專利名稱：通過罐壁的減薄拉延制造罐的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種罐的制造方法，所述罐包括一個罐底以及一個由至少一側(cè)涂覆有一層塑料的金屬薄板制成的筒狀體，在該制造方法中，首先將金屬薄板制成圓盤，接著將該圓盤深壓延成至少其外側(cè)面覆有塑料層的杯件，隨后通過罐壁的減薄拉延而使杯件變形成罐，罐壁的減薄拉延是通過接連地使杯件經(jīng)過許多個罐壁減薄拉延環(huán)而在單個沖壓行程中進(jìn)行的。在歐州專利No．0，402，006 B1中描述了一種具有這種性質(zhì)的方法，它是在一種包括薄鋁板的層壓件的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。該專利文獻(xiàn)提出可通過利用所提出的從罐壁減薄拉延環(huán)輸出時的出口角以及其被選擇為在1°和4°之間的入口角的組合方案來解決加工層壓件時的問題。該專利文獻(xiàn)還提出了罐壁減薄拉延環(huán)材料的具體選擇。
美國專利US-A-3，765，206提出了利用入口角在4°和6°之間的單個罐壁減薄拉延環(huán)對由帶涂層的鋼板制成的罐進(jìn)行減薄拉延。在這種情況下，入口角被理解為是指進(jìn)入減薄拉延環(huán)時的平面相對該減薄拉延環(huán)的軸線所成的角度。但是，該文獻(xiàn)只涉及帶金屬涂層的薄鋼板。
人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，對于由基于一種任選地帶有金屬涂層的薄鋼板和一層塑料的層壓件制成罐的方法來說，罐壁的減薄拉延可能產(chǎn)生各種問題。其中的一些問題與塑料層有關(guān)。在深壓延以形成杯件的過程中，這層塑料可能開始形成松動的部分并可能得到粗糙表面，或甚至可能完全破損。但是，問題也可能是由罐壁減薄拉延環(huán)中的擴張力過高而引起的，并且這可能導(dǎo)致這些環(huán)過度磨損，造成產(chǎn)品的尺寸不精確或者甚至導(dǎo)致罐壁減薄拉延環(huán)破裂。通常，罐壁減薄拉延環(huán)中的擴張力在所選擇的入口角變小時增大。
我們發(fā)現(xiàn)，采用本發(fā)明就能夠明顯地解決這些問題。
因此，本發(fā)明的要點是包括以下事實，即當(dāng)將一種任選地涂覆有金屬的薄鋼板用作上述金屬薄板時，至少三個連續(xù)的罐壁減薄拉延環(huán)中的每一個的入口角小于在前的那個罐壁減薄拉延環(huán)的入口角。我們發(fā)現(xiàn)，第一罐壁減薄拉延環(huán)的入口角應(yīng)該比較大，以便防止在該第一罐壁減薄拉延環(huán)中的擴張力變得過大。但是，在隨后的罐壁減薄拉延環(huán)中，入口角應(yīng)該變小，以防止塑料層表面變粗糙。
如果使用如下所述的三個罐壁減薄拉延環(huán)，則可以獲得良好的結(jié)果，即第一罐壁減薄拉延環(huán)與第二罐壁減薄拉延環(huán)的入口角之比在1．3和3．0之間，而第二罐壁減薄拉延環(huán)與第三罐壁減薄拉延環(huán)的入口角之比在1．4和2．8之間。上述的入口角之間的比例最好被選擇成分別為1．7-2．4和1．7-2．3。
試驗已經(jīng)證明，最佳的第一罐壁減薄拉延環(huán)的入口角部分取決于罐的成形速度。該速度通常以每分鐘罐的生產(chǎn)沖程數(shù)來表示。于是，第一罐壁減薄拉延環(huán)的最佳入口角為A∶C°，其中A被選擇成在560和1280之間，C代表每分鐘罐的生產(chǎn)沖程數(shù)。
在罐壁的減薄拉延過程中，金屬基材和塑料層同時承受顯著的變形。重要的是，塑料層應(yīng)連續(xù)地形成良好地附著在金屬上的光滑連續(xù)的表面。在新方法中利用各種塑料進(jìn)行的實驗已表明，在承受了顯著變形后，不同的塑料可能在其結(jié)晶程度方面顯示出明顯的差異。通過對該塑料進(jìn)行X射線衍射測定而獲得了聚合材料的結(jié)晶水平的指標(biāo)。這種衍射測定方法測量聚合物的鏈型分子或者這些分子的一部分彼此間的相對取向的程度。這種測量技術(shù)是眾所周知的并因而在此不需要過多的解釋。對這種測量方法的描述在昆特．坎樸夫的“通過物理方法的塑料特性研究”(漢莎出版社，第101頁)中給出了。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，最好在新方法中將一種能夠因變形而在相當(dāng)大的程度上結(jié)晶的材料用作塑料層。這減少了塑料層在罐壁減薄拉延過程中受破壞或被剝離金屬薄板的危險。尤其是，最好使用這樣的塑料，即罐壁減薄拉延后其最大結(jié)晶度根據(jù)X射線衍射測定方法的測定至少為20％。
在本文中，如果按照15-30微米的層厚將塑料涂覆到薄鋼板上的話，則一種已被證明是非常適用的塑料就是熔點高于240℃且特性粘度大于0．6的聚對苯二甲酸乙二醇酯。
應(yīng)該注意的是，可以按照以下方式來確定塑料層是否因變形而充分結(jié)晶以便適于作為根據(jù)新方法所制造的帶塑料涂層的罐的外側(cè)面涂層。
一層厚度約為30微米的無定形塑料通過多層貼合或擠出貼面被施加到ECCS帶的一側(cè)上，其適當(dāng)?shù)暮穸壤鐬?．26毫米。所獲得的涂覆帶被用于分兩步制造直徑為73毫米的杯件，帶塑料涂層的一側(cè)形成了杯件的外側(cè)。在第一步驟中，將直徑為150毫米的圓盤深壓延成直徑為100毫米的杯件。在第二步驟中，通過進(jìn)一步的深壓延操作使該杯件變形成一個最終直徑為73毫米的杯件。將該杯件送入罐壁減薄拉延機中，在這里，通過速度為每分鐘70個沖程的罐壁減薄拉延并利用入口角為8°的單個罐壁減薄拉延環(huán)來減小杯件的壁厚，所述環(huán)使杯壁厚度至少減少了40％。在離杯底50毫米的高度從其壁厚已經(jīng)由罐壁減薄拉延減薄的杯壁上切下一塊樣品，以便通過X射線衍射確定結(jié)晶度。在如此制備的樣品中，所測得的結(jié)晶度水平必然如上所述地大于或等于20％。
上述的聚對苯二甲酸乙二醇酯應(yīng)被認(rèn)為是指一種包含高于99％的對苯二甲酸的酸和一種包含高于90％的乙二醇的醇的50-50摩爾百分比的混合物的聚合產(chǎn)物。
在附圖中更詳細(xì)地示出了新方法的過程，其中

圖1示出了在各加工階段內(nèi)的各種加工裝置；圖2示出了罐壁減薄拉延減薄操作的細(xì)節(jié)。
圖1示出了預(yù)制的深壓延杯或燒杯形件3是如何被制成了最終的薄壁罐9的。杯件3被放在一個順序的拉拔坯件夾持器2和一個順序的拉模4之間，隨后使順序的拉拔坯件夾持器2和順序的拉模4相互移近。與此同時，沖桿1向右運動，其結(jié)果是使杯件3具有最終的成品罐9的內(nèi)徑。
接著，沖桿1接連地迫使工件穿過三個罐壁減薄拉延環(huán)5、6、7并經(jīng)過一個脫模環(huán)8。罐壁的減薄拉延使罐9具有了最終的壁厚和壁長。最后，通過使沖桿1移向底座10而使罐9的罐底成形。
回撤沖桿1，由此允許脫模環(huán)8使罐9脫離沖桿1，從而可以沿橫向卸下成品罐9。
圖2具體地示出了要成形的罐壁的一部分例如從罐壁減薄拉延環(huán)5通過。圖中示意地示出了沖桿1。
罐壁減薄拉延環(huán)5的進(jìn)入平面以入口角α指向罐壁減薄拉延環(huán)的軸線方向。要成形的罐壁的材料厚度在沖桿1和罐壁減薄拉延環(huán)5之間被減小。該材料包括在兩側(cè)都有塑料層12，13的實際為金屬的罐壁。圖2示出了這三層11，12，13的厚度是如何被減小的。
人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果罐壁減薄拉延環(huán)5，6，7的入口角α被設(shè)置成符合上述條件，則所形成的罐9具有良好的表面，而且沒有在罐壁減薄拉延環(huán)中產(chǎn)生不允許的高擴張力。例如，如果罐壁減薄拉延環(huán)5，6，7的入口角α分別被選定為8°、4°和2°，則獲得了這樣的良好結(jié)果。如上所述地選擇塑料涂層的材料導(dǎo)致形成了帶有完整涂層的罐子并且涂層脫離金屬基底的危險很小。
權(quán)利要求
1．一種罐的制造方法，所述罐包括一個罐底以及一個由至少其一側(cè)涂覆有一層塑料的金屬薄板制成的筒狀體，在該方法中，首先將金屬薄板制成一個圓盤，接著將該圓盤深壓延成一個至少其外側(cè)上覆有塑料層的杯件，隨后通過罐壁的減薄拉延使該杯件變形成一個罐，罐壁的減薄拉延是通過使該杯件接連地經(jīng)過許多個罐壁減薄拉延環(huán)而在單個沖壓行程中進(jìn)行的，其特征在于，將一種任選地覆有金屬的薄鋼板用作上述金屬薄板，并且至少三個連續(xù)的罐壁減薄拉延環(huán)中的每一個的入口角小于在前的那個罐壁減薄拉延環(huán)的入口角。
2．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，使用三個罐壁減薄拉延環(huán)，第一罐壁減薄拉延環(huán)與第二罐壁減薄拉延環(huán)的入口角之比在1．3和3．0之間，而第二罐壁減薄拉延環(huán)與第三罐壁減薄拉延環(huán)的入口角之比在1．4和2．8之間。
3．如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，上述的入口角之比分別在1．7和2．4之間以及在1．7和2．3之間。
4．如權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，第一罐壁減薄拉延環(huán)的入口角為A∶C°，其中A被選擇為在800和1280之間，C代表每分鐘罐的生產(chǎn)沖程數(shù)。
5．如權(quán)利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，一種因變形而在相當(dāng)大的程度上結(jié)晶的材料被用于塑料層。
6．如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，罐壁的減薄拉延之后的最大結(jié)晶度根據(jù)X射線衍射測量方法的測定至少為20％。
7．如權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于，熔點高于240℃且特性粘度大于0．6的聚對苯二甲酸乙二醇酯被用作所述塑料，按照15微米-30微米的層厚將塑料涂覆到薄鋼板上。
全文摘要
一種罐的制造方法,所述罐包括一個罐底以及一個由至少其一側(cè)涂覆有一層塑料的金屬薄板制成的筒狀體,在該方法中,首先將金屬薄板制成一個圓盤,接著將該圓盤深壓延成一個至少其外側(cè)上覆有塑料層的杯件,隨后通過罐壁的減薄拉延使該杯件成形為一個罐,罐壁的減薄拉延是通過使該杯件接連地經(jīng)過許多個罐壁減薄拉延環(huán)而在單個沖壓行程中進(jìn)行的,其中將一種任選地涂覆有金屬的薄鋼板用作上述金屬薄板,并且至少三個連續(xù)的罐壁減薄拉延環(huán)中的每一個的入口角小于在前的那個罐壁減薄拉延環(huán)的入口角。
文檔編號B21D22/28GK1291924SQ99803593
公開日2001年4月18日 申請日期1999年2月18日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月4日
發(fā)明者亨德里克·巴斯蒂安·拉斯 申請人:克里斯塔爾公司