JP3794265B2

JP3794265B2 - 樹脂被覆アルミニウム・シームレス缶体の製造方法

Info

Publication number: JP3794265B2
Application number: JP2000377319A
Authority: JP
Inventors: 則人佐伯; 光彦青柳; 秀和戸丸; 進坂本
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Current assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Priority date: 2000-12-12
Filing date: 2000-12-12
Publication date: 2006-07-05
Anticipated expiration: 2020-12-12
Also published as: JP2002178048A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂被覆アルミニウム・シームレス缶の製造方法に関し、更に詳しくは冷却ー潤滑液すなわちクーラントを用いることなくドライ状態で、樹脂被覆アルミニウム・シームレス缶体を高速で製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
樹脂被覆シームレス缶として、金属板好ましくはティンフリースチール板の両面に、熱可塑性ポリエステル系樹脂被膜を形成した樹脂被覆ティンフリースチール板を、絞り加工、曲げ・延伸再絞りーしごき加工して製造されたものが広く実用化されている。加工をドライ状態で行う、すなわちクーラントを使用せずに行うために、環境に優しいというメリットがあり、更に耐食性等の缶特性に優れているためである（例えば特開平７−２７５９６１号公報参照）。
【０００３】
上記の方法は、金属板がスチール板の場合は商業的に成功しているが、金属板がアルミニウム（本明細書においては、缶用アルミニウム合金を含めてアルミニウムとよぶ）よりなる場合には、高速での生産に未だ充分に成功していない。特に比較的缶高が大きい通称５００ｍｌ缶（高さが約１６７ｍｍ）の場合は、適用が困難であった。アルミニウムは、スチールに比べて、強度、ｒ値および限界絞り比等の機械的特性が劣るため、大きな曲げ延伸を含む再絞りーしごき加工の際に破胴を起こし易いこと等のためと思われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、環境に優しく、かつ耐食性等の缶特性に優れた樹脂被覆アルミニウム・シームレス缶を高速で製造する方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の樹脂被覆アルミニウム・シームレス缶体の製造方法は、アルミニウム板の両面に熱可塑性ポリエステル系樹脂を被覆してなる樹脂被覆アルミニウム板に滑剤を塗布した後、樹脂被覆アルミニウム板を絞り加工してカップ体を形成し、カップ体を、パンチとリングダイの協同により１ストロークで、かつドライ状態で、しごき加工を行ってシームレス缶体を高速で連続製缶する方法であって、
パンチは、支持筒とスリーブとからなり、支持筒に水平方向に延びる第１の水貫流導孔が形成され、第１の水貫流導孔の先端部は支持筒とスリーブの間に設けられたスパイラル状の水貫流導孔に接続するとともにその最終端部は支持筒に形成された水平方向に延びる第２の水貫流導孔に接続しており、
リングダイは、保持体に着設された再絞りリングダイと複数のしごきリングダイとからなり、再絞りリングダイ及び複数のしごきリングダイを包囲するように水貫流導孔が設けられ、
連続製缶前に、パンチ内の水貫流導孔に３５〜７０℃の範囲内の適宜温度（Ｂ℃）に保った加温用液体を貫流するとともに、
皺押え具及び各リングダイのそれぞれの水貫流導孔にも加温用液体を循環させ、
連続製缶を開始する直前ないし直後に、パンチ内を貫流する液体を、１５〜７０℃の範囲で、かつ前記Ｂ℃以下の適宜温度（Ｃ℃）の冷却用液体に切り替えて、
成形時のパンチの表面温度を３５〜１００℃の範囲内の適宜温度（Ａ℃）に保つとともに、前記皺押え具及び各リングダイを貫流する液体も、１５〜７０℃の範囲の適宜温度の冷却用液体に切り替えて、
皺押え具及び各リングダイの表面温度を２０〜１００℃の範囲内の適宜温度に保ち、
しごき加工を行ってシームレス缶体を製造し、
シームレス缶体の端面の耳をトリムしたのち、
シームレス缶体を加熱して、滑剤を揮発、除去した後、開口端部にネックイン部およびフランジ部を形成することを特徴とする（請求項１）。
【０００６】
本明細書において、アルミニウム板は、通常コイルから巻解かれた帯状のアルミニウム板、すなわちアルミニウム・ストリップをいう。熱可塑性ポリエステル系樹脂とは、熱可塑性ポリエステル共重合体樹脂、ポリエステルを主成分とするブレンド樹脂等を含む。被覆される樹脂、すなわち被膜は、単層でもよく、或いは組成の異なる複数の層よりなるものでもよい。
【０００７】
カップ体を形成する絞り加工の際に、軽いしごき加工が付加されてもよい。しごき加工は、再絞りーしごき加工、および再絞り加工を行わない純粋のしごき加工のみの場合を含む。再絞りーしごき加工における「再絞り」は、特開平７−２７５９６１号公報に記載されるような所謂「曲げ・薄肉化延伸再絞り」ではない、通常のＤI缶製造に採用される「再絞り」をいう。リングダイは、通常複数個設けられる。「ドライ状態」とは、冷却潤滑液の噴射の無い状態をいう。
【０００８】
シームレス缶体は両面が、熱可塑性ポリエステル系樹脂で被覆されているので、缶詰用缶となった後でも、耐食性に優れている。基材がアルミニウム板であるので、内容物がビールであってもビールの風味が損なわれるおそれが少ない。滑剤を塗布された樹脂被覆アルミニウム板より形成されたカップ体を、パンチ内に冷却用液体を貫流してパンチの表面温度を３５〜１００℃の範囲内の適宜温度（Ａ℃）に保って、しごき加工を行う。しごき加工中に冷却用液体を貫流するのは、高速での加工中に、加工熱や摩擦熱でパンチや、缶体の温度が過度に上昇するのを抑えるためである。再絞り加工を行う場合でも、再絞りダイの加工コーナでの、苛酷な曲げ薄肉化延伸が行われないので、強度および伸び率が小さいアルミニウム板を素板としても破胴することなく、通称５００ｍｌ缶のような、比較的缶高／直径比が大きいシームレス缶体を高速で製造することができる。
【０００９】
パンチの表面温度が３５℃より低い場合は、熱可塑性ポリエステル系樹脂被膜及び滑剤の流動性が悪いためと思われるが、パンチと成形中のシームレス缶体間の動摩擦係数が大きくなり、ストリッパーでのパンチの抜き取りが困難になる。そのため、シームレス缶体の開口端部の端面とその近傍部（アルミニウム合金よりなるため、強度が比較的小さい）が座屈して抜け不能（ロールバック）となって、装置の停止を起こし易くなる。パンチの表面温度が１００℃より高い場合は、アルミニウム板を被覆する熱可塑性ポリエステル系樹脂の温度が、当該樹脂のガラス転位点（Ｔｇ）より遙かに高くなるため、樹脂が軟化して、パンチおよびリングダイと凝着し易くなり、しごき加工のシームレス缶体間の動摩擦係数が大きくなって、缶体外面に縦傷が入ったり、破胴やロールバックが生じて、装置の停止を起こし易くなる。
【００１０】
ドライ状態で、シームレス缶体を形成するので、冷却潤滑液（クーラント）を使用しない故、環境に優しい。後工程で滑剤を揮発、除去した後に、シームレス缶体の外面に印刷を施すことができるため、滑剤の膜によってインキが弾かれることなく、満足な外面印刷が可能である。１ストロークで、しごき加工を行った後パンチを抜き出して、シームレス缶体を形成する。そのため成形機がトランスファープレスのような多工程方式でない故、プレス内搬送装置や金型数が少なくて済む。よって設備費が低く、工数が少ないため、全体として低コストである。
【００１１】
請求項２記載の樹脂被覆アルミニウム・シームレス缶体の製造方法は、アルミニウム板の両面に熱可塑性ポリエステル系樹脂を被覆してなる樹脂被覆アルミニウム板に滑剤を塗布した後、樹脂被覆アルミニウム板を絞り加工してカップ体を形成し、カップ体を、パンチとリングダイの協同により１ストロークで、かつドライ状態で、しごき加工を行ってシームレス缶体を高速で連続製缶する方法であって、
パンチは、支持筒とスリーブとからなり、支持筒に水平方向に延びる第１の水貫流導孔が形成され、第１の水貫流導孔の先端部は支持筒とスリーブの間に設けられたスパイラル状の水貫流導孔に接続するとともにその最終端部は支持筒に形成された水平方向に延びる第２の水貫流導孔に接続しており、
リングダイは、保持体に着設された再絞りリングダイと複数のしごきリングダイとからなり、再絞りリングダイ及び複数のしごきリングダイを包囲するように水貫流導孔が設けられ、連続製缶前に、パンチ内の水貫流導孔に３５〜７０℃の範囲内の適宜温度（Ｂ℃）に保った加温用液体を貫流するとともに、
皺押え具及び各リングダイのそれぞれの水貫流導孔にも加温用液体を循環させ、
連続製缶を開始する直前ないし直後に、パンチ内を貫流する液体を、１５〜７０℃の範囲で、かつ前記Ｂ℃以下の適宜温度（Ｃ℃）の冷却用液体に切り替えて、
成形時のパンチの表面温度を３５〜１００℃の範囲内の適宜温度（Ａ℃）に保つとともに、前記皺押え具及び各リングダイを貫流する液体も、１５〜７０℃の範囲の適宜温度の冷却用液体に切り替えて、
成形時において、パンチの表面温度を、３５℃とポリエステル系樹脂被膜の樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）以下の範囲内の適宜温度に保つとともに、皺押え具及び各リングダイの表面温度を２０〜１００℃の範囲内の適宜温度に保ち、しごき加工を行ってシームレス缶体を製造し、シームレス缶体の端面の耳をトリムしたのち、シームレス缶体を加熱して、滑剤を揮発、除去した後、開口端部にネックイン部およびフランジ部を形成することを特徴とする。
適宜温度（Ｃ℃）とは、連続製缶中、パンチの表面温度を３５〜１００℃の範囲内の適宜温度（Ａ℃）に保つことができる温度である。
【００１２】
パンチが比較的低温（例えば約２０℃）の状態で、クーラントを噴射することなく、高速でしごき加工を開始すると、パンチと、成形中のシームレス缶体表面の樹脂被膜間の動摩擦係数が大きいため（低温のため滑剤が有効に働かない）と考えられるが、連続製缶の第１缶目のしごき加工でロールバックが発生してしまい、装置が停止して以後の加工が不可能になる。連続製缶の開始前にパンチ内に３５〜７０℃の範囲内の適宜温度（Ｂ℃）に保った加温用液体を貫流（すなわち循環）しておき、連続製缶を開始する直前ないし直後にパンチを貫流する液体を、１５〜７０℃の範囲で、かつ前記Ｂ℃以下の適宜温度（Ｃ℃）の冷却用液体に切り替えて、しごき加工を行うことによって、このトラブルは防止できる。
【００１３】
加温用液体の温度が３５℃より低いと、連続製缶開始時のパンチの表面温度が３５℃より低いため、ロールバック等のトラブルが生じて好ましくない。一方７０℃より高いと、缶体の成形による発熱のため、連続製缶を開始する直前ないし直後に加温用液体を冷却用液体に切り替えても、冷却が間に合わず、パンチ表面温度が１００℃を越えてしまい、ロールバック等が発生して連続製缶ができなくなる。
【００１４】
請求項１，２記載の樹脂被覆アルミニウム・シームレス缶体の製造方法の場合、生産性の点から、連続製缶速度、すなわちしごき加工速度が、１００ストローク／分以上であることが好ましい（請求項３）。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１の４は、アルミニウム板１の両面を熱可塑性ポリエステル系樹脂被膜２、３で被覆された樹脂被覆アルミニウム板を示す。熱可塑性ポリエステル系樹脂被膜２、３は、コイル（図示されない）から巻解かれ、進行する帯状のアルミニウム板１の両面に、押出しラミネート法、または無延伸キャストフィルム・ラミネート法により熱接着後急冷された、非晶質で無延伸のものが好ましい。無延伸で非晶質の熱可塑性ポリエステル系樹脂被膜は、展伸性と密着性に優れており、缶高／直径比が大きい苛酷なしごき加工の際にも、基材であるアルミニウム板の薄肉化に伴う延びや収縮変形に対して、剥離や亀裂等の損傷を生ずることなく追従することができる。内面側熱可塑性ポリエステル系樹脂被膜２は、図１では組成の異なる２層、すなわち外層２aおよび内層２ｂよりなるが、１層または３層以上よりなっていてもよい。外面側熱可塑性ポリエステル系樹脂被膜３も、図１では組成の異なる２層、すなわち外層３aおよび内層３ｂよりなるが、１層または３層以上よりなっていてもよい。ポリエステル系樹脂被膜２，３が多層よりなる場合は、通常共押出し法によって形成される。なお熱可塑性ポリエステル系樹脂被膜２または３は、場合によっては、延伸フィルムを熱接着、又は接着剤層を介して接着されたものでもよい。
【００１６】
アルミニウム板１としては、硬質の缶用アルミニウム合金（例えばＨ１９材）が好ましく用いられる。アルミニウム板１の両面は、洗浄後化成処理等の表面処理されているのが好ましいが、表面処理を施されないものでもよい。但し後者の場合は、表面が完全に清浄化される必要がある。アルミニウム板１の厚さは、通常約０．１５〜０．４０ｍｍである。
【００１７】
熱可塑性ポリエステル系樹脂は、ポリエチレンテレフタレート又はポリブチレンテレフタレートを主成分とする共重合体またはブレンド等であって、融点が約２００〜２６０℃のものが好ましく用いられる。ポリエステル系樹脂被膜２、３の厚さは、通常約５〜４０μｍである。
【００１８】
ポリエステル系樹脂被膜２，３の表面に滑剤が常法により、例えばロール・コートにより塗布される。滑剤としては、食品衛生上問題がなく、２００℃程度の加熱で容易に揮発除去できるもの、例えばグラマー・ワックス、流動パラフィン、合成パラフィン、白色ワセリン、パーム油、各種天然ワックス、ポリエチレンワックス等が好ましく用いられる。塗布量は、通常約０．１〜２００ｍｇ／ｍ²（片面）である。
【００１９】
滑剤を被覆された樹脂被覆アルミニウム板４より、カッピング・プレス（例えば特開平７−２９９５３４号公報の図３，４に示されるような）で、打抜き、絞り加工法により、図２に示されような絞りカップ体５が高速で形成される。絞り比は、通常１．２〜２．０である。
【００２０】
絞りカップ体５をドライ状態で、かつ１ストロークで、再絞りーしごき加工、底部加工を行った後パンチより抜き出して、シームレス缶体６０（図６参照）を製造する方法は、クーラント（冷却潤滑液）を用いずに、冷却を、パンチやしごきリングダイ等の各工具を内部冷却することによって行い、潤滑を滑剤で行う点以外は、通常のＤI缶製造の場合と装置や方法等はほぼ同様である。
【００２１】
図３、図４、図５は、本発明の方法を実施するための横置き型再絞りーしごき加工装置６の説明用図面である。図３は装置６の上流側部分を示し、図４は装置６の下流側部分を示す。図５に示すように、パンチ１０は主として支持筒１３とスリーブ１４（超硬合金製）よりなっている。パンチ１０は、パンチポスト１１に着設され、中央を缶ストリッピング用のエア吹き出し孔１２が貫通している。スリーブ１４の、少なくとも成形後のシームレス缶体６０の内面と接触する部分の表面には、多数の点状凹部、線状の周状凹部またはクロスハッチ状凹部（例えば特開平７−３００１２４号公報に記載のような）が形成されていることが好ましい。パンチ１０のシームレス缶体６０よりの抜き出し（ストリッピング）を容易にするためである。
【００２２】
支持筒１３に水平方向に延びる第１の水貫流導孔１５が形成されている。水貫流導孔１５の先端部は、支持筒１３とスリーブ１４の間に設けられたスパイラル状の水貫流導孔１６に接続している。水貫流導孔１６の最終端部１６aは、支持筒１３に形成された水平方向に延びる第２の水貫流導孔（図示されない）に接続する。パンチ１０の、成形されるシームレス缶体６０の比較的厚肉の開口端部６２と接触すべき部分１０aの直径は、パンチ主部１０ｂの直径より若干小さく定められている。パンチ１０の端部には短円筒形の孔部１７とリング状部１８が形成されている。リング状部１８の外面は、断面が高さ方向中央付近において稍凹んだ下細の傾斜面１８aとなっている。孔部１７の周面１７aと傾斜面１８aは、曲率部１８ｂを介して接続する。
【００２３】
図３、図４において、２０は皺押え具であって、内部に円筒形状の水貫流導孔２２が設けられている。２２aは水の入口部であり、入口部２２aの近傍に出口部（図示されない）が設けられている。皺押え具２０は、押圧装置（図示されない）によって、そのフランジ部２１が弾性圧下に下流側に向かって押圧されている。保持体２５に、再絞りリングダイ２６，第１のしごきリングダイ２７、第２のしごきリングダイ２８，および第３のしごきリングダイ２９等が着設されている。なおしごき加工が、純粋のしごき加工のみの場合は、再絞りリングダイ２６の代わりに、しごきリングダイ（図示されない）が設けられる。
【００２４】
再絞りリングダイ２６、第１のしごきリングダイ２７、第２のしごきリングダイ２８，および第３のしごきリングダイ２９を包囲してそれぞれ、水貫流導孔３１，３２，３３および３４が設けられている。３１a，３２a，３３aおよび３４aはそれぞれ、水貫流導孔３１，３２，３３および３４の入口部である。図示されないが、各入口部３１a，３２a，３３aおよび３４aの近傍に、水の出口部が設けられている。再絞りリングダイ２６の作用コーナ２６ｂの曲率半径は、樹脂被覆アルミニウム板４の板厚ｔの２．９倍、すなわち２．９ｘｔより大きい。
【００２５】
４０は、複数のフィンガー４１，リングばね４２，およびＯリング４３を備える、公知のストリッパー装置である。リングばね４２による円周方向内方に向かう押圧のため複数のフィンガー４１により形成される内径が、パンチ１０の外径より若干小さくなるように定められている。そのため、パンチ１０および底部成形前のシームレス缶体６０が通過する時、フィンガー４１の先端部は、パンチ１０および底部成形前のシームレス缶体６０を弾性的に押圧する。
【００２６】
底部形成装置５０は、ドーミングダイ５１、ホールドダウンリング５２および内向きフランジ部５３aを有する固定リテーナ５３を備えている。ホールドダウンリング５２は、複数のシャフト５４を介して常時弾性圧で上流側に向かって押圧されていり。そのためパンチ１０が固定リテーナ５３に入出する前後は、ホールドダウンリング５２の自由端面は内向きフランジ部５３aの内面と接触している。ホールドダウンリング５２には、環状の水貫流導孔５５が設けられている。５５aは水貫流導孔５５の入口部であり、入口部５５aを有するシャフト５４の隣のシャフト（図示されない）に出口部（図示されない）が設けられている。
【００２７】
ドーミングダイ５１の表面５１aは曲面状をしており、パンチ１０のリング状部１８の内径より僅かに小さい外径の円筒形の筒部５１ｂに接続している。ホールドダウンリング５２の成形面５２aは、パンチ１０のリング状部１８の傾斜面１８aに相似の形状をしている。
【００２８】
再絞りーしごき加工装置６により、シームレス缶体６０は次のようにして、１００ストローク／分以上、例えば４００ストローク／分の高速で製造される。連続製缶（しごき加工）開始前に、パンチ１０の水貫流導孔１６に３５〜７０℃の範囲内の適宜温度（Ｂ℃）に保った加温用水を循環させておく。皺押え具２０、再絞りリングダイ２６、第１のしごきリングダイ２７、第２のしごきリングダイ２８、第３のしごきリングダイ２９及びホールドダウンリング５２の、それぞれの水貫流導孔２２、３１、３２、３３、３４及び５５にも加温用水（好ましくは約１５〜７０℃の間の適当温度）を循環させておく。
【００２９】
連続製缶開始直前ないし直後に、ポンチ１０内を循環する加温用水を、１５〜７０℃の範囲で、かつ前記Ｂ℃以下の適宜温度（Ｃ℃）の冷却用水に切り替え、成形中冷却用水を水貫流導孔１６に循環させて、成形時のパンチの表面温度を、３５〜１００℃の範囲内の適宜温度（Ａ℃）に保つ。
【００３０】
同時に、皺押え具２０、再絞りリングダイ２６、第１のしごきリングダイ２７、第２のしごきリングダイ２８、第３のしごきリングダイ２９及びホールドダウンリング５２の各水貫流導孔２２、３１、３２、３３、３４及び５５内を循環する加温用水を、１５〜７０℃の範囲の適宜温度の冷却用水に切り替え、成形中冷却用水を各貫流導孔２２、３１、３２、３３、３４及び５５に循環させて、成形時の皺押え具２０、再絞りリングダイ２６、第１のしごきリングダイ２７、第２のしごきリングダイ２８、第３のしごきリングダイ２９及びホールドダウンリング５２の表面温度を、２０〜１００℃の範囲内の適宜温度に保つ。
【００３１】
なお、成形時のパンチの表面温度を、３５℃とポリエステル系樹脂被膜２，３の樹脂のガラス転移点（Ｔｇ：約７０〜８０℃）以下の範囲内の適宜温度に保つことが、形成されたシームレス缶体６０の、ロールバック防止に加え、外面擦り傷防止の点から好ましい（表１実験例５参照）。パンチの表面温度がガラス転移点（Ｔｇ）を越えると、樹脂被膜２，３が軟化するためと思われる。なおパンチ１０とダイ２６，２７，２８，２９の表面温度を適宜の一定温度に保つことにより、連続製缶中の各缶の平均高さを一定にすることができる。
【００３２】
図３に最も良く示すように、絞りカップ体５を再絞りリングダイ２６上に載置し、皺押え具２０を下流方向に移動して、絞りカップ体５の底部５ｂの周縁部を再しぼりリングダイ２６と皺押え具２０との間で弾性圧下に押圧した状態で、パンチ１０を下流方向（矢印方向）に移動して、再絞り加工、および３回のしごき加工を行う。しごき加工によって、絞りカップ体５は、胴壁部５aが薄肉化され、かつ高さが高くなる。底部５ｂの厚さは実質的に同じである。しごき加工後、パンチ１０はストリッパー装置４０を通過し、次いで図４に示すように、底部形成装置５０と協同して底部加工を行ってシームレス缶体６０（図６参照）の底部６１を形成する。
【００３３】
パンチ１０の先端部が、シームレス缶体６０と共に固定リテーナ５３内に入ると、底部加工前のシームレス缶体６０の底部と胴部間の曲率部（絞りカップ体５の曲率部５ｃに対応する）は、パンチ１０のリング状部１８の傾斜面１８aとホールドダウンリング５２の成形面５２aの間で弾性圧下に押圧されながら下流方向に移動して、半径方向斜め下方に向かう外壁部６１aが形成される。同時にシームレス缶体６０の底部は、ドーミングダイ５１に押圧されて、接地部６１ｂ、ほぼ垂直に立ち上がる内壁部６１ｃおよびドーム部６１ｄが形成される（図６参照）。
【００３４】
次いでパンチ１０を復帰させると、シームレス缶体６０の端面６４がストリッパー装置４０のフィンガー４１と係合して、シームレス缶体６０からパンチ１０が引き抜かれる。図６に示すように、シームレス缶体６０の開口端部６２は、薄肉の胴部主部６３に比べて稍厚肉になっており、かつ端面６４は耳の発生等のため不規則な凹凸形状をなしている。上記の凹凸形状をなす端面６４近傍を１点鎖線６５に沿って規定の高さにトリムして、平坦な端面にする。トリムは通常使用される内刃と外刃を有するトリマー等によって行われる。
【００３５】
トリミング後、シームレス缶体６０を約２００℃に加熱して、滑剤を揮発、除去した後、外面に印刷を施し、次いで印刷膜を乾燥する。その後、開口端部６２にネックイン部６７およびフランジ部６８を形成して、図７に示すような、ネックイン部６７およびフランジ部６８を有するシームレス缶１００が作製される。
【００３６】
【実施例】
実験例１：表面を燐酸クロメート処理された、厚さ０．３００ｍｍ、表面粗さ（Ｒa）０．３５μｍのアルミニウム合金板１（Ａ３００４Ｈ１９）の両面に、厚さ１６μｍのポリエステル系樹脂フィルムを押出し熱接着した後、直ちに急冷して、非晶質の内面側ポリエステル系樹脂被膜２および外面側ポリエステル系樹脂被膜３を有する樹脂被覆アルミニウム板４を作製した。
【００３７】
内面側ポリエステル系樹脂被膜２は、外層２aが厚さ３μｍのエチレンテレフタレート／エチレンイソフタレート共重合体（モル比；９５：５）、内層２ｂが厚さ１３μｍのエチレンテレフタレート／エチレンイソフタレート共重合体（モル比；８５：１５）の２層よりなるものであった。外面側ポリエステル系樹脂被膜３の層構成も、内面側ポリエステル系樹脂被膜２と同様であった。これ等樹脂被膜２、３を形成するポリエステル系樹脂の融点は約２３０℃、ガラス転移点（Ｔｇ）は約７２℃であった。
【００３８】
この樹脂被覆アルミニウム板４の両面に、グラマー・ワックス（融点約６２℃）を各約４０ｍｇ／ｍ²の量（片面当たり）を塗布した。塗布後、絞り成形機（図示されない）により直径１５６．５ｍｍの円形ブランクに打抜き、絞り比１．７２で絞り加工して、胴壁部５aの平均高さが４５ｍｍ、内径が９１ｍｍ、曲率部５ｃの内面側曲率半径が６ｍｍの絞りカップ体５を形成した。絞りカップ体５の底部５ｂの厚さは、樹脂被覆アルミニウム板４の厚さと同じく、０．３３２ｍｍであった。
【００３９】
パンチ１０のスリーブ１４の、開口端部６２に対応する部分１０aの外径は６５．９４ｍｍ、パンチ主部１０ｂの外径は６６．０５ｍｍであった。スリーブ１４の少なくとも成形中に樹脂被覆アルミニウム板４と接触する部分には、表面直径約０．３ｍｍ、深さ約３μｍの多数の点状凹部（半球面状の）が約１ｍｍのピッチで形成されていた。皺押え具２０の外径は９０．８０ｍｍ、内径は６０．３０ｍｍであった。再絞り比は１．３８，第１のしごきリングダイ２７、第２のしごきリングダイ２８，および第３のしごきリングダイ２９によるしごき率は、何れも３０％であった。
【００４０】
連続製缶（しごき加工）開始前に、各水貫流導孔１６、２０、３１、３２、３３、３４および５５に５５℃の加温用水を循環させて、パンチ１０、皺押え具２０、再絞りリングダイ２６，第１のしごきリングダイ２７、第２のしごきリングダイ２８，第３のしごきリングダイ２９およびホールドダウンリング５２の温度をほぼ５３℃にした。連続製缶（しごき加工）を開始する直前に、加温用水を４０℃の冷却用水に切り替えて冷却用水を循環させて、連続製缶（しごき加工）中、パンチ１０、皺押え具２０、再絞りリング２６および第１のしごきリングダイ２７、第２のしごきリングダイ２８および第３のしごきリングダイ２９、およびホールドダウンリング５２を冷却した。
【００４１】
上記の条件で、表１の実験例１に示すように、毎分１２０缶、すなわち１２０ストローク／分のパンチ速度で、トリム後の高さが１６８．３５ｍｍ、胴部主部６３の内径が６５．８５ｍｍ、胴部主部６３の平均肉厚が０．１１８ｍｍ、開口端部６２の肉厚が０．１７３ｍｍのシームレス缶体６０（５００ｍｌ缶用）を約２００缶連続作製したが、破胴、被膜の傷付き、被膜剥がれ、およびストリッピング不能（ロールバック）等のトラブルは起こらなかった。表１におけるパンチ表面温度は、最終缶の成形後、次のストロークでパンチ１０を下死点で停止させて、表面温度計で測定した。缶温は、最終缶の胴部の中央部を放射温度計で測定した。実験例１〜７の結果を表１に示す。
【００４２】
【表１】

【００４３】
実験例２：パンチ速度を１６０ストローク／分とした点以外は、実験例１と同様にしてシームレス缶体６０を作製した。この場合のパンチ表面温度および缶温は、表１に示すように、実験例１の場合より稍高いが、実験例１の場合と同様に異常なくシームレス缶体６０を作製できた。
【００４４】
実験例３：パンチ速度を２００ストローク／分とした点以外は、実験例１と同様にしてシームレス缶体６０を作製した。この場合のパンチ表面温度および缶温は、表１に示すように、実験例２の場合より稍高いが、実験例１の場合と同様に異常なくシームレス缶体６０を作製できた。
【００４５】
実験例４：パンチ冷却用水の温度を２０℃とした点以外は、実験例３と同様にしてシームレス缶体６０を作製した。この場合のパンチ表面温度および缶温は、表１に示すように、実験例３の場合より稍低いが、実験例１の場合と同様に異常なくシームレス缶体６０を作製できた。
【００４６】
実験例５：パンチ冷却用水温度を７０℃とした点以外は、実験例４と同様にしてシームレス缶体６０を作製した。この場合のパンチ表面温度および缶温は、表１に示すように、実験例３の場合より可成り高いが、実験例１の場合と同様に異常なくシームレス缶体６０を作製できた。但し缶体６０の胴部外面に僅かな擦り傷が発生した。
【００４７】
実験例６：連続製缶（しごき加工）前の加温用水の温度をＢ℃以下の３０℃にして、かつ加温用水をそのまま冷却用水として循環させた点以外は、実験例３と同様にしてしごき加工を開始した所、１缶目でストリップ（パンチ１０の抜き出し）が不能になり、装置が停止した。低温のためパンチ１０とシームレス缶体６０の内面樹脂層２aとの摩擦係数が大きくなり、ストリッパー装置４０のフィンガー４１と係合する開口端部６２の端面６４とその近傍部（アルミニウム合金よりなるため、強度が比較的小さい）が座屈したためである。
【００４８】
実験例７：連続製缶（しごき加工）開始前に、パンチ１０に５５℃の加温用水を循環し、パンチ表面温度を５３℃に保った状態で加温用水の循環を止め、その直後冷却水を循環しなかった点以外は、実験例３と同様にして再絞りーしごき加工を行った所、パンチ表面温度が上昇して、約１００缶目でロールバックして装置が停止した。なおこの場合のパンチ表面温度は、ロールバックする筈である約１０缶前のタイミングで、人為的にパンチ１０を停止して測定した。缶温も、その時作製された缶について測定した。この場合は、パンチ１０を冷却しないので、作製する缶数と共にパンチ１０の温度が加工発熱により上昇する。この温度が内面樹脂層２aのガラス転移点（Ｔｇ：約７２℃）を遙かに越えると、内面樹脂層２aの軟化が激しくなり、同時にパンチ１０との摩擦係数も大きくなるため、ロールバックが起こるものと思われる。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、環境に優しく、かつ耐食性等の缶特性に優れた樹脂被覆アルミニウム・シームレス缶を高速で連続的に安定して製造することができるという効果を奏する。また比較的缶高／直径比が大きい樹脂被覆アルミニウム・シームレス缶を高速で製造することができるという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造方法に用いられる、熱可塑性ポリエステル系樹脂被覆アルミニウム板の例の縦断面図である。
【図２】図１の熱可塑性ポリエステル系樹脂被覆アルミニウム板から形成された絞りカップ体の例の縦断面図である。
【図３】図２の絞りカップ体から、シームレス缶体を形成する再絞りーしごき加工装置の例の説明用縦断面図の上流側部分を示す。
【図４】図２の絞りカップ体から、シームレス缶体を形成する再絞りーしごき加工装置の例の説明用縦断面図の下流側部分を示す。
【図５】図３、図４の装置に用いられるパンチの例の、一部切断縦断面図である。
【図６】図３、図４の装置によって製造されたシームレス缶体の例の縦断面図である。
【図７】図６のシームレス缶体より形成されたシームレス缶の例の正面図である。
【符号の説明】
１アルミニウム板
２内面側熱可塑性ポリエステル系樹脂被膜
３外面側熱可塑性ポリエステル系樹脂被膜
４樹脂被覆アルミニウム板
５カップ体
６再絞りーしごき加工装置（樹脂被膜アルミニウム・シームレス缶体を形成する装置）
１０パンチ
１６パンチの水貫流導孔
２２水貫流導孔
３１水貫流導孔
３２水貫流導孔
３３水貫流導孔
３４水貫流導孔
５５水貫流導孔
２６再絞りリングダイ
２７第１のしごきリングダイ
２８第２のしごきリングダイ
２９第３のしごきリングダイ
６０樹脂被膜アルミニウム・シームレス缶体

Claims

アルミニウム板の両面に熱可塑性ポリエステル系樹脂を被覆してなる樹脂被覆アルミニウム板に滑剤を塗布した後、樹脂被覆アルミニウム板を絞り加工してカップ体を形成し、カップ体を、
パンチとリングダイの協同により１ストロークで、かつドライ状態で、しごき加工を行ってシームレス缶体を高速で連続製缶する方法であって、
パンチは、
支持筒とスリーブとからなり、支持筒に水平方向に延びる第１の水貫流導孔が形成され、第１の水貫流導孔の先端部は支持筒とスリーブの間に設けられたスパイラル状の水貫流導孔に接続するとともにその最終端部は支持筒に形成された水平方向に延びる第２の水貫流導孔に接続しており、
リングダイは、
保持体に着設された再絞りリングダイと複数のしごきリングダイとからなり、
再絞りリングダイ及び複数のしごきリングダイを包囲するように水貫流導孔が設けられ、
連続製缶前に、
パンチ内の水貫流導孔に３５〜７０℃の範囲内の適宜温度（Ｂ℃）に保った加温用液体を貫流するとともに、
皺押え具及び各リングダイのそれぞれの水貫流導孔にも加温用液体を循環させ、
連続製缶を開始する直前ないし直後に、パンチ内を貫流する液体を、１５〜７０℃の範囲で、かつ前記Ｂ℃以下の適宜温度（Ｃ℃）の冷却用液体に切り替えて、
成形時のパンチの表面温度を３５〜１００℃の範囲内の適宜温度（Ａ℃）に保つとともに、前記皺押え具及び各リングダイを貫流する液体も、１５〜７０℃の範囲の適宜温度の冷却用液体に切り替えて、
皺押え具及び各リングダイの表面温度を２０〜１００℃の範囲内の適宜温度に保ち、
しごき加工を行ってシームレス缶体を製造し、
シームレス缶体の端面の耳をトリムしたのち、
シームレス缶体を加熱して、滑剤を揮発、除去した後、開口端部にネックイン部およびフランジ部を形成することを特徴とする樹脂被覆アルミニウム・シームレス缶体の製造方法。
アルミニウム板の両面に熱可塑性ポリエステル系樹脂を被覆してなる樹脂被覆アルミニウム板に滑剤を塗布した後、樹脂被覆アルミニウム板を絞り加工してカップ体を形成し、カップ体を、パンチとリングダイの協同により１ストロークで、かつドライ状態で、しごき加工を行ってシームレス缶体を高速で連続製缶する方法であって、
パンチは、
支持筒とスリーブとからなり、支持筒に水平方向に延びる第１の水貫流導孔が形成され、第１の水貫流導孔の先端部は支持筒とスリーブの間に設けられたスパイラル状の水貫流導孔に接続するとともにその最終端部は支持筒に形成された水平方向に延びる第２の水貫流導孔に接続しており、
リングダイは、
保持体に着設された再絞りリングダイと複数のしごきリングダイとからなり、
再絞りリングダイ及び複数のしごきリングダイを包囲するように水貫流導孔が設けられ、
連続製缶前に、
パンチ内の水貫流導孔に３５〜７０℃の範囲内の適宜温度（Ｂ℃）に保った加温用液体を貫流するとともに、
皺押え具及び各リングダイのそれぞれの水貫流導孔にも加温用液体を循環させ、
連続製缶を開始する直前ないし直後に、パンチ内を貫流する液体を、１５〜７０℃の範囲で、かつ前記Ｂ℃以下の適宜温度（Ｃ℃）の冷却用液体に切り替えて、
成形時のパンチの表面温度を３５〜１００℃の範囲内の適宜温度（Ａ℃）に保つとともに、前記皺押え具及び各リングダイを貫流する液体も、１５〜７０℃の範囲の適宜温度の冷却用液体に切り替えて、
成形時において、
パンチの表面温度を、３５℃とポリエステル系樹脂被膜の樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）以下の範囲内の適宜温度に保つとともに、
皺押え具及び各リングダイの表面温度を２０〜１００℃の範囲内の適宜温度に保ち、
しごき加工を行ってシームレス缶体を製造し、
シームレス缶体の端面の耳をトリムしたのち、
シームレス缶体を加熱して、滑剤を揮発、除去した後、開口端部にネックイン部およびフランジ部を形成することを特徴とする樹脂被覆アルミニウム・シームレス缶体の製造方法。
連続製缶速度が、１００ストローク／分以上である請求項１又は２記載の樹脂被覆アルミニウム・シームレス缶体の製造方法。