JP6022527B2 - 包装用缶の手環、及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、１８Ｌ缶（一斗缶）などの包装用缶に提げ手として取り付けられる包装用缶の手環、及びその製造方法に関する。

例えば、食用油、醤油等の調味料類、塗料や溶剤等の化学薬品類などを収容する包装容器として、１８Ｌ缶などの包装用缶が用いられており、一般に、この種の包装用缶の天板には、持ち運びのための手環が取り付けられている。そして、金属板製１８Ｌ缶の規格を定めるＪＩＳ Ｚ１６０２には、手環に用いる鉄線について規定されていることから、従来は、鉄線を所定の長さで切断した素材を台形状に折り曲げて、当接させた遊端面を溶接してなる手環が一般に用いられていた（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−５９２３４号公報

しかしながら、鉄線を用いて形成された手環は持ちやすいものとはいえず、使用者が把持する部位に、必要に応じて、持ちやすさを改善するための部材を取り付けるなどしているが（特許文献１の図１０、ＪＩＳ Ｚ１６０２の参考図５ｂ参照）、そうすると、部材点数が増加するだけでなく、部材管理の手間が煩雑になるとともに、そのための取り付け作業を行う必要もあることから、生産性やコスト面での不利が避けられない。

そこで、本発明らは、包装用缶の手環に要求される強度を満たしていれば、鉄線にこだわる必要もないと考えて、持ちやすい包装用缶の手環を生産性良く、かつ、低コストで提供するべく鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、合成樹脂製の射出成形品として製造コストの低減を図りつつ、持ちやすい形状を備えるとともに、要求される強度を満たした包装用缶の手環、及びその製造方法の提供を目的とする。

本発明に係る包装用缶の手環は、把持部と、包装用缶の天板への取り付け部と、前記把持部の両端から前記取り付け部の両端に接続される脚部とを有する合成樹脂製の手環であって、前記把持部側にゲートが配置され、前記取り付け部側にウェルド部が形成された射出成形品であるたとした構成としてある。

また、本発明に係る包装用缶の手環の製造方法は、把持部と、包装用缶の天板への取り付け部と、前記把持部の両端から前記取り付け部の両端に接続される脚部とを有する合成樹脂製の手環の製造方法であって、前記把持部側にゲートが配置された射出成形型により手環を射出成形する手環成形工程と、前記手環を、座金を介して前記天板に取り付ける取り付け工程と、前記天板に取り付けられた状態で前記手環を加熱する加熱工程とを含む方法としてある。
また、本発明に係る包装用缶の手環の製造方法は、把持部と、包装用缶の天板への取り付け部と、前記把持部の両端から前記取り付け部の両端に接続される脚部とを有する合成樹脂製の手環の製造方法であって、前記把持部側にゲートを配置して射出成形し、前記取り付け部側にウェルド部を形成する方法としてもよい。

本発明によれば、包装用缶に取り付けられる手環に要求される強度を満たしながらも、当該手環を合成樹脂製の射出成形品として製造コストの低減を図ることができる。また、当該手環は、射出成形品として製造されるものであり、持ちやすい形状を備えるように設計することも容易である。

本発明の実施形態に係る包装用缶の手環の一例を示す正面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 本発明の実施形態に係る包装用缶の手環の一例を示す背面図である。 本発明の実施形態に係る包装用缶の手環の一例を示す側面図である。 本発明の実施形態に係る包装用缶の手環の一例を示す平面図である。 本発明の実施形態に係る包装用缶の手環の一例を示す底面図である。 本発明の実施形態に係る包装用缶の手環の使用例を示す説明図であり、（ａ）は手環を包装用缶の天板に取り付けた状態を示す斜視図、（ｂ）は手環を取り付ける座金の一例を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る包装用缶の手環について、その耐荷重強度測定に用いる治具の一例を示す説明図である。 本発明の実施形態に係る包装用缶の手環について、その耐荷重強度測定を示す説明図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

本実施形態に係る手環１は、１８Ｌ缶などの包装用缶１０を持ち運ぶための提げ手として、当該包装用缶１０の天板１０ａに取り付けて使用され、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリアセタール、ポリ塩化ビニル、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリカーボネート等の熱可塑性樹脂を用いて射出成形してなる合成樹脂製の射出成形品として製造される。これらの熱可塑性樹脂のうち、汎用樹脂でありながらも強度が高く、耐薬品性にも優れているポリプロピレンを用いるのが好ましく、特に、加熱することによって結晶化度が高まり、これによって強度が向上するブロックポリプロピレンが好ましいが、これについては後述する。

図１乃至図６に示すように、手環１は、上辺よりも底辺が短い等脚台形状の環として成形され、環の内側に湾曲する弓形に形成された把持部２と、直線状に形成された取り付け部３と、把持部２の両端から斜め内向きに垂下して取り付け部３の両端に接続される脚部４とを有している。

手環１の把持部２は、使用者が把持する部位であり、把持部２の環の内側には、なだらかに隆起する三つの凸部２ａが形成されている。これらの凸部２ａは、一般的な人の手の大きさを考慮して、使用者が親指を除く四本の指で上辺部２を把持したときに、それぞれの指の間に位置して持ち易くなるようにするとともに、使用者の指に与える負荷が軽減されるように、その形状、厚み、寸法などを適宜設計する。これにより、手環１の把持部２を内側に湾曲する弓形の形状としたこととあいまって、手環１を持ち易くすることができ、把持部２の環の内側には、必要に応じて、滑り防止のための粗面加工などを施すことで、より持ち易くすることもできる。

また、手環１の取り付け部３は、包装用缶１０の天板１０ａに手環１を取り付けるための部位であり、図７（ａ）に示すように、手環１は、その取り付け部３を遊嵌状に保持する座金１１を用いて、包装用缶１０の天板１０ａに取り付けられる。

手環１を包装用缶１０の天板１０ａに取り付ける座金１１は、図７（ｂ）に示すように、断面Ｕ字状又はコの字状に形成された手環挿入部１１ａと、手環挿入部１１ａの両端縁から水平に張り出す固着片１１ｂとを有している。そして、手環１の取り付け部３を手環挿入部１１ａに挿入して遊嵌状に保持した状態で、固着片１１ｂを包装用缶１０の天板１０ａに、電気溶接、高周波誘導、スポット溶接、半田付け、接着剤などの手段により固着する。
なお、固着片１１ｂは、平板状に形成してもよいが、補強のために、その一部又は全部を図示するような波板状に形成するのが好ましい。

このようにして包装用缶１０の天板１０ａに取り付けられた手環１を、使用者が把持して当該包装用缶１０を持ち上げたり、持ち運んだりする際に、手環１の取り付け部３は、全体が座金１１の手環挿入部１１ａに保持された状態にあり、手環１の取り付け部３には、その長手方向に沿って比較的均等に荷重がかかる。一方、手環の１の把持部２には、使用者の持ち方によっては、部位ごとに荷重のかかり方にばらつきが生じてしまうこともあり、手環１の把持部２に局所的に強度が弱い部位があると、その部分に応力が集中して破損してしまうことが懸念される。

前述したように、本実施形態では、合成樹脂製の射出成形品として手環１を製造する。そのためには、手環１を成形する環状のキャビティが形成された射出成形型を用いて、流入口であるゲートＧからキャビティ内に溶融樹脂を流し込むことによって所定形状に成形するが、このときゲートＧから流し込まれた溶融樹脂は、二方向に分岐してキャビティ内を流動する。そして、分岐した溶融樹脂はキャビティ内を満たしながらゲートから離れた位置で合流し、このような部位は、一般に、ウェルド部Ｗと称され、他の部位に比べて強度の弱い部分となり易い傾向にある。
なお、ウェルド部Ｗは、概ね図１に鎖線で囲む範囲内に形成される。

このため、本実施形態では、手環１の把持部２側にゲートＧが配置されるように射出成形型を設計し、かかる射出成形型を用いて射出成形することによって、手環１の取り付け部３側にウェルド部Ｗが形成されるようにして、手環１の把持部２側に局所的に強度の弱い部分が形成されないようにし、これによって、手環１に要求される強度が満たされるようにしている。

このとき、座金１１の手環挿入部１１ａに取り付け部３が保持された状態の手環１が、ウェルド部Ｗで破損してしまわないようにするには、座金１１の手環挿入部１１ａの端部側よりもできるだけ内方にウェルド部Ｗが位置した方がよい。したがって、ゲートＧの配置は、手環１の把持部２の長手方向中央部とするのが好ましく、これにより、ウェルド部Ｗが、取り付け部３の長手方向中央部に形成されるようにするのが好ましい。

ここで、手環１に要求される強度とは、包装用缶１０の天板１０ａに取り付けた手環１を使用者が把持して当該包装用缶１０を持ち上げたり、持ち運んだりする際に、手環１が破損することなく包装用缶１０の重量に耐え得る強度（耐荷重強度）をいい、次のようにして測定した値が、１２００Ｎ以上、さらには１４００N以上であることが好ましい。

［手環の耐荷重強度測定法］
一端にフック部ｆを有する治具ｇ（図８参照）を二つ用意して、かかる治具ｇのフック部ｆを手環１の把持部２と取り付け部３とに係止して（図９参照）、把持部２側に係止した治具Ｇを引き上げていき、手環１が破損したときの荷重を、手環１の耐荷重強度として測定する。

また、この種の包装用缶１０の素材には、一般に、鋼板表面に錫をめっきしたブリキ、鋼板表面にクロムをめっきしたティンフリースチール、鋼板表面をポリエステル樹脂などで被覆したラミネート鋼板などが用いられ、これらの缶素材は用途に応じて適宜選択される。そして、内容物による缶素材の腐食や、缶素材に含まれる金属の溶出などを防ぐために、包装用缶１０の天板１０ａ、缶胴１０ｂ、及び地板１０ｃの内面側には、必要に応じて、エポキシ系の塗料などからなる内面塗膜を形成したり、樹脂フィルムを積層してなるラミネート層を形成したりするなどしている。

手環１を包装用缶１０の天板１０ａに取り付けるには、前述したような固着手段により座金１１の固着片１１ｂを当該天板１０ａに固着するが、固着手段が熱の発生を伴うものであると、その熱によって天板１０ａの内面側に形成された内面塗膜やラミネート層が破壊されてしまうことがある。通常、このような場合には、その破壊された部位に補正塗料を塗布、又は補正フィルムを貼着し、加熱オーブンで焼き付け処理をすることによって、当該部位を補修している。

このような補修作業を伴う場合には、天板１０ａに取り付けられた手環１にも熱が加わることから、本実施形態では、加熱することによって結晶化度が高まり、これによって強度が向上するブロックポリプロピレンを用いるのが好ましく、このようにすることで、より強度が向上した手環１を製造することができる。

より具体的には、手環１は、次のように製造することによって、その強度を向上させることができる。
先ず、手環１に対応した形状の環状のキャビティが形成され、把持部２側にゲートＧが配置された射出成形型により、ブロックポリプレンを用いて手環１を射出成形する（手環成形工程）。そして、この手環１を、座金１１を介して包装用缶１０の天板１０ａに取り付け（取り付け工程）、天板１０ａの内面側に形成された内面塗膜又はラミネート層を補修する際に、天板１０ａに取り付けられた状態で、手環１を天板１０ａごと加熱する（加熱工程）。これにより、天板１０ａの内面側に形成された内面塗膜又はラミネート層の補修と同時に、手環１を構成するブロックポリプロピレンの結晶化度を高めて、最終的に、より強度が向上した手環１を製造することができる。

このようにして手環１を製造するにあたり、加熱工程における加熱時間、加熱温度などの諸条件は、天板１０ａの内面側に形成された内面塗膜又はラミネート層を補修する際の設定を変更することなく、又は当該設定を必要に応じて変更して、例えば、１１０〜１５０℃、２〜１０分とすることができる。このような加熱工程を経ることによって、手環１を形成するブロックポリプロピレンの結晶化度を高め、最終的に得られる手環１の強度を向上させることが好ましい。

ここで、結晶化度は、ＪＩＳ ７１２２に準拠して、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により、４０〜２３０℃まで１０℃／分の昇温速度で熱量測定し、そのＤＳＣ曲線から求めた融解転移熱を目安にすることができる。

例えば、図１乃至図６に示す手環１を製造するに際して、ブロックポリプロピレンを用いて射出成形によって成形された手環前駆体について上記熱量測定を行ったところ、融解ピーク温度は約１６６．９℃、融解転移熱は約７７．９ｍＪ／ｍｇであった。そして、前述したようにして耐荷重強度を測定したところ、１３７５Ｎで破損した。

また、かかる手環を加熱オーブンに入れて、１４０℃、５分で加熱して手環１の結晶化度を高めた。かかる手環１について、上記熱量測定を行ったところ、融解ピーク温度は約１６７．５℃、融解転移熱は約８８．５ｍＪ／ｍｇであった。そして、前述したようにして耐荷重強度を測定したところ、１５００Ｎで破損した。

以上のように、ブロックポリプレンを用いて射出成形された手環前駆体を加熱処理することによって結晶化度が高まり、得られた手環１の耐荷重強度をより向上させることができるが、上記熱量測定による融解転移熱が、概ね７５〜９０ｍＪ／ｍｇの範囲にあれば、手環１に要求される強度を満足することができる。
したがって、上記した例では、加熱処理前の手環前駆体であっても、融解転移熱が約７７．９ｍＪ／ｍｇ、耐荷重強度が１３７５Ｎであり、手環１に要求される強度を満足するものであるが、加熱処理により結晶化度を高めることによって、手環１を薄肉に設計しても十分な強度を確保することが可能になる。

なお、天板１０ａの内面側に形成された内面塗膜やラミネート層の補修作業を伴わなくても、ブロックポリプロピレンを用いて射出成形によって成形された手環前駆体を天板１０ａに取り付けた状態で加熱することによっても、強度を向上させた手環１が製造できるのはいうまでもない。

このような本実施形態によれば、包装用缶１０に提げ手として取り付けられる手環１に要求される強度を満たしながらも、手環１を合成樹脂製の射出成形品として製造コストの低減を図ることができる。また、手環１は、射出成形品として製造されるものであり、持ちやすい形状を備えるように設計することも容易である。

以上、本発明について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることはいうまでもない。

例えば、前述した実施形態では、把持部よりも取り付け部が短い等脚台形状の環として手環１を成形した例を示したが、手環１は、台形（少なくとも一組の対辺が平行な四辺形）状、さらには多角形状、または、少なくとも取り付け部に対応する箇所を直線状とする円形状の環として成形されていればよい。また、把持部は、環の外側に湾曲する弓形に形成してもよく、さらに脚部は環の内側及び外側を問わず、くの字状、湾曲状に形成してもよい。ただし、包装用缶１０を持ち運ぶ際に、手環１に偏った力が作用しないように、手環１は左右対称に成形するのが好ましい。

本発明は、包装用缶を持ち運ぶための提げ手として、当該包装用缶に取り付けて使用される手環を提供する技術として利用することができる。

１ 手環
２ 把持部
３ 取り付け部
４ 脚部
１０ 包装用缶
１０ａ 天板
Ｇ ゲート
Ｗ ウェルド部

Claims (7)

1. 把持部と、包装用缶の天板への取り付け部と、前記把持部の両端から前記取り付け部の両端に接続される脚部とを有する合成樹脂製の手環であって、
   前記把持部側にゲートが配置され、前記取り付け部側にウェルド部が形成された射出成形品であることを特徴とする包装用缶の手環。
2. 前記ゲートが前記把持部の長手方向中央部に配置され、前記ウェルド部が前記取り付け部の長手方向中央部に形成された請求項１に記載の包装用缶の手環。
3. 前記把持部が内側に湾曲する弓形に形成されるとともに、前記把持部の内側に隆起する複数の凸部が形成された請求項１又は２に記載の包装用缶の手環。
4. ブロックポリプロピレンを用いた射出成形品であり、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により、１０℃／ｍｉｎで測定した際の融解転移熱量（ｍＪ／ｍｇ）が、７５乃至９０（ｍＪ／ｍｇ）であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の包装用缶の手環。
5. 把持部と、包装用缶の天板への取り付け部と、前記把持部の両端から前記取り付け部の両端に接続される脚部とを有する合成樹脂製の手環の製造方法であって、
   前記把持部側にゲートが配置された射出成形型により手環を射出成形する手環成形工程と、
   前記手環を、座金を介して前記天板に取り付ける取り付け工程と、
   前記天板に取り付けられた状態で前記手環を加熱する加熱工程と
   を含むことを特徴とする包装用缶の手環の製造方法。
6. 前記手環を、ブロックポリプロピレンを用いて射出成形し、
   前記加熱工程において、前記手環の結晶化度を高める請求項５に記載の包装用缶の手環の製造方法。
7. 把持部と、包装用缶の天板への取り付け部と、前記把持部の両端から前記取り付け部の両端に接続される脚部とを有する合成樹脂製の手環の製造方法であって、
   前記把持部側にゲートを配置して射出成形し、前記取り付け部側にウェルド部を形成することを特徴とする包装用缶の手環の製造方法。

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