JPS59106929A - テ−プ片の熱接着法 - Google Patents

テ−プ片の熱接着法

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JPS59106929A
JPS59106929A JP57215513A JP21551382A JPS59106929A JP S59106929 A JPS59106929 A JP S59106929A JP 57215513 A JP57215513 A JP 57215513A JP 21551382 A JP21551382 A JP 21551382A JP S59106929 A JPS59106929 A JP S59106929A
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JP
Japan
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heat
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heat bonding
opening end
end part
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Tsuneo Imatani
恒夫 今谷
Hisakazu Yasumuro
久和 安室
Michio Watanabe
道雄 渡辺
Hideo Kurashima
秀夫 倉島
Kazuhisa Ishibashi
石橋 一久
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Toyo Seikan Group Holdings Ltd
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Toyo Seikan Kaisha Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はテープ片の熱接着法に関し、さらに詳しくは熱
可塑性プラスチックよシなるテープ片を缶体等の金属円
筒体の開口端部の外周面に熱接着する方法に関する。
第1図に示されるような、継目なしの上部缶体2と、同
じく継目なしの下部缶体3の夫々の開口端部2aおよび
3a(図示されないプライマー塗膜が形成されている)
を接着剤層4を介して嵌合し、接着された周面接合部5
を有する金属缶1(ぶシキ、ティンフリースチール、ア
ルミニウム合金薄板等の金属板よりなる)が、特に炭酸
飲料やビール等を収納用の耐圧容器に好適であるとして
提案されている。この場合接着剤層4を形成する方法と
して、熱硬化型接着剤やスラリー型接着剤のような液体
接着剤の塗布、もしくは粉体型接着剤の静電塗布等も考
えられる。しかし熱接着性プラスチックよシなるテープ
片を、縮径加工された開口端部3aの外周面3a1に予
めはみ出し部を残して熱接着し、その後はみ出し部を内
側に折シ込んで、端面3 a2および内周面3a3に熱
接着し、れ易いこと、およびもともと金属が露出してい
る端面3a2の保護が確実に行なわれ易い点等において
好ましい。
開口端部3aの外周面3a1へのテープ片の熱接着は、
例えば本発明者等が特願昭57−35181号において
提案したように、加熱され、かつ回転する開口端部3a
の外周面3&1に、接着ロール上に保持されたテープ片
を移行させると同時に押圧することによって行なわれる
。この場合開口端部の円周方向に沿い温度が不均一であ
ると、例えば過熱部分には、熱接着されたテープ片の極
針城泡や熱劣化、熱分解、開口端部のカットエツジによ
る切断、あるいはプライマー塗膜の熱劣化、熱分解等の
欠陥が生じ、一方加熱不足部分は接着力不足になるとい
う問題を生じ易い。
本発明は以上の技術的問題に鑑みなされたものであって
、本発明の目的は金属円筒体の開口端部を回転しながら
実質的に均一に加熱して、欠陥を生ずることなくテープ
片を開口端部に熱接着する方法を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明は、金属円筒体の開口
端部の外周面に熱可塑性プラスチックよシなるテープ片
を熱接着する方法において、該開口端部を該プラスチッ
クの熱接着可能温度の下限温度近傍に円周方向に沿って
実質的に均一に前加熱した後、直ちに該円筒体を回転さ
せた状態において、該開口端部を、熱接着点における該
開口端部分の温度が該熱接着可能温度になるように、該
熱接着点の上流において円周方向に沿い局部的に加熱し
て、該熱接着点において、該開口端部の外周面に該テー
プ片を熱接着することを特徴とするテープ片の熱接着法
を提供するものである。
以下図面を参照しながら本発明について説明する。
第2図、第3図はテープ片の熱接着装置の例の要部を示
したものでちって、熱接着装置10はテープ片供給ロー
ル装置11.接着ロール装置12および下部缶体3の搬
送装置13を備えている。
テープ片供給ロール装置11は、中空のロール14(例
えばアルミニウム等の金属よりなる)、およびロール1
4の中空部内に設けら五た固定筒15を備えている。ロ
ール14および固定筒15の構造は、形状の差を除いて
、後述の接着ロール装置12の接着ロール16および固
定筒17の夫等とほぼ同様である。すなわちロール14
には全周に沿い半径方向に延びる多数の真空吸着孔14
aが形成されており、図示されないピンチロール13に
よシロール14の周面のグループ14b内に供給された
テープ(図示されない)は、周面上に負圧によシ吸着、
巻付けられる。
ロール14の内面と、固定筒15の外面の間には真空室
18および空気室19が形成されておシ、両者は固定筒
15に形成された第1の突出部15aおよび第2の突出
部15bによって隔離されている。突出部15a*15
bの周面はロール14の内周面と気密摺動可能に形成さ
れている。そして第1の突出部15aは接着ロール装置
12に対向する位置に、その真空室側面15alがロー
ル14と接着ロール16の両軸線を通る仮想平面に近接
して真空室18側に、また空気室側面15a2が上記仮
想平面に近接して空気室19側に形成きれていて、ロー
ル14から接着ロール16へのチー(5) ゾ片20の移動がスムースに行なえるようになっている
また第2の突出部15bは、図示されないピンチロール
と対向する位置に、その真空室側面15b1が、ロール
14とピンチロールの両軸線を通る仮想平面よシ空気室
19側に位置するように形成されていて、テープがぎン
チロールとロール14の間隙を通ると、直ちにグループ
14b内に真空吸着されるようになっている。
テープ(図示されない)は図示されない送シ出し用リー
ルよシル−パー(図示されない)を経て、ピンチロール
によシテープ片供給ロール装置11の中空ロール14に
真空吸着によシ巻付けられるのであるが、ロール14は
図示されない駆動機構によシ、定周速度τでの矢印方向
への回転と停止の間欠回転を行なうよう構成されている
0そして停止期間にテープは図示されないカッターによ
シ所定長(開口端部3aの円周長さtにオーバラップ長
さmを加えた長さくを十m)に実質的に等しい長さ)に
切断されて、テープ片20となる。
(6) 接着ロール装置12の固定筒17は、第2図に示される
ように、中空固定軸21の先端部に設けられておシ、固
定筒17のブッシング部に沿い気密に摺動して、接着ロ
ール16が固定筒17と同軸に、モータ22によりギヤ
装置23を介して矢印方向(第3図)に、熱接着面1f
ia1の周速度が所定値υとなるように、連続回転され
る。固定筒17に形成された第1の突出部17aおよび
第2の突出部17bによって、接着ロール16内面と固
定筒17外面の空隙に、真空室24および空気室25が
形成される。真空室24は、固定筒17に設けられた導
孔17c1および中心孔17d(中空固定軸21内を貫
通する)を介して、図示され々い真空装置に連通ずる。
接着ロール16は、周面の長さがテープ片20の長さに
実質的に等しい熱接着面16a1’i有する熱接着部1
6aと、半径が熱接着部16aよシ小さい小径部1fi
bを備えている@熱液着面16a1は、第2図に示すよ
うに、テープ片20の幅とほぼ等しい幅を有し、かつ高
さがロール14のグループ14bの深さよシ大きい耐熱
性弾性ゴム(例えばシリコンゴム)層16a3によって
形成されている。熱接着部16aには半径方向に延び真
空室24に連通ずる多数の真空吸着孔16a2が形成さ
れている。
搬送装置13は、回転盤26、およびホルダー27を備
えている。ホルダー27は、下部缶体3の底部近傍部を
嵌着可能の形状を有する凹部27a、を形成されたホル
ダ一本体27aと、嵌着された下部缶体3と同軸になる
ようホルダ一本体27aに固着されたシャツ)27bを
備えている。ホルダー27は回転盤26の円周方向に沿
い複数個(例えば4個)が等間隔に設けられておシ、シ
ャツ)27bは、回転盤26に形成された透孔内を軸線
方向に摺動可能に軸支されている。
ホルダー27に対し、回転盤26の反対側の位置に回転
板28が、回転盤26と同軸に設けられている。回転板
28には、ホルダー27と対向する位置にマンドレル2
9(例えば4個の)が軸支されている。マンドレル29
の芯部29a(f+Ltばアルミニウムのような金属よ
りなる)を包囲して、下部缶体3の開口端部3a内に嵌
入されるべき外周部には、比較的薄い(通常厚さ1〜1
0+Hn)耐熱性熱絶縁性層29b(例えばテフロン、
ベークライト、セラミック等よシなる)が設けられてい
る。熱絶縁性層29bは、加熱された開口端部3aの熱
が芯部29aに逃げることによる開口端部3aの冷却を
緩和する。
なお芯部29aには開口端部3aの端面3a2と係合す
べき突出部29a1が形成されていて、下部缶体3の軸
線方向の位置決めが行なわれるようになっている。
各ホルダー27に対応して図示されないモータが付設さ
れていて、協同して下部缶体3を保持するホルダー27
およびマンドレル29は、該モータによシ夫々ギヤ(図
示されない)およびギヤ30を介して開口端部3aの周
速がツになるように同期回転されるように構成されてい
る。
各マンドレル29に対応して、開口端部3aを加熱する
だめの、円弧状の部分31&が開口端部(9) 3aに対向する高周波誘導加熱コイル(以下加熱コイル
とよぶ)31が、図示されない支持体により回転板28
に固設されておシ、加熱コイル31は、図示されないフ
ィーダー、回転トランスに介して高周波発振装置に接続
する。
搬送装置13に沿い、装入ステーション(図示されない
)、熱接着ステーションAおよび送出ステーション(図
示されない)が設けられている。
回転軸盤26と回転板28は、ホルダー27が各ステー
ションに達したとき所定時間(下部缶体3の熱接着が行
なわれている時間、すなわち接着ロール装置12の熱接
着面16a1が、熱接着点A′を通過している時間)停
止し、かつ小径部16bが熱接着点A′に対向する位置
を通過している間回転し、上記通過が終了した瞬間に次
の下部缶体3が熱接着ステーションAに達するような速
度で矢印方向(第3図(a))に回転するという間欠回
転運動を、図示され々い駆動装置によって行なうよう構
成されている。なお熱接着点AIにおいて、熱接着面1
6a1と開口端部3aが対向し、かつ両者r1n) 間の間隙が、テープ片20の厚さよシ僅かに小さくなる
ように(熱接着時に押圧力が加えられるようにするため
)、マンドレル29は配設されているO 以上の装置10において、熱接着性のプラスチック、例
えば変性線状ポリエステル、又はナイロン12もしくは
ナイロン11、酸変性?リオレフィン等の比較的低融点
で、かつ極性基を有する熱可塑性グラスチックのフィル
ムよシなる所定幅と厚みのテープは、テープ片供給ロー
ル装置11のグループ14bに装入され、グループ14
bの底面に真空吸着により巻付けられて、ロール14の
回転と共に矢印方向に進行し、所定位置においてロール
14は停止し、テープは切断され、テープ片20が形成
される。この停止は、矢印方向に連続回転する接着ロー
ル16の小径部16bが、ロール14の接着ロール16
に対向する位置Xを通過する間続く。接着ロール16の
熱接着部16aの先端16a4が上記対向する位置Xに
達すると、ロール14は熱接着部16a1と同一周速度
τで矢印方向に回転し、ロール14上のテープ片20の
先端部を吸着する真空吸着孔14aは、空気室19に連
通して真空を解除されるので、当該先端部は熱接着部1
6aの真空吸着孔16a2によって吸着されて、ロール
14から熱接着面16a1にテープ片20はスムースに
移行する。この移行はテープ片20の後端が上記対向す
る位置Xに達するまで続き、上記位置Xに達したときロ
ール14は停止する。
次いでテープ片20は、第3図(c)に示すように、熱
接着点A′において、真空吸着孔16a2による吸着を
解除されて、熱接着面16a1から離れて、周速度τで
矢印方向に回転し、かつ加熱コイル31によシ熱接着可
能温度に加熱された下部缶体3の開口端部3aの外周面
3a1の全長に沿い、耐熱性弾性ゴム層16a3と、マ
ンドレル29の熱絶縁性層29bの協同により1.抑圧
下に熱接着される。
送出ステーションから送出された缶体3は、次工程でテ
ープ片20の開口端部3aの外方にはみ出している部分
20aを内側に折込1れて、端面3a2が保護され、は
み出し部分20aが開口端部3aの内周部3a3に熱接
着された構造を有する、第1図に示される下部缶体3に
形成される。
以上の場合に、熱接着点A′があるために、加熱コイル
31は開口端部3aの全周に対向して、これを包囲する
ように設けられることができず、少なくとも接着ロール
16の熱接着部16aに当らないように、その部分31
a(第2図)が局部的に開口端部3aに近接して対向す
るように設けられなければならない。そして下部缶体3
が公転によシ熱接着ステーションAに達するまでに、開
口端部3aが、加熱コイル31の通電によって熱接着可
能温度まで加熱されたとしても、加熱コイル31を消勢
すると、マンドレル29に熱を奪われて、開口端部3a
は急激に冷却するので、テープ片20を開口端部3iに
貼着するさいにも、加熱コイル31に通電して開口端部
3aを加熱する必要がちる。この貼着、すなわち熱接着
時の加熱を本明細書においては同時加熱と呼ぶ。
同時加熱によシ加熱された開口端部3aの部分(13) が熱接着点A′に達するまでの冷却をできるだけ少なく
するために、対応する下部缶体3が熱接着ステーション
Aに位置するとき、加熱コイル31は、熱接着点にの上
流側に、かつ接着ロール16と当らない範囲内において
、熱接着点A′にできるだけ接近するよう設けられるこ
とが望ましい。
加熱コイル31の開口端部3aに対向する部分31aの
、下部缶体3従ってマンドレル29に対しなす中心角θ
(第3図(a))は、約40〜180度であることが好
ましく、さらに約90〜110度であることがよシ望ま
しい。約40度よシ小さいと、下部缶体3との電磁結合
が小さくなって加熱効率が低下するからである。一方約
180度より大きくなると、電磁結合は大きくガるが、
円周方向に循環する誘導電流が生じて加熱効率が低下し
、さらに次に述べるように開口端部3aの加熱温度の不
均一部分が増大するからでちる。
いま第3図(、)の状態における開口端部3aの、加熱
コイルの部分31aの上端部31a1に対応する部分を
a、下端部31a2に対応する部分を(14) C1部分31aに対向する部分aとCの中間の部分をす
、中心0に対し部分すと反対側の部分をdとする。そし
て部分aと熱接着点A2間の周長と、接着ロール16上
のテープ片20の先端20aと熱接着点A1間の周長が
等しいとする。すなわち第3図(b)に示すように、ち
る時間後には、部分aとテープ片20の先端20aが、
熱接着点A′において当接するものとする◎ いま第3図(、)の状態(時間1+ )において、開口
端部3aが円周方向に沿って均一にT2に加熱されてお
シ、その時点から開口端部3aの矢印方向への回転(自
転)と、加熱コイル31の通電が始まったとして、テー
プ片20の貼着が終るまでの、熱接着点A′における開
口端部3aの各部分の温度を示すと第4図の実線で示さ
れる曲線のようになる。
すなわち部分Cは、時間t2に熱接着点AIに達するが
、それまでに若干その温度が降下(例えば約10℃降下
)してT1となる0部分Cから部分b’6通って部分a
に至る部分は加熱コイル31によって加熱され、部分a
に近づくほどその温度上昇は大きく、部分aが熱接着点
A′に達しだとき(時間ta )におけるその温度はT
3となる。以降、部分aから部分dを通って部分Cに至
る間の部分の温度上昇は部分aと等しく、この部分の熱
接着点A/における温度はT3である。そして時間t4
およびt5に夫々再び部分Cおよびaが熱接着点A’に
達するが、その時の部分aの温度はT4となって、部分
Cの温度(T3)よシも高くなる。そして時間t3から
t5までの間が貼着、すなわち熱接着の行なわれる時間
である。以上のように部分a−b−cの周長すなわち中
心角θが大きいほど、開口端部3aの不均一加熱部分が
増大する。
貼着が行なわれている間(時間t3から151での間)
における開口端部3aの熱接着点AIにおける温度は、
熱接着可能温度範囲内にある必要がある。いま、熱接着
可能温度の下限ヲTX、上限をTyとすると、下限温度
Txは必要な熱接着力が得られる下限温度によって定め
られ、テープ片20を形成する熱可塑性プラスチックが
結晶性の場合は、通常その融点(示差熱分析曲線(DS
C) ’&どで観測される融解ピーク値で定義される)
よ#)5℃〜10℃高い温度であり、壕だ無定形プラス
チックの場合は、その2次転移温度’rgよシ約5℃高
い温度である。また、上限温度’ryはテープ片20あ
るいはゾライマー塗膜の極度の発泡、熱劣化。
熱分解の生じない上限温度であって通常300℃程度(
好ましくは260℃〜280℃程度)である。
従って、第4図に示すように、T4 < Ty eTs
 > Tx fxる関係が満足されなければならない。
またT4− T3 = T3− TI =ΔTとすると
、ΔT〈Ty −Txとなるように、中心角θ、開開端
端部aの周速V、および加熱コイル31の出力等を定め
なければならない。そして温度T3とT4が熱接着可能
温度範囲内、つまりTxと’ryの間にあるためには、
部分Cが熱接着点A′に達したときの部分Cの温度T1
が次の関係を満足する必要があるOTl+ΔT ) T
x 、すなわちT1>TX−ΔTT1+2ΔT < T
y eすなわちTI <Ty −2ΔT(17) 部分Cが第3図(a)の位置から熱接着点A′に達する
までの温度降下(通常約5〜15℃)を無視してT2#
T1とすると、 T2 ) Tx−ΔT  ・(1)1 ’r2(’ry −2ΔT ・・・ (2)となシ開目
端部3aは、公転によシ熱接着ステーションAに達した
時点において、(1) 、 (2)式を満足する熱接着
可能温度の下限’rxの近傍の温度まで、円周方向に沿
って実質的に均一に前加熱される必要がある。
熱接着可能温度の上限(Ty)と下限(Tx )の温度
幅は比較的狭く、しかも同時加熱のさいには、開口端部
3aに沿ってΔTの温度変化を生ずるので、前加熱が実
質的に均一に行なわれないと、熱接着時に開口端部3a
に沿って局部的に上限温度(Ty)を越えたシ、ちるい
は下限温度(TX )に達しない部分が生ずるおそれが
ある。
上記の実質的に均一に加熱することは、装入ステーショ
ンから熱接着ステーションAに達するまでの間に、開口
端部3aを複数回(例えば4〜30(18) 回)回転させ、同時に加熱コイル31に比較的高い出力
になるように通電することによって実現される。表お、
同時加熱のさいの出力はΔTが過大にならないように、
通常は前加熱のさいのよシも低く定められる。そして熱
接着が終了した時点、すなわち時間t、において、加熱
コイル31を消勢する。熱接着されたテープ片の過熱を
防止するためである。
また上記の実質的に均一に加熱する別の方法として、開
口端部3aの全周を囲むリング状加熱コイルと加熱コイ
ル31を円筒容器の軸方向に並列に設置し、装入ステー
ションから熱接着ステーションAに達する前まではリン
グ状加熱コイルを開口端部3aに対向させて通電するこ
とによっても実現される。この場合熱接着ステーション
Aに達する直前で、開口端部3aに加熱コイル31全対
向するよう円筒容器を軸方向に移動させ、直ちに円筒容
器を回転させ、加熱コイル31に通電して同時加熱し、
熱接着が終了した時点で加熱コイル31を消勢する。
本発明は以上の例によって限定されるものでなく、例え
ば開口端部は必ずしも縮径加工されている必要はなく、
また金属円筒体も任意の形状をとりうるものである。さ
らに前加熱および/または同時加熱を赤外線照射もしく
は熱風吹付等の加熱手段によって行なってもよい。
本発明によれば、開口端部が熱接着可能温度範囲内に加
熱された状態で熱可塑性グラスチックテープ片の熱接着
を行なうことができるので、熱接着されたテープ片の発
泡やプライマー塗膜の熱劣化、熱分解、あるいは接着力
不良部等の欠陥の発生のおそれがないという効果を奏す
る。
以下実施例について説明する。
実施例 予めオルガノゾル系塗膜を両面に形成した厚さ0.23
+mnのアルミニウム合金板(3004材、H26)’
!i常法によシ打抜き、および絞シ加工して、胴部外径
84.11wnのカップ状金属筒体を作製した後、縮径
加工によシ開ロ端部(開口端部の外径= 83.65 
wn 、長さ= 5 mm ) y、  形成し、第1
図に示す形状の下部缶体3を形成した。
この下部缶体3を第2図、第3図に示すタイプの装置1
0の搬送装置13のホルダー27に装入し、マンドレル
29(熱絶縁性層29bは厚さ3 mm 、外径83.
fiO+m11のテフロンライニングよシなる)を開口
端部3a内に挿入した。
一方テープ片供給ロール装置11には、厚80μm9幅
6ttrmの変性線状ポリエステルテープ(軟化点17
8℃)を供給し、ロール14上でカッターによシ切断し
て長さ265簡のテープ片20とした。
加熱コイル31は中心角が100度、開口端部3aから
の距離が3+mn、その下端部31a2に対応する開口
端部3aの部分の熱接着点A′から円周距離が66簡に
なるように配設された。
なおこの場合の熱接着可能、温度の上限(Ty )はリ ージョンA′!!で公転によみ達する時間は3秒であっ
て、その間6回自転しく回転速度120 rpm ′)
%(21) かつ3.5kWの出力で加熱コイル31によって開口端
部3aを、190〜220℃(第4図の温度T、 )に
前加熱した。
下部缶体3が熱接着ステーションAに達すると同時に、
加熱コイル31の出力を1.、5 kWに下げ、下部缶
体3の回転はそのit続け、接着ロール16上のテープ
片20が、開口端部3aに沿い熱接着され終ると同時に
、加熱コイル31を消勢した。
力お、この場合のテープ片20を熱接着しない空運転時
に開口端部3aの温度を赤外線放射温度計によって測定
したところ、加熱コイル31の下端部31a2に対応す
る開口端部3aの部分においては220〜245℃であ
った。また熱接着点A′に達するまでに約15℃温度降
下して、熱接着点A′においては205〜230℃であ
った〇熱接着されたテープ片には発泡や接着不良を生ず
ることなく、またプライマー塗膜の熱劣化、熱分解等の
異常もみられなかった。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に適用される金属円筒体の例をtりり) 構成部材とする金属缶の縦断面図、第2図は本発明を実
施するために用いられる装置の例の要部縦断面図、第3
図は第2図の■−■線に沿う縦断面図であって、第3図
(、)はテープ片が熱接着点に達する前の状態を示す図
面、第3図(b)は熱接着点に達した時点の状態を示す
図面、第3図(c)はテープ片が熱接着されている状態
を示す図面、第4図は同時加熱のさいの温度一時間曲線
を示す線図である。 3・・・下部缶体、3a・・・開口端部、3al・・・
外周面、20・・・テープ片、31・・・高周波誘導加
熱コイル、A′・・・熱接着点。 特許出願人  岸  本      昭第1図 (23) 第2図 175−− 第3図(a) 第3図(b) 第3図(c)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)金属円筒体の開口端部の外周面に熱可塑性プラス
    チックよりなるテープ片を熱接着する方法において、該
    開口端部を該プラスチックの熱接着可能温度の下限温度
    近傍に円周方向に沿って実質的に均一に前加熱した後、
    直ちに該円筒体を回転させた状態において、該開口端部
    を、熱接着点における該開口端部分の温度が該熱接着可
    能温度になるように、該熱接着点の上流において円周方
    向に沿い局部的に加熱して、該熱接着点において、該開
    口端部の外周面に該テープ片を熱接着することを特徴と
    するテープ片の熱接着法。
JP57215513A 1982-11-16 1982-12-10 テ−プ片の熱接着法 Granted JPS59106929A (ja)

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AU21338/83A AU2133883A (en) 1982-11-16 1983-11-14 Metallic container with circumferential lap bond
GB08330457A GB2132126B (en) 1982-11-16 1983-11-15 Metallic container having a circumferential bonded portion and process for production thereof
FR8318195A FR2536000A1 (fr) 1982-11-16 1983-11-16 Recipient metallique comportant une partie a jonction circonferentielle et son procede de fabrication
US06/941,584 US4783233A (en) 1982-11-16 1986-12-16 Metallic container having a circumferential bonded portion and process for production thereof

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