KR20070050055A

KR20070050055A - 수지 피복 금속판의 드로잉·아이어닝 가공 방법, 및 그것을이용한 수지 피복 드로잉·아이어닝 캔

Info

Publication number: KR20070050055A
Application number: KR1020077005150A
Authority: KR
Inventors: 신이치 다야; 마사히로 가이; 준이치 다나베; 에츠로 두츠미; 노리히토 사이키
Original assignee: 도요 고한 가부시키가이샤; 도요 세이칸 가부시키가이샤
Priority date: 2004-09-02
Filing date: 2005-06-27
Publication date: 2007-05-14
Also published as: EP1787736A1; JP4628047B2; EP1787736B1; KR101029230B1; JP2006068779A; WO2006025147A1; EP1787736A4; CN101031373A; US20090013751A1; US7878040B2; CN101031373B

Abstract

수지 피복 금속판의 드로잉·아이어닝 가공에 있어서, 캔 벽의 두께가 충분히 얇은 캔체가 얻어지고, 또한 캔체의 개구 단부의 피복 수지의 손상이 없는 수지 피복 금속판의 아이어닝 가공 방법, 및 그것을 이용한 수지 피복 드로잉·아이어닝 캔을 제공하는 것을 목적으로 한다. 금속판의 적어도 편면에 유기 수지를 피복하여 이루어지는 수지 피복 금속판을, 펀치와 다이를 이용하여 드로잉·아이어닝 성형하여 캔체로 성형하는 수지 피복 금속판의 드로잉·아이어닝 가공에 있어서, 후단 부분에 소경 부분을 갖는 펀치를 이용하여, 성형 후의 캔체의 개구 단부의 아이어닝률이 0∼15% 가 되도록 아이어닝 가공하는 것을 특징으로 하는 수지 피복 금속판의 드로잉·아이어닝 가공 방법, 및 그 가공 방법을 이용하여 성형한 수지 피복 금속판의 드로잉·아이어닝 캔.

Description

수지 피복 금속판의 드로잉·아이어닝 가공 방법, 및 그것을 이용한 수지 피복 드로잉·아이어닝 캔 {METHOD OF DRAW-AND-IRON PROCESSING OF RESIN CLAD METAL SHEET, AND RESIN CLAD DRAW-AND-IRON PROCESSED CAN PRODUCED THEREBY}

본 발명은, 수지 피복 금속판의 드로잉·아이어닝 가공 방법에 관한 것이며, 특히 아이어닝 가공시에 캔체의 개구 단부의 수지 헤어가 발생하지 않고, 또한 캔 측벽을 충분히 박육화하는 것이 가능한 가공 방법, 및 그것을 이용한 수지 피복 드로잉·아이어닝 캔에 관한 것이다.

드로잉·아이어닝 캔은, 종래부터 도 1 에 나타내는 바와 같이 하여 가공되고 있다. 즉, 우선 금속판으로부터 블랭크를 펀칭하고, 블랭크를 드로잉 가공에 의해 컵으로 가공한 후, 펀치 (2) 와 복수단의 아이어닝 가공 다이 (3) 로 이루어지는 아이어닝 가공 장치를 이용하여, 드로잉 가공한 컵을 펀치에 장착하고, 이어서 펀치와 함께 컵을 아이어닝 가공 다이 내부에 삽입함으로써 소정의 캔 측벽 두께 및 캔 높이로 마무리된다. 드로잉 가공 및 아이어닝 가공에 있어서는, 가공시의 윤활 및 냉각을 위하여 대량의 윤활유 및 냉각수가 사용되고 있다.

그런데, 최근 환경 보전 및 추가적인 캔체 질량의 경감의 관점에서, 종래에는 드로잉 가공을 주체로 하는 방법으로 가공하였던 수지 피복 금속판으로 이루어 지는 캔체를, 아이어닝 가공에 의해 더욱 캔 측벽을 얇게 가공하는 시도가 이루어지고 있다. 그러나, 도 1 에 나타나 있는 바와 같은 종래의 드로잉·아이어닝 캔의 가공 장치를 이용하여, 수지 피복 금속판으로부터 드로잉·아이어닝 캔을 가공하는 경우, 금속판 1m 에 피복된 유기 수지 (1f) 는 금속판에 비해 연질이기 때문에, 캔체의 개구 단부 부근의 유기 수지는 아이어닝 가공시에 발생하는 공구/재료간의 매우 큰 압력에 의해, 도 1 에 나타내는 바와 같이 캔체의 개구 단부로부터 후방으로 밀려나와 절단되어, 1h 로 표시되어 있는 사상(絲狀) 절단 찌꺼기 (이하, 수지 헤어) 가 발생한다. 이러한 수지 헤어는 드로잉 가공 후의 아이어닝 가공에 있어서의 아이어닝률의 총합이 15% 이상이 되면, 특히 발생하기 쉬운 경향이 있다. 수지 피복 금속판으로부터 드로잉·아이어닝 캔을 연속으로 제조하는 공정에서 수지 헤어가 발생한 경우, 발생한 수지 헤어는 펀치 또는 아이어닝 가공 다이에 부착하기 때문에, 다음에 아이어닝 가공을 받는 드로잉 캔의 캔체 표면의 피복 수지가 손상된다. 이상과 같이 종래의 드로잉·아이어닝 캔의 가공 장치를 이용하여, 수지 피복 금속판으로부터 드로잉·아이어닝 캔을 가공하는 것은 매우 곤란하게 되어 있다.

수지 피복 금속판을 캔체로 가공할 때에 발생하는 수지 헤어를 방지하는 방법으로서, 원 형상의 유기 수지 피복 금속판을 환상의 유지 부재와 드로잉 다이로 유지하고, 유지 부재 및 드로잉 다이와 동축에 또한 유지 부재내를 출입할 수 있도록 설치된 드로잉 펀치와 드로잉 다이를 교대로 서로 맞물리도록 상대적으로 이동시켜, 원 형상의 금속판을 드로잉 컵으로 가공하는 방법에 있어서, 드로잉 공정 종 료의 직전에 잔류 플랜지부를 압압하고 있던 환상의 유지 부재와 드로잉 다이의 적어도 일방을 압압 상태로부터 멀어지도록 이동시키고, 플랜지부의 후단을 개방하여 드로잉함으로써, 수지 헤어가 발생하는 것을 방지하는 방법이 개시되어 있다 (예를 들어 특허 문헌 1 참조).

이 방법은 드로잉 컵을 성형할 때의 수지 헤어의 발생을 방지하는 것을 목적으로 하는 것으로서, 드로잉 가공에 있어서는 환상의 유지 부재와 드로잉 다이를 각각 동축 상의 임의의 위치로 이동 가능한 것이므로 이러한 수단이 가능하지만, 본 발명의 목적의 달성 수단인 드로잉·아이어닝 가공의 아이어닝 가공 공정에 있어서는, 아이어닝 가공 다이의 내경부에 펀치를 통과시키는 가공 방법으로서 아이어닝 가공 다이의 내경 및 펀치의 외경 치수를 가공 중에 가변할 수 없으므로, 수지 피복 금속의 아이어닝 가공시에 발생하는 공구/재료간의 강대한 압력을 상기와 같이 개방할 수 없다.

본 출원에 관한 선행 기술 문헌 정보로서 다음의 것이 있다.

특허 문헌 1: 일본 공개특허공보 평5-154570호

발명의 개시

발명이 해결하고자 하는 과제

본 발명은, 금속판의 적어도 편면에 수지 피복한 수지 피복 금속판으로 이루어는 드로잉 컵의 아이어닝 가공에 있어서, 캔체 측벽의 두께가 충분히 얇은 캔체가 얻어지고, 또한 캔체의 개구 단부의 수지 헤어의 발생이 없는 수지 피복 금속판의 아이어닝 가공 방법, 및 그것을 이용한 수지 피복 드로잉·아이어닝 캔을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또 다른 본 발명의 목적은, 적어도 2단의 다이의 랜드간 거리를 가능한 한 작게 하여, 예를 들어 다이를 연속 설치하고, 2단의 다이에 의한 아이어닝 가공을 실시할 때, 후단의 아이어닝 가공에서는, 전단의 아이어닝 가공부에 의해 발생하는 백 텐션을 유효하게 이용하여, 아이어닝 가공 1단 당 캔체 측벽의 판두께 감소율 (한계 아이어닝률) 을 향상시킴과 함께, 후단의 아이어닝 가공 다이의 지름 방향의 변형을 대폭 저감하여, 캔체의 주위 방향에 균일 또한 일정한 유기 수지 피복 금속판의 아이어닝 가공 방법을 제공하는 데 있다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명의 수지 피복 금속판의 드로잉·아이어닝 가공 방법은, 금속판의 적어도 편면에 유기 수지를 피복하여 이루어지는 수지 피복 금속판을, 펀치와 다이를 이용하여 드로잉·아이어닝 성형하여 캔체로 성형하는 수지 피복 금속판의 드로잉·아이어닝 가공에 있어서, 후단 부분에 소경 부분을 갖는 펀치를 이용하여, 성형 후의 캔체의 개구 단부의 아이어닝률이 0∼15% 가 되도록 아이어닝 가공하는 것을 특징으로 한다.

이 경우, 아이어닝 가공에 이용하는 다이로서, 복수의 다이를 이용하고, 적어도 2개의 다이는, 랜드간 거리가 3∼40㎜ 가 되도록 배치하고, 상기 2개의 다이에 의한 아이어닝량의 총합의 20% 이상의 아이어닝 가공을 2개의 다이 중, 전단의 다이로 실시하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 2개의 다이에 있어서, 전단 다이와 후단 다이를 연속 설치 상태로 설치하여 아이어닝 가공을 실시하는 것이 바람직하다.

본 발명의 수지 피복 금속판의 드로잉·아이어닝 캔은, 상기 중 어느 하나에 기재된 아이어닝 가공 방법을 이용하여 성형하는 것을 특징으로 한다.

도 1 은 종래의 수지 피복 금속판으로 이루어지는 드로잉 컵을 아이어닝 가공하는 공정의 일부를 나타내는 개략 단면도이다.

도 2 는 본 발명의 수지 피복 금속판으로 이루어지는 드로잉 컵을 아이어닝 가공하는 공정의 일례를 나타내는 개략 단면도이다.

도 3 은 본 발명의 수지 피복 금속판으로 이루어지는 드로잉 컵을 아이어닝 가공하는 공정의 다른 일례를 나타내는 개략 단면도이다.

도 4 는 본 발명의 수지 피복 금속판으로 이루어지는 드로잉 컵을 아이어닝 가공하는 공정의 다른 일례를 나타내는 개략 단면도이다.

도 5 는 본 발명의 수지 피복 금속판으로 이루어지는 드로잉 컵을 아이어닝 가공하는 공정의 다른 일례를 나타내는 개략 단면도이다.

도 6 은 본 발명의 수지 피복 금속판으로 이루어지는 드로잉 컵을 아이어닝 가공하는 공정의 다른 일례를 나타내는 개략 단면도이다. 도면에 있어서, 1 은 드로잉 컵을, 1f 는 유기 수지를, 1m 은 금속판을, 1h 는 수지 헤어를, 2 는 아이어닝 가공용 펀치를, 2a 는 아이어닝 가공용 펀치를, 2b 는 소경 부분을, 3 은 아이어닝 가공 다이를, 3a 는 전단 아이어닝 가공 다이를, 3b 는 후단 아이어닝 가공 다이를, 4a 는 전단 아이어닝 가공 다이의 어프로치부를, 4b 는 후단 아이어닝 가 공 다이의 어프로치부를, 5a 는 전단 아이어닝 가공 다이의 랜드부를, 5b 는 후단 아이어닝 가공 다이의 랜드부를, 6a 는 전단 아이어닝 가공 다이의 출구면을, 6b 는 후단 아이어닝 가공 다이의 출구면을, 7 은 아이어닝 성형 응력을, 8 은 백 텐션을 각각 나타낸다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

본 발명에 있어서, 드로잉·아이어닝 캔은 이하와 같이 하여 가공된다. 즉, 종래의 방법으로 우선 수지 피복 금속판으로부터 블랭크를 펀칭하고, 블랭크를 드로잉 가공에 의해 컵으로 성형한 후, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 캔체의 개구 단부의 아이어닝률이 0∼15% 가 되는 소경 부분 또는 테이퍼부 (2b) 를 갖는 펀치 (2a) 와 그 전방에 배치한 아이어닝 다이 (3) 로 이루어지는 아이어닝 가공 장치를 이용하여, 드로잉 가공 후의 컵 (1) 을 펀치에 장착하고, 펀치 (2a) 와 함께 드로잉 컵 (1) 을 배치한 아이어닝 다이 (3) 내부에 삽입하여 아이어닝 가공을 실시하고, 드로잉 컵 (1) 의 캔 측벽 두께를 감소시키고, 캔체의 높이가 높아진다. 또한, 캔체의 개구 단부의 아이어닝률이 0∼10% 가 되는 소경 부분 또는 테이퍼부를 갖는 펀치가 더욱 바람직하다. 아이어닝률은, 아이어닝 가공한 캔에서 가장 낮은 캔 높이로부터 1㎜ 낮은 지점을 측정한 두께를 가공 후의 두께로 하고, 아이어닝 가공 전의 판두께와의 비교로 계산하였다. 캔체의 개구 단부가 아이어닝 가공 다이 (3) 를 통과할 때, 펀치 (2a) 의 소경화된 부분과 아이어닝 가공 다이 (3) 의 내경의 간극의 크기가 피복 수지의 손상 한계 이상으로 설정되어 있어, 캔체의 개구 단부의 피복 수지에 손상 한계 이상의 아이어닝 가공이 실시되지 않는 다. 그 때문에, 펀치 (2a) 에 장착되어 아이어닝 가공된 드로잉 컵 (1) 은, 캔체의 개구부 부근에 두꺼운 부분이 형성되어, 캔체의 개구 단부의 수지 헤어가 발생하지 않게 된다. 펀치 (2a) 의 소경화된 부분 (2b) 은, 스트레이트한 단차 부분으로서 형성해도 되지만, 테이퍼 형상으로 서서히 소경화하여 테이퍼부의 도중으로부터 아이어닝 가공이 실시되지 않는 지름이 되는 형상으로 하는 편이, 아이어닝 가공 압력의 개방이 서서히 행해져, 적합하다. 이 테이퍼 형상은, 최종 캔 높이가 되는 지점 (트림 위치) 보다 적어도 3㎜ 이상 높은 지점으로부터 있는 편이 바람직하다. 테이퍼 각도는 0.1∼30°가 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.5∼5°이다. 테이퍼 각도가 0.1°미만에서는, 수지 헤어 발생에 대하여 효과가 없고, 30°을 초과하면, 펀치의 강도 혹은 아이어닝 가공시의 펀치의 진동면에서 문제가 되기 쉽다.

또 다른 방법으로서, 적어도 2개의 다이를 이용하여, 이 2개의 다이의 랜드간 거리를 3∼40㎜ 로 배치하여, 아이어닝 가공을 실시하는 방법이다. 이 2개의 다이로서는, 2지점의 아이어닝부를 갖도록 일체화한 것, 사이에 개재하는 것 없이 2개의 다이를 연속 설치한 것 혹은, 사이에 스페이서 등을 개재하여, 2개의 다이를 설치한 것을 이용할 수 있다. 상기의 경우에 비해, 2개의 다이의 랜드간 거리를 3∼40㎜ 로 배치하여, 아이어닝 가공을 실시하는 방법은, 아이어닝 가공 후의 캔의 빠짐성면에서 바람직하다. 일례로서, 아이어닝 가공용 다이를 연속 설치한 경우를 도 3∼6 에 나타낸다. 또한, 아이어닝 가공 1단 당 한계 아이어닝률이 약 64% 로 향상하고, 수지 헤어의 발생이 없고, 보다 높은 캔 높이를 가진 캔 이 얻어진다.

우선, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 캔체의 개구 단부에 아이어닝 가공이 실시되지 않는 소경 부분 (2b) 을 갖는 펀치 (2a) 와 그 전방에 연속 설치하여 배치한 아이어닝 다이 (3a, 3b) 로 이루어지는 아이어닝 가공 장치를 이용하여, 계속해서, 도 4 에 나타내는 바와 같이 드로잉 가공 후의 컵 (1) 을 펀치 (2a) 에 장착하고, 펀치 (2a) 와 함께 드로잉 컵 (1) 을 연속 설치하여 배치한 아이어닝 다이 (3a, 3b) 내부에 삽입하여 아이어닝 가공을 실시하여, 드로잉 컵 (1) 의 캔 측벽 두께를 감소시키고, 캔체의 높이를 증가시킨다. 캔체의 개구 단부가 아이어닝 가공 다이 (3a, 3b) 를 통과할 때, 펀치 (2a) 의 소경화된 부분과 아이어닝 가공 다이 (3a, 3b) 의 내경의 간극의 크기가 피복 수지의 손상 한계 이상으로 설정되어 있어, 캔체의 개구 단부의 피복 수지에 손상 한계 이상의 아이어닝 가공이 실시되지 않는다. 그 때문에, 펀치 (2a) 에 장착되어 아이어닝 가공된 드로잉 컵 (1) 은, 캔체의 개구 단부에 두꺼운 부분이 형성되고, 그 개구 단부의 수지 헤어가 발생하지 않게 된다. 펀치 (2a) 의 소경화된 부분 (2b) 은, 스트레이트한 단차 부분으로서 형성해도 되지만, 테이퍼 형상으로 서서히 소경화하여 테이퍼부의 도중으로부터 아이어닝 가공이 실시되지 않는 지름이 되는 형상으로 하는 편이, 아이어닝 가공 압력의 개방이 서서히 행해져, 적합하다. 즉, 이 테이퍼 형상은, 최종 캔 높이가 되는 지점 (트림 위치) 보다 적어도 3㎜ 이상 높은 지점으로부터 있는 편이 바람직하다. 테이퍼 각도는 0.1∼30°가 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.5∼5°이다. 테이퍼 각도가 0.1°미만에서는, 수지 헤어 발생에 대하여 효과가 없고, 30°을 초과하면, 펀치의 강도 혹은 아이어닝 가공시의 펀치의 진동면에서 문제가 되기 쉽다.

본 발명에 이용하는 연속 설치한 아이어닝 가공용 다이의 일례를 나타내는 도 6 에 있어서, 이 아이어닝 가공부는 전단의 아이어닝 가공부 (3a) 와 후단의 아이어닝 가공부 (3b) 로 이루어지고, 전단 및 후단의 아이어닝 가공부 각 부는, 다이 어프로치부 (4a, 4b), 랜드부 (5a, 5b), 출구면 (6a, 6b) 을 갖고 있다. 이들 각 아이어닝 가공부는, 공지된 아이어닝 가공용 다이에 있어서의 각 아이어닝 가공부와 동일한 기능을 갖는다 것이지만, 본 발명에 있어서는, 전단 및 후단의 아이어닝 가공부를 연속 설치함으로써, 후단의 아이어닝 가공시에, 전단의 아이어닝 가공부에 의해 발생하는 축방향의 성형 응력 (7) 을 백 텐션 (8) 으로서 유효하게 이용하여, 아이어닝 가공 1단 당 한계 아이어닝률을 향상시킴과 함께, 후단의 아이어닝 가공 다이의 지름 방향의 변형이 대폭 저감하여, 균일 또한 일정한 아이어닝 가공을 가능하게 한다.

연속 설치란, 전단의 아이어닝 가공부 (3a) 와 후단의 아이어닝 가공부 (3b) 가 펀치의 아이어닝 가공을 실시하는 부분에 동시에 삽입된 상태에서 연결되어 설치되어 있는 것을 의미하는 것이며, 전단의 아이어닝 가공부 (3a) 와 후단의 아이어닝 가공부 (3b) 가 바람직하게는 별체로 구성되어 있는 것이다. 그 밖에, 2지점의 아이어닝부를 갖도록 일체화한 것, 혹은 사이에 스페이서 등을 개재하여, 2개의 다이를 설치한 것을 이용할 수 있다.

전단의 아이어닝 가공부 (3a) 에 의한 백 텐션을 유효하게 이용하여, 아이어 닝 가공에 있어서의 한계 아이어닝률을 향상시키고, 및 후단의 아이어닝 가공 다이의 지름 방향의 변형을 억제한다는 견지에서는, 전단 및 후단의 랜드간 거리 L 은 짧은 편이 유효하고, 랜드간 거리 L 은 40㎜ 이하로 하는 것이 바람직하다. 40㎜ 를 초과해도, 백 텐션의 효과가 있지만, 트리밍시, 제거해야 할 재료가 많아져, 경제성면에서 바람직하지 않다. 이러한 자원 절약화의 견지에서, 랜드간 거리 L 이 보다 짧은 편이, 캔체의 개구 단부의 두꺼운 부분 체적 저감에 유효하고, 3∼40㎜ 의 범위에 있는 것이 바람직하다. 나아가, 3∼20㎜ 의 범위가 더욱 바람직하다.

또한, 본 발명에서는, 전단의 아이어닝 가공부의 아이어닝 가공량은, 전단의 아이어닝 가공부와 후단의 아이어닝 가공부에 의한 아이어닝량의 총합의 20% 이상으로 실시하는 것이 바람직하다. 전단의 아이어닝 가공부와 후단의 아이어닝 가공부를 연속 설치하고, 전단의 아이어닝 가공부에서 특정 비율 이상의 아이어닝 가공을 실시함으로써, 후단의 아이어닝 가공부에서는 적당한 백 텐션이 작용하고 있는 상태에서 아이어닝 가공을 실시할 수 있다. 따라서, 후단의 아이어닝 가공부에서는, 아이어닝 가공 다이의 지름 방향 응력이 저감한다. 이 저감 효과에 의해, 다이 어프로치각을 작게 했을 때의 결점인 아이어닝 가공 다이의 지름 방향의 변형이 억제된다. 전단의 아이어닝 가공부의 아이어닝 가공량이 전단의 아이어닝 가공부와 후단의 아이어닝 가공부에 의한 아이어닝량의 총합의 20% 이하인 경우, 전단의 아이어닝 가공부의 성형 응력이 낮고, 따라서 후단의 아이어닝 가공부에 작용하는 백 텐션이 작아지기 때문에, 후단의 아이어닝 가공부에서의 아이 어닝 가공성의 향상 효과, 후단의 아이어닝 가공 다이의 지름 방향의 변형을 억제하는 효과가 충분히 얻어지지 않는다.

본 발명의 유기 수지 피복 금속판의 아이어닝 가공 방법은, 윤활유나 냉각수를 사용하는 종래의 아이어닝 가공 및 고온 휘발성 윤활유를 사용하는 건식 아이어닝 가공 중 어느 쪽에도 적용할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 유기 수지 피복 금속판의 드로잉·아이어닝 가공에 있어서, 아이어닝 가공에서 캔체의 개구 단부에 수지 헤어를 발생시키지 않는다. 또한, 다이간의 랜드간 거리를 3∼40㎜ 로 설정함으로써, 종래의 아이어닝 가공에 있어서 약 55% 인 아이어닝 가공 1단 당 한계 아이어닝률을 약 64% 로 향상시키는 것, 후단의 아이어닝 가공 다이의 지름 방향의 변형을 종래의 아이어닝 가공 방법의 50% 이하로 억제하는 것이 가능해진다.

또한, 후술하는 실시예에서는 본 발명에 있어서의 연속 설치한 전단 및 후단의 아이어닝 가공부는, 1단째의 아이어닝 가공부로서 설치하였지만, 연속 설치한 전단 및 후단의 아이어닝 가공부의 전 공정에 있어서, 피복 유기 수지의 손상 한계를 초과하지 않는 범위에서 아이어닝 가공을 실시하고, 또한 연속 설치한 전단 및 후단의 아이어닝 가공부의 후 공정에 있어서, 펀치로부터의 캔체의 빠짐성을 향상시키기 위하여 10% 이하의 아이어닝 가공을 실시하는 등, 복수단의 아이어닝 가공 공정에 의해 드로잉·아이어닝 가공을 실시해도 된다.

본 발명의 아이어닝 가공 방법은, 하층이 금속 크롬, 상층이 크롬 수화 산화물의 2층 구조를 갖는 전해 크롬산 처리 강, 블리크 등의 각종 도금 강판이나 표면 처리 강판, 스테인리스 강판, 알루미늄판이나 알루미늄 합금판 등의 금속판의 양면에 폴리에스테르 수지, 폴리올레핀 수지, 폴리아미드 수지 등의 열가소성 수지로 이루어지는 유기 수지를 피복한 금속판이나, 열가소성 수지 또는 열경화성 수지 로 이루어지는 도료를 도포한 도장 금속판이나 상기 유기 수지 중에 안료, 필러 등이 배합되어 있는 유기 수지 피복 금속판을 드로잉·아이어닝 가공하는 경우에 특히 유효하다. 유기 수지 필름의 두께로서 5∼100㎛ 가 바람직하다. 본 발명에 적용하는 수지 필름은 단층 필름 또는 2층 이상의 복층 필름 모두 적용 가능하고, 열가소성 수지, 특히 폴리에스테르 수지로 이루어지는 필름인 것이 바람직하다.

폴리에스테르 수지로서는, 에틸렌테레프탈레이트, 에틸렌이소프탈레이트, 부틸렌테레프탈레이트, 부틸렌이소프탈레이트 등의 에스테르 단위를 갖는 것이 바람직하고, 나아가 이들 중에서 선택되는 적어도 1종류의 에스테르 단위를 주체로 하는 폴리에스테르인 것이 바람직하다. 이 때, 각 에스테르 단위는 공중합되어 있어도 되고, 나아가서는 2종류 이상의 각 에스테르 단위의 호모 폴리머 또는 공중합 폴리머를 블렌드하여 이용해도 된다. 상기 이외의 것으로, 에스테르 단위의 산 성분으로서 나프탈렌디카르복실산, 아디프산, 세바스산, 트리멜리트산 등을 이용한 것 등, 또한 에스테르 단위의 알코올 성분으로서 프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 네오펜틸글리콜, 시클로헥산디메탄올, 펜타에리트리톨 등을 이용한 것을 이용해도 된다.

이 폴리에스테르는, 호모 폴리에스테르 혹은 코 폴리에스테르, 혹은 이들의 2종 이상으로 이루어지는 블렌드물로 이루어지는 2종 이상의 폴리에스테르층의 적 층체이어도 된다. 예를 들어, 폴리에스테르 필름의 하층을 열접착성이 우수한 공중합 폴리에스테르층으로 하고, 그 상층을 강도나 내열성 나아가서는 부식 성분에 대한 배리어성이 우수한 폴리에스테르층 혹은 개질 폴리에스테르층으로 할 수 있다.

본 발명에 있어서는, 1축 혹은 2축으로 연신 필름 및 무연신 필름과도 적용할 수 있는데, 무연신의 폴리에스테르 수지로 이루어지는 필름을 이용하는 것이 바람직하고, 폴리에스테르 수지 필름을 표면 처리 강판에 적층하는 작업에 있어서 수지가 끊어지거나, 폴리에스테르 수지 필름을 적층한 표면 처리 강판에 드로잉 가공이나 드로잉·아이어닝 가공과 같은 엄격한 성형 가공을 실시해도 수지가 깎이거나 흠이 생기거나 하지 않고, 또한 크랙이 생기거나 갈라지거나, 나아가 박리되지 않도록 하기 위하여, 수지의 고유 점도를 높여 수지를 강화시킬 필요가 있다.

이 때문에, 상기의 폴리에스테르 수지의 고유 점도를 0.6∼1.4 의 범위로 하는 것이 바람직하고, 0.8∼1.2 의 범위로 하는 것이 보다 바람직하다. 고유 점도가 0.6 미만인 폴리에스테르 수지를 이용했을 경우에는 수지의 강도가 극단적으로 저하되어, 드로잉 가공이나 드로잉·아이어닝 가공을 실시하여 성형하는 캔에 적용할 수 없다. 한편, 수지의 고유 점도가 1.4 를 초과하면 수지를 가열 용융시켰을 때의 용융 점도가 극단적으로 높아져, 폴리에스테르 수지 필름을 표면 처리 강판에 적층하는 작업이 매우 곤란하게 된다.

수지 필름의 두께는 단층 필름의 경우에는 5∼100㎛ 인 것이 바람직하고, 10∼40㎛ 인 것이 보다 바람직하다. 두께가 5㎛ 미만인 경우에는 표면 처리 강판 에 적층하는 작업이 현저히 곤란하게 되고, 또한 드로잉 가공이나 드로잉·아이어닝 가공을 실시한 후의 수지층에 결함을 발생시키기 쉽고, 캔으로 성형하여 내용물을 충전했을 때에, 부식 성분에 대한 내투과성도 충분하지 않다. 두께를 증가시키면 내투과성은 충분해지지만, 100㎛ 를 초과하는 두께로 하는 것은 경제적으로 불리해진다. 복층 필름의 경우에는 성형 가공성이나, 내투과성, 혹은 내용물의 플레이버에게 주는 영향 등의 관점에서 각 층의 두께의 비율은 변동하지만, 총합 두께가 5∼60㎛ 가 되도록, 각층의 두께를 조정한다.

또한, 수지 필름을 제막 가공할 때에, 수지 중에 필요한 특성을 해치지 않는 범위에서 착색 안료, 안정제, 산화 방지제, 활재 등을 함유시켜, 필름으로 제막해도 된다. 또한, 캔 내면에 사용되는 면에는, 안료를 함유하지 않는 폴리에스테르 수지 필름을, 캔 외면에 사용되는 면에는, 산화 티탄 등의 안료를 함유한 폴리에스테르 수지 필름을 라미네이트한 금속판을 이용해도 된다.

유기 수지 필름을 라미네이트하는 방법으로서, 가열된 표면 처리 강판에, 유기 수지 필름을 직접 혹은 접착제를 개재시켜 행해도 된다. 또한, 용융한 수지를, 직접 표면 처리 강판에 라미네이트하는 압출 라미네이트 방법을 적용해도 된다. 이들 라미네이트 방법은 공지된 방법을 적용할 수 있다.

이하, 실시예로 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

(실시예 1∼10, 비교예 1∼3)

공시판으로서, 판두께 0.200㎜ 의 전해 크롬산 처리 강판의 캔체 내면측이 되는 면에 두께 28㎛ 의 투명 폴리에스테르 필름, 캔체 외면측이 되는 면에 두께 16㎛ 의 산화 티탄계 안료를 첨가한 백색 폴리에스테르 필름을 피복한 유기 수지 피복 강판을 이용하였다. 이 유기 수지 피복 강판으로부터 154㎜ 지름의 원 블랭크를 펀칭한 후, 제 1 단의 드로잉 가공에 의해 91㎜ 지름의 드로잉 컵을 성형하고, 이어서 제 2 단의 드로잉 가공에 의해 66㎜ 지름의 드로잉 컵으로 하였다. 이 컵을 본 발명의 캔체의 개구 단부의 아이어닝률이 15% 이하가 되는 소경 부분 또는 테이퍼부 (2b) 를 갖는 펀치, 1단의 아이어닝 가공부로 이루어지는 아이어닝 가공 장치를 이용하여, 표 1 에 나타내는 조건으로 아이어닝 가공을 실시하였다. 또한, 비교용으로서 종래의 아이어닝 가공에 사용되는 캔체에 아이어닝 가공이 실시되지 않는 상단부의 소경 부분이 없는 아이어닝 가공용 펀치도 이용하였다.

본 시험에는, 캔체의 개구 단부의 아이어닝 가공도 저감을 위해 4종류의 펀치를 이용하여 시험하였다. 어느 펀치에 대해서도, 펀치 선단 (캔 바닥 부분) 으로부터 130㎜ 의 위치로부터 테이퍼를 형성하여, 63㎜ 지름까지 소경화하였다. 표 1 에 있어서 소경부 있음으로 한 펀치에서는, 130㎜ 로부터의 테이퍼 각도를 10도로 하였다.

(실시예 11∼20, 비교예 4∼9)

다음에, 다이를 연속 설치한 경우에 대하여, 실시예로 더욱 상세히 설명한다.

공시판으로서, 판두께 0.21㎜ 의 전해 크롬산 처리 강판의 캔체 내면측이 되는 면에 두께 28㎛ 의 투명 폴리에스테르 필름, 캔체 외면측이 되는 면에 두께 16㎛ 의 산화 티탄계 안료를 첨가한 백색 폴리에스테르 필름을 피복한 유기 수지 피복 구리판을 이용하였다. 이 유기 수지 피복 강판으로부터 148㎜ 지름의 원 블랭크를 펀칭한 후, 제 1 단의 드로잉 가공에 의해 91㎜ 지름의 드로잉 컵을 성형하고, 이어서 제 2 단의 드로잉 가공에 의해 66㎜ 지름의 드로잉 컵으로 하였다. 이 컵을 본 발명의 캔체의 개구 단부에 아이어닝 가공이 실시되지 않는 소경 부분을 갖고, 단락 번호 [0028] 에서 이용한 펀치와 동일한 펀치, 전단 및 후단으로 이루어지는 아이어닝 가공부로 이루어지는 아이어닝 가공 장치를 이용하여, 표 2 에 나타내는 조건에서 아이어닝 가공을 실시하였다. 또한, 비교용으로서 종래의 아이어닝 가공에 사용되는 캔체에 아이어닝 가공이 실시되지 않는 개구 단부의 소경 부분이 없는 아이어닝 가공용 펀치도 이용하였다.

각 아이어닝 가공 조건에 있어서의 아이어닝 가공 전후의 캔체 측벽부의 판두께 측정으로부터 캔 측벽 중앙부 (바닥이 있는 부분으로부터의 높이 60㎜) 와 캔체의 개구 단부 (가장 낮은 캔 높이부로부터 1㎜ 낮은 지점) 의 아이어닝률을 산출하였다. 높이 60㎜ 의 아이어닝률에 대해서는, 아이어닝 가공 다이의 지름 방향의 변형량의 산출과 전단, 후단 및 전후단의 총 아이어닝률을 계산하였다. 또한, 각 아이어닝 조건에 있어서의 캔체의 성형성 및 수지 헤어의 상황을 육안 및 광학 현미경으로 관찰하여, 하기의 기준으로 평가하였다. 또한, 펀치로부터 캔체를 빼낼 때의 캔체의 변형 상태를 육안으로 관찰하여, 캔체의 펀치로부터의 캔 빠짐성 (이하, 스트리핑성) 에 대해서도 평가하였다.

[캔체의 성형성]

○: 지장 없이 캔체로 성형 가능하다.

△: 캔체 측벽부의 파단 없이 성형 가능하지만, 캔체의 개구 단부가 소정의 높이에 도달하지 않았다.

×: 아이어닝 가공 중에 캔체 측벽부가 파단되었다.

[캔 높이]

○: 캔 높이가, 펀치 상부의 소경 부분 또는 테이퍼에 의한 소경 부분에 도달하였다.

×: 캔 높이가, 펀치 상부의 소경 부분 또는 테이퍼에 의한 소경 부분에 도달하지 않았다.

[수지 헤어]

○: 수지 헤어는, 관찰되지 않는다.

×: 수지 헤어가 발생하여, 실용상 문제가 된다.

[스트리핑성]

○: 캔체의 변형이 없고, 펀치로부터 캔체를 빼낼 수 있음.

△: 캔체의 개구 단부가 약간 변형되지만, 실용상 문제없는 레벨.

×: 캔체가 변형되어, 실용상 문제가 된다.

이들 평가 결과를 표 3 과 4 에 나타낸다.

표 3 에 나타내는 바와 같이, 성형 후의 캔체의 개구 단부의 아이어닝률을 0∼15% 로 하면, 유기 수지 피복 금속판의 드로잉·아이어닝 가공에 있어서, 아이어닝 가공에서 캔체의 개구 단부에 수지 헤어를 발생시키지 않고 드로잉·아이어닝 캔을 성형하는 것이 가능하다.

또한, 표 4 에 나타내는 바와 같이, 연속 설치한 다이를 이용한 경우의 유기 수지 피복 금속판의 드로잉 아이어닝 가공에 있어서, 아이어닝 가공에서 캔체의 개구 단부에 발생하는 수지 헤어를 발생시키지 않고 드로잉·아이어닝 캔을 성형하는 것이 가능하다. 또한, 종래의 아이어닝 가공에 있어서 약 55% 인 아이어닝 가공 1단 당 한계 아이어닝률을 약 64% 로 향상시키는 것, 및 후단의 아이어닝 가공 다이의 지름 방향의 변형을 종래의 아이어닝 가공 방법의 50% 이하로 억제할 수 있다. 또한, 아이어닝 가공을 전단, 후단으로 분할하여, 캔체 둘레 방향에 발생하는 압축의 잔류 응력을 저감시키는 것, 및 캔체의 개구 단부에 두꺼운 부분을 형성하여, 캔체의 개구 단부의 강도를 향상시킴으로써, 스트리핑성을 향상시키는 것이 가능해진다.

본 발명 방법을 이용함으로써, 유기 수지 피복 금속판의 드로잉·아이어닝 가공에 있어서, 아이어닝 가공에서 캔체의 개구 단부에 수지 헤어는 발생하지 않는다. 또한 다이간의 랜드간 거리를 3∼40㎜ 로 설정함으로써, 종래의 아이어닝 가공에 있어서 약 55% 인 아이어닝 가공 1단 당 한계 아이어닝률을 약 64% 로 향상시키는 것, 및 후단의 아이어닝 가공 다이의 지름 방향의 변형을 종래의 아이어닝 가공 방법의 50% 이하로 억제하는 것이 가능해진다.

Claims

금속판의 적어도 편면에 유기 수지를 피복하여 이루어지는 수지 피복 금속판을, 펀치와 다이를 이용하여 드로잉·아이어닝 성형하여 캔체로 성형하는 수지 피복 금속판의 드로잉·아이어닝 가공에 있어서, 후단 부분에 소경 부분을 갖는 펀치를 이용하여, 성형 후의 캔체의 개구 단부의 아이어닝률이 0∼15% 가 되도록 아이어닝 가공하는 것을 특징으로 하는 수지 피복 금속판의 드로잉·아이어닝 가공 방법.
제 1 항에 있어서,

아이어닝 가공에 이용하는 다이로서, 복수의 다이를 이용하고, 적어도 2개의 다이는, 랜드간 거리가 3∼40㎜ 가 되도록 배치하고, 상기 2개의 다이에 의한 아이어닝량의 총합의 20% 이상의 아이어닝 가공을 2개의 다이 중, 전단의 다이로 실시하는 것을 특징으로 하는 수지 피복 금속판의 드로잉·아이어닝 가공 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 2개의 다이에 있어서, 전단 다이와 후단 다이를 연속 설치 상태로 설치하여 아이어닝 가공을 실시하는 것을 특징으로 하는 수지 피복 금속판의 드로잉·아이어닝 가공 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 아이어닝 가공 방법을 이용하여 성형한 수지 피복 금속판의 드로잉·아이어닝 캔.