JPS5871122A - 熱接着による継目を有する金属容器の製法 - 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】 本発明は、熱接着による継目を有する金ＪＦＡＷ器の製
法に関し、より詳細には接着用の樹脂層を介して係合さ
れた容器素材両端縁部を高周波誘導加熱コイルで効率良
く加熱して、熱接着による継目を形成させることから成
る金属容器の製法に関する。

高周波誘導加熱は金属累月の加熱に広（使用されている
加熱手段でおり、接着端等の熱接着による継目を有する
金属容器の製造にも広く使用されている〃ｌ熱手段であ
る。只、高周波誘導加熱コイルからの高周波磁界は金属
素材で遮断されるため、従来の技術においては、容器素
材の端部に施された樹脂接着剤を、重ね合せに光重って
高周波誘導加熱し、溶融された接着剤層を介して両端部
を重ね合せ、最後に重ね合せ部を冷却下にパンピングし
て継目を形成させる方法や、樹脂接着剤層全弁して係合
された容器累月の両端部の外側を高周波誘導加熱し、外
側からの伝熱によって両端部の熱接着を行う方法が採用
されている。

しかしながら、前者の方法は、継目がストレートに軸方
向に延びているラップ・サイド・シーム罐のように、両
端部を重ね合せ方向に押圧して熱接着を行う場合には好
都合に適用できるとしても、夫々が金属素材の絞り加工
或いは絞り−しごき加工で形成されたカップ状成形体か
ら成る上部体と下部体とを、それらの周状の開放端部で
接着剤を介して嵌合させて容器を形成させる場合には、
嵌合時の軸方向の押圧力に工９浴融接眉剤層が継目外に
はみ川し、或いは開放端部に傷が発生するため、適用す
ることが困難である。

また、後者の方法は、継目の内側となる端部は、外側の
端部で高周波磁界が遮断されるため、熱伝導によっての
み加熱されるだけであり、Ｌ２かも両端部間に介在する
接着剤層り：金属に比べれば熱伝導性に著しく乏しいか
ら、力１１熱接着に著１〜く長い時間全必要とすると共
に、この接合すべき部分では、外側の端部が高温で内側
の端部が低温という温度勾配が必らず形成されて、均一
な加熱が困ｆｉｌになるという欠陥を生ずる。特に金ｈ
Ａ累材のＩ質がスチールなどの強磁性体の場合には、内
側となる端部は加熱されにくい。

従って、本発明の目的は、接着用の樹脂層を介して係合
された容器素材の両端縁部を、高周波誘導加熱によって
外側の端部がらも内側の９１Ｍ部からも同時に加熱する
ことが可能な方法全提供するにおる。

本発明の他の目的は、熱接着による継目を有する金属容
器を製造するに際して、継目となるべき係合された両端
部間に位置する熱接麿剤を極めて短時間の内に高周波誘
導加熱できる方法全提供するにある。

本発明の更に他の目的は、間に接着剤層が介在する素材
の両端部の各々を任意の温度に加熱できる方法を提供す
るにある。

本発明の更に他の目的は、夫々が金属製の無継目カップ
状成形体から成る上部体と下部体とを、それの周状の開
放端部同志で接着剤層を介して嵌合部せ、この接着剤層
を嵌合部の外側から高周波誘導加熱により効率良く加熱
し得る方法全提供するにめる。

本発明によれば、金属全台む容器素材の両端部を樹脂の
熱接着による継目を介して接合することから成る容器の
製法において、 熱接着性の樹脂層を介して両端部が係合され且つ局部的
に両端部が屯気絶縁関係にある継目となるべき部分を、
一方の端部に連なる素材と他方の端部に連なる素材とが
夫々電流の向きが反対のコイル部分と対面させ且つ継目
となるべき部分が両コイル部分のほぼ中央に位置させて
、高周波誘導加熱コイルに通電し、 前記両端部の各々を通るうす電流ヲ訪導して両端５一 部を加熱することを特徴とする金属容器の製法が提供さ
れる。

本発明は、既に指摘した通り、夫々が金属製の無継目カ
ップ状成形体から成る上部体と下６１〜体とを、それの
周状の開放端部同志で接着剤層を介して嵌合させ、この
接着剤層を嵌合部の外側から高周波誘導加熱により効率
良（加熱して、周状の側面継目を備えたビン状の金属容
器全製造するのに特に有用である。従って、本発明をこ
の容器を例にとって以下に説明するが、本発明は勿論こ
の場合にのみ限定されるものでない。

不発明による金属製ビンの一例を示す第１図においてこ
のビンは、例えに錫メッキ鋼板等の金属製の無継目カッ
プ状成形体から成る下部体１と、金属製の無継目カップ
状成形体から成る上部体２とから成っており、これらの
カップ状成形体は、開放端部６と開放端ｓ４とが東ね合
せ接合されて、周状の側面継目５を形成することＫより
容器の形に一体化されている。

この具体例において、下部体１は金属素材の高６− 度の絞り−しごき加工で形成された背の高い薄肉側壁部
６と実質上しごき加工“全受けていない厚内の底部７と
から成るカップであり、一方上部体２も下部体と同様の
成形で形成された背の高い薄肉側壁部８と上壁９とから
成るカップである。上部体２の側壁部８の高さは、継目
５の巾と等しいか、或いは継目中よりも若干大きい範囲
内にある。また上部体２の上壁９は上に凸のテーパー面
をなしており、その中央には内容物の充填用乃至は取出
し用の注ぎ口１０が形成されている。

第１図に示す具体例では、下部体１の開放端部６はそれ
に近接した部分でのネックイン加工により、それ以外の
胴壁部に比して小径となるように絞られており、より大
径の上部体開放端部４内に嵌挿される。下部体開放端部
６の外面と上部体開放端部４の内面との間には熱接着性
の接着剤層１１が設けられ、下部体と上部体との接合、
固着が行われている。接着剤１１の一部は継目５からは
み出して、継目の内側に位置する金属素材切断端縁１２
に対する被覆層１６を形成していることが、耐腐食性の
点で望ましい。

上述した構造の金属製容器においては、上部体２に極め
て小さい注ぎ口１０が形成されているのみであり、従っ
て、上部体２と下部体１とを嵌合させた後では、この嵌
合組立体の内部に格別の加熱機構等を挿入することは事
実上不可能であり、従って嵌合部の加熱は外部からの加
熱のみが０Ｔ能であることが了解されよう。

本発明によれば、この嵌合部の外側に高周波誘導加熱コ
イルを特定の仕組で位置させて通電を行うことにより、
外側に位置する開放端部４のみならず、内側に位置する
開放端部６をも効率良く加熱し、接着を著しく短時間の
内に行い得るものである。

本発明の詳細な説明するための第２図において、継目と
なるべき部分５ｃＬにおいては、両端部６及び４は接着
剤層１１αを介して嵌合により機械的に係合されており
、しかもこの両端部６及び４は接着剤＃１１ｃにより少
なくとも局部的に電気絶縁関係となっている。

この継目となるべき部分５αの外側には、全体として１
４で示す高周波誘導加熱コイルが次のような位置関係で
配置される。即ち、内側の開放端部３に連なる側壁部６
には、′電流が図面において一定時点において上−→下
垂直方向に流れるコイル部分１５と対面し、一方性側の
開放端部４に連なる側壁部８には、電流が図面において
、同時点において下→下垂直方向に流れるコイル部分１
６と対面し、且つ継目となるべき部分５αは両コイル部
分１５及び１６のほぼ中間に位置している。図において
、このコイル部分１５及び１６は断面のみで示きれてい
るが、図面のほぼ垂直方向に連なったループを形成して
いることが理解されるべきである。

上述した位置関係において、高周波誘導加熱コイル１４
に高周波電流を通電すると、コイル部分１５に対面した
側壁部６では該コイル部分のｔＮ。

方向とは逆向きでしかも開放端部６の部分を同方向とな
るように通るうす電流１７が誘導される。

同様にコイル部分１６に対面した側壁部８では該９− コイル部分の電流方向とは逆向きでしかも開放端部４の
部分を同方向となる↓うに通るうず電流１８が誘導でれ
る。このうず甫ｆｉ１７及び１８は夫々、側壁部６及び
８の部分では電流蜜１８１が低く、開放端部３及び４の
部では電流密度が高くなるように誘導され、この結果と
して、外側に位ｌＫｔする開放端部４は勿論のこと、内
側に位置する開放端部６も強く加熱される。この目的の
ため、旨周波訪導加熱コイル１４は、コイル部分１５及
び１６の電流密度が疎となるように形成されている。伺
、図面において、１９はフェライト等の磁性材料から成
る磁気コアであり、両コイル部分１５．１６と素材側壁
６．８との電磁結合を強め、これにより加熱効率全増大
させる丸めに使用式れている。

本発明によれは、以上説明した通り、扁周波誘４７ＩＯ
熱コイルと加熱すべき金属素材との電磁結合を、素材両
端部が重ね合せられている部分ではなく、この重ね会せ
部よりむしろ離れた両側壁部６及び８との間で行うこと
により、累月両端部６．４の効率の良い加熱が可能とな
るものであり、し１０− かも、接着剤層を間に挾んで、内外の両端部６．４が加
熱されるため、短時間でしかも均一な加熱が可能となる
ものである。加熱時間が短時間であると、溶融状態の接
着剤の溢れ出る量が少くなるという利点を有する。

本発明において、上述した高周波誘導加熱コイルにより
、円周状の嵌合部全体を加熱するには、円周状の嵌合部
の周囲金実質上覆うように多数個の高周波誘導加熱コイ
ルを配置し、上下体の嵌合物を静止させて誘導加熱全行
う方法、１個乃至は複数個の高周波誘導加熱コイルを配
置し、上下体の嵌合物全回転させなから誘導加熱する方
法、長い偏平コイルに沿って、嵌合部を回転させながら
移動することによって加熱する方法、或いはこれらの組
合せ方法等が適宜採用される。

コイルに通電する高周波′電流は、この梅の誘導加熱に
使用されているものは全て便用でき、例えば一般的に言
って、１０ＫＨｚ乃至５００ＫＨｇの高周波が好適に使
用される。加熱コイルへの入力は、容器の大きさや要求
される温度や加熱時間によっても著しく相違し、−概に
は規定できない。

１例として、径１１０．６朋の周状継目容器をポリエス
テル糸接着剤を介して接合するに際し、入カフＫＷで０
．６秒という極めて短時間で熱接着処理が完了すること
が認められた。

本発明によれば、外側となる端部と内側となる端部とを
等しい温度となるようにＪＪｎ熱することもできるし、
またこれらの温度が互いに異なるように加熱することも
できる。

第３−Ａ図に示す具体例において、外側部体２の厚さｔ
。と内側部体１のｔｉとが等しく且つ加熱コイル１５．
１６と両側壁との間の間隙が等しい場合には、外側端部
４の万が若干温度上昇が高くなる傾向かめる。この場合
には、加熱コイル１４のコイル部分１６と外側部体２と
の間にフェライトコア乃至はＭ＆２１挿入することによ
り、外側端部４の温度Ｔ。と内側端部６の温度Ｔｉとを
等しくすることができる。この場合、フェライトコアを
使用すると、銅板よりも電力損失が少ないので加熱効率
は高くなる。また、外側部体２とコイル部分１６との間
隔全、内側部体１とコイル部分１５との間隔よりも大き
くすることによってもＴ。＝Ｔｉとなるよう々加熱が可
能である。

第３−Ｂ図に示す具体例では、外側部体２とコイル部分
１６との間隔を、内側部体１とコイル部分１５との間隔
よりも太きくし、しかも外側部体２とコイル部分１６と
の間にフェライトコア乃至は銅板２０を挿入することに
より、Ｔｉ”）Ｔｏとなる温度関係での加熱全可能とし
ている。勿論、この位置関係を逆にすれば、Ｔｏ＞Ｔｉ
となる温度関係での加熱も可能である。

第３−Ｃ図に示す具体例では、加熱コイル１４の位置を
嵌合部５αに対して相対的に下げることにより、外側端
部４に誘導されるうす電流を少なくし、外側端部４の温
度上昇を抑制して７’ｊ）Ｔ。

の関係が成立つようにしている。逆に第３−Ｃ図におい
て、コイル１４の位置を嵌合部５ｃＬＶｃ対して相刈的
に上げることにより、内側端部６に誘導されるうず電流
を少なくし、内側端部６の温度上昇を抑制できる。

１３一 本発明において、接着剤層としては、熱により溶融乃至
は軟化され、或いは活性化されて接層性を示すものは全
て使用され、例えばポリエステル系、ポリアミド糸、酸
変性ポリオレフイン系等の熱可塑性樹脂接着剤が有利に
使用されるが、勿論これらに限定されない。

容器用素材としては、アルミニウム等のＩｌ！￥！金属
や、ブリキ、ナイン・フリー・スチール、その他の各種
表面処理鋼板、ブラックプレート等の金属を含む素材は
全て使用され、これらの素材１．１各棹塗料で塗装され
たものであっても例等差支えない。

また、この素材は金属箔とグラスチックフィルムとのラ
ミネートであっても↓＜、このプラスチックフィルムが
ヒートシール性を示す場合には、これを接着剤ノーとし
て使用し得ることは当然である。

本発明は、上述した円周状の継目金石する容器の製造に
好適に適用されるが、例えば第４図に示す通り、一枚の
素材２２全円筒状に成形し、その両端縁部２６α、２３
６を接着剤層１１を介してロックシーム接合する用途に
も有利に使用でき、１４− また、蓋の周囲と胴のフランジとを熱接着剤を介してヒ
ートシールす′る用途にも有利に使用できる。

本発明を次の例で説明する。

素板厚０．２３龍のアルミ板Ｃ６００４材Ｈ１９）の内
外面に変性ビニル系塗料をそれぞれ全体の塗膜量が１８
０　ｍｌ／　ｄｍ２．８０　ｍ？　／　ｄｍ”となるよ
うに塗布、焼付を行った後に２５０朋の径の円板に打抜
き、通常のプレス加工により成形音節し、接合部端縁の
内径が１１０．６０ｉｏ＋で中心部に直径６０朋の注ぎ
口を有する上部体全作製した。

一方、同じ塗装板よりやはり２５０朋の径の円板全打抜
き、プレス加工により成形を行って接合部端縁の外径が
１１０．５０ｍｒｓの下部体を作製した。

この下部体の端縁全周にわたって、その外面制約６　ｔ
ｎｍ巾、内面側約２朋巾で以下のように接着剤全塗布し
た。すなわち、実施例１２ではナイロン１２の粉末全下
部体の端縁外面側６關、内面側２■のみが露出するよう
にマスキングした上で静′邂塗装全行い、更にその部分
を赤外線ヒーターにより加熱し粉体を溶融させ約８５μ
ｍの膜厚で接着剤皮膜を形成した。

以上のように作製した上部体と接着剤を塗布した下部体
とを嵌合した後、加熱工程そしてこれと同一スチージョ
ンに於て冷却工程ヲ施して嵌合部の接着剤を浴融、冷却
固化させて接合を行い、上部体と下部体が接合されたＨ
８ｔ約２０００１１１／の金属容器全作製した。なお、
加熱工程では被加熱部材を４８０回転／分で回転させつ
つ７ＫＷの入力で０．６秒間加熱し、冷却工程では加熱
終了と同時に圧縮エアー用ノズル金用いて１秒間嵌合部
に吹付け、冷却を行った。

１だ、加熱工程における加熱コイルの形状は、第３−Ａ
、　３−Ｂ、　３−Ｃ，７図に示されるように、加熱コ
イル１５．１６の導体の径は４ｍｒａで上側部材２と下
側部材１とにｔａ結合している偏平渦巻加熱コイルの巻
数は５ターンであり、その巾Ｗｃは２５ｍｍ、中空部の
巾Ｗｇ２０ｍｓである。

外側部材の冷却用ノズルは容器の嵌合部に対し加熱コイ
ルに対応する反対側に嵌合部を囲むように設は内側部材
の冷却用ノズルは外側部材の開口部より挿入され、外側
のノズルと対応する位置を冷却するように設置されてい
る。

各側で採用した加熱工程、冷却工程を詳述すると以下の
通りである。

実施例１゜ 外側部材と内側部材との温度上昇が等しくなるように、
加熱コイルの中心金嵌合部の中心より２龍だけ下げた状
態（△ｌ＝２關）に加熱コイルをセットした。冷却工程
では外側および内側部材にエアー吹付けを行なった。

このときの嵌合部の温度は第５図に示されている。曲線
αは外側部材および内側部材の嵌合部の温度、曲線すは
接着剤の温度である。

加熱終了時１．の外側部材、内側部材の嵌合部の温度は
どちらも２６０℃であり、接着剤の温度は１９５℃であ
った。

接着剤が固化する温度１４５℃に至るまでの時間ｔ２は
加熱終了から０．５秒後であった。

接着剤が固化する時刻での外側部材と内側部材との温度
は等しく１１５℃であった。したがって、−１７＝ 接着剤には必要以上の押圧力は働かず、接着剤は嵌合部
より押出されず、嵌合部が常温になっても接着剤に引張
り応力が働くことはない。

実施例２ 外側部材の嵌合部の温１隻が内側部材のものより高くな
るように、加熱コイルの中心を嵌合部の中心より１ｍ１
１だけ上げた状態（△／−−１−１　ｍｍ　）に加熱コ
イルをセットした。

加熱終了時１＝１１の外側部材の温度は２４５℃、内側
部材の温度は２１５°Ｃ１接看剤の温度は１９５℃であ
った。

接着剤が固化する温度１４５℃に至るまでの時間は加熱
終了から０．５秒後であった。この時点１＝１．での内
側部材の温度は１１０℃、外側部材の温度は１２０℃で
あり、若干外側部材の温度の方が高いので、接着剤の締
付力が弱くなるが、この程度の温度差は実用上支障ない
。

実施例＆ 外側部材の嵌合部の温度が内側部材のものより低くなる
ように、加熱コイルの中心を嵌合部の中１８− 心より３１だけ下げた状態（△１−−３闘）に加熱コイ
ルをセットした。

加熱終了時（１＝ｔ＋）の外側部材の温度は２２０℃、
内側部材の温度は２４０℃、接着剤の温度は１９５℃で
あった。

接着剤が固化する捷でに至る時間は加熱終了から０．５
秒後であった。このときの外側部材の温度は１１５℃、
内側部材の温度は１２０℃であった。

この場合には、若干外側部材の温度の方が内側部材のも
のより低いので、接着剤に締付力が働き、溶融状態の接
着剤が押出される恐れはあるが、実用上差し障りない。

【図面の簡単な説明】

第１図は熱接着による周状の側面継目を有する金属容器
の側断面図、 第２図は本発明の詳細な説明するための高周波誘導加熱
コイル及び容器の側断面図、 第３−Ａ図、第３−Ｂ図及び第３−Ｃ図は、高周波誘導
加熱コイルの配置の数例を示す部分拡大側＠面図、 第４図は、本発明をストレートな側面継目を有する金属
容器の継目の接着に用いた例を示す断面図、 第５図は、実施例１における継目各部分の加熱冷却時に
おける温度一時間曲線を示す線図である。 引照数字１は下部体、２は上部体、６及び４は開放端部
、５は継目、５αは嵌合部、６及び８は側壁、１１．１
１ｃＬは接着剤層、１４は高周波誘導加熱コイル、１５
及び１６は互いに電流の向きが逆のコイル部分、１７及
び１８は互いに向きが逆のうず電流、１９は磁気コア全
夫々示す。 特許出願人　　　　　　岸　本　　　　昭代理人　弁理
士　鈴木郁男（′１ 第１図 ０ 第２図 第１頁の続き ■出　願　人　岸本昭 横浜市金沢区釜利谷町４４３９番地 の２６ １３０−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）金属を含む容器素材の両端部を樹脂の熱接着によ
   る継目を介して接合することから成る容器の製法におい
   て、 熱接着性の樹脂層を介して両端部が係合され且つ局部的
   に両端部が電気絶縁関係にある継目となるべき部分を、
   −万の端部に連なる素材と他方の端部に連なる素材とが
   夫々電流の向きが反対のコイル部分と対面させ且つ継目
   となるべき部分が両コイル部分のほぼ中央に位置させて
   、高周波誘導加熱コイルに通電し、 前記両端部の各々を通るうず電流を誘導して両端部を加
   熱することを特徴とする金属容器の製法。 ■　前記高周波誘導加熱コイルは中央部に磁気コアを、
   その周囲にコイルｔ［Ｌ、係合された、接着すべき両端
   部が前記磁気コアと対面し且つ一方の端部に連なる素材
   と他方の端部に連なる素材とが夫々電流の向きが反対の
   コイル部分と対面するように、高周波誘導加熱コイルを
   位置させて磁界を作用させる特許請求の範囲嬉１項記載
   の方法。 （５）前記素材は夫々が金属製の無継目のカップ状成形
   体から成る上部体と下部体とであり、それらの開放端部
   同志を嵌合させ、嵌合させた端部全前記高周波誘導加熱
   コイルで加熱して接層を行う特許請求の範囲第１項記載
   の方法。