JP3929282B2 - Apparatus and method for producing resin-coated metal seamless can body - Google Patents

Apparatus and method for producing resin-coated metal seamless can body Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、両面を熱可塑性樹脂で被覆された金属板に絞り加工を施して得られたカップ状の中間材を、パンチとダイスとにより再絞り加工または再絞りしごき加工あるいはしごき加工して鍔付きシームレス缶胴を製造する装置および製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般的にアルミニウムやスチールを素材とした金属缶(容器)は、その形状からスリーピース缶とツーピース缶あるいはボトル型缶とに大別される。スリーピース缶は、底蓋と、溶接や接着により継ぎ合わせた缶胴と、天蓋との三者からなるためスリーピース缶と呼ばれている。また、ツーピース缶は、缶底が一体化された缶胴に天蓋を取り付けた構造であって、缶胴と天蓋との二つを構成部材とすることからツーピース缶と称され、また缶胴に継ぎ目がないことからシームレス缶とも呼ばれている。さらに、ボトル型缶は、缶胴の一方の開口端部にネジ部が形成された側面シームレス缶胴と、そのネジ部に螺合されるキャップと底蓋とからなり、全体としての形状がガラス製のボトルに近似していることによりボトル型缶と呼ばれている。
【0003】
これらいずれの金属缶であっても、缶内面には耐食性を確保するために、合成樹脂からなる保護層が形成されている。近年、その保護層として熱可塑性樹脂からなる被膜を形成したラミネート缶が開発され、実用に供されている。この種のラミネート缶は、金属素材に樹脂フィルムを積層させた樹脂フィルム被覆金属板を素材とし、これに深絞り成形や絞りしごき成形を施す缶体成形を行うものが多いが、特にツーピース缶やツーピース缶胴を得るには、素材の変形量あるいは加工度合いが大きいので、高度の成形技術を必要とする。
【0004】
すなわち、ラミネート缶のメリットは、適用する有機樹脂フィルムにもよるが、耐内容物性、特に、内容物の味、風味といったフレーバー性に優れる点が挙げられる。一方、デメリットとしては、製缶上の問題であるが、熱可塑性樹脂フィルム金属板の加工度合い(又は、成形度合)が大きいので成形時に内面樹脂フィルムに傷が入ったりして、缶内面の品質が確保できなくなるため、缶体の品質検査を厳重に行う必要があり、製品歩留まりが、一般的な塗装缶に比べて劣る点にある。
【0005】
特に、スチール素材を用いたツーピースタイプのラミネート缶の場合、その傾向が大きいが、アルミニウム素材のラミネート缶でも同様なことが起こる。こうしたラミネート缶内面の樹脂フィルムの欠陥は、前述したように缶成形加工時に入るものであり、この欠陥を最小に抑えることは、品質、製品歩留まりの点から重要な課題である。
【0006】
上記のラミネート缶も前述したように熱可塑性樹脂フィルムで被覆された被覆金属板からなるカップ状の中間材を、絞り加工又は再絞りしごき加工あるいはしごき加工して製造しており、その製造過程における破胴や被覆樹脂の亀裂等を防止できる装置として、成形工具の温度を制御するように構成した装置が知られている。この種の装置が、例えば、特開平1−278921号公報、特開平6−210381号公報、特開平7−275961号公報等に記載されている。
【0007】
これらの公報に記載された発明を簡単に説明すると、特開平1−278921号公報に記載の方法は、工程中のパンチの温度を50℃〜80℃の温度に維持する容器の製造方法であり、特開平6−210381号公報記載の方法は、両面にポリエステルフィルムを積層したラミネート金属板より再絞り加工して、シームレス缶を製造する際に、ダイス内(あるいはダイス内とシワ押え具内)に温水を貫流し、加工開始直前にその温水を冷水に切り替えて、加工中、シワ押えに対向するダイス(あるいはダイスに対向するシワ押え)の表面温度を40〜100℃に維持するようにした方法であり、さらに、特開平7−275961号公報に記載の発明は、成形作業前にダイス、シワ押え具およびパンチ内を加温し、成形開始直前に加温を冷却に切り替え、成形中冷却し続け、成形中のダイス、シワ押え具およびパンチの表面温度、および抜き出し直後のパンチ表面温度を所定の温度範囲内に保つようにしたシームレス缶の製造方法である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
上記の各公報に記載された発明では、ダイスおよびパンチあるいはシワ押えの温度を、成形加工を開始する前、あるいは中断している時点と、成形加工途中とで所定の範囲内に維持するべく、パンチやシワ押えを成形加工前に加熱し、かつ成形加工開始直前に冷却している。このようにすれば、ダイスやパンチの熱膨張量をほぼ等しくして両者の間のクリアランスをほぼ一定に維持でき、また樹脂被膜の滑りや延びを良好にしてその亀裂など欠陥をある程度防止することができる。
【0009】
しかしながら、ラミネート金属板の再絞り成形もしくは再絞りしごき成形あるいはしごき成形を実際におこなった場合のパンチとダイスとの成形開始からの温度の変化を調べてみると、パンチの温度上昇が顕著であって、ダイスはパンチに比べて温度上昇が遅くなることが認められた。これは、ダイスは、被加工材すなわちカップ状中間材との接触面積が少なく、一方のパンチは、その発熱部位に対して全体の接触面積が大きく、また全体としての熱容量が小さくなっていることに起因するものと思われる。そのため、上述した従来の発明のように、ダイスをパンチと同様に冷却したのでは、両者の熱膨張量の差が大きくなり、その結果、ダイスとパンチとのクリアランスが小さくなって、缶胴の壁厚が安定せず、これが原因で、成形開始時の缶胴の鍔切れや破胴あるいは肉厚の不均一、成形寸法のバラツキあるいは樹脂被膜の亀裂などの成形不良が生じる可能性があった。
【0010】
本発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであり、ダイスの温度を適正化して成形欠陥を生じさせることなくシームレス缶胴を製造することのできる装置および方法を提供することを目的とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段およびその作用】
上記の目的を達成するために、請求項1の発明は、金属板の両面を熱可塑性樹脂で被覆された樹脂被覆金属板を絞り加工してなるカップ状中間材を、パンチとダイスとにより再絞り加工または再絞りしごき加工あるいはしごき加工して鍔付きの有底缶胴に成形する、前記ダイスを加熱・冷却する加熱冷却手段を有する樹脂被覆金属製シームレス缶胴の製造装置において、前記ダイスの内部に流路が形成され、その流路に、常温より高い温度の高温流体を供給する高温熱源部と常温以下の低温流体を供給する低温熱源部とが接続され、前記ダイス加熱冷却手段には、低温流体と高温流体とを選択的に前記ダイスに供給する切換弁と、成形加工直前もしくは開始と同時に前記ダイスの内部に低温流体から高温流体に切り換えて高温流体を供給して前記ダイスの温度を高くするダイス温度調整手段とが設けられ、かつ、前記ダイスは、進入してくる前記パンチに沿って加熱膨張した前記ダイスの自動調芯が可能にダイスホルダーに遊挿された状態で保持されていることを特徴とする製造装置である。
【0012】
また、請求項2の発明は、金属板の両面を熱可塑性樹脂で被覆された樹脂被覆金属板を絞り加工してなるカップ状中間材を、パンチとダイスとにより再絞り加工または再絞りしごき加工あるいはしごき加工して鍔付きの有底缶胴に成形する樹脂被覆金属製シームレス缶胴の製造方法において、成形加工前においては前記ダイスの内部に常温以下の低温流体を供給して前記ダイスは加熱せず、かつ、成形加工の開始直前もしくは開始と同時に上記低温流体を高温流体に切り換えて、前記パンチの温度上昇に合わせて前記ダイスを加熱膨張させ、加熱開始直後から立ち上がり時のパンチとダイスとの間のクリアランスを適正に維持させることを特徴とする製造方法である。
【0013】
したがって本発明の製造装置あるいは製造方法では、パンチとダイスとを使用した成形加工をおこなう前、もしくは成形加工を中断、あるいは空打ちしている際に、ダイスの加熱が実行されない。これに対してパンチとダイスとを使用した成形加工が開始されると、ダイスが加熱される。その結果、成形加工に伴うパンチの温度上昇に合わせてダイスの温度が上昇する。また進入してくるパンチに対して加熱膨張したダイスの軸心のずれが防止されるようにダイスが保持されているため、パンチとダイスとの間のクリアランスが維持され、さらには缶胴の表面に設けられている樹脂被膜の滑りや延びが良好な状態となり、それに伴い成形不良が未然に回避もしくは抑制される。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す具体例に基づいて詳細に説明する。先ず、本発明で対象とするシームレス缶胴の一例は、口頸部にキャップが冠着されるボトル型缶の缶胴であり、これは、例えば図1に示す工程を経て製造される。
【0015】
このシームレス缶胴の素材として、熱可塑性樹脂が両面にラミネートされた樹脂被覆金属板が使用され、これをカップ成形工程において円板状に打ち抜いてブランクとし、そのブランクに絞り加工を施してカップ状の中間材を成形する。次の缶胴成形工程では、このカップ状中間材に対して少なくとも一回以上の再絞り加工としごき加工とを行って胴部が小径で薄肉化された有底円筒状の缶胴に成形する。なお、その場合、同時に曲げ伸ばし加工を行っても良い。
【0016】
次いで、トップドーム成形工程において、有底円筒状の缶胴の缶底側を口頸部と肩部とに成形するために、先ず、その第1工程で、上記の缶胴における缶底コーナー部(底部及び底部近傍の円筒部分)を、縦断面が円弧状の肩部下部の曲面に成形するとともに、小径の有底円筒部を絞り成形し、第2〜3工程で、その缶底側に対して、より小径となるように絞り加工を複数回行うことにより有底円筒部の径を口頸部の径とほぼ同じになるまで縮径する。さらに、第4工程で、そのような絞り加工の繰り返しにより当初の肩部下部曲面に続いて形成された肩部の部分を、連続した滑らかな曲面に再成形(リフォーム)する。そして、第5工程と第6工程とで、口頸部とほぼ同じ径に成形された有底円筒部に2回の口絞り成形を施す。
【0017】
上記のトップドーム成形工程で缶底側を未開口の口頸部と肩部とに成形した缶胴に付着している潤滑剤を、次の潤滑剤除去工程で除去する。これに続くトリミング工程では、口頸部とは反対側の胴部の開口端側をトリミングして缶を所定の長さにする。さらに、印刷・塗装工程では、口頸部とは反対側の端部が開放された円筒状の胴部の外面に、所望のデザイン(文字や装飾模様等)を印刷し、その印刷が施された缶外面を保護するための透明な硬化型塗料(クリアー塗料)をトップコートとして胴部の外面に塗布する。この印刷および塗装工程は、通常のツーピース缶の円筒状の胴部に対する印刷・塗装と同様の工程である。
【0018】
印刷および塗装の完了した缶胴は、次の乾燥工程に送り、印刷インキ層やトップコート層を充分に乾燥させる。この乾燥工程においては、ラミネートされている熱可塑性樹脂層を、その結晶融解温度以上に加熱溶融させてから、8秒以内に160℃まで冷却することにより非晶質化させる。その後、ネジ・カール成形工程において、先ず、未開口の口頸部の先端閉鎖部をトリミングして口頸部を開口させ、またその開口端部を外巻き(又は内巻き)で環状のカール部に成形し、さらにその円筒状周壁にキャップ螺合用のネジを成形し、ついでネジ形成部分の下方にビード部を形成する。
【0019】
そして、ネック・フランジ成形工程で、口頸部とは反対側の胴部下端開口端部に対して一回以上のネックイン加工とフランジ加工を順次施する。こうして得られたボトル型の缶胴を、図示していない底蓋巻締工程に送り、シーマー(缶蓋巻締機)により、金属板材からなる別部材の底蓋を、胴部の下端開口部に形成されたフランジ部に二重巻き締め法により一体的に固着し、ボトル型缶が完成する。
【0020】
ここで、本発明で使用できる樹脂被覆金属板について説明すると、樹脂被覆される金属板としては、特に制限するものではなく、アルミニウム合金板や、各種の金属メッキや化成処理等の表面処理を施した極薄錫メッキ鋼板、ニッケルメッキ鋼板、電解クロム酸処理鋼板、亜鉛メッキ鋼板等の表面処理鋼板を用いることができる。その表面処理としては、熱可塑性ポリエステル樹脂フィルムとの密着性を確保する目的で、金属板に表面処理を施したものを使用することが望ましい。
【0021】
例えば、通常の絞りしごき缶の成形加工後の表面処理として使用されている、リン酸クロム酸処理や、リン酸ジルコニウム処理が適用されるが、特に、缶壁部の板厚減少度が大きい高加工度の場合は、リン酸またはリン酸ジルコニウムと有機樹脂との有機無機複合型化成処理が有効である。具体的には、例えば、厚みが0.24mmから0.38mmのアルミニウム合金板であって、日本工業規格(JIS)に規定する3004系、3104系アルミ合金に、クロムを1〜40mg/m 、付着させたリン酸クロメート処理、もしくはジルコニウムを4〜17mg/m 、付着させたリン酸ジルコニウム処理等の化成処理を施したものが使用される。
【0022】
又、本発明における鋼板は、例えば、厚みが0.15mmから0.25mmの表面処理鋼板であって、鋼板の両面に、片面の付着量として20〜2000mg/m のニッケルメッキ層、その上層に片面付着C量として1mg/mから100mg/mの有機樹脂を主体とする化成処理皮膜層を有するものが使用される。なおニッケルメッキおよび化成処理前の鋼板は特に限定されるものではなく、製缶用鋼板として通常、使用されているものが適用される。
【0023】
上記の金属板に被覆される樹脂フィルムとしては、耐熱性が良く、缶の用途に適した特性を有する熱可塑性ポリエステル樹脂フィルムを用いるが、ポリエステル樹脂としては、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンイソフタレート(PEI)のようなホモポリマーや、例えばポリエチレンテレフタレートとポリエチレンイソフタレートとの共重合樹脂であるコーポリマーや、こうしたホモポリマー同士のブレンド、ホモポリマーやコーポリマーなどのブレンド、コーポリマー同士のブレンド樹脂等が挙げられる。樹脂フィルムの金属板への積層は、熱融着法、ドライラミネーション法、押出コート法等により行われ、被覆樹脂との接着性が乏しい場合は、例えばウレタン系接着剤、エポキシ系接着剤、酸オレフィン系接着剤、コーポリアミド系接着剤、コーポリエステル系接着剤を介在させることができる。
【0024】
さらに、本発明で使用する熱可塑性ポリエステル樹脂の融点は、コーポリマーの程度、ブレンドする樹脂の選定とそのブレンド比となどで適宜に選定できるが、例えば、融点(Tm)が200℃〜260℃の樹脂フィルムが適用される。また、本発明の樹脂被覆金属板は、ラミネート後、熱接着した熱可塑性樹脂フィルムの融点以上に加熱溶融させた後、ガラス転移点以下に急冷して非晶質化されるようにしているが、熱可塑性樹脂被膜層の上層側に二軸配向結晶が残っている樹脂被覆金属板を使用しても良い。
【0025】
本発明の装置および方法は、上述したカップ成形工程からネック・フランジ成形工程に到る工程のうち缶胴成形工程で使用することができる。図2は、その缶胴成形工程における絞りしごき加工で使用される装置に本発明を適用した例を模式的に示しており、ダブルアクションプレス用の金型として構成されている。すなわちインナースライド1とアウタースライド2とが上下可能に配置されており、そのアウタースライド2の下側でかつアウタースライド2のストローク範囲より更に下側に中間プレート3が固定して配置されている。その中間プレート3の下方に、ダイスホルダー4が固定されており、このダイスホルダー4はその下側に配置されているダイスベース5に保持されている。
【0026】
インナースライド1の下面には、ノーズホルダー6が固定されており、パンチ駆動軸7がこのノーズホルダー6に垂下して取り付けられている。そのパンチ駆動軸7の下端部に、樹脂被覆金属板からなるカップ状中間材8に絞りしごき加工を施すパンチ9が取り付けられている。
【0027】
このパンチ9は、心材9aとその外周に密着嵌合させたスリーブ9bとからなり、少なくともそのスリーブ9bが超硬合金によって形成されている。これら心材9aとスリーブ9bとの境界部分に、螺旋状の流路10が形成されており、この流路10には、前記ノーズホルダー6およびパンチ駆動軸7を貫通して形成された給排水路11が連通されている。そして、この給排水路11は、例えば20〜50℃の恒温水を循環させて供給する熱源部(図示せず)に接続されている。
【0028】
前記アウタースライド2には、パンチ駆動軸7およびパンチ9が貫通する開口部が形成されており、その開口部の内周近傍に上下方向に動作するピストン12が設けられ、そのピストン12と一体的に動くプッシャーピン13が下方に延びるとともにその先端部(下端部)にシワ押え14が取り付けられている。このシワ押え14は、前記パンチ9より大径の開口部を有する中空円筒状の部材であって、その先端部(下端部)によって、前記カップ状中間材8のフランジ(鍔部)を押さえ付けるように構成されている。
【0029】
さらに、中間プレート3には、シワ押え14より大径の貫通孔が形成され、この貫通孔に円筒状をなすシワ押えガイド15が取り付けられている。前記プッシャーピン13はこのシワ押えガイド15を貫通しており、またパンチ駆動軸7は、シワ押えガイド15の中心部に形成された開口部を貫通している。
【0030】
前記ダイスホルダー4には、パンチ9と共に絞りしごき成形を行うダイス16が遊挿された状態で押え板により取り付けられ、進入してくるパンチ9に沿って自動調芯できるように保持されている。ダイス16は、成形加工のための開口部を中心部に形成された環状をなす板状の部材であって、その開口部の内径は前記パンチ9の外周面との間に所定のクリアランスが生じる寸法になっている。より詳細に説明すると、図3に示すように、ダイス16における開口部は、上側から順に、上側に広がったテーパー状の導入部16aと、中心軸線と平行でかつ所定の軸長を持つ加工部16bと、その加工部16bの下側に繋がる下側に広がったテーパー状の逃げ部16cとから構成されている。したがって被加工材である前記カップ状中間材8に接触する部位は、加工部16bおよびその近傍に限られ、そのため、成形加工に伴い発熱する箇所および熱を受ける箇所がダイス16の全体に対して狭い範囲に限られている。
【0031】
さらに、ダイス16の内部には、その加工部16bと同心円状に温度調整用の流体を流す流路17が形成されており、ダイス16を取り付けてあるダイスホルダー4に形成されている給排水路18に、ダイス16の下面で連通している。この流路17およびここに流す流体は、ダイス16の温度をパンチ9の温度に対応させるように調整するための加熱冷却手段を構成するものであり、したがって上記の給排水路18は、図4に示すように、常温より高い温度の高温流体を供給する高温熱源部19と常温以下の低温流体を供給する低温熱源部20とに接続され、これらの熱源部19,20に連通する管路の途中に設けた複数の切換弁21によって、低温流体と高温流体とを選択的にダイス16に供給できるようになっている。このような制御をおこなうためにコントローラ22が設けられている。このコントローラ22は本発明のダイス温度調整手段に相当するものであって、プレス機の加工動作に合わせて、あるいは加工開始からパンチの温度上昇に応じて前記切換弁21を制御するように構成されている。
【0032】
具体的には、高温熱源部19は50〜80℃程度の温水を有し、また低温熱源部20は常温(30℃程度)の水を有しており、成形加工をおこなう前や成形加工が中断している時点では、水をダイス16に供給して冷却し、もしくは室温程度に維持し、成形加工の開始直前もしくは開始と同時に低温流体から高温流体に切り換えて、温水をダイス16に供給してダイス16の温度を高くするようになっている。
【0033】
なお、図2において符号23はノックアウトを示し、前記パンチ9と同一軸線上でパンチ9の下方に上下動自在に配置されている。
【0034】
つぎに上記のように構成された装置の作用すなわち本発明の方法について説明する。前工程で成形されたカップ状中間材8が、パンチ9およびシワ押え14を上死点に引き上げた状態で、ダイス16にセットされる。その状態でプレス機のクラッチ(それぞれ図示せず)がオンとなってインナースライド1およびアウタースライド2が下降する。その結果、先ず、シワ押え14がカップ状中間材8におけるフランジをダイス16の上面との間に挟み込んでカップ状中間材8をセットする。その状態でアウタースライド2の下降が停止するが、インナースライド1が更に下降するので、これに取り付けられたパンチ9が、ダイス16に固定されているカップ状中間材8の内部に進入して、ダイス16と共にカップ状中間材8に対して絞りしごき成形を施す。
【0035】
その場合、パンチ9に対して前述した恒温水が供給されてその温度が予め定めた温度に維持されている。また、ダイス16に対しては、室温程度の前述した水が循環して供給され、ダイス16が冷却状態もしくは非加熱状態に維持されている。したがって成形加工の開始直前では、パンチ9とダイス16との温度がほぼ等しく、両者の間のクリアランスが所期の寸法に維持される。また、カップ状中間材8の内外両面に形成されている樹脂被覆は、パンチ9およびダイス16に接触することにより、滑りおよび延びの許容温度の範囲内に保持される。
【0036】
また、成形加工を開始するべくクラッチをオンとすることにより、ダイス16に対して、常温程度の水に替えて前記高温熱源部19から温水が供給され、ダイス16が加熱昇温される。したがって絞りしごき成形加工に伴うカップ状中間材8の材料の延びおよび摩擦によってパンチ9の表面側の温度が上昇するのに合わせて、ダイス16の温度が上昇する。そのため、加工開始直後からの立上り時においても、パンチ9とダイス16との温度差が大きくなることがない。
【0037】
こうしてパンチ9が下死点まで下降すると、絞りしごき成形が終了し、先ず、インナースライド1と共にパンチ9が上昇し、ついで、シワ押え14が上昇し、そのシワ押え14の上昇と共に、あるいはシワ押え14の上昇に合わせてノックアウト23が上昇して成型品がダイス16から上方に押し出される。そして、その成型品は図示しない次のしごき工程に送られる。
【0038】
なお、カップ状中間材8が短い時間間隔で送られてくるので、上記の絞りしごき成形加工はカップ状中間材8の供給速度に合わせて繰り返し実行され、その加工継続中は、ダイス16に前記温水が供給されてその加熱もしくは保温が継続される。その過程で、カップ状中間材8の供給が中断するなどのことによって絞りしごき加工が中断した場合、すなわちプレス機のクラッチがオフになった場合には、ダイス16には前記温水に替えて室温程度の水が供給され、ダイス16が相対的に冷却される。すなわち、加工中にはダイス16が加熱保温され、加工をおこなっていない場合には、ダイス16が相対的に冷却される。
【0039】
したがって上記の装置および方法によれば、絞りしごき成形の開始前ではダイス16を相対的に冷却し、その加工の開始に伴ってダイス16を加熱もしくは保温するので、カップ状中間材8の成形加工によりパンチ9の表面側の温度が上昇するのに合わせてダイス16の温度を上昇させ、パンチ9とダイス16との温度差を小さくすることができる。そのため、成型品であるシームレス缶の缶胴壁厚の変化量を小さくすることができ、また成形途中での破胴や樹脂被覆の亀裂などの欠陥を防止もしくは抑制することができる。
【0040】
即ち、ダイスの温度を積極的に上昇させることにより、ダイスを熱膨張させる。そうするとダイスホルダーとダイスとの間に隙間を設けてあることにより外方へは拡がり易く、一方、ダイス16には中心部に開口部が形成されているので結果として、開口部の径、即ちダイス16の内径が大きくなるという現象を利用してパンチ9とダイス16との間のクリアランスを維持させることができる。
【0041】
ここで本発明者等がおこなった実験の結果を示すと図5のとおりである。図5に示すように、ダイス16の温度を上述したようにコントロールした場合には、缶胴壁厚の減少量が少なくなり、これに対してダイス16の温度をコントロールしない場合には、缶胴壁厚の減少量すなわち目標とする壁厚に対する誤差が大きくなった。なお、成形開始からパンチ9の温度が安定するまでの間、あるいは成形している間において、パンチ表面温度を従来公知の温度センサを用いて検出し、その検出した温度に応じて、ダイス16に供給する高温流体の開閉制御を、種々の成形速度、缶機、缶種、ダイス機、被覆樹脂の仕様等から得られた実験データを元に細かく実施すれば更に成形不良を少なくすることができる。
【0042】
なお、上記の具体例は、絞りしごき成形に本発明を適用した例を示したが、本発明は上記の具体例に限定されないのであって、絞り成形をおこなう装置あるいは方法に適用でき、またしごき成形のみをおこなう装置あるいは方法に適用することができる。また、本発明におけるダイスの冷却および加熱の手段として、上記の具体例で示した水や温水以外の適宜の手段を採用でき、例えば温風や冷風、加熱用赤外線などを使用することができる。
【0043】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、パンチとダイスとを使用した成形加工をおこなう前、もしくは成形加工を中断している際に、ダイスの加熱を実行せず、これに対してパンチとダイスとを使用した成形加工を開始すると、ダイスが加熱され、成形加工に伴うパンチの温度上昇に合わせてダイスの温度が上昇する。しかも両者の軸心のずれが防止できるため、パンチとダイスとの間のクリアランスを維持でき、あるいは両者の軸心のずれを防止でき、さらには缶胴の表面に設けられている樹脂被膜の滑りや延びが良好な状態となり、その結果、本発明によれば、シームレス缶の絞り成形あるいは絞りしごき成形、さらにはしごき成形の過程における成形不良を未然に回避もしくは抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明で対象とするシームレス缶胴の成形過程の一例を模式的に示す工程図である。
【図2】 その缶胴成形工程で使用する本発明に係る装置の一例を模式的に示す断面図である。
【図3】 ダイスの成形部位を拡大して示す断面図である。
【図4】 ダイスの加熱・冷却のための温水および水の給排系路を示す系統図である。
【図5】 本発明による缶胴壁厚の変化量と従来例による缶胴壁厚の変化量とを示す線図である。
【符号の説明】
8…カップ状中間材、 9…パンチ、 16…ダイス、 17…流路、 19…高温熱源部、 20…低温熱源部、 21…切換弁、 22…コントローラ。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
In the present invention, a cup-shaped intermediate material obtained by drawing a metal plate coated on both sides with a thermoplastic resin is subjected to redrawing or redrawing ironing or ironing with a punch and a die. The present invention relates to an apparatus and a manufacturing method for manufacturing a seamless can body with a cap.
[0002]
[Prior art]
In general, metal cans (containers) made of aluminum or steel are roughly classified into three-piece cans, two-piece cans, and bottle-type cans according to their shapes. The three-piece can is called a three-piece can because it consists of a bottom lid, a can body joined by welding or adhesion, and a canopy. In addition, the two-piece can is a structure in which a canopy is attached to a can body in which the bottom of the can is integrated. The two-piece can is referred to as a two-piece can because the can body and the canopy are two constituent members. It is also called a seamless can because it has no seams. Furthermore, the bottle-shaped can is composed of a side seamless can body having a threaded portion formed at one open end of the can body, a cap and a bottom cover screwed to the threaded portion, and the overall shape is glass. It is called a bottle-shaped can because it is close to a bottle made of plastic.
[0003]
In any of these metal cans, a protective layer made of a synthetic resin is formed on the inner surface of the can in order to ensure corrosion resistance. In recent years, a laminated can having a coating made of a thermoplastic resin as a protective layer has been developed and put into practical use. This type of laminated can is made of a resin film-covered metal plate obtained by laminating a resin film on a metal material, and is often formed into a can body by deep drawing or drawing and ironing. In order to obtain a two-piece can body, since the amount of deformation or the degree of processing of the material is large, a high molding technique is required.
[0004]
That is, the merit of the laminate can depends on the organic resin film to be applied, but it is excellent in content resistance, particularly in flavor such as taste and flavor of the contents. On the other hand, as a disadvantage, it is a problem in can manufacturing, but because the processing degree (or forming degree) of the thermoplastic resin film metal plate is large, the inner resin film is scratched during molding, and the quality of the inner surface of the can Therefore, it is necessary to strictly inspect the quality of the can body, and the product yield is inferior to that of a general paint can.
[0005]
In particular, in the case of a two-piece type laminate can made of a steel material, the tendency is great, but the same thing occurs in an aluminum material laminate can. Such a defect of the resin film on the inner surface of the laminated can enters at the time of can molding as described above, and minimizing this defect is an important issue in terms of quality and product yield.
[0006]
As described above, the laminate can is also manufactured by drawing, redrawing and ironing or ironing a cup-shaped intermediate material made of a coated metal plate coated with a thermoplastic resin film. 2. Description of the Related Art Devices that are configured to control the temperature of a forming tool are known as devices that can prevent fractures and cracks in coating resin. This type of apparatus is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-278921, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-210381, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-275961.
[0007]
To briefly explain the invention described in these publications, the method described in JP-A-1-278921 is a method for producing a container in which the temperature of the punch during the process is maintained at a temperature of 50 ° C. to 80 ° C. In the method described in JP-A-6-210381, when a seamless can is manufactured by redrawing from a laminated metal plate in which polyester films are laminated on both sides, the inside of the die (or in the die and the wrinkle presser) is used. The hot water was allowed to flow through and was switched to cold water just before the start of processing, so that the surface temperature of the die facing the wrinkle presser (or the wrinkle presser facing the die) was maintained at 40 to 100 ° C. during the processing. In addition, the invention described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-275961 heats the inside of the die, the wrinkle presser and the punch before the molding operation, and cools the heating immediately before the molding starts. Toggles, continued cooling during molding, a method for producing a seamless can which is to maintain the die during molding, wrinkles retainer and punch of the surface temperature, and extracted punch surface temperature immediately after within a predetermined temperature range.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In the invention described in each of the above publications, the temperature of the die and punch or the wrinkle presser is maintained within a predetermined range before or after the molding process is started and during the molding process. The punch and wrinkle presser are heated before the molding process and cooled just before the molding process starts. In this way, the thermal expansion amount of the die and punch can be made almost equal, and the clearance between them can be kept almost constant, and the resin film can be slipped and stretched well to prevent cracks and other defects to some extent. Can do.
[0009]
However, when the change in temperature from the start of forming the punch and the die when the redrawing or redrawing ironing or ironing of the laminated metal sheet was actually performed, the temperature rise of the punch was remarkable. As a result, it was observed that the temperature rise of the die was slower than that of the punch. This is because the die has a small contact area with the workpiece, that is, the cup-shaped intermediate material, and one punch has a large overall contact area with respect to the heat generating portion and a small heat capacity as a whole. It seems to be caused by. Therefore, as in the conventional invention described above, if the die is cooled in the same manner as the punch, the difference between the thermal expansion amounts of both is increased, and as a result, the clearance between the die and the punch is reduced, and the can body The wall thickness is not stable, which may cause molding defects such as fraying of the can body at the start of molding, torn cylinder or uneven thickness, variation in molding dimensions, or cracks in the resin coating. .
[0010]
The present invention has been made paying attention to the above technical problem, and provides an apparatus and a method capable of producing a seamless can body without optimizing the temperature of a die and causing a molding defect. It is the purpose.
[0011]
[Means for Solving the Problem and Action]
In order to achieve the above-mentioned object, the invention of claim 1 is characterized in that a cup-shaped intermediate material obtained by drawing a resin-coated metal plate in which both surfaces of the metal plate are coated with a thermoplastic resin is redrawn by a punch and a die. drawing or re-drawing and ironing or ironing to you molded into a bottomed can barrel with a flange, in the manufacturing apparatus of the tree butter coated metal seamless can barrel having a heating and cooling means for heating and cooling the die, the A flow path is formed inside the die, and a high-temperature heat source section that supplies a high-temperature fluid at a temperature higher than normal temperature and a low-temperature heat source section that supplies a low-temperature fluid at a temperature lower than normal temperature are connected to the flow path. A switching valve that selectively supplies a low-temperature fluid and a high-temperature fluid to the die, and a high-temperature fluid is supplied to the inside of the die by switching from a low-temperature fluid to a high-temperature fluid immediately before or at the start of molding. And a die temperature adjusting means for increasing the temperature of the die, and the die was loosely inserted into the die holder so that the die that was heated and expanded along the entering punch could be automatically aligned. The manufacturing apparatus is characterized by being held in a state .
[0012]
The invention of claim 2 is to redraw or redraw a cup-shaped intermediate material formed by drawing a resin-coated metal plate whose both surfaces are coated with a thermoplastic resin by a punch and a die. Alternatively, in a method of manufacturing a resin-coated metal seamless can barrel that is ironed and formed into a bottomed can barrel with a flange, the die is heated by supplying a low-temperature fluid at room temperature or lower to the inside of the die before the molding process. Without changing the low-temperature fluid to the high-temperature fluid immediately before or simultaneously with the start of the molding process, the die is heated and expanded in accordance with the temperature rise of the punch, It is a manufacturing method characterized by maintaining the clearance between them appropriately .
[0013]
In the manufacturing apparatus or manufacturing method of the present invention is therefore, before carrying out the molding using the punch and die, or interrupting the molding process, or when being ineffective, dice the heating is not executed. On the other hand, when the forming process using the punch and the die is started, the die is heated . As a result, the temperature of the die is increased in accordance with the temperature increase of the punches due to molding. Since the die is held so as the axis of displacement of heating expanded dice against ingress to come punch is prevented, the clearance maintained between the punch and the die, is the al can body Thus, the resin film provided on the surface of the surface of the resin film is satisfactorily slipped and stretched, and accordingly, molding defects are avoided or suppressed.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on specific examples shown in the drawings. First, an example of a seamless can body targeted by the present invention is a can body of a bottle-type can in which a cap is attached to the mouth and neck, and this is manufactured through, for example, the process shown in FIG.
[0015]
As the material of this seamless can body, a resin-coated metal plate laminated with thermoplastic resin on both sides is used, and this is punched into a disk shape in the cup molding process to make a blank, and the blank is drawn into a cup shape. The intermediate material is formed. In the next can body forming step, the cup-shaped intermediate material is redrawn and ironed at least once to form a bottomed cylindrical can body having a small diameter and a thin wall. . In that case, bending and stretching may be performed at the same time.
[0016]
Next, in the top dome forming step, in order to form the can bottom side of the bottomed cylindrical can body into the mouth neck portion and the shoulder portion, first, in the first step, the can bottom corner portion in the above can body (Bottom part and cylindrical part near the bottom part) are molded into a curved surface of the lower part of the shoulder with an arc-shaped longitudinal section, and a small-diameter bottomed cylindrical part is drawn and formed on the bottom side of the can in the second to third steps. On the other hand, the diameter of the bottomed cylindrical portion is reduced until it becomes almost the same as the diameter of the mouth-and-neck portion by performing drawing processing a plurality of times so that the diameter becomes smaller. Further, in the fourth step, the shoulder portion formed following the initial shoulder lower curved surface by repeating such drawing is reshaped (reformed) into a continuous smooth curved surface. In the fifth step and the sixth step, the bottomed cylindrical portion formed to have the same diameter as the mouth and neck portion is subjected to two times of mouth drawing.
[0017]
The lubricant adhering to the can body formed in the top dome forming step with the opening and neck portion and the shoulder portion with the unopened can bottom side removed in the next lubricant removing step. In the subsequent trimming step, the opening end side of the body part opposite to the mouth and neck part is trimmed to make the can a predetermined length. Furthermore, in the printing / painting process, the desired design (letters, decorative patterns, etc.) is printed on the outer surface of the cylindrical body whose end opposite to the mouth / neck is open, and the printing is performed. A transparent curable paint (clear paint) for protecting the outer surface of the can is applied as a top coat to the outer surface of the body. This printing and painting process is the same as the printing and painting process for the cylindrical body of a normal two-piece can.
[0018]
The can body that has been printed and painted is sent to the next drying step to sufficiently dry the printing ink layer and the top coat layer. In this drying step, the laminated thermoplastic resin layer is heated and melted to a temperature equal to or higher than its crystal melting temperature, and then made amorphous by cooling to 160 ° C. within 8 seconds. After that, in the screw / curl molding process, first, the front neck closed portion of the unopened mouth / neck portion is trimmed to open the mouth / neck portion, and the open end portion is externally wound (or internally wound) to form an annular curled portion. Then, a screw for screwing a cap is formed on the cylindrical peripheral wall, and then a bead portion is formed below the screw forming portion.
[0019]
In the neck / flange forming step, one or more neck-in processes and flange processes are sequentially performed on the lower end opening end of the body part opposite to the mouth / neck part. The bottle-shaped can body thus obtained is sent to a bottom lid tightening step (not shown), and a bottom cover of another member made of a metal plate is attached to the bottom end opening of the body portion by a seamer (can lid tightening machine). The bottle-shaped can is completed by being integrally fixed to the flange portion formed by the double winding method.
[0020]
Here, the resin-coated metal plate that can be used in the present invention will be described. The metal plate to be resin-coated is not particularly limited, and an aluminum alloy plate or various surface treatments such as metal plating and chemical conversion treatment are performed. Surface-treated steel sheets such as ultrathin tin-plated steel sheets, nickel-plated steel sheets, electrolytic chromic acid-treated steel sheets, and galvanized steel sheets can be used. As the surface treatment, it is desirable to use a surface-treated metal plate for the purpose of ensuring adhesion with the thermoplastic polyester resin film.
[0021]
For example, chromic acid chromic acid treatment or zirconium phosphate treatment, which is used as a surface treatment after molding of ordinary drawn iron cans, is applied. In the case of a processing degree, an organic-inorganic composite chemical conversion treatment of phosphoric acid or zirconium phosphate and an organic resin is effective. Specifically, for example, an aluminum alloy plate having a thickness of 0.24 mm to 0.38 mm, and 3004 series or 3104 series aluminum alloy specified in Japanese Industrial Standards (JIS), 1 to 40 mg / m 2 of chromium. , Treatment with adhering phosphoric acid chromate, or zirconium 4 to 17 mg / m 2 In addition, a material subjected to a chemical conversion treatment such as an attached zirconium phosphate treatment is used.
[0022]
Moreover, the steel plate in the present invention is a surface-treated steel plate having a thickness of 0.15 mm to 0.25 mm, for example, and the adhesion amount on one side of the steel plate is 20 to 2000 mg / m 2. Nickel plating layer, those having a chemical conversion coating layer composed mainly of an organic resin of 100 mg / m 2 from the 1 mg / m 2 as a single-side adhesion amount of C is used as an upper layer. In addition, the steel plate before nickel plating and chemical conversion treatment is not specifically limited, What is normally used as a steel plate for cans is applied.
[0023]
As the resin film coated on the metal plate, a thermoplastic polyester resin film having good heat resistance and characteristics suitable for can applications is used. Examples of the polyester resin include polyethylene terephthalate (PET) and polybutylene. Homopolymers such as terephthalate (PBT) and polyethylene isophthalate (PEI), copolymers such as copolymers of polyethylene terephthalate and polyethylene isophthalate, blends of such homopolymers, homopolymers and copolymers, etc. Examples thereof include blends and blend resins of copolymers. Lamination of a resin film to a metal plate is performed by a heat fusion method, a dry lamination method, an extrusion coating method, or the like. If the adhesiveness with the coating resin is poor, for example, a urethane adhesive, an epoxy adhesive, an acid An olefin adhesive, a copolyamide adhesive, and a copolyester adhesive can be interposed.
[0024]
Furthermore, the melting point of the thermoplastic polyester resin used in the present invention can be appropriately selected depending on the degree of the copolymer, the selection of the resin to be blended, and the blend ratio thereof. For example, the melting point (Tm) is 200 ° C. to 260 ° C. The resin film is applied. In addition, the resin-coated metal plate of the present invention is made amorphous after being laminated, after being heated and melted above the melting point of the thermoplastic resin film that has been thermally bonded, and then rapidly cooled below the glass transition point. A resin-coated metal plate in which biaxially oriented crystals remain on the upper layer side of the thermoplastic resin coating layer may be used.
[0025]
The apparatus and method of the present invention can be used in the can body forming process among the processes from the cup forming process to the neck and flange forming process described above. FIG. 2 schematically shows an example in which the present invention is applied to an apparatus used for drawing ironing in the can body forming process, and is configured as a mold for a double action press. That is, the inner slide 1 and the outer slide 2 are arranged so as to be vertically movable, and the intermediate plate 3 is fixedly arranged below the outer slide 2 and further below the stroke range of the outer slide 2. A die holder 4 is fixed below the intermediate plate 3, and the die holder 4 is held by a die base 5 disposed below the die holder 4.
[0026]
A nose holder 6 is fixed to the lower surface of the inner slide 1, and a punch drive shaft 7 is attached to the nose holder 6 in a suspended manner. A punch 9 is attached to the lower end of the punch drive shaft 7 for drawing and ironing a cup-shaped intermediate member 8 made of a resin-coated metal plate.
[0027]
The punch 9 is composed of a core material 9a and a sleeve 9b closely fitted to the outer periphery thereof, and at least the sleeve 9b is made of cemented carbide. A spiral flow path 10 is formed at the boundary between the core material 9a and the sleeve 9b, and the water supply / drain path 11 formed through the nose holder 6 and the punch drive shaft 7 is formed in the flow path 10. Is communicated. And this water supply / drainage path 11 is connected to the heat source part (not shown) which circulates, for example, 20-50 degreeC constant temperature water.
[0028]
The outer slide 2 is formed with an opening through which the punch drive shaft 7 and the punch 9 penetrate, and a piston 12 that operates in the vertical direction is provided in the vicinity of the inner periphery of the opening, and is integrated with the piston 12. The pusher pin 13 that moves in a straight line extends downward and a wrinkle presser 14 is attached to the tip (lower end) thereof. The wrinkle presser 14 is a hollow cylindrical member having an opening having a diameter larger than that of the punch 9, and presses the flange (saddle) of the cup-shaped intermediate member 8 with the tip (lower end) thereof. It is configured as follows.
[0029]
Further, the intermediate plate 3 is formed with a through-hole having a diameter larger than that of the wrinkle presser 14, and a wrinkle presser guide 15 having a cylindrical shape is attached to the through-hole. The pusher pin 13 passes through the wrinkle presser guide 15, and the punch drive shaft 7 passes through an opening formed at the center of the wrinkle presser guide 15.
[0030]
A die 16 for drawing and ironing together with the punch 9 is attached to the die holder 4 by a presser plate, and is held so that automatic alignment can be performed along the entering punch 9. The die 16 is an annular plate-like member formed with an opening for molding at the center, and a predetermined clearance is formed between the inner diameter of the opening and the outer peripheral surface of the punch 9. It is a dimension. More specifically, as shown in FIG. 3, the opening in the die 16 includes, in order from the top, a tapered introduction portion 16 a that spreads upward, and a machining portion that is parallel to the central axis and has a predetermined axial length. 16b and a taper-shaped relief portion 16c that extends to the lower side connected to the lower side of the processed portion 16b. Therefore, the part which contacts the said cup-shaped intermediate material 8 which is a workpiece is limited to the process part 16b and its vicinity, Therefore, the location which generate | occur | produces heat | fever with a shaping | molding process, and the location which receives heat with respect to the whole die | dye 16 Limited to a narrow range.
[0031]
Further, a flow path 17 for flowing a temperature adjusting fluid concentrically with the processed portion 16b is formed inside the die 16, and a water supply / drainage path 18 formed in the die holder 4 to which the die 16 is attached. In addition, the lower surface of the die 16 communicates. The flow path 17 and the fluid flowing therethrough constitute a heating / cooling means for adjusting the temperature of the die 16 so as to correspond to the temperature of the punch 9. As shown, a high-temperature heat source unit 19 that supplies a high-temperature fluid at a temperature higher than normal temperature and a low-temperature heat source unit 20 that supplies a low-temperature fluid at a normal temperature or lower are connected to the heat source units 19 and 20 in the middle of the pipe line. The low-temperature fluid and the high-temperature fluid can be selectively supplied to the die 16 by the plurality of switching valves 21 provided in the die 16. In order to perform such control, a controller 22 is provided. The controller 22 corresponds to the die temperature adjusting means of the present invention, and is configured to control the switching valve 21 in accordance with the processing operation of the press machine or in accordance with the temperature rise of the punch from the start of processing. ing.
[0032]
Specifically, the high-temperature heat source unit 19 has hot water of about 50 to 80 ° C., and the low-temperature heat source unit 20 has water at room temperature (about 30 ° C.). At the time of the interruption, water is supplied to the die 16 to be cooled or maintained at about room temperature, and the hot water is supplied to the die 16 by switching from the low temperature fluid to the high temperature fluid immediately before or simultaneously with the start of the molding process. Thus, the temperature of the die 16 is increased.
[0033]
In FIG. 2, reference numeral 23 indicates a knockout, which is arranged on the same axis as the punch 9 and below the punch 9 so as to be movable up and down.
[0034]
Next, the operation of the apparatus configured as described above, that is, the method of the present invention will be described. The cup-shaped intermediate material 8 formed in the previous step is set on the die 16 in a state where the punch 9 and the wrinkle presser 14 are pulled up to the top dead center. In this state, clutches (not shown) of the press machine are turned on, and the inner slide 1 and the outer slide 2 are lowered. As a result, the wrinkle presser 14 first sets the cup-shaped intermediate member 8 by sandwiching the flange of the cup-shaped intermediate member 8 between the upper surface of the die 16. In this state, the lowering of the outer slide 2 stops, but the inner slide 1 further lowers, so that the punch 9 attached thereto enters the inside of the cup-shaped intermediate member 8 fixed to the die 16, The cup-shaped intermediate material 8 together with the die 16 is drawn and ironed.
[0035]
In that case, the constant temperature water mentioned above is supplied with respect to the punch 9, and the temperature is maintained at the predetermined temperature. Further, the above-mentioned water at room temperature is circulated and supplied to the die 16, and the die 16 is maintained in a cooled state or a non-heated state. Therefore, immediately before the start of the forming process, the temperatures of the punch 9 and the die 16 are substantially equal, and the clearance between the two is maintained at the desired dimension. Further, the resin coatings formed on both the inner and outer surfaces of the cup-shaped intermediate member 8 are held within the allowable temperature range for sliding and extending by contacting the punch 9 and the die 16.
[0036]
In addition, by turning on the clutch to start the forming process, hot water is supplied from the high-temperature heat source unit 19 to the die 16 in place of water at about room temperature, and the die 16 is heated and heated. Therefore, the temperature of the die 16 rises as the temperature on the surface side of the punch 9 rises due to the extension and friction of the cup-shaped intermediate member 8 due to the drawing ironing process. Therefore, the temperature difference between the punch 9 and the die 16 does not increase even at the time of rising immediately after the start of processing.
[0037]
When the punch 9 is lowered to the bottom dead center in this manner, the drawing and ironing is finished. First, the punch 9 is lifted together with the inner slide 1 and then the wrinkle presser 14 is lifted, and the wrinkle presser 14 is lifted or wrinkle presser is pressed. The knockout 23 rises with the rise of 14 and the molded product is pushed upward from the die 16. Then, the molded product is sent to the next ironing process (not shown).
[0038]
In addition, since the cup-shaped intermediate material 8 is sent at a short time interval, the drawing and ironing process described above is repeatedly executed according to the supply speed of the cup-shaped intermediate material 8, and the die 16 is subjected to the above-mentioned while the processing is continued. Hot water is supplied and the heating or heat insulation is continued. In the process, when the drawing and ironing process is interrupted due to the supply of the cup-shaped intermediate material 8 being interrupted, that is, when the clutch of the press machine is turned off, the die 16 is replaced with the hot water at room temperature. A certain amount of water is supplied, and the die 16 is relatively cooled. That is, the die 16 is heated and kept warm during processing, and when the processing is not performed, the die 16 is relatively cooled.
[0039]
Therefore, according to the above-described apparatus and method, the die 16 is relatively cooled before the start of drawing and ironing, and the die 16 is heated or kept warm with the start of the processing. As a result, the temperature of the die 16 can be raised in accordance with the rise of the temperature on the surface side of the punch 9, and the temperature difference between the punch 9 and the die 16 can be reduced. Therefore, the amount of change in the thickness of the can barrel wall of the seamless can, which is a molded product, can be reduced, and defects such as a broken barrel and a crack in the resin coating during the molding can be prevented or suppressed.
[0040]
That is, the die is thermally expanded by positively raising the temperature of the die. Then, since a gap is provided between the die holder and the die, it is easy to spread outward. On the other hand, since the opening is formed in the center of the die 16, as a result, the diameter of the opening, that is, the die The clearance between the punch 9 and the die 16 can be maintained by utilizing the phenomenon that the inner diameter of 16 is increased.
[0041]
Here, the result of the experiment conducted by the present inventors is shown in FIG. As shown in FIG. 5, when the temperature of the die 16 is controlled as described above, the amount of decrease in the wall thickness of the can body is reduced. On the other hand, when the temperature of the die 16 is not controlled, the can body The amount of decrease in wall thickness, that is, the error with respect to the target wall thickness, increased. The punch surface temperature is detected using a conventionally known temperature sensor from the start of molding until the temperature of the punch 9 is stabilized or during the molding, and the die 16 is adjusted according to the detected temperature. If the opening and closing control of the high-temperature fluid to be supplied is carried out finely based on experimental data obtained from various molding speeds, can machines, can types, dice machines, coating resin specifications, etc., molding defects can be further reduced. .
[0042]
The above specific example shows an example in which the present invention is applied to drawing ironing. However, the present invention is not limited to the above specific example, and can be applied to an apparatus or method for drawing forming. The present invention can be applied to an apparatus or a method that performs only molding. In addition, as means for cooling and heating the dice in the present invention, any appropriate means other than the water and hot water shown in the above specific examples can be adopted, and for example, warm air, cold air, heating infrared rays, and the like can be used.
[0043]
【The invention's effect】
According to the present invention described above, when being suspended before, or a molding of performing molding using a punch and a die, without performing heating of the die roll, and a punch contrast When starting the molding using a die, dice is heated, the temperature of the die is increased in accordance with the temperature increase of the punches due to forming shape machining. Moreover, since the displacement between the axial centers of the two can be prevented, the clearance between the punch and the die can be maintained, or the displacement between the axial centers of the two can be prevented, and the slip of the resin film provided on the surface of the can body can be prevented. As a result, according to the present invention, it is possible to avoid or suppress molding defects in the process of drawing or drawing ironing of a seamless can and further ironing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a process diagram schematically showing an example of a molding process of a seamless can body targeted in the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing an example of an apparatus according to the present invention used in the can body forming process.
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a die forming part.
FIG. 4 is a system diagram showing hot water and a water supply / discharge system for heating and cooling the dies.
FIG. 5 is a diagram showing the amount of change in can body wall thickness according to the present invention and the amount of change in can body wall thickness according to a conventional example.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 8 ... Cup-shaped intermediate material, 9 ... Punch, 16 ... Dies, 17 ... Flow path, 19 ... High temperature heat source part, 20 ... Low temperature heat source part, 21 ... Switching valve, 22 ... Controller.

Claims (2)

金属板の両面を熱可塑性樹脂で被覆された樹脂被覆金属板を絞り加工してなるカップ状中間材を、パンチとダイスとにより再絞り加工または再絞りしごき加工あるいはしごき加工して鍔付きの有底缶胴に成形する、前記ダイスを加熱・冷却する加熱冷却手段を有する樹脂被覆金属製シームレス缶胴の製造装置において、
前記ダイスの内部に流路が形成され、その流路に、常温より高い温度の高温流体を供給する高温熱源部と常温以下の低温流体を供給する低温熱源部とが接続され、
前記ダイス加熱冷却手段には、低温流体と高温流体とを選択的に前記ダイスに供給する切換弁と、成形加工直前もしくは開始と同時に前記ダイスの内部に低温流体を高温流体に切り換えて高温流体を供給して前記ダイスの温度を高くするダイス温度調整手段とが設けられ、
かつ、前記ダイスは、進入してくる前記パンチに沿って加熱膨張した前記ダイスの自動調芯が可能にダイスホルダーに遊挿された状態で保持されていることを特徴とする樹脂被覆金属製シームレス缶胴の製造装置。
A cup-shaped intermediate material obtained by drawing a resin-coated metal plate with both sides of the metal plate coated with a thermoplastic resin is redrawn or redrawn or ironed with a punch and a die, and has wrinkles. you molded into the bottom can body, the apparatus for manufacturing a dendritic fat coated metal seamless can barrel having a heating and cooling means for heating and cooling the die,
A flow path is formed inside the die, and a high-temperature heat source part that supplies a high-temperature fluid having a temperature higher than normal temperature and a low-temperature heat source part that supplies a low-temperature fluid having a temperature lower than normal temperature are connected to the flow path,
The die heating / cooling means includes a switching valve that selectively supplies a low-temperature fluid and a high-temperature fluid to the die, and the low-temperature fluid is switched to the high-temperature fluid inside the die immediately before or simultaneously with the molding process to supply the high-temperature fluid. And a die temperature adjusting means for supplying and increasing the temperature of the die,
And the die is held in a state of loose insertion in a die holder so as to enable automatic alignment of the die heated and expanded along the approaching punch. Can barrel manufacturing equipment.
金属板の両面を熱可塑性樹脂で被覆された樹脂被覆金属板を絞り加工してなるカップ状中間材を、パンチとダイスとにより再絞り加工または再絞りしごき加工あるいはしごき加工して鍔付きの有底缶胴に成形する樹脂被覆金属製シームレス缶胴の製造方法において、
成形加工前においては前記ダイスの内部に常温以下の低温流体を供給して前記ダイスは加熱せず、かつ、成形加工の開始直前もしくは開始と同時に上記低温流体を高温流体に切り換えて、前記パンチの温度上昇に合わせて前記ダイスを加熱膨張させ、加熱開始直後から立ち上がり時のパンチとダイスとの間のクリアランスを適正に維持させることを特徴とする樹脂被覆金属製シームレス缶胴の製造方法。
A cup-shaped intermediate material obtained by drawing a resin-coated metal plate with both sides of the metal plate coated with a thermoplastic resin is redrawn or redrawn or ironed with a punch and a die, and has wrinkles. In the manufacturing method of the resin-coated metal seamless can body to be molded into the bottom can body,
Before the molding process, a low temperature fluid having a normal temperature or less is supplied to the inside of the die so that the die is not heated, and the low temperature fluid is switched to a high temperature fluid immediately before or simultaneously with the start of the molding process. A method for producing a resin-coated metal seamless can body characterized in that the die is heated and expanded in accordance with a rise in temperature, and the clearance between the punch and the die at the time of rising immediately after the start of heating is appropriately maintained .
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