JPS6137335A - イ−ジ−オ−プンエンド - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は飲料缶、食缶等の容器（以下缶という）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。

（従来技術） 従来金属缶に用いられているＥＯＥの形状は、１９６０
年代前半に使用された、ブリキの缶蓋に孔を２つあける
チャーチキイと称するものから、１９６０年代後半に、
現在の様なスコアー加工部にエンドタブを固定した構造
に変化してきた。現在、ＥＯＥの材質としては、ステイ
ール及びアルミの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
ている。これらの製造工程を簡単に述べると缶内面部に
対応した面金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２〜５ｍ加工
高さ１〜５ｍ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ＥＯＥ缶蓋は、
胴部がスティール、アルミ等の金属缶、あるいはプラス
チック等の缶にも使用されてきた。

これら金属缶は、内容物と缶材料の材質、さらには缶の
形状等の種々の目的によって、２ピース又は３ピ一ス缶
に大別される。２ピース缶の場合は底蓋と胴部が一体で
成形されたもので、ＤＩ缶（Ｄｒａｗｎ　ａｎｄ　工ｒ
ｏｎｅｄ　ｃａｎ）、ｌ）ｒａｗｎ缶、及びＤＲＤ缶（
］）ｒａｗｎ　ａｎｄ　Ｒｅｄｒａｗ　ｃａｎ）等のも
のがアシ、素材としては、ステイール、アルミとともに
使用されている。一方３ピース缶の場合にを一缶蓋、底
蓋と胴部がそれぞれ別個に成形、加工されたものが後に
一体に固定される。この３ピ一ス缶の場合には、胴部の
シーム部をハンダ、接着、溶接等により、円筒状に接合
する必要があるが、アルミは接合性が劣るため、一般に
ステイールが使用されている・一方スティール缶分野で
みると、２ピ一ス缶においてその胴部、又は３ピ一ス缶
においてその胴部と底蓋部が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ＥＯＥ蓋部がステーｆ−ル
製のものもあれば、後述する理由によりアルミ製のもの
もある。後者のものは、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）による資源リサイク
ルの要求に充分応える事ができないのが現状である。

一方、これらＥＯＥ部のうち飲料缶を中心に使用されて
いるＰＯＥ（パーシャルオーブンエンド）には大きくわ
けて２つのものがある。１つが引きちぎシ型で、今１つ
が押し込み型である。引きちぎシ型というのは、エンド
タブとともに、缶蓋の一部が引きちぎれ、缶本体と分離
し、その引きちぎられた大部分が飲み口になるものであ
る。又押し込み型というのは、エンドタブを引っばった
時、缶蓋の一部が缶の内部方向へ押し込まれるもので、
エンドタブ部は通常の使用においては、缶本体とは分離
されないタイプのものである。これらのうち引きちぎシ
型はエンドタブ部の投げ捨てによる環境問題がある事か
ら、使用する人のマ丈−が問われる所であるが、一方で
押し込み型とちがい、押し込み部を内容物に浸さないで
よいという、使用する人の食品衛生上の安心感がある。

こういった事から各国の国民の意識のちがいから使用さ
れるＥＯＥもまちまちである。本発明は、これらＥＯＥ
のうち引きちぎシ型を対称としたものである。

従来のステイール製ＥＯＥはアルミ製のものと較べると
開缶性におとシ、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、缶蓋部の鋼材
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ｆ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が、ステイールにおい
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シ出し成形部
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、ステイール製にしろ、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シうる心配がｓ
ｂ、現在、高度の技術を必要としている。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は金属容器用ステイール製ＥＯＥに見られるかか
る不都合を解決する為に開発されたものである。張シ出
し成形性の性能を求めず、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
は両者を満たす素材を開発するのに較べ容易である。そ
の為には、張シ出し成形そしてその後の押しつぶしによ
る機械的かしめ構造によらないエンドタブ固定方法であ
シ、かつ、缶内面塗装への影響が軽微な低入熱の接合法
であればよい事が予想され、各種接合法を試みた結果、
本発明の超音波接合構造化するに至った。超音波接合構
造化されたステイール製ＥＯＥの開発により従来開缶性
の面から胴部がステイー々製でアルミ製ＥＯＥを使用し
てきたステイール缶のモノメタル化が近ずく。一方、ア
ルミ製エンドメブと接合されたステイール缶は開缶する
とアルミ製エンドタブは、前述した様に引きちぎられて
、缶本体はステイールのみとなシ現在のアルミ製の缶蓋
を有したステイール缶に較べ資源回収が、かなシ容易と
なシ、アルミに較べ、より廉価なステイール缶の供給量
増大が可能となる。

（問題点を解決するための手段） 本発明の要旨は飲料缶、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接合により固定
されたアルミ製のエンドタブを持つ事を特徴とする、イ
ージーオープーンエンドにある。

ＥＯＥ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、缶外面の大気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７リーステイール（以下ティンフ
リースティール）　、Ｎｌ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、その加工工程よシ打ち抜きダ
イス、ポンチの摩もう等の問題、及び耐食性からアルミ
を用いる。

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アルミ製のエンドタブと
を機械的かしめ構造によらない方法で固定するのである
が、一般的に云われている様にアルミとステイールとの
溶接が難しい上に、通常缶蓋に使用される０、３０ｗｔ
以下の板厚の材料ではスポット溶接等の通常の溶接法で
行うと、板厚方向に熱影響部が拡がシ、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、美観さらにはその後の補修塗装がうまくい
かないという幣害をきたす。この事から接合法としては
接合面積に較べ板厚方向の熱影響部の厚みが非常に薄い
接合法が必要である事が分った。その為各種鋼材の組合
わせ、各種接合法及び接合条件について種々研究の結果
、超音波接合法を用いる事で適切な接合が可能となる事
が分った。超音波接合法は従来、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、鋼材の分野への適用は皆無に等しい。

（作用） アルミ及び各種表面処理鋼板の各種線み合わせで超音波
接合試験を行った。その結果、Ｓｎメッキ鋼板であるブ
リキ同志の接合などにおいては、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、即ちエ
ンドタブ材を対象としてアルミを用いる事でよシ容易に
短時間でしかも熱影響の少ない接合部を得られる事が分
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
接合においては、表面のＳｎ層の除去が最初に行なわれ
、地金表面露出後接合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激な低下がおこシ、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
せでは超音波接合を用いても適切な接合部が得られない
。

一方、接合される一方の板に、アルミを用いるとアルミ
の表面に存在する薄くて固いアルミナ等の酸化物の皮膜
が超音波振動によル破壊され、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各種表面処理鋼板に対し、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
にタブ材としてアルミを用い、かつ超音波接合を適用す
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、アルミ製エンドタブと接合する蓋材と
してはブリキ以外にも、ニッケルメッキ鋼板及び、ティ
ンフリースティールを用いても試験を実施したが、や社
り適切な接様に缶内容物に応じて種にの表面処理鋼板を
選択しうる。その場合、例えばティンフリースティール
の様な場合には、一般にその耐食性から塗装をして利用
される。又、ＥＯＥ蓋部の外部側は缶に構成される前に
スコアー加工されるが、このスコアー加工により蓋部の
表面処理層がこわされる場合がある。この様な場合、該
スコアー加工部の耐食性を確保するため、スコアー加工
の後、スコアー加工部に補修塗装をする必要がある。こ
の様な時には、タブはラッカー吹き付けされた蓋部とラ
ッカ一層を介して超音波接合される事になるが、このラ
ッカ一層は本発明に対して大きな障害とはならない。と
いうのは、超音波接合の初期の段階で、このラッカ一層
はこわされ、接合部から排除されてしまうからである。

従って接合部の強度に関してもほとんど影響を及ぼさな
い。ラッカ一層を排除する為に、超音波付加時間をラッ
カ一層のない時よシ長く調整すれば良い。

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接合により固定された、
アルミ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。

（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１．２ｋｗのものを使用゛した。加圧力５０〜１０
０ｋｇ溶接時間０−１〜０．８　ｓｅｃで行った。接合
後の試験としては、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部をシミュレートす
る型でＴ型引張り試験を行い接合強度を求めた。蓋材用
供試材として板厚０．２０〜０．３０　ｘｘ　ｔのＳｎ
メッキ鋼板である胛す２５．クロムメッキ鋼板であるテ
ィンフリースティール、ニッケルメッキ鋼板の３種類を
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板厚０．３０ｍ１　ｔのアル
ミを用いた。その結果を表に示す。

表からエンドタブ材としてアルミを用いて超音波接合し
たＥＯＥは、補修塗装なしに、若干の補修塗装を行って
実用化できる事が理解できる。

々お接合強度としては開缶時に必要な値である３〜５ｋ
ｇを１つの基準として考え、十分であると考えられる２
０ｋｇ以上の接合強度を有したものが０，１０ゆ未満の
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＃１ど変化
したものを×とした。

（発明の効果） この様に、本発明は表面処理鋼板製イージーオープン缶
蓋と、アルミ製のエンドタブを超音波接合により固定す
る事で、従来実現できなかった接合構造で、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
械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常に軽微ですむた
め、補修塗装が非常に軽減されるとともに、従来の様な
凹部の塗シ残し等による腐食発生の心配のないステイー
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、素材の低廉化モノメタル
化等、工業的に計シしれないメリットを有するもので６
Ｄ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接合により固定されたアルミ製
   のエンドタブを持つ事を特徴とするイージーオープンエ
   ンド。