(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃ：０．００８〜０．０６％、Ｓｉ≦０．０５％、Ｍｎ≦０．９％、Ｐ≦０．０４％、Ｓ≦０．０４％、Ａｌ：０．０４〜０．１２％、Ｎ：０．００１５〜０．００５０％、残部Ｆｅおよび上記以外の不可避的不純物からなる熱延鋼板を、順次、冷間圧延、連続焼鈍、調質圧延し、調質圧延後表面処理を施して、結晶粒径を８μｍ以下の原板とし、この原板にポリエステル樹脂を被覆して、降伏点伸びを５％以下にしたことを特徴とする薄肉化深絞りしごき缶用ポリエステル樹脂被覆鋼板の製造方法。
【請求項２】
Ｃ：０．００８〜０．０６％、Ｓｉ≦０．０５％、Ｍｎ≦０．９％、Ｐ≦０．０４％、Ｓ≦０．０４％、Ａｌ：０．０４〜０．１２％、Ｎ：０．００１５〜０．００５０％、Ｂ：０．０００５〜０．００５％、残部Ｆｅおよび上記以外の不可避的不純物からなる熱延鋼板を、順次、冷間圧延、連続焼鈍、調質圧延し、調質圧延後表面処理を施して、結晶粒径を８μｍ以下の原板とし、この原板にポリエステル樹脂を被覆して、降伏点伸びを５％以下にしたことを特徴とする薄肉化深絞りしごき缶用ポリエステル樹脂被覆鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、主に炭酸飲料、コーヒー・お茶飲料、果実飲料缶等に使用される容器用材料の製造方法に関し、缶底部のストレッチャー・ストレインの発生抑制に優れ、耐肌荒れ性、耐食性に優れた薄肉化深絞り缶用途に適した鋼板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、側面無継目（サイドシームレス）缶の成形法として、表面処理鋼板を成形した後の缶の内外面に有機塗料を施すＤＩ（Ｄｒａｗ ａｎｄ Ｉｒｏｎｉｎｇ）方法がある。また、成形前の金属板にあらかじめ樹脂フィルムを被覆し、樹脂フィルムを一種の成形潤滑剤とし、缶側壁となる部分の金属板を絞り加工のみにより薄肉化する成形法（Ｄｒａｗ Ｔｈｉｎｉｎｇ Ｒｅｄｒａｗ）がある。さらに、特開平６−３１２２２３号公報に公開された、絞り加工の後にしごき加工を組み合わせた成形法がある。特開平６−３１２２２３号公報に公開された成形法では、従来の深絞り再絞りのみの成形法より深絞り工程が少ないため、結晶粒径の影響が低減されており、成形後の缶壁の肌荒れは軽減される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
また、ＤＩ成形法では表面処理した鋼板を缶胴部製缶後、缶底部の張り出し加工によるドーム成形を行い、その後有機塗料を塗布し２１０℃程度の温度で焼き付けされるため、缶底部のストレッチャー・ストレインの発生は問題とならない。しかし、薄肉化深絞り成形法や深絞りしごき成形法の場合、表面処理した鋼板を２００〜２８０℃程度まで加熱しポリエステル樹脂を被覆した鋼板が使用されており、そのような鋼板は加熱する際に時効現象を起こしているため、降伏点伸びが発生する。この鋼板を缶胴部製缶後、缶底部のドーム成形を行うと缶底部にストレッチャー・ストレインが発生し、缶底部のポリエステル樹脂にクラックが生じ、耐食性の劣化を招いてしまう。また外観の見栄えを損なうことになる。
【０００４】
これらに供される鋼板には低炭素アルミキルド鋼が使用されているが、連続焼鈍で製造された場合、急速加熱、短時間焼鈍のため鋼中のＣ、Ｎの大部分は固溶状態で存在しており、製缶前に有機塗料を焼付けする場合、成形後に降伏点伸びに起因するストレッチャー・ストレインが発生し、外観を損なってしまう。現在、連続焼鈍にて急冷過時効処理を行うことにより、降伏点伸びを抑えた焼鈍方法が知られている。しかしこの方法においては、Ｃについては過時効処理により固溶Ｃは低減するが、Ｎは過時効処理では窒化物として析出せず、固溶した状態として残っているため、完全に降伏点伸びを抑えることはできない。そのため製品の降伏点伸びのばらつきが大きく、製品特性の均一性に劣っている。過時効処理を実施するためには、通常の連続焼鈍炉に加え急冷帯、過時効帯の設備が必要となる。従って、過時効設備を有しない連続焼鈍設備より、設備が巨大化し建設コストの上昇を招く原因となっている。また過時効処理を行うことにより燃焼ガスの大量消費を招いてしまうため、製造コストアップの原因になっている。過時効処理の前に固溶Ｃを残存させるために急冷が必要であるが、急冷帯での急激な温度変化のため、通板中板形状が変化し、そのため通板中に蛇行現象が現れ通板速度を減速する必要が生ずる。さらにはクーリングバックル等の欠陥を生じ、歩留まり低下、高速通板性を阻害する原因になっている。本発明は、前記のような生産性低下防止を目的とし、連続焼鈍工程において過時効処理のない方法により薄肉化深絞りしごき缶用ポリエステル樹脂被覆鋼板の製造方法を提供することを課題とする。さらに本発明は、加工性、肌荒れ性、耐食性に優れ、ストレッチャー・ストレインの発生を防止し、材質の均一性に優れた深絞りしごき缶用途に適したポリエステル樹脂被覆鋼板の製造方法を提供するものである。
【０００５】
【課題解決のための手段】
本発明は、薄肉化深絞り缶用ポリエステル樹脂被覆鋼板の製造方法に関し、ストレッチャー・ストレインの発生を抑え、耐肌荒れ性、耐食性に好適な鋼板の製造方法は、Ｃ：０．００８〜０．０６％、Ｓｉ≦０．０５％、Ｍｎ≦０．９％、Ｐ≦０．０４％、Ｓ≦０．０４％、Ａｌ：０．０４〜０．１２％、Ｎ：０．００１５〜０．００５０％、残部Ｆｅおよび上記以外の不可避的不純物からなる熱延鋼板を、順次、冷間圧延、連続焼鈍、調質圧延し、調質圧延後表面処理を施して、結晶粒径を８μｍ以下の原板とし、この原板にポリエステル樹脂を被覆して、降伏点伸びを５％以下にしたことを特徴とする。
また、Ｃ：０．００８〜０．０６％、Ｓｉ≦０．０５％、Ｍｎ≦０．９％、Ｐ≦０．０４％、Ｓ≦０．０４％、Ａｌ：０．０４〜０．１２％、Ｎ：０．００１５〜０．００５０％、Ｂ：０．０００５〜０．００５％、残部Ｆｅおよび上記以外の不可避的不純物からなる熱延鋼板を、順次、冷間圧延、連続焼鈍、調質圧延し、調質圧延表面処理を施して、結晶粒径を８μｍ以下の原板とし、この原板にポリエステル樹脂を被覆して、降伏点伸びを５％以下にしたことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明に係る原板に、ポリエステル樹脂フィルムを被覆し、円板状に打ち抜き、これを二段階絞りしごき加工を組み合わせた複合連続高速製缶加工を行っても、缶底部の張り出し成形後、ストレッチャー・ストレインの発生がなく、耐肌荒れ性、耐食性に優れた薄肉化深絞り缶を成形できる。
【０００７】
（熱延鋼板の成分）
請求項１に記載の鋼成分は、Ｃ：０．００８〜０．０６％、Ｓｉ≦０．０５％、Ｍｎ≦０．９％、Ｐ≦０．０４％、Ｓ≦０．０４％、Ａｌ：０．０４〜０．１２％、Ｎ：０．００１５〜０．００５０％、残部Ｆｅおよび上記以外の不可避的不純物からなる。
請求項２に記載の鋼成分は、Ｃ：０．００８〜０．０６％、Ｓｉ≦０．０５％、Ｍｎ≦０．９％、Ｐ≦０．０４％、Ｓ≦０．０４％、Ａｌ：０．０４〜０．１２％、Ｎ：０．００１５〜０．００５０％、Ｂ：０．０００５〜０．００５％、残部Ｆｅおよび不可避的不純物から成る。以下に鋼成分の規制理由を述べる。Ｃは、０．００８％より少なくなると、ラミネート時に降伏点伸びが発生してしまうため下限を０．００８％とした。一方、０．０６％を越えると、絞りしごき加工時の発熱により成形性が悪化してしまうため、Ｃ量範囲を０．００８〜０．０６％とした。Ｓｉは、缶用材料として耐食性に有害な元素であるが、Ａｌキルド鋼としては不可避的に含有される元素であり、上限を０．０５％とした。Ｍｎは、不純物であるＳによる熱延中の赤熱脆性を防止するために必要な成分であるが、一方、０．９％を越えると絞り加工性を劣化することから上限を０．９％とした。Ｐは、結晶粒微細化に有効な成分であり、また原板の強度を高めることから一定の割合で添加されるが、一方で耐食性を阻害する。本発明用途の缶用鋼板としては、Ｐが０．０４％を越えると耐食性、特に耐孔あき性が著しく低下するため上限を０．０４％とした。Ｓは、熱延中の赤熱脆性を生じる不純物成分であり、極力少ないことが望ましいが、不可避的に含有される元素であり、上限を０．０４％とした。Ａｌは、製鋼に際し脱酸剤として鋼浴中に添加され、スラグとして除かれるが、添加量が少ないと安定した脱酸効果が得られない。またＡｌは鋼中のＮをＡｌＮとして固定し、ラミネート後の降伏点伸び低減効果に有用である。しかし、その含有量が０．０４％より少ないと降伏点伸び低減効果が得られず、０．１２％を越えて含有させても技術上の効果が少なく、経済上好ましくないので上限を０．１２％とした。Ｎは、ＡｌおよびＢと窒化物を形成し、結晶粒の細粒化に有効な成分であるが、０．００１５％より少ないと窒化物の析出が少なく、細粒化の効果がなくなる。一方、Ｎの過剰な添加は窒化物の析出による結晶粒の細粒化効果より、固溶Ｎの増加となってしまい、降伏点伸びの増大を引き起こしてしまうため、０．００５０％を上限とした。Ｂは、Ａｌと同様にＢＮの窒化物を形成し固溶Ｎの低減に有用な成分である。ＡｌよりＢの方が窒化物を生成し易く、熱間圧延段階でＢＮとして析出している。しかし、Ｂ量が０．００５％より少ないと、ＢＮの析出量が少なくなりＮを完全に固定することができない。また過剰なＢの添加は固溶強化し材質を硬質化する。また異方性を悪化してしまうので０．００５％を上限とした。
【０００８】
スラブ加熱温度、熱間圧延条件は、本発明では特定するものではないが、スラブ加熱温度は、１１００℃より低いと熱間圧延性が悪化し、熱間圧延温度を確保する観点からも、１１００℃より高くすることが望ましい。またスラブ加熱温度が高すぎると窒化物の分解、再固溶を促進してしまうので、１２２０℃を越えないことが望ましい。熱間圧延仕上げ温度をＡｒ3点以下にすると、熱延板の結晶組織が混粒化するとともに粗大化し、深絞り性も劣化するので、熱間圧延仕上げ温度はＡｒ3点以上とした。巻取温度は、熱延時のコイル幅方向および長手方向の品質安定性を考慮して下限を５５０℃とし、６５０℃を越えると脱スケール性が劣悪となり、また結晶粒が粗大化し、肌荒れが生じるため、巻取温度は５５０〜６５０℃の範囲が望ましい。
【０００９】
（冷間圧延工程）圧下率が７５％未満では、焼鈍工程で鋼板の結晶粒粗大化もしくは混粒化をもたらし、結晶粒を十分細粒化することができないので、冷間圧延の圧下率は７５％を下限とすることが望ましい。
【００１０】
（連続焼鈍工程）連続焼鈍は、再結晶温度以上の焼鈍温度が必要であるが、焼鈍温度が高すぎると結晶粒が粗大化し、加工後の肌荒れが大きくなってしまうので、７５０℃を越えないことが望ましい。
【００１１】
（調質圧延）調質圧延（ＳＲ，Ｓｉｎｇｌｅ Ｒｅｄｕｃｅ Ｒｏｌｌｉｎｇの略）は、伸び率が０．５〜２．０％の範囲であれば、ストレッチャー・ストレインの発生が防止されるため、この範囲が適当である。また調質圧延工程では原板の表面粗さの付与もおこなわれているが、ラミネート鋼板においては原板の表面粗さも重要であり、表面粗さが荒すぎると加工後のフィルム密着性が劣り、耐食性を劣化させてしまうため表面粗さは小さいほど好ましく、０．５μｍを越えないほうが望ましい。
【００１２】
つぎに、本発明に用いられる鋼板としては、シート状およびコイル状の鋼板、鋼箔およびそれらの鋼板等に表面処理を施したものがあげられる。また、錫めっき鋼板、ニッケルめっき鋼板、亜鉛めっき鋼板、電解クロム酸処理等の表面処理を行った鋼板なども含まれる。特に、樹脂被覆鋼板に好適に用いられる原板としての表面処理鋼板は、下層に金属クロム、上層にクロム水和酸化物の２層構造をもつ電解クロム酸処理鋼板が望ましい。
【００１３】
本発明に用いられる樹脂フィルムには、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル樹脂を主成分とした単層もしくは２層以上のものを用いることができる。好ましくは樹脂の厚みを５〜５０μｍとし、さらに１８０〜２６０℃の融点を有するポリエステル樹脂が好ましい。また樹脂フィルムには、あらかじめエポキシ系樹脂などを主成分とする接着剤が塗布されていても良い。
【００１４】
（平均結晶粒径）平均結晶粒径の特定は、表１に示す鋼化学成分を持った材料を本発明に示した製造法によりラミネート鋼板を製造し、深絞りしごき加工を行った缶で肌荒れ性の評価を行った。平均結晶粒径が８μｍ以下であれば肌荒れ性は良好な範囲にあり、平均結晶粒径は８μｍを越えないこととする。
【００１５】
（降伏点伸び）本発明で最も重要な要素は、降伏点伸びである。すなわち、製缶後のストレッチャー・ストレインの発生は、ラミネート鋼板の降伏点伸びと関係がある。本発明者は、表２に示す鋼化学成分の材料を用いてラミネート鋼板を製造し、深絞りしごき加工を行い、缶底部のドーミング加工を実施して、缶底部のストレッチャー・ストレインの発生の有無を確認した。その結果、降伏点伸びが５％を越えるとストレチャー・ストレインの発生が認められるため、本発明の樹脂被覆鋼板の降伏点伸びは５％を越えないこととする。
【００１６】
【表１】
0003560267.tif 000002
【００１７】
【表２】
0003560267.tif 000003
【００１８】
【表３】
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【００１９】
【表４】
0003560267.tif 000005
【００２０】
【実施例】
（評価）本発明の実施例Ｎｏ．１〜７は、本発明の成分範囲内にあり、加工性、肌荒れ性、ストレッチャー・ストレインの発生もない。
比較例Ｎｏ．９は、ＢＡ焼鈍を行っているため、結晶粒径が８．６μｍと大きく肌荒れ性が劣っている。比較例Ｎｏ．１０は、Ａｌ量が少なく、Ｎ量が多いため固溶Ｎが多く降伏点伸びが本発明範囲を越えており、製缶後のストレッチャー・ストレインの発生が認められる。比較例Ｎｏ．１２は、Ｃ量が多く加工性が劣っている。比較例Ｎｏ．１３は、Ｃ量が少ないため結晶粒径が大きく、また降伏点伸びも大きく肌荒れ性に劣り、ストレッチャー・ストレインの発生も認められる。なお、ここで評価法はそれぞれ以下のようにした。肌荒れ性の評価は、深絞りしごき加工による製缶を行い、缶内面の缶側壁の表面粗さを測定し、Ｒａが１μｍ以下を○（良）、１μｍを越えると×（不良）として評価した。耐食性の評価は、製缶後１３０℃×２０分の熱処理を行い、水を充填し３７℃で２週間経時後の缶内面の腐食（黒化）程度を目視で評価した。表面が全く黒化していないものを○（良）とし、黒化しているものを×（不良）とした。加工性の評価は、絞りしごき加工で缶を作り、フランジの大きさを測定しフランジ長さのＭＡＸ−ＭＩＮで評価した。ＭＡＸ−ＭＩＮが２．５ｍｍ以下を○（良）、２．５ｍｍを越えるものは×（不良）として評価した。ストレッチャー・ストレインの評価は、発生の有無で評価した。
【００２１】
【発明の効果】
本発明の製造方法により加工性、肌荒れ性、耐食性に優れ、しかもストレッチャー・ストレインの発生がない薄肉化深絞りしごき缶用途に適したポリエステル樹脂被覆鋼板を提供することができる。