JP2836079B2 - 絞り成形容器の製造方法 - Google Patents

絞り成形容器の製造方法

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JP2836079B2 JP50450988A JP50450988A JP2836079B2 JP 2836079 B2 JP2836079 B2 JP 2836079B2 JP 50450988 A JP50450988 A JP 50450988A JP 50450988 A JP50450988 A JP 50450988A JP 2836079 B2 JP2836079 B2 JP 2836079B2
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和実 広田
喜久夫 松岡
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Description

【発明の詳細な説明】 技術背景 本発明は、絞り成形容器の製造方法に関するものであ
り、より詳細には、表面が被覆された金属箔乃至金属シ
ートから、シワの発生がなく、外観特性及び耐腐食性に
優れた絞り成形容器を製造する方法に関する。
従来技術 従来、アルミニウム箔や表面処理鋼箔の表面を塗膜や
樹脂フィルムで被覆して成る積層体は、その軽量性や廃
棄処理の容易なことから食品包装容器の分野に広く使用
されている。この積層体を絞り成形に賦してテーパー状
乃至筒状の側壁部と、その下に連なる閉塞底部と、上部
に連なる密封用フランジ部とから成るカップ状容器を製
造することが長年試みられたが、側壁部、特にフランジ
付根の側壁部にシワが発生した、外観特性や密封性能を
損なうという問題点があった。
この問題点を解決するものとして、特公昭57−4408号
公報には、剛体の芯と、ダイス肩部におけるダイスキャ
ビティ内径よりも外径の大きい弾性体より成る該剛性の
芯を包囲するスリーブを有し、先端部が該剛体の芯より
成る雄型を用いて、ダイス肩部と接触している被加工材
部分の外表面を該弾性体によって押圧しつつ絞り加工す
ることが記載されている。
また、米国特許第4562717号明細書には、同様の絞り
成形に際して、上記先行技術と同様の工具を使用する
が、剛体芯と弾性体スリーブとの間に空隙を設け、しか
も弾性体スリーブをその径方向断面積が先端より後方に
向かうに従い増大するようにすることが記載されてい
る。
上記第一の先行技術の発明は、薄手金属シートの成形
に際して、雄型として弾性スリーブを備えたものを使用
し、ダイス肩部において、被加工材の弾性圧を附加する
ことによりしわの発生を押え込む技術を開示した点に重
大な意義を有するものと認められ、また上記第二の先行
技術は、弾性体スリーブと剛体芯との間に空隙を設け、
特にストロークエンド（下死点）直前で空隙量が零とな
るように設定することにより、弾性体の半径方向への変
形を軸方向変形より大きく行わしめ、成形可能最大絞り
比の改善を行ったものである。
しかしながら、これらの成形法を用いて、被覆金属シ
ートの絞り成形を実際に行うと、弾性体スリーブの損耗
が発生したり、或は被覆金属シートの破断を生じたりす
る事例がしばしば生じた。即ち、これら先行技術の方法
では、用いる雄型弾性スリーブと雌型との関係について
未だ十分な認識がなく、そのため前述した不都合を生じ
るに至ったものと認められる。
発明の要旨 本発明者等は、薄手被覆金属シートの絞り成形に際し
て、シワの発生抑制に有効に作用するのは、弾性体スリ
ーブの最大径（d2）と雌型入口径（Ｄ）との比及び雄型
及び雌型を被覆金属シートなしに両者を係合させたとき
下死点において雌型が受ける軸方向荷重（弾性体荷重）
の雌型周状面積当たりの値であり、これらの値をそれぞ
れ一定の範囲に選択することにより、弾性体スリーブの
損耗や被覆金属シートの破断を防止しながら、成形時の
シワの発生を有効に抑制し得ることを見出したのであ
る。
即ち、本発明の目的は、弾性体スリーブの損耗や被覆
金属シートの破断を防止しながら、成形時におけるシワ
の発生を完全に抑制し、外観特性、耐腐食性及び密封性
能の組合せに優れた絞り成形容器を高生産性び低コスト
で製造し得る方法を提供するにある。
本発明によれば、剛体の芯と剛体の周囲に設けられた
弾性体のスリーブとから成る雄型と、最終容器の外形に
対応するキャビティを備えた雌型と該雌型上のシワ押え
とを使用し、該雄型及びシワ押えと雌型との間に、金属
箔あるいは薄手の金属板に樹脂の被覆を設けた被覆金属
シート（以下単に被覆金属シートと呼ぶ）を供給し、該
雄型と雌型とを互いに係合するように軸方向に駆動する
ことから成る絞り成形容器の製造方法において、 弾性体スリーブの最大径（d2）と雌型入口径（Ｄ）と
の比を式 1.03＜d2/D＜1.2 を満足する値とし、被覆金属シートとして金属の厚みが
0.2mm以下の被覆金属シートを用い、且つ前記雄型及び
雌型として、被覆金属シートなしに両者を係合させたと
きに下死点において雌型が受ける前記軸方向の荷重（弾
性体荷重）が、雄型と係合した雌型部分の周状面積（以
下単に雌型周状面積と呼ぶ）当たり10乃至60Kg/cm2であ
るものを用いることを特徴とする方法が提供される。
本発明において、雌型の入口には、弾性体スリーブと
係合する、曲率半径（Ｒ）が0.1乃至10mmの曲率部を設
けることが好ましい。
図面の簡単な説明 第１図は、本発明の絞り成形法に用いる装置の側面配
置図であり、 第２図は、単位面積当たりの弾性体荷重（W/A）とシ
ート諸特性値からの最大シワ押え力算出値との対応を示
す線図であり、 第３図は、用いる被覆金属シートの一例の断面図であ
り、 第４図及び第５図は、絞り成形容器の側断面図であ
る。
好適態様の説明 絞り成形 本発明において、絞り成形容器の製造方法に用いる装
置の配置を説明する第１図において、この絞り成形装置
は、互いに同軸に設けられた雄型１、雌型２及びシワ押
え３から成る。雄型１は剛体の芯４とその周囲に設けら
れた弾性体スリーブ５及びバックアップリング５′とか
ら成っており、この具体例においては、上部（付根）８
において、剛体芯４と弾性体スリーブ５とは閉じている
が、その下方において、剛体芯４と弾性体スリーブ５と
の間には空隙６が設けられている。剛体芯４の先端には
径の大きい先端部７が設けられていて、弾性体スリーブ
５を支持している。弾性体スリーブ５の外径をd2、弾性
体スリーブの内径をd3、剛体芯先端部７の径をd1とする
と、図面から明らかな通り、式 d2＞d1＞d3 …（１） の関係にある。また、弾性体スリーブ５は、径内方向へ
の変形が許容されるように、剛体芯４及び先端部７によ
り支持されている。
雌型２は、最終容器の外形に対応するキャビティ９
と、被覆金属シート支持面10と、キャビティ入口側の曲
率部11とを有している。図面に示す具体例ではキャビテ
ィ９は、テーパー状となっており、入口径Ｄを有し、キ
ャビティ９の下部の径（D1）は、芯先端部７の径d1と被
覆金属シートの厚みの２倍との和に等しいか、或はこれ
より若干大きい。雌型２の上部にシワ押え３が配置され
る。シワ押え３は、下側に被覆金属シート押圧面12を有
し、雌型のシート支持面10とシワ押えのシート押圧面12
との間で成形すべき被覆金属シート13を支持し、シワ押
え力を該シートに印加する。シワ押え３には、雌型入口
径Ｄよりも若干大きい径の開口14が設けられている。
本発明においては、弾性体スリーブの最大径（d2）と
雌型入口径（Ｄ）との比を式 1.03＜d2/D＜1.2 ・・・（２） 特に、 1.03＜d2/D＜1.15 ・・・（３） を満足する値とし、且つ雄型１及び雌型２として、被覆
金属シートなしに両者を係合させたときに下死点におい
て雌型が受ける軸方向（第１図において垂直方向）の荷
重（弾性体荷重、Ｗ）が、雌型周状面積（Ａ）当たり10
乃至60Kg/cm2、特に15乃至50Kg/cm2となるような組合せ
を用いることにより、被覆金属シート12として、金属の
厚みが0.2mm以下、特に0.15mm以下のものを絞り成形に
賦した場合にも、側壁部やフランジ部付根におけるシワ
の発生を完全に抑制しながら、成形時におけるシート切
れを防止し、且つ弾性体スリーブ５の損耗を防止するこ
とができる。
通常の鋼板類やアルミニウム板の場合には、絞り成形
に際して十分なシワ押え力を加えれば、側壁部における
シワの発生を防止し得るが、本発明で対象とする薄手金
属シートの場合には、シワ押え力の如何にかかわらず、
雄型の押込み深さの増大に伴って、円周方向応力（σ
θ）が負の値、即ち圧縮力となって、シートがこの圧縮
力に耐えられず、シワを発生することになる。本発明に
おいては、雄型の弾性体スリーブにより、この圧縮力
（σθ）に打ち勝つ弾性体荷重（Ｗ）を加えることによ
りシワの発生を防止するものである。
本発明において、d2/Dを前記式（２）の範囲とし、雌
型周状面積当たりの弾性体荷重（W/A）を10乃至60Kg/cm
2、特に15乃至50Kg/cm2の範囲とすることが、しわの発
生を抑制し、成形時のシート切れを防止し、且つ弾性体
スリーブの損耗を防止するのに有効であるという事実
は、多数の実験の結果、経験的に見出されたものであ
り、この事実は後述する第１表を参照することにより明
白である。
即ち、d2/Dが1.03よりも小さい場合（比較例３及び
７）、成形時にしわの発生を抑制することが困難であ
り、一方、この値が1.2よりも大きい場合（比較例２及
び５）、成形時にシート切れが発生したり、あるいは短
期間の成形操作の内に弾性体の損耗が生じて工具の交換
が必要になったりする。
d2/Dの値が前記式（２）の範囲にあっても、W/Aの値
が10Kg/cm2を下回る場合（比較例４及び８）、成形時に
しわを発生し、また、d2/Dの値が前記式（２）の範囲に
あっても、W/Aの値が60Kg/cm2を上回る場合（比較例
６）、成形時にシート切れを起こして成形が不可能とな
り、弾性体スリーブの損傷も著しくなる。
以上のことから、金属の厚みが0.2mm以下、特に0.15m
m以下の被覆金属シートを絞り成形する場合、d2/Dの値
が前記式（２）の範囲とするとともに、W/Aの値を10乃
至60Kg/cm2の範囲とすることがしわ発生、シート切れ及
び弾性体の損耗を防止する上で重要であることが理解さ
れる。
本発明によれば、被覆金属シートの厚みをｔ（cm）、
該シートを所望の深さに成形したときの側壁平均半径位
置における円周方向応力をσθ（Kg/cm2）、接線係数を
Fo（Kg/cm2）、該シートの弾性係数Ｅ（Kg/cm2）、許容
シワ高さをω（cm）としたとき、W/A値を式 式中、ｋは係数であり、一般に鋼箔の場合には0.0025乃
至0.05、アルミ箔の場合には、0.06乃至６の数である、 を満足するように定めるのが、シワの発生、シート切れ
及び弾性体の損耗を防止する上で最も好ましい。
ここで、上記式（４）は、「しわの力学」河合望
（「塑性と加工」VOL.18,No.203（1977年12月号）：第1
016〜1026頁）の第1022頁の式（44）から導かれたもの
である。
この式（44）は、絞り加工工程中の任意の位置での臨
界しわ押え圧力を求める厳密解であり、実際に適用する
には甚だ煩雑に過ぎるので、目的とする最終形状、即
ち、「シートを所望の深さに成形したとき」を示す形に
改め、実加工に即して式中の定数項の内、省略可能であ
るものを省略することにより、前記式（４）が導かれた
ものである。
許容シワ高さωは５×10-4cm以下、特に２×10-4cm以
下であれば、目視上シワとして感知されず、耐腐食性、
密封性能の点でも全く問題がない。シートの接線係数
（Fo）はシートの応力をσ（Kg/cm2），歪をεとしたと
き、次の式で表わされる。
式中、εθは該シートを所望深さに成形したときの側
壁平均半径位置における円周方向歪である。
また、該シートの0.2％耐力（0.2％の永久歪を残す応
力）をσ0.2（Kg/cm2）としたとき、σθは、 σθ＝Ａ＋Ｂ・σ0.2 から求めることができる。
ここで、Ａは0.3乃至45、Ｂは−0.2乃至−0.9の範囲
にあり、材料及び成形条件により決まる定数である。ま
たシートの0.2％耐力σ0.2は降伏点の明らかな材料で
は、降伏応力で代表させることができる。
第２図は、ポロプロピレン／鋼箔（またはアルミ箔）
／ポリプロピレンの厚みや種類を変化させた積層シート
について、実測W/A値を縦軸、算出 値を横軸にプロットしたものであり、○印は、シワ、シ
ート切れ及び弾性体の摩耗のいずれをも生じなかったも
の、×印はシワを発生したもの、△印はシート切れや弾
性体の摩耗を生じたものを示す。この結果から、ｋが鋼
箔の場合0.0025乃至0.05、アルミ箔の場合には、0.3乃
至６の範囲では、全ての面で良好な結果が得られること
がわかる。
本発明において、雌型入口部の曲率部11は一般に0.1
乃至10mmの曲率半径（Ｒ）を有していることが望ましい
（実施例１参照）。この曲率半径（Ｒ）が上記範囲より
も大きいと、シワ発生を抑制することが困難となり、一
方、上記範囲よりも小さいと、シート切れを発生する。
本発明の成形方法では、雄型１とシワ押さえ３との間
に、成形すべき被覆金属シート13を供給し、両者の間で
該シート13に一定のシワ押さえ力を印加した後、雄型１
を降下させ、被覆金属シート13を弾性体スリーブ５で雄
型１のキャビティ９に押圧しながら、絞り成形する。絞
り成形に先立って、被覆金属シート13の両表面に潤滑剤
を塗布しておくことが成形作業性の点で一般に有利であ
る。
通例の手段ではあるが、潤滑剤を塗布することによ
り、樹脂被覆の材料が変動しても、動摩擦係数をほぼ一
定の範囲に制御することができる。
被覆シート 本発明に用いる被覆金属シートの一例を示す第３図に
おいて、この被覆金属シート13は、金属箔または薄手金
属板から成る基体15と、基体15の両面に施された樹脂被
覆層16及び17とから成っている。
金属基体15としては、鉄箔、鋼箔、表面処理鋼箔や箔
よりも若干厚めのシートを用いることができる。一般に
その厚みは0.01乃至0.2mm、特に0.05乃至0.15mmの範囲
内にあるのがよい。
本発明においては、この鋼箔として、表面処理層、特
に金属メッキ層或は更にその上にクロメート層から成る
表面処理層を設けたものが、耐腐食性及び有機樹脂被覆
の密着性の点から極めて好ましい。有機樹脂被覆は、内
容物と鉄または鋼箔との直接的な接触を防止する上では
有効であるとしても、該樹脂被覆は腐食性の強い内容物
中に含まれる有機酸等からの水素イオンをかなり透過し
やすく、また塩類に含まれるクロライドイオン等のアニ
オンも若干ながら透過するという性質を有している。こ
のため、有機樹脂被覆と箔との界面では被覆の剥離が生
じやすく、一旦このような剥離が生じると、この部分で
は錆の発生、鉄溶出、孔食等の腐食が容易に進行するよ
うになる。
本発明のこの態様によれば、鋼箔上に金属メッキ層或
は更にクロメート層から成る表面処理層を設けることに
より、この金属メッキ層が前述した腐食成分に対してバ
リヤー層として作用し、更に有機樹脂被覆層との密着性
を高めるように作用する。この際金属メッキ層上にクロ
メート層を設ける場合には、有機樹脂被覆との密着性が
一層向上する。
金属メッキ層としては、鉄よりも軟質でしかも鉄に対
して防食効果を示す金属、例えば、Ni,Sn,Zn,Al等の金
属が有利に使用される。これらの金属から成るメッキ層
は、防食効果に優れている。
腐食成分の遮蔽効果に特に優れているのは、ニッケル
メッキ層であり、まな入手が容易なメッキ鋼箔として錫
メッキ箔、即ちブリキ箔を挙げることができる。このブ
リキ箔では、錫の被覆量が比較的小さい範囲、例えば0.
5乃至10g/m2の範囲でも十分な耐食性と有機被覆の密着
性が得られ、この場合、錫層は金属錫層として存在して
もよいが、樹脂密着性の点では、Sn/Fe金属原子比が２
乃至１の範囲内にある錫−鉄合金属の形で存在すること
が好ましい。
クロメート層としては、Crとしての被覆量が１乃至50
mg/m2、特に３乃至35mg/m2の範囲内にある水和クロム酸
化物を主体とするクロム酸化物層が挙げられる。このク
ロメート層は、前述したメッキ層上にそれ自体公知の化
成処理及び／又は化学処理により形成できる。
また、この表面処理鋼箔は、メッキ層が金属クロム層
で、しかもその上にクロメート層を有するティン・フリ
ー・スチール鋼箔であってもよい。この金属クロム層は
0.03乃至0.5g/m2、特に0.05乃至0.3g/m2の被覆量で存在
するのがよい。
更に、金属メッキ層は、単一の金属層から成る場合の
みに限られず、種類の異なる複数種の金属層から成るこ
ともできる。例えば、下地メッキ層がニッケル等の前述
した軟質金属層で、上地メッキ層が電解クロム酸処理に
より形成されたクロム金属層であって、その上に更にク
ロム酸化物を有するものであってもよい。
鋼箔としては、軟質のもの（ductile）も、硬質のも
の（full hard）も使用される。前者のタイプのもの
は、冷圧延鋼板を焼鈍後、二次冷間圧延し、再度焼鈍
し、必要により、亜鉛メッキ、錫メッキ、ニッケルメッ
キ、電解クロム酸処理、クロム酸処理等の後処理の１種
または２種以上を行うことにより得られる。後者のタイ
プのものは、冷圧延鋼板を焼鈍後二次冷間圧延し、必要
により亜鉛メッキ、錫メッキ、ニッケルメッキ、電解ク
ロム酸処理、クロム酸処理等の後処理を行うことにより
得られる。金属メッキ層を備えたフルハード型のものは
また、冷圧延鋼板を焼鈍した後、テンパー処理し、これ
に金属メッキを施した後、２次冷間圧延することによっ
ても製造される。
鋼箔を基体とする被覆シートは、被覆層の種類によっ
ても若干相違するが、次の特性を一般に有する。
σ0.2 3000〜5000 E 1.5×106〜３×106 金属基体としては、アルミニウム箔や薄手のアルミニ
ウムシートを用いることができる。アルミニウムとして
は、純アルミニウムの他に、アルミニウム合金、例え
ば、アルミニウム／マンガン系合金、アルミニウム／マ
グネシウム系合金等を用いることもできる。アルミニウ
ム基体は、一般に0.007乃至0.2mm,特に0.05乃至0.15mm
の厚みを有することが好ましい。アルミニウムを基体と
する被覆シートは、一般に次の特性を有する。
σ2.5 300〜1400 E 5×105〜９×105 有機樹脂被覆16,17としては、プラスチックフィルム
や各種樹脂塗料が使用される。
プラスチックフィルムとしては、フィルム成形が可能
であり、且つ鋼箔との積層材の形で深絞り成形が可能な
任意の樹脂のフィルムが挙げられる。このような樹脂の
適当な例は、これに限定されないが、次の通りである。
（ａ）ポリオレフィン類：ポリプロピレン、ポリエチレ
ン、ポリブテン−１、プロピレン−エチレン共重合体、
プロピレン−ブテン−１共重合体、エチレン−酢酸ビニ
ル共重合体、イオン架橋オレフィン共重合体（アイオノ
マー）、エチレン−アクリル酸エチル共重合体。
（ｂ）ポリアミド類：特に一般式 又は、 式中、ｎは３乃至13の数、ｍは４乃至11の数である で表わされる反復単位から成るポリアミド類。
例えば、ポリ−ω−アミノカプロン酸、ポリ−ω−ア
ミノヘプタン酸、ポリ−ω−アミノカプリル酸、ポリ−
ω−アミノペラゴイン酸、ポリ−ω−アミノデカン酸、
ポリ−ω−アミノウンデカン酸、ポリ−ω−アミノドデ
カン酸、ポリ−ω−アミノトリデカン酸、ポリヘキサメ
チレンアジパミド、ポリヘキサメチレンセバカミド、ポ
リヘキサメチレンドデカミド、ポリヘキサメチレントリ
デカミド、ポリデカメチレンアジパミド、ポリデカメチ
レンセバカミド、ポリデカメチレンドデカミド、ポリデ
カメチレントリデカミド、ポリドデカメチレンアジパミ
ド、ポリドデカメチレンセバカミド、ポリドデカメチレ
ンドデカミド、ポリドデカメチレントリデカミド、ポリ
トリデカメチレンアジパミド、ポリトリデカメチレンセ
バカミド、ポリトリデカメチレンドデカミド、ポリトリ
デカメチレントリデカミド、ポリヘキサメチレンアゼラ
ミド、ポリデカメチレンアゼラミド、ポリドデカメチレ
ンアゼラミド、ポリトリデカメチレンアゼラミド或はこ
れらのコポリアミド。
（ｃ）ポリエステル類：特に一般式 或は 式中、R1は炭素数２乃至６のアルキレン基、R2は炭素数
２乃至24のアルキレン基又はアリーレン基である、 で表わされる反復単位から成るポリエステル。
例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン
テレフタレート／イソフタレート、ポリテトラメチレン
テレフタレート、ポリエチレン／テトラメチレンテレフ
タレート、ポリテトラメチレンテレフタレート／イソフ
タレート、ポリエチレンテレフタレート／イソフタレー
ト、ポリテトラメチレン／エチレンテレフタレート、ポ
リエチレン／テトラメチレンテレフタレート／イソフタ
レート、ポリエチレン／オキシベンゾエート、或はこれ
らのブレンド物。
（ｄ）ポリカーボネート類：特に一般式 式中、R3は炭素数８乃至15の炭化水素基、 で表わされるポリカーボネート。
例えば、ポリ−ｐ−キシリレングリコールビスカーボ
ネート、ポリ−ジオキシジフェニル−メタンカーボネー
ト、ポリ−ジオキシジフェニルエタンカーボネート、ポ
リ−ジオキシジフェニル2,2−プロパンカーボネート、
ポリ−ジオキシジフェニル1,1−エタンカーボネート。
（ｅ）ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−ブタジエン共重合
体、塩化ビニル−スチレン−ブタジエン共重合体等の塩
化ビニル樹脂。
（ｆ）塩化ビニリデン−塩化ビニリデン共重合体、塩化
ビニリデン−ビニルピリジン共重合体等の塩化ビニリデ
ン樹脂。
（ｇ）高ニトリル含有量のアクリロニトリル−ブタジエ
ン共重合体、アクリロニトリル−スチレン共重合体、ア
クリロニトリル−スチレン−ブタジエン共重合体等のハ
イニトリル樹脂。
（ｈ）ポリスチレン樹脂、スチレン−ブタジエン共重合
体。
熱可塑性樹脂フィルム層の厚みは一般に10乃至150μ
ｍ、特に30乃至100μｍの範囲内にあるのがよく、この
範囲よりも薄いと樹脂フィルムによる腐食に対する被覆
効果が失われる傾向があり、またこの範囲よりも厚いと
絞り成形性が低下する。
少なくとも一方、特に両方の樹脂フィルム層に無機フ
ィラー乃至顔料を含有せしめることが、積層材の深絞り
成形性を向上させるために望ましい。
これらのフィルムを積層するのに用いる接着剤として
は、イソシアネート系接着剤、エポキシ系接着剤、酸変
性オレフィン系樹脂接着性を挙げることもでき、就中、
ポリエステル−ウレタン接着剤、ポリエステル−エポキ
シ−ウレタン接着剤を挙げることができる。
ポリエステル−ウレタン接着剤としては、水酸基末端
ポリエステルとジイソシアネートとを反応させて得られ
るイソシアネート末端ポリエステルウレタンを水或は多
価アルコールを架橋剤として架橋したものや、多価アル
コール、多価カルボン酸及びジイソシアネートを反応さ
せて得られる水酸基末端ポリエステルウレタンをジイソ
シアネートを架橋剤として架橋したものが挙げられる。
後者のものが特に適している。
ポリエステルを構成する多価カルボン酸としては、コ
ハク酸、アジピン酸、セバシン酸、デカンカルボン酸等
が、多価アルコールとしては、エチレングリコール、プ
ロピレングリコール、ブタンジオール、グリセリン、ネ
オペンタングリコール、エリスリトール、ソルビトー
ル、マンニトール等が、またジイソシアネートとして
は、キシリレンジイソシアネート、トリレンジイソシア
ネート、シクロヘキサンジイソシアネート、イソホロン
ジイソシアネート等が挙げられる。
このタイプのポリエステルウレタン接着剤は、ウレタ
ン基の存在により鋼箔とプラスチックフィルムとに強い
接着結合、一般に1.4〜1.8Kg/15mmの接着力を与えると
共に、ジイソシアネートにより導入される硬いセグメン
トと、ポリエステルにより導入される軟らかいセグメン
トとが主鎖中に存在することにより、前述した範囲の弾
性率、特に4000〜9000Kg/cm2の弾性率を与える。
ポリエステル−エポキシ−ウレタン接着剤としては、
水酸基末端ポリエステル、エポキシ樹脂及びイソシアネ
ート架橋剤を含む組成物から成るもので、水酸基末端ポ
リエステルを構成する多価カルボン酸、多価アルコール
やジイソシアネートとしては前に例示したものが使用さ
れる。エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡとエピ
クロルヒドリンとを反応させて得られるエポキシ樹脂が
使用される。
ポリエステル、エポキシ−ウレタン接着剤もウレタン
基の存在により、前述したポリエステルウレタン接着剤
と同様な接着力を示し、その弾性率は1020〜5100Kg/cm2
の値を示す。
一方、酸変性オレフィン系樹脂接着剤としては、無水
マレイン酸や、アクリル酸、メタクリル酸、等のエチレ
ン系不飽和カルボン酸やその無水物をグラフトさせたポ
リプロピレン、ポリエチレン、プロピレン−エチレン共
重合体等のオレフィン系樹脂が使用される。
金属基体とプラスチックフィルムとの積層接着は、金
属基体或はフィルム表面に、上記接着剤の有機溶媒溶液
或は分散液を塗布し、溶媒を蒸発させた後、両者をを圧
着させることにより行うことができる。接着剤の塗布量
は4.0乃至8.0g/m2の範囲が好適である。
樹脂被覆としてはプラスチックフィルムの代わりに各
種樹脂の塗膜を用いることもできる。
保護塗膜としては、前述した金属基体に対して優れた
密着性を示すそれ自体公知の任意の保護塗料が使用され
る。この塗料としては、熱硬化性或は熱可塑性の樹脂塗
料、例えば、フェノール・エポキシ塗料、アミノ・エポ
キシ塗料、エポキシ・エステル塗料等の変性エポキシ塗
料：例えば、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビ
ニル−酢酸ビニル部分ケン化物、塩化ビニル−酢酸ビニ
ル−無水マレイン酸共重合体、エポキシ変性−エポキシ
アミノ変性−或はエポキシフェノール変性−ビニル樹脂
塗料等のビニル又は変性ビニル塗料：アクリル樹脂系塗
料：油性塗料：アルキッド塗料：ポリエステル塗料：ス
チレン−ブタジエン系共重合体等の合成ゴム系塗料等が
使用される。
保護塗膜は単一の塗膜でもよく、また下塗り塗膜（ア
ンダーコート）と上塗り（トップコート）との組合せ塗
膜でもよい。また、下塗り塗膜の上に、印刷インキによ
る印刷層を設け、その上に仕上げニス層を設けたもので
もよい。
塗膜の厚みは、一般に１乃至30μｍ、特に３乃至20μ
ｍの範囲にあるのがよい。
本発明に用いる被覆金属シートでは、金属基体の一方
にフィルム、他方に塗膜の設けたものでもよく、またフ
ィルムと塗膜を表面に二重に設け得ることも理解される
べきである。
絞り成形容器 本発明による絞り成形容器の一例を示す第４図におい
て、この容器20は底部21と底部に対して垂直乃至上向き
に末広がりに連なる側壁部22と該側壁部の上端に設けら
れたフランジ部23とから成っている。このフランジ部23
の外側にはカットエッジ24が存在する。鋼箔ではそのカ
ットエッジが鋭利な刃物となり、これに触れると指等の
損傷を容易に生じやすいが、本発明によれば、前述した
厚みの樹脂被覆層を設けることにより、上述した危険性
が完全に解消され、鋼箔を用いた包装材料の安全性を確
立することが可能となったものである。
本発明による絞り成形容器の他の例を示す第５図にお
いて、この容器は、第４図のものと同様に、底部21、側
壁部22及びフランジ部23とから形成されているが、フラ
ンジ部23の最外線には積層材を丸めることにより形成さ
れたカール部25が設けられている。
これらの容器の底部形状は、円形、楕円形、正方形、
矩形、六角形、八角形等の任意の形状とし得ることが理
解されるべきである。
また、内面材樹脂をヒートシール可能な樹脂フィルム
とすることで、蓋材との間にヒートシールによる密封を
容易に行い得ることが理解されるべきである。
また、容器の形状は、所謂深絞り容器でも、トレイ状
の浅絞り容器でもよく、また容器側壁はテーパー状であ
ってもストレート状であってもよく、また側壁に１段或
は多談のステップやビードが形成されていてもよい。
一般に、素材径／パンチ先端径で定義される絞り比は
1.3乃至2.5、特に1.6乃至2.3の範囲にあってもよく、絞
り操作は一般に一段の絞り操作で十分であるが、二段或
は多段の絞り操作を行い得ることは言うまでもない。
実施例 本発明の次の実施例で説明する。
実施例１ 厚さ40μのポリプロピレン、厚さ75μの鋼箔、厚さ70
μのポリプロピレンを接着して３層の積層材料を製作し
た。この材料のＥは、2.4×106Kg/cm2で応力と歪の関係
式はσ＝52ε0.014で表わされた。この材料から120mmの
ブランクを打ち抜き、口元内径65mm、深さ30mmのカップ
を成形することとした。このときFo＝145Kg/cm2、σθ
＝−4290Kg/cm2となり、許容シワ高さをω＝１×10-4cm
として を求めると、1718Kg/cm2であった。ｋとして0.013を選
びW/Aを求めると22.3Kg/cm2であった。これを満足する
ように雄型を製作した（d2＝70.9mm,d3＝40mm,d4＝24m
m,L＝30mm,ゴム硬度80゜,d2/D＝1.09）。
この雄型をＤ＝65mm,R＝1.0mmの雌型とでカップを成
形したところ、実測した最大弾性体荷重Ｗ＝1550Kg、雌
型周状面積はＡ＝61.2cm2でW/Aは25.3Kg/cm2となり、得
られたカップはシワのない良好なものであった。
実施例２ 硬度70の雄型を使用した他は実施例１と同様に成形し
たところW/Aは20.1Kg/cm2とやや下がったが良好なカッ
プが得られた。
比較例１ 実施例１において、ｋは0.035に選定し、ゴム硬度90
度の雄型作り他は同様に成形したところ、最大弾性体荷
重が3700Kg（W/A＝60.5Kg/cm2）となり、シワ、破断は
なく良好に成形できたが、成形回数が5000回を超えたと
ころでゴム表面に損傷が生じ成形不良が発生した。
比較例２〜比較例３ 実施例１におけるゴム最大径d2を各々80mm,64mmとし
たところ、1.0＜d2/D＜1.2の条件からはずれシワや材料
破断、ゴムの損傷を生じた。
比較例４ 実施例１におけるパンチの硬度を30度にしたところ、
成形されたカップの側壁にはなはだしいシワを生じた。
実施例３ 実施例１において、内径が100mmのダイス及びゴム最
大径が112mmの雄型（d2/D＝1.12）を用いて成形を行っ
たところ最大弾性体荷重は2800Kg、W/A＝29.7Kg/cm
2（雌型周状面積Ａ＝94.2cm2）となり良好な成形ができ
た。
実施例４ 実施例３における雄型のゴム最大径を105mm、ゴム硬
度を90゜としたところ、d2/D＝1.05、最大弾性体荷重Ｗ
＝2500Kg、W/A＝26.5Kg/cm2となり良好な結果を得た。
比較例５ 実施例３におけるゴム最大径を125mmとしたところ最
大弾性体荷重5800Kg、W/A＝61.6Kg/cm2となり成形不可
能となった。
比較例６ 実施例３における雄型のゴム硬度を90度にしたところ
最大弾性体荷重が5790Kg、W/A＝61.5Kg/cm2となり成形
不可能であった。
比較例７ 実施例３における雄型のゴム最大径を99mm（d2/D＝0.
99）にしたところ、成形されたカップの側壁上部にはな
はだしいシワを生じた。
比較例８ 実施例３における雄型のゴム硬度を30度にしたとこ
ろ、成形されたカップの側壁に著しいシワを生じた。
実施例５ 実施例１において、雄型のゴム最大径（d2）を69mm
に、また空洞径（d3）を24mmにし、空洞のない雄型を用
いた以外は同様に成形を行ったところ、最大弾性体荷重
（Ｗ）は3050kgとなり多少大きくなったが、W/A＝49.8K
g/cm2でシワ、破断のない良好なカップを得ることがで
きた。またゴムの損傷に関して問題はなかった。
実施例６ 実施例１において、雄型の空洞径（d3）を43mmに、ま
た空洞長（Ｌ）を40mmに変更する以外は同様に成形を行
ったところ最大弾性体荷重Ｗは1150Kgと若干小さくなっ
たが、W/Aは18.8Kg/cm2でシワ、破断のない良好なカッ
プを得た。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】剛体の芯と剛体の周囲に設けられた弾性体
    のスリーブとから成る雄型と、最終容器の外形に対応す
    るキャビティを備えた雌型と該雌型上のシワを押えとを
    使用し、該雄型及びシワ押えと雌型との間に、金属箔あ
    るいは薄手の金属板に樹脂の被覆を設けた被覆金属シー
    トを供給し、該雄型と雌型とを互いに係合するように軸
    方向に駆動することから成る絞り成形容器の製造方法に
    おいて、 弾性体スリーブの最大径（d2）と雌型入口径（Ｄ）との
    比を式 1.03＜d2/D＜1.2 を満足する値とし、被覆金属シートとして金属の厚みが
    0.2mm以下の被覆金属シートを用い、且つ前記雄型及び
    雌型として、被覆金属シートなしに両者を係合させたと
    きに下死点において雌型が受ける前記軸方向の荷重（弾
    性体荷重）が、雄型と係合した雌型部分の周状面積当た
    り10乃至60Kg/cm2であるものを用いることを特徴とする
    方法。
  2. 【請求項２】該雌型の入口には、弾性体スリーブと係合
    する曲率半径（Ｒ）が0.1乃至10mmの曲率部が設けられ
    ている請求項第１項記載の方法。
  3. 【請求項３】前記被覆金属シートの基体が、厚さ0.01乃
    至0.2mmの、鉄箔、鋼箔及び表面処理鋼箔から成る群よ
    り選ばれる少なくとも１種から成り、さらに、前記軸方
    向荷重（弾性体荷重:W/A）が、雌型周状面積当たり10乃
    至60Kg/cm2であり且つ下記式 式中、ｋは0.0025乃至0.05であり、ｔは被覆金属シート
    の厚さ（cm）であり、Ｅは該シートの弾性係数（Kg/c
    m2）であり、Foは該シートの接線係数（Kg/cm2）であ
    り、ωは許容シワ高さ（cm）であり、σθは該シートを
    所望の深さに成形したときの容器の側壁平均半径位置に
    おける円周方向応力である、 を満足するものである請求項第１項記載の方法。
  4. 【請求項４】前記被覆金属シートの基体が、厚さ0.007
    乃至0.2mmのアルミニウム箔から成り、さらに、前記軸
    方向荷重（弾性体荷重:W/A）が、雌型周状面積当たり10
    乃至60Kg/cm2であり且つ下記式 式中、ｋは0.06乃至６であり、ｔは被覆金属シートの厚
    さ（cm）であり、Ｅは該シートの弾性係数（Kg/cm2）で
    あり、Foは該シートの接線係数（Kg/cm2）であり、ωは
    許容シワ高さ（cm）であり、σθは該シートを所望の深
    さに成形したときの容器の側壁平均半径位置における円
    周方向応力である、 を満足するものである請求項第１項記載の方法。
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