１０°（２４０〜２６０°）、及び３４０°±１０°（３３０〜３５０°）の範囲に形成されていると、パネリング角部の形成が助長されてしまい、パネリング強度が低くなる傾向にある。
したがって、本発明のエンボス溶接缶１１０においては、図９に示すように、エンボス部分１２６に含まれる該直線状部分の中心線をＤとした場合、弧ＡＢＤに対する中心角∠ＡＯＤが、７０°±１０°（６０〜８０°）、１６０°±１０°（１５０〜１７０°）、２５０°±１０°（２４０〜２６０°）、及び３４０°±１０°（３３０〜３５０°）のいずれの範囲にも入らないように、前記エンボス部分１２６の形成位置が調整されていることが望ましい。
<Linear part included in the embossed part>
Further, in the embossed weld can of the present invention, the concave / concave pattern formed by the embossed portion is parallel or parallel to the axial direction of the can body as in the embossed weld can shown in FIG. In the case of including a near vertical linear portion, the linear portion is around the paneling corner forming position, that is, 70 ° ± 10 ° (60-80 °), 160 ° ± When formed in the range of 10 ° (150-170 °), 250 ° ± 10 ° (240-260 °), and 340 ° ± 10 ° (330-350 °), the formation of paneling corners is promoted. As a result, the paneling strength tends to be low.
Therefore, in the embossed welding can 110 of the present invention, as shown in FIG. 9, when the center line of the linear portion included in the embossed
ここで、前記直線状部分としては、缶胴部の軸方向の直線に対して２０°未満の角度を形成する直線状部分が含まれる。すなわち、エンボス部分に含まれる直線状部分と缶胴部の軸方向とにより形成される角度が２０°未満である場合、当該直線状部分がパネリング角部の周辺に配置されていると、パネリング強度が低下してしまうことになる。一方、缶胴部の軸方向とにより形成される角度が２０°以上の直線状部分であれば、パネリング角部の周辺に配置されていた場合であっても、パネリング強度への影響は小さい。 Here, as said linear part, the linear part which forms an angle of less than 20 degrees with respect to the straight line of the axial direction of a can body part is contained. That is, when the angle formed by the linear portion included in the embossed portion and the axial direction of the can body portion is less than 20 °, the paneling strength is increased when the linear portion is arranged around the paneling corner portion. Will fall. On the other hand, if the angle formed by the axial direction of the can body portion is a linear portion of 20 ° or more, the influence on the paneling strength is small even if it is arranged around the paneling corner portion.
なお、前記直線状部分が缶胴部の軸方向の直線に対して任意の角度（２０°未満）を有している場合、当該直線状部分は円周方向に任意の幅を有することになる。このような場合には、当該直線状部分の円周方向長さを軸方向に二分する中心線をＤとし、前記弧ＡＢＤに対する中心角∠ＡＯＤが、７０°±１０°（６０〜８０°）、１６０°±１０°（１５０〜１７０°）、２５０°±１０°（２４０〜２６０°）、及び３４０°±１０°（３３０〜３５０°）のいずれの範囲にも入らないように、エンボス部分の形成位置が調整されていればよい。 In addition, when the said linear part has arbitrary angles (less than 20 degrees) with respect to the straight line of the axial direction of a can trunk | drum, the said linear part will have arbitrary width in the circumferential direction. . In such a case, a center line that bisects the circumferential length of the linear portion in the axial direction is D, and a central angle AOD with respect to the arc ABD is 70 ° ± 10 ° (60-80 °). , 160 ° ± 10 ° (150-170 °), 250 ° ± 10 ° (240-260 °), and 340 ° ± 10 ° (330-350 °) It suffices if the formation position is adjusted.
また、エンボス部分に２以上の前記直線状部分が含まれている場合には、いずれの直線状部分においても、中心角∠ＡＯＤが前記範囲にも入らないように、エンボスの形成位置が調整されている必要がある。
なお、エンボス部分に含まれる直線状部分における以上のような傾向は、例えば、天蓋あるいは底蓋へ向かって尖った形状の鋭角な凹模様／又は凹凸模様においても同様である。すなわち、パネリング強度の低下を防ぐためには、エンボス部分において応力集中が起こり易く缶内方へと座屈し易い箇所を、パネリング角部形成位置の周辺に配置させないようにすることが重要であると考えられる。
In addition, when the embossed portion includes two or more linear portions, the emboss formation position is adjusted so that the central angle 入 AOD does not fall within the range in any of the linear portions. Need to be.
The above-mentioned tendency in the linear portion included in the embossed portion is the same in, for example, an acute concave pattern / recessed pattern having a sharp shape toward the canopy or the bottom cover. In other words, in order to prevent a decrease in paneling strength, it is important not to place a portion where stress concentration is likely to occur at the embossed portion and easily buckle inward of the can in the vicinity of the paneling corner forming position. It is done.
〈エンボス部分の全形成範囲〉
また、以上と同様に、エンボスの形成される位置がパネリング角部の形成位置の周辺と重なることによって、パネリング角部が形成され易くなり、パネリング強度が低くなってしまう可能性がある。このため、エンボス部分の形成範囲が比較的小さく、缶胴部円周の１／４（中心角９０°未満）である場合には、エンボス部分の形成範囲が、パネリング角部の形成位置の周辺、接合部分中心線から７０°±１０°（６０〜８０°）、１６０°±１０°（１５０〜１７０°）、２５０°±１０°（２４０〜２６０°）、及び３４０°±１０°（３３０〜３５０°）の範囲と重ならないようにエンボス部分を配置、形成することで、パネリング強度の低下を防ぐことができる。
したがって、本発明のエンボス溶接缶１１０においては、図１０に示すように、エンボス部分の円周方向の両末端を接合部分に近い方からそれぞれＥ１，Ｅ２とした場合、弧ＡＢＥ1に対する中心角∠ＡＯＥ１（°）〜弧ＡＢＥ２に対する中心角∠ＡＯＥ２（°）で表わされるエンボス部分形成範囲が、８０〜１５０°の範囲内及び／又は１７０〜２４０°の範囲内となるように、前記エンボス部分１２６の形成位置が調整されていることが望ましい。
<Total embossed area>
Similarly to the above, when the position where the emboss is formed overlaps the periphery of the position where the paneling corner is formed, the paneling corner is likely to be formed, and the paneling strength may be lowered. For this reason, when the formation range of the embossed portion is relatively small and is 1/4 of the circumference of the can body portion (less than 90 ° central angle), the formation range of the embossed portion is around the paneling corner portion forming position. 70 ° ± 10 ° (60-80 °), 160 ° ± 10 ° (150-170 °), 250 ° ± 10 ° (240-260 °), and 340 ° ± 10 ° (330 By disposing and forming the embossed portion so as not to overlap the range of ˜350 °), it is possible to prevent a decrease in paneling strength.
Therefore, in the embossed welding can 110 of the present invention, as shown in FIG. 10, when both ends of the embossed portion in the circumferential direction are E1 and E2 from the side closer to the joint portion, respectively, the central angle ∠AOE1 with respect to the arc ABE1 (°) to the embossed
エンボス溶接缶の製造方法
本発明のエンボス溶接缶の製造方法は、特に限定されるものではないが、従来公知のエンボス缶の製造方法、例えば、特開２０００−３４３１５３号公報あるいは特開２００１−０４７１６５号公報に記載の方法によって製造することができる。
すなわち、予め表面に装飾や商標等が印刷され、一缶毎の大きさに切断された金属板からなる缶胴用のブランクを、二本のロールで挟んで丸めて円筒状に成形すると同時に、該ロールに設けられた凸型部と凹型部とによって該ブランクの表面に１以上のロゴマークをエンボス加工した後、その両末端を溶接により接合することで、エンボス部分を有する溶接缶胴部とすることができる。あるいは、予め缶胴用ブランクを丸めて円筒状に成形し、その両末端を溶接により接合して得られた溶接缶胴部に対して、別途の工程によってエンボス加工を施してもよい。そして、以上のようにして得られたエンボス溶接缶胴部は、さらにその円筒の両開口端部にネックイン加工を施し、フランジ加工して天蓋と底蓋が巻締められ、エンボス溶接缶とされる。
Method for Producing Embossed Welding Can The method for producing the embossed welded can of the present invention is not particularly limited, but a conventionally known method for producing an embossed can, for example, JP 2000-343153 A or JP 2001-047165 A. It can be produced by the method described in the publication.
In other words, decoration and trademark etc. are printed on the surface in advance, and a blank for a can barrel made of a metal plate cut into a size for each can is sandwiched between two rolls and rolled into a cylindrical shape, After embossing one or more logo marks on the surface of the blank by a convex part and a concave part provided on the roll, a weld can body having an embossed part by joining both ends by welding; can do. Or you may emboss by the separate process with respect to the welding can body part obtained by rounding the blank for can bodies beforehand, shape | molding in cylindrical shape, and joining the both ends by welding. The embossed weld can body obtained as described above is further subjected to neck-in processing at both open ends of the cylinder, flanged, and the canopy and bottom cover are wound to form an embossed weld can. The
なお、本発明のエンボス溶接缶において、缶胴溶接工程に供給される缶胴用のブランクは、特に限定されるものではないが、例えば、溶接予定部とその近傍部分を除く部分の両面にポリエチレンテレフタレートのようなポリエステル樹脂フィルムをラミネートした鋼板を使用することができる。すなわち、両面がポリエステル樹脂フィルムで被覆された一枚の大きな鋼板を、切断工程により一缶毎の大きさに切断することによって、ポリエステル樹脂がラミネートされた缶胴用のブランクが形成される。この缶胴用ブランクは、印刷インキ層のある面が外側となるように、両端部を重ね合わせるように略筒状（円筒状あるいは角筒状）に成形された状態で、缶胴溶接工程に供給される。 In the embossed welding can of the present invention, the blank for the can body supplied to the can body welding process is not particularly limited. For example, polyethylene on both sides of the portion excluding the planned welding portion and the vicinity thereof. A steel sheet laminated with a polyester resin film such as terephthalate can be used. That is, a blank for a can body laminated with a polyester resin is formed by cutting a large steel sheet whose both surfaces are coated with a polyester resin film into a size for each can by a cutting process. This can barrel blank is formed in a substantially cylindrical shape (cylindrical or rectangular tube shape) so that both end portions are overlapped so that the surface with the printing ink layer is on the outside, and the can barrel welding process is performed. Supplied.
また、予め缶胴用ブランクを丸めて円筒状に成形してからエンボス加工する場合、例えば、両開口端部がストレート状の円筒状の缶胴（メガネ缶）を用いてもよく、あるいは両開口端部にネックイン加工、フランジ加工が施されたネックイン缶のように、ストレート状の円筒状缶胴でなくとも、缶内面に沿った内型を用いることで、常法によってエンボス加工を施すことができる。 In addition, when embossing is performed after the can body blank is rounded and formed into a cylindrical shape in advance, for example, a cylindrical can body (glasses can) having both opening ends may be used, or both openings may be used. Even if it is not a straight cylindrical can body such as a neck-in can with a neck-in process and a flange process at the end, it is embossed by an ordinary method by using an inner mold along the inner surface of the can. be able to.
なお、メガネ缶を用いる場合、缶胴の接合部分（溶接部分）の位置がランダムな状態でエンボス加工工程へと連続的に供給搬送されるため、例えば、特開２００１−０４７１６５号公報に記載の方法により、缶胴の円周方向に施された位置決め用のマークをセンサーで検出して、エンボスの形成される位置が接合部分（溶接部分）を基準として円周方向への特定の角度範囲内となるように、缶胴をエンボス金型に対して回転調整するようにする。なお、位置決めマークは特に限定されず、例えば、缶胴に施されているバーコードや印刷の図柄、あるいは接合部分（溶接部分）自体をセンサーで検出することも可能である。そして、エンボス加工が施された溶接缶胴部は、さらにその円筒の両開口端部にネックイン加工を施し、フランジ加工して天蓋と底蓋が巻き締められ、エンボス溶接缶とされる。 In addition, when using a glasses can, since the position of the joint part (welded part) of the can body is continuously supplied and conveyed to the embossing process in a random state, for example, as described in JP 2001-047165 A By using a method, a positioning mark applied in the circumferential direction of the can body is detected by a sensor, and the position where the emboss is formed is within a specific angular range in the circumferential direction with reference to the joint (welded). The can body is adjusted to rotate with respect to the embossing die so that The positioning mark is not particularly limited, and for example, it is also possible to detect a barcode or printed pattern applied to the can body, or a joint portion (welded portion) itself with a sensor. Further, the embossed weld can body is further necked in at both open ends of the cylinder, flanged, and the canopy and bottom lid are wound to form an embossed weld can.
なお、本発明のエンボス溶接缶に用いられる缶胴用の素材には、一般的な３ピース缶用の表面処理鋼板を用いることができ、例えば、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｓｎ等のめっきを施した表面処理鋼板で、板厚０．１０〜０．２５ｍｍのものを用いることができる。より具体的には、付着量０．５〜３．０ｇ／ｍ２の錫めっき後、化成処理を施した錫めっき鋼板、付着量０．３〜２．０ｇ／ｍ２のニッケルめっき後、化成処理を施したニッケルめっき鋼板、Ｓｎ及びＮｉ付着量として各々０．５〜２．０ｇ／ｍ２、０．１〜０．５ｇ／ｍ２を、Ｎｉ、Ｓｎの順にめっき後、化成処理を施したＳｎ／Ｎｉめっき鋼板、金属Ｃｒ付着量５０〜１２０ｍｇ／ｍ２ 、酸化Ｃｒ付着量５〜２０ｍｇ／ｍ２の、通常ＴＦＳ（Ｔｉｎ Ｆｒｅｅ Ｓｔｅｅｌ）と呼ばれるクロム・クロメート処理鋼板等を用いることができる。特に、本発明のエンボス溶接缶においては、缶胴用素材として、Ｔ５相当の板厚０．１０〜０．２５ｍｍの硬質材を用い、少なくとも缶内面にポリエステル系の被覆層を形成させた鋼板を用いることができ、また、素材の合理化及びパネリング強度の両方の観点から、板厚０．１７〜０．２１ｍｍの鋼板を用いることが望ましい。 The material for the can body used in the embossed weld can of the present invention can be a general surface-treated steel sheet for a three-piece can, for example, plated with Al, Cr, Ni, Sn or the like. A surface-treated steel sheet having a thickness of 0.10 to 0.25 mm can be used. More specifically, after the tin plating coating weight 0.5 to 3.0 g / m 2, Chemical tin-plated steel sheet subjected to treatment, coating weight 0.3 to 2.0 g / m 2 after nickel plating, chemical conversion after plating nickel plated steel sheet subjected to treatment, each 0.5 to 2.0 g / m 2 as Sn and Ni deposition amount, the 0.1 to 0.5 g / m 2, Ni, in the order of Sn, facilities and chemical processing Sn / Ni-plated steel sheet, chromium-chromate-treated steel sheet normally called TFS (Tin Free Steel), with a Cr Cr adhesion of 50 to 120 mg / m 2 and a Cr oxide adhesion of 5 to 20 mg / m 2 can be used. . In particular, in the embossed weld can of the present invention, a steel plate having a polyester coating layer formed at least on the inner surface of the can is used as a can body material using a hard material having a thickness of 0.10 to 0.25 mm corresponding to T5. It is desirable to use a steel plate having a thickness of 0.17 to 0.21 mm from the viewpoint of both rationalization of material and paneling strength.
本発明のエンボス溶接缶において、缶胴部に適用されるフィルムは、ポリエステルフィルム、ポリプロピレンフィルム、ナイロンフィルム等の熱可塑性樹脂フィルムである。内面にフィルムを適用する主目的は内容物に対する耐食性確保であるものの、補修塗装の焼付け時の耐熱性が十分でないと局部的に溶融し、激しいときには欠陥が発生し、被覆性を損ね、耐食性が著しく劣る結果となる場合がある。したがって、接合部の補修塗装の焼付け条件に適したフィルムを使用することが望ましい。
また、本発明のエンボス溶接缶において、缶胴部内面のフィルム厚は５〜５０μｍであることが望ましい。製缶工程におけるフィルム損傷を想定し、且つ十分な内容物保存性を確保するためには、５μｍ未満では不十分な場合がある。一方で、上限の５０μｍを超えても、耐食性の点で効果は飽和し、経済的に不利となる。缶胴部内面に複数のフィルムを積層する場合、フィルム厚は、好ましくは１２〜４０μｍ、より好ましくは１６〜３０μｍである。
In the embossed weld can of the present invention, the film applied to the can body is a thermoplastic resin film such as a polyester film, a polypropylene film, or a nylon film. Although the main purpose of applying a film to the inner surface is to ensure corrosion resistance to the contents, if the heat resistance during baking of the repair coating is not enough, it will melt locally, and if it is severe, defects will occur, the covering property will be impaired, and the corrosion resistance will be reduced. The result may be significantly inferior. Therefore, it is desirable to use a film suitable for the baking conditions for repair coating of the joint.
In the embossed weld can of the present invention, the film thickness on the inner surface of the can body is preferably 5 to 50 μm. In order to assume film damage in the can manufacturing process and to ensure sufficient content preservation, a thickness of less than 5 μm may be insufficient. On the other hand, even if the upper limit of 50 μm is exceeded, the effect is saturated in terms of corrosion resistance, which is economically disadvantageous. When laminating a plurality of films on the inner surface of the can body part, the film thickness is preferably 12 to 40 μm, more preferably 16 to 30 μm.
本発明のエンボス溶接缶において、缶胴部外面のフィルム厚は、５〜２５μｍであることが好ましく、より好ましくは８〜２０μｍである。５μｍ未満の場合、フィルムが製缶工程で傷ついて点錆発生の原因となり、外観の劣化をきたす場合がある。一方、上限の２５μｍを超えても錆発生の点で効果は飽和し、経済的に不利となる。なお、フィルムの接着方法としては、熱接着法あるいは接着剤塗布法のいずれの方法を採用してもよい。接着剤塗布法としては、例えば、硬化剤を含むウレタン系やポリエステル系接着剤を塗布・乾燥する方法が挙げられる。この場合、接着剤層の厚みは１〜５μｍであることが好ましく、より好ましくは１．５〜４μｍである。１μｍ未満では接着強度が十分に確保されず、一方で、５μｍを超えても効果は飽和する。
また、缶胴部外面に積層フィルムの下地として熱硬化性有機塗膜を施す場合、エポキシ系、アクリル系、ポリエステル系塗料等が使用される。また、塗料中に酸化チタン系の白色顔料を１〜３０％、より好ましくは１０〜２５％含有させてもよい。白色顔料を添加する場合には、１％未満では白色化の効果が少なく、３０％を超えると白色化の効果がほぼ飽和すると共に、塗膜性状が悪化する傾向にある。
In the embossed weld can of the present invention, the film thickness of the outer surface of the can body is preferably 5 to 25 μm, more preferably 8 to 20 μm. If the thickness is less than 5 μm, the film may be damaged in the can making process, causing spot rust, and may deteriorate the appearance. On the other hand, even if the upper limit of 25 μm is exceeded, the effect is saturated in terms of rust generation, which is economically disadvantageous. In addition, as a method for adhering the film, either a heat bonding method or an adhesive coating method may be employed. Examples of the adhesive application method include a method of applying and drying a urethane-based or polyester-based adhesive containing a curing agent. In this case, the thickness of the adhesive layer is preferably 1 to 5 μm, more preferably 1.5 to 4 μm. If the thickness is less than 1 μm, the adhesive strength is not sufficiently secured. On the other hand, if the thickness exceeds 5 μm, the effect is saturated.
In addition, when a thermosetting organic coating film is applied to the outer surface of the can body as a base of a laminated film, an epoxy-based, acrylic-based, polyester-based paint or the like is used. Further, the paint may contain a titanium oxide white pigment in an amount of 1 to 30%, more preferably 10 to 25%. In the case of adding a white pigment, if less than 1%, the effect of whitening is small, and if it exceeds 30%, the effect of whitening is almost saturated and the properties of the coating film tend to deteriorate.
また、缶胴部のフィルム最外層には、製缶工程におけるフィルムの傷付き防止および通板性といった観点から、潤滑皮膜は施すことが望ましい。潤滑被膜は、静摩擦係数が０．２以下の皮膜が有利であり、例えばアクリル系、ポリエステル系等の塗料にＳｉ系の微粒子や有機系潤滑剤を含有させた皮膜を適用することができる。潤滑皮膜の厚みは０．１〜５μｍ、より好ましくは１〜４μｍである。０．１μｍ未満では、摩擦係数は小さくならず効果は見られない。一方で、５μｍを超えると、摩擦係数の低下効果は飽和する
本発明のエンボス溶接缶において、缶胴部表面に適用される印刷インキ層は、通常、装飾や商標等のデザインを印刷するものであり、例えば、ウレタン樹脂を主バインダーとした耐熱性・耐レトルト性の良好なインキを使用して印刷される。なお、デザインの鮮映性を確保するためグラビア印刷を使用することが好ましい。インキ層の厚みは、デザインの種類によって適宜調整される。
Further, it is desirable to apply a lubricating film to the outermost film layer of the can body from the viewpoints of preventing damage to the film in the can making process and passing through the film. The lubricating film is advantageously a film having a static friction coefficient of 0.2 or less. For example, a film obtained by adding Si-based fine particles or an organic lubricant to an acrylic or polyester-based paint can be applied. The thickness of the lubricating film is 0.1 to 5 μm, more preferably 1 to 4 μm. If it is less than 0.1 μm, the friction coefficient is not reduced and no effect is seen. On the other hand, if it exceeds 5 μm, the effect of reducing the friction coefficient is saturated. In the embossed weld can of the present invention, the printing ink layer applied to the surface of the can body is usually used for printing designs such as decorations and trademarks. Yes, for example, printing is performed using an ink having good heat resistance and retort resistance using a urethane resin as a main binder. Note that gravure printing is preferably used in order to ensure the sharpness of the design. The thickness of the ink layer is appropriately adjusted depending on the type of design.
また、本発明のエンボス溶接缶において、缶胴部の外表面に相当する鋼板表面には、予め潤滑性皮膜による処理、且つ装飾や商標等のデザインの印刷が施されたフィルムを、接着剤を塗布した鋼板に積層させるドライラミネート法や、あるいは予めフィルムに潤滑性皮膜処理及びデザイン印刷を施した後、インキ層面に接着剤を塗布・乾燥させたフィルムを加熱された鋼板に積層させる方法等によって、多層有機皮膜処理を施してもよい。なお、このようにして得られた多層有機皮膜を有する鋼板は、通常の溶接缶の製胴手段を使用して製缶することができる。 Further, in the embossed weld can of the present invention, the surface of the steel plate corresponding to the outer surface of the can body is coated with a film that has been previously treated with a lubricating film and printed with a design such as decoration or trademark. By the dry laminating method of laminating on the coated steel sheet, or the method of laminating the film with the adhesive layer applied and dried on the ink layer surface after the film has been preliminarily lubricated and design printed, etc. A multilayer organic film treatment may be applied. In addition, the steel plate which has the multilayer organic membrane | film | coat obtained by doing in this way can be manufactured using the body-making means of a normal welding can.
なお、以上で説明した本実施形態においては、板厚０．１９ｍｍ、硬度Ｔ５相当の缶胴用素材を用いて直径５３ｍｍの２５０ｇの溶接缶をモデルとしてＦＥＭ解析を行なっているが、内容量１９０ｇ、１６０ｇの溶接缶に対しても、本発明を同様に適用することができる。また、特に板厚０．１９ｍｍよりも薄い素材を使用した溶接缶にエンボス加工を施す仕様を決定するに際して、溶接部分を基準とした円周方向への特定の角度の範囲内となる位置にエンボス加工を施すことによって、エンボス形成による溶接缶のパネリング強度の低下を効果的に抑えることができるので、板厚素材の薄肉化において有用である。また、パネリング強度の確認作業も容易となる。また、板厚の合理化と相俟って、エンボス形成するロゴマークの仕様決定にあたり、溶接部分を基準とした円周方向への特定の角度の範囲内で、ロゴマークのデザインの自由度を確保することができる。 In this embodiment described above, FEM analysis is performed using a can body material having a plate thickness of 0.19 mm and a hardness of T5 as a model with a 250 g welded can having a diameter of 53 mm. The present invention can be similarly applied to a 160 g welded can. In addition, when determining the specifications for embossing a welded can that uses a material thinner than 0.19 mm, embossing is performed at a position that falls within a specific angle range in the circumferential direction with respect to the welded portion. By performing the processing, it is possible to effectively suppress a decrease in the paneling strength of the welded can due to the emboss formation, which is useful in reducing the thickness of the plate thickness material. In addition, the paneling strength can be easily checked. In combination with rationalization of the plate thickness, when determining the specifications of the logo mark to be embossed, the design freedom of the logo mark is secured within a specific angle range in the circumferential direction based on the welded part. can do.
１０ エンボス溶接缶
１２ 缶胴部
１４ 蓋部
１６ 底部
２２ 接合部分
２４ 平坦状部分
２６ エンボス部分
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記缶胴部が、
溶接により接合された接合部分と、
該接合部分の近傍において缶胴用ブランクの後端部が先行部分と同じように丸められずに残存した平坦状部分と、
１以上の凹模様又は凹凸模様がエンボス加工されたエンボス部分と
を有するエンボス溶接缶であって、
前記接合部分の円周方向長さを軸方向に二分する接合部分中心線をＡ、
前記平坦状部分の円周方向長さを軸方向に二分する平坦状部分中心線をＢ、
前記エンボス部分の円周方向長さを軸方向に二分するエンボス部分中心線をＣ、及び
前記缶胴部の軸方向の円筒中心線をＯとした場合、
缶胴部表面上の弧ＡＢＣに対する中心角∠ＡＯＣ（°）が、１２０〜１４０°及び／又は２１０〜２３０°の範囲内となるように、前記エンボス部分が形成されている
ことを特徴とするエンボス溶接缶。 The can body blank is rolled up, both ends of the can body are joined by welding, a can body portion formed into a cylindrical shape, a lid portion attached to the upper end of the opening of the can body portion, and the lower end of the opening of the can body portion Equipped with a bottom,
The can body is
A joined portion joined by welding; and
A flat portion in which the rear end portion of the can barrel blank remains unrolled in the vicinity of the joining portion in the same manner as the preceding portion;
An embossed weld can having an embossed portion embossed with one or more concave or concave patterns,
A joint part center line that bisects the circumferential length of the joint part in the axial direction is A,
A flat portion center line that bisects the circumferential length of the flat portion in the axial direction is B,
When the embossed part center line that bisects the circumferential length of the embossed part in the axial direction is C, and the cylindrical centerline in the axial direction of the can body part is O,
The embossed portion is formed such that a central angle に 対 す る AOC (°) with respect to the arc ABC on the surface of the can body portion is in a range of 120 to 140 ° and / or 210 to 230 °. Embossed welding can.
缶胴部表面上の弧ＡＢＤに対する中心角∠ＡＯＤ（°）が、６０〜８０°、１５０〜１７０°、２４０〜２６０°、又は３３０〜３５０°のいずれの範囲にも入らないように、前記エンボス部分が形成されていることを特徴とするエンボス溶接缶。 2. The embossed weld can according to claim 1, wherein the embossed portion is a linear portion that is parallel to an axial straight line of the can body portion or a linear portion that forms an angle of less than 20 ° with respect to the axial direction of the can body portion. When the center line that bisects the linear part or the circumferential length of the linear part in the axial direction is D,
The center angle ∠ AOD (°) with respect to the arc ABD on the surface of the can body portion does not fall within any of the range of 60 to 80 °, 150 to 170 °, 240 to 260 °, or 330 to 350 °. An embossed weld can characterized in that an embossed part is formed.
缶胴部表面上の弧ＡＢＥ１に対する中心角を∠ＡＯＥ１（°）、弧ＡＢＥ２に対する中心角∠ＡＯＥ２（°）とし、∠ＡＯＥ１〜∠ＡＯＥ２で表わされるエンボス部分の形成範囲が、８０〜１５０°及び／又は１７０〜２４０°の範囲内となるように、前記エンボス部分が形成されていることを特徴とするエンボス溶接缶。
In the embossed weld can according to claim 1 or 2, when both ends in the circumferential direction of the embossed part are E1 and E2 from the side closer to the joint part, respectively,
The central angle with respect to the arc ABE1 on the surface of the can body is ∠AOE1 (°), and the central angle ∠AOE2 (°) with respect to the arc ABE2, and the formation range of the embossed portions represented by ∠AOE1 to ∠AOE2 is 80 to 150 ° and An embossed weld can characterized in that the embossed portion is formed so as to be within a range of 170 to 240 °.
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