JPH0757388B2 - 深底容器の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［利用分野］ 本発明はエアーゾル容器等のように、胴部の深さが直径
に比べて比較的深い容器の製造方法に関するものであ
り、鋼板に機械加工性において優れたポリエチレンテレ
フタレート樹脂（以下PET樹脂と言う）のシートをラミ
ネートした複合鋼板を用いた深底容器の製造方法に関す
るものである。

［従来技術及びその問題点］ 一般的には、エアーゾル容器等の深底容器は、金属容器
となっており、継ぎ目なし深底容器の場合には、アルミ
ニュウム製の容器が多く利用されている。

これは、このアルミニュウム材が加工性において優れて
いるからであり、深絞り加工によって比較的胴部長さの
長い容器の加工が可能となるからである。

ところが、このアルミニュウム製の容器の場合には、素
材価格が高価なものであることから、胴部の肉厚が極端
に薄肉に設定され、しかも、剛性において劣るものであ
ることから、この構成の容器は、胴部の剛性が不十分な
ものとなる。従って、容器内が加圧状態になるような形
式の密封容器の場合には有効であるが、ジュース等の非
加圧液体を収容するような場合には、剛性が不十分で実
用に供し得ないものとなる。前者の場合、その内圧によ
って胴部の剛性が確保されるが、後者の場合には、構成
壁面自体の剛性以上の剛性が付与されないからである。

そこで、剛性の十分な鋼板を用いて深底容器を製造する
方法として、特開昭58−61926号公報に開示のものを提
案した。

このものは、純アルミニュウムの加工性と鋼板の剛性と
を利用して、剛性の高い深底容器を製造するものであ
る。

この方法は、鋼板が純アルミニュウム層に挟まれた断面
構成の被加工素材を加工するもので、鋼板のみからなる
被加工素材を加工する場合に比べて加工性が向上し、深
底容器に絞り加工できるとともに、容器完成後に於いて
は、前記鋼板層が剛性を確保することとなる。

ところが、この従来の深底容器の場合には、食品容器や
化粧品容器として利用する場合には、深底容器完成後に
おいて、内面に耐食性を付与するための合成樹脂コーテ
ィングが必要となり、工程が面倒である。又、前記合成
樹脂コーティング層に不良が有る場合には、耐久性の低
下を招く。

［技術的課題］ 本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、PET
樹脂の機械加工性に着目して、剛性が十分で、しかも、
容器内面の耐食性の十分な深底容器を製造するものであ
る。そして、前記PET樹脂層を鋼板の一方の面にラミネ
ートした複合鋼板を被加工素材とすることにより、鋼板
の加工性を改善し且この複合鋼板の深絞り加工の際に前
記PET樹脂層に損傷を与えないようにすることをその技
術的課題とする。

［技術的手段］ 上記技術的課題を解決するために講じた本発明の技術的
手段は『PET樹脂層（１）を鋼板（２）の一方の面にラ
ミネートした複合鋼板を内面が前記PET樹脂層（１）と
なる限界絞り比以下のカップに塑性加工する初期絞り工
程と、前記カップを深さが直径よりも深い深底容器に絞
り加工する深絞り加工工程とからなり、前記各工程をポ
ンチ（Ｐ）とダイス（Ｄ）を用いた絞り加工とし、前記
各絞り加工工程では、ポンチ（Ｐ）を50℃〜80℃の温度
に維持するようにした』ことである。

［作用］ 本発明の上記技術的手段は次のように作用する。

PET樹脂は塑性加工性において優れたものであり、特開
昭59−103718号公報に開示されるように絞り加工等の塑
性加工が可能である。

従って、鋼板の一面に前記PET樹脂をラミネートした複
合鋼板を限界絞り比以下のカップに絞り加工した場合に
はPET樹脂層（１）が破壊されることなく鋼板とともに
塑性加工される。特に、この加工の際には、ポンチ
（Ｐ）がPET樹脂の軟化点近傍の温度、つまり、50℃〜8
0℃に維持されているから、この加工性が一層改善され
る。

次いで、深絞り加工工程では、、前記カップが小径化さ
れるとともに、深い容器に絞り加工される。この時、前
記初期絞り工程におけると同様絞り加工による摩擦熱が
発生して、PET樹脂層（１）の加工性が改善される。従
って、この複合鋼板の深絞り加工によっても前記PET樹
脂層（１）が損傷しないものとなり、しかも、このPET
樹脂層（１）の結合力が鋼板（２）における亀裂の発生
を抑制する。

この結果、この深絞り加工工程が複数回行われても、
又、一工程によって深く絞られても、PET樹脂層（１）
及び鋼板（２）が損傷することなく深絞り容器が製造で
きる。

尚、量産において、前記深絞り工程が繰り返されると、
摩擦熱及び被加工素材の変形熱によってポンチ（Ｐ）が
PET樹脂層（１）の融点以上になる危険性があるが、こ
のポンチ（Ｐ）は上記所定の温度に維持されるものであ
るから、過熱されることによる深絞り加工時のPET樹脂
層（１）の損傷が防止できる。

［効果］ 本発明は上記構成であるから次の特有の効果を有する。

深底容器完成状態において、容器内面の全域にはラミネ
ートされたPET樹脂層が被覆されていることとなり、し
かも、深絞り加工時のPET樹脂層（１）の損傷が防止で
きるから、剛性樹脂コーティングを施すことなく、耐食
性の十分な深底容器が製造できる。

又、各絞り加工工程においては、ポンチ（Ｐ）が所定の
温度に維持されるものであるから、容器内面のPET樹脂
からなる保護層が前記絞り加工工程において損傷が防止
できるから、不良率が大幅に低減できる。さらに、ポン
チ（Ｐ）の寿命が大幅に長くなる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を第１図から第６図に基いて説明
する。第１図〜第６図に示す実施例は、被加工素材とし
て、鋼板（２）の一面にPET樹脂層（１）をラミネート
した複合鋼板を使用する。

この鋼板の断面の詳細は、第１図に示すような構成で、
PET樹脂層（１）は、鉄層（20）の表面側に錫層（21）
を形成し、裏面に前記錫層（21）のないクロム酸皮膜
（22）を形成した断面構成とし、このクロム酸皮膜（2
2）の表面にPET樹脂層（１）をラミネートしたものであ
る。

そして、前記構成の鋼板（２）を所定のブランク形状に
打ち抜いたものを第２図に示すように、ポンチ（Ｐ）の
温度を一定に維持しながら、絞り加工によってカップに
加工すると、第３図に示すような断面形状の容器とな
る。

このカップの直径は、最終形状の深底容器（第４図）の
形状に深絞り加工する際の絞り率から勘案して所定の直
径及び深さに設定される。次いで、上記カップを上記初
期絞り工程と同様な方法によって深絞り加工する。

上記いずれの絞り工程でも絞り率を適正に保った条件の
もとに絞り加工が行われる。そして、この絞り率及び最
終形状に見合った大きさ及び形状のポンチ（Ｐ）及びダ
イス（Ｄ）が採用される。

特に、前記ポンチ（Ｐ）には、同図に示すように、冷却
用の液体回路（31）が形成されるとともに、この液体回
路（31）は冷却装置（34）とを繋ぐ循環回路（３）内に
挿入され、この循環回路（３）内に挿入されたポンプ
（35）によって冷却液が循環せしめられるようになって
いる。又、前記液体回路（31）の出口側の温度を温度検
知器（32）によって検知し、この温度検知器（32）の出
力を比較器（30）に入力させ、温度設定器（33）の出力
とをこの比較器（30）によって比較し、この比較器（3
0）の出力によってポンプ（35）の運転又は停止される
ようになっている。

即ち、ポンチ（Ｐ）内の液体回路（31）の冷却液が設定
温度以下の場合には前記比較器（30）からの出力が低レ
ベルの状態にあって、ポンプ（35）が動作せず、冷却さ
れない。加工が進行するにしたがって、ポンチ（Ｐ）の
温度が上昇すると、温度検知器（32）がこれを検知し、
比較器（30）からの出力が高レベルとなってポンプ（3
5）が運転状態となり、冷却装置（34）によって冷却さ
れた冷却液がポンチ（Ｐ）内の液体回路（31）に供給さ
れ、ポンチ（Ｐ）が冷却される。そして、液体回路（3
1）の出口側の温度が設定温度以下に降下した場合に
は、温度検知器（32）がこれを検知して、比較器（30）
の出力によってポンプ（35）が停止する。即ち冷却動作
が停止する。

深絞り加工工程においては、既述のように、ポンチ
（Ｐ）の温度が摩擦熱及び被加工素材の変形熱によって
上昇することとなるが、上記第２図の絞り加工装置の場
合には、液冷によって常時ポンチ（Ｐ）の温度が一定に
維持されることとなる。そして、この温度は、PET樹脂
層（１）の融点に対して適正な温度、即ち、融点よりも
低温で且前記融点以下で軟化点近傍の温度（50℃〜80
℃）に設定されているから、PET樹脂層（１）と鋼板
（２）からなる被加工素材のPET樹脂層（１）の加工性
が改善される。

又、鋼板（２）の表面には、錫層（21）があって、これ
がダイス（Ｄ）に対接することとなるから、カジリ等の
現象もなく、被加工素材とダイス（Ｄ）との滑りも良好
で容器表面の仕上がりも良好なものとなる。

更に、容器内面のPET樹脂層（１）と鋼板（２）との結
合層には、クロム酸皮膜（22）が形成され、この表面に
PET樹脂層（１）がラミネートされているものであるか
ら、クロム的には、この境界部はPET樹脂層（１）が前
記クロム酸皮膜（22）の表面に食い込んだ構造になって
いる。したがって、PET樹脂層（１）と鋼板（２）との
結合力が強い。従って、ポンチ（Ｐ）の表面温度が上記
設定温度に維持されながら深しぼり加工が進行すること
と相俟って、PET樹脂層（１）に損傷が生じない条件下
で深絞り加工が行われることとなるのである。

参考までに、直径35mm,深さ105mmの深底容器を製造する
場合、最終仕上げ形状における胴部肉厚が0.2mm（PET樹
脂層（１）の膜厚0.02mm,鋼板（２）の板厚0.18mm）程
度であれば十分な剛性を有するものとなり、しかも耐食
性において十分なものとなった。

上記最終形状の深底容器を製造するには、初期絞り加工
によるカップの形状を直径50mmとし，深さ45mm程度に設
定しておけば、２回の深しぼり加工で上記最終形状の深
底容器が完成する。

尚、被加工素材の断面構成としては、PET樹脂層（１）
が、0.01mm〜0.06mm程度であればよく、この値は、鋼板
（２）の肉厚には影響されなかった。

通常、この種の容器は、直径25mm〜65mm程度で深さが50
mm〜200mm程度となるが、これらに適する被加工素材の
鋼板（２）の厚みは、0.3mm〜0.7mm程度の範囲のものが
採用されるものの、これとは無関係に設定した上記PET
樹脂層（１）の膜厚の条件下で十分な加工性を示した。

次に、絞り加工時のポンチ（Ｐ）の温度については、PE
T樹脂層（１）を具備する被加工素材を使用する本発明
の方法では、上記50℃〜80℃が適当であるが、上記温度
域よりも高い温度域では、PET樹脂層（１）が極端に軟
化して、ダイス圧力により、製品下端からはみ出しが見
られた。

逆に、上記温度域よりも低い温度域では、PET樹脂層
（１）の軟化又は組織変化が不十分で、絞り加工工程で
ヒビ割れ等が生じ易くなった。

上記条件下で絞り加工された深底容器の上端開口部を第
５図のようにカーリング加工して、カーリング部（４）
を形成し、このカーリング部（４）に内容物充填後にキ
ャップ（Ｃ）をカシメ止めると密封容器が完成する。エ
アーゾル容器とするときには、一旦ネッキング加工によ
って小径口部を形成し、この口部をカーリング加工し
て、カーリング部（４）を形成し、このカーリング部
（４）にバルブ（Ｂ）を具備するキャップ（Ｃ）をカシ
メ止めする。

いずれの場合にも、前記キャップ（Ｃ）の内面には耐食
性皮膜（５）が形成されており、同図に示すような断面
形状のキャップ（Ｃ）をカーリング部（４）に外嵌する
ように装着してカシメ止めすると、第６図のように、耐
食性皮膜（５）とカーリング部（４）の外層となるPET
樹脂層（１）とが密着することとなって、このカシメ止
め部分のシールが確保される。尚、この耐食性皮膜
（５）は従来の合成樹脂製のラミネート層又はコーティ
ング層である。

尚、上記実施例の方法では、ポンチ（Ｐ）の温度維持の
ための構成として、冷却液を常時循環させる構成とし、
この冷却液温度を一定温度に維持するようにしてもよ
い。この場合には、上記冷却装置に代えて、冷却液の温
度を一定の温度に保つための冷却温度維持装置とすれば
よい。

又、上記実施例の場合には、絞り加工のみによって深底
容器を製造するようにしたが、絞り加工によって形成さ
れた深底容器を、さらに、しごき加工によって胴部肉厚
を薄肉に設定するとともに、胴部長さを長くするように
してもよい。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の方法に採用される被加工素材の断面構
造説明図，第２図は絞り加工工程及びこのための装置の
要部の説明図，第３図はカップの説明図，第４図は最終
形状の深絞り容器の説明図，第５図はキャップと深底容
器との関係図，第６図はキャップを取付けた状態の要部
断面図であり、図中， （１）……PET樹脂層 （２）……鋼板 （Ｐ）……ポンチ （Ｄ）……ダイス

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】PET樹脂層（１）を鋼板（２）の一方の面
   にラミネートした複合鋼板を内面が前記PET樹脂層
   （１）となる限界絞り比以下のカップに塑性加工する初
   期絞り工程と、前記カップを深さが直径よりも深い深底
   容器に絞り加工する深絞り加工工程とからなり、前記各
   工程をポンチ（Ｐ）とダイス（Ｄ）を用いた絞り加工と
   し、前記各絞り加工工程では、ポンチ（Ｐ）を50℃〜80
   ℃の温度に維持するようにした深底容器の製造方法。