JP2004202557A - ボトル缶のカール成形方法及びボトル缶 - Google Patents

Abstract

【課題】ボトル缶の内圧が上昇してもキャップ間との密封性を良好に保つ。
【解決手段】ボトル缶１の口金部に設けられたカール部５の外周壁５２が、予め、外方に弾性復元可能に形成されている。つまりカール部５は、カール成形加工により、口金部の開口端が外側から内側に折り返されることで形成され、かつ絞り加工により外周壁５２が略平面状に形成されるが、その際、外周壁５２が外方に若干拡開できるよう弾性復元力をもって形成される。そのため、カール部５の外周壁５２と内周壁５１間の接続部５３は、外周壁５２が外方に弾性復元できるよう所望の大きさの曲率半径Ｒを有している。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ボトル缶の口金部の開口端に設けられたカール成形方法及びボトル缶に係り、特に、口金部に被着されたキャップとカール部間の密封性を改善する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、アルミニウム製スクリューキャップを有した、リシール可能なオールアルミニウム製飲料用ボトル缶が広く使われるようになったが、アルミニウム合金を絞りしごき加工して形成した、１ピースのボトル缶（キャップを含めると２ピースボトル缶とも言う）が主流になってきている。
【０００３】
このようなボトル缶は、従来、ＤＩ成形によって有底筒状に形成した後、図３（ａ）に示すように、開口部を複数回ネックイン加工することにより縮径してテーパー部１ａ、及び口金部２を形成し、次いで、同図（ｂ）に示すように口金部２を膨出成形することにより、かぶら部４を形成し、更に同図（ｃ）に示すように口金部２にねじ（雄ねじ）部３を形成し、また更にカール部５を形成する。カール部５は、更に同図（ｄ）に示すようにスロット加工されることで潰され、これにより若干のアールを有する突出部が形成されて、キャップ巻き締め後にキャップライナーにその突出部が食い込んで高い密封性が得られる。
【０００４】
このように形成されたボトル缶１は、その後、内容物が充填され、ボトル缶１の口金部２に、図４に示すようにキャップ材６が被着され、キャップ付きボトル缶とされる。ここでは、ボトル缶１に装着前のものを「キャップ材６」と呼び、装着後のものを「キャップ」と呼ぶ。
なお、ボトル缶１の口金部２に被着されるキャップ材６は、図５に示すように、天面部６１、ナール６２、グルーブ６３、スコア６５を有するビード６４、及びフレアー６６とを有して有底筒状に形成され、天面部６１の内側にはシール材であるライナー６７が貼着されている。
【０００５】
このようなキャップ材６は、以下のようにしてキャッピング加工がなされることで被着される。
つまり、図６に示すように、筒状のプレッシャーブロック７１と、このプレッシャーブロック７１の中央に軸方向に移動可能に設けられたプレッシャーブロックインサート７２と、ＲＯローラ７３、ＰＰローラ７４とを備えたキャッピング装置７を用い、図７（ａ）に示すように、ボトル缶１の口金部２に被せられたキャップ材６の天面部６１をプレッシャーブロックインサート７２が缶底方向に押圧して押さえる。次いで、図７（ｂ）に示すように、プレッシャーブロック７１が天面部６１の外周側を缶底方向に押圧しながら所望の深さ及び径方向に絞り加工することで、キャップ材６の肩部に段差部８を形成（段差部形成工程）、さらにその状態でＲＯローラ７３が口金部２のねじ部３に沿って回転することで、キャップ材６の周囲に雌ねじを形成すると共に、ＰＰローラ７４がかぶら部４に沿い転動することでフレアー６６が巻き締められ（巻締め工程）、これによってキャップ材６が図６のように口金部２に被着されて、ライナー６７が口金部２のカール部５と密に接することで密封性が確保されるようになっている。なお、図７において、符号７５はプレッシャーブロックインサート７２を缶底方向に付勢させるスプリングである。
このボトル缶及びキャップ間の密封性に関連する先行技術としては、各種のものが提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−１０６２７号公報
【特許文献２】
特開２００１ー２１３４１７号公報
【０００７】
このようにしてボルト缶１にキャップが被着された後、内容物に応じて殺菌処理が行われる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のボトル缶１は、内容物が充填されたボトル缶１にキャップ材６が被着された後、内容物に応じて殺菌処理が行われるが、缶内圧が予想以上に上昇した場合キャップ材６の天面部６１が図８に示すように外側に膨らみ、ライナー６７の内周側がカール部５の天面から離れてしまうが、カール部外周面とシール材とが段差形成により強固に密着しているため内容物が漏れることはない。しかし、段差加工が浅かったり、段差アールが大きいと、カール部外周面とシール材との接触面積が小さくなったり、押し付け力が弱くなるので、密封性が低下するという問題があった。
【０００９】
上記の問題を解決するため、ボトル缶１のカール部５の外周面とライナー６７との接触面積を大きくする、或いは押し付け力を大きくするため、ボトル缶１の口金部２に被せるキャップ材６の軸方向の押圧力を大きくして段差部８の深さを大きく形成すると、ボトル缶１がアルミニウムのような軟質金属であり、かつＤＩ缶のように板厚が薄い場合、ねじ部３が変形してかえって密封性を阻害したり、場合によっては缶胴を座屈させてしまう不都合があったため、より深い段差部を形成することが困難であった。
【００１０】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、ボトル缶の内圧が上昇しても、キャップシール材間の密封性を良好に保つことができるボトル缶のカール成形方法及びボトル缶を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に係る発明は、ボトル缶の口金部の開口端に、外周壁と内周壁と両者を連結する接続部とを有するカール部を、内側から外側に折り返して形成し、
かつボトル缶の口金部にキャップ材が被着されたとき、該キャップ材のシール材が口金部の前記カール部をシールするボトル缶のカール成形方法において、予め、カール部の前記外周壁を周方向に弾性復元可能に形成しておき、キャッピング装置によるキャップ材が被着されたとき、弾性復元力で前記カール部をキャップ材の内周壁に接触させることを特徴とする。
【００１２】
この発明に係るボトル缶のカール成形方法によれば、ボトル缶の口金部のカール部の外周壁が、予め外方に弾性復元可能に形成され、口金部にキャップを被着したとき、外周壁が自身の弾性復元力によりキャップ材の内周にシール材を介して接触するので、外周壁の外面側がシール材と確実に面接触することができ、そのため、ボトル缶の内圧上昇によりキャップ材の天面が持ち上げられることがあっても、それにも拘わることなくキャップのシール材とカール部間の密封性を良好に保つことができる。
【００１３】
請求項２に係る発明は、請求項１記載のボトル缶のカール成形方法において、前記カール部の外周壁と内周壁間の接続部は、０．３〜２．０ｍｍの曲率半径に形成されていることを特徴とする。
この発明に係るボトル缶のカール成形方法によれば、カール部の外周壁と内周壁間の接続部の曲率半径が０．３〜２．０ｍｍの寸法に形成されているので、カール部の外周壁が適度の弾性復元力を得ることができ、キャップ材を被着したとき、口金部に変形が生じることがなく、良好な密封性が得られる。
請求項３に係る発明は、口金部の開口端に、外周壁と内周壁と両者を連結する接続部とを有するカール部を備えたボトル缶において、前記外周壁と内周壁と間の接続部が、０．３〜２．０ｍｍの曲率半径に形成されていることを特徴とする。
この発明に係るボトル缶によれば、カール部の接続部の曲率半径が０．３〜２．０ｍｍの寸法に形成されているので、カール部の外周壁が適度の弾性復元力を得ることができ、キャップ材を被着したとき、口金部に変形が生じることがなく、良好な密封性が得られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。図１及び図２はこの発明の一実施の形態に係るボトル缶のカール成形方法を示す図であって、図１は要部の拡大断面図、図２はボトル缶の口金部にキャップを被着した状態の説明図である。
図１に示すように、ボトル缶１の口金部２には、カール成形加工によって口金部２の開口端を内側から外側に折り返すことで、内周壁５１と外周壁５２との両者を接続する接続部５３とを有するカール部５が形成されている。外周壁５２の先端にはフック部５４が設けられている。このように口金部２にカール部５が形成されたボトル缶１は、内容物が充填された後、キャップ材６が図２に示すようにキャッピング装置７によって巻き締められることで被着される。口金部２にはカール部５の他、ねじ部３及びかぶら部４が設けられている（図４参照）。
【００１５】
この実施形態においては、図１に示すように、ボトル缶１の口金部２に設けられたカール部５の外周壁５２が、予め、外方に弾性復元可能に形成されている。つまり、カール部５は、カール成形加工により、口金部の開口端が内側から外側に折り返されることで形成され、かつ絞り加工により、外周壁５２が略平面状に形成されるが、その際、外周壁５２が外方に若干拡開できるよう、弾性復元力（スプリングバック）をもって形成されている。そのため、カール部５の外周壁５２と内周壁５１間の接続部５３は、外周壁５２が外方に弾性復元できるよう、所望の大きさの曲率半径Ｒを有している。
【００１６】
そして、このようなカール部５がボトル缶１の口金部に形成され、かつそのボトル缶１に内容物が充填された後、キャップ材６が図２に示すように、キャッピング装置７によって口金部２に被着されたとき、カール部５の外周壁５２がキャップ材６の内側に装着されているシール材であるライナー６７を介し、キャップ材６の内周に弾性復元力で押圧することで接触するようになっている。ライナー６７は合成樹脂製からなっている。即ち、カール部５の接続部５３は、口金部２にカール部５が形成された状態において曲率半径Ｒを有しているが、口金部２にキャップ材６が被着されたとき、そのキャップ材６によって径方向に縮径されることで上記曲率半径Ｒより小さな曲率半径ｒとなるようになっている。
【００１７】
従って、接続部５３の曲率半径Ｒは、カール部５の形成時ではキャップ材６が被着されたときの曲率半径ｒより大きくなっており、ボトル缶１にキャップ材が被着されたとき、キャップ材６の被着力で外周壁５２が内側に凹むような変形を受け、ライナー６７を介しキャップ材６の内周に接触して小さな曲率半径ｒとなるようにしている。そのため、キャッピング装置７のプレッシャーブロック７１は、外周壁５２の弾性復元力を破壊することのないような凹状部７１ａに形成されている。
なお、図１及び図２において、図３〜図８と同一部分には同一符号を付している。
【００１８】
この実施の形態は、上記のように構成されているので、口金部２にカール部５が形成されたボトル缶１に炭酸飲料からなる内容物が充填され、かつキャップ材６が被着された後、このキャップ付きボトル缶１が殺菌処理等されると、内圧が上昇してキャップ材６の天面部６１が膨らみ、その部分のライナー６７の内周側が持ち上げられてしまうことから（図８参照）、ライナー６７とボトル缶口金部２間の密封性が低下するおそれがある。
【００１９】
しかしながら、カール部５の外周壁５２が、予め外方に弾性復元可能に形成されていて、その弾性復元力によりキャップ材６の内周にライナー６７を介して接触すると、外周壁５２の外面側がライナー６７との接触面圧が増大し、確実に面接触することができるので、キャップ材６の天面部６１が持ち上げられることがあっても、それに拘わることなくキャップ材６のライナー６７とカール部５間の密封性を良好に保つことができる。
従って、殺菌処理等によってボトル缶１の内圧が上昇しても、キャップ材６間との密封性を安定した良好な状態に維持することができる。
【００２０】
また、カール部５は、外周壁５２と内周壁５１との間の接続部５３が所定の曲率半径Ｒをもっているので、外周壁５２が確実に弾性復元力を得ることができる。
因みに、接続部５３の曲率半径Ｒを０．１〜２．４ｍｍの大きさにして形成し、その場合の内容物の漏れと、カール部５の変形状況との試験結果を以下の表１に示す。
【００２１】
【表１】

【００２２】
上記表１において、接続部５３の曲率半径Ｒが０．１、０．２ｍｍの場合、キャップ材６が被着されたときの曲率半径ｒも殆ど同じ寸法であって、外周壁５２の弾性復元力が殆ど得ることができないので、カール部５形状の変形が無いものの、内容物の漏れが生じ、また２．２、２．４ｍｍの場合には、弾性復元力が得られるものの、カール部５が内方に歪んでしまって口金部２が変形することから、漏れが生じた。一方、接続部５３の曲率半径Ｒが０．３〜２．０ｍｍの場合、外周壁５２が適度の弾性復元力を得ることができるばかりでなく、キャップ材６を被着したとき、カール部５に歪みが生じることがなく、また内容物に漏れが生じることがなかった。
従って、表１から明らかなように、接続部５３が上記寸法の曲率半径Ｒに形成されると、外周壁５２が密封性の良好な弾性復元力を得ることができることが理解できよう。
【００２３】
なお、上記表中、カール部５が歪んでいることを「座屈」と表示している。また、漏れ数とは、百本のボトル缶１についての漏れ本数を表している。この漏れ数の試験は、５℃でかつガス水がＧＶ２．７からなる充填物を用い、これをボトル缶１に４００ｍｌ入れて室温より高い４０℃で保管開始し、それから三週間経過したところで常温（２０℃）まで戻した後、卓上Ｂ検にてボトル缶１の内圧を推定し、そのときの内圧が０．８ｋｇ／ｃｍ^２（７．８×１０^４Ｐａ）以下になった場合に漏れと判断した。なお、卓上Ｂ検とは、缶胴に圧子を押し込んでその押し込み程度からボトル缶１の内圧を推定するものであり、他の検査方法を採用して漏れ検査を行ってもよいのは勿論である。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明によれば、口金部にキャップを被着したとき、ボトル缶の口金部に設けられたカール部の外周壁が自身の弾性復元力によりキャップ材の内周にシール材を介して接触するように構成したので、外周壁の外面側とシール材間の接触面圧を増大させ、確実に面接触することができ、ボトル缶の内圧上昇でキャップ材の天面部が持ち上げられるのに拘わらず、キャップのシール材とカール部間の密封性を良好に保つことができ、密封性の信頼性を高めることができる効果が得られる。
【００２５】
請求項２に係る発明によれば、カール部の外周壁が適度の弾性復元力を得ることができるばかりでなく、キャップ材を被着したとき、口金部に変形が生じることがなく、良好な密封性が得られるという効果が得られる。
請求項３に係る発明によれば、カール部の接続部の曲率半径が０．３〜２．０ｍｍの寸法に形成されているので、カール部の外周壁が適度の弾性復元力を得ることができ、キャップ材を被着したとき、口金部に変形が生じることがなく、良好な密封性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態に係るボトル缶のカール成形方法を示す要部の拡大断面図である。
【図２】ボトル缶の口金部にキャップを被着した状態の説明図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）ボトル缶の口金部に設けられたカール部を示す説明図である。
【図４】ボトル缶の口金部にキャップが被着された状態を示す説明図である。
【図５】キャップを示す半断面図である。
【図６】ボトル缶の口金部にキャッピング装置によってキャップを被着するときの説明図である。
【図７】同じくキャッピング装置がキャップを被着するときの図であって、（ａ）キャップをボトル缶に押さえ付けた状態を示す説明図、（ｂ）はキャップに段差部及び雌ねじを形成する説明図である。
【図８】ボトル缶の内圧上昇によってキャップの天面部が膨らんだときの状態を示す従来の説明図である。
【符号の説明】
１ ボトル缶
２ 口金部
５ カール部
５１ 内周壁
５２ 外周壁
５３ 接続部
Ｒ 接続部の曲率半径
６ キャップ材
６１ 天面部
６７ シール材（ライナ）

Claims (3)

1. ボトル缶の口金部の開口端に、外周壁と内周壁と両者を連結する接続部とを有するカール部を、内側から外側に折り返して形成し、かつボトル缶の口金部にキャップ材が被着されたとき、該キャップ材のシール材が口金部の前記カール部をシールするボトル缶のカール成形方法において、
   予め、カール部の前記外周壁を周方向に弾性復元可能に形成しておき、キャッピング装置によるキャップ材が被着されたとき、弾性復元力で前記カール部をキャップ材の内周壁に接触させることを特徴とするボトル缶のカール成形方法。
2. 請求項１記載のボトル缶のカール成形方法において、
   前記カール部の外周壁と内周壁と間の接続部は、０．３〜２．０ｍｍの曲率半径に形成されていることを特徴とするボトル缶のカール成形方法。
3. 口金部の開口端に、外周壁と内周壁と両者を連結する接続部とを有するカール部を備えたボトル缶において、
   前記外周壁と内周壁と間の接続部が、０．３〜２．０ｍｍの曲率半径に形成されていることを特徴とするボトル缶。

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