JP2009298437A - エンボス缶 - Google Patents

Abstract

【課題】シンボルマークや装飾マークのデザイン上の自由度に制約を加えることなしに、パネリング強度を維持することができ、かつ、缶胴の加工工数を増加させることがなく、製造コストの増加の原因となることがないエンボス缶を提供する。
【解決手段】缶胴にシンボルマークや装飾マークをエンボス加工で表現したエンボス缶において、缶胴２にエンボス部４とパネリング補強塑性加工部５とを設ける。
【選択図】図１

Description

この発明は缶胴の１部に、凸部や凹部を塑性加工することにより装飾マークやシンボルマークを見分けることが出来るエンボス缶又はデボス缶とも呼ばれているものに関するものである。

従来の技術

缶体にエンボス成形を施して、シンボルマークや装飾マークを缶胴の凹凸でレリーフ形状に表現した２ピースエンボス缶がコーヒーなどの飲料を充填する飲料缶として開発されている。
このエンボス缶ではシンボルマークや、装飾マークを缶胴の凹凸によってレリーフ形状に立体表現するので、缶の外観をきわめて特徴のあるものにすることができる。（特許文献１、２参照）
特開２００１−３００３３ 特開２００３−３４０５３９ 特表２０００−５１５０７１ 特開平４−３０００３８

しかしながら、この従来のエンボス缶ではシンボルマークや装飾マークを形成している缶胴の凹凸が図形の表現の都合から缶胴の局所に偏在して分布するために、特に陰圧缶では、パネリング強度が低下することが知られている。パネリング強度とは、缶胴の内外圧力差による異形変形に対する耐性強度をいう。その防止策として、従来では、缶胴板厚（Ｔｗ）をアップして対応するか、エンボスデザイン表現を甘くするなどの方法が採られる。
しかるに近年コストダウンの観点から、Ｔｗをアップしないで、パネリング強度を維持する必要が出て来た。
また、エンボス加工によるレリーフを缶胴の全周に形成することも行なわれる（特許文献３参照）。エンボス加工が缶胴の一部の場合も、又全周の場合も、パネリング強度が落ちるエンボス形状が存在するため、レリーフのデザイン上の自由度が制約されることになる。
この発明は上記の如き事情に鑑みてなされたもので、缶胴にシンボルマークや装飾マークをエンボス加工で表現したエンボス缶において、シンボルマークや装飾マークのデザイン上の自由度に制約を加えることなしに、パネリング強度を維持することができ、環境問題の発生や製造コストの増加の原因となることがないエンボス缶を提供することを目的とするものである。

この目的に対応して、この発明のエンボス缶は、缶胴にエンボス部とパネリング補強塑性加工部とを設けてなることを特徴としている。

請求項１に記載された発明では、缶胴にエンボス部を設けた分だけ、缶胴のパネリング強度が低下しても、パネリング補強塑性加工部の形成によってパネリング強度を補強するので、缶胴のつぶれを防止し、缶胴を健全に保つことができる。したがってシンボルマークや装飾マークの形成にはパネリング強度に関する制約がなくなるので、デザイン上の自由度も向上させることができる。
パネリング補強塑性加工としては缶胴のビード加工や周状多面体壁加工等を使用することができるがこれらのパネリング補強塑性加工は、他の材料を付加する補強技術等と異なって缶胴を塑性加工する点でエンボス加工と同種の技術であるので、同じ工具上に金型形状を賦形することも可能で、両方の加工を同時に行うことができ、この場合加工工数を増加させることなく、環境問題の発生や製造コストの増加の原因となることがない。

請求項２に記載した発明では、パネリング補強塑性加工がそれぞれ確立され、実証された技術であるので、安定した加工が可能である。

請求項３に記載した発明では、エンボス加工部を有する領域とパネリング補強塑性加工部を有する領域が缶胴の長い中心線方向に配列されるので、それぞれの図形が干渉することなく配置することができ、図形のデザイン上の制約をもたらすことがない。

請求項４に記載した発明では、パネリング補強塑性加工部は必要に応じて缶胴を一周して形成され、または一周よりも短い部分周に形成される場合があるので無駄な加工がない。

請求項５に記載した発明では、パネリング補強塑性加工部の形状が任意に選択できる。

以下この発明の詳細を最良の実施形態を示す図面について説明する。
図１において１はエンボス缶である。エンボス缶１はこの実施形態では２ピース缶であって、有底の缶胴２とその上端縁部に巻き締められて缶胴２の上端開口部を閉じる缶蓋３とからなっている。

缶胴２にはエンボス部４とパネリング補強塑性加工部５が設けられ、エンボス部４を有する領域とパネリング補強塑性加工部５を有する領域とは缶胴２の中心線６の方向に隣り合わせて形成している。エンボス部４は缶の内容物に関するシンボルマークや装飾マークをエンボス加工によってレリーフ状に表現した部分である。

エンボス加工はマークを賦形した金型を缶胴内外に配置して、内外の金型が雄型、雌型となって共同して缶胴を押し圧して凹凸に塑性変形させ、金型のマーク形状を缶胴壁に転写する技術である。このエンボス加工によってエンボス部４及びその周囲の部分にパネリング強度上の影響を直接または間接に及ぼす。

パネリング補強塑性加工部５はそのようなエンボス加工のパネリング強度上の影響の範囲内に設けられる。
パネリング補強塑性加工部５は缶胴２の壁を塑性加工して缶胴２をたが状に一周する張り出し条部または溝条部もしくは凹凸部を形成して缶蓋３壁の中心線６に垂直な変形に対する強度を与えるものである。缶胴２の中心線６周りの全長において周一形状のものや、基本単位形状の連続または繰返しの形状をなしており、中心線６の周りを一周して又は半周若しくは部分周するように缶胴２に形成される。

このようなパネリング補強塑性加工部５としてはビード加工、周状多面体壁加工が知られている。
ビード加工は図２に示すように、中心線６を含む仮想の平面による断面形状が周長方向で一定の張り出し条溝または凹入条溝等からなるビード７を加工するものである。
周状多面体壁加工は周状多面体壁８を形成する加工である。
図１は、パネリング補強塑性加工部５として、周状多面体壁加工をした例を示している。
周状多面体壁８の構成は特許文献４に詳細に記載されている。すなわち、周状多面体壁８は、多数の構成単位面から構成され、個々の構成単位面は、隣合う構成単位面の位相を缶軸方向（図３（ａ）において上下方向）に１／２づつずらして配置されている。
隣合う個々の構成単位面は、境界稜線とこの境界稜線同士が交わる交叉部とを共有し、前記した境界稜線及び交叉部は、構成単位面に較べて相対的に缶外側に凸となっている。

また、隣合う個々の構成単位面は交叉部に位置する四つの頂点ａ、ｂ、ｃ、ｄをそれぞれ結ぶ稜線で屈曲した形状をしている。そのため、缶胴２を例えば頂点ｂ、ｄを結ぶ稜線に沿ったＸ−Ｘ方向に切断すると、その断面形状は、図３（ｂ）に示すように、頂点ｂ、ｄを結ぶ稜線を一辺とする正多角形になる。

図４、図５は、上記の周状多面体壁８の成形方法を説明する概略図である。なお、図４、図５においては、説明の便宜のため、多面体成形内型（以下内型）と多面体成形外型（以下外型）の形状は簡素化してある。内型１１は、缶胴２の多面体壁を構成する構成単位面の頂点及び稜線に対応する突条から構成される多面体を有している。この内型に形成される多面体の数は、缶胴２に形成される周状多面体を構成する単位構成面の周方向の繰り返し数よりもＮ個（Ｎは１、２、３・・・の自然数）少ない繰り返し数としている。
周状多面体壁８は、缶胴２の内部に挿入される内型と、缶胴２の外側に、内型に対向して配置された外型とを有する金型を用いて製造することができる。

図４は、外型１２の製造原理を示す断面説明図である。外型１２は、包絡線形状を有している。缶胴厚みｔを考慮した内型５０を想定し、その抱絡線の形状を有するものが、外型１２となる。

図５は、缶への周状多面体壁８の成形原理を示す断面説明図である。外型１２は上記で製作されたものである。内型１１は、図４の左側の一点鎖線部の形状、即ち内型５０を缶胴厚みｔだけ差引いた（厚みｔだけ細らせた）ものである。これらの内型１１と外型１２とを、互いに対応する突条と谷とが噛合するように配置し、内型１１と外型１２との間に缶胴２の側壁を挟み込んだ状態で同一の周速度で回転させることで、周状多面体壁を形成することができる。

このように構成されたエンボス缶１においては、缶胴２にエンボス部４を設けた分だけ、缶胴２のパネリング強度が低下しても、パネリング補強塑性加工部５の形成によってパネリング強度を補強することができる。
ビード加工や周状多面体壁加工からなる塑性加工は、エンボス加工に先立って行うことも、エンボス加工の後に行うことも可能である。さらに、エンボス加工とパネリング強度補強加工を同一工程で同時に行うことも可能であり、エンボス缶１の形成を容易にかつ安定して実現することができる。
（実験例）
（１）エンボス部４とパネリング補強塑性加工部５をして周状多面体壁８を併有する本願発明のエンボス缶を試作し、エンボス部のみを有しパネリング補強塑性加工部５を有しない従来のエンボス缶と対比してパネリング強度を評価した。なおここでパネリング補強塑性加工部５としては周状多面体壁加工を採用した。
（２）エンボス缶のパネリング強度評価結果










パネリング強度[ＫＰａ]

この発明のエンボス缶では缶胴にエンボス部を設けた分だけ、缶胴のパネリング強度が低下しても、パネリング補強塑性加工部の形成によってパネリング強度を補強するので、缶胴のつぶれを防止し、缶胴を健全に保つことができる。したがってシンボルマークや装飾マークの形成にはパネリング強度に関する制約がなくなるので、デザイン上の自由度も向上させることができる。
パネリング補強塑性加工としては缶胴のビード加工や周状多面体壁加工等を使用することができるがこれらのパネリング補強塑性加工は、他の材料を付加する補強技術等と異なって缶胴を塑性加工する点でエンボス加工と同種の技術であるので、工具の組み合せ次第では両方の加工を同時に行うことができ、この場合には加工工数を増加させることなく、環境問題の発生や製造コストを抑制できる。

またこの発明では、パネリング補強塑性加工がそれぞれ確立され、実証された技術であるので、安定した加工が可能である。

またこの発明では、エンボス加工部を有する領域とパネリング補強塑性加工部を有する領域が缶胴の長い中心線方向に配列されるので、それぞれの図形が干渉することなく配置することができ、図形のデザイン上の制約をもたらすことがない。

またこの発明では、パネリング補強塑性加工部の形状が任意に選択できる。
以上の説明から明らかな通り、この発明では缶胴にシンボルマークや装飾マークをエンボス加工で表現したエンボス缶において、シンボルマークや装飾マークのデザイン上の自由度に制約を加えることなしに、パネリング強度を維持することができ、かつ、缶胴の加工工数を増加させることがなく環境問題の発生や製造コストの増加の原因となることがないエンボス缶を得ることができる。

エンボス缶の正面図 他の実施形態によるエンボス缶の正面図 周状多面体壁をもつ缶胴を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）におけるＸ−Ｘ部断面図 内型と外型の製造原理を示す断面説明図 周状多面体壁の成形原理を示す断面説明図

符号の説明

１ エンボス缶
２ 缶胴
３ 缶蓋
４ エンボス部
５ パネリング補強塑性加工部
６ 中心線
７ ビード
８ 周状多面体壁
１１ 内型
１２ 外型
５０ 外型成形用架空内型
５１ 外型用素材

Claims (5)

1. 缶胴にエンボス部とパネリング補強塑性加工部とを設けてなることを特徴とするエンボス缶
2. 前記パネリング補強塑性加工部は缶胴のビード加工部または周状多面体壁加工部であることを特徴とする請求項1記載のエンボス缶
3. 前記エンボス部を有する領域と前記パネリング補強塑性加工部を有する領域とが前記缶胴の中心線方向に整列して配置されることを特徴とする請求項1記載のエンボス缶
4. 前記パネリング補強塑性加工部は前記缶胴の中心線周りに前記缶胴を一周して形成されまたは中心線周りに前記缶胴を部分周して形成されていることを特徴とする請求項1記載のエンボス缶
5. 前記パネリング補強塑性加工部は前記中心線回りの全長において同一形状であり、または基本単位図形の連続または繰返しの形状であることを特徴とする請求項１記載のエンボス缶

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