DE69833820T2

DE69833820T2 - Leicht zu öffnendes Dosenende

Info

Publication number: DE69833820T2
Application number: DE69833820T
Authority: DE
Inventors: Yuji Kawasaki-ku Yamasaki; Masatoshi Kawasaki-ku Kurihara; Masahisa Kawasaki-ku Fujikake; Yoshinori Kawasaki-ku Yomura; Reiko Kawasaki-ku Sugihara; Yutaka Kawasaki-ku Mihara
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1997-08-12
Filing date: 1998-08-12
Publication date: 2006-11-30
Anticipated expiration: 2018-08-13
Also published as: EP0896929A3; EP0896929B1; US20020170913A1; EP0896929A2; US6837093B2; US20020005408A1; DE69833820D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein leicht zu öffnendes Dosenende, das für Getränkedosen und Nahrungsmitteldosen verwendet werden kann, welche Dosen durch Brechen des an dem Dosenende der Dose gebildeten Öffnungsabschnitts geöffnet werden, nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Leicht zu öffnende Dosenenden werden verbreitet als Deckel von Dosen verwendet, die verschiedene Arten von Getränken wie Bier, Saft und Kaffee enthalten, um die Dose durch Brechen des an dem Dosenende gebildeten Abschnitts mittels Pressen des Öffnungsabschnitts mit dem Finger zu öffnen. Leicht zu öffnende Dosenenden werden grob in teilweise offenen Dosenenden, die hauptsächlich bei Getränkedosen verwendet werden, und vollständig offene Dosenenden, die hauptsächlich bei Nahrungsmitteldosen verwendet werden, aufgeteilt.
Die teilweise offenen Dosenenden werden ferner in Abziehstreifendosenenden und Verbleibstreifendosenenden unterteilt. 8 zeigt eine Draufsicht eines Beispiels der Abziehstreifendosenenden. Das Verfahren zum Öffnen des in 8 veranschaulichten Abziehstreifdosenendes wird nachfolgend angegeben. Das heißt, ein Streifen 3, der an der Mitte eines zentralen Panelabschnitts 8 befestigt ist, der aus einem Metallblech wie Stahl- oder Aluminiumblech als Teil eines Dosenendes 1 unter Einsatz eines Nietmechanismus 9 hergestellt ist, wird hochgezogen. Mit der entstehenden Kraft des Hebelgesetzes schiebt der Arbeitsrand des Streifens 3 einen Aufbruchöffnungsabschnitt 10 nach unten, um welchen eine Kerbe 2 zum Öffnen der Dose an dem zentralen Panelabschnitt 8 gebildet ist. Als Ergebnis hieraus wird die Kerbe 2 zum Öffnen der Dose durchbrochen. Ein weiteres Hochziehen des Streifens 3 führt zu einer Trennung des durchbrochenen Abschnittsstücks von dem Dosenende 1.
9 zeigt eine Draufsicht eines Beispiels der Verbleibstreifendosenenden. Das Verfahren zum Öffnen des in 9 veranschaulichten Verbleibstreifendosenendes wird nachfolgend angegeben. Das heißt, ein an der Mitte eines zentralen Panelabschnitts 8 befestigter Streifen 3, der ein Dosenende 1 unter Einsatz eines Nietmechanismus 9 bildet, wird hochgezogen. Mit der entstehenden Kraft des Hebelgesetzes schiebt das Arbeitsendes des Streifens 3 einen Durchbruchöffnungsabschnitt 10 nach unten, um welchen eine Nut 2 zum Öffnen der Dose an dem zentralen Panelabschnitt 8 gebildet ist. Als Ergebnis hieraus wird die Kerbe 2 zum Öffnen der Dose durchbrochen. Ein weiteres Hochziehen des Streifens 3 lässt das Brechen fortschreiten, wodurch ein Abschnitt des entstandenen, durchbrochenen Abschnittsstücks in die Dose geschoben wird, während das Stück mit dem Dosenende 1 verbunden gehalten wird.
Da das vollständig offene Dosenende eine Kerbe zum Öffnen der Dose entlang des äußeren Umfangs des Dosenendes besitzt, ermöglicht ein Hochziehen des an dem Panel nahe des äußeren Umfangs des Dosenendes befestigten Streifens, das sich das Öffnungsabschnittsstück von dem Dosenende trennt, wie in dem Falle des Abziehdosenendes.
Wie in der Veranschaulichung gemäß dem Stand der Technik in 10 veranschaulicht, wird die Bildung einer Kerbe zum Öffnen der Dosen in einem leicht zu öffnenden Dosenende im Stand der Technik durch Pressbearbeiten unter Einsatz eines Arbeitswerkzeugs 12 ausgeführt, das einen Messerkantenvorsprung mit einem spezifischen Profil des Öffnungsabschnitts besitzt, und durch Aufbringen einer schweren Last zum Bilden der Kerbe zum Öffnen der Dosen mit einer Kerbetiefe von der Hälfte oder mehr der Dicke der Dosenendplatte 13 von der oberen Fläche des Dosenendes, wodurch der Kerbe 11 ein V-förmiger Querschnitt gegeben wird.
Die Hochziehkraft der oben beschriebenen, herkömmlichen Streifen zum Öffnen der leicht zu öffnenden Dosen erfordert eine große Kraft, und ein Kind oder eine ältere Person kann die Dosen nicht leicht öffnen.
Es wurden verschiedene Mittel zum Lösen der oben beschriebenen Probleme vorgeschlagen, die beim Bilden einer Kerbe zum Öffnen der Dose durch Niederdrücken des Arbeitwerkzeugs, dass einen messerkantenförmigen Vorsprung besitzt, beispielsweise in JP-B-55-10454 (der Begriff „JP-B-„ bezeichnet hier eine „geprüfte japanische Patentveröffentlichung"), JP-B-3-71500, JP-B-3-71501. Alle diese Vorschläge konnten jedoch nicht ausreichend die Hochziehkraft des Streifens vermindern.
Ferner offenbaren JP-B-3-5890, JP-A-62-235053 (der Begriff „JP-A-„ bezeichnet hier eine „ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung") und JP-A-2-179329 Mittel zum Kombinieren der Dickenverminderungsbearbeitung und der Bearbeitung von innen des Dosenendes zum Vermindern der Hochziehkraft des Streifens. Auch diese Mittel vermindern nicht ausreichend die Hochziehkraft des Streifens.
JP-A-8-224626 offenbart Mittel zum Bilden einer Kerbe zum Öffnen der Dose mit einer anderen Form als einer V-förmigen Kerbe durch Kombinieren von Druck-, Zug- und Scherbearbeitungen. Diese Mittel setzen allerdings nicht eine Verzugsverhinderungspressplatte ein, so dass das Material in der Nähe des Ausformungsabschnitts einer Zugverformung während des Stands, Pressschritts unterworfen wird, der eine Verminderung der Blechdicke erzeugt, was zu einer verminderten Steifigkeit führt und es nicht ermöglicht, die Verformung auf den Kerbenabschnitt während des Öffnungsschritts zu konzentrieren und es nicht ermöglicht die Dosenöffnungskraft vollständig zu vermindern.
Da die Ausbildung einer Kerbe zum Öffnen der Dose unter Einsatz eines Bearbeitungswerkzeugs und unter schwerer Last einer Pressmaschine ausgeführt wird, induziert ein Dosenende, das aus einem Stahlblech hergestellt ist, welches durch eine Harzschicht auf beiden Seiten hiervon beschichtet ist, eine Beschädigung der Harzbeschichtungslagen auf beiden Seiten des Dosenendes während der Pressformphase, wodurch der Korrosionswiderstand der Dose verschlechtert wird. Um dementsprechend die Verschlechterung des Korrosionswiderstands zu verhindern, ist eine Reparaturbeschichtung nach dem Pressformen erforderlich, was eine übermäßige Menge von Arbeitsstunden und Kosten erfordert.
Kürzlich wurde ein Aluminium eingeführt, das keinen Rost erzeugt, selbst wenn die Harzbeschichtung beschädigt ist. Der Einsatz von Aluminium erhöht allerdings die Kosten und lässt ein Problem bei dem Ressourcenrecycling entstehen.
Als ein Mittel zum Lösen der oben beschriebenen Probleme, die beim Ausformen einer Kerbe zum Öffnen der Dose von einem Dosenende angetroffen werden, das aus oberflächenbehandeltem Stahlblech hergestellt ist, welches durch eine Harzschicht beschichtet ist, wurde ein Verfahren zum Ausformen einer Kerbe zum Öffnen der Dosen durch ein Verbundextrusionsverfahren in JP-A-6-115546, JP-A6-115547 und JP-A-6-115548 offenbart. Gemäß dieser Offenbarung wird die Kerbe zum Öffnen der Dose durch das Verbundextrusionsverfahren derart ausgeformt, dass die aufgebrachte Harzschicht nicht beschädigt wird und keine Reparaturbeschichtung erforderlich ist. Die Offenbarung gibt allerdings keine ausführliche Beschreibung der Arbeitsbedingungen der Verbundextrusion und der Kerbenform an, so dass es schwierig ist, die Reproduzierbarkeit der stabilen Kerbe zum Öffnen der Dose zu beurteilen.
JP-A-8-99140 offenbart ein Verfahren zum Ausformen einer Kerbe durch Heißbearbeitung zwischen einer oberen und einer unteren Matrize mit einem Schulterradius im Bereich von 0,1 bis 1,0 mm zum Erzielen einer Dicke an dem dünnsten Abschnitt von der Hälfte oder weniger der ursprünglichen Dicke. Der Einsatz von Matrizen mit einem Radius im Bereich von 0,1 bis 1,0 mm ist wirksam gegen eine Beschädigung der Harzbeschichtungslage. Die Dosenöffnungskraft wird durch den Absolutwert der Dicke an dem dünnsten Abschnitt bestimmt, so dass selbst Werte der Dicke von weniger als die Hälfte der ursprünglichen nicht notwendigerweise eine gute Dosenöffnenbarkeit ergeben.
Die geprüfte japanische Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. 63-40439 offenbart die Ausformung einer Konkavität zur Fingereinfügung unter dem Fingergreifabschnitt des Streifens und an dem zentralen Panelabschnitt, um den Spalt zwischen dem zentralen Panelabschnitt des Dosenendes und dem Fingergreifabschnitt des Streifens zum Sicherstellen eines leichten Einfügens der Finger und eines leichten Haltens des Fingergreifabschnitts zu verbreitern. Die ungeprüfte japanische Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. 5-40133 offenbart eine Struktur zum leichten Einfügen eines Fingers in einen Spalt zwischen einem zentralen Panelabschnitt des Dosenendes und dem Fingergreifabschnitt des Streifens und zum leichten Halten des Fingergreifabschnitts. Gemäß der Offenbarung ist ein Streifen durch einen Niet auf eine Weise befestigt, dass der Streifen in der Lage ist, zu rotieren, ums sich von einer nichtöffnenbaren Position mit einem Versatz zwischen der zentralen Achse des Streifens und der zentralen Achse des Aufbrechabschnitts in eine öffenbare Position mit zusammenfallenden zentralen Achsen dazwischen zu bewegen, so dass der Fingergreifabschnitt des Streifens durch einen sich verjüngenden Vorsprung angehoben wird, der an dem zentralen Panelabschnitt zwischen dem Niet und dem Fingergreifabschnitt des Streifens gebildet ist, und zwar während der Bewegung des Streifens von der nichtöffenbaren Position in die öffenbare Position.
Bei dem oben beschriebenen Dosenende stellt eine ausgeformte Konkavität zum Fingereinfügen oder ein ausgeformter, sich verjüngender Vorsprung ein leichtes Einfügen des Fingers in einen Spalt zwischen dem zentralen Panelabschnitt des Dosenendes und dem Fingergreifabschnitt der Lasche sowie ein leichtes Halten des Fingergreifabschnitts verglichen mit dem Dosenende, welches keine Konkavität oder keinen sich verjüngenden Vorsprung besitzt, sicher. Dennoch unterscheidet sich die Hochziehkraft zum Öffnen der Dose nicht zwischen diesen Fällen, so dass eine Verminderung der Dosenöffnungskraft nicht erzielt wird.
Aluminiumlegierungen werden in den letzten Jahren als Dosendeckel anstelle von Stahlblechen aufgrund der geringen Steifigkeit und der vorteilhaften Dosenöffenbarkeit verglichen mit den Stahlblechen verwendet. Der Einsatz von Aluminiumlegierungen ist allerdings nicht bevorzugt, da sie die Kosten gegenüber dem Fall von Stahlblechen erhöhen. Zusätzlich wird, wenn die Dosenschale aus einem Stahlblech hergestellt ist und nur der Dosendeckel aus einer Aluminiumplatte hergestellt ist, eine galvanische Zelle gebildet, wodurch die Korrosion der Dose in Abhängigkeit von den Inhalten der Dosen gefördert wird, was zu einem Auftreten eines Stiftlochs in kurzer Zeit führen kann. Ferner ist für eine effiziente Umsetzung des Ressourcenrecyclings, welches aus der Sicht der Bewahrung der globalen Umwelt gefördert wird, eine Dosenstruktur mit einem einzelnen oder einzigen Material bevorzugt. In dieser Hinsicht ist die Entwicklung einer leicht zu öffnenden Dose, die aus Stahlblech hergestellt ist und eine gute Öffenbarkeit sicherstellt, erwünscht.
In Antwort auf diese Probleme wurden Studien an Stahlblechen für Dosendeckel ausgeführt, um die Dosenöffenbarkeit der leicht zu öffnenden Dosendeckel aus Stahlblech im Hinblick auf das Basismaterial zu verbessern. Beispielsweise offenbart JP-A-62-142746 eine Technologie zum Verbessern der Dosenöffenbarkeit durch Begrenzen der Dicke, des Fließpunktes und der Zugfestigkeit eines Stahlblechs innerhalb eines spezifischen Bereichs. JP-B-4-14169 offenbart ein Herstellungsverfahren eines Dosendeckels zum Verbessern der Dosenöffenbarkeit durch Begrenzen der Zusammensetzung, der Dicke, des Fließpunktes und der Zugfestigkeit des Stahlblechs innerhalb eines spezifischen Bereichs. JP-A-62-142746 und JP-B-4-14169 berücksichtigen allerdings nicht die Materialqualitätsveränderung, die aus der Bearbeitungshärtung resultiert, welche in dem Kerbenbildungsschritt auftritt. Zusätzlich offenbart JP-B-3-57179 eine Technologie zum Verbessern der Dosenöffenbarkeit durch Unterdrücken der Festigkeitserhöhung an dem Kerbenbildungsabschnitt und durch Vermindern der Dehnung an dem Abschnitt durch die Begrenzung der Zusammensetzung und Härte (HR30T) des Stahlblechs in einen spezifischen Bereich. Eine Verminderung der Dehnung lässt allerdings das Problem entstehen, dass die Nietbearbeitung während des Deckelherstellungsschritts schwierig gemacht wird.
US-A-3,694,633 offenbart ein Verfahren zum Bilden geschwächter Bereiche an einem Endpanel einer leicht zu öffnenden Dose. Eine obere Matrize und eine untere Matrize, die beide eine gekrümmte Fläche besitzen, werden zum Ausformen der geschwächten Bereiche verwendet. Der Krümmungsradius zum Ausformen der Kerbe an der oberen Fläche und der Krümmungsradius zum Ausformen der Kerbe an der unteren Fläche liegen in der Größenordnung von 0,5 mm (0,02 Inch) bzw. 0,35 mm (0,014 Inch). Die in dieser Druckschrift offenbarte Dose besitzt ein vollständig offenes Ende, wenn die Dose geöffnet ist.
JP 09099945 A beschreibt einen leicht öffenbaren Dosendeckel. Ein Streifen mit einem Fingergreifabschnitt ist an einem Dosenendpanel angebracht. Der Streifen ist mit einem Niet an dem Dosenendpanel in einer um einen Abstand „a" von der Mitte des Dosenendes befestigt. Wenn D der Außendurchmesser des Dosendeckels ist, d der Innendurchmesser des Dosendeckels ist, 1 zwischen der Mitte des Streifenanschlages und dem Streifenabschnitt ist, L die Länge zwischen der Mitte des Streifenanschlages und der Spitze des Fingergreifanschlags ist, und θ der Winkel zwischen der Mittellinie des Streifens an der nichtöffenbaren Stelle und an einer öffenbaren Stelle ist, geltend die folgenden Beziehungen: (D – d)/2 < a < d/2 – l d – xl > L > d/2 – a –1 < θ < 1/(2 × a × L) × {(d/2)2 – (L2 + a2)}.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein leicht zu öffnendes Dosenende bereitzustellen, das eine ausgezeichnete Dosenöffenbarkeit besitzt, durch welches Dosenende die Dosenöffnungskraft stabil vermindert wird, und wobei ein Kind oder eine ältere Person in der Lage ist, die Dose leicht zu öffnen.
Diese Aufgabe wird durch ein leicht zu öffnendes Dosenende mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Querschnittsansicht eines Kerbenabschnitts, der an dem Dosenende gemäß Ausführungsform 1 gebildet ist.
2 ist eine weitere Querschnittsansicht eines Kerbenabschnitts, der an dem Dosenende gemäß Ausführungsform 1 gebildet ist.
3(a) ist eine Draufsicht eines leicht zu öffnenden Dosenendes vor einem Rotieren des Streifens gemäß der Ausführungsform 1.
3(b) ist eine Draufsicht eines leicht zu öffnenden Dosenendes nach einem Rotieren des Streifens gemäß Ausführungsform 1.
4 ist eine Erläuterungsansicht zum Veranschaulichen des Verfahrens eines Stoßtests.
5 ist eine Erläuterungsansicht zum Veranschaulichen der Position des Aufbringens eines Stoßes auf das Dosenende.
6 ist eine Draufsicht eines Zugteststücks.
7 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Dicke an dem dünnsten Abschnitt und der Zugfestigkeit der Testmuster zeigt.
8 ist eine Draufsicht eines Abziehstreifendosenendes.
9 ist eine Draufsicht eines Verbleibstreifendosenendes.
10 ist eine Erläuterungsansicht zum Veranschaulichen des herkömmlichen Verfahrens zum Bilden einer Kerbe zum Öffnen der Dose an einem leicht zu öffnenden Dosenende.
11 ist eine Draufsicht eines leicht zu öffnenden Dosenendes gemäß Ausführungsform 2.
12 ist eine Draufsicht eines leicht zu öffnenden Dosenendes nach einem Rotieren des Streifens und unmittelbar vor einem Öffnen der Dose gemäß Ausführungsform 2.
13 ist eine Querschnittsansicht eines Kerbenabschnitts, das an dem Dosenendpanel gemäß Ausführungsform 2 gebildet ist.
14 ist eine Querschnittsansicht eines weiteren Beispiels des Kerbenabschnitts, der an dem Dosenendpanel gemäß Ausführungsform 2 gebildet ist.
15 ist eine Erläuterungsansicht zum Veranschaulichen der Position des Aufbringens eines Stoßes auf ein Dosenende.
16 ist eine Querschnittsansicht eines Kerbenabschnitts, der an dem Dosenende gemäß Ausführungsform 3 gebildet ist.
17 ist eine weitere Querschnittsansicht eines Kerbenabschnitts, der an dem Dosenende gemäß Ausführungsform 3 gebildet ist.
18 ist eine Draufsicht eines leicht zu öffnenden Dosenendes gemäß Ausführungsform 3.
19 ist eine Erläuterungsansicht zum Veranschaulichen der Position des Aufbringens eines Stoßes eines Dosenendes.
20 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Dicke an dem dünnsten Abschnitt und der Zugfestigkeit der Testmuster gemäß Ausführungsform 3 zeigt.
21 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Spitzenradius der Matrize, der Blechdicke an dem dünnsten Abschnitt und der Beschädigung an der Beschichtungslage gemäß Ausführungsform 3 zeigt.
22 ist eine Draufsicht eines leicht zu öffnenden Dosenendes gemäß Ausführungsform 4.
23 ist eine Draufsicht eines leicht zu öffnenden Dosenendes nach einem Rotieren des Streifens und unmittelbar vor einem Öffnen der Dose gemäß Ausführungsform 4.
24 ist eine Querschnittsansicht eines Kerbenabschnitts, der an dem Dosenendpanel gemäß Ausführungsform 4 gebildet ist.
25 ist eine weitere Querschnittsansicht eines Kerbenabschnitts der an dem Dosenendpanel gemäß Ausführungsform 4 gebildet ist.
26 ist eine Diagramm, das die Beziehung zwischen der Blechdicke an dem Kerbenabschnitt und der Zugfestigkeit nach dem Bilden der Kerbe für einen Stahl A gemäß der Ausführungsform 5 zeigt.
27 ist eine Diagramm, das die Beziehung zwischen der Blechdicke an dem Kerbenabschnitt und der Zugfestigkeit nach einem Bilden der Kerbe für einen Stahl B gemäß der Ausführungsform 5 zeigt.
28 ist eine Querschnittsansicht eines Kerbenabschnitts, der an dem Dosenende gemäß Ausführungsform 6 gebildet ist.
29 ist eine weitere Querschnittsansicht eines Kerbenabschnitts, der an dem Dosenende gemäß Ausführungsform 6 gebildet ist.
30 ist eine Draufsicht eines leicht zu öffnenden Dosenendes, das an dem Dosenende gemäß Ausführungsform 6 gebildet ist.
31 ist eine Querschnittsansicht eines Kerbenabschnitts, der an dem Dosenende gemäß Ausführungsform 7 gebildet ist.
32 ist eine Querschnittsansicht eines Kerbenabschnitts, der an dem Dosenende gemäß Ausführungsform 7 gebildet ist.
33 ist eine Querschnittsansicht eines Kerbenabschnitts, der an dem Dosenende gemäß Ausführungsform 7 gebildet ist.
34 ist eine Querschnittsansicht eines Kerbenabschnitts, der an dem Dosenende gemäß Ausführungsform 8 gebildet ist.
35 ist eine Querschnittsansicht eines Kerbenabschnitts, der an dem Dosenende gemäß Ausführungsform 8 gebildet ist.
36 ist eine Draufsicht eines Dosenendes gemäß Ausführungsform 8 gebildet ist.
37 ist eine Draufsicht eines Dosenendes nach der Streifenrotation und unmittelbar vor dem Dosenöffnen gemäß Ausführungsform 8.
38 ist eine Querschnittsansicht eines Kerbenabschnitts, der an dem Dosenende gemäß Ausführungsform 9 gebildet ist.
39 ist eine Querschnittsansicht eines Kerbenabschnitts, der an dem Dosenende gemäß Ausführungsform 9 gebildet ist.
40 ist eine Draufsicht eines Dosenendes gemäß Ausführungsform 9.
41 ist eine Draufsicht eines Dosenendes nach der Streifenrotation und unmittelbar vor dem Dosenöffnen gemäß Ausführungsform 9.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die nachfolgenden Ausführungsformen und Beispiele, in denen das Endpanel nicht ein Stahlblech und Harzfilmlagen an einer oberen und einer unteren Fläche des Stahlblechs aufweisen, sind nicht Teil der Erfindung.
Ausführungsform 1
In der Vergangenheit wurde der Bruch einer Kerbe, der beim Öffnen der Dose auftritt, als Ergebnis einer Scherverformung betrachtet. Daher wurde die Gestalt der Kerbe zum Öffnen der Dose auf der Basis dieses Konzepts entworfen. Die durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung durchgeführte Studie zeigte allerdings, dass der Bruch der Kerbe zum Öffnen der Dose hauptsächlich durch Zugverformung, nicht durch Scherverformung, verursacht wird, und dass die wirksamste Weise zur Verminderung der Dosenöffnungskraft darin besteht, den Absolutwert der Dicke des dünnsten Abschnitts der Kerbe zum Öffnen der Dose zu minimieren.
Ausführungsform 1 wurde auf der Basis der obigen Feststellungen abgeschlossen. Ausführungsform 1 stellt ein leicht zu öffnendes Dosenende bereit, mit einer Kerbe, die einen spezifizierten Querschnitt und ein Endpanel mit einer spezifizierten Dicke an dem dünnsten Abschnitt hiervon besitzt.
Wenn die Kerbe an einer oberen Fläche oder einer unteren Fläche des Endpanels vorhanden ist, besitzt der Querschnitt der Kerbe eine gekrümmte Fläche mit einem Radius von 0,1 bis 1 mm, und das Endpanel besitzt eine Dicke von 0,025 bis 0,08 mm an dem dünnsten Abschnitt hiervon.
Wenn die Kerbe an einer oberen Fläche und einer unteren Fläche des Endpanels vorhanden ist, besitzt der Querschnitt der Kerbe eine gekrümmte Fläche mit einem Radius von 0,1 bis 1 mm, und das Endpanel besitzt eine Dicke von 0,025 bis 0,08 mm an dem dünnsten Abschnitt hiervon.
Ein Verfahren zum Herstellen des oben genannten, leicht zu öffnenden Dosenendes umfasst die Schritte des Bereitstellens einer oberen Matrize und einer unteren Matrize und des Pressformens eines Endpanels unter Einsatz der oberen Matrize und der unteren Matrize zum Bilden einer Kerbe an einer Fläche des Endpanels.
Wenn die Kerbe an einer oberen Fläche oder einer unteren Fläche des Endpanels gebildet wird, besitzt entweder die obere Matrize oder die untere Matrize eine gekrümmte Fläche mit einem Radius im Bereich von 0,1 bis 1 mm an dem Spitzenabschnitt hiervon, und die andere Matrize besitzt eine ebene Fläche an dem Spitzenabschnitt hiervon. Das Endpanel wird pressgeformt, um eine Kerbe an der oberen Fläche oder der unteren Fläche unter Einsatz der oberen Matrize und der unteren Matrize derart zu bilden, dass das Endpanel eine Dicke von 0,025 bis 0,08 mm an dem dünnsten Abschnitt hiervon besitzt.
Wenn die Kerben an einer oberen Fläche und einer unteren Fläche des Endpanels gebildet werden, besitzen die obere Matrize und die untere Matrize eine gekrümmte Fläche mit einem Radius im Bereich von 0,1 bis 1 mm an dem Spitzeabschnitt hiervon. Das Endpanel wird pressgeformt, um Kerben an der oberen Fläche und der unteren Fläche unter Einsatz der oberen Matrize und der unteren Matrize derart zu bilden, dass das Endpanel eine Dicke von 0,025 bis 0,08 mm an dem dünnsten Abschnitt hiervon besitzt.
Das leicht zu öffnende Dosenende gemäß Ausführungsform 1 und das Verfahren zum Herstellen desselben werden ausführlich unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
1 zeigt ein leicht zu öffnendes Dosenende gemäß Ausführungsform 1. 1 ist eine Querschnittsansicht der Kerbe zum Öffnen der Dose, die an dem Dosenende gebildet ist. Wie in 1 gezeigt, ist eine Kerbe 2 an der oberen Fläche 1a des Dosenendes 1 mit einer Dicke von t₀ gebildet, welche Kerbe 2 einen gekrümmten Querschnitt mit einem Radius ® im Bereich von 0,1 bis 1,0 mm und eine Dicke (t₀) an dem dünnsten Abschnitt 2a im Bereich von 0,025 bis 0,080 mm besitzt.
2 ist eine weitere Querschnittsansicht der Kerbe zum Öffnen der Dose, die an dem Dosenende gebildet ist. Wie in der Figur gezeigt, sind Kerben 2, 2 zum Öffnen der Dose an der oberen Fläche 1a und der unteren Fläche 1b des Dosenendes 1 mit einer Dicke von t₀ gebildet, welche Kerben 2, 2 gekrümmte Querschnitte mit einem Radius (R) im Bereich von 0,1 bis 1,0 mm besitzen, und Dickenwerte (t_s) an dem dünnsten Abschnitt 2a im Bereich von 0,025 bis 0,080 mm besitzen.
Aufgrund der Kerbe 2 mit einer gekrümmten Form mit dem Radius (R) an der oberen Fläche 1a oder sowohl an der oberen Fläche 1a und der unteren Fläche 1b des Dosenendes 1 wird die Dosenöffnungskraft stabil auf ein Niveau vermindert, dass ein Kind oder eine ältere Person in der Lage ist, die Dose leicht zu öffnen, während die Erzeugung eines Stoßbruchs verhindert wird.
Für den Fall, dass die Kerbe 2 zum Öffnen der Dose nur an der oberen Fläche 1a des Dosenendes 1 gebildet ist, vorausgesetzt, dass der Radius (R) des Bodenquerschnitts der Kerbe 2 zum Öffnen der Dose geringer ist als 0,1 mm, oder für den Fall, dass die Kerbe 2 des Bodenquerschnitts sowohl an der oberen Fläche 1a als auch an der unteren Fläche 1b des Dosenendes gebildet ist, vorausgesetzt, dass der Bodenquerschnittsradius (R) jeder Kerbe 2 kleiner oder gleich 0,1 mm ist, verschlechtert sich die Bearbeitungsgenauigkeit der Matrizen zum Bilden der oben beschriebenen Kerbe 2 an dem Dosenendpanel, und der Verschleiß der Matrize, der durch die Ausformungsarbeit verursacht wird, tritt zu einem frühen Bearbeitungszeitpunkt auf, so dass ein Problem eines schwierigen Aufrechterhaltens der Matrizenform während aufeinander folgender Ausformungszyklen entsteht.
Wenn andererseits der Bodenquerschnittsradius (R) der oben beschriebenen Kerbe 2 zum Öffnen der Dose 1,0 mm überschreitet, nimmt die Fläche des Abschnitts mit geringer Dicke an dem Dosenende 1 zu, wodurch die Bruchposition des Öffnungsabschnitts instabil gemacht wird, was zu einer schlechten Form der Öffnung führt und ein Problem eines erhöhten „Durchhängens" induziert, oder ein Abschnitt des durchbrochenen hängt darunter. Es ist ebenso praktisch unmöglich, eine Kerbe 2 zum Öffnen der Dose mit Breiten zu bilden, die größer sind als 1,0 mm, an einem Dosenendpanel mit einem begrenzten Raum.
Falls die Dicke des dünnsten Abschnitts 2a an der Kerbe 2 zum Öffnen der Dose geringer ist als 0,025 mm, kann das Dosenendpanel durchbrochen werden. Falls eine Dose mit dieser Art von Dosenendpanel herunterfällt oder einem äußeren Stoß unterworfen wird, kann der Öffnungsabschnitt durchbrochen werden. Falls andererseits die Dicke des dünnsten Abschnitts 2a der Kerbe 2 zum Öffnen der Dose 0,08 mm überschreitet, entsteht ein Problem, dass eine große Dosenöffnungskraft benötigt wird.
Dementsprechend muss die Bodenquerschnittsform der Kerbe zum Öffnen der Dose, die an der oberen Fläche oder an der unteren Fläche des Dosenendes gebildet ist, eine gekrümmte Fläche mit einem Radius im Bereich von 0,1 bis 1,0 mm und mit einer Dicke an dem dünnsten Abschnitt im Bereich von 0,025 bis 0,080 mm besitzen, und die Bodenquerschnittsform zum Öffnen der Dose, die auf jeder Seite des Dosenendes gebildet ist, muss eine gekrümmte Fläche mit einem Radius im Bereich von mehr als 0,1 mm und nicht mehr als 1,0 mm und einer Dicke an dem dünnsten Abschnitt im Bereich von 0,025 bis 0,80 mm besitzen. Vom Standpunkt des Aufrechterhaltens der Form beträgt der Krümmungsradius der Kerbe zum Öffnen der Dose bevorzugt 0,1 mm oder mehr.
Das in 1 beschriebene Dosenende kann unter Einsatz eines Paares von Matrizen gebildet werden, von denen eine eine gekrümmte Fläche mit einer Spitze in einer gekrümmten Fläche mit einem Radius im Bereich von 0,1 bis 1,0 mm besitzt, und von denen die andere eine ebene Fläche besitzt, und zwar durch Aufbringen eines Pressformverfahrens auf ein Dosenendpanel in einer Form mit einer Dicke an dem dünnsten Abschnitt im Bereich von 0,025 bis 0,080 mm. Das in 2 beschriebene Dosenende kann unter Einsatz eines Matrizenpaares gebildet werden, von denen beiden eine gekrümmte Fläche mit einer Spitze in einer gekrümmten Fläche mit einem Radius im Bereich von mehr als 0,1 mm und nicht mehr als 1,0 mm besitzen, und zwar durch Aufbringen des Pressformverfahrens auf eine Dosenendpanel in eine Gestalt mit einer Dicke an dem dünnsten Abschnitt im Bereich von 0,025 bis 0,080 mm. Der Grund, dass die Abmessungen und die Form der Matrizen wie oben beschrieben ausgewählt sind, besteht darin, eine Kerbe zum Öffnen der Dose zu bilden, welche die oben beschriebenen Abmessungen an dem Dosenende besitzt. Der Grund zum Begrenzen der Abmessungen und der Form der Kerbe zum Öffnen der Dose ist oben beschrieben.
Das Dosenende mit einer Kerbe zum Öffnen der Dose mit der oben beschriebenen, krummflächigen Querschnittsform gemäß der vorliegenden Erfindung ist sowohl das in 8 gezeigte Abziehstreifendosenende als auch auf das in 9 gezeigte Verbleibstreifendosenende anwendbar.
Falls, wie in 3(a) gezeigt, der Streifen 3 an dem Dosenende 1 auf solche Weise angebracht ist, dass die Streifenbefestigungseinrichtung 4 in einer versetzten Position gegenüber der Mitte des Dosenendes 1 zu der gegenüberliegenden Seite des Öffnungsabschnitts 5 angebracht ist, um dem Streifen 3 zu ermöglichen, um die Streifbefestigungseinrichtung 4 zu rotieren, während der Abstand zwischen der Streifenbefestigungseinrichtung 4 an dem Streifen 3 und der Spitze des Streifens in gewissem Maß verglichen mit der herkömmlichen Länge erhöht wird, kann alternativ die erzeugte Kraft an dem Arbeitspunkt erhöht werden. Wenn bei dieser Konfiguration der Streifen 3 in die öffenbare Position rotiert wird, wie in 3(b) gezeigt, wird die Dosenöffnungskraft weiter vermindert, falls nur die Kerbe zum Öffnen der Dose mit der gekrümmten Form gemäß der vorliegenden Erfindung an dem Dosenende gebildet ist, an welchem das Drehen des Streifens 3 in eine öffenbare Position den Greifrand des Streifens 3 nach außerhalb des äußeren Umfangs des Dosenendes bringt.
Im allgemeinen sind die Materialien des Dosenendes Aluminiumblech oder oberflächebehandeltes Stahlblech, das mit einem Metall beschichtet ist, das eine Dicke im Bereich von 0,15 bis 0,30 mm besitzt.
Beispiel 1
Eine zinnfreies Stahlblech wurde aus einem dünnen Stahlblech mit einer Dicke von 0,25 mm und einer Zugfestigkeit von 440 MPa durch Bilden eine Chromatbeschichtungslage an der oberen Fläche hiervon hergestellt, welche Chromatbeschichtungslage aus einer chromierten Metallchromlage mit einem Beschichtungsgewicht von 120 mg/m² und einer Decklage aus Chromoxidhydrat und einem Beschichtungsgewicht von 15 mg/m² als Metallicchrom besteht. Auf das Stahlblech wurde ein Paar von Matrizen, von denen eine eine gekrümmte Fläche mit einem Spitzenradius im Bereich von 0,1 bis 1,0 mm besitzt, während die andere eine ebene Fläche besitzt, unter Einsatz des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebracht, wodurch das Dosenendpanel derart pressgeformt wurde, dass es eine Dicke an dem dünnsten Abschnitt im Bereich von 0,025 bis 0,80 mm besitzt, um die Kerbe zum Öffnen der Dose an der Fläche des Dosenendpanels zu bilden. Als Ergebnis hieraus wurden die Versuchsmuster Nr. 1 bis Nr. 11 für leicht zu öffnende Verbleibstreifendosenenden innerhalb eines durch die vorliegende Erfindung spezifizierten Bereichs hergestellt. (Nachfolgend werden diese Testmuster als Testmuster der vorliegenden Erfindung bezeichnet.)
Jedes der aus den oben beschriebenen Mustern gemäß der vorliegenden Erfindung und aus Vergleichsmustern hergestellten Dosenenden wurden an einer Schale einer 350 ml-Dose, die handelsüblich verfügbares Sodawasser enthält, angebracht, und die Dose wurde abgedichtet. Der Pop-Wert (kg) der Sodawasser enthaltenden Dose 6 (die Kraft, bei welcher der Öffnungsabschnitt des Dosenendes beginnt, sich unter einer spezifizierten Zugkraft, die auf den Streifen an der Dose aufgebracht wird, zu öffnen) wurde bestimmt. Ein Stoßbruch wurde durch die Anwesenheit/Abwesenheit eines Stoßbruchs bewertet, wenn eine Dose 6 aus 1 m oberhalb eines Betonbodens auf den Boden in einer geneigten Position der Dose mit nach unten gerichtetem Dosenende 1 herunterfallen gelassen wird, wie in 4 gezeigt, um eine Stoßkraft auf das Dosenende 1 in einer Einrichtung in 5 aufzubringen. Das Ergebnis ist ebenso in Tabelle 1 gezeigt. Wie in Tabelle 1 zu sehen ist, erzeugten die Vergleichstestmuster Nr. 1, 3, 5 bis 8 und 10, die geringere Dicken an dem dünnsten Abschnitt der gekrümmten Querschnittsform der Form zum Öffnen der Dose als dem Bereich der vorliegenden Erfindung besaßen, einen Stoßbruch. Die Vergleichstestmuster Nr. 2, 4, 9 und 11, die eine größere Dicke an dem dünnsten Abschnitt der Kerbe zum Öffnen der Dose als dem in der vorliegenden spezifizierten Bereich besaßen, ergaben große Pop-Werte im Bereich von 2,8 bis 3,0 kg und ergaben eine schlechte Dosenöffenbarkeit.
Die Vergleichstestmuster Nr. 14 und 16, die einen größeren Radius (R) der Kerbe zum Öffnen der Dose als im durch die vorliegende Erfindung spezifizierten Bereiche besaßen, ergaben niedrige Pop-Werte und erzeugten keinen Stoßbruch, jedoch ergaben eine schlechte Dosenöffenbarkeit. Die Vergleichstestmuster Nr. 12, 13 und 15, die einen größeren Radius (R) der Kerbe zum Öffnen der Dose und geringere Dickenwerte an dem dünnsten Abschnitt als dem durch die vorliegende Erfindung spezifizierten Bereich besaßen, erzeugten ein Stoßbruch und führten zu einer schlechten Öffnungsabschnittform.
Im Gegensatz hierzu ergaben alle Muster der vorliegenden Erfindung Pop-Werte von 2,6 kg oder weniger und ergaben keinen Stoßbruch und ergaben eine gute Form des Öffnungsabschnitts.
Tabelle 1
Beispiel 2
Zwei Bleche aus zinnfreien Stahlblechen wurden aus zwei Blechen aus zinnfreien Stahlblechen mit einer Dicke von 0,25 mm und einer Zugfestigkeit von 290 MPa bzw. 440 MPa durch Bilden einer Chromatbeschichtungslage an einer oberen Fläche hiervon hergestellt, welche Chromatbeschichtungslage aus einer chromierten Metallchromlage mit einem Beschichtungsgewicht von 120 mg/m² und aus einer oberen Lage aus Chromoxidhydrat mit einem Beschichtungsgewicht von 15 mg/m² als Metallicchrom besteht. Auf das Metallblech wurde ein Paar von Matrizen, von denen eine eine gekrümmte Fläche mit einem Spitzenradius im Bereich von 0,1 mm bis 1,0 mm, während die andere eine ebene Fläche besitzt, unter Einsatz des Verfahrens gemäß der vorliegenden Beschreibung aufgebracht, wodurch die Testmuster 7 für einen Zugtest mit einer Kerbe 2 zum Öffnen der Dose wie in 6 gezeigt hergestellt wurden, von denen jedes unterschiedliche Dickenwerte an dem dünnsten Abschnitt hiervon besitzt. Die Beziehung zwischen der Dicke an dem dünnsten Abschnitt und der Zugfestigkeit des Testmusters 7 wurde bestimmt. Das Ergebnis ist in 7 angegeben. In der Figur bezeichnet das Symbol (O) das Testmuster mit einer Zugfestigkeit von 290 MPA, und das Symbol (⌷) bezeichnet das Testmuster mit einer Zugfestigkeit von 440 MPa.
Zum Vergleich wurden die Testmuster Nr. 1 bis 8 handelsüblich verfügbarer leicht zu öffnender Dosenenden mit einer herkömmlichen Kerbe zum Öffnen der Dose, die in Tabelle 2 gezeigt sind, getestet, um die Beziehung zwischen der Dicke an dem dünnsten Abschnitt und der Zugfestigkeit zu bestimmen. Das Ergebnis ist in 7 gezeigt.
Tabelle 2
Wie in 7 gezeigt, lagen die Werte der Zugfestigkeit der handelsüblich verfügbaren Testmuster in einem Bereich von 4 bis 6 kgf/mm, während die Zugfestigkeit der Testmuster gemäß der vorliegenden Erfindung Werte von etwa 2 bis etwa 5 kgf/mm für die Dicke an dem dünnsten Abschnitt im Bereich von 0,025 bis 0,80 mm ergaben, welche Werte niedriger sind als diejenigen der handelsüblich verfügbaren Dosen, so dass sie im Hinblick auf die Dosenöffenbarkeit überlegen sind.
Beispiel 3
Ein zinnfreies Stahlblech wurde aus einem dünnen Stahlblech mit einer Dicke von 0,25 mm und einer Zugfestigkeit von 440 MPa durch Bilden einer Chromatbeschichtungslage an der oberen Fläche hiervon hergestellt, welche Chromatbeschichtungslage aus einer chromierten Metallchromlage mit einem Beschichtungsgewicht von 120 mg/m² und aus einer oberen Lage aus Chromoxidhydrat mit einem Beschichtungsgewicht von 15 mg/m² als Metallchrom besteht. Auf das Metallblech wurde ein Paar von Matrizen, von denen beide eine gekrümmte Fläche mit einem Spitzenradius im Bereich von mehr als 0,1 und nicht mehr als 1,0 mm besitzt, aufgebracht, wodurch das Dosenendpanel unter Einsatz des Verfahrens gemäß der Erfindung pressgeformt wurde, um die Kerbe zum Öffnen der Dose an dem Dosenendpanel mit einer Dicke an dem dünnsten Abschnitt 0,025 bis 0,80 mm zu bilden. So wurden die Testmuster gemäß der vorliegenden Erfindung Nr. 12 bis 16 hergestellt, die in Tabelle 3 gezeigt sind.
Zum Vergleich wurde das zinnfreie Stahlblech unter Einsatz eines Paares von Matrizen, die beide eine gekrümmte Fläche besitzen und von denen mindestens eine außerhalb des durch die Ausführungsform 1 spezifizierten Bereichs im Hinblick auf den Radius der Kerbe zum Öffnen der Dose an der gekrümmten Fläche und/oder die Dicke an dem dünnsten Abschnitt hiervon ist, pressgeformt, wodurch eine Kerbe zum Öffnen der Dose gebildet wurde. Die hergestellten Vergleichstestmuster Nr. 17 bis 22 sind ebenso in Tabelle 3 gezeigt. Der Pop-Wert und die Anwesenheit/Abwesenheit der derart hergestellten Testmuster gemäß der vorliegenden Erfindung und der Vergleichstestmuster wurde bestimmt. Das Ergebnis ist in Tabelle 3 gezeigt.
Tabelle 3
Wie in Tabelle 3 zu erkennen ist, erzeugten die Vergleichstestmuster Nr. 17 und 18, die einen Krümmungsradius der Kerbe zum Öffnen der Dose an der oberen Fläche um denjenigen an der unteren Fläche innerhalb des durch die vorliegende Erfindung spezifizierten Bereichs besitzen, und die eine geringere Dicke an dem dünnsten Abschnitt als dem durch die vorliegende Erfindung spezifizierten Bereich besitzen, einen Stoßbruch.
Die Vergleichstestmuster Nr. 19 und 20, die den Krümmungsradius der Kerbe zum Öffnen der Dosen an der oberen Fläche und an der unteren Fläche innerhalb des durch die vorliegenden Erfindung spezifizierten Bereichs hatten, und die eine größere Dicke an dem dünnsten Abschnitt als dem durch die vorliegende Erfindung spezifizierten Bereich hatten, ergaben größere Pop-Werte von 2,8 kg oder mehr und zeigten eine schlechte Dosenöffenbarkeit.
Die Vergleichstestmuster Nr. 21 und 22, welche eine Dicke an dem dünnsten Abschnitt innerhalb des durch die vorliegende Erfindung spezifizierten Bereichs besaßen, und welche einen größere Krümmungsradius der Kerbe zum Öffnen der Dosen an der oberen Fläche und an der unteren Fläche als dem durch die vorliegende Erfindung spezifizierten Bereich besaßen, ergaben eine schlechte Form des Öffnungsabschnitts.
Im Gegensatz hierzu ergaben alle Muster gemäß der vorliegenden Erfindung Pop-Werte, erzeugten keinen Stoßbruch und zeigten eine gute Form des Öffnungsabschnitts.
Ausführungsform 2
Ausführungsform 2 stellt ein leicht zu öffnendes Dosenende bereit, umfassend: ein Endpanel mit einer oberen Fläche und einer unteren Fläche; eine Kerbe, die an zumindest einer Fläche der oberen Fläche und der unteren Fläche gebildet ist; einen Streifen mit einem Fingergreifabschnitt, wobei der Streifen an dem Dosenendpanel angebracht und um eine Streifenbefestigungseinrichtung rotierbar ist; und einen geneigten Vorsprung zum Anheben des Streifens nach oberhalb einer Höhe eines Nahtabschnitt, wenn der Streifen in eine Position zum Ermöglichen eines Öffnens der Dose rotiert wird.
Die Streifenbefestigungseinrichtung ist um einen Abstand „a", der in der folgenden Gleichung ausgedrückt ist, von der Mitte des Dosenendes zu der gegenüberliegenden Seite eines öffenbaren Abschnitts versetzt positioniert. (D – d)/2 < a < d/2 – l
Der Fingergreifabschnitt besitzt einen Abstand „L" von der Streifenbefestigungseinrichtung, wobei der Abstand „L" durch die folgende Gleichung definiert ist. d – l > L > d/2 – a
Der Streifen besitzt eine erste Mittellinie vor der Rotation hiervon und eine zweite Mittellinie an einer Öffnungsposition, wobei die erste Mittellinie und die zweite Mittellinie einen Winkel „θ" dazwischen besitzen, der in einem durch folgende Gleichung definierten Bereich liegt. –l < cosθ < 1/(2 × a × L)×{(d/2)2 – (L2 + a2)}.
In den obigen Gleichungen ist „a" der Abstand zwischen der Mitte der Streifenbefestigungseinrichtung und der Mitte des Dosenendes, „L" ist der Abstand zwischen der Mitte der Streifenbefestigungseinrichtung und dem Fingergreifabschnitt des Streifens, „l" ist der Abstand zwischen der Streifenbefestigungseinrichtung und einem Streifenarbeitsabschnitt, „θ" ist der Winkel zwischen der Mittellinie des Streifens vor der Rotation und der Mittellinie an der Öffnungsposition, „d" ist der Innendurchmesser des Dosenendes, und „D" ist der Außendurchmesser des Dosenendes.
Wenn die Kerbe an einer oberen Fläche oder einer unteren Fläche des Endpanels vorhanden ist, besitzt der Querschnitt der Kerbe eine gekrümmte Fläche mit einem Radius von 0,1 bis 1 mm, und das Endpanel besitzt eine Dicke von 0,025 bis 0,12 mm an dem dünnsten Abschnitt hiervon.
Wenn die Kerbe an einer oberen Fläche und einer unteren Fläche eines Endpanels vorhanden ist, besitzt der Querschnitt der Kerbe eine gekrümmte Fläche mit einem Radius von mehr als 0,1 bis 2 mm, und das Endpanel besitzt eine Dicke von 0,025 bis 0,12 an dem dünnsten Abschnitt hiervon.
Das leicht zu öffnende Dosenende gemäß Ausführungsform 2 wird ausführlich unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.
11 zeigt eine Draufsicht eines leicht zu öffnenden Dosenendes gemäß der vorliegenden Erfindung, die einen Modus hiervon veranschaulicht. In der Figur bezeichnet „a" den Versatz zwischen der Mitte der Streifenbefestigungseinrichtung 4 und der Mitte des Dosenendes 1, „L" besteht den Abstand zwischen der Mitte der Streifenbefestigungseinrichtung 4 und der Spitze des Streifens 3, „l" bezeichnet den Abstand zwischen der Mitte der Streifenbefestigungseinrichtung 4 und der Spitze des Arbeitsabschnitts des Streifens 3, „θ" den Winkel zwischen der Mittellinie des Streifens vor einer Rotation und der Mittellinie nach einer Rotation des Streifens und vor einem Öffnen der Dose, „d" bezeichnet den Innendurchmesser des Dosenendes und „D" bezeichnet den Außendurchmesser des Dosenendes 1.
Gemäß Ausführungsform 2 ist die Mitte der Streifenbefestigungseinrichtung 4 um einen Versatz von „a", der die Gleichung (1) definiert ist, von der Mitte des Dosenendes 1 zur gegenüberliegenden Seite des Dosenöffnungsabschnitts versetzt. (D – d)/2 < a < d/2 – l (1)
Und der Abstand „L" zwischen der Mitte der Streifenbefestigungseinrichtung 4 und der Spitze des Streifens 3 ist durch die Gleichung (2) beschränkt, um sich länger als dem Stand der Technik zu erstrecken, wodurch der Abstand zwischen dem Stützpunkt der Hebelarbeit und dem Arbeitspunkt hiervon erhöht wird, was die erzeugte Kraft an dem Arbeitspunkt verglichen mit derjenigen des Standes der Technik erhöht. d – l > L > d/2 – a (2)
Falls allerdings eine Streifenbefestigungseinrichtung in der Mitte des Dosenendes 1 wie im Stand der Technik angebracht wird, kann er gesamte Streifen nicht innerhalb des Bereichs des zentralen Panelabschnitts gehalten werden, so dass die Leistung zum Stapeln, Lagern und Transportieren der Dosen signifikant verschlechtert wird. In dieser Hinsicht ist gemäß Ausführungsform 2 die Position der Streifenbefestigungseinrichtung 4 von der Mitte des Dosenendes 1 zur gegenüberliegenden Seite des Dosenöffnungsabschnitts innerhalb eines Bereichs der Gleichung (1) bewegt, und der Streifen 3 ist um einen Winkel von θ von der aus Gleichung (3) abgeleitet ist, um die Streifenbefestigungseinrichtung 4 rotiert. -l < cosθ < 1/(2 × a × L) × {(d/2)2 – (L2 + a2)} (3)
Durch Bewegen der Position der Streifenbefestigungseinrichtung 4 um „a" und durch Rotieren des Streifens 3 um einen Winkel „θ", ist der Gesamtstreifen in der Lage, innerhalb des Bereichs des zentralen Panelabschnitts 8 gehalten zu werden.
Zusätzlich wird, wie in 12 gezeigt, der Streifen 3 um die Streifenbefestigungseinrichtung 4 von der nichtöffenbaren Position in die öffenbare Position während des Dosenöffnungsschritts rotiert. Bei der einfachen Rotation kollidiert allerdings der Streifenrandabschnitt an den Nahtabschnitt im Umfang des Dosenendes, wodurch eine weitere Rotation des Streifens 3 verhindert wird. Um das Problem zu lösen, ist ein rampenförmiger Vorsprung 15 an dem zentralen Panelabschnitt 8 gebildet. Durch Hochziehen der Spitze des Streifens 3 nach oberhalb der Höhe des Nahtabschnitts wird es möglich, dass der Streifen 3 in die öffenbare Position rotiert.
Nachdem der Streifen 3 in die öffenbare Position auf diese Weise rotiert ist, kommt der Streifenaufnahmerand nach außerhalb des äußeren Umfangs des Dosenendes (oder des äußeren Umfangs des Nahtabschnitts), so dass ein Greifen und Halten des Streifens 3 mit einem Finger leicht ausführbar ist.
11 verwendet einen Niet als Einrichtung zum Halten des Streifens 3 in einer freien Drehwinkelbewegung. Die Einrichtung ist allerdings nicht auf den Niet beschränkt, und ein Streifenbefestigungseinrichtungsmaterial mit derselben Konstruktion kann an dem zentralen Panelabschnitt unter Einsatz eines Kraftmittels angebracht werden. Die Gestalt des Streifens 3 ist bevorzugt von dem Dosenende angehoben, um eine leichte Winkelbewegung und ein leichtes Fingergreifen zu ermöglichen.
Wie in 13 in einer Querschnittsansicht der Kerbe zum Öffnen der Dose zeigt, besitzt das Dosenende gemäß Ausführungsform 2 eine Kerbe 2 zum Öffnen der Dose an einer Fläche 1a des Dosenendes 1 mit einer Dicke von t₀, welche Kerbe 2 einen gekrümmten Querschnitt mit Werten des Radius (R) im Bereich 0,1 bis 1,0 mm besitzt, und Werte der Dicke (t_s) an dem dünnsten Abschnitt 6a in dem Bereich von 0,025 bis 0,120 mm besitzt.
14 zeigt ein weiteres, leicht zu öffnendes Dosenende gemäß Ausführungsform 2, welches die an dem Dosenende gebildete Kerbe zum Öffnen der Dose veranschaulicht. Wie in 14 zu sehen ist, sind die Kerben 2, 2 zum Öffnen der Dose mit einer gekrümmten Form eines Bodenquerschnitts an der oberen Fläche 1a und der unteren Fläche 1b des Dosenendes 1 mit einer Dicke von t₀ gebildet, welche Kerbe Radiuswerte (R) im Bereich von über 0,1 mm 1,0 mm besitzt, und Dickenwerte (t_s) an dem dünnsten Abschnitt 2a im Bereich von 0.025 bis 0,120 mm besitzt.
Da die Kerbe 2 zum Öffnen der Dose eine gekrümmte Form mit dem oben beschriebenen Radius (R) an der oberen Fläche 1a oder sowohl an der oberen Fläche 1a als auch an der unteren Fläche 1b des Dosenendes besitzt, wird zusammen mit dem Streifenmechanismus die Dosenöffnungskraft stabil auf ein Niveau vermindert, dass ein Kind oder eine ältere Person in der Lage ist, die Dose leicht zu öffnen, während die Erzeugung eines Stoßbruchs verhindert wird.
Für den Fall, dass die Kerbe 2 zum Öffnen der Dose nur an der oberen Fläche 1a des Dosenendes 1 gebildet ist, vorausgesetzt, dass der Radius (R) des Bodenquerschnitts der Kerbe 2 zum Öffnen der Dose geringer ist als 0,1 mm, oder für den Fall, dass die Kerbe 2 des Bodenquerschnitts sowohl an der oberen Fläche 1a als auch an der unteren Fläche 1b des Dosenendes gebildet ist, vorausgesetzt, dass der Bodenquerschnittsradius (R) jeder Kerbe 2 kleiner oder gleich 0,1 mm ist, verschlechtert sich die Bearbeitungsgenauigkeit der Matrizen zum Bilden der oben beschriebenen Kerbe 2 an dem Dosenendpanel, und der Abrieb der Matrizen, der durch die Formungsarbeit induziert wird, tritt zu einer frühen Bearbeitungszeit auf, so dass ein Problem einer Schwierigkeit beim Aufrechterhalten der Matrizenform während aufeinander folgender Ausformungszyklen entsteht.
Wenn andererseits der Bodenquerschnittsradius (R) der oben beschriebenen Kerbe 2 zum Öffnen der Dose 1,0 mm überschreitet, steigt die Fläche des Abschnitts mit geringer Dicke an dem Dosenende 1 an, wodurch die Bruchposition des Öffnungsabschnitts instabil wird, was zu einer schlechten Form der Öffnung führt und ein Problem eines erhöhten „Durchhängens" induziert, oder ein Abschnitt des durchbrochenen Abschnitts hängt nach unten. Es ist ebenso praktisch unmöglich, eine Kerbe 2 zum Öffnen der Dose mit Breiten von mehr als 1,0 mm an einem Dosenendpanel mit einem begrenzten Raum zu bilden.
Falls die Dicke des dünnsten Abschnitts 6a an der Kerbe 2 zum Öffnen der Dose geringer ist als 0,025 mm, kann das Dosenendpanel durchbrochen werden. Falls eine Dose mit dieser Art von Dosenendpanel herunterfällt oder einem äußeren Stoß unterworfen wird, kann der Öffnungsabschnitt durchbrochen werden. Falls andererseits die Dicke des dünnsten Abschnitts 6a der Kerbe 2 zum Öffnen der Dose 0,120 mm überschreitet, dann entsteht ein Problem, dass eine große Dosenöffnungskraft benötigt wird.
Dementsprechend muss die Bodenquerschnittsform der Kerbe zum Öffnen der Dose, die entweder an der oberen Fläche oder der unteren Fläche des Dosenendes gebildet ist, eine gekrümmte Fläche mit einem Radius im Bereich von 0,1 bis 1,0 mm besitzen und eine Dicke an dem dünnsten Abschnitt im Bereich von 0,025 bis 0,080 mm besitzen, und die Bodenquerschnittsform der Kerbe zum Öffnen der Dose, die an dem Dosenende gebildet ist, muss eine gekrümmte Fläche mit einem Radius im Bereich von mehr als 0,1 mm und nicht mehr als 1,0 mm und einer Dicke an dem dünnsten Abschnitt im Bereich von 0,025 bis 0,120 mm besitzen.
Das Dosenende, das eine Kerbe zum Öffnen der Dose mit der oben beschriebenen, krummflächigen Querschnittsform gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt, ist sowohl auf ein Abziehstreifendosenende als auch ein Verbleibstreifendosenende anwendbar.
Im allgemeinen sind die Materialien des Dosenendes metallbeschichtetes Stahlblech, das mit einer Harzbeschichtungslage laminiert ist, wobei eine Dicke des Metallblechs im Bereich von 0,15 bis 0,30 mm liegt.
Beispiel
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend weiter unter Bezugnahme auf ein Beispiel und ein Vergleichsbeispiel beschrieben.
Ein Dosenendpanel aus einem zinnfreien Stahlblech wurde aus einem dünnen Stahlblech mit einer Dicke von 0,25 mm und einer Zugfestigkeit von 440 MPa durch Bilden einer Chromatbeschichtungslage an der oberen Fläche hiervon gebildet, welche Chromatbeschichtungslage aus einer chromierten Metallchromlage mit einem Beschichtungsgewicht von 120 mg/m² und aus einer Decklage aus Chromoxidhydrat mit einem Beschichtungsgewicht von 15 mg/m² als Metallchrom besteht. Auf das Stahlblech wurde ein Paar von Matrizen aufgebracht, von denen eine eine gekrümmte Fläche mit einem Spitzenradius im Bereich von 0,1 bis 1,0 mm besitzt, während die andere eine ebene Fläche besitzt, wodurch das Dosenendpanel pressgeformt wurde, um eine Dicke an dem dünnsten Abschnitt im Bereich von 0,025 bis 0,120 mm zu ergeben, um die Kerbe zum Öffnen der Dose an der Fläche des Dosenendpanels zu bilden. Ein Streifen 3 mit einer in 11 gezeigten Struktur und mit den nachfolgend beschriebenen Abmessungen wurde an das so vorbereitete Dosenendpanel angebracht. Als Ergebnis hieraus wurden die Testmuster Nr. 1 bis Nr. 10 als leicht zu öffnende Verbleibstreifendosenenden innerhalb eines durch die vorliegende Erfindung spezifizierten Bereichs hergestellt, welche Muster in Tabelle 4 aufgelistet sind. (Nachfolgend werden diese Testmuster als Testmuster gemäß der Erfindung bezeichnet.)
Versatz zwischen der Mitte der Streifenbefestigungseinrichtung und der Mitte des Dosenendes (a): 5 mm.
Abstand zwischen der Mitte der Streifenbefestigungseinrichtung und dem Fingergreifabschnitt des Streifens (L): 25 mm.
Abstand zwischen der Mitte der Streifenbefestigungseinrichtung und dem Streifenarbeitsabschnitt (l): 10 mm.
Innendurchmesser des Dosenendes (d): 49 mm.
Außendurchmesser des Dosenendes (D): 53 mm.
Zum Vergleich wurde das oben beschriebene, zinnfreie Stahlblech unter Einsatz eines Paares von Matrizen pressgeformt, von denen eine eine Kerbe zum Öffnen der Dose an der gekrümmten Fläche hiervon mit einem Radius und/oder einer Dicke an dem dünnsten Abschnitt hiervon außerhalb des durch die vorliegende Erfindung spezifizierten Bereichs besitzt, und von denen die andere eine ebene Fläche zum Bilden einer Kerbe zum Öffnen der Dose an der oberen Fläche des Dosenendes besitzt, wodurch die Testmuster Nr. 1 bis Nr. 14 für leicht zu öffnende Verbleibstreifendosenenden hergestellt wurden, die ebenso in Tabelle 4 gezeigt sind. (Nachfolgend werden diese Testmuster als Vergleichstestmuster bezeichnet.) Die Länge (L) des Streifens war bei dem herkömmlichen Typ auf 17 mm eingestellt.
Tabelle 4
Jedes der für den oben beschriebenen Mustern gemäß der vorliegenden Erfindung und der Vergleichsbeispiele hergestellte Dosenende wurde an eine Schale einer 340 ml-Dose, die handelsüblich verfügbares Sodawasser enthält, angebracht, und die Dose wurde abgedichtet. Der Pop-Wert (kg) der Dose, die Sodawasser enthält (die Kraft bei welcher der Öffnungsabschnitt des Dosenendes beginnt sich unter einer spezifizierten Zugkraft zu öffnen, welche auf den Streifen an der Dosen angebracht wird) wurde bestimmt. Der Stoßbruch wurde durch die Anwesenheit/Abwesenheit eines Stoßbruchs bestimmt, wenn eine Dose von 1 m oberhalb eines Betonbodens auf den Boden in einer geneigten Position der Dose mit nach unten gerichteten Dosenende 1 fallengelassen wurde, wie in 15 gezeigt, um eine Stoßkraft auf das Dosenende 1 in einer Pfeilrichtung in 6 aufzubringen. Das Ergebnis ist ebenso in Tabelle 4 gezeigt.
Wie in Tabelle 4 zu erkennen ist, erzeugten die Vergleichstestmuster Nr. 1 bis 4, die eine geringere Dicke an dem dünnsten Abschnitt als dem Bereich gemäß Ausführungsform 2 besaßen, einen Stoßbruch. Die Vergleichstestmuster Nr. 5 bis 8, die eine größere Dicke an dem dünnsten Abschnitt als dem durch die Ausführungsform 2 spezifizierten Bereich besaßen, ergeben große Pop-Werte im Bereich von 2,8 bis 3,2 kg und zeigten eine schlechte Dosenöffenbarkeit, selbst unter Einsatz des Rotationsstreifens gemäß Ausführungsform 2. Die Vergleichstestmuster Nr. 9 und 10, die einen größeren Radius (R) der Kerbe zum Öffnen der Dose als dem Bereich gemäß der vorliegenden Erfindung besaßen, ergaben große Pop-Werte und zeigten keinen Stoßbruch, ergaben jedoch eine schlechte Dosenöffenbarkeit. Die Vergleichsmuster Nr. 11 bis 14, welche den herkömmlichen Streifen einsetzten, ergaben hohe Pop-Werte im Bereich von 2,8 bis 3,4 kg und zeigten eine schlechte Dosenöffenbarkeit, selbst wenn sie einen Radius (R) der Kerbe zum Öffnen der Dose durch die Ausführungsform 2 spezifizierten Bereichs besaßen.
Ausführungsform 3
Ausführungsform 3 stellt ein leicht zu öffnendes Dosenende bereit, das aufweist: eine Endpanel, das ein Stahlblech und Harzfilmlagen an einer oberen Fläche und einer unteren Fläche des Stahlblechs aufweist; und eine Kerbe, die an zumindest einer Fläche der oberen Fläche und der unteren Fläche des Endpanels gebildet ist. Die Kerbe besitzt einen Querschnitt mit einer gekrümmten Fläche mit einem Radius von 0,1 bis 1 mm, und das Endpanel besitzt eine Dicke von 0,025 bis 0,80 mm an dem dünnsten Abschnitt hiervon.
Ein Verfahren zum Herstellen des leicht zu öffnen Dosenendes umfasst die Schritte: Bereitstellen eines Endpanels mit einem Stahlblech und Harzfilmlagen an einer oberen Fläche und einer unteren Fläche des Stahlblechs; Bereitstellen einer oberen Matrize und einer unteren Matrize; und Pressformen des Endpanels unter Einsatz der oberen und der unteren Matrize zum Bilden einer Kerbe an der mindestens einen Fläche der oberen Fläche und der unteren Fläche des Endpanels.
Die mindestens eine der oberen Matrize und der unteren Matrize besitzt eine gekrümmte Fläche mit einem Radius im Bereich von 0,1 bis 1 mm an dem Spitzenabschnitt hiervon. Das Endpanel wird derart pressgeformt, dass das Endpanel eine Dicke von 0,025 bis 0,08 mm an dem dünnsten Abschnitt hiervon besitzt.
Das leicht zu öffnende Dosenende und das Verfahren zum Herstellen desselben gemäß Ausführungsform 3 werden nachfolgend ausführlich unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
16 zeigt die erste Art des in Anspruch 1 der vorliegenden Erfindung beschriebenen leicht zu öffnenden Dosenendes. 16 ist eine Querschnittsansicht der Kerbe zum Öffnen der Dose, die an dem Dosenende gebildet ist. In der ersten Art (Modus) besitzt, wie in der Figur gezeigt, das Dosenende eine Harzbeschichtungslage 8 auf beiden Seiten hiervon. Eine Kerbe 2 zum Öffnen der Dose ist an der oberen Fläche 1a des Dosenendes 1 gebildet, das durch die Harzschicht 8 auf beiden Seiten hiervon beschichtet ist und eine Dicke von t_o besitzt, welche Kerbe 2 einen gekrümmten Querschnitt mit einem Radius (R) im Bereich von 0,1 bis 1,0 mm besitzt und Dickenwerte t_s an dem dünnsten abschnitt 2a im Bereich von 0,025 bis 0,080 mm besitzt.
17 zeigt die zweite Art des in Anspruch 1 der vorliegenden Erfindung beschriebenen Dosenendes. 17 ist eine Querschnittsansicht zum Öffnen der Dose, die an dem Dosenende gebildet. In der zweiten Art (Modus) besitzt, wie in der Figur gezeigt, das Dosenende eine Harzbeschichtungslage 8 auf beiden Seiten hiervon. Kerben 2, 2 zum Öffnen der Dose sind an der oberen Fläche 1a und der unteren Fläche 1b des Dosenendes 1, die auf beiden Seiten hiervon durch eine Harzschicht beschichtet ist, jeweils gebildet, und besitzen eine Dicke von t_o, welche Kerbe 2 einen gekrümmten Querschnitt mit einem Radius (R) im Bereich von 0,1 bis 1,0 mm besitzt und Dickenwerte (t_s) an dem dünnsten Abschnitt 2a im Bereich von 0,025 bis 0,080 mm besitzt.
Aufgrund der Kerbe 2 zum Öffnen der Dose, welche eine gekrümmte Form mit dem oben beschriebenen Radius (R) an der oberen Fläche 1a oder sowohl an der oberen Fläche 1a als auch an der unteren Fläche 1b des Dosenendes 1 besitzt, wird die Dosenöffnungskraft stabil auf ein Niveau reduziert, das ein Kind oder eine ältere Person in der Lage ist, die Dose leicht zu öffnen, während die Erzeugung eines Stoßbruchs verhindert wird.
Wenn der Radius (R) zum Öffnen der Dose geringer ist als 0,1 mm, ist es schwierig, die Kerbe 2 zum Öffnen der Dose an dem Dosenendpanel zu bilden, ohne die Harzbeschichtungslage zu beschädigen. Falls andererseits der Radius (R) der Kerbe 2 zum Öffnen der Dose 1,0 mm überschreitet, steigt die Fläche des Abschnitts mit geringer Dicke an dem Dosenende 1 an, so dass die Bruchposition des Öffnungsabschnitts instabil wird, was zu einer ungleichmäßigen Öffnungsform führt und ferner ein Problem eines „Durchhängens" induziert, oder ein Abschnitt des durchbrochenen Abschnitts hängt darunter. Es wird ebenso praktisch unmöglich, eine Kerbe 2 zum Öffnen der Dose mit Breiten von mehr als 1,0 mm an einem Dosenendpanel mit einem begrenzten Raum zu bilden.
Falls die Dicke des dünnsten Abschnitts 2a an der Kerbe 2 zum Öffnen der Dose geringer ist als 0,025 mm, wird die Harzbeschichtungslage während der Ausformungsarbeit beschädigt, und das Dosenendpanel kann durchbrochen werden. Falls eine Dose mit dieser Art von Dosenendpanel herunter geworfen wird oder einem äußeren Stoß ausgesetzt wird, kann der Öffnungsabschnitt durchbrochen werden. Falls andererseits die Dicke an dem dünnsten Abschnitts der Kerbe 2 zum Öffnen der Dose 0,080 mm überschreitet, entsteht ein Problem, dass eine große Dosenöffnungskraft benötigt wird.
Dementsprechend muss die Querschnittsform der Kerbe zum Öffnen der Dose, die an mindestens einer der vorderen und unteren Flächen des Dosenendes gebildet ist, eine gekrümmte Fläche mit einem Radius im Bereich von 0,1 bis 1,0 mm und einer Dicke an dem dünnsten Abschnitt im Bereich von 0,025 bis 0,080 mm besitzen.
Das Dosenende gemäß Ausführungsform 3 kann unter Einsatz eines Paares von Matrizen gebildet werden, von denen mindestens eine der oberen und der unteren hiervon eine Spitze mit einer gekrümmten Fläche mit einem Radius im Bereich von 0,1 bis 1,0 mm besitzt, und durch Anwenden des Pressformverfahrens auf ein Dosenendpanel, das durch eine Harzschicht auf beiden Seiten hiervon beschichtet ist, in eine Gestalt mit einer Dicke an dem dünnsten Abschnitt im Bereich von 0,025 bis 0,080 mm. Der Grund, dass die Abmessungen und die Gestalt der Matrizen wie beschrieben ausgewählt sind, besteht darin, eine Kerbe zum Öffnen der Dose mit den oben beschriebenen Abmessungen an dem Dosenende zu bilden. Der Grund zum Begrenzen der Abmessungen und der Gestalt der Kerbe zum Öffnen der Dose ist oben beschrieben.
Der Einsatz eines Schmiermittels zum Pressformen des Dosenendpanels vermindert die Reibungskraft zwischen den Matrizen und dem Harz. Als Ergebnis hieraus wird die in dem Harz erzeugte Scherkraft gering, wodurch das Auftreten einer Trennung an der Schnittstelle zwischen dem Harz und dem Stahlblech unterdrückt wird.
Das Dosenende mit einer Kerbe zum Öffnen der Dose mit der oben beschriebenen, krummflächigen Querschnittsgestalt gemäß der vorliegenden Erfindung ist sowohl auf das in 9 gezeigte Abziehstreifendosenende als auch auf das in 10 gezeigte Verbleibstreifendosenende anwendbar.
Falls alternativ, wie in 18(a) gezeigt, der Streifen 3 an dem Dosenende 1 auf einer Weise angebracht ist, dass die Streifenbefestigungseinrichtung 4 in einer versetzten Position gegenüber der Mitte des Dosenendes 1 zu der gegenüberliegenden Seite des Öffnungsabschnitts 5 ist, um dem Streifen 3 zu ermöglichen, um die Streifbefestigungseinrichtung 4 zu rotieren, während der Abstand zwischen der Streifenbefestigungseinrichtung 4 an dem Streifen 3 und der Spitze des Streifens im gewissem Maß verglichen mit der herkömmlichen Länge erhöht wird, kann die erzeugte Kraft an dem Arbeitspunkt erhöht werden. Wenn bei dieser Konfiguration der Streifen 3 in die öffenbare Position rotiert wird, wie in 18(b) gezeigt, wird die Dosenöffnungskraft weiter vermindert, falls nur die Kerbe zum Öffnen der Dose mit der krummflächigen Gestalt gemäß der vorliegenden Erfindung an dem Dosenende gebildet ist, an welchem das Drehen des Streifens 3 in die öffenbare Position den Aufnahmerand des Streifens 3 nach außerhalb des äußeren Umfangs des Dosenendes bringt.
Im allgemeinen sind die Materialien des Dosenendes eine Aluminiumplatte oder ein oberflächebehandeltes Stahlblech, das mit einem Metall beschichtet ist, das eine Dicke im Bereich von 0,15 bis 0,30 mm besitzt.
Beispiel 1
Eine zinnfreies Stahlblech wurde aus einem zinnfreien Stahlblech mit einer Dicke von 0,25 mm und einer Zugfestigkeit von 440 MPa durch Bilden einer Chromatbeschichtungslage auf beiden Seiten hiervon hergestellt, welche Chromatbeschichtungslage aus einer chromierten Metallchromlage mit einem Beschichtungsgewicht von 120 mg/m² und einer Decklage aus Chromoxidhydrat mit einem Beschichtungsgewicht von 15 mg/m² als Metallchrom besteht. Auf beiden Seiten des so hergestellten zinnfreien Stahlblechs wurde ein thermisch schmelzender Polyesterfilm mit einer Dicke von 25 μm laminiert.
Auf das mit Polyester laminierte Stahlblech wurde ein Paar von Matrizen aufgebracht, von denen zumindest eine eine gekrümmte Fläche mit einem Spitzenradius im Bereich von 0,1 bis 1,0 mm besitzt, während die andere eine ebene Fläche besitzt, unter zwar Einsatz des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung. wodurch das Dosenendpanel mit oder ohne Einsatz von Schmiermittel pressgeformt wurde, um eine Dicke an dem dünnsten Abschnitt im Bereich von 0,025 bis 0,80 mm zum Bilden der Kerbe zum Öffnen der Dose an der Fläche des Dosenendpanels zu ergeben. Als Ergebnis hieraus wurden die Testmuster Nr. 1 bis Nr. 17 als leicht zu öffnende Verbleibstreifendosenenden innerhalb eines durch die vorliegende Erfindung spezifizierten Bereichs hergestellt. (Nachfolgend werden diese Testmuster als Testmuster gemäß der vorliegenden Erfindung bezeichnet.)
Zum Vergleich wurde das oben beschriebene, zinnfreie Stahlblech unter Einsatz eines Paares von Matrizen pressgeformt, von denen eine eine Kerbe zum Öffnen der Dose an der gekrümmten Fläche hiervon mit einem Radius und/oder einer Dicke an dem dünnsten Abschnitt hiervon außerhalb des durch die vorliegende Erfindung spezifizierten Bereichs besitzt, und von denen die andere eine ebene Fläche besitzt, und zwar mit oder ohne Aufbringen eines Schmiermittels hierauf, um eine Kerbe zum Öffnen der Dose an der oberen Fläche des Dosenendes zu bilden, wobei die hergestellten Vergleichstestmuster Nr. 1 bis 20 als leicht zu öffnende Verbleibstreifendosenenden ebenso in Tabelle 1 gezeigt sind.
Für jede der Muster gemäß Ausführungsform 3 und für jedes Vergleichsmuster wurden der Pop-Wert und die Anwesenheit/Abwesenheit einer Beschädigung an der Beschichtungslage, einer Trennung der Beschichtungslage und eines Stoßbruchs gemäß dem nachfolgend beschriebenen Verfahren bestimmt. Das Ergebnis ist ebenso in Tabelle 5 gezeigt. Der Pop-Wert (kg) wurde durch die Kraft bestimmt, bei welcher sich der Dosenendabschnitt unter einer konstanten Zugkraft, die auf den Streifen an dem Dosenende aufgebracht wird, beginnt zu öffnen. Ein Stoßbruch wurde durch die Anwesenheit/Abwesenheit eines Stoßbruchs bewertet, wenn eine Dose 6 von 1 m oberhalb eines Betonboden in einer geneigten Position der Dose mit dem Dosenende 1 nach unten gerichtet fallengelassen wird, um eine Stoßkraft auf das Dosenende 1 in einer Pfeilrichtung in 19 aufzubringen. Eine Beschädigung an der Beschichtungslage wurde durch die Anwesenheit/Abwesenheit von Rost nach dem Aufbringen eines spezifizierten Korrosionstests bewertet. Eine Trennung der Beschichtungslage wurde durch die Anwesenheit/Abwesenheit einer Trennung der Beschichtungslage bei einer Querschnittsbeobachtung bewertet.
Wie in Tabelle 5 zu erkennen ist, erzeugten die Vergleichstestmuster Nr. 1 bis 6, die einen geringeren Radius der gekrümmten Querschnittsform der Kerbe aus dem Bereich gemäß Ausführungsform 3 besaßen, eine Beschädigung der Beschichtungslage und eine Trennung der Beschichtungslage. Die Vergleichstestmuster Nr. 1 bis 5, die eine geringere Dicke an dem dünnsten Abschnitt als dem durch die vorliegende Erfindung spezifizierten Bereich besaßen, erzeugten einen Stoßbruch.
Die Vergleichstestmuster Nr. 7 und 8, die einen geringeren Radius der Kerbe zum Öffnen der Dose als dem Bereich gemäß der Erfindung besaßen und die eine größere Dicke an dem dünnsten Abschnitt als dem Bereich der Erfindung besaßen, ergaben einen hohen Pop-Wert von 2,8. Die Vergleichstestmuster Nr. 9 bis 12 und 14, die eine geringere Dicke an dem dünnsten Abschnitt als dem Bereich gemäß der Ausführungsform 3 besaßen, erzeugten eine Beschädigung an der Beschichtungslage, eine Trennung der Beschichtungslage und einen Stoßbruch. Die Vergleichstestmuster Nr. 13 und 15, die eine größere Dicke an dem dünnsten Abschnitt als die durch die vorliegende Erfindung spezifizierte besaßen, ergaben Pop-Werte von 2,8 oder mehr. Die Vergleichstestmuster Nr. 16 bis 20, die einen größeren Radius der Kerbe zum Öffnen der Dose als dem durch die Ausführungsform 3 spezifizierten Bereich besaßen, führten zu einer schlechten Gestalt des Öffnungsabschnitts. Die Vergleichstestmuster 16, 17 und 19, die eine geringere Dicke an dem dünnsten Abschnitt als dem Bereich gemäß der Ausführungsform 3 besaßen, erzeugten ein Stoßbruch.
Im Gegensatz hierzu ergaben alle Muster der Ausführungsform 3 Pop-Werte von 2,6 oder weniger und ergaben keine Beschädigung an der Beschichtungslage, keine Trennung der Beschichtungslage, keinen Stoßbruch und ergaben eine gute Gestalt des Öffnungsabschnitts.
Beispiel 2
Zwei Bleche aus zinnfreiem Stahlblech wurden aus zwei Blechen aus zinnfreiem Stahlblech jeweils mit einer Dicke von 0,25 mm und einer Zugfestigkeit von 290 MPa bzw. 440 MPa hergestellt, und zwar durch Bilden einer Chromatbeschichtungslage an einer oberen Fläche hiervon, welche Chromatbeschichtungslage aus einer chromierten Metallchromlage mit einem Beschichtungsgewicht von 120 mg/m² und einer Decklage aus Chromoxidhydrat mit einem Beschichtungsgewicht von 15 mg/m² als Metallchrom besteht. Das hergestellte, chromatbeschichtete Stahlblech wurde mit einem Film vom Thermoschmelztyp mit einer Dicke 25 μm laminiert.
Auf das laminierte Stahlblech wurde ein Paar von Matrizen aufgebracht, von denen eine eine gekrümmte Fläche mit einem Spitzenradius im Bereich von 0,1 mm bis 1,0 mm, während die andere eine ebene Fläche besitzt, und zwar unter Einsatz des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung, wodurch Testmuster 7 für einen Zugtest mit einer Kerbe 2 zum Öffnen der Dose wie in 20 gezeigt hergestellt wurden, von denen jedes unterschiedliche Dickenwerte an dem dünnsten Abschnitt hiervon besitzt. Die Beziehung zwischen der Dicke an dem dünnsten Abschnitt und der Zugfestigkeit des Testmusters 7 wurde bestimmt. Das Ergebnis ist in 6 angegeben. In der Figur bezeichnet das Symbol (o) das Testmuster mit einer Zugfestigkeit von 290 MPA, und das Symbol (⌷) bezeichnet das Testmuster mit einer Zugfestigkeit von 440 MPa.
Zum Vergleich wurden Testmuster Nr. 1 bis 8 handelsüblich verfügbarer, leicht zu öffnender Dosenenden mit einer herkömmlichen Kerbe zum Öffnen der Dose, die in Tabelle 6 gezeigt sind, getestet, um die Beziehung zwischen der Dicke an dem dünnsten Abschnitt und der Zugfestigkeit zu bestimmen. Das Ergebnis ist in 20 gezeigt.
Tabelle 6
Wie in 20 gezeigt, lagen die Werte der Zugfestigkeit der handelsüblich verfügbaren Testmuster in einem Bereich von 4 bis 6 kgf/mm, während die Zugfestigkeit der Testmuster gemäß der vorliegenden Erfindung die Werte von etwa 2 bis etwa 5 kgf/mm für die Dicke an dem dünnsten Abschnitt im Bereich von 0,025 bis 0,800 mm ergaben, welche Werte niedriger sind als diejenigen der handelsüblich verfügbaren Dosen, wodurch sie überlegen in der Dosenöffenbarkeit sind.
Beispiel 3
Ein zinnfreies Stahlblech wurde aus einem dünnen Stahlblech mit einer Dicke von 0,25 mm und einer Zugfestigkeit von 440 MPa durch Bilden einer Chromatbeschichtungslage an der oberen Fläche hiervon hergestellt, welche Chromatbeschichtungslage aus einer chromierten Metallchromlage mit einem Beschichtungsgewicht von 120 mg/m² und einer Decklage aus Chromoxidhydrat mit einem Beschichtungsgewicht von 15 mg/m² als Metallchrom besteht. Das hergestellte, chromatbeschichtete Stahlblech wurde mit einem Film vom Thermoschmelztyp mit einer Dicke von 25 μm laminiert. Auf das laminierte Stahlblech wurde ein Paar von Matrizen aufgebracht, von denen eine eine gekrümmte Fläche besitzt, während die andere eine ebene Fläche besitzt, wodurch das Dosenendpanel pressgeformt wurde, um die Kerbe zum Öffnen der Dose an der Fläche des Dosenendpanels zu bilden, während diesem ein variierender Spitzenradius auf einer Seite der Matrizen und verschiedene Werte der Dicke an dem dünnsten Abschnitt gegeben wurde. Die Anwesenheit/Abwesenheit einer Beschädigung an der Beschichtungslage während der Formungsphase wurde überprüft. Das Ergebnis ist in 21 gezeigt.
Wie in 21 zu erkennen ist, ergaben der Zustand des Spitzenradius der Kerbe zum Öffnen der Dosen im Bereich von 0,1 bis 1,0 mm und die Dicke an dem dünnsten Abschnitt von 0,025 bis 0,80 mm keine Beschädigung an der Beschichtungslage.
Ausführungsform 4
Ausführungsform 4 stellt ein leicht zu öffnendes Dosenende bereit, umfassend: ein Endpanel mit einem Stahlblech und Harzfilmlagen an einer oberen Fläche und einer unteren Fläche des Stahlblechs; eine Kerbe, die an mindestens einer Fläche der oberen Fläche und der unteren Fläche des Endpanels gebildet ist; einen Streifen mit einem Fingergreifabschnitt, wobei der Streifen an dem Dosenende angebracht und um eine Streifenbefestigungseinrichtung rotierbar ist; und einen geneigten Vorsprung zum Anheben des Streifens nach oberhalb einer Höhe eines Nahtabschnitts, wenn der Streifen in eine Position zum Ermöglichen eines Öffnens der Dose rotiert wird.
Die Streifenbefestigungseinrichtung ist um einen Abstand „a", der in der nachfolgenden Gleichung ausgedrückt ist, von der Mitte des Dosenendes zu der gegenüberliegenden Seite eines öffenbaren Abschnitts versetzt positioniert: (D – d)/2 < a < d/2 – l
Der Fingergreifabschnitt besitzt einen Abstand „L" von der Streifenbefestigungseinrichtung, wobei der Abstand „L" durch die folgende Gleichung definiert ist. d – l > L > d/2 – a
Der Streifen besitzt eine erste Mittellinie vor einer Rotation hiervon und eine zweite Mittellinie in einer Öffnungsposition, wobei die erste Mittellinie und die zweite Mittellinie einen Winkel „θ" dazwischen besitzen, der in einem durch folgende Gleichung definierten Bereich liegt. –l < cosθ < 1/(2 × a × L) × {(d/2)2 – (L2 + a2)}.
In den obigen Gleichungen ist „a" der Abstand zwischen der Mitte der Streifenbefestigungseinrichtung und der Mitte des Dosenendes, „L" ist der Abstand zwischen der Mitte der Streifenbefestigungseinrichtung und dem Fingergreifabschnitt des Streifens, „l" ist der Abstand zwischen der Mitte der Streifenbefestigungseinrichtung und einem Streifenarbeitsabschnitt, „θ" ist der Winkel zwischen der Mittellinie des Streifens vor einer Rotation und der Mittellinie an der Öffnungsposition, „d" ist der Innendurchmesser des Dosenendes, und „D" ist der Außendurchmesser des Dosenendes.
Die Kerbe besitzt einen Querschnitt mit einer gekrümmten Fläche mit einem Radius von 0,1 bis 1 mm, und das Dosenendpanel besitzt eine Dicke von 0,025 bis 0,12 mm an dem dünnsten Abschnitt hiervon.
Das leicht zu öffnende Dosenende gemäß Ausführungsform 4 wird nachfolgend ausführlich unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
22 zeigt eine Draufsicht eines leicht zu öffnenden Dosenendes gemäß Ausführungsform 4, die einen Modus hiervon veranschaulicht. In der Figur bezeichnet „a" den Versatz zwischen der Mitte der Streifenbefestigungseinrichtung 4 und der Mitte des Dosenendes 1, „L" bezeichnet den Abstand zwischen der Mitte der Streifenbefestigungseinrichtung 4 und der Spitze des Streifens 3, „l" bezeichnet den Abstand zwischen der Mitte der Streifenbefestigungseinrichtung 4 um der Spitze des Arbeitsabschnitts des Streifens 3, „θ" bezeichnet den Winkel zwischen der Mittellinie des Streifens vor einer Rotation und der Mittellinie nach der Rotation des Streifens und vor dem Öffnen der Dose, „d" bezeichnet den Innendurchmesser des Dosenendes 1 und „D" bezeichnet den Außendurchmesser des Dosenendes 1.
Gemäß Ausführungsform 4 ist die Mitte der Streifenbefestigungseinrichtung 4 durch einen Versatz von „a", der durch Gleichung (1) definiert ist, von der Mitte des Dosenendes 1 zur gegenüberliegenden Seite des Dosenöffnungsabschnitts verschoben, (D – d)/2 < a < d/2 – l (1)und der Abstand „L" zwischen der Mitte der Streifenbefestigungseinrichtung 4 und der Spitze des Streifens 3 ist durch die Gleichung (2) beschränkt, um sich länger als im Stand der Technik zu erstrecken, wodurch der Abstand zwischen dem Stützpunkt der Hebelarbeit und dem Arbeitspunkt hiervon erhöht wird, was die erzeugte Kraft an dem Arbeitspunkt verglichen mit derjenigen des Standes der Technik erhöht, d – l > L > d/2 – a (2)
Falls allerdings eine Streifenbefestigungseinrichtung an der Mitte des Dosenendes 1 wie im Stand Technik eingesetzt wird, kann der Gesamtstreifen nicht innerhalb der Fläche des zentralen Panelabschnitts gehalten werden, so dass die Leistung beim Stapeln, Lagern und Transportieren von Dosen signifikant verschlechtert wird. In dieser Hinsicht ist gemäß der vorliegenden Erfindung die Position der Streifenbefestigungseinrichtung 4 von der Mitte des Dosenendes 1 zur gegenüberliegenden Seite des Dosenöffnungsabschnitts innerhalb eines Bereichs der Gleichung (1) bewegt, und der Streifen 3 wird um einen Winkel von θ, der aus Gleichung (3) abgeleitet ist, um die Streifenbefestigungseinrichtung 4 rotiert, –l < cosθ < 1/(2 × a × L) × {(d/2)2 – (L2 + a2)} (3)
Durch Bewegen der Position der Streifenbefestigungseinrichtung 4 um „a" und durch Rotieren des Streifens 3 um einen Winkel von „θ" ist der Gesamtstreifen in der Lage, innerhalb der Fläche des zentralen Panelabschnitts 8 gehalten zu werden.
Zusätzlich wird, wie in 23 gezeigt, der Streifen 3 um die Streifenbefestigungseinrichtung 4 von der nichtöffenbaren Position in die öffenbare Position während des Dosenöffnungsschritts rotiert. Bei einer einfachen Rotation kollidiert allerdings der Streifenrandabschnitt an den Nahtabschnitt im Umfang des Dosenendes, wodurch eine weitere Rotation des Streifens 3 verhindert wird. Um das Problem zu lösen ist ein rampenförmiger Vorsprung 5 an dem zentralen Panelabschnitt 8 gebildet. Durch Hochziehen der Spitze des Streifens 2 nach oberhalb der Höhe des Nahtabschnitts wird dem Streifen 3 ermöglicht, in die öffenbare Position zu rotieren.
Nachdem der Streifen 3 auf diese Weise in die öffenbare Position rotiert ist, kommt der Streifenaufnahmerand nach außerhalb des äußeren Umfangs des Dosenendes (oder des äußeren Umfangs des Nahtabschnitts), so dass ein Greifen und Halten des Streifens 3 mit dem Finger leicht ausführbar ist.
22 zeigt einen Niet als Einrichtung zum Halten des Streifens 3 in einer rotationsfreien Winkelbewegung. Die Einrichtung ist allerdings nicht auf den Niet beschränkt, und es kann ein Streifenbefestigungseinrichtungsmaterial mit derselben Konstruktion an dem zentralen Panelabschnitt unter Einsatz eines Haftmittels angebracht werden. Die Form des Streifens 3 ist bevorzugt von dem Dosenende für eine leichte Winkelbewegung und für ein leichtes Fingergreifen angehoben.
Wie in 24 in einer Querschnittsansicht der Kerbe zum Öffnen der Dose gezeigt, besitzt das Dosenende gemäß Ausführungsform 4 eine Kerbe 2 zum Öffnen der Dose an einer Fläche 1a des Dosenendes 1, das aus einem Stahlblech hergestellt ist, welches mit einer Harzbeschichtungslage auf beiden Seiten hiervon laminiert ist und eine Dicke von t₀ besitzt, wobei die Kerbe 2 einen Querschnitt mit einer gekrümmten Form mit einem Radius (R) im Bereich 0,1 bis 1,0 mm besitzt und eine Dicke (t_s) an dem dünnsten Abschnitt 2a im Bereich von 0,025 bis 0,120 mm besitzt.
25 zeigt ein weiteres, leicht zu öffnendes Dosenende gemäß Ausführungsform 4 und veranschaulicht die Kerbe zum Öffnen des Dosenendes, die an dem Dosenende gebildet ist. Wie in 25 zu erkennen ist, sind die Kerben 2, 2 zum Öffnen der Dose mit einer gekrümmten Form des Bodenquerschnitts an der oberen Fläche 1a und der unteren Fläche 1b des Dosenendes 1 gebildet, das aus einem Stahlblech hergestellt ist, welches mit einer Harzbeschichtungslage auf beiden Seiten hiervon laminiert ist, welches Dosenende 1 eine Dicke von t₀ besitzt, und welche Kerbe die Werte des Radius (R) im Bereich von 0,1 bis 1,0 mm besitzt, und die Werte der Dicke (t_s) an dem dünnsten Abschnitt 2a im Bereich von 0.025 bis 0,120 mm besitzt.
Aufgrund der Kerbe 2 zum Öffnen der Dose mit einer gekrümmten Form mit dem oben beschriebenen Radius (R) an der oberen Fläche 1a oder sowohl an der oberen Fläche 1a als auch an der unteren Fläche 1b des Dosenendes wird zusammen mit dem oben beschriebenen Streifenmechanismus die Dosenöffnungskraft stabil auf ein Niveau vermindert, dass ein Kind oder eine ältere Person in der Lage ist, die Dose leicht zu öffnen, während die Erzeugung eines Stoßbruchs verhindert wird.
Für den Fall, dass die Kerbe 2 zum Öffnen der Dose an der oberen Fläche 1a des Dosenendes 1 gebildet ist, oder sowohl an der oberen Fläche 1a und der unteren Fläche 1b des Dosenendes gebildet ist, vorausgesetzt, dass der Bodenquerschnittsradius (R) jeder Kerbe 2 geringer ist als 0,1 mm, ist es schwierig, die oben beschriebene Kerbe 2 zum Öffnen der Dose an dem Dosenendpanel ohne Beschädigung der Harzbeschichtungslage zu bilden. Wenn andererseits der Bodenquerschnittsradius (R) der oben beschriebenen Kerbe 2 zum Öffnen der Dose 1,0 mm überschreitet, nimmt die Fläche des Abschnitts mit geringer Dicke an dem Dosenende 1 zu, wodurch die Bruchposition des Öffnungsabschnitts instabil gemacht wird, was zu einer schlechten Form der Öffnung führt und ein Problem eines erhöhten „Durchhängens" induziert, oder ein Abschnitt des gebrochenen Abschnitts hängt herunter. Es ist ebenso praktisch unmöglich, eine Kerbe 2 zum Öffnen der Dose mit Breiten von mehr als 1,0 mm an einem Dosenendpanel mit einem begrenzten Raum zu bilden.
Für die Dickenwerte des dünnsten Abschnitts 2a an der Kerbe 2 zum Öffnen der Dose von weniger als 0,025 mm, kann, falls eine Dose mit dieser Art von Dosenendpanel herunterfallen gelassen wird oder einem äußeren Stoß ausgesetzt wird, der Öffnungsabschnitt durchbrochen werden. Falls andererseits die Dicke des dünnsten Abschnitts 6a an der Kerbe 2 zum Öffnen der Dose 0,120 mm überschreitet, entsteht ein Problem, dass eine große Dosenöffnungskraft benötigt wird.
Dementsprechend muss die Bodenquerschnittsform der Kerbe zum Öffnen der Dose, die zumindest an einer der oberen Fläche und der unteren Fläche des Dosenendes gebildet ist, welches aus einem harzlaminierten Stahlblech hergestellt ist, das mit einer Harzlage auf beiden Seiten beschichtet ist, eine gekrümmte Fläche mit einem Radius im Bereich von 0,1 bis 1,0 mm und einer Dicke an dem dünnsten Abschnitt im Bereich von 0,025 bis 0,120 mm besitzen.
Das Dosenende mit einer Kerbe zum Öffnen der Dose mit der oben beschriebenen, gekrümmten Querschnittsform gemäß Ausführungsform 4 ist sowohl auf ein Abziehstreifendosenende als auch auf ein Verbleibstreifendosenende anwendbar. Im allgemeinen in den Materialien des Dosenendes Aluminiumplatte, oberflächenbehandeltes Stahlblech, das mit einem Metall beschichtet ist, oder metallbeschichtetes Stahlblech, das mit einer Harzbeschichtungslage laminiert ist, wobei die Dicke des Metallblechs im Bereich von 0,15 bis 0,30 mm liegt.
Beispiel
Die Ausführungsform 4 wird nachfolgend weiter unter Bezugnahme auf ein Beispiel und ein Vergleichsbeispiel beschrieben.
Ein zinnfreies Stahlblech wurde aus einem dünnen Stahlblech mit einer Dicke von 0,25 mm und einer Zugfestigkeit von 440 MPa durch Bilden einer Chromatbeschichtungslage an der oberen Fläche hiervon hergestellt, welche Chromatbeschichtungslage aus einer chromierten Metallchromlage mit einem Beschichtungsgewicht von 120 mg/m² und einer Decklage aus Chromoxidhydrat mit einem Beschichtungsgewicht von 15 mg/m² als Metallchrom besteht. Auf beiden Seiten des so hergestellten zinnfreien Stahlblechs wurde ein thermisch schmelzender Film mit einer Dicke 25 μm laminiert. Auf das mit einem Film laminierte Stahlblech wurde ein Paar von Matrizen aufgebracht, von denen einer eine gekrümmte Fläche mit einem Spitzenradius im Bereich von mehr als 0,1 bis 1,0 mm besitzt, während die andere eine ebene Fläche besitzt, wodurch das Dosenendpanel pressgeformt wurde, um eine Dicke an dem dünnsten Abschnitt 0,025 bis 0,120 mm zu ergeben, um die Kerbe zum Öffnen der Dose an der Fläche des Dosenendpanels zu bilden. Ein Streifen 3 mit einer in 1 gezeigten Struktur und mit den nachfolgend beschriebenen Abmessungen wurde an das so hergestellte Dosenendpanel angebracht. Als Ergebnis wurden die Testmuster Nr. 1 bis Nr. 10 als leicht zu öffnende Verbleibstreifendosenenden innerhalb eines durch die vorliegende Erfindung spezifizierten Bereichs hergestellt, welche Muster in Tabelle 7 aufgelistet sind. (Nachfolgend werden diese Testmuster als Testmuster gemäß der Erfindung bezeichnet.
Versatz zwischen der Mitte der Streifenbefestigungseinrichtung und der Mitte des Dosenendes (a): 5 mm
Abstand zwischen der Mitte der Streifenbefestigungseinrichtung und dem Fingergreifabschnitt an dem Streifen (L): 25 mm
Abstand zwischen der Mitte der Streifenbefestigungseinrichtung und dem Streifenarbeitsabschnitt (l): 10 mm
Innendurchmesser des Dosenendes (d): 49 mm
Außendurchmesser des Dosenendes (D): 53 mm
Zum Vergleich wurde das oben beschriebene, zinnfreie Stahlblech unter Einsatz eines Paares von Matrizen pressgeformt, von eine eine Kerbe zum Öffnen der Dosen an der gekrümmten Fläche hiervon mit einem Radius und/oder einer Dicke an dem dünnsten Abschnitt hiervon außerhalb des durch die vorliegende Erfindung spezifizierten Bereichs besitzt, und von denen die andere eine ebene Fläche besitzt, um eine Kerbe zum Öffnen der Dose an der oberen Fläche des Dosenendes zu bilden, wodurch die Testmuster Nr. 1 bis 14 als leicht zu öffnende Verbleibstreifendosenenden hergestellt wurden, die ebenso in Tabelle 7 gezeigt sind. (Nachfolgend werden diese Testmuster als Vergleichstestmuster bezeichnet.)
Für jedes der Vergleichsmuster wurden der Pop-Wert und die Anwesenheit/Abwesenheit einer Beschädigung an der Beschichtungslage, einer Trennung der Beschichtungslage und eines Stoßbruchs in Übereinstimmung mit dem nachfolgenden Verfahren bestimmt. Das Ergebnis ist ebenso in 7 gezeigt. Der Pop-Wert (kg) wurde durch die Kraft bestimmt, bei welcher der Dosenendabschnitt sich bei einer konstanten aufgebrachten Zugkraft auf den Streifen an dem Dosenende beginnt zu öffnen. Der Stoßbruch wurde durch die Anwesenheit/Abwesenheit eines Stoßbruchs bewertet, wenn eine Dose von 1 m oberhalb eines Betonbodens auf den Boden in einer geneigten Position der Dose mit nach unten gerichteten Dosenende 1 herunterfallen gelassen wird, um eine Stoßkraft auf das Dosenende 1 aufzubringen. Eine Beschädigung an der Beschichtungslage wurde durch die Anwesenheit/Abwesenheit von Rost nach dem Aufbringen eines spezifizierten Korrosionstests bewertet. Eine Trennung der Beschichtungslage wurde durch die Anwesenheit/Abwesenheit einer Trennung der Beschichtungslage bei einer Querschnittsbeobachtung bewertet.
Wie in Tabelle 7 zu erkennen ist, erzeugten die Vergleichstestmuster Nr. 1 und 2, die einen geringeren Radius (R) zu der Kerbe zum Öffnen der Dose und eine geringere Dicke an dem dünnsten Abschnitt als dem Bereich der vorliegenden Erfindung besaßen, eine Beschädigung der Beschichtungslage und einen Stoßbruch. Die Vergleichstestmuster Nr. 3 und 4, die eine geringere Dicke an dem dünnsten Abschnitt als dem durch die vorliegende Erfindung spezifizierten Bereich besaßen, ergaben einen Stoßbruch, selbst wenn der Radius (R) zum Öffnen der Dose innerhalb des Bereichs gemäß der Erfindung lag. Die Vergleichstestmuster Nr. 5 bis 8, welche den Drehstreifen gemäß der vorliegenden Erfindung einsetzten und eine größere Dicke an dem dünnsten Abschnitt als dem Bereich gemäß der vorliegenden Erfindung besaßen, ergaben große Pop-Werte von 2,9 bis 3,2 kg und zeigten eine schlechte Dosenöffenbarkeit.
Die Vergleichstestmuster Nr. 9 und 10, die einen größeren Radius (R) der Kerbe zum Öffnen der Dose als dem Bereich gemäß der vorliegenden Erfindung besaßen, ergaben niedrige Pop-Werte und erzeugten keinen Stoßbruch, ergaben jedoch eine schlechte Form des Öffnungsabschnitts. Die Vergleichstestmuster Nr. 11 bis 14, welche den herkömmlichen Streifen einsetzten, ergaben hohe Pop-Werte im Bereich von 2,8 bis 3,2 kg und ergaben eine schlechte Dosenöffenbarkeit, selbst wenn sie einen Radius (R) der Kerbe zum Öffnen der Dose und eine Dicke an dem dünnsten Abschnitt hiervon innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung besaßen.
Ausführungsform 5
Ausführungsform 5 stellt ein leicht zu öffnendes Dosenende bereit, umfassend: ein Endpanel mit einem Stahlblech mit einer Zugfestigkeit (TS) von 30 bis 40 kgf/mm² und einem Bearbeitungshärtungskoeffizienten (n-Wert) von 0,15 bis 0,2; und eine Kerbe, die an zumindest einer Fläche einer oberen Fläche und einer unteren Fläche des Endpanels gebildet ist.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben eine Studie und Untersuchung an dem Dosenöffnungsmechanismus von leicht zu öffnenden Verbleibstreifendosenenden durchgeführt, welche die hauptsächlich verwendeten Dosenenden geworden sind, und stellten fest, dass der Bruch einer Kerbe zum Öffnen der Dose unter einer Zugspannung als Hauptspannung stattfindet. Gemäß dem früheren Konzept entwickelt das Öffnen eines Abziehstreifendosenendes die Zugspannung als Hauptspannung, jedoch das Öffnen eines Verbleibstreifendosenendes wird durch eine Scherspannung als Hauptspannung dominiert. Allerdings haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung den Bruchmodus des Öffnungsabschnitts an handelsüblich verfügbaren Dosen im Detail untersucht und das Phänomen des Bruchs analysiert und haben festgestellt, dass die Kerbe zum Öffnen der Dose unter Zugspannung als Hauptspannung arbeitet, und dass ein Bruch hauptsächlich aufgrund einer Zugdehnung auftritt.
Basierend auf dieser Feststellung führten die Erfinder eine intensive Studie an der Stahlleistung durch, die für ein leicht zu öffnendes Verbleibstreifendosenende geeignet ist, welches eine ausgezeichnete Dosenöffenbarkeit besitzt, und bestätigten, dass die Zugfestigkeit (TS) und der Bearbeitungshärtungskoeffizient (n-Wert) des Stahlblechs kritische Variablen sind, welche die Bruchfestigkeit der Kerbe zum Öffnen der Dose beeinflussen, nachdem diese in einem Dosenende gebildet worden ist. Die Zugfestigkeit wird durch einen Zugtest unter Einsatz von JIS Nr. 5 Mustern mit einer Zuggeschwindigkeit von 10 mm/min bestimmt. Der n-Wert wird durch Annäherung unter Einsatz des Verfahrens kleinster Quadrate in Übereinstimmung mit Gleichung (4) bestimmt, was die Beziehung zwischen der tatsächlichen Spannung (σ) und der tatsächlichen Dehnung (ε) in einem Bereich von dem Punkt einer 2%-Dehnung zu dem Punkt der Maximallast ergibt. Das Symbol k in Gleichung (4) ist eine Konstante. σ = kεn (4)
26 zeigt die Beziehung zwischen der verbleibenden Blechdicke an dem Kerbenabschnitt und der Zugfestigkeit des Kerbenabschnitts nach der Bearbeitung, und zwar für den in Tabelle 8 gezeigten Stahl A. Der Zugtest wurde durch Verarbeiten des Basismaterials des Stahls A bei Walzraten von 1,5 bis 15% und einer fertigen Blechdicke von 0,3 mm ausgeführt, wie in Tabelle 9 gezeigt, um Streifenteststücke zu bilden, und durch Formen einer geraden Kerbe, die eine unterschiedliche verbleibende Blechdicke für jedes der Teststücke ergibt unter Einsatz einer Matrize mit einer in 10 veranschaulichten Querschnittsform. Da die Zugfestigkeit an dem Kerbenabschnitt unter Berücksichtung sowohl der verbleibenden Blechdicke an dem Kerbenabschnitt als auch des Maßes der Bearbeitungshärtung bewertet werden muss, wurde die Last nicht auf der Basis einer Einheitsfläche sondern als Wert der Maximallast geteilt durch die Plattenbreite ausgewählt. 27 zeigt die Beziehung zwischen der verbleibenden Blechdicke an dem Kerbenabschnitt und der Zugfestigkeit an dem Kerbenabschnitt nach der Bearbeitung, für den in Tabelle 8 gezeigten Stahl B. Ein ähnlicher Test wie für den Stahl A wurde für den Stahl B nach der Verarbeitung des Stahls B und der Walzraten von 0 bis 12% und einer fertigen Blechdicke von 0,2 mm angewendet.
Tabelle 8
Diese Figuren zeigen, dass selbst bei gleicher verbleibender Blechdicke an dem Kerbenabschnitt das Material, das einen geringeren n-Wert gemäß Tabelle 9 ergibt, eine geringere Zugfestigkeit an dem Kerbenabschnitt besitzt. Falls ein Basismaterial mit einem geringeren n-Wert verwendet wird, ist das Maß der Bearbeitungshärtung gering, so dass die Kerbeneinführung bei derselben Bearbeitungsrate den Anstieg der Zugfestigkeit an dem Kerbenabschnitt nach der Bearbeitung unterdrückt, wodurch die Verminderung der Dosenöffnungslast ermöglicht wird. Wenn 26 und 27 miteinander verglichen werden, ergibt das Material mit weniger Zugfestigkeit des Basismaterials gemäß Tabelle 9 eine geringere Zugfestigkeit an dem Kernabschnitt nach der Bearbeitung, selbst wenn der n-Wert auf einem ähnlichen Niveau ist. Somit wurde der Einfluss der Zugfestigkeit des Basismaterials auf die Zugfestigkeit an dem Kerbenabschnitt bei handelsüblichen Zinnplatten untersucht. Als Ergebnis hieraus wurde festgestellt, dass wenn die Zugfestigkeit des Basismaterials 45 kgf/mm² überschreitet, die Zugfestigkeit an dem Kerbenabschnitt trotz des n-Werts nach der Bearbeitung größer wird, und dass es unmöglich ist, Dosenöffnungslast zu vermindern. Um die Dosenöffnungslast zufrieden stellend zu vermindern, ist es erforderlich, den n-Wert auf 0,020 oder weniger und die Zugfestigkeit des Basismaterials auf 45 kgf/mm² oder weniger zu begrenzen. Es ist möglich, eine größere verbleibende Blechdicke an dem Kerbenabschnitt als bei einem herkömmlichen, leicht zu öffnenden Stahlende durch Vermindern der Dosenöffnungslast zu erhalten, wodurch es möglich ist, den Werkzeugabrieb zu vermindern, die Bearbeitungsgenauigkeit zu erhöhen und ebenso ein zufälliges Dosenöffnen zu vermindern, welches durch interne Defekte des Stahlblechs verursacht wird.
Andererseits ist vom Standpunkt der Dosenendenfabrikation, insbesondere der Nietformbarkeit, ein größerer n-Wert bevorzugt. Falls der n-Wert geringer ist als 0,15, dann ist eine ausreichende Vorsprungformbarkeit nicht erreichbar, und die Nietformbarkeit wird schwierig. Daher sollte der n-Wert 0,15 oder mehr sein.
Zum Erzielen einer vorteilhaften Dosenöffenbarkeit ist die Zugfestigkeit des Basismaterials bevorzugt auf einem niedrigen Niveau. Vom Standpunkt des Sicherstellens der Festigkeit des Dosenendpanels sollte allerdings die untere Grenze der Zugfestigkeit des Basismaterials auf 30 kgf/mm² ausgewählt werden. Die Streckgrenze ist nicht speziell festgelegt, jedoch beträgt die Streckgrenze bevorzugt 20 kgf/mm² oder mehr, um stabil die Festigkeit des Dosenendpanels sicherzustellen.
Der Effekt der vorliegenden Erfindung besteht selbst dann, wenn der Stahl gemäß der vorliegenden Erfindung einer einzelnen oder kombinierten Verwendung einer Beschichtung wie Zinnbeschichung, Chrombeschichtung, Nickelbeschichtung, verschiedene Arten chemischer Wandelvorgänge und Harzbeschichtung wie Laminierung und Lackierung unterworfen wird.
Während der Herstellung des Dosenendes aus einem Stahlblech gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Dosenendform, das Verfahren zum Formen einer Kerbe zum Öffnen der Dose, die Kerbenform und die Restblechdicke an dem Kerbenabschnitt nicht speziell begrenzt. Im Hinblick auf das Verfahren zum Formen der Kerbe sind verschiedene Verfahren neben dem allgemeinen Verfahren anwendbar und jedes Verfahren stellt die Wirkung der vorliegenden Erfindung sicher, sofern das Verfahren ermöglicht, dass das Stahlblech als Basismaterial eine Bearbeitungshärtung an dem Kerbenabschnitt ausführt. Das Maß der Bearbeitungshärtung an dem Kerbenabschnitt unterscheidet sich je nach Verfahren zum Formen der Kerbe. Dementsprechend sollte die verbleibende Blechdicke an dem Kerbenabschnitt innerhalb eines Bereichs ausgewählt werden, dass die Dosenöffenbarkeit vorteilhaft ist, während die Stabilität der Bearbeitungsgenauigkeit und die Werkzeuglebensdauer berücksichtigt werden.
Beispiel
Ausführungsform 5 wird nachfolgend ausführlicher im Vergleich zwischen Beispielen und Vergleichsbeispielen erläutert.
Beispiel 1
Eine Stahlplatte mit der in Tabelle 8 gezeigten Stahlzusammensetzung wurde warmgewalzt, abgeschreckt und kaltgewalzt, und zwar auf Dickenwerte von 0,030 bis 0,35 mm, gefolgt durch ein kontinuierliches Glühen unter Einsatz eines bekannten Verfahrens. Das Stahlblech wurde dann nachgewalzt mit den Nachwalzraten Nr. 1 bis 4, die in Tabelle 9 gezeigt sind, um eine fertige Blechdicke von 0,03 mm zu ergeben. Die so hergestellten Stahlbleche wurden auf beiden Seiten hiervon mit einer elektrolytischen Zinnbeschichtungslage mit Beschichtungsgewichten von 2,8 bis 2,9 g/mm² beschichtet, ferner durch eine Chromatverarbeitung zum Bilden einer Metallchromlage mit Beschichtungsgewichten von 12 bis 14 mg/mm² und ferner zum Bilden einer Chromoxidhydratlage mit Beschichtungsgewichten von 10 bis 12 45 mg/mm² als Metallchrom behandelt. Tabelle 9 zeigt ebenso die beobachteten Werte der Zugfestigkeit und des n-Werts des Basismaterials. Im Hinblick auf die in Tabelle 9 gezeigten Stahlbleche sind die Nr. 2 und 3 Stähle gemäß der vorliegenden Erfindung, und die Nr. 1 und 4 sind die Vergleichsstähle.
Die derart hergestellten vier Arten von Stahlblechen wurden verarbeitet, um das leicht zu öffnende Verbleibstreifendosenende mit einem Durchmesser von 202 herzustellen, welche Art von Dosenende verbreitet als Deckel von Getränkedosen verwendet worden ist. Für diese Dosenenden wurde die Nietformbarkeit und die Dosenöffenbarkeit bewertet. Die Bildung einer Kerbe zum Öffnen der Dose wurde durch ein herkömmliches Verfahren ausgeführt. Die Restblechdicke an dem Kerbenabschnitt wurde auf 90 μm ausgewählt. Das Ergebnis der Bewertung ist in Tabelle 9 angegeben. Hinsichtlich der Nietformbarkeit ist ein Testmuster, das eine erforderliche Vorsprungshöhe während der Dosenendfabrikation sicherstellte und das den Niet ohne Probleme ausformte, mit (o) gekennzeichnet, und ein Testmuster, das die erforderliche Vorsprungshöhe aufgrund eines Bruchs nicht erreichte und den Niet nicht ausformen konnte, ist mit (x) gekennzeichnet. Für die Bewertung der Dosenöffenbarkeit wurde die Last des anfänglichen Dosenöffnens (was als Pop-Wert bezeichnet wird) unter Einsatz eines Zugtesters bestimmt.
Beispiel 2
Eine Stahlplatte mit der in Tabelle 8 gezeigten Stahlzusammensetzung B wurde warmgewalzt, abgeschreckt und kaltgewalzt, und zwar auf die Dickenwerte von 0,020 bis 0,23 mm, gefolgt durch kontinuierliches Glühen unter Einsatz eines bekannten Verfahrens. Das Stahlblech wurde dann nachgewalzt und zwar mit den in Tabelle 9 gezeigten Nachwalzraten Nr. 5 bis 8, um eine Fertigblechdicke von 0,020 mm zu ergeben. Die so hergestellten Stahlbleche wurden auf beiden Seiten hiervon durch eine Chromatverarbeitung zum Bilden einer Metallchromlage mit Beschichtungsgewichten von 115 bis 121 mg/m² und ferner zum Bilden Chromoxidhydratlage mit Beschichtungsgewichten von 11 bis 16 mg/m² als Metallchrom verarbeitet. Tabelle 9 zeigt ebenso die beobachteten Werte der Zugfestigkeit und des n-Werts des Basismaterials unter Einsatz des oben beschriebenen Verfahrens. Im Hinblick auf die in Tabelle 9 gezeigten Stahlbleche sind die Nr. 6 und 7 die Stähle gemäß der vorliegenden Erfindung, und die Nr. 5 und 8 sind die Vergleichsstähle.
Die so hergestellten vier Arten von Stahlblechen wurden verarbeitet, um ein leicht zu öffnendes Verbleibstreifendosenende mit einem Durchmesser von 202 herzustellen, und zwar nach demselben Verfahren wie in Beispiel 1. Die Restblechdicke des Kerbenabschnitts wurde als 60 μm ausgewählt. Das Ergebnis der Bewertung ist in Tabelle 9 anhand derselben Kriterien angegeben.
Zum Vergleich der Dosenöffenbarkeit wurde die Last eines anfänglichen Dosenöffnens handelsüblich verfügbarer, leicht zu öffnender Verbleibstreifendosen mit einem Durchmesser von 202 (in Tabelle 10 gezeigte handelsübliche Nr. 1 und 2) unter Einsatz desselben Verfahrens wie in Beispiel 1 bestimmt. Das Ergebnis ist in Tabelle 9 gezeigt.
Tabelle 10
Wie in dem Bewertungsergebnis in Tabelle 9 gezeigt, besitzen die Stahlbleche gemäß der vorliegenden Erfindung eine zufrieden stellende Nietformbarkeit. Die leicht zu öffnenden Dosenenden, die aus Stahlblechen gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt sind, ergeben eine geringere Last des anfänglichen Dosenöffnens und besitzen eine gute Dosenöffenbarkeit verglichen mit beiden handelsüblich verfügbaren Produkten, die aus Stahlblech und aus Aluminiumlegierung hergestellt sind, trotz einer größeren verbleibenden Blechdicke am Kerbenabschnitt als die handelsübliche Nr. 1 (aus handelsüblich verfügbarem Stahlblech hergestelltes Dosenende).
Die Vergleichsstähle Nr. 1 und 5, die größere n-Werte als dem durch die vorliegende Erfindung spezifizierten Bereich besaßen, ergaben eine größere Last des anfänglichen Dosenöffnens und zeigten eine schlechtere Dosenöffenbarkeit als diejenigen der handelsüblichen Nr. 2, die aus handelsüblich verfügbarer Aluminiumlegierung hergestellt ist, obgleich die Nutformung ohne Probleme ausgeführt wurde. Die Vergleichsstähle Nr. 4 und 8, die geringere n-Werte als dem durch die vorliegende Erfindung spezifizierten Bereich ergaben, induzierten einen Bruch während der Nietformung und ließen das Dosenende nicht herstellen.
Als Gesamtbewertung ist das Testmuster, das eine gute Nietformbarkeit ergab und eine geringere Last des anfänglichen Dosenöffnens als die handelsübliche Nr. 2 zeigte, mit (o) markiert, und das Testmuster, das von den oben beschriebenen Bedingungen abweicht, ist mit (x) markiert. Das Ergebnis ist in Tabelle 2 aufgelistet. Die Stähle mit dem durch die vorliegende Erfindung spezifizierten Eigenschaftsbereich besitzen eine zufrieden stellende Nietformbarkeit und eine gute Dosenöffenbarkeit. Die Stähle mit den Eigenschaften außerhalb des durch die vorliegende Erfindung spezifizierten Bereichs waren entweder bei der Nietformbarkeit oder bei der Dosenöffenbarkeit unterlegen.
Ausführungsform 6
Ausführungsform 6 stellt ein Verfahren zum Herstellen eines leicht zu öffnenden Dosenendes bereit, mit den Schritten:
Bereitstellen eines Dosenendpanels mit einem Metallblech mit einer Dicke von t₀ (mm), einem Bearbeitungshärtungskoeffizienten von n in einem Bereich von 40 bis 90% einer gleichmäßigen Dehnungsregion und einer Zugfestigkeit von TS (kgf/mm²);
Bereitstellen einer oberen Matrize und einer unteren Matrize; und
Pressformen des Endpanels unter Einsatz der oberen Matrize und der unteren Matrize zum Bilden einer Kerbe an dem Endpanel.
Das pressgeformte Dosenendpanel besitzt eine Dicke t (mm) an dem dünnsten Abschnitt hiervon, wobei die Dicke t (mm) die folgenden Gleichungen erfüllt. 2,5 ≤ P ≤ 5,0 P = t × TS{exp(n)/(nn)} × [2/√3 × |ln{1 + (t – t0)/t0}|]n
Wenn die Kerbe an einer oberen Fläche oder einer unteren Fläche des Endpanels gebildet wird, besitzt entweder die obere Matrize oder die untere Matrize eine gekrümmte Fläche mit einem Radius im Bereich von über 0,1 mm bis 1 mm an dem Spitzenabschnitt hiervon, und die andere Matrize besitzt eine ebene Fläche an dem Spitzenabschnitt hiervon.
Wenn die Kerben an einer oberen Fläche und einer unteren Fläche des Endpanels gebildet werden, besitzen die obere Matrize und die untere Matrize eine gekrümmte Fläche mit einem Radius im Bereich von über 0,1 bis 1 mm an dem Spitzenabschnitt hiervon.
Das Verfahren zum Herstellen eines leicht zu öffnenden Dosenendes gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend ausführlicher unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
28 ist eine Querschnittsansicht der Kerbe zum Öffnen der Dose, die an dem Dosenende gebildet ist. Wie in der Figur gezeigt, wird eine Matrize mit einer gekrümmten Fläche mit den Radiuswerten (R) im Bereich von mehr als 0,1 mm und nicht mehr als 1,0 mm auf die obere Fläche 1a des Dosenendes 1 mit einer Dicke von t₀ aufgebracht und eine Matrize mit einer ebenen Fläche wird auf die untere Fläche des Dosenendes 1 aufgebracht, um die Kerbe 2 zum Öffnen der Dose press zu formen um einen gekrümmten Bodenquerschnitt mit einer Dicke t an dem dünnsten Abschnitt a hiervon zu ergeben. Die Ausbildung der Kerbe wird ausgeführt, um einen Bearbeitungshärtungskoeffizient von n in einem Bereich von 40 bis 90% einer gleichmäßigen Dehnungsregion des Metallblechs, welches das Dosenende 1 bildet, und eine Zugfestigkeit von TS (kgf/mm²) hiervon zu ergeben, und t erfüllt die folgenden Gleichungen: 2,5 ≤ P ≤ 5,0 P = t × TS{exp(n)/(nn)} × [2/√3 × |ln{1 + (t – to)/to}|]n
29 ist eine weitere Querschnittsansicht der Kerbe zum Öffnen der Dose, die an dem Dosenende gebildet ist. Wie in der Figur gezeigt, werden an der oberen Fläche 1a und der unteren Fläche 1b des Dosenendes 1, das eine Dicke von t₀ besitzt an dem Dosenende gebildet ist, jeweils eine Matrize mit einer gekrümmten Fläche mit Werten des Radius (R) im Bereich von mehr als 0,1 mm und nicht mehr als 1,0 mm verwendet, um die Kerben 2, 2 zum Öffnen der Dose jeweils press zu formen, um einen gekrümmten Bodenquerschnitt hiervon zu ergeben, während eine Dicke an dem dünnsten Abschnitt 2a als t gegeben wird. Die Formung der Kerbe wird derart ausgeführt, um einen Bearbeitungshärtungskoeffizienten von n in einem Bereich von 40 bis 90% einer gleichmäßigen Dehnungsregion des Metallblechs, welches das Dosenende 1 bildet, und eine Zugfestigkeit von TS (kgf/mm²) hiervon zu ergeben und t erfüllt die folgenden Gleichungen: 2,5 ≤ P ≤ 5,0 P = t × TS{exp(n)/(nn)} × [2/√3 × |ln{1 + (t – to)/to}|]n
Aufgrund der Kerbe 2 oder der Kerben 2, 2 zum Öffnen der Dose mit einer gekrümmten Form mit dem oben beschriebenen Radius (R) an der oberen Fläche 1a oder sowohl an der oberen Fläche 1a als auch an der unteren Fläche 1b des Dosenendes 1 wird die Dosenöffnungskraft stabil auf ein Niveau vermindert, dass ein Kind oder eine ältere Person in der Lage ist, die Dose leicht zu öffnen, während die Erzeugung eines Stoßbruchs verhindert wird.
Falls der Radius (R) der Matrize zum Formen der Kerbe 2 zum Öffnen der Dose 0,1 mm oder weniger beim Formen der Kerbe zum Öffnen der Dose an der oberen Fläche oder sowohl an der oberen als auch an der unteren Fläche des Dosenendes 1 beträgt, verschlechtert sich die Bearbeitungsgenauigkeit der Matrize, der Abrieb während der Formungsarbeit nimmt zu und die Matrize muss in einer kurzen Periode ersetzt werden, um Kerben mit einer stabilen Form sicherzustellen, was unwirtschaftlich ist.
Falls der Radius (R) der Matrize 1,0 mm überschreitet, nimmt die Fläche des Dünnblechabschnitts des Dosenendes 1 zu, was zu einer instabilen Bruchposition des Dosenöffnungsabschnitts führt, wodurch die Öffnungsform schlecht wird, und ferner nimmt ein „Durchhängen" (ein Abschnitt des gebrochenen Abschnitts hängt herunter) zu. Es ist ebenso praktisch unmöglich, eine Kerbe zum Öffnen der Dose mit Breiten von mehr als 1,0 mm an einem Dosenendpanel mit einem begrenzten Raum zu bilden.
Die Blechdicke t an dem dünnsten Abschnitt 2a der Kerbe 2 zum Öffnen der Dose ist unter der Bedingung 2,5 ≤ P ≤ 5,0 geformt, wobei P = t × TS{exp(n)/(nⁿ)} × [2/√3 × |ln{1 + (t – t_o)/t_o}|]ⁿ, n ist ein Bearbeitungshärtungskoeffizient in einem Bereich von 40 bis 90% einer gleichmäßigen Dehnungsregion des Metallblechs, welches das Dosenende 1 bildet, und TS (kgf/mm²) ist eine Zugfestigkeit hiervon. Die Kerbe 2 zum Öffnen der Dose ist durch Pressformen des Metallblechs zum Herstellen des Dosenendes unter Einsatz der Matrizen mit der oben beschriebenen Form gebildet. Wenn allerdings diese Art von Formen eine Bearbeitungshärtung an dem dünnsten Abschnitt 2a induziert, der durch die Bearbeitung erhalten wird, nimmt die Festigkeit zu. Das Maß der Bearbeitungshärtung differiert mit dem Verhältnis der ursprünglichen Dicke t₀ des Metallblechs zu der bearbeiteten Blechdicke t, und die Festigkeit an dem dünnsten Abschnitt nimmt mit einer Abnahme des t-Werts zu. Wenn die äquivalente Spannung an dem dünnsten Abschnitt durch σ führt und die äquivalente Dehnung durch ε ausgedrückt wird, ist ihre Beziehung durch die Gleichung σ = K × εⁿ definiert. Wenn der Bearbeitungshärtungskoeffizient in einem Bereich von 40 bis 90% einer gleichmäßigen Dehnungsregion des Metallblechs, welches das Dosenende 1 bildet, durch n ausgedrückt wird, und die Zugfestigkeit durch TS (kgf/mm²) ausgedrückt wird, lässt sich aus der Beziehung TS = K × nⁿ/exp(n) folgende Gleichung ableiten:
K = TS × {exp(n)/(n)ⁿ}. Die Dehnung ε t_s in der Blechdickenrichtung, die durch die Formung der Kerbe zum Öffnen der Dose induziert wird, wird durch folgende Gleichung angegeben: ε t_s = ln{1 + (t – t₀)/t₀}. Die äquivalente Dehnung ε an dem dünnsten Abschnitt der Kerbe zum Öffnen der Dose wird als folgende Gleichung mit Annahme einer ebenen Dehnung beschrieben: ε = 2/√3 × |ln{1 + (t – t₀)/t₀}|
Aus den obigen Gleichungen wird die äquivalente Spannung σ an dem dünnsten Abschnitt 2a beschrieben als: σ = TS × {exp(n)/(nn)} × [2/√3 × |ln{1 + (t – t0)/t0}|]n
Die Zug-Bruch-Kraft P zum Durchbrechen des dünnsten Abschnitts 2a der Kerbe zum Öffnen der Dose hauptsächlich durch die Zugverformung wird durch die Gleichung ausgedrückt: P = σ × t.
Somit wird der Ausdruck zu der Gleichung: P = t × TS × {exp(n)/(nn)} × [2/√3 × |ln{1 + (t – t0)/t0}|]n
Als Ergebnis hieraus vermindert ein geringerer Wert von P die Dosenöffnungskraft. Und der Effekt wird stabilisiert, wenn der Wert von P 5,0 oder weniger ist. Falls der Wert von P 5,0 überschreitet, wird eine große Dosenöffnungskraft benötigt, und es entsteht ein Problem. Falls der Wert von P geringer ist als 2,5, dann, wenn eine Dose mit dem ausgeformten Dosenende herunterfallen gelassen wird oder einem äußeren Stoß ausgesetzt wird, kann der Öffnungsabschnitt durchbrochen werden.
Daher sollten die nachfolgend beschriebenen Bedingungen erfüllt werden, um eine Kerbe zum Öffnen der Dose an der oberen Fläche oder sowohl an der vorderen als auch an der unteren Fläche des Dosenendes zu bilden:
Verwendung eines Basismaterials mit einer Blechdicke von t₀ (mm),
ein Bearbeitungs-Härtungskoeffizient in einem Bereich von 40–90% einer gleichmäßigen Dehnungsregion von n, und einer Zugfestigkeit von TS (kgf/mm²);
Verwenden eines Paares von Matrizen, von denen eine eine gekrümmte Fläche mit einem spitzen Radius im Bereich von 0,1–1,0 mm besitzt, während die andere eine Ebene Fläche besitzt, oder Verwenden eines Paares von Matrizen, von denen beide eine gekrümmte Fläche mit einem spitzen Radius von 340,1 – 1,0 mm besitzen;
Aufbringen eines Pressformens zum Verleihen einer Dicke t (mm) an dem dünnsten Abschnitt zum Bilden einer Kerbe zum Öffnen der Dose; und
Erfüllen der Beziehung 2,5 ≤ P ≤ 5,0,
wobei P = t × TS × {exp(n)/(nⁿ)} × [2/√3 × |ln{1 + (t – t₀)/t₀}|]ⁿ.
Das in dem oben beschriebenen Verfahren zum Herstellen eines Dosenendes verwendete Metallblech kann eine Aluminiumlegierungsplatte, ein Stahlblech oder eine andere Metallplatte sein. Eine geeignete Art von Metallblech kann für einzelne Aufgaben eingesetzt werden. Ein leicht zu öffnendes Dosenende ist im Allgemeinen mit einem Streifen zum Öffnen der Dose ausgestattet. Falls ein Nietmechanismus als Streifenanbringeinrichtung eingesetzt wird, ist ein bevorzugter Bereich Bearbeitungshärtungskoeffizienten n einer gleichmäßigen Dehnungsregion 0,15 oder mehr hinsichtlich der Nietformbarkeit. Wenn der Korrosionswiderstand sichergestellt werden muss, kann das Metallblech mit verschiedenen Arten einer Beschichtung, chemischer Wandlung, Lackierung oder Laminierung einer Harzlage auf einer Seite oder auf beiden Seiten der vorderen und der unteren Fläche hiervon beschichtet werden.
Das oben beschriebene Verfahren zum Herstellen eines Dosendes ist sowohl auf ein Abziehstreifendosenende, ein Verbleibstreifendosenende und ein vollständig öffnendes Dosenende anwendbar.
Falls, wie in 30(a) gezeigt, der Streifen 3 an dem Dosenende 1 auf eine Weise angebracht wird, dass die Streifenbefestigungseinrichtung 4 in einer gegenüber der Mitte des Dosenendes 1 zu der gegenüberliegenden Seite des Öffnungsabschnitts 5 ersetzten Position ist, um dem Streifen zu ermöglichen, um die Streifenbefestigungseinrichtung 4 zu rotieren, während der Abstand zwischen der Streifenbefestigungseinrichtung 4 an dem Streifen 3 und der Spitze des Streifens in gewissem Maß verglichen mit der herkömmlichen Länge vergrößert wird, lässt sich die erzeugte Kraft an dem Arbeitspunkt erhöhen. Bei diesem Aufbau wird, wenn der Streifen 3 in die öffenbare Position, wie in 30(b) gezeigt, rotiert wird, die Dosenöffnungskraft weiter vermindert, was die Kerbe zum Öffnen der Dose mit der gekrümmten Form gemäß der vorliegenden Erfindung an dem Dosenende gebildet ist, an welchem das Drehen des Streifens 3 in die öffenbare Position den Aufnahmerand des Streifens 3 nach außerhalb des äußeren Umfangs des Dosenendes bringt.
Beispiel 1
Ein zinnfreies Stahlblech wurde aus einem dünnen Stahlblech mit einer Dicke im Bereich von 0,20 bis 0,30 mm, Werten der Zugfestigkeit TS im Bereich von 29 bis 56 kgf/mm² und Werten des Bearbeitungshärtungskoeffizienten n in einem Bereich von 40 bis 90% einer gleichmäßigen Dehnungsregion im Bereich von 0,10 bis 0,20 hergestellt, und zwar durch Bilden einer Chromatbeschichtungslage an beiden Seiten hiervon, welche Chromatbeschichtungslage aus einer chromierten Metallchromlage mit Beschichtungsgewichten im Bereich von 100 bis 120 mg/m² und aus einer Decklage aus Chromoxidhydrat mit Beschichtungsgewichten im Bereich von 14 bis 18 mg/m² als Metallchrom besteht.
Das so hergestellte, mit einer Chromatlage auf beiden Seiten hiervon beschichtete Stahlblech wurde zu einem Dosenendpaneel geformt. Auf das Dosenendpaneel wurde ein Paar von Matrizen aufgebracht, von denen beide eine gekrümmte Fläche jeweils mit einem Spitzenradius im Bereich von mehr als 0,1 mm und nicht mehr als 1,0 mm besitzt, oder von denen eine eine gekrümmte Fläche mit einem Spitzenradius im Bereich von mehr als 0,1 mm bis nicht mehr als 1,0 mm besitzt, während die andere ebene Fläche besitzt, um die leicht zu öffnenden Verbleibstreifendosenenden Nummer 1, 4, 6, 8, 11 und 13 gemäß Tabelle 1 unter Einsatz des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung und unter Einsatz des Pressformens mit oder ohne Verwendung eines Schmiermittels herzustellen, während die Werte der Dicke t des Stahlblechs an dem dünnsten Abschnitt hiervon auf einen Bereich von 2,5 bis 5,0 als P-Wert reguliert wurden. (Nachfolgend werden diese Dosenenden als Beispiele gemäß der vorliegenden Erfindung bezeichnet.)
Tabelle 11
Beispiel 2
Ein elektrolytisch zinnbeschichtetes Stahlblech, das mit einer Chromatlage beschichtet ist, wurde aus einem dünnen Stahlblech mit Dickenwerten t₀ im Bereich von 0,20 bis 0,30 mm, Werten der Zugfestigkeit TS im Bereich von 29 bis 50 kgf/mm² und werten des Bearbeitungshärtungskoeffizienten n in einem Bereich von 40 bis 90% einer gleichmäßigen Dehnungsregion im Bereich von 0,12 bis 0,20 durch Elektrozinnbeschichtung auf beiden Seiten hiervon hergestellt, um eine elektrolytische Zinnbeschichtungslage mit Beschichtungsgewichten im Bereich von 0,8 bis 2,8 g/m² als Zinn zu bilden, und weiterhin Bilden einer Chromatbeschichtungslage an der Zinnbeschichtungslage, welche Chromatbeschichtungslage aus einer chromierten Metallchromlage mit Beschichtungsgewichten im Bereich von 9 bis 12 mg/m² und aus einer Decklage aus Chromoxidhydrat mit Beschichtungsgewichten im Bereich von 8 bis 10 mg/m² als Metallchrombeschichtung.
Das so hergestellte, elektrolytisch zinnbeschichtete Stahlblech, das mit einer Beschichtungslage auf beiden Seiten beschichtet ist, wurde zu einem Dosenendpaneel geformt. Auf das Dosenendpaneel wurde ein Paar von Matrizen aufgebracht, von denen beide eine gekrümmte Fläche jeweils mit einem Spitzenradius von mehr als 0,1 mm und nicht mehr als 1,0 mm besitzen, oder von denen eine gekrümmte Fläche mit einem Spitzenradius im Bereich von mehr als 0,1 mm bis nicht mehr als 1,0 mm besitzt, während die andere eine ebene Fläche besitzt, aufgebracht, um die leicht zu öffnenden Verbleibstreifendosenenden Nr. 3, 5, 9, 10 und 12 gemäß Tabelle 1 unter Einsatz des Verfahrens der vorliegenden Erfindung unter Einsatz des Pressformens mit oder ohne Verwendung eines Schmiermittels herzustellen, während die Werte der Dicke t der Aluminiumlegierungsplatte an dem dünnsten Abschnitt auf einen Bereich von 2,5 bis 4,5 als P-Wert reguliert wurden. (Nachfolgend werden diese Dosenenden ebenso als Beispiele gemäß der vorliegenden Erfindung bezeichnet).
Beispiel 3
Eine Aluminumlegierungsplatte mit Werten der Dicke t₀ im Bereich von 0,20 bis 0,30 mm, Werten der Zugfestigkeit TS im Bereich von 29 bis 35 kgf/mm² und Werten des Bearbeitunshärtungskoeffizienten n in einem Bereich von 40 bis 90% einer gleichmäßigen Dehnungsregion im Bereich von 0,17 bis 9,23 wurde zu einem Dosenendpaneel geformt. Auf das Dosenendpaneel wurde ein Paar von Matrizen aufgebracht, von denen beide eine gekrümmte Fläche jeweils mit einem Spitzenradius im Bereich von mehr als 0,1 mm und nicht mehr als 1,0 mm besitzen, oder von denen eine eine gekrümmte Fläche mit einem Spitzenradius im Bereich von mehr als 0,1 mm und nicht mehr als 1,0 mm besitzt, während die andere eine ebene Fläche besitzt, um die leicht zu öffnenden Verbleibstreifendosenenden Nr. 2 und 7 gemäß der Tabelle 1 unter Einsatz des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung und unter Einsatz des Pressformens mit oder ohne Verwendung von Schmiermittel herzustellen, während die Werte der Dicke t des Stahlblechs an dem dünnsten Abschnitt auf einen Bereich von 2,5 bis 4,5 als P-Wert reguliert wurden. (Nachfolgend werden diese Dosenenden ebenso als Beispiele gemäß der vorliegenden Erfindung bezeichnet.)
Vergleichsbeispiel 1
Ein zinnfreies Stahlblech wurde aus einem dünnen Stahlblech mit Dickenwerten t₀ im Bereich von 0,20 bis 0,30 mm, Werten der Zugfestigkeit TS im Bereich von 29 bis 51 kgf/mm² und Werten des Bearbeitungshärtungskoeffizienten n in einem Bereich von 40 bis 90% einer gleichmäßigen Dehnungsregion im Bereich von 0,11 bis 0,20 durch Bilden einer Chromatbeschichtungslage auf beiden Seiten hiervon mit dem selben Verfahren wie in Beispiel 1 hergestellt. Das so hergestellte, mit einer Chromatlage auf beiden Seiten beschichtete Stahlblech wurde zu einem Dosenendpaneel geformt. Auf das Dosenendpaneel wurde ein Paar von Matrizen aufgebracht, welche dieselbe Konfiguration wie in Beispiel 1 aufweisen, um die leicht zu öffnenden Verbleibstreifendosenenden Nr. 14, 17, 19, 22, 25 und 27 gemäß Tabelle 1 unter Einsatz des Pressformens mit oder ohne Verwendung von Schmiermittel herzustellen, während die Werte der Dicke t des Stahlblechs an dem dünnsten Abschnitt auf Werte außerhalb des P-Werte-Bereichs reguliert wurden. (Nachfolgend werden diese Dosenenden als Vergleichsbeispiele bezeichnet.)
Vergleichsbeispiel 2
Ein elektrolytisch zinnbeschichtetes Stahlblech, das durch eine Chromatlage beschichtet ist, wurde aus einem dünnen Stahlblech mit Werten der Dicke t₀ im Bereich von 0,20 bis 0,30 mm, werten der Zugfestigkeit TS im Bereich von 30 bis 56 kgf/mm² und Werten des Bearbeitungshärtungskoeffizienten n in einem Bereich von 40 bis 90% einer gleichmäßigen Dehnungsregion im Bereich von 0,11 bis 0,21 unter Anwendung desselben Verfahrens der elektrolytischen Zinnbeschichtung und der Chromatverarbeitung wie im Beispiel 2 hergestellt. Das so hergestellte, elektrolytisch zinnbeschichtete Stahlblech, das mit einer Beschichtungslage auf beiden Seiten beschichtet ist, wurde zu einem Dosenendpaneel geformt. Auf das Dosenendpaneel wurde ein Pressformen unter Einsatz der Matrizen mit derselben Konfiguration wie in Beispiel 2 mit oder ohne Verwendung von Schmiermittel aufgebracht, um die leicht zu öffnenden Verbleibstreifendosenenden Nr. 16, 18, 20, 21, 23, 26, 28 und 29 herzustellen, während die Werte der Dicke t des Stahlblechs an dem dünnsten Abschnitt hiervon auf Werte außerhalb des P-Wertebereichs reguliert wurden.
(Nachfolgend werden diese Dosenenden ebenso als Vergleichsbeispiele bezeichnet.)
Vergleichsbeispiel 3
Eine Aluminiumlegierungsplatte mit einer Dicke t₀ von 0,30 mm, Werten der Zugfestigkeit TS im Bereich von 29 bis 35 kgf/mm² und Werten des Bearbeitungshärtungskoeffizienten n in einem Bereich von 40 bis 90% einer gleichmäßigen Dehnungsregion im Bereich von 0,17 bis 0,20 wurde zu einem Dosenendpaneel geformt. Auf das Dosenendpaneel wurde ein Paar von Matrizen aufgebracht, die ähnlich zu den in dem Beispiel verwendeten sind, um die leicht zu öffnenden Verbleibendstreifendosenenden Nr. 15 und 24 gemäß Tabelle 11 unter Einsatz eines anderen Verfahrens als dem durch die vorliegende Erfindung spezifizierten herzustellen, wobei das Pressformen mit oder ohne Verwendung von Schmiermittel eingesetzt wurde, während die Dicke t des Aluminiumlegierungsblechs an dem dünnsten Abschnitt auf Werte außerhalb des P-Wertebereichs reguliert wurde. (Nachfolgend werden diese Dosenenden auch als Vergleichsbeispiele bezeichnet.)
Hinsichtlich der Dosenenden der oben beschriebenen Beispiele gemäß der vorliegenden Erfindung und der Vergleichsbeispiele wurden die Dosenöffenbarkeit und die Anwesenheit/Abwesenheit eines Stoßbruchs auf der Basis von nachfolgend angegebenen Kriterien bewertet, und das Ergebnis ist in Tabelle 11 gezeigt.
Hinsichtlich der Dosenöffenbarkeit wurde der Pop-Wert (die Kraft, welche den Öffnungsabschnitt an der Dose beginnen lässt, sich unter einer konstanten, auf dem Streifen an dem Dosenende aufgebrachten Zugkraft zu öffnen) bestimmt. Wenn der beobachte Pop-Wert nicht höher als der Maximalwert (2,4 kg), der bei sechs Arten handelsüblich verfügbarer, leicht zu öffnender Aluminiumlegierungsdosenenden beobachtet wurde, ist, wurde das Testmuster mit (o) markiert. Alle anderen Testmuster wurden mit (x) markiert. Ein Stoßbruch wurde durch die Anwesenheit/Abwesenheit eines Stoßbruchs bewertet, wenn eine Dose 6 aus einem Meter oberhalb eines Betonbodens auf den Boden in einer geneigten Position der Dose mit nach unten gerichteten Dosenende 1 fallengelassen wird, um eine Stoßkraft auf das Dosenende 1 aufzubringen. Ein Testmuster, das keinen Stoßbruch erzeugte, wurde mit (o) markiert, und ein Testmuster, das einen Stoßbruch erzeugte, wurde mit (x) markiert.
Wie in Tabelle 11 zu erkennen ist, erzeugten die Vergleichsbeispiele Nr. 14 bis 22, die derart gebildet waren, um einen P-Wertebereich der Blechdicke t an dem dünnsten Abschnitt der Kerbe zum Öffnen der Dose von weniger als 2,5 zu ergeben, einen Stoßbruch. Die Vergleichsbeispiele Nr. 23 bis 29, die derart geformt waren, um einen P-Wertebereich der Blechdicke t an dem dünnsten Abschnitt der Kerbe zum Öffnen der Dose von mehr als 5,0 zu ergeben, führten zu einer schlechten Dosenöffenbarkeit.
Im Gegensatz hierzu ergaben alle Beispiele gemäß der vorliegenden Erfindung Nr. 1 bis 13 eine ausgezeichnete Dosenöffenbarkeit und erzeugten keinen Stoßbruch.
Ausführungsform 7
Ausführungsform 7 stellt ein Verfahren zum Herstellen eines leicht zu öffnenden Dosenendes bereit, mit den Schritten:
Bereitstellen eines Endpaneels mit einem Stahlblech mit einer Dicke t₀ (mm), einem Bearbeitungshärtunskoeffizienten n in einem Bereich von 40 bis 90% einer gleichmäßigen Dehnungsregion und einer Zugfestigkeit TS (kgf/mm²) und Harzfilmlagen auf beiden Seiten des Stahlblechs;
Bereitstellen einer oberen Matrize und einer unteren Matrize; und
Pressformen des Endpaneels unter Einsatz der oberen Matrize und der unteren Matrize zum Bilden einer Kerbe an dem Endpaneel.
Das pressgeformte Dosenendpaneel besitzt eine Dicke t (mm) an dem dünnsten Abschnitt hiervon, wobei die Dicke t (mm) folgende Gleichungen erfüllt. 2,5 < P ≤ 5,0, P = t × TS × {exp(n)/(nn)} × [2/√3 × |ln{1 + (t – t0)/t0}|]n.
Wenn die Kerbe an einer oberen Fläche oder einer unteren Fläche des Endpaneels gebildet wird, besitzt entweder die obere Matrize die untere Matrize eine gekrümmte Fläche mit einem Radius im Bereich von 0,1 bis 1 mm an dem Spitzenabschnitt hiervon und die andere Matrize besitzt eine ebene Fläche an dem Spitzenabschnitt hiervon.
Wenn die Kerben an einer oberen Fläche und einer unteren Fläche des Endpaneels gebildet werden, besitzen die obere Matrize und die untere Matrize eine gekrümmte Fläche mit einem Radius um Bereich von 0,1 bis 1 mm an dem Spitzenabschnitt.
Das Verfahren zum Herstellen des leicht zu öffnenden Dosenendes gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend ausführlicher und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
31 ist eine Querschnittsansicht der Kerbe zum Öffnen der Dose, die an dem Dosenende gebildet ist. Wie in der Figur gezeigt, werden eine Matrize mit einer gekrümmten Fläche mit Radiuswerten R hiervon im Bereich von 0,1 bis 1,0 mm auf die obere Fläche 1a des Dosenendes 1, das aus einem Stahlblech mit einer Dicke von t₀ hergestellt ist und mit einer Harzlage 8 auf beiden Seiten hiervon beschichtet ist, und eine Matrize mit einer ebenen Fläche auf die untere Fläche des Dosenendes 1 aufgebracht, um die Kerbe 2 zum Öffnen der Dose presszuformen, um einen gekrümmten Bodenquerschnitt mit einer Stahlblechdicke t an dem dünnsten Abschnitt 2a zu ergeben. Die Ausbildung der Kerbe wird derart ausgeführt, um einen Bearbeitungshärtungskoeffizienten n in einem Bereich von 40 bis 90% einer gleichmäßigen Dehnungsregion des Metallblechs, welches das Dosenende 1 bildet, und eine Zugfestigkeit TS (kgf/mm²) hiervon zu ergeben, und t erfüllt die Beziehung 2,5 < P < 5,0, wobei P = t × TS × {exp(n)/(nn)} × [2/√3 × |ln{1 + (t – t0)/t0}|]n.
32 ist eine weitere Querschnittsansicht der Kerbe zum Öffnen der Dose, die an dem Dosenende gebildet ist. Wie in der Figur gezeigt, werden auf die obere Fläche 1a und die untere Fläche 1b des an dem Dosenende gebildeten Dosenendes 1, welches Dosenende 1 aus einem Metallblech mit einer Dicke von t₀ hergestellt ist und eine Beschichtungslage 8 auf beiden Seiten hiervon besitzt, jeweils eine Matrize mit einer gekrümmten Fläche mit Radiuswerten (R) hiervon im Bereich von 0,1 mm bis 1,0 mm aufgebracht, um die Kerben 2,2 zum Öffnen der Dose jeweils presszuformen, um einen gekrümmten Bodenquerschnitt hiervon zu ergeben, während sich eine Dicke an dem dünnsten Abschnitt 2a von t ergibt. Die Bildung der Kerbe wird derart ausgeführt, um einen Bearbeitungshärtungskoeffizienten n in einem Bereich von 40 bis 90% einer gleichmäßigen Dehnungsregion des Metallblechs zum Bilden des Dosenendes 1 und eine Zugfestigkeit TS (kgf/mm²) ergeben und t erfüllt die Beziehung von 2,5 < P ≤ 5,0, wobei P = t × TS × {exp(n)/(nn)} × [2/√3 × |ln{1 + (t – t0)/t0}|]n.
Aufgrund der Kerbe 2 oder der Kerben 2, 2 zum Öffnen der Dose mit einer gekrümmten Form mit dem oben beschriebenen Radius (R) an der oberen Fläche 1a oder sowohl an der oberen Fläche 1a und der unteren Fläche 1b des Dosenendes wird die Dosenöffnungskraft stabil auf ein Niveau vermindert, dass ein Kind oder eine ältere Person in der Lage ist, die Dose leicht zu öffnen, während die Erzeugung eines Stoßbruchs verhindert wird.
Falls der Radius (R) zum Bilden der Kerbe 2 zum Öffnen der Dose geringer ist als 0,1 mm beim Bilden der Kerbe zum Öffnen der Dose an der oberen Fläche oder sowohl der vorderen und der unteren Fläche des Dosenendes, ist es schwierig, die Kerbe zum Öffnen der Dose an dem Dosenendpaneel zu bilden, ohne die Harzbeschichtungslage zu beschädigen.
Falls der Radius (R) der Matrize 1,0 mm überschreitet, nimmt die Fläche des Dünnplattenabschnitts des Dosenendes 1 zu, was zu einer instabilen Bruchposition des Dosenöffnungsabschnitts führt, wodurch die Öffnungsform schlecht gemacht wird, und ferner nimmt ein „durchhängen" (ein Abschnitt des durchbrochenen Abschnitts hängt herunter) zu. Es ist ebenso praktisch möglich, eine Kerbe zum Öffnen der Dose mit Breiten von mehr als 1,0 mm an einem Dosenendpaneel mit einem begrenzten Raum zu bilden.
Die Blechdicke t an dem dünnsten Abschnitt 2a der Kerbe 2 zum Öffnen der Dose wird unter der Bedingung
2,5 < P ≤ 5,0, gebildet, wobei P = t × TS × {exp(n)/(nn)} × [2/√3 × |ln{1 + (t – t0)/t0}|]n,n ist ein Bearbeitungshärtungskoeffizient in einem Bereich von 40 bis 90% einer gleichmäßigen Dehnungsregion des das Dosenende 1 bildenden Stahlblechs, und TS (kgf/mm²) ist eine Zugfestigkeit hiervon. Die Kerbe 2 zum Öffnen der Dose wird durch Pressformen des Metallblechs zum Herstellen des Dosenendes unter Einsatz der Matrizen gebildet, welche die oben beschriebene Form besitzen. Wenn allerdings diese Art des Formens eine Bearbeitungshärtung an dem dünnsten Abschnitt 2a induktiert, welche durch die Bearbeitung erhalten wird, nimmt die Festigkeit zu. Das Maß der Bearbeitungshärtung differiert mit dem Verhältnis der ursprünglichen Blechdicke t₀ des Stahlblechs zur bearbeiteten Blechdicke t, und die Festigkeit an dem dünnsten Abschnitt nimmt mit einer Abnahme des t-Wertes zu. Wenn die äquivalente Spannung an dem dünnsten Abschnitt durch ε ausgedrückt wird und die äquivalente Dehnung durch σ ausgedrückt wird, dann ist ihre Beziehung durch die Gleichung definiert: σ = K × εⁿ.
Wenn der Bearbeitungshärtungkoeffizient in einem Bereich von 40 bis 90% einer gleichmäßigen Dehnungsregion des das Dosenende 1 bildenden Metallblechs durch n ausgedrückt wird, und die Zugfestigkeit durch TS (kgf/mm²) ausgedrückt wird, ergibt die Beziehung TS = K × εⁿ/exp(n) die Gleichung: K = TS × {exp(n)/(n)ⁿ}. Die Dehnung ε ts in der Blechdickenrichtung, die durch Bildung der Kerbe zum Öffnen der Dose induziert wird, wird als folgende Gleichung geschrieben: ε ts = 1n{1 + (t – t0)/t0}.
Die äquivalente Dehnung ε an dem dünnsten Abschnitt der Kerbe zum Öffnen der Dose wird als folgende Gleichung unter der Annahme einer ebenen Dehnung geschrieben. ε = 2/√3 × |ln{1 + (t – t0)/t0)t0}|.
Aus den obigen Gleichungen wird die äquivalente Spannung σ an dem dünnsten Abschnitt 2a geschrieben als: P = t × TS × {exp(n)/(nn)} × [2/√3 × |ln{1 + (t – t0)/t0}|]n.
Die Zugbruchkraft P zum Durchbrechen des dünnsten Abschnitts 2a der Kerbe zum Öffnen der Dose hauptsächlich durch die Zugverformung wird durch folgende Gleichung ausgedrückt: P = σ × t.
Somit wird der Ausdruck zu folgender Gleichung: P = t × TS × {exp(n)/(nn)} × [2/√3 × |ln{1 + (t – t0)/t0}|]n.
Als Ergebnis hieraus vermindert ein geringerer Wert von P die Dosenöffnungskraft. Und der Effekt wird stabil, wenn der Wert von P 5,0 oder weniger ist. Falls der Wert von P 5,0 überschreitet, ist eine große Dosenöffnungskraft erforderlich, und es entsteht ein Problem. Wenn der Wert von P geringer ist als 2,5, kann wenn eine Dose mit dem geformten Dosenende herunterfallengelassen wird oder einem äußeren Stoß unterworfen wird, der Öffnungsabschnitt durchbrochen werden.
Daher sollten die nachfolgend beschriebenen Bedingungen erfüllt sein, um eine Kerbe zum Öffnen der Dose an der oberen Fläche oder sowohl an der vorderen und unteren Fläche des Dosenendes zu bilden:
Verwendung eines Basismaterials aus Stahlblech mit einer Dicke von t₀ (mm),
ein Bearbeitungshärtungskoeffizient in einem Bereich von 40 bis 90% einer gleichmäßigen Dehnungsregion n, und eine Zugfestigkeit TS (kgf/mm);
Verwenden eines Paares von Matrizen, von denen eine eine gekrümmte Fläche mit einem Spitzenradius von 0,1 bis 1,0 mm besitzt, während die andere eine ebene Fläche besitzt, oder Verwenden eines Paars von Matrizen, von denen beide eine gekrümmte Fläche mit einem Spitzenradius im Bereich von 0,1 bis 1,0 mm besitzt;
Anwenden eines Pressformens, um eine Dicke t (mm) an dem dünnsten Abschnitt zum Bilden einer Kerbe zum Öffnen der Dose zu ergeben; und
Erfüllen der Beziehung 2,5 < P < 5,0, wobei P = t × TS × {exp(n)/(nn)} × [2/√3 × |ln{1 + (t – t0)/t0}|]n.
Das in dem oben beschriebenen Verfahren verwendete Stahlblech zum Herstellen eines Dosenendes ist nicht spezifisch begrenzt, und es kann eine angemessene Art von Stahlblech für einzelne Gegenstände eingesetzt werden. Ein leicht zu öffnendes Dosenende ist im Allgemeinen mit einem Streifen zum Öffnen der Dose ausgestattet. Falls ein Nietmechanismus als Streifen-Anbring-Einrichtung eingesetzt wird, beträgt ein bevorzugter Bereich des Bearbeitungs-Härtungs-Koeffizienten n einer gleichmäßigen Dehnungsregion 0,15 oder mehr im Hinblick auf die Nietformbarkeit. Um eine Beschädigung der Harzbeschichtungslage zu unterdrücken, ist ein geringerer Flächendruck zum Bilden der Kerbe zum Öffnen der Dose bevorzugt. Um dies auszuführen ist es bevorzugt, die folgende Bedingung zu erfüllen. TS × {exp(n)/(nn)} × [2/√3 × |ln{1 + (t – t0)}|]n ≤ 70
Ferner können entweder die obere Fläche oder die untere Fläche oder beide Seiten des Stahlblechs mit verschiedenen Arten einer Beschichtung oder einer chemischen Umwandelbehandlung beaufschlagt werden, um einen Korrosionswiderstand und einen Verbund mit einer Harzbeschichtungslage sicherzustellen.
Die Art des Harzes der Harzbeschichtungslage, die auf beiden Seiten des Stahlblechs gebildet ist, ist nicht spezifisch begrenzt, und sie kann in Abhängigkeit von den Inhalten der Dose, an welcher das Dosenende anhaftet und von der Einsatzumgebung ausgewählt werden. Unterschiedliche Arten von Harz können jeweils auf die obere Fläche und die untere Fläche des Dosenendes aufgebracht werden. Obgleich die Dicke der Harzbeschichtungslage nicht spezifisch begrenzt ist, muss die Dicke, um eine Verschlechterung des Korrosionswiderstandes zu verhindern, der durch eine während der Bildung der Kerbe zum Öffnen der Dose auftretende Beschädigung verursacht wird, 5 μm oder mehr, bevorzugt 10 μm oder mehr betragen.
Falls ein festes oder flüssiges Schmiermittel beim Bilden der Kerbe zum Öffnen der Dose auf das Dosenende aufgebracht wird, vermindert sich die Reibungskraft zwischen den Matrizen und der Harzbeschichtungslage, und die in der Harzbeschichtungslage induzierte Scherkraft vermindert sich, was das Auftreten einer Trennung der Schnittstelle zwischen der Harzbeschichtungslage und dem Stahlblech unterdrückt und eine Verschlechterung des Korrosionswiderstandes unterdrückt.
Das oben beschriebene Verfahren zum Herstellen des Dosenendes ist sowohl auf ein Abziehstreifen-Dosenende, ein Verbleibstreifen-Dosenende und ein vollständig öffnendes Dosenende anwendbar.
Alternativ, wie in 33(a) gezeigt, der Streifen 3 an dem Dosenende 1 auf eine Weise angebracht wird, dass die Streifenbefestigungseinrichtung 4 in einer versetzten Position gegenüber der Mitte des Dosenendes 1 mit der gegenüberliegenden Seite des Öffnungsabschnitts 5 positioniert ist, um dem Streifen 3 zu ermöglichen, um die Streifenbefestigungseinrichtung 4 zu rotieren, während der Abstand zwischen der Streifenbefestigungseinrichtung 4 und dem Streifen 3 und der Spitze des Streifens in gewissem Maß verglichen mit der herkömmlichen Länge vergrößert wird, wodurch die an dem Arbeitspunkt erzeugte Kraft erhöht wird. Wenn bei diesem Aufbau der Streifen 3 in die öffenbare Position rotiert ist, wie in 33(b) gezeigt, wird die Dosenöffnungskraft weiter vermindert, falls die Kerbe zum Öffnen der Dose, welche die grundflächige Gestalt gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt, an dem Dosenende gebildet ist an welchem das Drehen des Streifens 3 in eine öffenbare Position dem Aufnahmerand des Streifens 3 nach außerhalb des äußeren Umfangs des Dosenendes bringt.
Beispiel 1
Ein zinnfreies Stahlblech wurde aus einem dünnen Stahlblech mit dickenwerten t₀ im Bereich von 0,20 bis 0,30 mm, Zugfestigkeitswerten TS im Bereich von 29 bis 56 kgf/mm² und Werten des Bearbeitungshärtungskoeffizienten n in einem Bereich von 40 bis 90% einer gleichmäßigen Dehnungsregion im Bereich von 0,10 bis 0,23 hergestellt, und zwar durch Bilden einer Chromatbeschichtungslage auf beiden Seiten hiervon, welche Chromatbeschichtungslage aus einer chromierten Metallchromlage mit Beschichtungsgewichten im Bereich von 100 bis 120 mg/m² und einer Decklage aus Chromoxidhydrat mit Beschichtungsgewichten im Bereich von 14 bis 18 mg/m² als Metallchrom besteht. Das hergestellte Metallblech wurde durch einen Polyesterfilm vom Wärmeschmelztyp auf beiden Seiten hiervon mit einer Dicke im Bereich von 15 bis 30 μm auf beiden Seiten hiervon beschichtet.
Das so hergestellte Stahlblech, das auf beiden Seiten mit einem Polyesterfilm laminiert ist, wurde zu einem Dosenendpaneel. Auf das Dosenendpaneel wurde ein Paar von Matrizen aufgebracht, die beide eine gekrümmte Fläche jeweils mit einem Spitzenradius im Bereich von 0,1 bis 1,0 mm besitzen, oder von denen einer eine gekrümmte Fläche mit einem Spitzenradius im Bereich von 0,1 bis 1,0 mm besitzt, während die andere eine ebene Fläche besitzt, um die leicht zu öffnenden Verbleibstreifendosenenden Nr. 1 bis 13, die in Tabelle 12 gezeigt sind, unter Einsatz des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung mit Pressformen mit oder ohne Einsatz von Schmiermittel herzustellen, während die Werte der Dicke t des Stahlblechs an dem dünnsten Abschnitt im Bereich von 2,5 bis 5,0 als P-Wert reguliert wurden (nachfolgend werden diese Dosenenden als Beispiele gemäß der Erfindung bezeichnet.)
Tabelle 12
Zum Vergleich wurde ein aus dem oben beschriebenen, zinnfreien Stahlblech hergestelltes Dosenendpaneel unter Einsatz eines Paares von Matrizen, wie es oben beschrieben wurde, unter Aufbringung oder ohne Aufbringung von Schmiermittel unter der Bedingung pressgeformt, dass Blechdicke t an dem dünnsten Abschnitt außerhalb des spezifizierten P-Bereichs ist, wodurch die Testmuster Nr. 14 bis 29 für leicht zu öffnende Verbleibstreifendosenenden unter Einsatz eines anderen Verfahrens hergestellt wurden, die ebenso in Tabelle 12 gezeigt sind. (Nachfolgend werden diese Testmuster als Vergleichstestmuster bezeichnet) Separat wurde durch Aufbringen von Matrizen, deren Spitzenradius außerhalb des durch die vorliegende Erfindung spezifizierten Bereichs liegt, ein Pressformen auf ein Stahlblech auf eine Weise aufgebracht, dass die Blechdicke t an dem dünnsten Abschnitt in einem spezifizierten P-Bereich liegt, um die leicht zu öffnenden Verbleibsstreifendosenenden Nr. 30 bis 36 mit oder ohne Aufbringung eines Schmiermittels unter Einsatz eines anderen Verfahrens zu bilden. (Nachfolgend werden diese Muster ebenso als Vergleichsbeispiele bezeichnet.)
Hinsichtlich der Dosenenden der oben beschrieben Beispiele und der Vergleichsbeispiele wurde die Anwesenheit/Abwesenheit eines Durchbruchs und einer Beschädigung an der Harzbeschichtungslage auf der Basis der nachfolgend angegebenen Kriterien bewertet, und das Ergebnis ist in Tabelle 12 gezeigt.
In Bezug auf die Dosenöffenbarkeit wurde der Pop-Wert (die Kraft, welche den Öffnungsabschnitt an dem Dosenende beginnen lässt, sich unter einer konstanten, auf den Streifen des Dosenendes aufgebrachten Zugkraft zu öffnen) bestimmt. Wenn der beobachtete Pop-Wert nicht höher als der Maximalwert (2,4 kg) ist, der an sechs Arten handelsübliche verfügbarer, leicht zu öffnender Aluminiumlegierungsdosenenden beobachtet wurde, wurde das Testmuster mit (o) markiert. Alle anderen Testmuster wurden mit (x) markiert. Ein Stoßbruch wurde durch die Anwesenheit/Abwesenheit eines Stoßbruchs bewertet, während eine Dose 6 aus 1 m oberhalb eines Betonbodens auf den Boden in einer geneigten Position der Dose mit nach unten gerichtetem Dosenende 1 fallen gelassen wurde, um eine Stoßkraft auf das Dosenende 1 aufzubringen. Ein Testmuster, das keinen Stoßbruch erzeugte, wurde mit (o) markiert, und ein Testmuster, das einen Stoßbruch erzeugte, wurde mit (x) markiert. Die Beschädigung an der Harzbeschichtungslage wurde durch einen Korrosionstest an dem Dosenende und basierend auf der Anwesenheit/Abwesenheit von Rost an und in der Nähe einer Kerbe zum Öffnen der Dose an einer vorderen und unteren Fläche bewertet. Ein Testmuster, das keinen Rost auf beiden Seiten erzeugt, wurde mit (o) markiert, und ein Testmuster, das auch nur eine geringe Menge von Rost entweder auf der oberen Fläche oder der unteren Fläche erzeugte, wurde mit (x) markiert. Wie in Tabelle 1 zu erkennen ist, erzeugten die Vergleichsbeispiele Nr. 14 bis 22, die derart gebildet waren, um den P-Wertebereich der Blechdicke t an dem dünnsten Abschnitt der Kerbe zum Öffnen der Dose von weniger als 2,5 zu ergeben, einen Stoßbruch. Die Vergleichsbeispiele Nr. 23 bis 29, die derart gebildet waren, um einen P-Wertebereich der Blechdicke t an dem dünnsten Abschnitt der Kerbe zum Öffnen der Dose von mehr als 5,0 zu ergeben, ergaben eine schlechte Dosenöffenbarkeit. Ferner erzeugten die Vergleichsbeispiele Nr. 30 bis 36, die durch Pressformen unter Einsatz eines Paares von Matrizen hergestellt waren, von denen zumindest eine einen spitzen Radius außerhalb des durch die vorliegende Erfindung spezifizierten Bereichs besaß, Rost an der Kerbe zum Öffnen der Dose in dem Korrosionstest und ergaben eine Beschädigung an der Harzbeschichtungslage.
Im Gegensatz hierzu ergaben alle Beispiele der vorliegenden Erfindung Nr. 1 bis 13 eine ausgezeichnete Dosenöffenbarkeit, erzeugten keinen Stoßbruch, erzeugten keinen Rost an und in der Nähe der Kerbe zum Öffnen der Dose und ergaben keine Beschädigung der Harzbeschichtungslage.
Ausführungsform 8
Ausführungsform 8 stellt ein Verfahren zum Herstellen eines leicht zu öffnenden Dosenendes bereit, mit den Schritten:
Bereitstellen eines Endpaneels mit einem Metallblech mit einer Dicke von t₀ (mm), einem Bearbeitungshärtungskoeffizienten n in einem Bereich von 40 bis 90% einer gleichmäßigen Dehnungsregion und einer Zugfestigkeit TS (kgf/mm²);
Bereitstellen einer oberen Matrize und einer unteren Matrize;
Pressformen des Endpaneels unter Einsatz der oberen Matrize und der unteren Matrize zum Bilden einer Kerbe an dem Endpaneel;
Anbringen eines Streifens mit einem Fingergreifabschnitt an dem Dosenendpaneel, und zwar drehbar um eine Streifenbefestigungseinrichtung;
Anordnung eines geneigten Vorsprungs (Rampenvorsprungs) zum Anheben des Streifens nach oberhalb einer Höhe eines Nahtabschnitts, wenn der Streifen in eine Position zum Ermöglichen eines Öffnens des Dosenendes rotiert wird.
Beim Bilden einer Kerbe an einer oberen Fläche oder einer unteren Fläche des Endpaneels besitzt entweder die obere Matrize oder die untere Matrize eine gekrümmte Fläche mit einem Radius im Bereich von über 0,025 bis 1 mm an dem spitzen Abschnitt hiervon, und die andere Matrize besitzt eine ebene Fläche an dem spitzen Abschnitt hiervon.
Beim Bilden von Kerben an einer oberen Fläche und einer unteren Fläche des Endpaneels besitzen die obere Matrize und die untere Matrize eine gekrümmte Fläche mit einem Radius im Bereich von über 0,025 bis 1 mm an dem spitzen Abschnitt hiervon.
Das pressgeformte Dosenendpaneel besitzt eine Dicke t (mm) an dem dünnsten Abschnitt hiervon, wobei die Dicke t (mm) folgende Gleichungen erfüllt: 5 < P ≤ 7 P = t × TS × {exp(n)/(nn)} × [2/√3 × |ln{1 + (t – t0)/t0}|]n.
Die Streifenbefestigungseinrichtung ist um einen Abstand "a", der in der folgenden Gleichung ausgedrückt ist, von der Mitte des Dosenendes zu der gegenüberliegenden Seite eines öffenbaren Abschnitts versetzt positioniert: (D – d)/2 < a < d/2 – l
Der Fingergreifabschnitt besitzt einen Abstand "L" von der Streifenbefestigungseinrichtung, wobei der Abstand "L" durch die folgende Gleichung definiert ist: d - l > L > d/2 – a
Der Streifen besitzt eine erste Mittellinie vor einer Rotation hiervon und eine zweite Mittellinie in einer Öffnungsposition, wobei die erste Mittellinie und die zweite Mittellinie einen Winkel "θ" dazwischen besitzen, der in einem durch folgende Gleichung definiertem Bereich liegt: –1 < cosθ < 1/(2 × a × L) × {(d/2)2 – (L2 + a2)}
In den obigen Gleichungen ist "a" der Abstand zwischen der Mitte der Streifenbefestigungseinrichtung und der Mitte des Dosenendes, "L" ist der Abstand zwischen der Mitte der Streifenbefestigungseinrichtung und dem Fingergreifabschnitt an dem Streifen, "l" ist der Abstand zwischen der Mitte der Streifenbefestigungseinrichtung und einem Streifenarbeitsabschnitt, "θ" ist der Winkel zwischen Mittellinie des Streifens vor einer Rotation und der Mittellinie in der Öffnungsposition, "d" ist der Innendurchmesser des Dosenendes, und "D" ist der Außendurchmesser des Dosenendes.
Das Verfahren zum Herstellen des leicht zu öffnenden Dosenendes gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend ausführlicher und in Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
34 ist eine Querschnittsansicht der Kerbe zum Öffnen der Dose, die an dem Dosenende gebildet ist. Wie in der Figur gezeigt, werden eine Matrize mit einer gekrümmten Fläche mit Radiuswerten (R) im Bereich von 0,25 bis 1,0 mm auf die obere Fläche 1a des Dosenendes 1, das eine Dicke von t₀ besitzt, und eine Matrize mit einer ebenen Fläche auf die untere Fläche des Dosenendes 1 aufgebracht und verwendet, um die Kerbe 2 zum Öffnen der Dose presszuformen, um einen gekrümmten Bodenquerschnitt hiervon mit einer Blechdicke t an dem dünnsten Abschnitt 2a und mit einem gekrümmten Bodenquerschnitt zu ergeben. Die Bildung der Kerbe wird derart ausgeführt, um einen Bearbeitungshärtungskoeffizienten n in einem Bereich von 40 bis 90% einer gleichmäßigen Dehnungsregion des Metallblechs, welches das Dosenende 1 bildet, und eine Zugfestigkeit TS (kgf/mm²) hiervon zu erhalten, und t erfüllt die folgenden Gleichungen: 5 < P ≤ 7,0, P = t × TS × {exp(n)/(nn)} × [2/√3 × |ln{1 + (t – t0)/t0}|]n.
35 ist eine Querschnittsansicht der Kerbe zum Öffnen der Dose, die an dem Dosenende gebildet ist. Wie in der Figur gezeigt, wird an der oberen Fläche 1a und an der unteren Fläche 1b des an dem Dosenende gebildeten Dosenendes 1, welches Dosenende aus einem Metallblech mit einer Dicke von t₀ hergestellt ist, jeweils die Matrize mit einer gekrümmten Fläche mit den Radiuswerten (R) in Bereich von 0,25 mm bis 1,0 mm zum Pressformen der Kerben 2, 2 zum Öffnen der Dosen verwendet, um einen gekrümmten Bodenquerschnitt hiervon zu ergeben, während eine Dicke t an dem dünnsten Abschnitt 2a vorliegen wird. Die Bildung der Kerbe wird derart ausgeführt, um einen Bearbeitungshärtungskoeffizienten n in einem Bereich von 40 bis 90% einer gleichmäßigen Dehnungsregion des Metallblechs zum Bilden des Dosenendes 1 und einer Zugfestigkeit TS (kgf/mm²) hiervon zu ergeben, und t erfüllt die folgenden Gleichungen: 5,0 < P ≤ 7,0, P = t × TS × {exp(n)/(nn)} × [2/√3 × |ln{1 + (t – t0)/t0}|]n.
Aufgrund der Ausbildung der Kerbe 2 oder der Kerben 2, 2 zum Öffnen der Dose mit einer gekrümmten Form mit dem oben beschriebenen Radius (R) an der oberen Fläche 1a oder sowohl an der oberen Fläche 1a als auch an der unteren Fläche 1b des Dosenendes und aufgrund des Anbringens eines längeren Streifen als dem Stand der Technik wird die Dosenöffnungskraft stabil auf eine Niveau vermindert, das ein Kind oder eine ältere Person in der Lage ist, die Dose leicht zu öffnen, während die Erzeugung eines Stoßbruchs verhindert wird.
Für den Fall, dass die Kerbe 2 zum Öffnen der Dose an einer oder beiden der oberen Fläche und der unteren Fläche des Dosenendes 1 gebildet ist, vorausgesetzt, dass der Radius (R) der Matrize zum bilden der Kerbe 2 zum Öffnen der Dose geringer ist als 0,025 mm, verschlechtert sich die Bearbeitungsgenauigkeit der Matrizen, und der durch die Formungsarbeit induzierte Abrieb der Matrizen tritt zu einem frühen Bearbeitungszeitpunkt auf, sodass ein Problem einer Notwendigkeit zum häufigen Austauschen der Matrizen entsteht, was unwirtschaftlich ist.
Falls der Radius (R) der Matrizen 1,0 mm überschreitet, nimmt die Fläche des dünnplatten Abschnitts des Dosenendes 1 zu, was zu einer instabilen Bruchposition des Dosenöffnungsabschnitts führt, wodurch die Öffnungsform schlecht wird, und ferner nimmt ein "Durchhängen" (ein Abschnitt des durchbrochenen Abschnitts häng herunter) zu. Es ist ebenso praktisch unmöglich, eine Kerbe zum Öffnen der Dose mit Breiten von mehr als 1,0 mm an einem Dosenendpaneel mit einem begrenzten Raum zu bilden.
Die Blechdicke t an dem dünnsten Abschnitt 2a der Kerbe 2 zum Öffnen der Dose ist unter der Bedingung von 5,0 < P ≤ 7,0 gebildet, wobei P = t × TS × {exp(n)/(nn)} × [2/√3 × |ln{1 + (t – t0)/t0}|]n.
Ist, n ist ein Bearbeitungshärtungskoeffizient in einem Bereich von 40 bis 90% einer gleichmäßig gekrümmten Dehnungsregion des Metallblechs, welches das Dosenende 1 bildet, und TS (kgf/mm²) ist eine Zugfestigkeit hiervon. Die Kerbe 2 zum Öffnen der Dose ist durch Pressformen des Metallblechs zum Herstellen des Dosenendes unter Einsatz der Matrizen mit der oben beschriebenen Formel gebildet. Wenn allerdings diese Art von Formen eine Bearbeitungshärtung an dem dünnsten Abschnitt 2a induziert, der durch die Bearbeitung erhalten wird, nimmt die Festigkeit zu. Das Maß der Bearbeitungshärtung differiert mit dem Verhältnis der ursprünglichen Blechdicke t₀ des Metallblechs zu bearbeiteten Blechdicke t, und die Festigkeit in dem dünnsten Abschnitt nimmt mit einer Abnahme des t-Wert ab. Wenn die äquivalente Spannung an dem dünnsten Abschnitt 2a durch σ ausgedrückt wird und die äquivalente Dehnung durch ε ausgedrückt wird, dann ist ihre Beziehung durch die Gleichung definiert: σ = K × εⁿ.
Wenn der Bearbeitungshärtungskoeffizient in einem Bereich von 40 bis 90% einer gleichmäßigen Dehnungsregion des das Dosenende 1 bildenden Metallblechs durch n ausgedrückt wird, und die Zugfestigkeit durch TS (kgf/mm²) ausgedrückt wird, leitet sich aus der Gleichung [TS = K × nⁿexp(n)] folgende Gleichung ab: K = TS × {exp(n)/(n)n}.
Die Dehnung ε ts in der Blechdickenrichtung, die durch die Formung der Kerbe zum Öffnen der Dose induziert wird, wird als folgende Gleichung geschrieben: ε ts = ln{1 + (t – t0)/t0}.
Die äquivalente Dehnung ε an dem dünnsten Abschnitt der Kerbe zum Öffnen der Dose wird aus folgender Gleichung unter der Annahme einer ebenen Dehnung geschrieben. ε = 2/√3 × |ln{1 + (t – t0)/t0}|
Aus den obigen Gleichungen wird die äquivalente Spannung σ an dem dünnsten Abschnitt 2a geschrieben als: σ = TS × {exp(n)/(nn)} × [2/√3 × |ln{1 + (t – t0)/t0}|]n
Die Zugbruchkraft P zum Brechen des dünnsten Abschnitts 2a der Kerbe zum Öffnen der Dose hauptsächlich durch eine Zugverformung wird durch die Gleichung ausgedrückt: P = σ × t.
Somit wird der Ausdruck zu folgender Gleichung: P = t × TS × {exp(n)/(nn)} × [2/√3 × |ln{1 + (t – t0)/t0}|]n.
Als Ergebnis hieraus vermindert ein geringer Wert von P die Dosenöffnungskraft. Und der Effekt wird stabil, wenn der Wert von P 7,0 oder weniger ist, vorausgesetzt, dass gleichzeitig das später beschriebene Streifenanbringverfahren verwendet wird. Falls der Wert von P 7,0 überschreitet, ist eine große Dosenöffnungskraft erforderlich und es entsteht ein Problem.
Daher ist es zum Bilden einer Kerbe zum Öffnen der Dose an der oberen Fläche oder der unteren Fläche oder auf beiden Seiten des Dosenendes erforderlich, ein Dosenendpaneel zu verwenden, das aus einem Basismaterial aus einem Metallblech mit einer Blechdicke von t₀ (mm), einem Bearbeitungshärtungskoeffizienten n in einem Bereich von 40 bis 90% einer gleichmäßigen Dehnungsregion und einer Zugfestigkeit von TS (kgf/mm²) hergestellt ist, welches Dosenendpaneel einem Pressformen unter Einsatz eines Paares von Matrizen unterworfen wird, von denen eine eine gekrümmte Form mit einem spitzen Radius hiervon im Bereich von 0,25 bis 1,0 mm besitzt, während die andere eine Ebene Fläche besitzt, um die Kerbe zum Öffnen der Dose zu bilden, oder beide besitzen eine gekrümmte Form mit einem spitzen Radius jeweils im Bereich von 0,25 bis 1,0 mm, um eine Kerbe zum Öffnen der Dose zu bilden, was eine Blechdicke t(mm) im dünnsten Abschnitt hiervon ergibt, und folgende Gleichung muss erfüllt werden: 5,0 < P ≤ 7,0wobei P = t × TS × {exp(n)/(nn)} × [2/√3 × |ln{1 + (t – t0)/t0}|]n
Das folgende ist eine Beschreibung des Verfahrens zum Anbringen eines Streifens unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
36 zeigt eine Draufsicht eines leicht zu öffnenden Dosenendes gemäß der vorliegenden Erfindung, die Ausführung hiervon veranschaulicht. In der Figur bezeichnet "a" den Versatz zwischen der Mitte der Streifenbefestigungseinrichtung 4 und der Mitte des Dosenendes 1, "L" bezeichnet den Abstand zwischen der Mitte der Streifenbefestigungseinrichtung 4 und der Spitze des Fingergreifabschnitts an dem Streifen 3, "l" bezeichnet den Abstand zwischen der Mitte der Streifenbefestigungseinrichtung 4 und der Spitze des Arbeitsabschnitts des Streifens 3, "θ" bezeichnet den Winkel zwischen der Mittellinie des Streifens vor einer Rotation und der Mittellinie nach einer Rotation des Streifens und vor dem Öffnen der Dose, "d" bezeichnet den Innendurchmesser des Dosenendes 1, und "D" bezeichnet den Außendurchmesser des Dosenendes 1.
Gemäß der Ausführungsform 8 ist die Mitte der Streifenbefestigungseinrichtung 4 um einen Versatz von "a" von der Mitte des Dosenendes 1 zur gegenüberliegenden Seite des Dosenöffnungsabschnitts verschoben. Der Versatz "a" ist durch die folgende Gleichung definiert: (D – d)/2 < a < d/2 – l
Der Abstand "L" zwischen der Mitte der Streifenbefestigungseinrichtung 4 und der Spitze des Fingergreifabschnitts an dem Streifen 3 ist durch die folgende Gleichung begrenzt: d – l > L > d/2 – a, um sich länger als im Stand der Technik zu erstrecken, wodurch der Abstand zwischen dem Stützpunkt der Hebelarbeit und dem Arbeitspunkt hiervon erhöht wird, was die erzeugte Kraft an dem Arbeitspunkt verglichen mit derjenigen im Stand der Technik erhöht.
Falls allerdings eine Streifenbefestigungseinrichtung in der Mitte des Dosenendes 1 wie im Stand der Technik angebracht wird, kann der gesamte Streifen nicht innerhalb der Fläche des zentralen Paneelabschnitts erhalten werden, sodass die Leistung beim Stapeln, Lager und Transportieren der Dosen signifikant verschlechtert wird. In dieser Hinsicht ist gemäß der Ausführungsform 8 die Position der Streifenbefestigungseinrichtung 4 von der Mitte des Dosenendes 1 zur gegenüberliegenden Seite des Dosenöffnungsabschnitts innerhalb eines Bereichs folgender Gleichung bewegt: (D – d)/2 < a < d/2 – l. Der Streifen 3 wird um einen Winkel θ, der aus folgender Gleichung abgeleitet ist, um die Streifenbefestigungseinrichtung 4 rotiert: –1 < cosθ < 1/(2 × a × L) × {(d/2)2 – (L2 + a2)}
Durch Bewegen der Position der Streifenbefestigungseinrichtung 4 um "a" und durch Rotieren des Streifens 3 um einen Winkel "θ" ist der Gesamtstreifen in der Lage, innerhalb der Fläche des zentralen Paneelabschnitts 8 gehalten zu werden.
Zusätzlich wird, wie in 37 gezeigt, der Streifen 3 um die Streifenbefestigungseinrichtung von der nicht öffenbaren Position in die öffenbare Position während des Dosenöffnungsschritts rotiert. Bei einer einfachen Rotation kollidiert allerdings der Streifenrandabschnitt an den Nahtabschnitt im Umfang des Dosenendes, wodurch eine weitere Rotation des Streifens 3 verhindert wird. Um das Problem zu lösen, ist ein rampenförmiger Vorsprung 15 an dem zentralen Paneelabschnitt 8 gebildet. Durch Hochziehen der Spitze des Streifens 3 oberhalb der Höhe des Nahtabschnitts kommt der Streifen 3 in die Lage, in die öffenbare Position zu rotieren, wie in 37 zu erkennen.
Nachdem der Streifen 3 in die öffenbare Position auf diese Weise rotiert worden ist, kommt der Streifenaufnahmerand nach außerhalb des äußeren Umfangs des Dosenendes (oder des äußeren Umfanges des Nahtabschnitts), sodass ein Greifen und Halt des Streifens 3 mit dem Finger leicht auszuführen ist.
36 setzt einen Niet als Einrichtung zum Halten des Streifens 3 in einer frei winkelrotierbaren Bewegung ein. Die Einrichtung ist allerdings nicht auf den Niet beschränkt, und es kann ein Streifenbefestigungseinrichtungsmaterial mit derselben Konstruktion an demselben Paneelabschnitt unter Einsatz eines Klebstoffs angebracht werden. Die Form des Streifens 3 ist bevorzugt von dem Dosenende für eine leichte Winkelbewegung und ein leichtes Fingergreifen angehoben.
Das in dem oben beschriebenen Verfahren zum Herstellen eines Dosenendes verwendete Metallblech kann eine Aluminiumplatte, ein Metallblech oder eine Platte aus einer anderen Metallart sein, und eine geeignete Art von Metallblech kann für einzelne Aufgaben eingesetzt werden. Ein leicht zu öffnendes Dosenende ist im Allgemeinen mit einem Streifen zum Öffnen der Dose ausgestattet. Falls ein Nietmechanismus als Streifenanbringeinrichtung eingesetzt wird, beträgt ein bevorzugter Bereich des Bearbeitungshärtungskoeffizienten n einer gleichmäßigen Dehnungsregion 0,15 oder mehr im Hinblick auf die Nietformbarkeit. Wenn ein Korrosionswiderstand sichergestellt werden muss, kann das Metallblech durch verschiedene Arten einer Beschichtung, chemischen Konversion, Lackierung oder Laminierung einer Harzschicht auf einer Seite oder beiden Seiten der vorderen und der unteren Flächen hiervon beschichtet werden.
Das oben beschriebene Verfahren ist sowohl für Abziehstreifendosenenden als auch für Verbleibstreifendosen anwendbar.
Beispiel 1
Ein zinnfreies Metallblech wurde aus einem dünnen Metallblech mit Dickenwerten t₀ im Bereich von 0,20 bis 0,30 mm, Werten der Zugfestigkeit TS im Bereich von 30 bis 56 kgf/mm² und Werten des Bearbeitungshärtungskoeffizienten n in einem Bereich von 40 bis 90% einer gleichmäßigen Dehnungsregion im Bereich von 0,11 bis 0,21 hergestellt, und zwar durch Bilden einer Chromatbeschichtungslage auf beiden Seiten hiervon, welche Chromatbeschichtungslage aus einer chromierten Metallchromlage mit Beschichtungsgewichten im Bereich von 100 bis 120 mg/m² und einer Decklage aus Chromoxidhydrat mit Beschichtungsgewichten im Bereich von 14 bis 18 mg/m² aus Metallchrom besteht.
Das so hergestellte, zinnfreie Stahlblech mit der Chromatlage auf beiden Seiten hiervon wurde zu einem Dosenendpaneel geformt. Auf das Dosenendpaneel wurde ein Paar von Matrizen aufgebracht, von denen beide eine gekrümmte Fläche jeweils mit einem spitzen Radius im Bereich von 0,25 bis 1,0 mm besitzt, oder von denen eine eine gekrümmte Fläche mit einem spitzen Radius im Bereich von 0,25 bis 1,0 mm besitzt, während die andere eine ebene Fläche besitzt, um die leicht zu öffnenden Verbleibsstreifendosenenden Nr. 1 bis 7 gemäß Tabelle 1 unter Einsatz des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung herzustellen, wobei das Pressformen mit oder ohne Einsatz eines Schmiermittels eingesetzt wird, während die Dickenwerte t des Metallblechs an dem dünnsten Abschnitt auf einem Bereich von mehr als 5,0 bis nicht mehr als 7,0 als P-Wert reguliert wurden, während der Streifen 3 mit der in 36 gezeigten Struktur und mit der nachfolgend angegebenen Relativposition angebracht wurde. (Nachfolgend werden diese Dosenenden als Beispiele gemäß der vorliegenden Erfindung bezeichnet.)
Versatz zwischen der Mitte der Streifenbefestigungseinrichtung und der Mitte des Dosenendes (a): 5 mm
Abstand zwischen der Mitte der Streifenbefestigungseinrichtung und dem Fingergreifabschnitt an dem Streifen (L): 25 mm
Abstand zwischen der Mitte der Streifenbefestigungseinrichtung und dem Streifenarbeitsabschnitt (l): 10 mm
Innendurchmesser des Dosenendes (d): 49 mm
Außendurchmesser des Dosenendes (D): 53 mm
Beispiel 2
Ein elektrolytisch zinnbeschichtetes Metallblech wurde aus einem dünnen Metallblech mit Dickenwerten t₀ im Bereich von 0,17 bis 0,30 mm, Werten der Zugfestigkeit TS im Bereich von 30 bis 50 kgf/mm² und Werten des Bearbeitungshärtungskoeffizienten n in einem Bereich von 40 bis 90% einer gleichmäßigen Dehnungsregion im Bereich von 0,10 bis 0,21 durch Bilden einer elektrolytischen Zinnbeschichtungslage auf beiden Seiten hiervon mit Beschichtungsgewichten im Bereich von 0,8 bis 2,8 g/m² Zinn, ferner durch bilden einer Chromatbeschichtungslage auf beiden Seiten hiervon hergestellt, welche Chromatbeschichtungslage aus einer chromierten Metallchromlage mit Beschichtungsgewichten im Bereich von 9 bis 12 mg/m² und aus einer Decklage aus Chromoxidhydrat mit Beschichtungsgewichten im Bereich von 8–10 mg/m² als Metallchrom besteht.
Das so hergestellte Metallblech wurde zu einem Dosenendpaneel geformt. Auf das Dosenendpaneel wurde ein Paar von Matrizen aufgebracht, von denen beide eine gekrümmte Fläche jeweils mit einem spitzen Radius im Bereich von mehr als 0,025 bis nicht mehr als 1,0 mm besitzen, oder von denen eine eine gekrümmte Fläche mit einem spitzen Radius im Bereich von mehr als 0,025 bis nicht mehr als 1,0 mm besitzt, während die andere eine Ebene Fläche besitzt, um die leicht zu öffnenden Verbleibsstreifendosen Nr. 8 bis 12 gemäß Tabelle 13 unter Einsatz des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung herzustellen, wobei das Pressformen mit oder ohne Verwendung von Schmiermitteln eingesetzt wurde, während die Werte der Dicke t des Metallblechs am dünnsten Abschnitt auf einen Bereich von mehr als 5,0 bis nicht mehr als 7,0 als P-Wert reguliert wurden. (Nachfolgenden werden diese Dosenenden als Beispiele gemäß der vorliegenden Erfindung bezeichnet.)
Vergleichsbeispiel 1
Ein zinnfreies Stahlblech wurde aus einem dünnen Metallblech mit einer Dicke t₀ von 0,30 mm, Werten der Zugfestigkeit TS im Bereich von 40 bis 56 kgf/mm² und Werten des Bearbeitungshärtungskoeffizienten n in einem Bereich von 40 bis 90% einer gleichmäßigen Dehnungsregion im Bereich von 0,16 bis 0,18 durch Aufbringen einer Chromatbehandlung ähnlich zu derjenigen gemäß Beispiel 1 auf beiden Seiten hiervon hergestellt. Aus dem so hergestellten Dosenendpaneel wurden die leicht zu öffnenden Verbleibstreifendosenenden Nr. 13 bis 15, die ebenso in Tabelle 1 gezeigt sind, durch Pressformen der Platte durch die in Beispiel 1 beschriebenen Matrizen mit oder ohne Verwendung eines Schmiermittels pressgeformt, was einen P-Bereich außerhalb des spezifizierten als Blechdicke t an dem dünnsten Abschnitt ergab, während der Streifen 3 ähnlich zu demjenigen mit der Struktur gemäß 36 angebracht wurde, und zwar unter Anwendung eines Verfahrens, dass sich von demjenigen gemäß der vorliegenden Beschreibung unterscheidet. (Nachfolgend werden diese Dosenenden als Vergleichsbeispiele der vorliegenden Erfindung bezeichnet.)
Hinsichtlich der Dosenenden der oben beschriebenen Beispiele und der Vergleichsbeispiele wurde die Dosenöffenbarkeit auf der Basis der nachfolgend angegebenen Kriterien bewertet wird, und die Ergebnisse sind in Tabelle 13 gezeigt.
Im Hinblick auf die Dosenöffenbarkeit wurde der Pop-Wert (Die Kraft, welche den Öffnungsabschnitt an dem Dosenende beginnen lässt, sich unter einer konstanten, auf den Streifen des Dosenendes aufgebrachten Zugkraft zu öffnen) bestimmt. Wenn der beobachtete Pop-Wert nicht höher als der Maximalwert (2,4 kg) ist, der bei sechs Arten herkömmlich verfügbarer, leicht zu öffnender Aluminiumlegierungsdosenenden beobachtet wurde, wurde das Testmuster mit (o) markiert. Alle anderen Testmuster wurden mit (x) markiert.
Wie in Tabelle 13 zu erkennen ist, ergaben die Vergleichsbeispiele Nr. 12 bis 14, die derart gebildet waren, um einen P-Wertbereich der Blechdicke t an dem dünnsten Abschnitt der Kerbe zum Öffnen der Dose von mehr als 7,0 zu ergeben, eine schlechte Dosenöffenbarkeit.
Im Gegensatz hierzu ergaben alle Beispiele gemäß der vorliegenden Erfindung Nr. 1 bis 11 eine ausgezeichnete Dosenöffenbarkeit.
Tabelle 13
Ausführungsform 9
Ausführungsform 9 stellt ein Verfahren zum Herstellen eines leicht zu öffnenden Dosenendes bereit, mit den Schritten:
Bereitstellen eines Endpaneels mit einem Metallblech mit einer Dicke von t₀ (mm), einem Bearbeitungshärtungskoeffizienten n in einem Bereich von 40 bis 90% einer gleichmäßigen Dehnungsregion und einer Zugfestigkeit TS (kgf/mm²) und Harzfilmlagen auf beiden Seiten des Metallblechs;
Bereitstellen einer oberen Matrize und einer unteren Matrize;
Pressformen des Endpaneels unter Einsatz der oberen Matrize und der unteren Matrize zum Bilden einer Kerbe an dem Endpaneel;
Anhängen eines Streifens mit einem Fingergreifabschnitt an dem Dosenendpaneel, und zwar rotierbar um eine Streifenbefestigungseinrichtung;
Anordnen eines Rampenvorsprungs zum Anheben des Streifens nach oberhalb einer Höhe eines Nahtabschnitts, wenn der Streifen in eine Position zum Ermöglichen eines Öffnens der Dose rotiert wird.
Beim Bilden einer Kerbe an einer oberen Fläche oder einer unteren Fläche des Endpaneels besitzt entweder die obere Matrize oder die untere Matrize eine gekrümmte Fläche mit einem Radius im Bereich von über 0,1 bis 1 mm an dem spitzen Abschnitt hiervon, und die andere Matrize besitzt eine ebene Fläche an dem spitzen Abschnitt hiervon.
Beim Bilden von Kerben an einer oberen Fläche und einer unteren Fläche des Endpaneels besitzen die obere Matrize und die untere Matrize eine gekrümmte Fläche mit einem Radius im Bereich von 0,1 bis 1 mm an dem spitzen Abschnitt hiervon.
Das pressgeformte Dosenendpaneel besitzt eine Dicke t (mm) an dem dünnsten Abschnitt hiervon, wobei die Dicke t (mm) folgende Gleichungen erfüllt: 5,0 < P ≤ 7,0 P = t × TS × {exp(n)/(nn)} × [2/√3 × |ln{1 + (t – t0)/t0}|]n
Die Streifenbefestigungseinrichtung ist in einem Abstand "a", der in der folgenden Gleichung ausgedrückt ist, von der Mitte des Dosenendes zu der gegenüberliegenden Seite eines öffenbaren Abschnitts positioniert: (D – d)/2 < a < d/2 – l
Der Fingergreifabschnitt besitzt einen Abstand "L" von der Streifenbefestigungseinrichtung, wobei der Abstand "L" durch die folgende Gleichung definiert ist: d – l > L > d/2 – a
Der Streifen besitzt eine erste Mittellinie vor einer Rotation hiervon und eine zweite Mittellinie in einer Öffnungsposition, wobei die erste Mittellinie und die zweite Mittellinie einen Winkel "θ" dazwischen besitzen, der innerhalb eines durch folgende Gleichung definierten Bereichs liegt: –1 < cosθ < 1/(2 × a × L) × {(d/2)2 – (L2 + a2)}
In den obigen Gleichungen ist "a" der Abstand zwischen der Mitte der Streifenbefestigungseinrichtung und der Mitte des Dosenendes, "L" ist der Abstand zwischen der Mitte der Streifenbefestigungseinrichtung und dem Fingergreifabschnitt des Streifens, "l" ist der Abstand wischen der Mitte der Streifenbefestigungseinrichtung und einem Streifenarbeitsabschnitt, "θ" ist der Winkel zwischen der Mittellinie des Streifens vor einer Rotation und der Mittellinie in der Öffnungsposition, "d" ist der Innendurchmesser des Dosenendes und "D" ist der Außendurchmesser des Dosenendes.
Das Verfahren zum Herstellen des leicht zu öffnenden Dosenendes gemäß Ausführungsform 9 wird nachfolgend ausführlich unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
38 ist eine Querschnittsansicht der Kerbe zum Öffnen der Dose, die an dem Dosenende gebildet ist. Wie in der Figur gezeigt, werden eine Matrize mit einer gekrümmten Fläche mit Radiuswerten (R) hiervon im Bereich von 0,1 bis 1,0 mm für die obere Fläche 1a des Dosenendes 1, das eine Dicke t₀ besitzt und mit einer Harzlage 18 auf beiden Seiten hiervon beschichtet ist, und eine Matrize mit einer ebenen Fläche für die untere Fläche des Dosenendes 1 verwendet, um die Kerbe 2 zum Öffnen der Dose presszuformen, um einen gekrümmten Bodenquerschnitt hiervon mit einer Stahlblechdicke t an dem dünnsten Abschnitt 2a und mit einem gekrümmten Bodenquerschnitt zu ergeben. Die Ausformung der Kerbe wird derart ausgeführt, um einen Bearbeitungshärtungskoeffizienten n in einem Bereich von 40 bis 90% einer gleichmäßigen Dehnungsregion des das Dosenende 1 bildenden Metallblechs und einer Zugfestigkeit TS (kgf/mm²) hiervon zu ergeben, und t erfüllt die Beziehung 5,0 < P ≤ 7,0,
wobei P = t × TS × {exp(n)/(nn)} × [2/√3 × |ln{1 + (t – t0)/t0}|]n.
39 zeigt ein weiteres, leicht zu öffnendes Dosenendes gemäß Ausführungsform 9. 39 ist eine Querschnittsansicht der Kerbe zum Öffnen der Dose, die an dem Dosenende gebildet ist. Wie in der Figur gezeigt, werden auf die obere Fläche 1a und die untere Fläche 1b des an dem Dosenende gebildeten Dosenendes 1, welches Dosenende 1 aus einem Stahlblech mit einer Dicke t₀ und einer Harzbeschichtungslage 18 auf beiden Seiten hiervon hergestellt ist, Matrize aufgebracht, wobei jede Matrize eine gekrümmte Fläche mit Radiuswerten (R) hiervon im Bereich von 0,1 bis 1,0 mm besitzt, um die Kerben 2, 2 zum Öffnen der Dose jeweils presszuformen, um einen gekrümmten Bodenquerschnitt hiervon zu ergeben, während sich eine Dicke t an dem dünnsten Abschnitt 2a ergibt. Die Formung der Kerbe wird derart ausgeführt, um einen Bearbeitungshärtungskoeffizienten n in einem Bereich von 40 bis 90% einer gleichmäßigen Dehnungsregion des Metallblechs zum Bilden des Dosenendes 1 und einer Zugfestigkeit TS (kgf/mm²) hiervon zu ergeben, und t erfüllt die Beziehung 5,0 < P ≤ 7,0,
wobei P = t × TS × {exp(n)/(nn)} × [2/√3 × |ln{1 + (t – t0)/t0}|]n.
Aufgrund der Bildung der Kerbe 2 oder Kerben 2, 2 zum Öffnen der Dose mit einer gekrümmten Form mit dem oben beschriebenen Radius (R) an der oberen Fläche 1a oder sowohl an der oberen Fläche 1a als auch an der unteren Fläche 1b des Dosenendes und aufgrund des Anbringens eines längeren Streifens als im Stand der Technik wird die Dosenöffnungskraft stabil auf ein Niveau reduziert, dass ein Kind oder eine ältere Person in der Lage ist, die Dose leicht zu öffnen, während die Erzeugung eines Stoßbruchs verhindert wird.
Falls der Radius (R) der Matrize zum Bilden der Kerbe 2 zum Öffnen der Dose geringer ist als 0,1 mm beim Bilden der Kerbe zum Öffnen der Dose entweder an der oberen Fläche und der unteren Fläche oder sowohl der vorderen und der unteren Fläche des Dosenendes, ist es schwierig, die Kerbe zum Öffnen der Dose an dem Endpaneel zu bilden, ohne die Harzbeschichtungslage zu beschädigen.
Falls der Radius (R) der Matrize 1,0 mm überschreitet, nimmt die Fläche des Dünnplattenabschnitts des Dosenendes 1 zu, was zu einer instabilen Bruchposition des Dosenöffnungsabschnitts führt, wodurch die Öffnungsform schlecht wird, und ferner nimmt ein "Durchhängen" (ein Abschnitt des gebrochenen Abschnitts hängt herunter) zu. Es ist ebenso praktisch unmöglich, eine Kerbe zum Öffnen der Dose mit Breiten von mehr als 1,0 mm an einem Dosenendpaneel an einem begrenzten Raum zu bilden.
Die Stahlblechdicke t an dem dünnsten Abschnitt 2a der Kerbe 2 zum Öffnen der Dose ist unter der Bedingung 5,0 < P ≤ 7,0 gebildet, wobei P = t × TS × {exp(n)/(n)ⁿ} × [2/√3 × |ln{1 + (t – t₀)/t₀}|]ⁿ, n ist ein Bearbeitungshärtungskoeffizient in einem Bereich von 40 bis 90% einer gleichmäßigen Dehnungsregion des das Dosenende 1 bildenden Stahlblechs und TS (kgf/mm²) ist eine Zugfestigkeit hiervon. Die Kerbe 2 zum Öffnen der Dose wird durch Pressformen des Stahlblechs zum Herstellen des Dosenendes unter Einsatz der Matrizen mit oben beschriebener Gestalt gebildet. Wenn allerdings diese Art von Formung einer Bearbeitungshärtung an dem dünnsten Abschnitt 2a induziert, der durch die Bearbeitung erhalten wird, nimmt die Festigkeit zu. Das Maß der Bearbeitungshärtung differiert mit dem Verhältnis der ursprünglichen Blechdicke t₀ des Stahlblechs zu der bearbeiteten Blechdicke t, und die Festigkeit im dünnsten Abschnitt mit einer Abnahme des t-Wert zu. Wenn die äquivalente Spannung an dem dünnsten Abschnitt 2a durch σ ausgedrückt wird und die äquivalente Dehnung durch ε ausgedrückt wird, ist ihre Beziehung durch die Gleichung σ = K × εⁿ definiert. Wenn der Bearbeitungshärtungskoeffizient in einem Bereich von 40 bis 90% einer gleichmäßigen Dehnungsregion des das Dosenende 1 bildenden Metallblechs durch n ausgedrückt wird und die Zugfestigkeit durch TS (kgf/mm²) ausgedrückt wird, führt die Beziehung TS = K × nⁿexp(n) zu folgender Gleichung: K = TS × {exp(n)/(n)n}.
Die Dehnung ε ts in der Blechdickenrichtung, die durch die Formung der Kerbe zum Öffnen der Dose induziert wird, wird als folgende Gleichung geschrieben: ε ts = ln{1 + (t – t₀)/t₀}. Die äquivalente Dehnung an dem dünnsten Abschnitt der Kerbe zum Öffnen der Dose wird als folgende Gleichung geschrieben: ε = 2/√3 × |ln{1 + (t – t₀)/t₀}| unter der Annahme einer ebenen Dehnung. Aus den obigen Gleichungen schreibt sich die äquivalente Spannung σ an dem dünnsten Abschnitt 2a als: σ = TS × {exp(n)/(nn)} × [2/√3 × |ln{1 + (t – t0)/t0}|]n.
Die Zugbruchkraft P zum Durchbrechen des dünnsten Abschnitts 2a der Kerbe zum Öffnen der Dose hauptsächlich durch eine Zugverformung wird durch folgende Gleichung ausgedrückt: P = σ × t.
Somit wird dieser Ausdruck zu der Gleichung: P = t × TS × {exp(n)/(nn)} × [2/√3 × |ln{1 + (t – t0)/t0}|]n.
Als Ergebnis hieraus vermindert ein geringer Wert von P die Dosenöffnungskraft. Und der Effekt wird stabil, wenn der Wert von P 7,0 oder kleiner ist vorausgesetzt, dass gleichzeitig das später beschriebene Streifenanbringverfahren verwendet wird. Falls der Wert von P 7,0 überschreitet, ist eine große Dosenöffnungskraft erforderlich und es entsteht ein Problem.
Daher ist es zum Bilden einer Kerbe zum Öffnen der Dose einer oberen Fläche oder einer unteren Fläche oder auf beiden Seiten des Dosenendes erforderlich, eine Dosenendpaneel zu verwenden, das aus einem Basismaterial aus Stahlblech mit einer Blechdicke von t₀ (mm), einen Bearbeitungshärtungskoeffizienten n in einem Bereich von 40 bis 90% einer gleichmäßigen Dehnungsregion und einer Zugfestigkeit TS (kgf/mm²) hergestellt ist, welches Basismaterial ferner durch eine Harzlage auf beiden Seiten hiervon beschichtet wird, welches Dosenendpaneel einem Pressformen unter Einsatz eines Paares von Matrizen unterworfen wird, von denen eine eine gekrümmte Form mit einem spitzen Radius hiervon im Bereich von 0,1 bis 1,0 mm besitzt, während die andere eine ebene Fläche besitzt, um die Kerbe zum Öffnen der Dose zu bilden, oder von denen beide eine gekrümmte Form mit einem spitzen Radius jeweils im Bereich von 0,1 bis 1,0 mm besitzen, um eine Kerbe zum Öffnen der Dose zu bilden, die eine Stahlblechdicke t (mm) an dem dünnsten Abschnitt hiervon besitzt, und es ist erforderlich, folgende Bedingung zu erfüllen: 5,0 < P ≤ 7,0wobei P = t × TS × {exp(n)/(nn)} × [2/√3 × |ln{1 + (t – t0)/t0}|]n
Das Folgende ist eine Beschreibung des Verfahrens zum Anbringen eines Streifens unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
40 zeigt eine Draufsicht des leicht zu öffnenden Dosenendes mit der vorliegenden Erfindung, die eine Ausführungsform hiermit veranschaulicht. In der Figur bezeichnet "a" den Versatz zwischen der Mitte der Streifenbefestigungseinrichtung 4 und der Mitte des Dosenendes 1, "L" bezeichnet den Abstand zwischen der Mitte der Streifenbefestigungseinrichtung 4 und der Spitze des Fingergreifabschnitts an dem Streifen 3, "l" bezeichnet den Abstand zwischen der Mitte der Streifenbefestigungseinrichtung 4 und der Spitze des Arbeitsabschnitts des Streifens 3, "θ" bezeichnet den Winkel zwischen der Mittellinie des Streifens vor einer Rotation und der Mittellinie nach einer Rotation des Streifens und vor dem Öffnen der Dose, "d" bezeichnet den Innendurchmesser des Dosenendes 1, und "D" bezeichnet den Außendurchmesser des Dosenendes 1.
Gemäß der Ausführungsform 9 ist die Mitte der Streifenbefestigungseinrichtung 4 um einen Versatz "a" von der Mitte des Dosenendes 1 zur gegenüberliegenden Seite des Dosenöffnungsabschnitts verschoben. Der Versatz "a" ist durch die Gleichung (D – d)/2 < a < d/2 – l definiert. Der Abstand "L" zwischen der Mitte der Streifenbefestigungseinrichtung 4 und der Spitze des Fingergreifabschnitts an dem Streifen 3 ist durch folgende Gleichung begrenzt: d – l > L > d/2 – a, um sich länger als im Stand der Technik zu erstrecken, wodurch der Abstand zwischen dem Stützpunkt der Hebelarbeit und dem Arbeitspunkt hiervon erhöht, was die erzeugte Kraft an dem Arbeitspunkt verglichen mit derjenigen im Stand der Technik erhöht.
Falls allerdings eine Streifenbefestigungseinrichtung in der Mitte des Dosenendes 1 wie im Stand der Technik angewendet wird, kann nicht der gesamte Streifen innerhalb der Fläche des zentralen Paneelabschnitts gehalten werden, so dass die Leistung beim Stapeln, Lagern und Transportieren der Dosen signifikant verschlechtert wird. In dieser Hinsicht ist gemäß der vorliegenden Erfindung die Position der Streifenbefestigungseinrichtung 4 von der Mitte des Dosenendes 1 zur gegenüberliegenden Seite des Dosenöffnungsabschnitts innerhalb eines Bereichs folgende Gleichung bewegt: (D – d)/2 < a < d/2 – l, und der Streifen 3 wird um einen Winkel θ um die Streifenbefestigungseinrichtung 4 rotiert, der aus folgender Gleichung abgeleitet ist: –1 < cosθ < 1/(2 × a × L) × {(d/2)2 – (L2 + a2)}
Durch bewegen der Position der Streifenbefestigungseinrichtung 4 um "a" und durch Rotieren des Streifens 3 um einen Winkel "θ" ist der Gesamtstreifen in der Lage, innerhalb der Fläche des zentralen Paneelabschnitts 8 gehalten zu werden.
Zusätzlich wird, wie in 41 gezeigt, der Streifen 3 um die Streifenbefestigungseinrichtung 4 von der nichtöffenbaren Position in die öffenbare Position während des Dosenöffnungsschritts rotiert. Bei einer einfachen Rotation kollidiert allerdings der Streifenrandabschnitt an dem Nahtabschnitt im Umfang des Dosenendes, wodurch eine weiter Rotation des Streifens 3 verhindert wird. Um das Problem zu lösen, ist ein rampenförmiger Vorsprung 15 an dem zentralen Paneelabschnitt 9 gebildet. Durch Hochziehen der Spitze des Streifens 3 nach oberhalb der Höhe des Nahtabschnitts wird es möglich, dass der Streifen 3 in die öffenbare Position rotiert, wie in 41 zu erkennen ist.
Nachdem der Streifen 3 in die öffenbare Position auf diese Weise rotiert ist, kommt der Streifenaufnahmerand nach außerhalb des äußeren Umfangs des Dosenendes (oder des äußeren Umfangs des Nahtabschnitts), so dass ein Greifen und Halten des Streifens 3 mit dem Finger leicht ausführbar ist.
40 verwendet einen Niet als Einrichtung zum Halten des Streifens 3 in einer freien Rotationswinkelbewegung. Diese Einrichtung ist allerdings nicht auf den Niet beschränkt, und es kann ein Streifenbefestigungseinrichtungsmaterial mit derselben Konstruktion an dem zentralen Paneelabschnitt unter Einsatz eines Haftmittels angebracht werden. Die Form des Streifens 3 ist bevorzugt von dem Dosenende für eine leichte Winkelbewegung und ein leichtes Fingergreifen angehoben.
Das in dem oben beschriebenen Verfahren zum Herstellen eines Dosenendes verwendete Stahlblech ist nicht spezifisch beschränkt, und es kann eine angemessene Art von Stahlblech für einzelne Aufgaben eingesetzt werden. Ein leicht zu öffnendes Dosenende ist im Allgemeinen mit einem Streifen zum Öffnen der Dose ausgestattet. Falls ein Nietmechanismus als Streifenanbringeinrichtung eingesetzt wird, beträgt ein bevorzugter Bereich des Bearbeitungshärtungskoeffizienten n einer gleichmäßigen Dehnungsregion 0,15 oder mehr im Hinblick auf die Nietformbarkeit. Um eine Beschädigung der Harzbeschichtungslage zu unterdrücken, ist ein geringerer Flächendruck zum Formen der Kerbe zum Öffnen der Dose bevorzugt. Um dies auszuführen, ist es bevorzugt, die folgende Bedingung zu erfüllen. TS × {exp(n)/(nn)} × [2/√3 × |ln{1 + (t – t0)/t0}|]n ≤ 70
Ferner kann entweder die obere Fläche oder die untere Fläche oder beide Seiten des Stahlblechs mit verschiedenen Arten von Beschichtungen oder chemischer Wandelbehandlung zum Sicherstellen eines Korrosionswiderstandes und einer Anhaftung zu der Harzbeschichtungslage behandelt werden.
Die Art des Harzes der auf beiden Seiten des Stahlblechs gebildeten Harzbeschichtungslage ist nicht spezifisch beschränkt und kann in Abhängigkeit von den Inhalten der Dose, an welcher das Dosenende angebracht wird, und von der Einsatzumgebung ausgewählt werden. Unterschiedliche Arten von Harz können auf jede der oberen Fläche und unteren Fläche des Dosenendes aufgebracht werden. Obgleich die Dicke der Harzbeschichtungslage nicht spezifisch beschränkt ist, muss zur Verhinderung einer Verschlechterung des Korrosionswiderstands, welche durch eine beim Formen der Kerbe zum Öffnen der Dose aufgetretene Beschädigung verursacht wird, die Dicke 5 μm oder mehr, bevorzugt 10 μm oder mehr betragen.
Falls ein festes oder flüssiges Schmiermittel beim Formen der Kerbe zum Öffnen der Dose auf das Dosenendpaneel aufgebracht wird, vermindert sich die Reibungskraft zwischen den Matrizen und der Harzbeschichtungslage, und die in der Harzbeschichtungslage induzierte Scherkraft vermindert sich, was das Auftreten einer Trennung der Schnittstelle zwischen der Harzbeschichtungslage und dem Stahlblech unterdrückt und eine Verschlechterung des Korrosionswiderstands unterdrückt.
Das oben beschriebene Verfahren zum Herstellen des Dosenendes ist sowohl auf ein Abziehstreifendosenende als auch auf ein Verbleibstreifendosenende anwendbar.
Beispiel 1
Ein zinnfreies Stahlblech wurde aus einem dünnen Stahlblech mit Dickenwerten t₀ im Bereich von 0,17 bis 0,30 mm, Werten der Zugfestigkeit TS im Bereich von 30 bis 56 kgf/mm², und Werten des Bearbeitungshärtungskoeffizienten n in einem Bereich von 40 bis 90% einer gleichmäßigen Dehnungsregion im Bereich von 0,10 bis 0,21 hergestellt, und zwar durch Bilden einer Chromatbeschichtungslage auf beiden Seiten hiervon, welche Chromatbeschichtungslage aus einer chromierten Metallchromlage mit Beschichtungsgewichten im Bereich von 100 bis 120 mg/m² und aus einer Decklage aus Chromoxidhydrat mit Beschichtungsgewichten im Bereich von 14 bis 18 mg/m² als Metallchrom besteht. Das hergestellt Stahlblech wurde durch einen Polyesterfilm vom Wärmeschmelztyp auf beiden Seiten hiervon auf eine Dicke im Bereich von 15 bis 30 μm auf beiden Seiten hiervon beschichtet.
Das so hergestellte, mit einem Polyesterfilm auf beiden Seiten laminierte Stahlblech wurde zu einem Dosenendpaneel geformt. Auf das Dosenendpaneel wurde ein Paar von Matrizen aufgebracht, von denen beide eine gekrümmte Fläche jeweils mit einem spitzen Radius im Bereich von 0,1 bis 1,0 mm besitzen, oder von denen eine eine gekrümmte Fläche mit einem spitzen Radius im Bereich von 0,1 bis 1,0 mm besitzt, währen die andere eine ebene Fläche besitzt, um die leicht zu öffnenden Verbleibstreifendosenenden Nr. 1 bis 12 gemäß Tabelle 1 unter Einsatz des Verfahrens gemäß der Beschreibung herzustellen, wobei das Pressformen mit oder ohne Verwendung eines Schmiermittels durchgeführt wurde, während die Werte der Dicke t des Stahlblechs an dem dünnsten Abschnitt im Bereich von mehr als 5,0 bis nicht mehr 7,0 als P-Wert reguliert wurden, während der Streifen 3 einer in 40 gezeigten Struktur und mit der nachfolgend angegebenen Relativposition angebracht wurde. (Nachfolgend werden diese Dosenende als Beispiele gemäß der vorliegenden Erfindung bezeichnet.)
Versatz zwischen der Mitte der Streifenbefestigungseinrichtung und der Mitte des Dosenendes (a): 5 mm
Abstand zwischen der Mitte der Streifenbefestigungseinrichtung und dem Fingergreifabschnitt an dem Streifen (L): 25 mm
Abstand zwischen der Mitte der Streifenbefestigungseinrichtung und dem Streifenarbeitsabschnitt (l): 10 mm
Innendurchmesser des Dosenendes (d): 49 mm
Außendurchmesser des Dosenendes (D): 53 mm
Vergleichsbeispiel 1
Ein Dosenendpaneel, das aus einem mit einem Film laminierten zinnfreien Stahlblech hergestellt wurde, welches durch aufbringen einer Chromatbehandlung und einer Filmlaminierbehandlung ähnlich zu dem in Beispiel 1 aufgebrachten auf beiden Seiten eines dünnen Stahlblechs mit einer Dicke t₀ von 0,30 mm, Werten der Zugfestigkeit TS im Bereich von 40 bis 56 kgf/mm² und Werten des Bearbeitungshärtungskoeffizienten n in einem Bereich von 40 bis 90% einer gleichmäßigen Dehnungsregion im Bereich von 0,16 bis 0,18, und durch Pressformen der Platte durch die oben beschriebenen Matrizen mit oder ohne Verwendung eines Schmiermittels, wodurch sich ein P-Bereich außerhalb des spezifizierten als Blechdicke t an dem dünnsten Abschnitt ergibt, hergestellt wurde, wobei der Streifen 3 ähnlich zu dem mit der in 3 gezeigten Struktur angebracht wurde, wodurch die leicht zu öffnenden Verbleibstreifendosenenden Nr. 13 bis 15 gemäß Tabelle 1 unter Einsatz eines unterschiedlichen Verfahrens hergestellt wurden. (Nachfolgend werden diese Dosenende als Vergleichsbeispiele der vorliegenden Erfindung bezeichnet.)
Vergleichsbeispiel 2
Ein aus einem zinnlaminierten, zinnfreien Stahlblech hergestelltes Dosenendpaneel, das durch Aufbringen einer Chromatbehandlung und einer Filmlaminierbehandlung ähnlich zu den in Beispiel 1 angewendeten auf beiden Seiten eines dünnen Stahlblechs mit den Werten der Dicke t₀ im Bereich von 0,20 bis 0,30 mm, Werten der Zugfestigkeit im Bereich von 29 bis 40 kgf/mm² und Werten des Bearbeitungshärtungskoeffizienten n in einem Bereich von 40 bis 90% einer gleichmäßigen Dehnungsregion im Bereich von 0,16 bis 0,21, und durch Pressformen der Platte mit oder ohne Verwendung eines Schmiermittels, wodurch sich ein P-Bereich innerhalb des durch die vorliegende Erfindung spezifizierten als Stahlblechdicke an dem dünnsten Abschnitt ergibt, während die Matrizen mit einem spitzen Radius außerhalb des durch die vorliegende Erfindung spezifizierten Bereichs aufgebracht wurden, wurde hergestellt, wodurch die leicht zu öffnenden Verbleibstreifendosenenden Nr. 16 bis 20 gemäß Tabelle 1 unter Anwendung eines Verfahrens hergestellt wurden, das sich von dem der vorliegenden Erfindung unterscheidet. (Nachfolgend werden diese Dosenenden auch als Vergleichsbeispiele der vorliegenden Erfindung bezeichnet.)
Im Hinblick auf die Dosenenden der oben beschriebenen Beispiele der vorliegenden Abbildung und der Vergleichsbeispiele wurden die Dosenöffenbarkeit und die Anwesenheit/Abwesenheit einer Beschädigung an der Harzbeschichtungslage auf der Basis der nachfolgend angegebenen Kriterien bewertet, und das Ergebnis ist in Tabelle 1 gezeigt.
Im Hinblick auf die Dosenöffenbarkeit wurde der Pop-Wert (die Kraft, welche den Öffnungsabschnitt an dem Dosenende beginnen lässt, sich unter einer konstanten, auf den Streifen an dem Dosenende aufgebrachten Zugkraft zu öffnen) zu bestimmen. Wenn der beobachtete Pop-Wert nicht höher als der Maximalwert (2,4 kg), der bei sechs Arten handelsüblich verfügbarer leicht zu öffnender Aluminiumslegierungsdosenenden beobachtet wurde, wurde das Testmuster mit (o) markiert. Alle anderen Testmuster wurden mit (x) markiert. Die Beschädigung an der Harzbeschichtungslage wurde durch einen Korrosionstest an dem Dosenende und basierend auf der Anwesenheit/Abwesenheit von Rost an und in der Nähe der Kerbe zum Öffnen der Dose an der vorderen und unteren Fläche bewertet. Ein Testmuster, das keinen Rost auf beiden Seiten erzeugte, wurde mit (o) markiert und ein Testmuster, das auch nur eine geringe Menge von Rost auf einer der oberen Fläche und der unteren Fläche erzeugt, wurde mit (x) markiert.
Wie in Tabelle 14 zu erkennen ist, ergaben die Vergleichsbeispiele Nr. 12 bis 14, die derart geformt waren, um einen P-Wertebereich der Blechdicke t am dünnsten Abschnitt der Kerbe zum Öffnen der Dose von mehr als 7,0 zu ergeben, eine schlechte Dosenöffenbarkeit. Die Vergleichsbeispiele Nr. 15 bis 19, die durch Pressformen unter Einsatz eines Paares von Matrizen hergestellt wurden, von denen zumindest eine den spitzen Radius außerhalb des durch die vorliegende Erfindung spezifizierten Bereichs besaß, erzeugten Rost an der Kerbe zum Öffnen der Dose während des Korrosionstests und erzeugten eine Beschädigung an der Harzbeschichtungslage.
Im Gegensatz hierzu ergaben alle Beispiele Nr. 1 bis 11 eine ausgezeichnete Dosenöffenbarkeit, erzeugten keinen Rost an und in der Nähe der Kerbe zum Öffnen der Dose und ergaben keine Beschädigung an der Harzbeschichtungslage.
Hinsichtlich der Bewertung des Stoßbruchs der Dosenenden wurde jedes der Dosenenden der Beispiele und der Vergleichsbeispiele mit der jeweiligen Dosenschale durch eine Naht verbunden, und die Dose wurde aus 1 m oberhalb eines Betonbodens auf den Boden in einer geneigten Position der Dose mit nach unten gerichtetem Dosenende fallen gelassen, um eine Stoßkraft auf das Dosenende aufzubringen. Alle getesteten Dosenenden zeigten keinen Stoßbruch.
Tabelle 14

Claims

Leicht zu öffnendes Dosenende (1), umfassend: eine Endplatte mit einer oberen Fläche (1a) und einer unteren Fläche (1b); einen Streifen (3) mit einem Fingergreifabschnitt, wobei der Streifen (3) an der Dosenendplatte angebracht ist und um Streifenbefestigungsmittel (4) herum rotierbar ist, wobei die Streifenbefestigungsmittel (4) um einen Abstand „a", der in der folgenden Gleichung ausgedrückt ist, von der Mitte des Dosenendes zu der gegenüberliegenden Seite eines öffenbaren Abschnitts versetzt positioniert sind: (D – d)/2 < a < d/2 – lwobei der Fingergreifabschnitt einen Abstand in der „L" von den Streifenbefestigungsmitteln (4) besitzt, wobei der Abstand „L" durch die folgende Gleichung definiert ist: d – 1 > L > d/2 – awobei der Streifen eine erste Mittellinie vor einer Rotation hiervon und eine zweite Mittellinie in einer Öffnungsposition besitzt, wobei die erste Mittellinie und die zweite Mittellinie einen Winkel „θ" dazwischen besitzen, der in einem durch die folgende Gleichung definierten Bereich ist: –1 < cosθ < 1/(2 × a × L) × [(d/2)2 – (L2 + a2)]einen geneigten Vorsprung zum Anheben des Streifens (3) nach oberhalb einer Höhe eines Nahtabschnitts, wenn der Streifen in eine Position zum Ermöglichen des Öffnens der Dose rotiert ist, mit: a: Abstand zwischen der Mitte der Streifenbefestigungsmittel und der Mitte eines Dosenendes, L: Abstand zwischen der Mitte der Streifenbefestigungsmittel und der Spitze des Fingergreifabschnitts des Streifens, l: Abstand zwischen der Mitte der Streifenbefestigungsmittel und einem Streifenarbeitsabschnitt, θ: Winkel zwischen der Mittellinie des Streifens vor seiner Rotation und der Mittellinie in einer Öffnungsposition, d: Innerer Durchmesser des Nahtabschnitts in dem Umfang des Dosenendes, D: Äußerer Durchmesser des Nahtabschnitts in dem Umfang des Dosenendes, wobei eine Kerbe (2) an mindestens einer Fläche der oberen Fläche (1a) und der unteren Fläche (1b) der Endplatte gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Endplatte ein Stahlblech und Harzfilmlagen an einer oberen Fläche und einer unteren Fläche des Stahlblechs aufweist, wobei die Kerbe (2) einen Querschnitt einer gekrümmten Fläche mit einem Radius von 0,1 mm bis 1 mm besitzt, wobei die Endplatte eine Dicke von 0,025 mm bis 0,12 mm an dem dünnsten Abschnitt hiervon besitzt.