(72) 발명자 니시하라유카 일본도꾜도지요다꾸우찌사이와이쵸 2 쵸메 2 반 3 고제이에프이스틸가부시키가이샤치테키자이산부나이 야스에요시히코 일본도꾜도지요다꾸우찌사이와이쵸 2 쵸메 2 반 3 고제이에프이스틸가부시키가이샤치테키자이산부나이 이와사히로키 일본도꾜도지요다꾸우찌사이

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민중 마
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1 (19) 대한민국특허청 (KR) (12) 공개특허공보 (A) (11) 공개번호 (43) 공개일자 2008년02월21일 (51) Int. Cl. B21D 51/26 ( ) B65D 1/00 ( ) (21) 출원번호 (22) 출원일자 2008 년 01 월 14 일 심사청구일자 2008 년 01 월 14 일 번역문제출일자 2008 년 01 월 14 일 (86) 국제출원번호 PCT/JP2006/ 국제출원일자 2006 년 08 월 10 일 (87) 국제공개번호 WO 2007/ 국제공개일자 (30) 우선권주장 2007 년 02 월 22 일 JP-P 년 08 월 12 일일본 (JP) 전체청구항수 : 총 8 항 (54) 라미네이트강판제의 2 피스캔용캔체및그제조방법 (57) 요약 (71) 출원인 제이에프이스틸가부시키가이샤 일본도꾜도지요다꾸우찌사이와이쵸 2 쵸메 2 방 3 고히비야고꾸사이비루 (72) 발명자 쿠보히로시 일본도꾜도지요다꾸우찌사이와이쵸 2 쵸메 2 반 3 고제이에프이스틸가부시키가이샤치테키자이산부나이 코지마카츠미 일본도꾜도지요다꾸우찌사이와이쵸 2 쵸메 2 반 3 고제이에프이스틸가부시키가이샤치테키자이산부나이 ( 뒷면에계속 ) (74) 대리인 특허법인원전 2 피스캔의캔체의제조방법은, 반경이 R 0 인원형상의라미네이트강판을다단성형하여 2 피스캔의캔체를제조 하는방법에있어서, 면배향계수가 O.06 이하의폴리에스테르수지를피복한라미네이트강판을사용하고, 최종성형체와중량이등가로되는상기라미네이트강판의반경을 R 로하였을때, 높이 h, 최대반경 r 및최소반경 d 가, d r, 0.2 d/r 0.5, 및 1.5 h/(r-r) 2.5 를만족하는성형체를적어도 1 회얻는공정 ; 상기성형체를, 150 이상, 상기폴리에스테르수지의융점이하의온도에서적어도 1 회가열하는공정 ; 및, 상기열처리된성형체를, 또한 d r, 0.1 d/r 0.25, 및 1.5 h/(r-r) 4 를만족하는성형체로가공하는공정 ; 으로이루어진다. 이방법에의해수지층의박리와파단이없는라미네이트강판제의 2 피스캔용캔체가, 용이하면서염가로얻을수있다. 대표도 - 도 1-1 -

2 (72) 발명자 니시하라유카 일본도꾜도지요다꾸우찌사이와이쵸 2 쵸메 2 반 3 고제이에프이스틸가부시키가이샤치테키자이산부나이 야스에요시히코 일본도꾜도지요다꾸우찌사이와이쵸 2 쵸메 2 반 3 고제이에프이스틸가부시키가이샤치테키자이산부나이 이와사히로키 일본도꾜도지요다꾸우찌사이와이쵸 2 쵸메 2 반 3 고제이에프이스틸가부시키가이샤치테키자이산부나이 - 2 -

3 특허청구의범위청구항 1 반경이 R 0 인원형상의라미네이트강판을다단 ( 多段 ) 성형하여 2피스캔 (piece can) 의캔체 (can body) 를제조하는방법에있어서, 면배향계수 ( 面配向係數 ) 가 0.06 이하인폴리에스테르수지를피복한라미네이트강판을사용하고, 최종성형체와중량이등가 ( 等價 ) 로되는상기라미네이트강판의반경을 R로하였을때, 높이 h, 최대반경 r 및최소반경 d가, d r, 0.2 d/r 0.5, 및 1.5 h/(r-r) 2.5를만족하는성형체를적어도 1회얻는공정 ; 상기성형체를, 150 이상, 상기폴리에스테르수지의융점이하의온도에서적어도 1회열처리하는공정 ; 및상기열처리된성형체를, d r, 0.1 d/r 0.25 및 1.5 h/(r-r) 4를더만족하는성형체로가공하는공정 ; 으로이루어지는것을특징으로하는 2피스캔용캔체의제조방법. 청구항 2 제1항에있어서, 상기열처리공정의온도는, 제1항에기재된온도범위내이면서 ( 상기폴리에스테르수지의융점 - 30 ) 이상이고, 상기열처리된성형체의가공조건이, d r, 0.1 d/r 0.25 및 2.0 h/(r-r) 4인것을특징으로하는 2피스캔용캔체의제조방법. 청구항 3 제1항에있어서, 상기열처리된성형체를, 상기열처리의종료후 10초이내에, 상기폴리에스테르수지의글래스이전점 ( 移轉点 ) 이하의온도로냉각하는것을특징으로하는 2피스캔용캔체의제조방법. 청구항 4 제1항에있어서, 상기면배향계수가 0.06 이하인폴리에스테르수지가, 에틸렌글리콜및부틸렌글리콜로부터선택되는적어도 1종의디올과테레프탈산을중합의주성분으로하는수지인것을특징으로하는 2피스캔용캔체의제조방법. 청구항 5 제4항에있어서, 상기면배향계수가 0.06 이하인폴리에스테르수지가, 디에틸렌글리콜, 시클로헥산디올및이소프탈산으로이루어지는군으로부터선택되는적어도 1종을부성분으로하는공중합체 ( 共重合體 ) 인것을특징으로하는 2피스캔용캔체의제조방법. 청구항 6 제1항에있어서, 상기면배향계수가 0.06 이하인폴리에스테르수지가, 글래스이전점이 5 이하인비상용성 ( 非相溶性 ) 수지를부상 ( 副相 ) 으로서더함유하는것을특징으로하는 2피스캔용캔체의제조방법. 청구항 7 제1항내지제6항중어느한항의제조방법에의해제조한것을특징으로하는 2피스캔용캔체. 청구항 8 라미네이트강판인원형상판을다단 ( 多段 ) 성형하고, 최종적으로, 높이 h, 최대반경 r, 최소반경 d(r와 d가동일한경우를포함한다 ) 인최종성형체를제조하는 2피스캔의제조방법에있어서, 면배향계수가 O.06 이하인폴 - 3 -

4 리에스테르수지를피복한라미네이트강판을사용하여, 최종성형체의높이 h, 최대반경 r, 최소반경 d가, 최종성형체와중량이등가로되는성형전의원형상판의반경 R에대하여, 0.1 d/r 0.25 및 1.5 h/(r-r) 4인관계를만족하는범위로성형함과동시에, 중간단계성형체의높이 h, 최대반경 r, 최소반경 d(r와 d가동일한경우를포함한다 ) 이, 상기반경 R에대하여, 0.2 d/r 0.5 및 1.5 h/(r-r) 2.5인관계를만족하는 1 이상의중간성형단계에서, 성형체를그온도가 150 이상, 폴리에스테르수지의융점이하로되도록가열하는열처리를 1 회이상행하는것을특징으로하는 2피스캔의제조방법. 명세서 <1> 기술분야 본발명은, 에어로졸캔용의 2 피스캔과같은높은가공도를갖는, 라미네이트강판제의 2 피스캔의캔체및그 제조방법에관한것이다. <2> <3> <4> <5> <6> <7> <8> <9> <10> 배경기술금속제의캔에는, 크게나누어 2피스캔과 3피스캔이있다. 2피스캔이란캔바닥과일체가된캔체와덮개의 2 개부분으로구성된캔이다. 3피스캔이란캔몸통, 윗덮개와바닥덮개의 3개부분으로구성된캔이다. 2피스캔의캔체는, 접합부 ( 용접부 ) 가존재하지않기때문에외관이미려한반면, 일반적으로높은가공도가요구된다. 3피스캔의캔몸통은접합부가존재하기때문에, 2피스캔과비교하면, 외관은뒤떨어지지만, 일반적으로낮은가공도로끝난다. 이때문에, 시장에서는소용량이고고급품에는 2피스캔이많이사용되고, 대용량이고저가품에는 3피스캔이많이사용되는경향이있다. 이러한 2피스캔중에서도, 에어로졸캔과같이드로잉의가공도가높고, 캔의높이방향의연신도가큰 ( 이하, 가공도가높다고말한다 ) 2피스캔용캔체의금속소재로서는, 일반적으로, 고가이면서판두께가두꺼운알루미늄이사용되고있고, 염가이면서판두께가얇은주석도금강판이나틴프리스틸 (TIN free steel) 등의강판소재는거의사용되지않았다. 그이유는, 에어로졸 2피스캔은가공도가매우높기때문에, 강판에서는드로잉가공이나 DI가공 (Draw and Ironing) 등의고가공의적용이어려운데대해, 알루미늄등의연질금속재료에는임펙트성형법을적용할수있기때문이다. 이러한상황하에서, 염가이고, 얇아도강도가높은주석도금강판이나틴프리스틸등의강판소재를사용하고, 상기와같은가공도가높은 2피스캔의캔체를제조할수있으면, 산업적인의의는매우크다. 그리고, 가공도가낮은일반적인 2피스캔에대하여는, 수지라미네이트강판 ( 본원에서는, 라미네이트강판이라고도부른다 ) 을원료로서드로잉가공법이나 DI가공법에따라제조하는종래기술이알려져있다. 예를들면, 특허문헌1~5는, 수지피복금속판의드로잉가공법및 DI가공법을개시하고있다. 그러나, 어느기술도, 음료캔, 식품캔등을타겟으로하고있고, 2피스의에어로졸캔정도의고도한가공을필요로하지않고, 낮은가공도의캔체이다. 특허문헌1에는, 형상을특정한드로잉다이스를사용하여라미네이트강판제의드로잉아이어닝가공을행하여, 캔체를성형하는방법이개시되어있다. 그러나, 이방법은, 캔체의가공도가낮은경우에는, 문제없이성형할수있지만, 에어로졸캔과같은가공도가높은캔체에적용하면가공도중에필름에크랙이나박리등이발생한다. 또한, 특허문헌2와특허문헌3은, 수지층의박리방지나가공후의장벽성을의도하여, 가공단계나최종단계에서열처리를행하는것을개시하고있다. 즉, 특허문헌2에서는배향성열가소성수지가사용되어내부응력의완화와배향결정화촉진을위한열처리가제안되어있다. 이열처리법은, 현재, 음료캔등에서일반적으로사용되는방법으로되어있다. 특허문헌2의본문중에는상기열처리는재드로잉가공된컵상태로행하여지고, 피복수지의결정화도가충분하게촉진하는 ( 융점-5 ) 이하가바람직하다고기재되어있지만, 그실시예의기재를본바로는, 역시가공도가낮은것밖에대상으로하지않는것을알수있다. 그리고, 특허문헌3의실시예에는, 포화폴리에스테르와아이오노머의콤파운드로구성되는수지를피복층에구비하여, DI가공한예가개시되어있다. 특허문헌3에서는, 드로잉가공후에열처리를행하고, 그후 DI가공, 네킹가공및플랜징가공을행하는가공방법이지만, 그실시예의기재를본바로는, 역시가공도가낮은것밖에대상으로하지않는것을알수있다. 더욱이, 특허문헌4와특허문헌5에는, 캔에성형한후에, 주로수지의융점이상에서상기캔을열처리하여내부 - 4 -

5 응력을완화하는방법이기재되어있다. 그러나, 얻어지는캔체의가공도는, 명세서본문이나실시예의기재를 본바로는역시낮다. <11> <12> <13> <14> <15> <16> <17> <18> 특허문헌1: 일본특허공개평 호공보특허문헌2: 일본특허제 호공보특허문헌3: 일본특허공개 호공보특허문헌4: 일본특허공개소 호공보특허문헌5: 일본특허공개소 호공보즉, 지금까지, 라미네이트강판을사용하여에어로졸캔과같은가공도가높은 2피스캔의캔체를제조하는방법은어디에서도볼수없다. 여기서, 발명자들은, 원형상의라미네이트강판을사용하여 DI가공에의해바닥있는통형상으로성형후, 그개구부근방부분을축경 ( 縮徑 ) 가공하는가공도가높은 2피스캔의제조를시도하였는바, 수지층의박리와파단이생겨버렸다. 이들은고가공성형특유의문제이며, 발명자들이검토한결과, 열처리가문제의해소에유효하다라고생각되었다. 그러나, 종래의지견에있던성형후나성형전의열처리로는충분하지않고, 고가공도영역에있어수지층의박리를피할수없었다. 따라서, 선행기술을단순하게적용하여도수지층박리의문제는해결할수없었다. 또한, 열처리공정이후의공정에서수지층의가공성이열화하는문제도발생하였다. 본발명의목적은, 에어로졸용 2피스캔과같은고가공도를갖고, 또한수지층의박리와파단이없는, 라미네이트강판제의 2피스캔용캔체와그제조방법을제공하는것이다. <19> 발명의상세한설명 본발명은, 반경이 R 0 인원형상의라미네이트강판을다단성형하여 2 피스캔의캔체를제조하는방법에있어서, 면배향계수 ( 面配向係數 ) 가 0.06 이하인폴리에스테르수지를피복한라미네이트강판을사용하고, 최종성형체와중량이등가로되는상기라미네이트강판의반경을 R로하였을때, 높이 h, 최대반경 r 및최소반경 d가, d r, 0.2 d/r 0.5, 및 1.5 h/(r-r) 2.5를만족하는성형체를적어도 1회얻는공정 ; 상기성형체를, 150 이상, 상기폴리에스테르수지의융점이하의온도에서적어도 1회열처리하는공정 ; 및, 상기열처리된성형체를, 더욱이 d r, 0.1 d/r 0.25, 및 1.5 h/(r-r) 4를만족하는성형체로가공하는공정 ; 으로이루어지는 2피스캔의캔체의제조방법이다. <20> <21> <22> <23> <24> <25> 그리고상기제조방법에서는, 상기열처리공정의온도가, 상기온도범위내면서 ( 상기폴리에스테르수지의융점 -30 ) 이상이며, 상기열처리된성형체의가공조건이, d r, 0.1 d/r 0.25, 및 2.0 h/(r-r) 4인것이바람직하다. 또한, 이러한제조방법에서는, 상기열처리된성형체를, 상기열처리의종료후 10초이내에, 상기폴리에스테르수지의글래스이전점 ( 移轉点 ) 이하의온도로냉각하는것이바람직하다. 그리고, 상기의어느제조방법에서도, 상기면배향계수가 O.06 이하인폴리에스테르수지가, 에틸렌글리콜및부틸렌글리콜로부터선택되는적어도 1종의디올과테레프탈산을중합의주성분으로하는수지인것이바람직하다. 이경우, 상기면배향계수가 0.06 이하인폴리에스테르수지가, 디에틸렌글리콜, 시클로헥산디올및이소프탈산으로이루어지는군으로부터선택되는적어도 1종을부성분 ( 副成分 ) 으로하는공중합체인것이더바람직하다. 또한, 상기의어느제조방법에서도, 상기면배향계수가 0.06 이하인폴리에스테르수지가, 또한글래스이전점이 5 이하인비상용성 (incompatible) 의수지를부상 ( 副相 ) 으로함유하는수지인것이바람직하다. 더욱이본발명은, 상기어느하나에기재된방법에의해제조한 2피스캔의캔체이기도하다. 또한, 본발명은, 라미네이트강판의원형상판을다단성형하여, 최종적으로, 높이 h, 최대반경 r, 최소반경 d(r 와 d가같은경우를포함한다 ) 의최종성형체를제조하는 2피스캔의제조방법에있어서, 면배향계수가 O.06 이하의폴리에스테르수지를피복한라미네이트강판을사용하고, 최종성형체의높이 h, 최대반경 r, 최소반경 d가, 최종성형체와중량이등가로되는성형전의원형상판의반경 R에대하여, 0.1 d/r 0.25, 및 1.5 h/(r-r) 4인관계를만족하는범위에성형함과함께, 중간단계의성형체의높이 h, 최대반경 r, 최소반경 d(r와 d가같 - 5 -

6 은경우를포함한다 ) 가, 상기반경 R 에대하여, 0.2 d/r 0.5, 및 1.5 h/(r-r) 2.5 인관계를만족하는 1 이상 의중간성형단계에서, 성형체를그온도가 150 이상, 폴리에스테르수지의융점이하가되도록가열하는열처리 를 1 회이상행하는것을특징으로하는 2 피스캔의제조방법이다. <27> <28> <29> <30> <31> 실시예본발명자들은, 예의 ( 銳意 ) 검토한결과, 에어로졸용 2피스캔의캔체와같은고가공도의용기를수지라미네이트강판으로부터제조하려면, 가공도를차례로높이는다단성형법을단순하게실행하는것이아니라, 성형도중에, 특정의가공조건을만족하는중간성형체에특정한열처리를행하면, 가공도가더높아지는후단의성형공정에있어서도수지의박리와파단을억제할수있다는것을알았다. 이하에, 본발명을더상세하게설명한다. 도 1은, 본발명의캔체의제조공정의일실시형태를설명하는도이다. 수지라미네이트강판의원형상의블랭크를드로잉가공 (DI가공을포함한다 ) 으로바닥있는통형상의성형체로성형하고, 또한상기성형체의개구부근방을축경가공하며, 개구부부근이축경된 2피스캔을제조하는공정순서를나타내고있다. 그리고본발명으로말하는 원형상 이란, 드로잉가공, DI가공, 축경가공및 / 또는플랜지가공등을행할수있는형상이면좋다. 따라서, 가공에사용되는수지라미네이트강판은, 원판형상은물론, 예를들면, 대략원판형상, 비뚤어진원판형상, 혹은타원형상인것까지도포함한다. 도 1에있어서, 1은가공전의원형상블랭크 ( 블랭크시트 ), 2는캔체의스트레이트벽부분 ( 공정D에서는축경가공되어있지않은스트레이트벽부분 ), 3은돔형상부, 4는넥형상부에서축경가공된스트레이트벽부분, 5는테이퍼형상부에서, 축경가공후의테이퍼벽부분이다. 먼저, 상기원형상블랭크 (1) 에 1단또는복수단의드로잉가공 (DI가공을포함한다 ) 을행하여, 소정의캔직경 ( 반경 r; 캔외면의반경 ) 을갖는바닥있는통형상의성형체로성형한다 ( 공정A). 다음으로성형체의바닥부를상방으로볼록한모양형상으로성형하여돔형상부 (3) 을형성하는돔가공을행하며 ( 공정B), 또한성형체의개구측 ( 開口側 ) 단부 ( 端部 ) 를트리밍한다 ( 공정C). 다음으로성형체의개구측부분에 1단또는복수단의축경가공을행하여성형체의개구부측부분을소정의캔직경 ( 반경 d; 캔외면의반경 ) 으로축경가공하여, 소정의최종성형체 (2피스캔 ) 를얻는다. 도면상에서, R 0 는성형전의원형상블랭크 (1) 의반경 ( 타원의경우는장경 ( 長徑 ) 과단경 ( 短徑 ) 의평균치로한다 ) 이며, h, r 및 d 는, 각각, 성형도중의단계의성형체또는최종성형체의높이, 최대반 경, 최소반경이고, R 은최종성형체와중량이등가로되는성형전의원형상판의반경이다. <32> R 0 은최종성형체로부터계산되는 R 에트리밍량을더한것으로, 임의로결정되는것이다. 그러나, 트리밍되는부 분은폐기물이기때문에, 공업적으로는가능한한적은것이바람직하고, 통상은 R의 10% 이하로, 많아도 20% 이하이다. 즉, R 0 는 R의 1~1.1배, 최대로 1~1.2배의범위인것이많다. 따라서본발명의실시에있어서는, 예를들면 R=R 0 /1.05라고하는값을사용하여중간단계에서의열처리를행하는타이밍을알수있다. 또한, 복수의상기캔체를제조할때는, 시작품 ( 試作品 ) 에의해, R을알수도있다. <33> <34> <35> 본 2피스캔의캔체의제조공정에서는, 공정A에서는최대반경 r와최소반경 d가동일, 즉 r=d이며, 공정D에서는 r>d이다. 최종성형체와중량이등가로되는성형전의원형상판의반경 R은, 최종성형체의측정중량에근거하여결정된다. 즉, 최종성형체의중량을측정하고, 이중량과같은중량이되는성형전의라미네이트강판의원형상판의치수 ( 반경 ) 를계산에의해구하고, 이를최종성형체와중량이등가로되는성형전의원형상판의반경 R로한다. 캔체의제조공정의도중에캔단부가트리밍되지만, 최종성형체와중량이등가로되는성형전의원형상판의반경 R은, 트리밍의영향이배제되어있으므로, 더적절한가공도의평가가가능하게된다. 이와같이수지라미네이트강판의원형상블랭크에드로잉가공 (DI가공을포함한다 ), 축경가공을적용해작성되는 2피스캔에서는, 수지층은, 높이방향으로신장되고둘레방향으로수축하게된다. 가공도가높은경우, 수지의변형량이크게되어, 수지층의파단을초래한다. 본발명에서는가공도의지표로서수축정도를나타내는파라미터 d/r 뿐만이아니라, 또한캔높이방향의신장과관련하는파라미터 h/(r-r) 를사용한다. 이는, 고가공도영역에서, 가공도를표현함에있어, 드로잉비에더하여, 신장량도가미할필요가있기때문이다. 즉, 축소의정도와신장의정도로가공도를규정함으로써, 수지층의변형정도를정량화하는것으로된다. 수지층은높이방향으로신장하고둘레방향으로수축함으로써, 박리하기쉽게되므로, 수축정도에더하여, 높이방향의신장량도중 - 6 -

7 요한인자로된다. <36> <37> <38> <39> <40> <41> 본발명에서는, 최종적으로제조된캔체 ( 최종성형체 ) 의가공도에대하여, 최종성형체의높이 h, 최대반경 r, 최소반경 d를, 최종성형체와중량이등가로되는성형전원형상판의반경 R에대하여, 0.1 d/r 0.25, 및 1.5 h/(r-r) 4인캔직경을만족하는범위로규정한다. 전술한바와같이, 본발명의목적은, 라미네이트강판을사용하여, 종래기술에서는곤란하였던고가공도의캔체를제조할수있도록하는것이다. 종래기술에서는, 라미네이트강판을사용하고, 축소의정도를규정하는파라미터 d/r가 0.25 이하를만족하며, 또한신장의정도를규정하는파라미터 h/(r-r) 가 1.5이상을동시에만족하는고가공도의캔체를제조하는것이곤란하였다. 이때문에, 본발명에서는, 제조하는캔체의가공도 d/r를 0.25 이하, 및 h/(r-r) 를 1.5 이상으로규정하였다. 또한, 더가공도가높은캔체를제조하는관점으로부터, 신장의정도를규정하는파라미터 h/(r-r) 를 2.0 이상인성형조건도마련하였다. 축소의정도를규정하는파라미터 d/r가 0.1 이하가되고, 또는신장의정도를규정하는파라미터 h/(r-r) 가 4 를넘는높은가공도이면, 성형이가능하여도불필요하게성형단수가증가하거나또는가공경화에동반하여판의신장한계에도달하여, 판파단하는문제가생기거나하기때문이다. 이때문에, 제조하는캔체의가공도에대하여, 0.1 d/r, 및 h/(r-r) 4로규정하였다. 그리고, 본발명이대상으로하는다단성형은, 드로잉가공, DI가공, 축경가공중어느하나의가공또는이들을조합한가공이다. 축경가공을포함하는경우는, 최종성형체의치수 d는, r>d이다. 축경가공을포함하지않는경우는, 최종성형체의치수는 r=d(r, d는최종성형체의캔직경 ) 이다. 본발명에서는, 소재의라미네이트강판은, 폴리에스테르수지를피복한강판인것이바람직하다. 강판은, 알루미늄등에비해염가이고, 경제성이뛰어나기때문이다. 강판은, 일반적인틴프리스틸 (TIN free steel) 나주석도금강판등을사용하면좋다. 틴프리스틸는, 예를들면, 표면에부착량 50~200mg/m 2 의금속크롬층과, 금속크롬환산의부착량이 3~30 mg/m 2 인크롬산화물층을갖는것이바람직하다. 주석도금강판은 0.5~15g/m 2 의도금량을갖는것이바람직하다. 판두께는, 특히한정되지않지만, 예를들면, 0.15~0.30 mm의범위인것을적용할수있다. 또한, 경제성을고려하지않는다면, 본기술은알루미늄소재에도단순하게적용할수있다. <42> <43> <44> <45> <46> 또한, 상기수지층을폴리에스테르수지로한정한것은, 가공에수지층이따르기위해서는열가소성일필요가있고, 더욱이신장과강도의밸런스가좋아서폴리에스테르수지로하였다. 본발명이대상으로하는가공영역은, 종래보다가공도가어려운영역이며, 특히캔둘레방향의축소가큰영역이다. 이러한가공영역에서는, 필름은, 둘레방향으로크게줄어들뿐만아니라, 캔체의높이방향으로도크게신장하여결과적으로, 막두께도증감하므로, 3차원의변형으로된다. 따라서, 도중의단계에서열처리를행하지않으면내부응력의현저한증가에의한수지층의박리를피할수없다. 그러나, 성형의도중단계에서열처리를행하면, 내부응력의완화에는유효하지만, 배향결정화에의해가공성이열화한다. 즉, 열처리를행하면, 배향상태에따라필름의결정화가촉진된다. 그결과, 둘레방향의분자주쇄밀도 ( 分子主鎖密度 ) 가저하하고, 둘레방향결합력이저하하여, 필름의파단이생기기쉬워진다. 따라서, 열처리는필요하지만무제한으로행하여도좋은처리도아니다. 본발명자들은, 열처리의타이밍및열처리조건을특정함으로써, 기반과의밀착성이회복됨과동시에, 가공성의열화는최소한으로억제되기때문에, 그후의가공에도필름박리나크랙등의발생이없어양호한캔체를얻을수있는것을밝혀냈다. 본발명에서열처리의타이밍을, 중간단계의성형체의높이 h, 최대반경 r, 최소반경 d(r와 d가같은경우를포함한다 ) 가, 최종성형체와중량이등가로되는성형전원형상판의반경 R에대하여, 0.2 d/r 0.5, 및 1.5 h/(r-r) 2.5인관계를만족하는중간성형단계로규정하였다. 그이유는, 가공도는이범위에있으면, 상기수지층의파단과박리를방지하는관점으로부터, 열처리가가장효과적으로행하여지기때문이다. 즉, 가공도가낮은단계에서열처리를행하는것은, 내부응력이높지않은단계에서의내부응력완화이기때문에상술의효과가작을뿐만아니라, 상기수지의배향결정화가촉진되므로가공성도열화하기때문이다. 또한, 가공도가너무높은단계에서열처리를실시하는것은, 상기수지의밀착력이떨어져그결과적으로, 박리가생길가능성이있다. 이와같이, 열처리의타이밍이매우중요하여, 가공도의상하한을상기와같이정하였다

8 <47> <48> <49> <50> <51> <52> <53> <54> <55> <56> <57> 열처리는, 도 1의제조공정의공정A 및공정D 중어느한쪽또는양쪽으로행할수가있다. 상술의열처리의타이밍에관하여, r와 d가같은경우를포함하는것은, 축경가공을포함한캔의제조공정에서, 공정A로열처리를실시하는경우도유효하고, 혹은축경가공을포함하지않는캔의제조공정에서는, r와 d가같은직경이되기때문이다. 이러한열처리는, 내부응력완화의필요성에따라복수회행하여도좋다. 본발명에서정한열처리온도조건은, 가공에의해생기는내부응력을완화하기위한것이다. 구체적으로는, 밀착력의회복이다. 수지층은가공이진행되면, 가공에의한내부응력이축적하게된다. 이내부응력은, 신장하게하면수축하려하고, 수축하게하려면신장하려고하는힘이다. 이힘에의해, 수지층은변형하려하지만, 기반강판과의밀착에지지되어변형할수없는상태에있다. 따라서, 내부응력이가공에의해축적하여, 밀착력보다상대적으로커지면, 수지층은박리에도달한다. 또한수지와기반강판사이의밀착력이약하면, 낮은가공도에서도수지는박리하기쉬워진다. 내부응력을완화하기위해서는수지층의분자가어느정도움직일수있는상태로되어야한다. 이관점에서말하면, 글래스전이점 (Tg) 이상의온도가필요하지만, 글래스전이점이상의온도라도온도가너무낮으면처리시간이너무걸려현실적이지않다. 이관점으로부터열처리의하한온도를비정 ( 非晶 ) 의폴리에틸렌테레프탈레이트수지가유동하기시작하는 150 로정하였다. 상한온도를폴리에스테르수지의융점으로규정한것은, 폴리에스테르수지의융점을넘으면, 필름이용해하기때문에필름표면의수지가유동하여필름의표면이거칠어져서, 결과적으로외관을손상하게할뿐만아니라, 필름강도도저하하여이후의가공성에도영향을주기때문이다. 본출원의청구항 2에서, 열처리의하한온도를 ( 폴리에스테르수지의융점-30 ) 로더규정한것은, 이온도는융점에가깝기때문에열처리에서배향결정화가진행하기어려운온도영역이며, 가공성의관점으로부터더바람직한온도영역이기때문이다. 이로써더가공도가높은캔체 ( 최종성형체 ) 의제조가가능해진다. 열처리의방법에대하여는, 특히한정되는것은아니고, 전기로, 가스오븐, 적외로 ( 赤外爐 ), 인덕션히터등으로같은효과를얻을수있는것이확인되어있다. 또한, 가열속도, 가열시간은내부응력의완화에의한플러스효과와배향결정화에의한마이너스효과의쌍방을고려하여적절하게선택하면좋다. 가열속도는빠를수록효율적이며, 가열시간의기준은 15초 ~60초정도이다. 열처리종료후, 10초이내에글래스전이점이하의온도로냉각하는것은, 냉각중에가공성의저해요인으로되는구정 ( 球晶 ) 의발생을피하기쉽기때문이다. 본발명에서실시되는가공영역은, 둘레방향의축소와캔높이방향의신장이커짐으로해서, 캔높이방향으로의수지의배향이크게되기쉬운영역이다. 본발명에서규정하는고가공도의변형에수지층이따르기위해서는, 라미네이트강판의초기의배향도중요하게되는것이판명되었다. 즉, 2축연신등으로작성된필름은면방향으로배향하고있지만, 라미네이트후도배향이높은상태에있으면, 가공에따르지못하고, 파단에이른다. 이러한관점으로부터, 본발명에서는면배향계수를 0.06 이하로규정하였다. 또한, 본발명의라미네이트층에사용되는수지는, 디카르복실산과디올의축중합으로얻어진다. 그중에서도, 에틸렌글리콜및부틸렌글리콜로부터선택되는적어도 1종의디올과테레프탈산을중합의주성분으로하는수지인것이바람직하다. 여기서 중합의주성분 이란, 라미네이트층에사용되는수지의 70~100mol% 를차지하는것으로, 바람직하게는 85mol% 이상, 더바람직하게는 92mol% 이상이다. 이수지는, 디에틸렌글리콜, 시클로헥산디올및이소프탈산으로이루어지는군으로부터선택되는적어도 1종을부성분으로하는공중합체인것도적절하게사용할수있다. 더욱이이러한수지는모두, 면배향계수가 0.06 이하의폴리에스테르수지를주상으로하고, 또한그부상에, 주상과비상용 ( 非相溶 ) 이면서, 글래스이전점이 5 이하인수지를함유하는것이적절하고, 더바람직하게는 -20 이하이다. 면배향계수를상기와같이정한것은, 면배향계수가 0.06 초과로되면가공성이열화하는경향이있기때문이다. 폴리에스테르수지의수지종 ( 樹脂種 ) 을상기와같이정한것은, 수지의신장과강도의밸런스가본발명에서정하는가공에적절하기때문이다. 신장성이부족하는수지에서는, 본발명에서규정하는가공도로가공할수없고, 강도가부족한수지에서는금형과의슬라이딩에의해수지가파단하여버리는경우가있다. 또한상기수지를주상으로하고, 또한부상으로서, 주상과비상용이고, 글래스전이점이 5 이하인수지를함유하는것을정한것은, 비상용부분 ( 부상 ) 이변형함으로써배향그자체를완화하거나배향에의한내부응력을완화하거나하는효과가있기때문이다. 이때, 비상용부분 ( 부상 ) 은용이하게변형하는것이바람직하고, 이를 - 8 -

9 위해서는, 글래스전이점이 5 이하인수지가좋다. <58> <59> <60> <61> <62> <63> <64> <65> <66> <67> <68> <69> <70> <71> <72> <73> <74> <75> 상술의주상과비상용이고글래스전이점이 5 이하인수지로서는, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 및이러한산변성체 ( 酸變性體 ), 혹은아이오노머 (ionomer), 폴리-4-메틸펜텐-1, 폴리이소부틸렌, 폴리염화비닐리덴, 폴리아크릴산에틸, 폴리부타디엔등이예시되고, 이중에서, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 및이들의산변성체, 혹은아이오노머중에서선택되는일종이상을적합하게사용할수있다. 상술의효과를발현하려면, 주상과부상이혼합한혼합수지속의부상의체적비율은, 3vol% 이상 30vol% 이하가바람직하다. 3vol% 이상인편이부상의효과가발현되고쉽고, 30vo1% 이하인편이부상립 ( 副相粒 ) 이수지층안에서안정하게존재하기쉽게된다. 본발명으로규정하는라미네이트강판은, 수지층안에안료나윤활제, 안정제등의첨가제를부가하여사용하여도좋고, 본발명으로규정하는수지층에부가하여다른기능을갖는수지층을상층또는기반강판과의중간층에배치하여도좋다. 수지층의막두께는특히한정되지않지만, 10μm이상 50μm이하가바람직하다. 필름라미네이트의경우, 10μm 미만의필름비용은일반적으로고가로되고, 또한, 막두께는두꺼울수록가공성이뛰어나지만고가로되며, 50 μm를넘은경우는, 가공성에대한기여는포화하고, 고가로되기때문에있다. 본발명으로규정하는라미네이트강판은, 강판의적어도한면에본발명에서규정하는수지층이피복되어있으면좋다. 강판으로의라미네이트방법은특히한정되지않지만, 2축연신필름, 혹은무연신필름을열압착하게하는열압착법, T다이등을사용하여강판상에직접수지층을형성하게하는압출법등적절하게선택하면되고, 모두충분한효과를얻을수있는것이확인되어있다. 면배향계수가높은 2축연신필름을사용하여이러한라미네이트강판을작성하려면, 라미네이트시의온도를올려충분히배향결정을융해하면된다. 혹은, 압출법에의해작성된필름은, 거의무배향이므로, 이관점에서는적합하다. 마찬가지로, 강판에직접용해수지를라미네이트하는다이렉트라미네이트법도같은이유에서적합하게된다. 실시예 1 이하, 본발명의실시예에대해설명한다. 라미네이트강판의제작 두께 O.20mm인 T4CA의 TFS( 금속Cr층 : 120mg/m 2, Cr산화물층 : 금속Cr환산으로 10mg/m 2 ) 를사용하고, 이원판에대하여, 필름라미네이트법 ( 필름열압착법 ), 혹은다이렉트라미네이트법 ( 직접압출법 ) 을사용하여여러가지의수지층을형성하게하였다. 그리고, 필름라미네이트에대해서는, 2축연신필름을사용한것과무연신필름을사용한것의두방법을실시하였다. 금속판의양면에각각두께 25μm의필름을라미네이트하여, 라미네이트강판을제작하였다. 상기에서제작한라미네이트강판에피복된폴리에스테르수지필름의면배향계수를이하와같이하여산출하였다. 면배향계수의측정 아베굴절계를사용하고, 광원은나트륨 D선, 중간액은옥화메틸, 온도는 25 인조건에서굴절률을측정하며, 필름면의종방향굴절률 Nx, 필름면의횡방향굴절률 Ny, 필름의두께방향굴절률 Nz를구하여, 하기식으로면배향계수 Ns를산출하였다. 면배향계수 (Ns)=(Nx+Ny)/2-Nz 라미네이트강판의제조방법과제작한라미네이트강판의내용을표 1에나타낸다. 표 1에기재된수지종은다음과같다. PET: 폴리에틸렌테레프탈레이트 PET-I(12): 폴리에틸렌테레프탈레이트-이소프탈레이트공중합체 ( 이소프탈산공중합비율 12mol%) PET-I(5): 폴리에틸렌테레프탈레이트-이소프탈레이트공중합체 ( 이소프탈산공중합비율 5mol%) - 9 -

10 <76> <77> <78> <79> <80> <81> <82> <83> <84> <85> <86> <87> <88> <89> <90> <91> <92> <93> <94> <95> <96> <97> <98> <99> PET-PBT(60): 폴리에틸렌테레프탈레이트-부틸렌테레프탈레이트공중합체 ( 부틸렌테레프탈레이트공중합비율 60mol%) PET-DEG: 폴리에틸렌테레프탈레이트-디에틸렌글리콜공중합체 PET-CHDM: 폴리에틸렌테레프탈레이트-시클로헥산디올공중합체 PET-PE: 주상이 PET, 부상이폴리에틸렌 (Tg: -125 ) 으로함유량 15vol% PET-PP: 주상이 PET, 부상이폴리프로필렌 (Tg: -20 ) 으로함유량 13vol% PET-IO: 주상이 PET, 부상이아이오노머 ( 에틸렌불포화카르복실산공중합체 Zn중화물, Tg: -30 이하 ) 로함유량 14vol%. 라미네이트법은다음과같다. 필름열압착법 1: 2축연신법으로작성한필름을, 강판을 ( 수지의융점+10 ) 까지가열한상태에서, 닙롤로열압착하고, 이어서 7 초이내에수냉에의해냉각하였다. 필름열압착법 2: 무연신필름을, 강판을 ( 수지의융점+10 ) 까지가열한상태에서닙롤로열압착하고, 이어서 7초이내에수냉에의해냉각하였다. 직접압출법 : 수지펠렛 (pellet) 으로압출기로혼련, 용융하게하고, T다이로부터, 주행중의강판상에공급하여피복하며, 이어서수지피복된강판을 80 의냉각롤에서닙냉각하게하고, 또한, 수냉에의해냉각하였다. 비교예의도장강판은, 에폭시계열경화수지를도포하고, 220 에서 10분가열하여두께 8μm의도막을형성하였다. 캔체성형 제작한공시강판 ( 供試鋼板 ) 을사용하고, 도 1에나타낸제조공정에준하여, 이하의순서로캔체 ( 최종성형체 ) 를제작하였다. 중간성형체 ( 공정C) 및최종성형체 ( 공정D) 의형상을표 2에나타낸다. 공정A의드로잉가공은 5단계로행하고, 공정D의축경가공은 7단계로행하였다. 열처리는공정A~ 공정D의도중단계에서행하고, 적외선식가열로를사용하여캔체를가열하며, 열처리종료후수냉하였다. 열처리의타이밍 ( 열처리실시때의캔체의가공도 ) 및열처리조건을표 3에나타낸다. 표 2에서, 최종성형체 ( 공정D) 의 h, r, d, ha, hc, R는, 각각최종성형체의개구단부까지의높이, 캔체 (2) 의반경, 넥형상부 (3) 의반경, 캔체 (2) 의높이, 넥형상부 (3) 의높이, 최종성형체와중량이등가로되는성형전의원형상판블랭크의반경이다 ( 도 1 참조 ). 원형상판블랭크의반경 R은, 다음과같이하여구하였다. 성형전의블랭크시트의중량및트리밍공정후의최종성형체의중량을측정하고, 이측정결과에근거하여, 최종성형체와중량이등가로되는성형전블랭크시트의반경을구하고, 이반경을최종성형체와중량이등가로되는성형전의원형상판블랭크의반경 R로하였다. 1) 블랭킹 ( 블랭크시트의직경 : 66 및 82mmφ) 2) 드로잉가공및아이어닝가공 (ironing process)( 공정A) 5단의드로잉가공에서, 캔체의반경 r, 높이 h가, r/r: 0.23~O.47, h/(r-r): 1.50~3.05의범위인캔체 ( 중간성형체 ) 를제작하였다. 또한, 소정의캔체를제작하기위해서, 적절하게, 아이어닝가공도병용하였다. 3) 캔바닥부의돔형상가공 ( 공정B) 캔바닥부에, 깊이 6mm의반구 ( 半球 ) 형상의장출 ( 張出 ) 가공을행하였다. 4) 트리밍가공 ( 공정C) 캔상단부를 2 mm정도트리밍하였다

11 <100> <101> <102> <103> <104> <105> <106> <107> <108> <109> <110> <111> <112> <113> <114> <115> <116> <117> <118> <119> <120> <121> <122> <123> <124> <125> <126> 5) 원통상부의축경가공 ( 공정D) 원통상부에축경가공을하되, 구체적으로는, 내면테이퍼형상의다이에개구단부를압착하여축경을행하는다이넥방식으로실시하여, 표 2에나타낸최종적인캔체형상의캔체를제작하였다. 상기순서로제작한캔체의필름층의밀착성, 가공성, 외관을이하와같이하여평가하였다. 평가결과를표 3에아울러기재하였다. 밀착성시험 캔체를, 둘레방향의폭이 15mm가되도록캔높이방향으로대략직사각형으로전단 ( 剪斷 ) 하고, 그캔높이방향으로바닥면으로부터 1Omm의위치를, 둘레방향으로직선향상으로, 강판만을전단하였다. 결과, 전단위치를경계로캔높이방향바닥면측에 10mm부분과잔여의부분으로이루어지는시험편이작성되었다. 10mm의부분에폭 15mm, 길이 60mm의강판을연결하고 ( 용접 ), 60mm 강판부분으로, 잔여부분의필름을파단위치로부터 10mm정도박리하게한다. 필름을박리한부분과 60mm 강판부분을파지여유로하여 180도방향으로박리시험을실시하였다. 관측된박리강도의최소치를밀착성의지표로하였다. ( 박리강도 ) 4N/15mm 미만 : 4N/15mm 이상 : 필름가공성평가 캔상단으로부터 10 mm의위치를중심으로, 15mmφ의소창 ( 小窓 ) 을형성한씨일을부착하여, 측정면적이 15mmφ 가되도록하였다. 다음으로, 소창부분을전해액 (KC1: 5% 용액, 온도는상온 ) 에담그어, 강판과전해액간에 6.2V가전압을걸었다. 이때측정되는전류치에따라아래와같이평가하였다. ( 전류치 ) 0.1mA이하 : 0.1mA 초과, 1.0mA 이하 : 1.OmA 초과 : 외관평가 제작된캔의넥형상부의외관을육안평가하였다. 표면이거친것으로확인되었을경우 : 표면이거친것으로확인되지않은경우 : 평가결과 캔체 C1~C12 및 C14~C30는, 본발명의실시예이며, 필름밀착성, 가공성및외관이모두양호하다. 캔체 C13은, 본발명의실시예이지만, 냉각시간이제3 발명범위를벗어난예이다. 필름가공성, 밀착성및외관이모두합격이지만, 가공성의평가는 이었다. 캔체 C31는, 수지층에본발명범위이외의열경화성의도료를도포한것이다. 가공성, 밀착성및외관의모두가 이었다. 캔체 C32는, 열처리온도가본발명범위상한을벗어나는것이다. 외관이 이었다. 캔체 C33~C35는, 열처리의타이밍이본범위의규정을벗어는것이다. 가공성의평가는 이고, 밀착성의평가는 이었다. 캔체 C36는, 면배향계수가본발명범위를벗어나는것이다. 필름가공성이 이었다. 캔체 C37는, 열처리온도가본발명범위하한을벗어나는것이다. 필름밀착성이 이었다. 본발명의방법에의하면, 라미네이트강판을소재하여, 수지층의박리와파단이없고또한고가공도인 2피스캔용캔체를제조할수있다. 본발명의 2피스캔용캔체는, 에어로졸캔등과같은가공도가높은 2피스캔의캔

12 체로서적합하게사용할수있다. 표 1 <127>

13 표 2 <128>

14 표 3 <129> <130> 산업상이용가능성본발명의방법에의하면, 고가공도를가지면서수지층의박리와파단이없는, 라미네이트강판제의 2피스캔용캔체를제조할수가있다. 라미네이트강판은, 염가이면서얇아도강도가높은주석도금강판이나틴프리스틸등의강판에수지필름을피복한것이기때문에, 에어로졸캔등과같은가공도가높은 2피스캔의캔체등을, 고강도나고내식성등을겸비하게하면서염가로제공할수가있다. 따라서, 산업적인의의는매우크다. <26> 도면의간단한설명 도 1 은, 본발명의캔체의제조공정의일실시형태를설명하는도이다

15 도면 도면

항은 발명의 상세한 설명에는 그 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자 (이하 통상의 기술자 라고 한다)가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 그 발명의 목적 구성 및 효과를 기재하여야 한다고 규정하고 있다. 이는 특허출원된 발명의 내용을 제 3자가 명세서만으로

항은 발명의 상세한 설명에는 그 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자 (이하 통상의 기술자 라고 한다)가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 그 발명의 목적 구성 및 효과를 기재하여야 한다고 규정하고 있다. 이는 특허출원된 발명의 내용을 제 3자가 명세서만으로 대 법 원 제 2 부 판 결 사 건 2013후518 권리범위확인(특) 원고, 상고인 코오롱인더스트리 주식회사 소송대리인 변리사 경진영 외 2인 피고, 피상고인 토요보 가부시키가이샤(변경 전: 토요 보세키 가부시키가이샤) 소송대리인 변호사 박성수 외 4인 원 심 판 결 특허법원 2013. 1. 25. 선고 2012허6700 판결 판 결 선 고 2015. 9.