瓶形罐的制造方法和成形加工工具技术

一种瓶形罐的制造方法，对厚度０．１～０．４ｍｍ的金属薄板实施拉深加工，并实施弯曲拉延加工和减薄加工中的至少一种薄壁化加工，获得罐体部壁比底部壁薄的有底圆筒形罐，再以该有底圆筒形罐作为原料，进一步对该罐的罐底一侧进行加工，从而制造出将具有倾斜面的肩部和小直径圆筒形口颈部一体成形的瓶形罐。具有：将前述罐的罐底拐角部预成形为纵断面呈圆弧形的肩部曲面的工序；在对该罐底拐角部的肩部曲面实施防皱的状态下，将该罐的罐底拉深成形为直径小于罐体部的有底圆筒形的第１小直径圆筒部形成工序；将由罐底拉深成形的有底圆筒部，在以该工具的表面对其底部拐角部实施防皱的状态下，拉深成形为直径更小的有底圆筒形的第２小直径圆筒部形成工序；当通过一次或两次第２小直径圆筒部形成工序的拉深成形，所形成的有底圆筒部的直径与前述口颈部的直径大致相同之后，将通过前述第１小直径圆筒部形成工序和前述第２小直径圆筒部形成工序而形成的肩部，压延成形为与罐体部的肩部曲面相连续的圆滑倾斜面的肩部再成形工序。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及以0.1～0.4mm的金属薄板，制造出罐体、肩部及具有螺纹部的口颈部一体成形的瓶形罐的制造方法以及使用该方法的工具。更具体地说，涉及一种在对成形为有底圆筒形的罐的底部一侧进行加工，将具有倾斜的环状面的肩部和小直径的圆筒形口颈部一体成形而制造出前述瓶形罐时，特别是使肩部，不是呈阶梯状或残留有阶梯状痕迹的形状，而是呈圆滑而美观的倾斜面形成的成形方法以及使用该方法的工具。即，作为这种DI罐，是将高耐压强度形状的底部和通过拉深减薄加工而薄壁化的罐体部一体成形，并对罐体部的上端开口部实施使其直径减小的缩径加工而形成罐本体，在向该罐本体内灌装清凉饮料水或啤酒等饮料之后，将直径小于罐体部直径的具有易拉口的盖板(easy open end)滚压咬合在直径缩小了的上端开口部上而加以密封，从而成为罐装饮料商品出厂的。此外，如WO81/01259公报所记载的，对表面处理钢板的两面被覆有热塑性树脂薄膜的表面处理钢板，实施拉深加工和再拉深加工(再拉深加工时进行的是弯曲拉延加工)，制造出成形为罐体部壁较底部壁薄的有底圆筒罐，进而对该罐实施与DI罐同样的缩径加工而作为饮料用罐使用，这种方法已实用化。另一方面，作为各种清凉饮料水的容器，近年来，聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂制造的双轴延伸成形容器(PET瓶)得到采用，由此，能够以螺纹盖进行再密封的PET瓶装商品正在大量生产。这种饮料用PET瓶与上述罐装饮料的罐容器相比，具有能够以盖进行再密封的优点。但是，在资源回收再利用的再利用率方面大大低于前述罐容器。因此，人们正在研究如何使资源再利用率高的罐容器具有能够以盖进行再密封的功能以提高罐容器的可处理性。过去，数种形状类似于PET瓶的瓶形DI罐、即其所具有的口颈部具有螺纹部可与带螺纹的盖子旋合的DI罐，已在特表平10-509095号(WO96/15865)公报中公开。这些DI罐有如下类型与罐体上端开口部滚压咬合的盖板上一体地成形有带螺纹的口颈部的；通过缩径加工使罐体的上端开口一侧呈阶梯性减径并一体地成形出带螺纹的口颈部的；对杯形物的底部(端壁部)一侧实施多级拉深加工而形成小直径的口颈部和具有斜面的肩部之后，对杯形物的杯体部实施减薄加工使之成为薄壁杯体部，进而在口颈部形成螺纹的同时将罐盖滚压咬合在杯体部的开口端的；等等。在上述公报中，记载着各种类型瓶形罐的结构以及成形方法。此外，进行罐体的拉深加工时，将底部拉深成凸形台阶的形状，在之后的减薄加工中，对凸形台阶的形状进行再拉深，在DI罐的罐底(端壁部)形成具有小直径圆筒形口颈部和“耸肩”状肩部的带台阶凸部，在该口颈部上进行螺纹加工而以螺纹塞进行密封，从DI罐的罐体部的开口端一侧灌装饮料之后，将罐盖滚压咬合在该开口端进行密封，这种方案已在特开昭58-47520号公报中公开。而在特开昭64-62233号公报中还公开了这样一种方案，即，对通过拉深减薄加工而成形的DI罐的罐底实施压力加工(拉深加工)，成形出小直径圆筒形口颈部与圆锥台形肩部，之后，在口颈部上或者刻出螺纹牙或者安装带螺纹的筒部。在能够以上述带螺纹的盖进行再密封的瓶形罐中，有将带螺纹口颈部预先成形在盖板上这样一种类型，是先将罐本体成形为DI罐，或者成形为像经过拉深加工和弯曲拉延加工(拉伸加工)而制成的DTRD罐(Drawn Thin Redrawn)或经弯曲拉延加工(拉伸加工)和减薄加工而制成的那种有底罐，在将饮料等内容物装入该罐内之后，将一体成形有带螺纹口颈部的盖板滚压咬合在罐体的上端开口部而实施密封。因此，按照这种类型的瓶形罐，罐本体的形状与现有的一般罐大致相同，因此，对灌装设备的改动较少，具有能够压低设备费用等优点。但是，这种类型的瓶形罐中，由于罐的上部具有盖板的滚压咬合部，因此，灰尘等容易积存在滚压咬合部内侧的凹部处，而且，滚压咬合部本身突出因而外观不够美观。作为不是将口颈部形成在盖板上而改为一体形成在罐本体的上端部这样一种类型的瓶形罐中，在对罐本体进行拉深减薄加工或弯曲拉延加工的同时，其上端部也受到同样的加工而延展变薄。因此，有时需要考虑后面工序对口颈部的加工，而对罐本体的上端部按照比其下方部分的材料延展程度要小的要求实施加工，以使之壁厚相对较厚。但是，由于口颈部与罐本体相比直径要小得多，口颈部成形时的减径率大，因而想靠加大一次拉深的减径量而使减径一次完成是困难的。除此之外，为降低材料成本，盖子做得较小，而与之相应地，需要使口颈部的直径比罐本体的外径减小很多，为满足这种要求，在对罐本体的上端开口部进行拉深加工以形成口颈部时，必须使减径率进一步加大，其结果，必须进行多级缩径加工。例如，啤酒等饮料罐所较多使用的罐，其罐体直径为66mm(211直径)，要将这种罐的口颈部缩径加工到25.4mm，需要经过20～30次的缩径工序。对于以这样的方法使罐本体上端开口部减径为口颈部的瓶形罐，需要多台缩径加工用成形机，将导致设备费用增加，并且，随着加工工序数的增加，罐被碰伤或发生变形的几率增大，存在着罐的质量降低的风险。而在对罐底侧实施加工而成形出肩部和口颈部这一类型的瓶形罐中，其成形有肩部的一部分和口颈部的部分、即罐底部分在罐成形时几乎不受影响，因此，所实施的加工是对不发生加工硬化、厚度也与原来的金属薄板板材的厚度大致相同的部分进行。而且，在对罐底侧实施拉深加工时，能够在防皱状态下实现直径的减小。因此，与如上所述将罐体的上部通过缩径加工成形为口颈部的场合相比，通过加大一次拉深的减径量而能够以一个工序实现直径的大幅度减小，大大减少成形口颈部所需的工序的数量。但是，虽说与进行缩径加工的场合相比可加大一次减径量，但减径比(一次拉深所能实现的减径率)是有限度的。在采取防皱措施的情况下进行拉深加工时，其减径比的极限值因材质的不同而有所不同，例如，啤酒用罐的薄金属板制造的饮料罐为1.5左右。因此，从有底圆筒形的DI罐(直径66mm)的平坦的罐底拉深成形出小直径圆筒形的口颈部(直径25.4mm)时，需要重复进行3～4次拉深工序。一种在DI罐的罐底侧一体成形小直径口颈部的方法，在特开昭58-47520号公报中已经公开，即，在制造直径67.83mm的镀锌钢板制DI罐的再拉深工序中，在罐的底部拉深加工出直径为26mm的带凸形台阶形状部，以之后的减薄加工的最后行程对罐底的带凸形台阶形状部进行再拉深，形成所谓”耸肩”形状的肩部和高6mm、直径16mm的圆筒形口颈部。另外，在特开昭64-62233号公报中公开了一种对呈有底圆筒形形成的DI罐的罐底实施压力加工(拉深加工)而形成圆锥台形肩部和圆筒形口颈部的方法。但是，前一种方法中，口颈部的高度尺寸太短，仅为6mm，无法形成可确保足够的密封性的螺纹部。而后一种方法中，在其公报的附图中虽未示出以多级工序进行拉深，但由其图2和图3可知，罐体部具有2～3倍于底盖的厚度，而且从其说明中关于预定要在口颈部刻制螺纹牙的描述也可得知，作为罐体材料，使用了较厚(0.6mm～1.5mm的程度)的铝合金板或不锈钢板。使用这种厚度的原料时，即使取较大的减径比，也很少因拉深加工而发生折皱。即便如此，在成形小直径的圆筒形口颈部与圆锥台形(或切头圆锥形)肩部时，需要重复进行多次拉深加工，因此，即使能够抑制折皱的产生，肩部上也将留本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种瓶形罐的制造方法，以对厚度为０．１～０．４ｍｍ的金属薄板实施拉深加工并实施弯曲拉延加工和减薄加工中的至少一种薄壁化加工而获得的、罐体部壁比底部壁薄的有底圆筒形罐作为毛坯，进一步对该罐的罐底一侧进行加工，从而将具有倾斜面的肩部和小直径圆筒形的口颈部一体成形，其特征是， 具有： 将前述罐的罐底拐角部预成形为纵断面呈圆弧形的肩部曲面的工序； 使用前端部的外表面形状做成该肩部的曲面形状的防皱用压料模、前端部分的内表面形状做成该肩部的曲面形状的拉深用凹模以及拉深用凸模，在对该罐底拐角部的肩部曲面实施防皱的状态下，将该罐的罐底拉深成形为直径小于罐体部的有底圆筒形的第１小直径圆筒部形成工序； 使用包括防皱用压料模、再拉深用凹模、以及再拉深用凸模在内的工具，将由罐底拉深成形的有底圆筒部，在以该工具的表面对其底部拐角部实施防皱的状态下，拉深成形为直径更小的有底圆筒形的第２小直径圆筒部形成工序；所说压料模，其前端部具有与相对于自预成形而成的前述肩部曲面延续的假想曲面的纵断面圆弧所画出的切线相近似的、纵断面大致呈直线形状的锥面；所说再拉深用凹模，至少在与该压料模的该锥面相向的部分上，具有与相对于自该肩部曲面延续的假想曲面的纵断面圆弧所画出的切线相近似的、纵断面呈直线形状的锥面； 以及，在通过实施一次或两次第２小直径圆筒部形成工序的拉深成形而形成的有底圆筒部的直径与前述口颈部的直径大致相同之后，将通过前述第１小直径圆筒部形成工序和前述第２小直径圆筒部形成工序而形成的肩部压延成形为与罐体部侧的肩部曲面相连续的圆滑的倾斜面的肩部再成形工序。...

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：榎木泰史，小川幸夫，守屋悟，
申请(专利权)人：大和制罐株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]