KR20080036076A - 2피스 캔 및 그 제조방법, 및 2피스 캔용 강판 - Google Patents

2피스 캔 및 그 제조방법, 및 2피스 캔용 강판 Download PDF

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Abstract

캔 몸체 강도가 충분하면서도 내식성이 뛰어난 2피스 캔을 얻는 것을 목적으로 한 것이며, 2피스 캔을 균열이 생기는 일 없이 용이하게 제조할 수 있는 성형방법을 제공한다. 해결수단으로서, 라미네이트 강판을 소재로 하여, 바닥이 있는 원통형상의 캔 몸통을 형성하도록, 원형 블랭크를 복수 회 드로잉 가공하는 공정과, 상기 캔 몸통부의 개구 선단에, 캔 몸통 반경방향 외측으로 연장한 테이퍼부를 형성하는 공정과 상기 테이퍼부를 캔 몸통 직경과 같은 직경으로까지 축경가공하는 공정과, 상기 캔 몸통의 개구측을 캔 몸통 직경보다 작은 직경이면서 하기 식(1) 및 식(2)를 만족하도록 축경가공하는 공정을 거쳐 얻어지는 2피스 캔. 또한, 캔 바닥부의 캔 내부 측에 함몰한 형상의 돔부를 형성하고, 캔 몸통의 개구부를 트림가공하고, 트림가공 후, 캔 몸통의 개구부를 캔 몸통 직경보다 작은 직경이면서 하기 식(1) 및 식(2)를 만족하도록 축경가공하고, 상기 축경가공 후, 상기 캔 몸통의 개구 단부에 비드부를 형성하고, 또한, 가공도가 0.2≤d/R≤0.5, 1.5≤h/(R－r)≤2.5의 단계에서, 상기 라미네이트 강판의 필름의 유리전이점 이상, 융점＋30℃ 이하의 온도로 가열한 후, 30초 이내에 유리점이전 이하의 온도까지 급냉하는 열처리를 행함으로써 얻어진다. 1.5≤h/(R－r) … (1) d/R≤0.25 … (2) 단, h : 캔 바닥으로부터 개구 선단부까지의 높이, R : 원형 블랭크 위치 반경, r : 바닥부 반경, d : 개구 선단부의 반경

Description

2피스 캔 및 그 제조방법, 및 2피스 캔용 강판{TWO-PIECE CAN, PROCESS FOR PRODUCING THE SAME AND STEEL SHEET FOR TWO-PIECE CAN}
본 발명은 예를 들면, 에어로졸(aerosol)용 금속용기기 등, 각종 스프레이(spray) 등의 용기로서 사용되고 있는 2피스 캔(two-piece can)에 관한 것이다.
예를 들면, 에어로졸용 금속용기의 분야에는, 크게 나누어 3피스 캔과 2피스 캔이 있다. 3피스 캔은 직사각형 평판을 원통형상으로 접합한 캔 몸통에, 캔 바닥 및 캔 덮개(돔 상단부(dome top))가 장착된 것으로, 구성부재가 3개의 요소로 이루어져 있기 때문에 이 명칭으로 불린다. 스프레이 용도에 사용할 때에는, 돔(dome) 선단부에 분사용 밸브를 구비한 마운팅 캡(mounting cap)이 장착되고(이하, 본 발명에서 마운팅 캡이라고 하는 경우에는 분사용 밸브를 구비한 것으로 한다), 마운팅 캡을 포함한 경우는 구성부재는 4개의 요소로 되지만, 음료캔이나 음식캔에서는, 원통형상으로 접합한 캔 몸통을 구비한 것을 넓게는 3피스 캔이라고 부르기 때문에, 본 발명에서도 이에 준하여 상기 구조의 캔을 3피스 캔으로 부르는 것으로 한다.
한편, 2피스 캔은 바닥이 있는 원통으로 성형된 캔 몸통의 개구단(開口端)측을 축경(縮徑)하여, 마운팅 캡이 장착된 것이다. 스프레이 용도에서는, 마운팅 캡 을 제외하면, 구성요소는 캔 몸통 1개이기 때문에, 캔 몸통 그 자체는 1피스 캔, 모노블록캔(mono block can)으로 불리는 경우가 있지만, 음료캔, 음식캔에서는, 바닥이 있는 원통으로 성형된 캔 몸통을 구비하는 것을 넓게는 2피스라고 부르기 때문에, 본 발명에서도 이에 준하여 이 구조의 캔 몸통을 2피스 캔으로 부르는 것으로 한다. 2피스 캔은 이음매가 없는 캔 몸통인 것, 캔 몸통으로부터 마운팅 캡으로 향하여 유려(流麗)한 연속적인 형상으로 축경가공(縮徑加工)되고 있는 것 등으로부터, 3피스 캔과 비교하여 외관의 미려성이 뛰어나다. 그 때문에, 상품의 성격상 패키지의 외관이 중시되는 용도, 예를 들면 방향제, 제한제(制汗劑), 정발료(整髮料) 등의 용도에는 2피스 캔이 넓게 사용되고 있다.
3피스 캔 및 2피스 캔에 사용되는 소재로서는, 3피스 캔으로는 강판, 2피스 캔으로는 알루미늄이다. 2피스 캔의 소재로서 알루미늄이 일반적이다. 이는, 알루미늄은 강판보다 연질(軟質)이기 때문에, 임팩트(impact)성형이나 드로잉(drawing)-재드로잉(redrawing) 성형, 드로잉-재드로잉 성형-아이어닝(ironing) 성형 등의 방법을 사용하여, 바닥이 있는 원통의 캔 몸통을 성형하고, 또한 개구 단부를 축경하여, 비특허문헌 1에 규정되어 있는 에어로졸 캔의 형상으로 가공하는 것이, 알루미늄의 쪽이 비교적 용이하기 때문이다. 더 중요한 점은, 알루미늄은 강판과 비교하여 내식성이 우수하기 때문에, 내용물에 대한 내식성이나, 에어로졸 캔이 습윤환경에 있는 경우의 외면에서의 녹발생이 문제로 되지 않는다는 점이다. 이에 대하여, 강판은 강도가 높고, 염가이다. 그 때문에, 높은 내압강도(耐壓强度)가 필요한 에어로졸 캔에 강판을 사용한 경우는 충분한 캔 몸체 강도를 갖추면 서 캔 몸체 판두께를 얇게 할 수 있어 소재비용을 저감할 수 있는 이점이 있다. 이상의 점으로부터, 내식성을 높인 강판을 사용한 2피스 캔이 요망되고 있어 2피스 캔에 내식성을 높인 강판을 사용하는 시도가 이루어지고 있다.
예를 들면, 내식성을 높인 강판을 사용하여 2피스 에어로졸 캔을 얻는 방법으로서, 특허문헌 1에는 강판 표면을 내식성이 높은 금속으로 피복하는 방법이, 특허문헌 2에는 강판 표면을 도막(塗膜)으로 피복하는 방법이, 특허문헌 3에는 강판 표면을 필름으로 피복하는 방법이, 특허문헌 4 및 5에는, 강판 표면을 필름으로 피복하는 방법이 각각 개시되어 있다.
[특허문헌 1] 일본국 특표 2003－500306호 공보
[특허문헌 2] 일본국 특개평 63－168238호 공보
[특허문헌 3] 일본국 특개평 9－39975호 공보
[특허문헌 4] 일본국 특개평 1－228567호 공보
[특허문헌 5] 일본국 특개평 10－24973호 공보
[비특허문헌 1] Federation of European Aerosol Association Standard No. 215, No. 219, No. 220
강판 자체의 내식성을 높이는 방법인 특허문헌 1에는, 강판 자체를 내식성이 높은 스테인레스로 하는 기술이 개시되어 있다. 그러나, 스테인레스는 내식성이 뛰어나지만 고가이기 때문에, 이 방법에서는 캔 비용의 상승을 초래한다.
강판 표면을 도막(塗膜)으로 피복하는 방법인 특허문헌 3에는, 경화된 폴리아미드이미드계 도막을 구비한 내면 도장 금속용기에 관한 기술이 개시되어 있다. 이 기술은 2피스 에어로졸 캔에 사용하였을 때의 소재로서 강판을 사용하는 것이 가능하다고 되고 있지만, 강판에 관한 실시예는 가공도가 낮은 3피스 캔에 관한 것만으로, 강판을 가공도가 높은 2피스 캔으로 가공한 경우의 내식성에 대하여는 충분한 기재가 없고, 효과는 불분명하다. 또한, 명세서 중에는 이 기술은 성형된 캔 몸통에 실시하여도, 성형 전의 금속판에 실시한 후에 가공하여도 좋다는 기재가 있다. 그러나, 실시예에서 나타낸 알루미늄을 사용한 2피스 캔에 적용한 경우를 봐도, 캔 몸통을 성형한 후에 도막을 형성시킨 것은 예시되고 있지만, 성형 전의 금속판에 도막을 형성시켜 그것을 가공한 실시예는 구체적으로는 나타나 있지 않다. 따라서, 본 발명자 등이 검토한 결과, 열경화한 도막으로 피복한 강판을 높은 가공도의 2피스 에어로졸 캔으로 가공하면, 가공에 의하여 도막에 손상이 생겨 충분한 내식성을 얻는 것에 문제가 있었다.
내식성의 관점에서는, 강판 표면을 필름으로 피복하는 방법이 유망하다. 특허문헌 4에는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 2축연신 필름을 라미네이트(laminate) 한 강판도 사용하여 에어로졸 캔을 얻는 기술이 개시되어 있다. 이 기술에 의하면, 드로잉 가공 후의 캔 몸통이, 손상이 없는 라미네이트 필름으로 피복되어 있기 때문에, 내식성이 뛰어나다. 그러나 이 기술로 얻어지는 캔 몸통으로 내식성이 유지되는 것은, 실시예에 나타나는 바와 같이 캔 몸통의 개구단이 축경되어 있지 않은 가공도가 낮은 것이며, 비특허문헌에서 규정되는 에어로졸 캔의 형상까지 가공한 캔에 적용하였을 때의 내식성에 대한 것 까지는 고려되어 있지 않다.
특허문헌 5에는, 산 변성(變性)한 폴리올레핀 수지를 통하여 염화비닐리덴 수지층의 양면에 폴리프로필렌 수지층을 적층한 복합 필름을 라미네이트한 강판을 드로잉 가공한 에어로졸 캔에 관한 기술이 개시되어 있다. 이 기술에서는, 필름을 라미네이트한 강판을 사용하기 때문에, 내식성이 뛰어난 캔 몸통이 얻어진다고 생각된다. 그러나, 드로잉 가공의 방법에 관하여는 실시예에서 45mm 직경×120mm 높이 형상의 에어로졸 캔을 얻었다고 여겨질 뿐으로, 구체적인 가공방법은 기재되어 있지 않고, 특히 캔 몸통의 개구 단부를 축경한 후의 내식성, 또한 비드부의 형성에 관하여는 언급하고 있지 않다.
이러한 기술 중, 특허문헌 4 및 5에 기재하는 바와 같이 유기수지(有機樹脂) 필름을 피복한 라미네이트 강판을 캔의 소재로서 사용하는 것은 내식성의 면에서 유리한 쪽에 있다. 그러나, 본 발명자들의 검토로는, 2피스 에어로졸 캔을 얻기 위해서는, 단순히 종래기술의 라미네이트 강판을 사용하는 것만으로는 충분하지 않는다는 것이 판명되었다.
구체적으로는, 비특허문헌 1에 규정된 규격 형상의 2 피스 에어로졸 캔을 성형하는데에는, 라미네이트 강판을 매우 높은 가공도로 성형할 필요가 있기 때문에, 성형에 수반하여 라미네이트 강판에 박리가 생기고, 결과적으로서 충분한 내식성이 유지할 수 없게 된다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여, 강도가 높고 비교적 염가이면서 내식성이 뛰어난 라미네이트 강판을 사용하여, 캔 몸체 강도가 충분하하고 또한 내식성이 뛰어난 2피스 캔을 얻는 것을 목적으로 한 것이며, 2피스 캔을 라미네이트 필름의 박리가 생기는 일없이 용이하게 제조할 수 있는 성형방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해 연구한 결과, 본 발명은 이하의 점을 특징으로 함으로써 완성되었다. 먼저, 2피스 에어로졸 캔의 소재로서 강도가 높고, 비교적 염가이며, 또한 내식성이 뛰어난 라미네이트 강판을 사용함으로써 2피스 캔의 캔 몸체 강도를 충분하게 하여 염가의 비용으로 하였다. 그리고, 강판을 2피스 캔의 소재로서 사용하여 가공할 때에 라미네이트 필름의 박리 등에 수반하여 발생하는 내식성의 열화(劣化) 방지에 대하여는, 개구 단부(端部)가 드로잉 다이스(drawing dies)와 주름 억제부 사이에 낀 상태에서 슬라이딩되지 않게 형성되는 것이 유효하다는 것을 찾아냈다. 구체적으로는, 캔 몸통의 개구 단부에서의 라미네이트 강판의 손상을 회피하는 수단으로서 최종의 드로잉 가공까지, 캔 몸통부의 개구 선단에, 캔 몸통 반경방향 외측으로 연장한 테이퍼(taper)부를 형성하고, 이어서, 테이퍼부를 캔 몸통 직경과 같은 직경까지 축경가공을 행하는 것이다.
본 발명은 이상의 알게 된 사실에 근거하여 이루어진 것으로, 그 요지는 이하와 같다.
1. 라미네이트 강판을 소재로 하는 2피스 캔의 성형방법은, 이하로 이루어진다:
라미네이트 강판을 블랭킹(blanking)하는 공정;
상기 라미네이트 강판을 블랭킹함으로써 얻어진 원형 블랭크(blank)를, 복수 회, 드로잉 가공하여, 바닥이 있는 원통형의 캔 몸통을 형성하는 공정;
캔 바닥부의 캔 내부 측에, 함몰한 형상의 돔(dome)부를 형성하는 공정;
상기 캔 몸통의 개구부를 트림(trim)가공하는 공정;
상기 트림가공 공정 후, 상기 캔 몸통의 상기 개구부를, 상기 캔 몸통의 직경보다 작은 직경이면서 하기 식(1) 및 식(2)을 만족하도록 축경가공하는 공정;
상기 축경가공 후, 상기 캔 몸통의 상기 개구 단부에 비드부를 형성하여 2피스 캔을 얻는 공정;
여기서, 상기 공정 중 적어도 하나의 공정은, 상기 라미네이트 강판을 열처리하는 공정을 포함하고; 또한, 여기서, 상기 열처리 공정은, 상기 라미네이트 강판을, 상기 라미네이트 강판의 필름의 유리전이점(glass transition point) 이상이면서 융점＋30℃ 이하의 온도로 가열한 후, 30초 이내에 상기 유리전이점 이하의 온도까지 급냉하는 공정을 포함한다.
여기서,
1.5≤h/(R－r) … (1)
d/R≤0.25 … (2)
단, h : 캔 바닥으로부터 개구 선단부까지의 높이, R : 원형 블랭크 위치 반경, r : 바닥부 반경, d : 개구 선단부의 반경
2. 라미네이트 강판을 소재로 하는 2피스 캔의 성형방법은, 이하로 이루어진다:
라미네이트 강판을 블랭킹하는 공정;
상기 라미네이트 강판을 블랭킹함으로써 얻어진 상기 라미네이트 강판의 원형 블랭크를 복수 회 드로잉 가공하여, 바닥이 있는 원통형의 캔 몸통을 형성하는 공정;
캔 바닥부의 캔 내부 측에, 함몰한 형상의 돔부를 형성하는 공정;
상기 캔 몸통의 개구부를 트림가공하는 공정;
상기 트림가공 공정 후, 상기 캔 몸통의 개구부를, 상기 캔 몸통의 직경보다 작은 직경이면서 하기 식(1) 및 식(2)을 만족하도록 축경가공하는 공정;
상기 축경가공 후, 상기 캔 몸통의 상기 개구 단부에 비드부를 형성하여 2피스 캔을 얻는 공정;
여기서, 상기 공정 중 적어도 하나의 공정은, 상기 라미네이트 강판을 열처리하는 공정을 포함하고; 또한, 여기서, 상기 열처리는 가공도가 0.2≤d/R≤0.5, 1.5≤h/(R-r)≤2.5인 단계에 있어서, 상기 라미네이트 강판을, 상기 라미네이트 강판의 필름의 유리전이점 이상이면서 융점＋30℃ 이하의 온도로 가열한 후, 30초 이내에 유리전이점 이하의 온도까지 급냉하는 공정을 포함한다.
여기서,
1.5≤h/(R－r) … (1)
d/R≤0.25 … (2)
단, h : 캔 바닥으로부터 개구 선단부까지의 높이, R : 원형 블랭크 위치 반경, r : 바닥부 반경, d : 개구 선단부의 반경
3. 1 또는 2 중 어느 하나에 기재한 2피스 캔의 성형방법은, 상기 캔 몸통의 상기 개구부의 상기 축경가공 후에, 상기 캔 몸통의 상기 개구부에 새로운 개구 단부를 형성하기 위한 트림가공 공정을 더 포함한다.
4. 1 또는 2 중 어느 하나에 기재한 2피스 캔의 성형방법에 있어서, 상기 라미네이트 강판은 폴리에스테르 수지를 피복한 강판인 것을 포함한다.
5. 4에 기재한 2피스 캔의 성형방법에 있어서, 상기 폴리에스테르 수지는 디카르복실산성분과 디올성분의 축중합으로 얻어지고, 또한, 디카르복실산성분은 테레프탈산을 주성분으로 하고, 디올성분은 에틸렌글리콜 및/또는 부틸렌글리콜을 주성분으로 한다.
6. 5에 기재한 2피스 캔의 성형방법에 있어서, 라미네이트 강판에 피복되는 유기수지는, 상기 폴리에스테르 수지를 주상(主相)으로 하고, 부상(副相)에, 비상용(非相溶)이면서 Tg가 5℃ 이하인 수지를 함유한다. (주(注);고분자 물질을 가열한 경우에 유리상태의 딱딱한 상태로부터 고무상태로 바뀌는 현상을 유리전이(glass transition)라고 하고, 개시온도를 유리전이점(온도) Tg라고 한다.)
7. 6에 기재한 2피스 캔의 성형방법에 있어서, 부상으로서 함유되는 상기 수지가 아래 기재한 것 중 적어도 하나로부터 선택되는 수지이다.
폴리에틸렌, 그 산변성체(酸變性體), 혹은 그 아이오노머(ionomer)
폴리프로필렌, 그 산변성체, 혹은 그 아이오노머
8. 1∼7에 기재한 2피스 캔의 성형방법에 의해 성형되는 2피스 캔.
9. 1∼7 중 어느 하나에 기재한 2피스 캔의 성형방법에 사용되는 2피스 캔용 라미네이트 강판; 여기서, 상기 2피스 캔용 라미네이트 강판은 유지수지 필름을 피복한 라미네이트 강판이다.
10. 라미네이트 강판을 소재로 하는 2피스 캔의 성형방법은, 이하로 이루어진다:
라미네이트 강판을 블랭킹하는 공정;
상기 라미네이트 강판을 블랭킹함으로써 얻어진 상기 라미네이트 강판의 원형 블랭크를 복수 회 드로잉 가공하여, 바닥이 있는 원통형의 캔 몸통을 형성하는 공정;
상기 캔 바닥부의 상기 개구 선단에, 상기 캔 몸통의 반경방향 외측으로 연장한 테이퍼부를 형성하는 공정;
상기 테이퍼부를 상기 캔 몸통의 직경과 같은 직경까지 축경가공하는 공정;
상기 캔 몸통의 상기 개구측을 상기 캔 몸통의 직경보다 작은 직경이면서 하기 식(1) 및 식(2)을 만족하도록 축경가공하는 공정;
여기서,
1.5≤h/(R－r) … (1)
d/R≤0.25 … (2)
단, h : 캔 바닥으로부터 개구 선단부까지의 높이, R : 원형 블랭크 위치 반경, r : 바닥부 반경, d : 개구 선단부의 반경
11. 10에 기재한 2피스 캔의 성형방법은, 상기 테이퍼부의 축경가공 전, 축경가공 후 중 적어도 어느 하나의 단계에 있어서, 상기 테이퍼부에 새로운 개구 단부를 형성하기 위한 트림가공 공정을 더 포함한다.
12. 10, 11 중 어느 하나에 기재한 2피스 캔의 성형방법은, 상기 캔 몸통 개구측의 상기 축경가공 공정 후에, 상기 캔 몸통의 개구측에 새로운 개구 단부를 형성하기 위한 트림가공 공정을 포함한다.
13. 10에 기재한 2피스 캔의 성형방법은, 상기 라미네이트 강판은 폴리에스테르 수지를 피복한 강판이다.
14. 13에 기재한 2피스 캔의 성형방법에 있어서, 상기 폴리에스테르 수지는 디카르복실산성분과 디올성분의 축중합으로 얻어지고, 또한, 디카르복실산성분은 테레프탈산을 주성분으로 하고, 디올성분은 에틸렌글리콜 및/또는 부틸렌글리콜을 주성분으로 한다.
15. 14에 기재한 2피스 캔의 성형방법에 있어서, 라미네이트 강판에 피복되는 유기수지는, 폴리에스테르 수지를 주상으로 하고, 부상으로, 비상용이면서 Tg가 5℃ 이하인 수지를 함유한다.
16. 15에 기재한 2피스 캔의 성형방법에 있어서, 부상으로서 함유되는 상기 수지가 아래 기재한 것 중 적어도 하나로부터 선택되는 수지이다.
폴리에틸렌, 그 산변성체, 혹은 그 아이오노머
폴리프로필렌, 그 산변성체, 혹은 그 아이오노머
17. 10∼16 중 어느 하나에 기재한 2피스 캔의 성형방법에 의해 성형되는 2피스 캔.
18. 10∼16 중 어느 하나에 기재한 2피스 캔의 성형방법에 사용되는, 유지수지 필름을 피복한 라미네이트 강판.
19. 1, 2, 10 중 어느 하나에 기재한 성형방법에 있어서, 상기 라미네이트 강판의 2피스 캔의 성형방법은, 딥드로잉(deep drawing) 가공에 더하여, 아이어닝 가공을 행하는 가공방법을 포함한다.
20. 1, 2, 10 중 어느 하나에 기재한 성형방법에 있어서, 상기 라미네이트 강판의 2 피스 캔을 성형할 때의 드로잉 회수는, 바람직하게는 10회 이하이다.
21. 1, 2, 10 중 어느 하나에 기재한 성형방법에 있어서, 상기 라미네이트 강판의 2피스 캔을 성형할 때의 드로잉율은, 바람직하게는 원형 블랭크로부터 1회째의 드로잉을 행할 때에는 0.4 이상, 이후의 드로잉(재드로잉) 가공에서는 0.5 이상이다.
22. 1, 2, 10 중 어느 하나에 기재한 성형방법에 있어서, 상기 라미네이트 강판을 드로잉 가공할 때, 상기 캔 몸통의 측벽부 판두께의 전체에 걸치는 평균 판두께 t, 원(元) 판두께 t0로서, 평균 판두께 변화율은, 바람직하게는 0.5＜t/t0＜1.5의 범위이다.
23. 1, 2, 10 중 어느 하나에 기재한 성형방법에 있어서, 상기 라미네이트 강판의 2피스 캔이 갖는 상기 개구단을 축경할 때의 가공도는, 바람직하게는, 캔 몸통의 반경 r, 축경 후의 개구단의 반경 d에 대하여 d/r＞0.3, 더 바람직하게는 d/r＞0.4이다.
24. 1, 2, 10 중 어느 하나에 기재한 성형방법에 있어서, 라미네이트 강판의 기판으로 되는 강판은, 아래에 기재한 것 중 적어도 하나를 포함한다:
(1) C량이 0.0l∼0.10% 정도의 저(低)탄소강을 사용하여 상자소둔으로 재결정소둔한 강판;
(2) C량이 0.01∼0.10% 정도의 저탄소강을 사용하여 연속소둔으로 재결정소둔한 강판;
(3) C량이 0.01∼0.10% 정도의 저탄소강을 사용하여 연속소둔으로 재결정소둔 및 과시효(過時效) 처리한 강판;
(4) C량이 0.0l∼0.10% 정도의 저탄소강을 사용하여 상자소둔 또는 연속소둔으로 재결정소둔한 후, 2차 냉간압연(소둔 후의 냉간압연)한 강판;
(5) C량이 대략 0.003%이하 정도의 극저탄소강에 고용(固溶)C 고정원소를 첨가한 IF 강(interstitial free steel)으로서, 연속소둔으로 재결정소둔한 강판.
25. 1, 2, 10 중 어느 하나에 기재한 성형방법에 있어서, 상기 라미네이트 강판을 축경가공하는 방법은 다이컬(die curl) 방식, 스피닝(spining) 방식 중 적어도 하나의 가공방법이다.
도 1은 본 발명의 2피스 캔의 제조공정을 나타내는 도면이다. (원통의 직경 이하의 직경으로의 축경가공 후에 트림가공 없음)
도 2는 본 발명의 2피스 캔의 제조공정을 나타내는 도면이다. (원통의 직경 이하의 직경으로의 축경가공 후에 트림가공 있음)
도 3은 본 발명의 캔 몸체 크기의 관계를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 2피스 캔의 제조공정을 나타내는, 또 하나의 도면이다. (원통의 직경 이하의 직경으로의 축경가공 후에 트림가공 없음)
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하에 본 발명의 2피스 캔 및 그 성형방법, 및 2피스 캔용 강판에 대하여 상세하게 설명한다.
먼저, 본 발명에서 소재로서 사용하는 라미네이트 강판에 대하여 설명한다.
본 발명의 목적은 충분한 내식성, 캔 몸체로서의 강도를 갖추고, 또한 염가의 2피스 캔을 얻는데에 있다. 따라서, 본 발명의 2피스 캔의 성형에 사용하는 소재는 상기 목적을 달성하기 위해, 가공성, 내식성이 뛰어난 유기수지 필름을 피복한 라미네이트 강판으로 한다.
본 발명에서 사용하는 라미네이트 강판의 기판으로 되는 강판은 목적하는 형상으로 성형할 수 있는 것이면 특별히 그 종류를 묻지 않지만, 이하와 같은 성분, 제법의 것이 바람직하다.
(1) C량이 0.0l∼0.10% 정도의 저탄소강을 사용하고, 상자소둔으로 재결정소둔한 것.
(2) C량이 0.01∼0.10% 정도의 저탄소강을 사용하고, 연속소둔으로 재결정소둔한 것.
(3) C량이 0.01∼0.10% 정도의 저탄소강을 사용하고, 연속소둔으로 재결정소둔 및 과시효 처리한 것.
(4) C량이 0.0l∼0.10% 정도의 저탄소강을 사용하고, 상자소둔 또는 연속소둔으로 재결정소둔한 후, 2차 냉간압연(소둔 후의 냉간압연) 한 것.
(5) C량이 대략 0.003%이하 정도의 극저탄소강에 Nb, Ti등의 강력한 고용C 고정원소를 첨가한 lF 강(interstitial free steel)을 사용하고, 연속소둔으로 재결정소둔한 것. 그리고, 강판의 기계적 특성은 목적하는 형상으로 성형할 수 있는 것이면 특별히 규정하지 않지만, 가공성을 해치지 않으면서도 충분한 캔 몸체 강도를 유지하기 위해 항복강도 YP가 220MPa 이상, 580MPa 이하 정도의 것을 사용하는 것이 바람직하다. 또한 소성 이방성(塑性 異方性)의 지표인 r값에 대하여는 0.8 이상의 것이 바람직하고, 소성 이방성 r값의 면내(面內) 이방성 △r는 그 절대값이 0.7 이하인 것이 바람직하다. 강판의 판두께는 목적하는 캔의 형상, 필요한 캔 몸체 강도로부터 적당히 설정할 수 있다. 강판 자체 및 캔 몸체의 비용 상승을 억제하는 관점으로부터, 대략 0.15∼0.4mm 정도의 것을 사용하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 강판에는 표면에 각종 표면처리를 실시한 표면처리강판을 사용하는 것이 바람직하다. 특히, 하층(下層)이 금속 크롬, 상층(上層)이 크롬수산화물로 이루어지는 2층 피막을 형성시킨 표면처리강판(이른바, TFS) 등이 최적이다. TFS의 금속 크롬층, 크롬 수산화물층의 부착량에 대하여는 특별히 한정되지 않지만, 어느 쪽도 Cr환산으로, 금속 크롬층은 70∼200mg/m2, 크롬 수산화물층은 10∼30mg/cm2의 범위로 하는 것이 바람직하다.
또한, 강판에 피복하는 유기수지 필름에 대하여는 이하와 같다.
본 발명에서 사용하는 라미네이트 강판을 구성하는 유기수지 필름으로서는, 가공에 의한 필름 손상의 가능성을 극력 배제하는 목적으로부터, 이하의 것인 것이 바람직하다.
예를 들면, 유기수지로서는 폴리에스테르가 가공에 필요한 신장 특성이나 강도 특성의 밸런스가 우수하기 때문에 더 바람직하다. 그리고, 그 폴리에스테르 수지로서는, 카르복실산성분과 디올성분의 축중합(縮重合)으로 얻어지고, 디카르복실산성분은 테레프탈산을 주성분으로 하고, 디올성분은 에틸렌글리콜 및/또는 부틸렌글리콜을 주성분으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 디카르복실산성분으로서 테레프탈산을 주성분으로 하는 경우, 그 외의 공중합 성분으로서 이소프탈산 성분을 포함하는 것도 가능하다. 디올성분은 에틸렌글리콜 및/또는 부틸렌글리콜을 주성분으로 하는 경우, 그 외의 공중합 성분으로서 디에틸렌글리콜, 시클로헥산디올을 포함하는 것도 가능하다. 또한 이러한 폴리에스테르 수지를 주상으로 하고, 부상으로, 비상용이면서 Tg가 5℃ 이하인 수지를 사용할 수 있다. 이 경우의 부상으로서는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 및/또는 그들의 산변성체, 혹은 아이오노머로부터 선택되는 것 중에서 적어도 1종 이상 선택하는 것이 바람직하다.
그리고, 본 특허의 실시에 있어서는, 본 특허에서 규정하는 수지 조성 중에 안료나 윤활제, 안정제 등의 첨가제를 더하여 사용하여도 좋고, 본 특허에서 규정하는 수지층에 더하여 다른 기능을 갖는 수지층을 상층 또는 중간층에 배치하여도 좋다.
또한, 강판에 대한 라미네이트 방법은 특별히 한정되지 않지만, 2축연신(軸延伸) 필름, 혹은 무연신(無延伸) 필름을 열압착시키는 열압착법, T다이(die) 등을 사용하여 강판 상에 직접 수지층을 형성시키는 압출법 등 적당히 선택하면 좋고, 모두 충분한 효과를 얻을 수 있다는 것이 확인되어 있다.
본 형태의 2피스 캔은, 상기 라미네이트 강판을 소재로 하여 바닥이 있는 원통형상의 캔 몸통을 형성하도록, 원형 블랭크를 복수 회 드로잉 가공하는 공정과, 캔 몸통부 개구 선단에, 캔 몸통 반경방향 외측으로 연장된 테이퍼부를 형성하는 공정과 상기 테이퍼부를 캔 몸통 직경과 같은 직경까지 축경가공하는 공정과, 상기 캔 몸통의 개구부를 캔 몸통 직경보다 작은 직경이면서 하기 식(1) 및 식(2)를 만족하도록 축경가공하는 공정을 거침으로써 성형된다. 특히 본 발명에서는 드로잉가공을 행하는 도중에, 테이퍼부를 형성하고 상기 테이퍼부를 캔 몸통 직경보다 작은 직경으로 축경가공하는 것을 특징으로 한다.
1.5≤h/(R－r) … (1)
d/R≤0.25 … (2)
단, h : 캔 바닥으로부터 개구부의 선단부까지의 높이, R : 원형 블랭크 위치 반경, r : 바닥부 반경, d : 개구 선단부의 반경
이하에 상세하게 그 성형방법에 대하여 기재한다.
바닥이 있는 원통형상의 캔 몸통을 형성하는 라미네이트 강판을 소재로 하ㅇ여, 바닥이 있는 원통형상의 캔 몸통을 형성하기 위해서는, 원형 블랭크를 복수 회의 드로잉 가공을 사용하여 소정의 높이를 얻는 방법이 적합하다. 복수 회의 드로잉 가공에서의 드로잉 회수, 드로잉율은 적당히 선정할 수 있다. 성형공정의 간소화를 위해서는 적은 드로잉의 회수로 행하는 것이 바람직하지만, 한편으로 그를 위해서는 낮은 드로잉율, 즉 엄격한 가공이 필요하게 된다. 성형공정의 간소화를 위 해서는, 10회 이하의 드로잉 회수가 바람직하다. 드로잉율은 원형 블랭크로부터 1회째의 드로잉을 행할 때에는, 0.4 이상, 이후의 드로잉(재드로잉) 가공에서는, 0.5 이상인 것이 바람직하다.
본 발명에서의 드로잉 가공에서는, 복수 회의 드로잉 가공을 기본으로 하지만, 아이어닝 가공을 더 추가한 드로잉-아이어닝 가공을 행하는 방법도 채용할 수 있다. 또한, 복수 회의 드로잉 가공에 있어서, 주름 억제력에 의하여 후방 장력을 부여한 상태로 드로잉 다이 어깨부에서의 굽힘·굽힘복원 변형을 이용하여 판두께의 감소를 도모하는 박육화(薄肉化) 드로잉 가공, 및 이것에 아이어닝 가공을 병용하는 박육화 드로잉-아이어닝 가공 등의 방법을 채용할 수 있다. (주; 딥 드로잉 가공에 있어서 얻어진 원통형상 성형체를 더욱 얇게 하여 깊은 제품으로 하기 위해, 논 딥 드로잉(non-deep drawing) 성형체의 측벽을 높이방향으로 잡아당겨 빼내는 가공을 아이어닝 가공이라고 한다.)
또한, 드로잉 가공에는 윤활 조건이 영향을 미친다. 라미네이트 강판은 피복된 필름이 유연하면서도 표면이 평활하기 때문에 그 자체가 윤활성을 높이는 기능을 갖는다. 그 때문에, 드로잉 가공에 있어서, 특별히 윤활제를 사용할 필요는 없지만, 드로잉율을 낮게 하는 경우 등에는 윤활제를 사용하는 것이 바람직하다. 윤활제의 종류는 적당히 선정할 수 있다.
또한, 드로잉 가공에 따라, 캔 몸통의 측벽부 판두께는 원(元) 판두께에 대하여 변화한다. 판두께 변화를 캔 높이 전체에 걸치는 평균 판두께 t와 원 판두께 t0 을 이용하여 평균 판두께 변화율 t/t0로서 나타낸 경우, 드로잉-재드로잉 가공에서는, t/t0＞1로 되는 경향에 있고, 드로잉-아이어닝 가공, 박육화 드로잉 가공, 박육화 드로잉-아이어닝 가공 등에서는 t/t0＜1로 된다. 가공에 수반하는 라미네이트 강판의 손상을 고려하면, 평균 판두께 변화율은 0.5＜t/t0＜1.5의 범위로 하는 것이 바람직하다.
상기에 기초를 두고 라미네이트 강판을 소재로 하는 2피스 캔이 성형되지만, 이하에 그 성형방법에 대하여 형태별로 설명한다.
(제1의 형태)
(캔 바닥부의 캔 내부측에 돔부를 성형하는 공정)
본 형태의 2피스 캔을 에어로졸 캔으로서 사용하는 경우는, 분사제를 충전하기 때문에 15kgf/cm2 이상의 내압(耐壓)강도가 필요하게 된다. 그리고, 캔 내부의 압력 상승에 대하여는 특별히 캔 바닥부에 유의할 필요가 있다. 바닥이 있는 원통의 캔 몸통 내부의 압력은, 캔 몸통부 측벽에 대하여는 캔 몸통을 둘레방향으로 확장하는 방향으로의 응력을 작용시킨다. 그러나, 캔 몸통 부재는 드로잉 가공에 의해 충분히 가공 경화하여 있어, 내압에 의한 작용으로 변형하는 일은 없다. 한편으로, 캔 바닥부는, 외연부(外緣部)가 캔 몸통에 의해 구속된 상태에서 내압이 작용하기 때문에, 내압이 높은 경우는 캔 외부측으로 향해 변형한다. 따라서, 내압 에 의한 캔 바닥의 변형을 억제하기 위해서, 본 형태에서는 캔 바닥부의 캔 내부측에, 함몰한 형상의 돔부를 형성하는 것으로 한다. 이와 같이 캔 바닥부에 돔부를 형성함으로써, 캔 바닥부의 판두께를 두껍게, 부재의 강도를 높일 수 있다.
(캔 몸통부의 개구측을 축경가공하는 공정)
예를 들면, 에어로졸 캔에서는, 캔 몸통의 개구부에 마운팅 캡을 장착하기 때문에, 개구단을 원통의 직경보다 작은 직경으로 축경할 필요가 있다. 이때의 축경의 가공도는 마운팅 캡을 장착하기 위해 필요한 소정의 직경을 얻는 가공도를 채용할 수 있지만, 필름의 손상을 극력 배제하는 관점으로부터, 캔 몸통의 반경 r, 축경 후의 개구단의 반경 d에 대하여 d/r＞0.3인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 d/r＞0.4이다. 축경가공의 방법으로서는, 내면 테이퍼(taper) 형상의 다이에 개구 단부를 압착하여 축경을 행하는 다이 넥(die neck) 방식, 회전공구를 캔 몸통 개구 단부에 캔 몸통 반경방향 내측으로 향하여 압착하여 축경을 행하는 스핀 넥(spin neck) 방식 등의 방법을 채용할 수 있다. 필름의 손상을 극력 배제하는 관점으로부터는 다이 넥 방식이 적합하다. 다이 넥 방식으로는, 캔 몸통의 반경 r로부터 최종적인 축경 후의 반경 d에 이르는 동안을 복수 회의 단계로 나누어 가공을 행하는 방법이 바람직하다. 이때, 1회당의 가공도가 크면, 축경가공으로 주름을 발생시킬 위험성이 높아지기 때문에, 축경율(축경가공 후의 직경/축경가공 전의 직경)은 0.9 이상으로 하는 것이 바람직하다. 라미네이트 강판은 피복된 필름이 유연하면서도 표면이 평활하기 때문에 그 자체가 윤활성을 높이는 기능을 갖는다. 그 때문에, 축경가공에 있어서 특별히 윤활제를 사용할 필요는 없지만, 공구와의 슬라이딩에 의한 필름의 손상을 극력 배제하는 관점으로부터는 윤활제를 사용하는 것이 바람직하다. 윤활제의 종류는 적당히 선정할 수 있다.
그리고, 여기서, 축경가공 후의 가공도가 하기 식(1) 및 (2)를 만족하도록 성형하는 것이 필요하다.
1.5≤h/(R－r) … (1)
d/R≤0.25 … (2)
단, h : 캔 바닥으로부터 개구 선단부까지의 높이, R : 원형 블랭크 위치 반경, r : 바닥부 반경, d : 개구 선단부의 반경
먼저, 개구 단부까지의 높이 h, 바닥부 반경 r, 원형 블랭크 위치 반경 R에 대하여 1.5≤h/(R－r)로 한다. 도 3에 캔 몸체 크기의 관계를 나타낸다. 도 3에 있어서, 부호 1은 캔 몸통, 부호 5는 가공 전의 원형 블랭크이다. h, R, r, d은 상기에 기재한 바와 같다. 한편 R'는 트리밍(triming) 전의 초기 블랭크 반경이다.
그리고, 실제의 드로잉 가공시에는, 본 출원에서 규정한 원형 블랭크 위치 반경 R보다 큰 초기 블랭크 반경 R'의 원형 블랭크로부터 드로잉 가공을 행한다. Rd에서부터 R' 사이의 부재는 트리밍 가공으로 제거된다. 여기서, h/(R－r)는 성형 전후에서의 라미네이트 강판의 캔 높이방향으로의 평균 신장을 나타내는 지표이다.
다음에, 개구 선단부의 반경 d, 원형 블랭크 위치 반경 R에 대하여 d/R≤ 0.25로 한다. 이는 개구 선단부에서의 성형 전후에서의 라미네이트 강판의 캔 둘레방향으로의 수축을 나타내는 지표이다.
상기한 바와 같이 라미네이트 강판을 소재로 하여 바닥이 있는 원통형의 캔 몸통을 형성하기 위해서는, 원형 블랭크를 복수 회의 드로잉 가공을 사용하여 소정의 높이를 얻는 방법이 적합하다. 이때, 비특허문헌 1에 기재되어 있는 에어로졸 캔의 형상을 얻기 위하여, 또한 가공에 수반하는 라미네이트 강판의 손상을 회피하기 위해 평균 판두께 변화율이 0.5＜t/t0＜1.5의 범위로 하는 것을 고려하면, 1.5≤h/(R－r)이면서 d/R≤0.25로 할 필요가 있다.
(축경가공 전 또는 전후에 트림가공하는 공정)
본 형태에서는, 상기 캔 몸통 개구부의 축경가공 공정의 전 또는 전후에, 상기 캔 몸통의 개구부에 새로운 개구 단부를 형성하는 트림가공을 행하는 것이 바람직하다. 축경하기 전, 또는 전후에 트림가공함으로써, 필름 박리의 위험성을 더 회피할 수 있다. 드로잉 가공 후의 개구 단부는 가공도가 높을 뿐만 아니라, 가공에 의한 슬라이딩 등으로 필름의 밀착성이 저하하여 있고, 또한, 물리적으로도 필름과 강판 표면과의 밀착 부분이 노출한 상태로 되어 있어 필름 박리의 위험성이 가장 높은 부분으로 되어 있다. 따라서, 축경가공하기 전에 이 단부를 트림하는 것으로 제거함으로써, 필름 박리의 위험성이 저감된다. 한편, 축경가공 자체도 개구 단부의 필름 박리의 위험성을 높이는 가공이기 때문에, 축경가공 후에 트림가공 을 행함으로써 또한 이후의 가공에서의 필름 박리의 위험성을 저감할 수 있다. 축경가공하는 전후의 양자(兩者)에서 트림가공을 실시하면, 더 양호한 상태로 된다. 한편, 트림가공의 방법으로서는, 서로 회전하는 속이 꽉 찬(中實) 원통형상의 안쪽 날(캔 몸통 내부에 삽입), 가장자리부가 예리한 원반형상의 바깥쪽 날에 의해 트림하는 방법 등을 채용할 수 있다. 그리고, 도 2는, 원통의 직경 이하의 직경으로의 축경가공 후에 트림가공이 있는 경우의 본 발명의 2피스 캔의 제조공정을 나타내는 도면이다. 또한, 도 4는, 원통의 직경 이하의 직경으로의 축경가공 후에 트림가공이 없는 경우의, 본 발명의 2피스 캔의 제조공정을 나타내는 또 하나의 도면이다. 여기서, 파선은, 트리밍하는 레벨(level)을 나타낸다. 참조부호는, 도 1 및 도 2와 같다.
( 비드부를 형성하는 공정)
에어로졸 캔용으로서 사용하는 경우는, 마운팅 캡(내용물을 적당량 분사시키기 위한 분사용 밸브를 구비함)을 개구 단부에 장착하기 위해, 개구 단부에 마운팅 캡을 장착하기 위한 구조인 비드부를 형성시킨다. 비드부의 형상, 형성 방법은 특별히 한정되지 않는다. 마운팅 캡을 캔 몸체에 클린치(clinch)하여 고정하는 것이 가능하고, 비드부로서의 기능을 충분히 발휘하는 형상이면 좋다.
이상에 의해 본 형태의 2피스 캔을 얻을 수 있지만, 필요에 따라, 이하에 기재하는 가공 공정 도중에서의 열처리, 그 밖의 가공을 행할 수 있다.
(가공 공정 도중에서의 열처리 공정)
본 형태에 있어서는, 필름 손상의 위험성을 더 저감하기 위해, 열처리를 실시하는 것으로 한다. 구체적으로는, 가공도가 0.2≤d/R≤0.5, 1.5≤h/(R－r)≤2.5인 단계에서, 라미네이트 강판의 필름의 유리전이점 이상, 융점＋30℃ 이하의 온도로가열한 후, 30초 이내에 유리점이전 이하의 온도까지 급냉한다. 이는 본 형태의 특징이며, 중요한 요건이다. 즉, 유리전이점 이상, 융점＋30℃ 이하의 온도로 가열함으로써, 가공으로 필름에 가해진 비틀림에 수반하는 응력을 완화하고, 그 후의 가공에서의 필름 박리의 위험성을 저감한다. 내부 응력의 완화가 가능한 최저 온도로서 유리전이점이 설정된다. 유리전이점 미만에서는 결정화가 촉진되어 그 후의 가공성이 열화하기 때문에, 바람직하지 않다. 열처리의 타이밍을 상술한 바와 같이 정한 이유에 대하여, 하한값은 생산효율을 고려하여 정해진 것이다. 즉, 하한값 미만의 단계에서는 필름에 축적되어 있는 내부 응력이 비교적 낮은 단계이며, 열처리의 효과가 낮아진다. 그 때문에, 하한값 미만의 단계에서 열처리를 행하였더라도, 그 후의 가공에 의해, 내부 응력이 축적하여 필름 박리에 이르는 경우가 있다. 반대로, 상한값을 넘은 단계에서의 열처리는, 이미 박리가 생겨버린 후의 열처리로 될 가능성이 있어, 열처리의 타이밍으로서는 늦고, 효과를 내는 것이 어렵다. 특히, 육안으로는 확인할 수 없어도 미소한 박리부가 존재하는 경우, 열처리를 행하였더라도, 이후의 공정에서, 그 부분을 기점(起点)으로 한 박리가 생기는 일이 있다. 따라서, 상한값 이하의 가공도로 열처리를 행할 필요가 있다. 따라서, 열처리 온도의 상한은, 수지의 열분해에 의한 열화를 고려하여, 융점＋30℃, 바람직하게는＋20℃의 범위로 한다. 이러한 범위이면, 열분해에 의한 수지 열화는 문제가 되지 않는다. 더욱 바람직하게는, 본 특허에서 규정하는 폴리에스테르 필름에 대하여, 150℃ 이상, 융점＋20℃ 이하로 한다. 본 형태의 라미네이트 강판에 피복되는 수지로서 폴리에스테르 수지를 사용하는 경우는, 바람직한 열처리 온도의 하한값는 150℃이다. 이는, 내부 응력의 완화에 대하여 단시간 처리를 행하는 온도의 하한이다. 즉, 유리전이점 이상이면 내부 응력의 완화가 가능하지만, 150℃이상이면 짧은 시간에 처리가 가능하게 된다. 또한, 상기 가열 직후 30초 이내에, 더 바람직하게는 10초 이내에, 필름의 유리점이전 이하의 온도에까지 급냉함으로써 내부 응력을 완화한다. 수지는 유리전이점 이상, 융점 이하의 온도로 결정화가 진행되고, 이에 수반하여 가공성이 열화한다. 따라서, 단시간에 유리전이점 이하로 급냉할 필요가 있어, 상기의 공정을 취하는 것으로 한다. 열처리의 방법에 대하여는, 특별히 한정되는 것은 아니며, 전기로, 가스 오븐, 적외로(赤外爐), 인덕션 히터(induction heater) 등으로 같은 효과를 얻을 수 있다는 것이 확인되어 있다. 또한, 가열 속도, 가열 시간은 효과에 따라 적당히 선택하면 좋지만, 가열 속도는 빠를수록 효율적이며, 가열 시간의 기준은 15초∼60초 정도이다. 그러나, 이 범위에 한정되는 것은 아니며, 효과에 따라 적당히 선택하면 좋다.
이상에 의해 본 형태의 2피스 캔을 얻을 수 있지만, 필요에 따라, 이하에 기재하는 가공 공정을 행할 수 있다.
( 테이퍼부의 형성 공정 및 축경가공 공정)
원형 블랭크를 드로잉 성형하여 바닥이 있는 원통의 캔 몸통으로 할 때에는, 개구 단부에 있어서 라미네이트한 필름이 박리하는 현상이 생기는 경우가 있다. 이는, 원통의 직경이 높이방향으로 일정하게 되도록 성형되기 때문에, 개구 단부는 항상 드로잉 다이스(dies)와 주름 억제부에 끼워진 상태에서 슬라이딩되면서 성형되어 강판 표면의 필름이 손상을 받기 쉬운 것, 또한, 가공중에 개구 단부에 항상 주름 억제력이 작용함으로써, 강판 및 필름에 캔 높이방향으로의 힘이 작용하여 캔 높이방향의 가공도가 증가하는 것이 원인이라고 생각된다. 이 문제를 해결하기 위해서는, 캔 몸통부의 개구 선단에, 캔 몸통 반경방향 외측으로 연장한 테이퍼부를 형성하고, 이어서, 테이퍼부를 캔 몸통 직경과 같은 직경으로까지 축경가공을 행하고, 캔 몸통의 직경을 높이방향으로 일정하게 되도록 성형하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 최종의 드로잉 가공까지 테이퍼부의 형성 및 축경가공을 행함으로써, 개구 단부가 드로잉 다이스와 주름 억제부에 끼워진 상태에서 슬라이딩되지 않고 형성된다.
그리고, 본 형태의 성형 방법은, 캔 몸체의 재료가 라미네이트 강판을 사용한 경우에 한정되지 않고, 다른 소재를 사용한 경우에도 적용할 수 있다.
[실시예 1－1]
도 1은 본 형태의 2피스 에어로졸 캔의 제조공정을 나타내는 도면이다. 도 1에 있어서, 부호 1은 원형 블랭크, 부호 2는 캔 몸통, 부호 4는 돔 형상부, 부호 5는 비드부를 나타낸다. 또한, A는 드로잉 가공 및 아이어닝 가공 공정, B는 테이퍼부 형성에 수반하는 드로잉 가공 공정, C는 캔 바닥부 돔 형상 가공 공정, D는 트림가공 공정, E는 테이퍼부의 축경가공 공정, F는 캔 몸통의 직경보다 작은 직경으로의 축경가공 공정이다. 또한, 드로잉 공정의 상세한 조건을 표 1에, 캔 몸통의 직경보다 작은 직경으로의 축경가공의 상세한 조건을 표 2에, 또한, 축경가공한 에어로졸 캔의 캔 높이방향으로의 평균 신장, 개구 선단부에서의 성형 전후에서의 라미네이트 강판의 캔 둘레방향으로의 수축을 표 3에 나타낸다. 또한, 열처리의 조건을 표 4에 나타낸다.
Figure 112008009388998-PCT00001
Figure 112008009388998-PCT00002
Figure 112008009388998-PCT00003
상기 도 1, 표 1∼3, 및 이하의 표 4에 기초하여, 2 피스 에어로졸 캔을 이하의 순서로 제작하였다.
1) 블랭킹(blanking)
판두께 0.17∼0.24mm의 범위의 저탄소강 냉간압연강판을 원판으로 하는 TFS의 양면에 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름을 열융착법으로 라미네이트한 강판에 대하여 블랭킹을 행하였다. 블랭크 직경의 범위는 64∼94mm의 것을 사용하였다.
2) 드로잉 가공 및 아이어닝 가공
드로잉 가공(5단(段)) 성형으로 r/R : O.27∼O.59, h/(R－r) : 1.35∼1.89의 범위의 것을 제작하였다. 또한, 소망하는 캔을 제작하기 위해서, 적절히 아이어닝 가공도 병용하였다. 드로잉 가공 후의 h/(R－r), r/R는 표 2에 나타내는 바와 같다. 그리고, 표 2에서의 h, r, R은 각각 드로잉 가공 후에 축경된 상태에서의 개구 단부까지의 높이, 바닥이 있는 원통의 반경, 원형 블랭크 위치 반경을 나타낸다.
3) 캔 바닥부의 돔 형상 가공
캔 바닥부에, 깊이 6mm의 반구(半球)형상의 장출가공을 행하였다.
4) 테이퍼부의 축경가공
테이퍼부를 캔 몸통 직경과 같은 직경으로까지 축경가공하였다.
5) 트림가공
트림의 가공은 원형구멍을 구비한 바깥쪽 날과 원통형상의 안쪽 날에 의해 프레스 방식으로 트림하는 방법으로 행하여, 캔 상단부를 1mm 정도 트림하였다.
6) 캔 몸통의 직경보다 작은 직경으로의 축경가공
캔 몸통의 개구측에 축경가공을 행하고, 최종적인 캔 몸체 형상 h/(R－r) : 1.85∼3.1, d/R : 0.17∼0.24의 범위의 것을 제작하였다. 구체적으로는, 내면 테이퍼 형상의 다이에 개구 단부를 압착하여 축경을 행하는 다이 넥 방식으로, 캔 몸통의 직경으로부터 최종적인 드로잉 직경으로의 가공에 대해서는, 가공도에 따라, 다단(多段)성형을 행하였다. 이 가공에 있어서 제작된 캔 몸체의 d/R, h/(R－r)는 표 3에 나타내는 바와 같다.
이상으로부터 얻어진 시작(試作) 캔에 대하여, 필름 박리의 유무를 조사하였다. 필름의 박리의 유무는 가공시에 육안으로 확인하여 평가하였다. 얻어진 결과를 표 4에 상기 열처리 조건과 함께 나타낸다.
Figure 112008009388998-PCT00004
표 4로부터, 가공 도중에 열처리를 행한 본 형태 예에서는, 필름의 박리는 확인되지 않았다. 한편, 열처리를 행하지 않았던 비교예에서는, 필름의 박리가 일어나고, 그 결과적으로서 강지(鋼地)의 노출이 확인되었다.
본 형태의 2피스 캔은, 그 뛰어난 성능에 의해 2피스 에어로졸 캔으로서 최적이다. 그리고, 2피스 에어로졸 캔 이외에도, 캔 몸체 강도, 내식성, 외관성, 나아가서는 염가의 비용이 요구되는 용도에 대해서도 적합하다.
(제2의 형태)
( 테이퍼부의 형성 및 축경가공 공정)
테이퍼부의 형성은, 본 형태에서의 가장 중요한 요소 중 하나이다. 원형 블랭크를 드로잉 성형하여 바닥이 있는 원통의 캔 몸통으로 할 때에는, 예를 들면 특허문헌 2에 개시된 바와 같이, 통상은 원통의 직경은 높이방향으로 일정하게 되도록 성형되고, 그 후 원통의 직경보다 작은 직경으로 축경된다. 그러나, 본 형태가 목적으로 하는 형상으로 라미네이트 강판을 성형하는 경우, 이 방법으로는 개구 단부에 있어서 라미네이트한 필름이 박리하는 현상이 생긴다. 이는, 원통의 직경이 높이방향으로 일정하게 되도록 성형되는 경우, 개구 단부는 항상 드로잉 다이스와 주름 억제부에 끼워진 상태에서 슬라이딩되면서 성형되기 때문에, 강판 표면의 필름이 손상을 받기 쉬운 것, 또한, 가공중에 개구 단부에 항상 주름 억제력이 작용함으로써, 강판 및 필름에 캔 높이방향으로의 힘이 작용하여 캔 높이방향의 가공도가 증가하는 것이 원인이라고 생각된다. 즉, 이 문제를 해결하기 위해서는, 개구 단부가 드로잉 다이스와 주름 억제부에 끼워진 상태에서 슬라이딩되지 않고 형성될 필요가 있다. 검토한 결과, 최종의 드로잉 가공까지, 캔 몸통부의 개구 선단에, 캔 몸통반경 방향 외측으로 연장한 테이퍼부를 형성하고, 이어서, 테이퍼부를 캔 몸통직경과 같은 직경으로까지 축경가공을 행하여, 캔 몸통의 직경을 높이방향으로 일정하게 되도록 성형함으로써 상기 개구 단부에서의 라미네이트 필름 박리의 문제가 해결된다는 것을 알았다. 이 방법에 의하면 개구 단부는 드로잉 다이스와 주름 억제부에 끼워진 상태에서 슬라이딩되지 않고 끝나고, 또한 주름 억제력에 의한 캔 높이방향으로의 힘이 발생하지 않는다.
테이퍼부를 형성하는 방법은, 드로잉 가공에 있어서 내면 테이퍼 형상의 드로잉 다이를 사용하고, 테이퍼 형상의 선단 형상을 갖는 주름 억제부를 사용하는 방법이 바람직하다. 테이퍼부는 최종의 드로잉 공정까지 형성되어 있으면 좋고, 최종의 드로잉 공정 이전의 공정에서 테이퍼부를 마련하고, 이후의 드로잉 가공에서 테이퍼부를 유지하는 드로잉을 행하는 방법이라도 좋다. 그때, 최종의 드로잉 공정에서의 드로잉율을 크게 취하고, 내면 테이퍼 형상의 드로잉 다이만을 사용하여, 주름 억제부를 사용하지 않는 방법으로 드로잉 가공을 행하면, 주름 억제부에 의한 필름의 손상의 위험성을 극력 배제할 수 있다.
또한, 테이퍼부의 형상은, 캔 몸통의 중심축에 대한 캔 몸통 내면측의 테이퍼면의 경사각도 θ가 20°≤θ≤70°인 것이 바람직하다. θ＜20°이면, 상기 방법에서 테이퍼부를 형성할 때에 테이퍼부에 주름이 생기기 쉽고, θ＞70°이면, 이어서 행해지는 테이퍼부의 캔 몸통 직경까지의 축경가공시에 테이퍼부에 주름이 생기기 쉽다. 캔 몸통 반경방향 외측으로의 테이퍼부의 연장량은, 연장 단부에서의 반경 dt, 캔 몸통 반경 r에 대하여 1.2≤dt/r≤2.5로 하는 것이 바람직하다. dt/r＜1.2이면, 테이퍼부를 형성하는 효과를 얻지 못하고, dt/r＞2.5이면, 이어서 행해지는 테이퍼부의 캔 몸통 직경으로까지의 축경가공시에 테이퍼부에 주름이 생기기 쉽다. 그리고, 직경을 확장함으로써 테이퍼부를 성형하는 방법은, 라미네이트 강판에 과도한 가공을 행하게 되기 때문에, 바람직하지 않다. 테이퍼부는 이어서 바닥이 있는 원통의 직경으로까지 축경가공함으로써, 원통의 직경이 높이방향으로 일정하게 되도록 성형된다.
( 테이퍼부의 트림가공공정)
본 형태에서는, 테이퍼부의 축경가공 공정의 전 및/또는 후에, 테이퍼부를 트림가공하는 것이 바람직하다. 테이퍼부를 트림가공함으로써, 필름 박리의 위험성을 더욱 회피할 수 있다. 즉, 테이퍼 부분의 외주부(外周部)로 되는 개구 단부는 가공도가 높을 뿐만 아니라, 가공에 의한 슬라이딩 등으로 필름의 밀착성이 저하되어 있고, 또한, 물리적으로도 필름과 강판 표면과의 밀착 부분이 노출한 상태로 되어 있어, 필름 박리의 위험성이 가장 높은 부분으로 되어 있다. 이 부분에 대하여, 축경을 행하기 전에 단부를 트림하여 제거함으로써, 필름 박리의 위험성이 저감된다. 또한, 축경가공 자체도 개구 단부의 필름 박리의 위험성을 높이는 가공이기 때문에, 축경가공 후에 트림가공을 행함으로써 이후의 가공에서의 필름 박리의 위험성을 더 저감할 수 있다. 즉, 테이퍼부의 축경가공 공정 전후에 트림가공을 행하면, 더욱 양호한 상태로 되어 바람직하다.
트림가공의 방법으로서는, 원형구멍을 구비한 바깥쪽 날과 원통형상의 안쪽 날에 의해 프레스 방식으로 트림하는 방법, 서로 회전하는 속이 꽉 찬 원통형상의 안쪽 날(캔 몸통 내부에 삽입), 가장자리부가 예리한 원반형상의 바깥쪽 날에 의해 트림하는 방법 등을 채용할 수 있다. 테이퍼부를 캔 몸통의 직경과 같은 직경까지 축경하기 전의 트림가공에 대하여는 상기 방법 어느 쪽도 좋다. 테이퍼부를 캔 몸통의 직경과 같은 직경까지 축경한 후의 트림가공에 대하여는 상기 후자의 방법이 바람직하다.
(캔 몸통부의 개구측을 축경가공)에 관해서는, 제1의 형태와 같다.
( 축경가공 후의 트림가공)
바닥이 있는 원통의 캔 몸통의 개구측을 캔 몸통 직경보다 작은 직경으로 축경하는 가공에서는, 재료가 원주방향으로 압축되기 때문에, 필름 박리의 위험성이 높아진다. 따라서, 개구 단부를 트림가공에 의해 절제(切除)하는 것이 유효하다. 그리고, 축경된 개구 단부에는, 분사용 밸브를 장착하기위한 비드부(bead)가 형성된다. 비드부의 가공은 컬링 성형에 의해 행해진다. 개구 단부에 미세한 요철(凹凸)이 생기면, 컬링가공시에 균열의 기점(起点)으로 될 위험성이 있다. 이 점으로부터, 축경 후에 트림가공을 행함으로써 비드부 성형시의 균열 등의 문제를 회피할 수 있다.
(비드부 형성)에 관해서는, 제1의 형태와 같다.
이상에 의해 본 형태의 2피스 캔을 얻을 수 있지만, 필요에 따라, 이하에 기재하는 가공공정 도중에서의 열처리, 그 밖의 가공을 행할 수 있다.
(가공 공정 도중에서의 열처리 공정)
본 형태에 있어서, 더 추가하여 필름 손상의 위험성을 저감하는 방법으로서, 일련의 가공 공정의 도중에 열처리를 실시하는 것이 유효하다. 즉, 가공으로 필름에 가해진 비틀림에 수반하는 응력을 열처리에 의하여 완화함으로써, 그 후의 가공에서의 필름 박리의 위험성이 저감되기 때문이다. 이 목적의 열처리의 조건으로서는, 필름의 유리전이점 이상, 융점＋30℃ 이하의 열처리, 더 바람직하게는 본 특허에서 규정하는 폴리에스테르 필름에 대하여, 150℃ 이상 융점＋20℃ 이하인 것이 적합하다. 또한 상기 열처리의 직후 30초 이내에, 더 바람직하게는 10초 이내에, 필름의 유리전이점을 밑도는 온도에까지 급냉하는 것이 바람직하다. 열처리의 목적은 내부 응력의 완화이며, 따라서, 내부 응력이 완화하는 조건에서의 열처리가 요구된다. 이러한 관점으로부터, 내부 응력의 완화가 가능한 최저온도로서 유리전이점이 설정되어 본 규정의 하한값으로 되어 있다. 또한, 본 형태의 폴리에스테르 수지에 대하여는, 바람직한 열처리 온도의 하한값으로서 150℃를 설정하고 있다. 이는 내부 응력의 완화에 대하여 단시간 처리를 행할 수 있는 온도의 하한이다. 즉, 유리전이점 이상이면, 내부 응력의 완화가 가능하지만, 150℃ 이상이면 단시간에서의 처리가 가능하다. 열처리 온도의 상한은 수지의 열분해에 의한 열화를 고려한 규정이다. 융점＋30℃, 바람직하게는＋20℃의 범위이면, 열분해에 의한 수지 열화는 문제로 되지 않는다.
열처리의 방법에 대하여는, 특별히 한정되는 것은 아니며, 전기로, 가스 오븐, 적외로, 인덕션 히터 등으로 같은 효과를 얻을 수 있다는 것이 확인되어 있다. 또한, 가열 속도, 가열 시간은 효과에 따라 적당히 선택하면 좋지만, 가열 속도는 빠를수록 효율적이며, 가열 시간의 기준은 15초∼60초 정도이지만, 이 범위에 한정되는 것은 아니며, 효과에 따라 적당히 선택하면 좋다.
(그 밖의 가공)
본 형태가 목적으로 하는 에어로졸 캔은 분사제를 충전하기 때문에 15kgf/cm2 이상의 내압(耐壓)강도가 필요하다. 캔 내부의 압력 상승에 대하여는 특별히 캔 바닥부에 유의할 필요가 있다. 바닥이 있는 원통의 캔 몸통 내부의 압력은, 캔 몸통부 측벽에 대하여는 캔 몸통을 둘레방향으로 확장하는 방향으로의 응력을 작용시킨다. 그러나, 캔 몸통부재는 드로잉 가공에 의하여 충분히 가공 경화되어 있어, 내압에 의한 작용으로 변형하지는 않는다. 내압의 영향을 고려할 필요가 있는 것은 캔 바닥부이다. 캔 바닥부는 외연부(外緣部)가 캔 몸통에 의하여 구속된 상태로 내압이 작용하기 때문에, 내압이 높은 경우는 캔 외부측으로 향하여 변형한다. 내압에 의한 캔 바닥의 변형을 억제하기 위해서는 캔 바닥부의 판두께를 두껍게 하여, 부재의 강도를 높이는 방법이 유효한 것에 덧붙여, 형상을 캔 몸체 내부측으로 함몰한 돔(dome)모양의 형상으로 하는 것이 적합하다.
그리고, 본 형태의 성형방법은, 캔 몸체의 재료가 라미네이트 강판을 사용한 경우에 한정되지 않으며, 다른 소재를 사용한 경우에도 적용할 수 있다.
[실시예 2-1]
도 4는 본 형태의 2피스 에어로졸 캔의 제조공정을 나타내는 도면이다. 도 4에 있어서, 참조부호는 도 1과 같지만, 참조부호 3은 테이퍼부를 나타낸다. 또한, 파선은 트리밍하는 레벨이다. 또한, 드로잉 공정의 상세한 조건을 표 1에, 캔 몸통의 직경보다 작은 직경으로의 축경가공의 상세한 조건을 표 2에, 본 형태의 테이퍼부의 형상에 대하여 표 5에 나타낸다. 또한, 축경가공한 에어로졸 캔의 캔 높이방향으로의 평균 신장, 개구 선단부에서의 성형 전후에서의 라미네이트 강판의 캔 둘레방향으로의 수축을 표 3에 나타낸다.
표 1, 표 2, 표 3은, 제1의 형태을 참조한 것.
Figure 112008009388998-PCT00005
1) 블랭킹
판두께 0.17∼0.24mm의 범위의 저탄소강 냉간압연강판을 원판(原板)으로 하는 TFS의 양면에 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름을 열융착법으로 라미네이트한 강판에 대하여 블랭킹을 행하였다. 블랭크 직경의 범위는 64∼94mm의 것을 사용하였다.
2) 드로잉 가공 및 아이어닝 가공
드로잉 가공(5단) 성형으로 r/R : O.27∼O.59, h/(R－r) : 1.35∼1.89의 범위의 것을 제작하였다. 또한, 소망하는 캔을 제작하기 위해서, 적당히 아이어닝 가공도 병용하였다. 드로잉 가공 후의 h/(R－r), r/R는 표 2에 나타내는 바와 같다. 한편, 표 2에서의 h, r, R은 각각 드로잉 가공 후에 축경된 상태에서의 개구 단부까지의 높이, 바닥이 있는 원통의 반경, 원형 블랭크 위치 반경을 나타낸다. 또한, 드로잉 가공에서는 본 형태예에서 중용한 요소로 되는 테이퍼부의 형성을 행한다. 그 가공방법은 드로잉 가공 성형에서 내면 테이퍼 형상의 드로잉 다이를 사용하고, 테이퍼 형상의 선단부 형상을 갖는 주름 억제부를 사용하는 방법으로 행하였다. 테이퍼 모양의 형상에 대하여는 표 5에 나타내는 바와 같다. 한편, 표 5 중의 θ, dt, r은 각각 캔 몸통의 중심축에 대한 캔 몸통 내면측의 테이퍼면의 경사각도, 연장 단부에서의 반경, 캔 몸통 반경을 나타낸다.
3) 캔 바닥부의 돔 형상 가공
캔 바닥부에, 깊이 6mm의 반구(半球)형상의 장출가공을 행하였다.
4) 트림가공
트림의 가공은 원형구멍을 구비한 바깥쪽 날과 원통형상의 안쪽 날에 의해 프레스 방식으로 트림하는 방법으로 행하여, 캔 상단부를 2mm 정도 트림하였다.
5) 테이퍼부의 축경가공
테이퍼부를 캔 몸통 직경과 같은 직경까지 축경가공하였다.
6) 캔 몸통의 직경보다 작은 직경으로의 축경가공
캔 몸통의 개구측에 축경가공을 행하고, 최종적인 캔 몸체 형상 h/(R－r) : 1.85∼3.1, d/R : 0.17∼0.24의 범위의 것을 제작하였다. 구체적으로는, 내면 테이퍼 형상의 다이에 개구 단부를 압착하여 축경을 행하는 다이 넥 방식으로, 캔 몸통의 직경으로부터 최종적인 드로잉 직경으로의 가공에 대해서는, 가공도에 따라, 다단(多段)성형을 행하였다. 이 가공에 있어서 제작된 캔 몸체의 d/R, h/(R－r)는 표 3에 나타내는 바와 같다.
이상으로부터 얻어진 시작(試作) 캔에 대하여, 필름 박리의 유무를 조사하였다. 필름의 박리의 유무는 가공시에 육안으로 확인하여 평가하였다. 얻어진 결과를 표 6에 나타낸다.
Figure 112008009388998-PCT00006
표 6으로부터, 테이퍼부가 형성된 본 형태예에서는, 필름의 박리는 확인되지 않았다. 한편, 테이퍼부가 형성되지 않았던 비교예에서는, 필름의 박리가 일어나고, 그 결과적으로서 강지의 노출이 확인되었다.
[실시예 2－2]
도 2는 본 형태의 2피스 에어로졸 캔의 제조공정을 다른 예로 나타내는 도면이다. 도 2에 있어서, 참조부호는 도 1 및 도 4와 같지만, G는 비드부 가공 공정을 나타낸다. 또한, 파선은 트리밍하는 레벨이다. 또한, 드로잉 공정의 상세한 조건, 캔 몸통의 직경보다 작은 직경으로의 축경가공의 상세한 조건, 본 형태의 테이퍼부의 형상, 또한, 축경가공한 에어로졸 캔의 캔 높이방향으로의 평균 신장, 개구 선단부에서의 성형 전후에서의 라미네이트 강판의 캔 둘레방향으로의 수축에 대해서는 실시예 2－1과 같다.
이상으로부터, 2피스 에어로졸 캔을 이하의 순서로 제작하였다.
1) 블랭킹
판두께 0.17∼0.24mm의 범위의 저탄소강 냉간압연강판을 원판으로 하는 TFS의 양면에 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름을 열융착법으로 라미네이트한 강판에 대하여 블랭킹을 행하였다. 블랭크 직경의 범위는 64∼94mm의 것을 사용하였다.
2) 드로잉 가공 및 아이어닝 가공
드로잉 가공(5단) 성형으로 r/R : O.27∼O.59, h/(R－r) : 1.35∼1.89의 범위의 것을 제작하였다. 또한, 소망하는 캔을 제작하기 위해서, 적당히 아이어닝 가공도 병용하였다. 드로잉 가공 후의 h/(R－r), r/R는 표 2에 나타내는 바와 같다. 한편, 표 7에서의 h, r, R은 각각 드로잉 가공 후에 축경된 상태에서의 개구 단부까지의 높이, 바닥이 있는 원통의 반경, 원형 블랭크 위치 반경을 나타낸다. 또한, 드로잉 가공에서는, 본 형태예에서 중용한 요소로 되는 테이퍼부의 형성을 행한다. 그 가공방법은 드로잉 가공 성형에서 내면 테이퍼 형상의 드로잉 다이를 사용하고, 테이퍼 형상의 선단부 형상을 갖는 주름 억제부를 사용하는 방법으로 행하였다. 테이퍼 모양의 형상에 대하여는 표 8에 나타내는 바와 같다. 한편, 표 8 중의 θ, dt, r은 각각 캔 몸통의 중심축에 대한 캔 몸통 내면측의 테이퍼면의 경사각도, 연장 단부에서의 반경, 캔 몸통 반경을 나타낸다.
3) 캔 바닥부의 돔 형상 가공
캔 바닥부에, 깊이 6mm의 반구(半球)형상의 장출가공을 행하였다.
4) 트림가공
트림의 가공은 원형구멍을 구비한 바깥쪽 날과 원통형상의 안쪽 날에 의해 프레스 방식으로 트림하는 방법으로 행하여, 캔 상단부를 1mm 정도 트림하였다.
5) 테이퍼부의 축경가공
테이퍼부를 캔 몸통 직경과 같은 직경까지 축경가공하였다.
6) 원통의 직경보다 작은 직경으로의 축경가공
원통 상부에 축경가공을 실시하고, 최종적인 캔 몸체 형상 h/(R－r) : 1.85∼3.1, d/R : 0.17∼0.24의 범위의 것을 제작하였다. 구체적으로는, 내면 테이퍼 형상의 다이에 개구 단부를 압착하여 축경을 행하는 다이 넥 방식으로, 캔 몸통의 직경으로부터 최종적인 드로잉 직경으로의 가공에 대해서는, 가공도에 따라, 다단 성형을 행하였다. 이 가공에 있어서 제작된 캔 몸체의 d/R, h/(R－r)는 표 3에 나타내는 바와 같다.
7) 트림가공
트림가공은 서로 회전하는 속이 꽉 찬 원통형상의 안쪽 날(캔 몸통 내부에 삽입), 가장자리부가 예리한 원반형상의 바깥쪽 날에 의해 트림하는 방법으로 행하여, 캔 상단부를 1mm정도 트림하였다.
이상으로부터 얻어진 시작 캔에 대한 필름 박리의 유무를 조사하였다. 필름의 박리의 유무는 가공시에 육안으로 확인하여 평가하였다. 얻어진 결과를 표 7에 나타낸다.
Figure 112008009388998-PCT00007
표 7로부터, 테이퍼부가 형성된 본 형태예에서는, 필름의 박리는 확인되지 않았다. 한편, 테이퍼부가 형성되지 않았던 비교예에서는, 필름의 박리가 일어나고, 그 결과적으로서 강지의 노출이 확인되었다.
본 형태의 2피스캔은, 그 뛰어난 성능에 의해 2피스 에어로졸 캔으로서 최적이다. 그리고, 2피스 에어로졸 캔 이외에도, 캔 몸체 강도, 내식성, 외관성, 나아가서는 염가의 비용이 요구되는 용도에 대해서도 적합하다.

Claims (25)

  1. 라미네이트 강판을 블랭킹(blanking)하는 공정;
    이 라미네이트 강판을 블랭킹함으로써 얻어진 원형 블랭크(blank)를 복수 회 드로잉 가공하여, 바닥이 있는 원통형의 캔 몸통을 형성하는 공정;
    캔 바닥부의 캔 내부 측에, 함몰한 형상의 돔(dome)부를 형성하는 공정;
    상기 캔 몸통의 개구부를 트림(trim)가공하는 공정;
    이 트림가공 공정 후, 상기 캔 몸통의 상기 개구부를, 상기 캔 몸통의 직경보다 작은 직경이면서 하기 식(1) 및 식(2)을 만족하도록 축경가공(縮徑加工)하는 공정;
    상기 캔 몸통의 상기 개구 단부에 비드부를 형성하여 2피스 캔(two-piece can)을 얻는 공정;
    여기서, 상기 공정 중 적어도 하나의 공정은, 상기 라미네이트 강판을 열처리하는 공정을 포함하고; 또한, 여기서, 이 열처리 공정은, 상기 라미네이트 강판을, 상기 라미네이트 강판의 필름의 유리전이점(glass transition point) 이상이면서 융점＋30℃ 이하의 온도로 가열한 후, 30초 이내에 상기 유리전이점 이하의 온도까지 급냉하는 공정을 포함하는 것으로 이루어지는 라미네이트 강판을 소재로 하는 2피스 캔의 성형방법..
    여기서,
    1.5≤h/(R－r) … (1)
    d/R≤0.25 … (2)
    단, h : 캔 바닥으로부터 개구 선단부까지의 높이, R : 원형 블랭크 위치 반경, r : 바닥부 반경, d : 개구 선단부의 반경
  2. 라미네이트 강판을 블랭킹하는 공정;
    상기 라미네이트 강판을 블랭킹함으로써 얻어진 이 라미네이트 강판의 원형 블랭크를 복수 회 드로잉 가공하여, 바닥이 있는 원통형의 캔 몸통을 형성하는 공정;
    캔 바닥부의 캔 내부 측에, 함몰한 형상의 돔부를 형성하는 공정;
    상기 캔 몸통의 개구부를 트림가공하는 공정;
    이 트림가공 공정 후, 상기 캔 몸통의 개구부를, 이 캔 몸통의 직경보다 작은 직경이면서 하기 식(1) 및 식(2)을 만족하도록 축경가공하는 공정;
    상기 축경가공 후, 상기 캔 몸통의 상기 개구 단부에 비드부를 형성하여 2피스 캔을 얻는 공정;
    여기서, 상기 공정 중 적어도 하나의 공정은, 상기 라미네이트 강판을 열처리하는 공정을 포함하고; 또한, 여기서, 이 열처리 공정은 가공도가 0.2≤d/R≤0.5, 1.5≤h/(R-r)≤2.5인 단계에 있어서, 상기 라미네이트 강판을, 이 라미네이트 강판의 필름의 유리전이점 이상이면서 융점＋30℃ 이하의 온도로 가열한 후, 30초 이내에 유리전이점 이하의 온도까지 급냉하는 공정을 포함하는 것으로 이루어지는 라미네이트 강판을 소재로 하는 2피스 캔의 성형방법.
    여기서,
    1.5≤h/(R－r) … (1)
    d/R≤0.25 … (2)
    단, h : 캔 바닥으로부터 개구 선단부까지의 높이, R : 원형 블랭크 위치 반경, r : 바닥부 반경, d : 개구 선단부의 반경
  3. 제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캔 몸통의 상기 개구부의 상기 축경가공 공정 후에, 이 캔 몸통의 이 개구부에 새로운 개구 단부를 형성하기 위한 트림가공 공정을 더 포함하는 2피스 캔의 성형방법.
  4. 제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 라미네이트 강판은 폴리에스테르 수지를 피복한 강판인 2피스 캔의 성형방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 폴리에스테르 수지는 디카르복실산성분과 디올성분의 축중합으로 얻어지며, 디카르복실산성분은 테레프탈산을 주성분으로 하고, 디올성분은 에틸렌글리콜 및/또는 부틸렌글리콜 중 적어도 하나를 주성분으로 하는 2피스 캔의 성형방법.
  6. 제5항에 있어서,
    라미네이트 강판에 피복되는 유기수지(有機樹脂)는, 상기 폴리에스테르 수지를 주상(主相)으로 하고, 부상(副相)에, 비상용(非相溶)이면서 Tg가 5℃ 이하인 수지를 함유하는 2피스 캔의 성형방법.
  7. 제6항에 있어서,
    부상으로서 함유되는 상기 수지가 아래 기재한 것 중 적어도 하나로부터 선택되는 수지인 2피스 캔의 성형방법.
    폴리에틸렌, 그 산변성체(酸變性體), 혹은 그 아이오노머
    폴리프로필렌, 그 산변성체, 혹은 그 아이오노머
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 성형방법에 의해 성형되는 2피스 캔.
  9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 성형방법에 사용되며, 유기수지 필름을 피복한 라미네이트 강판.
  10. 라미네이트 강판을 블랭킹하는 공정;
    이 라미네이트 강판을 블랭킹함으로써 얻어진 이 라미네이트 강판의 원형 블랭크를 복수 회 드로잉 가공하여, 바닥이 있는 원통형의 캔 몸통을 형성하는 공정;
    상기 캔 몸통부의 상기 개구 선단에, 상기 캔 몸통의 반경방향 외측으로 연장한 테이퍼부를 형성하는 공정;
    이 테이퍼부를 상기 캔 몸통의 직경과 같은 직경으로까지 축경가공하는 공정;
    상기 캔 몸통의 상기 개구측을 이 캔 몸통의 직경보다 작은 직경이면서 하기 식(1) 및 식(2)을 만족하도록 축경가공하는 공정;
    으로 이루어지는 라미네이트 강판을 소재로 하는 2피스 캔의 성형방법.
    여기서,
    1.5≤h/(R－r) … (1)
    d/R≤0.25 … (2)
    단, h : 캔 바닥으로부터 개구 선단부까지의 높이, R : 원형 블랭크 위치 반경, r : 바닥부 반경, d : 개구 선단부의 반경
  11. 제10항에 있어서,
    상기 테이퍼부의 축경가공 공정 전, 축경가공 공정 후 중 적어도 어느 하나의 단계에 있어서, 이 테이퍼부에 새로운 개구 단부를 형성하기 위한 트림가공 공정을 더 포함하는 2피스 캔의 성형방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 캔 몸통 개구측의 상기 축경가공 공정 후에, 이 캔 몸통의 개구측에 새 로운 개구 단부를 형성하기 위한 트림가공 공정을 더 포함하는 2피스 캔의 성형방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 라미네이트 강판은 폴리에스테르 수지를 피복한 강판인 2피스 캔의 성형방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 폴리에스테르 수지는 디카르복실산성분과 디올성분의 축중합으로 얻어지고, 또한, 디카르복실산성분은 테레프탈산을 주성분으로 하고, 디올성분은 에틸렌글리콜 및/또는 부틸렌글리콜을 주성분으로 하는 2피스 캔의 성형방법.
  15. 제14항에 있어서,
    라미네이트 강판에 피복되는 유기수지는, 폴리에스테르 수지를 주상으로 하고, 부상으로, 비상용이면서 Tg가 5℃ 이하인 수지를 함유하는 2피스 캔의 성형방법.
  16. 제15항에 있어서,
    부상으로서 함유되는 상기 수지가 아래 기재한 것 중 적어도 하나로부터 선택되는 수지인 2피스 캔의 성형방법.
    폴리에틸렌, 그 산변성체, 혹은 그 아이오노머
    폴리프로필렌, 그 산변성체, 혹은 그 아이오노머
  17. 제10항 내지 제16항 중 어느 한 항에 기재된 2피스 캔의 성형방법에 의해 성형되는 2피스 캔.
  18. 제10항 내지 제16항 중 어느 한 항에 기재된 2피스 캔의 성형방법에 사용되며, 유지수지 필름을 피복한 라미네이트 강판.
  19. 제1항, 제2항, 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 라미네이트 강판의 2피스 캔의 성형방법은, 딥드로잉(deep drawing) 가공에 더하여, 아이어닝(ironing) 가공을 행하는 가공방법을 포함하는 방법.
  20. 제1항, 제2항, 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 라미네이트 강판의 2 피스 캔을 성형할 때의 드로잉 회수는, 바람직하게는 10회 이하인 방법.
  21. 제1항, 제2항, 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 라미네이트 강판의 2피스 캔을 성형할 때의 드로잉율은, 바람직하게는 원형 블랭크로부터 1회째의 드로잉을 행할 때에는 0.4 이상, 이후의 드로잉(재드로 잉) 가공에서는 0.5 이상인 방법.
  22. 제1항, 제2항, 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 라미네이트 강판을 드로잉 가공할 때, 상기 캔 몸통의 측벽부 판두께의 전체에 걸치는 평균 판두께를 t, 원(元) 판두께를 t0로 하여, 평균 판두께 변화율은, 바람직하게는 0.5＜t/t0＜1.5의 범위인 방법.
  23. 제1항, 제2항, 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 라미네이트 강판의 2피스 캔이 갖는 상기 개구단을 축경할 때의 가공도는, 바람직하게는, 캔 몸통의 반경 r, 축경 후의 개구단의 반경 d에 대하여 d/r＞0.3, 더 바람직하게는 d/r＞0.4인 방법.
  24. 제1항, 제2항, 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    라미네이트 강판의 기판으로 되는 강판은 아래에 기재한 것 중 적어도 하나를 포함하는 2피스 캔.
    (1) C량이 0.0l∼0.10% 정도의 저(低)탄소강을 사용하여 상자소둔으로 재결정소둔한 강판;
    (2) C량이 0.01∼0.10% 정도의 저탄소강을 사용하여 연속소둔으로 재결정소둔한 강판;
    (3) C량이 0.01∼0.10% 정도의 저탄소강을 사용하여 연속소둔으로 재결정소둔 및 과시효(過時效) 처리한 강판;
    (4) C량이 0.0l∼0.10% 정도의 저탄소강을 사용하여 상자소둔 또는 연속소둔으로 재결정소둔한 후, 2차 냉간압연(소둔 후의 냉간압연)한 강판;
    (5) C량이 대략 0.003%이하 정도의 극저탄소강에 고용(固溶)C 고정원소를 첨가한 IF 강(interstitial free steel)으로서, 연속소둔으로 재결정소둔한 강판.
  25. 제1항, 제2항, 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 라미네이트 강판을 축경가공하는 방법은 다이컬(die curl) 방식, 스피닝(spining) 방식 중 적어도 하나의 가공방법인 방법.
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