説明

溶接缶体

【課題】板厚を低減すると共にレトルト殺菌処理工程での缶胴部の変形を防止でき、所要の表示や装飾等に制限を受けないと共に、安定感に優れた溶接缶体を提供する。
【解決手段】溶接缶体1は、表面処理鋼板の側縁部を溶接接合してなる。缶胴部2は、51〜53mmの直径の円筒状部4と、46〜51mmの直径で円筒状部4より細径であり缶蓋3a,3bが二重巻締めされた両ネックイン部5a,5bとを備える。表面処理鋼板は、0.12〜0.16mmの板厚と、400〜530MPaの降伏応力Yと、5〜30%の伸びEとを備える。缶胴部1は全長が87〜106mmで、両ネックイン部5a,5bの間に67〜71mmの長さの未加工部を備え、残余を両ネックイン部5a,5bの長さの合計とする。一方のネックイン部5aは、缶胴部2の直径に対して複数の段階で縮径されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、溶接缶体に関する。
【背景技術】
【0002】
飲料等を収容する金属缶体として、表面処理鋼板の側縁部を互いに重ね合わせて溶接接合してなる缶胴部の両端に缶蓋を二重巻締めしたスリーピース溶接缶体が知られている。前記スリーピース溶接缶体では、コスト削減のために、原材料である表面処理鋼板の板厚を0.12〜0.16mmに低減することが検討されている。
【0003】
ところで、前記スリーピース溶接缶体では、飲料等の内容物を充填した後、レトルト殺菌処理を施す場合があり、該レトルト殺菌処理工程のレトルト釜の中で該スリーピース溶接缶体の内外の圧力に差圧が生じる。このとき、前記表面処理鋼板の板厚が低減されていると、前記スリーピース溶接缶体内外の差圧のために前記缶胴部が凹む変形を起こす虞があり、前記変形を起こすと商品価値が失われるという問題がある。
【0004】
前記問題を解決するために、前記表面処理鋼板の板厚を低減する一方でその強度を高くすることが考えられる。前記強度は、例えば降伏応力Yで示される。
【0005】
ところが、前記スリーピース溶接缶体において、前記表面処理鋼板の強度を高くすると、溶接のために該表面処理鋼板を丸めたときに、側縁部を溶接に十分な範囲で互いに重ね合わせることが難しくなる傾向がある。また、溶接できた場合にも、前記缶胴部の両端にネックイン部を形成し、さらに該ネックイン部にフランジ加工を施したときに、溶接継目部の近傍に亀裂が発生することがある。
【0006】
前記溶接を可能にすると共に、前記フランジ加工による亀裂発生を防止するために、前記表面処理鋼板の伸び(E)を大きくすることが考えられる。しかし、伸びを大きくすると前記表面処理鋼板の強度が不十分になり、レトルト殺菌処理工程における前記スリーピース溶接缶体内外の差圧のために前記缶胴部が凹むという問題に還元してしまう。
【0007】
前記問題を解決するために、0.12〜0.16mmの板厚の表面処理鋼板の側縁部を互いに重ね合わせて溶接接合してなる缶胴部の両端に缶蓋を二重巻締めしたスリーピース溶接缶体において、缶胴部の中央部に複数のビードを設ける缶体が提案されている(特許文献1参照)。
【0008】
前記スリーピース溶接缶体によれば、缶胴部の中央部に複数のビードを設けることにより、表面処理鋼板の板厚を前記範囲としても該缶胴部に所要の強度を付与することができ、レトルト殺菌処理工程における前記スリーピース溶接缶体内外の差圧に抗して缶胴部の凹みを防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】特許第3665986号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
しかしながら、缶胴部の中央部に複数のビードを設ける前記スリーピース溶接缶体では、該ビードのために、印刷文字による所要の表示や図柄による装飾等が制限を受けるという不都合がある。
【0011】
本発明は、かかる不都合を解消して、缶胴部を構成する表面処理鋼板の板厚を低減することができると共に、レトルト殺菌処理工程における缶体内外の差圧に抗して缶胴部の凹み等の変形を防止することができ、印刷文字による所要の表示や図柄による装飾等に制限を受けることがなく安定感に優れた溶接缶体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0012】
かかる目的を達成するために、本発明の溶接缶体は、表面処理鋼板の側縁部を互いに重ね合わせて溶接接合してなる缶胴部の両端部に缶蓋を二重巻締めした溶接缶体であって、該表面処理鋼板は、0.12〜0.16mmの範囲の板厚と、400〜530MPaの範囲の降伏応力Yと、5〜30%の範囲の伸びEとを備えており、該缶胴部は、51〜53mmの範囲の直径を備える円筒状部と、該円筒状部の両端に連設され45〜51mmの範囲で該円筒状部より細い直径を備え該缶蓋が二重巻締めされた両ネックイン部とを備え、全長が87〜106mmの範囲にあり、該両ネックイン部の間に67〜71mmの範囲の長さの未加工部を備え、残余を該両ネックイン部の長さの合計とすると共に、該両ネックイン部の一方は該円筒状部の直径に対して複数の段階で縮径されていることを特徴とすることを特徴とする。
【0013】
本発明は、表面処理鋼板の側縁部を互いに重ね合わせて溶接接合してなる缶胴部の両端部に缶蓋を二重巻締めしてなる溶接缶体であって、呼び径202Dといわれる大きさを備える溶接缶体に関するものである。前記呼び径202Dの溶接缶体は、具体的には、51〜53mmの範囲の直径を備える円筒状部と、45〜51mmの範囲で該円筒状部より細い直径を備えるネックイン部とを備えている。前記ネックイン部は、前記円筒状部の両端に連設されると共に、開口端部に前記缶蓋が二重巻締めされている。
【0014】
前記表面処理鋼板は、0.12〜0.16mmの範囲の板厚と、400〜530MPaの範囲の降伏応力Yと、5〜30%の範囲の伸びEとを備えている。
【0015】
前記表面処理鋼板の板厚が0.16mmを超えるときには、コストを低減する効果が得られない。一方、前記表面処理鋼板の板厚が0.12mm未満であるときには、レトルト殺菌処理工程における缶体内外の差圧に抗して缶胴部の凹みを防止することができない。
【0016】
また、前記表面処理鋼板の降伏応力Yが530MPaを超えるときには、溶接のために側縁部を互いに重ね合わせることができない。一方、前記表面処理鋼板の降伏応力Yが400MPa未満であるときには、十分な座屈強度、パネリング強度が得られず、レトルト殺菌処理工程における缶体内外の差圧に抗して缶胴部の凹みを防止することができない。
【0017】
また、前記表面処理鋼板の伸びEが30%を超えるときには、該表面処理鋼板が過度に柔軟になり、十分な降伏応力Yを得ることができない。一方、前記表面処理鋼板の伸びEが5%未満であるときには、前記ネックイン部にフランジ加工を施したときに亀裂の発生を免れない。
【0018】
また、前記溶接缶体は、缶胴部の全長が87〜106mmの範囲にあり、前記両ネックイン部の間に67〜71mmの範囲の長さの未加工部を備えている。そして、缶胴部の全長から前記未加工部の長さを差し引いた残余の長さが、前記両ネックイン部の長さの合計となっている。
【0019】
尚、前記ネックイン部が前記円筒状部に連接される部分には、該円筒状部から該ネックイン部に向かって縮径するテーパー部が形成され、該ネックイン部の開口端部には前記缶蓋が二重巻締めされている巻締め部が形成されている。そこで、本明細書では、前記「ネックイン部の長さ」は、前記テーパー部の長さ及び前記巻締め部の長さをも含むものとする。
【0020】
本発明の溶接缶体は、内容物として公称160〜200gの飲料を収容するものであり、そのために前記缶胴部の全長が87〜106mmの範囲にあることを必要とする。前記缶胴部の全長が87mm未満では公称160gの飲料を収容できず、該全長が106mmを超えると前記溶接缶内で内容物が収容されていない容積が不必要に大きくなる。
【0021】
そして、本発明の溶接缶体は、87〜106mmの範囲の前記缶胴部の全長に対して、67〜71mmの範囲の長さの前記未加工部を備えることにより、レトルト殺菌処理工程における缶体内外の差圧に抗して前記缶胴部の凹み等の変形を防止することができる。また、本発明の溶接缶体は、前記範囲の前記缶胴部の全長に対して、前記範囲の長さの前記未加工部を備えることにより、何ら制限を受けることなく、該未加工部に印刷文字による所要の表示や図柄による装飾を行うことができる。
【0022】
ここで、前記円筒状部の両端に連設される両ネックイン部を同一の直径とし、それぞれ所定の長さに形成すると、前記缶蓋を着地部として前記溶接缶体を自立せしめたときに、不安定感が否めない。そこで、本発明の溶接缶体は、いずれか一方のネックイン部を前記円筒状部の直径に対して複数の段階で縮径されたものとする。本発明の溶接缶体は、このようにすることにより、前記のように直立させたときに不安定感を覚えることが無く優れた安定感を得ることができる。
【0023】
本発明の溶接缶体は、例えば、内容物として公称160gの飲料を収容する場合、前記缶胴部は、全長が87〜90mmの範囲にあると共に、前記両ネックイン部の長さは合計で18〜23mmの範囲にある。
【0024】
また、本発明の溶接缶体は、例えば、内容物として公称180gの飲料を収容する場合、前記缶胴部は、全長が96〜99mmの範囲にあると共に、前記両ネックイン部の長さは合計で25〜32mmの範囲にある。
【0025】
また、本発明の溶接缶体は、例えば、内容物として公称200gの飲料を収容する場合、前記缶胴部は、全長が103〜106mmの範囲にあると共に、前記両ネックイン部の長さは合計で32〜39mmの範囲の長さにある。
【0026】
本発明の溶接缶体は、前記のいずれか1つの構成を備えると共に、前記円筒状部の直径に対して複数の段階で縮径されているネックイン部は、最も縮径されている部分の直径が45〜48mmの範囲にあることが好ましい。前記溶接缶体では、コスト削減のために、原材料である表面処理鋼板の板厚を低減すると共に、缶蓋を小さくすることが望まれる。本発明の溶接缶体では、前記ネックイン部の最も縮径されている部分の直径が45〜48mmの範囲となるようにすることにより、より小径の缶蓋を用いることができ、このような缶蓋によってもコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】(a)は本実施形態の溶接缶体の構成を示す正面図、(b)は(a)のB−B線断面図。
【図2】表面処理鋼板の降伏応力と缶胴部材の加工性との関係を示すグラフ。
【図3】表面処理鋼板の伸びと缶胴部材の加工性との関係を示すグラフ。
【図4】円筒状部の未加工部の長さと缶胴部の強度との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【0028】
次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。
【0029】
図1(a),(b)に示すように、本実施形態の溶接缶体1は、矩形状の表面処理鋼板(缶胴ブランク)の側縁部を互いに重ね合わせて溶接接合した缶胴部2の両端部に缶蓋3a,3bを二重巻締めしたものである。缶胴部2は、中央部を形成する円筒状部4と、その両端に形成された円筒状部4よりも小径のネックイン部5a,5bとを備え、前記溶接接合による溶接継目部6を側面に備えている。
【0030】
前記両ネックイン部5a,5bのうち、一方のネックイン部5aは、円筒状部4の直径に対して2段階で縮径されて形成されている。ネックイン部5aは、1段目の縮径部が円筒状部4からネックイン部5aに向かって縮径するテーパー部7aを介して円筒状部4に連接されており、2段目の縮径部の端部に、アルミニウム製のイージーオープン缶蓋3aが二重巻締めされている。一方、ネックイン部5bは、円筒状部4の直径に対して1段階で縮径されているのみであり、円筒状部4からネックイン部5bに向かって縮径するテーパー部7bを介して円筒状部4に連接されており、端部にスチール製缶蓋3bが二重巻締めされている。そして、ネックイン部5a,5bの端部には缶蓋3a,3bが二重巻締めされた巻締め部8a,8bが形成されている。
【0031】
イージーオープン缶蓋3aはアルミニウム製であり、スチール製缶蓋3bよりも高価である。しかし、本実施形態の溶接缶体1では、アルミニウム製イージーオープン缶蓋3aは上述のようにネックイン部5aの2段目の縮径部の端部に二重巻締めされている。従って、イージーオープン缶蓋3aは、円筒状部4の直径に対して1段階で縮径されているのみのネックイン部5bに二重巻締めされているスチール製缶蓋3bより小径のものを用いることができ、コストを低減することができる。
【0032】
前記表面処理鋼板は、錫メッキ鋼板、ティン・フリー・スチール等からなり、0.12〜0.16mmの範囲の板厚と、400〜530MPaの範囲の降伏応力Yと、5〜30%の範囲の伸びEとを備えている。前記表面処理鋼板は、例えば、冷圧延鋼板を焼鈍後調質圧延して得られる鋼板(以下、「SR材」と略記する)または冷圧延鋼板を焼鈍後二次冷間圧延して得られる鋼板(以下、「DR材」と略記する)を用いることができる。
【0033】
また、前記表面処理鋼板は、缶外面側に文字による表示や図柄等を印刷を施したポリエステルフィルムが接着剤層を介して接着されている。また、前記表面処理鋼板の缶内面側は、無地のポリエステルフィルムが接着剤層を介して接着されていてもよく、塗装が施されていてもよい。
【0034】
溶接缶体1は、呼び径202Dといわれる大きさを備えている。係る溶接缶体1において、円筒状部4は、51〜53mmの範囲の直径、例えば52.4mmの直径を備えており、該直径は呼び径202Dに相当する。また、ネックイン部5aは、最も縮径されている2段目の縮径部が45〜48mmの範囲の直径、例えば46.80mmの直径を備えており、該直径は呼び径113Dに相当する。また、ネックイン部5aは、46〜51mmの範囲の直径、例えば50.0mmの直径を備えており、該直径は呼び径200Dに相当する。
【0035】
尚、前記呼び径において、百位の数字はインチを示し、十位及び一位の数字は、1/16インチの何倍であるかを示している。従って、呼び径202Dは、直径が(2インチ+2/16インチ)に相当することを示している。
【0036】
本実施形態の溶接缶体1は、内容物として公称160〜200gの飲料を収容するものであり、このために、円筒状部4及びネックイン部5a,5bの前記直径に対し、缶胴部2の全長Hが87〜106mmの範囲にある。また、溶接缶体1は、円筒状部4には何ら加工が施されておらず、未加工部Lとして67〜71mmの範囲の長さを備えている。また、この結果、全長Hから未加工部Lを減算した残余の長さが、テーパー部7a,7b及び巻締め部8a,8bを含む両ネックイン部5a,5bの長さL、Lの合計となっている。ここで、ネックイン部5aの長さLは例えば12mmであり、Lは6〜27mmの範囲で適宜調整される。
【0037】
本実施形態の溶接缶体1は、円筒状部4が未加工部Lとして67〜71mmの範囲の長さを備えることにより、前記ポリエステルフィルムに印刷される文字や図柄に何ら制限を受けることがなく、優れた表示を行うことができると共に、優れた装飾効果を得ることができる。また、本実施形態の溶接缶体1は、缶蓋3bを着地面として自立せしめられたときに、長さLのネックイン部5bの上に、長さLの未加工部としての円筒状部4が配置され、円筒状部4の上に長さLのネックイン部5aが配置された形となるので、優れた安定感を得ることができる。
【0038】
次に、板厚が0.15mmのSR材またはDR材であって、それぞれ降伏応力Y及び伸びEが異なる複数の表面処理鋼板を試料として用意した。前記試料の降伏応力Yと加工性との関係を図2に示す。
【0039】
ここで、降伏応力Yは溶接接合のために前記表面処理鋼板を丸めたときの円周方向における数値である。また、加工性は溶接接合のために前記表面処理鋼板を丸めたときの側縁部の重なり具合(ロールフォーム適性)と、缶胴部2のネックイン部5にフランジ加工を施したときの溶接継目部6近傍における亀裂発生の有無とを点数化して総合的に評価したものである。
【0040】
前記ロールフォーム適性は、側縁部の重なり具合により溶接が可能であるものを3点、溶接が不安定になるものを1点、溶接が不可能であるものを0点とした。また、亀裂発生の有無は、亀裂が全く発生しないものを3点、亀裂発生の虞があるものを1点、亀裂が発生したものを0点とした。図2から、前記試料である表面処理鋼板は、降伏応力Yが530MPa以下であることにより、優れた加工性が得られることが明らかである。
【0041】
次に、前記試料の伸びEと加工性との関係を図3に示す。ここで、伸びEは前記試料である表面処理鋼板を丸めたときの円周方向における数値である。また、缶胴部材1の加工性は、降伏応力Yの場合と全く同一にして評価した。図3から、前記試料である表面処理鋼板は、伸びEが5%以上であることにより優れた加工性が得られることが明らかである。
【0042】
次に、前記試料のうち、板厚が0.15mm、降伏応力Yが500MPa、伸びEが20%であるSR材からなる表面処理鋼板について、未加工部の長さLの異なる複数の溶接缶体を形成した。次に、前記溶接缶体に外圧を加えて缶胴部が凹んだときの圧力としてパネリング強度を測定した。前記試料の未加工部の長さLと、パネリング強度との関係を図4に示す。
【0043】
図4から、未加工部の長さLを67〜71mmの範囲とすることにより、160kPa以上のパネリング強度を得ることができることが明らかである。前記パネリング強度は160kPaであれば、溶接缶体においてレトルト殺菌処理工程における缶体内外の差圧に抗して缶胴部の凹みを防止することができるとされている。
【0044】
本実施形態の溶接缶体は、例えば、内容物として公称160gの飲料を収容するものとすることができる。この場合、前記缶胴部は、全長が87〜90mmの範囲にあり、未加工部の長さLは67〜71mmの範囲にあり、ネックイン部5bの長さLは6〜11mmの範囲にある。
【0045】
内容物として公称160gの飲料を収容する前記溶接缶体は、例えば全長が88.23mmであり、未加工部の長さLが70mmであり、ネックイン部5bの長さLは6.23mmである。前記溶接缶体は、未加工部の長さLが70mmであることにより、前記ポリエステルフィルムに印刷される文字や図柄に何ら制限を受けることなく、優れた表示を行うことができると共に、優れた装飾効果を得ることができる。
【0046】
また、前記溶接缶体のパネリング強度は165kPaであり、レトルト殺菌処理工程における缶体内外の差圧に抗して缶胴部の凹みを防止することができることが明らかである。
【0047】
また、本実施形態の溶接缶体は、例えば、内容物として公称180gの飲料を収容するものとすることができる。この場合、前記缶胴部は、全長が96〜99mmの範囲にあり、未加工部の長さLは67〜71mmの範囲にあり、ネックイン部5bの長さLは13〜20mmの範囲にある。
【0048】
内容物として公称180gの飲料を収容する前記溶接缶体は、例えば全長が96.93mmであり、未加工部の長さLが70mmであり、ネックイン部5bの長さLは14.93mmである。前記溶接缶体は、未加工部の長さLが70mmであることにより、前記ポリエステルフィルムに印刷される文字や図柄に何ら制限を受けることなく、優れた表示を行うことができると共に、優れた装飾効果を得ることができる。
【0049】
また、前記溶接缶体のパネリング強度は165kPaであり、レトルト殺菌処理工程における缶体内外の差圧に抗して缶胴部の凹みを防止することができることが明らかである。
【0050】
また、本実施形態の溶接缶体は、例えば、内容物として公称200gの飲料を収容するものとすることができる。この場合、前記缶胴部は、全長が103〜106mmの範囲にあり、未加工部の長さLは67〜71mmの範囲にあり、ネックイン部5bの長さLは20〜27mmの範囲にある。
【0051】
内容物として公称200gの飲料を収容する前記溶接缶体は、例えば全長が104.13mmであり、未加工部の長さLが70mmであり、ネックイン部5bの長さLは22.13mmである。前記溶接缶体は、未加工部の長さLが70mmであることにより、前記ポリエステルフィルムに印刷される文字や図柄に何ら制限を受けることなく、優れた表示を行うことができると共に、優れた装飾効果を得ることができる。
【0052】
また、前記溶接缶体のパネリング強度は165kPaであり、レトルト殺菌処理工程における缶体内外の差圧に抗して缶胴部の凹みを防止することができることが明らかである。
【符号の説明】
【0053】
1…溶接缶体、 2…缶胴部、 3a,3b…缶蓋、 5a,5b…ネックイン部、 L…未加工部の長さ、 L,L…ネックイン部の長さ。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
表面処理鋼板の側縁部を互いに重ね合わせて溶接接合してなる缶胴部の両端部に缶蓋を二重巻締めした溶接缶体であって、
該表面処理鋼板は、0.12〜0.16mmの範囲の板厚と、400〜530MPaの範囲の降伏応力Yと、5〜30%の範囲の伸びEとを備えており、
該缶胴部は、51〜53mmの範囲の直径を備える円筒状部と、該円筒状部の両端に連設され45〜51mmの範囲で該円筒状部より細い直径を備え該缶蓋が二重巻締めされた両ネックイン部とを備え、
全長が87〜106mmの範囲にあり、該両ネックイン部の間に67〜71mmの範囲の長さの未加工部を備え、残余を該両ネックイン部の長さの合計とすると共に、該両ネックイン部の一方は該円筒状部の直径に対して複数の段階で縮径されていることを特徴とする溶接缶体。
【請求項2】
請求項1記載の溶接缶体において、前記缶胴部は、全長が87〜90mmの範囲にあると共に、前記両ネックイン部の長さは合計で18〜23mmの範囲にあることを特徴とする溶接缶体。
【請求項3】
請求項1記載の溶接缶体において、前記缶胴部は、全長が96〜99mmの範囲にあると共に、前記両ネックイン部の長さは合計で25〜32mmの範囲にあることを特徴とする溶接缶体。
【請求項4】
請求項1記載の溶接缶体において、前記缶胴部は、全長が103〜106mmの範囲にあると共に、前記両ネックイン部の長さは合計で32〜39mmの範囲にあることを特徴とする溶接缶体。
【請求項5】
請求項1乃至請求項4のいずれか1項記載の溶接缶体において、前記円筒状部の直径に対して複数の段階で縮径されているネックイン部は、最も縮径されている部分の直径が45〜48mmの範囲にあることを特徴とする溶接缶体。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate


【公開番号】特開2011−84319(P2011−84319A)
【公開日】平成23年4月28日(2011.4.28)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−239651(P2009−239651)
【出願日】平成21年10月16日(2009.10.16)
【出願人】(505440295)北海製罐株式会社 (58)
【Fターム(参考)】