JP4514068B2

JP4514068B2 - 打検適性ボトル型缶

Info

Publication number: JP4514068B2
Application number: JP36868799A
Authority: JP
Inventors: 泰史榎木; 和弘辻本; 清明井上
Original assignee: Daiwa Can Co Ltd
Current assignee: Daiwa Can Co Ltd
Priority date: 1999-12-27
Filing date: 1999-12-27
Publication date: 2010-07-28
Anticipated expiration: 2019-12-27
Also published as: JP2001180673A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属薄板製のボトル型缶に関し、特に、胴部の下端が底蓋の巻締固着により閉鎖され、口頸部がネジ付きキャップで密閉されるボトル型缶で、内容物が充填され密封された状態での缶内圧が３５０ｋＰａ未満で大気圧よりも高くなる陽圧缶詰用のボトル型缶について、密封性の良否及び缶内容物の変敗の有無を検査するための打検（打撃音響検査方法）を好適に実施できるようにした打検適性ボトル型缶に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アルミやスチールの金属薄板から絞りしごき加工や深絞り加工（絞り・再絞り加工）等の適宜の方法により缶胴と缶底が一体成形された２ピース缶や、ポリエチレンテレフタレート樹脂によりボトル形状に一体成形されたＰＥＴボトルは、何れも、容器重量の重いガラス瓶に代わる軽量な容器として従来から各種の飲料容器として広く使用されており、２ピース缶では、缶胴上端のフランジ部に巻締め固着されたイージーオープンエンド（簡易開口部付き端板）の簡易開口部をプルタブ操作により開封することで、また、ＰＥＴボトルでは、ボトルの口頸部に装着されたピルファープルーフキャップを開封して取り外すことで、消費者が容器内の飲料を飲用できるようになっている。
【０００３】
そのような飲料容器において、口頸部を備えたＰＥＴボトルは、容器から直接飲用する際に飲み易く、キャップにより再密封できるという利便性があるものの、加熱により変形し易いため取り扱いに注意が必要であり、耐気体透過性や遮光性が劣ることにより内容物の賞味期限が短くなり、内容物を冷蔵庫で冷却する際の急速冷却性が劣るという問題があると共に、資源を回収してリサイクルする率が今のところ非常に低い状態となっている。
【０００４】
そこで、耐熱性，耐気体透過性，遮光性，急速冷却性等の点で優れ、且つ、資源のリサイクル率が高い金属薄板の２ピース缶について、口頸部を備えたボトル形状に成形してネジキャップにより再密封できる機能を付加することにより利便性を高めるということが従来から検討されており、そのような金属薄板製のボトル型缶として、金属薄板により小径の口頸部と傾斜面を有する肩部と大径の胴部とを一体成形し、口頸部とは反対側の缶の底部を別体の底蓋を巻締め固着することで密閉すると共に、開口された口頸部に対してネジキャップを螺着するようにしたものが、特表平１０−５０９０９５号公報中に実施例の一つとして開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような金属薄板製のボトル型缶について、上記の引用公報中には、内容物の保護や缶の耐蝕性のために缶の金属面に保護被膜を施す場合について、金属薄板に保護被膜をプレコートしておくと、缶成形のためのしごき加工の際に保護被膜が損傷してしまうので、しごき加工の後に保護被膜を被覆する旨記載されているが、狭い口頸部や曲面の肩部が形成されている缶の内外面に対して均一な厚さに保護被膜を塗装することは実際上は困難である。
【０００６】
そこで、本発明者等は、金属薄板の伸びや曲げに対する追従性が良く金属薄板の加工の際の潤滑剤ともなる熱可塑性樹脂を保護被膜として缶の材料となる金属薄板の両面に予めラミネートしておき、この両面を熱可塑性樹脂層で被覆した金属薄板から、缶の胴部と肩部と口頸部を一体成形し、更に口頸部にカール部やネジ部等を形成するという方法を採用することにした。
【０００７】
ところで、ＰＨ４．５以下の高酸性飲料の場合には、缶に充填する前に飲料を加熱殺菌し、８５℃以上の温度で缶に充填・密封し、飲料の熱で缶内面側を加熱殺菌する熱間充填法が採用されており、それよりもＰＨの高い低酸性飲料の場合には、飲料を缶に充填した後で加熱殺菌するレトルト殺菌法が採用されていて、それらの方法による缶詰において薄肉の胴壁の缶を使用する場合には、缶の密封直前に液体窒素を添加して、缶内圧を微陽圧にしている。このような方法で製造された缶詰は、内容物の変敗の有無及び密封性の良否を検査するために打検される。
【０００８】
そのような熱間充填法やレトルト殺菌法で缶詰を製造するのに使用する通常の２ピース缶や３ピース缶の場合と同様に、上記のように金属薄板の両面を熱可塑性樹脂層で被覆した被覆金属薄板から口頸部と肩部と胴部とが一体成形され、その胴部開口端に、少なくとも缶内面側が熱可塑性樹脂層で被覆された金属薄板製の底蓋が巻締固着されたボトル型缶では、缶本体内に上記のような内容物を充填し、その口頸部をネジ付きキャップで密封した後、内容物の変敗の有無を判断しようとする場合、打検による缶内圧（内容物が変敗すると缶内圧が上昇する）の良否の判別により内容物の変敗の有無を検査することが必要となる。
【０００９】
すなわち、ガラス瓶やＰＥＴボトルでは、内容物を充填・密封した後の内容物の変敗の有無を判別するのに上記のような打検による容器内圧の検査ができないことから、略同時期に充填・密封された多数の製品のうちの一部をサンプルとして抜き取り、１０日程度の期間、３０℃程度の温度に維持して保管した後、中身に変質があるかどうかを外観により検査して、サンプルに異常がない場合にのみそれと同時期に生産された製品を出荷するようにしており、この検査は人手による検査なので、出荷までに多大な時間と労力を必要としていた。
【００１０】
これに対して、上記のような熱間充填法やレトルト殺菌法による通常の２ピース缶や３ピース缶の缶詰では、内容物を充填・密封した後の密封性の良否及び内容物の変敗の有無を判断するための手段として、缶の蓋面や底面を強制励振させたときに生じる固有振動中心周波数と缶内圧とが相関関係を有することを利用して缶内圧が正常か否かを判別する打撃音響検査法（打検）が従来から一般的に採用されており、それによって、人手を掛けることなく、迅速に密封性の良否及び内容物の変敗の有無を検査することができる。
【００１１】
具体的には、例えば、周知の自動打検装置を使用して、缶蓋や缶底の平坦部分に電磁パルスで衝撃を与えて強制励振させ、振動する底蓋の音をマイクロフオンでとらえた後増幅処理し、音響周波数パワーを複数の帯域フィルターにより捉え、フィルターを通過した信号出力を整流した後積分し、積分した値と予め設定しておいた正常内圧品の積分値と比較して、密封缶の内圧の良否を判別することにより、缶詰の密封性の良否及び内容物の変敗の有無を検査している。
【００１２】
しかしながら、上記のような打検により缶内圧を測定するためには、缶内圧により形成される平坦部分が、缶蓋又は缶底の総面積に対して５０％以上必要である（例えば、特公昭６１−３５０５９公報等参照）のに対し、金属薄板製のボトル型缶では、缶の上部に形成された小径の口頸部には小径のネジ付きキャップを螺合するので、打検に適しておらず、また、缶底の部分についても、上記の特表平１０−５０９０９５号公報中に図示されているように、上方に突出する浅いドーム形状に形成されていて、缶内圧でそのような平坦部分を形成しないものとなっている。
【００１３】
すなわち、金属薄板から絞りしごき加工等により胴部の壁厚が極めて薄いものとなっている金属薄板製のボトル型缶では、通常は、果汁，お茶，コーヒー，スポーツドリンク等を中身として密封直前に液体窒素を添加して缶詰とするような陽圧缶として使用されることを考慮した上で、缶内圧が高くても缶底が変形して下方に膨出しないように、上記のように缶底が浅いドーム形状に形成されていて、そのため、缶底にも平坦部分（又は平坦に近い形状の部分）がないことで、ボトル型缶の全体が自動打検装置による打検を実施するのに不適当な形状となっている。
【００１４】
本発明は、上記のような問題の解消を課題とするものであり、具体的には、金属薄板の両面を熱可塑性樹脂層で被覆した被覆金属薄板から、小径の口頸部と滑らかなドーム状曲面の肩部と大径の胴部とが一体成形されており、口頸部に形成されたネジ部にネジ付きキャップが螺合され、少なくとも缶内面側が熱可塑性樹脂層で被覆された金属薄板製の底蓋が胴部の開口端に巻締固着されているボトル型缶で、内容物が充填され密封された状態での缶内圧が３５０ｋＰａ未満で大気圧よりも高くなる陽圧缶詰用のボトル型缶について、底蓋の形状を周知の自動打検装置による打検に適した形状とすることにより、内容物を充填・密封した後の缶の密封性の良否及び内容物の変敗の有無の検査を迅速に行えるようにすることを課題とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記のような課題を解決するために、金属薄板の両面を熱可塑性樹脂層で被覆した被覆金属薄板から、小径の口頸部と滑らかなドーム状曲面の肩部と大径の胴部とが一体成形されており、口頸部に形成されたネジ部にネジ付きキャップが螺合され、少なくとも缶内面側が熱可塑性樹脂層で被覆された金属薄板製の底蓋が胴部の開口端に巻締固着されているボトル型缶で、内容物が充填され密封された状態での缶内圧が３５０ｋＰａ未満で大気圧よりも高くなる陽圧缶詰用のボトル型缶について、底蓋を０．３２ｍｍ以下の板厚の金属薄板から形成して、底蓋の周辺巻締部の内側に環状溝を形成し、底蓋の中央部に直径３５ｍｍ以上の実質的な平坦部分を形成すると共に、底蓋の環状溝の中央平坦部分からの深さを２．２０ｍｍ以上とし、底蓋の周辺巻締部と中央平坦部分との高低差を、缶内圧が０の状態で４．０ｍｍ以上とすることを特徴とするものである。
【００１６】
上記のような構成のボトル型缶では、内容物を缶内に充填してキャップで密封した後、底蓋側を上側にした状態で、底蓋の中央部に形成された直径３５ｍｍ以上の平坦部分を、周知の自動打検装置により電磁パルスで衝撃を与えて強制励振させると、この平坦部分は、その板厚の薄さとも相俟って缶内圧により変形し、その固有振動数を有するようになっているので、その固有振動中心周波数から缶内圧が正常か否かを判別して、缶の密封性の良否及び内容物の変敗の有無を検査することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の打検適性ボトル型缶の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明の打検適性ボトル型缶の一実施形態を示すもので、本実施形態のボトル型缶１では、大径円筒状の胴部２から上方に、縦断面が円弧状のドーム形状の肩部３を介して、キャップ（図示せず）を冠着するための小径円筒状の口頸部４が一体的に成形され、その胴部２の下端開口部が底蓋５の巻き締め固着により密閉されていて、底蓋５は、その周辺巻締部の内側に環状溝（カウンターシンク）５１が形成され、環状溝５１よりも内側の中央部全体が平坦部分５２に形成されている。
【００１９】
図２は、図１に示したボトル型缶の製造工程を概略的に示すものであって、金属薄板の両面を熱可塑性樹脂層で被覆した被覆金属薄板を材料として、先ず、カップ成形工程で、被覆金属薄板を円板状に打ち抜いたブランクを絞り加工してカップ形状に成形してから、次の缶胴成形工程で、このカップに対して少なくとも一回以上の再絞り加工と曲げ伸ばし加工やしごき加工等の薄肉化加工を行って胴部が小径で薄肉化された有底円筒状の缶に成形する。
【００２０】
次いで、トップドーム成形工程において、有底円筒状の缶の缶底側を口頸部と肩部に成形するために、先ず、その１工程目で、ＤＩ缶の缶底コーナー部（底部及び底部近傍の胴部）を縦断面が円弧状の肩部曲面に予備成形してから、２工程目で、その平坦な底部を胴部よりも小径の有底円筒状に絞り成形した後、３工程目で、新たに絞り成形された小径の有底円筒部を更にそれより小径の有底円筒状に絞り成形する。
【００２１】
そして、４工程目で、更にそのような絞り加工をもう１度繰り返すことで有底円筒部の径を口頸部の径と略同じになるまで縮径してから、５工程目で、そのような絞り加工の繰り返しにより当初の肩部曲面に続いて形成された肩部の部分を連続した滑らかな曲面に再成形（リフォーム）した後、６工程目と７工程目で、口頸部と略同じ径に成形された有底円筒部に２回の口絞り成形を施す。
【００２２】
トップドーム成形工程で缶底側を未開口の口頸部と肩部に成形した缶について、潤滑剤除去工程で、缶の少なくとも外面から潤滑剤を除去し、トリミング工程で、口頸部とは反対側の胴部の開口端側をトリミングして缶を所定の長さにした後、印刷・塗装工程に向けて送り出す。
【００２３】
印刷・塗装工程では、口頸部とは反対側の端部が開放された円筒状の胴部に対して、通常の２ピース缶の円筒状の胴部に対する印刷・塗装の場合と同様に、所望のデザイン（文字や装飾模様等）を印刷すると共に、印刷が施された缶外面を保護するための透明な硬化型塗料をトップコートとして塗布してから、乾燥工程で、印刷インキ層やトップコート層を充分に乾燥させる。
【００２４】
その後、ネジ・カール成形工程において、先ず、未開口の口頸部の先端閉鎖部をトリミングすることで口頸部を開口させてから、その開口端部を外巻きで環状のカール部に成形し、その円筒状周壁にキャップ螺合用のネジを成形し、ネジ形成部分の下方にビード部を形成してから、ネック・フランジ成形工程で、口頸部とは反対側の胴部下端開口端部に対してネックイン加工とフランジ加工を順次施す。
【００２５】
そして、図示していない底蓋巻締工程において、シーマー（缶蓋巻締機）により、金属薄板材からなる別部材の底蓋を、胴部の下端開口部に形成されたフランジ部に二重巻き締め法により一体的に固着することで、図１に示したようなボトル型缶が完成する。
【００２６】
上記のようなボトル型缶の製造方法の具体例について更に詳しく説明すると、原材料となる被覆金属薄板は、アルミニウム合金板や表面処理鋼板等の製缶用の金属薄板の両面に予め熱可塑性樹脂の保護被膜層をラミネートした厚さが０．１〜０．４ｍｍの被覆金属薄板であって、例えば、厚さが０．３１５ｍｍの３００４Ｈ１９１アルミニウム合金板に対し、結晶性ポリエステル樹脂の保護被膜層として、ポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ）とポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）との混合樹脂（ＰＢＴ：ＰＥＴ＝６０：４０）のフィルムを、内面側で２０μｍの厚さ、外面側で２０μｍの厚さとなるようにラミネートした被覆金属薄板を使用している。
【００２７】
なお、金属薄板にラミネートされる熱可塑性樹脂については、ポリエチレンテレフタレート，ポリブチレンテレフタレート，エチレンテレフタレート−イソフタレート共重合体，エチレンテレフタレート−アジペート共重合体，ブチレンテレフタレート−イソフタレート共重合体等のポリエステル系樹脂，ポリエチレン，ポリプロピレン，エチレン−ポリプロピレン共重合体，エチレン−酢酸共重合体，アイオノマー等のポリオレフィン系樹脂，ナイロン６，ナイロン６６等のポリアミド系樹脂などが適宜使用可能である。
【００２８】
また、金属薄板における熱可塑性樹脂層のラミネートの仕方としては、予めフィルム成形した熱可塑性樹脂フィルムを金属薄板の金属面に直接熱接着させる場合の他に、Ｔダイから溶融した熱可塑性樹脂を予熱した金属薄板上に押し出して直接接着させる場合と、予めフィルム成形した熱可塑性樹脂フィルムを接着性プライマー層又は硬化型の接着剤層若しくは熱接着性の良好な熱可塑性樹脂層を介して金属薄板の金属面に熱接着する場合がある。このラミネート工程で、熱接着した熱可塑性樹脂層を、一旦溶融させた後に（例えば、水中を通す等により）急速冷却させて非晶質化しておくのが、加工性及び接着性の観点から好ましい。
【００２９】
そのように両面に保護被膜として熱可塑性樹脂層が形成された金属薄板に対して、更に両面の熱可塑性樹脂層の上にノルマルブチルステアレート，流動パラフィン，ペトロラタム，ポリエチレンワックス，食用油，水添食用油，パーム油，合成パラフィン，セバシン酸ジオクチル等の一種類又は二種類以上を潤滑剤として塗布しておき、この潤滑剤が塗布された被覆金属薄板を材料として、カップ成形工程では、これを一缶毎のブランクに打ち抜いて絞り加工によりカップ状に成形しており、例えば、直径１７０ｍｍの円板に打ち抜いたブランクを高さが４８．３ｍｍで外径１００ｍｍのカップ形状に絞り加工している。
【００３０】
そのように成形されたカップに対し、缶胴成形工程では、更に、２回の再絞り加工のうちの１回で曲げ伸ばし加工を施し、その後、しごき加工を施すことによって、カップよりも小径で高さのある胴部が薄肉化された有底円筒状の缶に成形しており、例えば、高さが４８．３ｍｍで外径１００ｍｍのカップを、高さが１７１．５ｍｍ以上で外径６５．９ｍｍの有底円筒状の缶に成形している。
【００３１】
図３は、有底円筒状の缶の缶底側を口頸部と肩部に成形するためのトップドーム成形工程について、缶底側を上にして示すもので、トップドーム成形工程では、先ず、有底円筒状の缶の缶底コーナー部（底部及び底部近傍の胴部）を縦断面が円弧状の肩部曲面に予備成形している。なお、この方法では缶底コーナー部を肩部曲面に予備成形しているが、場合によってはそのような缶底コーナー部の予備成形を省略しても良い。
【００３２】
次いで、肩部曲面に密着する曲面を備えたシワ押さえ工具（ダイとプッシャー）によりシワ押さえした状態で、缶底コーナー部に囲まれた平坦な底部をパンチにより胴部よりも小径の有底円筒状に絞り成形するした後、新たに絞り成形された有底円筒部を、予備成形された肩部曲面に続く仮想曲面の断面円弧に近似した断面直線形状のテーパー面を持つシワ押さえ工具（ダイとプッシャー）を用いて、パンチにより更に小径の有底円筒状に絞り成形する。
【００３３】
そして、そのような絞り加工をもう１度繰り返すことで、有底円筒部の径を口頸部の径と略同じになるまで縮径してから、そのような絞り加工の繰り返しにより当初の肩部曲面に続いて形成された肩部の複数のテーパー面を、肩部曲面から延びる仮想曲面の形状を持つ一対の成形工具（ダイとプッシャー）により押し延ばしすることで、連続した滑らかな曲面に再成形（リフォーム）した後、図３には示していないが、有底円筒状に成形された口頸部に対して２回の口絞り成形を施している。
【００３４】
上記のようなトップドーム成形工程によれば、曲面形状を持つシワ押さえ工具（ダイとプッシャー）を用いて絞り成形した場合には、肩部に縦方向の皺を生じることがあり、平面形状を持つシワ押さえ工具（ダイとプッシャー）を用いて絞り成形を繰り返した場合には、肩部が階段形状となったりそれに起因する成形痕が残ったりするのに対して、階段形状に起因する成形痕を残すようなことなく、肩部を滑らかで綺麗なドーム状の曲面に形成することができる。
【００３５】
上記のようなトップドーム成形工程により肩部と未開口の口頸部が成形された缶に対して、潤滑剤除去工程では、缶の内外両面に塗布されているノルマルブチルステアレート，流動パラフィン，合成パラフィン等の潤滑剤を除去するために、例えば、周知の脱脂剤と水又は湯等を缶の内外面に噴霧することにより洗浄して潤滑剤を洗い流したり、或いは、缶を２００〜３００℃程度（好ましくは２５５〜３００℃）の高温に加熱することで潤滑剤を揮発させたりしている。
【００３６】
潤滑剤を除去するのに洗浄法を採用する場合には、絞りしごき缶の脱脂・洗浄工程で採用するキャンウォッシャーを使用すれば良いし、潤滑剤を揮発させる場合には、開口部側を下にして缶をネットコンベア上に載置して搬送しながら熱風を吹き付ければ良い。
【００３７】
なお、この潤滑剤除去工程において、缶の内面側に付着している潤滑剤は必ずしも除去する必要はないが、缶の外面側に付着している潤滑剤については、後の印刷・塗装工程の関係から確実に除去しておくことが必要である。
また、この潤滑剤除去工程において、保護被膜の熱可塑性樹脂層を再度非晶質化させておく場合には、熱風の温度をこの熱可塑性樹脂の融点よりも高い温度にすると共に、熱風吹き付けの後、更に冷風（２０℃以下、好ましくは１５℃以下）を吹き付ければ良い。
【００３８】
潤滑剤除去工程で少なくとも外面側の潤滑剤が除去された缶は、トリミング工程で胴部の下端開口端側をトリミングして缶を所定の長さに揃えた後で印刷・塗装工程に向けて送り出され、この印刷・塗装工程では、図示していないが、従来から２ピース缶（蓋板を固着する前の缶本体）をマンドレルで搬送しながらその円筒状の胴部外面に対して印刷・塗装を連続的に施すために使用されている適宜の装置（例えば、特開昭４８−５８９０５号公報，特開昭５４−９２８１０号公報，特開昭５７−１７０７５８号公報，特開昭５７−１７８７５４号公報等参照）によって、口頸部と肩部を除く円筒状の胴部外面に印刷（及びトップコート）を施している。
【００３９】
缶の胴部外面（熱可塑性樹脂層の表面）への文字や模様等の印刷については、例えば、熱硬化性のウレタン系樹脂をバインダーとする印刷インキ等のような従来から缶の印刷に使用されている印刷インキを使用したものであって、その印刷方法としては、ドライオフセット印刷法が好ましい。
【００４０】
印刷された缶の胴部外面の全面を覆うトップコートについても、滑り性が良く耐レトルト性のある無色透明な１〜４μｍのトップコート層を形成するために従来から使用されている、熱硬化型塗料，電子線硬化型塗料，紫外線硬化型塗料等の透明な硬化型塗料（クリアー塗料）を使用したものであって、滑り性をより向上させるために、そのような樹脂塗料に対してシリコンやワックス等の滑性剤が添加されることもある。
【００４１】
印刷（及びトップコート）が施された缶は、次の乾燥工程において、熱風により印刷インキ層やトップコート層を充分に乾燥させると共に、保護被膜として缶の両面を被覆している熱可塑性樹脂層（例えば、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂との混合樹脂フィルム）の融点以上に加熱した後、更に冷風（２０℃以下、好ましくは１５℃以下）を吹き付ける等により急冷することで、この熱可塑性樹脂層を非晶質化しておく。
【００４２】
この熱可塑性樹脂層の非晶質化については、材料となる被覆金属薄板の熱可塑性樹脂層を最初から非晶質化しておいても、その後の成形（カップ成形，缶胴成形，トップドーム成形）において熱可塑性樹脂層が引き伸ばされることで結晶化しているのに対して、苛酷な加工を施すネジ・カール成形工程に入る前に、再度非晶質化して熱可塑性樹脂層と金属薄板との密着力を向上させておくためのものであると共に、製造されたボトル型缶において缶外面に露出している熱可塑性樹脂層の光沢度を向上させるためのものでもある。
【００４３】
なお、この熱可塑性樹脂層の再度の非晶質化は、前の潤滑剤除去工程において缶を高温に加熱して潤滑剤を揮発させる際に同時に非晶質化しておいても良く、或いは、ネジ・カール成形に先立って別途の非晶質化装置により非晶質化しても良いが、ネジ・カール成形工程に入る前の既存の工程において、その工程での缶の加熱時に同時に行うことで、非晶質化のための専用の装置を設けることなく効率的に実施することができる。
【００４４】
胴部に印刷（及びトップコート）が施されて保護被膜の熱可塑性樹脂層が非晶質化されている缶について、ネジ・カール成形工程では、先ず、口頸部の上端小径部をトリミングすることで口頸部を開口させてから、開口された口頸部を、図４（Ａ）に示すように、外巻きカール部１１，傾斜壁１２，ネジ形成部分１３，ビード部１４および小径筒部１５を備えた形状に成形している。
【００４５】
すなわち、口頸部の上端小径部をトリミングして開口させた後、その開口端縁を僅かに外方にプレカールさせてから、上端周縁に断面円弧状の曲面を備えた金型を口頸部の内側に挿入した状態で、上方からカール成形パンチを押し下げることにより、口頸部の上端開口縁に外巻きのカール部を成形すると共に、それから下方の傾斜壁を縦断面が外方に膨らんだ円弧形となる曲面に成形する。
【００４６】
そして、カール部下方の傾斜壁に続く円筒状周壁をネジ形成部分に成形するのであるが、その際のネジ山とネジ谷の成形方法については、口頸部の内側に雌型を挿入して外側からロールを押し付けて成形する方法や、口頸部の内側からロールを押し付けて形成させる方法等があって、適宜の方法でネジを成形した後、ネジ形成部分の下方を所定の幅だけ残した状態で、その下方をロールを外側から押し付けて小径筒部とすることで、ネジ形成部分の下方が環状のビード部となるように成形する。
【００４７】
なお、このビード部とその下方の小径筒部については、キャッパーにより金属製のピルファープルーフキャップを口頸部に装着する場合、小径筒部にキャッパーのローラーが入り込み、キャップの下端壁（破断用ミシン目の下方の帯状部下端）を変形させて、キャップの下端壁をビード部の下側壁（下方段部）に押し付けることで、口頸部にキャップをピルファープルーフの状態（開封された場合にはミシン目が破断されることで外観上その事実が判るようになっている状態）で装着させるためのものである。
【００４８】
上記のように口頸部の成形が完了した缶について、ネック・フランジ成形工程で、口頸部とは反対側の胴部の下端開口端部に対してネックイン加工とフランジ加工を順次施してから、底蓋巻締工程において、缶の下端開口部に形成されたフランジ部に別部材の底蓋をシーマー（缶蓋巻締機）で二重巻き締めして固着することにより、キャップ（図示せず）が未冠着で内容物の充填が可能なボトル型缶となる。
【００４９】
缶の下端開口部に巻締固着される底蓋については、両面が樹脂被膜で被覆された金属薄板から一体成形されるものであって、図１に示すように、底蓋５の巻締部の内側には環状溝（カウンターシンク）５１が形成され、環状溝５１よりも内側の中央部が平坦部分５２に形成されていて、環状溝５１の平坦部分５２からの深さは２．２０ｍ以上となり、平坦部分５２の直径は３５ｍｍ以上となっている。なお、この平坦部分５２は、缶内圧により平面よりも僅かに凹又は凸に湾曲したとしても、その湾曲面は実質的には充分平面と見なせるものである。
【００５０】
上記のような底蓋５の具体的な一例としては、両面に０．０２ｍｍ厚のポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂との混合樹脂フィルムを熱融着させたアルミニウム合金（５１８２−Ｈ３９）製で板厚が０．２８５ｍｍ、缶に巻締めた状態での直径が６２．６ｍｍの底蓋について、環状溝の平坦部分からの深さを２．２５ｍｍとし、平坦部分の直径を５２．６ｍｍとしたものがある。そのような底蓋を容量が４５０ｍｌの缶に巻締めたところ、巻締部と平坦部分との高低差（センターデプス）は４．５ｍｍであった。
【００５１】
ところで、上記のような本実施形態のボトル型缶について、４５０ｍｌ用の缶で、クエン酸水と重曹を内容物として、それぞれ３５ｋＰａ，７３ｋＰａ，９８ｋＰａ，１２８ｋＰａ，１４７ｋＰａ，１７７ｋＰａ，１９７ｋＰａ，２２７ｋＰａの内圧の缶詰を製造し、底蓋の巻締部と平坦部分の中央部との高低差（垂直方向の距離）を測定し、また缶詰をカートンケースに収容してから、缶の底蓋側を上側にして、電磁パルスで各底蓋に衝撃を与えて強制励振させ、その固有振動数（周波数）を測定した。
【００５２】
その結果について、図５は、缶内圧の変化による巻締部と平坦部分の高低差の変化を示すものであり、図６は、缶内圧の変化による固有振動数の変化を示すものであって、図５からは、缶内圧が上昇するに伴って、底蓋の巻締部と平坦部分との距離が小さくなって行くが、缶内圧が０（缶内と缶外が同じ気圧）の状態で４．０ｍｍ以上にしておくと、３５０ｋＰａまでの缶内圧では正立安定性を維持できることが予測でき、また、図６からは、缶内圧とデジット値（固有振動数Ｈｚ／１０）とは相関性が良好であって、打検適性のあることが判る。
【００５３】
上記のように缶底に巻締固着された底蓋の板厚が０．３２ｍｍ以下で、底蓋の中央部に実質的な平坦部分が直径３５ｍｍ以上となるように形成されている本実施形態のボトル型缶によれば、内容物を缶内に充填してキャップで密封した後、所定数の缶詰をカートンケース内に収容して、このカートンケースを収容された缶詰の底蓋側が上となるようにコンベアで搬送しながら、カートンケース内の各缶詰について、底蓋の中央部に形成された平坦部分を、周知の自動ケース打検装置により各缶詰の底蓋に電磁パルスで衝撃を与えて強制励振させることにより、その固有振動中心周波数から缶内圧が正常か否かを判別して、各缶詰の密封性の良否及び内容物の変敗の有無を検査することができる。
【００５４】
また、本実施形態のボトル型缶では、果汁，お茶，コーヒー，スポーツドリンク等の炭酸ガス非含有飲料を充填した後で飲料上に液体窒素を添加したりしてから缶を密封した後、加熱処理をすることで缶内圧が上昇しても、底蓋の周辺巻締部の内側に環状溝を形成して、該環状溝の平坦部分からの深さを２．２０ｍｍ以上としていることで、底蓋の強度が構造力学的に増加されていて、底蓋の全体が大きく下方に反転するようなことがなく、更に、底蓋の巻締部と平坦部分との高低差を缶内圧が０の状態で４．０ｍｍ以上となるようにしていることで、底蓋の平坦部分が多少は膨出しても、缶内圧が３５０ｋＰａを越えるような高圧にならない限り、缶の正立安定性を維持することができる。
【００５５】
このことから、本実施形態のボトル型缶は、缶内圧が３５０ｋＰａを越えない陽圧缶詰、例えば、液体窒素充填法とレトルト殺菌法を併用した缶詰，熱間充填法と液体窒素充填法を併用した缶詰，無菌充填法と液体窒素充填法を併用した缶詰等に使用するのに特に適したものと言える。
【００５６】
また、本実施形態のボトル型缶では、金属薄板の伸びや曲げに追従する熱可塑性樹脂を保護被膜として、予め保護被膜で両面が被覆された被覆金属薄板から口頸部と肩部と胴部を一体成形していることにより、缶の成形加工時に保護被膜の熱可塑性樹脂層が潤滑剤の役目をすると共に、小径でネジ付きの口頸部や急激に縮径している肩部のような内面に後塗装し難い部分についても、缶の内外面に保護被膜を均質に形成することができて、缶を充分に耐蝕性を備えたものとすることができる。
【００５７】
すなわち、製造後のボトル型缶における熱可塑性樹脂層の晶質化率が６０％以上となるように、材料となる被覆金属薄板の熱可塑性樹脂層を予め非晶質化し、更に製造工程の途中（ネジ・カール成形工程の前）で熱可塑性樹脂層を再度非晶質化していることから、製造中における金属薄板の金属面と熱可塑性樹脂層の密着力を向上させることができて、製造中に熱可塑性樹脂層の保護被膜が金属薄板の金属面から簡単に剥がれたりするようなことはなく、保護被膜の被覆状態を缶の成形が完了した後まで良好に維持することができ、その結果、缶の内外面に保護被膜を均質且つ良好な状態で形成することができる。
【００５８】
なお、上記のように缶の内面側（一体成形される口頸部，肩部，胴部の缶内面側だけでなく、胴部の下端部に巻締固着される底蓋の缶内面側をも含む）を被覆する保護被膜については、ビスフェノールＡを含有しない熱可塑性樹脂により形成することで、環境ホルモンの可能性が指摘されているビスフェノールＡが内容物の液体中に溶出する心配のないものとすることができる。
【００５９】
また、本実施形態に示したような全体が金属製のボトル型缶では、少なくとも缶本体（一体成形される口頸部，肩部，胴部、および、胴部の下端部に巻締固着される底蓋）だけは、アルミニウム合金板だけ或いは表面処理鋼板だけを材料の金属薄板として使用することで、消費者が商品を使用した後の空容器を回収してリサイクルし易くすることが好ましく、更には、口頸部に装着されるキャップについても同一金属系のものを使用することで、空容器を回収してリサイクルする際に、キャップとボトル本体を分別する手間をかけることなく、回収して溶融することで得られる金属の質を缶に再利用できる程度に高く維持することができるようになる。
【００６０】
さらに、本実施形態に示したようなボトル型缶では、口頸部と肩部が一体成形された胴部の下端開口部に別体の底蓋を巻き締め固着していることで、例えば、内容液を充填する前に、底蓋を巻き締めることなく胴部の下端を開口させた状態で口頸部にキャップを螺合しておいて、口頸部が下方となるようにボトル型缶を倒置した状態で、肩部や口頸部を支持し収容する支持部品に収容して、充填装置（フィラー）に搬送し、胴部の開口端部から内容液を充填してから、缶蓋巻締装置（シーマー）により胴部下端に底蓋を巻き締め固着して密封することも可能である。
【００６１】
そのようにすることで、胴部の開口端部から大量に内容液を充填できて（口頸部から充填すると同じ容積のＰＥＴボトルの充填速度と同じである）、充填・巻締めのスピードを通常の缶と同じように高速化することができ、例えば、５００ｍｌのＰＥＴボトルの充填速度は２００〜６００本／分であるが、５００ｍｌの缶の充填・巻締め速度は１５００〜２０００缶／分であることから、充填速度をＰＥＴボトルの２．５〜１０倍とすることができると共に、支持部品に収容した状態でコンベアに載せて搬送しながら、一缶ずつ打検することができて、密封不良品の排除が容易なものとなる。
【００６２】
以上、本発明のボトル型缶の一実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、例えば、ボトル型缶の口頸部ついては、図４（Ａ）に示したような口頸部にカール部やネジ部を直接成形したようなものに限らず、図４（Ｂ）に示すような口頸部に合成樹脂製のネジ付き筒状体を外挿して固定したようなものとして実施することも可能である等、適宜設計変更可能なものであることは言うまでもない。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したような本発明の打検適性ボトル型缶によれば、内容物を缶内に充填してキャップで密封した後、底蓋の中央部に形成された平坦部分を使用して、周知の自動打検装置により缶内圧が正常か否かを判別することにより、多数の製品について、人手による多大の労力と時間を必要とすることなく、迅速に密封性の良否及び内容物の変敗の有無を検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の打検適性ボトル型缶の一実施形態を示す部分断面側面図。
【図２】図１に示したボトル型缶を製造するための製造工程を示す側面説明図。
【図３】図２に示したボトル型缶の製造工程のトップドーム成形工程における口頸部と肩部の成形状態を示す断面説明図。
【図４】本発明のボトル型缶の口頸部について、（Ａ）図１に示した実施形態のボトル型缶における口頸部の部分を示す部分断面側面図、および（Ｂ）ボトル型缶の口頸部の他の例を示す断面図。
【図５】本発明のボトル型缶における底蓋の巻締部と平坦部分の高低差について、缶内圧との関係を示す説明図。
【図６】本発明のボトル型缶における底蓋の平坦部分の固有振動数について、缶内圧との関係を示す説明図。
【符号の説明】
１ボトル型缶
２胴部
３肩部
４口頸部
５底蓋
５１（底蓋の）環状溝
５２（底蓋の）平坦部分

Claims

金属薄板の両面を熱可塑性樹脂層で被覆した被覆金属薄板から、小径の口頸部と滑らかなドーム状曲面の肩部と大径の胴部とが一体成形されており、口頸部に形成されたネジ部にネジ付きキャップが螺合され、少なくとも缶内面側が熱可塑性樹脂層で被覆された金属薄板製の底蓋が胴部の開口端に巻締固着されているボトル型缶で、内容物が充填され密封された状態での缶内圧が３５０ｋＰａ未満で大気圧よりも高くなる陽圧缶詰用のボトル型缶において、底蓋が０．３２ｍｍ以下の板厚の金属薄板から形成されており、底蓋の周辺巻締部の内側に環状溝が形成されていて、底蓋の中央部に直径３５ｍｍ以上の実質的な平坦部分が形成されていると共に、底蓋の環状溝の中央平坦部分からの深さが２．２０ｍｍ以上となり、底蓋の周辺巻締部と中央平坦部分との高低差が、缶内圧が０の状態で４．０ｍｍ以上となっていることを特徴とする打検適性ボトル型缶。
口頸部と肩部と胴部とを構成する金属薄板と、底蓋を構成する金属薄板とが、アルミニウム合金板だけ又は表面処理鋼板だけから成っていることを特徴とする請求項１に記載の打検適性ボトル型缶。