JP4753429B2 - Manufacturing method and manufacturing apparatus for resin-coated seamless can - Google Patents
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Description
本発明は、スチール系やアルミ系の金属板の表面（少なくとも缶外面となる面）が樹脂層で被覆された樹脂被覆金属板からカップ体（カップ状の中間成形品）を経て製造される樹脂被覆シームレス缶に関し、特に、樹脂被覆金属板から一体成形されたカップ体を、クーラント（冷却潤滑液）を用いることなく、予め塗布された潤滑剤だけのドライ状態で、絞りしごき成形やしごき成形での複数回のしごき加工を施すことにより、細長い有底円筒状のシームレス缶に成形するような、樹脂被覆シームレス缶を製造するための方法、および該方法を実施するための装置に関する。 The present invention is a resin produced through a cup body (cup-shaped intermediate molded product) from a resin-coated metal plate in which the surface of a steel-based or aluminum-based metal plate (at least the surface that becomes the outer surface of the can) is coated with a resin layer. With regard to coated seamless cans, in particular, cup bodies integrally molded from resin-coated metal plates can be drawn and ironed in the dry state with only the lubricant applied in advance, without using coolant (cooling lubricant). The present invention relates to a method for producing a resin-coated seamless can such as forming into a slender bottomed cylindrical seamless can by performing a plurality of ironing processes, and an apparatus for carrying out the method.
種々の飲料や食品用の容器として使用されるスチール系やアルミ系のシームレス缶（２ピース缶の缶本体）として、近年、金属板の表面（少なくとも缶外面となる面）が熱可塑性樹脂の樹脂層で被覆された樹脂被覆金属板から製造される樹脂被覆シームレス缶が多く使用されており、そのような樹脂被覆シームレス缶の製造においては、材料となる樹脂被覆金属板の表面（樹脂層の上）に予め潤滑剤を塗布しておくことで、中間成形品のカップ体を絞りしごき成形やしごき成形により細長い有底円筒状のシームレス缶に成形する際に、クーラントと言われる冷却潤滑液の吹き付けを行なわないドライ状態で成形してから、その後、樹脂被覆金属板に塗布されて缶体に付着している潤滑剤を、加熱により揮発させてシームレス缶から除去するということが従来から行なわれている。 As a steel or aluminum seamless can (a two-piece can body) used as a container for various beverages and foods, in recent years, the surface of the metal plate (at least the outer surface of the can) is a thermoplastic resin. In many cases, resin-coated seamless cans manufactured from resin-coated metal plates coated with a layer are used. In the manufacture of such resin-coated seamless cans, the surface of the resin-coated metal plate (the top of the resin layer) is used. ) Applying a lubricant in advance, spraying a cooling lubricant called coolant when forming the cup body of an intermediate molded product into an elongated bottomed cylindrical seamless can by drawing and ironing After forming in a dry state without performing the process, the lubricant applied to the resin-coated metal plate and adhered to the can body is volatilized by heating and removed from the seamless can. Ukoto is conventionally performed.
そのように樹脂被覆シームレス缶をドライ状態で製缶した場合には、従来のシームレス缶の製缶における脱脂・洗浄・化成処理工程や、そのための排水処理設備等を省略することが可能となって、この処理工程で消費していた燃料や電気や水等の副資材および設備費用にかかるコストを大幅に削減することができると共に、環境に与える影響も小さいことから、環境問題が大きな社会的問題となっている現在では望ましい製缶方法といえる。 If the resin-coated seamless can is made in such a dry state, it is possible to omit the degreasing, washing, and chemical conversion treatment steps in the conventional seamless can making, and the wastewater treatment equipment for that purpose. Because it can greatly reduce the cost of fuel, electricity, water and other auxiliary materials and equipment costs consumed in this treatment process, and the impact on the environment is small, the environmental problem is a major social problem. It can be said that it is a desirable can manufacturing method now.
なお、金属板材から一体成形されたカップ体に複数回のしごき加工を施すことで細長い有底円筒状のシームレス缶に成形する場合、複数のダイスと一つのパンチとで連続的に施される複数回のしごき加工によって、缶の胴部が延伸されてパンチの外周面に強く押圧された状態となるため、成形済みの缶をパンチから抜き取る際に、抜き取り不良が発生するような虞がある。これに対して、そのようなしごき加工後の缶のパンチからの抜き取り性を向上させるために、パンチの外周面を微細な凹凸（多数の溝線、多数の点状凹部、多数の点状突起部または線状の周状突起部もしくは線状のクロスハッチ状突起部等による凹凸）のある粗面に形成する、ということが下記の特許文献１〜３に開示されて従来公知となっている。
In addition, when forming into a slender bottomed cylindrical seamless can by performing ironing processing multiple times on a cup body integrally formed from a metal plate material, a plurality of continuously applied with a plurality of dies and one punch Since the body portion of the can is stretched and pressed strongly against the outer peripheral surface of the punch by the squeezing process, there is a possibility that an extraction failure may occur when the formed can is extracted from the punch. On the other hand, in order to improve the pullability of the can after the ironing process, the outer peripheral surface of the punch is finely uneven (a large number of groove lines, a large number of point-shaped recesses, a large number of point-shaped protrusions). It is disclosed in the following
また、金属板材から一体成形されたカップ体に複数回のしごき加工を施すことで細長い有底円筒状のシームレス缶に成形する場合、高いしごき率でしごき加工すると、缶の底部に近い部分に亀裂や破断が生じる所謂頭切れという現象や、缶の開口端縁に近い部分に亀裂や破断が生じる所謂耳切れという現象やが起きることで、不良缶が発生するような虞がある。これに対して、そのような頭切れや耳切れ等を発生させることなく、しかも高いしごき率でしごき加工を行なうことができるように、パンチの側面（外周面）を微細な凹凸のある粗面に形成する、ということが下記の特許文献４に開示されて従来公知となっている。
ところで、上記の特許文献１〜４に開示された従来公知の技術は、何れも、クーラント（冷却潤滑液）の吹き付けを行うシームレス缶の製缶に関するものであるが、クーラントを使用しないドライ状態での樹脂被覆シームレス缶の製缶の場合でも、やはり同様にパンチからの缶の抜き取り不良や頭切れや耳切れという問題が生じることから、ドライ状態で樹脂被覆シームレス缶を製缶する場合においても、上記のような従来公知の技術を適用することで、パンチからの缶の抜き取り性の向上や、頭切れ・耳切れ等による不良缶発生の防止を図るということが当然に考えられる。
By the way, all the conventionally well-known techniques disclosed in the
しかしながら、上記のような従来公知の技術では、その何れにおいても、しごき加工により缶と接触するパンチの外周面の略全体が微細な凹凸のある粗面に形成されている（なお、特許文献３に開示された技術では、二重巻締部となるべき部分等で部分的に平滑部を設けているものの、微細な凹凸のある粗面の領域は、実質的にパンチの外周面の略全体にわたっている）ことから、そのようなパンチをそのままドライ状態での樹脂被覆シームレス缶の製缶に適用した場合に、以下のような問題の起きることとなる。 However, in any of the conventionally known techniques as described above, almost all of the outer peripheral surface of the punch that comes into contact with the can by ironing is formed into a rough surface having fine irregularities (Patent Document 3). In the technique disclosed in the above, a smooth portion is partially provided in a portion that should become a double tightening portion, but the rough surface area with fine irregularities is substantially the entire outer peripheral surface of the punch. Therefore, when such a punch is applied to a can of a resin-coated seamless can in a dry state as it is, the following problems occur.
すなわち、予め樹脂層の上から潤滑剤が塗布された樹脂被覆金属板から一体成形されたカップ体を、複数のダイスと一つのパンチとにより連続的に複数回のしごき加工を施すことで樹脂被覆シームレス缶に製缶する場合には、しごき加工の際に、缶の開口端部で樹脂層がはみ出して剥離し、この剥離した樹脂層がちぎれることで、フィルムかすといわれる樹脂細片が発生する虞があり、また、缶の開口端部に露出している金属地が削られる（金属地がダイスに接しながら押圧されてダイスと接する部分が削られる、或いは、ダイスに押圧された金属地がパンチの粗面部分に擦られて削られる）ことで、金属粉が発生する虞がある。 In other words, a cup body integrally formed from a resin-coated metal plate to which a lubricant has been applied in advance from the top of the resin layer is subjected to a plurality of continuous squeezing processes using a plurality of dies and a single punch, thereby coating the resin. When making cans into seamless cans, during the ironing process, the resin layer protrudes and peels off at the opening end of the can, and the peeled resin layer is torn off, resulting in resin strips called film scum In addition, the metal ground exposed at the opening end of the can is scraped (the metal ground is pressed while in contact with the die and the portion in contact with the die is shaved, or the metal ground pressed against the die is There is a possibility that metal powder may be generated by rubbing against the rough surface portion of the punch.
そして、そのようにフィルムかすや金属粉が発生すると、クーラント（冷却潤滑液）を使用しないドライ状態では、それらがクーラントにより洗い流されるようなことなく、予め塗布された潤滑剤と混ざり合った状態で、一つのパンチを使用した複数回のしごき加工のそれぞれにおいて、それぞれのしごき加工で成形された缶の開口端部に相当する位置（図３に示したパンチ６に二点鎖線で示すそれぞれの位置）の付近で、パンチの外周面に付着することとなる。
And when film dust and metal powder are generated in such a way, in a dry state where no coolant (cooling lubricant) is used, they are not washed away by the coolant, but are mixed with a pre-applied lubricant. In each of a plurality of ironing processes using one punch, positions corresponding to the opening end portions of the cans formed by the respective ironing processes (each position indicated by a two-dot chain line on the
そのようなフィルムかすや金属粉の発生について、パンチの外周面の略全体が粗面に形成されている場合には、パンチの外周面で摩擦抵抗が大幅に増大することで、しごき加工の際のフィルムかすや金属粉の発生を増大させることになると共に、フィルムかすと金属粉と潤滑剤とが混ざった汚れが、パンチ外周面の粗面の凹凸に付着することで、その後のしごき加工において、缶の胴部が引き延ばされて缶の開口端部の位置が変位する際に、引き延ばされた缶の内面とパンチの外周面との間に入り込むこととなる。 Regarding the generation of such film debris and metal powder, when the entire outer peripheral surface of the punch is rough, the frictional resistance on the outer peripheral surface of the punch is greatly increased. In the subsequent ironing process, the film dust, metal powder and lubricant are mixed, and the dirt mixed with the metal dust adheres to the rough surface of the punch outer surface. When the body portion of the can is extended and the position of the opening end portion of the can is displaced, the can enters between the extended inner surface of the can and the outer peripheral surface of the punch.
その結果、パンチの外周面に付着する汚れ（フィルムかす＋金属粉＋潤滑剤）が増大し、それらがダイスやストリッパーの側にも付着して堆積することで、ダイスでのしごきにより缶の外面側に筋状の傷を生じるという成形不良が発生することとなる。また、ドライ状態での製缶では、しごき加工の後で脱脂・洗浄・化成処理工程がないため、缶の内面に付着した汚れはそのまま残ってしまうこととなる。 As a result, dirt (film residue + metal powder + lubricant) adhering to the outer peripheral surface of the punch increases, and they adhere to and accumulate on the side of the die or stripper. A molding defect that causes a streak on the side will occur. In addition, in a can made in a dry state, there is no degreasing / cleaning / chemical conversion treatment step after ironing, so that the dirt attached to the inner surface of the can remains as it is.
本発明は、上記のような問題の解消を課題とするものであり、具体的には、ドライ状態での複数回のしごき加工によりカップ体をシームレス缶に成形する樹脂被覆シームレス缶の製缶において、パンチの外周面に粗面部分を形成することで、パンチからの缶の抜き取り性の向上や頭切れ・耳切れ等による不良缶発生の防止を図ると共に、しごき加工によるフィルムかすや金属粉の発生を抑え、それらに起因する汚れ（フィルムかす＋金属粉＋潤滑剤）の発生を抑えて、ダイスやストリッパーの側に汚れが付着・堆積して缶外面での成形不良が発生するのを防止し、また、缶内面側に汚れが入り込むのを防ぐことで、缶内面への汚れの付着が起きないようにすることを課題とするものである。 The present invention is intended to solve the above problems, and specifically, in a can of a resin-coated seamless can that forms a cup body into a seamless can by a plurality of ironing processes in a dry state. By forming a rough surface on the outer peripheral surface of the punch, it is possible to improve the ability to remove the can from the punch and prevent the occurrence of defective cans due to head and ear cuts. Suppresses the occurrence of dirt (film dust + metal powder + lubricant) caused by them, and prevents dirt from adhering to and accumulating on the side of the die or stripper to cause molding defects on the outer surface of the can. In addition, it is an object of the present invention to prevent dirt from adhering to the inner surface of the can by preventing dirt from entering the inner surface of the can.
本発明は、上記のような課題を解決するために、少なくとも缶外面となる面が樹脂層で被覆された樹脂被覆金属板から一体成形されたカップ体を、予め潤滑剤が塗布されたドライ状態での複数回のしごき加工により、細長い有底円筒状のシームレス缶に成形するような樹脂被覆シームレス缶の製造方法において、直列的に配置された複数のダイスと一つのパンチとにより連続的に複数回のしごき加工を行なう際に、先端側の部分が微細な凹凸のある粗面となり、基端側の部分が平滑な鏡面となるように、二つの部分に外周面が区分けされたパンチを使用して、最初のしごき加工により、パンチの粗面部分の全てを使って、鏡面部分の領域で粗面部分に近接した位置にまで缶胴を引き延ばしてから、その後のしごき加工により、パンチの鏡面部分に沿って缶胴を更に引き延ばすようにしたことを特徴とするものである。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a cup body integrally formed from a resin-coated metal plate in which at least the outer surface of the can is coated with a resin layer, in a dry state in which a lubricant is applied in advance. In a method for manufacturing a resin-coated seamless can that is formed into an elongated bottomed cylindrical seamless can by a plurality of ironing processes, a plurality of continuous dies are formed by a plurality of dies arranged in series and one punch. Uses a punch with an outer peripheral surface divided into two parts so that the tip side becomes a rough surface with fine irregularities and the base end side becomes a smooth mirror surface when performing the ironing process In the first ironing process, the entire surface of the punch is used to extend the can body to a position close to the rough surface part in the mirror surface area, and then the punching mirror surface is processed by the subsequent ironing process. Part It is characterized in that it has to further extend the can body along.
また、上記のような方法を実施するための装置において、連続的に複数回のしごき加工を行なうためのパンチの外周面が、パンチの先端から、最初のしごき加工により成形される缶の開口端部に相当する位置の僅かに手前まで、微細な凹凸のある粗面に形成されており、また、該粗面部分の後端から、最後のしごき加工により成形される缶の開口端部に相当する位置の付近まで、平滑な鏡面に形成されていることを特徴とするものである。 Further, in the apparatus for carrying out the method as described above, the outer peripheral surface of the punch for continuously performing the ironing process a plurality of times is formed at the opening end of the can formed by the first ironing process from the tip of the punch. It is formed on a rough surface with fine irregularities, just before the position corresponding to the part, and corresponds to the opening end of the can formed by the final ironing process from the rear end of the rough surface part. It is characterized in that it is formed in a smooth mirror surface up to the vicinity of the position.
上記のような本発明の樹脂被覆シームレス缶の製造方法および製造装置によれば、パンチの外周面のうちで、最初のしごき加工の際に缶の胴部が強く押圧される部分は、その後のしごき加工でも缶の胴部が繰り返し強く押圧されて、最終的にパンチの外周面のうちで缶の胴部が何回も強く押圧された部分となっているが、この部分でパンチの外周面が微細な凹凸のある粗面に形成されていることから、従来公知のパンチの外周面の略全体が粗面に形成されたものと同様に、連続的に複数回のしごき加工を経て成形された缶をパンチから抜き取る際に、パンチの抜き出しを良好に行なうことができ、また、しごき加工の際に頭切れ・耳切れ等による不良缶を発生させることはない。 According to the manufacturing method and the manufacturing apparatus of the resin-coated seamless can of the present invention as described above, the portion of the outer peripheral surface of the punch where the can body is strongly pressed during the first ironing process is Even in the ironing process, the can body is repeatedly pressed strongly, and finally, the can body is the portion where the can body is strongly pressed several times in the outer peripheral surface of the punch. Is formed on a rough surface with fine irregularities, so that substantially the entire outer peripheral surface of a conventionally known punch is formed through a plurality of continuous ironing processes in the same manner as that formed on the rough surface. The punch can be satisfactorily extracted when the can is extracted from the punch, and a defective can due to a head cut or an ear cut is not generated during the ironing process.
また、パンチの外周面の残りの部分が全て鏡面に形成されていることで、最初のしごき加工以降のしごき加工でのフィルムかすや金属粉の発生を抑えることができる。また、最終しごき加工前までのしごき加工で発生したフィルムかすや金属粉が潤滑剤と混ざり合った汚れとなり、この汚れ（フィルムかす＋金属粉＋潤滑剤）がパンチの外周面に付着したとしても、パンチの外周面で汚れの付着する部分（缶の開口端部に相当する位置）が平滑な鏡面に形成されていることから、パンチの外周面に付着した汚れは、その後のしごき加工による缶の開口端部の変位に連れてパンチの外周面の鏡面上を移動するだけで、パンチの外周面と缶内面との間に入り込むことはない。 Moreover, since all the remaining portions of the outer peripheral surface of the punch are formed in a mirror surface, it is possible to suppress the generation of film residue and metal powder in the ironing after the first ironing. In addition, even if the film residue and metal powder generated in the ironing process before the final ironing process are mixed with the lubricant, this dirt (film residue + metal powder + lubricant) may adhere to the outer peripheral surface of the punch. Since the part of the outer peripheral surface of the punch where the dirt adheres (the position corresponding to the opening end of the can) is formed on a smooth mirror surface, the dirt attached to the outer peripheral surface of the punch is removed by the subsequent ironing process. It moves only on the mirror surface of the outer peripheral surface of the punch in accordance with the displacement of the opening end of the punch, and does not enter between the outer peripheral surface of the punch and the inner surface of the can.
その結果、フィルムかすや金属粉の発生が抑えられることにより、それらに起因する汚れ（フィルムかす＋金属粉＋潤滑剤）がダイスやストリッパーの側に付着・堆積することで缶の外面側に筋状の傷を生じるような成形不良を発生させることなく、また、フィルムかすと金属粉と潤滑剤とからなる汚れがパンチの外周面に付着しても、それが缶内面側に引き込まれて付着するようなことがないため、缶内面に付着した汚れに起因するストリップ不良や缶内面でのフィルム（樹脂層）ダメージが発生するようなこともない。 As a result, the generation of film debris and metal powder is suppressed, and dirt (film debris + metal powder + lubricant) resulting from them adheres and accumulates on the die or stripper side, causing streaks on the outer surface of the can. Without causing molding defects that cause scratches on the surface, and even if dirt consisting of film residue, metal powder, and lubricant adheres to the outer peripheral surface of the punch, it is attracted and adhered to the inner surface of the can Therefore, there is no occurrence of defective strips or film (resin layer) damage on the inner surface of the can due to dirt adhering to the inner surface of the can.
ドライ状態での複数回のしごき加工によりカップ体をシームレス缶に成形する樹脂被覆シームレス缶の製缶において、パンチの外周面に粗面部分を形成することで、パンチからの缶の抜き取り性の向上や頭切れ・耳切れ等による不良缶発生の防止を図ると共に、しごき加工によるフィルムかすや金属粉の発生を抑え、それらに起因する汚れ（フィルムかす＋金属粉＋潤滑剤）の発生を抑えて、ダイスやストリッパーの側に汚れが付着・堆積して缶外面での成形不良が発生するのを防止し、また、缶内面側に汚れが入り込むのを防ぐことで、缶内面への汚れの付着が起きないようにするという目的を、最良の形態として以下の実施例に具体的に示すように、直列的に配置された複数のダイスと一つのパンチとにより連続的に複数回のしごき加工を行なう際に、先端側の部分が微細な凹凸のある粗面となり、基端側の部分が平滑な鏡面となるように、二つの部分に外周面が区分けされたパンチを使用して、最初のしごき加工により、パンチの粗面部分の全てを使って、鏡面部分の領域で粗面部分に近接した位置にまで缶胴を引き延ばしてから、その後のしごき加工により、パンチの鏡面部分に沿って缶胴を更に引き延ばすということで実現した。 In making cans of resin-coated seamless cans that form cup bodies into seamless cans by multiple ironing operations in the dry state, the ability to extract cans from punches is improved by forming a rough surface on the outer peripheral surface of the punch. In addition to preventing the occurrence of defective cans due to head cuts, ear cuts, etc., the generation of film dust and metal powder due to ironing processing is suppressed, and the generation of dirt (film residue + metal powder + lubricant) due to them is suppressed. , Prevents dirt from adhering and accumulating on the die and stripper side to cause molding defects on the outer surface of the can, and prevents dirt from entering the inner surface of the can, thereby allowing dirt to adhere to the inner surface of the can As shown in the following embodiment as the best mode for the purpose of preventing occurrence of ironing, the ironing is continuously performed several times by a plurality of dies arranged in series and one punch. When performing, use a punch with an outer peripheral surface divided into two parts so that the tip side part becomes a rough surface with fine irregularities and the base side part becomes a smooth mirror surface. Using the entire rough surface of the punch by ironing, the can body is stretched to a position close to the rough surface in the region of the mirror surface, and then the can is moved along the mirror surface of the punch by ironing. This was achieved by further extending the torso.
なお、本発明の対象となる樹脂被覆シームレス缶については、アルミ缶に限らず、スチール缶であっても良く、缶の材料となる金属板については、製缶用のアルミ板やアルミ合金板の他に、極薄錫メッキ鋼板、ニッケルメッキ鋼板、電解クロム酸処理鋼板、亜鉛メッキ鋼板等のような各種の金属メッキや化成処理等の表面処理を施した製缶用の表面処理鋼板を使用することができる。 The resin-coated seamless can targeted by the present invention is not limited to an aluminum can, but may be a steel can. For a metal plate used as a material for the can, an aluminum plate or aluminum alloy plate for making cans may be used. In addition, surface-treated steel sheets for cans that have undergone surface treatment such as various metal plating and chemical conversion treatment such as ultra-thin tin-plated steel sheets, nickel-plated steel sheets, electrolytic chromic acid-treated steel sheets, and galvanized steel sheets are used. be able to.
また、金属板を被覆する樹脂層の樹脂については、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン／プロピレン共重合体、変性オレフィン等のオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート，ポリブチテンテレフタート，エチレンテレフタレート／イソフタレート共重合体等のポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、及び、それらのうちの２種以上の混合樹脂を好適に使用することができる。 In addition, as for the resin of the resin layer covering the metal plate, polyethylene, polypropylene, ethylene / propylene copolymer, olefin resin such as modified olefin, polyethylene terephthalate, polybutene terephthalate, ethylene terephthalate / isophthalate copolymer Polyester resins such as polyamide resins, and mixed resins of two or more of them can be suitably used.
また、しごき加工で使用するパンチの材質については、任意の超硬合金基材を使用することができて、例えば、超硬工具協会規格「耐摩耗・耐衝撃工具用超硬合金及び超微粒子超硬合金の材種選択基準」ＣＩＳ（０１９Ｄ−２００５）における結合相成分では、分類Ｖ（Ｃｏ系）、分類Ｒ（Ｃｏ／Ｎｉ系）、分類Ｎ（Ｎｉ系）等を適宜に選択することができる。特に、缶材がアルミ材の場合には、分類Ｒ（Ｃｏ／Ｎｉ系）、分類Ｎ（Ｎｉ系）を使用することがアルミ粉の付着が少ないという点で好ましい。 In addition, as for the material of the punch used in the ironing process, any cemented carbide base material can be used. For example, the cemented carbide tool standard “Cemented carbide for wear / impact resistant tools and ultrafine particle In the binder phase component in “Criteria for selecting hard alloy grades” CIS (019D-2005), it is possible to appropriately select classification V (Co series), classification R (Co / Ni series), classification N (Ni series), and the like. it can. In particular, when the can material is an aluminum material, it is preferable to use the classification R (Co / Ni system) and the classification N (Ni system) in that the adhesion of the aluminum powder is small.
また、パンチの外周面で粗面の部分に形成される微細な凹凸については、従来公知の構造（上記の特許文献１〜４参照）のうちの適宜のものでも可能であるが、多数の溝線や多数の点状凹部による粗面が好適である。なお、機械仕上げされたパンチの外周面に対して所定の表面粗さで粗面加工を施す手段としては、例えば、エアブラスト、ショットブラスト、マイクロブラスト、ショットピーニング、きさげ仕上げ、ワイヤブラシ法、液体ホーニング、化学腐食、電解腐食、電気メッキ法等の任意の手段を適用することが可能であり、また、所定の表面粗さで鏡面加工を施す手段としては、例えば、ラッピング、研削、超仕上などの砥粒加工法、ダイヤモンド工具を用いる切削加工法等の任意の手段を適用することが可能である。
Further, the fine irregularities formed on the rough surface portion of the outer peripheral surface of the punch can be any appropriate one of conventionally known structures (see the above-mentioned
さらに、機械仕上げされたパンチの外周面に対して所定の表面粗さで粗面加工を施す手段として、多数の点状凹部を形成する場合については、パンチを旋盤に取り付け、パンチの軸を中心にしてパンチを回転させながら、先端部が超合金等の硬質素材で形成されて加工すべき凹部の大きさになっている超音波振動子を、超音波発信機によって振動させ、且つ、平滑面に形成されたパンチの外周面に対して当接と離脱を繰り返しながら、パンチを軸線方向に移動させることで、パンチの外周面の所定範囲に多数の微細な凹部を形成するという方法もある。また、多数の溝線を形成する場合については、パンチを旋盤に取り付け、パンチの軸を中心にしてパンチを回転させながら、ダイヤモンド粉を油で半練りにしたラップ材を付けたへらを、回転するパンチの外周面に押圧させながら、パンチを軸線方向に移動させることで、パンチの外周面の所定範囲にスパイラル状の溝線部を形成するという方法もある。 Furthermore, as a means for roughing the machined punch outer peripheral surface with a predetermined surface roughness, when forming a large number of point-like recesses, attach the punch to the lathe and center the punch axis. While rotating the punch, the ultrasonic vibrator having a tip portion formed of a hard material such as a superalloy and having a size of a recess to be processed is vibrated by an ultrasonic transmitter, and a smooth surface There is also a method of forming a large number of minute recesses in a predetermined range of the outer peripheral surface of the punch by moving the punch in the axial direction while repeating contact and separation with respect to the outer peripheral surface of the punch formed in the above. Also, in the case of forming a large number of groove lines, attach the punch to the lathe, rotate the spatula with diamond powder semi-kneaded with oil while rotating the punch around the punch axis, There is also a method of forming a spiral groove line portion in a predetermined range of the outer peripheral surface of the punch by moving the punch in the axial direction while pressing the outer peripheral surface of the punch.
本発明の一実施例について、先ず、樹脂被覆シームレス缶の製造方法を実施するための装置について説明すると、本実施例の製造装置は、カップ体を細長い有底円筒状のシームレス缶に成形する横型のボディーメーカーであって、図１に示すように、従来周知のボディーメーカーと同様に、ドーマー３とストリッパー４と複数個（３個）のダイス５（５ａ，５ｂ，５ｃ）が設けられ、また、直列的に配置された各ダイス５ａ，５ｂ，５ｃの内側を通るように、軸線方向に往復動（ピストン運動）するパンチ６が設けられている。
An embodiment of the present invention will be described first with respect to an apparatus for carrying out a method for manufacturing a resin-coated seamless can. The manufacturing apparatus of the present embodiment is a horizontal type that forms a cup body into an elongated bottomed cylindrical seamless can. As shown in FIG. 1, the body maker is provided with a
なお、本実施例の装置では、ダイス５ａとダイス５ｂとの間隔は、最初のしごき加工によって延伸された缶の高さ以上の間隔を保つようになっている。即ち、ダイス５ａによるしごき加工が終了するまでは、ダイス５ｂによるしごき加工が行なわれないようになっている。また、ダイス５ｂとダイス５ｃとの間隔は、２回目のしごき加工によって延伸された缶の高さ以上の間隔を保つようになっている。即ち、ダイス５ｂによるしごき加工が終了するまでは、ダイス５ｃによるしごき加工が行なわれないようになっている。
In the apparatus of the present embodiment, the distance between the
また、本実施例の装置では、図２に示すように、直列的に配置された各ダイス５ａ，５ｂ，５ｃのそれぞれに対して、その周辺に排出口７が設けられていて、しごき加工中に、余分な潤滑剤（缶外面に予め塗布されている潤滑剤）や、該潤滑剤と金属粉とフィルムかすとが混ざり合った汚れなどを排出口７から排出させるようにしている。
Further, in the apparatus of the present embodiment, as shown in FIG. 2, for each of the dies 5 a, 5 b, 5 c arranged in series, a
そのような製造装置１により、本実施例の方法では、両面に樹脂層をラミネートした樹脂被覆金属板から一体成形されたカップ体２を、クーラント（冷却潤滑液）を用いることなく、予め塗布された潤滑剤だけのドライ状態で、直列的に配置された複数のダイス５（５ａ，５ｂ，５ｃ）と一つのパンチ６とにより複数回のしごき加工を施して、胴部が薄く引き延ばされた細長い有底円筒状のシームレス缶に成形してから、パンチ６が引き戻される際に、ストリッパー４によってパンチ６から成形済みの缶を取り外している。
なお、そのように成形されたシームレス缶は、次工程へ搬送されて、トリミング、外面印刷、焼き付け乾燥、ネック・フランジ成形等の加工が施されることで、最終的な缶製品とされる。
With such a
The seamless can thus formed is transported to the next process and subjected to processing such as trimming, outer surface printing, baking drying, neck / flange molding, and the like, and the final can product is obtained.
上記のようなシームレス缶の製造装置（ボディーメーカー）１において、しごき加工で使用するパンチ６は、図３に示すように、先端側の部分Ａが微細な凹凸のある粗面となり、基端側の部分Ｂが平滑な鏡面となるように、二つの部分に外周面が区分けされていて、パンチ６の先端から、最初のしごき加工により成形される缶の開口端部に相当する位置の僅かに手前までが、微細な凹凸のある粗面部分Ａに形成され、また、該粗面部分Ａの後端から、最後のしごき加工により成形される缶の開口端部に相当する位置の付近までが、平滑な鏡面部分Ｂに形成されている。
In the seamless can manufacturing apparatus (body maker) 1 as described above, the
すなわち、パンチ６の外周面での粗面部分Ａと鏡面部分Ｂについて、本実施例では、パンチ６の先端側から見て、粗面部分Ａの後端は、最初のしごき加工により成形される缶の開口端部に相当する位置よりも２〜１０ｍｍだけ手前に位置し、また、鏡面部分Ｂの後端は、最後のしごき加工により成形される缶の開口端部に相当する位置を超えた位置となるようにしている。
That is, with respect to the rough surface portion A and the mirror surface portion B on the outer peripheral surface of the
また、粗面部分Ａと鏡面部分Ｂのそれぞれでのパンチ６の外周面の表面粗さについては、「JIS B 0601」で規定された算術平均粗さ（Ｒａ）で、粗面部分ではＲａ＝０．１５μ〜０．３μとなり、鏡面部分ではＲａ＝０．１μ以下となるようにしている。
Further, the surface roughness of the outer peripheral surface of the
具体的には、例えば、カップ体の缶ハイトが約６０ｍｍで、最初のしごき加工（１stアイアニング）後の缶ハイトを約８０ｍｍとする場合には、粗面部分Ａの範囲は、最初のしごき加工後の缶ハイトよりも１０ｍｍ短くなるように、パンチ６の先端からの７０ｍｍまでの範囲として、この粗面部分Ａでの表面粗さがＲａ＝０．２３μとなるようにしており、それ以外の範囲を鏡面に形成して、鏡面部分Ｂでの表面粗さがＲａ＝０．０５μとなるようにしている。
Specifically, for example, when the can height of the cup body is about 60 mm and the can height after the first ironing process (1st ironing) is about 80 mm, the range of the rough surface portion A is the first ironing process. The surface roughness at this rough surface portion A is set to Ra = 0.23 μm as a range from the tip of the
上記のような複数のダイス５ａ，５ｂ，５ｃと一つのパンチ６との協働により、クーラント（冷却潤滑液）を用いることなく、予め塗布された潤滑剤だけのドライ状態で、連続的に複数回（本実施例では各ダイス５ａ，５ｂ，５ｃによる３回）のしごき加工を施すことによって、カップ体２を細長い有底円筒状のシームレス缶に成形するような、本実施例の樹脂被覆シームレス缶の製造方法について以下に説明する。
By the cooperation of the plurality of dies 5a, 5b, 5c as described above and one
本実施例の方法では、連続的に複数回（３回）のしごき加工を施す際に、先ず、パンチ６の粗面部分Ａの全てを使って、１stダイス５ａとの協働により最初のしごき加工（１stアイアニング）を行なうことで、パンチ６の鏡面部分Ｂの領域で粗面部分Ａに極めて近い位置にまで缶の開口端部が達するように缶の胴部を引き延ばしてから、その後のしごき加工、即ち、２ndダイス５ｂおよび３rdダイス５ｃとの協働による各しごき加工（２ndアイアニングおよび３rdアイアニング）により、缶の開口端部がパンチ６の鏡面部分Ｂに沿って変位するように、缶の胴部を更に引き延ばしている。
In the method of the present embodiment, when performing ironing processing a plurality of times (three times) continuously, first, the first ironing is performed using all of the rough surface portion A of the
そのような連続的な複数回（３回）のしごき加工について、本実施例では、最後のしごき加工（３rdアイアニング）でのしごき率が３８〜４５％となるようにすると共に、最後のしごき加工（３rdアイアニング）以前の各しごき加工（２ndアイアニングおよび３rdアイアニング）でのしごき率が何れも１０〜３０％となるようにしている。
なお、しごき率は、肉厚減少率で表されるもので、しごき前の肉厚をａとし、しごき後の肉厚をｂとすれば、｛（ａ−ｂ）／ａ｝×１００（％）として表されるものである。
In this embodiment, the ironing rate in the last ironing process (3rd ironing) is set to 38 to 45% and the last ironing process is performed in such a continuous plural times (three times). (3rd eyening) Each ironing rate in each ironing process (2nd eyening and 3rd eyening) is set to 10 to 30%.
Note that the ironing rate is expressed by the thickness reduction rate. If the wall thickness before ironing is a and the wall thickness after ironing is b, {(ab) / a} × 100 (% ).
また、本実施例では、連続的な複数回（３回）のしごき加工に入る前の工程で、缶外面側に潤滑剤を追加して施しており、具体的には、ノルマルブチルステアレート，流動パラフィン，合成パラフィン等の液状になった潤滑剤を、２．４×１０−４〜１．８×１０−３ｍｇ／ｍｍ２の範囲で塗布している。 Further, in this example, a lubricant is added to the outer surface of the can in a step before starting continuous ironing processing a plurality of times (three times). Specifically, normal butyl stearate, A liquid lubricant such as liquid paraffin or synthetic paraffin is applied in a range of 2.4 × 10 −4 to 1.8 × 10 −3 mg / mm 2 .
上記のような本実施例の方法によれば、パンチ６の外周面のうちで、最初のしごき加工（１stアイアニング）の際に缶の胴部が押圧される部分は、その後のしごき加工（２ndアイアニングおよび３rdアイアニング）でも缶の胴部が繰り返し押圧されて、最終的にパンチ６の外周面のうちで缶の胴部が最も強く押圧された部分となっているが、この部分が粗面に形成されている（粗面部分Ａとなっている）ことから、従来公知のパンチの外周面の略全体が粗面に形成されたものと同様に、全てのしごき加工が完了して成形された缶をパンチ６から抜き取る際に、缶からのパンチ６の抜き出しを良好に行なうことができ、また、しごき加工の際に頭切れや耳切れ等による亀裂や破断を缶に発生させることはない。
According to the method of the present embodiment as described above, the portion of the outer peripheral surface of the
また、パンチ６の外周面の残りの部分Ｂが平滑な鏡面となっていることで、最初のしごき加工（１stアイアニング）を行なってから、その後のしごき加工（２ndアイアニングや３rdアイアニング）の際に、缶の開口端部が滑らかな鏡面上で変位することにより、缶の開口端部で露出した金属地が削られたり樹脂層の未接着フィルムがちぎれたりすることなく、その結果、フィルムかすや金属粉の発生が抑えられることとなる。
In addition, since the remaining portion B of the outer peripheral surface of the
また、最初のしごき加工（１stアイアニング）の際に発生したフィルムかすや金属粉が潤滑剤と混ざり合って汚れとなり、この汚れ（フィルムかす＋金属粉＋潤滑剤）がパンチ６の外周面に付着したとしても、汚れが付着する部分（缶の開口端部に相当する位置）は全て平滑な鏡面部分Ｂであることから、パンチ６の外周面に付着した汚れは、しごき加工による缶の開口端部の変位に連れてパンチ６の鏡面部分Ｂの滑らかな鏡面上を移動するだけで、パンチ６の外周面と缶の内面との間に入り込むことはない。
In addition, film dust and metal powder generated during the first ironing process (1st ironing) mix with the lubricant and become dirty, and this dirt (film dust + metal powder + lubricant) adheres to the outer peripheral surface of the
その結果、フィルムかすや金属粉の発生が抑えられることにより、それらに起因する汚れ（フィルムかす＋金属粉＋潤滑剤）がダイスやストリッパーの側にも付着・堆積することで缶の外面側に筋状の傷を生じるような成形不良を発生させることなく、また、フィルムかすと金属粉と潤滑剤とからなる汚れがパンチの外周面に付着しても、それが缶内面側に引き込まれて付着するようなことがないため、缶内面に付着した汚れに起因するストリップ不良や缶内面でのフィルム（樹脂層）ダメージが発生するようなこともない。 As a result, the generation of film debris and metal powder is suppressed, and dirt (film debris + metal powder + lubricant) resulting from them adheres to and accumulates on the die and stripper side as well. Without causing molding defects that cause streak flaws, and even if dirt consisting of film residue, metal powder, and lubricant adheres to the outer peripheral surface of the punch, it is drawn into the inner surface of the can Since there is no adhesion, there is no occurrence of defective strips or film (resin layer) damage on the inner surface of the can due to dirt adhering to the inner surface of the can.
なお、本実施例の方法では、複数回のしごき加工のうちの最後のしごき加工（３rdアイアニング）でのしごき率が３８〜４５％であるのに対し、最後のしごき加工以前のしごき加工（１stアイアニングおよび２ndアイアニング）のそれぞれのしごき率が１０〜３０％となるようにしているが、そのように先に行なうしごき加工（１stアイアニング等）でのしごき率を１０〜３０％にすることで、パンチ６の粗面部分Ａによるしごき加工を少なくし、缶の開口端部が粗面部分Ａにより擦られる度合いを減少させて、しごき加工時での金属粉やフィルムかすの発生を抑えることができる。
In the method of the present embodiment, the ironing rate in the last ironing process (3rd ironing) among a plurality of ironing processes is 38 to 45%, whereas the ironing process (1st before the last ironing process). Each ironing rate of ironing and 2nd ironing) is set to 10 to 30%, but by making the ironing rate in the ironing processing (such as 1st ironing) performed in advance as 10 to 30%, The ironing process by the rough surface portion A of the
また、本実施例の方法では、複数回のしごき加工に入る前の工程で、少なくとも缶外面に、２．４×１０−４〜１．８×１０−３ｍｇ／ｍｍ２の範囲で、潤滑剤を追加的に塗布しているが、それによって、しごき加工の際に発生した金属粉やフィルムかすを、潤滑剤と共に排出口７等を通して排出するという洗浄効果を得ることができる。
Moreover, in the method of a present Example, it is lubrication in the range of 2.4 * 10 < -4 > -1.8 * 10 < -3 > mg / mm < 2 > at least to the can outer surface at the process before entering into ironing process of multiple times. Although the agent is additionally applied, it is possible to obtain a cleaning effect of discharging the metal powder and film dust generated during the ironing process through the
なお、その場合に、潤滑剤の量が２．４×１０−４ｍｇ／ｍｍ２未満であると、潤滑剤と金属粉とフィルムかすとが混ざり合った汚れの粘度が高くなり、缶のストリップ時にパンチ６からストリッパー４の側に汚れが付着して、ストリッパーでの汚れの堆積が進むことで、新たな缶のしごき加工時に、その汚れがストリッパーからパンチ６の側に再付着して、結果的にその缶内面を汚してしまう虞がある。一方、１．８×１０−３ｍｇ／ｍｍ２以上にしても、パンチの洗浄効果が飽和状態を超えるだけで、それ以上に洗浄効果をあげることはできない。
In this case, if the amount of the lubricant is less than 2.4 × 10 −4 mg / mm 2 , the viscosity of the dirt in which the lubricant, the metal powder, and the film residue are mixed increases, and the strip of the can Occasionally, dirt adheres from the
さらに、本実施例の装置では、パンチ６の外周面に形成される粗面部分Ａの範囲について、粗面部分Ａの後端が、最初のしごき加工（１stアイアニング）により成形された缶の開口端部に相当する位置よりも２〜１０ｍｍだけ手前となるようにしているが、そうすることで、高速による製缶の際にも缶をパンチ６に安定して保持することができて、しかも、缶の開口端部が多少波打った状態となった場合でも、パンチ６の粗面部分Ａに汚れを付着させるようなことはない。
Further, in the apparatus of the present embodiment, the rear end of the rough surface portion A in the range of the rough surface portion A formed on the outer peripheral surface of the
なお、粗面部分Ａの範囲を缶の開口端部から１０ｍｍ手前よりも短くすると、高速による製缶（１００ｓｐｍ以上）でのしごき加工時に、缶をパンチ６に安定して保持できず、缶がパンチ６から離れて成形不良となるような虞があり、一方、缶の開口端部から２ｍｍ手前よりも長くすると、缶の開口端部が多少波打った状態（一つの缶での缶ハイトが缶の円周方向で異なる）となった場合に、缶の開口端部が粗面部分Ａの領域に入り込むような虞があって、そうなった場合には、パンチ６の粗面部分Ａに汚れ（フィルムかす＋金属粉＋潤滑剤）が付着して、それが缶内面側に入り込んで缶内面を汚すこととなる。
In addition, if the range of the rough surface portion A is made shorter than 10 mm before the opening end of the can, the can cannot be stably held by the
また、本実施例の装置では、パンチ６の外周面に形成される粗面部分Ａの表面粗さについて、表面粗さをＲａ＝０．１５〜０．３μ（具体的には０．２３μ）の範囲としているが、そうすることで、粗面部分Ａでのパンチ６の外周面と缶内面との摩擦抵抗が適度なものとなって、しごき加工時での成形不良（缶の開口端部の波打ち）や缶内面のフィルム（樹脂層）ダメージの発生を防止することができる。
In the apparatus of this embodiment, the surface roughness of the rough surface portion A formed on the outer peripheral surface of the
なお、粗面部分Ａの表面粗さがＲａ＝０．１５μ以下であると、パンチ６と缶内面とのすべりに対する抵抗（摩擦抵抗）が少ないため、金属板の展延性にもよるが、しごき加工された一つの缶での缶ハイトがばらついて、缶の開口端部が多少波打った状態になるような虞があり、一方、Ｒａ＝０．３μを越えると、缶内面でフィルムダメージを発生させるような虞がある。
If the surface roughness of the rough surface portion A is Ra = 0.15 μm or less, the resistance to friction between the
また、本実施例の装置では、パンチ６の外周面の鏡面部分Ｂの表面粗さをＲａ＝０．１μ以下（具体的には０．０５μ）としているが、そうすることで、缶の開口端部で露出した金属地や未接着フィルムを、しごき加工時にパンチの鏡面部分Ｂの上でスムーズに移動させることができ、缶の開口端部で金属地が削られたりフィルムがちぎれたりするのを効果的に抑えることができて、金属粉やフィルムかすが発生するのを効果的に防止することができる。
Further, in the apparatus of the present embodiment, the surface roughness of the mirror surface portion B on the outer peripheral surface of the
以上、本発明の樹脂被覆シームレス缶の製造方法および製造装置の実施例について説明したが、本発明は、上記のような実施例にのみ限定されるものではなく、例えば、連続的に行なわれるしごき加工の回数（直列的に配置されるダイスの数）について、上記の実施例では３回（３個のダイス）としているが、そのようなものに限らず、適宜の回数（ダイスの個数）として実施することが可能であり、また、成形済みの缶をパンチから取り外すためのストリッパーの配置についても、上記の実施例では最後のダイス（３rdダイス）よりも前方（パンチの前進方向側）に配置しているが、そのようなものに限らず、最初のダイス（１stダイス）よりも後方（パンチの後退方向側）に配置しても良い（そうした場合には、成形済みの缶をパンチに装着させたまま、１stダイスよりも手前までパンチを後退させた状態で、ストリッパーにより缶をパンチから抜き取ることとなる）等、適宜に設計変更可能なものであることはいうまでもない。 As mentioned above, although the Example of the manufacturing method and manufacturing apparatus of the resin-coated seamless can of this invention was demonstrated, this invention is not limited only to the above Examples, For example, the ironing performed continuously The number of times of processing (the number of dies arranged in series) is three times (three dies) in the above embodiment, but the number of processing is not limited to this, but as an appropriate number of times (number of dies) The stripper for removing the molded can from the punch can also be arranged in front of the last die (3rd die) (on the forward side of the punch) in the above embodiment. However, the present invention is not limited to this, and it may be arranged behind the first die (1st die) (reverse direction of the punch) (in such a case, the molded can is mounted on the punch). Needless to say, the design can be changed as appropriate, for example, the can is removed from the punch by the stripper with the punch retracted to the front of the first die while being worn.
１ シームレス缶の製造装置（ボディーメーカー）
２ カップ体
５ ダイス
６ パンチ
７ 排出口
Ａ 粗面部分
Ｂ 鏡面部分
1 Seamless can manufacturing equipment (body maker)
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