(57)【要約】【課題】アルミニウム箔芯層とその両面に形成せられた合成樹脂被覆層とよりなる積層シートを深絞り成形するさい、成形材料がパンチＲ部付近で破断しないようにする。【解決手段】本発明による口部内径が６３ｍｍ、深さが１００ｍｍ、側面がテーパ２．６゜のテーパ付き容器の成形金型は、パンチ１のR部２の曲率半径が５mm、パンチ１のR部２の粗度（Ｒａ）が３μｍ、パンチ１のR部２の下方長さL１１０ｍｍ領域のパンチ側面上部３の粗度（Ｒａ）が０．５μｍ、側面上部３の下方残部長さL２領域の側面残部４の粗度（Ｒａ）が０．０５μｍとなされているものである。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム箔芯層とその両面に形成せられた合成樹脂被覆層とよりなる積層シートを深絞り成形してテーパ付き容器を成形するのに用いられかつパンチＲ部の曲率半径が０．５〜１５ｍｍである金型において、パンチR部およびその下方の側面部全体の加工仕上げ粗度（Ｒａ）が０．０２〜１２μｍであり、この加工仕上げ粗度（Ｒａ）の範囲内で、パンチR部を含めその下方のパンチ側面部全体の粗度（Ｒａ）が、パンチR部からパンチ側面部下端まで順次段階的に小さくなされていることを特徴とするテーパ付き容器の成形金型。
【請求項２】
パンチR部の粗度（Ｒａ）が２〜１２μｍ、パンチR部の下方長さ５〜３０ｍｍ領域のパンチ側面上部の粗度（Ｒａ）が０．１〜２μｍ、パンチ側面残部の粗度（Ｒａ）が０．０２〜０．１μｍとなされていることを特徴とする請求項１記載のテーパ付き容器の成形金型。
【請求項３】
テーパ付き容器の口部内径が５０〜１００ｍｍ、深さが５０〜１５０ｍｍでかつ口部内径に対する深さの比が１:１以上、テーパ角度が１〜８°であることを特徴とする請求項１または２記載のテーパ付き容器の成形金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム箔芯層とその両面に形成せられた合成樹脂被覆層とよりなる積層シートを深絞り成形してテーパ付き容器を得るのに用いられる成形金型に関する。
【０００２】
なお、この明細書において、アルミニウムには、純アルミニウムおよびアルミニウム合金が含まれる。また、パンチの上下方向は、パンチの先端が上向きの状態での方向をいう。
【背景技術】
【０００３】
アルミニウム箔芯層とその両面に形成せられた合成樹脂被覆層とよりなる積層シートを深絞り成形してテーパ付き容器を得る場合、金型形状の因子としてパンチR部の大きさがある。なぜなら、成形材料は、成形時パンチの先端部で固定され、パンチR部で絞り荷重の大部分が支えられた状態で引張り力が働くので、パンチR部で成形材料は薄くなるからである。このさい、パンチR部の大きさが小さいとパンチR部にかかる荷重が局部的に高くなるため材料厚の減少が大きくなる。逆にＲ部の大きさが大きいと成形材料がパンチ底部になじまず、材料厚が減少する。したがって、パンチR部の大きさを適正な範囲に調整することが重要である。そして、容器の口部内径に対する深さの比が大きい深い容器の場合は、成形が難しいため、パンチR部の調整がより厳しく要求される。
【０００４】
本発明者は、先にテーパ付き容器の成形時における成形材料の破断を防ぐために、下記特許文献１に開示されているようなパンチR部の曲率半径が０．５〜１５ｍｍでパンチR部の加工仕上げ粗度（Ｒａ）が０．３〜３μｍとなされた成形金型を提案した。ここで、パンチR部の曲率半径を０．５〜１５ｍｍに限定したのは、パンチR部の曲率半径が０．５ｍｍ未満では、この部分での成形材料の厚さの減少が大きく、１５ｍｍを超えると、成形材料がパンチの先端部になじまず、所定のシャープな形状が得られないからである。
【特許文献１】特開２００５−１５３１７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、その後の実験等においてパンチR部の粗度（Ｒａ）だけを調整しても、成形終了直前にパンチR部からパンチ側面に成形材料が接触した段階で、パンチR部とパンチ側面の粗度の差により成形材料の滑りに差が生じ、パンチR部とパンチ側面の境界で成形材料が破断するおそれがあることが判明し、パンチR部を含めその下方のパンチ側面全体の粗度（Ｒａ）とのバランスが重要であることを本発明者は知見した。また、本発明者は、パンチR部の粗度（Ｒａ）をある程度の粗さに粗面加工した方が成形材料の破断防止になることを見出した。
【０００６】
本発明の目的は、アルミニウム箔芯層とその両面に形成せられた合成樹脂被覆層とよりなる積層シートを深絞り成形するさい、成形材料がパンチＲ部付近で破断するおそれのないテーパ付き容器の成形金型を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明によるテーパ付き容器の成形金型は、アルミニウム箔芯層とその両面に形成せられた合成樹脂被覆層とよりなる積層シートを深絞り成形してテーパ付き容器を成形するのに用いられかつパンチR部の曲率半径が０．５〜１５ｍｍである金型において、パンチR部およびその下方のパンチ側面部全体の加工仕上げ粗度（Ｒａ）が０．０２〜１２μｍであり、この加工仕上げ粗度（Ｒａ）の範囲内で、パンチR部を含めその下方のパンチ側面部全体の粗度（Ｒａ）が、パンチR部からパンチ側面部下端まで順次段階的に小さくなされていることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１記載のテーパ付き容器の成形金型において、パンチR部の粗度（Ｒａ）が２〜１２μｍ、パンチR部の下方長さ５〜３０ｍｍ領域のパンチ側面上部の粗度（Ｒａ）が０．１〜２μｍ、パンチ側面残部の粗度（Ｒａ）が０．０２〜０．１μｍとなされていることを特徴とするものである。
【０００９】
成形開始後にパンチに接触した成形材料には、パンチR部を基点に引張荷重が働くが、パンチR部の粗度（Ｒａ）を大きくすることにより、パンチＲ部に接触した成形材料がパンチＲ部で保持されて底面から流れにくくなり、破断するのが防止せられる。このさい、パンチR部の粗度（Ｒａ）が２μｍ未満では、粗くした効果が認められず、成形時にパンチＲ部の材料が底面からパンチ側面に流れ易いため、破断する。逆に、パンチR部の粗度（Ｒａ）が１０μｍを超えると、成形材料がパンチに喰い込み過ぎて材料表面に傷が付き易くなり、成形中に破断し易くなる。
【００１０】
成形が終りに近づくと、成形材料がパンチ側面部に接触するが、容器がテーパ状であるため、成形材料には円錐方向に伸びながらパンチ周方向に縮む作用が働く。このさい、パンチ側面の粗度を小さくすることにより、パンチとの接触抵抗を少なくして成形材料が抵抗なくパンチ周方向に縮むようにする。パンチR部の下方長さ５〜３０ｍｍ領域のパンチ側面上部より下方の側面下方残部の粗度（Ｒａ）が、０．０２μｍ未満でも効果は変わらないので、これ以上小さくする必要性がなく、むしろ小さくすることは粗面加工に時間がかかり無駄である。逆に、０．１μｍを超えると、成形材料がパンチ周方向に縮むときの抵抗になり、縦方向の亀裂が生じるおそれがある。ところで、パンチR部と上記パンチ側面下方残部との中間部に相当する部分、すなわちパンチR部の下方長さ５〜３０ｍｍ領域の粗度（Ｒａ）を０．１〜２μｍに限定したのは、成形材料は成形が進むにつれてパンチR部から徐々にパンチ側面に接していくが、パンチR部とパンチ側面の繋ぎ部分に中間の粗度部分を設けることにより、成形材料の接触が粗度の大きいパンチＲ部から粗度の小さいパンチ側面に達したさいに、成形材料の接触抵抗が急に小さくなることにより、パンチR部とパンチ側面の繋ぎ部分で破断が生じるのを防止するためである。このさい、粗度が０．１μｍ未満であると、成形材料の接触抵抗が小さくて材料の伸びによる破断が発生するおそれがある。逆に、２μｍを超えると、パンチ側面では周方向の縮みも発生するので、成形材料の接触抵抗が大き過ぎると、成形材料が縮む時の抵抗になり、縦方向の亀裂が生じるおそれがある。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１または２記載のテーパ付き容器の成形金型において、テーパ付きコップ状容器の口部内径が５０〜１００ｍｍ、深さが５０〜１５０ｍｍでかつ口部内径に対する深さの比が１:１以上、テーパ角度が１〜８°であることを特徴とするものである。
【００１２】
テーパ付きコップ状容器は、主として、コーヒ、紅茶、スープ等の飲料を充填密封して販売されるものであり、購入者が熱封緘蓋を容器のフランジから剥ぎ取ったり、熱封緘蓋にストローを突き刺して内容物を飲むものであるから、上記の範囲以外ではこの用途の容器として不適当である
粗度の調整方法としては、やすりまたはサンドブラストで磨く方法や放電加工を施す方法がある。
【００１３】
アルミニウム箔芯層の両面に合成樹脂被覆層を形成する方法としては、アルミニウム箔に合成樹脂フィルムを接合する方法とアルミニウム箔に合成樹脂をコーティングする方法がある。容器の外面側に使用される合成樹脂の具体例としては、フィルムの場合、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステルおよびこれらの共重合体があげられ、コーティングの場合、熱硬化型アクリル樹脂およびエポキシ樹脂があげられる。また、容器の内面側に使用される合成樹脂の具体例としては、フィルムの場合、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステルおよびこれらの共重合体があげられ、コーティングの場合、塩化酢酸ビニールおよび酸変性ポリオレフィンがあげられる。
【００１４】
上記テーパ付き容器は、一般に、つぎの３段の工程を経て製造される。すなわち、アルミニウム箔芯層とその両面に形成せられた合成樹脂被覆層とよりなる積層シートよりなる成形材料を有底ストレート円筒状に成形する第１段の工程と、第１段の工程で得られた有底ストレート円筒体にさらに深絞りを施す第２段の工程と、本発明による金型を使用し、第２段の工程で得られた有底ストレート円筒体を有底テーパ付き円筒体に成形する第３段の工程である。しかしながら、前記有底ストレート円筒体の成形工程を２段にせず１段のみにしてもよいし、さらには本発明による金型を使用した有底テーパ付き円筒体の成形工程のみでもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のテーパ付き容器の成形金型によれば、アルミニウム箔芯層とその両面に形成せられた合成樹脂被覆層とよりなる積層シートを深絞り成形するさい、成形材料がパンチＲ部付近で破断するおそれがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、本発明によるテーパ付き容器の成形金型を示し、同金型のパンチ１のＲ部２の曲率半径、Ｒ部２の粗度（Ｒａ）、Ｒ部２の下方長さL１１０ｍｍ領域の側面上部３の粗度（Ｒａ）および側面上部３の下方残部長さL２領域の側面残部４の粗度（Ｒａ）が、それぞれ下記表１の実施例通りとなされるものである。
【００１７】
上記金型を用い、実施例通りのテーパ付き容器を成形した。
【００１８】
本発明をどのように実施するかを具体的に説明するために、以下に実施例および比較例を示す。
【００１９】
厚さ１２０μのアルミニウム箔芯層とその内面に形成せられた厚さ２００μのフィルムよりなる未延伸ポリプロピレン被覆層とその外面に形成せられた厚さ３０μのフィルムよりなる未延伸ポリプロピレン被覆層よりなる積層シートを下記表１に示す金型を用いて冷間深絞り成形することにより製品であるテーパ付き容器を成形した。
【００２０】
同表１に、本発明の実施例と比較例とをあげ、容器側壁の成形状態の観察評価結果を示した。
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明によるテーパ付き容器の成形金型の正面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  パンチ
２  Ｒ部
３  側面上部
４  側面残部
L１  Ｒ部の下方長さ
L２  側面上部の下方残部長さ
【図１】
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