JPH0987790A

JPH0987790A - 缶蓋用アルミニウム合金板及びその製造方法

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Publication number: JPH0987790A
Application number: JP24275995A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Hattori; 哲也服部; Yutaka Kaneda; 豊金田; Takashi Inaba; 隆稲葉
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1995-09-21
Filing date: 1995-09-21
Publication date: 1997-03-31

Abstract

(57)【要約】【課題】バックルロスを抑制しつつ、耐圧強度を維
持向上させることができ、また加工性が良好な缶蓋用ア
ルミニウム合金板及びその製造方法を提供する。【解決手段】Ｍｇ：２．６乃至３．５重量％、Ｍｎ：
０．４乃至１．０重量％、Ｃｕ：０．１乃至０．５重量
％を含有し、Ｍｇ及びＭｎの総量が３．４乃至４．０重
量％であり、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなるア
ルミニウム合金板である。このアルミニウム合金板は、
前記組成の合金鋳塊に、４５０乃至５５０℃の温度で均
質化処理を施し、その後、熱間圧延及び冷間圧延を施し
た後、中間焼鈍を施し、更に６０乃至８０％の加工率で
仕上冷間圧延を施すことにより製造できる。これによ
り、蓋材１におけるリベット３の加工性等が良好な缶蓋
用アルミニウム合金板を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、飲料缶の缶蓋として使
用されるアルミニウム合金板及びその製造方法に関し、
特に加工後に経時的に耐圧強度が低下する所謂バックル
ロスを抑制できる缶蓋用アルミニウム合金板及びその製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、飲料缶の製造において、コスト低
減のために、蓋材の薄肉化が進められている。飲料缶の
蓋材に要求される特性は、絞り成形（シェル加工）性
が優れていること、リベット成形（多段張出し）性が
優れていること、耐圧性が優れていること、開缶性
が優れていること、耐食性が優れていること等であ
る。このような要求特性のうち、蓋材を薄肉化する場合
に問題となるのはリベット成形性と耐圧性である。

【０００３】ここで、蓋材のリベットとは、蓋材の中央
部に多段張出しによって成形し、タブ（つかみ部）を固
定する部分をいう。図１は、タブを取り付けた蓋材を示
す上面図であり、図２は、蓋材のリベットの成形方法を
工程順に示す断面図である。この図２（ａ）及び（ｂ）
に示すように、蓋材１の中央部に多段張出しによって突
起部１ａを成形し、この突起部１ａに、タブ２に形成さ
れ開缶時に支点となる貫通孔４を嵌合する。そして、図
２（ｃ）に示すように、突起部１ａの先端をつぶしてリ
ベット３を形成する。このリベット３により、タブ２を
蓋材１にかしめて固定することができる。

【０００４】前述のリベット成形性については、リベッ
ト径（かしめられた状態のリベット外形）を調整した
り、コイニングを調整することによって向上させること
ができ、また耐圧性については、シェル成形をリフォー
ム加工を加えて２工程化し、カウンタシンク部を深く形
成することによって確保することができる。なお、リベ
ット径は突起部１ａの張出し高さにより決まるので、リ
ベット径を調整するということは、張出し高さを調整す
ることと同意である。

【０００５】一般に、キャンエンド（蓋）に使用されて
いるアルミニウム合金には、Ａｌ−Ｍｇ系の５０５２合
金，５０８２合金及び５１８２合金等がある。これらは
いずれも強度が異なっており、果汁又はコーヒー等の非
炭酸系の飲料物には強度が比較的低い５０５２合金が使
用され、またビール等の炭酸系の飲料物には強度が高い
５０８２合金及び５１８２合金等が使用されている。特
に、５１８２合金については強度が極めて高いため、薄
肉化する場合に極めて有効な合金であるといえる。

【０００６】なお、特開昭５７−１６９０７１号公報に
は、Ｍｎ：０．４〜１．０重量％、Ｍｇ：１．３〜２．
５重量％を含有する缶用アルミニウム材の製造方法（特
許請求の範囲第２項）及びＭｎ：０．４〜１．０重量
％、Ｍｇ：１．３〜２．５重量％を含有し、１．４≦Ｍ
ｇ／Ｍｎ≦４．４及び２．０≦Ｍｇ＋Ｍｎ≦３．３重量
％である缶用アルミニウム材の製造方法（特許請求の範
囲第１６項）等が開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、５１８
２合金は強度が極めて高いものの、バックルロスが大き
いため、長期間保管しておくと、耐圧強度は低下し、飲
料缶に必要とされる強度を下回ってしまう。このバック
ルロスは、シェル成形加工した後に経時的に蓋の耐圧強
度が低下する現象である。このバックルロスの改善は、
キャンエンド部の薄肉化、特にリフォーム加工の際に必
須となるものである。

【０００８】特に、アルミニウム材のバックルロスが著
しい場合、その耐圧強度の低下はキャンエンドの成形時
から始まり、製品として形成された後も耐圧強度は低下
し続けるため、耐圧強度を保持することが困難である。
この現象はアルミニウム材を薄肉化したり、カウンタシ
ンク部に強加工を施す場合、即ちリフォーム加工の場合
に顕著となる。アルミニウム材における耐圧強度の低下
はカウンタシンク部の素材強度の低下が主要因であるた
め、バックルロスを防止し、耐圧強度を十分に保証する
ことができる缶蓋用アルミニウム合金材の開発が望まれ
ている。

【０００９】一方、特開昭５７−１６９０７１号公報に
開示された缶用アルミニウム材の製造方法は、ＵＢＣ
（使用済み飲料缶）の有効活用を目的としたアルミニウ
ム材の製造方法であり、缶特性として要求される耐圧強
度及びバックルロスについては考慮されていない。本願
発明者等が上述の成分組成からなるアルミニウム合金材
について追試験を行ったところ、上述の成分組成からな
る缶用アルミニウム材は、Ｍｇの含有量が１．３〜２．
５重量％と低く、更にＭｇ及びＭｎの総量が２．０〜
３．３重量％と低いため、バックルロスの抑制効果は若
干存在するものの、陽圧缶の蓋材として必要な耐圧強度
を得ることができないことが判明した。

【００１０】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、バックルロスを抑制しつつ、耐圧強度を維
持向上させることができ、また蓋材としての加工性が良
好な缶蓋用アルミニウム合金板を提供することを目的と
する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係る缶蓋用アル
ミニウム合金板は、Ｍｇ：２．６乃至３．５重量％、Ｍ
ｎ：０．４乃至１．０重量％、Ｃｕ：０．１乃至０．５
重量％を含有し、Ｍｇ及びＭｎの総量が３．４乃至４．
０重量％であり、残部がＡｌ及び不可避的不純物からな
ることを特徴とするを特徴とする。

【００１２】本発明に係る缶蓋用アルミニウム合金板の
製造方法は、Ｍｇ：２．６乃至３．５重量％、Ｍｎ：
０．４乃至１．０重量％、Ｃｕ：０．１乃至０．５重量
％を含有し、Ｍｇ及びＭｎの総量が３．４乃至４．０重
量％であり、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなるア
ルミニウム合金鋳塊に、４５０乃至５５０℃の温度で均
質化処理を施し、その後熱間圧延及び冷間圧延を施した
後、中間焼鈍を施し、更に６０乃至８０％の加工率で仕
上冷間圧延を施すことを特徴とする。また、前記仕上げ
冷間圧延を施した後、仕上焼鈍を施してもよい。

【００１３】

【作用】本願発明者等は、バックルロスを抑制しつつ、
耐圧強度を維持向上させ、更に加工性を確保することが
できる缶蓋用アルミニウム合金板を開発すべく、種々の
実験研究を行った。その結果、バックルロスには材料中
のＭｇ添加量の影響が大きく、Ｍｇ量が多いほどバック
ルロスが著しくなり、少ないほどバックルロスが抑制さ
れることを見い出した。

【００１４】ところで、キャンエンドは塗装印刷（べ−
キング）後に加工が施される。加工前はべーキングが施
されているため、強度の経時変化は生じないが、リフォ
ームシェル加工のように強加工を受ける場合、カウンタ
シンク部では比較的大きい加工歪が生じる。このため、
それまで固溶してアルミニウム合金板の強度を保持する
役割を担っていたＭｇ元素が拡散及び析出して、回復現
象（強度低下）を生じる。この回復現象には平衡状態に
なるまで時間を要するため、時間と共に耐圧強度の低下
（バックルロス）が生じる。従って、バックルロスを抑
制するためには、回復現象の原因となるＭｇ添加量の低
減が有効である。

【００１５】しかし、通常、Ｍｇ添加量を低減すると、
その耐圧強度が低下してしまう。そこで、本発明におい
ては、耐圧強度を向上させることができるＭｎ及びＣｕ
等の他成分の添加量を調整したり、仕上冷間圧延の加工
率を調整することによって、加工性を損なわずに耐圧強
度の低下を抑制し又は耐圧強度の向上を図った。また、
バックルロスの抑制のためには、従来のＭｇ：１．３〜
２．５重量％のように極端にＭｇを低下させなくても、
３．５重量％以下に低下させれば十分であることを見い
出した。

【００１６】本発明はこのような観点に立ってなされた
ものである。以下、本発明に係る缶蓋用アルミニウム合
金板の成分添加理由及び組成限定理由について説明す
る。

【００１７】Ｍｇ（マグネシウム）：２．６乃至３．５
重量％Ｍｇはアルミニウム合金板の強度を向上させると共に、
耐食性を確保するために添加される元素であるが、この
Ｍｇの添加量はバックルロスに大きな影響を与える。即
ち、Ｍｇが３．５重量％を超えて添加されると、バック
ルロスが大きくなってしまい、経時的な耐圧強度の低下
が生じる。一方、Ｍｇの添加量が２．６％未満ではアル
ミニウム合金板の耐圧強度自体が不足してしまう。従っ
て、Ｍｇ添加量は２．６乃至３．５重量％とする。

【００１８】Ｍｎ（マンガン）：０．４乃至１．０重量
％Ｍｎもアルミニウム合金板の耐圧強度を向上させる元素
であるが、Ｍｎが１．０重量％を超えて添加されると、
粗大な晶出物が生成して、アルミニウム合金板の加工性
が低下してしまう。また、Ｍｎの添加量が０．４重量％
未満では、アルミニウム合金板の耐圧強度が不足してし
まう他、蓋材として必要な引き裂き性が低下してしま
う。従って、Ｍｎの添加量は０．４乃至１．０重量％と
する。

【００１９】３．４重量％≦Ｍｎ＋Ｍｇ≦４．０重量％Ｍｇ及びＭｎの添加量は夫々上記範囲内であって、更に
その総量が３．４重量％以上、４．０重量％以下である
ことが必要である。これは、Ｍｇ＋Ｍｎが３．４重量％
未満では十分な強度を得ることができず、また４．０重
量％を超えて添加されると、強度が高すぎるため、アル
ミニウム合金板の加工性が低下してしまうからである。
従って、Ｍｎ及びＭｇの総量を上記範囲内とすることに
より、アルミニウム合金板はビール等の炭酸飲料用の蓋
材として満足する耐圧強度を得ることができる。

【００２０】Ｃｕ（銅）：０．１乃至０．５重量％Ｃｕもアルミニウム合金板の強度を向上させる元素であ
るが、Ｃｕの添加量が０．１重量％未満であると、アル
ミニウム合金板は十分な強度を得ることができず、０．
５重量％を超えてＣｕが添加されると、耐食性が低下し
てしまう。従って、Ｃｕの添加量は０．１乃至０．５重
量％とする。

【００２１】なお、その他の元素、例えばＳｉ、Ｆｅ、
Ｃｒ、Ｔｉ及びＺｎ等については、夫々Ｓｉ＜０．３重
量％，Ｆｅ＜０．５重量％，Ｃｒ＜０．５重量％，Ｔｉ
＜０．２重量％及びＺｎ＜１．０重量％であれば、特に
アルミニウム合金板の特性に悪影響を与えることはな
い。

【００２２】次に、本発明に係る缶蓋用アルミニウム合
金板の製造条件の限定理由について説明する。

【００２３】均質化処理温度：４５０乃至５５０℃ アルミニウム合金鋳塊の均熱温度は熱間圧延性に大きな
影響を与える。即ち、この均熱温度が４５０℃未満であ
ると、均質化が不十分となり、熱延時において耳割れが
発生する場合がある。一方、５５０℃の温度を超えて均
質化処理を施すと、バーニング等が発生し、表面性状が
劣化してしまう。従って、均質化処理温度は４５０乃至
５５０℃とする。

【００２４】そして、均質化処理を施したアルミニウム
合金鋳塊に、熱間圧延及び冷間圧延を施した後、中間焼
鈍を施す。この中間焼鈍における条件は特に指定しない
が、完全再結晶状態にあることが必須であり、結晶粒の
観点からすれば、連続焼鈍であることが好ましい。な
お、連続焼鈍の条件として、例えば加熱・冷却速度１０
０℃／分以上、保持温度３８０℃〜６００℃、保持時間
は１分以内とすることが好ましい。

【００２５】仕上冷間圧延の加工率：６０乃至８０％中間焼鈍後に仕上冷間圧延を施すときの加工率は、強度
及び耳率に影響を与える。アルミニウム合金板の強度及
び耳率を向上させるためには、加工率を６０％以上とす
ることが必要である。一方、加工率が８０％を超える
と、アルミニウム合金板の加工性が極めて低下し、また
絞り加工の際に耳率が高くなってしまう。従って、仕上
冷間圧延の加工率は６０乃至８０％とする。

【００２６】また、この仕上冷間圧延を施した後、材料
の強度を調整する必要がある場合には仕上焼鈍を施すこ
とが好ましい。例えば、加工率が高く、材料の加工性を
高める必要がある場合に仕上焼鈍を施す。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の実施例について、本発明の特
許請求の範囲から外れる比較例と比較して説明する。

【００２８】第１実施例下記表１に示す成分組成からなるアルミニウム合金鋳塊
を、５１０℃の温度で均質化処理を施した後、熱間圧延
及び冷間圧延を施して圧延板を作製した。その後、この
圧延板に次のようにして連続焼鈍を施した。先ず、７０
０℃／分の速度で加熱し、４２０℃の温度で２秒間保持
した後、７００℃／分の速度で冷却した。そして、７０
％の加工率で所定厚さの製品板を製造し、この製品板か
ら２工程からなるリフォーム加工によってキャンエンド
を作製した。

【００２９】このようにして作製されたキャンエンドに
ついて、加工直後（加工後３０分以内）のもの及び室温
で３カ月間保管したものの耐圧強度を測定した。

【００３０】なお、下記表１に示す比較例について、特
許請求の範囲から外れる組成の値には下線を付して示
し、また各合金の機械的性質を下記表２に示す。

【００３１】

【表１】

【００３２】

【表２】

【００３３】上記表１に示す各合金からなるキャンエン
ドの耐圧強度について、加工直後及び室温で３カ月間保
管した後の測定結果を下記表３に示す。

【００３４】

【表３】

【００３５】上記表３に示すように、実施例Ｎｏ１〜６
については、キャンエンドの加工直後の耐圧強度がいず
れも６．００ｋｇ／ｃｍ²以上と良好であり、また３カ
月後のバックルロスが０．１０近傍の値となり、５１８
２合金からなる従来例に比べて半減し、バックルロスを
抑制することができた。

【００３６】一方、比較例Ｎｏ１、３、５及び８につい
ては、いずれも添加すべき元素の量が少なかったため、
加工直後の耐圧強度が６．００ｋｇ／ｃｍ²より小さく
なり、十分な強度を得ることができなかった。また、比
較例Ｎｏ２については、Ｃｕの添加量が所定量より多か
ったため、耐食性が極めて低下してしまった。更に、比
較例Ｎｏ４及び７については、夫々Ｍｎ及びＭｎ＋Ｍｇ
の添加量が所定量より多かったため、粗大な晶出物が生
成する等によって成形不良が生じてしまった。

【００３７】第２実施例上記表１に示す実施例Ｎｏ１と同一の組成からなる合金
鋳塊に、上述した第１実施例と同様の条件で均質化処
理、圧延処理及び中間焼鈍を施した後、下記表４に示す
加工率で仕上冷間圧延を施し、所定厚さの製品板を製造
し、その後上述の第１実施例と同様にキャンエンドを作
製した。

【００３８】そして、作製されたキャンエンドについ
て、加工直後（加工後３０分以内）の耐圧強度を測定し
た。その結果を、下記表４に機械的性質と併せて示す。

【００３９】

【表４】

【００４０】上記表４に示すように、実施例Ｎｏ７〜９
はいずれも耐圧強度が６．００ｋｇｆ／ｃｍ²以上と良
好な耐圧強度を得ることができた。

【００４１】一方、比較例Ｎｏ９については、仕上冷間
圧延の加工率が所定範囲よりも低いため、十分な強度を
得ることができず、また比較例Ｎｏ１０については、そ
の加工率が所定範囲よりも大きいため、キャンエンドに
加工する際にアルミニウム合金板に亀裂が生じ、成形不
良となってしまった。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
Ｍｇ、Ｍｎ、Ｃｕの組成及びＭｇ＋Ｍｎの総量を適切に
規定したので、バックルロスが抑制されると共に、耐圧
強度自体が高く、加工性も優れている。また、本発明方
法により、上述の如く優れた特性を有するアルミニウム
合金板を高効率で製造することができ、ビール等の炭酸
飲料容器の缶蓋用材料として好適な缶蓋用アルミニウム
合金板を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】タブを取り付けた蓋材を示す上面図である。

【図２】蓋材のリベットの成形を工程順に示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１；蓋材２；タブ３；リベット４；貫通孔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｍｇ：２．６乃至３．５重量％、Ｍｎ：
０．４乃至１．０重量％、Ｃｕ：０．１乃至０．５重量
％を含有し、Ｍｇ及びＭｎの総量が３．４乃至４．０重
量％であり、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなるこ
とを特徴とする缶蓋用アルミニウム合金板。
【請求項２】Ｍｇ：２．６乃至３．５重量％、Ｍｎ：
０．４乃至１．０重量％、Ｃｕ：０．１乃至０．５重量
％を含有し、Ｍｇ及びＭｎの総量が３．４乃至４．０重
量％であり、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなるア
ルミニウム合金鋳塊に、４５０乃至５５０℃の温度で均
質化処理を施し、その後熱間圧延及び冷間圧延を施した
後、中間焼鈍を施し、更に６０乃至８０％の加工率で仕
上冷間圧延を施すことを特徴とする缶蓋用アルミニウム
合金板の製造方法。
【請求項３】前記仕上げ冷間圧延を施した後、仕上焼
鈍を施すことを特徴とする請求項２に記載の缶蓋用アル
ミニウム合金板の製造方法。