JPH0824980B2 - 開口容易な金属蓋の製造方法および成形工具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ビール缶、ジュース缶、魚肉缶等の容器の
密封に用いられる、タブを引張ることによって開口部を
画定するスコアを引裂いて開口するタイプの、開口容易
な金属蓋の製造方法および成形工具に関する。

（従来の技術） 従来の開口容易な金属蓋の開口部を画定するスコア
は、全体として平坦なアンビルの上に金属蓋ブランクを
載置して、断面逆台形状のスコア形成刃型をブランクに
圧入することによって形成されていた。第６図は従来の
開口容易な蓋１のスコア２近傍の断面図を示したもので
あるが、スコア残厚部３の厚さの、元の板厚に対する比
は通常約0.15〜0.40である。

スコア２は、スコア２となるべき部分のメタルを矢印
Ａ方向に圧縮流動させながら、以上のように可成りの深
さに形成されるので、スコア２の近傍部、特に残厚部３
の結晶粒は著るしい塑性変形を受けて伸長し、これらの
部分には、第７図，第８図に明示されるように、元の結
晶粒界が消失した繊維状組織４（第６図）が発達してい
る。

タブ（図示されない）によってスコアを引裂いて開口
するさいには、先づタブのノーズ（先端部）等を押下
げ、スコアの初期破断すべき部分の残厚部３に肉厚に垂
直方向の力Ｆを加えて、当該残厚部３を破断して切口を
作ってからタブを引張り上げて開口を行なう。

このように残厚部３に繊維状組織４が発達している従
来のスコア２を有する開口容易な蓋１は、この繊維状組
織４が加工硬化によって著るしく強度が増大しているこ
とに加えて、この繊維状組織４の発達方向が力Ｆの方向
とほぼ垂直であるため初期破断に大きな力を要し、特に
老人や子供などの非力の者には開口が困難であるという
問題があった。

開口容易な金属蓋の内面には通常内容物による金属腐
食を防止するため、内面保護膜５が形成され、また外面
には印刷膜などの外面保護膜６が形成されている（第６
図）。このような保護膜5,6は金属蓋ブランクの段階で
すでに形成されている。

従来の開口容易な蓋１の製造法の場合、前記のように
スコア２近傍特に残厚部３の金属が比較的大きな加工力
の下に著るしく変形するので、それに伴なってスコア２
特に残厚部３の下側の内面保護膜５の部分5a（第６図）
が、図示のように薄くなるなど、その損傷が著るしい。
そのため従来の開口容易な蓋は、スコア形成後、部分5a
とその近傍に補修保護膜を形成して、内面腐食の防止を
図らなければならないという手間があった。

さらに従来の開口容易な金属蓋１の場合、スコア形成
に比較的大きな加工力を要し、スコア形成刃型とメタル
間の摩擦力が大きいため、上記刃型が摩耗し易く、その
ため成形工具の寿命が比較的短かいという問題があっ
た。

これ等の問題を解決する方法として、特開昭62−8484
1号公報には、曲げ変形を付与しつつ曲げ変形凸面にス
コアを刻印する第１工程と、ついで曲げ変形した部分を
平板に矯正する第２工程からなるイージーオープン蓋の
製造方法が提案されている。しかしこの方法は、残厚部
を薄くできない、スコア形成に２工程を要するので製造
コストが高い等の問題を有する。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、破断、特に初期破断が容易で、かつ１工程
で形成された開口用スコアを有する開口容易な金属蓋の
製造方法および形成工具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） 本発明の開口容易な金属蓋の製造方法は、近傍が突起
部となっており、突起部の突起高さが板厚より小さい開
口用スコアを備える開口容易な金属蓋の製造方法であっ
て、断面台形状で、斜面の仰角αが後記のスコア形成刃
型の各側部の開き角β以上である突出部を有するアンビ
ルの、突出部の平坦な頂部の上に金属蓋ブランクを載置
し、該頂部に対向する位置に配設されたスコア形成刃型
を有するスコアダイによって、金属蓋ブランクの該突起
部となるべき部分の外側をアンビル側に押下げると実質
的に同時にスコア形成刃型を金属蓋ブランクに押入し始
め、金属蓋ブランクの該頂部上の部分に隣接する部分の
下面および上面がそれぞれ該突出部の斜面およびスコア
ダイに接触するまで上記押入を行なって、開口用スコア
を形成することを特徴とする。

本発明の開口容易な金属蓋の形成工具は、近傍が突起
部となっており、突起部の突起高さが板厚より小さい開
口用スコアを備える開口容易な金属蓋の成形工具であっ
て、断面逆台形状のスコア形成刃型およびスコア形成刃
型の基部に接続して基部の両側に設けられた斜め下方に
延びる傾斜部、および傾斜部に接続するスコア形成刃型
の底部と実質的に同一平面上に位置する押下面を有する
スコアダイ；およびスコア形成刃型に対向する断面台形
状で、スコア形成刃型の底部の幅より大きい幅を有する
頂部、および該傾斜部に平行な斜面を形成された突出部
を有するアンビルを備え；上記斜面の仰角αがスコア形
成刃型の各側部の開き角β以上であることを特徴とす
る。

（作用） 請求項１に係る発明の場合、開口用スコア22（以下ス
コア22という）の近傍が突起部26となっているが、突起
部26の突起高さｈが板厚ｔより小さいので、突起部26は
目立たず、平坦にする必要がない。寧ろ平坦にすると、
逆曲げを加えることになるので、後記のように比較的薄
い残厚部13が脆くなって、平坦にする際に切れ易くなる
ので好ましくない。従って１工程でスコアを形成でき
る。

断面台形状の突出部20を有するアンビル12の、突出部
20の平坦な頂部20aの上に金属蓋ブランク13を載置し、
次いで頂部20aに対向する位置に配設されたスコア形成
刃型14を有するスコアダイ11によって、金属蓋ブランク
13の突起部26となるべき部分の外側をアンビル12側に押
下げると実質的に同時にスコア形成刃型14を金属蓋ブラ
ンク13に押入し始める。

この押下げを続けると、金属蓋ブランク13は、突出部
20の平坦な頂部20aと斜面20cとの境界（曲率部20b）に
おいて曲がり、この曲げに伴って形成中のスコア22の両
側に、第２図に示すように矢印Ｂ方向に向う伸長力、す
なわちスコア22の両側面を互に隔てようとする力が作用
する。頂部20aが平坦であるので、上記伸長力は比較的
小さいが、斜面20cの仰角α（第１図）がスコア形成刃
型14の各側部の開き角β以上であるため、上記伸長力は
スコア形成刃型14の押入を助けるのに十分な大きさとな
る。そのためスコア形成刃型14の押入に対するメタルの
抵抗が小さく、比較的小さな加工力で、かつ僅かなメタ
ルの塑性変形でスコア形成刃型14の押入が進行する。従
って残厚部の塑性変形が僅かであって、加工硬化した繊
維状組織とならない。

上記押入は、金属蓋ブランク13の頂部20a上の部分に
隣接する部分の下面および上面がそれぞれ突出部20の斜
面20cおよびスコアダイ11に接触するまで、すなわち上
記隣接する部分が突出部20の斜面20c上でスコアダイ11
によって押圧され、スコアダイ11の下降が停止するまで
行なわれる。そのためスコア22の形成が終了した時点で
は、前記の伸長力は作用せず、スコア22の近傍は押圧固
定される。従って残厚部23を比較的薄くしても、スコア
形成終了時に加わる衝撃等によって残厚部23が切れるお
それがない。従って比較的薄い残厚部（例えば蓋ブラン
クがスチールよりなる場合には、厚さ45μm;具体例参
照）を有するスコアを形成することができる。

以上のように、塑性変形が僅かであって、加工硬化し
た繊維状組織とならず、しかも比較的薄い残厚部を形成
できるので、開口の際のスコアの破断、特に初期破断が
容易である。

前記のように、スコア22形成の際の残厚部23の組織変
化が軽微であるので、スコア22形成後の内面塗膜（５）
の損傷が殆どない。よってスコアに対向する内面部分近
傍の内面塗膜の補修を必要としない。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明の実施に
直接使用する成形工具に関するものである。

アンビル12は、スコア形成刃型14に対向する断面台形
状で、スコア形成刃型14の底部14aの幅より大きい幅を
有する頂部20aおよび斜面20cを形成された突出部20を有
しており、かつ斜面20cの仰角αがスコア形成刃型14の
各側部の開き角β以上であるので、断面台形状で、斜面
の仰角αがスコア形成刃型14の各側部の開き角β以上で
ある突出部20を有するアンビル12の、突出部20の平坦な
頂部20aの上に金属蓋ブランク13を載置することができ
る。

スコアダイ11は、断面逆台形状のスコア形成刃型14お
よびスコア形成刃型14の基部に接続して基部の両側に設
けられた斜め下方に延びる傾斜部16、および傾斜部16に
接続するスコア形成刃型14の底部14aと実質的に同一平
面上に位置する押下面19を有しているので、頂部20aに
対向する位置に配設されたスコア形成刃型14を有するス
コアダイ11によって、金属蓋ブランク13の突起部26とな
るべき部分の外側をアンビル12側に押下げると実質的に
同時にスコア形成刃型14を金属蓋ブランク13に押入し始
めることができる。

またスコアダイ11は、スコア形成刃型14の基部に接続
して基部の両側に設傾斜部16に平行な斜面20cを形成さ
れた突出部20を有しているので、金属蓋ブランク13の頂
部20a上の部分に隣接する部分の下面および上面がそれ
ぞれ突出部20の斜面20cおよびスコアダイ11（の傾斜部1
6）に接触するまで押入を行なうことができる。

（実施例） 第１図において、11はスコアダイ、12はアンビル、13
は金属蓋ブランクである。金属蓋ブランク13は、外面保
護膜および内面保護膜を形成された、錫めっき鋼板、テ
インフリースチール、アルミニウム合金板等の金属大板
より打抜かれた円板ブランクをプレス加工して、中央パ
ネル、チャックウォール、カール部（図示されない）等
を形成することによって作製される。

スコアダイ11は断面逆台形状のスコア形成刃型14、刃
型14の各基部14cに曲率部15を介して接続し、断面直角
３角形状の凹部17を形成して斜下方に延びる傾斜部16、
および傾斜部16に曲率部18を介して接続する押下面19を
備えている。刃型14の底部14aと押下面19は実質的に同
一平面上に位置する。刃型14の押入と押下面19によるブ
ランク13の押曲げが、実質的に同時にスタートするよう
にするためである。

アンビル12は断面台形状の突出部20および基面21を備
えている。突出部20は、刃型14の底部14aの幅より大き
い（好ましくは約３〜８倍の）幅を有する頂部20a、お
よび頂部20aに曲率部20bを介して接続する斜面20cを備
えている。スコアダイ11とアンビル12は、刃型14と突出
部20が、センターが一致して対向するように取付けられ
ている。

刃型14の各側部14bの開き角βは好ましくは約15〜45
度であり、突出部20の斜面20cの仰角αは、開き角β以
上で、約45度以下であることが好ましい。さらにスコア
ダイの傾斜部16とアンビルの斜面20cは実質的に平行に
なっており（従って傾斜部16の仰角θは実質的にαに等
しい）、かつスコア形成終了時における両者の間隔ｄ
（第３図）が蓋ブランク13の板厚ｔに実質的に等しくな
るように好ましくは定められている。

以上のスコアダイ11およびアンビル12を備えるスコア
成形工具10を用いて、蓋ブランク13のスコア形成は次の
ように行なわれる。

蓋ブランク13をアンビルの突出部20の平坦な頂部20a
上に水平に載置した後、スコアダイ11を第２図に示すよ
うに下降させる。下降のさい、刃型の底部14aと押下面1
9は殆んど同時に蓋ブランク13の上面に接触して、以降
刃型14の押入と押下面19による押曲げが同時に進行す
る。

第３図に示すように、蓋ブランク13の下面がアンビル
12の斜面20cに接触し、上面がスコアダイの傾斜部16の
大部分に接触するとスコアダイ11の下降は停止して、残
厚部23を有し、近傍が突起部26となっているスコア22が
形成された金属蓋25が製造される。

（具体例） 外面側に厚さ10μｍのエポキシフェノール系塗膜、内
面側に厚さ25μｍポリエチレンテレフタレート被膜を形
成された、厚さ0.20mmのDR8テインフリースチールより
なる直径84.5mmの蓋ブランクに以下のようにして直径5
8.3mmの円環スコアを形成した。

用いたスコア成形工具10のスコアダイ11の刃型14（起
硬合金製）の底部14aの幅は25μm,開き角βは25度、基
部14cまでの高さは0.17mmであり、押下面19の刃型14側
の端部19aと刃型中心線間の距離は0.45mmであって、傾
斜部16の仰角θは25度であった。

一方アンビル12の突出部20の頂部20aの幅は150μｍ、
斜面20cの仰角αは25度、曲率部20bの曲率半径は0.2m
m、突出部20の高さは0.20mmであった。

以上の成形工具10を用いてスコア22（残厚部23の厚さ
45μｍ）が形成された金属蓋25のスコア22近傍の、スコ
ア22に垂直方向にとられた金属顕微鏡組織を第４図、第
５図に示す。何れも５％ナイタールで10秒間エッチング
した後の同一部分の組織であって、第４図は倍率150、
第５図は倍率450である。

比較のため従来の一様に平坦なアンビルを有する成形
工具（スコア形成刃型の材質、形状、寸法等は刃型14と
同様である）を用いた以外は同様にして作製された金属
蓋１のスコア２近傍の、金属顕微鏡組織を第７図（倍率
150）および第８図（倍率450）に示す。何れも５％ナイ
タールで10秒間エッチングした後の同一部分の組織を示
す。

上記金属蓋25および１について、内面側の金属露出評
価試験を行なった結果を第１表に示す。

また従来の成形工具の場合、約50万個の製蓋後、刃型
の損傷のためその交換を必要としたが、本発明の成形工
具10は100万個の製蓋後も異常は見られなかった。

註：＊ 下端開放の電解槽の底部に各金属蓋を、そのフ
ランジ部内面が電解槽側壁部下面にシールゴムを介して
密接するよう装着し、１％塩化ナトリウムに界面活性剤
0.02％を添加した水溶液を電解液として、ステンレス棒
を対極とし、一定電圧（＋6.3V・DC）で一定時間（４
秒）電解し、そのときの電解電流を測定する。得られた
電解電流をエナメルレータ値と呼び、この値は金属露出
面積に比例する。

（発明の効果） 本発明の開口容易な金属蓋の製造方法は、破断、特に
初期破断が容易な開口用スコアを有する、開口容易な金
属蓋を１工程で製造できるという効果を奏する。

本発明の開口容易な金属蓋の製造方法は、形成された開
口用スコアの残厚部を、比較的薄くすることが可能で、
しかも残厚部は塑性変形が僅かであって、加工硬化した
繊維状組織とならず、残厚部の内面部分近傍の内面塗膜
の補修を要しないという利点を有する。

本発明の開口容易な金属蓋の成形工具は、上記効果お
よび利点に加えて、スコア形成工具の摩耗が比較的少な
いので、寿命が長いというメリットを有する。

【図面の簡単な説明】

第１図，第２図，第３図は本発明の成形工具を用いてス
コアを形成する工程を示す要部縦断面図であって、第１
図はスコア形成直前の状態、第２図はスコア形成中の状
態、第３図はスコア形成直後の状態を示す図面、第４
図，第５図は本発明の方法で形成された金属蓋のスコア
近傍の金属顕微鏡写真であって、第４図は倍率150、第
５図は倍率450の写真、第６図は従来の全体として平坦
なアンビルを用いて形成された開口容易な蓋のスコア近
傍の説明用縦断面図、第７図，第８図は従来の全体とし
て平坦なアンビルを用いて形成された金属蓋のスコア近
傍の金属顕微鏡写真であって、第７図は倍率150、第８
図は倍率450の写真である。 10…成形工具、11…スコアダイ、12…アンビル、13…金
属蓋ブランク、14…スコア形成刃型、14a…底部、14b…
側部、16…傾斜部、17…凹部、19…押下面、20…突出
部、20a…頂部、20c…斜面、22…スコア、23…残厚部、
25…開口容易な金属蓋、26…突起部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】近傍が突起部となっており、突起部の突起
   高さが板厚より小さい開口用スコアを備える開口容易な
   金属蓋の製造方法であって、断面台形状で、斜面の仰角
   αが後記のスコア形成刃型の各側部の開き角β以上であ
   る突出部を有するアンビルの、突出部の平坦な頂部の上
   に金属蓋ブランクを載置し、該頂部に対向する位置に配
   設されたスコア形成刃型を有するスコアダイによって、
   金属蓋ブランクの該突起部となるべき部分の外側をアン
   ビル側に押下げると実質的に同時にスコア形成刃型を金
   属蓋ブランクに押入し始め、金属蓋ブランクの該頂部上
   の部分に隣接する部分の下面および上面がそれぞれ該突
   出部の斜面およびスコアダイに接触するまで上記押入を
   行なって、開口用スコアを形成することを特徴とする開
   口容易な金属蓋の製造方法。
2. 【請求項２】近傍が突起部となっており、突起部の突起
   高さが板厚より小さい開口用スコアを備える開口容易な
   金属蓋の成形工具であって、断面逆台形状のスコア形成
   刃型およびスコア形成刃型の基部に接続して基部の両側
   に設けられた斜め下方に延びる傾斜部、および傾斜部に
   接続するスコア形成刃型の底部と実質的に同一平面上に
   位置する押下面を有するスコアダイ；およびスコア形成
   刃型に対向する断面台形状で、スコア形成刃型の底部の
   幅より大きい幅を有する頂部、および該傾斜部に平行な
   斜面を形成された突出部を有するアンビルを備え；上記
   斜面の仰角αがスコア形成刃型の各側部の開き角β以上
   であることを特徴とする開口容易な金属蓋の成形工具。