説明

筒状の胴部を備えた缶の製造方法

【課題】筒状の胴部を有する缶の製造方法において、缶の胴部に黒筋等が生じず缶の成形性がよくカッピング装置内にスケルトンが残留されることが防止され、DI加工工程においてパンチスリーブが良好に抜け、缶の内面側にパンチキズが生じ難いようにする。
【解決手段】筒状の胴部を備えた缶を製造するに際して、板状のアルミニウム合金板材50の一方の面と他方の面とに潤滑剤40、41を塗布した後に、板材50を絞り成形及びしごき加工することにより缶を製造する製造方法において、板材50の一方の面と他方の面とで潤滑剤40、41の性状が異なることを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、筒状の胴部を備えた缶の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、ボトル缶等の筒状の胴部を備えた缶は、アルミニウム合金の金属板材から円形状の板材を打抜き、絞り加工して筒状のカップ部材を得、更にそれをDI加工装置によって再絞り・しごき加工して、缶開口部を縮径することにより製作される。
ここで、金属板材から円形状の板材を打抜く工程においては、円形状の板材が打抜かれた後に残された金属板材であるスケルトンは、その後、カッピング装置から排出されることになる。
また、再絞り・しごき加工においては、前工程であるカッピングプレスによって得られた円筒状のカップをパンチスリーブと再絞りダイに配置し、この状態でカップホルダースリーブ及びパンチスリーブを前進させる。これにより、カップホルダースリーブが、再絞りダイの端面にカップの底面を押し付ける。次に、カップホルダースリーブによるカップの押し付け動作が行われつつ、パンチスリーブがカップに再絞り加工を施し、カップを細長い平底缶に成形する。そして、この平底缶はアイオニングダイを順次通過して行き、徐々にしごき加工が施され、缶底をボトム金型に押し付けることにより、缶底形成を行う。さらに、ダイネッカーを用いて平底缶の開口端部を縮径して、筒部を備えたボトル缶等を製作する。
【0003】
この工程において、絞り加工又はしごき加工時に潤滑が不足すると、缶胴体の表面に黒筋とよばれる黒い筋状の表面模様の発生、胴切れ等のボトル缶の成形性に問題が生じる。そこで、従来、絞り加工の直前にルーブルケータにより金属板材に潤滑剤を塗布しており、この塗布方法には主に2通りある。一方は、乳化させた油(エマルション)に金属板材を浸漬した後、絞りロールにより必要量の潤滑剤を付着させる方法であり、他方は、潤滑剤の原液をロール等により金属板材に付着させる方法である。
そして、下記特許文献1に潤滑剤が塗布された金属板材を用いるボトル缶の製造方法が提案されている。
特許文献1においては、ボトル缶用アルミニウム合金の金属板の各面に絞り成形用潤滑剤を塗布した後に、絞り・しごき成形を行うボトル缶の製造方法である。
【特許文献1】特開平10−85872号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、上記特許文献1に記載されたボトル缶の製造方法においては、金属板材の両面に同動粘度の潤滑油を塗布することになる。
このため、塗布された潤滑油の動粘度が高い場合には、スケルトンが金型に貼り付き、また、平底缶からパンチスリーブの抜け性が悪くなるという問題があった。
即ち、筒状のカップの外面側に塗布された潤滑剤の動粘度が高いと、金属板材から円形状の板材を打抜く工程の後に、スケルトンが金型に貼り付き、カッピング装置内にスケルトンが残留することから、缶の製造に支障が生じるという問題があった。
また、筒状のカップの内面側に塗布された潤滑剤の動粘度が高いと、平底缶にエアーを注入してパンチスリーブを平底缶から抜く際、パンチスリーブが平底缶から良好に外れないことから、缶が飛ばされ、缶がボトム金型等に当たることになり、缶の缶底側が挫屈して、ボトム変形が生じるという問題があった。
【0005】
その一方で、金属板材の表面に塗布された潤滑剤の動粘度が低いと、ボトル缶の成形性が悪くなるという問題と、パンチキズが生じるという問題とがあった。
即ち、カップ又は平底缶の外面側に塗布された潤滑剤の動粘度が低いと、絞り加工またはしごき加工の際、缶胴体に黒筋が発生し易く、また、胴切れが生じ易いというボトル缶の成形性に問題があった。
さらに、平底缶の内面側に塗布された潤滑剤の動粘度が低いとパンチスリーブが平底缶の内面側を傷つけて、平底缶の内面にパンチキズが生じるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項1に記載の発明は、筒状の胴部を備えた缶を製造するに際して、板状のアルミニウム合金の一方の面と他方の面とに潤滑剤を塗布した後に、該板材を絞り成形及びしごき加工することにより上記筒状の胴部を備えた缶を製造する製造方法において、上記板材の一方の面と他方の面とで上記潤滑剤の性状が異なることを特徴とする。
【0007】
この発明に係る筒状の胴部を備えた缶の製造方法によれば、絞り加工及びしごき加工の過程において、金属板材の一方の面と他方の面とにおける加工条件が異なる一方で、それぞれの表面の加工条件に適合する潤滑剤が、金属板材の各表面に塗布されることになる。
なお、本発明における性状とは静粘度と、動粘度及び密度を含む概念である。
【0008】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の上記筒状の胴部を備えた缶の製造方法において、上記板材の表面のうち缶の外面側となる表面に塗布される潤滑剤の動粘度が、上記板材の表面のうち内面側となる表面に塗布される潤滑剤の動粘度よりも高いことを特徴とする。
【0009】
この発明に係る筒状の胴部を備えた缶の製造方法によれば、板材の表面のうち缶の内面側となる表面においては、抜け性の確保とパンチキズの発生の抑制を図る必要があり、缶の外面側となる表面においては、缶の成形性を確保すると共に、カッピングプレス内にスケルトンが残留することを防止するために、缶の外面側となる表面には、内面側となる表面よりも動粘度の高い潤滑剤を塗布することになる。
【0010】
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の筒状の胴部を備えた缶の製造方法において、上記板材の表面のうち缶の内面側となる表面に塗布する上記潤滑剤の動粘度が6×10−6/s以上25×10−6/s未満であり、外面側となる表面に塗布する上記潤滑剤の動粘度が11×10−6/s以上100×10−6/s未満であることを特徴とする。
【0011】
この発明に係る筒状の胴部を備えた缶の製造方法によれば、缶の外面側となる金属板材の表面に、缶の成形性に優れ、且つ、スケルトンをカッピング装置から良好に排出することのできる動粘度の高い潤滑剤が塗布される。
また、缶の内面側となるアルミニウム合金板材の表面に、缶の抜け性に優れ、パンチキズの生じ難い動粘度の低い潤滑剤が塗布される。
即ち、缶の内面側となるアルミニウム合金板材の表面に塗布される潤滑剤の動粘度が6×10−6/sよりも低い動粘度では、缶の内面にパンチキズが生じ易くなり、また、25×10−6/s以上の動粘度では缶の抜け性が悪くなるからである。
つまり、アルミニウム合金板材の表面のうち缶の内面側となる表面に塗布される潤滑剤の動粘度が6×10−6/s以上25×10−6/s未満であると、缶の抜け性を確保することができ、パンチキズの発生を防止することができる。特に、この潤滑剤の動粘度が6×10−6/s以上11×10−6/s未満であると、確実に缶の抜け性を確保することができ、パンチキズの発生を確実に防止することができる。
その一方で、缶の外面側となるアルミニウム合金板材の表面に塗布される潤滑剤の動粘度が11×10−6/sより低くい動粘度では、缶の成形性が悪くなり、また、100×10−6/s以上の動粘度ではスケルトンが金型から外れ難く、カッピング装置内においてスケルトンが残留することになり、缶の製造を阻害することになる。
その一方で、アルミニウム合金板材の表面のうち缶の外面側となる表面に塗布される潤滑剤の動粘度が、11×10−6/s以上100×10−6/s未満であると、缶の成形性を確保することができ、カップ搬送性を確保することができるからである。特に、この潤滑剤の動粘度が、25×10−6/s以上100×10−6/s未満、であると、缶の成形性を確実に確保することができ、打抜き工程において、スケルトンが金型に貼りつくことがなく、良好にカッピング装置から排出されることになる。
【0012】
請求項4に記載の発明は、筒状の胴部を備えた缶を製造するに際して、板状のアルミニウム合金板材の一方の面と他方の面とに潤滑剤を塗布した後に該板材を絞り成形及びしごき加工することにより筒状の胴部を備えた缶を製造する製造方法において、上記板状のアルミニウム合金板材にリオイルを塗布した後に、上記板材の表面のうち上記缶の外面側となる表面に潤滑剤を塗布することを特徴とする。
【0013】
この発明に係る筒状の胴部を備えた缶の製造方法によれば、潤滑剤が塗布された後において金属材料と潤滑剤のなじみがよく、良好に潤滑剤が塗布され潤滑剤が離脱しなくなり、さらに、金属板材の表面のうちボトル缶の内面側となる表面に潤滑剤を塗布しないため、潤滑剤を金属板材の表面に塗布する際に、潤滑剤の温度及び塗布量の調節等の煩雑な管理が軽減される。
【0014】
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の筒状の胴部を備えた缶の製造方法において、上記潤滑剤の動粘度が11×10−6/s以上100×10−6/s未満であることを特徴とする。但し、25−6/s以上100−6/s未満の動粘度の潤滑剤であることが好ましい。
【0015】
この発明に係る筒状の胴部を備えた缶の製造方法によれば、板材の表面のうち缶の外面側となる表面に、缶の成形性とカップ搬送性を確保することのできる潤滑剤が塗布されることになる。
【発明の効果】
【0016】
以上説明したように、この発明によれば平底缶、胴缶等の缶からパンチスリーブの抜け性を確保することができ、パンチキズの発生の防止が図られ、黒筋等が生じず成形性が良好であり、また、カッピング装置内にスケルトンが残留することを防止され、良好な缶の製造を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
以下、図面を参照し、この発明の一実施形態について説明する。
まず、ボトル缶51の製造方法について説明する。図1に示されるように、ボトル缶51(筒状の胴部を備えた缶)は、筒状の胴部52と、先端側に行くに従い縮径されたテーパ部53と、テーパ部53の先端側に形成された口金部54とを主な構成要素としている。口金部54は、径方向に膨出したかぶら部55と、かぶら部55の先端側に形成されたねじ部56と、口金部54の開口端部59に形成されたカール部57とを主な構成要素としている。
ボトル缶51を作成するための金属板材(アルミニウム合金板材)50としては、アルミニウム、アルミニウム合金(アルミニウム−マンガン合金等)、鋼板、表面処理鋼板(亜鉛メッキ鋼板、錫メッキ鋼板)等が挙げられる。
ボトル缶51を製作するには、まず、図2に示すように、グラビアローラ70を用いて、金属板材50の表面のうちボトル缶51の内面となる表面に潤滑剤40を塗布するとともに、ボトル缶51の外面側となる表面に潤滑剤41を塗布する。
【0018】
図2に示すように、潤滑剤40が充填されたオイルパン73aと、潤滑剤41が充填されたオイルパン73bと、オイルパン73a,73bとから潤滑剤40、41を供給されるグラビアロール75a、75bと、グラビアロール75a,75bに過分に供給された潤滑剤40、41を掻き落すドクターブレード74a,74bと、グラビアローラ75a,75bのセルに溜まった潤滑剤40、41を転写されるアプリケーターロール76a、76bと、金属板材50を搬送する搬送ローラ72とから構成されるグラビアローラ70によって、潤滑剤40、41を金属板材50に塗布する。
【0019】
この場合、アプリケーターロール76aによって、潤滑剤40が金属板材50の表面のうち缶の内面側となる表面に塗布され、アプリケーターロール76bによって、潤滑剤41が缶の外面側となる表面に塗布される。なお、潤滑剤40、41の具体例は後述する。
【0020】
ここで、ボトル缶51の内面側となる表面に塗布する潤滑剤40の動粘度は、6×10−6/s以上25×10−6/s未満であり、ボトル缶51の外面側となる潤滑剤41の動粘度は11×10−6/s以上100×10−6/s未満である。
ここで、潤滑剤41の動粘度の方が、潤滑剤40の動粘度よりも高い潤滑剤が選択される。但し、好ましくは潤滑剤40の動粘度は、6×10−6/s以上11×10−6/s未満であり、潤滑剤41の動粘度は、25×10−6/s以上100×10−6/s未満である。
【0021】
このように、表面に潤滑剤40、41が塗布された金属板材50を円形状に打抜き、この円形状の金属板材50を絞り加工することにより、図3(a)に示される筒状のカップ15を形成する。次に、DI加工装置を用いて、カップ15を再絞り加工、しごき加工する。
図4に示すように、DI加工装置は、円形の貫通孔1aを有する一枚の再絞りダイ1と、この再絞りダイ1と同軸に配列され、円形の貫通孔3a,5a,7aを有する3枚のしごきダイ(アイオニングダイ)3,5,7と、各貫通孔1a〜7aの内部に嵌合可能で、且つ、軸方向に移動自在となった円筒状のパンチスリーブ9と、このパンチスリーブ9の外側に嵌合された円筒状のカップホルダースリーブ11とを備えている。各アイオニングダイ3〜7の後方には、パイロットリング13を配置してあり、缶が各ダイを外れたときの衝撃によって、パンチスリーブ9が各ダイに接触することを防止している。
【0022】
また、再絞りダイ1及びアイオニングダイ3〜7には、潤滑と冷却のため、DIクーラントを供給することができることになっている。
このDI加工装置による再絞り加工は、前工程であるカッピングプレスによって製造したカップ15をパンチスリーブ9と再絞りダイ1との間に配置し、この状態でカップホルダースリーブ11及びパンチスリーブ9を前進させる。これにより、カップホルダースリーブ11が、再絞りダイ1の端面にカップ15の底面を押し付ける(図4の2点鎖点)。次に、カップホルダースリーブ11によるカップ押し付け動作が行われつつ、パンチスリーブ9がカップ15を再絞りダイ1の貫通孔1a内に押し込む。これにより、カップ15に再絞り加工を施しカップ15を、図4(b)に示される平底缶17に成形する。
【0023】
再絞りダイ1を通過した平底缶17は、さらにアイオニングダイ3〜7の貫通孔3a〜7aを順々に通過して行き、徐々にしごき加工が施され、図3(c)に示されるように、所定の肉厚を有する胴缶19に形成される。パンチスリーブ9は、しごき加工が終了した胴缶19をさらに前方に押し出し、胴缶19の底部をボトム成形金型に押圧して、例えばドーム形状に形成する。ここで、再絞り加工・しごき加工が終了すると、パンチスリーブ9の先端部から胴缶19にエアーを注入することにより、パンチスリーブ9を胴缶19から抜くことになる。
【0024】
このようにして得られた缶胴19に、この後トリミング工程を経て、洗浄・表面処理・乾燥工程、内面塗装・焼付け工程、ネッキング・ねじ部形成工程による加工を加えてボトル缶51を形成する。
ところで、本実施形態においては、ボトル缶51の内面側となる金属板材の表面に、潤滑剤40が塗布されている。このため、胴缶19にエアーを注入することによりパンチスリーブ9を胴缶19から抜く際においても、胴缶19の内面側と、パンチスリーブ9との間において摩擦が軽減され、胴缶19からパンチスリーブ9が良好に抜くことができる。
したがって、胴缶19がパンチスリーブ9から飛ばされることが防止され、胴缶19の缶底部付近が挫屈してボトム変形が生じることが防止されることになり、良好な胴部19が形成されることになる。
【0025】
さらに、再絞り加工、しごき加工する際においても、カップ15、平底缶17又は胴缶19とパンチスリーブ9との間において潤滑油40の油膜が形成され、パンチスリーブ9とカップ15、平底缶17又は胴缶19とが直接当接し難くなる。
したがって、再絞り加工、しごき加工の際においても、パンチスリーブ9によってカップ15、平底缶17又は胴缶19の内面にパンチキズが生じ難いことになっている。
【0026】
また、金属板材50から円形状の板材を打抜く際においても、円形状の板材が打抜かれた後の金属板材50であるスケルトンが、金型に貼りつくことなく、良好にカッピング装置から排出されることになる。
このように、スケルトンが良好にカッピング装置から排出されることから、スケルトンがカッピング装置に残留することにより、ボトル缶51の製造が阻害されることがなく、良好にボトル缶51を製造することができる。
さらに、絞り加工・しごき加工する際においても、カップ15、平底缶17又は胴缶19の外面側に潤滑油41が塗布されていることから、缶の外表面とアイオニングダイ3,5,7との摩擦が軽減され、缶胴部に黒筋、模様、胴切れ等が生じ難く、成形性のよいボトル缶51を製造することができる。
【0027】
ここで、潤滑剤40、40としては、それぞれ上記の動粘度の範囲にあれば任意のものが使用可能である。
潤滑剤40、41は共に不水溶性絞り用潤滑剤であり、基油としては、鉱油、合成油および油脂の何れも使用できる。潤滑剤50、41に使用可能な鉱油系基油を例示すれば、原油を常圧蒸留および減圧蒸留して得られた潤滑油留分に対して、溶剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、溶剤脱ろう、接触脱ろう、水素化精製、硫酸洗浄、白土処理等の1種もしくは2種以上の精製手段を適宜組み合わせて適用して得られるパラフィン系またはナフテン系の鉱油等を挙げることができる。また、油脂系基油としては、牛脂、豚脂、大豆油、菜種油、米ぬか油、ヤシ油、パーム油、パーム核油、あるいはこれらの水素添加物等が挙げられる。また、合成油系基油としては、例えば、ポリオレフィン(エチレン−プロピレン共重合体、ポリブテン、1−オクテンオリゴマー、1−デセンオリゴマーなど)およびこれらの水素化物、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン、エステル、ポリオキシアルキレングリコール、ポリフェニルエーテル、ジアルキルジフェニルエーテル、リン酸エステル(トリクレジルフォスフェートなど)、含フッ素化合物(パーフルオロポリエーテル、フッ素化ポリオレフィンなど)、シリコーン油等が挙げられる。潤滑剤40、41の基油としては、上記した基油を単独で用いてもよいし、2種以上組み合わせてもよい。潤滑剤40、41の基油としては、上記した中でも、加工性に優れている点から、エステルを潤滑剤全量基準で5質量%以上、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上含んでいることが望ましい。
【0028】
上記エステルを構成するアルコールとしては、一価アルコールでも多価アルコールでも良く、酸としては一塩基酸でも多塩基酸であっても良い。1価アルコールとしては、通常炭素数1〜24、好ましくは1〜12、より好ましくは1〜8のものが用いられ、このようなアルコールとしては直鎖のものでも分岐のものでもよい。炭素数1〜24のアルコールとしては、具体的には例えば、メタノール、エタノール、直鎖または分岐のプロパノール、直鎖または分岐のブタノール、直鎖または分岐のペンタノール、直鎖または分岐のヘキサノール、直鎖または分岐のヘプタノール、直鎖または分岐のオクタノール、直鎖または分岐のノナノール、直鎖または分岐のデカノール、直鎖または分岐のウンデカノール、直鎖または分岐のドデカノール、直鎖または分岐のトリデカノール、直鎖または分岐のテトラデカノール、直鎖または分岐のペンタデカノール、直鎖または分岐のヘキサデカノール、直鎖または分岐のヘプタデカノール、直鎖または分岐のオクタデカノール、直鎖または分岐のノナデカノール、直鎖または分岐のイコサノール、直鎖または分岐のヘンイコサノール、直鎖または分岐のドコサノール、直鎖または分岐のトリコサノール、直鎖または分岐のテトラコサノール、およびこれらの混合物などが挙げられる。多価アルコールとしては、通常2〜10価、好ましくは2〜6価のものが用いられる。2〜10価の多価アルコールとしては、具体的には例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール(エチレングリコールの3〜15量体)、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール(プロピレングリコールの3〜15量体)、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2−メチル−1,2−プロパンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,2−ペンタンジオール、1,3−ペンタンジオール、1,4−ペンタンジオール、1,5−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール等の2価アルコール;グリセリン、ポリグリセリン(グリセリンの2〜8量体、例えばジグリセリン、トリグリセリン、テトラグリセリンなど)、トリメチロールアルカン(トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、トリメチロールブタンなど)およびこれらの2〜8量体、ペンタエリスリトールおよびこれらの2〜4量体、1,2,4−ブタントリオール、1,3,5−ペンタントリオール、1,2,6−ヘキサントリオール、1,2,3,4−ブタンテトロール、ソルビトール、ソルビタン、ソルビトールグリセリン縮合物、アドニトール、アラビトール、キシリトール、マンニトールなどの多価アルコール;キシロース、アラビノース、リボース、ラムノース、グルコース、フルクトース、ガラクトース、マンノース、ソルボース、セロビオース、マルトース、イソマルトース、トレハロース、シュクロースなどの糖類、およびこれらの混合物等が挙げられる。これらの中でも特に、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール(エチレングリコールの3〜10量体)、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール(プロピレングリコールの3〜10量体)、1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,2−プロパンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、ジグリセリン、トリグリセリン、トリメチロールアルカン(トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、トリメチロールブタンなど)およびこれらの2〜4量体、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、1,2,4−ブタントリオール、1,3,5−ペンタントリオール、1,2,6−ヘキサントリオール、1,2,3,4−ブタンテトロール、ソルビトール、ソルビタン、ソルビトールグリセリン縮合物、アドニトール、アラビトール、キシリトール、マンニトールなどの2〜6価の多価アルコール、およびこれらの混合物等がより好ましい。さらに好ましくは、エチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビタン、およびこれらの混合物等である。
【0029】
一塩基酸としては、通常炭素数6〜24の脂肪酸が用いられる。このような脂肪酸としては、直鎖のものでも分岐のものでも良く、また飽和のものでも不飽和のものでも良い。炭素数6〜24の脂肪酸としては、具体的には例えば、直鎖状または分岐状のヘキサン酸、直鎖状または分岐状のヘプタン酸、直鎖状または分岐状のオクタン酸、直鎖状または分岐状のノナン酸、直鎖状または分岐状のデカン酸、直鎖状または分岐状のウンデカン酸、直鎖状または分岐状のドデカン酸、直鎖状または分岐状のトリデカン酸、直鎖状または分岐状のテトラデカン酸、直鎖状または分岐状のペンタデカン酸、直鎖状または分岐状のヘキサデカン酸、直鎖状または分岐状のヘプタデカン酸、直鎖状または分岐状のオクタデカン酸、直鎖状または分岐状のノナデカン酸、直鎖状または分岐状のイコサン酸、直鎖状または分岐状のヘンイコサン酸、直鎖状または分岐状のドコサン酸、直鎖状または分岐状のトリコサン酸、直鎖状または分岐状のテトラコサン酸などの飽和脂肪酸、または、直鎖状または分岐状のヘキセン酸、直鎖状または分岐状のヘプテン酸、直鎖状または分岐状のオクテン酸、直鎖状または分岐状のノネン酸、直鎖状または分岐状のデセン酸、直鎖状または分岐状のウンデセン酸、直鎖状または分岐状のドデセン酸、直鎖状または分岐状のトリデセン酸、直鎖状または分岐状のテトラデセン酸、直鎖状または分岐状のペンタデセン酸、直鎖状または分岐状のヘキサデセン酸、直鎖状または分岐状のヘプタデセン酸、直鎖状または分岐状のオクタデセン酸、直鎖状または分岐状のノナデセン酸、直鎖状または分岐状のイコセン酸、直鎖状または分岐状のヘンイコセン酸、直鎖状または分岐状のドコセン酸、直鎖状または分岐状のトリコセン酸、直鎖状または分岐状のテトラコセン酸などの不飽和脂肪酸、およびこれらの混合物等が挙げられる。これらの中でも、特に炭素数8〜20の飽和脂肪酸、または炭素数8〜20の不飽和脂肪酸、およびこれらの混合物等が好ましい。多塩基酸としては、炭素数2〜16の二塩基酸およびトリメリット酸等が挙げられる。炭素数2〜16の二塩基酸としては、直鎖のものでも分岐のものでも良く、また飽和のものでも不飽和のものでもよい。
具体的には例えば、エタン二酸、プロパン二酸、直鎖状または分岐状のブタン二酸、直鎖状または分岐状のペンタン二酸、直鎖状または分岐状のヘキサン二酸、直鎖状または分岐状のヘプタン二酸、直鎖状または分岐状のオクタン二酸、直鎖状または分岐状のノナン二酸、直鎖状または分岐状のデカン二酸、直鎖状または分岐状のウンデカン二酸、直鎖状または分岐状のドデカン二酸、直鎖状または分岐状のトリデカン二酸、直鎖状または分岐状のテトラデカン二酸、直鎖状または分岐状のペンタデカン二酸、直鎖状または分岐状のヘキサデカン二酸などの飽和二塩基酸、直鎖状または分岐状のブテン二酸、直鎖状または分岐状のペンテン二酸、直鎖状または分岐状のヘキセン二酸、直鎖状または分岐状のヘプテン二酸、直鎖状または分岐状のオクテン二酸、直鎖状または分岐状のノネン二酸、直鎖状または分岐状のデセン二酸、直鎖状または分岐状のウンデセン二酸、直鎖状または分岐状のドデセン二酸、直鎖状または分岐状のトリデセン二酸、直鎖状または分岐状のテトラデセン二酸、直鎖状または分岐状のペンタデセン二酸、直鎖状または分岐状のヘキサデセン二酸などの不飽和二塩基酸、およびこれらの混合物等が挙げられる。
【0030】
また、アルコールと酸との組み合わせとしても、(1)一価アルコールと一塩基酸とのエステル(2)多価アルコールと一塩基酸とのエステル(3)一価アルコールと多塩基酸とのエステル(4)多価アルコールと多塩基酸とのエステル(5)一価アルコール、多価アルコールの混合物と多塩基酸との混合エステル(6)多価アルコールと一塩基酸、多塩基酸との混合物との混合エステル(7)一価アルコール、多価アルコールとの混合物と一塩基酸、多塩基酸との混合エステルなど、任意の組み合わせが可能である。なお、アルコール成分として多価アルコールを用いた場合、多価アルコール中の水酸基全てがエステル化された完全エステルでも良く、水酸基の一部がエステル化されず水酸基のままで残っている部分エステルであっても良い。また、酸成分として多塩基酸を用いた場合、多塩基酸中のカルボキシル基全てがエステル化された完全エステルでも良く、カルボキシル基の一部がエステル化されずカルボキシル基のままで残っている部分エステルであっても良い。潤滑剤40、41の基油としては、加工性をより高めるという点から、上記(1)、(2)、(3)および(4)の中から選ばれる1種または2種以上のエステルを用いることが好ましい。さらに、この中でも(1)、(2)および(4)の中から選ばれる1種または2種以上のエステルがより好ましく、(1)および(2)の中から選ばれる1種または2種以上のエステルがさらにより好ましく、(2)のエステルを1種または2種以上用いることが最も好ましい。
【0031】
潤滑剤40、41としては、上記した基油のみからなるものを用いても良いが、基油に適宜添加剤を含有させたものを用いてもよい。このような添加剤としては、油性剤、極圧剤、腐食防止剤、清浄剤、分散剤、酸化防止剤、消泡剤等が挙げられる。上記油性剤としては、脂肪酸、高級アルコール、アミン、アミド等が挙げられる。上記極圧剤としては、トリクレジルフォスフェート等のりん系化合物、硫化油脂、ポリサルファイド等の硫黄系化合物、塩素化パラフィン等の塩素系化合物、亜鉛ジアルキルジチオフォスフェート、モリブデンジアルキルジチオフォスフェート、亜鉛ジアルキルジチオカルバメート、モリブデンジアルキルジチオカルバメート等の有機金属化合物などが挙げられる。上記腐食防止剤としては、ベンゾトリアゾール、メルカプトベンゾチアゾール、メルカプトベンゾチアゾールのナトリウム塩、トリルトリアゾール等が挙げられる。上記清浄剤としては、アルカリ金属またはアルカリ土類金属スルフォネート、アルカリ金属またはアルカリ土類金属サリシレート、アルカリ金属またはアルカリ土類金属フェネート、脂肪酸石けん等が挙げられる。上記分散剤としては、アルケニルコハク酸イミド(ほう酸変性させたものも含む)、非イオン系界面活性剤等が挙げられる。
上記酸化防止剤としては、2,6−ジターシャリーブチル−p−クレゾール(DBPC)等のフェノール化合物、フェニル−α−ナフチルアミンなどの芳香族アミン等が挙げられる。上記消泡剤としては、シリコン系化合物、高級アルコール、金属石けん、アミド、エチレン−プロピレンコポリマー等が挙げられる。これら添加剤の含有量は、それぞれ5質量%以下、好ましくは1質量%以下(いずれも潤滑剤40、41全量基準)であることが望ましい。
なお、上記潤滑剤40、41は、40℃における動粘度を5×10−6/s以上70×10−6/sの範囲に設定することができる。
【0032】
なお、本実施形態においては、図2に示されるように、グラビアローラ70を用いて、潤滑剤40、41を塗布することにしているが、これに限られない。つまり、金属板材50の表面の一方と他方とに塗布される潤滑剤を異ならせることのできる塗布装置ならばよい。
【0033】
なお、本実施形態においては、リオイルを金属板材51に施さずに潤滑剤40、41を塗布する。このため、リオイルを施す工程を省略することができ、製造時間の短縮を図ることができる。
また、リオイルを施した後に潤滑剤40、41を塗布してもよい。
リオイルが施された金属板材51に潤滑剤40、41が塗布すると、金属材料と潤滑剤40、41のなじみがよくなり、良好に潤滑剤40,41が塗布され、潤滑剤40,41が離脱しなくなる。このため、均一に潤滑油40、41が形成され、金属板材50の表面の一部において潤滑剤40、41が厚く又は薄く形成されることが防止される。このため確実に、パンチスリーブ9の抜け性を確保することができ、パンチキズの発生が防止され、缶の成形性を確保することができ、カップの搬送性を確保することができる。
【0034】
さらに、金属板材50にリオイルを施した後に、金属板材50のうちボトル51缶の外面側となる表面に潤滑剤41を塗布してもよい。
この場合においては、金属板材50の表面のうちボトル缶51の内面側となる表面に潤滑剤40を塗布しないため、潤滑剤40を金属板材の表面に塗布する際の潤滑剤40の温度及び塗布量の調節等の煩雑な管理を軽減することができる。
なお、リオイルとしては、潤滑剤40、41と同じ性状のもので、動粘度は、潤滑剤と同じか、或いは低いものを使用する。
【0035】
ここで、表1において、アルミニウム合金板材の表面のうち、表面に種々の動粘度の潤滑油40,41を塗布して、抜け性、パンチキズ、成形性、カッピングプレス内のジャムの有無について評価した。なお、この評価を行うにあたり、リオイルを施さない状態でアルミニウム合金板材に潤滑剤40,41を塗布している。
【0036】
ここで、潤滑剤40,41の動粘度の単位は(cSt=10−6/s)である。
また、抜け性とは、再絞り・しごき加工の終了後において、缶からパンチスリーブが外れ易いかを評価したものである。また、パンチキズとは、再絞り・しごき加工の過程においてパンチスリーブ9によって、缶の内面側にキズが生じるかについて評価したものである。成形性とは、絞り、再絞り・しごき加工の過程において缶の外表面に黒筋の発生や、胴切れ等が生じるかについて評価したものである。カッピングプレス内ジャムの有無とは、打抜き加工工程後において、円形状の板材が打抜かれた金属板材であるスケルトンがカッピング装置から排出されず、スケルトンがカッピング装置内で押し潰され、残留する場合の有無について評価したものである。
また、塗布量は30〜40mg/cupであり、リダクションは45%である。
抜け性については、試験の缶の数を100万缶として評価する。ここで、○とは、試験の缶のうちボトム変形が生じる缶がない場合を意味する。また△とは、ボトム変形が生じる缶が試験の缶のうち3割未満であることを意味する。さらに、×とは小さなボトム変形が生じる缶が試験の缶のうち3割以上であること、又は、大きなボトム変形が生じる缶が一つ以上発生することを意味する。
パンチキズは、目視検査により行う。ここで、○は、缶の内面にキズが認められない場合を意味する。また、△は、缶の内面に形成されたキズが極めて薄いことを意味する。さらに、×は、缶の内面側に形成されたキズが濃いことを意味する。
成形性については、試験の缶を100万缶として、胴切れの有無、目視による缶の外面のキズにより評価する。ここで、○とは、試験の缶のうち、胴切れの生じる缶が10缶以下であり、且つ、缶の外面側に目立つキズがないことを意味する。また、△とは、胴切れの生じる缶が50缶未満であり、且つ、外面に目立つキズがないことを意味する。さらに、×は、胴切れの生じる缶が50缶以上、または、外面に目立つキズがある場合を意味する。
カッピングプレス内のジャムについては、カッピング装置内でジャムが生じるか否により評価する。
ここで、カッピングプレス内のジャムとは、打抜き加工の際に、スケルトンが金型に貼り付き、カッピング装置内に残留することを意味する。ここで、○とは、カッピング装置内でジャムが一つも生じない場合を意味する。また、また、×とは、カッピング装置内で一つでもジャムが生じる場合があることを意味する。
【0037】
【表1】

【0038】
表1の結果からも分かるように、金属板材50の表面のうち缶の内面側となる表面に、動粘度が6×10−6/s以上〜25×10−6/s未満の範囲の潤滑剤40を塗布した場合においては、抜け性を確保することができ、パンチキズの発生を防止することができる。特に、動粘度の範囲が、6×10−6/s以上〜11×10−6/s未満の範囲においては、良好な抜け性を確保することができ、また、パンチキズを確実に防止することができる。
また、金属板材の表面のうち缶の外面側となる表面に、動粘度が11×10−6/s以上〜100×10−6/s未満の範囲の潤滑剤41を塗布した場合においては、黒筋の発生や胴切れの発生を防止することができ、缶の成形性を確保することがでる。さらに、打抜き加工の際に、スケルトンが金型から良好には外れることから、スケルトンがカッピング装置内に残留することがなく、良好に缶の製造を図ることができる。
特に、動粘度が25×10−6/s以上〜100×10−6/s未満の潤滑剤40,41が塗布された場合においては、缶の成形性を確実に確保することできる一方で、良好にスケルトンがカッピング装置から排出されることになる。
【図面の簡単な説明】
【0039】
【図1】本発明の実施形態に係るボトル缶の正面図である。
【図2】金属材料の表面に潤滑剤を塗布するグラビアローラの概略図である。
【図3】絞り・しごき加工の加工過程を示す図である。
【図4】DI加工装置の概略図である。
【符号の説明】
【0040】
40、41 潤滑剤 50 金属板材(アルミニウム合金板材) 51 ボトル缶(筒状の胴部を備えた缶) 70グラビアローラ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
筒状の胴部を備えた缶を製造するに際して、板状のアルミニウム合金の一方の面と他方の面とに潤滑剤を塗布した後に、該板材を絞り成形及びしごき加工することにより上記筒状の胴部を備えた缶を製造する製造方法において、
上記板材の上記一方の面と上記他方の面とで上記潤滑剤の性状が異なることを特徴とする筒状の胴部を備えた缶の製造方法。
【請求項2】
請求項1に記載の上記筒状の胴部を備えた缶の製造方法において、
上記板材の表面のうち缶の外面側となる表面に塗布される潤滑剤の動粘度が、上記板材の表面のうち内面側となる表面に塗布される潤滑剤の動粘度よりも高いことを特徴とする筒状の胴部を備えた缶の製造方法。
【請求項3】
請求項2に記載の筒状の胴部を備えた缶の製造方法において、
上記板材の表面のうち缶の内面側となる表面に塗布する上記潤滑剤の動粘度が6×10−6/s以上25×10−6/s未満であり、外面側となる表面に塗布する上記潤滑剤の動粘度が11×10−6/s以上100×10−6/s未満であることを特徴とする筒状の胴部を備えた缶の製造方法。
【請求項4】
筒状の胴部を備えた缶を製造するに際して、板状のアルミニウム合金板材の一方の面と他方の面とに潤滑剤を塗布した後に該板材を絞り成形及びしごき加工することにより筒状の胴部を備えた缶を製造する製造方法において、
上記板状のアルミニウム合金板材にリオイルを塗布した後に、上記板材の表面のうち上記缶の外面側となる表面に潤滑剤を塗布することを特徴とする筒状の胴部を備えた缶の製造方法。
【請求項5】
請求項4に記載の筒状の胴部を備えた缶の製造方法において、
上記潤滑剤の動粘度が11×10−6/s以上100×10−6/s未満であることを特徴とする筒状の胴部を備えた缶の製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2009−12078(P2009−12078A)
【公開日】平成21年1月22日(2009.1.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−208719(P2008−208719)
【出願日】平成20年8月13日(2008.8.13)
【分割の表示】特願2003−209778(P2003−209778)の分割
【原出願日】平成15年8月29日(2003.8.29)
【出願人】(305060154)ユニバーサル製缶株式会社 (219)
【Fターム(参考)】