JP5524563B2

JP5524563B2 - 溶接缶体

Info

Publication number: JP5524563B2
Application number: JP2009239651A
Authority: JP
Inventors: 昭義玉木; 英幸吉澤; 宗久服部
Original assignee: HOKKAICAN CO.,LTD.
Current assignee: HOKKAICAN CO.,LTD.
Priority date: 2009-10-16
Filing date: 2009-10-16
Publication date: 2014-06-18
Anticipated expiration: 2029-10-16
Also published as: JP2011084319A

Description

本発明は、溶接缶体に関する。

飲料等を収容する金属缶体として、表面処理鋼板の側縁部を互いに重ね合わせて溶接接合してなる缶胴部の両端に缶蓋を二重巻締めしたスリーピース溶接缶体が知られている。前記スリーピース溶接缶体では、コスト削減のために、原材料である表面処理鋼板の板厚を０．１２〜０．１６ｍｍに低減することが検討されている。

ところで、前記スリーピース溶接缶体では、飲料等の内容物を充填した後、レトルト殺菌処理を施す場合があり、該レトルト殺菌処理工程のレトルト釜の中で該スリーピース溶接缶体の内外の圧力に差圧が生じる。このとき、前記表面処理鋼板の板厚が低減されていると、前記スリーピース溶接缶体内外の差圧のために前記缶胴部が凹む変形を起こす虞があり、前記変形を起こすと商品価値が失われるという問題がある。

前記問題を解決するために、前記表面処理鋼板の板厚を低減する一方でその強度を高くすることが考えられる。前記強度は、例えば降伏応力Ｙ_ｐで示される。

ところが、前記スリーピース溶接缶体において、前記表面処理鋼板の強度を高くすると、溶接のために該表面処理鋼板を丸めたときに、側縁部を溶接に十分な範囲で互いに重ね合わせることが難しくなる傾向がある。また、溶接できた場合にも、前記缶胴部の両端にネックイン部を形成し、さらに該ネックイン部にフランジ加工を施したときに、溶接継目部の近傍に亀裂が発生することがある。

前記溶接を可能にすると共に、前記フランジ加工による亀裂発生を防止するために、前記表面処理鋼板の伸び（Ｅ_ｌ）を大きくすることが考えられる。しかし、伸びを大きくすると前記表面処理鋼板の強度が不十分になり、レトルト殺菌処理工程における前記スリーピース溶接缶体内外の差圧のために前記缶胴部が凹むという問題に還元してしまう。

前記問題を解決するために、０．１２〜０．１６ｍｍの板厚の表面処理鋼板の側縁部を互いに重ね合わせて溶接接合してなる缶胴部の両端に缶蓋を二重巻締めしたスリーピース溶接缶体において、缶胴部の中央部に複数のビードを設ける缶体が提案されている（特許文献１参照）。

前記スリーピース溶接缶体によれば、缶胴部の中央部に複数のビードを設けることにより、表面処理鋼板の板厚を前記範囲としても該缶胴部に所要の強度を付与することができ、レトルト殺菌処理工程における前記スリーピース溶接缶体内外の差圧に抗して缶胴部の凹みを防止することができる。

特許第３６６５９８６号公報

しかしながら、缶胴部の中央部に複数のビードを設ける前記スリーピース溶接缶体では、該ビードのために、印刷文字による所要の表示や図柄による装飾等が制限を受けるという不都合がある。

本発明は、かかる不都合を解消して、缶胴部を構成する表面処理鋼板の板厚を低減することができると共に、レトルト殺菌処理工程における缶体内外の差圧に抗して缶胴部の凹み等の変形を防止することができ、印刷文字による所要の表示や図柄による装飾等に制限を受けることがなく安定感に優れた溶接缶体を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明の溶接缶体は、表面処理鋼板の側縁部を互いに重ね合わせて溶接接合してなる缶胴部の両端部に缶蓋を二重巻締めした溶接缶体であって、該表面処理鋼板は、０．１２〜０．１６ｍｍの範囲の板厚と、４００〜５３０ＭＰａの範囲の降伏応力Ｙ_ｐと、５〜３０％の範囲の伸びＥ_ｌとを備えており、該缶胴部は、５１〜５３ｍｍの範囲の直径を備える円筒状部と、該円筒状部の両端に連設され４５〜５１ｍｍの範囲で該円筒状部より細い直径を備え該缶蓋が二重巻締めされた両ネックイン部とを備え、全長が８７〜１０６ｍｍの範囲にあり、該両ネックイン部の間に６７〜７１ｍｍの範囲の長さの未加工部を備え、残余を該両ネックイン部の長さの合計とすると共に、該両ネックイン部の一方は該円筒状部の直径に対して複数の段階で縮径されていることを特徴とすることを特徴とする。

本発明は、表面処理鋼板の側縁部を互いに重ね合わせて溶接接合してなる缶胴部の両端部に缶蓋を二重巻締めしてなる溶接缶体であって、呼び径２０２Ｄといわれる大きさを備える溶接缶体に関するものである。前記呼び径２０２Ｄの溶接缶体は、具体的には、５１〜５３ｍｍの範囲の直径を備える円筒状部と、４５〜５１ｍｍの範囲で該円筒状部より細い直径を備えるネックイン部とを備えている。前記ネックイン部は、前記円筒状部の両端に連設されると共に、開口端部に前記缶蓋が二重巻締めされている。

前記表面処理鋼板は、０．１２〜０．１６ｍｍの範囲の板厚と、４００〜５３０ＭＰａの範囲の降伏応力Ｙ_ｐと、５〜３０％の範囲の伸びＥ_ｌとを備えている。

前記表面処理鋼板の板厚が０．１６ｍｍを超えるときには、コストを低減する効果が得られない。一方、前記表面処理鋼板の板厚が０．１２ｍｍ未満であるときには、レトルト殺菌処理工程における缶体内外の差圧に抗して缶胴部の凹みを防止することができない。

また、前記表面処理鋼板の降伏応力Ｙ_ｐが５３０ＭＰａを超えるときには、溶接のために側縁部を互いに重ね合わせることができない。一方、前記表面処理鋼板の降伏応力Ｙ_ｐが４００ＭＰａ未満であるときには、十分な座屈強度、パネリング強度が得られず、レトルト殺菌処理工程における缶体内外の差圧に抗して缶胴部の凹みを防止することができない。

また、前記表面処理鋼板の伸びＥ_ｌが３０％を超えるときには、該表面処理鋼板が過度に柔軟になり、十分な降伏応力Ｙ_ｐを得ることができない。一方、前記表面処理鋼板の伸びＥ_ｌが５％未満であるときには、前記ネックイン部にフランジ加工を施したときに亀裂の発生を免れない。

また、前記溶接缶体は、缶胴部の全長が８７〜１０６ｍｍの範囲にあり、前記両ネックイン部の間に６７〜７１ｍｍの範囲の長さの未加工部を備えている。そして、缶胴部の全長から前記未加工部の長さを差し引いた残余の長さが、前記両ネックイン部の長さの合計となっている。

尚、前記ネックイン部が前記円筒状部に連接される部分には、該円筒状部から該ネックイン部に向かって縮径するテーパー部が形成され、該ネックイン部の開口端部には前記缶蓋が二重巻締めされている巻締め部が形成されている。そこで、本明細書では、前記「ネックイン部の長さ」は、前記テーパー部の長さ及び前記巻締め部の長さをも含むものとする。

本発明の溶接缶体は、内容物として公称１６０〜２００ｇの飲料を収容するものであり、そのために前記缶胴部の全長が８７〜１０６ｍｍの範囲にあることを必要とする。前記缶胴部の全長が８７ｍｍ未満では公称１６０ｇの飲料を収容できず、該全長が１０６ｍｍを超えると前記溶接缶内で内容物が収容されていない容積が不必要に大きくなる。

そして、本発明の溶接缶体は、８７〜１０６ｍｍの範囲の前記缶胴部の全長に対して、６７〜７１ｍｍの範囲の長さの前記未加工部を備えることにより、レトルト殺菌処理工程における缶体内外の差圧に抗して前記缶胴部の凹み等の変形を防止することができる。また、本発明の溶接缶体は、前記範囲の前記缶胴部の全長に対して、前記範囲の長さの前記未加工部を備えることにより、何ら制限を受けることなく、該未加工部に印刷文字による所要の表示や図柄による装飾を行うことができる。

ここで、前記円筒状部の両端に連設される両ネックイン部を同一の直径とし、それぞれ所定の長さに形成すると、前記缶蓋を着地部として前記溶接缶体を自立せしめたときに、不安定感が否めない。そこで、本発明の溶接缶体は、いずれか一方のネックイン部を前記円筒状部の直径に対して複数の段階で縮径されたものとする。本発明の溶接缶体は、このようにすることにより、前記のように直立させたときに不安定感を覚えることが無く優れた安定感を得ることができる。

本発明の溶接缶体は、例えば、内容物として公称１６０ｇの飲料を収容する場合、前記缶胴部は、全長が８７〜９０ｍｍの範囲にあると共に、前記両ネックイン部の長さは合計で１８〜２３ｍｍの範囲にある。

また、本発明の溶接缶体は、例えば、内容物として公称１８０ｇの飲料を収容する場合、前記缶胴部は、全長が９６〜９９ｍｍの範囲にあると共に、前記両ネックイン部の長さは合計で２５〜３２ｍｍの範囲にある。

また、本発明の溶接缶体は、例えば、内容物として公称２００ｇの飲料を収容する場合、前記缶胴部は、全長が１０３〜１０６ｍｍの範囲にあると共に、前記両ネックイン部の長さは合計で３２〜３９ｍｍの範囲の長さにある。

本発明の溶接缶体は、前記のいずれか１つの構成を備えると共に、前記円筒状部の直径に対して複数の段階で縮径されているネックイン部は、最も縮径されている部分の直径が４５〜４８ｍｍの範囲にあることが好ましい。前記溶接缶体では、コスト削減のために、原材料である表面処理鋼板の板厚を低減すると共に、缶蓋を小さくすることが望まれる。本発明の溶接缶体では、前記ネックイン部の最も縮径されている部分の直径が４５〜４８ｍｍの範囲となるようにすることにより、より小径の缶蓋を用いることができ、このような缶蓋によってもコストを低減することができる。

（ａ）は本実施形態の溶接缶体の構成を示す正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図。表面処理鋼板の降伏応力と缶胴部材の加工性との関係を示すグラフ。表面処理鋼板の伸びと缶胴部材の加工性との関係を示すグラフ。円筒状部の未加工部の長さと缶胴部の強度との関係を示すグラフ。

次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。

図１（ａ），（ｂ）に示すように、本実施形態の溶接缶体１は、矩形状の表面処理鋼板（缶胴ブランク）の側縁部を互いに重ね合わせて溶接接合した缶胴部２の両端部に缶蓋３ａ，３ｂを二重巻締めしたものである。缶胴部２は、中央部を形成する円筒状部４と、その両端に形成された円筒状部４よりも小径のネックイン部５ａ，５ｂとを備え、前記溶接接合による溶接継目部６を側面に備えている。

前記両ネックイン部５ａ，５ｂのうち、一方のネックイン部５ａは、円筒状部４の直径に対して２段階で縮径されて形成されている。ネックイン部５ａは、１段目の縮径部が円筒状部４からネックイン部５ａに向かって縮径するテーパー部７ａを介して円筒状部４に連接されており、２段目の縮径部の端部に、アルミニウム製のイージーオープン缶蓋３ａが二重巻締めされている。一方、ネックイン部５ｂは、円筒状部４の直径に対して１段階で縮径されているのみであり、円筒状部４からネックイン部５ｂに向かって縮径するテーパー部７ｂを介して円筒状部４に連接されており、端部にスチール製缶蓋３ｂが二重巻締めされている。そして、ネックイン部５ａ，５ｂの端部には缶蓋３ａ，３ｂが二重巻締めされた巻締め部８ａ，８ｂが形成されている。

イージーオープン缶蓋３ａはアルミニウム製であり、スチール製缶蓋３ｂよりも高価である。しかし、本実施形態の溶接缶体１では、アルミニウム製イージーオープン缶蓋３ａは上述のようにネックイン部５ａの２段目の縮径部の端部に二重巻締めされている。従って、イージーオープン缶蓋３ａは、円筒状部４の直径に対して１段階で縮径されているのみのネックイン部５ｂに二重巻締めされているスチール製缶蓋３ｂより小径のものを用いることができ、コストを低減することができる。

前記表面処理鋼板は、錫メッキ鋼板、ティン・フリー・スチール等からなり、０．１２〜０．１６ｍｍの範囲の板厚と、４００〜５３０ＭＰａの範囲の降伏応力Ｙ_ｐと、５〜３０％の範囲の伸びＥ_ｌとを備えている。前記表面処理鋼板は、例えば、冷圧延鋼板を焼鈍後調質圧延して得られる鋼板（以下、「ＳＲ材」と略記する）または冷圧延鋼板を焼鈍後二次冷間圧延して得られる鋼板（以下、「ＤＲ材」と略記する）を用いることができる。

また、前記表面処理鋼板は、缶外面側に文字による表示や図柄等を印刷を施したポリエステルフィルムが接着剤層を介して接着されている。また、前記表面処理鋼板の缶内面側は、無地のポリエステルフィルムが接着剤層を介して接着されていてもよく、塗装が施されていてもよい。

溶接缶体１は、呼び径２０２Ｄといわれる大きさを備えている。係る溶接缶体１において、円筒状部４は、５１〜５３ｍｍの範囲の直径、例えば５２．４ｍｍの直径を備えており、該直径は呼び径２０２Ｄに相当する。また、ネックイン部５ａは、最も縮径されている２段目の縮径部が４５〜４８ｍｍの範囲の直径、例えば４６．８０ｍｍの直径を備えており、該直径は呼び径１１３Ｄに相当する。また、ネックイン部５ａは、４６〜５１ｍｍの範囲の直径、例えば５０．０ｍｍの直径を備えており、該直径は呼び径２００Ｄに相当する。

尚、前記呼び径において、百位の数字はインチを示し、十位及び一位の数字は、１／１６インチの何倍であるかを示している。従って、呼び径２０２Ｄは、直径が（２インチ＋２／１６インチ）に相当することを示している。

本実施形態の溶接缶体１は、内容物として公称１６０〜２００ｇの飲料を収容するものであり、このために、円筒状部４及びネックイン部５ａ，５ｂの前記直径に対し、缶胴部２の全長Ｈが８７〜１０６ｍｍの範囲にある。また、溶接缶体１は、円筒状部４には何ら加工が施されておらず、未加工部Ｌ_１として６７〜７１ｍｍの範囲の長さを備えている。また、この結果、全長Ｈから未加工部Ｌ_１を減算した残余の長さが、テーパー部７ａ，７ｂ及び巻締め部８ａ，８ｂを含む両ネックイン部５ａ，５ｂの長さＬ_２、Ｌ_３の合計となっている。ここで、ネックイン部５ａの長さＬ_２は例えば１２ｍｍであり、Ｌ_３は６〜２７ｍｍの範囲で適宜調整される。

本実施形態の溶接缶体１は、円筒状部４が未加工部Ｌ_１として６７〜７１ｍｍの範囲の長さを備えることにより、前記ポリエステルフィルムに印刷される文字や図柄に何ら制限を受けることがなく、優れた表示を行うことができると共に、優れた装飾効果を得ることができる。また、本実施形態の溶接缶体１は、缶蓋３ｂを着地面として自立せしめられたときに、長さＬ_３のネックイン部５ｂの上に、長さＬ_１の未加工部としての円筒状部４が配置され、円筒状部４の上に長さＬ_２のネックイン部５ａが配置された形となるので、優れた安定感を得ることができる。

次に、板厚が０．１５ｍｍのＳＲ材またはＤＲ材であって、それぞれ降伏応力Ｙ_ｐ及び伸びＥ_ｌが異なる複数の表面処理鋼板を試料として用意した。前記試料の降伏応力Ｙ_ｐと加工性との関係を図２に示す。

ここで、降伏応力Ｙ_ｐは溶接接合のために前記表面処理鋼板を丸めたときの円周方向における数値である。また、加工性は溶接接合のために前記表面処理鋼板を丸めたときの側縁部の重なり具合（ロールフォーム適性）と、缶胴部２のネックイン部５にフランジ加工を施したときの溶接継目部６近傍における亀裂発生の有無とを点数化して総合的に評価したものである。

前記ロールフォーム適性は、側縁部の重なり具合により溶接が可能であるものを３点、溶接が不安定になるものを１点、溶接が不可能であるものを０点とした。また、亀裂発生の有無は、亀裂が全く発生しないものを３点、亀裂発生の虞があるものを１点、亀裂が発生したものを０点とした。図２から、前記試料である表面処理鋼板は、降伏応力Ｙ_ｐが５３０ＭＰａ以下であることにより、優れた加工性が得られることが明らかである。

次に、前記試料の伸びＥ_ｌと加工性との関係を図３に示す。ここで、伸びＥ_ｌは前記試料である表面処理鋼板を丸めたときの円周方向における数値である。また、缶胴部材１の加工性は、降伏応力Ｙ_ｐの場合と全く同一にして評価した。図３から、前記試料である表面処理鋼板は、伸びＥ_ｌが５％以上であることにより優れた加工性が得られることが明らかである。

次に、前記試料のうち、板厚が０．１５ｍｍ、降伏応力Ｙ_ｐが５００ＭＰａ、伸びＥ_ｌが２０％であるＳＲ材からなる表面処理鋼板について、未加工部の長さＬ_１の異なる複数の溶接缶体を形成した。次に、前記溶接缶体に外圧を加えて缶胴部が凹んだときの圧力としてパネリング強度を測定した。前記試料の未加工部の長さＬ_１と、パネリング強度との関係を図４に示す。

図４から、未加工部の長さＬ_１を６７〜７１ｍｍの範囲とすることにより、１６０ｋＰａ以上のパネリング強度を得ることができることが明らかである。前記パネリング強度は１６０ｋＰａであれば、溶接缶体においてレトルト殺菌処理工程における缶体内外の差圧に抗して缶胴部の凹みを防止することができるとされている。

本実施形態の溶接缶体は、例えば、内容物として公称１６０ｇの飲料を収容するものとすることができる。この場合、前記缶胴部は、全長が８７〜９０ｍｍの範囲にあり、未加工部の長さＬ_１は６７〜７１ｍｍの範囲にあり、ネックイン部５ｂの長さＬ_３は６〜１１ｍｍの範囲にある。

内容物として公称１６０ｇの飲料を収容する前記溶接缶体は、例えば全長が８８．２３ｍｍであり、未加工部の長さＬ_１が７０ｍｍであり、ネックイン部５ｂの長さＬ_３は６．２３ｍｍである。前記溶接缶体は、未加工部の長さＬ_１が７０ｍｍであることにより、前記ポリエステルフィルムに印刷される文字や図柄に何ら制限を受けることなく、優れた表示を行うことができると共に、優れた装飾効果を得ることができる。

また、前記溶接缶体のパネリング強度は１６５ｋＰａであり、レトルト殺菌処理工程における缶体内外の差圧に抗して缶胴部の凹みを防止することができることが明らかである。

また、本実施形態の溶接缶体は、例えば、内容物として公称１８０ｇの飲料を収容するものとすることができる。この場合、前記缶胴部は、全長が９６〜９９ｍｍの範囲にあり、未加工部の長さＬ_１は６７〜７１ｍｍの範囲にあり、ネックイン部５ｂの長さＬ_３は１３〜２０ｍｍの範囲にある。

内容物として公称１８０ｇの飲料を収容する前記溶接缶体は、例えば全長が９６．９３ｍｍであり、未加工部の長さＬ_１が７０ｍｍであり、ネックイン部５ｂの長さＬ_３は１４．９３ｍｍである。前記溶接缶体は、未加工部の長さＬ_１が７０ｍｍであることにより、前記ポリエステルフィルムに印刷される文字や図柄に何ら制限を受けることなく、優れた表示を行うことができると共に、優れた装飾効果を得ることができる。

また、本実施形態の溶接缶体は、例えば、内容物として公称２００ｇの飲料を収容するものとすることができる。この場合、前記缶胴部は、全長が１０３〜１０６ｍｍの範囲にあり、未加工部の長さＬ_１は６７〜７１ｍｍの範囲にあり、ネックイン部５ｂの長さＬ_３は２０〜２７ｍｍの範囲にある。

内容物として公称２００ｇの飲料を収容する前記溶接缶体は、例えば全長が１０４．１３ｍｍであり、未加工部の長さＬ_１が７０ｍｍであり、ネックイン部５ｂの長さＬ_３は２２．１３ｍｍである。前記溶接缶体は、未加工部の長さＬ_１が７０ｍｍであることにより、前記ポリエステルフィルムに印刷される文字や図柄に何ら制限を受けることなく、優れた表示を行うことができると共に、優れた装飾効果を得ることができる。

１…溶接缶体、２…缶胴部、３ａ，３ｂ…缶蓋、５ａ，５ｂ…ネックイン部、Ｌ_１…未加工部の長さ、Ｌ_２，Ｌ_３…ネックイン部の長さ。

Claims

表面処理鋼板の側縁部を互いに重ね合わせて溶接接合してなる缶胴部の両端部に缶蓋を二重巻締めした溶接缶体であって、
該表面処理鋼板は、０．１２〜０．１６ｍｍの範囲の板厚と、４００〜５３０ＭＰａの範囲の降伏応力Ｙ_ｐと、５〜３０％の範囲の伸びＥ_ｌとを備えており、
該缶胴部は、５１〜５３ｍｍの範囲の直径を備える円筒状部と、該円筒状部の両端に連設され４５〜５１ｍｍの範囲で該円筒状部より細い直径を備え該缶蓋が二重巻締めされた両ネックイン部とを備え、
全長が８７〜１０６ｍｍの範囲にあり、該両ネックイン部の間に６７〜７１ｍｍの範囲の長さの未加工部を備え、残余を該両ネックイン部の長さの合計とすると共に、該両ネックイン部の一方は該円筒状部の直径に対して複数の段階で縮径されていることを特徴とする溶接缶体。
請求項１記載の溶接缶体において、前記缶胴部は、全長が８７〜９０ｍｍの範囲にあると共に、前記両ネックイン部の長さは合計で１８〜２３ｍｍの範囲にあることを特徴とする溶接缶体。
請求項１記載の溶接缶体において、前記缶胴部は、全長が９６〜９９ｍｍの範囲にあると共に、前記両ネックイン部の長さは合計で２５〜３２ｍｍの範囲にあることを特徴とする溶接缶体。
請求項１記載の溶接缶体において、前記缶胴部は、全長が１０３〜１０６ｍｍの範囲にあると共に、前記両ネックイン部の長さは合計で３２〜３９ｍｍの範囲にあることを特徴とする溶接缶体。
請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の溶接缶体において、前記円筒状部の直径に対して複数の段階で縮径されているネックイン部は、最も縮径されている部分の直径が４５〜４８ｍｍの範囲にあることを特徴とする溶接缶体。