(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板の両面を熱可塑性樹脂で被覆された樹脂被覆金属板を絞り加工してなるカップ状中間材を、パンチとダイスとにより再絞り加工または再絞りしごき加工あるいはしごき加工して鍔付きの有底缶胴に成形する、前記ダイスを加熱・冷却する加熱冷却手段を有する樹脂被覆金属製シームレス缶胴の製造装置において、
前記ダイスの内部に流路が形成され、その流路に、常温より高い温度の高温流体を供給する高温熱源部と常温以下の低温流体を供給する低温熱源部とが接続され、
前記ダイス加熱冷却手段には、低温流体と高温流体とを選択的に前記ダイスに供給する切換弁と、成形加工直前もしくは開始と同時に前記ダイスの内部に低温流体を高温流体に切り換えて高温流体を供給して前記ダイスの温度を高くするダイス温度調整手段とが設けられ、
かつ、前記ダイスは、進入してくる前記パンチに沿って加熱膨張した前記ダイスの自動調芯が可能にダイスホルダーに遊挿された状態で保持されていることを特徴とする樹脂被覆金属製シームレス缶胴の製造装置。
【請求項２】
金属板の両面を熱可塑性樹脂で被覆された樹脂被覆金属板を絞り加工してなるカップ状中間材を、パンチとダイスとにより再絞り加工または再絞りしごき加工あるいはしごき加工して鍔付きの有底缶胴に成形する樹脂被覆金属製シームレス缶胴の製造方法において、
成形加工前においては前記ダイスの内部に常温以下の低温流体を供給して前記ダイスは加熱せず、かつ、成形加工の開始直前もしくは開始と同時に上記低温流体を高温流体に切り換えて、前記パンチの温度上昇に合わせて前記ダイスを加熱膨張させ、加熱開始直後から立ち上がり時のパンチとダイスとの間のクリアランスを適正に維持させることを特徴とする樹脂被覆金属製シームレス缶胴の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、両面を熱可塑性樹脂で被覆された金属板に絞り加工を施して得られたカップ状の中間材を、パンチとダイスとにより再絞り加工または再絞りしごき加工あるいはしごき加工して鍔付きシームレス缶胴を製造する装置および製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的にアルミニウムやスチールを素材とした金属缶（容器）は、その形状からスリーピース缶とツーピース缶あるいはボトル型缶とに大別される。スリーピース缶は、底蓋と、溶接や接着により継ぎ合わせた缶胴と、天蓋との三者からなるためスリーピース缶と呼ばれている。また、ツーピース缶は、缶底が一体化された缶胴に天蓋を取り付けた構造であって、缶胴と天蓋との二つを構成部材とすることからツーピース缶と称され、また缶胴に継ぎ目がないことからシームレス缶とも呼ばれている。さらに、ボトル型缶は、缶胴の一方の開口端部にネジ部が形成された側面シームレス缶胴と、そのネジ部に螺合されるキャップと底蓋とからなり、全体としての形状がガラス製のボトルに近似していることによりボトル型缶と呼ばれている。
【０００３】
これらいずれの金属缶であっても、缶内面には耐食性を確保するために、合成樹脂からなる保護層が形成されている。近年、その保護層として熱可塑性樹脂からなる被膜を形成したラミネート缶が開発され、実用に供されている。この種のラミネート缶は、金属素材に樹脂フィルムを積層させた樹脂フィルム被覆金属板を素材とし、これに深絞り成形や絞りしごき成形を施す缶体成形を行うものが多いが、特にツーピース缶やツーピース缶胴を得るには、素材の変形量あるいは加工度合いが大きいので、高度の成形技術を必要とする。
【０００４】
すなわち、ラミネート缶のメリットは、適用する有機樹脂フィルムにもよるが、耐内容物性、特に、内容物の味、風味といったフレーバー性に優れる点が挙げられる。一方、デメリットとしては、製缶上の問題であるが、熱可塑性樹脂フィルム金属板の加工度合い（又は、成形度合）が大きいので成形時に内面樹脂フィルムに傷が入ったりして、缶内面の品質が確保できなくなるため、缶体の品質検査を厳重に行う必要があり、製品歩留まりが、一般的な塗装缶に比べて劣る点にある。
【０００５】
特に、スチール素材を用いたツーピースタイプのラミネート缶の場合、その傾向が大きいが、アルミニウム素材のラミネート缶でも同様なことが起こる。こうしたラミネート缶内面の樹脂フィルムの欠陥は、前述したように缶成形加工時に入るものであり、この欠陥を最小に抑えることは、品質、製品歩留まりの点から重要な課題である。
【０００６】
上記のラミネート缶も前述したように熱可塑性樹脂フィルムで被覆された被覆金属板からなるカップ状の中間材を、絞り加工又は再絞りしごき加工あるいはしごき加工して製造しており、その製造過程における破胴や被覆樹脂の亀裂等を防止できる装置として、成形工具の温度を制御するように構成した装置が知られている。この種の装置が、例えば、特開平１−２７８９２１号公報、特開平６−２１０３８１号公報、特開平７−２７５９６１号公報等に記載されている。
【０００７】
これらの公報に記載された発明を簡単に説明すると、特開平１−２７８９２１号公報に記載の方法は、工程中のパンチの温度を５０℃〜８０℃の温度に維持する容器の製造方法であり、特開平６−２１０３８１号公報記載の方法は、両面にポリエステルフィルムを積層したラミネート金属板より再絞り加工して、シームレス缶を製造する際に、ダイス内（あるいはダイス内とシワ押え具内）に温水を貫流し、加工開始直前にその温水を冷水に切り替えて、加工中、シワ押えに対向するダイス（あるいはダイスに対向するシワ押え）の表面温度を４０〜１００℃に維持するようにした方法であり、さらに、特開平７−２７５９６１号公報に記載の発明は、成形作業前にダイス、シワ押え具およびパンチ内を加温し、成形開始直前に加温を冷却に切り替え、成形中冷却し続け、成形中のダイス、シワ押え具およびパンチの表面温度、および抜き出し直後のパンチ表面温度を所定の温度範囲内に保つようにしたシームレス缶の製造方法である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記の各公報に記載された発明では、ダイスおよびパンチあるいはシワ押えの温度を、成形加工を開始する前、あるいは中断している時点と、成形加工途中とで所定の範囲内に維持するべく、パンチやシワ押えを成形加工前に加熱し、かつ成形加工開始直前に冷却している。このようにすれば、ダイスやパンチの熱膨張量をほぼ等しくして両者の間のクリアランスをほぼ一定に維持でき、また樹脂被膜の滑りや延びを良好にしてその亀裂など欠陥をある程度防止することができる。
【０００９】
しかしながら、ラミネート金属板の再絞り成形もしくは再絞りしごき成形あるいはしごき成形を実際におこなった場合のパンチとダイスとの成形開始からの温度の変化を調べてみると、パンチの温度上昇が顕著であって、ダイスはパンチに比べて温度上昇が遅くなることが認められた。これは、ダイスは、被加工材すなわちカップ状中間材との接触面積が少なく、一方のパンチは、その発熱部位に対して全体の接触面積が大きく、また全体としての熱容量が小さくなっていることに起因するものと思われる。そのため、上述した従来の発明のように、ダイスをパンチと同様に冷却したのでは、両者の熱膨張量の差が大きくなり、その結果、ダイスとパンチとのクリアランスが小さくなって、缶胴の壁厚が安定せず、これが原因で、成形開始時の缶胴の鍔切れや破胴あるいは肉厚の不均一、成形寸法のバラツキあるいは樹脂被膜の亀裂などの成形不良が生じる可能性があった。
【００１０】
本発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであり、ダイスの温度を適正化して成形欠陥を生じさせることなくシームレス缶胴を製造することのできる装置および方法を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段およびその作用】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、金属板の両面を熱可塑性樹脂で被覆された樹脂被覆金属板を絞り加工してなるカップ状中間材を、パンチとダイスとにより再絞り加工または再絞りしごき加工あるいはしごき加工して鍔付きの有底缶胴に成形する、前記ダイスを加熱・冷却する加熱冷却手段を有する樹脂被覆金属製シームレス缶胴の製造装置において、前記ダイスの内部に流路が形成され、その流路に、常温より高い温度の高温流体を供給する高温熱源部と常温以下の低温流体を供給する低温熱源部とが接続され、前記ダイス加熱冷却手段には、低温流体と高温流体とを選択的に前記ダイスに供給する切換弁と、成形加工直前もしくは開始と同時に前記ダイスの内部に低温流体から高温流体に切り換えて高温流体を供給して前記ダイスの温度を高くするダイス温度調整手段とが設けられ、かつ、前記ダイスは、進入してくる前記パンチに沿って加熱膨張した前記ダイスの自動調芯が可能にダイスホルダーに遊挿された状態で保持されていることを特徴とする製造装置である。
【００１２】
また、請求項２の発明は、金属板の両面を熱可塑性樹脂で被覆された樹脂被覆金属板を絞り加工してなるカップ状中間材を、パンチとダイスとにより再絞り加工または再絞りしごき加工あるいはしごき加工して鍔付きの有底缶胴に成形する樹脂被覆金属製シームレス缶胴の製造方法において、成形加工前においては前記ダイスの内部に常温以下の低温流体を供給して前記ダイスは加熱せず、かつ、成形加工の開始直前もしくは開始と同時に上記低温流体を高温流体に切り換えて、前記パンチの温度上昇に合わせて前記ダイスを加熱膨張させ、加熱開始直後から立ち上がり時のパンチとダイスとの間のクリアランスを適正に維持させることを特徴とする製造方法である。
【００１３】
したがって本発明の製造装置あるいは製造方法では、パンチとダイスとを使用した成形加工をおこなう前、もしくは成形加工を中断、あるいは空打ちしている際に、ダイスの加熱が実行されない。これに対してパンチとダイスとを使用した成形加工が開始されると、ダイスが加熱される。その結果、成形加工に伴うパンチの温度上昇に合わせてダイスの温度が上昇する。また進入してくるパンチに対して加熱膨張したダイスの軸心のずれが防止されるようにダイスが保持されているため、パンチとダイスとの間のクリアランスが維持され、さらには缶胴の表面に設けられている樹脂被膜の滑りや延びが良好な状態となり、それに伴い成形不良が未然に回避もしくは抑制される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す具体例に基づいて詳細に説明する。先ず、本発明で対象とするシームレス缶胴の一例は、口頸部にキャップが冠着されるボトル型缶の缶胴であり、これは、例えば図１に示す工程を経て製造される。
【００１５】
このシームレス缶胴の素材として、熱可塑性樹脂が両面にラミネートされた樹脂被覆金属板が使用され、これをカップ成形工程において円板状に打ち抜いてブランクとし、そのブランクに絞り加工を施してカップ状の中間材を成形する。次の缶胴成形工程では、このカップ状中間材に対して少なくとも一回以上の再絞り加工としごき加工とを行って胴部が小径で薄肉化された有底円筒状の缶胴に成形する。なお、その場合、同時に曲げ伸ばし加工を行っても良い。
【００１６】
次いで、トップドーム成形工程において、有底円筒状の缶胴の缶底側を口頸部と肩部とに成形するために、先ず、その第１工程で、上記の缶胴における缶底コーナー部（底部及び底部近傍の円筒部分）を、縦断面が円弧状の肩部下部の曲面に成形するとともに、小径の有底円筒部を絞り成形し、第２〜３工程で、その缶底側に対して、より小径となるように絞り加工を複数回行うことにより有底円筒部の径を口頸部の径とほぼ同じになるまで縮径する。さらに、第４工程で、そのような絞り加工の繰り返しにより当初の肩部下部曲面に続いて形成された肩部の部分を、連続した滑らかな曲面に再成形（リフォーム）する。そして、第５工程と第６工程とで、口頸部とほぼ同じ径に成形された有底円筒部に２回の口絞り成形を施す。
【００１７】
上記のトップドーム成形工程で缶底側を未開口の口頸部と肩部とに成形した缶胴に付着している潤滑剤を、次の潤滑剤除去工程で除去する。これに続くトリミング工程では、口頸部とは反対側の胴部の開口端側をトリミングして缶を所定の長さにする。さらに、印刷・塗装工程では、口頸部とは反対側の端部が開放された円筒状の胴部の外面に、所望のデザイン（文字や装飾模様等）を印刷し、その印刷が施された缶外面を保護するための透明な硬化型塗料（クリアー塗料）をトップコートとして胴部の外面に塗布する。この印刷および塗装工程は、通常のツーピース缶の円筒状の胴部に対する印刷・塗装と同様の工程である。
【００１８】
印刷および塗装の完了した缶胴は、次の乾燥工程に送り、印刷インキ層やトップコート層を充分に乾燥させる。この乾燥工程においては、ラミネートされている熱可塑性樹脂層を、その結晶融解温度以上に加熱溶融させてから、８秒以内に１６０℃まで冷却することにより非晶質化させる。その後、ネジ・カール成形工程において、先ず、未開口の口頸部の先端閉鎖部をトリミングして口頸部を開口させ、またその開口端部を外巻き（又は内巻き）で環状のカール部に成形し、さらにその円筒状周壁にキャップ螺合用のネジを成形し、ついでネジ形成部分の下方にビード部を形成する。
【００１９】
そして、ネック・フランジ成形工程で、口頸部とは反対側の胴部下端開口端部に対して一回以上のネックイン加工とフランジ加工を順次施する。こうして得られたボトル型の缶胴を、図示していない底蓋巻締工程に送り、シーマー（缶蓋巻締機）により、金属板材からなる別部材の底蓋を、胴部の下端開口部に形成されたフランジ部に二重巻き締め法により一体的に固着し、ボトル型缶が完成する。
【００２０】
ここで、本発明で使用できる樹脂被覆金属板について説明すると、樹脂被覆される金属板としては、特に制限するものではなく、アルミニウム合金板や、各種の金属メッキや化成処理等の表面処理を施した極薄錫メッキ鋼板、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表面処理鋼板を用いることができる。その表面処理としては、熱可塑性ポリエステル樹脂フィルムとの密着性を確保する目的で、金属板に表面処理を施したものを使用することが望ましい。
【００２１】
例えば、通常の絞りしごき缶の成形加工後の表面処理として使用されている、リン酸クロム酸処理や、リン酸ジルコニウム処理が適用されるが、特に、缶壁部の板厚減少度が大きい高加工度の場合は、リン酸またはリン酸ジルコニウムと有機樹脂との有機無機複合型化成処理が有効である。具体的には、例えば、厚みが０．２４mmから０．３８mmのアルミニウム合金板であって、日本工業規格（ＪＩＳ）に規定する３００４系、３１０４系アルミ合金に、クロムを１〜４０mg／m２ 、付着させたリン酸クロメート処理、もしくはジルコニウムを４〜１７mg／m２ 、付着させたリン酸ジルコニウム処理等の化成処理を施したものが使用される。
【００２２】
又、本発明における鋼板は、例えば、厚みが０．１５mmから０．２５mmの表面処理鋼板であって、鋼板の両面に、片面の付着量として２０〜２０００mg／m２ のニッケルメッキ層、その上層に片面付着Ｃ量として１mg／m２  から１００mg／m２  の有機樹脂を主体とする化成処理皮膜層を有するものが使用される。なおニッケルメッキおよび化成処理前の鋼板は特に限定されるものではなく、製缶用鋼板として通常、使用されているものが適用される。
【００２３】
上記の金属板に被覆される樹脂フィルムとしては、耐熱性が良く、缶の用途に適した特性を有する熱可塑性ポリエステル樹脂フィルムを用いるが、ポリエステル樹脂としては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンイソフタレート（ＰＥＩ）のようなホモポリマーや、例えばポリエチレンテレフタレートとポリエチレンイソフタレートとの共重合樹脂であるコーポリマーや、こうしたホモポリマー同士のブレンド、ホモポリマーやコーポリマーなどのブレンド、コーポリマー同士のブレンド樹脂等が挙げられる。樹脂フィルムの金属板への積層は、熱融着法、ドライラミネーション法、押出コート法等により行われ、被覆樹脂との接着性が乏しい場合は、例えばウレタン系接着剤、エポキシ系接着剤、酸オレフィン系接着剤、コーポリアミド系接着剤、コーポリエステル系接着剤を介在させることができる。
【００２４】
さらに、本発明で使用する熱可塑性ポリエステル樹脂の融点は、コーポリマーの程度、ブレンドする樹脂の選定とそのブレンド比となどで適宜に選定できるが、例えば、融点（Ｔm）が２００℃〜２６０℃の樹脂フィルムが適用される。また、本発明の樹脂被覆金属板は、ラミネート後、熱接着した熱可塑性樹脂フィルムの融点以上に加熱溶融させた後、ガラス転移点以下に急冷して非晶質化されるようにしているが、熱可塑性樹脂被膜層の上層側に二軸配向結晶が残っている樹脂被覆金属板を使用しても良い。
【００２５】
本発明の装置および方法は、上述したカップ成形工程からネック・フランジ成形工程に到る工程のうち缶胴成形工程で使用することができる。図２は、その缶胴成形工程における絞りしごき加工で使用される装置に本発明を適用した例を模式的に示しており、ダブルアクションプレス用の金型として構成されている。すなわちインナースライド１とアウタースライド２とが上下可能に配置されており、そのアウタースライド２の下側でかつアウタースライド２のストローク範囲より更に下側に中間プレート３が固定して配置されている。その中間プレート３の下方に、ダイスホルダー４が固定されており、このダイスホルダー４はその下側に配置されているダイスベース５に保持されている。
【００２６】
インナースライド１の下面には、ノーズホルダー６が固定されており、パンチ駆動軸７がこのノーズホルダー６に垂下して取り付けられている。そのパンチ駆動軸７の下端部に、樹脂被覆金属板からなるカップ状中間材８に絞りしごき加工を施すパンチ９が取り付けられている。
【００２７】
このパンチ９は、心材９ａとその外周に密着嵌合させたスリーブ９ｂとからなり、少なくともそのスリーブ９ｂが超硬合金によって形成されている。これら心材９ａとスリーブ９ｂとの境界部分に、螺旋状の流路１０が形成されており、この流路１０には、前記ノーズホルダー６およびパンチ駆動軸７を貫通して形成された給排水路１１が連通されている。そして、この給排水路１１は、例えば２０〜５０℃の恒温水を循環させて供給する熱源部（図示せず）に接続されている。
【００２８】
前記アウタースライド２には、パンチ駆動軸７およびパンチ９が貫通する開口部が形成されており、その開口部の内周近傍に上下方向に動作するピストン１２が設けられ、そのピストン１２と一体的に動くプッシャーピン１３が下方に延びるとともにその先端部（下端部）にシワ押え１４が取り付けられている。このシワ押え１４は、前記パンチ９より大径の開口部を有する中空円筒状の部材であって、その先端部（下端部）によって、前記カップ状中間材８のフランジ（鍔部）を押さえ付けるように構成されている。
【００２９】
さらに、中間プレート３には、シワ押え１４より大径の貫通孔が形成され、この貫通孔に円筒状をなすシワ押えガイド１５が取り付けられている。前記プッシャーピン１３はこのシワ押えガイド１５を貫通しており、またパンチ駆動軸７は、シワ押えガイド１５の中心部に形成された開口部を貫通している。
【００３０】
前記ダイスホルダー４には、パンチ９と共に絞りしごき成形を行うダイス１６が遊挿された状態で押え板により取り付けられ、進入してくるパンチ９に沿って自動調芯できるように保持されている。ダイス１６は、成形加工のための開口部を中心部に形成された環状をなす板状の部材であって、その開口部の内径は前記パンチ９の外周面との間に所定のクリアランスが生じる寸法になっている。より詳細に説明すると、図３に示すように、ダイス１６における開口部は、上側から順に、上側に広がったテーパー状の導入部１６ａと、中心軸線と平行でかつ所定の軸長を持つ加工部１６ｂと、その加工部１６ｂの下側に繋がる下側に広がったテーパー状の逃げ部１６ｃとから構成されている。したがって被加工材である前記カップ状中間材８に接触する部位は、加工部１６ｂおよびその近傍に限られ、そのため、成形加工に伴い発熱する箇所および熱を受ける箇所がダイス１６の全体に対して狭い範囲に限られている。
【００３１】
さらに、ダイス１６の内部には、その加工部１６ｂと同心円状に温度調整用の流体を流す流路１７が形成されており、ダイス１６を取り付けてあるダイスホルダー４に形成されている給排水路１８に、ダイス１６の下面で連通している。この流路１７およびここに流す流体は、ダイス１６の温度をパンチ９の温度に対応させるように調整するための加熱冷却手段を構成するものであり、したがって上記の給排水路１８は、図４に示すように、常温より高い温度の高温流体を供給する高温熱源部１９と常温以下の低温流体を供給する低温熱源部２０とに接続され、これらの熱源部１９，２０に連通する管路の途中に設けた複数の切換弁２１によって、低温流体と高温流体とを選択的にダイス１６に供給できるようになっている。このような制御をおこなうためにコントローラ２２が設けられている。このコントローラ２２は本発明のダイス温度調整手段に相当するものであって、プレス機の加工動作に合わせて、あるいは加工開始からパンチの温度上昇に応じて前記切換弁２１を制御するように構成されている。
【００３２】
具体的には、高温熱源部１９は５０〜８０℃程度の温水を有し、また低温熱源部２０は常温（３０℃程度）の水を有しており、成形加工をおこなう前や成形加工が中断している時点では、水をダイス１６に供給して冷却し、もしくは室温程度に維持し、成形加工の開始直前もしくは開始と同時に低温流体から高温流体に切り換えて、温水をダイス１６に供給してダイス１６の温度を高くするようになっている。
【００３３】
なお、図２において符号２３はノックアウトを示し、前記パンチ９と同一軸線上でパンチ９の下方に上下動自在に配置されている。
【００３４】
つぎに上記のように構成された装置の作用すなわち本発明の方法について説明する。前工程で成形されたカップ状中間材８が、パンチ９およびシワ押え１４を上死点に引き上げた状態で、ダイス１６にセットされる。その状態でプレス機のクラッチ（それぞれ図示せず）がオンとなってインナースライド１およびアウタースライド２が下降する。その結果、先ず、シワ押え１４がカップ状中間材８におけるフランジをダイス１６の上面との間に挟み込んでカップ状中間材８をセットする。その状態でアウタースライド２の下降が停止するが、インナースライド１が更に下降するので、これに取り付けられたパンチ９が、ダイス１６に固定されているカップ状中間材８の内部に進入して、ダイス１６と共にカップ状中間材８に対して絞りしごき成形を施す。
【００３５】
その場合、パンチ９に対して前述した恒温水が供給されてその温度が予め定めた温度に維持されている。また、ダイス１６に対しては、室温程度の前述した水が循環して供給され、ダイス１６が冷却状態もしくは非加熱状態に維持されている。したがって成形加工の開始直前では、パンチ９とダイス１６との温度がほぼ等しく、両者の間のクリアランスが所期の寸法に維持される。また、カップ状中間材８の内外両面に形成されている樹脂被覆は、パンチ９およびダイス１６に接触することにより、滑りおよび延びの許容温度の範囲内に保持される。
【００３６】
また、成形加工を開始するべくクラッチをオンとすることにより、ダイス１６に対して、常温程度の水に替えて前記高温熱源部１９から温水が供給され、ダイス１６が加熱昇温される。したがって絞りしごき成形加工に伴うカップ状中間材８の材料の延びおよび摩擦によってパンチ９の表面側の温度が上昇するのに合わせて、ダイス１６の温度が上昇する。そのため、加工開始直後からの立上り時においても、パンチ９とダイス１６との温度差が大きくなることがない。
【００３７】
こうしてパンチ９が下死点まで下降すると、絞りしごき成形が終了し、先ず、インナースライド１と共にパンチ９が上昇し、ついで、シワ押え１４が上昇し、そのシワ押え１４の上昇と共に、あるいはシワ押え１４の上昇に合わせてノックアウト２３が上昇して成型品がダイス１６から上方に押し出される。そして、その成型品は図示しない次のしごき工程に送られる。
【００３８】
なお、カップ状中間材８が短い時間間隔で送られてくるので、上記の絞りしごき成形加工はカップ状中間材８の供給速度に合わせて繰り返し実行され、その加工継続中は、ダイス１６に前記温水が供給されてその加熱もしくは保温が継続される。その過程で、カップ状中間材８の供給が中断するなどのことによって絞りしごき加工が中断した場合、すなわちプレス機のクラッチがオフになった場合には、ダイス１６には前記温水に替えて室温程度の水が供給され、ダイス１６が相対的に冷却される。すなわち、加工中にはダイス１６が加熱保温され、加工をおこなっていない場合には、ダイス１６が相対的に冷却される。
【００３９】
したがって上記の装置および方法によれば、絞りしごき成形の開始前ではダイス１６を相対的に冷却し、その加工の開始に伴ってダイス１６を加熱もしくは保温するので、カップ状中間材８の成形加工によりパンチ９の表面側の温度が上昇するのに合わせてダイス１６の温度を上昇させ、パンチ９とダイス１６との温度差を小さくすることができる。そのため、成型品であるシームレス缶の缶胴壁厚の変化量を小さくすることができ、また成形途中での破胴や樹脂被覆の亀裂などの欠陥を防止もしくは抑制することができる。
【００４０】
即ち、ダイスの温度を積極的に上昇させることにより、ダイスを熱膨張させる。そうするとダイスホルダーとダイスとの間に隙間を設けてあることにより外方へは拡がり易く、一方、ダイス１６には中心部に開口部が形成されているので結果として、開口部の径、即ちダイス１６の内径が大きくなるという現象を利用してパンチ９とダイス１６との間のクリアランスを維持させることができる。
【００４１】
ここで本発明者等がおこなった実験の結果を示すと図５のとおりである。図５に示すように、ダイス１６の温度を上述したようにコントロールした場合には、缶胴壁厚の減少量が少なくなり、これに対してダイス１６の温度をコントロールしない場合には、缶胴壁厚の減少量すなわち目標とする壁厚に対する誤差が大きくなった。なお、成形開始からパンチ９の温度が安定するまでの間、あるいは成形している間において、パンチ表面温度を従来公知の温度センサを用いて検出し、その検出した温度に応じて、ダイス１６に供給する高温流体の開閉制御を、種々の成形速度、缶機、缶種、ダイス機、被覆樹脂の仕様等から得られた実験データを元に細かく実施すれば更に成形不良を少なくすることができる。
【００４２】
なお、上記の具体例は、絞りしごき成形に本発明を適用した例を示したが、本発明は上記の具体例に限定されないのであって、絞り成形をおこなう装置あるいは方法に適用でき、またしごき成形のみをおこなう装置あるいは方法に適用することができる。また、本発明におけるダイスの冷却および加熱の手段として、上記の具体例で示した水や温水以外の適宜の手段を採用でき、例えば温風や冷風、加熱用赤外線などを使用することができる。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、パンチとダイスとを使用した成形加工をおこなう前、もしくは成形加工を中断している際に、ダイスの加熱を実行せず、これに対してパンチとダイスとを使用した成形加工を開始すると、ダイスが加熱され、成形加工に伴うパンチの温度上昇に合わせてダイスの温度が上昇する。しかも両者の軸心のずれが防止できるため、パンチとダイスとの間のクリアランスを維持でき、あるいは両者の軸心のずれを防止でき、さらには缶胴の表面に設けられている樹脂被膜の滑りや延びが良好な状態となり、その結果、本発明によれば、シームレス缶の絞り成形あるいは絞りしごき成形、さらにはしごき成形の過程における成形不良を未然に回避もしくは抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明で対象とするシームレス缶胴の成形過程の一例を模式的に示す工程図である。
【図２】  その缶胴成形工程で使用する本発明に係る装置の一例を模式的に示す断面図である。
【図３】  ダイスの成形部位を拡大して示す断面図である。
【図４】  ダイスの加熱・冷却のための温水および水の給排系路を示す系統図である。
【図５】  本発明による缶胴壁厚の変化量と従来例による缶胴壁厚の変化量とを示す線図である。
【符号の説明】
８…カップ状中間材、  ９…パンチ、  １６…ダイス、  １７…流路、  １９…高温熱源部、  ２０…低温熱源部、  ２１…切換弁、  ２２…コントローラ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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