JP5593775B2

JP5593775B2 - 易開口缶蓋

Info

Publication number: JP5593775B2
Application number: JP2010077249A
Authority: JP
Inventors: 浩二加藤
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Current assignee: Toyo Seikan Group Holdings Ltd
Priority date: 2010-03-30
Filing date: 2010-03-30
Publication date: 2014-09-24
Anticipated expiration: 2030-03-30
Also published as: JP2011207510A

Description

本発明は易開口缶蓋に関し、特に、使用材料の削減のため薄肉化およびパネルの直径を縮径した易開口缶蓋における缶内圧の異常上昇による開口や内容物の噴出を防止できるようにしたものである。

ビール、コーラ、サイダー等の炭酸飲料の液体飲料容器として用いられている飲料用金属缶の易開口缶蓋は、缶蓋のパネルにスコアを形成し、このスコアに囲まれた開口片を開口するタブを設け、このタブを引き上げてスコアを切断し、開口片を開口することで、容易に開口できる易開口缶蓋とされている。

このような易開口缶蓋を備えた金属缶では、前記炭酸飲料を充填した金属缶の高温環境下での保存中、或いは落下時等に内圧が上昇すると、缶蓋に高い内圧が加わり、部分的、或いは全体的に外側に突出するバックリングと称する現象が生じ、缶蓋が外側に突出するだけでなく、場合よってはスコアが切断されて開口し、内容物が噴出してしまう。

このような缶蓋のバックリン対策として特許文献1の易開口缶蓋では、パネル中心を原点ｏとし、パネル中心と開口先端とを結ぶ軸線をｙ軸とするx−ｙ直交座標を想定した場合に、バックリングの発生位置を制御するため、タブ側の第１象限Ｉまたは第２象限ＩＩのｙ軸からの中心角が２５〜６５度の範囲内にバックリンが発生し易いバックリング起点を配設することで、これらの起点で初回および２回目のバックリングを発生させてスコアの破断を防止することが開示されている（特許文献１）。

また、易開口缶蓋に対し、アルミニウム金属板等の使用材料削減のために薄肉化およびパネルの直径を縮径したパネル縮径型易開口缶蓋が提案されている。このパネル縮径型易開口缶蓋は、パネルの周縁に周縁溝およびその外周に巻き締め部が設けられた缶蓋の周縁溝外周と巻き締め部との間の壁面が、これまでの略垂直状とした壁面とは異なり傾斜状とされ、この傾斜状の壁面（複数壁面の場合には、周縁溝側の壁面）の角度が缶軸に対して２０〜６０度の範囲として構成されている（特許文献２）。

そして、この使用材料削減のために薄肉化及び縮径したパネル縮径型易開口缶蓋のバックリング対策として、前記特許文献１のタブ側に初回および２回目のバックリングを生じさせる技術を採用した場合、バックリング起点での変形量が大きく、変形速度も速いため、瞬間的にタブが持ち上げられた状態となり、リベット近傍のスコアが破断してしまい、上述したバックリングによるスコア破断を有効に防止する手段にはならない。

そこで、上述したパネル縮径型易開口缶蓋におけるバックリングによるスコア破断を防止する手段として図４（ａ）に示すように、タブ１側とは逆のスコア２で囲まれた開口部３が存在する側の第３象限および第４象限の各領域内のそれぞれに、ｙ軸線を中心とする左右対称位置に、バックリング発生部位を誘導制御するバックリング誘導部４，４を設けることで、主として第３、第４象限ＩＩＩ、ＩＶにまたがるｘ軸線方向に山形をなす上方膨出状のバックリング５を発生させる易開口缶蓋が提案されている。これにより、第３および第４象限ＩＩＩ、ＩＶにまたがる左右略均等に膨出した大きく緩やかに湾曲したバックリング変形部５を生じさせることで、変形速度を比較的緩慢なものとし、バックリング変形部５内にスコアが存在してもスコア２に大きなせん断力が作用せずにスコア破断を回避するようにしている（特許文献３）。

特開平５−１１２３５７号公報特表平１１−５０５７９１号公報特開２００８−２６５８６９号公報

ところが、特許文献３に開示された易開口缶蓋は、バックリング５の発生をスコア２側の左右対称位置のバックリング誘導部４，４でこれら誘導部の間に左右均一に連続する山形状のバックリング変形部５を生じさせることでスコア２の破断を防止するものである。しかしながら、必ずしも連続する山形のバックリング変形部を誘発することができず、左右対称の２つのバックリング誘導部４，４の中間部だけに部分的なバックリング変形５が生じる場合があり、この開口片先端の大きなバックリング変形によってスコアの破断が生じる場合があることがわかった（図４（ｂ）参照）。
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、易開口缶蓋において、初回のバックリン発生位置を確実に制御することで、スコア破断を防止し、内容物の噴出を防止することができる易開口缶蓋を提供するものである。

前記課題を解決するため、本発明の請求項１に記載の易開口缶蓋は、パネルの周縁に周縁溝およびその外周に巻き締め部が設けられ、周縁溝外周と巻き締め部との間の壁面が傾斜状とされ、前記パネルにリベットにより連結したタブと、スコアに囲まれ前記タブによって開口される開口片とを備える易開口缶蓋であって、前記開口片先端とパネル中心とを結ぶ軸線に対して前記開口片先端の当該軸線両側のパネルの外周部に、この軸線を基準としたパネル中心からの角度が４０〜７０度の１箇所にそれぞれバックリングを誘発し得る耐圧弱化部を形成するとともに、これら耐圧弱化部から間隔をあけて円弧状に連続する２つの耐圧補強部をパネルの外周部に形成し、前記バックリングを誘発し得る耐圧弱化部と前記耐圧補強部との間隔を、耐圧弱化部を基準としたパネル中心から開口片先端側との角度γ１と、反開口片先端側との角度γ２との関係がγ１＞γ２となり、かつγ１＋γ２が２０〜４０度となるように設定したことを特徴とするものである。

本発明の請求項２に記載の易開口缶蓋は、請求項１記載の構成に加え、前記バックリングを誘発し得る耐圧弱化部は、パネル内側からの凸状としたコイニング、スコアリング、エンボシングのいずれかであることを特徴とするとするものである。

本発明の請求項３に記載の易開口缶蓋は、請求項１または２記載の構成に加え、前記易開口缶蓋は、前記壁面の缶軸に対する角度が２０〜６０度であることを特徴とするとするものである。

本発明の請求項１に記載の易開口缶蓋によれば、缶内の内圧上昇時に、易開口缶蓋の耐圧弱化部のいずれか１箇所で上方に突出すバックリングを発生させまた、２つの耐圧補強部を形成することで、前記バックリングの発生位置を確実に制御することができる。これにより、缶内圧の異常上昇が起ってもバックリングの発生位置が、スコア破断が生じることのない位置とすることができ、内容物の噴き出しを確実に防止することができる。

また、本発明の請求項１に記載の易開口缶蓋によれば、確実に耐圧弱化部の開口片先端側でバックリングを誘発することができバックリングの発生位置を、より一層、確実にスコア破断が生じることのない位置とすることができる。

本発明の請求項２に記載の易開口缶蓋によれば、前記バックリングを誘発し得る耐圧弱化部は、パネル内側からの凸状とした薄肉状とするコイニング、スコアリング、エンボシングのいずれかとしたので、確実に耐圧弱化部でバックリングを誘発することができる。

本発明の請求項３に記載の易開口缶蓋によれば、前記壁面の缶軸に対する角度を２０〜６０度としたので、使用材料削減するために薄肉化およびパネルの直径の縮径を図りつつ、確実に耐圧弱化部でバックリングを誘発することができる。

本発明の易開口缶蓋の一実施形態にかかる平面図および一部分を省略した横断面図である。本発明の易開口缶蓋の一実施形態にかかり、加工状態における耐圧弱化部の部分断面図および耐圧補強部の部分断面図である。本発明のパネル縮径型易開口缶蓋の一実施形態にかかるバックリング発生状態の概略斜視図およびその参考図である。従来の易開口缶蓋のバックリング発生状態の概略斜視図およびその参考図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面に基づき詳細に説明する。
本発明の易開口缶蓋（以下、単に缶蓋とする。）１０は、例えば図１に示すように、天板となるパネル１１を備えており、このパネル１１の周縁部には、周縁溝１２が形成され、この周縁溝１２の外周に缶本体７への巻き締め部１３が形成してある。そして、缶蓋１０の周縁溝１２の外周と巻き締め部１３との間の壁面１４が、傾斜状とされ、この傾斜状の壁面１４（複数壁面の場合には、周縁溝側の壁面）の角度αが缶軸に対してα＝２０〜６０度の範囲とし、使用材料削減のために薄肉化する共に、パネル１１の直径を縮径化している。

また、易開口缶蓋１０を易開口とするため、易開口缶蓋１０のパネル１１には、略環状のスコア１６が形成され、このスコア１６に囲まれて開口片１７がスコア１６で開口可能に設けられ、この開口片１７に先端部を望ませて中央部がリベット１８で連結されたタブ１９が設けてある。これにより、タブ１９の引上げ部２０を引き上げ、先端の押圧部２１で開口片１７を押し下げてスコア１６を切断し、開口片１７を缶本体７内に押し込むようにして開口することで、容易に開口される。

この易開口缶蓋１０では、パネル中心を原点ｏとし、パネル中心と開口先端である開口片１７の先端とを結ぶ軸線をｙ軸とするx−ｙ直交座標を想定した場合に、ｙ軸である軸線に対して開口片１７先端の軸線の両側のパネル１１の外周部、すなわちパネル１１の周縁溝１２の内側に、この軸線であるｙ軸を基準としたパネル中心ｏからの角度θが４０〜７０度の１箇所、例えば図示例では、θ＝４５度の位置にそれぞれバックリングを誘発し得る耐圧弱化部２２，２２が形成してある。
この耐圧弱化部２２，２２がｙ軸を基準として角度θが４０〜７０度の範囲を超えると、バックリングが生じた場合に、開口片１７にバックリングによる変形の影響が及び、スコア１６の破断が生じる恐れがある。

さらに、この易開口缶蓋１０では、これら耐圧弱化部２２，２２のいずれか一方に確実にバックリングを誘発し、耐圧弱化部２２，２２近傍以外のパネル１１の外周部を補強するため、耐圧弱化部２２，２２から間隔をあけて円弧状に連続する２つの耐圧補強部２３，２４を形成している。この１つの耐圧補強部２３は、第３象限ＩＩＩおよび第４象限ＩＶの開口片１７の前方に位置して短く連続するものとされ、もう１つの耐圧補強部２４はパネル１１の第４象限ＩＶ、第１象限Ｉ、第２象限ＩＩ及び第３象限ＩＩＩにまたがって長く連続するものとされている。

そして、短い耐圧補強部２３と耐圧弱化部２２との間隔は、耐圧弱化部２２を基準としてパネル中心角度γ１と、耐圧弱化部２２を基準としてパネル中心角度γ２との関係をγ１＞γ２としてあり、γ１＋γ２は２０〜４０度、好ましくは２５〜３５度、好ましくは３０度前後とし、γ１とγ２の比を２：１或いはその近傍とするのが、確実に耐圧弱化部２２でバックリングを誘発する点で好ましい。

尚、本実施形態では、例えば１つの短い耐圧補強部２３はパネル中心の角度で約５０度の範囲に形成してあり、もう１つの長い耐圧補強部２４はパネル中心の角度で約２５０度の範囲に形成してある。

このような易開口缶蓋１０によれば、パネル１１の第３象限ＩＩＩおよび第４象限ＩＶのｙ軸を挟む両側のパネル中心角θで４０〜７０度の範囲に耐圧弱化部２２，２２を形成するとともに、これらから間隔をあけて他の部分に耐圧補強部２３，２４を形成したので、缶本体７の高温環境下などでの内圧上昇時に、耐圧弱化部２２，２２と耐圧補強部２３，２４とで耐圧強度に大きな差があることから耐圧弱化部２２，２２のいずれか１箇所で初回の上方に突出すバックリングを確実に発生させた後、次いで２回目のバックリングを生じさせることができ、これにより、開口片１７の周囲のスコア１６から離れた部分を角出し状に変形させてスコア１６の破断を防止し、確実に開口片１７の開口を防止することができる。

これまでの易開口缶蓋での開口片１７のｙ軸を中心とする左右対称位置に、２つのバックリング誘導部を設けておき、これら２つのバックリング誘導部の間に連続する山形をなす上方膨出状のバックリングを発生させる構成の場合には、必ずしも連続して左右略均等に膨出して大きく緩やかに湾曲したバックリングを生じさせることができない場合がある。即ち、図４で説明したように、これらバックリング誘発部４，４の間の１箇所でのバックリング５によって、スコア２の破断を招いてしまうことがある。これに対して本発明の易開口缶蓋１０では、予期しないバックリングによる変形の誘導を回避することができ、図３に示すように、確実にバックリング部２５の位置を制御することができ、スコア１６への影響を回避して確実に開口片１７の開口を防止することができる。

このような易開口缶蓋１０のパネル１１に形成する耐圧弱化部２２，２２は、例えば図２（ａ）に加工状態の部分断面図で示すように、パネル１１の内側から凸状とした薄肉状の円形のコイニングを施すことで形成されるほか、スコアリングおよびエンボシングによって形成することもできる。
コイニングまたはスコアリングにより設けた内側から凸状の円形の頂部の周縁が容易にバックリングを誘発する。また、これらに代えて、エンボッシングによる形成でもよく、バックリングはエンボッシングによる変形の周辺を起点として発生する。エンボッシングの場合は、バックリングは凸状の変形の大きい箇所、例えば半月形凸所の両端の尖端部に発生するので、尖端部を所定の位置に配置すればここからバックリングを誘発する。

また、耐圧弱化部２２，２２の間に形成する耐圧補強部２３，２４は、例えば図２（ｂ）に示すように、例えばコイニング加工により形成したパネルコイニングが好適である。耐圧補強部２３，２４は耐圧弱化部２２，２２と同時、或いは形成した後に形成してもよく、また、予め耐圧補強部２３，２４を形成した後に耐圧弱化部２２，２２を形成してもよい。

さらに、本発明の易開口缶蓋１０においては、傾斜状の壁面１４の缶軸に対する角度αを２０〜６０度の範囲、好ましくは４０〜６０度として、アルミニウム金属板等の使用材料削減するために、薄肉化およびパネル１１の直径の縮径化しつつ、確実に前述した耐圧弱化部２２でバックリングを誘発させる。

[実施例１]
板厚０．２４ｍｍのアルミニウム金属板を成形加工し、ｙ軸からの角度θを４５度として円形のコイニングを施して耐圧弱化部を形成すると共に、前記耐圧弱化部からの角度γ１を２０度、γ２を１０度でコイニング加工を施して耐圧補強部を形成し、傾斜状の壁面の角度αが缶軸に対して５５度、蓋外径６４．７ｍｍ（２０６径）の易開口缶蓋を作成した。
次いで、アルミニウム金属板の両面にポリエステル樹脂をラミネートした後、絞り−しごき加工を行って缶胴外径６６．０ｍｍのシームレス缶体を作成し、このシームレス缶体に水を３５０ｍｌ充填した後、前記易開口缶蓋を巻き締めて、巻締部外径が５９．２ｍｍの金属缶を１２缶作成した。
これらの金属缶の底部に固定具を有する金属製チューブを差し込んで開孔すると共に、固定具と前記底部の開孔周辺を瞬間接着剤で固定、密封した後、前記チューブから窒素ガスを供給し、昇圧速度：１ｋＰａ／ｓｅｃでバックリングするまで金属缶を加圧して弱化部以外でバックリング、亀裂漏洩の発生を確認した。
確認した結果を表１に示す。

[実施例２]
易開口缶蓋のｙ軸からの角度θを５５度として円形のコイニングを施して耐圧弱化部を形成した以外は、実施例１と同様の金属缶を作成し確認した。

[実施例３]
易開口缶蓋のｙ軸からの角度θを６５度として円形のコイニングを施して耐圧弱化部を形成した以外は、実施例１と同様の金属缶を作成し確認した。

[比較例１]
易開口缶蓋のｙ軸からの角度θを３５度として円形のコイニングを施して耐圧弱化部を形成した以外は、実施例１と同様の金属缶を作成し確認した。

[比較例２]
易開口缶蓋のｙ軸からの角度θを７５度として円形のコイニングを施して耐圧弱化部を形成した以外は、実施例１と同様の金属缶を作成し確認した。

［比較例３］
易開口缶蓋を、図４に示すバックリング誘導部を２箇所形成した缶蓋とした以外は、実施例と同様の金属缶を作成し同様に確認した。

１０易開口缶蓋
１１パネル
１２周縁溝
１３巻き締め部
１４壁面（傾斜状）
１５ヒンジ部
１６スコア
１７開口片
１８リベット
１９タブ
２０引上げ部
２１押圧部
２２耐圧弱化部
２３耐圧補強部（短い）
２４耐圧補強部（長い）
２５バックリング部
ｏパネル中心（ｘ−ｙ座標原点）
ｙ軸線（ｘ−ｙ座標の軸）
γ１耐圧弱化部を基準とした角度
γ２耐圧弱化部を基準とした角度
θ ｙ軸を基準とした角度
α 傾斜角
Ｉ第１象限
ＩＩ第２象限
ＩＩＩ第３象限
ＩＶ第４象限

Claims

パネルの周縁に周縁溝およびその外周に巻き締め部が設けられ、周縁溝外周と巻き締め部との間の壁面が傾斜状とされ、前記パネルにリベットにより連結したタブと、スコアに囲まれ前記タブによって開口される開口片とを備える易開口缶蓋であって、前記開口片先端とパネル中心とを結ぶ軸線に対して前記開口片先端の当該軸線両側のパネルの外周部に、この軸線を基準としたパネル中心からの角度が４０〜７０度の１箇所にそれぞれバックリングを誘発し得る耐圧弱化部を形成するとともに、これら耐圧弱化部から間隔をあけて円弧状に連続する２つの耐圧補強部をパネルの外周部に形成し、前記バックリングを誘発し得る耐圧弱化部と前記耐圧補強部との間隔を、耐圧弱化部を基準としたパネル中心から開口片先端側との角度γ１と、反開口片先端側との角度γ２との関係がγ１＞γ２となり、かつγ１＋γ２が２０〜４０度となるように設定したことを特徴とする易開口缶蓋。
前記バックリングを誘発し得る耐圧弱化部は、パネル内側からの凸状としたコイニング、スコアリング、エンボシングのいずれかであることを特徴とする請求項１記載の易開口缶蓋。
前記易開口缶蓋は、前記壁面の缶軸に対する角度が２０〜６０度であることを特徴とする請求項１または２記載の易開口缶蓋。