JPH08229623A - 優れた成形性と強度を有する鋼板製2ピース缶及びその製造法 - Google Patents

優れた成形性と強度を有する鋼板製2ピース缶及びその製造法

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JPH08229623A
JPH08229623A JP3743395A JP3743395A JPH08229623A JP H08229623 A JPH08229623 A JP H08229623A JP 3743395 A JP3743395 A JP 3743395A JP 3743395 A JP3743395 A JP 3743395A JP H08229623 A JPH08229623 A JP H08229623A
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JP
Japan
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diameter
steel
piece
length
strength
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Withdrawn
Application number
JP3743395A
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English (en)
Inventor
Yashichi Oyagi
八七 大八木
Tomoya Oga
智也 大賀
Yoshiaki Hirota
芳明 広田
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 2ピースDI缶は、縮径による缶コストダウ
ン(缶蓋径の縮小)が進められようとしているが、アイ
アニング加工後の缶体は硬度が高く加工性に劣った状態
にある。従って、縮径加工時に“しわ”等がでやすく、
IF鋼等の高級鋼の使用が検討されている。本発明は、
IF鋼等の高級鋼を使用せず、製缶工程の改善により、
アルミキルド鋼等の使用を可能にするものである。 【構成】 板厚比で少なくとも15%以上の加工を受け
た、絞り・しごき加工製2ピース缶体において、缶高さ
方向の縮径加工部長さの少なくとも10%以上が全周に
亘って再結晶組織を有し、熱処理部を除いた非縮径加工
部より軟質であることを特徴とする優れた成形性と強度
を有する鋼板製2ピース缶。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、金属缶、特に飲料缶に
多用されている缶底と缶胴が一体に成形される鋼板製2
ピース缶及びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】周知の如く、金属容器を缶体という観点
から分類すると、天蓋、地蓋、缶胴から成る3ピース缶
と、缶胴と地蓋が一体に成形される2ピース缶に大きく
分類される。2ピース缶は、ビール、炭酸飲料等を内容
物とする飲料缶及び制汗剤、シェービングクリーム等を
充填したエアゾール缶等があり、生活に密着した容器と
して年々製造される缶数は増加している。
【0003】2ピース缶を成形する加工の代表例はDI
加工と呼ばれ、2回の絞り加工(Dr-awing)と2〜3回の
しごき加工(Ironing)で構成され、缶胴は最も薄い部分
で原板厚みの1/2〜1/4程度にまでしごき加工され
る。また、近年、ストレッチ加工により、缶胴を原板厚
みの20〜50%程度曲げ伸ばす加工法が採用されるこ
ともある。いずれにしろ、使用される素材には高度の加
工性が要求され、現在アルミニウムと、錫めっき鋼板が
用いられている。
【0004】アルミ缶とスチール缶の競争力を左右する
第1の要因は、言うまでもなく缶コストである。缶コス
トを構成する要因は種々考えられるが、最も効果的な策
は使用材料の削減であるとされている。2ピース缶はビ
ール・炭酸飲料等の内圧が生じる飲料に使用されるた
め、缶側壁の肉厚を相当薄くしても内容物充填後の内圧
に抗して缶強度は確保される。ところが、缶底の場合、
余り板厚を薄くすると、内容物充填後の内圧により缶底
が塑性変形(バックリング現象:缶底部が内圧により膨
れあがる現象)し、問題を生じる。従って、缶底部の板
厚を薄くしてゆく場合には、強度の高い鋼板を使用する
必要がある。
【0005】缶コストの低減にとり、蓋寸法も重要な要
因である。蓋径を小さくすることにより、蓋に使用する
材料を節減することが可能である。例えば、缶胴径は大
きくても、上端部の径を小さく絞る(以下、縮径と呼称
する)ことにより、小さな蓋を使用することが可能とな
る。その場合、缶胴の縮径加工される部位が十分な加工
性を有する必要がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、缶底部の耐
圧強度を十分に保ちながら缶重量を低減するため硬くて
薄い板を使用し、加工後の缶体各部を極力薄く仕上げる
ことを目的とする。その際、最大の問題として発生する
のが缶胴の縮径加工部の“しわ”発生問題である。縮径
加工及びフランジ成形を受ける缶上端部は、通常板厚比
にして30〜50%のしごき加工が施されるため、軟質
な鋼板を使用しても加工硬化により、しごき加工後は非
常に硬く加工しにくい材質になってしまう。さらに硬質
の素材を原板として使用する場合には、極端に硬くて加
工性の劣る材質になりがちである。
【0007】このような硬くて薄い缶上端部を縮径加工
しようとすると、一段当たりの縮径率を小さくしないと
“しわ”発生しやすいため、多段加工が必要とされる。
現在、4段の縮径加工にて211径(外径2&11/16inch)
より206径(外径2&6/16inch) に縮径されているが、
211径より202径(外径2&2/16inch) にまで縮径し
ようとすると10段以上の加工段階が必要とされる。従
って、素材の加工硬化を少しでも減少させる試みとし
て、極低炭素鋼(高純鋼)等の軟質材の使用が考えられ
るが、鋼そのものが高価になると共に、その効果も限界
があり、縮径加工部の板厚を厚くする等の好ましくない
方向が必要とされる。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明においては、0.
15〜0.25mm程度の薄鋼板を原板として錫めっきを
行い、絞り加工後しごき加工し、側壁の最薄肉部厚みと
して0.060〜0.080mm程度とする。一般に縮径
加工及びフランジ加工部は、加工性付与のため最薄肉部
より厚くする(板厚として0.12〜0.15mm程度)
のが普通であるが、本発明ではより薄い板厚で加工性を
確保することも目的としている。
【0009】例えば、板厚0.18mm、硬度(HR30T
68.0)を有する鋼板を2回の絞りと3段のしごき加
工により、側壁の厚み0.065mm、縮径加工及びフラ
ンジ加工部厚み0.100mmの缶体を作成する。縮径加
工及びフランジ加工部は板厚比で44%の加工が施さ
れ、硬度はかなり高く(HR30T 78)なっている。所
定の缶高さに切断された缶は、加工時に使用された冷却
・潤滑油が付着しており、アルカリ洗浄剤で脱脂し、塗
装前処理としてのクロメート処理あるいは燐酸塩処理等
が施される。水洗・乾燥後の缶体には、本発明に係わる
熱処理が施される。
【0010】前述の要領で加工された2ピース缶体にお
いては、前述の如く、加工性の劣ったものであり、縮径
加工時に“しわ”発生が起こり易く、又フランジ成形時
に多数のフランジ割れが発生する。これを防止するため
種々の方策を検討した結果、缶高さ方向のフランジ加工
部を含む縮径加工部長さの少なくとも10%以上におい
て缶全周を熱処理し、鋼を再結晶化させることにより著
しい加工性の回復が可能であることを知見した。熱処理
としては、短時間に鋼板の再結晶温度以上に加熱し、D
I加工による歪を除去し、伸び特性を回復させることが
肝要である。
【0011】熱処理を行う程度を規制した理由は、縮径
加工部以上の余分な長さにまで熱処理を行うと缶強度の
低下、特に座屈強度の低下を招くためである。従って、
熱処理を行う部位としては、最も大きな加工性が必要と
される缶上端部(トリミング先端部)を含み、縮径加工
部の少なくとも10〜130%の長さに亘って行うこと
が望ましい。熱処理長さが10%以下ではフランジ成形
性には効果が期待されるものの、縮径加工性回復効果が
小さく、安定した加工が期待できない。
【0012】熱処理の程度としては、鋼板の再結晶温度
以上への加熱が必要であり、使用する鋼板成分系により
多少異なるが、550℃以上、望ましくは600〜75
0℃に加熱することが必要である。熱処理時間は極短時
間で良く、1秒以下、更に望ましくは0.5秒以下の短
時間熱処理が可能であり、現在達成されている高速製缶
を阻害することなく生産性は維持することができる。加
熱雰囲気としては、酸化による変色等を防止するため、
不活性雰囲気にて行うことが必要である。加熱後の冷却
は、場合によっては水冷を行っても良いが、焼入れ組織
による硬化を避けるため、ガス冷却が適当である。この
ような方法で熱処理が施されると、フランジ成形部を含
む縮径加工部は10〜130%(長さ比率)再結晶した
延性の良い結晶組織を有する缶体にすることができる。
【0013】熱処理が完了した缶は、外面塗装・印刷及
び内面塗装が通常の方法で施された後縮径加工及びフラ
ンジ成形に供される。縮径加工としては、肉厚に合った
クリアランスを有する4〜6段の縮径加工機により、2
11径より202径あるいは200径にまで縮径が可能
である。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例につき詳述する。 [実施例1]板厚0.19mm、硬度(HR30T 68.
0)を有する錫めっき鋼板を使用し、外径66.0mmの
DI缶を2回の絞りと3段のしごき加工により作成し
た。その際、側壁の最も薄い部分の板厚は0.065mm
とし、缶高さは125.0mmで耳切りを行い、蓋巻締め
後の内容量350ml(ミリリットル)の缶となるように
した。縮径加工及びフランジ成形に係わる部分は、缶上
端部より缶高さ方向約26mmの長さに亘って板厚0.1
00mmとなるように調整した。
【0015】DI成形の際に使用された潤滑油をアルカ
リ脱脂剤で除去後、リン酸クロメート系化成剤で塗装下
地処理を行った。乾燥後の缶を窒素雰囲気中に導入し、
高周波誘導加熱にて缶上端部より缶高さ方向に24.5
mmの長さに亘って、鋼素地が再結晶する温度に加熱し
た。最高到達温度は約680℃であり、1秒以下の極短
時間での熱処理を行った。表面酸化を防ぐために加熱部
分が200℃以下の温度になるまで窒素雰囲気中にて冷
却した。その後、通常の方法により缶外面にホワイトコ
ートを行い、その上層に内容物を表示する印刷を行う。
更に、缶内面についても、内容物保護に最適な内面塗装
を行い焼付けることにより塗装作業を完結した。
【0016】塗装後の缶体は6段の縮径加工機により、
外径として、66.0→63.9→61.4→58.9
→56.4→54.2→52.0mmとなるような段付き
加工を行ったが、縮径加工時に“しわ”発生もなく順調
な成形が可能であった。フランジ成形も何ら問題なく可
能であり、縮径加工及びフランジ成形後の内外面とも、
塗膜への疵入りあるいは剥離は認められず、正常な加工
が行われたことを示すものであった。
【0017】[実施例2]板厚0.18mm、硬度(HR
30T 80.0)を有する冷延ままの鋼板に錫めっきを施
し、外径66.0mmのDI缶を2回の絞りと3段のしご
き加工により作成した。その際、缶低部の成形は絞り成
形時に予備加工を行い、3段のしごき加工後に再成形を
行う2段成形により“成形しわ”が発生するのを防止し
た。
【0018】しごき加工時の最も薄い側壁厚みは0.0
65mmとし、缶高さは125.0mmで耳切りを行い、蓋
巻締め後の内容量350ml(ミリリットル)の缶となる
ようにした。縮径加工及びフランジ成形に係わる部分
は、缶上端部より缶高さ方向約26mmの長さに亘って板
厚0.100mmとなるように調整した。
【0019】DI成形の際に使用された潤滑油をアルカ
リ脱脂剤で除去後、リン酸クロメート系化成剤で塗装下
地処理を行った。乾燥後の缶を窒素雰囲気中に導入し、
高周波誘導加熱にて缶上端部より缶高さ方向に24.5
mmの長さに亘って、鋼素地が再結晶する温度に加熱し
た。最高到達温度は約700℃であり、1秒以下の極短
時間での熱処理を行った。表面酸化を防ぐために加熱部
分が200℃以下の温度になるまで窒素雰囲気中にて冷
却した。その後、通常の方法により缶外面にホワイトコ
ートを行い、その上層に内容物を表示する印刷を行う。
更に、缶内面についても、内容物保護に最適な内面塗装
を行い焼付けることにより塗装作業を完結した。
【0020】塗装後の缶体は6段の縮径加工機により、
外径として、66.0→63.9→61.4→58.9
→56.4→54.2→52.0mmとなるような段付き
加工を行ったが、縮径加工時に“しわ”発生もなく、順
調な成形が可能であった。フランジ成形も何ら問題なく
可能であり、縮径加工及びフランジ成形後の内外面共、
塗膜への疵入りあるいは剥離は認められず、正常な加工
が行われたことを示すものであった。
【0021】[比較例1]実施例1で使用された、板厚
0.19mm、硬度(HR30T 68.0)を有する錫めっ
き鋼板を使用し、実施例1と同様の条件にて、外径6
6.0mmのDI缶(側壁の最薄部板厚:0.065mm、
缶高さ:125.0mm、縮径加工及びフランジ成形に係
わる部分長さ:約26mm、縮径加工及びフランジ成形に
係わる部分板厚:0.100mm)を作成した。
【0022】アルカリ脱脂及びリン酸クロメート系化成
処理も実施例1と同様の条件にて行った後、縮径加工及
びフランジ成形に係わる部分に熱処理を施すことなく塗
装工程にまわした。塗装も実施例1と同様の条件にて、
缶外面にホワイトコートを行い、その上層に内容物を表
示する印刷を行う。更に、缶内面についても、内容物保
護に最適な内面塗装を行い、焼付けることにより塗装作
業を完結した。
【0023】塗装後の缶体につき、実施例1と同様の6
段の縮径加工機により、外径として、66.0→63.
9→61.4→58.9→56.4→54.2→52.
0mmとなるような段付き加工を試みたが、2〜3段目の
縮径加工段階にて“しわ”が発生し、それ以降の成形を
行うことができなかった。
【0024】[比較例2]実施例1で使用された、板厚
0.19mm、硬度(HR30T 68.0)を有する錫めっ
き鋼板を使用し、側壁厚みを厚くした外径66.0mmの
DI缶(側壁の最薄部板厚:0.080mm、缶高さ:1
25.0mm、縮径加工及びフランジ成形に係わる部分長
さ:約26mm、縮径加工及びフランジ成形に係わる部分
板厚:0.140mm)を作成した。アルカリ脱脂、化成
処理及び塗装は実施例1と同様の条件にて行い、縮径加
工試験に供した。
【0025】実施例1と同様の6段の縮径加工機によ
り、外径として、66.0→63.9→61.4→5
8.9→56.4→54.2→52.0mmとなるような
段付き加工を試みた所、比較例1より加工性は改善され
たが、4〜5段目の縮径加工段階にて“しわ”が発生
し、それ以降の成形を行うことができなかった。
【0026】[比較例3]実施例2と同一の、板厚0.
18mm、硬度(HR30T 80.0)を有する冷延ままの
鋼板に錫めっきを施した鋼板を使用し、実施例2と同一
の缶を2回の絞りと3段のしごき加工により作成した。
アルカリ脱脂、化成処理及び塗装は実施例1,2と同様
の条件にて行い、6段の縮径加工機により、外径とし
て、66.0→63.9→61.4→58.9→56.
4→54.2→52.0mmとなるような段付き加工を試
みたが、1〜2段目で“しわ”が発生し、その後の成形
を行うことができなかった。
【0027】
【発明の効果】以上のように、本発明における缶体を採
用することにより、薄くて高強度の鋼板を使用し、成形
後の缶体各部の板厚も薄く設定することが可能となり、
缶重量の軽量化、経済性に優れた鋼板製造プロセスの採
用、高強度材の使用による缶強度の向上等数多くの効果
が期待される。その結果として、省資源、省エネルギー
効果も発揮され、地球に優しいスチール缶を得ることが
できる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 板厚比で少なくとも15%以上の加工を
    受けた、絞り・しごき加工製2ピース缶体において、缶
    高さ方向の縮径加工部長さの少なくとも10%以上が全
    周に亘って再結晶組織を有し、熱処理部を除いた非縮径
    加工部より軟質であることを特徴とする、優れた成形性
    と強度を有する鋼板製2ピース缶。
  2. 【請求項2】 絞り・しごき加工による2ピース缶を製
    造するに際し、しごき加工後の缶上端部を所定高さに切
    断後、脱脂・化成処理・乾燥後、非酸化性雰囲気下にて
    縮径加工部及びフランジ成形部を550℃以上でその1
    0%以上を全周に亘って曲部加熱し、冷却後、缶内外面
    塗装及び印刷を行うことを特徴とする、優れた成形性と
    強度を有する鋼板製2ピース缶の製造法。
JP3743395A 1995-02-24 1995-02-24 優れた成形性と強度を有する鋼板製2ピース缶及びその製造法 Withdrawn JPH08229623A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003252330A (ja) * 2001-12-28 2003-09-10 Mitsubishi Materials Corp 金属製ボトル缶

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003252330A (ja) * 2001-12-28 2003-09-10 Mitsubishi Materials Corp 金属製ボトル缶

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