JP2001032057A - 耐ブローアップ性に優れる缶エンド用アルミニウム合金板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、従来の５１８２合金の缶エンドに
近い強度を有し、耐ブローアップ性に優れ、高強度であ
り、リサイクル性に優れたＡｌ-Ｍｎ系の耐ブローアッ
プ性に優れる缶エンド用アルミニウム合金板の製造方法
の提供を目的とする。 【解決手段】 本発明は、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｆ
ｅ、Ｔｉを含有し、残部Ａｌと不可避不純物の組成を有
するアルミニウム合金を連続鋳造圧延法により１００℃
／秒以上の凝固速度で厚さ３〜８ｍｍの板材に鋳造し、
次いで直ちに、もしくは冷間圧延を施した後、５００〜
５９０℃の温度範囲で１時間以上加熱する１次中間焼鈍
を施し、続いて冷間圧延を施した後、１０℃／秒以上の
昇温速度で４８０〜５９０℃の温度範囲に加熱して保持
時間なし、もしくは３０秒以内の保持後、１００℃以下
の温度まで１０℃／秒以上の冷却速度で冷却する２次中
間焼鈍を施し、さらに４０〜７５％の最終冷間圧延を施
すことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、飲料缶等の缶蓋
（エンド）用のアルミニウム合金板の製造方法に関する
ものであって、リサイクル性に優れ、かつ、強度、耐食
性、成形性などの各種特性を具備すると同時に、特に内
圧によってエンドがバックリングと称される反転状態と
なった場合であっても、エンドに亀裂が生じることがな
く、エンドから内容物が吹き出すおそれのない、即ち、
耐ブローアップ性に優れた飲料等の缶エンド用アルミニ
ウム合金板の製造方法の改良技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】缶入り飲料などの需要増大に伴い、最近
ではその容器として好適なアルミニウム基合金製のいわ
ゆるＤＩ（Deep drawing & Ironing）缶が大量に生産さ
れるようになっている。このアルミニウム基合金製ＤＩ
缶の本体の一般的な製造方法としては、アルミニウム基
合金板を多段に深絞り加工し、さらにしごき加工を行っ
て缶本体を成形し、塗装焼付け後に、比較的高価な蓋部
材の材料の使用量を削減するために縮径するネック加工
を行う。ここで使用するアルミニウム基合金板には製缶
後の十分な強度と多段深絞りやしごきに耐える成形性が
共に要求される。

【０００３】また、飲料用アルミニウム缶は、ボディ
（缶胴）とエンド（缶蓋）の２ピースから構成されてお
り、ボディ用材料としては、深絞りが可能なＡｌ-Ｍｎ
系の、例えば、米国アルミニウム協会標準（Ａ．Ａ）３
００４合金（Ｓｉ：０.３％以下、Ｆｅ：０.７％以下、
Ｃｕ：０.２５％以下、Ｍｎ：１.０〜１.５％、Ｍｇ：
０.８〜１.３％、Ｚｎ：０.２５％以下、残部Ａｌ）等
が広く用いられている。この合金から深絞り用アルミニ
ウム合金板を製造するには、先ずこの合金の鋳塊を熱間
圧延し、次に冷間圧延して適度な板厚の板材とし、この
冷間圧延後の板材に中間焼鈍を施し、さらに要求される
強度に応じて冷間圧延による硬化処理が行われる。

【０００４】一方、缶エンド用材料として、内圧の高い
用途では高強度のＡｌ-Ｍｇ系の５１８２合金（Ｓｉ：
０.２％以下、Ｆｅ：０.３５％以下、Ｃｕ：０.１５％
以下、Ｍｎ：０.２〜０.５％、Ｍｇ：４.０〜５.０％、
Ｚｎ：０.２５％以下、Ｔｉ：０.１％以下、残部Ａｌ）
が主として使用されている。

【０００５】ところで、近年、食品容器等のリサイクル
に対する社会的要求が益々高まってきており、使用済み
飲料缶を回収し、再利用する割合、即ち、リサイクル率
も年々高まってきている。しかし一般には、上記のよう
にボディ材とエンド材とが異なる成分系のアルミニウム
合金からなるので、使用済みの缶を再溶解し、これから
ボディ材またはエンド材を製造するには、大幅な添加成
分調整を行う必要があり、リサイクルコストの増大を招
いていた。このため、ボディ材とエンド材を同一成分系
の合金とする、いわゆるユニアロイ化の試みがなされて
いる。

【０００６】しかしながら、缶ボディ用の３００４合金
は、缶エンド用の５１８２合金に比べて強度が低いの
で、５１８２合金製の缶エンドと同等の耐圧強度とする
ためには、３００４合金の板材の厚さを厚くする必要が
生じ、３００４合金の圧延性が優れることを考慮して
も、合金使用量が増大するために、缶エンドのリサイク
ル時の製造コストは必ずしも低下しないという問題があ
る。また、５１８２合金のエンド材には、成形後に時間
が経つと時効軟化により耐圧強度が低下し、必要とされ
る値を下回るおそれがあるという問題もある。

【０００７】そこで本発明者らは、リサイクル性に優
れ、５１８２合金に比べて強度的に経時変化の少ない、
Ａｌ-Ｍｎ系合金をエンド材として用いることを目的
に、強度向上法について種々の検討を行った。

【０００８】まず、Ａｌ-Ｍｎ系合金の強度を高める方
法として、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｃｕなどの添加元素量を
高める方法、最終冷間圧延率を高める方法は周知の方法
である。 また、中間焼鈍を高温で行い、Ｍｇ、Ｓｉ、
ＣｕをＡｌ素地中に溶体化する方法も広く行われてい
る。この方法によると、冷間圧延時の加工硬化性が増加
するだけでなく、時効硬化性が付与され、圧延板やその
成形品に焼付け塗装を施す際に、焼鈍軟化を抑制した
り、析出硬化を生じさせることが可能である。更に、溶
体化処理を施した圧延板を冷間圧延する際に、途中で時
効処理を施し、引き続き冷間圧延する際の加工硬化性を
著しく増加させる方法が検討されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら本発明者
らの研究により、これらの方法で強化したＡｌ-Ｍｎ系
合金を用いて缶エンドを製造すると、Ａｌ-Ｍｇ系合金
と比較し、ブローアップを生じやすいという問題点が明
らかになった。即ち、現在、飲料缶用のエンドにはエン
ドの中央部に切り起こし用のタブを設けたイージーオー
プン・エンドタイプが広く用いられている。そして、こ
のイージー・オープン・エンドタイプには、飲み口形成
用タブの切り起こし操作を容易にするために、エンドの
切り起こし部分（飲み口を構成する開口部に相当する部
分）に沿ってエンド材の厚さの２／３程度の深さの切り
込みをプレス加工で形成するスコア加工と称される加工
が施されている。このように缶エンドにはタブによる開
口部の開放の際の優れた開口性が要求される一方で、缶
内圧によって開口部が容易に開口しないように、開口部
の高い耐圧性も要求される。

【００１０】アルミニウム缶の製造においては３００４
合金製のアルミニウム合金板からなるコップ状のボディ
に飲料を充填後、ボディの開口部に５１８２合金製のエ
ンドを被せてエンド周縁部をボディに巻き締め固定して
構成されている。この状態を図４に示すが、ボディ１の
開口部にエンド２が被着され、エンド２の周縁部がボデ
ィ１の開口部に巻き締めされて接合されている。また、
アルミニウム缶のエンド２の周縁部にはカウンターシン
クと称される凹部２ａをアルミニウム缶の内側に形成す
るための周溝２ｂが形成されている。

【００１１】この構成のアルミニウム缶に内圧を作用さ
せ、内圧を上昇させると、通常、図５に示すようにカウ
ンターシンク部分より内側のエンド２の一部分２ｄがア
ルミニウム缶の外側に突き出すバックリングと称される
座屈現象を生じるので、この座屈圧力を耐圧強度として
いる。しかしながら、前述の方法で強化したＡｌ-Ｍｎ
系合金を用いたエンド２にあっては、エンド２の形状な
どに不具合がある場合、スコア加工されて切り込みが形
成されて開口部になる部分が、前述のようなエンド２の
座屈を発生する前に破損したり、座屈時のエンド２の変
形に伴って開口部に亀裂を生じるおそれがある。 開口
部に亀裂を生じたり破損するようであると、飲料缶の場
合に飲料が噴出して周囲に飛散し、二次的な損害が生じ
るおそれがある。例えば、夏場の直射日光で高温となっ
た自動車内にアルミニウム缶が放置された場合、熱膨張
により缶の内圧が上昇し、缶エンドの開口部が破損ない
しは亀裂を生じると飲料が吹き出すおそれがある。

【００１２】このような背景からアルミニウム缶にあっ
ては、（破損圧力）＞（座屈圧力）の関係、即ち、圧力
の上昇に伴い、先に座屈し、更なる圧力上昇で破損に至
ることが必要であるが、前述の方法で強化したＡｌ-Ｍ
ｎ系合金を用いた缶エンドにあっては、前述の如くエン
ドの形状などに不具合がある場合、（破損圧力）≦（座
屈圧力）の関係となることがあり、座屈する前に破損に
至る場合を生じるおそれがあった。即ち、図５に示すバ
ックリングに至る前に内圧によりエンド２が図６に示す
ように外部側に膨出するが、この際に缶エンド２の開口
部の破損ないしは亀裂を生じてしまうおそれがあった。

【００１３】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであって、その目的は、従来の５１８２合金の缶
エンドに近い強度を有するとともに、耐ブローアップ性
に優れ、高強度であり、更にリサイクル性にも優れたＡ
ｌ-Ｍｎ系の耐ブローアップ性に優れる缶エンド用アル
ミニウム合金板の製造方法の提供を目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述のよ
うな観点から、耐ブローアップ性に優れた飲料缶エンド
用Ａｌ-Ｍｎ系合金を開発すべく研究を行った結果、従
来一般に行われているＤＣ鋳造法（Direct Chill Casti
ng Process：溶湯を水冷鋳型に導入して鋳造する鋳造
法）による鋳塊から製造したＡｌ-Ｍｎ系のアルミ合金
エンド材にはＡｌ-Ｆｅ-Ｍｎ系などの粗大な金属間化合
物が存在し、これを起点にスコア加工時に微細クラック
を生じやすく、この場合に高い内圧が作用すると、ブロ
ーアップが生じやすいことを知見した。また、更なる研
究の結果、従来の一般的なＤＣ鋳造法に代えて凝固速度
の速い連続鋳造圧延法を用い、Ａｌ-Ｆｅ-Ｍｎ系金属間
化合物を微細化するとともに、適切な加工と熱処理工程
を適用することにより、ブローアップを抑制できること
が判明し、本発明に到達した。更に、得られたアルミニ
ウム合金板に塗装するか熱可塑性樹脂フィルムと積層
し、耐力を３００ＭＰａ以上とすることにより、十分な
耐圧強度を得ることができるということを知見し、本発
明に到達した。

【００１５】上記課題を解決するために本発明の製造方
法は、Ｍｎ：０.６〜１.５％、Ｍｇ：１.２〜３.０％、
Ｓｉ：０.２〜０.５％、Ｃｕ：０.１〜０.４％、Ｆｅ：
０.１〜０.５％、Ｔｉ：０.００１〜０.２％を含有し、
残部Ａｌと不可避不純物の組成を有するアルミニウム合
金の溶湯から連続鋳造圧延法により１００℃／秒以上の
凝固速度で厚さ３〜８ｍｍの板材に鋳造し、次いで直ち
に、もしくは冷間圧延を施した後、５００〜５９０℃の
温度範囲で１時間以上加熱する１次中間焼鈍を施し、続
いて冷間圧延を施した後、１０℃／秒以上の昇温速度で
４８０〜５９０℃の温度範囲に加熱して保持時間なし、
もしくは３０秒以内の保持後、１００℃以下の温度まで
１０℃／秒以上の冷却速度で冷却する２次中間焼鈍を施
し、さらに４０〜７５％の最終冷間圧延を施すことを特
徴とする。

【００１６】更に、本発明の製造方法は、前記１次中間
焼鈍をバッチ式の焼鈍炉で行い、前記２次中間焼鈍を連
続焼鈍炉で行うことを特徴とする。

【００１７】更に本発明の製造方法は、最終冷間圧延後
に焼付塗装するか、あるいは、熱可塑性樹脂との積層に
より、板材を２００〜３００℃に加熱し、その板材を用
いてスコア加工することを特徴とする。

【００１８】以下に本発明における合金組成および製造
方法を前述の通りに限定した理由を説明する。 「Ｍｎ」：Ｍｎは、強度を高める効果を有するが、その
含有量が１.５％（重量％、以下同じ）を超えると連続
鋳造圧延板の中心部でＡｌ、Ｆｅ、Ｓｉなどと粗大な金
属間化合物を形成し、成形性を低下させ、スコア加工時
に前記金属間化合物を起点とする微細クラックを生じや
すくし、ブローアップを生じやすくする。一方において
Ｍｎは０.６％未満の含有量ではエンド材としての所望
の強度向上効果が得られず、またリサイクル性が低下す
る。

【００１９】「Ｍｇ」：Ｍｇは素地に固溶して強度を高
める効果を有するが、その含有量が３.０％を超えると
鋳造性と圧延性が著しく低下する上に、合金の融点が低
下するため、均質化温度や溶体化処理を行う中間焼鈍温
度を高くできなくなる。このため、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｓｉな
どの溶体化が困難となり、かつ、これらの元素の粗大な
金属間化合物の量が増大するため、耐ブローアップ性が
低下する。一方、Ｍｇ含有量が１.２％未満では所望の
強度向上効果が得られない。

【００２０】「Ｓｉ」：Ｓｉは微細なＭｇ₂Ｓｉ化合物
として析出して強度を向上させる作用を有する。しか
し、その含有量が０.５％を超えると完全に溶体化する
ことができず、Ａｌ-Ｆｅ-Ｍｎ-Ｓｉ系、Ｍｇ₂Ｓｉなど
の粗大な金属間化合物を形成するようになるため、上限
は０.５％とした。一方、０.２％未満では、所望の強度
向上効果が得られない。 「Ｃｕ」：Ｃｕは、素地に固溶するとともに、Ａｌ-Ｃ
ｕ-Ｍｇ系化合物として析出して強度を向上させる作用
を有するが、含有量が０.１％未満では十分な効果が得
られず、一方、含有量が０.４％を超えると鋳造性、耐
食性が著しく低下するおそれがある。

【００２１】「Ｆｅ」：ＦｅはＡｌ、Ｍｎ、Ｓｉなどと
粗大な金属間化合物を形成し易く、成形性を低下させ、
スコア加工時に微細クラックを生じ易くし、ブローアッ
プを生じ易くする。従って、含有量は少ない方が好まし
いが、０.１％未満では地金純度が高くなり、製造コス
トアップにつながる。即ち、Ｆｅは通常のアルミニウム
地金に不純物として微量含まれているので、不純物とし
てのＦｅ量を０.１％より少なくしたアルミニウム地金
は高価になり、この高価な地金を用いることになるので
製造コストアップにつながる。なお、０.５％を超える
Ｆｅを含有させると連続鋳造圧延板の中心部に粗大なＡ
ｌ-Ｆｅ-Ｍｎ系金属間化合物（例えば、１μｍを超える
粒径）が生成するようになる。

【００２２】「Ｔｉ」：Ｔｉは鋳造組織を微細化するた
めに添加するものであるが、０.００１％未満ではその
効果がなく、０.２％を越えると粗大な晶出物が増え、
成形性と耐ブローアップ性が低下する。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を詳し
く説明する。以上のような組成のアルミニウム合金板を
製造するには、例えば、前記組成の合金溶湯から、図１
に一例として示すような連続鋳造圧延機を用いて連続鋳
造圧延法により１次板材を製造する。図１に一例として
示す連続鋳造圧延機は、上下に配置されたロール５、６
のロール間隙の入口部に溶湯を供給するためのフィーダ
ーチップ７を設け、このフィーダーチップ７から前記組
成の合金溶湯８を回転中のロール５、６のロール間隙に
送り込むと同時に合金溶湯を冷却凝固させて圧延し、所
望の板厚の鋳造板９を得てこれを巻取ロール１０に巻き
取る双ロール方式のものである。なお、図１において符
号８’は溶湯８が凝固を始めて固体となりつつある固液
共存域を示している。図１に示す連続鋳造圧延装置によ
れば鋳造板９の厚さとして１０ｍｍ以下、好ましくは、
３〜８ｍｍ程度の厚さのものを溶湯から直接製造するこ
とができる。

【００２４】前記連続鋳造圧延法における冷却速度は、
鋳型に鋳込んで通常の鋳塊を製造する一般的なＤＣ鋳造
法（冷却速度において０.５〜４０℃／秒）よりも格段
に速くすることができ、１００〜３００℃／秒の冷却速
度とすることができる。このような速い冷却速度範囲で
鋳造板９を鋳造するならば、前述の組成のＡｌ合金にお
いて金属組織内に生成するＡｌ-Ｆｅ-Ｍｎ系の金属間化
合物およびＭｇ₂Ｓｉ金属間化合物の粒径を一般的な従
来のＤＣ鋳造法による場合よりも微細化することができ
る。そして、このような鋳造板９から出発して以下の製
造工程によりエンド用アルミニウム合金板とするなら
ば、その組織中に存在する金属間化合物の粒径をブロー
アップを引き起こさない程度に十分に微細化することが
確実にできる。例えば、金属間化合物の平均粒径として
１μｍ以下とすることができる。また、このような冷却
速度範囲の中でも具体的には１５０〜３００℃／秒の範
囲の冷却速度を好ましくは採用することができる。な
お、前記鋳造板９を製造する場合に、冷却速度において
０.５〜４０℃／秒の範囲である通常のＤＣ鋳造法によ
ると、以下の工程を実施しても金属間化合物の粒径を微
細化することは難しい。

【００２５】また、合金溶湯を連続鋳造圧延する方法に
ついては、図１に示す双ロール方式のものの外に、溝付
き鋳造輪とベルトの組み合わせ方式の連続鋳造装置等の
いずれを用いても良いのは勿論である。

【００２６】このようにして得られた鋳造板に対して、
直ちに、もしくは冷間圧延を施した後、５００〜５９０
℃の温度範囲で１時間以上加熱する１次中間焼鈍をバッ
チ式の焼鈍炉で施す。バッチ式の焼鈍炉は焼鈍する板状
の長尺部材をコイル状に巻回したものを収納する雰囲気
調整炉を有し、この雰囲気調整炉にコイルを収納してか
ら目的の温度になるまで雰囲気調整炉の内部を目的の温
度に加熱することができる焼鈍炉であり、従来から広く
使用されている加熱炉である。なお、この焼鈍炉には必
要に応じて内部を不活性ガス雰囲気等の所望の雰囲気に
調節することができるようにガス供給源等を接続して構
成されることが好ましい。

【００２７】この１次中間焼鈍温度が５００℃未満、あ
るいは１次中間焼鈍時間が１時間未満では結晶粒界に偏
析しているＭｇを粒内に十分に拡散させることができ
ず、かつ、セル境界に晶出しているＭｇ₂Ｓｉ化合物を
十分に固溶させることができず、耐ブローアップ性が低
下し、また後に行う冷間圧延時にサイドクラックが発生
し易い。

【００２８】続いて冷間圧延を施した後、１０℃／秒以
上の昇温速度で４８０〜５９０℃の温度範囲に加熱して
保持時間なし（保持時間０のこと）、もしくは３０秒以
内の保持後１００℃以下の温度まで１０℃／秒以上の冷
却速度で冷却する２次中間焼鈍を急速連続熱処理炉（Co
ntinuous Annealing Line：略称ＣＡＬ）で施す。

【００２９】図３は上述の急速連続熱処理炉の一例の構
造を示すもので、この例の急速連続熱処理炉Ａは、数１
０ｍ〜１１０ｍ程の長さを有する横長の加熱炉本体２０
と、この加熱炉本体２０の前段側と後段側に各々配置さ
れた緩衝装置２１、２２と、前段側の緩衝装置２１の前
段側に設けられた送出ロール２３と、後段側の緩衝装置
２２の後段側に設けられた巻取ロール２５とを主体とし
て構成されている。前記緩衝装置２１、２２は、個々に
互い違いに複数対向配置された案内ロール２６…、２７
…を備え、コイル交換時にラインを止めることを不要と
するためのものである。なお、この図３に示す急速連続
熱処理炉Ａは一つの例であって、他の必要な装置を組み
込んでなるものを用いても良いのは勿論である。

【００３０】前記急速連続熱処理炉での焼鈍温度が４８
０℃未満、あるいは冷却速度が１０℃／秒未満では、Ｍ
ｇ、Ｓｉ、Ｃｕを十分に固溶することが出来ず、最終的
に得られるエンド用アルミニウム合金板で所望の強度が
得られない。また、焼鈍時間が３０秒を超えると結晶粒
が粗大化し、エンド用アルミニウム合金板の成形性が低
下する。

【００３１】さらに、４０〜７５％の最終冷間圧延を施
すが、この圧延率が４０％未満では最終的に得られるエ
ンド用アルミニウム合金板で所望の強度が得られず、一
方、圧延率が７５％を超えると、引張強さと耐力の差が
少なくなり、耐ブローアップ性が低下する。前記加工率
の範囲においても４５〜６０％の範囲の加工率がより好
ましい。また、ここで最終冷間圧延を施した後の缶エン
ド用アルミニウム合金板の厚さとして、０.３１ｍｍ厚
のもの、０.２８ｍｍ厚のもの等を例示できる。

【００３２】以上の工程で得られた最終圧延板は常法に
従い、クロメート処理などの表面処理をした後、焼付塗
装を行うか、またはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレー
ト）等の熱可塑性樹脂フィルムと積層する。前記の焼付
工程にあっては２２０〜３００℃で２分以下程度の加熱
を行い、前記の熱可塑性樹脂積層工程では２００〜２８
０℃で３〜６０秒加熱する処理を施す。前記組成のアル
ミニウム合金板に焼付塗装を施すか、またはＰＥＴ（ポ
リエチレンテレフタレート）等の熱可塑性樹脂フィルム
を積層したアルミニウム合金板であって、その耐力が３
００ＭＰａ以上とされたことが好ましい。

【００３３】そして、最終的に得られたエンド用アルミ
ニウム合金板は、アルミニウム合金板の厚さの２／３程
度の深さの切り込みを入れるスコア加工を施して缶飲料
用に供される。

【００３４】以上の製造方法により得られたアルミニウ
ム合金板にあっては、ＭｎとＭｇとＳｉとＣｕとＦｅと
Ｔｉを適正な含有量としたアルミニウム合金板であり、
その上、上述の適切なバッチ式の１次中間焼鈍と急速連
続焼鈍炉での２次中間焼鈍を含む製造条件で製造されて
金属間化合物の平均粒径を微細化（例えば１μｍ以下）
としているので、特に飲料缶用とした場合に問題となる
内圧上昇に起因するブローアップを防止することができ
る。次に、最終的に得られたアルミニウム合金板におい
ては、金属間化合物の平均粒径が１μｍ以下となるのが
好ましい。この金属間化合物の平均粒径が１μｍを超え
ると、その金属間化合物を起点にスコア加工時に微細ク
ラックが生じ易くなり、高い内圧が作用した場合にブロ
ーアップが起こり易くなるおそれがあるからである。な
お、ここでの金属間化合物として、Ａｌ-Ｆｅ-Ｍｎ系の
金属間化合物およびＭｇ₂Ｓｉ系の金属間化合物等を例
示することができる。

【００３５】即ち、前記添加元素の中でも、ＦｅとＭｎ
はＡｌとともにＡｌ-Ｆｅ-Ｍｎ系の粗大な金属間化合物
（例えば１μｍを超えるもの）を生成しやすいので、こ
の粗大な金属間化合物の平均粒径を１μｍを超える値と
すると、缶エンド用とした場合に、飲料缶の飲み口を構
成するためにスコア加工で切り込みを入れると、前記金
属間化合物を起点として微細クラックを生成してしまう
おそれがあるが、前記組成範囲として前記１次中間焼鈍
と２次中間焼鈍を含む適正な条件で製造することで、平
均粒径１μｍを超える粗大な金属間化合物を少なくする
ことができ、スコア加工時の微細クラック生成を抑制す
ることができる。

【００３６】よって、本発明に係るアルミニウム合金板
を用いて飲料缶のエンドを構成した場合、飲料缶を夏場
の高温の自動車内に放置して内圧を上昇させた場合な
ど、何らかの原因で飲料缶の内部圧力が異常に上昇して
も、微細クラックを起点としてブローアップを生じるこ
とがなく、内容物を吹き出させてしまうおそれはない。

【００３７】また、本発明に係る組成を有するアルミニ
ウム合金板であるならば、従来のエンド用材料として用
いられてきた５１８２合金と同等の強度を有するととも
に、前述の如く耐ブローアップ性に優れ、更に、Ｍｇを
４〜５％程度含有する５１８２合金に比べてＭｇ量を少
なくし、Ｍｎ含有量を多くしたＡｌ-Ｍｎ系の組成を維
持しながら、Ａｌ-Ｍｎ系のリサイクル性に優れた点を
有する特徴がある。

【００３８】

【実施例】以下の表１のＮｏ.１〜１６に示す各組成の
アルミニウム合金を凝固速度１５０℃／秒の連続鋳造圧
延法により厚さ５ｍｍの鋳造板とした。次に、これらの
鋳造板をバッチ式の焼鈍炉において５００℃〜５５０℃
で４時間の１次中間焼鈍を行い、次いで厚さ０.６２ｍ
ｍまで冷間圧延し、１５℃／秒の割合で５００〜５５０
℃まで加熱後、０〜１０秒間保持後に急冷する２次中間
焼鈍処理を施し、最終冷間圧延により０.３１ｍｍの厚
さのエンド用のアルミニウム合金板を得た。また、表１
のＮｏ.１５の試料はＤＣ鋳造法（凝固速度１０℃／
秒）によるものである。５６５℃で８時間均質化後、厚
さ７ｍｍまで熱間圧延した。次いで、厚さ０.６２ｍｍ
まで冷間圧延し、以下、先のＮｏ.１〜１４の試料と同
じ処理を施した。

【００３９】次に、厚さ１２μｍのポリエチレンテレフ
タレート（ＰＥＴ）の樹脂フィルムをラミネートし、２
６０℃で２０秒の加熱処理を行い、樹脂フィルムの接着
を強固にした。比較例として同一鋳造板の１次中間焼
鈍、２次中間焼鈍、最終冷間圧延率を本発明外の条件と
した工程によりラミネート板を作製した。最後に、これ
らの積層板をスコア加工によりプレス装置でアルミニウ
ム合金板の２／３の深さの切り込みを飲み口形成用に形
成し、切り起こし用のタブを取り付けて缶エンド用に供
することができる。

【００４０】 「表１」 試料Ｎｏ. Ｓｉ Ｆｅ Ｃｕ Ｍｎ Ｍｇ Ｚｎ Ｔｉ １ 0.28 0.18 0.35 1.02 2.54 0.10 0.03 ２ 0.28 0.17 0.30 0.70 1.80 0.09 0.02 ３ 0.27 0.17 0.30 1.01 2.20 0.09 0.02 ４ 0.29 0.28 0.20 0.99 2.20 0.09 0.02 ５ 0.28 0.50 0.20 1.03 2.86 0.10 0.02 ６ 0.27 0.60* 0.42 0.69 2.76 0.09 0.02 ７ 0.28 0.32 0.43* 0.69 2.86 0.10 0.02 ８ 0.28 0.28 0.30 0.50* 2.00 0.10 0.02 ９ 0.27 0.28 0.30 1.60* 2.79 0.09 0.02 １０ 0.29 0.28 0.20 0.99 2.20 0.09 0.02 １１ 0.29 0.43 0.20 0.99 2.00 0.08 0.02 １２ 0.29 0.43 0.20 0.99 2.00 0.08 0.02 １３ 0.29 0.43 0.20 0.99 2.00 0.08 0.02 １４ 0.29 0.43 0.20 0.99 2.00 0.08 0.02 １５ 0.29 0.43 0.40 0.99 2.00 0.08 0.02

【００４１】 「表２」 試料 １次中間 中間焼鈍 ２次昇温 ２次中間 最終冷間圧 Ｎｏ. 焼鈍条件 板厚（ｍｍ）速度(℃／Ｓ) 焼鈍条件 圧延率（％ ） １ ５００℃×４ｈ ０.６２ １５ ５５０℃×０ｓ ５０ ２ ５５０℃×４ｈ ０.６２ １５ ５５０℃×１０ｓ ５０ ３ ５００℃×４ｈ ０.６２ １５ ５５０℃×０ｓ ５０ ４ ５５０℃×４ｈ ０.６２ １５ ５５０℃×１０ｓ ５０ ５ ５００℃×４ｈ ０.６２ １５ ５００℃×０ｓ ５０ ６ ５００℃×４ｈ ０.６２ １５ ５００℃×０ｓ ５０ ７ ５００℃×４ｈ ０.６２ １５ ５００℃×０ｓ ５０ ８ ５００℃×４ｈ ０.６２ １５ ５００℃×０ｓ ５０ ９ ５００℃×４ｈ ０.６２ １５ ５００℃×０ｓ ５０ １０ ４５０℃×４ｈ ０.６２ １５ ５２０℃×０ｓ ５０ １１ ５５０℃×0.5ｈ ０.６２ １５ ５５０℃×０ｓ ５０ １２ ５００℃×４ｈ ０.６２ ７ ５００℃×０ｓ ５０ １３ ５００℃×４ｈ ０.６２ １５ ４５０℃×０ｓ ５０ １４ ５００℃×４ｈ ０.６２ １５ ５５０℃×１８０ｓ ５０ １５ − １.００ １５ ５５０℃×０ｓ ６９

【００４２】 「表３」 試料Ｎｏ. 引張強さ 耐力 伸び Ａ Ｂ （MPa） （MPa） (%) (%) (%) １ 371 325 7.5 100 0 ２ 347 302 6.4 100 0 ３ 357 309 7.3 100 0 ４ 350 305 5.9 100 0 ５ 364 314 8.0 100 0 ６ 371 325 8.2 40 60 ７ 370 323 5.8 20 80 ８ 345 297 6.0 100 0 ９ 375 329 7.7 60 40 １０ 365 314 5.6 40 60 １１ 368 315 5.5 60 40 １２ 346 294 5.7 100 0 １３ 339 291 5.8 100 0 １４ 354 308 6.2 60 40 １５ 362 320 5.5 40 60

【００４３】表２においてＡ％、Ｂ％はいずれも耐圧試
験時の形態の割合を示し、Ａはブローアップせずにバッ
クリングした試料の割合を示し、Ｂはブローアップした
試料の割合を示す。この耐圧試験においては、アルミニ
ウム合金板を直径６０ｍｍの缶エンドに成形し、缶エン
ドにはスコア加工で開口部となる切り込み部（板厚の２
／３の深さの切り込み）を形成し、この缶エンドを底付
きの缶ボディに巻き締めし、巻き締め後にボディの底を
切り取り、底抜きの缶を加圧装置にセットし、ボディの
内部に加圧装置で内圧を付加してゆき、巻き締めした缶
エンドがバックリングしたのか、ブローアップしたのか
を確認した。

【００４４】表２に示す結果から明らかなように、本発
明組成であって、本発明方法で得られたＮｏ.１、２、
３、４、５の試料は、３０５〜３２５ＭＰａの範囲の耐
力（５１８２合金と同等程度の耐力）を示した。また、
各試料に形成されている金属間化合物の平均粒径を測定
した結果、いずれも１μｍ以下と小さいことが判明し
た。 更に、Ｎｏ.１、２、３、４、５の試料は、内圧
の上昇に伴い、ブローアップすることなくバックリング
したのに対し、その他の試料は一部バックリングする前
にブローアップを生じるものがあった。これらに対し、
Ｎｏ.６の試料はＦｅの含有量を０.６％と多くした試料
であるがブローアップした。Ｎｏ.７の試料はＣｕを０.
４３％と多くした試料であるが、この試料もブローアッ
プした。Ｎｏ.８の試料はＭｎを少なくした試料である
が、ブローアップはしないものの、引張強さと耐力が低
下した。Ｎｏ.９の試料はＭｎを多く添加した試料であ
るが４０％の試料がブローアップした。Ｎｏ.１０の試
料は第１中間焼鈍温度を４５０℃とした試料であるが６
０％の試料がブローアップした。Ｎｏ.１１の試料は第
１中間焼鈍時間が０.５ｈの試料であるが４０％の試料
がブローアップが生じた。Ｎｏ.１２の試料は第２中間
焼鈍の昇温速度が７℃／Ｓの試料であるが、耐力が３０
０ＭＰａを下回る値（２９４ＭＰａ）に低下した。Ｎ
ｏ.１３の試料は第２中間焼鈍温度を４５０℃と低くし
た試料であるが耐力が３００ＭＰａを下回る値（２９１
ＭＰａ）に低下した。Ｎｏ.１４の試料は第２中間焼鈍
保持時間を１８０秒と長くした試料であるが、４０％の
試料がブローアップした。次に、ＤＣ鋳造法により製造
したＮｏ.１５の試料は、合金組成の面では好ましい範
囲であるものの、金属間化合物の平均粒径が著しく大き
くなり、６０％の試料がブローアップした。以上のこと
から、本発明に係る組成を有し、本発明の条件で１次中
間焼鈍と２次中間焼鈍を施して製造したＮｏ.１〜５の
試料は、いずれも優れた耐ブローアップ性を示し、優れ
た引張強さと耐力と伸びを示した。これに対し、本発明
組成範囲を外したＮｏ.６〜９の試料はブローアップを
起こすか、引張強さと耐力に劣ることが明らかであり、
本発明の製造条件を外したＮｏ.１０〜１５の試料はブ
ローアップを起こすか、引張強さと耐力に劣ることが明
らかである。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように本発明のアルミニウ
ム合金板の製造方法は、ＭｎとＭｇとＳｉとＣｕとＦｅ
とＴｉを適正な含有量としたアルミニウム合金の溶湯か
ら連続鋳造圧延法と適切な条件の１次中間焼鈍と適切な
条件の２次中間焼鈍を施し、さらに最終冷間圧延を施す
ことでアルミニウム合金板を得るものであり、前記添加
元素の中でもＡｌ-Ｆｅ-Ｍｎ系などの粗大な金属間化合
物を生成するＦｅ量とＭｎ量を適正な含有量としてこれ
らが粗大化しない条件で製造するので、粗大化し易い金
属間化合物を微細化した組織を有する缶エンド用のアル
ミニウム合金板を得ることができる。

【００４６】このような金属間化合物を粗大化させてし
まうと、缶エンドとするために、飲料缶の飲み口を構成
するためにスコア加工で切り込みを入れた際に、前記金
属間化合物を起点として微細クラックを生成させるおそ
れがあるが、前記元素の添加量を適正な範囲とし、適切
な条件で加工することで、金属間化合物を微細化するこ
とができ、スコア加工時の微細クラック生成を抑制する
ことができる。よって、本発明により得られたアルミニ
ウム合金板を用いて飲料缶のエンドを製造した場合、飲
料缶を夏場の高温の自動車内に放置して内圧を異常に上
昇させた場合など、何らかの原因で飲料缶の内部圧力が
異常に上昇しても、微細クラックを起点としてブローア
ップを生じることがない、内容物を吹き出させてしまう
おそれのない飲料缶を提供できる。

【００４７】また、本発明に係る組成を有するアルミニ
ウム合金板を用いるならば、従来のエンド用材料として
用いられてきた５１８２合金と同等の強度を有するとと
もに、前述の如く耐ブローアップ性に優れる。更に本発
明のアルミニウム合金板を用いるならば、Ｍｇを４〜５
％程度含有する５１８２合金に比べ、Ｍｇ量を少なくし
た上に、Ｍｎ含有量を５１８２合金よりも多くしたＡｌ
-Ｍｎ系に類する組成系であるので、リサイクル性にも
優れた特徴を有する効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明方法の一例を実施する場合に用いる連
続鋳造圧延装置の一例の要部断面構造を示す図。

【図２】 同装置により圧延した板材を巻き取っている
状態を示す図。

【図３】 本発明方法の一例を実施する場合に用いる連
続焼鈍炉を示す構成図。

【図４】 一般的なアルミニウム缶のボディとエンドの
接合部の一例を示す断面図。

【図５】 一般的なアルミニウム缶においてエンド材の
変形によりバックリングを起こした状態を示す断面図。

【図６】 一般的なアルミニウム缶においてエンド材が
膨出した状態を示す断面図。

【符号の説明】

Ａ…急速連続焼鈍炉、１・・・（缶）ボディ、２・・・（缶）
エンド、２ａ・・・カウンターシンク、２ｂ・・・周溝、２ｄ
・・・一部分、５、６・・・ロール、７・・・フィーダーチッ
プ、８・・・溶湯、９・・・１次板材、２０…加熱炉本体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２２Ｆ 1/00 ６８６ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６８６Ｂ ６９３ ６９３Ａ ６９３Ｂ ６９３Ｚ ６９４ ６９４Ａ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｍｎ：０.６〜１.５％（重量％、以下同
   じ）、Ｍｇ：１.２〜３.０％、Ｓｉ：０.２〜０.５％、
   Ｃｕ：０.１〜０.４％、Ｆｅ：０.１〜０.５％、Ｔｉ：
   ０.００１〜０.２％を含有し、残部Ａｌと不可避不純物
   の組成を有するアルミニウム合金溶湯を連続鋳造圧延法
   により１００℃／秒以上の凝固速度で厚さ３〜８ｍｍの
   板材に鋳造し、次いで直ちに、もしくは冷間圧延を施し
   た後、５００〜５９０℃の温度範囲で１時間以上加熱す
   る１次中間焼鈍を施し、続いて冷間圧延を施した後、１
   ０℃／秒以上の昇温速度で４８０〜５９０℃の温度範囲
   に加熱して保持時間なし、もしくは３０秒以内の保持
   後、１００℃以下の温度まで１０℃／秒以上の冷却速度
   で冷却する２次中間焼鈍を施し、さらに４０〜７５％の
   最終冷間圧延を施すことを特徴とする耐ブローアップ性
   に優れる缶エンド用アルミニウム合金板の製造方法。
2. 【請求項２】 前記１次中間焼鈍をバッチ式の焼鈍炉で
   行い、前記２次中間焼鈍を連続焼鈍炉で行うことを特徴
   とする請求項１記載の耐ブローアップ性に優れる缶エン
   ド用アルミニウム合金板の製造方法。
3. 【請求項３】 前記最終冷間圧延後に焼付塗装するか、
   あるいは、熱可塑性樹脂との積層により、板材を２００
   〜３００℃に加熱し、その板材を用いてスコア加工する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の耐ブローア
   ップ性に優れる缶エンド用アルミニウム合金板の製造方
   法。