(57)【要約】【課題】金属板製大型缶において、蓋板に設けたスコアに沿って確実容易に開蓋でき、かつ、トラック輸送中等に破缶することのない耐繰返し負荷特性に優れた金属板製大型缶を提案する。【解決手段】天板、地板又はこれらの双方に開蓋予定線に沿って刻設された開蓋スコアを有する金属板製大型缶において、該開蓋スコア溝底部がほぼ円弧形状をなし、かつ、スコア残厚が板厚の４０〜５５％であるものとする。上記発明において開蓋スコア溝底部の曲率半径が０．１〜０．４ｍｍであるのが好ましく、また、天板又は地板は、質量比で、Ｃ：０．０４〜０．０８％、Ｏ：０．００６％以下を含み、残部：Ｆｅおよび不可避的元素からなる組成を有し、引張強さが３００〜４５０ＭＰａの非時効性低炭素鋼製であることが好ましい。【選択図】          図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
天板、地板又はこれらの双方に開蓋予定線に沿って刻設された開蓋スコアを有する金属板製大型缶において、該開蓋スコア溝底部がほぼ円弧形状をなし、かつ、スコア残厚が板厚の４０〜５５％であることを特徴とする耐繰返し負荷特性に優れた金属板製大型缶。
【請求項２】
開蓋スコア溝底部の曲率半径がスコア残厚の１〜３倍である請求項１記載の耐繰返し負荷特性に優れた金属板製大型缶。
【請求項３】
天板又は地板は、質量比で、Ｃ：０．０４〜０．０８％、Ｏ：０．００６％以下を含み、残部：Ｆｅおよび不可避的元素からなる組成を有し、かつ、引張強さが３００〜４５０ＭＰａの非時効性低炭素鋼板製であることを特徴とする請求項１又は２記載の耐繰返し負荷特性に優れた金属板製大型缶。
【請求項４】
開蓋スコアは押圧して成形されるものであることを特徴とする請求項１ないし４いずれかに記載の耐繰返し負荷特性に優れた金属板製大型缶。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、１８リットル缶や９リットル缶などに開蓋スコアを設けて開蓋性を改善した金属板製大型缶に係り、特に輸送中の振動、衝撃等の繰り返し負荷に対して優れた強度を有する耐繰返し負荷特性に優れた金属板製大型缶に関する。
【０００２】
【従来の技術】
１８リットル缶や９リットル缶等の金属板製大型缶は、塗料、溶剤、化学品、油、食品等のトラック輸送や短期又は長期の倉庫保管に便宜であり、広く使用されている。この大型缶の内容物が、塗料、油のように流動性の高い物である場合は、天板に設けられた小さなキャップを通じて容易に取り出すことができる。しかし、固形物を含んだ食品、あるいは流動性の悪いケチャップ等の食品は、そのような方法では取り出すことができないため、蓋板にスコアを形成し、このスコアに沿って蓋板を大きく切り開く、いわゆるフルオープン缶が、例えば特許文献１、特許文献２に提案されている。
【０００３】
このような金属板製大型缶は、天板又は地板等の蓋板に刻設したスコアに沿って切り裂くことができる。しかし、一般に金属板製大型缶は、２０ｋｇ前後の内容物を充填しているため、トラック輸送、あるいは積み卸し・積み込み作業中に蓋板に大きな振動や衝撃等の繰返し荷重が加わることが多い。このため、スコアを深く刻設すると、トラック輸送中に破缶のおそれがある。一方、スコアを浅く刻設するとスコアに沿った開蓋が困難になる。
【０００４】
【特許文献１】
実公平３−１３９０号公報
【特許文献２】
特公平３−３３５８１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、スコアに沿って確実容易に開蓋でき、かつ、トラック輸送中等に破缶することのない耐繰返し負荷特性に優れた金属板製大型缶を提案することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、破缶した金属板製大型缶の破断面を詳細に観察し、破缶は塑性変形を伴う繰り返し荷重による低サイクル疲労破壊によるものと判断した。そして、この疲労破壊に及ぼす原因のうち、特にスコア部の断面形状が重要であるとの知見を得て本発明を完成した。
【０００７】
本発明による耐繰返し負荷特性に優れる金属板製大型缶は、天板、地板又はこれらの双方に開蓋予定線に沿って刻設された開蓋スコアを有する金属板製大型缶において、該開蓋スコア溝底部がほぼ円弧形状をなし、かつ、スコア残厚が板厚の４０〜５５％である。
【０００８】
本発明による耐繰返し負荷特性に優れた金属板製大型缶は、開蓋スコア溝底部の曲率半径が０．１〜０．４ｍｍであるのが好ましい。また、天板又は地板は、質量比で、Ｃ：０．０４〜０．０８％、Ｏ：０．００６％以下を含み、残部：Ｆｅおよび不可避的元素からなる組成を有し、引張強さが３００〜４５０ＭＰａの非時効性低炭素鋼製であることが好ましい。さらに、開蓋スコアは押圧して成形されるものであることが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明に係る耐繰返し負荷特性に優れた金属板製大型缶の一実施例の形態を、図１に示す。スコア１０は、天板３の上面、１８リットル缶１の胴板２と天板３の接合縁の近くを周回して刻設されている。スコア溝底部はほぼ円弧形状をなし、かつ、スコア残厚は４０〜５５％である。ここで、溝底部がほぼ円弧形状のスコアには、図２（ａ）に示す溝底部形状が円弧状のものから、図２（ｂ）に示す円弧の先端部が平らなＵ字型のものが含まれる（以下Ｕ字型スコアという）。スコア残厚（％）とは、図２（ａ）に示すように、スコア横断面部における最小板厚ｔの元の板厚Ｔに対する百分率で表した数値をいう。
【００１０】
上述したように、金属板製大型缶の破缶の原因は、トラック輸送中等におけるスコア部の低サイクル疲労によると解される。このことから、当該缶がトラック輸送中に実際に受ける負荷をシュミレートした以下の低サイクル疲労試験を行った。
【００１１】
低サイクル疲労試験は、シェンク曲げ疲労試験機を用い種々のスコア残厚に加工した試験片に片振り繰り返し曲げを与えることにより行った。試験片は板厚０．３２ｍｍの缶用鋼板に、ロールでＵ字型スコアを加工したものである。繰り返し曲げは、試験片母材部の最大曲げ歪みが４５０μストレインで、繰り返しサイクルが１５Ｈｚの条件で行った。なお、対比試験として、スコアの横断面形状が図２（ｃ）に示すような、Ｖ字型のものについても上記と同様の試験を行った。
【００１２】
図３は、Ｕ字型スコアをもつものについての、スコア残厚と破断までの繰返し数（以下単に「繰返し数」という）の関係及びスコア残厚と開蓋失敗缶数（缶１０００個中の開蓋失敗缶数）の関係を示すグラフである。スコア残厚と破断までの繰返し数の関係を示す線図▲１▼から、スコア残厚が４０〜５５％の範囲では、破断に至るまでの繰り返し数が３００００〜４００００回であることが分かる。また、スコア残厚が４５〜５０％の範囲では、繰り返し数はほぼ３５０００回で一定値をとり、スコア残厚が４０％以下では急激に繰返し数が低下することが分かる。
【００１３】
一方、スコア残厚と開蓋失敗缶数の関係を示す線図▲２▼から、スコア残厚が５０％以下では、開蓋はスコアに沿って問題なく行われる。しかし、５５％を超えるとスコアを外れて開蓋するなど急速に開蓋失敗缶数が増大することが分かる。
【００１４】
図４は、Ｖ字型スコアをもつものについての、スコア残厚と破断までの繰返し数の関係を示すグラフである。Ｖ字型スコアをもつものの場合は、スコア残厚が５０％以下では破断までの繰返し数は５０００回以下であることが分かる。また、スコア残厚が５０％を超えると急激に繰返し数が増加し、スコア残厚が５５％を超えるとＵ型スコアをもつものの場合とほぼ同様のスコア残厚と繰返し数の関係を有することが分かる。
【００１５】
以上より、スコア溝底部の形状がほぼ円弧形状で、スコア残厚が４０〜５５％である場合には、３００００回以上の繰り返し数に耐え、安定した缶強度が得られ、開蓋性においても良好であることが分かる。なお、安定した強度でより開蓋性に優れ好ましいのは、スコア残厚が４０〜５０％である。本低サイクル疲労試験において３００００回以上の繰り返し負荷は、実際に金属板製大型缶をトラックに積載し１００００ｋｍ以上を走行するときにかかる繰り返し曲げの負荷に相当する。
【００１６】
本発明において天板又は地板は、通常の缶用鋼板を使用することができるが、スコア部の強度を考慮すると、組成に関しては、Ｃ：０．０４ｍａｓｓ％以上を含むことが好ましい。開蓋性を考慮するとＣ：０．０８４ｍａｓｓ％以下であることが好ましい。また、開蓋時に破断線がスコアから外れ難く、しかも適度の力で開蓋するためには、引っ張り強さ３００〜４５０ＭＰａであるのが好ましい。さらに、一般には額出し加工が行われるから非時効性低炭素鋼であることが好ましい。
【００１７】
また、スコアの曲率半径はスコア残厚の１〜３倍の範囲であるのが好ましい。さらに、開蓋スコアは押圧して成形されるものであることが好ましい。このようなスコアの場合に、スコア溝底部直下部に溝縁からスコア残厚のほぼ１／２の範囲に細長くのびた圧延組織が見られ、疲労強度の向上を図ることができる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明は、フルオープン金属板製大型缶において、蓋板に刻設するスコアの形状とスコア残厚をトラック輸送中に受ける負荷を考慮して適切なものにしたから、スコアに沿って確実容易に開蓋でき、トラック輸送中等にスコア部から破缶することもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る１８リットル缶の全体斜視図である。
【図２】スコアの横断面部の拡大断面図である。
【図３】Ｕ型スコアを有する試験片の低サイクル疲労試験におけるスコア残厚と破断までの繰返し数の関係及びスコア残厚と開蓋失敗缶数の関係を示すグラフである。
【図４】Ｖ型スコアを有する試験片の低サイクル疲労試験におけるスコア残厚と破断までの繰返し数の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１：１８リットル缶
２：胴板
３：天板
４：地板
１０：スコア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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