JPS6020573Y2 - 金属缶胴体 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は金属缶胴体に関し、さらに詳しくは、胴壁部内
面の鉄露出の少ない絞り−しどき加工により形成された
錫めっき鋼板よりなる金属缶胴体に関する。

錫めっき鋼板（ぶりき）を絞り−しごき加工することに
より形成された缶胴体と缶蓋よりなる所謂２ピ一ス缶は
、コーラ類等の炭酸飲料缶あるいはビール缶等に最近広
く使用されるようになったが、その素材である錫めっき
鋼板より内容液に鉄が溶出すると、内容液のフレーバを
損なうため、鉄溶出量をできるだけ低く抑える必要があ
る。

従来その対策として錫めっき鋼板の缶内面側となるべき
面の錫めっき量を増やすとか、内面塗装の塗膜量を増や
す等の手段が講ぜられてきた。

しかしこれらの手段は何れも生産コストを上昇させると
いう問題がある。

本考案は以上のような従来技術の問題の解決を目的とす
るものである。

本考案者等は、鉄溶出量を減少させるためには、絞り−
しごき成形後の缶胴体内面の鉄溶出量を少なくすること
が先決であるが、本考案者等がさきに提案した、特殊の
表面プロフィルを有するしごき加工用ポンチを用いるこ
とにより、従来使用されていたしごき加工用ポンチの場
合にくらべて、鉄露出量を遥かに減少できるとの知見を
得て、本考案に到達した。

本考案者等がさきに提案したポンチは、ポンチの缶胴体
の胴壁部内面と接する側面の大部分が平均粗さ０．０５
μ風以下の平滑部と、深さが０．５〜５μ九の断面Ｖ字
状でほぼ円周方向に延びる溝線部とよりなり、該溝線部
はほぼ０．０５〜２．０ｒｒＩＩｎの平均間隔で形成さ
れており、かつ該平滑部と溝線部の境界が丸みを有して
いることを特徴とするしごき加工用ポンチである。

第１図の１は上記しごき加工用ポンチの１例を示したも
のであって、溝線部２はスパイラル状に連続的に形成さ
れており、円周方向となす角度は小さく、はぼ円周方向
に延びている。

溝線部１の間の部分は平滑部３よりなっている。

第２図は第１図の型式のポンチの側面主部１ａの表面の
プロフィル（軸線方向の）の例を示したものである。

以上のようなポンチ１としごき用ダイス４の間で、第３
図に示すようにカップ状中空体の胴壁部５を矢印方向に
ポンチ１と共に進行させながらしごき加工すると、胴壁
部５の内面のポンチ溝線部２に対応する位置に、線状の
突山部６が猛威される。

ダイス４の入口部から出口部に向って、猛威される突出
部は、６ａ、６ｂ。

６に示されるように漸次高くなり、最終の突出部６の高
さは約０．５〜３μ肌となる。

また突出部６の平均間隔は溝線部２の夫と同じく約０．
０５〜２ｒＩｒ！ｎである。

そして溝線部２と突出部６ （６ａ、 ６ｂ）の間隙
には、しごき加工のさい噴射される潤滑冷却剤７が充満
し、さらに潤滑冷却剤７は非圧縮性のため、逃げ場を求
めて溝線部２の近傍の平滑部３の上に薄層８を形成する
ものと考えられる。

第４図は以上のようにして猛威された缶胴体９の内面を
模式的に示したものであって、ポンチ１の溝線部２に対
応するスパイラル状の連続したほぼ円周方向に延びる高
さ約０．５〜３μ九の線状突出部６が約０．０５〜２ｒ
ｒｖｎの平均間隔で猛威されている。

第５図は、第２図の表面プロフィルを有するポンチ１を
用いて、錫めっき鋼板（缶内面側の錫めっき量５．６ｍ
ｙ／ｒｒｔ ）よりしごき成形された缶胴体９の胴壁部
５内面のプロフィル（軸線方向の）を示したものであっ
て、突出部６がほぼ等間隔に猛威されている。

第６図は上記内面の金属顕微鏡写真（倍率１００、水平
方向が軸線方向である）を示したものである。

第５図における突出部６間の中間部１０の不規側な粗さ
と、第６図における突出部６の僅かな断続（本明細書に
おいては、このような顕微鏡的な僅かな断続部を有する
場合をも含めて線状とよぶことにする）は、用いられた
錫めっき鋼板の原板の粗度に起因するものと推測される
。

以上のようにしてしごき成形の終了した缶胴体９は、ポ
ンチ１の戻り工程において、公知のストリッパー（図示
せず）によってその開口端部を係止されて、ポンチ１か
ら抜出される。

第７図はこの抜出し時の挙動を模式的に示したものであ
って、缶胴体９の胴壁部５はストリッパーに係止されて
停止しており、ポンチ１が矢印方向に動く。

そのさい胴壁部５の厚さは通常約０．１００〜１．１１
ｌ１０Ｔｌと極めて薄く可撓性であるため、突出部６が
、ポンチ１の平滑部３の表面を滑動しうる程度に容易・
に膨むことができ、またポンチ１の溝線部２の平滑部３
の境界の丸み部１１および溝線部２に貯った潤滑冷却剤
７、さらに前述の潤滑冷却剤の薄層８に助けられて、突
出部６はポンチ１の表面上を容易に滑動することができ
、従って従来の全面平滑なポンチを使用した場合にくら
べて缶胴体の抜出し抵抗は遥かに小さい。

本考案者等は、以上に述べた特徴を有するポンチを用い
てしごき成形することによって得られる本考案の錫めっ
き鋼板よりなる缶胴体の胴壁部内面の鉄露出が、驚くべ
きことに従来の全面平滑なポンチを用いて得られた缶胴
体のそれにくらべて、遥かに少ないことを見出した。

その理由は必）ずしも明らかでないが、およそ次のよう
に推測される。

第８図は全面平滑なポンチを用いてしごき加工された缶
胴体の胴壁部内面の金属顕微鏡組織（倍率１００） （
水平方向が軸線方向である）であって、＝その表面プロ
フィル（軸線方向の）を示す第９図からも明らかのよう
に、第６図のような突出部６は猛威されない。

従って抜出しのさい胴壁部内面の全体にわたってポンチ
表面との間にスリップが生じ、しかも胴壁部内面とポン
チ表面の間には殆んど潤滑冷却剤は存在しないので、該
スリップはほぼ金属間接触の状態で起り、従って胴壁部
内面の全体にわたり錫層が傷ついて原板の鉄の露出面積
が大きくなる。

−力木考案の場合は、ポンチ表面と接触するのは突出部
６の先端面６′（第７図）のみであり、従って錫層が傷
ついて鉄を露出するのは先端面６′の限られた部分であ
り、しかもポンチ表面には潤滑冷却剤が潤沢に存在する
ので、先端面６′の滑動は容易であって、鉄露出部が先
端面６′以外にほとんど拡らない。

従って従来の全面平滑ポンチを使用した場合にくらべて
、胴壁部内面の鉄露出面積が小さくなるものと考えられ
る。

以上に述べたように本考案の缶胴体の特徴は、その製造
に使用されるしごき用ポンチの特徴と大きく関連する。

本考案の缶胴体内面に猛威される線状突出部６の高さが
約０．５〜３μ汎であるのは、ポンチの溝線部の深さが
約０．５〜５μ汎の場合には突出部６の高さを約０．５
μ肌より低くすること、および約３μ肌より高くするこ
とが困難なためである。

なお溝線部の深さを約０．５μ肌より浅くすることは、
潤滑冷却剤の溜り場としての機能を十分に果すことがで
きずそのため抜出し抵抗が増大し、同時に突出部がポン
チ表面と金属間接触して、鉄露出面積が増えるので好ま
しくない。

また該深さを約５μｍより大きくすることは、突出部６
の高さを約３μｍより大きくし、そのため抜出しのさい
の缶胴体の膨み抵抗が増大し、従って抜出し性の低下と
突出部の鉄露出面積の増大を齋らすので好ましくない。

また溝線部がほぼ円周方向に延びていない場合（従って
突出部６もほぼ円周方向に延びていない場合）は、しご
き加工時に溝線部から潤滑冷却剤が逃げ易く、その薄層
８が形成され難いので、潤滑性が低下し、従って突出部
の鉄露出面積も増大するので好ましくない。

さらに溝線部の平均間隔（従って突出部６の平均間隔）
が約０．０５ｒｒｒＩｒＬより小さいと、缶胴体の抜出
しのさい突出部６が溝線部に陥入し、再び上り出る回数
が多くなり、そのため抜出し抵抗が大きくなり、同時に
突出部の鉄露出面積も増加するので好ましくない。

一方法間隔が約２ｍｍより大きくなると、溝線部に封入
される潤滑冷却剤の量が少なくなり、抜出しのきい突出
部６とポンチ表面間に金属間接触が起り易くなり、その
ため突出部６の先端面６′の鉄露出面積が増えるので好
ましくない。

なお、以上の実施例においては、突出部６はスパイラル
状に連続しているが、本考案者等がさきに提案したよう
な不連続の溝線部を有するしごき用ポンチを用いて形成
された不連続な線状突出部６を有する缶胴体も、同様な
効果を有するものである。

本考案の錫めつぎ鋼板よりなる絞り−しごき成形缶胴体
は、しごき用ポンチから抜出されるさい、該ポンチと接
触するのは突出部の先端面のみ。

であり、しかも抜出しのさいポンチ表面には潤滑冷却剤
が潤沢に存在するためと推測されるが、先端面がポンチ
と接触して滑動するさいに生ずる先端面の鉄露出は軽微
であるため内面の鉄露出量は少ない。

さらに突出部が存在するため塗膜の密着ご性も優れてい
る。

従って内面塗装後の内容品中への鉄溶出量が少ないとい
う利点を有する。

以下具体例について説明する。

具体例 第１図の側面主部１ａ（直円筒形）の直径４５２．６５
ｍｍ、高さ１１５ｍｍ 、肩部１ｂの高さ９．５ｍｍ、
縮径部ＩＣの直径５２．５２ＴＩｒＩｎ、高さ６５ｒｒ
ｒＩｒＬの起硬合金スリーブを有するしごき加工用ポン
チ１の側周面を１００幡の砥石で研磨後約５μ瓶のダイ
ヤモンド粉を使用して平滑にラップ仕上げした後、ポン
チを回転しながら側面主部１ａに約１００μ肌径のダイ
ヤモンド粉（油練り）を塗った竹べらを押圧しながら徐
々に軸線方向に移動させてスパイラル状の溝線部を形成
し、その後、側面主部１ａを再び約５μ汎のダイヤモン
ド粉でラップ仕上げして第２図の表面プロフィル（東京
精密■触針式粗す試験器、サーフコム４００Ａにて軸線
方向に測定）を側面主部１ａに有するポンチを製造した
。

次に板厚０．３２ｍｍ、錫めっき量５．６Ｆ／ｙｆ （
両面）の錫めっき鋼板をカップ状に絞った成形体を、上
記ポンチを使用して、再絞り−しごき加工を行なった。

この場合の第１回しごき率は３８．２％、第２回しごき
率は１３．６％、第３回しごき率は３９．４％であって
、潤滑冷却剤としては鉱物油の水エマルジョンを使用し
た。

上記しごき缶胴体をストリッパーにより抜出した後、胴
壁部内面のプロフィル（軸線方向の）および顕微鏡組織
を調べたところ、それぞれ第５図および第６図の結果を
得た。

以上の缶胴体について、以下の方法により鉄露出量試験
、塗膜密着性試験およびパックテストによる鉄溶出量試
験を行なった。

結果を第１表に示す。

なお比較のため溝線部形成前のラップ平滑仕上ポンチ（
従来のもの、内面の状態は第８図、第９図に示される）
を使用した以外は、同様の条件で作製した缶胴体につい
ても上記試験を行ない、結果を第１表に示した。

また側面主部の最大粗さ３μ風のポンチを荒研摩により
作製し、前記と同様の条件でしごき缶胴体を形成したが
、ストリッパーにより抜出すさい開口端部が座屈して、
満足な缶胴体を得ることができなかった。

（イ）鉄露出量試験：特願昭５４−１０５０８１号に記
載の方法に準じて行なった。

洗浄した缶胴体に下記の電解液を約９分目注入した後、
缶胴体のほぼ中央に缶底と接触しない程度の深さまで挿
入された白金電極を対極とし、飽和塩化銀参照電極に対
する電位を１．３ボルトとして６巾電解し、そのときの
電解電流を測定した。

得られた電解電流は鉄露出面積に比例する。

電解液：炭酸ソーダ ０．１５Ｍ 重炭酸ソーダ ０．１５Ｍ 塩素イオン ０．００５Ｍ ＰＨ９，５ 以上の試験を本考案の缶胴体ｍ個、比較例の缶胴体ｍ個
について行ない、その平均値を第１表に示した。

（ロ） 塗膜密着性試験： 洗浄乾燥後の缶胴体内面にエポキシエリヤ系塗料を２０
０ｍｇ（乾燥後重量）スプレー塗布して、２００℃×５
分焼付けた。

その後エポキシフェノール系塗料を２００ｍｇ（乾燥後
重量）スプレー塗布して、２００’Ｃ！ Ｘ ５分焼付
けた。

この缶胴体の開口端部から幅５ｍｍ、長さ１００ｍｍ
（軸線方向）の短ざく状の小片を切出し、その２片の塗
膜面を第１０図のように、ナイロン１２を介して２００
℃Ｘ３＃間圧接して、密着性試験片を作製した。

第１０図において、Ｘ、ｙ、および２の寸法は夫々７−
１５咽および３−である。

また１４．１５，１６および１７は、夫々短ざく状小片
、エポキシフェノール系塗膜、エポキシュリャ系塗膜お
よびナイロン１２である。

この試験片のＴ字状に開いた部分の両端部を引張試験機
で引張り、引剥すに必要な力で塗膜密着性を評価した。

なお剥離は全て金属とエポキシュリャ系塗膜の界面で起
った。

以上の試験を各５個について行ない、その平均値を第１
表・に示した。

（ハ）鉄溶出量試験 洗浄乾燥後の缶胴体内面にエポキシエリヤ系塗料を２０
０ｍｇ （乾燥後重量）スプレー塗布し、２００℃×５
分焼付けた。

その後外面にポリニス・チル系つやニスを１６０ｍｇ
（乾燥後重量）ロールコートし、２００℃×２分の焼付
けを行なった。

以上の缶胴体をネックイン・フランジ加工したものに、
コーラおよび透明炭酸飲料をパックした後、アルミニウ
ム蓋を巻締めた。

これらを３７・℃で６ケ月保存した後、開缶して鉄溶出
量を測定した。

なお測定した缶の数は各試験ロットにつき５缶であって
、その平均値を第１表に示した。

以上のように本考案の缶胴体は、比較例の缶胴体にくら
べて、内面の鉄露出面積が小さく、また塗膜密着性も優
れている。

そのため内容液充填密封後の内容液中への鉄溶出量も少
なく、内容液のフレーバを損ねるおそれが少ないことが
明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の金属缶胴体を製造するために用いられ
るしごき加工用ポンチの１例の説明用正面図、第２図は
第１図のポンチの表面プロフィルの例を示す線図、第３
図は第１図のポンチを使用してしごき加工を行なうさい
の挙動を説明するための模式的要部拡大縦断面図、第４
図は本考案の金属缶胴体の実施例の説明用縦断面図、第
５図は第４図の缶胴体の内面プロフィルの例を示す線図
、第６図は第４図の缶胴体の内面の金属顕微鏡写真、第
７図は第１図のポンチを使用してしごき加工された缶胴
体を抜出すさいの状態を説明するための模式的要部拡大
縦断面図、第８図は従来のしごき加工用平滑ポンチを用
いてしごき加工された金属缶胴体の内面の金属顕微鏡写
真、第９図は第８図に示される缶胴体内面のプロフィル
を示す線図、第１０図は塗膜密着性試験片の斜視図であ
る。 ５・・・・・・胴壁部、６・・・・・・線状突出部、９
・・・・・・金属缶胴体。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 錫めっき鋼板を絞り−しごき加工することにより成形さ
   れた金属缶胴体において、上記容器の胴壁部内面にほぼ
   円周方向に延びる高さ約０．５〜３μ肌の線状突出部が
   約０．０５〜２藺の平均間隔で形成されていることを特
   徴とする金属缶胴体。