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    二片罐 制造 方法 层压
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    摘要
    申请专利号:

    CN200680029505.4

    申请日:

    2006.08.10

    公开号:

    CN101242918A

    公开日:

    2008.08.13

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效|||公开
    IPC分类号: B21D51/26; B65D8/16 主分类号: B21D51/26
    申请人: 杰富意钢铁株式会社
    发明人: 久保启; 小岛克己; 西原友佳; 安江良彦; 岩佐浩树
    地址: 日本东京
    优先权: 2005.8.12 JP 234560/2005
    专利代理机构: 中原信达知识产权代理有限责任公司 代理人: 樊卫民;郭国清
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN200680029505.4

    授权公告号:

    101242918B||||||

    法律状态公告日:

    2011.05.11|||2008.10.08|||2008.08.13

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    在二片罐的制造方法中,将具有热塑性树脂覆盖层的层压钢板的圆形板进行多段成形,最终制造成高度h、最大半径r、最小半径d(包括r和d相同的情况)的最终成形体。在最终成形体的高度h、最大半径r、最小半径d相对重量变得与最终成形体相同的成形前的圆形板的半径R满足0.1≤d/R≤0.25、且1.5≤h/(R-r)≤4的关系的范围内进行成形,在成形中途的阶段,对成形体实施加热至热塑性树脂的熔点以上、熔点+30℃以下温度的热处理。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种二片罐的制造方法,对具有热塑性树脂覆盖层的层压钢板的圆形板进行多段成形,制造高度h、最大半径r、最小半径d(包括r和d相同的情况)的最终成形体,其特征在于,
    在最终成形体的高度h、最大半径r、最小半径d,相对重量变得与最终成形体相同的成形前的圆形板的半径R,满足0.1≤d/R≤0.25且1.5≤h/(R-r)≤4的关系的范围内进行成形;
    在所述成形的中途阶段,对成形体实施加热至热塑性树脂的熔点以上、熔点+30℃以下温度的热处理。

    2.  如权利要求1所述的二片罐的制造方法,其中,所述热处理,在中间阶段的成形体的高度h、最大半径r、最小半径d(包括r和d相同的情况)相对所述半径R满足0.2≤d/R≤0.5且1.5≤h/(R-r)≤2.5的关系的中间成形阶段中,对成形体进行加热,使其温度成为热塑性树脂的熔点以上、熔点+30℃以下。

    3.  如权利要求1所述的二片罐的制造方法,其中,所述热处理在所述成形的中途阶段实施多次。

    4.  如权利要求3所述的二片罐的制造方法,其中,所述热处理在所述中间成形阶段实施多次。

    5.  如权利要求1所述的二片罐的制造方法,其中,所述热处理实施15~120秒。

    6.  如权利要求2所述的二片罐的制造方法,其中,所述热处理实施15~120秒。

    7.  如权利要求1所述的二片罐的制造方法,其中,进而在热处理结束后10秒内将钢板冷却至热塑性树脂的玻璃化转变点Tg以下的温度。

    8.  如权利要求1所述的二片罐的制造方法,其中,所述热塑性树脂为聚酯树脂。

    9.  如权利要求8所述的二片罐的制造方法,其中,
    所述聚酯树脂由二羧酸成分和二醇成分缩聚而得到,
    所述二羧酸成分以对苯二甲酸为主成分,
    所述二醇成分以乙二醇和/或丁二醇为主成分。

    10.  如权利要求9所述的二片罐的制造方法,其中,
    所述二羧酸成分,在共聚成分中还含有间苯二甲酸成分;
    所述二醇成分,在共聚成分中还含有二乙二醇和/或环己二醇。

    11.  如权利要求1所述的二片罐的制造方法,其中,
    所述热塑性树脂为将由聚酯树脂形成的主相和由分散在主相中且与主相不相溶的玻璃化转变点(Tg)在5℃以下的树脂形成的副相进行混合的混合树脂,
    所述聚酯树脂由二羧酸成分和二醇成分缩聚而得到,所述二羧酸成分以对苯二甲酸为主成分,所述二醇成分以乙二醇和/或丁二醇为主成分。

    12.  如权利要求11所述的二片罐的制造方法,其中,
    所述二羧酸成分,在共聚成分中还含有间苯二甲酸成分;
    所述二醇成分,在共聚成分中还含有二乙二醇和/或环己二醇。

    13.  如权利要求11所述的二片罐的制造方法,其中,所述副相为选自聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯的酸改性体、聚丙烯的酸改性体及离聚物中的1种以上的树脂。

    14.  如权利要求1所述的二片罐的制造方法,其中,所述热塑性树脂覆盖层具有0.06以下的面取向系数。

    15.  如权利要求1所述的二片罐的制造方法,其中,包括以下工序:
    工序A,对圆形板坯料进行拉深加工,成形为具有罐外表面半径r的有底筒状的成形体;
    穹顶加工工序B,将成形体的底部成形为向上凸起的凸起状形状而形成穹顶形状部;
    工序C,对成形体的开口侧端部进行切边;和
    工序D,在成形体的开口侧部分进行缩径加工,缩径加工成开口侧部分的罐外表面的半径d,从而得到最终成形体。

    16.  一种二片层压罐,其通过权利要求1至15中任一项所述的二片罐的制造方法进行制造。

    说明书

    说明书二片罐的制造方法及二片层压罐
    技术领域
    本发明涉及一种气溶胶罐之类的加工度高的二片罐(two piece can)的制造方法及加工度高的二片层压罐。
    背景技术
    气溶胶用金属容器大致有二片罐和三片罐。二片罐是由与罐底为一体的罐身和罐盖两部分构成的罐。三片罐是由罐身、顶盖和底盖三部分构成的罐。二片罐因其没有接缝部(焊接部)而外观美观的另一面,通常其加工程度高。三片罐因其存在接缝部而比二片罐的外观性差,但通常其加工程度低。因此,在市场中小容量、高级制品大多使用二片罐,大容量、廉价制品大多使用三片罐。
    气溶胶二片罐中的金属材料通常使用价格昂贵的厚铝板等,而几乎不使用廉价、较薄的镀锡铁皮或无锡钢板等钢板材料。其原因在于,由于气溶胶二片罐的加工度高,因此难以适用拉深加工(drawing)、DI(drawing and ironing)加工,铝则可以应用可相对软质金属材料适用的冲击成型而进行制造。在这种情况下,如果能用廉价、即使薄也有高强度的镀锡铁皮或无锡钢板等钢板材料,则工业上的意义非常大。
    以往,层压钢板的拉深加工及DI加工法有各种提案,但像气溶胶二片罐一样拉深加工比高、罐高方向的延伸度大的罐体的制造法还没有被提出。
    例如,专利文献1至3公开了覆盖树脂的金属板的拉深加工及减薄拉深加工的加工方法,但专利文献1至3记载的加工度(专利文献1至3中的拉深比)位于比本发明规定的加工度低的范围内。其原因在于,专利文献1至3是以饮料罐、食品罐等为目标,而饮料罐、食品罐是加工度比本发明规定的加工度范围低的罐体。
    在专利文献2、3中,记载有为了防止树脂层剥离、加工后的阻气性为目的,在加工中及/或加工中途阶段、或最后阶段实施热处理的技术,在专利文献2使用取向性热塑性树脂,在专利文献3使用饱和聚酯和离聚物的复合材料等。
    专利文献4、5记载如下:主要是通过在树脂的熔点以上实施热处理来缓和内部应力,适用于罐成形后的阶段。另外,根据说明书本文或实施例的记载,其罐体的加工度低。
    另外,专利文献2提案的是为了缓和内部应力和促进取向结晶化而进行热处理,是目前在饮料罐等中通常使用的方法。专利文献中虽然没有明确记载,但由于在熔点以下的温度促进取向结晶化,故推测其热处理温度为熔点以下。另外,根据本文、实施例的记载可知,和本发明规定的加工度相比,其是以加工度比其低的物质为对象的。
    专利文献1:日本特公平7-106394号公报
    专利文献2:日本专利第2526725号公报
    专利文献3:日本特开2004-148324号公报
    专利文献4:日本特公昭59-35344号公报
    专利文献5:日本特公昭61-22626号公报
    在现有技术中,还没有公开过使用层压钢板进行像气溶胶二片罐这样的高加工度的成形的罐体制造法。因此,本发明人在使用层压钢板、利用减薄拉深加工将其成形为有底筒状后,对其开口部附近部分进行缩径加工制造加工度高的二片罐时,发生了高加工特有的问题,具体而言,存在树脂层剥离和断裂的问题。本发明人的研究结果表明,定性地进行热处理虽然有效,但效果并不充分,在高加工度区域中无法避免树脂层的剥离。因而,即使简单地应用现有技术也无法解决树脂层剥离的问题。另外,在热处理工序以后的工序中还存在树脂层的可加工性变差的问题。
    发明内容
    本发明的目的在于,提供一种二片罐的制造方法,所述制造方法即使制造气溶胶二片罐之类的高加工度的罐体也可以防止层压树脂层的剥离和断裂;还提供一种使用层压钢板的气溶胶二片罐之类的高加工度的罐体。
    本发明是基于如下见解完成的:在气溶胶二片罐之类的高加工度的加工中,与直到最终工序为止进行连续成形相比,通过在加工度位于特定范围的成形中途阶段在特定条件下实施热处理,在其后的成形阶段可以抑制树脂的剥离和断裂。
    为了实现上述目的,本发明提供一种二片罐的制造方法,其将具有热塑性树脂覆盖层的层压钢板的圆形板进行多段成形,制造高度h、最大半径r、最小半径d(包括r和d相同的情况)的最终成形体。
    所述二片罐的制造方法具有以下(A)和(B)两个特征:
    (A)在最终成形体的高度h、最大半径r、最小半径d相对重量变得与最终成形体相同的成形前的圆形板的半径R满足0.1≤d/R≤0.25且1.5≤h/(R-r)≤4的关系的范围内进行成形;
    (B)在所述成形中途的阶段,对成形体实施加热至热塑性树脂的熔点以上、熔点+30℃以下温度的热处理。
    所述热处理可以在所述成形中途的阶段多次实施。
    所述热处理优选在中间阶段成形体的高度h、最大半径r、最小半径d(包括r和d相同的情况)相对所述半径R满足0.2≤d/R≤0.5且1.5≤h/(R-r)≤2.5的关系的中间成形阶段中,对成形体进行加热,以使其温度成为热塑性树脂的熔点以上、熔点+30℃以下。该中间成形阶段的热处理可实施多次。
    所述热处理优选实施15~120秒。
    并且优选的是,在热处理结束后10秒内将钢板冷却至热塑性树脂的玻璃化转变点Tg以下的温度。
    所述热塑性树脂覆盖层的热塑性树脂优选为聚酯树脂。
    优选的是,所述聚酯树脂由二羧酸成分和二醇成分缩聚而得到,其中,所述二羧酸成分以对苯二甲酸为主成分,所述二醇成分以乙二醇和/或丁二醇为主成分。并且优选的是,所述二羧酸成分,在共聚成分中还含有间苯二甲酸成分;所述二醇成分,在共聚成分中还含有二乙二醇和/或环己二醇。
    优选的是,所述热塑性树脂覆盖层的热塑性树脂将由聚酯树脂形成的主相和由分散在主相中且与主相不相溶的玻璃化转变点(Tg)在5℃以下的树脂形成的副相进行混合的混合树脂,所述聚酯树脂由二羧酸成分和二醇成分缩聚而得到,所述二羧酸成分以对苯二甲酸为主成分,所述二醇成分以乙二醇和/或丁二醇为主成分。
    优选的是,所述二羧酸成分,在共聚成分中还含有间苯二甲酸成分;所述二醇成分,在共聚成分中还含有二乙二醇和/或环己二醇。
    优选的是,所述副相为选自聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯的酸改性体、聚丙烯的酸改性体及离聚物中的1种以上的树脂。
    优选的是,所述热塑性树脂覆盖层具有0.06以下的面取向系数。
    优选的是,本发明的二片罐的制造方法包括以下工序:工序A,对圆形板坯料进行拉深加工,成形为具有罐外表面半径r的有底筒状的成形体;穹顶加工工序B,将成形体的底部成形为向上凸起的凸起状形状而形成穹顶形状部;工序C,对成形体的开口侧端部进行切边;和工序D,在成形体的开口侧部分进行缩径加工,缩径加工成开口侧部分的罐外表面的半径d,从而得到最终成形体。
    另外,本发明提供一种二片层压罐,其通过上述二片罐的制造方法进行制造。
    附图说明
    图1是说明本发明的罐体的制造工序的一个实施方式的图。
    具体实施方式
    图1是说明本发明的罐体的制造工序的一个实施方式的图。将圆形坯料通过拉深加工(包括DI加工)成形为有底筒状的成形体,进一步对上述成形体的开口部附近进行缩径加工,从而制造开口部附近被缩径的二片罐。
    在图1中,1是加工前的圆形坯料(坯料片),2是基体部中成形体的直壁部分(在工序D中是没有进行缩径加工的直壁部分),3是穹顶形状部,4是在颈部进行缩径加工的直壁部分,5是锥形部、是缩径加工后的锥形壁部分。
    首先,对圆形板坯料1进行一段或多段拉深加工(包括DI加工),成形为具有规定的罐径(半径r:罐外表面的半径)的有底筒状的成形体(工序A)。接着,进行将成形体的底部向上方成形为凸起状形状而形成穹顶形状部3的穹顶加工(工序B),并对成形体的开口侧端部进行切边(工序C)。接着对成形体的开口侧部分进行一段或多段的缩径加工,将成形体的开口部侧部分缩径加工成规定的罐径(半径d:罐外表面的半径),从而得到所希望的最终成形体(二片罐)。图中,R0为成形前圆形板坯料1的半径,h、r、d分别为成形中途阶段成形体或最终成形体的高度、最大半径、最小半径,R是重量变得与最终成形体相同的成形前的圆形板的半径。在该二片罐的制造方法中,工序A的最大半径和最小半径相同,即r=d,工序D为r>d。
    重量变得与最终成形体相同的成形前的圆形板的半径R,可根据最终成形体的测定重量来确定。即,测定最终成形体的重量,求出变得与该重量相同的成形前的圆形板的尺寸(半径),将其设定为重量变得与最终成形体相同的成形前的圆形板的半径R。在罐体的制造工序的中途,罐端部被切边,但由于重量变得与最终成形体相同的成形前的圆形板的半径R排除了切边的影响,因而能够进行更恰当的加工度评价。
    在如上所述对圆形板坯料应用拉深加工(包括DI加工)、缩径加工制成的二片罐中,树脂层沿高度方向延伸而沿圆周方向收缩。加工度高时,树脂的变形量增大,导致树脂层的断裂。在本发明中作为加工度的指标,不仅使用表示收缩程度的参量d/R,还使用与罐高方向的延伸率延伸有关的参量h/(R-r)。其原因在于,在高加工度区域,表现加工度时,除了拉深比以外,还需要考虑延伸量延伸。即,通过用收缩程度和延伸程度来规定加工度,可使树脂层的变形幅度定量化。树脂层因沿高度方向延伸、沿圆周方向收缩而容易剥离,因而除了收缩程度以外,高度方向的延伸量也成为重要因素。
    在本发明中,关于最终制成的罐体(最终成形体)的加工度,规定其最终成形体的高度h、最大半径r、最小半径d相对重量变得与最终成形体相同的成形前的圆形板的半径R,在满足0.1≤≤d/R≤0.25、且1.5≤h/(R-r)≤4的罐径的范围内。
    如上所述,本发明的目的在于,使用层压钢板能够制造出现有技术难以制造的高加工度的罐体。在现有技术中,难以使用层压钢板制造出同时满足规定收缩程度的参量d/R为0.25以下且规定延伸程度的参量h/(R-r)在1.5以上的高加工度的罐体。因此,在本发明中,将进行制造的罐体的加工度d/R规定在0.25以下、且将h/(R-r)规定在1.5以上。
    其原因在于,如果是规定收缩程度的参量d/R在0.1以下或规定延伸程度的参量h/(R-r)超过4的高加工度,则即使可以成形也会白白地增加成形段数或随着加工硬化达到板的延伸极限而出现板断裂的问题。因此,在本发明中,关于进行制造的罐体的加工度,规定为0.1≤d/R且h/(R-r)≤4。
    另外,作为本发明对象的多段成形是拉深加工、减薄拉深加工、缩径加工中的任意一项加工或它们的组合加工。包括缩径加工时,最终成形体的尺寸d为r>d。不包括缩径加工时,最终成形体的尺寸为r=d(r、d为最终成形体的罐径)。
    在本发明中,规定覆盖热塑性树脂的层压钢板作为原材料金属板材。
    基底金属材料为钢板是由于其比铝等廉价,经济性优良。钢板可以使用一般的无锡钢板或镀锡铁皮等。无锡钢板例如优选在表面具有附着量为50~200mg/m2的金属铬层和以金属铬换算的附着量为3~30mg/m2的氧化铬层的无锡钢板。镀锡铁皮优选为具有0.5~15g/m2的镀敷量的镀锡铁皮。板厚虽然没有特别的限定,但可以应用例如0.15~0.30mm范围的钢板。另外,如果不考虑经济性,本技术也可以简单应用于铝材。
    另外,规定热塑性树脂为树脂层是由于树脂层必须追随加工的缘故,热固性树脂难以应用。在热塑性树脂中,特别优选聚酯类树脂。这是由于其延伸性和强度的平衡优良。另外,也可以使用烯烃类树脂等,但强度低的树脂不适于减薄拉深加工,适合用于不应用减薄拉深加工的加工法。
    本发明设定为对象的加工区域,是比以往加工苛刻的高加工区域,特别是罐圆周方向的收缩大的区域。另外,由于薄膜不仅在圆周方向的收缩大,而且在罐高方向的延伸也大,结果膜厚也发生增减,因此成为三维变形。在高加工度区域的加工中,如果在中途阶段不进行热处理,则由于内部应力显著增加而不可避免地导致树脂层剥离。在高加工度加工中,如果在成形的中途阶段实施热处理,则可有效地缓和内部应力,但因取向结晶化会使其可加工性变差。特别是在罐高方向的延伸和圆周方向的收缩变形大时,树脂向罐高方向的取向增大。当取向促进时,因内部应力增大而导致薄膜容易发生剥离,随着圆周方向结合力的降低而薄膜容易发生断裂。
    本发明规定的热处理用于缓和因加工而产生的内部应力,而且可以应对下一工序以后的加工,具体是指恢复附着力和缓和取向。上述现有技术中的热处理的目的是缓和内部应力或促进取向,本发明的思想是和现有技术完全相反的思想。
    当树脂层的加工推进时,沿加工方向进行取向,可加工性变差,为了防止这些而在热塑性树脂的熔点以上的温度进行加热,使树脂层成为无取向状态(或接近无取向)。另外,由于加工而树脂层中积累内部应力。更简单地来讲,这是越延伸越要收缩、越收缩越要延伸的力。由于该力,树脂层处于要变形但被与基底钢板的附着阻挡而无法变形的状态。因而,只要附着力减弱,树脂就会因该力发生剥离,相反地当内部应力增大至附着力无法阻挡时,树脂层剥离。这也可以通过在树脂的熔点以上的温度实施进行热处理,发生分子再排列而缓和。
    将热处理的上限温度规定为聚酯树脂的熔点+30℃的原因在于,当超过聚酯树脂的熔点+30℃时,薄膜表面变得粗糙,结果不仅损坏外观,而且还会影响以后的可加工性。通过进行该热处理,可使树脂恢复可加工性,追随下一工序以后的加工。
    在本发明中,热处理的时刻优选为下述中间成形阶段;所述中间阶段的成形体的高度h、最大半径r、最小半径d(包括r和d相同的情况),相对重量变得与最终成形体相同的成形前的圆形板的半径R,满足0.2≤d/R≤0.5且1.5≤h/(R-r)≤2.5的关系。其原因在于,从防止树脂层破裂和剥离的观点出发,加工度处于该范围时,可最有效地进行热处理。即,在加工度低的阶段进行热处理时,在内部应力不高的阶段缓和内部应力,因而不仅上述效果小,而且促进取向结晶化,可加工性变差。另外,在加工度过高的阶段进行热处理时附着力降低,其结果有可能会发生剥离,因此往往热处理时刻太晚。从该观点出发,如上所述确定加工度的上下限。
    热处理可以在图1的制造工序的工序A、工序D的任一工序或两个工序中进行。对于上述热处理的时刻,包括R和d相同的情况的原因在于,在包括缩径加工的罐制造工序中,有时包括在工序A进行热处理的情况,或者在不包括缩径加工的罐制造工序中,r和d成为相同的半径。根据内部应力缓和的必要性,可以在两个以上的中间阶段多次进行热处理。
    在本发明中,优选在热处理结束后10秒内将钢板冷却至热塑性树脂的玻璃化转变点Tg以下的温度。这是为了避免冷却过程中的球状结晶化。冷却速度缓慢时,会使树脂中的球状结晶成长。由于该球状结晶阻碍可加工性,因而根据加工度或用途目的,在热处理结束后10秒内冷却至玻璃化转变点Tg以下的温度即可。
    对于热处理的方法,没有特别限制,可以确认用电炉、煤气炉、红外炉、感应加热器等可得到同样的效果。另外,加热速度、加热时间根据效果适当选择即可,但加热速度越快越有效,加热时间的基准为15秒至60秒左右,但并不限于该范围,根据效果适当选择即可。
    热处理结束后的冷却速度缓慢时,会使树脂中的球状结晶成长。该球状结晶阻碍可加工性。为了避免冷却过程中的球状结晶化,在热处理结束后,优选在10秒内急速冷却至玻璃化转变点Tg以下的温度。
    为了使树脂层追随高加工度的变形,已弄清层压钢板的初始取向很重要。即,通过二轴延伸等制成的薄膜取向于面方向,但如果层压后也处于取向高的状态,则无法追随加工,有时会发生断裂。从这样的观点出发,在本发明中树脂层的面取向系数优选设在0.06以下。通过本发明规定的热处理,树脂层的取向消失(或缓和),因而即使因热处理的时刻,面取向系数高于规定值也可以加工。但是,由于此时必须将热处理的时刻提前,因此效率不高。从这样的观点出发,面取向系数优选在0.06以下。
    取向用面取向系数高的二轴延伸薄膜制成这样的层压钢板时,只要提高层压时的温度,充分熔解取向结晶即可?;蛘?,通过挤出法制成的薄膜由于几乎没有取向,因而从该观点出发优选。同样,在钢板上直接层压熔融树脂的直接层压法也因同样的理由而优选。
    在本发明规定的层压钢板,从加工需要的延伸率和强度观点出发,优选的是,聚酯树脂由二羧酸成分和二醇成分缩聚而得到,其中,所述二羧酸成分以对苯二甲酸为主成分,其它共聚成分包含或不含间苯二甲酸成分,作为二醇成分以乙二醇和/或丁二醇为主成分,其它共聚成分包含或不含二乙二醇、环己二醇。
    或者,树脂层优选在由上述树脂构成的主相中分散有由与主相不相溶且玻璃化转变点(Tg)在5℃以下的树脂构成的副相的混合树脂。当分散于主相中的树脂的玻璃化转变点超过5℃时,有时在受到加工时不容易变形,在玻璃化转变点在5℃以下的树脂受到加工时容易变形,可以提高树脂层的加工后的附着性。
    作为与主相不相溶地分散的玻璃化转变点(Tg)在5℃以下的树脂,有烯烃,可以使用选自聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯的酸改性体、聚丙烯的酸改性体及离聚物中的1种以上。
    主相和副相混合的混合树脂中的副相的体积率不足3vol%时,不能充分显现副相的效果,超过30vol%时,副相粒子在树脂层中不能稳定地存在,因而混合树脂中副相的体积率优选在3vol%以上、30vol%以下。
    本发明的层压钢板,可以在树脂层中加入颜料、润滑剂、稳定剂等添加剂来使用,除了在本发明规定的树脂层以外,也可以将具有其他功能的树脂层配置在上层或其与基底钢板的中间层。
    树脂层的膜厚虽然没有特别的限定,但优选为10μm以上、50μm以下。其原因在于:在薄膜层压的情况下,一般来说不足10μm的薄膜成本很高,并且,虽然膜厚越厚可加工性越优良越,但价格变高,在超过50μm的情况下,对可加工性的贡献饱和而价格变高。
    在本发明中规定的层压钢板,在钢板的至少一侧表面上覆盖有本发明中规定的树脂层即可。
    另外,对钢板的层压方法没有特别的限定,但可以适当选择使二轴延伸薄膜或无延伸薄膜热压接的热压接法、使用T模等而在直接钢板上形成树脂层的挤出法等,确认任意一种方法都能够得到充分的效果。
    实施例1
    下面,对本发明的实施例进行说明。
    (层压钢板的制作)
    使用厚度为0.20mm的T4CA、TFS(金属Cr层:120mg/m2、Cr氧化物层:以金属Cr换算为10mg/m2)作为基底金属板,利用薄膜层压法(薄膜热压接法)或直接层压法(直接挤出法)对该原板形成各种树脂层。其中,关于薄膜层压,实施使用二轴延伸薄膜的层压和使用无延伸薄膜的层压这两种。在金属板的两表面分别层压厚度为25μm的薄膜。
    如下计算出以上制作的层压钢板的层压薄膜的面取向系数。
    (面取向系数的测定)
    使用阿贝折射计,在光源为钠/D线、中间液为二碘甲烷、温度为25℃的条件下,测定折射率,求出薄膜表面纵方向的折射率Nx、薄膜表面横方向的折射率Ny、薄膜的厚度方向的折射率Nz,根据下式计算出面取向系数Zs:
    面取向系数(Ns)=(Nx+Ny)/2-Nz
    将层压钢板的制造方法和制作出的层压钢板的内容表示在表1。表1所述的树脂种类如下所述:
    PET:聚对苯二甲酸乙二醇酯
    PET-I(5):聚对苯二甲酸乙二醇酯-间苯二甲酸酯共聚物(间苯二甲酸共聚比率为5mol%)
    PET-I(12):聚对苯二甲酸乙二醇酯-间苯二甲酸酯共聚物(间苯二甲酸共聚比率为12mol%)
    PET-PBT(60):聚对苯二甲酸乙二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯共聚物(对苯二甲酸丁二醇酯共聚比率为60mol%)
    PET-DEG:聚对苯二甲酸乙二醇酯-二乙二醇共聚物
    PET-CHDM:聚对苯二甲酸乙二醇酯-环己二醇共聚物
    PBT:聚对苯二甲酸丁二醇酯
    PET-PE:主相为PET;副相为聚乙烯(Tg:-125℃),含量为15vol%
    PET-PP:主相为PET;副相为聚丙烯(Tg:-20℃),含量为13vol%
    PET-IO:主相为PET;副相为离聚物(乙烯不饱和羧酸共聚物Zn中和物,Tg:-30℃以下),含量为14vol%
    层压法如下所述。
    薄膜热压接法1:对由二轴延伸法制成的薄膜,在将钢板加热至树脂的熔点+10℃的状态下,用夹持辊进行热压接,接着在7秒内通过水冷方式进行冷却。
    薄膜热压接法2:对无延伸薄膜,在将钢板加热至树脂的熔点+10℃的状态下,用夹持辊进行热压接,接着在7秒内通过水冷方式进行冷却。
    直接挤出法:用挤压机将树脂颗?;炝?、熔融,用T模覆盖在移动中的钢板上,接着用80℃的冷却辊对覆盖有树脂的钢板进行辊隙冷却,进而通过水冷方式进行冷却。
    比较例的涂敷钢板,涂敷环氧类热固树脂,在220℃加热10分钟,形成厚度为8μm的涂膜。
    表1
      样品钢板    No.    树脂种类    熔点    ℃    层压法    面取向系数    备注    A1    PET-I(12)    228    薄膜热压接法1    0.02    发明例钢板    A2    PET-I(5)    245    薄膜热压接法1    0.02    发明例钢板    A3    PET    258    薄膜热压接法1    0.02    发明例钢板    A4    PET-PBT(60)    251    薄膜热压接法1    0.02    发明例钢板    A5    PBT    220    薄膜热压接法1    0.02    发明例钢板    A6    PET-I(12)    228    薄膜热压接法1    0.04    发明例钢板    A7    PET-PE    258    薄膜热压接法1    <0.01    发明例钢板    A8    PET-PP    258    薄膜热压接法1    <0.01    发明例钢板    A9    PET-IO    258    薄膜热压接法1    <0.01    发明例钢板    A10    PET-I(12)    228    薄膜热压接法2    0.02    发明例钢板    A11    PET-I(12)    228    直接挤出法    0.02    发明例钢板    A12    PET-I(12)    228    薄膜热压接法1    0.06    发明例钢板    A13    PET-PBT(60)    251    薄膜热压接法2    <0.01    发明例钢板    A14    PET-DEG    248    薄膜热压接法2    <0.01    发明例钢板    A15    PET-CHDM    249    薄膜热压接法2    <0.01    发明例钢板    A16    环氧类热固树脂    -    涂敷    -    比较例钢板
    (罐体成形)
    使用制作出的样品钢板,根据图1所示的制造工序,按照以下顺序制作罐体(最终成形体)。将中间成形体(工序C)及最终成形体(工序D)的形状表示在表2。工序A的拉深加工以5阶段进行,工序D的缩径加工以7阶段进行。热处理在工序A至工序D中途阶段进行,用红外线式加热炉加热罐体,在热处理结束后进行水冷。将热处理的时刻(实施热处理时的罐体的加工度)及热处理条件表示在表3。
    在表2中,最终成形体(工序D)的h、r、d、ha、hc、R分别为最终成形体的至开口端部为止的高度、基体部2的直径、颈部3的直径、基体部2的高度、颈部3的高度、重量变得与最终成形体相同的成形前的圆形板坯料的半径(参照图1)。如下所述地求出圆形板坯料的半径R。测定成形前的坯片的重量及切边工序后的最终成形体的重量,根据该测定结果,求出重量变得与最终成形体相同的成形前坯片的半径,将该半径设为重量变得与最终成形体相同的成形前的圆形板坯料的半径R。
    表2
    罐体形状坯料半径Ro    (mm)  中间成形体    (工序C)    最终成形体    (工序D)板厚变化率**    r    (mm)    h    (mm)    r    (mm)    d    (mm)    h   (mm)    ha    (mm)    hc    (mm)  坯料半径R*  (mm)    d/R    h/(R-r)  B1    41    11    63.6    11    7.8    65.9    47    9.9  40.4    0.19    2.24    1.20  B2    33    11    63.5    11    7.8    65.9    47    9.9  32.2    0.24    3.11    0.65
    *)坯料半径R是根据最终成形体的重量换算而出的坯料半径。
    **)罐体的最小板厚部分的板厚/坯片的板厚,均为钢板厚度。
    表3
    罐体No.样品钢板No.树脂层熔点℃  热处理时的加工度    热处理条件冷却时间*    (秒)    最终  罐体形状    薄膜  可加工性  薄膜  附着性  备注  d/R    h/(R-r)  温度(℃)    时间(秒)  C1    A1    228  0.30    1.50    238    30    8    B1    ◎    ○  发明例  C2    A1    228  0.30    1.50    238    60    8    B1    ◎    ○  发明例  C3    A1    228  0.30    1.50    238    90    8    B1    ◎    ○  发明例  C4    A1    228  0.30    1.50    238    120    8    B1    ◎    ○  发明例  C5    A1    228  0.30    1.50    255    30    8    B1    ◎    ○  发明例  C6    A1    228  0.30    1.50    248    30    8    B1    ◎    ○  发明例  C7    A1    228  0.30    1.50    228    30    8    B1    ◎    ○  发明例  C9    A1    228  0.30    1.50    238    30    1    B1    ◎    ○  发明例  C10    A1    228  0.30    1.50    238    30    2    B1    ◎    ○  发明例  C11    A1    228  0.30    1.50    238    30    4    B1    ◎    ○  发明例  C12    A1    228  0.30    1.50    238    30    6    B1    ◎    ○  发明例  C13    A1    228  0.30    1.50    238    30    15    B1    ○    ○  发明例  C14    A1    228  0.38    1.79    238    30    8    B1    ◎    ○  发明例  C15    A1    228  0.23    2.20    238    30    8    B1    ◎    ○  发明例  C16    A1    228  0.47    1.55    238    30    8    B1    ◎    ○  发明例  C17    A1    228  0.40    2.60    238    30    8    B2    ○    ○  发明例  C18    A1    228  0.35    2.90    238    30    8    B2    ○    ○  发明例  C19    A1    228  0.23    3.05    238    30    8    B2    ○    ○  发明例  C20    A2    245  0.30    1.50    255    30    8    B1    ◎    ○  发明例  C21    A3    258  0.30    1.50    268    30    8    B1    ◎    ○  发明例  C22    A4    251  0.30    1.50    261    30    8    B1    ◎    ○  发明例  C23    A5    220  0.30    1.50    238    30    8    B1    ◎    ○  发明例  C24    A6    228  0.30    1.50    238    30    8    B1    ◎    ○  发明例  C25    A7    258  0.30    1.50    268    30    8    B1    ◎    ○  发明例  C26    A8    258  0.30    1.50    268    30    8    B1    ◎    ○  发明例  C27    A9    258  0.30    1.50    268    30    8    B1    ◎    ○  发明例  C28    A10    228  0.30    1.50    238    30    8    B1    ◎    ○  发明例  C29    A11    228  0.30    1.50    238    30    8    B1    ◎    ○  发明例  C30    A12    228  0.30    1.50    238    30    8    B1    ○    ○  发明例  C31    A13    251  0.30    1.50    261    30    8    B1    ◎    ○  发明例  C32    A14    248  0.30    1.50    258    30    8    B1    ◎    ○  发明例  C33    A15    249  0.30    1.50    259    30    8    B1    ◎    ○  发明例  C34    A16    -  0.30    1.50    238    30    8    B1    ×    ×  比较例  C35    A1    228  0.30    1.50    220    30    8    B1    ×    ×  比较例
    *热处理结束后冷却至Tg以下温度的时间
    1)切料(66~82mmφ)
    2)拉深加工及减薄拉深加工(工序A)
    用5段拉深加工,制作罐体的半径r、高度h为r/R:0.27~0.34、h/(R-r):2.23~3.09的范围的罐体(中间罐体)。另外,为了制作所希望的罐体,也可以同时适当地采用减薄拉深加工。
    3)罐底部的穹顶加工(工序B)
    在罐底部进行深度为6mm的半球状的拉伸加工。
    4)切边加工(工序C)
    将罐上端部切边为2mm左右。
    5)圆筒上部的缩径加工(工序D)
    在圆筒上部实施缩径加工,具体而言,以将开口端部压在内表面锥形的模具上而进行缩径的模具颈(ダイネツク)方式实施,制作出表2所示的最终罐体形状的罐体。
    如下所述地评价按照上述顺序制作的罐体的薄膜层的附着性、可加工性、外观。评价结果如表3。
    (附着性实验)
    将罐体沿罐高方向剪切成大致长方形,以使圆周方向的宽度成为15mm,对该罐高方向将距底面10mm的位置,在圆周方向上仅沿直线状剪切根本。结果,制成由以剪切位置为界到罐高方向底面侧10mm部分和剩余部分构成的试验片。在10mm的部分连接(焊接)宽度为15mm、长度为60mm的钢板,拿住60mm钢板部分,从断裂位置剥离剩余部分的薄膜约10mm左右。围绕剥离薄膜的部分和60mm钢板部分沿180°方向实施剥离实验。将观测到的剥离强度的最小值设为附着性的指标。
    (剥离强度」
    不足6N/15mm:×
    6N/15mm以上:○
    (薄膜可加工性评价)
    以距罐上端10mm的位置为中心,粘贴形成有15mmφ小窗口的封印,以使其测定面积成为15mmφ。接着,将小窗口部分浸渍于电解液(KCl:5%溶液,温度为常温),在钢板和电解液间施加6.2V的电压。根据此时测定的电流值进行如下评价。
    (电流值)
    0.01mA以下:◎
    超过0.01mA、且0.1mA以下:○
    超过0.1mA:×
    (评价结果)
    罐体C1~C7、C8~C33是本发明的实施例。薄膜附着性、可加工性均显示出良好的值。
    在本发明的实施例中,热处理结束后的冷却时间在10秒以下的罐比冷却时间超过10秒的罐(罐体C13)的可加工性评价更好。罐体C17~C19是本发明的实施例,但热处理的时刻超出了第2发明范围。薄膜可加工性、附着性虽然都合格,但可加工性的评价停留在○。
    罐体C34是本发明的比较例。其在树脂层上涂敷有热固性涂料,可加工性、附着性都为×。
    罐体C35是热处理温度超出本发明范围的例子,可加工性为×。

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    本文标题:二片罐的制造方法及二片层压罐.pdf
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