JPH11169979A - アルミニウムｄｉ缶の加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小径のアルミニウムDI缶の加工に際し、缶胴
割れなどの不良の発生を抑制し、またネック部に耳を生
じさせずにネッキング加工できるアルミニウムDI缶の加
工方法を提供する。 【解決手段】 アルミニウム圧延板の缶素材からブラン
ク材1 を打ち抜き後、カップ材を成形し、該カップ材を
DI加工によりDI缶に成形して、ネック加工後の缶口部が
204 径以下の小径のアルミニウムDI缶を加工する方法で
あって、前記ブランク材1 を、缶素材圧延方向に対して
0 °および45°方向の半径方向の長さL₀、L₄₅ を90°方
向の半径方向の長さL₉₀ よりも短くした、略円形に打ち
抜くことを含み、前記0 °および45°方向の半径方向の
長さL₀、L₄₅ を、前記90°方向の半径方向の長さを直径
とする真円形ブランク材2 をカップ材に成形した際に発
生する同じ径方向の耳の高さに相当する量だけ、短くす
ることである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アルミニウム圧延板を
缶素材とした缶の成形に関し、特に缶胴径が211 径で缶
口部が204 径以下の小径のアルミニウムDI缶の加工方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】通常、アルミニウム合金製飲料缶の製造
は、図3 から図4 に缶成形過程の形状を示す通り、概ね
次の工程でなされている。アルミニウム合金コイル
（板）をカッピングプレスにより打ち抜き、図3(a)の真
円形ブランク材2 としてから、ドロー成形乃至リドロー
成形を経て、図3(b)乃至図3(c)のカップ材 9乃至10を成
形する。成形カップ材 9乃至10をDIプレスのタンデム
式しごきダイに供給して、連続的に深絞りおよびしごき
（Drawn and Ironed）するDI加工により、図4(a)に示す
缶胴5 を有するDI缶11を成形する。缶胴5 の上縁をト
リミングし、DI缶の開口端を形成する。DI缶を内面塗
装および外面印刷塗装しベーキング（焼き付け）する。
図4(b)に示すように、ネッキング加工により、DI缶11
の缶口部12の絞り＝缶口部12の縮径を行う。図4(c)に
示すように、缶口部12のフランジ13の成形加工（口広
げ）を行う。フランジ加工後所定の工程を経て、図5
に示すように、缶胴5 に飲料6 を充填した後、缶口部に
缶蓋4 を巻き締めて飲料缶として製作される。

【０００３】ところで、飲料缶においては、従来よりコ
ストダウン並びに省資源の観点より軽量化が求められて
おり、現在も缶エンドなど飲料缶各部の板厚減少努力が
続けられている。この点、DI缶のネッキングによる缶口
部の縮径化も更に進み、350cc 、500cc 用の飲料缶で
は、従来、211 径( 缶胴部の径が約66mm) の缶胴径か
ら、206 径の缶口径へと縮径されていたものが、更に21
1 径の缶胴径から、204 径あるいは202 径以下の小径の
缶口径へ縮径されるようになっている。

【０００４】この縮径化に際して、缶口部のネック部の
形状は、ネック部が階段状に形成された段ネックタイプ
と、ネック部が縦断面形状において缶蓋側の円弧と、缶
胴側の円弧の間で円錐形に形成されたスムースネックタ
イプとに大別される。

【０００５】また、これらネック部の形成方法（ネッキ
ング方法）としては、大別すると、ダイス方式によるも
のと、スピン方式（スピンネック、スピンフローネッ
ク）によるものとがある。このうち、ダイス方式では、
口絞りダイおよび円柱状中子を組み合わせて使用して、
DI缶をダイスに対して相対的に移動させ缶の開口端部を
縮径する。このダイス方式においては、缶に加わる加工
力を低減し、缶胴の座屈を回避するとともに、缶端部で
のシワの発生を抑制するために、通常２段階以上の多段
階に分けて、前記工程を繰り返し、缶口部を所定の外径
に縮径している。

【０００６】一方、スピン方式は、スピニングロールを
利用して缶の開口端部を縮径するものである。スピン方
式は、ダイス方式に比して、缶に加えられる軸方向の加
工力が低いため、缶胴部の肉厚が薄い缶でも缶胴部に座
屈が発生する恐れが少ないという長所がある。

【０００７】しかし、これらの方法によりネッキングを
行うと、211 径の缶胴径から204 径あるいは202 径の缶
口径への縮径化に際し、従来の211 径の缶胴径から206
径の缶口径への縮径時には生じなかった、ネッキング後
の缶の高さのバラツキ（缶口部の円周方向での高さのバ
ラツキ）を生じるようになってきた。このような缶の高
さのバラツキは、前記ネッキングの加工方法の違いによ
らず、ダイス方式やスピン方式のいずれの場合にも起こ
る。

【０００８】この缶の高さのバラツキは、前記した通
り、ネッキング加工の縮径化が進んだために、ネッキン
グ加工時の絞り率が大きくなり、アルミニウム圧延板缶
素材の圧延異方性に起因する耳の発生が大きくなったこ
とによる。

【０００９】しかして、缶口部において耳が発生する
と、ネッキング加工後のフランジ加工（フランジング）
において、缶の円周方向でのフランジ幅にバラツキを生
じる。このフランジ幅のバラツキは、缶の巻き締め部に
おいて缶の気密性を確保できない問題につながる。即
ち、図5 に示す通り、飲料缶は、缶胴5 に飲料6 を充填
した後、最終的に缶蓋4 を巻き締めて製作されるが、こ
の際、巻き締め部7 において缶蓋材 4ａと缶胴材 5ａと
の巻き締め代8 の長さを十分とって、缶の気密性を確保
している。これに対し、缶の円周方向でのフランジ幅に
バラツキを生じると、前記巻き締め代8 の長さが短くな
る部分が生じて、最悪の場合には、この部分で缶の気密
性を確保できずに、内容物である飲料6 が漏れるといっ
た問題につながる。

【００１０】一方、前記アルミニウム圧延板缶素材の異
方性は、前記フランジ幅のバラツキだけではなく、DI加
工の素材となるカップ材の性状にも悪影響を与える。ア
ルミニウムDI缶胴は、高効率化のために通常一貫ライン
で生産されており、その生産性のレベルの要求は非常に
厳しい。例えば、このDI加工 (ライン) で生じる缶の代
表的な成形不良の一つである缶胴割れ( 通常ティアーオ
フ乃至TOと称される)は、缶の生産個数( 例えば13億缶/
月) に対し数ppm ( 例えば数千缶/ 月) 以下であるこ
とが要求される。したがって、このDI加工で生じる缶胴
割れを防止することが、非常に重要となり、この缶胴割
れを防止するためには、DI加工の素材となるカップ材の
性状 (均一性) が重要な因子となる。しかし、前記缶素
材の異方性は、カップ成形時にカップ側壁厚の分布が不
均一となる偏肉を生じやすく、このカップ材の円周方向
の偏肉は、前記DI加工= しごき加工時に、加工中の缶に
かかる力のバランスをくずし、この力のバランスのくず
れが缶胴割れの原因となり、DI加工の生産性のレベルを
著しく低下させることになる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】前記した通り、ネッキ
ング加工時の耳の発生やカップ材成形時の偏肉の発生は
アルミニウム缶素材の異方性に起因するから、耳の発生
やカップ材の偏肉を低減しようとすれば、アルミニウム
圧延板の異方性を低減する方策が考えられる。現に、従
来から、缶素材であるアルミニウム圧延板の異方性を低
減する試みが種々なされてきた。そしてこの缶素材の異
方性を低減する試みは、211 径の缶胴径から、206 径の
缶口部への縮径へのネッキングまでは、耳の発生を低減
することに大いに寄与してきた。

【００１２】しかしながら、211 径の缶胴径から204 径
あるいは202 径の缶口径への縮径化に際し、耳の発生や
カップ材の偏肉の発生が新たな問題として発生したとい
うことは、前記従来からのアルミニウム缶素材の異方性
を低減する試みでは、最早対応できなくなったことを意
味する。即ち、本発明で問題とするネッキング加工時の
耳の発生はネッキング加工後の缶高さとして0.1mm レベ
ルの微小なバラツキの問題であり、この微小なバラツキ
が0.1mm を越えるとネッキング加工後のフランジ加工に
おいて、缶の円周方向でのフランジ幅のバラツキを生じ
るレベルの問題である。また、カップ材成形時の偏肉も
5 μm レベルの微小なバラツキの問題であり、偏肉量が
5 μm を越えると、前記DI加工で生じる缶胴割れの原因
となるレベルの問題である。したがって、これまでには
無い微小な耳の発生やカップ材の偏肉の発生が、各々影
響しているのであって、このような微小なアルミニウム
缶素材の異方性は、圧延などの缶素材側からの改善で
は、非常に困難な課題である。しかも、缶素材のアルミ
ニウム板を、圧延により製造する限り、アルミニウム圧
延板の異方性は必然的に発生するので、これ以上の異方
性改善は、缶素材側にとって制御不可能に近い。

【００１３】例えば、アルミニウム圧延板の異方性を低
減するために圧延後熱処理することが考えられるが、こ
の高温長時間の熱処理は、缶に必要なアルミニウム圧延
板の強度や成形性などの缶としての基本的な要求特性を
阻害し、また一方、低温短時間の熱処理では、アルミニ
ウム圧延板の異方性を低減できない。また、アルミニウ
ム合金の成分・組成により、異方性を低減する場合に
も、同様の問題を生じる。したがって、缶に必要な基本
特性を阻害せずに、これ以上、缶素材のアルミニウム圧
延板の異方性を低減することは、現実的に不可能と言っ
てよい。

【００１４】一方、このような耳や偏肉の発生を、DI加
工方法やネッキング加工方法自体の側で改善することに
も、やはり限界がある。即ち、ネッキング加工方法にお
いて、耳の発生に影響するのは絞り率であるので、この
絞り率を小さくすることも考えられる。しかし、絞り率
を小さくすると、211 径の缶胴径から204 径以下への縮
径化において、例えば前記ダイス方式では、加工段数を
いたずらに増やすことになり、ネッキング加工工程の効
率を極端に落とす結果となる。この点は、カップ材の偏
肉の防止のために、DI加工方法の加工率を小さくする場
合でも同様である。

【００１５】また、耳の発生を防止するために、缶素材
の異方性を、逐一考慮して、ネッキング加工を行おうと
すると、工具や素材の準備や調整、あるいは加工中の工
具や材料の操作や動作の調整がかなり煩雑となり、前工
程のDI加工や、後工程のフランジ加工にも影響を及ぼ
し、前記缶の製造工程において重要な、缶の生産性自体
を阻害することになる。したがって、211 径の缶胴径か
ら204 径あるいは202 径の缶口径への縮径では、これま
で、この耳の発生を防止する有効な手段が無かったのが
実情である。そして、この点は、DI加工方法において、
缶素材の異方性を、逐一考慮しようとする場合も同様で
ある。

【００１６】そこで、本発明は、上記の従来技術の問題
に鑑み、特に飲料用などの缶胴径が211 径で缶口部が20
4 径以下の小径のアルミニウムDI缶の加工に際し、缶素
材やDI缶の加工方法自体を変えず、加工工程の効率を落
とすこと無く、缶胴割れを発生させずにDI加工でき、ま
た、ネック部に耳を生じさせずにネッキング加工でき、
缶の気密性を確実に確保できるアルミニウムDI缶の加工
方法を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の要旨は、アルミニウム圧延板の缶素材か
らブランク材を打ち抜き後、カップ材を成形し、該カッ
プ材をDI加工によりDI缶に成形して、ネック加工後の缶
口部が204 径以下の小径のアルミニウムDI缶を加工する
方法であって、前記ブランク材を、缶素材圧延方向に対
して0 °および45°方向の半径方向の長さを90°方向の
半径方向の長さよりも短くした、略円形に打ち抜くこと
を含み、前記0 °および45°方向の半径方向の長さを、
前記90°方向の半径方向の長さを半径とする真円形ブラ
ンク材をカップ材に成形した際に発生する同じ半径方向
の耳の高さに相当する量だけ短くすることである。

【００１８】本発明で言う耳の高さとは、前記真円形ブ
ランク材をカップ材に成形した際の、缶素材圧延方向に
対して0 °および45°方向の半径方向のカップ高さと、
90°方向の半径方向のカップ高さとの差である。そし
て、この耳の高さに相当する量として、より具体的に
は、前記略円形ブランク材の、缶素材圧延方向に対して
0°、45°および90°方向の半径の長さを各々L₀、L
₄₅ 、L₉₀ とした時、該L₉₀ を半径とする真円形ブラン
ク材をカップ材に成形した際に、該カップ材の缶素材圧
延方向に対して0 °および45°方向の半径方向に発生す
る耳の高さを各々A₀、A_{4 5} ( 但し、A₀、A₄₅ は各々0 °
および45°方向のカップ高さと90°方向の半径方向のカ
ップ高さとの差) とした時、前記L₀およびL₄₅ を、L₉₀
−0.6A₀ ＜L₀＜L_{9 0} −0.4A₀ およびL₉₀ −0.5A₄₅＜L₄₅
＜L₉₀ −0.3A₄₅の範囲とすることがより好ましい。な
お、本発明のブランク材は真円形ではなく、略円形では
あるが、前記L₀、L₄₅ 、L₉₀ を、後述する図1 の通り、
缶素材圧延方向に対して、各々0 °、45°および90°方
向の半径 (前記半径の長さ) と、本発明では便宜的に規
定している。

【００１９】通常のカップ材の成形加工では、図3(a)〜
(c) を用いて説明した通り、アルミニウム圧延板缶素材
から図3(a)の真円形のブランク材2 を打ち抜き、この真
円形のブランク材2 を図3(b)、(c) のカップ材9 乃至10
にカップ成形する。この際、前記した缶素材の有する異
方性により、この真円形のブランク材2 は、圧延方向に
対して特に0 °および45°方向の半径方向部分に異方性
を有する。この異方性は、缶素材であるアルミニウム圧
延板の圧延の際に生じる集合組織に起因している。通常
の真円形のブランク材2 のカップ材9 乃至10への成形
は、この異方性を無視した加工方法であるために、成形
後のカップ材には、缶素材の有する異方性によって、偏
肉を生じることになる。この偏肉を生じたカップ材を用
い、DI加工を行うと、特に缶胴径が211 径で缶口部が20
4 径以下の小径のアルミニウムDI缶の加工に際し、缶胴
割れが生じ易くなる。本発明で問題とするこの成形カッ
プ材の偏肉は、前記5 μm レベルのバラツキの問題であ
り、偏肉が5 μm を越えると、前記DI加工で生じる缶胴
割れの原因となる。

【００２０】次にネッキング加工時の耳の発生の問題に
ついて説明する。特に缶胴径が211径で缶口部が204 径
以下の小径のアルミニウムDI缶のトリミング後の、通常
のネッキング加工では、缶口部の円周方向の缶素材の、
特に異方性の強い部分である、アルミニウム圧延板缶素
材の圧延方向に対して特に0 °および45°方向の半径方
向部分に耳が大きく生じる。DI缶における缶素材の集合
組織は、アルミニウム合金板の圧延の際の加工率に、更
にDI加工におけるしごき加工率が上乗せされるために、
一般的に言われる圧延集合組織よりも更に強くなってい
る。このため、ネッキング加工されるDI缶の異方性は、
アルミニウム圧延板の圧延方向に対して0 °および45°
方向の半径方向の異方性がより強まっている。これに対
し、従来より、ネッキング加工前のDI缶の缶口部のトリ
ミング方法は、缶口部の円周方向全域に渡って、フラッ
トなトリミング面で切られるよう行われており、この従
来のフラットなトリミング面では、前記DI缶の異方性が
取り除かれず、そのまま絞り加工の一種であるネッキン
グされるため、缶口部円周方向の缶素材の圧延方向に対
し、特に0 °および45°方向の半径方向の部分に耳が大
きく生じ、缶高さのばらつきを生じることになる。ここ
で、本発明で問題とするネッキング加工時の耳の発生
は、前記した通り、ネッキング加工後の缶高さとして、
0.1mm レベルのばらつきの問題であり、ばらつきが0.1m
m を越えるとネッキング加工後のフランジ加工におい
て、缶の円周方向でのフランジ幅のばらつきを生じやす
くなる。

【００２１】したがって、真円形のブランク材における
缶素材圧延方向に対して特に0 °および45°方向の半径
方向部分の異方性は、成形後のカップ材の偏肉乃至DI加
工時の缶胴割れだけではなく、ネッキング加工時の耳の
発生＝フランジ幅のばらつきの原因となっているもので
ある。言い換えると、ブランク材からカップ材への絞り
条件、特に缶素材圧延方向に対して0 °および45°方向
の絞り条件が、後々のネッキング加工にまで影響してい
るのであり、ブランク材からのカップ成形において、缶
素材の異方性による、前記0 °および45°方向の半径方
向の耳形成を考慮しない従来の真円形のブランク材で
は、カップ材に形成された0 °および45°方向の半径方
向の耳が、トリミング後のネッキング加工時にまで持ち
越されて影響を及ぼしているのである。

【００２２】この従来の真円形のブランク材の、缶素材
圧延方向に対して0 °および45°方向の半径方向の耳の
発生を低減するためには、カップ材の絞り成形時におけ
る円周方向の力のバランスを適正にすることが重要であ
る。図2 に示すように、真円形のブランク材9 は、カッ
プ材への絞り成形時において、前記缶素材の異方性によ
って、ブランク材の素材圧延方向に対して0 °および45
°方向の半径方向の部分は、円周方向の力が余計にかか
りやすい。このため、絞りが進むにつれて、0°および4
5°方向の半径方向の部分の耳X(図2 の斜線部分) が出
やすくなる。そして、0 °および45°方向の半径方向の
部分に耳X が出ることによって、ダイスによるしわ押さ
え力のかかる面積が径方向により異なり、0 °および45
°方向の半径方向の部分には、90°方向の半径方向の部
分よりも大きなしわ押さえ力がかかり、90°方向の半径
方向の部分に比して、肉厚が薄くなる傾向にある。した
がって、カップ材の絞り成形時における円周方向の力の
バランスを適正にするためには、ブランク材の、缶素材
圧延方向に対して0 °および45°方向の半径方向の長さ
を、90°方向の半径方向の長さよりも短くした略円形ブ
ランク材とすれば良い。即ち、ブランク材の、缶素材圧
延方向に対して0 °および45°方向の半径方向の長さ
を、前記90°方向の半径方向の長さを半径とする真円形
ブランク材をカップ材に成形した際に発生する缶素材圧
延方向に対して0 °および45°方向の半径方向の、各々
の耳の高さに相当する量だけ、90°方向の半径方向の長
さよりも短くすれば、後のカップ成形において、0 °お
よび45°方向の半径方向の部分に前記円周方向の力が余
計にかかる現象は防止でき、カップ材の0 °および45°
方向の半径方向の部分の耳乃至偏肉の発生を防止するこ
とができる。

【００２３】即ち、従来のような真円形ブランク材では
なく、本発明のような、缶素材圧延方向に対して0 °お
よび45°方向の半径方向の長さ (半径) を、90°方向の
半径方向の長さよりも短く、それも前記90°方向の半径
方向の長さを半径とする真円形ブランク材を、カップ材
に成形した際に発生する同じ半径方向の耳の高さに相当
する量だけ、短くした非真円形の略円形ブランク材とす
ることにより、缶素材の異方性のカップ材の性状への
影響を無くし、ブランク材からのカップ成形に際し、真
円形ブランク材の際に生じる、カップの偏肉を防止し
て、カップ側壁厚を均一なものとすることができる。そ
して、カップ側壁厚が均一となることにより、特に缶胴
径が211 径以下の小径のDI加工で生じる缶胴割れを防止
することができる。また、カップ材に特に0 °および
45°方向の耳が形成されないために、トリミング後のネ
ッキング加工時の耳の発生＝フランジ幅のばらつきの発
生を抑制する効果を達成することができる。

【００２４】

【発明の実施態様】本発明を図1 を用いて、より具体的
に説明する。図1 はDI加工前のアルミニウム圧延板を打
ち抜いたブランク材を示している。図1 において、点線
で示す真円形の形状が従来のブランク材2 であり、実線
の略円形の形状が本発明のブランク材1 である。矢印3
は缶素材のアルミニウム圧延板の圧延方向である。この
矢印3 の圧延方向に対し、ブランク材1 、2 の各々の周
縁の、ａ₁ 、ａ₂ 、ａ₃ 、ａ ₄ の４か所が45°方向の半
径方向、ｂ₁ 、ｂ₂ の2 か所が0 °方向の半径方向、ｃ
₁ 、ｃ₂ の2 か所が90°方向の半径方向となる。したが
って、このブランク材1 、2 において、前記缶素材の異
方性が大きいのは、缶素材の圧延方向3 に対して、0 °
方向の半径方向のｂ₁ 、ｂ₂ の2 か所および45°方向の
半径方向のａ₁〜ａ₄ の4 か所ということになる。

【００２５】このブランク材 2の、缶素材の圧延方向3
に対して、0 °方向の半径方向のｂ ₁ 、ｂ₂ の2 か所お
よび45°方向の半径方向のａ₁ 〜ａ₄ の4 か所の半径方
向の長さL₀、L₄₅ を、前記90°方向の半径方向の長さを
半径とする真円形ブランク材をカップ材に成形した際に
発生する缶素材圧延方向に対して0 °および45°方向の
半径方向の、各々の耳の高さに相当する量だけ、90°方
向の半径方向の長さL_{9 0} よりも短くすれば、前記した通
り、後のカップ成形において、0 °および45°方向の半
径方向の部分に前記円周方向の力が余計にかかる現象は
防止でき、0 °および45°方向の半径方向の部分の耳乃
至偏肉の発生を、著しく防止することができる。

【００２６】この効果を、より確実に達成するために
は、前記耳の高さに相当する量として、前記略円形ブラ
ンク材の缶素材圧延方向に対して0 °、45°および90°
方向の半径方向の長さを各々L₀、L₄₅ 、L₉₀ とし、該L
₉₀ を半径とする真円形ブランク材をカップ材に成形し
た際に、該カップ材の缶素材圧延方向に対して0 °およ
び45°方向の半径方向に発生する耳の高さを各々A₀、A
₄₅ ( 但し、A₀、A₄₅ は各々0 °および45°方向の半径
方向のカップ高さと90°方向の半径方向のカップ高さと
の差) とした時、前記L₀およびL₄₅ を、L₉₀ −0.6A₀ ＜
L₀＜L₉₀ −0.4A₀ およびL₉₀ −0.5A₄₅＜L₄₅ ＜L₉₀ −0.
3A₄₅の範囲とすることがより好ましい。L₀＜L_{9 0} −0.6A
₀ の(L₀ がL₉₀ −0.6A₀ より小さくなる) 場合、却って
カップ材の絞り成形時における円周方向の力のバランス
を崩し、他の方向の部分の耳が大きくなる可能性があ
る。他の方向の部分や0 °および45°方向の半径方向の
部分を含め、要は耳や偏肉が発生した場合には、DI加工
で生じる缶胴割れの原因となるとともに、トリミング後
のネッキング加工において、缶口部の円周方向に耳が大
きく生じ、ネッキング加工後のフランジ加工において、
缶の円周方向でのフランジ幅のバラツキを生じる可能性
がある。一方、L₀＞L₉₀ −0.4A₀ (L₀ がL₉₀ −0.4A₀よ
り大きくなる) の場合、カップ材の0 °方向の半径方向
の耳乃至偏肉低減効果が小さくなり、真円形ブランクの
場合と大差が無い可能性がある。

【００２７】また、L₄₅ ＜L₉₀ −0.5A₄₅の(L₄₅がL₉₀ −
0.5A₄₅より小さくなる) 場合、L₀＜L₉₀ −0.6A₀ の場合
と同様、却ってカップ材の絞り成形時における円周方向
の力のバランスを崩し、他の方向の部分の耳が大きくな
る可能性がある。更に、L₄₅＞L₉₀ −0.3A₄₅の(L₄₅がL
₉₀ −0.3A₄₅より大きくなる) 場合には、L₀＞L₉₀ −0.4
A₀ の場合と同様、却ってカップ材の45°方向の半径方
向の耳乃至偏肉低減効果が小さくなり、真円形ブランク
の場合と大差が無い可能性がある。そしてトリミング後
のネッキング加工において、缶口部の45°方向の半径方
向の部分（山の部分）に耳が大きく生じ、ネッキング加
工後のフランジ加工において、缶の円周方向でのフラン
ジ幅のバラツキを生じる可能性がある。

【００２８】更に、ブランク材の、缶素材圧延方向に対
して0 °および45°方向の半径方向の長さを、90°方向
の半径方向の長さよりも短くした略円形ブランク材とす
るにあたっては、図1 の略円形ブランク材1 に示す通
り、0 °および45°方向の半径方向と90°方向の半径方
向の面を、スムースないしすべらかな円弧状に結んで形
成する方が、カップ材成形加工自体に悪影響を及ぼさず
好ましい。なお、実際の本発明の略円形のブランク材の
0 °および45°方向の半径方向の長さは、後述する実施
例の通り、コンマ数mm程度90°方向の半径方向の長さよ
り短くするレベルであるので、実際の本発明ブランク材
は、見た目は、殆ど円形となって真円形との区別がつき
にくい。したがって、図1 の本発明の略円形のブランク
材1 は、分かりやすいように、0 °および45°方向の半
径方向の長さを多少誇張して短くしている。

【００２９】また、アルミニウム圧延板素材からブラン
ク材を打ち抜き後、カップ材を成形するにあたって、圧
延方向の異方性、即ち、ブランク材の、素材圧延方向に
対する角度を正確に知る必要がある。これを知る方法と
して、ブランク材を打ち抜く工程以前においてアルミニ
ウム圧延板素材のブランク材に該当する部位に何らかの
マーキングを行い、機械的に方向を合わせる方法、ある
いはセンサーで検出する等の方法がある。

【００３０】更に、缶素材強度は缶の特性を維持ないし
保障する上で重要な因子である。例え、ネッキング加工
時に缶の高さのばらつきが生じない缶ができたとして
も、缶に必要な耐圧強度を保持していなければ缶として
の機能を果たさない。また、逆に、缶に必要な強度を保
持していても、前記したＤＩ缶の成形加工やネッキング
加工自体が困難では、生産性の点から実用的とは言えな
い。この点、缶に必要な座屈強度または耐圧強度を満足
するためには、缶素材としてのアルミニウム合金板のベ
ーキング後の耐力が250N/mm²以上のアルミニウム合金板
を用いることが好ましい。一方、缶素材のベーキング後
の耐力が300N/mm²を越えると、座屈強度または耐圧強度
の高い缶となるが、前記ネック部のシワを生じやすくな
る。ネック部のシワは、ネック成形加工に伴う一種の座
屈現象であり、素材強度が高いほどシワを形成しやす
い。また、素材強度が高いほど成形加工性が低下し、Ｄ
Ｉ加工やネック成形加工自体が困難となる。したがっ
て、好ましい缶素材としてのアルミニウム合金板のベー
キング後の耐力は250 〜300N/mm²である。

【００３１】この缶素材としてのベーキング後の耐力が
250 〜300N/mm²を有するアルミニウム合金としては、通
常の缶素材として用いられるJIS 3003、3004、3104等の
JIS3000系アルミニウム合金板を調質して用いることが
好ましい。

【００３２】

【実施例】ベーキング後の耐力が265N/mm²で、板厚0.30
mmのJIS 3004アルミ合金圧延板から145mm φの真円形ブ
ランクを打ち抜き、この真円形ブランクを、90mmφのポ
ンチを用い、通常の製缶用のエマルジョン系潤滑油(25
%) を用いるとともに、シワ押さえ力6.0kg/cm² として
カップを作成し、そのカップの耳高さを測定した。その
結果、カップの素材圧延方向に対して0 °方向の半径方
向に発生する耳の高さA₀および45°方向の半径方向に発
生する耳の高さA₄₅ は、各々A₀=0.56 、A₄₅=0.75であっ
た。この真円形ブランクのカップ成形時の発生耳高さに
基づき、ブランク材の、素材圧延方向に対して0 °およ
び45°方向の半径の長さ (半径) を、90°方向の半径の
長さ (半径、72.5mmφ) よりも、表1 に示す長さだけ短
くした略円形ブランク材を作成し、前記条件にてカップ
への成形を行った。より具体的には、前記A₀、A₄₅ に基
づき、真円形ブランク材のカップ成形時に発生した耳高
さに相当する量だけ、90°方向の半径の長さ(72.5mm
φ) よりも短くした発明例No.1〜4 の略円形ブランク材
を作成した。本実施例の場合、本発明におけるL₉₀ −0.
6A₀ は72.16 、L₉₀ −0.4A₀ は72.28 であり、表1 の発
明例の略円形ブランク材の0 °方向の半径方向の長さL₀
は、最適範囲である72.16 ＜L₀＜72.28 の範囲に入って
いる。また、本発明におけるL₉₀ −0.5A₄₅は72.13 、L
₉₀ −0.3A₄₅は72.28 であり、表1 の発明例の略円形ブ
ランク材の45°方向の半径方向の長さL₄₅は、最適範囲
である72.13 ＜L₄₅ ＜72.28 の範囲に入っている。した
がって、L₀、L₄₅ は、L₉₀ を半径とする真円形ブランク
材の発生耳高さに相当する量だけ、L₉₀ よりも短くして
いる。

【００３３】そして、この略円形ブランク材を用いて、
前記条件にてカップへの成形を行った。なお比較のため
に、真円形ブランクの発生耳高さに相当しない量だけ、
ブランク材の素材圧延方向に対して0 °および45°方向
の半径方向の長さを、90°方向の半径の長さ (72.5mm
φ) よりも短くした比較例No.5〜8 の略円形ブランク材
を作成した。また、真円形の従来例No.9のブランク材も
作成した。これらブランク材のカップ成形後の偏肉量
(偏肉状態) を測定した後、通常の350cc(211 径)用DI缶
をDI加工により100 万個作成し、DI加工時の缶胴割れ個
数 (割れ個数/ 作成個数をppm で表示) を調査した。こ
のDI缶をトリミング加工、脱脂・洗浄・乾燥・塗装焼き
付けを行い、その後、202 径まで12段でダイネックを行
った。この時の缶先端円周方向の高さの差 (フランジ幅
のばらつきに相当) を測定した。これらの結果を、同じ
く表1 に示す。

【００３４】

【表１】

【００３５】表１から明らかな通り、ブランク材の素材
圧延方向に対して0 °および45°方向の半径方向の長さ
を、真円形ブランク材のカップ成形時に発生した耳の高
さに相当する分だけ短くした略円形ブランク材を用いた
発明例No.1〜4 はカップの偏肉量は3 μm 以下と小さ
く、この結果DI加工時の缶胴割れ個数も 5ppm 以下と少
なく、また202 径までダイネックを行った缶先端円周方
向の高さの差は0.08mm以下と、缶高さのばらつきも少な
くなっている。この結果は、本発明により飲料缶を作成
した場合、高効率の連続的なDI加工であっても缶胴割れ
を発生させずにDI缶の加工ができ、また、最終的に缶蓋
を巻き締めた場合にも、巻き締め部のいずれの箇所にお
いても缶蓋材と缶胴材との巻き締め代の長さが十分にと
れ、缶の気密性を確保できることを示している。

【００３６】これに対し、ブランク材の素材圧延方向に
対して0 °および45°方向の半径方向の長さが、前記カ
ップ材の各々の半径方向に発生する耳の高さに相当せ
ず、この耳の高さより大きすぎるか、小さすぎる、より
具体的には、前記最適範囲の72.16 ＜L₀＜72.28 または
72.13 ＜L₄₅ ＜72.28 からはずれる、比較例No.5〜8 の
略円形ブランク材および従来例No.9の真円形ブランク材
では、カップの偏肉量は7 μm 以上と大きく、この結果
DI加工時の缶胴割れ個数も13ppm 以上と多く、また202
径までダイネックを行った缶先端円周方向の高さの差は
0.08mm以上と、缶高さのばらつきも大きくなっている。
この結果は、連続的なDI加工を行った場合に缶胴割れが
発生して高効率のDI加工ができず、また最終的に缶蓋を
巻き締めた場合に、缶の円周方向でのフランジ幅にバラ
ツキが生じ、前記巻き締め代の長さが短くなる部分が生
じて、最悪の場合にはこの部分で缶の気密性を確保でき
なくなることを示している。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明アルミニウ
ムDI缶の加工方法によれば、飲料用などの缶胴径が211
径で缶口部が204 径以下の小径のアルミニウムDI缶の加
工に際し、缶胴割れを発生させずにDI加工でき、またネ
ック部に耳を生じさせずにネッキング加工でき、缶の気
密性を確実に確保できるなどの優れた効果を有する。し
かも、本発明はこれらの効果を、缶素材やDI缶の加工方
法自体を変えず、DI缶の加工工程の効率を落とすこと無
く達成できる点で、工業的価値が大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の略円形ブランク材を示す説明図であ
る。

【図２】従来の真円形のブランク材の、カップ材への絞
り成形時の形状を示す説明図である。

【図３】従来の真円形ブランク材、該真円形ブランク材
をドロー成形したカップ材、該カップ材をリドロー成形
したカップ材を、各々示す説明図である。

【図４】アルミニウム缶の成形過程を示す説明図であ
る。

【図５】アルミニウム缶端部の巻き締め部を示す説明図
である。

【符号の説明】 １：ブランク材 ２：ブランク材 ３：圧延方向 ４：缶蓋 ５：缶胴 ６：内容物 ７：巻き締め部 ８：巻き締め代 ９：カップ材 １０：カップ材 １１：ＤＩ缶 １２：缶口部 １３：フランジ部 x ：耳 ａ₁ 〜ａ₄ ：圧延方向から４５°方向の半径方向 ｂ₁ 〜ｂ₂ ：圧延方向から０°方向の半径方向 c₁ 〜 c₂ ：圧延方向から９０°方向の半径方向

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松元 和秀 栃木県真岡市鬼怒ケ丘15番地 株式会社神 戸製鋼所真岡製造所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルミニウム圧延板の缶素材からブラン
   ク材を打ち抜き後、カップ材を成形し、該カップ材をDI
   加工によりDI缶に成形して、ネック加工後の缶口部が20
   4 径以下の小径のアルミニウムDI缶を加工する方法であ
   って、前記ブランク材を、缶素材圧延方向に対して0 °
   および45°方向の半径方向の長さを90°方向の半径方向
   の長さよりも短くした、略円形に打ち抜くことを含み、
   前記0°および45°方向の半径方向の長さを、前記90°
   方向の半径方向の長さを半径とする真円形ブランク材を
   カップ材に成形した際に発生する同じ半径方向の耳の高
   さに相当する量だけ短くすることを特徴とするアルミニ
   ウムDI缶の加工方法。
2. 【請求項２】 前記略円形ブランク材の、缶素材圧延方
   向に対して0 °、45°および90°方向の半径の長さを各
   々L₀、L₄₅ 、L₉₀ とした時、該L₉₀ を半径とする真円形
   ブランク材をカップ材に成形した際に、該カップ材の缶
   素材圧延方向に対して0 °および45°方向の半径方向に
   発生する耳の高さを各々A₀、A₄₅ ( 但し、A₀、A₄₅ は各
   々0 °および45°方向のカップ高さと90°方向の半径方
   向のカップ高さとの差) とした時、前記L₀およびL₄₅
   を、L₉₀ −0.6A₀ ＜L₀＜L₉₀ −0.4A₀ およびL₉₀ −0.5A
   ₄₅＜L₄₅ ＜L₉₀ −0.3A₄₅の範囲とする請求項１に記載の
   アルミニウムDI缶の加工方法。
3. 【請求項３】 前記DI缶が、211 径以下の小径缶胴径の
   DI缶である請求項１または２に記載のアルミニウムDI缶
   の加工方法。
4. 【請求項４】 前記アルミニウム圧延板素材として、ベ
   ーキング後の耐力が250 〜300N/mm²の範囲にあるアルミ
   ニウム圧延板を用いる請求項１乃至３のいずれか１項に
   記載のアルミニウムDI缶の加工方法。
5. 【請求項５】 前記DI缶が飲料用の缶である請求項１乃
   至４のいずれか１項に記載のアルミニウムDI缶の加工方
   法。