WO2005058520A1

WO2005058520A1 - 合成樹脂被覆金属缶体の製造方法及び装置

Info

Publication number: WO2005058520A1
Application number: PCT/JP2004/018126
Authority: WO
Inventors: Mitsuhiko Aoyagi; Norihito Saiki; Hidekazu Tomaru
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha, Ltd.
Priority date: 2003-12-17
Filing date: 2004-12-06
Publication date: 2005-06-30
Also published as: KR20060134000A; US7337646B2; EP1695772A4; KR101037704B1; DE602004024444D1; JP4962698B2; JPWO2005058520A1; EP1695772A1; US20070119224A1; EP1695772B1

Abstract

　合成樹脂被覆金属缶体を破胴現象を生じることなく絞りしごき加工を大きい加工量で行うことを可能にする。　両面に熱可塑性樹脂被覆アルミニウム板１から絞り形成されたリドロ工程缶２０の側壁部には、パンチ１１の押込みに従って順次、第１しごきダイ１４と第２しごきダイ１５とで、それぞれ元板厚からの板厚減少率が３５～５５％、６０～７５％の範囲内となる加工量で第１及び第２のしごき加工が行われ、金属缶胴が製造される。熱可塑性樹脂の被膜層が金属胴部の破損（破胴）を防止する方向に作用するので、しごき加工の加工条件の緩和が図られ、板厚減少率が大きいしごき加工を行っても、第１工程缶２１、第２工程缶２２に破胴現象を生じることなく品質が維持されたしごき加工が可能となる。

Description

明細書

合成樹脂被覆金属缶体の製造方法及び装置

技術分野

[0001] この発明は、金属板に対してパンチやしごきダイを用いて絞り'しごき加工をすることによって合成樹脂被覆金属缶体を製造する方法及び装置に関する。

背景技術

[0002] 従来、缶本体と缶底部とが絞り'しごき加工によって一体成形され、その後、蓋体を缶本体の開口部周囲に巻き締める等によって形成されたアルミニウム 2ピース缶又はスチール 2ピース缶のような絞りしごき金属缶が広く流通して、る。これら 2ピース缶のための金属缶体は、アルミニウムやスチール製の平板から打ち抜いた円板を深絞り加工して底部が側壁部と一体になつたカップ体を形成し、その後、そのカップ体の側壁部にしごき加工を施すことによって製造されている。側壁部にしごき加工を施すことで、カップ体の側壁部の厚みが減少され、金属素材の使用量を少なくした絞りしごき金属缶が形成される。

[0003] このしごき加工は、冷却 '潤滑剤すなわちクーラントを用いたウエット状態で絞りしごき加工が行われる。ウエット成形では成形した缶の洗浄設備が必要であり排水処理などの環境対策設備も必要となる。

[0004] このような絞りしごき金属缶において、缶内面の耐食性確保のための内面塗装が不要で、し力も内容物の風味の維持 (フレーバー性）に優れている等の理由で、金属板の両面にポリエステルフィルム等の合成樹脂フィルムをラミネートした合成樹脂被覆アルミニウム缶体や合成樹脂被覆スチール缶体 (以下、単に「榭脂被覆缶体」 t 、う）が提案されている (特許文献 1参照)。深絞り'しごき加工は、クーラント、即ち、冷却. 潤滑剤を用いることなぐドライ状態で行われる。この加工は、ドライ成形と称されており、冷却'潤滑剤を用いないことで、製造工程の簡素化や高速ィ匕が図られている。また、この加工法は、環境への負荷も軽減されるので、環境に配慮した製造方法と言える。更に、缶胴表面への印刷をする場合、印刷インキが滑剤の膜で弾かれることもなぐ適切な印刷が可能である。榭脂被覆缶体は、例えばアルミニウム板の両面に熱可塑性ポリエステル系榭脂を被覆してなる榭脂被覆アルミニウム板を、その表面に滑剤を塗布した後、ドライ状態で絞り加工してカップ体を形成し、そうしたカップ体をパンチとリング状しごきダイとの協働でドライ状態で且つ 1ストロークでしごき加工を行うことにより、シームレス缶体として高速で連続製缶される。連続製缶開始前にはパンチ及びリングダイ内に加温用液体を循環させ、連続製缶開始直前又は直後にパンチ及びリングダイ内に冷却用液体を流すことによって、パンチの表面温度を適宜の温度に保ち、また同時に深絞り'しごき加工の開始に伴う缶の過度の温度上昇を防止して、連続したしごき加工を可能にすることも提案されて、る。

特許文献 1：特開 2002— 178048号公報（段落 [0028]— [0035]、図 3—図 6) 従来の、アルミニウム等の金属板を深絞り ·しごき加工することによる金属缶の製造工程の一例、及び製造装置の概要の一例が、図 3に示されている。図 3に示す深絞り 'しごき加工装置 50は、円筒状のパンチ 11、パンチ 11が嵌入可能な円筒状のブランクホルダー 12、ブランクホルダー 12の加工方向先側に近接して配設された環状のリドロダイ 13、該リドロダイ 13の先側に順次間隔を置、て配置された第 1しごきダイ 54 、第 2しごきダイ 55及び第 3しごきダイ 56、並びに第 3しごきダイ 56の先側に配置されているストリッパー 17を備えている。これらパンチ 11、ブランクホルダー 12、各しごきダイ 54— 56及びストリッパー 17は、それぞれが同じ中心軸線上に並べて配設されている。金属板は通常、図示されていないカツビングプレス (カッパ一）によって、浅い力ップ状のカップ Cに成形されて、深絞り'しごき加工装置 50に供給される。パンチ 11 は、リドロダイ 13を貫通して押し込まれるときに、ブランクホルダー 12とリドロダイ 13とによって環状に挟まれて保持されていたカップ Cを絞り成形によってリドロ工程缶 60 に成形する。パンチ 11の更なる押込みによって、リドロ工程缶 60の側壁部には第 1しごきダイ 54—第 3しごきダイ 56によって順次に第 1一第 3のしごき加工が施され、それぞれ第 1工程缶 61—第 3工程缶 63に成形される。リドロダイ 13と第 1しごきダイ 54との間の距離 Laはリドロ工程缶 60の長さ (側壁部の長さ）を考慮して設定されており、第 1しごきダイ 54と第 2しごきダイ 55との間の距離 Lb、及び第 2しごきダイ 55と第 3しごきダイ 56との間の距離 Lcは、それぞれ、第 1しごき加工で得られる第 1工程缶 61の長さ、又は第 2しごき加工で得られる第 2工程缶 62の長さ (共に側壁部の長さ）を考慮して設定される。

[0006] ところで、アルミニウムは、スチールと比較して強度や r値、限界絞り比等の機械的特性が劣る金属素材であるため、大きな変形を伴う絞り'しごき加工の際には、胴部が破断する破胴現象が生し易い。したがって、アルミニウム板の絞り'しごき加工にお Vヽては加工量やカ卩ェ速度を制限せざるを得ず、アルミニウム 2ピース缶の製造にお V、て、その速度及び素材のゲージダウン等にも制約が生じて、る。

[0007] カップ Cの一部断面を拡大して示すように、榭脂被覆のな!ヽアルミニウム板製カップ Cを用いて側壁部の元板厚力もの板厚減少率が 60— 80%となる絞りしごき缶を成形する場合、側壁部の破断率を lOppm以下に抑えるには、 1個のしごきダイによる 1回のしごき加工当たりのしごき率を 40%以下に抑えなければならない。したがって、上記のようにリドロ工程缶 (カップ体) 60をパンチストローク方向に順に並べたしごきダイに順次通すことによって多段にしごき加工を行うことが必要となり、パンチストローク長さが長くなるという傾向がある。例えば、 500ml缶の場合、 3個のしごきダイを 295. 5 mm以上の配置長さに保つことが必要であり、その結果、パンチストローク長さは 668 mm程度に長くなつている。ストロークが長くなると、製缶マシン可動部に生じる慣性力や衝撃力が増大するために機械部品の破損が生じ易くなるので、製缶スピードを速くすることが難しい。また、長いストロークはパンチの振れの増大の原因になるため、偏肉等を含めて製缶精度が低下することに繋がり、缶の品質にも悪影響が及ぶ。上記問題点を解決するため、ストローク長さを短くし、複数のしごきダイで同時にしごき加工を行うことも考えられるが、缶の側壁部の破断が起こるので、この方法は採用困難である。

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0008] 両面に被膜層が存在してヽる榭脂被覆金属板、或いはそれから成形された内外両側に被膜層が存在して、る榭脂被覆カップ体にぉ、ては、金属板のしごき加工の際に、榭脂被膜層が金属板の成形性向上に寄与するという現象が生じていることが見い出された。そこで、榭脂被覆缶体の製造において、榭脂被膜層の成形性への貢献を考慮して、金属板のしごき加工の加工条件の緩和を図る点で解決すべき課題がある。

[0009] この発明の目的は、榭脂被覆缶体の製造において、榭脂被膜層の存在を利用して金属板のしごき加工の加工条件の緩和を図りつつ、破胴現象を生じることなくしごき加工を大き、力卩ェ量で行うことを可能にし、しごきカ卩ェエネルギーの削減及びしごき加工時間の短縮等を実現し、高速製缶を可能にし、更にパンチのストロークを短縮し、絞りしごき加工装置の小型化を図ることができる合成樹脂被覆金属缶体の製造方法及び装置を提供することである。

課題を解決するための手段

[0010] 上記の課題を解決するため、この発明による合成樹脂被覆金属缶体の製造方法は

、両面に熱可塑性榭脂を被覆した金属板をカップ体に絞り成形した後、パンチと複数のしごきダイを用いて前記カップ体の側壁部にしごき加工を施すことにより金属缶胴を製造する方法において、前記しごき加工は、前記カップ体の前記側壁部に対して第 1しごきダイによって元板厚からの板厚減少率が 35— 55%の範囲内となる加工量で行われる第 1しごき加工と、前記第 1しごき加工が行われた前記側壁部に対して第 2しごきダイによって前記元板厚からの板厚減少率が 60— 75%の範囲内となる加ェ量で行われる第 2しごき加工とから成ることを特徴として、る。ここで絞り成形には、再絞り成形を含んでもよい。また、元板厚は、金属板をカップ体に絞り成形する前の平板での厚さで、熱可塑性榭脂被覆を含む厚さである。

[0011] この合成樹脂被覆金属缶体の製造方法によれば、両面に熱可塑性榭脂を被覆した金属板カゝら形成されたカップ体にしごき加工を施して合成樹脂被覆金属缶体が製造される力内外両面に熱可塑性榭脂が被覆されているカップ体の側壁部に対してパンチと協働して施される第 1しごき加ェでは、第 1しごきダイによって元板厚力もの板厚減少率が 35— 55%の範囲内となる加工量でしごき力卩ェが行われる。その後、第 1しごき加工が行われた側壁部に対して第 2しごきダイによって元板厚からの板厚減少率が 60— 75%の範囲内となる加工量で第 2しごき加工が行われる。熱可塑性榭脂の被膜層が金属胴部であるカップ体の側壁部の破損 (破胴)を防止する方向に作用するので、しごき加工の加工条件の緩和が図られ、板厚減少率が大きい加工量でしごき加工を行っても、カップ体に破胴現象を生じることなく品質が維持されたしごき加工が可能となる。

[0012] また、この発明による合成樹脂被覆金属缶体の製造装置は、両面に熱可塑性榭脂を被覆した金属板を絞り成形して得られたカップ体の側壁部をパンチと複数のしごきダイを用いてしごき加工を施すことにより金属缶胴を製造する装置において、前記複数のしごきダイは、元板厚力もの板厚減少率が 35— 55%の範囲内となる加工量で第 1しごき加工を行う第 1しごきダイと、前記第 1しごきダイから前記第 1しごき加工で得られる金属缶胴の長さ又はその長さを僅かに超える距離を置いて配置され且つ前記第 1しごき加工が行われた前記側壁部に対して前記元板厚からの板厚減少率が 6 0— 75%の範囲内となる加工量で第 2しごき加工を行う第 2しごきダイとから成ることを特徴としている。なお、ここでの金属缶胴の長さは、缶底と側壁部をつなぐテーパ部分 (チャイム部)を含まない缶胴の側壁部の長さを意味する。また、両ダイの距離は、しごき加工を行うダイ'ストレート部位置での両ダイの距離を意味する。

[0013] この合成樹脂被覆金属缶体の製造装置によれば、両面に熱可塑性榭脂を被覆した金属板カゝら形成されたカップ体にしごき加工を施して合成樹脂被覆金属缶体が製造される力内外両面に熱可塑性榭脂が被覆されているカップ体の側壁部に対してパンチと協働して施される第 1しごき加ェでは、第 1しごきダイによって元板厚力もの板厚減少率が 35— 55%の範囲内となる加工量でしごき力卩ェが行われる。第 2しごきダイは第 1しごきダイ力第 1しごき加工で得られる金属缶胴の長さを僅かに超える距離を置いて配置されているので、金属缶胴は第 1しごきダイを通過した直後に第 2しごきダイを通過開始し、第 1しごき加工が行われた側壁部に対して第 2しごきダイによつて元板厚からの板厚減少率が 60— 75%の範囲内となる加工量で第 2しごきカロェが行われる。熱可塑性榭脂の被膜層が金属胴部であるカップ体の側壁部の破損 (破月同）を防止する方向に作用するので、しごき加工の加工条件の緩和が図られ、板厚減少率が大き!/ヽ加工量でしごき加工を行っても、カップ体に破胴現象を生じることなく品質が維持されたしごき加工が可能となる。前述のようにしごきダイは、第 1及び第 2のしごきダイカゝらなり、両ダイは第 1しごき加工で得られる金属缶胴の長さを僅かに超える距離を置いて配置させる。よって、両ダイがある缶月同について缶の先端と後方とを同時にしごき加工をするということがなぐダイとパンチの芯ズレによる偏肉や破月同の虞が少ない。また、両しごきダイ間の距離も最小限に短縮化され、装置の配置に要するスペース、加工速度等において改善が図られる。

[0014] この合成樹脂被覆金属缶体の製造方法及び装置にお!ヽて、前記第 1しごきダイ及び前記第 2しごきダイは、それぞれ単独しごきダイとすることができる。第 1しごきダイは、しごき加工を単独で行うしごきダイ、即ち、 1つのリング状のしごきダイで構成し、第 1しごきダイは、元板厚からの板厚減少率が 35— 55%の範囲内となる加工量で第 1しごき加ェを行う。第 2しごきダイ〖こよる加ェ量は第 1しごきダイ〖こよる加ェ量よりも少ないので、第 1しごきダイを単独しごきダイとするときには、第 2しごきダイも単独しごきダイとして構成することができる。

[0015] この合成樹脂被覆金属缶体の製造方法及び装置にお!ヽて、前記第 1しごきダイ及び前記第 2しごきダイのうち、少なくとも前記第 1しごきダイは、しごき加工方向に並設された先行側しごきダイと後続側しごきダイとから成る複合しごきダイとすることができる。第 1しごきダイが行う加工量は、元板厚力もの板厚減少率が 35— 55%であって、第 2しごきダイによる加工量と比較して大きな加工量であるので、第 1しごきダイを先行側しごきダイと後続側しごきダイとがしごき加工方向に並んで配置した複合しごきダィとすることで、しごき加工を各しごきダイに分担させることが好ましい。複合しごきダィの先行側しごきダイと後続側しごきダイは隣接配置することが、偏肉やパンチのぶれ防止やパンチストロークの短縮ィ匕に最も有効であるが、それらのダイの間隔を、それらのダイで同時にしごき力卩ェが行われる範囲にすることもできる。その場合、先行側しごきダイと後続側しごきダイの間隔は、先行側しごきダイのみで加工した場合の缶月同側壁長さの半分以下の間隔であることが、偏肉やパンチのぶれ防止の面力好ましい。第 2しごきダイは、第 1しごきダイと同様に複合しごきダイとすることもできるが、その加工量は第 1しごきダイによる加工量よりも少ないので、単独しごきダイとすることができる。

[0016] この合成樹脂被覆金属缶体の製造方法及び装置にお!ヽて、前記先行側しごきダイによる前記側壁部のしごき加工を前記元板厚力もの板厚減少率が 18— 40%の範囲内となる加工量で行！ヽ、前記後続側しごきダイによる前記側壁部のしごき加工を前記元板厚からの板厚減少率が 35— 55%の範囲内となる加工量で行うことができる。複合しごきダイとして構成されている第 1しごきダイにおいては、厚肉が減少する前のより肉厚の金属板及び榭脂被膜層につヽては加工量を大きくできるので、先行側しごきダイによる加工量を後続側しごきダイによる加工量の半分以上とするのが好ましい

[0017] この合成樹脂被覆金属缶体の製造方法及び装置にお!、て、前記金属板は、アルミニゥム板とすることができる。表面に合成樹脂が被覆された金属板をしごき加工するときの、その金属層に対する合成樹脂被覆層の成形性向上作用は、スチールと比較して機械的特性が劣るアルミニウムに対して特に効果的である。

[0018] この合成樹脂被覆金属缶体の製造方法及び装置にお!ヽて、前記熱可塑性榭脂は、 1. 45— 11. 8GPaの引張り弾性率を有することが好ましい。熱可塑性榭脂の引張り弾性率を上記の範囲に定めることにより、しごき加工を受ける金属層に対する合成榭脂被覆層の補強作用を十分に発揮させることができる。熱可塑性榭脂の引張り弾性率が範囲外であると、破胴発生率が高くなり、熱可塑性榭脂層に一部剥離や缶内面における金属露出が観察される。

[0019] この合成樹脂被覆金属缶体の製造方法及び装置にお!ヽて、前記熱可塑性榭脂は、ポリエステル榭脂とすることができる。熱可塑性榭脂は、上記の特性や補強作用を考慮すると、ポリエステル榭脂が好ましいが、その他の榭脂として、ポリプロピレンやナイロンとすることもできる。

[0020] この合成樹脂被覆金属缶体の製造方法及び装置にお!ヽて、前記熱可塑性榭脂は、前記金属板に対して、前記金属缶胴の内面側となる側で 5— 50 m厚で、且つ前記金属缶胴の外面側となる側で 3— 50 m厚で被覆されていることが好ましい。熱可塑性榭脂の膜厚が上記の範囲外である場合には、熱可塑性榭脂に金属面からの一部又は大きな剥離が観察される。

発明の効果

[0021] この発明による合成樹脂被覆金属缶体の製造方法及び装置は、上記のように構成されて、るので、内外両面に熱可塑性榭脂が被覆されて、るカップ体の側壁部に対してパンチと協働して施される第 1しごき加ェでは、第 1しごきダイによって元板厚からの板厚減少率が 35— 55%の範囲内となる加工量で、その後、第 1しごき力卩ェが行われた側壁部に対して第 2しごきダイによる第 2しごき加工では、元板厚からの板厚減少率が 60— 75%の範囲内となる加工量で行われる。熱可塑性榭脂の被膜層が金属胴部であるカップ体の側壁部の破損 (破胴）を防止する方向に作用するので、板厚減少率が大きヽ加工量でしごき加工を行っても、カップ体に破胴現象が発生するのを回避することができ良品質を維持するしごき加工が可能であり、良品質が維持された脂被覆金属缶体を得ることができる。したがって、しごき加工に対する加工制限が緩和されると共に、しごき力卩ェの段数が減少するので、加工エネルギーの削減、加工時間の短縮等が実現され、高速製缶を可能にすることができる。更に、製造装置においては、しごき力卩ェの段数が減少することに対応して、しごき加工用のパンチのストロークを短縮することができるので、絞りしごき加工装置の小型ィ匕、省スペースの効果が得られる。

図面の簡単な説明

[0022] [図 1]この発明による合成樹脂被覆金属缶体の製造方法によって合成樹脂被覆金属缶体を製造する工程の一例、及びこの発明による合成樹脂被覆金属缶体の製造装置の一例を示す概略図である。

[図 2]この合成樹脂被覆金属缶体の製造方法及び装置の別の実施の態様を示す図である。

[図 3]従来の、アルミニウム板等の金属板を深絞り'しごき加工することによる金属缶の製造工程及び製造装置の一例の概要を示す図である。

符号の説明

[0023] 1 榭脂被覆アルミニウム板 2 アルミニウム板

3 アルミニウム板 2の内面 4 アルミニウム板 2の外面

5, 6 熱可塑性榭脂被膜

10 合成樹脂被覆金属缶体の製造装置 11 パンチ

12 ブランクホルダー 13 リドロダイ

14, 34 第 1しごきダイ

14a 先行側しごきダイ 14b 後続側しごきダイ

15, 35 第 2しごきダイ 17 ストリッパー 20 リドロ工程缶 21 第 1工程缶

22 第 2工程缶

C, C カップ

L0 リドロ工程缶 20の長さ L1 第 1工程缶 21の長さ

発明を実施するための最良の形態

[0024] 以下、添付した図面に基づいて、この発明による合成樹脂被覆金属缶体の製造方法及び装置の実施の形態を説明する。図 1はこの発明による合成樹脂被覆金属缶体の製造方法によって合成樹脂被覆金属缶体を製造する工程の一例、及びこの発明による合成樹脂被覆金属缶体の製造装置の一例を示す概略図である。図 1に示す実施の態様では、缶底と一体に形成された缶本体及び蓋体から成る所謂 2ピース缶の缶本体を製造する工程の一部（しごき加工工程）が示されて、る。

[0025] 図 1に示す合成樹脂被覆金属缶体の製造装置にお!ヽて、絞り ·しごき加工を受ける金属板は、カップ C'の一部断面を拡大して示すように、アルミニウム板 2と、その両面 3, 4に被膜処理が施された熱可塑性榭脂被膜 5, 6とから成る平らな榭脂被覆アルミ -ゥム板 1である。榭脂被覆アルミニウム板 1は、通常、図示しないカツビングプレスで打ち抜、た浅、カップ形状のカップ c 'で絞り ·しごき加工装置に供給される。熱可塑性榭脂被膜 5, 6は、後述する成形性向上作用を考慮するとポリエステル榭脂とすることが好ましいが、各条件を満たすその他の熱可塑性榭脂として、ポリエステル榭脂、ポリエステルエラストマ一、ポリプロピレン、ナイロン等が挙げられる。引っ張り弾性率が 1. 45— 11. 8GPaである熱可塑性有機榭脂は、アルミニウム板 2に対して金属缶月同の内面 3となる側で、 5— 50 m厚の被膜 5として施されており、金属缶胴の外面 4となる側で、 3— 50 m厚の被膜 6として施されている。アルミニウム板 1と合成榭脂被膜 5, 6との組み合わせる際に、被膜厚さと引張り弾性率を上記の範囲に定め、アルミニウム板との密着力を 200gZl5mm幅以上となるように設けるときには、金属板材料をしごき加工するときの合成樹脂被膜層としての成形性向上作用は、機械的特性が比較的に劣るアルミニウムに対して特に効果的であることが判明している。熱可塑性榭脂の引張り弾性率やアルミニウム板との密着力が範囲外であると、破胴発生率が高くなり、熱可塑性榭脂層に一部剥離や缶内面における金属露出が観察される。

[0026] 図 1に示すように、両面に熱可塑性榭脂被膜 5, 6を有する榭脂被覆アルミニウム板を図示しないプレスで絞り成形したカップ C'は、先ず、合成樹脂被覆金属缶体の製造装置（以下、単に「製造装置」と略す） 10によって絞り加工を施すことにより、リドロ缶体 20に形成される。その後、製造装置 10は、後述するパンチ 11と複数のしごきダィ 14, 15を用いてリドロ缶体 20の側壁部にしごき力卩ェを施すことにより、 1ストロークで且つドライ状態で、合成樹脂被覆金属缶胴を製造する。図 1においては、図 3の場合と同様に、各工程缶 20— 22をその中心軸線より上半分のみを示す。

[0027] 図 1に示す製造装置 10は、図 3に示した従来の製造装置と同様に、それぞれが中心軸線を同じにして並べて配設されて、る円筒状のパンチ 11、パンチ 11が嵌入可能な円筒状のブランクホルダー 12、ブランクホルダー 12に加工方向先方側に近接して配設された環状のリドロダイ 13、リドロダイ 13の加工方向先方側に向かって間隔を置いて順次配置された第 1しごきダイ 14、第 2しごきダイ 15及びストリッパー 17を備えている。パンチ 11は、ブランクホルダー 12及びリドロダイ 13を貫通して前進するときに、ブランクホルダー 12とリドロダイ 13とによって環状に挟まれて保持された榭脂被覆アルミニウム板 1 (カップ C' )を (再)絞り成形することで、リドロ工程缶 20に成形する。リドロ工程缶 20をパンチ 11で押し込んでいくときに、リドロ工程缶 20の側壁部は第 1しごきダイ 14、及び第 2しごきダイ 15によって順次しごき加工が施され、それぞれ、榭脂被覆とともに金属肉が延ばされて順次、薄肉化と缶長さを長くした第 1工程缶 21 、第 2工程缶 22 (金属缶胴）に成形される。

[0028] 第 1しごきダイ 14は、リドロダイ 13からリドロ工程缶 20の長さ（正確には側壁部の長さ) LO、又はそれよりも僅かに長い距離を置いて配置されている。第 1しごきダイ 14は、パンチ 11と協働して、榭脂被覆アルミニウム板 1からなるカップ C'を元板厚からの板厚減少率が 35— 55%の範囲内となる加工量で第 1しごき加工を行う。ここでは、板厚減少率は元板厚からの減少率として定義されている。第 1しごきダイ 14が行う第 1加工量は、第 2しごきダイによる第 2カ卩ェ量と比較して大きなカ卩ェ量に設定されてヽる。図 1に示す実施の形態においては、第 1しごきダイ 14は、しごき加工方向、即ち、中心軸線方向に互いに密着して並んで配置された二つのしごきダイ (先行側しごきダイ 14a、後続側しごきダイ 14b)カゝら成る複合しごきダイとして構成されている。この構成によって、第 1しごきダイ 14が行うしごき加工を各しごきダイ 14a、 14bに分担させることができる。このとき、熱可塑性榭脂被膜 5, 6が破胴、即ち、金属胴部である力ップ体の側壁部の破損を防止する方向に作用する。したがって、板厚減少率が大きい加工量でしごき加工を行っても、リドロ工程缶 20に破胴現象を生じることなく品質が維持されたしごき加工が可能となるので、しごき加工の加工条件の緩和が図られる

[0029] 図 1に示す実施の態様にぉ、て、先行側しごきダイ 14aと後続側しごきダイ 14bとの加工量の配分にっ、ては、先行側しごきダイ 14aによる側壁部の元板厚力の板厚減少率を 18— 40%の範囲内の加工量とし、後続側しごきダイ 14bによる側壁部の元板厚からの板厚減少率を 35— 55%の範囲内の加工量とすることができる。複合しごきダイとして構成されている第 1しごきダイ 14においては、厚肉が減少する前のより肉厚の側壁部及び榭脂被膜層につ、ては加工量を大きくできるので、先行側しごきダィ 14aによる加工量を後続側しごきダイ 14bによる加工量の半分以上とするのが好ましい。

[0030] 第 2しごきダイ 15は、第 1しごきダイ 14から第 1工程缶 21の長さ（正確には側壁部の長さ） L1又はそれを僅かに超える距離を置いて配置されている。したがって、第 1ェ程缶 21は第 1しごきダイ 14を通過した直後に先頭部分力も第 2しごきダイ 15を通過開始し、第 1しごき加工が行われた側壁部に対して第 2しごきダイによって第 2しごき加工が行われる。第 1しごき加工と第 2しごき加工とが同時に行われることはなぐ過大な衝撃荷重が缶やパンチ 11に作用することはない。第 2しごきダイ 15は、第 1工程缶 21の側壁部に対して、パンチ 11と協働して元板厚からの板厚減少率が 60— 75 %の範囲内の加工量で第 2しごき力卩ェを行う。第 2しごきダイ 15については、第 1しごきダイ 14と同様に複合しごきダイとすることもできる力第 1しごきダイ 14による加工量よりも少ない加工量を持ち、また、金属缶体の偏肉等を調整し製品品質を維持するためにも、単独しごきダイとして構成するのが好ましい。

[0031] 第 1しごきダイ 14における加工量と、第 2しごきダイ 15による加工量は、それぞれ板厚減少率として 35%— 55%、 60%— 75%の各範囲内になるように、側壁部をしごき加工できることが、実際にも確認された。即ち、合成樹脂被膜層が存在していることによって、しごき加工に対する加工制限が緩和され、大きい加工量でしごき加工を行つても破胴現象の発生を回避できることが確認された。従来はしごき加工に 3個のしごきダイ 54, 55, 56 (図 3参照）を用いていたが、必要なしごきダイを第 1しごきダイ 14と第 2しごきダイ 15の 2個とすることができる。その結果、しごき加工段数の減少、加工エネルギーの削減、加工時間の短縮等が実現され、高速製缶が可能となる。更に、製造装置 10においては、両しごきダイ 14, 15間の距離が最小限に短縮ィ匕されると共にしごき加工の段数が減少することに対応してカ卩ェ用のパンチのストロークを短縮することができるので、製造装置 10を小型化し、設置面積を省スペース化し、加工速度等にお、ても高速ィ匕を図ることができる。

[0032] 図 2は、この発明による合成樹脂被覆金属缶体の製造方法及び装置についての別の実施の態様を示す図である。図 2に示す実施の態様は、第 1しごきダイの構成が異なる以外、格別の構成上の相違がないので、同じ機能を奏する構成要素には同じ符号を付して重複する説明を省略する。図 2に示す実施の態様では、第 1しごきダイ 34 及び第 2しごきダイ 35は、それぞれ、 1つのリング状のしごきダイ、即ち、しごき加工を単独で行う単独しごきダイとして構成されている。第 1しごきダイ 34は、元板厚からの板厚減少率が 35— 55%の範囲内となる第 1加工量で第 1しごき加工を行うことができる。第 2しごきダイ 35による第 2加工量は、元板厚からの板厚減少率が 60— 75% の範囲内であって第 1加工量よりも少なぐまた図 1に示す実施の態様と同様、偏肉等を調整し製品品質を維持するため、第 2しごきダイ 35も単独しごきダイとして構成することが好ましい。

[0033] 表 1には、この発明による合成樹脂被覆金属缶体の製造についての実施例 1一 16 と比較例 1一 12とについてしごき加工を行った試験の条件と評価結果とが掲載されている。表 1の横方向の項目は、缶サイズ、ツール'成形条件、有機榭脂被膜及び評価結果である。缶サイズは缶径が 211 (呼び径）、蓋径が 204 (呼び径）、缶ハイトが 1 22mmの 350ml缶、及び 167mmの 500ml缶である。ツール'成形条件の項目は、パンチストローク、 1番目のしごき形態、複合しごきダイによる各板厚減少率、及び最終しごきダイによる板厚減少率の小項目から成る。有機榭脂被膜の項目は、種類、厚み、引張り弾性及び内面樹脂の密着力の小項目から成る。榭脂被覆の金属缶体は、被覆された合成樹脂フィルム被膜が傷ついたり、ピンホール等の被膜損傷が生じ易いので、耐食性、フレーバー性等の品質を確保するには、製造中に被膜損傷が生じないようにする必要がある。そのため、評価結果については、破胴発生率、ロールバック (成形終了後の缶をパンチ力も抜く際に開口端近傍に発生する座屈）、有機榭脂被覆材の剥離、及び缶内面金属露出の観点で評価がなされている。

[表 1]

合成樹脂被覆金属缶体の製造試験の条件と評価結果

通常、単独しごきを実施する場合，ボディメーカのストローク長さは 3 5 O m 1缶で 2 4インチ， 500 m 1缶で 2 6インチを必要とする。

きした例である。その他、上記項目について、表 1に掲載のとおりであって本発明で定められている範囲内の数値である。各実施例についての評価結果に関しては、破胴発生率はいずれの例もゼロであり、ロールバックの発生は無いか、発生していても微小な状態であり、有機榭脂被覆材の剥離についてはその発生が認められず、缶内面金属露出においてもエナメルレーター測定で 0. OOmAと観察可能以下となっている。

[0035] これに対して、比較例 1は、 1番目のしごきダイが単独（図 2に示す実施の態様に相当）で板厚減少率 (31%)を本発明で定められている範囲（35%— 55%)よりも小さくした例である。評価結果では缶の開口端部での座屈であるロールバックの発生が認められ、缶内面金属露出も 0. 12mAとあるように有意の値が認められた。

比較例 2は、 1番目のしごきダイが単独であるが、最終しごきダイによる板厚減少率 ( 77%)が本発明で定められている範囲よりも大きい場合の例である。評価結果では 1 00%の破胴発生率が認められた。

比較例 3及び比較例 4は、 1番目のしごきダイが単独で且つ板厚減少率を 17%、 1 3%とされて、るように比較例 1よりも更に低下させた場合の例である。 V、ずれもロールバックの発生が認められ、破胴発生率につ、ても比較例 4で 30%と認められた。缶内面金属露出については、板厚減少率を下げるほど高い数値として観察された。

[0036] 比較例 5—比較例 8は、有機榭脂被覆を施さな!/、場合の例である。比較例 5におヽては、更に、 1番目のしごきダイが単独しごきダイであり且つ板厚減少率（27%)を本発明で定められている範囲（35%— 55%)よりも小さくした例である。評価結果については、破胴発生率が 30%であり、且つロールバックの発生も認められた。比較例 6 においては、 1番目のしごきダイが単独しごきダイであるが、有機榭脂被覆を施さない以外は本発明の条件内の例である。評価結果については、破胴発生率が 820ppm であると認められた。また、比較例 7においては、 1番目のしごきダイを複合しごきダイとしているが、有機榭脂被覆を施さない以外は本発明の条件内の例である。評価結果については、破胴発生率が 71 Oppmであると認められた。更に、比較例 8は、現行の 3つの単独しごきダイを用いているが、有機榭脂被覆を施さない以外は本発明の条件内の例である。この場合、パンチストローク長さを本願の実施例よりも長くする必要がある。評価結果については、破胴発生率が 5ppmであると認められた。

[0037] 比較例 9以下の比較例にすべてにぉ、て、 1番目のしごきダイは複合しごきダイとされている。比較例 9は有機榭脂被膜をエポキシフエノール塗料 (以下、 EZP塗料と略記する）（内外面に被膜厚み 20Z20 m)とした場合の例である。この場合の評価結果は、破胴発生率が 2. 5%であり、ロールバックの発生も認められ、 EZP塗料の剥離面積も大きぐ缶内面の金属露出も 132mAと最大の値が観察された。

比較例 10は、複合しごきダイのうち後続側しごきダイ 14bによる板厚減少率 (60%) を本発明で定められている範囲（35%— 55%)よりも大きくした例であるが、評価結果においては、 0. 2%の破胴発生率、 1. 2mAの缶内面金属露出が認められた。比較例 11は、最終しごきダイ (第 2しごきダイ）による板厚減少率を本発明で定められている範囲よりも大きくした (77%)例であるが、評価結果においては、破胴発生率が 100%発生し、ロールバックの発生も認められた。

比較例 12は、複合しごきダイのうち後続側しごきダイ 14bによる板厚減少率（27%) を本発明で定められている範囲（35%— 55%)よりも小さくした例であるが、評価結果においては、破胴発生率が 10%発生し、ロールバックの発生も認められた。また、 2. 4mAの缶内面金属露出が認められた。

[0038] 実施例 10は、有機榭脂被膜の引張り弾性率（12. OGPa)を本発明で定められている好適範囲（1. 45GPa— 11. 8GPa)よりも大きくした例である。この場合、破月同発生率力 S200ppmであり、ロールバックは発生しなかった。

実施例 11は、有機榭脂被膜の内面樹脂の密着力（180gZl5mm幅)を本発明で定められている好適範囲（200gZl5mm幅)よりも小さくした例である。この場合、有機榭脂材料の一部に剥離が発生しており、 5mAの缶内面の金属露出も観察された実施例 12及び実施例 13は、有機榭脂被膜がポリエチレンとポリプロピレンとで異なる力引張り弾性率 (それぞれ 0. 52GPa、 0. 75GPa)を本発明で定められている好適範囲（1. 45GPa— 11. 8GPa)より小さくした場合の例である。この場合、破月同発生率がそれぞれ 150ppm、 lOOppmであり、両例とも軽微なロールバックの発生が認められ、缶内面の金属露出はそれぞれ 2. 5mA、 4. 4mAが観察された。更に、実施例 14一実施例 16は、有機榭脂被膜の厚さを内面 Z外面でそれぞれ 3 Zl6、 16/2, 55Ζ55 /ζ πιで施し、本発明で定められている好適範囲（5— 50 m Z3— 50 /z m)を外した場合の例である。この場合、実施例 14及び実施例 15では破胴発生率がそれぞれ 10ppm、 20ppmであり、缶内面の金属露出もそれぞれ 5. 5m A、 3. OmAが観察された。実施例 16では、破胴発生率 30ppm、軽微なロールバック、及び 0. 6mAの缶内面金属露出が観察された。

産業上の利用可能性

この発明による実施の形態では、榭脂被覆したアルミニウム板の絞り ·しごき加工による製缶について説明した力他の金属、例えば、スチール缶の場合でも同様の効果を期待することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 両面に熱可塑性榭脂を被覆した金属板をカップ体に絞り成形した後、パンチと複数のしごきダイを用いて前記カップ体の側壁部にしごき加工を施すことにより金属缶胴を製造する方法において、前記しごき加工は、前記カップ体の前記側壁部に対して第 1しごきダイによって元板厚からの板厚減少率が 35— 55%の範囲内となる加工量で行われる第 1しごき加工と、前記第 1しごき加工が行われた前記側壁部に対して第 2しごきダイによって前記元板厚からの板厚減少率が 60— 75%の範囲内となる加ェ量で行われる第 2しごき加工とから成ることを特徴とする合成樹脂被覆金属缶体の製造方法。

[2] 前記第 1しごきダイ及び前記第 2しごきダイは、それぞれ単独しごきダイであることから成る請求項 1に記載の合成樹脂被覆金属缶体の製造方法。

[3] 前記第 1しごきダイ及び前記第 2しごきダイのうち、少なくとも前記第 1しごきダイは、しごき加工方向に並設された先行側しごきダイと後続側しごきダイとから成る複合しごきダイであることから成る請求項 1に記載の合成樹脂被覆金属缶体の製造方法。

[4] 前記先行側しごきダイによる前記側壁部のしごき加工は前記元板厚からの板厚減少率が 18— 40%の範囲内となる加工量で行われ、前記後続側しごきダイによる前記側壁部のしごき加工は前記元板厚からの板厚減少率が 35— 55%の範囲内となる加工量で行われることから成る請求項 3に記載の合成樹脂被覆金属缶体の製造方法。

[5] 前記金属板は、アルミニウム板であることから成る請求項 1一 4のいずれか 1項に記載の合成樹脂被覆金属缶体の製造方法。

[6] 前記熱可塑性榭脂は、 1. 45— 11. 8GPaの引張り弾性率を有することから成る請求項 1一 4のいずれか 1項に記載の合成樹脂被覆金属缶体の製造方法。

[7] 前記熱可塑性榭脂は、ポリエステル榭脂であることから成る請求項 6に記載の合成榭脂被覆金属缶体の製造方法。

[8] 前記熱可塑性榭脂は、前記金属板に対して、前記金属缶胴の内面側となる側で 5 一 50 μ m厚で、且つ前記金属缶胴の外面側となる側で 3— 50 μ m厚で被覆されていることから成る請求項 1一 4のいずれか 1項に記載の合成樹脂被覆金属缶体の製造方法。

[9] 両面に熱可塑性榭脂を被覆した金属板を絞り成形して得られたカップ体の側壁部をパンチと複数のしごきダイを用いてしごき加工を施すことにより金属缶胴を製造する装置において、前記複数のしごきダイは、元板厚からの板厚減少率が 35— 55%の範囲内となる加工量で第 1しごき加工を行う第 1しごきダイと、前記第 1しごきダイから前記第 1しごき加工で得られる金属缶胴の長さ又はその長さを僅かに超える距離を置いて配置され且つ前記第 1しごき加工が行われた前記側壁部に対して前記元板厚からの板厚減少率が 60— 75%の範囲内となる加工量で第 2しごき加工を行う第 2 しごきダイとから成ることを特徴とする合成樹脂被覆金属缶体の製造装置。

[10] 前記第 1しごきダイ及び前記第 2しごきダイは、それぞれ単独しごきダイであることから成る請求項 9に記載の合成樹脂被覆金属缶体の製造装置。

[11] 前記第 1しごきダイ及び前記第 2しごきダイのうち、少なくとも前記第 1しごきダイは、しごき加工方向に並設された先行側しごきダイと後続側しごきダイとから成る複合しごきダイであることから成る請求項 9に記載の合成樹脂被覆金属缶体の製造装置。

[12] 前記先行側しごきダイによる前記側壁部のしごき加工は前記元板厚からの板厚減少率が 18— 40%の範囲内となる加工量で行われ、前記後続側しごきダイによる前記側壁部のしごき加工は前記元板厚からの板厚減少率が 35— 55%の範囲内となる加工量で行われることから成る請求項 11に記載の合成樹脂被覆金属缶体の製造装置。

[13] 前記金属板は、アルミニウム板であることから成る請求項 9一 12のいずれか 1項に記載の合成樹脂被覆金属缶体の製造装置。

[14] 前記熱可塑性榭脂は、 1. 45— 11. 8GPaの引張り弾性率を有することから成る請求項 9一 12のいずれか 1項に記載の合成樹脂被覆金属缶体の製造装置。

[15] 前記熱可塑性榭脂は、ポリエステル榭脂であることから成る請求項 14に記載の合成榭脂被覆金属缶体の製造装置。

[16] 前記熱可塑性榭脂は、前記金属板に対して、前記金属缶胴の内面側となる側で 5 一 50 μ m厚で、且つ前記金属缶胴の外面側となる側で 3— 50 μ m厚で被覆されていることから成る請求項 9一 12のいずれか 1項に記載の合成樹脂被覆金属缶体の製造装置。