DE19504678A1 - Harzfilmlaminiertes Aluminiumblech für Dosen, herstellbar durch Trockenformgebung - Google Patents
Harzfilmlaminiertes Aluminiumblech für Dosen, herstellbar durch TrockenformgebungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein beidseitig mit einem
thermoplastischen Harzfilm laminiertes Metallblech, das für
die Herstellung einer zweiteiligen Dose mit einer dünnen
Wandstärke geeignet ist, die durch ein Wandstärkereduktions
verfahren, z. B. durch Streckziehen, und insbesondere ohne
Verwendung eines Kühlmittels auf Wasserbasis oder eines
Schmiermittels erzeugt werden kann.
Zweiteilige Dosen sind im allgemeinen eine DRD (drawn and
redrawn can; gezogene und nachgezogene Dose) und eine DWI
(drawn and wall ironed can; gezogene und Wand-streckgezogene
Dose), die aus verzinntem Stahlblech, Aluminiumblech, Blech
aus Aluminiumlegierung oder ECCS (electrolytically chromium
coated steel; galvanisch chrombeschichteter Stahl) herge
stellt werden; eine DTR (drawn and thin-redrawn can; gezo
gene und dünn nachgezogene Dose) ist kürzlich eingesetzt
worden. Eine DRD hat eine ziemlich dicke Wandstärke, welche
im Verhältnis zur Dosenhöhe infolge des Ziehens und Nachzie
hens dicker wird. Aus ökonomischer Sicht wird sie dann für
eine Dose mit einer ziemlich niederen Dosenhöhe verwendet.
Die für eine DRD verwendeten Werkstoffe sind ECCS, verzinn
tes Stahlblech oder Blech aus Aluminiumlegierung. Anderer
seits kann eine DWI ökonomisch für eine Dose mit einer hohen
Dosenhöhe verwendet werden, da die Wandstärke auf ein Drit
tel der des ursprünglichen Blechs reduziert werden kann. Die
für eine DWI gegenwärtig verwendeten Werkstoffe sind
verzinntes Stahlblech oder Blech aus Aluminiumlegierung. Je
doch besteht ein großer Unterschied zwischen einer DRD und
einer DWI darin, daß die erstere, die durch Ziehen herge
stellt wird, aus einem mit einer organischen Beschichtung
vorbeschichteten Metallblech gemacht wird, während die letz
tere, die durch Streckziehen hergestellt wird, nach dem For
men beschichtet wird. Das geschieht deshalb, weil der Reduk
tionsgrad der Dosenwand und der Spannungszustand beim Her
stellen zwischen einer DRD und einer DWI sehr verschieden
sind. Bis jetzt ist von der Verwendung eines mit einer orga
nischen Beschichtung beschichteten Metallblechs für eine
DWI, worin der Reduktionsgrad der Dosenwand und der Oberflä
chendruck auf die Dosenwand extrem hoch sind, wegen des
Festfressens der organischen Beschichtung an den Formwerk
zeugen oder der Beschädigung der organischen Beschichtungen
auf der äußeren und der inneren Oberfläche der Dose prak
tisch kein Gebrauch gemacht worden.
Andererseits wird eine DTR durch Verdünnen der Dosenwand
hergestellt, wobei das Biegen und Zurückbiegen an der Ecke
eines Ziehwerkzeugs mit einem kleinen Eckenradius und der
Verwendung einer hohen Zugspannung eingeschlossen ist. Eine
DTR, die ähnlich zum Ziehen hergestellt wird, besitzt eine
etwas dünnere Dosenwandstärke als die des ursprünglichen
Blechs, weil die Dosenwand gestreckt wird. Außerdem wird
kein großer Oberflächendruck auf die Dosenwand, die zwischen
den Stanzformen und dem Stanzstempel liegt, im DTR-Verfahren
im Gegensatz zum Streckzugverfahren angewendet, so daß die
organische Beschichtung kaum beschädigt wird, und dann kann
ein mit einer organischen Beschichtung beschichtetes Metall
blech für eine DTR verwendet werden. Gegenwärtig wird ein
mit einem thermoplastischen Harzfilm beschichtetes ECCS
industriell verwendet. Da im DTR-Verfahren die Dosenwand
während der Formgebung zum Brechen neigt, weil sie haupt
sächlich unter Zugbeanspruchung hergestellt wird, kann dann
die Wandstärke nur etwa 80% der des ursprünglichen Blechs
sein und ist dicker als die einer DWI.
Aus diesem Grund ist bis jetzt kein Aluminiumblech als ein
Werkstoff für eine DTR verwendet worden, da es weniger für
ein Verdünnungsverfahren durch Biegen und Zurückbiegen als
das ECCS geeignet ist.
Wie vorstehend beschrieben, gibt es Vorteile und Nachteile
für eine DRD, DWI oder DTR und für ihre Herstellung. Demzu
folge liegt die Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der
Herstellung eines Metallblechs, das beidseitig mit einem
thermoplastischen Harzfilm laminiert ist, das für die Her
stellung einer Dose mit einer Dosenhöhe von etwa der doppel
ten Länge des Dosendurchmessers und einer dünnen Wandstärke
von etwa 30 bis 70% der ursprünglichen Blechdicke ähnlich
einer DWI geeignet ist. Die wichtigste Aufgabe liegt in der
Herstellung eines mit einem thermoplastischen Harzfilm lami
nierten Metallblechs, aus der eine Dose ohne Verwendung
einer Emulsion oder eines wasserlöslichen Schmiermittels,
das gegenwärtig zum Kühlen und zum Schmieren im DWI-Verfah
ren verwendet wird, hergestellt werden kann. Die Verwendung
eines vorher mit einem thermoplastischen Harzfilm beschich
teten Metallblechs kann das Beschichten und Backen im Dosen
herstellungsverfahren beseitigen, die Diffusion eines Lö
sungsmittels verhindern und das nachfolgende Spülen, Trock
nen und eine Schmutzwasserentsorgung unnötig machen. Ein mit
einem thermoplastischen Harzfilm laminiertes Metallblech,
aus welchem eine Dose mit einer hohen Dosenhöhe und einer
dünnen Wandstärke ohne Kühlmittel auf Wasserbasis oder
Schmiermittel hergestellt werden kann, eine derartige Dose
oder ein Verfahren zu ihrer Herstellung sind bislang nicht
bekannt. Beim nachstehend beschriebenen Stand der Technik
ist die Aufgabe gegenüber der vorliegenden Erfindung unter
schiedlich.
Die JP-A-62-275172 zeigt ein mit einer organischen Beschich
tung beschichtetes Metallblech für eine zweiteilige Dose,
und ihre Aufgabe liegt darin, die Retention des Kühlmittels
(Kühlmittel auf Wasserbasis und Schmiermittel) auf der äuße
ren Oberfläche einer Dose in einem DWI-Verfahren zu erhöhen.
Dieses hängt nämlich von der Verwendung eines Kühlmittels
auf Wasserbasis und einem Schmiermittel ab und unterscheidet
sich so von dem der vorliegenden Erfindung. WO 89/03303 zeigt
ein Metallblech für eine DWI, das auf einer oder auf beiden
Seiten mit einem Polyesterharzfilm beschichtet ist, jedoch
schließt das Herstellungsverfahren einer DWI, die aus diesem
beschichteten Metallblech gemacht wird, die Verwendung des
ausreichend gleitfähig gemachten Laminats im Ziehverfahren
ein; dabei kann ein Spülverfahren nicht gänzlich ausge
schlossen werden. Deshalb wird ein kleiner Spülapparat an
stelle einer großen Dosenwaschmaschine benötigt. Dieses
unterscheidet sich deutlich durch den Ausschluß eines Spül
verfahrens in der vorliegenden Erfindung. Die JP-A-4-91825
zeigt ein mit einem thermoplastischen Harz beschichtetes Me
tallblech, aus welcher eine Dose mit einer dünnen Wand durch
Biegen und Zurückbiegen mit einem Schmierstoff, welcher bei
hoher Temperatur verdampft, jedoch ohne ein Kühl- und/oder
Schmiermittel auf Wasserbasis, hergestellt werden kann. Es
betrifft eine DTR, jedoch beträgt, wie in seinen Beispielen
gezeigt, das Reduktionsverhältnis der Dosenwandstärke etwa
20% und ist kleiner als das angestrebte Reduktionsverhält
nis der vorliegenden Erfindung.
In der vorliegenden Erfindung wird die Dosenhöhe höher im
Verhältnis zur Zunahme des Reduktionsverhältnisses der Do
senwandstärke von 30 bis zu 70%. Dieses dient als Ziel der
vorliegenden Erfindung, aber je größer das Reduktionsver
hältnis der Dosenwandstärke ist, desto mehr findet das Fest
fressen der Dosenaußenwand an dem Formwerkzeug und die Be
schädigung der Harzschicht oder ein Bruch der Wand statt.
Infolge der Abwesenheit eines Kühl- und/oder eines Schmier
mittels auf Wasserbasis wird die Beschädigung der Harz
schicht auf der Außenseite der Dosenwand und infolgedessen
das Brechen der Dosenwand verursacht, so daß die Verhinde
rung dieser Probleme die wichtigste Aufgabe ist. Außerdem
besteht eine weitere wichtige Aufgabe darin, eine ausrei
chende Adhäsionsfestigkeit zwischen dem Metallblech und der
laminierten Harzschicht bereitzustellen, weil sie im Ver
hältnis zum Reduktionsgrad der Dosenwand abnimmt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Herstellung
eines mit einem thermoplastischen Harz laminierten Alumi
niumblechs, aus welchem durch Trockenformgebung leicht eine
zweiteilige Dose mit einer dünnen Wandstärke erzeugt werden
kann, wobei die Dose eine ausreichende Druckdichtefestig
keit, Korrosionsbeständigkeit und Adhäsionsfestigkeit zwi
schen dem Aluminiumblech und der laminierten Harzschicht
nach der Formgebung besitzt. Nachfolgend bedeutet "Alumi
nium" Aluminium und eine Aluminiumlegierung, die mehr als
90% Aluminium und weniger als 10% zur Gesamtmenge andere
Metalle, wie Mangan, Magnesium und dgl., umfaßt. Um die
Formbarkeit in der Trockenformgebung zu verbessern und die
angestrebte Festigkeit der Dose gemäß der vorliegenden Er
findung zu erreichen, werden die chemische Zusammensetzung,
die anderen mechanischen und physikalischen Eigenschaften
und das Oberflächenprofil des verwendeten Aluminiumblechs
innerhalb bevorzugter Bereiche definiert. Das Aluminiumblech
wird ebenso galvanisch in einer Chromatlösung behandelt, um
ausreichende Adhäsionsfestigkeit zwischen dem Aluminiumblech
und der laminierten Harzschicht bereitzustellen. Das thermo
plastische Harz ist vorzugsweise ein Polyesterharz, stärker
bevorzugt ein Polyethylenterephthalat oder ein Copolyester
harz, das sich hauptsächlich aus einer Ethylenterephthalat
einheit mit einer Stärke von 10 bis 30 µm und einer Schmelz
temperatur von 180 bis 260°C zusammensetzt. Die hervorra
gende Formbarkeit in der Trockenformgebung und die Korro
sionsbeständigkeit können durch Definieren dieser Faktoren
innerhalb bevorzugter Bereiche erreicht werden.
Außerdem kann das Beschichten der Oberfläche der laminierten
Harzschicht mit einem Schmierstoff, welcher bei einer hohen
Temperatur verdampft, die Formbarkeit in der Trockenformge
bung verbessern, und der Schmierstoff kann durch Erhitzen
der Dose nach der Formgebung entfernt und ein Entfettungs-,
Spül- oder Trocknungsverfahren weggelassen werden. Es wird
ebenso bevorzugt, ein geeignetes Formgebungsverfahren für
die vorliegende Erfindung zu verwenden, um die Trockenform
gebung ohne Störung bei einem hohen Reduktionsverhältnis zu
betreiben. Das Verbundverfahren, zusammengesetzt aus Ziehen
und Streckziehen unter speziellen Bedingungen, das ist ein
Wand-Verdünnungsverfahren, in welchem das auf beiden Seiten
einer Dose laminierte Harz nicht beschädigt wird und die Do
senwand nicht bricht, kann die Aufgabe der vorliegenden Er
findung noch wirksamer erfüllen.
Fig. 1 zeigt eine Querschnittszeichnung des harzbeschichte
ten Aluminiumblechs der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2A und Fig. 2E sind schematische Ansichten, die sich
auf die Arbeitsweise des Verfahrens beziehen, in
welchem eine Dose mit einer dünnen Wandstärke durch
Trockenformgebung aus einem harzlaminierten Alumini
umblech der vorliegenden Erfindung hergestellt wird.
Fig. 3 zeigt einen Teil einer Querschnittszeichnung, die
ein aus Ziehen und Streckziehen zusammengesetztes
Verbundverfahren zeigt, das zur Herstellung einer
Dose mit einer dünnen Wand und einer hohen Dosenhöhe
durch Trockenformgebung aus einem harzlaminierten
Aluminiumblech der vorliegenden Erfindung geeignet
ist.
Fig. 4 zeigt eine Querschnittszeichnung einer Dose, die aus
einem harzlaminierten Aluminiumblech der vorliegen
den Erfindung erzeugt wurde.
Fig. 5 zeigt ein Diagramm, das ein Profil einer Wandstärke
einer Dose zeigt, die aus dem harzlaminierten Alumi
niumblech der vorliegenden Erfindung hergestellt
wurde.
In der vorliegenden Erfindung, wie in Fig. 1 gezeigt, wird
ein Aluminiumblech 1, das mit einer Schicht 2 beschichtet
ist, die aus beidseitig mit einem thermoplastischen Harz 3
laminierten, hydratisierten Chromoxid zusammengesetzt ist,
die mit einem Schmierstoff 4, der bei hoher Temperatur ver
dampft, beschichtet ist, durch Trockenformgebung mit einem
hohen Reduktionsverhältnis auf eine geringe Stärke redu
ziert. Die Schwierigkeiten, wie während der Verarbeitung
entstehende Hitze, Erweichen oder Schmelzen des laminierten
Harzes infolge der entstandenen Hitze, der dadurch erhaltene
Direktkontakt des Trägeraluminiums mit den Formwerkzeugen
und das Brechen der Dosenwand, müssen überwunden werden. Die
infolge der Verarbeitung entstandene Hitze beruht auf der
Formänderung des Aluminiumblechs und der Reibung. Die auf
der Formänderung beruhende Hitzeerzeugung vermindert sich,
wenn der Reduktionsgrad der Dosenwand und der Formänderungs
widerstand gering sind. Beim Streckziehen des Verbundverfah
rens der vorliegenden Erfindung vermindert sich die Hitzeer
zeugung infolge der Reibung im Verhältnis zu (Oberflächen
druck) × (Reibungskoeffizient), wenn der Formänderungswider
stand gering ist. Außerdem verringert sich die Beschädigung
der laminierten Harzschicht, falls das Harz erhitzt wird,
wenn der Oberflächendruck gering ist. Dann verringert sich
die Beschädigung der Harzschicht, wenn der Formänderungswi
derstand so gering wie möglich ist. Da das Laminat gezogen
und nachgezogen wird, bevor es, wie in Fig. 3 gezeigt,
streckgezogen wird, ist es erwünscht, daß die Kalthärtung so
gering wie möglich ist. Aus vorstehend erwähnten Gründen
wird Aluminiumblech als Metallträgermaterial für das harz
filmlaminierte Metallblech der vorliegenden Anmeldung ausge
wählt.
Wenn die fertige Dose im Gebrauch positiv oder negativ unter
Druck gesetzt wird, dann sollte der Dosenboden und die Do
senwand die Festigkeit besitzen, um diesen Druck auszuhal
ten. Insbesondere, wenn die Dose positiv unter Druck gesetzt
wird, ist die Druckdichtefestigkeit (Dichtigkeit unter
Druck) des Dosenbodens kritisch. Da die Druckdichtefestig
keit ungefähr proportional zu (Blechstärke)² × (Streckfe
stigkeit) ist, hängt sie von der Blechstärke und der Streck
festigkeit ab. Die Untergrenze der Streckfestigkeit, der
Zugfestigkeit und der Aluminiumblechstärke werden durch die
Druckdichtefestigkeit bestimmt. Andererseits werden die
Obergrenze der Streckfestigkeit und der Zugfestigkeit durch
den Beschädigungsgrad der laminierten Harzschicht während
dem Streckziehen definiert. Wenn sie in einem Bereich über
der Obergrenze liegen, neigt die Dose infolge der Beschädi
gung der Harzschicht zum Brechen. Auch wird das Streckver
hältnis, dargestellt durch (Streckfestigkeit/Zugfestigkeit),
von 0,7 bis kleiner 1 definiert, weil die höhere Streckfe
stigkeit, welche die Dosenbodenfestigkeit und den niedrige
ren Formänderungswiderstand bei der Herstellung beeinflußt,
welche die Beschädigung der Harzschicht während dem Streck
ziehen beeinflußt, für die Aufgabe der vorliegenden Erfin
dung bevorzugt wird. Die Obergrenze der Blechstärke wird auf
0,5 mm, gestützt auf die Druckdichtefestigkeit der erzeugten
Dose (ein Wert von mehr als 0,5 mm ist selten erforderlich)
und ebenso auf die Verminderung der Kosten, festgelegt. Die
Untergrenze der Blechstärke wird auf 0,15 mm festgelegt, ge
stützt auf das Ziel einer gleichbleibenden kontinuierlichen
und schnell laufenden Herstellung eines Aluminiumblechs mit
einer gleichmäßigen Stärke, jedoch muß diese nicht festge
legt werden.
Dann ist das in Fig. 1 gezeigt Harz 3, welches auf das Alu
miniumblech aufgetragen wird, ein thermoplastisches Harz,
vorzugsweise ein kristalliner Polyester mit einer Stärke im
Bereich von 5 bis 50 µm und einer Schmelztemperatur von 180
bis 260°C. In der auf die vorliegende Erfindung gestützte
Trockenformgebung kann das thermoplastische Harz, das als
ein auf das Aluminiumblech aufzutragendes Harz verwendet
wird, die Schmierwirkung während dem Streckziehen wirksamer
machen. Wenn das Harz durch die durch Reibung zwischen der
äußeren Oberfläche der Dose und den Streckziehstanzformen
während dem Streckziehverfahren erzeugte Hitze weichgemacht
wird, entsteht eine Schmierwirkung. Je höher die Temperatur
der Stanzformen ist, desto wirksamer tritt eine Schmierwir
kung ein. Jedoch wird dann, da das Harz in den Streckzieh
stanzformen umso mehr erweicht, je höher die Temperatur der
Stanzformen steigt, das Harz durch den Oberflächendruck im
Verhältnis zum Formänderungswiderstand des Aluminiumblechs
beschädigt. Wenn das Aluminiumblech direkt die Streckzieh
stanzformen berührt, bricht die Dosenwand. Deshalb wird das
übermäßige Erweichen des thermoplastischen Harzes nicht be
vorzugt, und die Temperatur der Streckziehstanzformen wird
vorzugsweise innerhalb eines geeigneten Bereiches, stärker
bevorzugt innerhalb von 25°C bis zur Glasübergangstemperatur
des laminierten thermoplastischen Harzes, gehalten. Ebenso
wird das thermoplastische Harz, das bei einer niederen Tem
peratur erweicht, nicht bevorzugt und das mit einer Schmelz
temperatur (verwendet als ein Index, der die Erweichungs
empfindlichkeit bezeichnet) höher als 180°C wird vorzugs
weise verwendet, da es die Formbarkeit durch Trockenformge
bung verbessert, welches eine Aufgabe der vorliegenden Er
findung ist. In der industriellen Produktion wird das Ziehen
und das Streckziehen nacheinander betrieben und die Tempera
tur der Dosenwand steigt manchmal über 100°C. Zum Zeitpunkt,
wo ein thermoplastisches Harz mit einer niederen Schmelztem
peratur erweicht oder geschmolzen wird, wird dann das Ausse
hen der erzeugten Dose beschädigt, oder das Aluminium wird
in der Dose freigelegt, und dann wird die Korrosionsbestän
digkeit verschlechtert. Wenn sich das thermoplastische Harz
auf den Verformungswerkzeugen festsetzt, kann die kontinu
ierliche Herstellung nicht durchgeführt werden. Aus diesem
Grund hat das thermoplastische Harz eine Schmelztemperatur
höher als 180°C. Andererseits wird bei einer Schmelztempera
tur höher als 260°C eine ausreichende Schmierung durch Er
weichung des Harzes während der Formgebung weniger gut er
reicht. Aus diesen vorstehend beschriebenen Gründen wird die
Schmelztemperatur des thermoplastischen Harzes vorzugsweise
auf 180 bis 260°C festgelegt. Die Stärke des auf das Alumi
niumblech aufzutragenden, thermoplastischen Harzes wird auf
5 bis 50 µm festgelegt. Wenn die Harzstärke geringer als
5 µm ist, besteht die Möglichkeit, daß die Streckziehstanz
formen direkt das Aluminiumblech auf der Außenseite der Dose
während dem Streckziehen berühren, und dann bricht die Do
senwand. Es besteht ebenso die Möglichkeit, daß die Korro
sionsbeständigkeit auf der Innenseite der Dose reduziert
wird. Außerdem ist es schwer, das thermoplastische Harz auf
das Aluminiumblech kontinuierlich und gleichmäßig aufzutra
gen. Die Obergrenze der Harzstärke wird auf 50 µm festge
legt, gestützt auf das Vermeiden von Falten, die während des
Ziehens verursacht werden, und ebenso auf die Kostenverrin
gerung.
Unter den thermoplastischen Harzen mit einer Schmelztempera
tur von 180 bis 260°C werden ein Polyesterharz, speziell Po
lyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat, ein haupt
sächlich aus Ethylenterephthalateinheiten zusammengesetztes
Copolyesterharz oder ein aus einem Gemisch dieser Harze zu
sammengesetztes Polyesterharz bevorzugt für die vorliegende
Erfindung verwendet. Insbesondere werden ein aus 75 Mol-%
Polyethylenterephthalat und 25 Mol-% Polyethylenisophthalat,
Polyethylensebacat oder Polyethylenadipat zusammengesetztes
Copolyesterharz oder ein aus Polyethylenterephthalat zusam
mengesetztes Polyesterharz oder ein vorstehend erwähntes,
mit Polybutylenterephthalat vermischtes Polyesterharz ver
wendet.
Mit dem vorstehend beschriebenen Polyesterharz kann ein Alu
miniumblech durch das nachstehende Verfahren laminiert wer
den:
- (1) Ein geschmolzenes Polyesterharz wird direkt auf beide Seiten eines Aluminiumblechs aufgetragen.
- (2) Auf ein Aluminiumblech wird beidseitig ein in üblicher Kenntnis hergestellter, nicht-orientierter oder orien tierter Polyesterharzfilm aufgetragen.
Beide Verfahren können für die Herstellung des harzlaminier
ten Aluminiumblechs der vorliegenden Erfindung verwendet
werden, jedoch wird ein biaxial orientierter Polyesterharz
film bevorzugt verwendet, gestützt auf solche erforderlichen
Eigenschaften der hergestellten Dose wie Schlagbeständigkeit
der laminierten Harzschicht und Permeationsbeständigkeit ge
genüber korrosivem Inhalt. In diesem Fall wird bevorzugt,
ein Aluminiumblech mit einem biaxial orientierten Polyester
harzfilm zu beschichten, damit der innerste Teil (der direkt
die Aluminiumoberfläche berührt) des Harzfilms einen plana
ren Orientierungskoeffizienten von 0,00 bis 0,05 besitzt und
der äußerste Teil (der am weitesten von der Aluminiumober
fläche entfernteste, der dann freiliegt) des Harzfilms einen
von 0,01 bis 0,10 besitzt.
Wenn der planare Orientierungskoeffizient des innersten
Teils größer als 0,05 ist, neigt der laminierte Harzfilm
während der Herstellung zum Ablösen und ist dann nicht
brauchbar. Andererseits, im Fall, wo der planare Orientie
rungskoeffizient der äußersten Schicht kleiner als 0,01 ist,
ist die biaxiale Orientierung im gesamten Harzfilm fast ver
schwunden. Wenn das mit diesem Harzfilm laminierte Alumi
niumblech durch Trockenformgebung in eine gezogene und
streckgezogene Dose verarbeitet wird, werden manchmal in der
laminierten Polyesterharzschicht Risse verursacht, und dann
kann diese nicht für eine Dose verwendet werden, die mit
einem korrosiven Inhalt gefüllt wird. Auch besitzt im Fall,
wo der planare Orientierungskoeffizient an der äußersten
Schicht mehr als 0,10 ist, der laminierte Harzfilm eine un
genügende Ausdehnbarkeit. Dann werden manchmal in der lami
nierten Harzschicht unter der rauhen Verarbeitung Risse ver
ursacht. Deshalb wird bei einem harzlaminierten Aluminium
blech der vorliegenden Erfindung bevorzugt, daß der planare
Orientierungskoeffizient an der äußersten Schicht in einem
Bereich von 0,01 bis 0,10 und der an der innersten Schicht
in einem Bereich von 0,00 bis 0,05 bleibt. Das Auftragen des
Polyesterharzfilms auf ein Aluminiumblech durch Legen eines
Haftstoffs zwischen den Harzfilm und das Aluminiumblech ist
für die Innenseite einer Dose geeignet, in die ein korrosi
ver Inhalt eingefüllt wird. In diesem Fall ist die Kontrolle
des planaren Koeffizienten des laminierten Harzfilms, wie
vorstehend beschrieben, nicht notwendig. Es können die be
kannten Haftstoffe verwendet werden, doch wird ein wärme
härtbares Harz bevorzugt, das eine Epoxygruppe in ihrer Mo
lekülstruktur enthält. Es kann auf der Seite des Harzfilms,
die auf die Aluminiumoberfläche aufgetragen werden soll,
oder auf beiden Seiten des Aluminiumblechs verwendet werden.
Der planare Orientierungskoeffizient, der als Orientierung
des innersten und des äußersten Teils des laminierten Poly
esterharzfilm definiert ist, wird jeweils durch das nachste
hende Verfahren bestimmt. Als erstes wird der laminierte Po
lyesterharzfilm vom Aluminiumblech durch Eintauchen des La
minats in eine verdünnte Salzsäurelösung entfernt, welche
nur das Aluminiumblech auflöst. Nach dem Ausspülen in Wasser
und Trocknen des Films werden die Brechungsindices in den
Längs-, den Breiten- und den Dickenrichtungen beider
Schichtseiten (der innersten und der äußersten Schicht) des
Polyesterharzfilms mit einem Refraktometer gemessen. Dann
wird jeweils der planare Orientierungskoeffizient gemäß der
nachstehenden Gleichung bestimmt:
A = (B + C)/2 - D
wobei A den planaren Orientierungskoeffizienten des Poly
esterharzfilms darstellt,
B den Brechungsindex in Längsrichtung des Polyesterfilms darstellt,
C den Brechungsindex in der Breitenrichtung des Polyester harzfilms darstellt,
D den Brechungsindex in der Dickenrichtung des Polyester harzfilms darstellt.
B den Brechungsindex in Längsrichtung des Polyesterfilms darstellt,
C den Brechungsindex in der Breitenrichtung des Polyester harzfilms darstellt,
D den Brechungsindex in der Dickenrichtung des Polyester harzfilms darstellt.
Die durch vorstehend beschriebenes Verfahren gemessenen Bre
chungsindices zeigen einen Durchschnittswert innerhalb von
5 µm von der äußersten Schicht (von den beiden Seiten des
Harzfilms). Dann ist es möglich, den planaren Orientierungs
koeffizienten in der innersten Schicht von dem in der äußer
sten Schicht zu trennen.
Außerdem ist in der vorliegenden Erfindung die Verwendung
eines biaxial orientierten, doppelschichtigen Films möglich,
der aus einem oberen Film und einem unteren Film (mit je
weils zueinander verschiedenen Schmelztemperaturen) zusam
mengesetzt ist, damit der planare Koeffizient jeder der bei
den Seiten des Films leicht innerhalb eines bevorzugten Be
reichs kontrolliert werden kann.
Ferner ist in der vorliegenden Erfindung die innere Viskosi
tät (IV-Wert) des Polyesterharzfilms ebenso einer der wich
tigen Faktoren. Der IV-Wert, der im Verhältnis zum Moleku
largewicht des Harzes steht, beeinflußt die Steifigkeit und
die Formbarkeit des Harzfilms beträchtlich. Im Falle eines
Harzfilms mit einem IV-Wert von weniger als 0,50 besitzt die
Harzschicht auf der gezogenen und streckgezogenen Dose eine
geringe Schlagbeständigkeit, selbst wenn der planare Koeffi
zient des laminierten Harzfilms innerhalb eines bevorzugten
Bereichs gehalten wird. Viele Mikrorisse werden dann in der
Polyesterharzschicht auf der Innenseite des Auswirkungsbe
reichs verursacht, und dann wird das Aluminiumträgermaterial
freigelegt. Andererseits stößt ein Harzfilm mit einem
IV-Wert von mehr als 0,70 auf einen hohen viskosen Wider
stand während des Streckziehverfahrens, der manchmal prak
tische Probleme verursacht.
In der vorliegenden Erfindung ist das Auftragen des pigmen
tierten thermoplastischen Harzfilms auf der Seite des Alumi
niumblechs, die die Außenseite der Dose bildet, vom künstle
rischen Standpunkt aus ebenso ein wichtiger Faktor. Es ist
ebenso möglich, weiße Pigmente auf Titandioxidbasis dem Harz
während des Herstellungsverfahrens des Harzes zuzugeben, um
den Druckkontrast des auf der Außenseite der Dose verwende
ten Designs zu verbessern. Es können anorganische oder orga
nische oder andersfarbige als weiße Pigmente verwendet und
entsprechend der Verwendung ausgewählt werden. Der bevor
zugte Druckkontrast kann durch Zugabe von 1 bis 20% eines
Pigments erhalten werden.
Ferner kann in der vorliegenden Erfindung ein anderes ther
moplastisches Harz wie Bisphenol-A-Polycarbonat, eines der
Polyamidharze, die ausgewählt werden aus 6-Nylon, 6,6-Nylon,
6-6,6-Copolymernylon, 6,10-Nylon, 7-Nylon und 12-Nylon, und
Polyethylennaphthalat ebenso verwendet werden. Diese Harze
können alleine verwendet werden oder können mit anderen
coextrudiert und als eine Oberschicht oder eine Zwischen
schicht eines doppelschichtigen oder dreischichtigen Films
verwendet werden. Es kann ebenso ein Harz, das aus einem
vorstehend erwähnten Polyesterharz, vermischt mit diesen
thermoplastischen Harzen, zusammengesetzt ist, verwendet
werden. Und es kann ebenso ein doppelschichtiger Film, der
aus einer oberen Schicht des vorstehend erwähnten Polyester
harzes und einer unteren Schicht des vorstehend erwähnten
vermischten Harzes zusammengesetzt ist, verwendet werden. In
einigen Fällen werden Additive wie ein Antioxidans, ein Sta
bilisator, ein antistatischer Stoff, ein Schmierstoff und
ein Korrosionshemmer zugegeben, sofern sie nicht andere
Eigenschaften während des Herstellungsverfahrens des in der
vorliegenden Erfindung verwendeten Polyesterharzes herabset
zen.
Die Korngröße und der mittlere Rauhwert der Oberflächen
rauheit des Aluminiumblechs beeinflussen die Adhäsion des
laminierten thermoplastischen Harzes daran und die Korro
sionsbeständigkeit.
Die Korngröße wird wie nachstehend definiert:
Die Korngröße ist definiert als der Durchschnittswert der in den Korngrößen dreier größerer Körner gemessen wird, die ausgewählt werden aus jenen, die in einem 3 cm × 3 cm Ge sichtsfeld einer 200fachen Vergrößerung (tatsächliche Flä che: 150 µm × 150 µm) in einem Schnitt parallel zur Roll richtung des Aluminiumblechs beobachtet werden. Die Korn größe jedes Körnchens ist der Durchschnittswert der gemesse nen längeren und der kürzeren Kornachse. Die längere Achse ist definiert als die Länge der längsten Segmentlinie, die durch das Zentrum eines Korns führt, und die kürzere Achse ist definiert als die der Segmentlinie, die durch das Zentrum eines Korns führt und ebenso senkrecht zur längsten Segmentlinie steht. Die Korngrößendefinition, die von den Größen abhängt, die wie vorstehend erwähnt in größeren Körnern gemessen werden, hängt von nachstehendem ab:
Unter der Annahme, daß alle Aluminiumkörner aus Kugeln mit dem gleichen Durchmesser zusammengesetzt sind, werden die Kugelschnitte als Kreisflächen mit verschiedenen Durchmes sern zueinander beobachtet. Der längste Durchmesser dieser Kreisflächen mit verschiedenen Durchmessern ist der Durch messer der Kugel, das ist die wirkliche Korngröße. Aus vor stehend erwähnten Gründen wird die Aluminiumkorngröße in Ab hängigkeit von jenen der größeren Körner definiert.
Die Korngröße ist definiert als der Durchschnittswert der in den Korngrößen dreier größerer Körner gemessen wird, die ausgewählt werden aus jenen, die in einem 3 cm × 3 cm Ge sichtsfeld einer 200fachen Vergrößerung (tatsächliche Flä che: 150 µm × 150 µm) in einem Schnitt parallel zur Roll richtung des Aluminiumblechs beobachtet werden. Die Korn größe jedes Körnchens ist der Durchschnittswert der gemesse nen längeren und der kürzeren Kornachse. Die längere Achse ist definiert als die Länge der längsten Segmentlinie, die durch das Zentrum eines Korns führt, und die kürzere Achse ist definiert als die der Segmentlinie, die durch das Zentrum eines Korns führt und ebenso senkrecht zur längsten Segmentlinie steht. Die Korngrößendefinition, die von den Größen abhängt, die wie vorstehend erwähnt in größeren Körnern gemessen werden, hängt von nachstehendem ab:
Unter der Annahme, daß alle Aluminiumkörner aus Kugeln mit dem gleichen Durchmesser zusammengesetzt sind, werden die Kugelschnitte als Kreisflächen mit verschiedenen Durchmes sern zueinander beobachtet. Der längste Durchmesser dieser Kreisflächen mit verschiedenen Durchmessern ist der Durch messer der Kugel, das ist die wirkliche Korngröße. Aus vor stehend erwähnten Gründen wird die Aluminiumkorngröße in Ab hängigkeit von jenen der größeren Körner definiert.
Wenn die Korngröße größer als 50 µm ist, wird eine Oberflä
chenrauheit während des Ziehens hervorgerufen und ver
schlechtert die Adhäsion des thermoplastischen Harzes. Es
werden ebenso Filmdefekte hervorgerufen und die Korrosions
beständigkeit wird verschlechtert. Andererseits, falls die
Korngröße kleiner als 10 µm ist, wird das Aluminiumblech
härter und muß rasch erhitzt werden, wenn es verarbeitet
wird.
Der mittlere Rauhwert wird wie nachstehend definiert:
Wenn die Richtung der Mittelachse der gemessenen Rauhig keitskurve als X-Achse definiert wird und die longitudinale Richtung (Richtung der Peakhöhe der gemessenen Rauhigkeits kurve) als Y-Achse definiert wird, wird die Rauhigkeitskurve mit der Länge l der gemessenen Rauhigkeitskurve durch die nachstehende Formel beschrieben:
Wenn die Richtung der Mittelachse der gemessenen Rauhig keitskurve als X-Achse definiert wird und die longitudinale Richtung (Richtung der Peakhöhe der gemessenen Rauhigkeits kurve) als Y-Achse definiert wird, wird die Rauhigkeitskurve mit der Länge l der gemessenen Rauhigkeitskurve durch die nachstehende Formel beschrieben:
y = f(x)
und der mittlere Rauhwert (Ra) wird durch die nachstehende
Formel beschrieben:
(Ra ist in µm angegeben).
Wenn der mittlere Rauhwert der Oberflächenrauheit mehr als
0,7 µm beträgt, gibt es einige Fälle, wo die Adhäsion des
laminierten thermoplastischen Harzfilms zum Aluminiumblech
in Abhängigkeit von den Formgebungsbedingungen verschlech
tert wird. Dann wird die Obergrenze des mittleren Rauhwerts
der Oberflächenrauheit mit 0,7 µm definiert. Andererseits
wird die Untergrenze davon dadurch definiert, daß sie nicht
von der Ausführung des Aluminiumblechs, sondern von dem
Grund abhängt, daß es schwierig ist, ein Aluminiumblech mit
einem mittleren Rauhwert der Oberflächenrauheit unter
0,05 µm herzustellen. Diesbezüglich ist die Untergrenze vor
zugsweise 0,05 µm.
Wie in Fig. 1 gezeigt, wird die Oberfläche des Aluminium
blechs behandelt, und die behandelte Schicht 2 wird auf ihr
erzeugt, damit sie eine genügend gute Adhäsion zur laminier
ten thermoplastischen Harzschicht 3 besitzt. Die Behandlung
wird ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus chemischer Be
handlung, elektrochemischer Behandlung in einer Chromatlö
sung und anodischer Oxidation. Die chemischen Behandlungen
enthalten Chromatbehandlung, Phosphat-Chromatbehandlung und
Nicht-Chromatbehandlung. Die Auswahl sollte unter Berück
sichtigung der Formgebungsbedingung, des Verfahrensaufbaus
usw. erfolgen. Die Auftragsmenge beträgt vorzugsweise 5 bis
100 mg/m² in Abhängigkeit von der Art der chemischen Behand
lung. Die elektrochemische Behandlung in einer Chromatlösung
oder die anodische Oxidation werden bevorzugt verwendet,
falls eine noch bessere Adhäsion erforderlich ist.
Ein in Fig. 1 gezeigter, auf das thermoplastische Harz auf
gebrachter Schmierstoff, der bei hoher Temperatur verdampft,
spielt eine wichtige Rolle, wenn die Trockenformgebung, das
ist eine der Hauptideen der vorliegenden Erfindung, in einer
Produktion mit hoher Intensität und in hoher Geschwindigkeit
durchgeführt wird. Der Schmierstoff ist bevorzugt derjenige,
der zu mehr als 50% verdampft, wenn die hergestellte Dose
für wenige Minuten auf etwa 200°C nach der Formgebung er
hitzt wird, und wird ausgewählt aus einem einfachen Stoff
eines flüssigen Paraffins, synthetischen Paraffins oder Na
turwachses oder einem Gemisch aus diesen gemäß der Herstel
lungsbedingung und der Hitzebedingung nach der Formgebung.
Einer mit Eigenschaften wie einer Schmelztemperatur von 25
bis 80°C und einer Siedetemperatur von 180 bis 400°C wird
bevorzugt in der vorliegenden Erfindung verwendet. Die Auf
tragsmenge beträgt vorzugsweise 5 bis 100 mg/m², stärker be
vorzugt 30 bis 60 mg/m². Die Auftragsmenge sollte auf die
verwendete Oberfläche der Dose (die innere oder äußere Ober
fläche) usw. bezogen bestimmt werden.
In der vorstehend erwähnten Weise kann durch Definition der
mechanischen und der physikalischen Eigenschaften eines Alu
miniumblechs und derjenigen eines thermoplastischen Harzes,
und der Anwendung eines Schmierstoffs, welcher bei hoher
Temperatur verdampft, auf dem thermoplastischen Harz usw.,
ein Aluminiumblech erhalten werden, das zur Herstellung
einer Dose mit einer Dosenhöhe von etwa der doppelten Länge
des Dosendurchmessers und einer dünnen Wandstärke von etwa
40 bis 70% der ursprünglichen Blechstärke geeignet ist.
Nun wird das Streckziehverfahren erklärt. Durch die gleich
zeitige Verwendung eines aus einem Nachziehverfahren und
einem Streckziehverfahren zusammensetzten Verbundverfahrens
zur Verdünnung der Dosenwandstärke kann die Aufgabe der vor
liegenden Erfindung weiter wirksam durchgeführt werden. Fig. 2A
bis Fig. 2E zeigen die Art des Verbundverfahrens, das aus
einem Zieh- und einem Streckziehverfahren zusammengesetzt
ist, das für die Herstellung einer Dose mit einer dünnen
Wand und einer hohen Dosenhöhe durch Trockenformgebung eines
harzlaminierten Aluminiumblechs der vorliegenden Erfindung
geeignet ist. Zuerst wird, wie in Fig. 2A gezeigt, ein Roh
ling aus einem harzlaminierten Blech, gezeigt in Fig. 1,
ausgestanzt. Dann wird dieser in eine gezogene Dose 6, ge
zeigt in Fig. 2B, gezogen, und wird dann in eine nachgezo
gene Dose 7, gezeigt in Fig. 2C, mit einem kleineren Durch
messer als der der gezogenen Dose 6 nachgezogen, und diese
wird dann gleichzeitig in eine nachgezogene und streckgezo
gene Dose 8, gezeigt in Fig. 2D, mit einem noch kleineren
Durchmesser als der der nachgezogenen Dose 7 nachgezogen und
streckgezogen. Nachfolgend wird der obere Randteil 11 einer
Dose 8 weggeschnitten und diese wird in eine zurechtge
schnittene Dose 12, gezeigt in Fig. 2E, umgeformt, und dann
wird der obere Randteil der Dose 12 durch Absicken und einer
Flanschformgebung verarbeitet und dann zur fertigen Dose,
gezeigt in Fig. 4, umgeformt. Das Verbundverfahren, dessen
Skizze in der Fig. 3 gezeigt wird, spielt eine wichtige
Rolle bei der Herstellung einer Dose mit einer hohen Dosen
höhe und einer dünnen Wandstärke der vorliegenden Erfindung.
Die nachgezogene Dose 7 wird durch eine Nachziehstanzform 14
und einen Niederhalter 17 unter Druck gehalten. Der Stempel
13 wird in die Richtung, die durch einen Pfeil 18 angezeigt
wird, vorwärts bewegt, um eine Dose mit einer hohen Dosen
höhe zu erzeugen. Gleichzeitig mit der Vorwärtsbewegung des
Stempels 13 in die Richtung des Pfeils 18 wird die Dosenwand
10 durch eine Streckziehstanzform 15 zur Verdünnung der Wand
10 streckgezogen, um eine dünne Dosenwand 9 zu erzeugen.
Durch Streckziehen mit der Auferlegung einer wirksamen Rück
spannung am streckgezogenen Teil des Metallblechs wird die
Harzschicht, die die Außenseite der Dose ist, kaum beschä
digt. Die Länge l der Dosenwand 10 zwischen dem nachgezoge
nen Teil und dem streckgezogenen Teil wird auf die notwen
dige Stärke für die nachfolgende Absickformung gestützt be
stimmt. Ferner ist es für die vorliegende Erfindung effek
tiv, daß die Temperaturen der Nachziehstanzform 14 und der
Streckziehstanzform 15 in einem Bereich von 25°C bis zur
Glasübergangstemperatur des laminierten Harzes liegen. Fig. 5
zeigt ein Beispiel für ein Profil einer Wandstärke (das
Aluminiumblech allein, nachdem der laminierte Harzfilm ent
fernt ist) in der Richtung der Dosenhöhe einer zurechtge
schnittenen Dose 12, die aus einem mit einem thermoplasti
schen Harz laminierten Aluminiumblech mit einer ursprüngli
chen Blechstärke von 0,25 mm unter einem Verfahren, gezeigt
in Fig. 2A bis Fig. 2E, hergestellt wurde. Wie in Fig. 5 ge
zeigt, ist die Stärke des Dosenkörpers dünner (etwa 0,14 mm,
welche 56% der ursprünglichen Blechstärke sind) und die des
oberen Teils davon ist dicker (etwa 80% der ursprünglichen
Blechstärke) und ist für das nachfolgende Absickformverfah
ren geeignet. Es ist aus dem Verfahren, gezeigt in Fig. 3,
deutlich ersichtlich, daß für den Fall, wo ein Streckzieh
stempel verwendet wird, dessen Durchmesser an dem der Dosen
körperwand 9 entsprechenden Teil und an dem, der dem oberen
Randteil 10 entspricht, gleich sind, die abgestufte Stärke
differenz zwischen dem Körperwandteil 9 und dem Teil der
oberen Ecke 10, der auf der Außenseite der Dose erzeugt
wird, stärker sichtbar ist, im Gegensatz mit einem Fall
einer DWI mit einer Stufe auf der Innenseite. Fig. 2A bis
Fig. 2E zeigen den Fall, wo die Stufe auf der Außenseite er
zeugt wird. Andererseits muß nicht betont werden, daß im
Fall einer Verwendung eines Streckziehstempels, dessen
Durchmesser an dem Teil, der dem Teil der oberen Ecke 10
entspricht, kleiner ist, als an dem Teil, der der Dosenkör
perwand 9 entspricht, die abgestufte Stärkedifferenz auf der
Innenseite der Dose erzeugt wird. Das Äußere der Dose wird
durch die auf der Außenseite der Dose erzeugten Stufe kaum
beeinflußt, und die Ablösefunktion der Streckziehstanzform
wird durch die an der Innenseite der Dose erzeugten Stufe
kaum beeinflußt. Es entsteht dann kein Problem für die Do
senqualität und das Formgebungsverfahren dadurch, ob die
Stufe auf der Innenseite der Dose oder der Außenseite er
zeugt wird.
Die vorliegende Erfindung wird im einzelnen weiter durch die
nachstehenden Beispiele erklärt.
6 Metallblecharten, dessen Eigenschaften in Tabelle I ge
zeigt sind, wurden auf 240°C erhitzt und wie nachstehend mit
thermoplastischen Harzen laminiert. Zuerst wird ein biaxial
orientierter Copolyesterharzfilm, bestehend aus 88 Mol-% Po
lyethylenterephthalat und 12 Mol-% Polyethylenisophthalat
(Stärke: 25 µm, Orientierungskoeffizient: 0,126 (auf beiden
Seiten des Films) und Schmelztemperatur: 229°C) auf die
Seite des Metallblechs aufgetragen, die die Innenseite einer
Dose sein soll, und ein weiß gefärbter, biaxial orientierter
Copolyesterharzfilm mit der gleichen chemischen Zusammenset
zung wie der vorstehend erwähnte Film, pigmentiert mit Ti
tandioxid, (Stärke: 15 µm) wurde gleichzeitig auf die andere
Seite, die die Außenseite der Dose sein soll, aufgetragen,
und dann wurden sie sofort in Wasser getaucht und abgekühlt.
Nach der Laminierung wurden die Laminate getrocknet und
beidseitig mit Paraffin auf Wachsbasis mit etwa 50 mg/m² be
schichtet und wurden dann wie nachstehend verarbeitet.
Zunächst wurden Rohlinge mit einem Durchmesser von 160 mm
herausgestanzt, die dann in gezogene Dosen mit einem Durch
messer von 100 mm gezogen wurden. Als nächstes wurden diese
in nachgezogene Dosen mit einem Durchmesser von 80 mm nach
gezogen, und dann wurden diese zu gezogene und streckgezo
gene Dosen mit einem Durchmesser von 66 mm in einem Verbund
verfahren, das aus gleichzeitigem Nachziehen und Streckzie
hen besteht, verarbeitet. Das Verbundverfahren wird unter
Bedingungen durchgeführt, wo die Distanz zwischen dem Nach
ziehteil und dem des Streckziehens (oberer Randteil der
Dose) 20 mm betrug, der Eckenradius der Nachziehstanzform
das 1½fache der Blechstärke betrug, der Spielraum zwi
schen der Nachziehstanzform und dem Stempel gleich der der
Blechstärke war und der Spielraum zwischen dem Streckzieh
teil und dem Stempel 50% der ursprünglichen Blechstärke be
trug. Während des ganzen vorstehend erwähnten Verfahrens
wurde kein Kühlmittel auf Wasserbasis oder ein Schmiermittel
verwendet und die Trockenformgebung wurde in jedem Verfahren
ausgeführt. Die erzeugten Dosen wurden in bezug auf Brechen
einer Dosenwand, Aussehen der Außenseite einer Dose, Metall
freilegung in einer Dose und Adhäsion der laminierten Harz
schicht auf dem Aluminiumträgermaterial untersucht. In dem
Verfahren wird das Verfahren entlang der Richtung des Pfeils
18, gezeigt in Fig. 3, fortgesetzt, wobei die Formgebung in
dem Stand beendet wurde, daß der geflanschte Teil im oberen
Randteil der Dose gehalten wurde, dann die verarbeitete Dose
in Gegenpfeilrichtung durch Zurückziehen des Stempels 13
ausgestoßen wurde. Dann wurde der obere Teil einer Dose ab
geschnitten, durch Absicken und Flanschformgebung verarbei
tet, und dann wurde die fertige Dose, gezeigt in Fig. 4, mit
einer hohen Dosenhöhe und einer dünnen Wandstärke in dem Zu
stand erhalten, daß die Dosenenden zu dieser gefalzt werden
können. Die hergestellten Dosen wurden in bezug auf das Bre
chen einer Dosenwand, dem Aussehen der Außenseite einer
Dose, der Metallfreilegung auf der Innenseite einer Dose und
der Adhäsion der laminierten Harzschicht an das Metallträ
germaterial, gestützt auf die nachstehenden Standards, un
tersucht:
- 1) Das Brechverhältnis der Dosenwand (bestimmt durch das
Verhältnis der Anzahl der Dosen, deren Wände gebrochen
wurden, zur Gesamtzahl der hergestellten Dosen)
ausgezeichnet: 0%; gut: <10%; mittelmäßig: <10% und <30%; schlecht: <30%; - 2) Aussehen der Außenseite einer Dose (bestimmt durch das
Verhältnis der Anzahl der Dosen, deren Außenseiten wäh
rend der Herstellung beschädigt wurden, zur Gesamtzahl
der hergestellten Dosen)
ausgezeichnet: 0%; gut: <10%; mittelmäßig: <10% und <30%; schlecht: <30%; - 3) Metallfreilegung auf der Innenseite einer Dose (bestimmt
durch den Wert des Überzugsgrads (Enamelrate value
(ERV): mA), wobei der ERV wie nachfolgend gemessen wird:
Eine erzeugte Dose wird mit Natriumchloridlösung ge füllt, und der Strom wird in Milliampere bei einer Span nung von 6,3 V gemessen)
ausgezeichnet: <0 mA oder <0,05 mA; gut: <0,05 mA und <0,5 mA; mittelmäßig: <0,5 mA und <5 mA; schlecht: <5 mA; - 4) Die Adhäsion der laminierten Harzschicht nach der Form
gebung (bestimmt durch den Ablösegrad nach der Absick
formgebung)
ausgezeichnet: kein Ablösen; gut: leichtes Ablösen, jedoch kein Problem für die praktische Verwendung; mit telmäßig: sichtbar abgelöst; schlecht: abgelöst im ge samten oberen Teil einer Dose.
Metallbleche A und E, dessen Eigenschaften in der Tabelle I
gezeigt sind, wurden auf 240°C erhitzt und wie nachstehend
mit einem thermoplastischen Harz laminiert. Ein biaxial
orientierter Copolyesterharzfilm, zusammengesetzt aus 88 Mol-%
Polyethylenterephthalat und 12 Mol-% Polyethy
lenisophthalat (Stärke: 6 µm, Orientierungskoeffizient:
0,126 (auf beiden Seiten des Films) und Schmelztemperatur:
229°C) wurde auf die Seite dieser Metallbleche aufgetragen,
die die Innenseite einer Dose ist, und ein weißfarbiger,
biaxial orientierter Copolyesterharzfilm mit der gleichen
chemischen Zusammensetzung wie der vorstehend erwähnte Film,
pigmentiert mit Titandioxid, (Stärke: 8 µm) wurde gleichzei
tig auf die andere Seite, die die Außenseite einer Dose ist,
aufgetragen, und dann wurden sie sofort in Wasser getaucht
und abgekühlt. Nach der Laminierung wurden die Laminate ge
trocknet und beidseitig mit einem Paraffin auf Wachsbasis
mit etwa 50 mg/m² beschichtet und wurden dann unter der
gleichen Bedingung wie der von Beispiel 1 verarbeitet.
Metallbleche A und C, deren Eigenschaften in der Tabelle I
gezeigt sind, wurden auf 235°C erhitzt und wie nachstehend
mit einem thermoplastischen Harz laminiert. Ein zweischich
tiger, biaxial orientierter Copolyesterharzfilm, bestehend
aus einer oberen Schicht, die aus 88 Mol-% Polyethylen
terephthalat und 12 Mol-% Polyethylenisophthalat (Stärke:
15 µm und Schmelztemperatur: 229°C) zusammengesetzt ist, und
einer unteren Schicht, die aus einem vermischten Harz zusam
mengesetzt ist, welches aus 45 Gew.-% eines Polyesterharzes,
zusammengesetzt aus 94 Mol-% Polyethylenterephthalat und
6 Mol-% Polyethylenisophthalat, und 55 Gew.-% Polybutylen
terephthalat (Stärke: 5 µm und Schmelzpunkt: 226°C) besteht,
mit einem Orientierungskoeffizienten: 0,123 (auf der Ober
seite des Films) und 0,083 (auf der Unterseite des Films)
wurde auf die Seite dieser Metallbleche aufgetragen, die die
Innenseite einer Dose ist, und der gleiche weiß gefärbte,
biaxial orientierte Copolyesterharzfilm (Stärke: 15 µm) wie
in Beispiel 1 wurde gleichzeitig auf die andere Seite aufge
tragen, die die Außenseite der Dose ist, und dann wurden sie
sofort in Wasser getaucht und abgekühlt. Nach der Laminie
rung wurden die Laminate getrocknet und beidseitig mit Pa
raffin auf Wachsbasis mit etwa 50 mg/m² beschichtet, und
wurden dann unter der gleichen Bedingung wie der von Bei
spiel 1 verarbeitet.
Metallbleche A und E, deren Eigenschaften in Tabelle I ge
zeigt sind, wurden auf 240°C erhitzt und wie nachstehend mit
thermoplastischen Harzen laminiert. Ein biaxial orientierter
Copolyesterharzfilm, zusammengesetzt aus 88 Mol-% Polyethy
lenterephthalat und 12 Mol-% Polyethylenisophthalat (Stärke:
25 µm, Orientierungskoeffizient: 0,126 (auf beiden Seiten
des Films) und Schmelztemperatur: 229°C), der mit einem
Epoxyphenolharz (Auftragsmenge nach dem Trocknen: 0,5 g/m²)
auf der Seite vorbeschichtet war, die auf das Metallblech
aufgetragen wird, wurde auf die Seite dieser Metallbleche
aufgetragen, die die Innenseite einer Dose sind, und ein
weiß gefärbter, biaxial orientierter Copolyesterharzfilm mit
der gleichen chemischen Zusammensetzung wie der vorstehend
erwähnte Film, pigmentiert mit Titandioxid, (Stärke: 10 µm)
wurde gleichzeitig auf die andere Seite aufgetragen, die die
Außenseite einer Dose ist, und dann wurden sie sofort in
Wasser getaucht und abgekühlt. Nach der Laminierung wurden
die Laminate getrocknet. Danach wurden einige von diesen
beidseitig mit Paraffin auf Wachsbasis mit etwa 50 mg/m² be
schichtet, die anderen wurden beidseitig mit keinem Wachs
beschichtet, und wurden dann unter der gleichen Bedingung
wie der von Beispiel 1 verarbeitet.
Die Untersuchungsergebnisse werden in den Tabellen II, III
und IV gezeigt.
Es ist aus den Ergebnissen ersichtlich, daß das harzbe
schichtete Aluminiumblech der vorliegenden Anmeldung für
eine Dose geeignet ist, die durch Trockenformgebung herge
stellt wird und eine hohe Dosenhöhe und eine dünne Wand
stärke besitzt.
Claims (5)
1. Laminiertes Blech zur Herstellung einer gezogenen und
streckgezogenen Dose, herstellbar durch Trockenformge
bung, wobei das Blech umfaßt:
ein Metallblech aus Aluminium oder einer Aluminiumlegie rung, das gegenüberliegende Oberflächen, eine Streckfe stigkeit von 15 bis 50 kg/mm², eine Zugfestigkeit von 15 bis 55 kg/mm², einen mittleren Rauhwert der Oberflächen rauheit von 0,05 bis 0,7 µm und eine Stärke von 0,15 bis 0,50 mm aufweist, und
ein auf beiden Oberflächen aufgetragenes thermoplasti sches Harz, das eine Stärke von 5 bis 50 µm besitzt, und einen Schmierstoff, der auf das thermoplastische Harz aufgetragen ist, wobei der Schmierstoff ein Trocken schmierstoff mit einer Verdampfungstemperatur unter der Schmelztemperatur des thermoplastischen Harzes ist.
ein Metallblech aus Aluminium oder einer Aluminiumlegie rung, das gegenüberliegende Oberflächen, eine Streckfe stigkeit von 15 bis 50 kg/mm², eine Zugfestigkeit von 15 bis 55 kg/mm², einen mittleren Rauhwert der Oberflächen rauheit von 0,05 bis 0,7 µm und eine Stärke von 0,15 bis 0,50 mm aufweist, und
ein auf beiden Oberflächen aufgetragenes thermoplasti sches Harz, das eine Stärke von 5 bis 50 µm besitzt, und einen Schmierstoff, der auf das thermoplastische Harz aufgetragen ist, wobei der Schmierstoff ein Trocken schmierstoff mit einer Verdampfungstemperatur unter der Schmelztemperatur des thermoplastischen Harzes ist.
2. Laminiertes Blech nach Anspruch 1, wobei das Metallblech
eine kristalline Korngröße von 10 bis 50 µm und ein
Streckverhältnis von 0,7 bis 1 hat.
3. Laminiertes Blech nach Anspruch 1 oder 2, wobei das
thermoplastische Harz ein kristallines Polyesterharz
ist.
4. Laminiertes Blech nach Anspruch 1, 2 oder 3, das ferner
eine Haftschicht zwischen dem Metallblech und dem ther
moplastischen Harz aufweist.
5. Verfahren zur Herstellung einer Dose, durch
Bereitstellen eines laminierten Blechs, das ein Metall blech aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung mit gegenüberliegenden Oberflächen, einer Streckfestigkeit von 15 bis 50 kg/mm², einer Zugfestigkeit von 15 bis 55 kg/mm², einem mittleren Rauhwert der Oberflächenrauheit von 0,05 bis 0,7 µm und einer Stärke von 0,15 bis 0,50 mm aufweist, wobei das laminierte Blech ferner ein auf beiden Oberflächen aufgetragenes thermoplastisches Harz, das eine Stärke von 5 bis 50 µm hat, und einen auf das thermoplastische Harz aufgetragenen Schmierstoff auf weist, wobei der Schmierstoff ein Trockenschmierstoff mit einer Verdampfungstemperatur unter der Schmelztempe ratur des thermoplastischen Harzes ist,
Ziehen des Bleches zur Herstellung einer gezogenen Dose mit einem Durchmesser,
Nachziehen der gezogenen Dose zur Herstellung einer nachgezogenen Dose mit einem Durchmesser kleiner als der Durchmesser der gezogenen Dose, und
gleichzeitiges Nachziehen und Streckziehen der nachgezo genen Dose zur Herstellung einer nachgezogenen und streckgezogenen Dose mit einem Durchmesser kleiner als der Durchmesser der nachgezogenen Dose, einer Höhe von etwa dem doppelten Durchmesser der nachgezogenen und streckgezogenen Dose und einer Dosenwandstärke von etwa 30 bis 70% der Stärke des laminierten Blechs vor dem Ziehen, und
Erhitzen der nachgezogenen und streckgezogenen Dose auf eine Temperatur über der Verdampfungstemperatur des Trockenschmierstoffs.
Bereitstellen eines laminierten Blechs, das ein Metall blech aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung mit gegenüberliegenden Oberflächen, einer Streckfestigkeit von 15 bis 50 kg/mm², einer Zugfestigkeit von 15 bis 55 kg/mm², einem mittleren Rauhwert der Oberflächenrauheit von 0,05 bis 0,7 µm und einer Stärke von 0,15 bis 0,50 mm aufweist, wobei das laminierte Blech ferner ein auf beiden Oberflächen aufgetragenes thermoplastisches Harz, das eine Stärke von 5 bis 50 µm hat, und einen auf das thermoplastische Harz aufgetragenen Schmierstoff auf weist, wobei der Schmierstoff ein Trockenschmierstoff mit einer Verdampfungstemperatur unter der Schmelztempe ratur des thermoplastischen Harzes ist,
Ziehen des Bleches zur Herstellung einer gezogenen Dose mit einem Durchmesser,
Nachziehen der gezogenen Dose zur Herstellung einer nachgezogenen Dose mit einem Durchmesser kleiner als der Durchmesser der gezogenen Dose, und
gleichzeitiges Nachziehen und Streckziehen der nachgezo genen Dose zur Herstellung einer nachgezogenen und streckgezogenen Dose mit einem Durchmesser kleiner als der Durchmesser der nachgezogenen Dose, einer Höhe von etwa dem doppelten Durchmesser der nachgezogenen und streckgezogenen Dose und einer Dosenwandstärke von etwa 30 bis 70% der Stärke des laminierten Blechs vor dem Ziehen, und
Erhitzen der nachgezogenen und streckgezogenen Dose auf eine Temperatur über der Verdampfungstemperatur des Trockenschmierstoffs.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3750794 | 1994-02-14 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19504678A1 true DE19504678A1 (de) | 1995-08-17 |
DE19504678C2 DE19504678C2 (de) | 1999-04-01 |
Family
ID=12499452
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