JPH02303634A - 絞りしごき缶の製造方法 - Google Patents

絞りしごき缶の製造方法

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JPH02303634A
JPH02303634A JP1121476A JP12147689A JPH02303634A JP H02303634 A JPH02303634 A JP H02303634A JP 1121476 A JP1121476 A JP 1121476A JP 12147689 A JP12147689 A JP 12147689A JP H02303634 A JPH02303634 A JP H02303634A
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side wall
ironing
cup
drawn
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Kenzo Matsui
松井 建造
Katsuhiro Imazu
勝宏 今津
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    • B21D51/16Making hollow objects characterised by the use of the objects
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)

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] 本発明は絞りしごき缶の製造法に関し、より詳細には、
最終缶体の表面粗さが改善され、しごき工程における破
胴が防止され、更にネックイン加工性やフランジ加工性
の改善された絞りしごき缶の製造法に関する。
[従来技術] 現在、ビール缶、炭酸飲料缶の用途には錫メッキ鋼板(
ブリキ)やアルミニウム板を用いた絞りしごき缶(以下
DI缶と指称する場合がある。)が大量に使用されてい
る。これ等のDI缶は金属素材を比較的大径のカップに
絞り加工し、そのカップを小径のカップに再絞り加工し
、次でカップの側壁部に2乃至3回のしごき加工を加え
ることによって製造される。製造したDI缶は必要によ
り開口部を小径に絞る一段乃至多段のネックイン加工を
行った後、フランジ加工を行ってイージオブン蓋と巻締
めるための缶体とする。
[発明が解決しようとする問題点] DI缶の製造に際して、絞り加工及び再絞り加工は必須
不可決の手段であるが、この絞り一再絞り成形に際して
、金属板は、カップの高さ方向には寸法が大きくなり且
つカップ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カップでは、
カップの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
この為、上記再絞りカップをしごき加工に付する場合に
は次の欠点が認められる。
即ち、しごき加工では缶側壁部の厚みはポンチ外表面の
半径とダイス内表面の半径とのクリアランスで決定され
、側壁部の厚みは下部から上部に向けて一定であるが、
カップの上部では下部に比して厚みが増大しているため
、厚みの減少率が大きくなる苛酷な加工条件となってい
る。この為、しごき率の大きい加工ではしばしばしごき
工程に於いて破胴を生じ、更にネックイン加工やフラン
ジ加工が行われる上部でしわの発生やフランジ割れをし
ばしば生じ、密封不良(漏洩)の原因となる。また、缶
側壁部表面が粗くなって金属光沢が損われたり、金、属
露出を防止するためにより厚い塗膜を必要とするように
なる。
成形後のDI缶に塗膜を施す代わりに有機塗料を金属素
材に予め施し、あるいは有機樹脂フィルムを予めラミネ
ートしておくことは、生産性及び環境衛生の上で望まし
いことであるが、従来の絞りしごき加工法では側壁部上
部の有機被覆の密着性が著しく低下したり、エナメルレ
ータ−値(ERV)として測定される金属露出量が異常
に高くなるという欠点がみられる。
したがフて、本発明の目的は従来法の上記欠点が解消さ
れた絞りしごき缶を提供することにある。
本発明の他の目的は最終缶体の表面粗さが改善され、し
ごき工程に於ける破胴が防止され、しかもネックイン加
工性及びフランジ加工性の改善された絞りしごき缶を提
供することにある。
本発明の更に他の目的はしごき工程に於ける厚みの減少
率がカップ側壁の下部から上部まで比較的一様な範囲に
制御される絞りしごき缶の製造法を提供することにある
本発明の他の目的はプレコート金属素材の絞りしごき加
工に特に適した方法を提供するにある。
[問題点を解決するための手段] 本発明によれば、絞りしごき加工する工程において、素
板厚をA、第1段階の絞り加工で得られるカップ状成形
体の側壁部の最大厚さをB、第2段階の再絞り加工で得
られるカップ状成形体の側壁部の最大厚さをCとする時
、 Bの厚み増加をAの20%以下の増加に、Cの厚み増加
をAの30%以下の増加に夫々抑え、 その後、しごき加工を施し、最終的に得られる絞りしご
き缶の側壁部の最終厚さをDとする時、得られた絞りし
ごき缶の側壁部の厚さ減少率がCB−D)/BX100
≦70% 及び(C−D)/Cx100≦70% であることを特徴とする絞りしごき缶の製造方法が提供
される。
本発明は特にプレコート金属素材、有利にはポリエステ
ル樹脂フィルムがラミネートされた金属薄板に適用した
場合に顕著な効果がみられる。
本発明に於いてBの板厚増加、Cの板厚増加を前記範囲
に抑制する手段は、必ずしもこれに限定されないが、再
絞り加工を、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ことにより行ない、こ
こで再絞りダイスの作用コーナ部の曲率半径CRD)を
金属板素板Jg(t8)の1乃至2.9倍の寸法とし、
保持部材の保持コーナ部の曲率半径(RH)を前記金属
枝素板厚(to)の4.1乃至12倍の寸法とし、保持
部材及び再絞りダイスの前絞りカップとの平面状係合部
は0.001乃至0.2の動摩擦係数を有するものとし
、前絞りカップ径/再絞りカップ径の比で定義される再
絞り比がml乃至1.5の範囲となるように少なくとも
1段の絞り成形を行うことがよい。
[作  用] 本発明の絞りしごき缶の製造法における各工程毎の成形
品の形状と寸法とを示す第1図において、素板100は
Aの厚みを有する。第1段の絞り加工で得られる前絞り
カップ101は、最終絞りしごき缶よりも大径であり、
底壁102は素板100と同じ厚みAを有するが、側壁
部の上部103は圧縮塑性流動により、最大厚みBに厚
さが増大している。第2段の再絞り加工で得られる再絞
りカップ104は最終絞りしごき缶の径と略同等の径を
有し、底壁105は素板と同じ厚みAを有するが、側壁
部の上部106は、第2段の再絞り圧縮塑性流動により
最大厚みCに増大している。しごき加工工程で得られた
缶107では缶底部108はAの厚みを有するが、側壁
部109ではしごき加工により一定の厚みDになってい
る。
本発明ではBの厚み増加をA厚みの20%以下の増加、
好ましくはA厚みの15%以下の増加におさえ、Cの厚
み増加をA厚みの30%以下の増加、好ましくはA厚み
の25%以下の増加におさえ、しかも、しごき加工に際
しても側壁部の最終厚みDを式 %式%(1) を満足するように定めることにより前述した目的を達成
したものである。
本発明者等の研究によれば、従来の絞りしごき加工法で
はBの厚み増加はAの厚みのおよそ24乃至25%であ
り、この場合にはCの厚み増加をAの厚みの30%以下
に抑えることが困難である。従来法に於けるCの厚み増
加には略33乃至34%であり、この場合には厚みCの
部分のしごき加工による厚さ減少率が過大となってしご
き時の破胴、ネックイン加工時やフランジ加工時のしわ
や割れの発生、更には表面粗さの増大の欠陥を生じる0
本発明においてBの厚み増加を上記範囲とすることは、
Cの厚み増加をAの厚みの30%以下に抑制する上で絶
対必要条件ではあるが、従来法の欠点を防止する上では
十分条件ではなく、以下に詳述するようにCの厚み増加
をAの厚みの30%以下に抑えることにより、従来法の
欠点を悉く解決したものである。
本発明においてはまた、しごき加工時に際して缶側壁の
最終厚さDを式(1) 、 (2>の条件に満足させる
ように定めることも重要であり、式(1)及び(2)で
示される左辺の厚さ減少率が70%を超えると、破胴、
ネックイン加工時やフランジ加工時のしわや割れの発生
、更には表面粗さの増大が生じる。
[発明の好適な態様] 本発明に用いる前絞りを説明するための第2図において
、被覆乃至未被覆の金属板1を前絞りダイス2及びしわ
押え3で保持し、前絞りダイス2と互いに噛み合うよう
に相対的に移動するポンチ4で前絞りカップに成形する
0本発明においてはBの厚みをAの厚みの20%以下に
抑制するために前絞りダイス2のコーナ一部の曲率半径
Rを素材厚Aの3.0乃至15.0倍、特に3.5乃至
12.0倍の寸法とする。これにより側壁部の曲げ延ば
しによる厚みの均一化が有効に行われて、側壁部の下部
と上部との厚みの差が縮小される。
本発明に用いる再絞り法を説明するための第3図におい
て、前絞りにより形成された前絞りカップ5は、このカ
ップ内に挿入された環状の保持部材6とその下に位置す
る再絞りダイス7とで保持される。これらの保持部材6
及び再絞りダイス7と同軸に、且つ保持部材6内を出入
し得るように再絞りポンチ8が設けられる。再絞りポン
チ8と再絞りダイス7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5の側壁部は、環状保持部材
6の外周面9から、その曲率コーナ部10を経て、径内
力に垂直に曲げられて環状保持部材6の環状底面11と
再絞りダイス7の上面12とで規定される部分を通り、
再絞りダイス7の作用コーナ部13により軸方向にほぼ
垂直に曲げられ、前絞りカップ5よりも小径の深絞りカ
ップ14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、金属枝素板厚(A)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
部と上部とにおける厚みの差が縮小され、全体にわたっ
て均一な薄肉化が行われ、Cの厚み増加をAの厚みの3
0%以下に抑えられる。
曲げ伸ばしの原理を説明するための第4図において、金
属板15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13に沿って強制
的に曲げられる。この場合、金属板15の作用コーナ部
側の面16では歪は生じないが、作用コーナ部と反対側
の面17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 %式%(3) で与えられる。金属板の面(内面)17は、作用コーナ
部ε1だけ引き伸ばされるが、他方の面(外面)13は
作用コーナ部直下でバックテンションによりε3と同じ
量伸ばされることになる。このように金属板は曲げ伸ば
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 %式%(4) で与えられる。上記式(4)から作用コーナ部の曲率半
径RDを小さくすることが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1εt1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5図は、作用コーナ部の曲率半径RDを横軸とし、厚
み変化率ε、を縦軸とし、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5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、この厚み七〇は式 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)t
Bよりも厚みが増大しており、この厚みは式 %式%(6) 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tlは
式 %式% 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 で表わされる。上記式(8)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、tB=0.18mm、 α=0.1として、R
oが2mmの場合、Ratio =1.091であるの
に対して、RDが0.5a+mの場合、Rati。
= 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(t8)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 で与えられ、前述した例について、式(9)の値を求め
ると、RD=2mmの場合0.009 、Ro ”0.
5■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。
本発明は、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との
知見に基づくものである。
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ので本発明の
目的に適当でなくなる。
本発明においては、次に、保持部材6の保持コーナ部1
0の曲率半径(RH)を前記金属枝素板厚(tB)の4
.1乃至12倍、特に4.1乃至11倍ら寸法とし、保
持部材6及び再絞りダイス7の前絞りカップとの平面状
係合部を、0.001乃至0.20、特に0゜001乃
至0110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。
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。このパックテンシコンは、■前校りカップ側壁部
の平板への成形荷重、■実質上のしわ押え荷重及び■前
校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10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R
8が前記範囲よりも小さいと板切れと表面損傷を生ずる
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、共に溝足すべき再絞り成形が行われない
が、この曲率半径RHを前記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6の環状面11及び再絞りダイス7の環状面1
2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
寸法の収縮に伴フ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)を上記範囲内に選ぶことにより
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)が前述範囲より小さいと、深
絞りされたカップを得難くなると共に、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
が犬となる。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、再絞りダイスコーナ部の曲率半径(
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。
全体としての絞り比が0.2乃至4.0、特に2.0乃
至3.5の範囲にある深絞りカップ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、再絞りカッブリ側壁部を
平均して素板厚(t B)の60乃至95%、特に65
乃至90%の厚みに薄肉化できると共に、Cの厚み増加
をAの厚みの30%以下、特に25%以下に抑えること
ができる。
絞り成形及び再絞り成形に際して、被覆乃至未被覆金属
板或は更にカップに、界面活性剤または油剤等を水中に
分散させた水性油滑剤を塗布して成形を行うのがよい。
絞り成形は、室温で行うこともできるが、一般には20
乃至95℃、特に20乃至90℃の温度で行うことが望
ましい。
次にしごき・加工は側壁部の厚4vが前記式(1)及び
(2)を満足するようにしごきポンチとしごきダイスと
の組合わせにより一段乃至多段で行う。
全体のしごき率、即ち、式、 で定義される総しごき率R1は40%以上、特に50%
以上であることが好ましい。
しごき加工に際しては界面活性剤又は油剤等を水中に分
散させた水性潤滑剤を再絞りカップとしごきダイスに供
給して冷却と潤滑を行うのがよい。
成形後の缶は、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、ツーピース缶詰用の缶胴
とする。
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200rrrg/m2の金属クロム層と1乃至5
0 mg/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11jg/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、りロ
ム量が1乃至30 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とか望まし
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 : 0.2
5乃至0.3重量%、及びCu : 0.15乃至0.
25重量%、残部が^lの組成を有するものである。こ
れらの軽金属板も、プレコートする場合には金属クロム
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(A)は、金属の種類、容器の用途或は
サイズによっても相違するが、一般に0、lO乃至0 
、50m+e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、0.10乃至0.30amの厚み
、また軽金属板の場合には0.15乃至0.40a+m
の厚みを有するのがよい。
本発明では、上記金属板をそのまま使うこともできるし
、また絞り成形に先立って、金属板に樹脂の保護被覆を
施し、この保護被覆層を実買上損傷することなしに、深
絞り成形としごき加工とを行い得る。保護被覆の形成は
、保護塗料を設けることにより、或は熱可塑性樹脂フィ
ルムをラミネートすることにより行われる。
保護塗料としては、熱硬化性及び熱可塑性樹脂から成る
任意の保i!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
ニル共重合体部分ケン化物、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−ビニル塗料等
のビニルまたは変性ビニル塗料;アクリル樹脂系塗料;
スチレン−ブタジェン系共重合体等の合成ゴム系塗料等
の単独または2種以上の組合せが使用される。
これらの塗料は、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i塗膜
は、耐腐食性と加工性との見地から、一般に2乃至30
μl、特に3乃至20μm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てお。
くことができる。
ラミネートに用いる熱可塑性樹脂フィルムとしては、ポ
リエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共
重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−ア
クリルエステル共重合体、アイオノマー等のオレフィン
系樹脂フィルム;ポリエチレンテレフタレート、ポリブ
チレンテレフタレート、エチレンテレフタレート/イソ
フタレート共重合体等のポリエステルフィルム;ナイロ
ン6、ナイロン6.6、ナイロン11、ナイロン12等
のポリアミドフィルム;ポリ塩化ビニルフィルム;ポリ
塩化ビニリデンフィルム等を挙げることかできる。これ
らのフィルムは未延伸のものでも、二軸延伸のものでも
よい。その厚みは、一般に3乃至50μ層、特に5乃至
40μmの範囲にあることが望ましい、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、押出
コート法等により行われ、フィルムと金属板との間に接
着性(熱融着性)が乏しい場合には、例えばウレタン系
接着剤、エポキシ系接着剤、酸変性オレフィン樹脂系接
着剤、コポリアミド系接着剤、コポリエステル系接着剤
等を介在させることができる。
発明に用いる塗膜或はフィルムには、金属板を隠蔽し、
また絞り一再絞り成形時に金属板へのしね抑え力の伝達
を助ける目的で無機フィラー(顔料)を含有させること
ができる。
無機フィラーとしては、ルチル型またはアナターゼ型の
二酸化チタン、亜鉛華、グロスホワイト等の無機白色顔
料;パライト、沈降性硫酸パライト、炭酸カルシウム、
石膏、沈降性シリカ、エアロジル、タルク、焼成或は未
焼成りレイ、炭酸バリウム、アルミナホワイト、合成乃
至天然のマイカ、合成ケイ酸カルシウム、炭酸マグネシ
ウム等の白色体質顔料;カーボンブラック、マグネタイ
ト等の黒色顔料;ベンガラ等の赤色顔料;シェナ等の黄
色顔料一群青、コバルト青等の青色顔料を挙げることが
できる。これらの無機フィラーは、樹脂当り10乃至5
00重量%、特に10乃至300重量%の量で配合させ
ることができる。
第6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18の両表面には、クロム酸処
理被膜の如き化成被膜19a。
19bが設けられ、缶内面となる側には、この化成被膜
19aを介して内面被膜20が設けられ。
一方、缶外面となる側には化成被膜21を介して、ホワ
イトコーティング21及び透明ニス22から成る外面塗
膜が設けられる。
DI缶の缶内面となるべき面の最表層20はポリエステ
ルフィルムから形成されていることが望ましく、ポリエ
ステル樹脂被覆層は、少なくともエステル反復単位の7
5〜99%がエチレンテレフタレート単位からなり、残
りの1〜25%のエステル反復単位は、フタール酸、イ
ソフタール酸、テレフタール酸、コハク酸、アゼライン
酸、アジピン酸、セパチン酸、ドデカンジオン酸、ジフ
ェニルカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、
1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、無水トリメット
酸の1種あるいは2種以上の酸成分と、エチレングリコ
ール、1,4−ブタンジオール、1,5−ベンタンジオ
ール、1.6−ヘキサンジオール、プロピレングリコー
ル、ポリテトラメチレングリコール、トリメチレングリ
コール、トリエチレングリコール、1.4−シクロヘキ
サンジメタツール、トリメチロールプロパン、ペンタエ
リスリトール1種あるいは2f1以上の飽和多価アルコ
ールの合成によって得られる。このポリエステル樹脂は
公知の押出機によりフィルム成形され、未延伸ポリエス
テル樹脂フィルムとしても供し得るが、フィルム成型後
、縦、横2方内に延伸した後、熱固定工程を経たものの
方がポリエステル樹脂フィルムのバリヤー性を向上させ
るので好ましい。ポリエステル樹脂フィルムの厚さとし
ては、特に規制するものではないが、10〜50μmが
好ましい。厚さが10μm以下になると、ラミネート作
業性が著しく低下するとともに、十分な加工性がなく、
DI加工に追随しないことがある。また、50μm以上
になると、製缶分野で広く用いられているエポキシ系塗
料などと比較して経済的でない、かかるポリエステル樹
脂フィルムは、軟化開始温度が170〜235℃の範囲
内のものが好ましい、ここでいう軟化開始温度とは、熱
機械的分析装置、(TMAloo、セイコー電子工業(
株)製)を用いて、10℃/分の昇温速度で昇温した時
の針がポリエステル樹脂フィルムに侵入開始する時の温
度をいう。軟化開始温度が235℃以上になると、ポリ
エステル樹脂フィルムの加工性が低下し、DI加工を施
すと無数のクラックが入る。一方、軟化開始温度が17
0℃になると、DI加工後に外面印刷を施し焼きつけた
場合、その焼きつけ温度がポリエステル樹脂フィルムの
軟化温度以上であるため、作業性が著しく低下し、実用
的でない。つぎに、ポリエステル樹脂フィルムの結晶融
解温度も重要で190〜250℃の範囲内にあることが
好ましい。ここでいう結晶融解温度とは、示差走査熱量
計(SSIO,セイコー電子工業(株)製)により10
で7分の昇温速度で昇温した時、吸熱ピークが認められ
るが、その吸熱ピークの最大ピーク深さを示す温度をい
う。ポリエステル樹脂フィルムの結晶温度が250℃以
上になると、ポリエステル樹脂フィルム自体が非常に剛
直となり加工性が著しく低下する。また、結晶融解温度
が190℃以下になると、ポリエステル樹脂フィルム自
体の耐熱性が低下し、DI加工が施される外面印刷など
で加熱されると、機械的強度が大幅に低下し、その後流
されるネッキング、フランジ加工樹脂に支障をきたすこ
とがある。
つぎに、ポリエステル樹脂フィルムの配向性もポリエス
テル樹脂フィルムの加工性を決定する上で重要な因子で
ある。すなわち、面配向係数が0゛〜0.100の範囲
内にあることが非常に望ましい。
ここでいつ面配向係数は、屈折計により求められ(縦方
向屈折率+横方向屈折率)÷2−厚さ方向屈折率で定義
するものとする。
面配向係数が0.100以上になるとポリエステル樹脂
フィルムの加工性は大きく低下し、しごき加工時にポリ
エステル樹脂フィルムに無数のクラックが発生し実用に
耐えなくなる。さらに、ポリエステル樹脂フィルムの機
械的性質も重要な要因の一つで、特に、ポリエステル樹
脂フィルムの破断伸びが150〜500%、破断強度が
3〜18kg/ mm”の範囲内にあることが望ましい
。ここでポリエステル樹脂フィルムの破断延び、破断強
度は、通常の引張り試験機により25℃の一定温度下で
引張り速度100mm/分で引張り試験を行い求められ
る。。
ポリエステル樹脂フィルムの破断伸びが150%以下に
なると、ポリエステル樹脂フィルムの加工性が著しく低
下し、DI前加工ような厳しいしごき加工を施すと、フ
ィルムにクラックが入りやすくなる。一方、破断伸びが
500%以上になると、フィルム成形時に厚みむらが生
じやすくなり、その厚みむらがDI成形のようなしごき
加工時にフィルムが損傷しやすくなる。ポリエステル樹
脂フィルムの破断強度も同様な現象が生じ、破断強度が
18 kg/ maI”以上になると、ポリエステル樹
脂フィルムの加工性、密着性が著しく低下し、しごき加
工を施すとフィルムにクラックが入りやすく、また、剥
離しやすくなる。破断強度が3kg/mm2以下になる
と、ポリエステル樹脂フィルム自体に強靭性がなくなる
ため製缶工程中でスクラッチ傷が入りやすくなり、その
結果、しごき加工などを最終的に施すとスクラッチ傷が
起点となりポリエステル樹脂フィルムの損傷となりやす
くなる。
つぎに、上記ポリエステル樹脂被覆層の下に密着下地と
なる化成被膜19a、19bはクロム水和酸化物層であ
ることが望ましい。これは、鋼板あるいは錫、ニッケル
、クロム、亜鉛、アルミニウムなどのめっき鋼板、これ
らの金属の合金めっき、多層めっきした鋼板あるいはこ
れらの金属めっき後、熱処理を施し、鋼板表層にこれら
の金属の拡散処理層を形成させた鋼板などに公知のクロ
ム酸処理を施すことによって形成される。DI加工後の
ポリエステル樹脂被覆層の密着性、耐食性などを考慮す
ると、クロム量としてo、oos〜0.050 g/m
”、より好ましくは0.010〜0.030 g/rr
?のクロム水和酸化物層の存在が適している。
クロム量として0.005 g/d以下および0.05
0 g/ゴ以上であると、ラミネートしたポリエステル
樹脂フィルムがDI加工時、特にしごき加工時に剥離す
ることがあり好ましくない。本発明において、クロム水
和酸化物層の存在はポリエステル樹脂被覆層の密着性を
確保するために不可欠であるが、高耐食性が要求される
場合にはその効果および経済性などの観点から、クロム
水和酸化物層の下層に金属クロム、錫、ニッケル、亜鉛
、アルミニウムなどのめっき層、これらの金属の合金め
っき層、多層めっき層、あるいはこれらの金属めっき後
、熱処理を施し、゛鋼板表層にこれらの金属の拡散処理
層を形成させることが好ましい。その量は金属クロム量
として0.01〜0.30 g/rr?、錫量として0
.01〜5.6g/d、ニッケル量として0.03〜1
.0g/rrl、亜鉛量として0.50〜2.0g/m
’、アルミニウム量として0.01〜0.70 g/r
rlが好ましい。これらのめっき層、合金層あるいは拡
散処理層を形成させる場合、その量が下限以下では耐食
性を改良する効果がほとんどなく、また上限以上でも耐
食性を著しく改良する効果も少なく、表面処理鋼板の高
速連続生産性を低下させるので好ましくない。
また、DI缶の製造樹脂にしごきダイスと接触するDI
缶の外面となるべき面に展延性金属のめっき層、例えば
錫、ニッケル、亜鉛、アルミニウムなどの金属めっき層
を形成させることが本発明において不可決であるが、こ
れはこの展延性金属めっき層がしごき加工時に優れた潤
滑効果を有し、高いしごき加工率でのしごき加工を可能
にするためである。特に錫めっきを施すことがDI缶製
造時における加工性などを総合的に考えると最も好まし
い。めっきされる錫量はo、s g/rd以上であれば
、DI加工に支障をきたすことはない、錫量の上限は特
に限定する必要はないが、経済性などを考慮すると、1
1.2g/rn’に限定される。この錫めっぎ層は溶融
処理を施さないめっき層でありても、溶融処理を施した
めフき層でもよい。また、このめっき層の酸化を防止す
るために化学処理を施してもよいが、しごき性に支障を
きたさない程度でおこなうべきでDI缶用のぶりきに施
されているように、重クロム酸ソーダ溶液中に浸漬する
程度で十分である。
つぎに、ポリエステル樹脂フィルムを前述の表面処理鋼
板上にラミネートする工程においては、ポリエステル樹
脂フィルムの結晶融解温度〜結晶融解温度+50℃の範
囲に該鋼板を加熱することが必要である。m板の温度が
ポリエステル樹脂フィルムの結晶融解温度以下であると
、ポリエステル樹脂フィルムはクロム水和酸化物皮膜と
強固に接着せず、DI加工を施した時、ポリエステル樹
脂フィルムが剥離する。また鋼板の温度がポリエステル
樹脂フィルムの結晶融解温度+50℃以上になると、ラ
ミネートされたポリエステル樹脂フィルムが熱劣化しや
すくなり、缶内容器に対するバリヤー性も低下し、缶体
も腐食されやすくなる0本発明において用いられるポリ
エステル樹脂フィルムは結晶融解温度〜結晶融解温度+
50℃に加熱された鋼板にラミネートされると、その一
部あるいは全部が無配向、無定形化するが、DI加工性
には好ましいことである。ポリエステル樹脂フィルムを
ラミネート後の冷却、徐冷いずれでも差支えないが、無
定形化したポリエステルの再結晶化はできるだけ抑制す
ることが好ましい。本発明において、クロム水和酸化物
層と密着させる面に接着剤を塗布したポリエステル樹脂
フィルムを用いることができるが、この場合も上記と同
じ条件でポリエステル樹脂フィルムをラミネートしても
支障をきたすことはない。
本発明のDI缶の製造において、あえてポリエステル樹
脂フィルムの片面に接着剤を塗布することは必要ないが
、乾燥重量で0.1〜5.0g/ln”のエポキシ基、
水酸基、アミド基、エステル基、カルボキシル基、ウレ
タン基、アクリル基、アミノ基の1種以上を分子内に有
する重合体組成物の単体あるいは混合体を塗布したポリ
エステル樹脂フィルムをラミネートした鋼板からなるD
I缶は長期間高温高湿度の雰囲気に放置した時に発生す
ることがある糸状錆が防止されるので好ましい。
その量が乾燥重量で0.1g/m2以下では、その効果
はみられなくなるとともに、接着力が不安定になり、ま
た乾燥重量で5.0g/m2以上になると、DI缶の成
形加工時にポリエステル樹脂被覆層が剥離する危険性が
あり好ましくない。
[発明の効果] 以上説明したように本発明の絞りしごき缶の製造方法で
は、絞りカップの側壁部Bの厚さ増加をAの厚さの20
%以下の増加に抑え、再絞りカップの側壁部Cの厚さ増
加をAの厚さの30%以下の増加に抑えると共に、最終
絞りしごき缶の側壁部の厚さDを所定のしごき率にした
ので、しごき工程における厚みの減少率をカップ側壁の
下部から上部まで比較的一様な範囲に制御することがで
きる。この為、最終缶体の表面粗さが改善され、しごき
工程に於ける破胴が防止され、しかもネックイン加工性
及びフランジ加工性が改善された絞りしごき缶を得るこ
とができる。また有機被覆板を用いた場合にも有機被覆
層が剥離することなく、はとんどクラックもなく、耐食
性の優れた絞りしごき缶を得ることができる。
実施例1 板厚0.3h+s、テンパーT−2,5、内・外面錫め
っき量5.6 g/dのぶりき板を用いて、下記の成形
条件で絞りしごき加工を施した。
(成形条件) 1、ブランク径: 123.5 mm 2、第1段階の絞り加工条件 絞り比: 1.82 ポンチと絞りダイスのクリアランス= 0.32mm 絞りダイスの肩部の半径: 1.Oamしわ押え力=1
トン 3、第2段階の再絞り加工条件 絞り比: 1.29 ポンチと再絞りダイスのクリアランス:0.30mm 再絞りダイスの肩部の半径: 1.Ommしわ押え力=
1トン 4、しごき加工時のしごきポンチ径: 52.64ma
+5、総しごき率: 64.0% この後、常法に従ってドーミング、トリミングを行ない
、脱脂、洗浄後、内、外面の塗装を行なった後、ネック
イン、フランジ加工を施し、ツーピース缶詰用の缶胴と
した。
その結果は第1表に示した様に、何等異常が認められず
、良好な絞りしごき缶が得られた。
実施例2 絞り及び再絞り加工のダイスの肩部の半径(R,Rd)
としわ押え力を変更した以外は、実施例1と同様の方法
で絞りしごき加工を施した。その時の成形条件は下記の
通りである。その結果を第1表に示した。
(成形条件) 1、ブランク径: 123.5 mm 2、第1段階の絞り加工条件 絞り比: 1.82 ポンチと絞りダイスのクリアランス: 0.32mm 絞りダイスの肩部の半径: 1.Ommしわ押え力=2
トン 3、第2段階の再絞り加工条件 絞り比: 1.29 ポンチと再絞りダイスのクリアランス:0.32mm 再絞りダイスの肩部の半径: Q、8 mmしわ押え力
=2トン 4、しごき加工時のしごきポンチ径: 52.64+n
m5、総しごき率: 64.0% 比較例1 絞り及び再絞り加工のダイスの肩部の半径(R,Rd)
、ポンチとダイスのクリアランス及びしわ押え力を常法
の条件に変更した以外は実施例1と同様の方法で絞りし
ごき加工を施した。その時の成形条件は下記の通りであ
る。その結果を第1表に示した。
(成形条件) 1、ブランク径: 123.5 rtrtm2、第1段
階の絞り加工条件 絞り比: 1.82 ポンチと絞りダイスのクリアランス: 0.43mm 絞りダイスの肩部の半径: 4.Oma+しわ押えカニ
1トン 3、第2段階の再絞り加工条件 絞り比71.29 ポンチと再絞りダイスのクリアランス:0.3911!
1 再絞りダイスの肩部の半径: 2.Ommしわ押えカニ
Q、8)−ン 4、しごき加工時のしごきポンチ径: 52.64mm
5、総しごき率: 64.0% 実施例3 ラミネート板を以下の方法により作成した。
板厚0.30mm、テンパーT−2.5.幅300mm
の帯状冷延鋼板の片面に公知の電解クロム酸処理により
上層がクロム量として0.017 g/rrlのクロム
水和酸化物層、下層が0.10 g /m!の金属クロ
ム層からなる皮膜を形成させ、ついで他の片面に公知の
方法で5.6 g/rrlの錫めっきを施した。この帯
状の表面処理鋼板をロールヒータを用いて220℃に加
熱し、クロム水和酸化物層を有する面に25μmの二軸
配向ポリエステルフィルム(エチレングリコールとテレ
フタール酸80%/イソフタール酸20%の重縮合体)
をラミネートし、ただちに水冷した。得られたポリエス
テル樹脂被覆鋼板をDI缶内面がポリエステル樹脂被覆
面になるように、実施例1と同様の成形条件で絞りしご
き加工を施した。
その結果は第2表に示す様に、DI缶として優れた特性
が得られた。
実施例4 実施例3と同様の帯状冷延鋼板に公知の方法で両面に5
.8 g/rn’の錫めっぎを施し、次いでDI缶の内
面となる錫めっき面に公知の方法で電解クロム酸処理を
施し、錫層上に上層がクロム量として0.007 g/
m’のクロム水和酸化物層を形成させ、水洗乾燥した。
(DI缶の外面となる錫めっき面は浸漬クロム酸処理さ
れたことになる)この帯状の表面処理鋼板をロールヒー
タを用いて220℃に加熱し、電解クロム酸処理を施し
た面に実施例3で用いたポリエステル樹脂フィルムに下
記の条件で重合体組成物を塗布したフィルムをラミネー
トした。得られたポリエステル樹脂被覆鋼板をDI缶内
面がポリエステル樹脂被覆面になるように、実施例2と
同様の成形条件で絞りしごき加工を施した。
(ポリエステル樹脂フィルムに塗布された重合体組成物
の条件) 1、重合体組成物の組成:エポキシ当量3000のエポ
キシ樹脂80部とバラクレゾール系レゾール20部で固
形分9% 2、重合体組成物の乾燥重量+0.2g/m’3、重合
体組成物塗布後の乾燥温度=100℃実施例5 実施例3と同様の帯状冷延鋼板の片面に公知の方法で3
.0 g/rr?のニッケルめっきを施し、他の片面に
公知の電解クロム酸処理を施し、上1層がクロム量とし
て0.010 g/m’のクロム水和酸化物層、下層が
0.055 g/m’の金属クロム層からなる皮膜を形
成させ、水洗乾燥したにニッケルめっき面は浸漬クロム
酸処理が施されたことになる)。
この帯状の表面処理鋼板を250℃に加熱し、電解クロ
ム酸処理を施した面に30μmの二軸配向ポリエステル
フィルム(エチレングリコールとテレフタール酸85%
/イソフタール酸15%の重縮合体)をラミネートした
。得られたポリエステル樹脂被覆鋼板をDI缶内面がポ
リエステル樹脂被覆面になるように、下記の条件を変更
する以外は実施例1と同様の成形条件で絞りしごき加工
を施した。
1、第1段階の絞り加工条件 ポンチと絞りダイスのクリアランス二 0.30mm 絞りダイスの肩部の半径: 0.8 mmしわ押え力=
2トン 2、第2段階の再絞り加工条件 ポンチと再絞りダイスのクリアランス:0.32mm 再絞りダイスの肩部の半径: 0.8 mmしわ押えカ
ニ0.8トン 実施例6 実施例3と同様の帯状冷延鋼板の片面に公知の方法で0
.5 glrdの錫めっきを施し、ついで公知の方法で
0.16g/rn”のニッケルめっきを、同時に他の片
面に3.0 g/rr?のニッケルめっきを施した。さ
らに二層めっきした面に公知の電解クロム酸処理を施し
、上層がクロム量として0.025 g/ゴのクロム水
和酸化物層、下層が0.030 g/m’の金属クロム
層からなる皮膜を形成させ、水洗乾燥した(厚ニッケル
めっきした面は浸漬クロム酸処理が施されたことになる
)。この帯状の表面処理鋼板をロールヒータで250℃
に加熱し、電解クロム酸処理された面に下記の条件で重
合体組成物を塗布した30μmのポリエステル樹脂フィ
ルム(エチレングリコールとテレフタール酸90%/イ
ソフタール酸10%の重縮合体)をラミネートした。得
られたポリエステル樹脂被覆鋼板をDI缶内面がポリエ
ステル樹脂被覆面になるように、下記の条件を変更する
以外は実施例1と同様の成形条件で絞りしごき加工を施
した。
(重合体組成物の塗布条件) 1、重合体組成物の組成:エポキシ当量2500のエポ
キシ樹脂70部とポリアミド樹脂(Veramide 
115) 30部の混和体で固形分11% 2、重合体組成物の乾燥重量:2.Og/m’3、重合
体組成物の乾燥温度二80℃ (成形条件) 1、第1段階の絞り加工条件 ポンチと絞りダイスのクリアランス: 0.30mm 絞りダイスの肩部の半径: 0.8 mm2、第2段階
の再絞り加工条件 ポンチと再絞りダイスのクリアランス:0 、32mm 絞りダイスの肩部の半径:0.8mm しわ押えカニ0.8トン 比較例2〜比較例5 実施例3〜実施例6で得られたそれぞれのポリエステル
樹脂被覆鋼板をDI缶内面がポリエステル実施例被覆面
になるように、比較例1の成形条件と同様の条件で絞り
しごき加工を施した。
以上、実施例3〜実施例6および比較例2〜比較例5で
得られたポリエステル樹脂被覆鋼板を内面としたDI缶
をつぎに示す試験法で評価し、その結果を第2表に示し
た。
(1)DI缶内面の金属面の露出程度 得られたDI缶の脱脂、洗浄、乾燥後、このDI缶に2
5℃の1%塩化ナトリウム溶液を入れ、DI缶を陽極、
ステンレス棒を陰極とし、両極の缶に6.3vの一定電
圧をかけた時、流れる電流(mA)で金属面の露出程度
を評価した。
(2)貯蔵試験 得られたDI缶の脱脂、洗浄、乾燥後、フランジ加工を
施し、コカコーラを缶高の9割の高さまで充填し、エポ
キシフェノール系塗料を乾燥厚みで10μm塗装焼付け
したアルミニウム蓋を巻締め、37℃で3ケ月貯蔵し、
溶出鉄量を測定するとともに、色価壁部の腐食状況を観
察した。
このようにしてポリエステル樹脂被覆面を内面としたD
I缶の場合にも本発明の方法によれば、破調もなく、ネ
ッキング性、フランジ加工性も良好であり、更にポリエ
ステル樹脂被覆層が剥離することもなく、ざらにポリエ
ステル樹脂被覆層にほとんどクラックもなく耐食性の優
れた絞りしごき缶が得られた。
【図面の簡単な説明】
第1図(A)乃至(D)は絞り、しごき加工の工程図、 第2図及び第3図は絞り加工時の要部断面図、第4図は
絞り時のコーナ部に於ける断面図、第5図は第4図のコ
ーナ部の曲率半径Rdを横軸とし、厚み変化率εtを縦
軸とし、厚みtを変化したときのプロット図、 第6図は本発明に使用される被覆金属板の断面図である

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)絞りしごき加工する工程において、 素板厚をA、第1段階の絞り加工で得られるカップ状成
    形体の側壁部の最大厚さをB、第2段階の再絞り加工で
    得られるカップ状成形体の側壁部の最大厚さをCとする
    時、 Bの厚み増加をAの20%以下の増加に、 Cの厚み増加をAの30%以下の増加に夫々抑え、 その後、しごき加工を施し、最終的に得られる絞りしご
    き缶の側壁部の最終厚さをDとする時、得られた絞りし
    ごき缶の側壁部の厚さ減少率が (B−D)/B×100≦70%及び (C−D)/C×100≦70% であることを特徴とする絞りしごき缶の製造方法。
  2. (2)最終的に得られる絞りしごき缶の内面側壁部の平
    均表面粗さが0.05乃至0.20の範囲にあることを
    特徴とする請求項第1項記載の製造方法。
  3. (3)ポリエステル樹脂フィルムがラミネートされた薄
    板を用いることを特徴とする請求項第1項記載の製造方
    法。
  4. (4)再絞り加工を、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ことにより行
    ない、ここで 再絞りダイスの作用コーナ部の曲率半径 (R_D)を金属板素板厚(t_B)の1乃至2.5倍
    の寸法とし、保持部材の保持コーナ部の曲率半径(R_
    H)を前記金属板素板厚(t_H)の4.1乃至12倍
    の寸法とし、 保持部材及び再絞りダイスの前絞りカップとの平面状係
    合部は0.001乃至0.2の動摩擦係数を有するもの
    とし、 前絞りカップ径/再絞りカップ径の比で定義される再絞
    り比が1.1乃至1.5の範囲となるように少なくとも
    1段の絞り成形を行うことを特徴とする請求項1記載の
    製造方法。
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