JPH01284431A

JPH01284431A - 簿肉化深絞り塗装罐及びその製法

Info

Publication number: JPH01284431A
Application number: JP63113617A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Miyazawa; 哲夫宮沢; Kazuhiro Sato; 一弘佐藤; Seishichi Kobayashi; 小林　誠七
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Current assignee: Toyo Seikan Group Holdings Ltd
Priority date: 1988-05-12
Filing date: 1988-05-12
Publication date: 1989-11-15
Anticipated expiration: 2011-06-19
Also published as: GB8910920D0; JP2508799B2; GB2219543A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は薄肉化深絞り塗装罐及び製法に関するもので、
より詳細には事前塗装金属板が深絞り成形され且つ側壁
部が曲げ伸しにより薄肉化されていながら、優れた耐腐
食性を示す罐及びその製造法に関する。

（従来の技術）被覆金属板を絞り及び再絞り加工に付することによって
、無継目（シームレス）罐胴を製造することは製鑵の分
野では古くから広く行われている。この絞り一再絞り成
形に際して、金属板は、罐の高さ方向には寸法が大きく
なり且つ１胴周方向には寸法が縮小するように塑性流動
する。そのため、絞り一再絞り成形で得られた罐胴では
、罐胴側壁部の厚みが下部から上部に向けて増大し、側
壁部上端（開口端）では著しく肉厚となる傾向がある。

被覆金属板の絞り一再絞り成形に際して、再絞りダイス
の曲率コーナ部で小経の深絞りカップに絞り成形すると
共に、側壁部を曲げ伸ばしして側壁部を薄肉化すること
も既に知られている。例えば、特表昭５６−５０１４４
２号及び特表昭６２−５０２１８１号公報。また、被覆
金属板の塗料としては、従来のビニルオルガノゾル、エ
ポキシ、フエノリクス、ポリエステル及びアクリルが使
用されることも知られている。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、この薄肉化深絞り塗装罐の製造に際して
は、絞り成形に先立って金属板に施した塗膜の耐腐食性
が成形加工により極度に低下するという問題がある。第
一の問題は、最終薄肉化深絞り罐におけるショックライ
ンの発生である。このショックラインとは、前段の絞り
成形でカップコーナ部であった部分の塗膜が溝状のライ
ンとなって罐の側壁部に現れる現象である。このショッ
クラインの発生は、罐の外観特性を損うばかりではなく
、この溝状のライン部分では塗膜に多数のマイクロクラ
ックが入フていることから、金属板の腐食や内容物への
金属溶出等を発生することになる。

第二の問題は、薄肉化深絞り成形に際して塗膜が金属板
の塑性流動に追従し得す、塗膜の破断切れや剥離を生ず
ることである。既に指摘した通り、絞り一再絞り成形で
は、金属板の罐の高さ方向には寸法が大ぎくなり且つ１
胴周方向には寸法が縮小するように塑性流動を生じ、し
かも曲げ伸しによる薄肉化が生ずるのであるが、従来罐
用に使用されている塗料では、このような変形に耐える
ことができず、切れやはがれを生ずるのである。

従って、本発明の目的は、事前塗装金属板を深絞り成形
することにより形成され且つ側壁部が薄肉化されている
薄肉化深絞り塗装罐において、前述したショックライン
や塗膜の破断及び剥離を防止し且つ罐の耐腐食性を顕著
に向上させることを目的とする。

（問題点を解決するための手段）本発明によれば、事前塗装金属板を深絞り成形すること
により形成され且つ側壁部が薄肉化されている薄肉化深
絞り塗装罐において、事前塗装金属板の塗膜が、メチル
エチルケトン中その沸点温度で測定したゲル分率が３０
乃至９０％であり、１００℃の温度で測定して伸び率が
２００％以上及びヤング率がＩ　Ｘ　１×１０６乃至５
Ｘ１０９ダイン／ｃｍ２以下であり且つ樹脂中の塩素含
有率が２０重量％以下である可塑剤含有乃至は内部可塑
化熱硬化性樹脂塗膜から成ることを特徴とする薄肉化深
絞り塗装罐が提供される。

本発明によればまた、事前塗装金属板から前絞りカップ
を製造し、前絞りカップを、カップ内に挿入された環状
の保持部材と再絞りダイスとで保持し、保持部材及び再
絞りダイスと同軸に且つ保持部材内を出入し得るように
設けられた再絞りポンチと再絞りダイスとを互いに噛み
合うように相対的に移動させ、前絞りカップよりも小径
の深絞りカップに絞り成形するに際し、事前塗装金属板
として、メチルエチルケトン中その沸点温度で測定した
ゲル分率が３０乃至９０％であり、１００℃の温度で測
定して伸び率が２００％以上及びヤング率がＩ　Ｘ　１
×１０６乃至５Ｘ　１０’ダイン／ｃｍ２以下であり且
つ樹脂中の塩素含有率が２０重量％以下である可塑剤含
有乃至は内部可塑化熱硬化性樹脂塗膜を備えた金属板を
使用し、前絞りカップを前記熱硬化性樹脂塗膜のガラス
転移点以上の温度において、再絞りダイスを介して曲げ
伸ばししながら深絞りカップに成形することを特徴とす
る薄肉化深絞り塗装罐の製法が提供される。

本発明は特に、全体としての絞り比が１．３乃至４．０
、特に１．５乃至３．５の範囲にあり、側壁部が平均し
て素板厚の５乃至４０％、特に１０乃至３０％に薄肉化
されている薄肉化深絞り塗装罐に有用である。

本発明に用いる熱硬化性樹脂塗膜は、（１）アクリル樹
脂、ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、
エポキシ樹脂、フェノール樹脂及びアミノ樹脂から成る
群より選択された塗膜形成成分と、（ｉｉ）アクリル樹
脂、ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、
エポキシ樹脂、フェノール樹脂及びアミノ樹脂から成る
群より選択され、前記塗膜形成成分（１）以外で且つ塗
膜形成成分（１）に対して硬化作用を示す塗膜形成成分
とから構成されるが、塗膜形成成分（１）及び（ｉｉ）
の少なくとも一方としてその分子内に長鎖アルキル基を
有することにより内部可塑化されたものを用いるか、或
いは可塑剤（ｉ＋＋　）を外部から配合して使用する。

（作用）本発明に用いる事前塗装金属板は、可塑剤含有乃至は内
部可塑化熱硬化性樹脂塗膜から成ることが基本的に重要
である。金属板との密着性や腐食性成分に対するバリヤ
ー性の点ではこの塗膜が熱硬化性樹脂であることが必要
不可欠であるが、−般の熱硬化性樹脂では薄肉化深絞り
成形の際に十分な塑性流動を生じさせることは不可能に
近い。

本発明では、この熱硬化性樹脂を内部可塑化し或いは可
塑剤の配合により外部可塑化することにより、金属板の
塑性流動に追随し得る特性を塗膜に付与したものである
。

次いで、この塗膜は一定の範囲の架橋（ネットワーク）
の程度を有することが、ショックラインの発生や塗膜切
れ或いははがれを防止するために重要である。即ち、こ
の塗膜は、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）中、その沸点
温度で測定して、３０乃至９０％、特に４０乃至９０％
のゲル分率を有するものでなければならない。即ち、Ｍ
ＥＫゲル分率が上記範囲よりも低い場合には、ショック
ラインの発生を防止することが困難であると共に、塗膜
自体の耐腐食性（腐食成分に対するバリヤー性）も劣る
ようになり、一方ＭＥＫゲル分率が上記範囲よりも高い
と、成形時に塗膜切れやはがれを生じるようになる。こ
の事実は、成形されつつある部分以外からの樹脂の流れ
を防止するには、該部分での塑性流動を許容する範囲で
成る程度のネットワーク構造が必要であることを意味し
ている。

更に、この塗膜は、１００℃の温度で測定して伸び率が
２００％以上、及びヤング率がｌＸｌ×１０６乃至５Ｘ
１０９ダイン／Ｃｏ＋２、特にｌＸ１０１′乃至２Ｘ１
０９ダイン／Ｃｌ１１２の範囲内にあるものでなければ
ならない。本明細書において、特に１００℃の温度で伸
び率及びヤング率を問題とするのは、塗装金属板の薄肉
化深絞り成形では、変形時の内部摩擦により塗膜が上記
温度の近辺の温度に上昇することが認められることによ
る。従来、通常の絞り一再絞り罐に使用されているエポ
キシ−フェノール系塗料では上記温度での伸び率が数十
％のオーダーであって、本発明における薄肉化深絞り成
形に追随できないが、本発明によれば、この温度におけ
る伸び率を２００％以上とすることにより、最低限の加
工性が確保される。また、前記温度におけるヤング率が
ｌＸｌ×１０６乃至５　ｘ　１０９ｄｙｎｅ／ｃｍ２の
範囲にあることも重要であり、この範囲よりもヤング率
が高いと、成形後の塗膜に内部歪が残留して、経時或い
はその後の後処理により、塗膜が収縮して、剥離や破断
を生じやすくなる。またヤング率が上記範囲よりも小さ
いと、成形中に塗膜の切れを生じて、塗膜の連続性が失
われ、或いはそうでない場合にも塗膜中にマイクロクラ
ックが発生するようになる。

更にまた、本発明における塗膜は、′樹脂中の塩素含有
量が２０重量％以下でなければならない。

樹脂中の塩素含有量が２０％を越えると塗膜の焼付（架
橋）時に既に塩化水素を発生する傾向があり、また加工
後の経時や内容物のレトルト殺菌時に分解により生じる
塩化水素で鉄面腐食を発生する等のトラブルがある。

本発明によれば、以上の条件を満足する内部可塑化乃至
は外部可塑化熱硬化性塗膜を用いることにより、ショッ
クラインの発生や成形時の塗膜切れ或いはハガレを防止
して、事前塗装金属板の薄肉化深絞り成形性を向上させ
、且つ最終罐体の耐腐食性を顕著に向上させることが可
能となった。

（発明の好適態様）１■ 本発明では、内部可塑化或いは外部可塑化熱硬化性樹脂
塗料を使用する。この熱硬化性樹脂は、互いに反応して
架橋構造を形成し得る少なくとも２種類の樹脂成分から
成る。架橋構造を形成し得る官能基としては、アルコー
ル性又はフェノール性水酸基、エーテル化メチロール基
、アミノ基、アミド基、カルボキシル基、カルボン酸無
水物基、エポキシ基等を挙げることができ、これらの官
能基を有する樹脂成分が使用される。一般に、一方の樹
脂成分としては、（１）アクリル樹脂、ビニル樹脂、ポ
リエステル樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、フェ
ノール樹脂及びアミノ樹脂から成る群より選択された塗
膜形成成分が使用され、他方の樹脂成分としては、（ｉ
ｉ）アクリル樹脂、ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、ポ
リアミド樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂及びアミ
ノ樹脂から成る群より選択され、前記塗膜形成成分（１
）以外で且つ塗膜形成成分（＋）に対して硬化作用を示
す塗膜形成成分が使用される。

アクリル樹脂としては、アクリル酸エチル、メタクリル
酸メチル等の（メタ）アクリル酸アルキルを主たる構成
単位とし、官能性基含有単位として、アクリル酸、メタ
クリル酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シ
トラコン酸等のエチレン系不飽和カルボン酸乃至その無
水物：ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロ
キシプロピル（メタ）アクリレート等の水酸基含有（メ
タ）アクリレート：アミノエチル（メタ）アクリレート
、アミノプロピル（メタ）アクリレート、Ｎ−アミノエ
チルアミノ（メタ）アクリレート等のアミノ基含有（メ
タ）アクリレート等を含有するアクリル樹脂が使用され
る。

ビニル樹脂としては、塩化ビニル及び酢酸ビニルを主た
る構成単位とし、官能性基含有単位として、前述したエ
チレン不飽和カルボン酸乃至その無水物：水酸基含有（
メタ）アクリレート；或いはビニルアルコール単位を含
有する樹脂が使用される。

ポリエステル樹脂としては、末端或いは更に側鎖に水酸
基又はカルボキシル基を有し二官能性或いは三官能性以
上の多官能性を有する塗料用ボリエステル樹脂が使用さ
れ、例えば、イソフタル酸、トリメリット酸、ピロメリ
ット酸、アジピン酸、セパチン酸、重合脂肪酸等の酸成
分と、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プ
ロピレングリコール、グリセリン、ネオペンチルグリコ
ール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール
、ビスフェノールＡ等の多価アルコールとを縮合させて
得られるポリエステル樹脂が使用される。

ポリアミド樹脂としては、末端或いは更に側鎖にアミノ
基又はカルボキシル基を有し、二官能性或いは三官能性
以上の多官能性を有する塗料用ポリアミド樹脂が使用さ
れ、例えば重合脂肪酸（ダイマー酸）或いは重合脂肪酸
とアジピン酸、セパチン酸等の二塩基酸と、エチレンジ
アミン、テトラメチレンジアミン等のジアミンとの重縮
合により得られたポリアミド類が使用される。

エポキシ樹脂としては、エビへロヒドリンとビスフェノ
ールＡ（２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロ
パン）の如き多価フェノール類とを縮合させて得られる
エポキシ末端のフェノール類が使用され、特にエポキシ
当量が２，０００乃至１０．０００、特に２，５００乃
至ａ、ｏｏｏのものが有利に使用される。

フェノール樹脂としては、単環又は多環のフェノール類
とホルムアルデヒドとをアルカリ触媒の存在下に縮合さ
せて得られるレゾール樹脂、即ちメチロール基含有樹脂
や、このメチロール基をブタノール等でエーテル化させ
て成る樹脂が使用される。フェノール樹脂の分子量は一
般に５００乃至２０００の範囲内にあるのがよい。

アミノ樹脂としては、尿素、メラミン、グアナミン、ベ
ンゾグアナミン等の窒素含有化合物とホルムアミドとを
アルカリ触媒の存在下に重縮合させ、所望により得られ
る樹脂中のメチロール基をブタノール等のアルコール類
でエーテル化させて成る樹脂が使用され、その分子量は
一般に１０００乃至２０００の範囲内にあるのがよい。

これらの樹脂は、一方の樹脂が他方の樹脂の硬化剤とな
るように組合される。例えば、一方の樹脂がエポキシ樹
脂である場合、他方の樹脂として、エポキシ樹脂硬化剤
として作用するアクリル樹脂、ビニル樹脂、ポリアミド
樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂及びアミノ樹
脂の少なくとも１種が組合される。このタイプの硬化型
樹脂は金属板への密着性に特に優れている。一般にエポ
キシ樹脂と硬化剤樹脂とは、重量比で７０：３０乃至９
９：１．特に８０　：　２０乃至９８：２で用いるのが
よい。

熱硬化性樹脂成分の内部可塑化は、樹脂中の主鎖、側鎖
又は末端に長鎖アルキル基、一般に炭素数６乃至２６、
特に８乃至２０のアルキル基を導入することにより行う
ことができる。例えば、アクリル樹脂やビニル樹脂では
、長鎖アルキル基を有する（メタ）アクリル酸エステル
を重合体鎖中に組込むことにより、内部可塑化を行うこ
とができる。また、ポリエステルやポリアミド樹脂では
、カルボン酸成分として重合脂肪酸や長鎖アルキルジカ
ルボン酸を使用し或いは長鎖アルキレンジオールや、長
鎖アルキレンジアミンを使用し、これらを重合体鎖中に
組込むことにより、内部可塑化を行う。更に、エポキシ
樹脂、フェノール樹脂、アミノ樹脂では、これらの樹脂
を脂肪酸、重合脂肪酸、乾性油、樹脂酸乃至ロジンで変
性することにより内部可塑化することができる。

樹脂の内部可塑化の程度は、用いる樹脂の種類や組合せ
によっても著しく相違するが、樹脂当り長鎖脂肪族炭化
水素基が１乃至５０重量％、特に１乃至４０重量％含有
されていればよい。

本発明において、内部可塑化の代りに、或いは内部可塑
化と共に、可塑剤の配合により外部可塑化を行う。外部
可塑化に好適に使用される可塑剤としては、ポリエステ
ル系可塑剤、例えば、ポリ（ジエチレングリコール、テ
ルペン無水マレイン酸付加物）エステル、ポリ（プロピレングリコール、アジピン酸）エステル、ポリ（１，３−ブタンジオール、アジピン酸）エステル
、ポリ（プロピレングリコール、セパチン酸）工ステル、ポリ（プロピレングリコール、フタール酸）エステル、ポリ（１，３−ブタンジオール、フタール酸）エステル
、ポリ（エチレングリコール、アジピン酸）エステル、ポリ（１，６−ヘキサンジオール、アジピン酸）エステ
ル、アセチル化ポリ（ブタンジオール、アジピン酸）エステ
ル等；エポキシ系可塑剤、例えばエポキシ化大豆油、エポキシ化ヒマシ油、エポキシ化アマニ油、エポキシ化すフラワー油、エポキシ化アマニ油脂肪酸ブチルエポキシステアリン酸オクチル等；酸変性ワックス類、例えば無水マレイン酸変性ポリエチレンワックス、無水マレイ
ン酸変性ポリプロピレンワックス、酸化ポリエチレンワ
ックス等。

勿論、性能は幾分劣るが、フタノール酸エステル類、脂
肪族二塩基酸エステル類；リン酸エステル、脂肪酸エス
テル、多価アルコールエステル等を用いることもできる
。

外部可塑化の場合、可塑剤は前記樹脂光り１乃至５０重
量％、特に！乃至４０重量％の量で用いるのがよい。

！旦」ソ七１星工本発明では、金属板としては各種表面処理鋼板やアルミ
ニウム等の軽金属板が使用される。

表面処理鋼板としては、冷圧延鋼板を焼鈍後二次冷間圧
延し、亜鉛メツキ、錫メツキ、ニッケルメッキ、電解ク
ロム酸処理、クロム酸処理等の表面処理の一種または二
種以上行ったものを用いることができる。好適な表面処
理鋼板の一例は、電解クロム酸処理鋼板であり、特に１
０乃至２００ｍｇ／ｍ”の金属クロム層と１乃至５０ｍ
Ｈ／ｍ２（金属クロム換算）のクロム酸化物層とを備え
たものであり、このものは塗膜密着性と耐腐食性との組
合せに優れている。表面処理鋼板の他の例は、０．５乃
至１１．２ｇ／ｍ’の錫メツキ量を有する硬質ブリキ板
である。このブリキ板は、金属クロム換算で、クロム量
が１乃至３０　ｒｎｇ／ｍ２となるようなりロム酸処理
或いはクロム酸／リン酸処理が行われていることが望ま
しい。

軽金属板としては、所謂純アルミニウム板の他にアルミ
ニウム合金板が使用される。耐腐食性と加工性との点で
優れたアルミニウム合金板は、Ｍｎ　：　０．２乃至１
．５重量％、Ｍｇ：０．８乃至５重量％、Ｚｎ　：　０
．２５乃至０．３重量％、及びＣｕ　：　０．１５乃至
０．２５重量％、残部がＡＩの組成を有するものである
。これらの軽金属板も、金属クロム換算で、クロム量が
２０乃至３００　ｍｇ／ｍ”となるようなりロム酸処理
或はクロム酸／リン酸処理が行われていることが望まし
い。

金属板の素板厚（ｔＢ）は、金属の種類、容器の用途或
いはサイズによっても相違するが、一般に０．１０乃至
０．５０ｍｍの厚みを有するのがよく、この内でも表面
処理鋼板の場合には、ｏ、ｉｏ乃至０　、３０ｍｍの厚
み、また軽金属板の場合には０．１５乃至０．４０＋ｎ
ｍの厚みを有するのがよい。

本発明は、絞り成形に先立って、金属板に前記樹脂の保
護被覆を施し、この保護被覆層を実質上損傷することな
しに、深絞り成形と側壁部の均一薄肉化とを行い得るこ
とが利点である。

前述した樹脂塗料は、エナメル或はラッカー等の有機溶
媒溶液の形で、或は水性分散液または水溶液の形で、ロ
ーラ塗装、スプレー塗装、浸漬塗装、静電塗装、電気泳
動塗装等の形で金属素材に施す。勿論、前記樹脂塗料が
熱硬化性の場合には、必要により塗料を焼付ける。保護
塗膜は、耐腐食性と加工性との見地から、一般に２乃至
５０μｍ、特に３乃至４０μｍの厚み（乾燥状態）を有
することが望ましい。また、絞り一再絞り性を向上させ
るために、塗膜中に、各種滑剤を含有させることができ
る。

第４図は、本発明に好適に使用される被覆金属板の一例
を示す。即ち、金属基材１１の両表面には、クロム酸処
理被覆の如き化成被膜１２ａ。

１２ｂが設けられ、鑵内面となる側には、この化成被膜
１２ａを介して内面塗膜１３が設けられる。一方、罐外
面となる側には化成被膜１２ｂを介して、ホワイトコー
ティング１４及び透明ニス１５から成る外面塗膜が設け
られる。

１匹文区投ユ瓜形本発明の成形工程を説明するための第２図において、打
抜き工程において、前述した被覆金属板を厚みｔ８の円
板２０に打抜く。次いで絞り工程で、厚みがＴＢで大径
の底部２１と、厚みがＴｗ′　で高さの低い側壁部２２
とを備えた浅絞りカップ２３に絞り成形する。この絞り
工程における絞り比（式（８）参照）は、一般に１．２
乃至１．９、特に１．３乃至１．８の範囲にあることが
よい。側壁部２２の厚みＴｗ’　は、ＴＢよりもやや大
きい。

次いで、第１次再校り工程で、浅絞りカップ２３を、後
に詳述する如く再絞り成形する。

本発明の再絞り工程を説明するための第３図において、
被覆金属板から形成された前絞りカップ１は、このカッ
プ内に挿入された環状の保持部材２とその下に位置する
再絞りダイス３とで保持される。これらの保持部材２及
び再絞りダイス３と同軸に、且つ保持部材２内を出入し
得るように再絞りポンチ４が設けられる。再絞りポンチ
４と再絞りダイス３とを互いに噛みあうように相対的に
移動させる。

これにより、前絞りカップ１の側壁部は、環状保持部材
２の外周面５から、その曲率コーナ部６を経て、径内力
に垂直に曲げられて環状保持部材２の環状底面７と再絞
りダイス３の上面８とで規定される部分を通り、再絞り
ダイス３の作用コーナ部９により軸方向にほぼ垂直に曲
げられ、前絞りカップ１よりも小径の深絞りカップ１０
に成形すると共に、側壁部を曲げ伸ばしにより薄肉化す
る。

この場合、再絞りダイスの作用コーナ部の曲率半径（Ｒ
ｄ）を、金属板製板厚（ｔａ）の１乃至２．９倍、特に
１．５乃至２．９倍の寸法とすると、側壁部の曲げ伸ば
しによる薄肉化が有効に行われるのみならず、側壁部の
下部と上部における厚みの変動が解消され、全体にわた
って均一な薄肉化が可能となる。以下、この点について
説明する。

曲げ伸ばしの原理を説明するための第３図において、被
覆金属板は十分なバックテンションの下に曲率半径Ｒｄ
を有する再絞りダイスの作用コーナ部９に沿って強制的
に曲げられる。この場合、被覆金属板の作用コーナ部側
の面では歪は生じないが、作用コーナ部と反対側の面で
は引張りによる歪を受ける。この歪量ε、は、作用コー
ナ部の曲率半径をＲｄ及び板厚をｔとしたとき、下記式
で与えられる。被覆金属板の面（内面）は、作用コーナ
部でε、だけ引き伸ばされるが、他方の面（外面）は作
用コーナ部直下でバックテンションによりε８と同じ量
伸ばされることになる。このように被覆金属板は曲げ伸
ばしされることにより、その厚みが薄肉化されるが、そ
の厚み変化率ε、は、下記式で与えられる。上記式（２）から作用コーナ部の曲率半
径Ｒｄを小さくすることが被覆金属板を薄肉化するのに
有効であること、即ち、Ｒｄを小さくすればするほど、
厚みの変化１εｔＩは大きくなることがわかる。また、
作用コーナ部の曲率半径Ｒｄを一定にして考えると、作
用コーナ部を通る被覆金属板の厚みｔが増大するほど、
厚みの変化１εｔ１が大きくなることがわかる。

第４図は、作用コーナ部の曲率半径Ｒｄを横軸とし、厚
み変化率ε１を縦軸とし、被覆金属板の厚みｔを変化さ
せた場合の両者の関係をプロットしたグラフである。第
４図の結果は前述した事実を明らかに示している。

今、作用コーナ部に供給される被覆金属板の厚みをｔｏ
、曲げ伸ばしにより薄肉化されたものの厚みをｔｌとす
ると、この厚みｔ、は式で与えられる。ところで、前絞
りカップの側壁部の上方では径方向の圧縮の影響により
、基準厚み（素板厚）ｔａよりも厚みが増大しており、
この厚みは式％式％（４）式中、αは厚み指数である、で表わされるから、この場合の薄肉化された厚み１、は
式％式％（５）そこで、α＝０の場合のｔ１当りのα≠０の場合のｔｌ
の比、Ｒａｔｉｏは式％式％（６）で表わされる。上記式（６）からＲｄを小さくすること
は、曲げ伸ばしされた側壁部における厚みの変動比を小
さな値に抑制する作用をもたらすことが理解される。具
体的に、ｔ、　＝　０．１８ｍ１１１１．　α冨０．１
として、Ｒｄが２ｍｍの場合、Ｒａｔｉｏ　＝１．０９
１であるのに対して、Ｒｄが０．５　ｍｍの場合、Ｒａ
ｔｉ。

＝１．０７２であり、厚みの変動抑制及び均一化に著効
があることがわかる。

換言すると、基準厚み（ｔ、）に対する前絞りカップの
厚み比は１＋αであるから、厚みの変動の抑制率は、式％式％で与えられ、前述した例について、式（７）の値を求め
ると、Ｒｄ＝２ｍｍの場合０．００９　、Ｒｄ　＝０．
５ｍｍの場合０．０２８となり、後者の場合的３．２倍
の効果があることが認められる。

以上説明したとおり、再絞りダイスの作用コーナ部の曲
率半径（Ｒｄ）を小さくすることが、曲げ伸ばし後の側
壁部の厚みを均一化する上に有効である。Ｒｄの値が前
記範囲を越えて大きくなる場合には、側壁部の薄肉化の
程度においても、また側壁部の肉厚の均一性の点でも不
満足なものとなり易い。一方、Ｒｄの値が前記範囲を越
えて小さくなると、再絞り成形時に、ダイス作用コーナ
部で素材切れを生じ易くなる。

次に、保持部材２の保持コーナ部６の曲率半径（ＲＨ）
を前記金属板製板厚（ｔａ　）の４．１乃至１２倍、特
に４．１乃至１１倍の寸法とし、保持部材２及び再絞り
ダイス３の前絞りカップとの平面状係合部を、０．００
１乃至０．２０、特に０．００１乃至ｏ、ｉｏの動摩擦
係数（μ）を有するものとし、且つ浅絞りカップ径／深
絞りカップ径の比で定義される絞り比が１．１乃至１．
５、特に１．１５乃至１，４５の範囲となるように絞り
成形を行うのがよい。これらの点について以下に説明す
る。

再絞りダイス作用コーナ部で十分に曲げ伸ばしが行われ
るためには、この作用コーナ部に正確に沿って金属板の
曲げが行われながら、しかも金属板の供給が行われるよ
うに、バックテンションが与えられていることが必要で
ある。このバックテンションは、■前絞りカップ側壁部
の平板への成形荷重、■実質上のしわ押え荷重及び■前
絞りカップから深絞りカップへの変形抵抗荷重の合計で
与えられる。これらの合計の力は、当然のことながら、
金属板の破断を生じるほど大きいものであってはならな
く、曲げ伸ばしが有効に行われるものでなければならな
いと共に、それらの三者の間にも一定のバランスが要求
される。

保持コーナ部６の曲率半径ＲＨは上記■の成形荷重及び
成形性に関する。即ち、保持コーナ部６の曲率半径ＲＨ
が前記範囲よりも小さいと板切れと塗膜損傷を生ずる傾
向があり、また前記範囲よりも大きいとシワが発生する
傾向があり、共に満足すべき再絞り成形が行われないが
、この曲率半径ＲＨを本発明で規定した範囲とすること
により、十分なバックテンションを与えながら、円滑な
再絞り成形が可能となる。

保持部材２の環状面７及び再絞りダイス３の環状面８の
動摩擦係数（μ）は、前記■の実質しわ押え力と関係す
る。ここで実質しわ押え力とは、金属板の周方向の寸法
の収縮に伴って発生するしわを押えるのに有効に作用す
る力であり、保持部材と再絞りダイスとの間に加えられ
る力と、これらの面の動摩擦係数（μ）との積で表わさ
れる。

動摩擦係数（μ）が前記範囲よりも大きいと、金属板の
クビレ切れが発生する傾向があり、一方前記範囲よりも
小さいとシワの発生を抑制しえない傾向があるが、動摩
擦係数（μ）を上記範囲内に選べばシワの発生や板切れ
を抑制しながら曲げ伸ばしに必要なバックテンションを
与えることが可能となる。

浅絞りカップ径（ｂ）／深絞りカップ径（ａ）の比で定
義される再絞り比は、前記■の変形抵抗荷重と関連する
。この再絞り比（ｂ／ａ　）が本発明で規定した範囲よ
り小さいと、深絞りされた容器を製造するという目的が
達成され難くなると共に、曲げ伸ばしに必要な大きいバ
ックテンションを与えることが困難となり、一方ｂ　／
　ａが前記範囲よりも大きいと、変形抵抗が大きすぎて
、曲げ伸ばしに際して板切れを生ずる傾向が大となる。

再絞り比（ｂ／ａ）を前記範囲とすることにより、効率
の良い深絞り成形、板切れ防止及び高度の曲げ伸ばしに
必要なバックテンションの付与が可能となるものである
。

以上説明した通り、再絞りダイスフーナ部の曲率半径（
Ｒｄ）を小さい範囲に選択し、保持部材コーナ部の曲率
半径（ＲＨ）を大きい範囲に選択し、しかも保持部材及
びダイスの動摩擦係数（μ）及び再絞り比（ｂ／ａ）を
それぞれ特定の範囲に選択し、しかもこれらを結合する
ことにより、深絞り成形と側壁部の薄肉化及び肉厚の均
一化とが可能となるものである。特に、再絞り加工を例
えば１乃至４段の複数段にわたって行うこと　　　゛に
より、側壁部の厚みは一層均一なものとなる。

本発明によれば、前述した事前塗装金属板を用いること
により全体としての絞り比が２．０乃至４．０、特に２
．０乃至３．５の範囲にある深絞り罐を得ることができ
る。

ここで絞り比とは、下記式で定義される値である。また、本発明によれば、罐の側
壁部を平均して素板厚（ｔａ　）の６０乃至９５％、特
に６５乃至９０％の厚みに薄肉化できると共に、最も厚
くなり易い側壁部上部の肉厚（ｔ　ｕ　’）と側壁部下
部の肉厚（ｉｉ，）との比（ｔＵ／ｌＬ）を１．５以下
、特に１．０乃至１．４にして、しごきの付与なしに側
壁部の肉厚を均一化することができる。更に、本発明の
絞り一再校り罐は、側壁部全体がしごきを受けることな
しに薄肉化されていることから、被覆の程度が完全であ
り、側壁部上部のエナメルレータ−値（ｍＡ）が側壁部
下部のエナメルレータ−値（ｍＡ）の５倍以下、特に１
乃至４倍であるという特徴を有する。

再び、第２図に戻って、再絞り成形により、厚みがＴ８
で浅絞りカップより小径の底部２４と、厚みがＴｗ′で
浅絞りカップよりも高い側壁部２５とを備えた再絞りカ
ップ２６に成形する。この再絞りカップ２６の側壁部２
５は前述した原理により曲げ伸ばしされ、その厚みＴｗ
″は、前記厚みＴＩＩ及びＴｗ′よりも薄いものとなっ
ている。

一般に、この再絞り工程は、複数段にわたって行われ、
この再絞りを複数段にわたって行うことにより、側壁部
は薄肉化されると共に、側壁部の厚みは全体にわたって
一層均一なものとなる。最終段の第ｎ次再校り工程にお
いて、厚みがＴ１１で小径の底部２７と、厚みがＴｗ’
″で高さの大きい側壁部２８とを備えた深絞り罐２９が
得られる。この罐の諸特性値は既に述べた通りのもので
ある。

絞り成形及び再絞り成形に際して、被覆金属板或は更に
カップに、各種滑剤、例えば流動パラフィン、合成パラ
フィン、食用油、水添食用油、パーム油、各種天然ワッ
クス、ポリエチレンワックスを塗布して成形を行うのが
よい。滑剤の塗布量は、その種類によっても相違するが
、一般に０．１乃至１０　ｍｇ／ｄｍ２、特に０．２乃
至５　ｍｇ／ｄＩＩ＋２の範囲内にあるのがよく、滑剤
の塗布には、これを熔融状態で表面にスプレー塗布する
ことにより行われる。

成形後の罐は、フランジのトリミング、ドーミング加工
、ネックイン加工、フランジ加工等の各種加工を行い、
ツーピース罐詰用の罐胴とする。

（発明の効果）本発明によれば、事前塗装金属板を深絞り成形すると共
に、曲げ伸しにより側壁部を薄肉化するに際して、特定
の物性を具備する内部可塑化乃至は外部可塑化熱硬化性
塗膜を用いることにより、ショックラインの発生や成形
時の塗膜切れ或いはハガレを防止して、事前塗装金属板
の薄肉化深絞り成形性を向上させ、且つ最終罐体の耐腐
食性を顕著に向上させることが可能となった。

（実施例）本発明を以下の実施例で詳細に説明する。

本発明で使用したフェノール樹脂は、以下の方法で製造
した。

フェノール・ホルムアルデヒド樹脂の製造（１）　　ｐ
−クレゾール０．２モル、ビスフェノールＡＯ２３モル
、ｐ−オクチルフェノール０．５モルの混合フェノール
と１．２モルのホルムアルデヒドの３７％水溶液とを反
応器に加え、５０℃に加熱攪拌して溶解後、０．２モル
のジェタノールアミンの２５％水溶液を添加し、温度を
９０℃に上げ、２時間反応させる。次いで、メチルエチ
ルケトン３０１１、シクロへキサノン２０部、及びキシ
レン５０部よりなる混合溶剤を加えて縮合生成物を抽出
し、脱イオン水で２回洗った後、水層を取り除き、更に
共沸法で残った少量の水分を除去し、冷却してフェノー
ル・アルデヒド樹脂の３０％溶液（フェノール樹脂Ａ）
を得た。

（２）ビスフェノールＡ１．０モルと２．４モルのホル
ムアルデヒドの３７％水溶液とを反応器に加え、５０℃
に加熱攪拌して溶解後、０．１モルの水酸化マグネシウ
ムを添加し、温度を９０℃に上げ、１時間反応させる。

次いで、メチルエチルケトン３０部、シクロへキサノン
２０部、及びキシレン５０部よりなる混合溶剤を加えて
縮合生成物を抽出し、脱イオン水で２回洗った後、水層
を取り除き、更に共沸法で残った少量の水分を除去し、
冷却してフェノール・アルデヒド樹脂の３０％溶液（フ
ェノール樹脂Ｂ）を得た。

（３）ｏ−クレゾール０．５モル、ｐ−クレゾール０．
５モルの混合フェノールと１．２モルのホルムアルデヒ
ドの３７％水溶液とを反応器に加え、５０℃に加熱攪拌
して溶解後、０．１モルの水酸化マグネシウムを添加し
、温度を９０℃に上げ、１時間反応させる。次いで、メ
チルエチルケトン３０部、シクロへキサノン２０部、及
びキシレン５０部よりなる混合溶剤を加えて縮合生成物
を抽出し、脱イオン水で２回洗った後、水層を取り除き
、更に共沸法で残った少量の水分を除去し、冷却してフ
ェノール・アルデヒド樹脂の３０％溶液（フェノール樹
脂Ｃ）を得た。

・塗料の調製本発明のプレコート用塗料Ａ−Ｄと、比較のための本発
明の範囲外の塗料Ｅ−Ｉの樹脂分の割合を以下に示した
。

上に示した各塗料樹脂及び樹脂溶液を、混合溶剤（キシ
レン／シクロヘキサノン／ブチルセロソルブ＝４０／４
０／２０）に溶解し、樹脂分濃度３０％の塗料Ａ〜■を
調製した。

実施例１〜４及び比較例１〜５実施例　１素板厚０．１８ｍｍ、調質度ＤＲ−９のティンフリース
チールに予め罐の外面となる面に塗料Ａを乾燥後の塗膜
厚みが約８μｍとなるように塗布し、２００℃−１０分
の焼付を施した。更に、この片面塗装板の無塗装面（罐
の内面となる面）に塗料Ａを乾燥後の塗膜厚みが約２０
μｍとなるように塗布し、２００℃−１０分の焼付を施
し塗装板を得た。次いでこの塗装板にパーム油を塗布し
、直径１８７ｍｍの円板に打抜き、常法に従い絞りポン
チと絞りダイスとの間で、浅絞りカップに成形した。

この絞り工程における絞り比は１．５であり、側壁部の
厚みＴｗ′　はＴ、より約２０％大鎗い浅絞りカップで
ある。

次いで第１次、第２次、第３次再校り工程で、第１図に
示した装置により再絞り成形を行った。

この時の第１次乃至第３次の再絞り工程の成形条件は次
のとおりである。

第１次再校り比　　　　　　１．２９第２次再絞り比　　　　　　１．２４第３次再絞り比　　　　　　１．２０嵩持°−′一部率半径（Ｒ□）　　　　　　１・Ｏｍｍしわ押え荷重　
　　　　　６０００　　Ｋｇ動摩擦係数（μ）　　　　
　　０．０９このようにして再絞り成形された深絞りカ
ップの諸特性は以下の通りである。

カップ径　　　　　　　　　６６　　ｍｍカップ高さ　
　　　　　　　１４０　　ｍｍ側壁厚み変化率　　　　
　−１８％Ｔｌｌ／ＴＬ　　　　　　　　　１．３この後、常法に
従ってドーミング、トリミング、ネックイン、フランジ
加工を施し、脱脂、洗浄後、ツーピース罐詰用の罐胴と
した。

内面塗膜のゲル分率を次の様に測定した。

サンプル罐の罐胴部の外面有機被覆を９５％の濃硫酸に
２分間浸漬して、分解、水洗して取り除き、５ｃｍＸ５
ｃｍに切り取って試料とした。試料を乾燥後、重量（ｗ
ｏ）を測定した。試料をＭＥＫ中でＭＥＫの沸点で６０
分間抽出したのち取り出し、１５０℃で２０分間乾燥後
、試料片の重量（Ｗｌ）を測定した。次に抽出残渣とし
た残った内面塗膜を上記と同じ方法で濃硫酸で分解除去
し、水洗、乾燥した試料片の重量（ｗ２）を測定した。

ゲル分率は次式で求めた。

塗膜の伸び率及びヤング率は次のように測定した。塗料
Ａを清浄なブリキ板に乾燥後の塗膜厚が２０μｍとなる
ように塗布し、２００℃−１０分の焼付けを施した。次
いで、水銀アマルガム法を用いて得たフリーフィルムを
巾５　ｍｍ、長さ３０ｍｍに切りだし引っ張り試験用サ
ンプルとした。５個のサンプルは、９０℃に温調された
雰囲気で引っ張り速度５０ｍｎ＋／分の引っ張り試験を
受け、その応力−歪曲線の解析結果から塗膜の伸び率及
びヤング率を、５個の平均値として求めた。

塩素含有量は次のように測定した。

塩素の定量サンプルである塗装板をＮ／１０硝酸溶液で基板を溶解
し塗膜を得た。この塗膜を約０．２８正確にはかり、６
０ｃｃのニッケルルツボの底に水酸化カリウム約２ｇを
敷きその上にはかり取った塗膜をのせ、さらに水酸化カ
リウム約５ｇで塗膜を十分に覆い、エチルアルコール約
１ｃｃを滴下して内容物をよく潤した。ルツボを１０分
間強く加熱し、冷却後ルツボをビーカーに取り水１００
ｃｃを加えて熱しルツボの中味を溶かした。この中味を
炉通しビーカー、更紙、ルツボの洗液も合わせて他のビ
ーカーに取った。この溶液を硝酸で弱酸性にした後Ｎ／
１０硝酸銀溶液５０ｃｃを正確に加えかきまぜ、できた
白い沈殿を更通しビーカー、沈殿などの洗液も合わせて
他のビーカーに取った。この溶液に硝酸第二鉄アンモニ
ウム溶液５ｃｃを加え、Ｎ／１０硫シアン化アンモニウ
ム溶液で液が薄い赤茶色になるときを終点として滴定し
、つぎの式によって塩素の含有率を算出した。

ｘ　０．００３５４８ｘ　　１　０　０ＦＡｇ、　Ｎ／
１０硝酸銀溶液のファクターＦＣＮ、Ｎ／１０硫シアン
化アンモニウム溶液のファクター（参考文献：塗装便覧　産業図書、１４３６頁）また前
記再校り罐１００罐にコーラを冷間充填した後、二重巻
締を行ない、３７℃にて６ケ月貯蔵した後に開罐し、鑵
内面の腐食状態の観察を行なった。表−１に実施例１の
結果を示す。

実施例　２実施例１において、塗料Ａを塗料Ｂと読み替える他は同
様の方法をとった。

実施例　３実施例１において、塗料Ａを塗料Ｃと読み替える他は同
様の方法をとった。

実施例　４実施例１において、塗料Ａを塗料りと読み替える他は同
様の方法をとった。

比較例　１実施例１において、塗料Ａを塗料Ｅと読み替える他は同
様の方法をとった。

比較例　２実施例１において、塗料Ａを塗料Ｆと読み替える他は同
様の方法をとった。

比較例　３実施例１において、塗料Ａを塗料Ｇと読み替え、更に内
面の焼付は及び引っ張り試験用サンプルの焼付けを２０
０℃−３分と読み替える他は同様の方法をとった。

比較例　４実施例１において、塗料Ａを塗料Ｈと読み替える他は同
様の方法をとった。

比較例　５実施例１において、塗料Ａを塗料Ｉと読み替える他は同
様の方法をとった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に好適に使用される被覆金属板の一例
を示す断面図、第２図は、本発明の成形工程を説明するための断面図で
ある。第３図は、本発明の再絞り法を説明するための断面図、第４図は、作用コーナ一部の曲率半径Ｒｄと厚み変化率
ε、の関係を示す図、引照数字１は、前絞りカップ、２は環状保持部材、３は
再絞りダイス、４は再絞りポンチ、６は環状保持部材の
曲率コーナ一部、９は再絞りダイ　。スの作用コーナ一部、１０は深絞りカップ、１１は金属
基材、１２ａ、１２ｂは化成被覆、１３は内面塗膜、１
４はホワイトコーティング、１５は透明ニス、２０は円
板、２１，２４．２７は底部、２２，２５．２８は側壁
部、２３は浅絞りカップ、２６は再絞りカップ、２９は
深絞り罐をそれぞれ示す。第１図＄２図ｔｓ　　　　２７第３図第４図Ｈｄ（ｍｍ）手　糸売　ネ巾　正　書（自発）平成　１年　８月ｌＯ日特許庁長官　　　吉　１）文　毅　殿１、事件の表示昭和６３年特許願第１１３６１７号２、　発明の名称薄肉化深絞り塗装線及びその製法３、補正をする者事件との関係　特許出願人住所　東京都千代田区内幸町１丁目３番１号名称（３７
６）東洋製罐株式会社４、代理人〒１０５７、　補正の内容１１）明細書第１７頁第１２行に、［６乃至２６．特に８乃至２０のアルキル基」とあるの
を。「６乃至３６、特に８乃至３６のアルキル基ｊと訂正す
る。（２）全第２２頁下から２行乃至第２３頁第６行の記載
を次の通り訂正する。「　第１図は１本発明に好適に使用される被覆金属板の
一例を示す、即ち、金属基材１１の両表面には、クロム
酸処理被覆の如き化成被膜１２ａ、１２ｂが設けられ、
鑵内面となる側には、この化成被膜１２ａを介して内面
塗膜１３が設けられる。一方、罐外面となる側には化成
被膜１２ｂを介して、ホワイトコーティング１４及び透
明ニス１５から成る外面塗膜、または内面塗膜と同様の
塗料から成る外面塗膜が設けられる。Ｊ（３）全第４０頁下か６６行目に、［第１図１とあるのを、「第２図」と訂正する。（４）全第４２頁下か６６行目に、「９０℃」とあるのを、１ｉ’１００℃」と訂正する。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）事前塗装金属板を深絞り成形することにより形成
され且つ側壁部が薄肉化されている薄肉化深絞り塗装罐
において、事前塗装金属板の塗膜が、メチルエチルケトン中その沸
点温度で測定したゲル分率が３０乃至９０％であり、１
００℃の温度で測定して伸び率が２００％以上及びヤン
グ率が１×１０＾６乃至５×１０＾９ダイン／ｃｍ＾２
であり且つ樹脂中の塩素含有率が２０重量％以下である
可塑剤含有乃至は内部可塑化熱硬化性樹脂塗膜から成る
ことを特徴とする薄肉化深絞り塗装罐。
（２）全体として絞り比が１．３乃至４の範囲にあり、
側壁部が平均して素板厚の５乃至４０％に薄肉化されて
いる請求項１記載の薄肉化深絞り塗装罐。
（３）前記熱硬化性樹脂塗膜は、（ｉ）アクリル樹脂、ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、
ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂及びア
ミノ樹脂から成る群より選択された塗膜形成成分と、（ｉｉ）アクリル樹脂、ビニル樹脂、ポリエステル樹脂
、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂及び
アミノ樹脂から成る群より選択され、前記塗膜形成成分
（ｉ）以外で且つ塗膜形成成分（ｉ）に対して硬化作用
を示す塗膜形成成分と、（ｉｉｉ）可塑剤とから成る請求項１記載の薄肉化深絞
り塗装罐。
（４）前記熱硬化性樹脂塗膜は、（ｉ）アクリル樹脂、ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、
ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂及びア
ミノ樹脂から成る群より選択された塗膜形成成分と、（ｉｉ）アクリル樹脂、ビニル樹脂、ポリエステル樹脂
、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂及び
アミノ樹脂から成る群より選択され、前記塗膜形成成分
（ｉ）以外で且つ塗膜形成成分（ｉ）に対して硬化作用
を示す塗膜形成成分とから成り、且つ塗膜形成成分（ｉ
）及び（ｉｉ）の少なくとも一方はその分子内に長鎖ア
ルキル基を有することにより内部可塑化されたものであ
る請求項１記載の薄肉化深絞り塗装罐。
（５）事前塗装金属板から前絞りカップを製造し、前絞
りカップを、カップ内に挿入された環状の保持部材と再
絞りダイスとで保持し、保持部材及び再絞りダイスと同
軸に且つ保持部材内を出入し得るように設けられた再絞
りポンチと再絞りダイスとを互いに噛み合うように相対
的に移動させ、前絞りカップよりも小経の深絞りカップ
に絞り成形するに際し、事前塗装金属板として、メチルエチルケトン中その沸点
温度で測定したゲル分率が３０乃至９０％であり、１０
０℃の温度で測定して伸び率が２００％以上及びヤング
率が１×１０＾６乃至５×１０＾９ダイン／ｃｍ＾２以
下であり且つ樹脂中の塩素含有率が２０重量％以下であ
る可塑剤含有乃至は内部可塑化熱硬化性樹脂塗膜を備え
た金属板を使用し、前絞りカップを前記熱硬化性樹脂塗
膜のガラス転移点以上の温度において、再絞りダイスを
介して曲げ伸ばししながら深絞りカップに成形すること
を特徴とする薄肉化深絞り塗装罐の製法。