JPS6068253A - 超音波溶接によるステイ−ル製イ−ジ−オ−プンエンド - Google Patents

超音波溶接によるステイ−ル製イ−ジ−オ−プンエンド

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JPS6068253A
JPS6068253A JP58176200A JP17620083A JPS6068253A JP S6068253 A JPS6068253 A JP S6068253A JP 58176200 A JP58176200 A JP 58176200A JP 17620083 A JP17620083 A JP 17620083A JP S6068253 A JPS6068253 A JP S6068253A
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JP
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steel
ultrasonic welding
easy
tin
aluminum
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JP58176200A
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市川 政司
靖雄 高橋
斉藤 亨
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65DCONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D17/00Rigid or semi-rigid containers specially constructed to be opened by cutting or piercing, or by tearing of frangible members or portions
    • B65D17/28Rigid or semi-rigid containers specially constructed to be opened by cutting or piercing, or by tearing of frangible members or portions at lines or points of weakness
    • B65D17/401Rigid or semi-rigid containers specially constructed to be opened by cutting or piercing, or by tearing of frangible members or portions at lines or points of weakness characterised by having the line of weakness provided in an end wall
    • B65D17/4012Rigid or semi-rigid containers specially constructed to be opened by cutting or piercing, or by tearing of frangible members or portions at lines or points of weakness characterised by having the line of weakness provided in an end wall for opening partially by means of a tearing tab

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】 (a)産業上の利用分野 本発明は飲料缶、食缶等の容器に用いるイージーオープ
ンエンド(以下EOEと称す)に関するものである。
(b)従来技術 従来金属容器に用いられているEOEには、ステイール
及びアルミ製の2者がある。これらはいずれもすべてそ
のエンドタブとの接合を機械的なかしめ構造によってき
た。これらの製造工程を簡単に述べると缶内面部に対応
した面全面に予め塗装を行った缶蓋形状の金属板表面に
スコア加工を行い、中心部近くに直径2〜5間加工高さ
1〜5闘程度の突起を形成し、その上に前もって打ち抜
き加工等により、指入れ取手及び前記突起に対応した取
付は用の2つの穴をあけておいたエンドタブを位置決め
を行いつつ、取付は用穴を該突起にはめ込んだ(嵌合法
)後、該突起を押しつぶしエンドタブの固定を行う。そ
の後、該突起を押しつぶした所の缶内面部の補修塗装を
行い、EOEを有する缶蓋を製造してきた。この様にし
て作られたステイール、アルミ等の808缶蓋は、胴部
がステイール、アルミ等の金属容器、ちるいはプラスチ
ック等の容器にも使用されてきた。このうち、ステイー
ル缶分野でみるとその胴部は各種表面処理鋼板等による
ステイール製にもかかわらず蓋部がス久イール製のもの
もあれば、後述する理由によりアルミIJのものもあり
、近年の社会的要求である。
モノメタル化(同一素材による缶)Kよる資諒リサイク
ルの要求に充分応える事ができないのが現状である。
従来のステイール製EOEはアルミ製のものと較べると
開缶性におとり、その使用分野をさまたげてきた。とい
うのは、前述した製造工程で述べた様に、缶善部の鋼材
又はアルミ板に要求される性能はエンドタブを引っ張っ
た時にスコア部が低応力で容易にちぎれる性能と、一方
でエンドタブとの接合を行うのにかしめる為、大きな張
出し成形性を有するという二点で、これらは相反するき
びしい性能である。この為降伏応力が低く、又成形性に
も秀れたアルミには適しているか、スティールにおいて
は、アルミ並みに前記2つの性能を両方とも満足する事
が困難でその結果、開缶性においてはアルミに劣るとさ
れてきた。又、従来のEOE製造工程では前述した様に
エンドタブをつける為に押しつぶした張り出し成形部の
缶内面部の内容物充填後の腐食を防ぐ為に補修塗装を行
っているわけであるが、スティール製にしろ、アルミ製
にしろその凹部全面に塗料が行き渡っている保障がなく
ややもすると腐食発生の起点にもなって(C)発生の目
的 本発明は金属容器用スティール製EOEK見られるかか
る不都合を解決する為に開発されたものである。張り出
し成形性の性能をめず、アルミ製EOE部と同等もしく
はそれをしのぐ開缶性のみを有する鋼板素材を得る事は
両者金満たす素材を開発するのに較べ容易である。その
為には、張り出し成形そしてその後の押しつぶしによる
機械的がしめ構造によらないエンドタブ固定方法であれ
はよいとの知見から本発明の溶接構造化する方法に至っ
た。溶接構造化されたスティール製Elの開発により従
来開缶性の面から胴部がスティール製でアルミ製EOE
を使用してきたスティール缶のモノメタル化、そしてそ
れによる資源回収容易化、さらにはアルミに較べより廉
価なスティール缶の供給量増大が可能となる。
(d)発明の構成 スティール製EOEを開発するに当り、EOE部として
満足すべき性能は開缶性と展示販売中の耐食性等である
。このうち耐食性に関しては、缶内容物に対するものと
、缶外面の大帆にふれている部位のものとがある。缶内
容物に対する耐食性に関してはそれぞれの内容物に対し
、Snメッキ鋼板であるブリキ、クロムメッキ鋼板であ
るティンフリースティール(以下ティンフリースティー
ル)、Niメッキ鋼板、さらには各種合金メッキ鋼板な
ど用途により使用されている。一方、エンドタブの材質
としてはその加工工程より打ち抜き加工した断面からの
腐食の心配からステンレススティールが有利であるが、
断面表出部の塗装又は・・ゼ折り加工等により防錆が可
能な事からステンレススティールの他に各種表面処理鋼
板を用いる事ができる。し、かじながら後述する溶接性
の面から表面酸化層の固いステンレススティール及びテ
ィンフリースティールが有利である事が分った。さてこ
れらスコア加工した表面処理鋼板製イージーオープン蓋
部と打ち抜き加工したステンレススティール又はティン
フリースティール製のエンドタブとを機械的かしめ構造
によらず、溶接により固定するのであるが、通常の溶接
法では毘1常に回帰である事が分った。というのは、通
常缶謔部には0.30as を以下の板厚の材料が用い
られるが、これらを通常の溶接法で行うと、板厚方向に
熱形メ;や部が拡がり、缶内面部に対応した面を予め覆
っていた塗膜がその熱影響により黒変等の変化をし、美
観さらにはその抜の補修塗装がうまくいかないという幣
害をきたす。この事から溶接法としては接合面積に較べ
板厚方向の熱形4ψ部の厚みが非常に薄い浴接法が必ル
yである事が分った。その為各科鋼(2(の組み合わせ
、各種溶接法及び溶接条件について釉々研死の結果、超
音波溶接法を、用いる事で適切な接合が可能となる事が
分った。超音波溶接法は従来、アルミ、銅等の軽金属又
はプラスチック等の分野で利用されてきた方法であるが
、zl;角材の分野への適用は皆無に等しい。今回各科
鋼板を用いて試験を行った。その結果、Snメッキ鋼板
であるブリキ同志の溶接などにおいては時間及びパワー
等を必要とし困難さを伴っていたものが、一方の板ニス
テンレススティール又はテインフリーステイールを用い
る事で、より容易に短時間でしかも熱影響域の少ない溶
接部が得られる事が分った。
これは以下の事によるとみられる。ブリキ同志の超音波
溶接においては、表面のSn層の除去が最初に行なわれ
、地金表面露出後溶接点形成及び成長による接合が進行
すると考えられるが、この表面のSn層が非常に軟かく
除去される前に溶融状態もしくはそれに近い状態となる
為、接触部の摩擦係数の急檄な低下がおこり、その後の
過程が進行しなくなる。この為、ブリキ同志の組み合わ
せでは超音波溶接を用いても適切な接合部が得られない
。一方、溶接される2枚の鋼板のうち、少なくとも一方
の板にステンレススティール又はティンフリースティー
ルを用いると、それら鋼板の表面に存在する薄くて固い
酸化物又は水酸化物層の皮膜が、超音波振動により破壊
され新鮮な地金部が簡単に露出する。一方、破壊された
皮膜は非常に硬い物質である為に他方の被溶接材である
例えばブリキ等の各種表面鋼板に対し、あたかも研摩材
の様な働きをし、その表面層を容易に除去し、接合過程
を促進する効果を持っている事が分った。
この様に、一方の板にステンレススティール又はティン
フリースティールを用い、かつ超音波溶接を適用する事
で初めて熱影響部の少ない適切な接合部を得られる事が
分った。尚、ステンレススティール又はティンフリース
ティール製エンドクプと接合する蓋材としては、Snメ
ッキ鋼板であるブリキ以外にも、ティンフリースティー
ルを用いても試験を実施したが、やはり適正な接合部を
得る事ができた。
この様にして飲料缶、食缶等に用いる表面処理鋼板製の
イージーオープン蓋部に超音波溶接により固定されたス
テンレススティール又はティンフリースティール製のエ
ンドタブを持つ従来なかった新しいステイール製EOE
の提供が可能となった。
(e)実施例 以下、本発明を利用した実施例を示す。超音波溶接機は
出力1.2 KwOものを使用した。加圧力5O−10
0Kp溶接時間0.1−0.8 secで行った。
溶接機の試験としては、予め缶内面に対応した面に塗布
しておいた塗料に熱影響が及んでいないかどうか、及び
それら継手の強度試験として缶のEOE部をシミツレー
トする型でT型引張り試験を行い接合強度をめた。供試
材として板厚020〜0.30 rr=s tの3nメ
ツキ鋼板であるET$25.クロムメッキ鋼板であるテ
ィンフリースティール、5US410系ステンレスステ
イールの3種類ヲ用いた。尚超音波振動が印加される側
としてエンドタブ側を想定し、エンドタブ材として上記
3鋼種を用い蓋材としてやは秒上記3鋼種を用いた。そ
の結果を表に示す。表からエンドタブ材としてステンレ
ススティール又はティンフリースティールを用いて、超
音波溶接したFJOEは、補修塗装なしに、又は若干の
補修塗装を行って実用化できる事が理解できる。なお接
合強度としては開缶時に必要な値である3〜5匂を1つ
の基準として考え、十分であると考えられる2 0 K
q以上の接合強度を有したものが0.l0Ks’超20
に7未満の接合強匿を有したものがハ、10胸未滴のも
のを×とした。熱影響の評価基準としては、全く塗膜に
変化のみられなかったものを○、少しだけ変化があるが
補修可能なものを△、補修困難と思われるほと変化した
ものを×とした。
(f)発明の効果 この様に、本発明に述べた様に表面処理鋼板製イージー
オープン缶蓋と、ステンレススティール又はティンフリ
ースティール製のエンドタブを超音波溶接により固定す
る小で、従来実現できなかった溶接構造でしかも熱影響
が少なく、かつ強度を十分に有したEOEを得られる事
が明らかとなった。又本発明を利用する事で従来機緘か
しめ後の補修塗装が必要であったものが加工等を受けず
、予め塗布された塗膜の損傷も非nK軽微ですむため、
補修塗装が非常に軽減されるとともに、従来の様な凹部
の塗り残し等による腐食発生の心配のないスグイール製
EOEが製造される。
本発明によれば、従来かしめ構造でないと製造できない
と信じられてきたEOEが溶接によって製造可能となる
ため、その製造工程の簡略化、素Hの低廉化モノメタル
化等、工業的に計りしれないメリットを有するものであ
り工業的価値は甚大である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 飲料缶、食缶等の容器に用いる表面処理鋼板製のイージ
    ーオープン蓋部に超音波溶接により固定されたステンレ
    ススティール又はティンフリースティール製のエンドタ
    ブを持つ事を特徴とする超音波溶接によるスグイール製
    イージーオープンエンド。
JP58176200A 1983-09-26 1983-09-26 超音波溶接によるステイ−ル製イ−ジ−オ−プンエンド Granted JPS6068253A (ja)

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US06/650,509 US4561561A (en) 1983-09-26 1984-09-14 Container having an easy opening end with a tab affixed by ultrasonic welding
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