專利名稱：瓶形罐的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及瓶形罐的制造方法，其罐體、肩部和頸部是用一金屬薄板成一整體地成形的，更具體地說，本發(fā)明涉及瓶形罐的制造方法，其體部的外表面或從其體部到其肩部這一部分的外表面是用印刷等進(jìn)行裝飾的。
背景技術(shù)：
對用于各種軟飲料(不含酒精的飲料)、果汁或啤酒的飲料罐來說，一般采用兩件式罐，其罐體(或側(cè)壁部分)和罐底(或端壁部分)都是整體地成形的。這種兩件式罐是用適當(dāng)?shù)姆椒ㄖ瞥傻模鐚︿X合金薄板或經(jīng)表面處理的鋼板這類金屬薄板進(jìn)行拉制和減薄，拉制、再拉制或拉制、再拉制和伸展制成的。
在這類兩件式罐中，為改善耐壓力，使罐底作穹形、整體的成形，使罐體部分作變薄的整體成形，并使罐體部分側(cè)壁的開口上端部分作減小直徑的縮頸加工和折邊加工。
此外，先對兩件式罐灌裝果汁、軟飲料或啤酒這類物體，再使開口罐體部分的折邊部分與直徑小于罐體部分外徑的易開罐蓋作卷邊接合而封閉并對罐作為飲料罐進(jìn)行發(fā)貨。
購買飲料罐的消費(fèi)者在拉起固定在易開罐蓋上的拉片時(shí)就可打開飲料罐。
另外，如WO 81/01259所述，同樣制造了一種有底筒形罐，這是通過拉制、再拉制(或通過在再拉制時(shí)進(jìn)行彎曲和延伸，也或通過伸展)兩面覆有熱塑性樹脂薄膜、經(jīng)表面處理的鋼板使其形成罐體薄于底壁的有底筒形罐的。對這樣制得的罐如以上所述的罐進(jìn)行縮頸和折邊而使其可用作飲料罐。
另外，作為用于軟飲料、果汁、荼或咖啡的容器，近年來采用了用聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂制成的雙軸延伸成形的容器(即PET瓶)。因此，對裝在可重覆封閉的PET瓶內(nèi)的各種軟飲料和其他飲料是用飲料灌裝瓶子和用帶螺紋的蓋子封閉瓶子進(jìn)行大量生產(chǎn)和出售的。
這些飲料用PET瓶相對于罐式飲料容器的優(yōu)點(diǎn)在于其能用蓋子重復(fù)地封閉。但，PET瓶在回收和重復(fù)利用瓶子的重復(fù)利用率方面相對于罐式容器處于很低的水平。因此，曾研究過對重復(fù)利用率較高的罐式容器增加重復(fù)封閉的功能以提高罐式容器的方便性。
作為可用帶螺紋的蓋子重復(fù)封閉的金屬罐，在日本專利公報(bào)No.10-509095(WO 96/15865)中公開了幾種瓶形拉制、減薄的罐(即DI罐)，其形狀與PET瓶相似，即具有帶螺紋的頸部以便用帶螺紋的蓋子旋緊的DI罐。
這種DI罐分成以下幾類一類是使需在罐體上端開口部分上作卷邊接合的蓋板整體地形成帶螺紋的頸部；一類是通過縮頸(即，使直徑朝向開口端縮小)逐步縮小罐體上端開口側(cè)的直徑而整體地形成帶螺紋的頸部；一類是使杯形體經(jīng)拉制的底部側(cè)(或端壁部分)作多步驟的拉制而形成小直徑頸部和帶坡度的肩部，然后對頸部作開口、卷邊和螺紋加工，再對杯形體的體部進(jìn)行拉伸、減薄而成薄體部分，使單獨(dú)的底蓋卷邊接合而固定在體部與頸部相對的開口端上。
此外，在上述公報(bào)中不僅公開了幾類瓶形罐的結(jié)構(gòu)，而且還公開了其成形的方法。
此外，按日本專利公報(bào)No.58-47520，在拉制罐體時(shí)使底部制成凸形階梯狀，對此凸形階梯的形狀在減薄加工中進(jìn)行再拉制而形成具有小直徑筒形頸部和聳起的肩部。對頸部進(jìn)行螺紋加工并用帶螺紋的帽蓋使其封閉起來。在用飲料從體部端頭開口灌裝此DI罐后，通過對罐蓋進(jìn)行卷邊接合和固定將端頭開口封閉起來。
此外，在日本專利公報(bào)No.64-47520中公開了以下原理。對通過拉制、減薄而成形的DI罐壓制(或拉制)其底側(cè)而形成小直徑筒形頸部和截錐形肩部。修整頸部的前端部分，對附著在罐內(nèi)外表面上的潤滑劑進(jìn)行除油和清洗。對罐內(nèi)外表面進(jìn)行轉(zhuǎn)化涂敷和干燥。然后在罐內(nèi)表面上噴以涂料。涂料干燥后，對罐體部分外表面進(jìn)行印刷。在印刷油墨干燥后將罐蓋卷邊接合而固定在體部開口端上。然后在頸部裝上帶螺紋的樹脂筒形件或?qū)︻i部切制螺紋。
在以上所述可用帶螺紋的帽蓋重復(fù)封閉的一些瓶形罐中，用蓋板整體地形成帶螺紋頸部的這類罐子，其體部是形成DI罐或有底罐的，這種有底罐有如經(jīng)拉制和彎曲、延伸(或伸展)加工成的DIRD罐(拉制、減薄、再拉制成的罐)或經(jīng)拉制和彎曲、延伸(或伸展)和減薄加工成的罐。用飲料這種容體灌裝罐體，并用由蓋板整體地形成的帶螺紋頸部對罐體開口端進(jìn)行卷邊接合、固定和封閉。
因此，就這類瓶形罐來說，罐體的形狀大體上與現(xiàn)有一般的罐相同，具有灌裝設(shè)備只需稍作改變而可降低設(shè)備費(fèi)用這樣的優(yōu)點(diǎn)。
但在這類瓶形罐中，蓋板卷邊接合部分位于罐的上部而產(chǎn)生卷邊接合部分內(nèi)的凹槽易于積聚灰塵的問題，而且卷邊接合部分本身外凸而有礙美觀。
另外，在這類不在蓋板上形成頸部而在罐體上端部分整體地形成頸部的瓶形罐內(nèi)，通過與對罐體拉制、變薄或彎曲、延伸加工類似的加工會使上端部分伸展變薄和加工硬化。因此，考慮到這一加工頸部的步驟，使罐體上端部分作相對較厚的加工而使材料的延伸低于下部(或使加工硬化的程度降低)。
但，由于頸部的直徑遠(yuǎn)小于罐體直徑，使頸部成形的縮頸比很大，以致必須進(jìn)行多次縮頸加工。
此外，在加大拉制速度而減少縮頸加工次數(shù)時(shí)，罐體上端部分會產(chǎn)生皺紋或裂紋。
為了可以采用較小帽蓋而降低材料費(fèi)用以及使消費(fèi)者可以直接從頸部而不用倒出容體飲用罐中飲料，寧可減小頸部直徑而不減小罐體外徑。
為了滿足這些要求，為通過拉制罐體開口上端以形成頸部必須采用較高的縮頸比，這就要求幾十次的縮頸步驟。
例如，比較常用的啤酒罐頭具有約66mm的罐體直徑(所謂的“211徑”，如果這種罐的頸部需縮頸到約28mm的直徑，就需20～30次縮頸步驟。
這樣，在用使罐體開口上端縮頸來使頸部成形的瓶形罐中，要求很多縮頸機(jī)而提高了設(shè)備的費(fèi)用，而增加加工步驟的次數(shù)也往往使罐受到損害或變形，因而降低了罐的質(zhì)量。
與此相反，在通過對罐底的加工形成肩部和頸部的這類瓶形罐中，罐底部分或需形成肩部和頸部的部分不會受到使罐成形所作加工的影響，因而使加工作用在元加工硬化、厚度大體上等于原始金屬薄板的部分上。此外，在拉制罐底時(shí)可使頸部直徑在防皺下縮小。
因此，與使上述罐體上部縮頸來使頸部成形的情況相比，可加大拉制速度而用一個(gè)步驟就在更高程度上縮小直徑，因而使頸部成形的步驟次數(shù)大為減少。
此外，加工底側(cè)來使肩部和頸部成形的這類瓶形罐既在其上部無卷邊接合部分，在將罐陳列在店面上時(shí)也無易于積聚灰塵的凹槽，因而具有良好的外觀。
這里，在上述使頸部、肩部和體部整體地成形而可用帶螺紋的帽蓋重新封閉的瓶形罐中，對罐的金屬表面敷以保護(hù)涂膜以保護(hù)容體和保持耐蝕性。如果對金屬薄板預(yù)敷保護(hù)涂膜，在對罐減薄加工時(shí)會損壞這一涂膜。因此，在日本專利公報(bào)No.10-509095中公開了在減薄加工以后形成保護(hù)涂膜。
此外，在日本專利公報(bào)No.58-47520中完全沒有公開何時(shí)涂敷，何時(shí)切割小直徑筒形部分或何時(shí)對這一部分進(jìn)行螺紋加工。
另外，按日本專利公報(bào)No.64-47520所述，具有薄壁體部的有底筒形罐體是通過拉制加工和減薄加工成形的。此后，拉制罐體底部而形成小直徑筒形部分和截錐形肩部。在切去小直徑筒形部分上端部分后，進(jìn)行除油處理以清洗罐體內(nèi)外表面并干燥罐體。然后對罐體內(nèi)表面敷以保護(hù)涂層并干燥。此外，對罐體外表面進(jìn)行印刷。
但，根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)，對在小直徑、頸部形成卷邊部分或螺紋部分的罐金屬表面敷以厚度均勻的保護(hù)涂層并使涂層干燥而處于正常狀態(tài)(在固定底蓋之前)是非常困難的。
此外，按采用普通DI罐制造方法的成形方法，對表面并不覆有熱塑性樹脂的金屬薄板杯形體一面噴以大量的水性潤滑劑，一面進(jìn)行再拉制和減薄加工。因此，對清洗處理要求大量除油液、轉(zhuǎn)化涂敷液和清洗水。這種要求是使制罐費(fèi)用大為增加的一個(gè)因素。
因此，為簡化罐體成形后的除油處理，我們采用了以下方法。在用作罐材的金屬薄板上作為保護(hù)薄膜預(yù)先形成具有潤滑劑功能的熱塑性樹脂薄膜層，并對保護(hù)薄膜敷以少量潤滑劑。對經(jīng)涂敷因而具有保護(hù)薄膜的金屬薄板進(jìn)行成形加工而形成薄體部分、肩部和頸部的整體結(jié)構(gòu)。此后，對頸部進(jìn)行成形加工而使其具有卷邊部分和螺紋部分。
對這樣用經(jīng)涂敷的金屬薄板制得的瓶形罐就不必再涂敷用以對其保護(hù)的涂層。如果采用高溫?fù)]發(fā)性(或可升華的)潤滑劑，只需加熱處理就可完成除油處理。此外，即使在用非高溫?fù)]發(fā)性潤滑劑的情況下，用少量清洗水就可完成除油處理。
在需在容器體部加上文字或裝飾圖形印刷的部位，對PET瓶形罐實(shí)際上不能直接在瓶體整個(gè)周面上進(jìn)行印刷，對經(jīng)印刷的樹脂薄膜也不能進(jìn)行融貼，因?yàn)槠潴w部是非圓形、波形或極薄的。因此，須用經(jīng)印刷、可熱收縮的薄膜對瓶形罐進(jìn)行收縮包裝式印刷。
在具有整體成形的帶螺紋頸部、肩部和體部和在體部下端部分上卷邊接合而固定底蓋這類金屬瓶形罐中，外徑與體部相同的開口一直保持到固定底蓋前的縮頸步驟。因此，有可能如同在現(xiàn)有技術(shù)的兩件式罐中那樣直接印刷罐體和熱貼(或融貼)印刷好的樹脂薄膜。這樣，可取得不同于PET瓶形罐的外觀而使產(chǎn)品多樣化。
但，即使需從經(jīng)涂敷而帶保護(hù)薄膜的金屬薄板整體地成形加工出金屬瓶形罐的體部、肩部和頸部，除非事先在經(jīng)涂敷的金屬薄板表面上涂以潤滑劑，這層保護(hù)薄膜還是會在拉制或減薄加工的成形過程中因摩擦而受損。另外，需在瓶形罐體部上進(jìn)行裝飾性印刷的場合下，從油墨的排斥性或附著性這方面來看，也不可能在帶有潤滑劑的狀態(tài)下直接在罐外表面上進(jìn)行印刷，也不可能在其上融貼經(jīng)印刷的樹脂薄膜。因此，在制造過程的什么階段(時(shí)候)最適宜于印刷(或融貼經(jīng)印刷的樹脂薄膜)還是一個(gè)問題。
在上述日本專利公報(bào)No.58-47520中，沒有說明應(yīng)在什么時(shí)刻進(jìn)行裝飾性印刷。
另外，在上述日本專利公報(bào)No.64-62233中作了以下說明。在將有底筒形罐體的底側(cè)拉制成小直徑筒形部分和截錐形肩部后，切去小直徑筒形部分的上端部分。然后清洗罐體內(nèi)外表面和使之干燥。然后在罐體內(nèi)表面上噴以涂料。涂料干燥后，對罐體外表面進(jìn)行除敷和印刷。
按該公報(bào)所述瓶形罐的制造方法，在拉制罐體底部而形成小直徑筒形部分和截錐形肩部后在筒形罐體內(nèi)表面上噴以涂料。
但，對象在形成筒形體部、截錐形肩部和小直徑筒形部分后的瓶形罐體部內(nèi)表面這樣帶不同直徑組合部分的罐體涂敷厚度均勻的保護(hù)性涂料并不容易。
更具體地說，為對形狀這么復(fù)雜的物體內(nèi)表面進(jìn)行涂料，按該公報(bào)所述一般采用噴涂。但對噴涂來說涂膜往往會在小直徑部分上噴得厚些而在大直徑部分上噴得薄些。因此，如果要對薄的部分保持足夠的涂敷，涂料的消耗就會過高，如果限制涂料的消耗，就不能取得保持足夠抗蝕性所需涂膜厚度。
此外，在瓶形罐內(nèi)表面上各部分涂膜厚度嚴(yán)重不同的場合下，在干燥或烘烤涂膜時(shí)干燥程度也很不一致。因此，不能取得足夠的抗蝕性和附著性而使干燥烘烤工作很困難。
此外，在公報(bào)中所述瓶形罐體部制造方法中，在切去用于帶螺紋頸部的小直徑筒形部分上端部分(或前端部分)后在罐體外表面上進(jìn)行印刷。如果在這種情況下轉(zhuǎn)用印刷普通兩件式罐(如DI罐或深拉罐)所用干式膠板印刷機(jī)，除非作出大量的改造，也是不可能的。這就產(chǎn)生增加設(shè)備費(fèi)用的問題。
在日本專利公報(bào)No.10-509095中對需整體地成形加工體部、肩部和小直徑筒形部分的瓶形罐進(jìn)行了說明。對通過拉制加工形成的杯形體進(jìn)行成形加工而使之形成小直徑筒形部分和肩部。然后對小直徑筒形部分的前端部分進(jìn)行切割和開口。然后對小直徑筒形部分的前端部分進(jìn)行卷邊和螺紋加工。此外，對杯形體進(jìn)行再拉制和減薄加工而延長罐體壁部并進(jìn)行保護(hù)性涂敷。因此，在日本專利公報(bào)No.64-62233中所述瓶形罐的存在問題與在日本專利公報(bào)No.10-509095中所述以上類型瓶形罐的存在問題正好相同。
在如日本專利公報(bào)No.9-295639(對應(yīng)于EP-A2-0,808,706)所述對兩件式罐的筒形體部直接進(jìn)行印刷和將經(jīng)印刷的樹脂薄膜融貼在兩件式罐體部上的現(xiàn)有技術(shù)中，用以在印刷設(shè)備或粘貼經(jīng)印刷的樹脂薄膜設(shè)備的芯軸一類工具上裝卸罐子的傳送裝置舉例來說是采用真空和壓縮空氣噴射機(jī)構(gòu)的傳送裝置(載于日本專利公報(bào)No.48-58905(對應(yīng)于USP No 3,766,851)，日本專利公報(bào)No.52-41083(對應(yīng)于USP No.4,048,917)，USP No.4,092,949，日本專利公報(bào)54-92810，日本專利公報(bào)No.57-170758或日本專利公報(bào)No.57-178754)。
為印刷日本專利公報(bào)64-62233或日本專利公報(bào)No.10-509095所述瓶形罐，在對印刷設(shè)備的芯軸裝卸罐體時(shí)不能在印刷中采用利用真空和壓縮空氣噴射機(jī)構(gòu)的傳送裝置，因?yàn)槌嗽隗w部前端存在著開口外，在小直徑筒形部分前端也存在著一開口。
因此，必須增加一用以可靠地抓住瓶形罐體部和將其推到印刷設(shè)備芯軸上的機(jī)構(gòu)和一抓住和從芯軸上卸下瓶形罐體的機(jī)構(gòu)。這樣，對印刷設(shè)備的改造所引起的問題是在設(shè)備上要求很高的費(fèi)用，因而使罐的制造費(fèi)用大為增加。
此外，由于須抓住瓶形罐體部以便傳送，這就產(chǎn)生使傳送速度減低而降低印刷速度的問題。
本發(fā)明的主要目的在于提供一種制造方法，用以低成本地制造一種帶有供重新封閉所需螺紋的瓶形罐，用以從一金屬薄板整體地形成一小直徑頸部、一肩部和一大直徑體部，用以在此部分的內(nèi)表面上敷以均勻的保護(hù)薄膜，并用以至少在體部上進(jìn)行一裝飾性印刷。
本發(fā)明更具有的目的在于提供一種制造方法，用以制造一種帶有供重新封閉所需螺紋的瓶形罐，其中，在制造后在罐的內(nèi)表面上不需保護(hù)涂層，在體部上可進(jìn)行裝飾性印刷而對現(xiàn)有用于兩件式罐體部外表面裝飾的設(shè)備不需任何較大幅度的改造。
發(fā)明概述為達(dá)到以上目的，本發(fā)明提供一種用于瓶形罐的制造方法，其中，對一小直徑頸部、一帶一斜面的肩部和一大直徑體部作整體的成形加工，其中，至少對體部外表面作裝飾性印刷；其中，使一底蓋固定在體部下端部分上，包括一杯形體成形步驟，即在一金屬薄板的兩面形成熱塑性樹脂覆膜和在熱塑性樹脂覆膜上涂以潤滑劑而制備一經(jīng)敷覆的金屬薄板，沖壓經(jīng)敷覆的金屬薄板而形成一杯形體；一罐成形步驟，即將杯形體進(jìn)一步成形加工為有底筒形罐而使其體徑減小、體部減薄；一小直徑筒形部分成形步驟，即將有底筒形罐的底部和底部附近的體部成形加工為肩部和一未開口的小直徑筒形部分；一開口步驟，即切割小直徑筒形部分的前端部分并使其開口；一頸部成形步驟，即對開口的小直徑筒形部分外周進(jìn)行螺紋加工而使頸部成形；一清除潤滑劑步驟，即在體部減薄的有底筒形罐成形步驟和小直徑筒形部分前端部分切割、開口步驟之間從有底筒形罐外表面上清除潤滑劑；和一裝飾步驟，即在體部減薄的有底筒形罐成形步驟和小直徑筒形部分前端部分切割、開口步驟之間對徑清除潤滑劑的有底筒形罐體部外表面進(jìn)行裝飾性印刷。
因此，按本發(fā)明瓶形罐制造方法，對成形前尚處于平面狀態(tài)的金屬薄板事先在其兩面敷覆熱塑性樹脂而使用作保護(hù)薄膜的熱塑性樹脂在金屬薄板表面上作厚度均勻的敷覆。此外，由于小直徑筒形部分(或頸部)、肩部和體部是從事先在熱塑性樹脂層上涂有潤滑劑的經(jīng)敷覆金屬薄板(即帶有保護(hù)薄膜的金屬薄板)整體地成形加工出來的，用以保護(hù)罐金屬薄板的保護(hù)薄膜在小直徑筒形部分、肩部和體部整體成形步驟中不會受損。此外，由于保護(hù)薄膜是由熱塑性樹脂層構(gòu)成的，此熱塑性樹脂層不僅在清除潤滑劑后對小直徑筒形部分(或頸部)進(jìn)行彎曲或螺紋加工時(shí)用作潤滑劑，而且隨著金屬表面的延伸或彎曲也延伸或彎曲，因而保護(hù)薄膜并不剝落。
簡言之，在成形的罐內(nèi)外表面上不為涂敷保護(hù)敷覆層。這樣，既不造成涂敷可加工性方面的問題，也不造成保護(hù)薄膜厚度不規(guī)則的問題，這在對制成后的罐內(nèi)表面噴涂涂層的場合卻是會產(chǎn)生的。
另外，按本發(fā)明瓶形罐制造方法，從罐體部分清除潤滑劑步驟和裝飾印刷步驟是在對體部減薄的有底筒形罐成形加工之后和在對小直徑簡形部分前端部分切割、開口之前進(jìn)行的。因此，在采用現(xiàn)有印刷設(shè)備或經(jīng)印刷的樹脂薄膜粘貼設(shè)備所備真空或壓縮空氣噴時(shí)機(jī)構(gòu)式傳遞裝置的情況下，可使瓶形罐在印刷設(shè)備或經(jīng)印刷的樹脂薄膜粘貼設(shè)備芯軸上進(jìn)行裝卸。因此，可高速地進(jìn)行裝飾步驟。
另外，在本發(fā)明瓶形罐制造方法中，罐體部分印刷步驟或經(jīng)印刷的樹脂薄膜粘貼步驟是在清除潤滑劑之后進(jìn)行的，因而可在令人滿意的狀態(tài)下進(jìn)行印刷操作或經(jīng)印刷的樹脂薄膜粘貼操作。
另外，在本發(fā)明方法中，清除潤滑劑步驟和裝飾步驟可在小直徑筒形部分成形步驟和開口步驟之間進(jìn)行。
因此，在本發(fā)明瓶形罐制造方法中，肩部和小直徑筒形部分是在清除潤滑劑之前進(jìn)行成形加工的，因而這些成形步驟是在潤滑劑留在熱塑性樹脂層上的情況下進(jìn)行的。因此可以進(jìn)行很多次小直徑筒形部分和肩部的成形加工而防止熱塑性樹脂薄膜受損。
另外，在本發(fā)明瓶形罐制造方法中，瓶形罐在將其裝(或套)在印刷設(shè)備或經(jīng)印刷的樹脂薄膜粘貼設(shè)備芯軸上時(shí)在其底部形成有小直徑筒形部分。但，通過改造而使芯軸部分地與罐肩部分形狀相配，使真空吸罐套墊內(nèi)表面部分地與罐肩部分形狀相配，在對芯軸裝卸罐時(shí)就可采用真空和壓縮空氣噴射機(jī)構(gòu)。因此，可降低改造費(fèi)用。
此外，在本發(fā)明方法中，清除潤滑劑步驟和裝飾步驟可在罐成形步驟和小直徑筒形部分成形步驟之間進(jìn)行，而至少在有底筒形罐外表面上涂敷潤滑劑的潤滑劑涂敷步驟可直徑在裝飾步驟之后進(jìn)行。
因此，在本發(fā)明瓶形罐制造方法中，在成形加工有底筒形罐階段中清除潤滑劑而在筒形體部分外表面上進(jìn)行裝飾印刷。因而可用原來用以印刷兩件式罐體部的印刷設(shè)備或經(jīng)印刷的樹脂薄膜粘貼設(shè)備而不需任何改造。
此外，在本發(fā)明瓶形罐制造方法中，在印刷體部之后在瓶形罐上涂敷潤滑劑并將包括經(jīng)印刷的體部底部附近在內(nèi)的罐底部分成形加工成肩部和小直徑筒形部分。因此，可以制造至少對瓶形罐肩部這一部分進(jìn)行裝飾印刷的罐，而這一部分對普通印刷方法來說是不能進(jìn)行裝飾印刷的。
此外，對本發(fā)明方法的小直徑筒形部分成形步驟可進(jìn)行如下將有底筒形罐的底角部分預(yù)先成形加工為縱斷面成弧形的肩部曲面，再將其底部拉制成直徑小于體部的有底筒形部分，拉制時(shí)用一對與肩部曲面嚴(yán)密接觸的防皺推壓器和帶曲面的拉制模對底角部分的肩部曲面進(jìn)行防皺；此后，用一防皺推壓器、一再拉制模和一再拉制沖模進(jìn)行一次以上的再拉制加工以便縮小有底筒形部分的直徑，其中，防皺推壓器的前端部分具有縱斷面大體上成一直線的一斜面，直線近似于一切線，切線引向縱斷面為弧形的一假設(shè)曲面，假設(shè)曲面引向一預(yù)成形的肩部曲面；再拉制模至少以其一部分位于面向防皺推壓器的位置上，在其前端部分具有縱斷面大體上成一直線的一斜面，直線近似于對一預(yù)成形肩部曲面的弧形縱斷面所作切線；再拉制沖模用以進(jìn)行一次以上的再拉制加工以便縮小有底筒形部分的直徑而使拉制加工成的小直徑有底筒形部分底角部分不致皺折，因而將小直徑有底筒形部分成形加工為直徑大體上等于頸部直徑的小直徑筒形部分；此后，用一對具有延自肩部曲面的假設(shè)曲面表面形狀的再成形工具將在小直徑筒形部分和曲面之間形成的一或兩個(gè)以上連續(xù)的斜面延伸并再成形加工為引向肩部曲面的光滑曲面，從而使肩部形成縱斷面為穹形的曲面。
因此，按本發(fā)明瓶形罐制造方法可制成這樣的瓶形罐在小直徑筒形頸部和筒形體部之間具有縱斷面為穹形曲面的肩部。
作為選擇，本發(fā)明方法的小直徑筒形部分的制造步驟也可進(jìn)行如下在小直徑筒形部分成形步驟中將有底筒形罐的底角部分預(yù)先成形加工成縱斷面為弧形的肩部曲面，再將其底部拉制成直徑小于體部的有底筒形部分，拉制時(shí)用一對與肩部曲面嚴(yán)密接觸的防皺推壓器和帶曲面的拉制模對底角部分的肩部曲面進(jìn)行防皺；此后，用一防皺推壓器、一再拉制模和一再拉制沖模進(jìn)行一次以上的再拉制加工以便縮小有底筒形部分的直徑，其中，防皺推壓器的前端部分具有縱斷面大體上成一直線的一斜面，直線近似于一切線，切線引向縱斷面為弧形的一假設(shè)曲面，假設(shè)曲面引向一預(yù)成形的肩部曲面；再拉制模至少以其一部分位于面向推壓器的位置上，在其前端部分具有縱斷面大體上成一直線的一斜面，直線近似于對一預(yù)成形肩部曲面的弧形縱斷面所作切線，此再拉制模在其從斜面向前端側(cè)的部分上具有一縱斷面為弧形的凸弧面；再拉制沖模用以進(jìn)行一次以上的再拉制加工以便縮小有底筒形部分的直徑而使拉制加工成的小直徑有底筒形部分底角部分不致皺折，因而將小直徑有底筒形部分成形加工成直徑大體上等于頸部的小直徑筒形部分；此后，用一對再成形工具對位于小直徑筒形部分和肩部曲面之間形成的一或兩個(gè)以上斜面進(jìn)行延伸和再成形加工，這對再成形工具具有縱斷面成一直線的表面形狀，此直線近似于引向一假設(shè)曲面的一切線，假設(shè)曲面延自肩部曲面，斜面通過延伸和再成形加工使肩部形成一直線形縱斷面引向肩部曲面的一光滑曲面。
因此，按本發(fā)明瓶形罐制造方法可以制造至少在罐體部分上作裝飾印刷、肩部具有縱斷面大體上成直線的光滑曲面的罐。
此外，頸部成形步驟可以是對開口小直徑筒形部分的前端部分進(jìn)行卷邊、形成一卷邊部分和直接在前端部分以下的筒形部分進(jìn)行螺紋加工而形成一螺紋。
因此，按本發(fā)明瓶形罐制造方法對頸部上端進(jìn)行卷邊以便在消費(fèi)者直接從瓶形罐頸部飲用飲料時(shí)消費(fèi)者的唇部具有滑溜的感覺。此外，對頸部直接進(jìn)行螺紋加工使費(fèi)用低于另外使用帶螺紋零件的結(jié)構(gòu)。
頸部成形步驟也可以是預(yù)先在小直徑筒形部分上裝上帶螺紋的樹脂筒形件并向外彎曲開口的小直徑筒形部分端部而使其與樹脂筒形件接合。
因此，按本發(fā)明瓶形罐制造方法帶螺紋頸部的成形步驟簡化了。
附圖的簡要描述

圖1為局部剖示側(cè)視圖，示出用本發(fā)明方法所制瓶形罐一例。
圖2為流程圖，用以說明制造圖1所示瓶形罐的制造流程。
圖3為說明圖，示出在圖2所示流程的頂部加圓步驟中頸部的成形狀況和肩部的成形狀況。
圖4為原理圖，示出在圖2所示印刷、涂敷步驟中將罐傳送到印刷涂敷設(shè)備芯軸上的機(jī)構(gòu)。
圖5為原理圖，示出用以從芯軸上接取罐的機(jī)構(gòu)。
圖6為局部剖示側(cè)視圖，示出用本發(fā)明另一方法所制經(jīng)印刷的瓶形罐一例。
圖7為流程圖，用以說明制造圖6所示瓶形罐的制造流程。
圖8為說明圖1示出瓶形罐頂部加圓步驟各階段的印刷區(qū)域。
圖9為局部剖示側(cè)視圖，示出用本發(fā)明方法所制瓶形罐的頸部。
圖10為一縱斷面，示出一側(cè)的一部分，其中將帶螺紋部分和環(huán)形凸部的樹脂筒形件在加工瓶形罐小直徑筒形部分時(shí)固定在預(yù)部上，環(huán)形凸部是用以固定帶壓痕帽蓋的壓痕帶的。
圖11為局部剖視圖，示出用本發(fā)明方法所制瓶形罐另一例。
圖12為說明圖，依次示出在圖11所示瓶形罐制造流程的頂部加圓步驟中頸部的成形狀況和肩部的成形狀況。
實(shí)施本發(fā)明的最佳模式現(xiàn)對本發(fā)明瓶形罐制造方法結(jié)合其具體實(shí)施例進(jìn)行說明。
圖1示出用本發(fā)明方法制造的瓶形罐一例。瓶形罐1如圖所示在罐體2下端開口處通過底蓋5在其上的卷邊接合和固定是封閉的，在此瓶形罐中，從直徑較大的筒形罐體2向上通過縱斷面為弧形的穹形肩部3成一整體地形成直徑較小的筒形頸部4。此外，在罐體2的外表面上直接印刷有所需文字或圖形的裝飾6或粘貼有經(jīng)印刷的樹脂薄膜，因而可使印刷區(qū)域(或裝飾區(qū)域)落在畫有陰影線的筒形部分上。
圖2簡略地示出制造圖1所示瓶形罐的流程。在所示方法中，所用材料為經(jīng)敷覆的金屬薄板，通過在金屬薄板兩面形成非晶質(zhì)狀態(tài)的熱塑性樹脂覆層并對此兩面敷以高溫?fù)]發(fā)性潤滑劑而對金屬薄板進(jìn)行了預(yù)備加工。在第一杯形體成形步驟中，將從經(jīng)敷覆的金屬薄板沖制成的盤形坯料100成形拉制成杯形體101。在下一罐體成形步驟中，將杯形體101至少再拉制一次而使其形成減薄而體部直徑較小的有底筒形罐102。
其次，在頂部加圓步驟中，對有底筒形罐102的底部進(jìn)行幾次拉制而使其形成肩部103和未開口的頸部104。再在清除潤滑劑步驟中將罐102加熱到一高溫而至少從罐106的外表面上清除潤滑劑，此罐頸部未開口而體部105下端具有開口。再在修整步驟中，對與頸部相對的體部105開口端一側(cè)進(jìn)行修整而將罐106調(diào)定到預(yù)定長度并將罐106傳送到印刷涂敷步驟。
在印刷涂敷步驟中將所需裝飾6印刷在帶整體成形的體部105、肩部103和未開口的頸部104而具有開口下端的罐106體部105上，并在裝飾6上涂敷熱固性樹脂作為保護(hù)印刷油墨層的透明頂層涂層。這里頂層涂層可以是紫外線固化樹脂。
在后續(xù)的干燥步驟中，使裝飾6的印刷油墨層和在其上形成的頂層涂層充分干燥，并使印刷油黑層下面的熱塑性樹脂覆層非晶質(zhì)化。此后，在螺紋加工、卷邊步驟中，修整未開口頸部104的封閉前部而使頸部104開口，使此開口端部在向外擴(kuò)展中卷邊而形成環(huán)形卷邊部分。此外，對形成頸部104的筒形周壁在107處進(jìn)行螺紋加工以便固定帽蓋，并在螺紋107下面形成凸部。
在縮頸、折邊步驟中對頸部104另一側(cè)的開口下端部分108依次進(jìn)行縮頸和折邊。此外，在未出的底端卷邊接合步驟中用封口機(jī)(或罐蓋卷邊接合機(jī))按雙卷邊接合法將由金屬薄板制成的底蓋或單件固定在體部開口下端部分上形成的折邊上而成一整體。這樣就完成了如圖1所示瓶形罐1。
以下對本發(fā)明制造上述瓶形罐的方法作更具體的說明。對原材料或金屬薄板進(jìn)行制備。在鋁合金薄板兩面敷覆聚酯樹脂或聚丙烯樹脂而使其具有0.1～0.4mm的厚度。更具體地說，對所用金屬薄板進(jìn)行制備在由日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JIS)規(guī)定、厚度為0.315mm的3004H191號鋁合金薄板的內(nèi)面和外面上分別敷覆含聚對苯二甲酸丁乙醇酯樹脂(PBT)和聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂(PET)(PBT∶PET＝60∶40)、厚度為20μm的混合樹脂薄膜而制備成所用金屬薄板。
這里，作為在金屬薄板上敷覆熱塑性樹脂薄膜方法的例子，不僅可以是將預(yù)先成膜的熱塑性樹脂薄膜熱粘在金屬薄板的金屬表面上的方法，而且還可以是將融化的熱塑性樹脂薄膜從裝在擠壓機(jī)上的T模中擠出而熱粘在預(yù)熱的金屬薄板金屬表面上的方法或?qū)崴苄詷渲∧ねㄟ^一粘結(jié)底層、一硬化型粘結(jié)層或一熱粘性良好的熱塑性樹脂層熱粘在金屬薄板金屬表面上的方法。在此敷覆步驟中，為改善加工性和粘結(jié)性最好使熱粘型熱塑性樹脂薄膜融后馬上激冷成非晶質(zhì)狀態(tài)如使其在水中激冷。
在兩面形成熱塑性樹脂薄膜層的金屬薄板上作為潤滑劑涂以一種或兩種以上的正硬脂酸丁酯、液態(tài)石臘、礦臘、聚乙烯臘、食油、加氫食油、棕櫚油、合成石臘或癸二酸二辛酯。在杯形體成形步驟中用涂有潤滑劑的經(jīng)敷覆的金屬薄板沖制罐坯。將此坯料拉制成杯形體。例如，將沖制成直徑為170mm的盤形體拉制成高度為48.3mm、外徑為100mm的杯形體。
在后續(xù)的罐體成形步驟中對成形的杯形體再進(jìn)行兩次再拉制。在第一次再拉制步驟中對成形的杯形體進(jìn)行彎曲、延伸加工(或伸展加工)，在第二次再拉制步驟中結(jié)合采用再拉制模和減薄加工模對其進(jìn)行減薄加工。這樣就形成有底筒形罐，此罐與杯形體相比具有較小的直徑、較大的高度和較薄的體部。與此成形步驟的同時(shí)或此后使用底筒形罐在其底角部分(即底部和靠近底部的體部)預(yù)成形為縱斷面為弧形的曲面(即用以形成一部分罐肩的曲面)。此曲面部分對應(yīng)于圖3左上部分所示肩部3。例如，使高度為48.3mm、外徑為100mm的杯形體成形為高度為171.5mm、外徑為65.9mm的有底筒形罐。
圖3示出使底角部分經(jīng)預(yù)成形為肩部曲面的罐102形成其頂圓體的頂部加圓步驟。為便于說明，這里使罐102的底側(cè)向上。首先，用防皺工具(包括拉制模111和防皺推壓器110)對預(yù)成形的罐底角部進(jìn)行防皺，使工具的曲面與對應(yīng)于肩部3部分的曲面作緊密接觸。在此狀態(tài)下用拉制沖模112將罐體部分拉制成直徑小于體部105的有底筒形體。
此外，用防皺工具(包括再拉制模115和防皺沖膜114)對罐102上形成的小直徑筒形部分的底角部分進(jìn)行防皺，防皺工具具有縱斷面為一直線的斜面，直線近似于引向一假設(shè)曲面弧形斷面的切線，假設(shè)曲面引自上述對應(yīng)于肩部3的部分上預(yù)成形的曲面。對這樣新拉制成的有底筒形部分113在此狀態(tài)下用再拉制沖模116進(jìn)一步拉制(或再拉制)成直徑更小的有底筒形體。這里，在所述實(shí)例中將如上所述底角部分預(yù)成形為曲面，但這一預(yù)備加工并不重要而可在必要時(shí)將其略去。
對此再控制加工可再重復(fù)一次而使有底筒形部分113縮小到大體上等于頸部104的直徑(例如約28mm)。通過這些拉制加工使對應(yīng)于肩部3的部分成形加工為原來的曲面和幾個(gè)引向曲面的斜面。對肩部3上延續(xù)有這些斜面的過渡形狀部分用一對成形工具(即模具118和推壓器117)進(jìn)行推壓和伸展，這對成形工具具有延自該曲面的假設(shè)曲面形狀。這就是再成形加工，通過此加工將肩部3成形為整個(gè)連續(xù)光滑的表面。
雖在所述實(shí)例中進(jìn)行了兩次再拉制加工，但將小直徑有底筒形部分再拉制成直徑更小部分的再拉制加工如果需形成的頸部104外形約為罐體直徑(如在此例子中的65.9mm)的一半以上可以只進(jìn)行一次。如果擬使頸部的外徑舉例來說約為38mm，一次再拉制加工就足夠了。
此后，對形成有底筒形體的頸部104進(jìn)行兩次嘴部拉制加工(為了縮小頸部上半部和上部四分之一部的直徑)，但這在圖3中未示出。
對這樣頂部經(jīng)加圓的罐102進(jìn)行清除潤滑劑的處理如圖2所示。在此清除潤滑劑步驟中將涂在罐102內(nèi)外表面上的潤滑劑如正硬脂酸丁酯、流體石臘或合成石臘通過向罐102內(nèi)外表面噴射如人們很熟悉的脫脂劑和水或熱水清洗掉。也可將罐102加熱到高達(dá)200～300℃(最好為255～300℃)的溫度而使?jié)櫥瑒]發(fā)掉。這里，對粘附在罐102內(nèi)表面上的潤滑劑在此階段通常不必清除，但粘附在罐外表面上的潤滑劑必須可靠地清除以免妨礙以后的印刷、涂敷步驟。
在用所謂的“清洗方法”清除潤滑劑時(shí)，可采用洗罐機(jī)，這是現(xiàn)有拉制、減薄罐件制造業(yè)中脫脂、清洗步驟所采用的。此外，在將潤滑劑加熱到高溫使其揮發(fā)掉時(shí)可將罐102開口部分向下放在網(wǎng)式傳送帶上傳送并向傳送中的罐102吹以熱風(fēng)(或熱空氣)。
在使熱塑性樹脂薄膜在清洗潤滑劑步驟中再成為非晶質(zhì)體的場合，可將熱風(fēng)調(diào)定在高于熱塑性樹脂融點(diǎn)的溫度上并在吹熱風(fēng)之后吹冷風(fēng)(20℃以下，最好15℃以下)使熱塑性樹脂激冷。
在頂部加圓步驟后將至少從外表面上清除潤滑劑的罐106送到修整步驟。在此修整步驟中，修整體部105的開口下端部分而將罐106切到預(yù)定長度。此后，將罐106傳送到印刷、涂敷步驟。
在印刷、涂敷步驟中雖圖中未示出可用適當(dāng)?shù)脑O(shè)備對筒形體部外表面進(jìn)行印刷、涂敷，為此將已知的兩件式罐(即在其上固定蓋板之前的罐體)裝在(或套在)已知干式膠版印刷、涂敷設(shè)備轉(zhuǎn)動構(gòu)件周邊部分上作等距離安裝的芯軸上，將罐裝在隨著轉(zhuǎn)動構(gòu)件轉(zhuǎn)移的芯軸上進(jìn)行傳送。這種設(shè)備舉例來說載于日本專利公報(bào)No.48-58905(對應(yīng)于USP No.3,766,851)、52-41083(對應(yīng)于USP No.4,048,917)、54-92810、57-170758和57-178754。
圖4和圖5示出在這種印刷、涂敷設(shè)備的芯軸上裝卸罐的情況。在未示出的裝罐臺上用適當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)如螺旋體使連續(xù)送到一適當(dāng)位置上、尚未裝定底蓋的罐106作某一預(yù)定間隔的排列并一一分布在一轉(zhuǎn)臺的空穴內(nèi)(未示出)。如圖4所示，通過一導(dǎo)軌120使罐106靠近芯軸21并用推桿(未示出)以某一預(yù)定時(shí)間間歇地一一推向芯軸21而使其裝(套)在芯軸21上。大體上與此同時(shí)或稍前使沿芯軸21中心軸線形成的孔21a與真空源(未示出)連通，因而將罐106吸在芯軸21上而使罐106完全裝(或套)定在芯軸21上。這里可以用一結(jié)構(gòu)替代此推桿，在此結(jié)構(gòu)中用定時(shí)噴射的壓縮空氣推動罐106。
此外，圖5示出卸罐臺的情況。具體地說，使真空套墊22逐漸靠近裝在芯軸21上的經(jīng)印刷、涂敷的罐106。當(dāng)真空套墊22在一定程度上接近時(shí)，使壓縮空氣從在芯軸21內(nèi)形成的孔21a內(nèi)噴出而使罐106從芯軸21向真空套墊22移動。與此同時(shí)，真空套墊22吸住罐106。在這種情況下，真空套墊22相對地從芯軸21退去而使罐106從芯軸21上脫出。
這里，上述基本機(jī)構(gòu)通過真空夾持罐106，通過噴射壓縮空氣卸下罐106，也就是，機(jī)構(gòu)備有芯軸和具有沿中心軸線形成的空氣連通口的真空套墊，這與現(xiàn)有用于兩件式罐設(shè)備的機(jī)構(gòu)是相同的。但，芯軸21和真空套墊22的具體形狀在結(jié)構(gòu)上稍有改動以與瓶形罐相配合。具體地說，每芯軸21的前端部分在形狀上須與罐106肩部3相應(yīng)部分內(nèi)表面下部貼緊，每真空套墊22的周邊部分在形狀上須向內(nèi)作較大的凹進(jìn)以與罐106的肩部3接觸。因此，真空套墊22與罐106的肩部3緊密接觸而可靠地吸住罐106。
將經(jīng)印刷并用頂層樹脂涂敷的罐106用真空套墊從印刷、涂敷設(shè)備傳送到適當(dāng)?shù)膫魉凸ぞ呱稀＿@種傳送設(shè)備的例子是稱作“Deco銷型鏈”的銷型傳送帶(或傳送銷型鏈)、多孔平帶式傳送機(jī)或網(wǎng)式傳送帶。在使用銷型傳送帶的場合，罐106由插在其中的銷支承而將其傳送到干燥器如烘箱內(nèi)。在此干燥器內(nèi)，使罐106在垂直移動中傳送而在加熱的同時(shí)充分干燥印刷油墨層和頂層涂層。在使用平帶傳送機(jī)或網(wǎng)式傳送帶的場合，將罐106開口朝下放在水平移動的平帶或網(wǎng)上。在此情況下，將罐106傳送到干燥器如烘箱內(nèi)而通過向下向在干燥器內(nèi)移動的罐106吹熱風(fēng)(熱空氣)充分干燥印刷油墨層或頂層涂層。采用備有至此所述真空抽吸機(jī)構(gòu)和壓縮空氣噴射機(jī)構(gòu)的印刷設(shè)備就可進(jìn)行高速印刷。
在此干燥步驟中，印刷油墨層和頂層涂層就得以干燥。與此同時(shí)，使敷覆在罐106內(nèi)外表面上的墊塑性樹脂薄膜(如聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂和聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂的混合樹脂薄膜)成為非晶質(zhì)體。這是將罐106加熱到高于熱塑性樹脂薄膜融化點(diǎn)的溫度繼而使其激冷取得的。這樣，在將罐106送去螺紋加工、卷邊步驟之前改善了熱塑性樹脂薄膜和鋁合金薄板或罐106材料之間的附著性。
具體地說，在罐106金屬薄板或材料上形成的熱塑性樹脂敷覆層從一開始就是非晶質(zhì)體的，但在其通過成形步驟如杯形體成形、體部成形和頂部加圓步驟就晶質(zhì)化了。因此，為在罐106的螺紋加工·卷邊步驟或急劇的加工步驟前改善熱塑性樹脂敷覆層和罐106鋁合金薄板或材料之間的附著性，須進(jìn)行上述為取得非晶質(zhì)狀態(tài)所作處理。因此，這種為取得非晶質(zhì)狀態(tài)所作處理可在上述清除潤滑劑步驟中加熱罐而揮發(fā)潤滑劑的同時(shí)或在螺紋加工、卷邊步驟之前用為取得非晶質(zhì)狀態(tài)所用單獨(dú)的設(shè)備來進(jìn)行。但，如果按以上方法在螺紋加工、卷邊步驟之前在所在步驟中加熱的同時(shí)使罐106非晶質(zhì)化，就不必設(shè)置專門為取得非晶質(zhì)狀態(tài)的設(shè)備，這就可簡化設(shè)施而改善熱效率。
作為印刷罐體部分的方法不僅可采用直接在罐體部分上進(jìn)行干法膠版印刷的方法，而且可采用通過在罐體外表面上加熱和粘貼以下這種經(jīng)印刷的聚酯樹脂薄膜對罐體部分進(jìn)行印刷在透明聚酯樹脂薄膜的一面涂以含潤滑劑的透明熱固性涂層，而在另一面先敷以照相凹版印刷品，再涂以粘結(jié)劑并進(jìn)行干燥。
這種方法和設(shè)備載于舉例來說日本專利公報(bào)No.9-295639(對應(yīng)于EP-A2-0,808,706)和No.10-683。
在這兩公報(bào)中所公開的是一經(jīng)印刷的樹脂薄膜粘貼設(shè)備，設(shè)備包括若干裝罐芯軸，可繞其軸線轉(zhuǎn)動，在大直徑盤形轉(zhuǎn)動構(gòu)件上作等距離安裝；用以加熱罐的高頻感應(yīng)加熱線圈；用以將經(jīng)印刷的長條樹脂薄膜切成罐長(稍長于罐的周邊長度)的機(jī)構(gòu)；粘貼滾筒，用以將具有罐長的經(jīng)印刷的薄膜吸附在其外周上并將薄膜粘貼在經(jīng)加熱的罐體部分上；和加壓滾筒，用以推壓粘貼在罐體部分上的經(jīng)印刷的薄膜而將其牢固地粘結(jié)在體部上。
此外，在這兩公報(bào)中公開了以下操作。通過壓縮空氣噴射機(jī)構(gòu)一類機(jī)構(gòu)使罐沿其軸線移動而使其裝(或套)在隨轉(zhuǎn)動構(gòu)件轉(zhuǎn)移的芯軸上。通過來自芯軸氣孔的真空吸引罐而使罐移到芯軸上預(yù)定的位置上。通過粘貼滾筒和加壓滾筒使經(jīng)印刷的薄膜加熱粘貼在每罐體部的周面上。此后，從裝罐芯軸的氣孔中噴出的壓縮空氣將罐從芯軸上卸到卸罐傳送帶上。卸罐傳送帶通過磁鐵或真空吸引并傳送罐。
此外，在這兩公報(bào)中，預(yù)熱芯軸而可將裝(或套)在芯軸上的罐加熱到可將粘結(jié)劑涂敷在經(jīng)印刷的薄膜上的溫度。此后，將切到罐體周長的徑印刷的薄膜粘貼在罐體周面上。
如果上述將經(jīng)印刷的薄膜加熱粘貼在罐體部分上的方法就這樣用作本發(fā)明的印刷方法，此樹脂薄膜的印刷方法舉例來說可以是照相凹版印刷法，這與干式膠版印刷法相比在印刷鮮明度和色調(diào)表現(xiàn)上更為優(yōu)異。因而可取得印刷外觀深邃豪華的瓶形罐。
對體部經(jīng)印刷和頂層涂敷、使保護(hù)性熱塑性樹脂薄膜重新非晶質(zhì)化的罐106在螺紋加工、卷邊步驟中進(jìn)一步進(jìn)行成形加工。在此步驟中先修整頸部104的小直徑上端部分而使頸部104開口。其次將這樣開口的頸部104成形加工為具有向外卷邊部分11、斜壁12、螺紋部分13、凸起部分14和縮頸筒形部分15的形狀如圖1所示。
現(xiàn)對這一成形加工作更具體的說明。修整頸部104并使其小直徑上端部分開口，然后對開口端邊緣作稍向外的預(yù)卷。此外，將在未示出的上端周邊具有弧形斷面狀曲面的模具插入頸部104內(nèi)側(cè)，將卷邊沖模(未示出)向下推壓以便在頸部104開口上端邊緣形成向外的卷邊部分并使下部斜壁形成縱斷面作弧狀凸起的曲面。
在這樣形成卷邊部分11后，對從卷邊部分11下部斜壁延伸下去的筒形壁進(jìn)行螺紋加工。形成螺脊和螺根的方法舉例來說是將陰模(未示出)插入頸部104并將一滾子(未示出)從外側(cè)推壓到頸部104上的方法或是將滾子推壓到頸部104內(nèi)側(cè)上的方法。在用其中任一合適的方法形成螺紋后，將一滾子(未示出)推壓到下面部分的外表面上從而使其縮小成一小直徑筒形部分而在螺紋部分13以下留出一預(yù)定的寬度，因而使螺紋部分13的下部相對地凸起而形成環(huán)形凸部14。
這里，此凸部14和以下縮小的筒形部分15的形狀使一金屬帽蓋(未示出，即安全蓋)可通過封口機(jī)(未示出)在頸部4上作安全的安裝以便從已斷開的一些孔眼中明顯地看出帽蓋已被打開了。更具體地說，在將帽蓋裝在頸部4時(shí)，封口機(jī)的滾子進(jìn)入縮小的筒形部分15而使帽蓋下部端壁(即在斷開所用孔眼下面的帶狀部分下端)變形而使帽蓋下部端壁推壓在凸部14的下側(cè)壁體(或下面臺級部分)上，從而將帽蓋牢固、可靠地裝在頸部4上。
將這樣頸部4經(jīng)成形加工的罐106進(jìn)一步傳送到縮頸、折邊步驟，在此步驟中，對位于頸部4對側(cè)的體部105開口下端部分依次進(jìn)行縮頸和折邊。在此后的底蓋卷邊接合步驟中，對單獨(dú)的底蓋5用封口機(jī)對罐106開口下端部分上形成的折邊部分進(jìn)行雙重卷邊接合加工。這樣就制成可以灌裝500ml容體的瓶形罐1。這里，底蓋5是用鋁合金(JIS 5182-H39)薄板制成的，薄板在其內(nèi)側(cè)和外側(cè)通過熱粘結(jié)覆以厚0.02mm的聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂和聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂混合樹脂薄膜，薄板厚0.285mm，直徑為62.6mm。
按至此所述本發(fā)明瓶形罐制造方法對在內(nèi)外表面上形成熱塑性樹脂保護(hù)覆膜并涂有潤滑劑的金屬薄板進(jìn)行成形加工而成一整體地形成減薄的體部、傾斜的肩部和未開口的頸部，從而可事前預(yù)防保護(hù)性覆膜(熱塑性樹脂薄膜層)在成形加工時(shí)由于與成形工具的摩擦受到損害。
另外，熱塑性樹脂薄膜用作敷覆在金屬薄板金屬表面上的保護(hù)覆膜。因此，在清除潤滑劑后的螺紋加工、卷邊步驟中熱塑性樹脂薄膜層具有潤滑劑的功能，隨著金屬薄板的延伸和彎曲而延伸和彎曲，致使保護(hù)覆膜既不破壞也不剝落。因此，用保護(hù)覆膜敷覆的狀態(tài)甚至在完成罐的成形加工后仍可滿意地保持下來。這就可對具有在以后步驟中難以涂敷的部分如小直徑帶螺紋的頸部或直徑急劇縮小的肩部的罐賦以充分的抗蝕性。
另外，按本發(fā)明方法，在清除潤滑劑步驟后的印刷、涂敷步驟中對體部外表面進(jìn)行印刷和頂層涂敷而可對其進(jìn)行圖形狀態(tài)良好的印刷。此外，在此印刷、涂敷步驟中，頸部尚未開口，罐的一端(即頸部這一端)是封閉的，因而可用改裝現(xiàn)有技術(shù)所用傳送工具來進(jìn)行在印刷-涂敷設(shè)備上的裝卸如使其裝有真空機(jī)構(gòu)和壓縮空氣噴射機(jī)構(gòu)。具體地說，對用于兩件式罐的現(xiàn)有印刷、涂敷設(shè)備只需在裝(或套)罐的芯軸、真空套墊和推動構(gòu)件等的形狀上稍作改造就可予以采用。因此可以進(jìn)行相當(dāng)于兩件式罐現(xiàn)有技術(shù)的高速印刷。
此外，真空還可用于將罐106從印刷、涂敷設(shè)備到干燥爐的傳送，因而即使是很高的罐也可穩(wěn)定地傳送而不會倒下。
這里，在至此所述實(shí)例中，在螺紋加工、卷邊步驟前的步驟中(如至少在干燥步驟或清除潤滑劑的步驟中)將敷覆在罐內(nèi)外表面上的熱塑性樹脂薄膜層(如聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂和聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂的混合樹脂薄膜)加熱到融點(diǎn)或更高溫度再激冷使之重新非晶質(zhì)化而改善熱塑性樹脂薄膜和金屬薄板之間的附著性。因此，在以后的螺紋加工、卷邊步驟中可可靠地防止熱塑性樹脂薄膜的保護(hù)性敷覆薄膜剝落。
此外，在上述實(shí)例中，對肩部和未開口的頸部作成形加工如下。將罐的底角部分預(yù)成形為曲面，再將其底部成形為有底筒形體。防皺工具具有斷面為直線形的斜面，斜面近似于假設(shè)曲面的弧形斷面，假設(shè)曲面引自預(yù)成形的曲面，用引防皺工具對形成上述有底筒形體的底部進(jìn)行重復(fù)拉制而將其成形加工為未開口的小直徑頸部。此后，將由幾個(gè)斜面形成近似于曲面形狀的肩部推壓和再成形加工成連續(xù)光滑的曲面。因此，可將肩部成形加工為無成形加工殘痕、光滑、美觀的穹面。
盡管對本發(fā)明瓶形罐制造方法的一實(shí)例進(jìn)行了說明，本發(fā)明并不限于此實(shí)例。例如，金屬薄板的材料不應(yīng)限于上述鋁合金薄板，但可采用經(jīng)表面處理如經(jīng)各種用于制罐的金屬電鍍處理或轉(zhuǎn)化涂層處理的薄鋼板，如鍍有極薄層錫的薄鋼板、鍍鎳薄鋼板、經(jīng)電解鉻酸鹽處理的薄鋼板或鍍鋅薄鋼板等。
此外，用以敷覆金屬薄板兩面的熱塑性樹脂薄膜舉例來說可以是單體或兩種以上的混合體鏈烯樹脂如聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯的共聚體、改性鏈烯；聚酯樹脂如聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、對苯二酸乙二醇酯和間苯二酸乙二醇酯的共聚體、對苯二酸乙二醇酯和己二酸乙二醇酯的共聚體、對苯二酸丁二醇酯和間苯二酸丁二醇酯的共聚體、萘二酸乙二醇酯和對苯二酸乙二醇酯的共聚體；聚碳酸酯樹脂；和錦綸樹脂。敷覆模式不應(yīng)限于上述實(shí)例中的單層而可以是各種組合樹脂的多層結(jié)構(gòu)。
另外，在上述實(shí)例中采用了使熱塑性樹脂敷覆層非晶質(zhì)化的經(jīng)敷覆金屬薄板。但在本發(fā)明中，對經(jīng)敷覆的金屬薄板可用在熱塑性樹脂敷覆層上側(cè)留有雙軸晶體的經(jīng)敷覆的金屬薄板取代。此外，在此實(shí)例中，使熱塑性樹脂敷覆層在干燥步驟或清除潤滑劑步驟中成為非晶質(zhì)體。在此情況下，不必使敷覆層完全成為非晶質(zhì)體而可在敷覆層上側(cè)留有雙軸晶體。
此外，用以使杯形體形成有底筒形罐的方法可以上述成形方法為例，在此法中，在再拉制加工中作出彎曲和延伸的一個(gè)以上減薄加工后通過再拉制加工后的至少一個(gè)減薄加工步驟使罐體周壁薄于其底部。這樣，可使作為材料所需金屬薄板的用量盡量減小，可使敷覆金屬薄板的熱塑性樹脂所受損害盡量減少。但，在本發(fā)明中，不僅可用上述方法作出至此所述成形加工，而且還可采用對拉制加工、減薄加工、拉制減薄加工、再拉制加工和彎曲延伸加工中一或兩種以上進(jìn)行選擇性組合的成形方法。
此外，本發(fā)明肩部的形狀或成形方法不應(yīng)限于如以上實(shí)例所述整個(gè)肩部形成光滑的曲面，但可用適當(dāng)?shù)姆椒ㄊ辜绮砍呻A梯形的適當(dāng)形狀。此外，在螺紋加工卷邊步驟中所作頸部的形狀不應(yīng)限于以上實(shí)例所述也可將所形成的卷邊部分和螺紋部分改變成某種合適的形狀。
此外，對瓶形罐體部外表面的裝飾加工不應(yīng)限于直接在體部外表面上印刷如以上實(shí)例所述，但可用熱粘法將經(jīng)印刷的樹脂薄膜敷覆在體部外表面上進(jìn)行裝飾。在將經(jīng)印刷的樹脂薄膜粘貼在體部外表面上的場合，在清除潤滑劑的情況下可作出滿意的粘貼而可通過利用真空機(jī)構(gòu)的傳送工具對薄膜粘貼設(shè)備進(jìn)行裝卸。這種作用和效果與直接在體部外表面上印刷沒有什么差別。
以下對本發(fā)明另一方法進(jìn)行說明。此法用以將裝飾區(qū)延伸擴(kuò)大到肩部，這是在頂部加圓步驟之前對有底筒形罐102進(jìn)行裝飾取得的。此外，用以下方法處理的罐類似于以上實(shí)例所述瓶形罐1，可加上裝飾6的區(qū)域在圖6中用陰影線表示。
圖7簡略示出制造圖6所示瓶形罐的過程。在所示方法中，所用材料也是經(jīng)敷覆的金屬薄板，在制備此薄板時(shí)在金屬薄板的前后兩面形成處于非晶質(zhì)狀態(tài)的熱塑性樹脂敷覆層并在兩面涂敷高溫?fù)]發(fā)性潤滑劑如圖2實(shí)例所述。此外，在第一步驟或杯形體成形步驟中，將從經(jīng)敷覆的金屬薄板沖切成盤形體的坯料100拉制成杯形體101。在下一體部成形步驟中將杯形體101至少再拉制一次而形成經(jīng)減薄的小直徑有底筒形罐102。
這些杯形體成形步驟和罐體成形步驟與上述實(shí)例相同。在所述實(shí)例中，在罐體成形步驟后清除潤滑劑。在清除潤滑劑步驟中對有底筒形罐102進(jìn)行加熱以便清除一定量的潤滑劑而至少不致產(chǎn)生印刷油墨附著在罐102外表面上的問題。在以后的修整步驟中對罐102的開口端側(cè)進(jìn)行修整而將罐102調(diào)定在一預(yù)定長度上，并將罐102傳送到印刷、涂敷步驟如同現(xiàn)有技術(shù)兩件式罐的情況。
此外，在此印刷、涂敷步驟中使罐102通過裝在印刷、涂敷設(shè)備芯軸外側(cè)的已知壓縮空氣噴射機(jī)構(gòu)或推動機(jī)構(gòu)(未示出)移動并裝在相應(yīng)的芯軸上。此后，用裝在芯軸上的真空機(jī)構(gòu)將罐102吸住并將其移到預(yù)定位置上。在印刷敷覆區(qū)對罐102的筒體部分105用所需裝飾6進(jìn)行印刷，在裝飾上作為頂層涂層涂以熱固性樹脂。此外，在以后的步驟中對裝飾6的印刷油墨層和在其上形成的頂層涂層進(jìn)行充分的干燥。
對體部105經(jīng)印刷和頂層涂敷的有底筒形罐102在潤滑劑涂敷步驟中再涂以高溫潤滑劑。在以后的頂部加圓步驟中先將有底筒形罐102包含體部105經(jīng)印刷部分的底角部分(包括底部和靠近底部的體部)預(yù)成形為縱斷面成弧形的肩部曲面，然后將其底部拉制幾次而形成肩部103和未開口的頸部104。在圖7和8所示實(shí)例中對罐102拉制三次。
此后，將經(jīng)幾次拉制而具有環(huán)狀階梯形部分的肩部103再成形加工成穹形而具有穹形光滑肩部103和未開口的小直徑筒形頸部104，并對比頸部104上部進(jìn)行兩次拉制。
其次，在清除潤滑劑步驟中對罐106加熱而清除潤滑劑，并激冷而使熱塑性樹脂敷覆層非晶質(zhì)化。
在螺紋加工/卷邊步驟中對未開口頸部104的前端封閉部分進(jìn)行修整而使頸部104開口，將此開口端部向外擴(kuò)展而對其進(jìn)行卷邊，從而形成環(huán)形卷邊部分。此外，對形成頸部104的筒形周壁進(jìn)行螺紋加工107以便固定帽蓋并在螺紋107下面作出凸部。
此外，在縮頸折邊步驟中對位于頸部104另一側(cè)的開口下端部分108依次進(jìn)行縮頸和折邊。此外，在未示出的底蓋卷邊接合步驟中用封口機(jī)(罐蓋卷邊接合機(jī))通過雙重卷邊接合法使金屬薄板單件底蓋在體部開口下端部分上作成一整體的固定。這就完成了瓶形罐1，不僅筒形體部而且經(jīng)加圓的肩部印刷有所設(shè)計(jì)的裝飾如圖6所示。
以下對圖7所示瓶形罐的制造方法作更具體的說明。原材料或金屬薄板與上述實(shí)例所用相似，通過預(yù)先在鋁合金薄板兩面敷覆聚酯樹脂或聚丙烯樹脂的熱塑性樹脂薄膜將原材料或金屬薄板制備成厚度為0.1～0.4mm的薄板。具體地說，通過將厚度為20μm、含有聚對苯二甲酸丁乙醇酯樹脂(PBT)和聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂(PET)的混合樹脂(PBT∶PET＝60∶40)敷覆在日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JIS)規(guī)定、厚度為0.315mm的鋁合金薄板3004H191的內(nèi)側(cè)和外側(cè)。
在金屬薄板上敷覆熱塑性樹脂薄膜的方法和使經(jīng)敷覆的熱塑性樹脂薄膜非晶質(zhì)化的方法與第一實(shí)例所述相同。此外，需對經(jīng)敷覆的金屬薄板兩面上熱塑性樹脂薄膜層涂敷的潤滑劑最好為高溫?fù)]發(fā)性的如在第一實(shí)例中所述。
用經(jīng)敷覆的金屬薄板如同在上述實(shí)例中杯形體的成形加工和罐體的成形加工對有底筒形罐進(jìn)行成形加工。更具體地說，對兩面形成熱塑性樹脂薄膜層的金屬薄板作為潤滑劑涂以一種或兩種以上的正硬脂酸丁酯、液態(tài)石臘、礦臘、聚乙烯臘、食油、加氫食油、棕櫚油、合成石臘或癸二酸二辛酯。在杯形體成形步驟中用涂有潤滑劑的經(jīng)敷覆的金屬薄板沖制罐坯。將此坯料拉制成杯形體。例如，將沖制成直徑為170mm的盤形體拉制成高度為48.3mm、外徑為100mm的杯形體。
在以后的體部成形步驟中對成形的杯形體再進(jìn)行兩次再拉制。在第一次再拉制步驟中對成形的杯形體進(jìn)行彎曲、延伸，在第二次拉制步驟中對其進(jìn)行減薄加工。這樣形成的有底筒形罐具有小直徑、但大于杯形體的高度和減薄的體部。
在圖7所示方法中在有底筒形罐的頂部加圓之處清除潤滑劑。在此清除潤滑劑步驟中舉例來說通過向罐102內(nèi)外表面噴射人們熟悉的脫臘劑和水或熱水清洗掉涂在罐102內(nèi)外表面上的潤滑劑如正硬脂酸丁酯、液態(tài)石臘或合成石臘。也可將罐102加熱到高達(dá)200～300℃的溫度(最好為255～300℃)以便揮發(fā)掉潤滑劑。通過將其加熱到高溫來揮發(fā)和清除潤滑劑的方法對清除潤滑劑法是優(yōu)選的，因?yàn)橛欣氖桥潘皇軡櫥瑒┑奈廴?，因而不必為此設(shè)置設(shè)備。
這里，對附著在罐102內(nèi)表面上的潤滑劑往往不必在此階段予以清除，但對附著在罐外表面上的潤滑劑必須認(rèn)真清除以免損害以后的印刷、涂敷步驟。
在用所謂的“清洗法”清除潤滑劑時(shí)，可采用在現(xiàn)有拉制、減薄罐件的制造技術(shù)中脫脂、清洗步驟所用罐用洗滌機(jī)。此外，在將潤滑劑揮發(fā)掉時(shí)可將罐102以其開口部分朝下放在網(wǎng)式傳送帶上進(jìn)行傳送并可向罐102在傳送中吹以熱風(fēng)(或熱空氣)。
在上述清除潤滑劑后的修整步驟中修整罐的開口端側(cè)以調(diào)整其高度(即筒體軸向長度)。具體地說，將舉例來說高度為48.3mm、外徑為100mm的杯形體成形加工為高度為171.5mm以上、外徑為65.9mm的有底筒形罐并將其修整到171.5mm的調(diào)整高度。
將這樣從外表面上清除潤滑劑、高度調(diào)整好的有底筒形罐102送到印刷、涂敷步驟。在此印刷、涂敷步驟中可采用現(xiàn)有技術(shù)中對由芯軸連續(xù)傳送的兩件或罐筒形體部(即在將蓋板固定在其上面之前的罐體)外表面進(jìn)行印刷、涂敷所用的適當(dāng)設(shè)備(未示出)。此外，可對筒形體部在完全與現(xiàn)有技術(shù)兩件式罐相同的情況下在其外表面上進(jìn)行印刷和頂層涂敷。這種設(shè)備載于舉例來說日本專利公報(bào)No.48-58905(對應(yīng)于USP No.3,766,851)、52-41083(對應(yīng)于USP No.4,048,917)、54-92810、57-170758和57-178754。
這里，通過在以后頂部加圓步驟中的拉制加工將有底筒形罐體部分靠近底部的部分成形加工為肩部。因此，在使該部分再形成肩部時(shí)，越靠近底部的部分圓周方向上的長度越小，從而影響到印刷的裝飾圖形而使其在體部越靠近底部時(shí)在圓周方向上的寬度越小。因此，對需在罐體部分外表面上印刷的裝飾中靠近底部的部分(成為肩部的部分)必須將這一情況考慮進(jìn)去。
在將有底筒形罐體部靠近底部的部分通過頂部加圓步驟再成形為肩部時(shí)，與肩部中心相比靠近體部的部分(或區(qū)域)在軸向鄰接的部分之間具有不同的圓周長度。因此，在頸部側(cè)和體部側(cè)之間在縱向上重復(fù)出現(xiàn)的不論是較長的文字-語句還是圖形都會在文字的厚度或圖形的寬度上產(chǎn)生變化而不會取得原來設(shè)想的形狀。在該部分(或區(qū)域)內(nèi)，在圓周方向上的變形量或在材料的延伸量方面相反地卻沒有產(chǎn)生明顯的差別而使任何會在圓周上連續(xù)的文字或圖形形狀上產(chǎn)生特別變形的可能性減小了。
但，在離肩部中心靠近頸部的部分(或區(qū)域)上由于構(gòu)成罐體的金屬薄板各向異性，會在圓周上的變形量或材料的延伸量方向產(chǎn)生差異。因此，文字或圖形的大小，即使語句是橫向書寫或圖形是在圓周上重復(fù)的，也會缺乏一致性。因此，在這一部分(或區(qū)域)的構(gòu)成最好是底色、濃度單一的圖形、簡單的幾何圖形、藍(lán)天中飄浮的若干云朵這樣的簡單圖形或文字?jǐn)?shù)量較少(如1或2字)的資料。
因此，對體部上靠近底部、相當(dāng)于肩部上靠近體部的部分來說，可選擇除較長的語句或縱向重復(fù)的圖形以外的語句或圖形結(jié)構(gòu)以免在肩部曲面上變形。此外，對肩部上靠近頸部的部分來說，可選擇上述圖形簡單或文字較少的印刷結(jié)構(gòu)使該部分圖形或文字的變形覺察不出來。因此，可以對在頂部加圓步驟中成形的肩部和體部作出如圖形一類具有一致性的裝飾。
將這樣印刷·涂敷過的罐102傳送到干燥器如干燥箱以便充分干燥印刷油墨和涂敷其上的頂層涂層。具體地說，通過向罐102吹熱風(fēng)將印刷油墨層和頂層涂層吹干。
在此干燥步驟和上述清除潤滑劑步驟中，用熱風(fēng)的熱度加熱罐102而使熱塑性樹脂薄膜可非晶質(zhì)化。具體地說，將此熱風(fēng)調(diào)定到高于熱塑性樹脂的融點(diǎn)溫度，并可在吹過熱風(fēng)之后吹以冷風(fēng)(在20℃以下，最好為15℃以下)使罐102激冷。
再對通過干燥步驟的有底筒形罐102涂以潤滑劑。所用潤滑劑舉例來說為液劑，如正硬脂酸丁酯、液態(tài)石臘或合成石臘等。用潤滑劑涂敷設(shè)備(如上臘機(jī))象噴射設(shè)備或具有氈制外周的旋轉(zhuǎn)式涂敷設(shè)備在罐102表面上涂以潤滑劑。
其次，在頂部加圓步驟中對肩部3和頸部104進(jìn)行成形加工。首先，將有底筒形罐102的底角部分(包括底部和靠近底部的體部)預(yù)成形為縱斷面為弧形的肩部曲面。通過上述設(shè)備和圖3所示步驟進(jìn)行以后的成形加工。更具體地說，用防皺工具(由拉制模111和防皺推壓器110構(gòu)成)、以其曲面與對應(yīng)于罐102肩部3的曲面部分接觸、對罐底朝上的罐底角部進(jìn)行防皺如圖3所示。在此情況下，用拉制沖模112將罐底部分拉制成直徑小于體部105的有底筒形體。
此外，用防皺工具(包括拉制模115和防皺推壓器114)對在罐102底部側(cè)形成的小直徑有底筒形部分113底角部分進(jìn)行防皺，此防皺工具備有斷面形狀為一直線的斜面，此直線近似于引向假設(shè)曲面弧形縱斷面的切線，此假設(shè)曲面引自在對應(yīng)于肩部3的部分預(yù)成形的曲面。將這樣剛拉制成的有底筒形部分113在此情況下用再拉制沖模116進(jìn)一步拉制(或再拉制)成直徑更小的有底筒形體。
再重復(fù)一次再拉制加工而將有底筒形部分113減小到大體上等于頸部104的直徑。通過重復(fù)這種拉制加工，使對應(yīng)于肩部3的原始曲面形成彼此延續(xù)的曲面和幾個(gè)斜面。對具有暫時(shí)性形狀和具有延續(xù)著斜面的這部分肩部3用一對成形工具(即再拉制模118和防皺推壓器117)進(jìn)行推壓和伸展，這對成形工具具有從上述曲面延伸出來的假設(shè)曲面。這是再成形加工，從而使肩部3形成整個(gè)地連續(xù)光滑的曲面。簡言之，使整個(gè)肩部形成對原始曲面作光滑引伸的曲面。這里，對有底筒形體的頸部104進(jìn)行兩次拉制，但在圖3中未予示出。
在頂部加圓步驟中將有底筒形罐102靠近經(jīng)減薄體部105底部的部分預(yù)成形為曲面，再對其進(jìn)行頂部加圓(在其肩部及其未開口頸部)而使預(yù)成形部分可形成肩部的一部分。為使預(yù)成形部分在頂部加圓步驟中不致皺折，在使杯形體101形成有底筒形罐102的罐體成形步驟中應(yīng)使需預(yù)成形的體部105部分(即靠近罐底側(cè)壁部)的厚度為罐底板厚的60％以上(大體上等于加工前金屬薄板的板厚)。
在至此所述頂部加圓步驟中形狀的變化示于圖8。這里，圖8中畫有陰影線的部分為圖6所示需印刷一類裝飾的區(qū)域。
在對拉制的頸部104進(jìn)行螺紋加工、卷邊之前，清除潤滑劑。此潤滑劑是在上述頂部加圓步驟之前用潤滑劑涂敷設(shè)備(或上臘機(jī))涂敷的。為清除潤滑劑，舉例來說可通過將罐106加熱到高溫來使?jié)櫥瑒]發(fā)掉。這樣就可防止排水受潤滑劑的污染。
在這種情況下，將敷覆罐106內(nèi)外表面的熱塑性樹脂薄膜(如聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂和聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂的混合樹脂薄膜)加熱到高于其融化點(diǎn)的溫度并將其激冷到非晶質(zhì)狀態(tài)。這可改善樹脂薄膜和鋁合金薄板之間的接觸。
這里，在圖7所示方法中，在罐體成形步驟后的清除潤滑劑步驟中或在印刷、涂敷步驟后的干燥步驟中，都將熱塑性樹脂薄膜層加熱并激冷到非晶質(zhì)狀態(tài)。但，在以后的頂部加圓步驟中又使熱塑性樹脂薄膜層延伸而晶質(zhì)化，因而在頂部加圓步驟后的清除潤滑劑步驟中再次使其非晶質(zhì)化。
在螺紋加工、卷邊步驟前可用單獨(dú)的加熱、激冷設(shè)備使熱塑性樹脂薄膜非晶質(zhì)化。但，如果在將罐106加熱到高溫而揮發(fā)潤滑劑的同時(shí)使熱塑性樹脂薄膜非晶質(zhì)化，就不必為非晶質(zhì)狀態(tài)設(shè)置專門的設(shè)備，從而可簡化設(shè)施而改善熱效率。
對已清除潤滑劑、已使熱塑性樹脂薄膜層非晶質(zhì)化的罐106頸部104進(jìn)行螺紋加工、卷邊加工如以上圖2所示實(shí)例所述。這里，省略該說明而在圖9中以放大的比例示出徑螺紋加工、卷邊的頸部4。
此外，對頸部4已經(jīng)螺紋加工、卷邊的罐102開口下端部分進(jìn)行縮頸、折邊加工，然后將底蓋裝在開口下端部分上，這兩部分與圖2所示實(shí)例所述相似，因而省略了重復(fù)的說明。
按至此所述本發(fā)明瓶形罐制造方法，在成形加工瓶形罐的階段中，清除潤滑劑并對筒形體部外表面進(jìn)行印刷，因而可直接對罐外表面進(jìn)行印刷而完全與制造普通兩件式罐的情況相同。此外，在將潤滑劑重新涂到經(jīng)印刷的有底筒形罐上后的頂部加圓步驟中將有底筒形罐的底角部分(即底部和靠近底部的體部)預(yù)成形為包含畫有陰影線、經(jīng)印刷區(qū)域的曲面，并使畫有陰影線、包括在經(jīng)印刷區(qū)域內(nèi)的體部底部形成肩部的一部分。因此，可以將裝飾區(qū)域擴(kuò)大到瓶形罐的肩部。
這里，在本發(fā)明的以上實(shí)例中，在螺紋加工、卷邊步驟前的清除潤滑劑步驟中再使熱塑性樹脂薄膜層非晶質(zhì)化以改善熱塑性樹脂薄膜和金屬薄板之間的接觸。因此，在以后的螺紋加工、卷邊步驟中可防止保護(hù)覆膜(即熱塑性樹脂薄膜層)剝落。
同樣，在圖7所示實(shí)例中，在成形加工肩部和未開口頸部時(shí)，將罐的底角部分預(yù)成形為曲面。用具有與此曲面接觸的曲面的成對防皺工具將底部拉制成有底筒形體。此外，用防皺工具將已成形加工成有底筒形體的底部重復(fù)拉制而形成小直徑未開口頸部，此防皺工具具有斷面形狀為一直線的斜面，此直線近似于假設(shè)曲面的弧形縱斷面，此假設(shè)曲面引自預(yù)成形的曲面。此后，使由幾個(gè)斜面接近曲面所形成的肩部延伸為連續(xù)光滑的曲面。因此，可使肩部形成光滑美觀的穹面而不留下任何成形加工的殘痕。在需形成的頸部具有等于一半以上體部直徑的場合，一個(gè)再拉制步驟就是以在肩部上只形成一個(gè)斜面。
在將覆有熱塑性樹脂薄膜層的金屬薄板用作本發(fā)明材料的場合，為改善附著性和加工性最好在使熱塑性樹脂覆膜層非晶質(zhì)化后進(jìn)行成形加工如杯形體成形步驟、頂部加圓步驟或螺紋加工、卷邊步驟如以上實(shí)例所述。但，本發(fā)明不應(yīng)限于以上所述成形加工而可在實(shí)施中不必使整體熱塑性樹脂薄膜非晶質(zhì)化而只使熱塑性樹脂覆膜層的下層側(cè)非晶質(zhì)化，從而使成形加工在上層側(cè)留有雙向結(jié)晶。這樣，與使整體非晶質(zhì)化相比覆膜的加工性較差，但其抗蝕性和抗沖擊性較好。
此外，在本發(fā)明罐外表面上的合成樹脂覆膜內(nèi)可混入顏色或染料如二氧化鈦、碳酸鈣、氧化鋁或鋁粉而穩(wěn)藏金屬薄板的金屬色。在這種情況下，顏料越多會使成形加工性越差。因此，最好在印刷中采用含少量白色顏料的油墨。
此外，在本發(fā)明中，如果需用印刷等裝飾的區(qū)域限于肩部的一半以下，在成形加工有底筒形罐時(shí)使其體部下端近似成弧形。這樣，就可省去將經(jīng)印刷罐的底角部分預(yù)成形為縱斷面為弧形曲面的步驟。
此外，在本發(fā)明中，不必直接在頸部形成卷邊部分和螺紋部分而可舉例來說在頸部裝上和固定一帶螺紋的合成樹脂筒形體如圖10所示。在將帶螺紋的合成樹脂筒形體固定在頸部上的場合，具體的結(jié)構(gòu)當(dāng)然不限于圖10所示。
以下對圖10所示結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。預(yù)先用樹脂如聚丙烯、聚乙烯或聚酯通過注模法模制成筒形體30，筒形體具有螺紋部分31，用以緊固帽蓋；凸部36，用以與安全帽蓋下端部分接合；夾持環(huán)32，用以在灌裝容體等步驟中夾持罐；和內(nèi)表面凹槽33，用以防止頸部4和筒形體30之間的相對旋轉(zhuǎn)動作。將筒形體30裝在經(jīng)修整和在其上端開口的頸部4上。此后，對頸部4的開口邊緣作明顯向外的預(yù)卷邊，再向下推壓卷邊沖模而使頸部4卷邊，從而使卷邊部分34的前端嵌入筒形體30上端外圓周內(nèi)而固定筒形體30上端。此后，從內(nèi)側(cè)向頸部4中心附近加上液壓或彈性壓力而使在對應(yīng)于筒形體30內(nèi)表面凹槽33處頸部4的側(cè)壁部分鼓凸以形成凸起35。因此，使筒形體30固定而無任何相對于頸部4的轉(zhuǎn)動。
此外，本發(fā)明還可用以制造肩部不是曲面而是縱斷面為直線的斜面形，不同于以上個(gè)別實(shí)例中的瓶形罐。這種瓶形罐的形狀示于圖11。在瓶形罐1中，如圖所示，使引向頸部4下側(cè)的肩部3A傾斜而在下側(cè)具有逐漸加大的直徑。從斜面肩部引出一凸圓部分，罐通過凸圓部分引向罐體2。這里，罐底結(jié)構(gòu)與上述各實(shí)例相同。
對具有圖11所示形成的瓶形罐可在再拉制步驟或頂部加圓的第二和第三步驟中進(jìn)行拉制如圖3所示，再拉制中采用成對防皺工具；防皺推壓器，在其前端部分具有縱斷面大體上成直線的斜面，直線近似于引向預(yù)成形肩部曲面弧形縱斷面的切線；再拉制模，至少在面對推壓器的部分具有類似的斜面，在斜面前端側(cè)部分上具有縱斷面成弧形的凸面。此外，在第四步驟或再成形步驟中，可用分別具有斜面的成對成形工具(即模具和推壓器)。更具體地說，在用以成形加工肩部3A和頸部4的頂部加圓步驟中，將有底筒形罐102的底角部分預(yù)成形為縱斷面為弧形的肩部曲面。其次，用防皺工具對罐底角部進(jìn)行防皺，此工具具有與對應(yīng)于肩部3A部分的曲面接觸的曲面，在該狀態(tài)下將罐底部分拉制成直徑小于體部的有底筒形體。
此外，用防皺推壓器和再拉制模對在罐102底部側(cè)成形的小直徑有底筒形部分113的底角部分進(jìn)行防皺，此防皺推壓器和再拉制模在其對應(yīng)于肩部3A的部分具有縱斷面為直線的斜面，此直線近似于假設(shè)曲面的弧形縱斷面，此假設(shè)曲面引自預(yù)成形的曲面。將這樣新拉制成的有底筒形部分113在該狀態(tài)下用再拉制沖模成形加工成直徑更小的有底筒形體。
對至此所述再拉制加工再重復(fù)一次而將有底筒形部分113縮小到直徑大體上等于頸部104的直徑。通過重復(fù)這些拉制加工使對應(yīng)于肩部3A部分的原有曲面形成彼此引伸的曲面和幾個(gè)斜面。對作為暫時(shí)成形而具有一些連續(xù)斜面的肩部3A用具有斷面為直線的斜面的成對成形工具進(jìn)行推壓和延伸。這就是再成形加工，通過這一加工使肩部3A形成通過曲面引向體部的平直斜面。這里，在此實(shí)施例中進(jìn)行了兩次再拉制加工，但，如果需成形頸部的外徑為體部的一半以上，只需一次再拉制加工就足夠了。
在至此所述成形步驟中形狀的變化示于圖12。圖12中畫有陰影線的部分表示經(jīng)印刷的區(qū)域。
按以上所述本發(fā)明瓶形罐制造方法，具有保護(hù)性覆膜的金屬薄板是通過在其上涂以潤滑劑將其成形加工成瓶形罐的。因此，可在具有如此小直徑帶螺紋頸部而難以在以后對其進(jìn)行涂敷的瓶形罐金屬表面上均勻地形成保護(hù)性覆膜，還可賦以足夠的抗蝕性。另外，在形成瓶形體后清除潤滑劑，再通過印刷等裝飾外表面。因此，可在體部外表面上作出良好的裝飾而無任何如剝落或變形這樣的不正常狀態(tài)。此外，作為在通過印刷等對其進(jìn)行裝飾的步驟中用以傳送瓶形罐的工具，可對現(xiàn)有技術(shù)中制造兩件式罐等方法中所用真空或壓縮空氣噴射機(jī)構(gòu)進(jìn)行改造。因此，這可降低用于設(shè)施方面的費(fèi)用。
此外，在本發(fā)明瓶形罐制造方法中，在成形加工有底筒形體的階段對罐清除潤滑劑，并通過印刷等在其體部外表面上進(jìn)行裝飾，繼而將其成形加工成瓶形體。因此，可完全如同現(xiàn)有技術(shù)的兩件式罐那樣通過印刷等對罐的外表面直接進(jìn)行裝飾。此外，在罐外表面上進(jìn)行裝飾的范圍并不限于筒形體部但可擴(kuò)展到肩部。
工業(yè)應(yīng)用性本發(fā)明提供用金屬薄板作為材料制造瓶形罐的方法以便用于制造包括啤酒或碳酸飲料在內(nèi)的各種飲料所用容器的工業(yè)領(lǐng)域。此外，即使是金屬罐也可再用帽蓋將其封閉起來，并可如一般所用金屬罐予以回收，因而可將其充分用于制造飲料罐的領(lǐng)域。
權(quán)利要求
1.一種用于瓶形罐的制造方法，其中，一小直徑頸部、一具有斜面的肩部和一大直徑體部是整體地成形的，其中，至少對體部外表面進(jìn)行裝飾印刷，和其中，一底蓋固定在體部的下端部分上，其特征是包括以下步驟-杯形體成形步驟，將一經(jīng)敷覆的金屬薄板通過對該金屬薄板的沖加工而成形成一杯形體，經(jīng)敷覆的金屬薄板通過在金屬薄板的兩面形成熱塑性樹脂覆膜和對執(zhí)塑性樹脂覆膜涂以潤滑劑而制備；-罐成形步驟，將形成的杯形體進(jìn)一步成形為一直徑減小且體部減薄的有底筒形罐；-小直徑筒形部分成形步驟，將所述有底筒形罐的底部和其底部附近的體部成形為所述肩部和一未開口的小直徑筒形部分；-開口步驟，對所述小直徑筒形部分的前端部分進(jìn)行切割和開口；-頸部成形步驟，通過對經(jīng)開口的小直徑筒形部分的外周進(jìn)行螺紋加工使頸部成形；-潤滑劑清除步驟，在成形具有減薄體部的所述有底筒形罐的步驟和對所述小直徑筒形部分前端部分切割和開口步驟之間從所述有底筒形罐的外表面清除潤滑劑；和-裝飾步驟，在成形具有減薄體部的所述有底筒形罐的步驟和對所述小直徑筒形部分的前端部分切割和開口的步驟之間對清除潤滑劑的所述有底筒形罐的體部的外表面進(jìn)行裝飾性印刷。
2.按權(quán)利要求1所述用于瓶形罐的制造方法，其特征是所述潤滑劑清除步驟和所述裝飾步驟在所述小直徑筒形部分成形步驟和所述開口步驟之間進(jìn)行。
3.按權(quán)利要求1所述用于瓶形罐的制造方法，其特征是還包括直接在所述裝飾步驟之后至少在所述有底筒形罐外表面上涂敷潤滑劑的一潤滑劑涂敷步驟。所述潤滑劑清除步驟和所述裝飾步驟在所述罐成形步驟和所述小直徑筒形部分成形步驟之間進(jìn)行。
4.按權(quán)利要求1～3中之一所述用于瓶形罐的制造方法，其特征是在所述小直徑筒形部分成形步驟中使所述有底筒形罐在其底角部分處預(yù)先模制為一弧形縱斷面的肩部曲面，然后在其底部處將其拉制成一直徑小于體部的有底筒形部分，與此同時(shí)對所述底角部分的肩部曲面用一對具有曲面以與所述肩部曲面接觸的防皺推壓器和拉制模進(jìn)行防皺；此后，采用一防皺推壓器，在其前端部分具有縱斷面大體上的一直線的一錐面，直線近似于一切線，切線引向一假設(shè)曲面的一弧形縱斷面，假設(shè)曲面引自一預(yù)成形的肩部曲面；一再拉制模，其定位在面對至少所述防皺推壓器的一部分處，并在其前端具有縱斷面大體上成一直線的錐面，直線近似于一切線，切線引向一預(yù)成形肩部曲面的一弧形縱斷面；和一再拉制沖模，以便進(jìn)行一次或多次再拉制加工而減小所述小直徑有底筒形部分的直徑，與此同時(shí)對由拉制加工形成的所述小直徑有底筒形部分的底角部分進(jìn)行防皺，從而將所述小直徑有底筒形部分成形加工為直徑大體上等于所述頸部的小直徑筒形部分；和此后，用具有延自所述肩部曲面的一假設(shè)曲面表面形狀的一對再成形工具將在所述小直徑筒形部分和所述肩部曲面之間形成的一個(gè)或兩個(gè)或多個(gè)連續(xù)錐面延伸和再成形為一引自所述肩部曲面的光滑曲面，從而使肩部形狀成形為一縱斷面為穹形的曲面。
5.按權(quán)利要求1～3中之一所述用于瓶形罐的制造方法，其特征是在所述小直徑筒形部分成形步驟中將所述有底筒形罐在其底角部分處預(yù)先模制為縱斷面成弧形的一肩部曲面，然后在其底部處將其拉制成直徑小于體部的一有底筒形部分，與此同時(shí)用一對以其曲面與所述肩部曲面接觸的防皺推壓器和控制模對所述底角部分的肩部曲面進(jìn)行防皺；此后，采用一防皺推壓器，在其前端具有一縱斷面大體上為一直線的斜面，直線近似于一切線，切線引向一假設(shè)曲面的一弧形縱斷面，假設(shè)曲面引自一預(yù)成形的肩部曲面；一再拉制模，其定位成以一部分至少面對所述推壓器，在其前端部分具有縱斷面大體上為一直線的一斜面，直線近似于一切線，切線引向一假設(shè)曲面的一弧形縱斷面，假設(shè)曲面延自肩部曲面，其在離所述斜面的前端側(cè)上的部分處具有縱斷面為弧形的凸面；和一再拉制沖模，以便進(jìn)行一次或多次再拉制加工而減小所述小直徑有底筒形部分的直徑，與此同時(shí)對由拉制加工形成的所述小直徑有底筒形部分的底角部分進(jìn)行防皺，從而使所述小直徑有底筒形部分成形為直徑大體上等于所述頸部的小直徑筒形部分；和此后，用一對再成形工具將在所述小直徑筒形部分和所述肩部曲面之間形成的一個(gè)或兩個(gè)或多個(gè)斜面延伸和再成形為一引自所述肩部曲面的光滑斜面，從而使肩部形狀成形為一引自肩部曲面的一直線形縱斷面的光滑曲面，再成形工具具有縱斷面為一直線一表面形狀，直線近似于一引向一假設(shè)曲面的切線，假設(shè)曲面延自所述肩部曲面。
6.按權(quán)利要求1～5中之一所述用于瓶形罐的制造方法，其特征是所述頸部成形步驟是對所述開口小直徑筒形部分前端部分進(jìn)行卷邊而形成一卷邊部分，并對直接在所述前端部分下面的筒形部分進(jìn)行螺紋加工而形成一螺紋。
7.按以上權(quán)利要求1～5中之一所述用于瓶形罐的制造方法，其特征是所述頸部成形步驟是將事先經(jīng)螺紋加工的一樹脂筒形件裝在所述小直徑筒形部分上并向外彎曲所述開口小直徑筒形部分的前端部分而使其與所述樹脂筒形件接合。
全文摘要
制造使頸部、肩部和體部彼此成一整體地形成的瓶形罐所用方法包括以下步驟:為形成杯形體,對經(jīng)敷覆而在兩面形成熱塑性樹脂覆層并在其上涂有潤滑劑的金屬薄板進(jìn)行沖加工;使杯形體進(jìn)一步形成體部直徑小而壁薄的有底筒形罐;使有底筒形罐的底側(cè)形成肩部和未開口頸部;至少從頸部未開口、體部下端開口的罐外表面清除潤滑劑;對經(jīng)清除潤滑劑的體部外表面印刷圖樣;并在對未開口頸部進(jìn)行切割和開口后使切端部分形成卷邊部分和在卷邊部分下面的螺紋部分,從而可在罐金屬表面取得均勻的保護(hù)薄膜和在罐體部分取得滿意的裝飾印刷,并可通過真空和壓縮空氣噴射機(jī)構(gòu)將普通的傳送裝置改造成在印刷步驟中轉(zhuǎn)運(yùn)罐的裝置。
文檔編號B65D8/16GK1337893SQ00803098
公開日2002年2月27日 申請日期2000年9月27日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月30日
發(fā)明者榎本泰史, 小川幸夫, 田宮廣與, 志摩芳直 申請人:大和制罐株式會社