JP2002146474A - イージーオープンエンド用鋼板およびその製造方法 - Google Patents

イージーオープンエンド用鋼板およびその製造方法

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JP2002146474A
JP2002146474A JP2000346239A JP2000346239A JP2002146474A JP 2002146474 A JP2002146474 A JP 2002146474A JP 2000346239 A JP2000346239 A JP 2000346239A JP 2000346239 A JP2000346239 A JP 2000346239A JP 2002146474 A JP2002146474 A JP 2002146474A
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steel sheet
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steel
organic resin
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Masayoshi Suehiro
正芳 末廣
Hidekuni Murakami
英邦 村上
Hiroshi Nishida
浩 西田
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 開缶性に優れたイージーオープンエンド用鋼
板を提供する。 【解決手段】 C,Si,Mn,S,P,Al,Nを含
有する鋼において、これらの成分範囲を所定の範囲に限
定し、この鋼を熱間圧延、酸洗、冷間圧延、焼鈍後、所
定の条件で冷間圧延を施し、めっき処理やフィルム貼付
処理を施し、引張強度が350〜500MPa,n値が
0.15以下の開缶性に優れたイージーオープンエンド
用鋼板を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、イージーオープン
エンド用鋼板及びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】缶体容器には缶胴部とその両側に蓋を取
り付けた3ピース缶と呼ばれるものと、缶胴部と缶底部
が一体となった容器に蓋を取り付けた2ピース缶と呼ば
れるものがある。どちらの容器にもイージーオープン機
構が備え付けられている。
【0003】これらの容器においては、通常、蓋は缶の
胴体部とは別に製造され、最終的に巻締めにより缶胴部
に装着される。この容器の重要な特性の一つに開口性が
あるが、この開口性は素材、開口部のデザイン、開口案
内線の厚み等に影響される。素材の影響は大きく、現在
では主にアルミ合金板が用いられている。
【0004】アルミ合金板が通常用いられる理由として
は、アルミ合金板は加工硬化の程度が少なく、厳しい加
工を受けた開口案内線においてもその硬さ増加が少な
く、容易に開口できるためである。従って、胴体がスチ
ールである容器に対しても蓋の素材にはアルミ合金板が
使用されている。しかしながら、地球環境問題を考えた
場合、胴体がスチールの場合には蓋にもスチールを使用
する方が好ましい。
【0005】缶蓋に鋼を用いるための研究はこれまでに
行われており、例えば特開昭63−72827号公報に
は、鋼中にSを添加し、このSとMnにより形成される
MnSを適切な製造条件により微細に分散させることに
より、開口性を向上させる技術が開示されている。また
特開平10−251799号公報には、B酸化物を適切
な大きさで分布させることで開口性を向上させる技術
が、特開平11−61336号公報には、強度と加工硬
化指数を適切に制御した缶蓋用鋼板に関する技術が開示
されている。
【0006】しかしながら、特開昭63−72827号
公報で開示されている技術では鋼中に多量のSを添加し
鋼が脆化するといった問題、特開平10−251799
号公報で開示されている技術では介在物が増加し蓋成形
時に問題が生じるといった課題、特開平11−6133
6号公報記載の技術では公報記載の特定の形状の開口案
内線に対しては効果があるものの、表面が有機樹脂塗装
あるいは有機樹脂フィルムで覆われた鋼板に対しては樹
脂を破壊してしまうといった問題点があった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このような状況に鑑
み、本発明の目的は表面が有機樹脂塗装あるいは有機樹
脂フィルムに覆われていない鋼板だけでなく、表面がこ
れら有機樹脂で覆われていても開口が容易にできる缶蓋
用の鋼板を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために基礎的な検討を実施した。その結果、
鋼板の成分および製造条件および鋼板の特性を適切に制
御することで、イージーオープンエンドに適した鋼板が
製造できることを見出した。すなわち、本発明の要旨と
するところは下記のとおりである。 (1)350〜500MPaの引張強さを有し、加工硬化
指数が0.15以下であることを特徴とするイージーオ
ープンエンド用鋼板。 (2) 前項(1)に記載の鋼板の表面に、クロムめっ
き、ニッケルめっきあるいは錫めっきのいずれかを施
し、その表面に有機樹脂あるいは有機樹脂フィルムを施
したことを特徴とするイージーオープンエンド用鋼板。 (3)前記(1)に記載の鋼板の表面に、有機樹脂ある
いは有機樹脂フィルムを施したことを特徴とするイージ
ーオープンエンド用鋼板。
【0009】(4)質量%で、 C :0.0005〜0.0040%、 Si≦0.1%、 Mn:0.05〜0.5%、 S :0.01〜0.04%、 P ≦0.1%、 Al:0.01〜0.1%、 N ≦0.0040%を含み、残部がFe及び不可避的
不純物からなる前記(1)乃至(3)のいずれかに記載
のイージーオープンエンド用鋼板。 (5)質量%で、 C :0.0005〜0.0040%、 Si≦0.1%、 Mn:0.05〜0.5%、 S :0.01〜0.04%、 P ≦0.1%、 Al:0.01〜0.1%、 N ≦0.0040%、 Cr,Ni,Cu,Snの少くとも1種を合計で0.0
05〜0.3%を含み、残部がFe及び不可避的不純物
からなる前記(1)乃至(3)のいずれかに記載のイー
ジーオープンエンド用鋼板。
【0010】(6)質量%で、 C :0.0005〜0.0040%、Si≦0.1%、 Mn:0.05〜0.5%、 S :0.01〜0.04%、 P ≦0.1%、 Al:0.01〜0.1%、 N ≦0.0040%、 B:0.0001〜0.0040% を含み、残部がFe及び不可避的不純物からなる前記
(1)乃至(3)のいずれかに記載のイージーオープン
エンド用鋼板。 (7)質量%で、 C :0.0005〜0.0040%、Si≦0.1%、 Mn:0.05〜0.5%、 S :0.01〜0.04%、 P ≦0.1%、 Al:0.01〜0.1%、 N ≦0.0040%、 B:0.0001〜0.0040% Cr,Ni,Cu,Snの少くとも1種を合計で0.0
05〜0.3%を含み、残部がFe及び不可避的不純物
からなる前記(1)乃至(3)のいずれかに記載のイー
ジーオープンエンド用鋼板。
【0011】(8)前記(4),(5),(6)あるい
は(7)に記載の成分の鋼を熱間圧延・冷却・巻取、酸
洗、冷間圧延を行った後、再結晶焼鈍を行い、その後圧
下率8〜15%の冷間圧延を行うことを特徴とするイー
ジーオープンエンド用鋼板の製造方法。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明者らは種々実験を行った結果、イージーオ
ープンエンド用鋼板が持つべき特性として、鋼板の引張
強度が350〜500MPaであり、加工硬化指数が0.
15未満であることを知見した。引張強さが350Mpa
より低い場合、この鋼板を用い作製された蓋は缶内圧の
変化に弱く、飲料缶を製作する過程で発生する缶の内圧
に耐えることができない。また、500MPaを超えると
蓋を製作する過程の一つであるリベット加工性が低下す
るため、この強度以下とする必要がある。
【0013】また、加工硬化指数を0.15以下とした
のは、加工硬化指数がこの値を超えると開口案内線の加
工時にこの部分の硬さが高くなりすぎ、蓋開口時の強度
が高くなりすぎるためである。この開口時の強度は、開
口案内線が最初に裂開する時の力であるポップ値と、そ
の後開口案内線に沿って裂開していく際の最大の力であ
るティアー値で評価できる。本発明では、これらの値が
共に2.0kg以下の場合に開口性が良好であるとした。
また、前述の加工硬化指数はJIS 5号試験片を10
mm/minで引張試験を行い、伸びが2%となる点と最大引
張強さを示した点より求めた。
【0014】次に、鋼成分を限定した理由について述べ
る。Cは侵入型固溶元素あるいは炭化物として鋼中に存
在するが、侵入型固溶元素として存在するCおよび炭化
物ともに強度を上昇させる。鋼板強度が高すぎると開口
案内線の加工を受けた領域の強度も極めて高いものとな
るため、Cの上限は0.004%が望ましい。また、こ
の効果をより発揮させるためには0.0025%以下と
することが更に望ましい。下限を0.0005%にした
のは、それ未満に低減することは製造コストがかかり、
工業上得策でないからである。
【0015】Siは固溶強化元素であり、Cの場合と同
様に鋼板および開口案内線の加工を受けた領域の強度を
少量の添加で上昇させるが、その添加量が多くなりすぎ
ると開口案内線部の強度が高くなりすぎ開口性を劣化さ
せるため、その上限を0.1%とするのが望ましい。更
に望ましくは0.05%以下である。
【0016】Mnは、Siと同様の理由で上限は0.5
%が望ましい。また、Mn量をむやみに低減することは
鋼板コストの上昇を招くためその下限は0.05%とす
るのが望ましい。
【0017】Sは固溶元素あるいはMnと結合した状態
で存在するが、どちらの状態の場合にも容器の蓋を開口
案内線に沿って開ける際の破壊形態に対して低荷重で破
壊できるようにする機能がある。この効果を発揮させる
ためには0.01%以上添加するのが望ましい。一方、
0.04%を超えて添加すると鋼の脆化がはじまり、開
口案内線の成形時に割れが生じ易くなるため、その上限
を0.04%とするのが望ましい。これらの効果をより
効果的に発揮させるためには、下限を0.015%、上
限を0.03%とするのが好ましい。
【0018】Pは固溶強化元素であり、添加量と共に強
度が上昇していくが、添加量が多すぎると鋼を脆化させ
るため、0.1%以下とするのが望ましい。
【0019】Alは脱酸材として使用されるが、この効
果を発揮させるためには鋼中に0.01%以上含有させ
ることが望ましい。一方、0.1%を超えると、酸化物
系の介在物の増加を招き、表面性状を劣化させる懸念が
あるため、その上限は0.1%が望ましい。
【0020】NはCと同様に侵入型固溶元素であり鋼の
強度を少量で上昇させるが、鋼板強度が高すぎると開口
案内線の強度が高くなりすぎ開口性を劣化させるため、
その上限は0.0040%が望ましい。
【0021】Bは粒界に偏析しやすい元素であることが
知られており、粒界に偏析することによって粒界強度を
上昇させる。この効果を発揮させるためには0.000
1%以上の添加が望ましいが、一方、添加量が多すぎる
と成形性の劣化を招くため、その上限を0.0040%
とするのが望ましい。
【0022】Cr,Ni,Sn,Cuは鋼板および開口
案内線の加工を受けた領域の強度を上昇させるためその
添加量を、一種または二種以上を合計で0.005%以
上とするのが望ましい。ただし、多量の添加は表面疵を
発生させる懸念があるため、これらの一種または二種以
上を総量で0.3%以下とするのが望ましい。
【0023】その他の成分については特に限定していな
いが、V,W,Zr,Mo,As等のスクラップから混
入する元素が存在しても、本発明鋼の特性には全く影響
はない。
【0024】次に、製造条件について説明する。前述し
たような成分の鋼を鋳造し、得られた熱片スラブを直接
または加熱した後、あるいは冷片を再加熱して熱間圧延
を施す。その際、熱片スラブを直接圧延することと再加
熱後に圧延することでの特性変化はほとんど認められな
い。また、再加熱温度は特に限定しないが、生産性を考
慮して1000℃から1300℃の範囲とすることが好
ましい。
【0025】熱間圧延は通常の熱延工程、あるいは仕上
圧延においてスラブを接合し圧延する連続化熱延工程の
どちらでも可能である。熱間圧延の際の圧延終了温度、
巻取温度についても特に限定する必要はないが、生産性
の観点から圧延終了温度は750℃以上1000℃以下
とすることが、巻取温度については550℃以上とする
ことが望ましい。
【0026】熱間圧延・巻取後は通常の方法で酸洗・冷
間圧延および再結晶焼鈍を行い、その後、冷間圧延を行
うが、この時の冷間圧延率は鋼板の強度と加工硬化特性
の観点から、5%以上20%以下とする必要がある。ま
た、より安定して特性を得るにためは8%以上15%以
下とすることが望ましい。
【0027】缶蓋には冷間圧延ままで使用してもよく、
また表面処理、例えばクロムめっき、ニッケルめっきあ
るいは錫めっき等を施した鋼板、およびこれらの鋼板の
表面に有機樹脂或いは有機樹脂フイルムを貼付した鋼板
を用いても本発明の効果は損なわれない。また表面処理
の種類、フィルムの種類、フィルムの貼付方法等は特に
限定するものでなく、その他表面への各種処理を施した
場合にも本発明の効果は損なわれない。
【0028】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。表
1に示す種々の化学成分の鋼を鋳造し、1050〜12
50℃の温度に再加熱後、熱延、酸洗、冷間圧延、焼鈍
を行った後、表2に示す条件で冷間圧延を施した後、表
面に金属クロム100mg/m2 を施し、その上層に水和酸
化クロムをCrとして20mg/m2 施したティンフリーメ
ッキを行い、さらにその上層にポリエステル樹脂フィル
ムを貼り付け、イージーオープンエンド用鋼板とした。
これらの鋼板を用い、通常のステイオンタブ式の缶蓋を
製作した。表2には、製造した鋼板の引張強さ、加工硬
化指数(n値)、リベット加工性、耐圧特性、ポップ
値、ティアー値を示す。
【0029】引張試験は素材をJIS Z2201、5
号試験片に加工し、同2241記載の試験方法にしたが
って引張試験を行った。リベット加工性についてはリベ
ット加工時に割れが発生したものを×、割れが発生しな
かったものを○として評価した。耐圧特性については、
容器成形工程で缶蓋を装着した後のレトルト処理工程に
て蓋が変形したものを×、変形しなかったものを○とし
て評価した。
【0030】鋼種1〜6は本発明範囲の成分系の鋼であ
り、本発明範囲の製造条件で製造したものはすべて狙い
の特性を満足している。鋼種1中の1種については焼鈍
後の冷間圧延率が4%であり、本発明の製造条件範囲を
はずれて製造したものの結果を示してあるが、n値およ
び耐圧特性を満足しない。また鋼種3中の1種について
は焼鈍後の冷間圧延率が20%であり、本発明の製造条
件範囲をはずれて製造したものの結果を示してあるが、
リベット加工性が悪い。
【0031】
【表1】
【0032】
【表2】
【0033】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、開
缶性に優れたイージーオープンエンド用鋼板を製造で
き、工業的に価値の大きなものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西田 浩 北九州市戸畑区飛幡町1−1 新日本製鐵 株式会社八幡製鐵所内 Fターム(参考) 4K037 EA01 EA02 EA04 EA12 EA13 EA15 EA18 EA20 EA23 EA25 EA27 EB01 EB02 FA02 FA03 FC03 FC04 FE02 FE03 FM02 GA03 GA05

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 350〜500MPaの引張強さを有し、
    加工硬化指数が0.15以下であることを特徴とするイ
    ージーオープンエンド用鋼板。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の鋼板の表面に、クロム
    めっき、ニッケルめっきあるいは錫めっきのいずれかを
    施し、その表面に有機樹脂あるいは有機樹脂フィルムを
    施したことを特徴とするイージーオープンエンド用鋼
    板。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の鋼板の表面に、有機樹
    脂あるいは有機樹脂フィルムを施したことを特徴とする
    イージーオープンエンド用鋼板。
  4. 【請求項4】 質量%で、 C :0.0005〜0.0040%、 Si≦0.1%、 Mn:0.05〜0.5%、 S :0.01〜0.04%、 P ≦0.1%、 Al:0.01〜0.1%、 N ≦0.0040% を含み、残部がFe及び不可避的不純物からなる請求項
    1乃至3のいずれかに記載のイージーオープンエンド用
    鋼板。
  5. 【請求項5】 質量%で、 C :0.0005〜0.0040%、 Si≦0.1%、 Mn:0.05〜0.5%、 S :0.01〜0.04%、 P ≦0.1%、 Al:0.01〜0.1%、 N ≦0.0040%、 Cr,Ni,Cu,Snの少くとも1種を合計で0.0
    05〜0.3%を含み、残部がFe及び不可避的不純物
    からなる請求項1乃至3のいずれかに記載のイージーオ
    ープンエンド用鋼板。
  6. 【請求項6】 質量%で、 C :0.0005〜0.0040%、 Si≦0.1%、 Mn:0.05〜0.5%、 S :0.01〜0.04%、 P ≦0.1%、 Al:0.01〜0.1%、 N ≦0.0040%、 B :0.0001〜0.0040% を含み、残部がFe及び不可避的不純物からなる請求項
    1乃至3のいずれかに記載のイージーオープンエンド用
    鋼板。
  7. 【請求項7】 質量%で、 C :0.0005〜0.0040%、 Si≦0.1%、 Mn:0.05〜0.5%、 S :0.01〜0.04%、 P ≦0.1%、 Al:0.01〜0.1%、 N ≦0.0040%、 B :0.0001〜0.0040% Cr,Ni,Cu,Snの少くとも1種を合計で0.0
    05〜0.3%を含み、残部がFe及び不可避的不純物
    からなる請求項1乃至3のいずれかに記載のイージーオ
    ープンエンド用鋼板。
  8. 【請求項8】 請求項4,5,6あるいは7に記載の成
    分の鋼を熱間圧延・冷却・巻取、酸洗、冷間圧延を行っ
    た後、再結晶焼鈍を行い、その後8〜15%の冷間圧延
    を行うことを特徴とするイージーオープンエンド用鋼板
    の製造方法。
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