JP6663739B2 - キャップ及びその製造方法 - Google Patents
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Description
高ハイト部を円周上の対角位置において膨出部に沿って深く巻き込むことができるので、容器の口金部にキャップを安定して装着できる。
一方、本発明のキャップの製造方法においては、圧延材の伸びを考慮して、対角に対称形状を有する非円形のブランク材を用いることで、キャップの下端縁の高さの高低差が0.5mm以下の不均一な形状を有するキャップを成形できる。また、従来の製造方法のように、外周縁部のトリミングを行わないため、円筒部の下端縁を薄く形成できる。また、低ハイト部よりも背の高い高ハイト部を、低ハイト部の厚みよりも薄く形成できる。
本実施形態のキャップ1は、図2に示すように、ボトル缶2(本発明でいう、容器)の口金部21に装着されて、ボトル缶2を密栓するものである。
また、キャップ1の円筒部12は、周方向に断続的に形成されたスリット35の間に形成された複数のブリッジ36を介して筒上部37と筒下部38とが連結された構成とされている。筒上部37には、ボトル缶2の口金部21に形成された雄ねじ部26に螺合する雌ねじ部19が形成される雌ねじ形成予定部39と、雌ねじ形成予定部39の天面部11側に設けられるナール部13、フック部14及びグルーブ部15と、雌ねじ形成予定部39のブリッジ36側に設けられるビード部16とが設けられている。また、筒下部38には、ボトル缶2の口金部21の膨出部27にピルファープルーフ部として係止されることになるフレア17が設けられている。
キャップ1の製造方法においては、例えば図3〜図7に示すプレス用金型70を用いる。プレス用金型70は、天面部11aと円筒部12aとを備えるカップ状のキャップシェル10を成形するためのものであり、成形されたキャップシェル10は、円筒部12aにナール部13、フック部14、スリット35等の成形を行うナーラー成形が施されることにより、キャップ1として完成する。
(ブランク打ち抜き工程)
アルミニウム又はアルミニウム合金の圧延材30を、図3に示すように、プレス用金型70の上型71と下型72との間に配置する。そして、図4に示すように、上型71と下型72とを閉じるように上型71を下降させ、圧延材30をカットエッジダイ92と板押さえ83との間に挟持するとともに、カットエッジダイ92とドローダイ82との間で圧延材30を打ち抜く。この際、ブランク材31を、図8に示すように、圧延材30の圧延方向(0°及び180°を通る方向)に沿って対角に短径部を有する非円形に打ち抜く。
さらに上型71を下降させ、図4に示すように、絞りダイ91とドローダイ82との間にブランク材31の外周縁部32を環状に挟持する。その挟持状態でさらに図5に示すように絞りパンチ81を下降させることで、ブランク材31の中央部分を絞りパンチ81により絞りダイ91のダイ孔93内に押し出して絞り加工を行う。
この際、キャップシェル10の天面部11aの成形を行う工程の前半においては、図5に示すように、ブランク材31の外周縁部32を絞りダイ91とドローダイ82とで挟持しながら絞り加工を行うが、キャップシェル10の円筒部12aの下端縁の成形を行う工程の最後においては、図6に示すように、ブランク材31の外周縁部32をドローダイ82の逃がし部85に通過させながらダイ孔93に引き込み、絞りダイ91に沿ってブランク材31の外周縁部32を絞りパンチ81と絞りダイ91との間に案内することで、円筒部12aの成形を完了する。
最後に、図示は省略するが、カップ状に成形されたキャップシェル10の円筒部12aに、ナール部13、フック部14、スリット35等の加工を行うことにより、キャップ1が得られる。そして、このようにして得られたキャップ1においても、加工前のキャップシェル10と同様に、円筒部12の下端縁の最も高い高ハイト部18aと最も低い低ハイト部18bとの差分が0.5mm以下に維持される。
本実施形態のキャップの製造方法により、アルミニウム合金の厚み0.250mmの圧延材から非円形のブランク材を打ち抜き、公称キャップ外径38mmのキャップシェル及びキャップを成形した。また、ブランク材は、圧延材の伸びを考慮して、対角に対称形状を有する非円形のブランク材を形成し、耳が出やすい圧延材の圧延方向(0°及び180°を通る方向)に沿って対角に短径部(62.2mm)を形成するとともに、90°及び270°を通る方向に沿って対角に長径部(63.8mm)を形成した。
ブランク材の圧延方向を基準(0°及び180°)とし、本実施形態のキャップの製造方法において成形したキャップシェルのハイト(円筒部の高さ)を16等配(16箇所)で測定し、16箇所の測定値から、最大値(max)、最小値(min)、最大値から最小値を減じた差分R、16箇所の平均値(ave)を求めた。各5個のキャップの測定を実施した。
表1に結果を示す。
円筒部の下端縁の高さが円周上で均一に切り揃えられた従来例のキャップと、本実施形態の方法により作製した実施例のキャップとを用意した。なお、実施例のキャップは、キャップハイト評価と同様のキャップシャルを成形後、ナーラー成形工程によりキャップシェルの円筒部に、ナール部、フック部、ブリッジ等の加工を行うことにより成形した。また、従来例のキャップと実施例のキャップのそれぞれにライナを設け、ライナ付キャップを作製した。ライナは、TPS(スチレン系エラストマー)製の軟質層とPP(ポリプロピレン)製の硬質層とからなる二層シートを用いた。
キャッピングに用いるプレッシャーブロックは、絞り径を直径35.8mm、絞り深さを1.8mmに設定したものを使用した。キャッピング時のボトル缶の缶軸方向の押圧荷重(トッププレッシャー:TP)は1000Nに設定し、ROロールのROトルクは4.0N・m(押付荷重123N)に設定し、PPロールのPPトルクは3.2N・m(押圧荷重92N)に設定した。なお、各キャップ付ボトル缶のキャッピングは、いずれもROロール及びPPロールを半径方向に押し付ける動作を二度繰り返して行う二度加工により行った。
また、実施例のキャップ付ボトル缶では、キャップ付ボトル缶のロック角度(BBA)の平均値(Ave)と開栓角度(BBFA)の平均値(Ave)を、従来例よりも小さくでき、バラツキ(σn−1)も小さくできることから、開栓動作を円滑に行えるようになり、開栓性を向上できる。
次に、開栓評価で用いた従来例と実施例のライナ付キャップ、ボトル缶を用いて、PPロールのPPトルク及び押圧荷重を表1に示す条件に変更して、ボトル缶にライナ付キャップをキャッピングして、初期内圧が20℃で100±20kPa相当となるように設定されたキャップ付ボトル缶を作製した。
結果を表3に示す。
一方、従来例のキャップ付ボトル缶では、PPトルクをトルクを低くすると、開栓角度が大幅に大きくなり、開栓角度も大きくなった。また、ライナ付キャップのすっぽ抜けが生じ、PPトルクを低くすることで、すっぽ抜けの発生リスクが高くなった。
2 ボトル缶
4 ライナ
5 ライナ付キャップ
9 キャップ付ボトル缶
10 キャップシェル
11,11a 天面部
12,12a 天面部
13 ナール部
14 フック部
15 グルーブ部
16 ビード部
17 フレア
18a 高ハイト部
18b 低ハイト部
19 雌ねじ部
21 口金部
22 胴部
23 肩部
24 首部
25 カール部
26 雄ねじ部
27 膨出部
30 圧延材
31 ブランク材
32 外周縁部
33 耳
34 段差部
35 スリット
36 ブリッジ
37 筒上部
38 筒下部
39 雌ねじ形成予定部
41 密封層
42 摺動層
60 キャッピング装置
61 プレッシャーブロック
62 ROロール
63 PPロール
70 プレス用金型
71 上型
72 下型
81 絞りパンチ
82 ドローダイ
83 板押さえ
85 逃がし部
87 トリムカッター
91 絞りダイ
92 カットエッジダイ
93 ダイ孔
Claims (4)
- 天面部と、該天面部の周縁から略垂下してなる筒状の円筒部とを備える金属製のキャップであって、
前記円筒部の下端縁は、前記円筒部の垂下方向の高さが周方向で異なり、高さの高い高ハイト部と高さの低い低ハイト部とを有しており、
前記高ハイト部の最も高い部分と前記低ハイト部の最も低い部分との差分が0.22mm以上0.30mm以下とされていることを特徴とするキャップ。 - 前記高ハイト部が、前記円周上において対向する対角位置に設けられていることを特徴とする請求項1に記載のキャップ。
- 請求項1又は2に記載の前記キャップを製造する方法であって、
アルミニウム又はアルミニウム合金の圧延材からブランク材を打ち抜くブランク打ち抜き工程と、
前記ブランク材を有底筒状のカップ状に成形するキャップシェル成形工程とを有し、
前記ブランク材は、前記圧延材の圧延方向に沿って対角に短径部を有する非円形に打ち抜かれることを特徴とするキャップの製造方法。 - 前記キャップシェル成形工程は、
ドローダイの内周部に絞りダイ上の前記ブランク材に当接しない逃がし部を形成しておき、
前記天面部の成形を行う工程の前半においては、前記ブランク材の外周縁部を前記絞りダイと前記ドローダイとで挟持した状態で、該ブランク材の中央部分を絞りパンチにより前記絞りダイのダイ孔内に押し出して絞り加工を施し、
前記円筒部の下端縁の成形を行う工程の最後においては、前記外周縁部を前記ドローダイの前記逃がし部に通過させながら前記ダイ孔内に引き込み、前記絞りダイに沿って前記外周縁部を前記絞りパンチと前記絞りダイとの間に案内することを特徴とする請求項3に記載のキャップの製造方法。
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