KR101878767B1 - 다각 캔 및 그 성형 방법 - Google Patents

Abstract

캔 몸통부에 굴곡이나 왜곡을 발생시키지 않고 원통형 캔과 동등의 가식 효과가 얻어지는 다각 캔을 얻는다. 다각 캔(B)의 직선부(B-2)가 될 예정인 원통형 캔의 저부 외주 부분(A-2)을 반경 방향 안쪽으로 이동시킴과 아울러 다각 캔의 코너부(B-1)가 될 예정인 원통형 캔의 저부 외주 부분(A-1)을 반경 방향 바깥쪽으로 이동시킴으로써, 상기 원통형 캔의 몸통부 단면 둘레 길이와 성형 후의 다각 캔의 몸통부 단면 둘레 길이가 실질적으로 등장 변환의 관계에 있도록 성형한다.

Description

다각 캔 및 그 성형 방법{POLYGONAL CONTAINER AND METHOD FOR FORMING SAME}

본 발명은 바닥이 있는 원통형 캔으로부터 성형한 바닥이 있는 다각 캔 및 그 성형 방법에 관한 것이다.

종래, 금속제의 다각 캔의 제조는 2피스 캔의 경우, 블랭크를 드로잉 아이어닝 성형하여 바닥이 있는 원통형 캔을 성형하고, 그 원통형 캔을 각형 다이와 각형 펀치에 의해 바닥이 있는 다각 캔으로 성형하는 방법이 일반적으로 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1). 또한, 다른 방법으로서 연질 알루미늄 합금의 슬래그로부터 펀치와 다이에 의해 일 공정으로 바닥이 있는 다각 캔을 성형하는 임팩트 성형법이 알려져 있다. 3피스 캔의 경우에는 바닥이 없는 원통형 캔을 내부로부터 수압에 의해 팽창시켜서 캔 몸통을 외틀 형상을 따르게 해서 성형하는 벌지 성형법, 또는 심 접합한 바닥이 없는 원통체를 단면 산 형상의 가공면을 갖는 외틀에 의해 내측 방향으로 압박하여 몸통벽부를 형성함과 아울러, 선단에 단면 원호 형상의 가공면을 갖는 내틀에 의해 코너부가 되는 원통체의 일부를 외측 방향으로 압박하여 코너부를 성형하는 방법이 알려져 있다(특허문헌 2). 후자의 방법은 바닥이 있는 원통 캔으로부터 바닥이 있는 다각 캔의 성형으로의 적용은 상정되어 있지 않아, 그 방법으로는 바닥이 있는 다각 캔의 성형은 할 수 없다.

일본 특허 공개 2010-167459호 공보 일본 특허 공개 2011-50979호 공보

상기 종래의 바닥이 있는 원통 캔을 다각 캔으로 성형하는 방법은 저부를 원형으로부터 각형으로 변형시킬 때에, 필연적으로 저부에 코너부 및 직선부가 되는 곳이 축경 가공 및 신장 가공을 수반하기 때문에 왜곡이 발생되고, 그것이 몸통부에 전해져 몸통부 벽면에 굴곡이나 왜곡이 발생되는 문제점이 있다.

한편, 최근 금속 캔에 의해 미려한 인쇄나 도장을 실시하여 가식(加飾)한 가식 캔이 유통되고 있다. 원통 캔의 경우, 그것들의 가식은 다색의 곡면 인쇄에 의해 일 공정으로 행할 수 있지만, 다각 캔의 경우 곡면 인쇄는 적용될 수 없으므로 원통 캔과 마찬가지의 가식 품질을 얻기 위해서는 4면 각각에 인쇄할 필요가 있다. 그 경우, 캔의 위치 결정 등 복잡한 인쇄 공정 및 장치가 필요해져서 원통 캔과 비교해서 생산성이 악화됨과 아울러 전용의 가식 라인을 설치하지 않으면 안되게 된다. 그것을 회피하기 위해서, 예를 들면 도 14에 모식적으로 나타내는 바와 같이 원통형 캔(A)의 상태에서 곡면 인쇄에 의해 캔 몸통에 화상(E)을 인쇄 또는 도장하고, 그 후 그 원통 캔을 다각 캔으로 성형하는 방법이 고려되지만, 저부를 갖는 원통 캔(소위, 2피스 캔)의 경우, 상기 종래의 방법에 의해 원통 캔으로부터 다각 캔으로 성형하면 저부의 일부가 몸통벽으로 들어가서 몸통벽의 가식면에 동 도(b)에 나타내는 바와 같이 왜곡이나 굴곡이 발생해서 변형되어 고품위의 가식이 얻어지지 않는다고 하는 문제점이 있다. 캔 몸통에 왜곡이 발생됨으로써 잉크를 보호하기 위해서 최외면에 도포되어 있는 마감 바니쉬의 그로스(광택)가 저하되는 경우나, 망점 인쇄의 경우에는 망점의 배열이 불균일하게 왜곡되어 모아레 무늬가 발생되는 경우가 있다. 또한, 솔리드 코팅 인쇄의 부분에 있어서는 잉크의 묻힘량이 불균일해지거나, 미세한 균열이 현미경 관찰에 의해 현재화하는 등, 고품위의 화상이 얻어지지 않는다고 하는 문제가 발생된다. 이 문제는 필름 라벨에 있어서도 마찬가지로 발생된다.

또한, 이 문제를 회피하기 위해서, 성형에 의해 발생되는 변형을 미리 보정한 인쇄 화면을 원통 캔에 실시하는 것도 고려되지만, 현실적으로는 재료의 이방성 또는 불균일성 등의 불안정 요인에 의해서 고정밀도의 가식을 얻는 것은 곤란하다.

또한, 진열성의 관점에서 원통 캔과 다각 캔을 비교한 경우, 원통 캔의 경우에는 제품명 등을 정면을 향하여 진열하기 위해서는 정확한 위치 결정 조작을 요구하여 작업성이 나빠지는데 반해, 다각 캔은 용이하게 제품명 등을 앞쪽을 향하여 진열할 수 있고, 또한 간극없이 진열할 수 있으므로 수납 효율이 높다고 하는 이점을 갖지만, 상기 이유로 고품위의 가식을 갖는 다각 캔을 얻는 것은 곤란하다.

그래서, 본 발명은 원통 캔으로부터 다각 캔으로의 성형시에 캔 몸통 벽에 굴곡이나 왜곡을 발생시키지 않아 원통 캔과 동등의 고품위의 가식 효과를 얻을 수 있는 바닥이 있는 다각 캔, 및 그 성형 방법을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

상기 과제를 해결하는 본 발명의 다각 캔은 몸통부와 저부로 이루어지는 원통형 캔으로부터 성형된 다각 캔이며, 저부 둘레 가장자리 및 몸통부 횡단면이 직선부와 코너부로 이루어지는 대략 다각형 형상이고, 상기 원통형 캔의 몸통부 단면 둘레 길이와 성형 후의 다각 캔의 몸통부 단면 둘레 길이가 실질적으로 등장 변환의 관계에 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

상기 다각 캔은 횡단면에 있어서 직선부가 될 예정인 상기 원통형 캔의 저부 외주부의 내측에 위치하는 저면의 일부에 인입부를 형성하면서 성형됨으로써 직선부가 확실하게 등장 변화에 의해 얻어진다.

또한, 상기 다각 캔은 횡단면에 있어서 코너부가 될 예정인 상기 원통형 캔의 저부 외주부의 내측에 위치하는 저면의 일부에 재료 공급부가 형성되어 있는 원통형 캔으로 성형됨으로써 코너부가 확실하게 등장 변화에 의해 얻어진다.

상기 다각 캔은 필요에 따라서 그 몸통부에 엠보싱을 형성해도 좋다.

또한, 다각 캔의 형태로서 개구부가 플랜지 성형되고, 캔 뚜껑이 권체 가능하게 되어 있음으로써, 통상의 권체 장치에 의해 캔 뚜껑을 권체할 수 있다. 원형으로 플랜지 성형되어 있으면, 원통 캔과 마찬가지의 권체 장치에 의해 원형 캔 뚜껑을 권체할 수 있다.

또한, 상기 다각 캔은 개구부에 나사부를 구비하고, 스크류 캡이 장착 가능하게 되어 있음으로써 가식된 각형의 보틀 캔을 제공할 수 있다.

또한, 상기 다각 캔은 저면에 실굽 형상의 돌기를 형성함으로써 반송성 등을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 과제를 해결하는 본 발명의 다각 캔의 제조 방법은 몸통부와 저부로 이루어지는 원통형 캔을 몸통부 횡단면에 있어서 직선부와 코너부를 갖는 다각 캔으로 성형하는 다각 캔의 성형 방법에 있어서, 다각 캔의 직선부가 될 예정인 상기 원통형 캔의 저부 외주 부분을 반경 방향 안쪽으로 이동시키는 직선부 성형 수단과, 코너부가 될 예정인 상기 원통형 캔의 저부 외주 부분을 반경 방향 바깥쪽으로 이동시키는 코너부 성형 수단에 의해 저부 외주의 형상을 다각 캔의 횡단면에 상당하는 형상으로 변형하고, 변형 전과 변형 후의 캔 몸통의 단면 둘레 길이가 실질적으로 변하지 않는 것을 특징으로 하는 것이다.

상기 구성을 채용함으로써, 캔 몸통 측벽은 단지 굴곡될뿐이어서 가식면에 변형이 발생되지 않게 된다.

따라서, 각형 성형 전의 원통형 캔에 가식을 실시함으로써 원통형 캔에 실시한 미려한 가식면을 유지할 수 있고, 효율적으로 가식된 다각 캔을 얻을 수 있다.

그리고, 상기 다각 캔의 제조 방법에 있어서, 상기 다각 캔의 저부에 있어서 직선부가 될 예정인 상기 원통형 캔의 저부 외주 부분을 반경 방향 안쪽으로 이동할 때, 저면의 일부에 볼록부를 형성함으로써 직선부에 변형 부분의 재료의 일부를 볼록부에 흡수할 수 있고, 보다 양호하게 성형할 수 있어 바람직하다.

또한, 상기 다각 캔의 저부에 있어서 코너부가 될 예정인 원통 캔의 저부의 일부에 재료 공급부가 형성되어 있고, 그 재료 공급부를 캔 내에 삽입된 압궤 수단에 의해 압박하면서, 상기 다각 캔의 저부에 있어서 코너부가 될 예정인 원통 캔의 저부 외주를 반경 방향 바깥쪽으로 이동함으로써 측벽부에 왜곡을 주는 일 없이 코너부가 양호하게 성형될 수 있다.

또한, 상기 다각 캔의 성형 방법에 있어서 원통형 캔의 저부 외주 부분을 반경 방향 안쪽으로 이동시키는 직선부 성형 수단에 의한 직선부 성형과, 원통형 캔의 저부 외주 부분을 반경 방향 바깥쪽으로 이동시키는 상기 코너부 성형 수단에 의한 코너부 성형이 동일 행정에서 행하는 것이나, 상기 원통형 캔의 저부 외주 부분을 반경 방향 안쪽으로 이동시키는 직선부 변형 수단으로서 압박 도구에 의해 행함으로써 효율적으로 성형할 수 있다.

또한, 다각 캔의 성형 방법에 있어서 상기 압박 도구와 캔 내에 삽입된 샤프트에 의해 다각 캔의 몸통부에 엠보싱을 형성함으로써 측벽의 강도를 향상시킬 수 있으며, 캔 재료의 보다 박육화를 도모할 수 있어 바람직하다.

(발명의 효과)

본 발명의 다각 캔에 의하면, 원통형 캔의 몸통부 단면 둘레 길이와 성형 후의 다각 캔의 몸통부 단면 둘레 길이가 실질적으로 등장 변환의 관계에 있으므로 몸통벽은 단지 굴곡될뿐이어서 몸통벽의 가식 화면에 왜곡이나 변형이 발생하지 않게 되고, 잉크를 보호하기 위해서 최외면에 도포되어 있는 마감 바니쉬의 그로스(광택)가 저하되는 일이 없다. 또한, 망점 인쇄의 부분은 망점의 배열이 불균일하게 왜곡되는 일이 없어 모아레 줄무늬를 발생시키지 않는다. 또한, 솔리드 코팅 인쇄의 부분에 있어서는 잉크 묻힘량이 균일하게 유지되고, 현미경 관찰에 있어서도 미세한 균열은 관찰되지 않아 고품위의 가식을 실시한 다각 캔을 얻을 수 있다. 이것은 인쇄 필름을 접착한 라벨 가식 방법에 있어서도 마찬가지의 효과가 초래되어 성형에 의한 필름의 박리를 방지한다. 또한, 홀로그램 가식을 이용한 경우에는 가식 화면에 왜곡이 발생되지 않기 때문에 가식의 품위나 발색성이 유지된다.

또한, 상기 다각 캔은 횡단면에 있어서 직선부가 될 예정인 상기 원통형 캔의 저부 외주부의 외측에 위치하는 저면의 일부에 인입부를 형성하면서 성형함으로써 저부 둘레 가장자리의 직선부 성형시의 잉여 재료가 저부면의 인입부로 이동하므로 몸통부로 들어가는 일이 없이 등장 변화의 다각 캔이 용이하게 얻어진다.

또한, 본 발명의 다각 캔은 횡단면에 있어서 코너부가 될 예정인 원통형 캔의 저부 외주부의 내측에 위치하는 저면의 일부에 재료 공급부가 형성되어 있는 원통형 캔으로부터 성형되어 이루어짐으로써 코너부 성형시의 부족 재료가 재료 공급부로부터 공급되므로 캔 몸통에 변형을 발생시키지 않고 등장 변형의 다각 캔이 용이하게 얻어진다.

또한, 본 발명의 다각 캔은 그 몸통부에 엠보싱을 형성함으로써 캔 몸통부의 강성이 증가하고, 예를 들면 부압 캔의 경우에 몸통벽에 왜곡을 발생시키는 것이 방지되어 고품위의 가식면을 유지할 수 있음과 아울러, 캔 재료의 박육화를 촉진할 수 있다.

그리고, 본 발명의 다각 캔은 개구부가 각형에 한정되지 않고, 플랜지가 성형되어 다각형 또는 원형으로 형성함으로써 다각형 또는 원형의 캔 뚜껑이 권체 가능하게 되어 있는 다각 캔, 또는 개구부에 나사부를 구비한 구부로 함으로써 스크류 캡이 권체 가능하게 되어 있는 다각 캔 등, 각종 형태의 다각 캔을 얻을 수 있다.

본 발명의 방법에 의하면, 저부 외주의 형상을 다각 캔의 횡단면에 상당하는 형상으로 변형하고, 원형의 변형 전과 각형으로의 변형 후의 캔 몸통의 둘레 길이가 실질적으로 변하지 않도록 할 수 있어 측벽은 단지 굴곡될뿐이어서 가식 화면에 왜곡이 발생되지 않게 된다. 또한, 인쇄 필름을 접착한 라벨 가식 방법에 있어서는 성형에 의한 필름의 박리를 방지할 수 있다. 또한, 홀로그램 가식을 이용한 경우에는 가식 화면에 왜곡이 생기지 않기 때문에 가식의 품위나 발색성이 유지된다.

또한, 종래의 가식 설비에 의해 원통 캔에 가식을 실시할 수 있고, 또한 원통 캔에 실시한 미려한 가식면을 다각 캔으로 성형 후에도 유지할 수 있어 종래와 비교해서 가식성이 높은 다각 캔을 효율적으로 얻을 수 있다.

또한, 상기 다각 캔의 저부에 있어서 직선부가 될 예정인 원통 캔의 저부 외주 부분을 반경 방향 안쪽으로, 그 저부의 일부를 반경 방향 안쪽으로 이동시킬 때, 저부의 일부에 볼록부를 형성함으로써 직선부에 변형 부분의 재료의 일부를 저부의 볼록부로 인입하여 흡수할 수 있으므로 남은 재료가 측벽으로 들어가는 것을 방지해서 측벽에 왜곡을 발생시키는 일 없이 양호하게 성형할 수 있다.

또한, 상기 다각 캔의 저부에 있어서 코너부가 될 예정인 원통 캔의 저부의 일부에 재료 공급부가 형성되어 있으며, 그 재료 공급부를 캔 내에 삽입된 압궤 수단에 의해 압박하면서, 상기 다각 캔의 저부에 있어서 코너부가 될 예정인 원통 캔의 저부 외주를 반경 방향 바깥쪽으로 이동함으로써 원통 캔의 외주부로부터 바깥쪽으로 돌출하는 코너부로 재료를 제공할 수 있고, 캔 몸통부로의 성형 왜곡의 영향을 저감시킬 수 있고, 코너부 외주부의 박육화를 방지할 수 있어 코너부가 양호하게 성형될 수 있다.

또한, 다각 캔 성형에 있어서 직선부의 성형과 코너부의 성형을 동일 행정에서 행하는 것이나, 원통 캔의 저부 외주 부분을 반경 방향 안쪽으로 이동시키는 수단을 압박 도구에 의해 행함으로써 성형 장치가 단순화될 수 있고 또한 효율적으로 성형될 수 있다.

또한, 다각 캔 성형과 동시에 측벽에 엠보싱을 형성함으로써 효과적으로 측벽의 강성을 향상시킬 수 있고, 캔 재료의 보다 박육화를 도모할 수 있음과 아울러, 엠보싱 모양을 수평선 또는 수직선으로 함으로써 측벽의 직각도를 확보할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 원통형 캔으로부터 성형되는 다각 캔의 특징부분을 모식적으로 나타내는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태에 따른 다각 캔의 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 다각 캔의 성형 방법의 원리를 나타내는 모식도이다.
도 4는 본 발명의 실시형태에 따른 다각 캔의 성형 방법에 있어서의 코너부의 성형부의 단면을 나타내고, (a)는 성형 개시 전, (b)는 성형 종료 후의 상태를 나타내고, (c-1) 및 (c-2)는 재료 공급부의 다른 실시예를 나타낸다.
도 5는 그 직선부의 성형부의 단면을 나타내고, (a)는 성형 개시 전, (b)는 성형 종료 후의 상태를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시형태에 따른 다각 캔의 성형 방법을 적용한 다각 캔 제조 공정을 나타내는 블록선도이다.
도 7(a)~도 7(c)는 다각 캔의 몸통벽에 실시하는 엠보싱 모양의 실시형태를 나타내는 정면도이다.
도 8은 본 발명의 다각 캔 성형 방법을 실시하는 다각 캔 성형 장치의 실시예를 나타내고, 중심선으로부터 우측 절반은 코너부 성형부, 좌측 절반은 직선부 성형부의 각각 성형 개시전의 상태를 나타내고 있다.
도 9는 도 8의 장치에 있어서의 성형 개시시의 상태를 나타내고 있다.
도 10은 도 8의 장치에 있어서의 성형 종료시의 상태를 나타내고 있다.
도 11은 본 발명의 실시형태에 따른 다른 다각 캔의 실시형태를 나타내는 사시도이다.
도 12는 본 발명의 실시형태에 따른 다각 캔의 저부에 형성된 실굽 형상의 돌기의 형상의 일례를 나타낸다.
도 13은 본 발명의 실시형태에 따른 또 다른 다각 캔의 실시형태를 나타내는 사시도이다.
도 14는 종래의 성형 방법에 의해서 바닥이 있는 원통 캔으로부터 얻어지는 가식면을 갖는 다각 캔의 모식도이다.
도 15는 종래의 원통형 캔으로부터 다각 캔을 성형하는 방법을 나타내는 모식도이다.

이하, 본 발명에 따른 다각 캔의 성형 방법의 실시형태를 도면을 기초로 설명한다.

도 1은 바닥이 있는 원통형의 캔(A)으로부터 성형에 의해 바닥이 있는 다각 캔(B)을 얻는 개념도이다. 도 1(a)에서 나타내는 바닥이 있는 원통형 캔(A)의 캔 몸통에는 임의의 화상(E)이 실시되어 가식되고, 그 원통형 캔을 후술하는 방법에 의해 성형함으로써 도 1(b)에 나타내는 본 발명에 따른 바닥이 있는 다각 캔(B)(이하, 본 실시형태에 따른 다각 캔(1)으로 한다.)이 얻어진다. 그 다각 캔(1)은 저부 둘레 가장자리(2) 및 몸통부 횡단면이 직선부와 코너부로 이루어지는 대략 다각형 형상(본 실시형태에서는 단면 대략 사각 형상)이고, 상기 원통형 캔의 가식면(E)과 성형 후의 다각 캔 몸통부의 가식면(E)이 실질적으로 등장 변환의 관계에 있다. 그 결과, 다각 캔으로의 성형시에 몸통벽은 굴곡될뿐이어서 가식면(E)에 왜곡이 발생되는 일 없이 성형 후에도 원통형 캔의 가식면과 마찬가지로 고품위로 유지하고 있다.

또한, 캔 몸통부에 대해서 성형 전후에 있어서 실질적으로 등장 변환의 관계에 있는 것을 확인하려면, 마감 바니쉬가 도포되어 있는 경우에는 마감 바니쉬의 그로스(광택)를 시판되고 있는 그로스 체커에 의해 간편하게 측정하면 되고, 솔리드 코팅 인쇄의 부분에 있어서는 현미경 관찰에 의해 미세한 균열을 확인함으로써 판단이 가능하다. 그것 이외의 경우라도, 모아레 줄무늬나 왜곡의 유무에 의해 확인 가능하다.

이하에, 바닥이 있는 원통 캔으로부터 본 발명의 다각 캔을 성형하는 성형 방법의 실시형태를 도 3~도 5를 기초로 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시형태에 따른 성형 방법의 기본 개념을 설명하기 위해서 동일 둘레 길이의 원통형 캔(A)과 다각 캔(B)을 축심을 일치시켜서 저부로부터 본 가상도이다. 상기 도면에 있어서, 원통형 캔(A)으로부터 동일 둘레 길이의 다각 캔(B)으로 성형하는 경우, 단지 종래의 방법에 의해 성형하면 다각 캔의 코너부(B-1)에 상당하는 부분(A-1)은 다각 캔의 내측에 위치하므로, 그 부분은 외측으로 확개되어서 신장되어 (B-1)이 되고, 부족한 재료는 저부 및 캔 몸통부로부터 인입되기 때문에 저부 근방의 캔 몸통에도 왜곡이 발생한다. 반대로, 직선부(B-2)가 되는 부분(A-2)은 다각 캔의 직선부보다 외측에 위치하고 있으므로 부분(A-2)을 외측으로부터 밀어 넣어 직선부(B-2)를 형성하게 된다. 따라서, 그 때 직선부가 되는 곳은 축경으로 되어서 재료가 남아 그것이 몸통벽부로 들어가기 때문에 몸통벽부에 왜곡이 발생하게 된다.

그 문제점을 해소하기 위해서, 본 실시형태의 다각 캔의 성형 방법에서는 다음의 방법을 채용했다.

공정 1: 드로잉 아이어닝에 의해 원통형 캔을 성형할 때에 다각 캔의 횡단면에 있어서 코너부가 될 예정인 저부에, 내측으로 볼록 형상의 재료 공급부(C)를 형성했다. 본 실시형태에서는 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이 재료 공급부(C)를 코너부가 되는 4개의 위치에 서로 대각선 상에 위치하도록 형성했지만 반드시 그것에 한정되는 것은 아니다. 원통형 캔에 가식을 실시하는 경우에는 원통형 캔에 재료 공급부(C)를 형성하기 전에 행할 수도 있고, 후에 행해도 좋다.

공정 2: 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 상기 원통형 캔(A)의 저부에 설치된 상기 재료 공급부(C)를 샤프트(5)의 끝면으로 압궤하면서 확장 도구(6)에 의해 저부 외주부를 반경 방향 바깥쪽으로 이동함으로써 4모퉁이의 코너부를 성형한다.

공정 3: 도 5(a), 도 5(b)에 나타내는 바와 같이, 상기 원통형 캔(A)을 압박 도구(3)에 의해 반경 방향 안쪽으로 밀어 넣는다. 그 때, 저부의 일부에 재료가 인입되는 인입부(D)를 형성함으로써 반경 방향으로 밀어 넣어지는 재료가 인입부에 흡수되도록 한다.

이상의 공정을 거침으로써 다각 캔의 코너부가 될 예정인 저부 외주부(A-1)근방의 저부의 일부에 재료 공급부(C)를 미리 형성함으로써 코너부 성형시에 원통형 캔의 외주부로부터 바깥쪽으로 돌출 성형되는 코너부로 상기 재료 공급부(C)로부터 재료를 공급할 수 있고, 캔 몸통부로의 성형 왜곡의 영향을 저감시킬 수 있다. 또한, 동시에 압박 도구에 의해 몸통벽이 밀어 넣어지는 것에 수반하여 저부에 재료 인입부(D)가 형성되고, 축경에 의한 남은 재료가 인입부에 인입되므로 캔 몸통부로의 재료의 이동이 저지되어서 캔 몸통에 발생되는 왜곡을 경감시킬 수 있다.

그 결과, 원통형 캔의 저부 외주의 형상을 다각 캔의 횡단면에 상당하는 형상으로 변형하고, 변형 전과 변형 후의 캔 몸통의 둘레 길이가 실질적으로 변하지 않도록 할 수 있고, 몸통벽은 단지 굴곡될뿐이어서 캔 몸통면에 왜곡이나 굴곡이 발생되지 않게 된다. 상기 재료 공급부(C) 및 인입부(D)는 다각 캔 성형 후에는 그 저면에 재료 공급부 가공면 및 인입부 가공면으로서 잔존하는 경우에는 보정 가공함으로써 눈에 띄지 않게 하는 것이 가능하다.

상기 공정을 실시하는 본 실시형태의 다각 캔 성형 장치는 원통형 캔의 내부에 삽입하는 샤프트(5)와 다각 캔의 직선부가 되는 위치를 외부로부터 압박하는 압박 도구(3), 및 하틀(4)과의 조합에 의해 구성되어 있다.

다각 캔의 직선부 및 저부를 성형하는 샤프트(5)는 코너부가 되는 위치를 외측으로 이동하여 코너부를 성형하는 4개의 확장 도구(6)(도 4)의 조합으로 이루어지고, 샤프트(5)의 끝면에는 직선부가 되는 위치의 원주 내측에 인입부를 형성하는 오목부(8)(도 5)가 각각 형성되어 있다. 상기 샤프트의 끝면은 성형하는 다각 캔의 직선부 내주면 형상에 일치하는 형상으로 형성되어 있다.

하틀(4)은 샤프트(5)와 협동하여 다각 캔의 저부를 성형하는 성형 틀이며, 상기 샤프트 끝면의 오목부(8)에 대응하는 위치에 직선부가 되는 외주부의 내측의 저부의 일부에 복수개의 인입부(D)로서의 볼록부를 형성하도록 재료를 인입하기 위한 복수개의 돌기(9)(도 5)가 형성되어 있다.

이상과 같은 구조로 이루어지는 다각 캔 성형 장치로, 별도 성형된 바닥이 있는 원통형 캔(A)으로부터 다각 캔(B)을 다음과 같이 성형한다.

가식 캔의 경우에는 원통형 캔의 상태에서 외주면에 적절히 인쇄나 도장 등의 가식을 실시해 둔다. 상기 원통형 캔을 성형할 때에 다각 캔의 코너부가 될 예정인 각 위치의 내주 내측에 재료 공급부(C)가 되는 볼록부를 형성해 둔다. 상기 볼록부가 형성된 원통형 캔(A)의 내부에 샤프트(5)가 위치하도록 셋팅하고, 성형 개시시에는 도 3에 나타내는 코너부의 대각선 단면 I-I는 도 4(a)에 나타내는 상태이며, 직선부의 단면 II-II는 도 5(a)에 나타내는 상태이다.

이 상태에서, 샤프트(5)를 더 하강시키면서 확장 도구(6)를 서로 대각선 방향 외측으로 이동시키면, 원통형 캔의 저부의 재료 공급부(C)인 볼록부가 샤프트(5)의 끝면에서 평평하게 메워지면서 확장 도구(6)에 의해서 저부 외주 몸통벽을 눌러 확장하여 코너부가 성형된다. 그 때, 재료 공급부로부터 성형되는 코너부에 재료가 흐르게 됨으로써 저부 외주 몸통벽에 왜곡을 주는 일 없이 코너부를 성형할 수 있다.

한편, 직선부 성형면에서는 코너부 성형과 동시에 샤프트(5)를 하강시키면서 압박 도구(3)를 외측 4개의 면으로부터 캔 안쪽을 향하여 수축 이동함으로써 원통형 캔의 외주부를 압박하여 사각 측면을 성형한다. 그 때, 압박 도구(3)의 수축에 수반하여 샤프트(5)가 하강함으로써 저부의 저면이 하틀(4)의 정면에 형성된 돌기(9)에 닿아서, 상기 돌기와 대향하여 형성된 샤프트 끝면의 오목부(8)에 밀어 넣어지고, 압박 도구(3)에 의해 밀어 넣어져서 축경되는 저부의 잉여 재료가 샤프트의 오목부(8)에 인입되(도 5(b))므로, 저부의 직선부의 축경에 의한 저부 외주부에 주는 왜곡을 최대한 경감시킬 수 있다.

그 결과, 저부 외주부는 직선부 및 코너부 모두 왜곡을 최대한 경감시켜 실질적으로 등장 변환시켜서 각형으로 성형할 수 있다. 그것에 따라, 저부 둘레벽의 상부의 캔 몸통부는 단지 굽힘 가공을 받을뿐인 등장 변환에 의해 성형되므로 가식면에 왜곡을 발생시키는 일 없이 원통형 캔 외주면에 실시한 가식 효과를 유지할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명의 다각 캔의 성형 방법에 의해 가식 다각 캔을 얻는 경우, 도 6의 블록선도에 나타내는 바와 같이 2피스 원통 캔의 기존의 제조 라인에 있어서의 가식 공정까지는 그대로 이용할 수 있고, 다각 캔 성형 라인에서 가식된 바닥이 있는 원통형 캔을 본 실시형태에 따른 성형 방법에 의해 다각 캔을 성형하고, 그 후 다각 캔 성형 라인에서 넥 플랜지 성형 등을 행함으로써 원통형 캔과 마찬가지로 가식된 다각 캔을 제조 효율좋게 얻을 수있다.

또한, 필요에 따라서 다각 캔으로 성형된 캔 몸통 직선부에, 예를 들면 도 7에 나타내는 바와 같은 엠보싱 성형을 실시할 수 있다. 엠보싱 성형은 각형 성형 후에 별도 공정에서 행할 수도 있고, 각형 성형과 동일 공정에서 실시하는 것도 가능하다. 성형과 동시에 행하는 경우에는 샤프트의 직선부 성형면에 엠보싱 틀을 형성함과 아울러, 압박 도구의 대향하는 면에 대향 틀을 형성함으로써 원통형 캔으로부터 다각 캔의 직선부를 형성함과 동시에 압박 도구와 샤프트의 협동 작용에 의해 직선면에 엠보싱을 실시할 수 있다. 또한, 엠보싱 형상을 예를 들면 도 7(a)-도 7(c)에 나타내는 F1~F3으로 나타내는 바와 같이, 수평선 또는 수직선을 갖는 형상으로 함으로써 몸통부의 강성을 증대시켜 몸통벽의 수직도를 확보할 수 있어서 캔 몸통의 변형을 저감시키고, 부압 캔 등에 대해서 보다 유효한 가식 캔을 얻을 수 있다. 또는, 인쇄 화면에 대응한 형상의 엠보싱을 실시할 수 있다.

실시예

도 8~도 10은 본 발명의 다각 캔의 성형 방법을 실시하는 다각 캔의 성형 장치의 실시예를 나타낸다.

도면에 있어서 중심선으로부터 우측 절반부가 코너부 성형부의 단면을 나타내고, 좌측 절반부가 직선부 성형부의 단면을 나타내고 있다. 본 실시예에 따른 다각 캔의 성형 장치는 상틀 조립체(10), 하틀 조립체(30)로 이루어지며, 양자는 상대적으로 동축 방향으로 접리 가능하게 배치되어 있다. 상틀 조립체(10)의 상틀 베이스(11)에는 내틀 조립체(12)와 하단부에 접촉 머리부(26)를 갖는 압박 도구 작동 로드(25)가 수직 설치되어 있다.

내측 조립체(12)는 다각 캔의 직선부 및 저부를 성형하는 샤프트(13)와, 코너부가 되는 위치를 외측으로 이동하여 코너부를 성형하는 4개의 확장 도구(14)의 조합으로 이루어지고, 샤프트(13)의 하단면에는 압궤부와 상술한 바와 같이 저부 외주의 각 직선부가 되는 위치의 원주 내측에 인입부를 형성하는 오목부(16)가 각각 형성되어 있다. 확장 도구(14)는 캔 몸통 확장부(17)와 구동부(18)로 이루어지는 벨 크랭크 형상으로 형성되고, 도시된 바와 같이 그 피벗점이 샤프트의 상방부의 브래킷에 형성된 추축(19)에 요동 가능하게 장착되어 있다. 구동부(18)의 선단부에는 후술하는 하틀(30)에 세워 설치된 확장 도구 작동 로드(45)의 머리부(46)에 접촉하여 캔 몸통 확장부(17)를 요동시키는 접촉부(20)가 설치되어 있다. 확장 도구(14)의 캔 몸통 확장부(17)의 선단부는 도시와 같이 쐐기 형상으로 형성되어 그 선단이 저부 성형부의 내주부에 위치하고, 선단이 요동함으로써 캔 몸통의 저부 외주부를 내측으로부터 확장할 수 있도록 구성되어 있다.

하틀 조립체(30)의 하틀 베이스(31)에는 캔 몸통의 직선부를 성형하는 압박 도구(32)가 저부 외주부를 포함하는 캔 몸통부를 바깥쪽으로부터 압박하도록, 캔 몸통에 대하여 리니어 가이드(33)를 따라서 수평 방향으로 왕복 이동할 수 있도록 설치되어 있다. 또한, 하틀 베이스(31)에는 압박 도구 구동 부재가 설치되어 있다. 압박 도구 구동 부재는 하틀 베이스에 세워 설치된 부재(34)에 벨 크랭크(35)가 요동 가능하게 지지 되어서 이루어진다. 벨 크랭크(35)는 그 구동 암(36)에 설치된 접촉부(37)에 상틀 조립체에 설치된 압박 도구 작동 로드(25)의 접촉 머리부(26)가 접촉함으로써 요동하고, 그 하방부에 설치된 접촉부(38)가 압박 도구(32)를 압박하여 캔 몸통을 밀어 넣어 직선부를 성형한다.

또한, 하틀 베이스(31)에는 상틀의 샤프트(13)의 끝면에 대향하는 위치에 하틀(40)이 고정되어 있다. 하틀(40)은 샤프트(13)와 협력하여 다각 캔의 저부를 성형하는 성형 틀이며, 그 상단면에는 샤프트(13)의 하단의 오목부(16)에 대향하는 위치에 저부의 직선부가 되는 외주부의 내측에 복수개의 볼록부를 형성하도록 재료를 인입하기 위한 복수개의 돌기(41)가 형성되어 있다. 또한, 하틀 베이스(31)에는 상틀에 설치된 확장 도구(18)를 작동시키기 위한 확장 도구 구동 로드(45)가 세워 설치되어 있다.

따라서, 상기 실시예에 있어서는 압박 도구(32), 압박 도구 구동 부재인 벨 크랭크(35), 압박 도구 작동 로드(25)가 직선부가 될 예정인 원통 캔의 저부 외주부와 캔 몸통 외주부를 반경 방향 안쪽으로 이동시키는 수단을 구성하고 있다. 또한, 확장 도구(14), 확장 도구 구동 로드(45)에 의해 코너부가 될 예정인 원통 캔의 저부 외주를 반경 방향 바깥쪽으로 이동시키는 수단을 구성하고 있다.

상기와 같이 구성된 각형 성형 장치는 성형 전에는 도 8에 나타내는 상태에 있으며, 내틀 조립체(12)의 외주부에 원통 캔(원통형 캔)이 장착된 상태에 있다.

이 상태에서, 상틀이 하강함으로써 도 9에 나타내는 바와 같이 상틀에 설치된 압박 작동 로드(25)의 접촉 머리부(26)와 하틀에 설치된 벨 크랭크(35)의 접촉부(37)가 접촉하고, 또한 코너 성형부에서는 확장 도구(14)의 접촉부(20)가 하틀 베이스에 세워 설치한 확장 도구 작동 로드(45)의 머리부에 접촉하여 확장 도구(14) 및 압박 도구를 작용시키는 성형 개시시의 상태로 된다. 또한, 이 상태에서 직선부가 될 예정인 원통 캔(A)의 저부면이 하틀의 인입부 형성 수단인 돌기(41)에 접촉함(도 5(a) 참조)과 아울러, 코너부가 될 예정인 저부에 형성된 재료 공급부(C)의 상면에 샤프트(13)의 끝면이 접촉한 상태(도 4(a) 참조)로 된다.

이 상태에서, 샤프트가 더 하강함으로써 압박 도구, 샤프트 및 확장 도구가 함께 동작하여 저부의 저면이 하틀(40)의 꼭대기면에 형성된 돌기(41)에 닿거나, 샤프트의 하강에 수반하여 압박 도구(32)에 의해서 밀어 넣어져서 축경되는 저부의 잉여 재료가 샤프트의 오목부(16)에 인입하여 저면에 인입부(D)를 형성하면서 직선부가 성형된다(도 5(b) 참조). 이것과 동시에 확장 도구가 개방됨으로써 샤프트에 의해 재료 공급부(C)를 압궤하면서 저부 외주부가 확대되어 4모퉁이의 코너부가 성형되어(도 4(b) 참조) 성형이 종료된다.

이상, 본 발명을 실시하는 다각 캔 성형 장치의 일 실시예를 설명했지만, 다각 캔 성형 장치는 상기 실시예에 한정되지 않고, 그 기술적 사상의 범위 내에서 각종 설계 변경이 가능하다. 예를 들면, 확장 도구 및 압박 도구의 구동은 도시하지 않지만, 샤프트의 하강 위치에 동기하여 유압 또는 공압, 서보 모터 등의 액츄에이터에 의해서 행할 수 있다.

또한, 원통형 캔의 저부에 형성되는 재료 공급부 및 인입부는 1개의 코너부에 대하여 볼록부가 1개인 경우에 한정되지 않고, 작은 복수의 볼록부나 적절한 형상의 볼록부가 채용될 수 있고, 또한 인입부도 1개의 직선부에 대하여 1개의 볼록부를 형성하는 경우에 한정되지 않고, 복수개의 미소한 볼록부나 적절한 형상의 볼록부를 형성할 수 있도록, 하틀에 형성되는 볼록부의 형상이나 갯수는 임의로 변경 가능하다. 또한, 볼록부의 방향은 저부의 내측에 한정되지 않고 외측으로 향하여 형성될 수도 있다. 또한, 재료 공급부의 형상은 도 4(c-1)에 나타내는 재료 공급부(C-1)와 같이 예를 들면 돌출 성형하거나 임팩트 성형에 의해 원통 캔을 성형하는 경우에는, 도 4(c-2)에 나타내는 재료 공급부(C-2)와 같이 판 두께 분포를 변경하는 것이어도 좋다. 또한, 성형 중에 저부면에 형성되는 재료 공급부(C) 및 인입부(D)가 다각 캔의 저벽면에 잔존하여 문제가 발생하는 경우에는, 성형 후에 적절한 보정 가공에 의해 평탄면 등으로 보정함으로써 해소할 수 있다.

또한, 캔의 재질은 스틸이나 알루미늄 등 공지의 것 및 그것들의 복합재가 적용될 수 있다. 또한, 가식면은 인쇄나 도장한 것에 한정되지 않고, 캔 몸통에 필름 라벨을 라미네이트한 것 등, 공지의 가식 방법도 적용할 수 있다. 당연히, 본 발명은 가식 캔에 한정되지 않고, 통상의 캔체의 성형에도 적용할 수 있다. 또한, 캔 몸통의 횡단면 형상이 오각형, 육각형 등 다각형인 캔에도 적용할 수 있다.

이상과 같이 하여 원통형 캔으로부터 성형된 본 실시예의 다각 캔(50)은 도 2에 나타내는 바와 같이 캔 몸통부(51)에 주름이나 변형이 없고, 원통형 캔에 다색 곡면 인쇄에 의해 인쇄한 화상(52)에도 변형이 없어 고품위의 가식 캔이 얻어졌다.

이상과 같이 각형으로 성형된 캔은 그 후 필요에 따라서 넥 인 성형 및 플랜지 성형을 행한다. 또한, 넥 인 성형시에 캔 개구부를 각형으로 넥 인 성형함으로써 사각형의 캔 뚜껑을 권체하는 사각 캔을 얻을 수 있으며, 캔 개구부를 원형으로 넥 인 성형함으로써 도 11에 나타내는 원형 뚜껑을 권체한 최상단이 원형인 다각 캔(55)을 얻을 수 있다. 도 11은 얻어진 다각 캔의 개구부를 원통 형상으로 넥 성형 후 플랜지 성형하여 캔 본체를 성형하고, 스테이 온 탭 부착의 캔 뚜껑(53)을 권체한 상태를 나타내고 있다.

또한, 이 성형 방법에 의해서 성형된 다각 캔에 대해서 반송성 향상 등을 위해, 또한 저부에, 예를 들면 도 12에 나타내는 바와 같은 실굽 형상의 돌기를 추가 가공하여 형성해도 좋다. 본 실시예에서는 실굽 형상의 돌기(54)는 환상 돌기로서 형성되어 있다.

또한, 도 13에 나타내는 바와 같이 개구부에 나사부를 갖는 구경부를 형성함으로써 스크류 캡(63)을 장착할 수 있는 몸통부가 각형의 소위 보틀 캔 형상의 다각 캔(60)을 얻을 수 있다.

(산업상 이용 가능성)

본 발명은 바닥이 있는 원통형 캔으로부터 얻어지는 바닥이 있는 다각 캔이며, 특히 원통형 캔의 상태에서 몸통부에 인쇄나 도장 등에 의해 가식을 실시한 원통형 캔을 캔 몸통부에 변형을 발생시키는 일 없이 각형으로 성형할 수 있으므로, 고품위이고 진열 효과가 높은 각형 가식 캔을 얻을 수 있어 산업상 이용 가능성이 매우 높다.

1, 50, 55, 60: 다각 캔 3, 32: 압박 도구
4, 40: 하틀 5, 13: 샤프트
6, 14: 확장 도구 8, 16: 오목부
9, 41: 돌기 10: 상틀 조립체
11: 상틀 베이스 17: 캔 몸통 확장부
18: 구동부 19: 추축
25: 압박 도구 작동 로드 26: 접촉 머리부
30: 하틀 조립체 31: 하틀 베이스
33: 리니어 가이드 34: 부재
35: 벨 크랭크 36: 구동 암
37, 38: 접촉부 45: 확장 도구 구동 로드
A: 원통 캔
A-1: 코너부가 될 예정인 원통 캔의 저부 외주부
A-2: 직선부가 될 예정인 원통 캔의 저부 외주부
B: 다각 캔 B-1: 다각 캔의 코너부
B-2: 다각 캔의 직선부 C: 재료 공급부
D: 인입부 F: 엠보싱

Claims (14)

1. 삭제
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8. 몸통부와 저부로 이루어지는 원통형 캔을 몸통부 횡단면에 있어서 직선부와 코너부를 갖는 다각 캔으로 성형하는 다각 캔의 성형 방법에 있어서, 다각 캔의 직선부가 될 예정인 상기 원통형 캔의 저부 외주 부분을 반경 방향 안쪽으로 이동시키는 직선부 성형 수단과, 코너부가 될 예정인 상기 원통형 캔의 저부 외주 부분을 반경 방향 바깥쪽으로 이동시키는 코너부 성형 수단에 의해, 저부 외주의 형상을 다각 캔의 횡단면에 상당하는 형상으로 변형하고, 변형 전과 변형 후의 캔 몸통의 단면 둘레 길이가 변하지 않는 것을 특징으로 하는 다각 캔의 성형 방법.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 원통형 캔의 적어도 원통면에는 가식이 실시되어 있는 다각 캔의 성형 방법.
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 다각 캔의 저부에 있어서 직선부가 될 예정인 상기 원통형 캔의 저부 외주 부분을 반경 방향 안쪽으로 이동시킬 때, 저면의 일부에 볼록부를 형성하는 것을 특징으로 하는 다각 캔의 성형 방법.
11. 제 8 항에 있어서,
    상기 다각 캔의 저부에 있어서 코너부가 될 예정인 원통형 캔의 저면의 일부에 재료 공급부가 형성되어 있으며, 그 재료 공급부를 캔 내에 삽입된 압궤 부재에 의해 밀면서 상기 다각 캔의 저부에 있어서 코너부가 될 예정인 원통형 캔의 저부 외주 부분을 상기 코너부 성형 수단에 의해 반경 방향 바깥쪽으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 다각 캔의 성형 방법.
12. 제 8 항에 있어서,
    원통형 캔의 저부 외주 부분을 반경 방향 안쪽으로 이동시키는 직선부 성형 수단에 의한 직선부 성형과, 원통형 캔의 저부 외주 부분을 반경 방향 바깥쪽으로 이동시키는 상기 코너부 성형 수단에 의한 코너부 성형이 동일 행정에서 행해지는 것을 특징으로 하는 다각 캔의 성형 방법.
13. 제 8 항에 있어서,
    상기 원통형 캔의 저부 외주 부분을 반경 방향 안쪽으로 이동시키는 직선부 변형 수단이 압박 도구인 다각 캔의 성형 방법.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 압박 도구와 캔 내에 삽입된 샤프트에 의해 다각 캔의 몸통부에 엠보싱을 형성하는 것을 특징으로 하는 다각 캔의 성형 방법.
    
    

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