JP2559748B2 - Method for cold stretch forming of resin laminated aluminum foil - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、食品、化粧品、電子部品等の包装用容器
等の製造に際して、アルミニウム箔の少なくとも片面に
樹脂フィルムが積層された樹脂ラミネートアルミニウム
箔を材料とし、ポンチを使用して冷間張出し成形を行う
場合の成形加工方法に関する。The present invention relates to a resin-laminated aluminum foil in which a resin film is laminated on at least one side of an aluminum foil when manufacturing containers for packaging foods, cosmetics, electronic parts and the like. The present invention relates to a forming method when cold stretch forming is performed using a punch.

従来の技術 従来、前記のような用途のための皺なし容器の最も一
般的なものとしては、厚さ100μｍ前後のアルミニウム
箔を用いた深絞り成形品とか、あるいは合成樹脂成形品
が知られている。しかしながら、前者の深絞り成形品
は、生産性が悪いのみならず、厚箔を使用するためにコ
ストも高くつく難点がある。また後者の樹脂成形品は、
水分、酸素、光等のバリヤー性に劣るという固有の難点
がある。2. Description of the Related Art Conventionally, the most common wrinkle-free container for the above-mentioned applications is a deep-drawing molded product using an aluminum foil having a thickness of about 100 μm, or a synthetic resin molded product. There is. However, the former deep-drawing molded product is not only poor in productivity, but also has a drawback that the cost is high because a thick foil is used. The latter resin molded product is
There is an inherent difficulty in that the barrier properties against moisture, oxygen, light, etc. are poor.

そこで、これらの問題に対処するため、最近では、厚
さ30〜50μｍ程度のアルミニウム箔に樹脂フィルムを積
層した樹脂ラミネートアルミニウム箔を用いて、これを
冷間張出し成形により連続的に所定深さの容器に成形す
る方法が注目されている。Therefore, in order to deal with these problems, recently, a resin-laminated aluminum foil obtained by laminating a resin film on an aluminum foil having a thickness of about 30 to 50 μm is used, and this is continuously stretched to a predetermined depth by cold stretch forming. Attention has been focused on a method of forming a container.

この場合、上記の成形は、限界成形高さをできるだけ
高いものとなしうることが要請される。このような要請
に対処するための方策として、成形素材の選択、改善は
もちろん極めて重要なことであるが、一方において成形
方法、成形条件も成形高さに支配的な影響を及ぼす。こ
こに成形方法の選択として、単に成形深さを深くする目
的のためには応力が成形材料の全体に均一に付加される
真空成形、あるいは空気、油によるバルジ成形等が好ま
しいが、いずれも生産性、形状選択の自由性に劣る欠点
がある。そこで、生産性に優れる成形方法として、ポン
チによる張出し成形法の採用が最も有望視されるところ
である。In this case, the above-mentioned molding is required to have the maximum molding height as high as possible. As a measure for coping with such demands, it is of course extremely important to select and improve the molding material, but on the other hand, the molding method and molding conditions also have a dominant influence on the molding height. Here, as the selection of the molding method, for the purpose of simply increasing the molding depth, vacuum molding in which stress is uniformly applied to the entire molding material, or bulge molding with air or oil is preferable. However, there is a drawback that the flexibility and shape selection are inferior. Therefore, it is most promising to adopt the stretch molding method using a punch as a molding method having excellent productivity.

かかるポンチによる張出し成形においても、可及的成
形高さの高い成形を可能とするためには、材料全体を均
一に変形させることが必要である。Even in the stretch forming using the punch, it is necessary to uniformly deform the entire material in order to enable the forming with the highest forming height.

発明が解決しようとする問題点 ところが、従来のポンチによる張出し成形加工方法で
は、いずれも材料を局部的に変形させるにとどまってお
り、材料全体を均一に変形させることは困難であった。
即ち、可及的成形高さを高くするために、ポンチ天面の
摩擦係数と成形高さとの関係や、ポンチの大きさと成形
高さとの関係等について種々研究がなされているが、例
えばポンチ天面の滑り抵抗の大きなポンチを使うと、材
料の歪分布を示す第２図（ロ）のように、ポンチとダイ
のクリアランス部で大きな変形を生じ、ポンチ天面部で
はほとんど変形を生じないものとなる。逆に滑り抵抗が
小さいポンチを使うと、同図（イ）のようにポンチ天面
部で大きな変形が得られ、ポンチとダイのクリアランス
部では変形量が少ないものとなる。また、摩擦係数の小
さいポンチであってもポンチ径が30mmでは（イ）のパタ
ーンとなり、ポンチ径が70mmでは（ロ）のパターンとな
る。The problems to be solved by the invention, however, all of the conventional punching methods using punches only locally deform the material, and it is difficult to uniformly deform the entire material.
That is, in order to increase the forming height as much as possible, various studies have been conducted on the relationship between the coefficient of friction of the punch top surface and the forming height, the relationship between the punch size and the forming height, etc. If a punch with a large slip resistance on the surface is used, as shown in Fig. 2 (b), which shows the strain distribution of the material, a large deformation occurs at the clearance between the punch and the die, and almost no deformation occurs at the top surface of the punch. Become. On the contrary, when a punch with a small slip resistance is used, a large deformation is obtained at the punch top surface portion as shown in FIG. 4 (a), and the deformation amount is small at the clearance portion between the punch and the die. In addition, even if the punch has a small coefficient of friction, the punch diameter is 30 mm, and the punch diameter is 70 mm, and the punch diameter is 70 mm.

このように、従来の加工法では、材料の天面部あるい
はポンチとダイのクリアランス部のいずれかが大きな変
形を受けるのみであり、成形高さを高くするには限界が
あった。As described above, in the conventional processing method, only the top surface portion of the material or the clearance portion between the punch and the die is greatly deformed, and there is a limit to increase the molding height.

この発明はかかる技術的背景に鑑みてなされたもので
あって、ポンチ使用による張出し成形加工方法において
より高い成形高さを得ることを目的とするものである。The present invention has been made in view of the above technical background, and an object thereof is to obtain a higher forming height in an overhang forming method using a punch.

問題点を解決するための手段 上記目的において、この発明は、まずポンチ天面部に
おいて材料に大きな変形を与え、その後ポンチとダイの
クリアランス部即ち上記工程により得られた成形体の側
壁部に大きな変形を与えること、換言すれば同一材料に
対し第２図に示す（イ）と（ロ）の変形を段階的に与え
ることにより、材料全体を均一に変形せしめ、もって大
きな成形高さを得ることを可能とするものである。MEANS FOR SOLVING THE PROBLEMS In the above object, the present invention gives a large deformation to the material at the punch top surface portion, and then to the clearance portion between the punch and the die, that is, the side wall portion of the molded product obtained by the above process. In other words, by applying the deformations of (a) and (b) shown in FIG. 2 to the same material in a stepwise manner, it is possible to uniformly deform the entire material and obtain a large forming height. It is possible.

即ちこの発明は、アルミニウム箔の少なくとも片面に
樹脂フィルムが積層された樹脂ラミネートアルミニウム
箔を素板としてポンチによる張出し成形を行うに際し、
まずポンチ天面部において素板に大きな変形を与える前
段加工を実施し、その後該前段加工により得られた成形
体の側壁部において大きな変形を与える後段加工を実施
することを特徴とする樹脂ラミネートアルミニウム箔の
冷間張出し成形加工方法を要旨とする。That is, the present invention, when performing stretch forming by punching using a resin-laminated aluminum foil having a resin film laminated on at least one surface of the aluminum foil as a blank,
First, a resin-laminated aluminum foil is characterized in that first-stage processing is performed on the top surface of the punch to give a large deformation to the base plate, and then second-stage processing is performed to give a large deformation to the side wall of the molded body obtained by the first-stage processing. The gist is the cold stretch forming method.

素板として用いる樹脂ラミネートアルミニウム箔とし
ては、厚さ30〜50μｍ程度のアルミニウム箔の片面また
は両面に、塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリ
エチレン樹脂等よりなる樹脂フィルムを積層一体化した
ものが一般的であり、その樹脂フィルム面側をポンチに
当接させて張出し成形を行うものである。The resin-laminated aluminum foil used as the base plate is generally one in which a resin film made of vinyl chloride resin, polypropylene resin, polyethylene resin or the like is laminated and integrated on one or both sides of an aluminum foil having a thickness of about 30 to 50 μm. In this case, the resin film surface side is brought into contact with the punch to perform stretch molding.

この発明において、ポンチ天面における素板の変形を
先に与え、成形体の側壁部における変形を後に与えるの
は、逆の順序で張出し成形加工を行うと、ポンチ天面部
が十分変形する前に素板の破断が起こり、結果的に成形
高さを高くすることができないからであり、ポンチ天面
における素板の変形を先に与えることで良好な結果が得
られるからである。In the present invention, the deformation of the blank plate on the punch top surface is given first, and the deformation of the side wall portion of the formed body is given later, when the overhang forming process is performed in the reverse order before the punch top surface portion is sufficiently deformed. This is because breakage of the blank occurs, and as a result, the forming height cannot be increased, and good results can be obtained by first deforming the blank on the punch top surface.

ここで、ポンチ天面において素板に変形を生じさせる
ためには、素板とポンチ天面部との間に作用する滑り抵
抗を可及的小さくして両者間に良好な滑り性を確保する
ことが必要である。従って前段加工方法の具体例として
は、ポンチ天面の面積が小さい場合には材質的に摩擦係
数の小さい４フッ化エチレン樹脂製、即ちいわゆるテフ
ロン（商品名…以下同じ）製のポンチを用いて成形を行
う方法とか、ポンチ天面の面積が大きい場合は、滑り抵
抗を小さくするため天面部にテーパーを形成したポンチ
や、天面部に凹部を設けて素板との接触面積を少なくし
たポンチを用いる等の方法を挙げうる。Here, in order to cause the blank plate to deform on the punch top surface, the slip resistance acting between the blank plate and the punch top surface portion should be made as small as possible to ensure good slipperiness between them. is necessary. Therefore, as a specific example of the first-stage processing method, when the area of the top surface of the punch is small, a punch made of tetrafluoroethylene resin having a small friction coefficient in terms of material, that is, a so-called Teflon (trade name ... the same hereinafter) is used. If the surface area of the punch top surface is large, such as the method of forming, punches with a taper on the top surface to reduce slip resistance, or punches with a recess in the top surface to reduce the contact area with the base plate A method such as use may be mentioned.

一方、後段加工方法において、前段加工により容器状
に成形された成形体の側壁部において素板を変形させる
ためには、ポンチ天面部における素板の変形をもはや阻
止状態に拘束して成形加工を遂行する必要がある。この
ための具体的方法としては、表面が荒れた摩擦係数の大
きいスティール製のポンチを使用することで天面部分に
摩擦力による拘束力を加えつつ成形加工を行うとか、第
１図に示すように、天面の摩擦係数の小さなポンチ
（１）により前段成形加工を実施したのち、ポンチ天面
（1a）と対向状態に配置された当て材（２）をポンチに
押し当てて、素板（３）をポンチ（１）と当て材（２）
とで挟んで素板の天面部（3a）に拘束力を加えつつその
まま成形加工を遂行し素板の側壁部（3b）を変形させる
方法等を挙げうる。前記当て材（２）はゴム質の弾性体
で形成するのが、素板の損傷を招くことなく全体に均一
な押圧力を付与しうる等の点で好ましい。なお第１図に
おいて、（４）はダイ、（５）はしわ押えである。上記
のいずれの方法を採用しても良いが、当て材（２）とポ
ンチ（１）とで拘束力を加えつつ後段加工を行うのが、
前後段加工を通じてポンチ取替えを不要とし、連続的に
成形を行いうる点で好ましい。On the other hand, in the latter-stage processing method, in order to deform the blank plate on the side wall of the molded body formed in the container shape by the former-stage machining, the deformation of the blank plate at the punch top surface portion is restrained to a blocked state and the molding process is performed. We need to carry it out. As a specific method for this, a steel punch having a rough surface and a large friction coefficient is used to perform the molding process while applying a restraining force due to a frictional force to the top surface portion, as shown in FIG. Then, after performing the pre-stage forming process with the punch (1) having a small coefficient of friction on the top surface, the backing material (2) arranged so as to face the punch top surface (1a) is pressed against the punch, and the blank plate ( 3) Punch (1) and patch (2)
A method of deforming the side wall portion (3b) of the raw plate by sandwiching it with and applying a restraining force to the top surface portion (3a) of the raw plate while directly performing the forming process can be mentioned. It is preferable that the backing material (2) is formed of a rubber-like elastic body in that uniform pressing force can be applied to the whole without causing damage to the base plate. In FIG. 1, (4) is a die and (5) is a wrinkle retainer. Although any of the above methods may be adopted, the latter step is performed while applying a restraining force between the pad material (2) and the punch (1).
It is preferable in that punch replacement is not necessary through front and rear processing, and continuous molding can be performed.

またこの発明では、前段加工をポンチを取り替えて２
回以上の加工により行うものとしても良く、同じく後段
加工を２回以上の加工により行うものとしても良い。In addition, in this invention, the punch is replaced by 2
It may be performed by machining more than once, and similarly, the post-stage machining may be performed by machining twice or more.

発明の効果 以上説明したように、この発明に係る張出し成形加工
方法は、まずポンチ天面部において素板に大きな変形を
与える前段加工を実施し、その後該前段加工により得ら
れた成形体の側壁部において大きな変形を与える後段加
工を実施するものであるから、素板の全体にわたって均
一な変形を付与することができ、限界成形高さを最大限
に大きくとることが可能となり、ひいては成形の自由性
の増大、成形歩留りの向上を図ることができる効果を奏
する。EFFECTS OF THE INVENTION As described above, in the overhang forming method according to the present invention, first, the pre-stage processing that gives a large deformation to the blank at the punch top surface portion is performed, and then the side wall portion of the formed body obtained by the pre-stage processing. Since the post-stage processing that gives a large amount of deformation is performed, it is possible to give a uniform deformation over the entire blank, and it is possible to maximize the maximum forming height, which in turn results in freedom of forming. And an increase in molding yield can be achieved.

実施例 以下に示すような各種の張出し成形加工を実施した。Examples Various stretch forming processes as described below were carried out.

［成形条件Ｉ］ ポンチ:A…テフロン製ポンチ B…天面部表面を粗にしたスティール製ポンチ ABともに直径50mm、コーナーR5mmである。[Molding conditions I] Punch: A ... Punch made of Teflon B ... Punch AB made of steel with a roughened top surface. Both have a diameter of 50 mm and a corner R of 5 mm.

ダイ：内径57mm、コーナーR1mm 成形素板：ポリエステル（PET）25μm/Al箔40μm/ポリ
プロピレンキャストフィルム（CPP）70μｍの積層によ
る樹脂ラミネートアルミニウム箔 （実施例１） 上記の成形素材に、上記Ａのテフロンポンチを用いて
まず前段加工を実施したのち、ポンチをＢのスティール
ポンチに取替えて後段加工を実施した。Die: Inner diameter 57 mm, corner R1 mm Molding base plate: Polyester (PET) 25 μm / Al foil 40 μm / Polypropylene cast film (CPP) 70 μm laminated resin laminated aluminum foil (Example 1) Teflon of the above A to the above molding material First, the punch was used to perform the first-stage processing, and then the punch was replaced with a B steel punch, and the second-stage processing was performed.

（比較例１） Ａのテフロンポンチのみを用いて張出し成形加工を行
った。(Comparative Example 1) A stretch forming process was performed using only the Teflon punch of A.

（比較例２） Ｂのスティールポンチのみを用いて張出し成形加工を
行った。(Comparative Example 2) The stretch forming process was performed using only the steel punch of B.

（比較例３） Ｂのスティールポンチを用いてまず成形加工したの
ち、ポンチをＡのテフロンポンチに取替えてさらに成形
加工を行った。(Comparative Example 3) First, the steel punch of B was used for molding, and then the punch was replaced with the Teflon punch of A for further molding.

（実施例２） Ａのテフロンポンチで成形高さ12mmまで成形後、ゴム
製弾性体をポンチ天面に押し当てて素板をポンチと弾性
体とで挟みつけ、素板を天面部分の変形阻止状態に拘束
し、この状態でさらに張出し成形を遂行した。(Example 2) After molding with a Teflon punch of A to a molding height of 12 mm, a rubber elastic body is pressed against the punch top surface to sandwich the base plate between the punch and the elastic body, and the base plate is deformed at the top surface portion. It was restrained in the blocked state, and further stretch forming was performed in this state.

［成形条件II］ ポンチ:C…テフロン製ポンチ、直径80mm、天面に傾斜角
５度のテーパー部を形成した。[Molding conditions II] Punch: C ... Punch made of Teflon, having a diameter of 80 mm and a taper portion having a tilt angle of 5 degrees on the top surface.

D…天面部表面を粗にしたスティール製ポンチ、
直径80mmで天面は平坦面である。D… Steel punch with a rough top surface,
The top surface is flat with a diameter of 80 mm.

ダイ：内径100mm、コーナーR1mm 成形素板：前記成形条件Ｉと同じ。Die: Inner diameter 100 mm, corner R1 mm Forming plate: Same as forming condition I above.

（実施例３） まずＣのテフロンポンチによる前段加工を実施したの
ち、ポンチをＤのスティールポンチに取替えて後段加工
を実施した。(Example 3) First, the pre-stage processing with the Teflon punch of C was performed, then the punch was replaced with the steel punch of D, and the post-stage processing was performed.

（比較例４） Ｃのテフロンポンチのみを用いて成形加工を行った。(Comparative Example 4) Molding was performed using only the Teflon punch of C.

以上の各種成形加工により得られた容器の最大成形高
さを調べたところ、下記第１表に示すとおりであった。When the maximum molding height of the container obtained by the above various molding processes was examined, it was as shown in Table 1 below.

以上の結果から、本発明によれば素板の大きな変形を
得ることができ、容器の限界高さを高くすることが可能
であることを確認しえた。 From the above results, it was confirmed that according to the present invention, it is possible to obtain a large deformation of the base plate and to increase the limit height of the container.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第１図はこの発明の一実施例を説明するための断面図、
第２図はポンチ張出し成形における材料の歪分布を示す
グラフである。 （１）…ポンチ、（1a）…ポンチ天面部、（２）…当て
材、（３）…素板、（3a）…素板天面部、（3b）…側壁
部。FIG. 1 is a sectional view for explaining an embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a graph showing the strain distribution of the material in punch stretch forming. (1) ... Punch, (1a) ... Punch top surface part, (2) ... Pad material, (3) ... Raw plate, (3a) ... Base plate top surface part, (3b) ... Side wall part.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高田 進 大阪府堺市海山町６丁224番地 昭和ア ルミニウム株式会社内 (72)発明者 南谷 広治 大阪府堺市海山町６丁224番地 昭和ア ルミニウム株式会社内 (56)参考文献 特公 平６−9713（ＪＰ，Ｂ２) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Susumu Takada 6-224 Kaiyamacho, Sakai City, Osaka Prefecture Showa Aluminum Co., Ltd. Within the corporation (56) References Japanese Patent Publication 6-9713 (JP, B2)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】アルミニウム箔の少なくとも片面に樹脂フ
ィルムが積層された樹脂ラミネートアルミニウム箔を素
板としてポンチによる張出し成形を行うに際し、まずポ
ンチ天面部において素板に大きな変形を与える前段加工
を実施し、その後該前段加工により得られた成形体の側
壁部に大きな変形を与える後段加工を実施することを特
徴とする樹脂ラミネートアルミニウム箔の冷間張出し成
形加工方法。1. When performing stretch forming using a punch using a resin-laminated aluminum foil having a resin film laminated on at least one surface of an aluminum foil as a base plate, first, a pre-stage processing is performed on the top surface of the punch to give a large deformation to the base plate. Then, a post-stage forming process for a resin-laminated aluminum foil, which is characterized by performing a post-stage process that gives a large deformation to a side wall portion of the molded body obtained by the pre-stage process. 【請求項２】前段加工を、天面部の摩擦係数の小さいポ
ンチを用いることにより行う特許請求の範囲第１項記載
の樹脂ラミネートアルミニウム箔の冷間張出し成形加工
方法。2. The cold stretch forming method for a resin-laminated aluminum foil according to claim 1, wherein the pre-stage processing is performed by using a punch having a small friction coefficient at the top surface portion. 【請求項３】後段加工を、天面部の摩擦係数の大きいポ
ンチを用いることにより行う特許請求の範囲第１項また
は第２項記載の樹脂ラミネートアルミニウム箔の冷間張
出し成形加工方法。3. The cold stretch forming method for a resin-laminated aluminum foil according to claim 1 or 2, wherein the post-processing is performed by using a punch having a large friction coefficient at the top surface. 【請求項４】後段加工を、ポンチ天面部に弾性体を押し
当てることにより、素板をポンチと弾性体とで挟み付け
た状態で行う特許請求の範囲第１項または第２項記載の
樹脂ラミネートアルミニウム箔の冷間張出し成形加工方
法。4. The resin according to claim 1, wherein the post-stage processing is performed in a state where the blank is sandwiched between the punch and the elastic body by pressing the elastic body against the top surface of the punch. Cold stretch forming method for laminated aluminum foil.