JPH0939087A - 多段冷間張出し成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 生産性に優れ、形状選択の自由性が高い冷間
張出し成形により、成形素材をできるだけ均一に伸ばす
ことにより限界成形高さのできるだけ高い成形品の製造
方法の提供。 【構成】 アルミニウム箔の少なくとも片面に熱可塑性
樹脂フィルムが積層されている樹脂ラミネートアルミニ
ウム箔を張出し成形により加工するに当たり、第１段に
第２段より天面面積が小さいポンチを使用し、順次前段
のポンチ天面面積より大きい天面面積を有するポンチを
用い、最終段は製品形状に合せたポンチを使用する樹脂
ラミネートアルミニウム箔の張出し成形方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業状の利用分野】本発明は、飲食品、化学品、文房
具、電子部品などの包装容器等の製造に際し、アルミニ
ウムまたはアルミニウム合金（以下両者を含めてアルミ
ニウムという。）の箔の少なくとも片面に熱可塑性樹脂
フィルムが積層された樹脂ラミネートアルミニウム箔を
材料とし、冷間張出し成形を行う場合の、より高い成形
高さを得るための成形加工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、前記のような用途のための皺なし
容器の最も一般的なものとしては、厚さ１００μｍ前後
のアルミニウム箔を用いた深絞り成形品とか、あるいは
合成樹脂成形品が知られている。しかしながら、前者の
深絞り成形品は生産性が悪いのみならず、厚箔を使用す
るためにコストも高くつく難点がある。また後者の合成
樹脂成形品は、前者に比較して酸素、光などのバリヤー
性に劣るという難点がある。そこで、これらの問題に対
処するため、最近では厚さ２０〜５０μｍ程度のアルミ
ニウム箔に合成樹脂フィルムを積層した樹脂ラミネート
アルミニウム箔を用いて、これを冷間張出し成形により
連続的に所定深さの容器に成形する方法が注目されてい
る。

【０００３】この場合、上記の成形は限界成形高さをで
きるだけ高いものとなしうることが要請されており、こ
のような要請に対処するための方策として、アルミニウ
ム箔および／または熱可塑性樹脂フィルム等成形素材の
選択の改善はもちろん極めて重要なことであるが、一方
において成形方法、成形条件も成形高さに支配的な影響
を及ぼす。ここに成形方法の選択として、単に成形深さ
を深くする目的のためには応力が成形材料の全体に均一
に負荷される真空成形、あるいは空気または油によるバ
ルジ成形等が好ましいが、何れも生産性、形状選択の自
由性に劣る欠点がある。そこで、現在は限界成形高さに
問題はあるが、形状選択の自由度が高く、生産性に優れ
る成形方法として、ポンチによる１段の張出し成形法が
採用されている。

【０００４】そして、このような１段の冷間張出し成形
に際し、限界成形高さを大きくするために、ポンチ天面
の摩擦係数を０．０８〜０．２の範囲に、また同天面の
表面粗さをＲ_max ０．５〜２．０μｍとして成形を行う
方法（特公平４−５５５８１）、あるいはポンチ天面に
おける中央部の平坦面積が天面全体の面積の２０〜４９
％とし、かつ天面の前記平坦部を除く周端部が５〜２０
°の傾斜角度に相当する円弧部に形成されたポンチを用
いて成形する方法（特公平５−８１３３２）等の提案が
なされている。これらの方法は、それなりに効果のある
方法ではあるが、これらの方法においてもまだ成形素材
の伸ばされる（変形度合の大きい）箇所とあまり伸ばさ
れない（変形度合の小さい）箇所が生ずることが避けら
れないため、限界成形高さはこの大きく伸ばされる箇所
の割合により支配されることになる。従って、更に生産
性に優れる張出し成形法によって、これらより更に優れ
た成形高さの成形容器の成形法は、成形素材の大きく伸
ばされる箇所の割合を増す方法の開発が必要となってい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、樹脂ラミネ
ートアルミニウム箔を用いるしわなし容器の深絞り成形
において、生産性に優れ、形状選択の自由性が高い冷間
張出し成形により、成形素材をできるだけ均一に伸ばす
ことにより限界成形高さのできるだけ高い成形品を製造
する方法の開発を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、アルミニウ
ム箔の少なくとも片面に熱可塑性樹脂フィルムが積層さ
れている樹脂ラミネートアルミニウム箔を張出し成形に
より加工するに当たり、第１段において、第２段で使用
するポンチの天面面積より小さい天面面積のポンチを使
用し、第２段以降は順次前段のポンチ天面面積より大き
くかつ次段のポンチ天面面積より小さいポンチを用い、
最終段は製品形状に合せたポンチで成形することを特徴
とする樹脂ラミネートアルミニウム箔の多段冷間張出し
成形方法。 第１段に使用するポンチの天面面積がダイス開口面積
の１〜３６％である樹脂ラミネートアルミニウム箔の多
段冷間張出し成形方法。 樹脂ラミネートアルミニウム箔におけるアルミニウム
箔の厚みが、２０〜５０μｍの範囲であり、熱可塑性樹
脂フィルムが１０〜４００μｍである樹脂ラミネートア
ルミニウム箔の多段冷間張出し成形方法。を開発するこ
とにより上記の目的を達成した。

【０００７】本発明に使用する樹脂ラミネートアルミニ
ウム箔に使用するアルミニウム箔としては、成形体のサ
イズ、目的とする容器の剛性等によりある程度の変更が
あるが、一般には純アルミニウム系あるいは３０００系
または５０００系のアルミニウム合金であり、厚さが２
０〜５０μｍのアルミニウム箔である。このアルミニウ
ム箔の少なくとも片面に、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリエチレンテレフタレート（ポリエステル）、ポ
リアミド（ナイロン）、ポリ塩化ビニル等の熱可塑性樹
脂の延伸、あるいは未延伸のフィルムをラミネートした
樹脂ラミネートアルミニウム箔を使用する。場合によっ
ては片面は印刷面であり、他の面に熱可塑性樹脂フィル
ムをラミネートしたもの、片面に延伸したフィルムを、
他の面にヒートシール用の樹脂をラミネートした樹脂ラ
ミネートアルミニウム箔等も当然対象となる。延伸熱可
塑性樹脂フィルムの場合においては限定するわけでない
が厚さが６〜２０μｍのものが多く、未延伸熱可塑性樹
脂フィルムの場合には薄い分には特に限定する必要がな
いが、厚さは最大４００μｍ位のものを用い、樹脂ラミ
ネートアルミニウム箔としての合計の厚さが５００μｍ
以下程度のものが使用できる。

【０００８】本発明においては、この樹脂ラミネートア
ルミニウム箔を冷間張出し成形するが、成形に際し多数
段にわたり冷間張出し成形をする。その際に用いるポン
チ天面面積は前段のポンチ天面面積（非円形のダイスも
あるため面積とする。）より大きく、かつ次段のポンチ
天面面積より小さい天面面積を有するポンチを用いるこ
とである。即ち第１段の天面面積が一番小さく、第２段
・・最終段と順次大きくなり、最終段のポンチの天面面
積が最大の天面面積を有することを意味する。この場
合、多段とは２段〜５段くらいまで、好ましくは２〜３
段、特に好ましくは２段であり、それ以上の多段は操作
が繁雑になるだけで効果が飽和し、経済的な面から現実
的でない。第１段の成形に使用するポンチ天面面積はダ
イス開口面積の１〜３６％（円形の場合の口径比として
示すと１０〜６０％、好ましくは１５〜４５％）の天面
面積のポンチを使用する。このポンチの形状は通常の形
式（断面が非円形の場合もある。）であってもよいが、
好ましくは球頭のポンチである。材質としてはポリ４フ
ッ化エチレン樹脂（テフロン）製のような摩擦係数の小
さいポンチを使用することが樹脂ラミネートアルミニウ
ム箔の均一な伸びを確保するのに有利である。

【０００９】続いて第２段・・最終段の冷間張出し成形
を行うが、この最終段の場合のポンチの天面は、成形品
の形状を確定するため、原則的に１段冷間張出し成形に
用いるポンチと同一のものを使用することになり、ダイ
スが円形であるときは通常ダイス口径の約７０〜８０％
のポンチを使用する。またポンチの天面における中央平
坦部の面積が天面全体の面積の２０％以上４９％未満を
占め、かつ天面の前記平坦部を除く周端部がへこみ方向
に５°以上２０°未満の傾斜角度に相当する曲率の円弧
部に形成されたポンチを用いることは更に有利に働くこ
とになる。もちろんこの場合にも材質的にテフロンのよ
うな摩擦係数の小さいポンチを使用することは樹脂ラミ
ネートアルミニウム箔の均一な引き伸ばしに有効であ
る。

【００１０】

【作用】冷間張出し成形において、ポンチの天面部がフ
ラットな場合、天面に当たる部分の樹脂ラミネートアル
ミニウム箔はほとんど伸ばされず、天面以外の部分のみ
が伸ばされることになって樹脂ラミネートアルミニウム
箔全体が均一に伸ばされ難かった。本発明においてはこ
れを多段階に行うに際し、第１段にダイス口径の１０〜
６０％の天面口径を有するポンチを使用するとともに、
次段以降天面面積を順次大きくし、最終段においては成
形品の形状に合せた天面形状を含む形状のポンチを使用
することにより、従来法では伸ばすことが困難であった
天面部の伸ばしの均一化を図ったものである。この場合
にポンチの摩擦係数を小さくすること、あるいは形状を
球頭にすること等により更に天面部の均一な伸びを確保
することが容易になる。しかし第１段に使用するポンチ
の天面面積が小さ過ぎる時は多段の張出し成形をしても
特別に効果が大きいわけでなく、ダイスの開口面積の１
〜３６％、口径比として１０〜６０％、好ましくは１５
〜４５％の範囲のものが好ましい結果を得たことは意外
であった。この口径比が小さい時は１段目の成形高さが
低くなり、多段成形の効果が十分に得られなかった。ま
たこの口径比が高すぎる時は、１段目と２段目以降の変
形する部分が同じあるいは近接した位置になり、多段成
形する効果が薄くなった。

【００１１】このように通常の冷間張り出し成形におけ
る天面部に当たる部分を十分に引き伸ばした後に、通常
の１段の張出し成形で用いる形状あるいはそれに近い形
状のポンチを使用するので成形体の形状は通常のポンチ
を使用した場合と同じにすることができる。もちろんこ
の最終段の成形においてもポンチをテフロンのような摩
擦係数の小さい材質を使用するとか、ポンチ天面の中央
平坦部が小さく、かつ周端部の傾斜角度が５〜２０°に
相当する円弧部に形成されたポンチを使用する等により
更に樹脂ラミネートアルミニウム箔の均一な伸びが期待
でき、従来の１段の張出し成形法に比較して更に成形高
さの高い張出し成形容器を製造できることになった。

【００１２】

【実施例】

（実施例）樹脂ラミネートアルミニウム箔として２軸延
伸ポリエステル１６μｍ／１Ｎ３０のアルミニウム箔４
０μｍ／未延伸ポリプロピレンフィルム３００μｍ（各
相間はポリエステル系のドライラミネート接着剤で貼り
合わせた。）の積層体を用い、第１段の天面面積（口径
比で１０〜６０％）を変えたポンチを使用して、口径３
４ｍｍφ、肩半径Ｒ０．５ｍｍのダイス、第２段（最終
段）の成形には通常の１段成形において使用するポンチ
（ポンチ口径２７ｍｍφ、ダイスとの口径比＝７９％、
肩半径１ｍｍ）を使用して２段の冷間張出し成形を行っ
た。なお第２段に使用したポンチで１段で成形を行った
時の成形高さは３．６５ｍｍであった。

【００１３】

【表１】

【００１４】なお実験番号Ｎｏ．３及びＮｏ．４の成形
体の１段目及び２段目においてのポンチ天面部中央にお
ける樹脂ラミネートアルミニウム箔の厚みの変化を詳細
に測定した。結果を表２に示す。なお成形前における樹
脂ラミネートアルミニウム箔の全体の厚みは３６６μｍ
であり、第２段に使用したポンチで１段で成形を行った
時の天面部の厚みは３５４μｍであった。なおポンチは
すべてテフロン製のものを使用した。

【００１５】

【表２】

【００１６】

【発明の効果】本発明は、樹脂ラミネートアルミニウム
箔の冷間張出し成形を多段に行い、第１段で天面面積の
最も小さいポンチ（但し、ポンチ天面の径がダイスの径
の１０〜６０％）を使用し、徐々にその径を大として行
き、最終段においては通常の１段張出し成形に用いるポ
ンチとほぼ同じ天面面積を有するポンチを使用すること
により、樹脂ラミネートアルミニウム箔が均一に、特に
ポンチの天面部に相当する部分においても良く伸ばすこ
とに成功した。このため従来の１段の張出し成形法に比
して成形高さが５０％以上高い成形体を製造することが
できる。本発明方法は生産性に優れ、形状選択の自由度
の高い冷間張出し成形であるのでコストも安く、需要者
の要望に応えられる製法である。

フロントページの続き (72)発明者 三浦 晋一 埼玉県越谷市西方2671番地大森機械工業株 式会社内 (72)発明者 山中 幸弘 埼玉県越谷市西方2671番地大森機械工業株 式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルミニウム箔の少なくとも片面に熱可
   塑性樹脂フィルムが積層されている樹脂ラミネートアル
   ミニウム箔を張出し成形により加工するに当たり、第１
   段において、第２段で使用するポンチの天面面積より小
   さい天面面積のポンチを使用し、第２段以降は順次前段
   のポンチ天面面積より大きくかつ次段のポンチ天面面積
   より小さいポンチを用い、最終段は製品形状に合せたポ
   ンチで成形することを特徴とする樹脂ラミネートアルミ
   ニウム箔の多段冷間張出し成形方法。
2. 【請求項２】 第１段に使用するポンチの天面面積がダ
   イス開口面積の１〜３６％である請求項１記載の樹脂ラ
   ミネートアルミニウム箔の多段冷間張出し成形方法。
3. 【請求項３】 樹脂ラミネートアルミニウム箔における
   アルミニウム箔の厚みが、２０〜５０μｍの範囲であ
   り、熱可塑性樹脂フィルムが１０〜４００μｍである請
   求項１記載の樹脂ラミネートアルミニウム箔の多段冷間
   張出し成形方法。