JP2005226120A - 包装容器エンド用アルミニウム合金板およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 エンドがリベット成形加工を受けてもリベット部に割れが発生しない包装容器エンド用アルミニウム合金板とその製造方法を提供する。
【解決手段】 本発明に係る包装容器エンド用アルミニウム合金板は、Ｍｇを１．６０〜３．００質量％、Ｍｎを０．１０〜０．５０質量％、Ｆｅを０．１５〜０．３５質量％、Ｓｉを０．０５〜０．１５質量％、Ｔｉを０．０５質量％以下含有するとともに、ＦｅとＳｉの含有量は、０＜（Ｆｅの含有量（質量％）−Ｓｉの含有量（質量％）×２）＜０．１の関係式を満たし、かつ、残部がＡｌおよび不可避的不純物よりなるアルミニウム合金の板材であって、板材の板厚中央部におけるＡｌ−Ｆｅ−Ｍｎ系晶出物およびＭｇ−Ｓｉ系晶出物の最大サイズを１０〜２０μｍ、Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｎ系晶出物とＭｇ−Ｓｉ系晶出物の面積率の総和を０．４〜１．２％、かつ、耐力を２２０〜２７０ＭＰａとした。
【選択図】 なし
【解決手段】 本発明に係る包装容器エンド用アルミニウム合金板は、Ｍｇを１．６０〜３．００質量％、Ｍｎを０．１０〜０．５０質量％、Ｆｅを０．１５〜０．３５質量％、Ｓｉを０．０５〜０．１５質量％、Ｔｉを０．０５質量％以下含有するとともに、ＦｅとＳｉの含有量は、０＜（Ｆｅの含有量（質量％）−Ｓｉの含有量（質量％）×２）＜０．１の関係式を満たし、かつ、残部がＡｌおよび不可避的不純物よりなるアルミニウム合金の板材であって、板材の板厚中央部におけるＡｌ−Ｆｅ−Ｍｎ系晶出物およびＭｇ−Ｓｉ系晶出物の最大サイズを１０〜２０μｍ、Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｎ系晶出物とＭｇ−Ｓｉ系晶出物の面積率の総和を０．４〜１．２％、かつ、耐力を２２０〜２７０ＭＰａとした。
【選択図】 なし
Description
本発明は、包装容器エンド用アルミニウム合金板およびその製造方法に関する。さらに詳しくは、ステイオンタブ式エンドとして好適に用いることのできる包装容器エンド用アルミニウム合金板およびその製造方法に関する。
開缶した際にタブがゴミとならないといった利点や、コーヒー飲料や果汁飲料等の炭酸を含まない負圧缶、および、ビールや炭酸清涼飲料等の炭酸を含む陽圧缶など、内容物の種類を問わず用いることができるといった利点があることから、現在、飲料缶のエンド（蓋）として、ステイオンタブ式エンドが広く普及している。
このステイオンタブ式エンドは、図１（ａ）に示すように、エンド１とステイオンタブ２とを、リベット部３においてリベットにより鋲着して成る。
そして、ステイオンタブ式エンドは、（１）エンド作製用に圧延された包装容器エンド用アルミニウム合金板に耐食性を確保するためのクロメート処理を施した後、これにシート塗装やコイル塗装を行い、塗装焼付けを行う塗装焼付け工程、（２）前記塗装焼付けされた包装容器エンド用アルミニウム合金板からの打ち抜き加工工程、（３）打ち抜かれたエンドの縁をカールさせるカーリング工程、（４）エンドにリベットを取着するためのリベット部やその他の凹凸を設けるためのバブル加工工程およびディンプル加工工程、（５）ディンプル加工工程が終了したエンド表面にスコアを形成するためのスコア加工工程、（６）別途作製してあるステイオンタブをリベット部に取着するリベット加工工程、の各工程を経て製造されている。
なお、最終製品としての飲料缶は、缶本体に飲料等の内容物を充填し、前記（６）のリベット加工工程にてステイオンタブを取着したエンドを前記缶本体に被せ、前記エンドを巻締めするか、また、３ピース缶では前記エンドを巻き締めした後に内容物を充填し、底蓋を巻き締めて密封される。
そして、ステイオンタブ式エンドは、（１）エンド作製用に圧延された包装容器エンド用アルミニウム合金板に耐食性を確保するためのクロメート処理を施した後、これにシート塗装やコイル塗装を行い、塗装焼付けを行う塗装焼付け工程、（２）前記塗装焼付けされた包装容器エンド用アルミニウム合金板からの打ち抜き加工工程、（３）打ち抜かれたエンドの縁をカールさせるカーリング工程、（４）エンドにリベットを取着するためのリベット部やその他の凹凸を設けるためのバブル加工工程およびディンプル加工工程、（５）ディンプル加工工程が終了したエンド表面にスコアを形成するためのスコア加工工程、（６）別途作製してあるステイオンタブをリベット部に取着するリベット加工工程、の各工程を経て製造されている。
なお、最終製品としての飲料缶は、缶本体に飲料等の内容物を充填し、前記（６）のリベット加工工程にてステイオンタブを取着したエンドを前記缶本体に被せ、前記エンドを巻締めするか、また、３ピース缶では前記エンドを巻き締めした後に内容物を充填し、底蓋を巻き締めて密封される。
なお、ステイオンタブ式エンドを用いた場合の開缶は、図１（ａ）に示すように、エンド１に取り付けられたステイオンタブ２を、リベット部３を支点Ｐ2とし、ステイオンタブ２の指を掛ける部分（掛止部４）を作用点Ｐ1とし、この指を掛ける部分をエンド１から離間する方向に移動させたときに、支点Ｐ2を挟んでエンド１と当接する部分を力点Ｐ3とするテコの原理でエンド１を下方に押し込むことによって、エンド１に形成されたスコア５に沿った亀裂を発生させ、ステイオンタブ２をエンド１から離れないようにして行う。
通常、ステイオンタブ式エンドを陽圧缶に使用すると、缶内部の圧力が大気圧より高いために、ステイオンタブが取り付けられているエンドは缶の外側に向かって膨らむ形状となっている。一方、ステイオンタブ式エンドを負圧缶に使用すると、缶内部の圧力が大気圧より低いために、ステイオンタブが取り付けられているエンドは缶の内側に向かってやや凹んだ形状となっている。
ここで、ステイオンタブ式エンドを負圧缶に用いた場合と陽圧缶に用いた場合とを比較すると、負圧缶に用いた方が、開缶に要する力（以下、「開缶荷重」という。）を多く必要とする傾向にある。これは、エンドが凹んだ形状となるため、開缶時の力点位置が後にずれることが主因であり、他に、リペア処理（エンド巻締め後に缶内面焼き付け塗装）による材料組織の回復（スコア部が軟化し、スコア亀裂が伝播し難くなる）がある。それ故、このステイオンタブ式エンドを負圧缶に使用した場合、開缶性が悪くなるという問題があった。
さらに、従来用いられてきた包装容器エンド用アルミニウム合金板は、成形性が十分に優れたものとは言えず、前記（６）のリベット加工工程においてリベット成形加工を受けた際に、図１（ｂ）に示すように、エンド１のリベット部３に割れが発生してしまうものもあった。なお、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面図を表す。
これらの問題のうち開缶性の悪化に対して、Ｍｎの含有量を多くし、また、中間焼鈍後の圧延率を適度にコントロールすることによって強度を高め、かつ、晶出物径を比較的大きくすることによって、開缶性と引き裂き性を向上させた負圧缶ステイオンタブ式エンド用アルミニウム合金板と、その製造方法に関する発明が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
また、レトルト殺菌処理やリペア処理等の加熱処理後の開缶性を向上させることを目的として、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｓｉの含有量を規定したアルミニウム合金鋳塊を均質化熱処理し、熱間圧延工程後に冷間圧延工程を行うことにより、板表面におけるＡｌ−Ｆｅ−Ｍｎ系晶出物およびＭｇ−Ｓｉ系晶出物のそれぞれの最大サイズと面積占有率を適正な範囲とし、また、この冷間圧延工程の終了温度を制御することにより、開缶性が優れたアルミニウム合金板を製造する方法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
特開平６−３１６７３９号公報（段落００１８〜００３３）
特開２０００−２７３５９３号公報（段落００１９〜００３３）
しかしながら、特許文献１および特許文献２に記載されている発明であっても、薄肉化に伴い、前記（６）リベット加工工程において、十万個から百万個に数個発生すると言われる前記リベット部の割れの問題を解決するには至っていない。当該問題がこの程度の頻度で発生するものであっても、かかるエンドによって製品（缶）が出荷された場合、飲料メーカーや缶素材メーカーにおいて品質管理上大きな問題として取り上げられるため、リベット加工工程におけるリベット割れの問題を解決したいところである。
本発明は前記課題に鑑みて創案されたものであり、その目的は、エンドがリベット成形加工を受けても成形されたリベット部に割れが発生し難い包装容器エンド用アルミニウム合金板とその製造方法を提供することにある。
前記課題を解決した請求項１に記載の包装容器エンド用アルミニウム合金板は、Ｍｇを１．６０質量％以上３．００質量％以下、Ｍｎを０．１０質量％以上０．５０質量％以下、Ｆｅを０．１５質量％以上０．３５質量％以下、Ｓｉを０．０５質量％以上０．１５質量％以下、Ｔｉを０．０５質量％以下含有するとともに、前記Ｆｅと前記Ｓｉの含有量は、０＜（Ｆｅの含有量（質量％）−Ｓｉの含有量（質量％）×２）＜０．１の関係式を満たし、かつ、残部がＡｌおよび不可避的不純物よりなるアルミニウム合金の板材であって、前記板材の板厚中央部におけるＡｌ−Ｆｅ−Ｍｎ系晶出物およびＭｇ−Ｓｉ系晶出物の最大サイズを１０μｍ以上２０μｍ以下、Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｎ系晶出物とＭｇ−Ｓｉ系晶出物の面積率の総和を０．４％以上１．２％以下、かつ、耐力を２２０ＭＰａ以上２７０ＭＰａ以下としたことを特徴とする。
このように、本発明に係る包装容器エンド用アルミニウム合金板は、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｆｅ、ＳｉおよびＴｉの含有量を規定したので、包装容器エンドとして必要な耐力を有しつつも、適度な開缶性を具備する。特に、ＦｅとＳｉを詳しく規制したことにより、熱間圧延時に形成される結晶粒を微細に組織制御できると共に、Ｔｉの含有量を規定したことにより、スラブの段階でも結晶粒のサイズを小さくすることができる。また、Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｎ系晶出物およびＭｇ−Ｓｉ系晶出物の最大サイズと、面積率の総和、耐力を規定したので、成形性や開缶性、包装容器エンドとしての強度を良好とすることができる。
また、請求項２に記載の包装容器エンド用アルミニウム合金板の製造方法は、Ｍｇを１．６０質量％以上３．００質量％以下、Ｍｎを０．１０質量％以上０．５０質量％以下、Ｆｅを０．１５質量％以上０．３５質量％以下、Ｓｉを０．０５質量％以上０．１５質量％以下、Ｔｉを０．０５質量％以下含有し、前記Ｆｅと前記Ｓｉの含有量は、０＜（Ｆｅの含有量（質量％）−Ｓｉの含有量（質量％）×２）＜０．１の関係式を満たし、かつ、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなるアルミニウム合金を用いた包装容器エンド用アルミニウム合金板の製造方法であって、（イ）前記アルミニウム合金からなるスラブの面削を行い、温度条件４８０℃以上５４０℃以下で前記スラブの均質化熱処理を行う第一工程と、（ロ）前記第一工程を行った前記スラブを板厚３．５ｍｍ以下に熱間圧延し、かつ、温度条件３００℃以上で当該熱間圧延を終了させ、熱間圧延板を得る第二工程と、（ハ）前記第二工程を行った熱間圧延板を冷却し、完全再結晶化する第三工程と、（ニ）前記第三工程を行い、冷却した熱間圧延板を冷間圧延することにより総冷間圧延率８５％以上９３％以下としたアルミニウム合金板を作製する第四工程と、（ホ）前記第四工程を行った前記アルミニウム合金板を巻取り温度１００℃以上１７０℃以下で巻き取る第五工程と、を含むことを特徴とする。
このような製造方法とすることで、Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｎ系晶出物およびＭｇ−Ｓｉ系晶出物の最大サイズおよび面積率の総和と、耐力とを適切な範囲に制御した包装容器エンド用アルミニウム合金板を得ることができる。
請求項１に記載の発明によれば、エンドとして必要な耐力、成形性および開缶性を有し、エンドがリベット成形加工を受けた場合であっても、リベット部に割れが発生し難い包装容器エンド用アルミニウム合金板を得ることができる。
また、請求項２に記載の発明によれば、特定の組成成分および組成比率、ならびに、鋳造時の結晶粒微細化、熱間圧延後の完全再結晶化（微細化）と、総冷間圧延率と巻取り温度を規定し、さらに仕上焼鈍処理を行わないことで、成形性を確保したので、リベット成形加工を受けた場合であっても、リベット部に割れが発生し難い包装容器エンド用アルミニウム合金板を製造することができる。すなわち、開缶性を損なわずに耐割れ感受性に優れた包装容器エンド用アルミニウム合金板の製造方法を具現することができる。
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明者らは、前記課題を解決するため、鋭意研究を行ったところ、用いるアルミニウム合金の組成を適切な範囲に制御するほか、含まれる組成元素の比率や、アルミニウム合金板に生じる各種晶出物の最大サイズおよび面積率の総和を規定することにより、または、熱間圧延されたアルミニウム合金板の熱間圧延時の圧延温度（終了温度）、および冷間圧延終了後のアルミニウム合金板の巻取り温度を適正な範囲に規定することにより、前記課題を解決することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
そこでまず、本発明に係る包装容器エンド用アルミニウム合金板において、各種組成成分の含有量、ＦｅとＳｉの含有量の関係式、板材の板厚中央部における、Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｎ系晶出物およびＭｇ−Ｓｉ系晶出物の最大サイズと面積率の総和を規定した理由を以下に述べる。
本発明者らは、前記課題を解決するため、鋭意研究を行ったところ、用いるアルミニウム合金の組成を適切な範囲に制御するほか、含まれる組成元素の比率や、アルミニウム合金板に生じる各種晶出物の最大サイズおよび面積率の総和を規定することにより、または、熱間圧延されたアルミニウム合金板の熱間圧延時の圧延温度（終了温度）、および冷間圧延終了後のアルミニウム合金板の巻取り温度を適正な範囲に規定することにより、前記課題を解決することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
そこでまず、本発明に係る包装容器エンド用アルミニウム合金板において、各種組成成分の含有量、ＦｅとＳｉの含有量の関係式、板材の板厚中央部における、Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｎ系晶出物およびＭｇ−Ｓｉ系晶出物の最大サイズと面積率の総和を規定した理由を以下に述べる。
〔Ｍｇ；１．６０質量％以上３．００質量％以下〕
Ｍｇは固溶硬化によって耐力の向上に寄与する元素である。また、合金板の加工硬化性能を向上する効果もある。Ｍｇの含有量が１．６０質量％未満では、特に負圧缶用エンドの特性に必要となる耐力を得ることができず、また、加工硬化性能も不十分となるので、エンドのリベット成形加工を行うにあたり、均一変形性能を確保することができない。一方、Ｍｇの含有量が３．００質量％を超えると耐力が過剰となり、割れ易くなるため不適である。したがって、本発明ではＭｇの含有量を１．６０質量％以上３．００質量％以下とする。
Ｍｇは固溶硬化によって耐力の向上に寄与する元素である。また、合金板の加工硬化性能を向上する効果もある。Ｍｇの含有量が１．６０質量％未満では、特に負圧缶用エンドの特性に必要となる耐力を得ることができず、また、加工硬化性能も不十分となるので、エンドのリベット成形加工を行うにあたり、均一変形性能を確保することができない。一方、Ｍｇの含有量が３．００質量％を超えると耐力が過剰となり、割れ易くなるため不適である。したがって、本発明ではＭｇの含有量を１．６０質量％以上３．００質量％以下とする。
〔Ｍｎ；０．１０質量％以上０．５０質量％以下〕
Ｍｎは晶出物の構成元素の一つであり、また耐力向上に寄与する元素である。Ｍｎの含有量が０．１０％未満では、開缶性に寄与するだけの十分な量の晶出物を得ることができず、また０．５０質量％を超えると晶出物が粗大化して割れ感受性を助長させるため不適である。したがって、本発明ではＭｎの含有量を０．１０質量％以上０．５０質量％以下とする。
Ｍｎは晶出物の構成元素の一つであり、また耐力向上に寄与する元素である。Ｍｎの含有量が０．１０％未満では、開缶性に寄与するだけの十分な量の晶出物を得ることができず、また０．５０質量％を超えると晶出物が粗大化して割れ感受性を助長させるため不適である。したがって、本発明ではＭｎの含有量を０．１０質量％以上０．５０質量％以下とする。
〔Ｆｅ；０．１５質量％以上０．３５質量％以下〕
ＦｅはＡｌ−Ｆｅ−Ｍｎ系晶出物を形成し、スコア引き裂きの起点あるいは伝播経路となるものである。また、その晶出物は熱間圧延時に再結晶の核となり、結晶粒微細化に効果がある。Ｆｅの含有量が０．１５質量％未満では、十分な晶出物面積率が得られなくなるため開缶性が低下するとともに、再結晶の核が不足するので不適である。また、０．３５質量％を超えると、Ｍｎ量との複合作用により晶出物が粗大化し、成形性の低下を招くおそれがあるため不適である。したがって、本発明ではＦｅの含有量を０．１５質量％以上０．３５質量％以下とする。
ＦｅはＡｌ−Ｆｅ−Ｍｎ系晶出物を形成し、スコア引き裂きの起点あるいは伝播経路となるものである。また、その晶出物は熱間圧延時に再結晶の核となり、結晶粒微細化に効果がある。Ｆｅの含有量が０．１５質量％未満では、十分な晶出物面積率が得られなくなるため開缶性が低下するとともに、再結晶の核が不足するので不適である。また、０．３５質量％を超えると、Ｍｎ量との複合作用により晶出物が粗大化し、成形性の低下を招くおそれがあるため不適である。したがって、本発明ではＦｅの含有量を０．１５質量％以上０．３５質量％以下とする。
〔Ｓｉ；０．０５質量％以上０．１５質量％以下〕
ＳｉはＭｇ−Ｓｉ系晶出物を形成し、スコア引き裂きの起点あるいは伝播経路となるものである。また、熱間圧延時の冷却時に微細析出物の形成を促進し、再結晶挙動に影響を与える。Ｓｉの含有量が０．０５質量％未満では、工業的に高純度の地金が必要となり、高価となるため経済的に問題がある。また、０．１５質量％を超えると、Ｍｇ−Ｓｉ系晶出物の晶出量が多くなり、割れ感受性を過剰に高くするとともに、再結晶を抑制し、結晶粒の粗大化および混粒化を招いてしまう。したがって、本発明ではＳｉの含有量を０．０５質量％以上０．１５質量％以下とする。
ＳｉはＭｇ−Ｓｉ系晶出物を形成し、スコア引き裂きの起点あるいは伝播経路となるものである。また、熱間圧延時の冷却時に微細析出物の形成を促進し、再結晶挙動に影響を与える。Ｓｉの含有量が０．０５質量％未満では、工業的に高純度の地金が必要となり、高価となるため経済的に問題がある。また、０．１５質量％を超えると、Ｍｇ−Ｓｉ系晶出物の晶出量が多くなり、割れ感受性を過剰に高くするとともに、再結晶を抑制し、結晶粒の粗大化および混粒化を招いてしまう。したがって、本発明ではＳｉの含有量を０．０５質量％以上０．１５質量％以下とする。
〔Ｔｉ；０．０５質量％以下含有〕
Ｔｉは鋳造組織の微細化に寄与する元素であるが、０．０５質量％を超えて多量に添加し過ぎると粗大晶出物を形成し、リベット成形時に割れの起点になる。したがって、本発明ではＴｉを０．０５質量％以下含有することとする。なお、鋳造時の微細化効果を考慮すると、０．０１〜０．０３質量％が好ましい。
Ｔｉは鋳造組織の微細化に寄与する元素であるが、０．０５質量％を超えて多量に添加し過ぎると粗大晶出物を形成し、リベット成形時に割れの起点になる。したがって、本発明ではＴｉを０．０５質量％以下含有することとする。なお、鋳造時の微細化効果を考慮すると、０．０１〜０．０３質量％が好ましい。
〔０＜（Ｆｅの含有量（質量％）−Ｓｉの含有量（質量％）×２）＜０．１〕
ＦｅとＳｉは、ともに晶出物の形成に影響する一方、Ｆｅの添加は熱間圧延後の冷却過程で再結晶を促進し、他方、Ｓｉの添加は再結晶を抑制する。したがって、両元素の含有量の関係を適切なものとすれば、成形性、表面形状およびエンドとしての性能を満たすことが分かった。すなわち、（Ｆｅの含有量（質量％）−Ｓｉの含有量（質量％）×２）が０以下（０または負）であると、熱間圧延後、完全再結晶が得られず、混粒或いは結晶粒粗大化となり、成形性および表面性状を低下させる。また、同式が０．１以上になると４５度方向耳（＋耳）が大きくなり、エンドとしての性能を満足させることができない。したがって、ＦｅとＳｉは各々の含有量の他に、０＜（Ｆｅの含有量（質量％）−Ｓｉの含有量（質量％）×２）＜０．１の関係式を満足することを必要とする。
ＦｅとＳｉは、ともに晶出物の形成に影響する一方、Ｆｅの添加は熱間圧延後の冷却過程で再結晶を促進し、他方、Ｓｉの添加は再結晶を抑制する。したがって、両元素の含有量の関係を適切なものとすれば、成形性、表面形状およびエンドとしての性能を満たすことが分かった。すなわち、（Ｆｅの含有量（質量％）−Ｓｉの含有量（質量％）×２）が０以下（０または負）であると、熱間圧延後、完全再結晶が得られず、混粒或いは結晶粒粗大化となり、成形性および表面性状を低下させる。また、同式が０．１以上になると４５度方向耳（＋耳）が大きくなり、エンドとしての性能を満足させることができない。したがって、ＦｅとＳｉは各々の含有量の他に、０＜（Ｆｅの含有量（質量％）−Ｓｉの含有量（質量％）×２）＜０．１の関係式を満足することを必要とする。
なお、アルミニウム合金に含まれる組成成分全体のバランスを適度に保つことにより、本発明で所望するところの包装容器エンド用アルミニウム合金板とすることができる。
すなわち、包装容器エンド用アルミニウム合金板としての強度確保のためにＭｇ、Ｍｎの適正な添加が必要であり、加工硬化性能向上のためにＭｇはなるべく多量に添加することが望まれるが、Ｍｇに偏った添加では開缶性が劣化し、Ｍｎに偏った添加では成形性が劣化する。このような比率を維持した中でも、Ｆｅの添加量によって晶出物の形成が促進される。他方、大きな晶出物は割れの起点となるため、晶出物の形成を抑制するＳｉの添加量とのバランスを考慮することが求められる。このように、全てのバランスを適切に調整することで所望の特性が初めて得られることとなる。
すなわち、包装容器エンド用アルミニウム合金板としての強度確保のためにＭｇ、Ｍｎの適正な添加が必要であり、加工硬化性能向上のためにＭｇはなるべく多量に添加することが望まれるが、Ｍｇに偏った添加では開缶性が劣化し、Ｍｎに偏った添加では成形性が劣化する。このような比率を維持した中でも、Ｆｅの添加量によって晶出物の形成が促進される。他方、大きな晶出物は割れの起点となるため、晶出物の形成を抑制するＳｉの添加量とのバランスを考慮することが求められる。このように、全てのバランスを適切に調整することで所望の特性が初めて得られることとなる。
〔不可避的不純物〕
本発明においては、不可避的不純物として例えばＣｒ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｂなどを含有することが考えられるが、本発明の効果を妨げない範囲においてこれらを含有することは許容される。
本発明においては、不可避的不純物として例えばＣｒ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｂなどを含有することが考えられるが、本発明の効果を妨げない範囲においてこれらを含有することは許容される。
〔板材の板厚中央部における、Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｎ系晶出物およびＭｇ−Ｓｉ系晶出物の最大サイズ；１０μｍ以上２０μｍ以下〕
Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｎ系晶出物およびＭｇ−Ｓｉ系晶出物をアルミニウム合金板中に、適度に分散させることで成形性を維持したまま開缶性を向上することができるが、これら晶出物に粗大なものが一つでもあるとリベット部の割れや、スコア割れ等の重大欠陥に繋がるおそれがある。そのため、これら晶出物の最大サイズ（晶出物の長径）を規定することは包装容器エンドの品質管理上重要である。サイズの分布は、ほぼ正規分布を示すため、最大サイズを規制すれば、最適状態を管理できる。晶出物の最大サイズが１０μｍ未満では微細な晶出物が多くなりすぎ、開缶時のスコア亀裂の伝播に作用するには小さすぎる。一方、晶出物の最大サイズが２０μｍを超えると、大きいサイズの晶出物が増加し、リベット部の割れ、スコア割れ等の重大欠陥を生じるおそれがある。したがって、本発明では、板材の板厚中央部における、Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｎ系晶出物およびＭｇ−Ｓｉ系晶出物の最大サイズを１０μｍ以上２０μｍ以下とする。
なお、これら晶出物の最大サイズの測定は、板材の圧延方向における最大サイズを測定する。ただし、通常、包装容器エンドは焼付塗装処理が施されており、板材の表面状態について評価することが困難であるため、板材表面をバフ研磨することにより、板材の表面をある程度切削し、研磨された板材表面の晶出物について、最大サイズを測定するのが好ましい。すなわち、板材の板厚中央部の晶出物の最大サイズを測定するのが好ましい。
なお、焼付塗装処理した場合、さらには、板材表面をバフ研磨した場合であってもアルミニウム合金板の晶出物の分布が変化しないことはいうまでもない。
Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｎ系晶出物およびＭｇ−Ｓｉ系晶出物をアルミニウム合金板中に、適度に分散させることで成形性を維持したまま開缶性を向上することができるが、これら晶出物に粗大なものが一つでもあるとリベット部の割れや、スコア割れ等の重大欠陥に繋がるおそれがある。そのため、これら晶出物の最大サイズ（晶出物の長径）を規定することは包装容器エンドの品質管理上重要である。サイズの分布は、ほぼ正規分布を示すため、最大サイズを規制すれば、最適状態を管理できる。晶出物の最大サイズが１０μｍ未満では微細な晶出物が多くなりすぎ、開缶時のスコア亀裂の伝播に作用するには小さすぎる。一方、晶出物の最大サイズが２０μｍを超えると、大きいサイズの晶出物が増加し、リベット部の割れ、スコア割れ等の重大欠陥を生じるおそれがある。したがって、本発明では、板材の板厚中央部における、Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｎ系晶出物およびＭｇ−Ｓｉ系晶出物の最大サイズを１０μｍ以上２０μｍ以下とする。
なお、これら晶出物の最大サイズの測定は、板材の圧延方向における最大サイズを測定する。ただし、通常、包装容器エンドは焼付塗装処理が施されており、板材の表面状態について評価することが困難であるため、板材表面をバフ研磨することにより、板材の表面をある程度切削し、研磨された板材表面の晶出物について、最大サイズを測定するのが好ましい。すなわち、板材の板厚中央部の晶出物の最大サイズを測定するのが好ましい。
なお、焼付塗装処理した場合、さらには、板材表面をバフ研磨した場合であってもアルミニウム合金板の晶出物の分布が変化しないことはいうまでもない。
〔板材の板厚中央部における、Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｎ系晶出物およびＭｇ−Ｓｉ系晶出物の面積率の総和；０．４％以上１．２％以下〕
Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｎ系晶出物およびＭｇ−Ｓｉ系晶出物の面積率の総和は、前記晶出物の最大サイズ同様、成形性、開缶性の両方に影響する。これら晶出物の面積率の総和が０．４％未満であると十分な開缶性を得ることができず、これら晶出物の面積率の総和が１．２％を超えると割れ感受性を助長し、耐衝撃性が低くなる等の弊害が生じるため不適である。したがって、本発明では、板材の板厚中央部における圧延方向のＡｌ−Ｆｅ−Ｍｎ系晶出物およびＭｇ−Ｓｉ系晶出物の面積率の総和を０．４％以上１．２％以下とする。
なお、板材の板厚中央部におけるこれら晶出物の面積率としたのは、前記と同様の理由による。
Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｎ系晶出物およびＭｇ−Ｓｉ系晶出物の面積率の総和は、前記晶出物の最大サイズ同様、成形性、開缶性の両方に影響する。これら晶出物の面積率の総和が０．４％未満であると十分な開缶性を得ることができず、これら晶出物の面積率の総和が１．２％を超えると割れ感受性を助長し、耐衝撃性が低くなる等の弊害が生じるため不適である。したがって、本発明では、板材の板厚中央部における圧延方向のＡｌ−Ｆｅ−Ｍｎ系晶出物およびＭｇ−Ｓｉ系晶出物の面積率の総和を０．４％以上１．２％以下とする。
なお、板材の板厚中央部におけるこれら晶出物の面積率としたのは、前記と同様の理由による。
〔耐力；２２０ＭＰａ以上２７０ＭＰａ以下〕
耐力は、包装容器エンドとしての強度を示すものであり、耐力が２２０ＭＰａ未満であると包装容器エンドとして必要な強度が得られず不適なものとなる。また、耐力が２７０ＭＰａを超えると耐力が高すぎるために成形性や開缶性が劣り、不適なものとなる。したがって、本発明では耐力を２２０ＭＰａ以上２７０ＭＰａ以下とする。
耐力は、包装容器エンドとしての強度を示すものであり、耐力が２２０ＭＰａ未満であると包装容器エンドとして必要な強度が得られず不適なものとなる。また、耐力が２７０ＭＰａを超えると耐力が高すぎるために成形性や開缶性が劣り、不適なものとなる。したがって、本発明では耐力を２２０ＭＰａ以上２７０ＭＰａ以下とする。
以下、本発明に係る包装容器エンド用アルミニウム合金板の製造方法について説明する。
本発明に係る包装容器エンド用アルミニウム合金板の製造方法は、前記所定の成分と、残部がＡｌおよび不可避的不純物よりなるアルミニウム合金のスラブの面削を行い、温度条件４８０℃以上５４０℃以下で前記スラブの均質化熱処理を行う（第一工程）。そして、面削したスラブを板厚３．５ｍｍ以下に熱間圧延し、かつ、温度条件３００℃以上で当該熱間圧延を終了させ、熱間圧延板を得る（第二工程）。次いで、この熱間圧延板を冷却して完全再結晶化させ（第三工程）、冷却した熱間圧延板を冷間圧延することにより総冷間圧延率８５％以上９３％以下としたアルミニウム合金板を作製する（第四工程）。そして、冷間圧延を行ったアルミニウム合金板を巻取り温度１００℃以上１７０℃以下で巻き取る（第五工程）。
このような製造方法とすることで、本発明において所望するところの包装容器エンド用アルミニウム合金板を得ることができる。
本発明に係る包装容器エンド用アルミニウム合金板の製造方法は、前記所定の成分と、残部がＡｌおよび不可避的不純物よりなるアルミニウム合金のスラブの面削を行い、温度条件４８０℃以上５４０℃以下で前記スラブの均質化熱処理を行う（第一工程）。そして、面削したスラブを板厚３．５ｍｍ以下に熱間圧延し、かつ、温度条件３００℃以上で当該熱間圧延を終了させ、熱間圧延板を得る（第二工程）。次いで、この熱間圧延板を冷却して完全再結晶化させ（第三工程）、冷却した熱間圧延板を冷間圧延することにより総冷間圧延率８５％以上９３％以下としたアルミニウム合金板を作製する（第四工程）。そして、冷間圧延を行ったアルミニウム合金板を巻取り温度１００℃以上１７０℃以下で巻き取る（第五工程）。
このような製造方法とすることで、本発明において所望するところの包装容器エンド用アルミニウム合金板を得ることができる。
次に、当該製造方法において規定した各条件についての説明を行う。
〔面削〕
まず、鋳造したスラブの表面には、添加した各種金属の分布が不均一になっている（偏析）部分がある。したがって、この部分を取り除き、圧延した際に均一な金属組織の圧延板となるよう、スラブ表面を面削する。
〔面削〕
まず、鋳造したスラブの表面には、添加した各種金属の分布が不均一になっている（偏析）部分がある。したがって、この部分を取り除き、圧延した際に均一な金属組織の圧延板となるよう、スラブ表面を面削する。
〔均質化熱処理；４８０℃以上５４０℃以下〕
均質化熱処理は、所定成分のアルミニウム合金のスラブの面削を施した後に、スラブの内部組織を均一化するため、および、熱間圧延を行い易いように柔らかくするために行う。４８０℃未満では、鋳造時に生じる晶出物（Ｍｇ−Ｓｉ系）を適度に固溶できず、晶出物の最適分布（最大サイズ或いは面積率）が得られない。また、熱間圧延時の変形抵抗が高くなり、圧延表面の焼付き（外観不良）を招く。一方、５４０℃を超えるとスラブの表層部でバーニング（再溶融）が生じ、晶出物の最適分布が得られなくなるとともに、外観不良を招く。したがって、均質化熱処理温度は４８０℃以上５４０℃以下とする。なお、保持時間は１時間以上あれば特に問題はない。
均質化熱処理は、所定成分のアルミニウム合金のスラブの面削を施した後に、スラブの内部組織を均一化するため、および、熱間圧延を行い易いように柔らかくするために行う。４８０℃未満では、鋳造時に生じる晶出物（Ｍｇ−Ｓｉ系）を適度に固溶できず、晶出物の最適分布（最大サイズ或いは面積率）が得られない。また、熱間圧延時の変形抵抗が高くなり、圧延表面の焼付き（外観不良）を招く。一方、５４０℃を超えるとスラブの表層部でバーニング（再溶融）が生じ、晶出物の最適分布が得られなくなるとともに、外観不良を招く。したがって、均質化熱処理温度は４８０℃以上５４０℃以下とする。なお、保持時間は１時間以上あれば特に問題はない。
〔熱間圧延の板厚；３．５ｍｍ以下〕
続いて行う熱間圧延は、例えば、粗圧延（リバース圧延）と仕上圧延（タンデム圧延）の組合せで行うことにより、薄肉のホットコイルを得ることができる。板厚が３．５ｍｍを超えると、その後の製品までの総冷間圧延率が高くなり、圧延板の耐力上昇によって成形性が低下する。また、絞り加工（エンド加工）にて生じる耳が大きくなり、エンドとしての要求特性を満足しない。したがって、本発明における熱間圧延後の熱間圧延板の板厚は３．５ｍｍ以下とする。
続いて行う熱間圧延は、例えば、粗圧延（リバース圧延）と仕上圧延（タンデム圧延）の組合せで行うことにより、薄肉のホットコイルを得ることができる。板厚が３．５ｍｍを超えると、その後の製品までの総冷間圧延率が高くなり、圧延板の耐力上昇によって成形性が低下する。また、絞り加工（エンド加工）にて生じる耳が大きくなり、エンドとしての要求特性を満足しない。したがって、本発明における熱間圧延後の熱間圧延板の板厚は３．５ｍｍ以下とする。
〔熱間圧延の終了温度；３００℃以上〕
また、熱間圧延の終了温度が３００℃未満では、ホットコイルで放冷した場合であっても完全再結晶が得られず、混粒あるいは粗大粒によって耐力が高くなり、成形性の低下を招く。したがって、本発明における熱間圧延の終了時の熱間圧延板の温度は３００℃以上とする。
また、熱間圧延の終了温度が３００℃未満では、ホットコイルで放冷した場合であっても完全再結晶が得られず、混粒あるいは粗大粒によって耐力が高くなり、成形性の低下を招く。したがって、本発明における熱間圧延の終了時の熱間圧延板の温度は３００℃以上とする。
〔完全再結晶化〕
熱間圧延板を完全に再結晶化させないで冷間圧延を行うと、得られるアルミニウム合金板の表面が均一とならず、外観不良となる。したがって、熱間圧延後に放冷することで熱間圧延材を完全に再結晶化する。
熱間圧延板を完全に再結晶化させないで冷間圧延を行うと、得られるアルミニウム合金板の表面が均一とならず、外観不良となる。したがって、熱間圧延後に放冷することで熱間圧延材を完全に再結晶化する。
〔総冷間圧延率；８５％以上９３％以下〕
さらに、熱間圧延後に行う冷間圧延は、耐力の最適化および絞り耳の適正化に重要である。総冷間圧延率が８５％未満ではエンドとしての耐力が不足する。また、０−９０度耳の耳率が高くなると、エンドの形状がいびつになり搬送が不安定となる。また、総冷間圧延率が９３％を超えると、耐力が高くなり過ぎて成形性の低下を招くとともに、４５度耳の耳率が高くなると、蓋締め時にボディとのラップが不安定となる。したがって、本発明における総冷間圧延率は８５％以上９３％以下とする。
さらに、熱間圧延後に行う冷間圧延は、耐力の最適化および絞り耳の適正化に重要である。総冷間圧延率が８５％未満ではエンドとしての耐力が不足する。また、０−９０度耳の耳率が高くなると、エンドの形状がいびつになり搬送が不安定となる。また、総冷間圧延率が９３％を超えると、耐力が高くなり過ぎて成形性の低下を招くとともに、４５度耳の耳率が高くなると、蓋締め時にボディとのラップが不安定となる。したがって、本発明における総冷間圧延率は８５％以上９３％以下とする。
〔巻取り温度；１００℃以上１７０℃以下〕
冷間圧延後の巻取り温度は、耐力とエンドとしての性能（巻締め性）に影響する。１００℃未満では、耐力が高くなり、成形性の低下を招き、エンドとしての性能を満足しない。一方、１７０℃を超えると耐力が弱くなり、ベーク後耐力も低下し、エンドとしての耐圧強度を満足しない。したがって、冷間圧延後の巻取り温度は１００℃以上１７０℃以下とする。
冷間圧延後の巻取り温度は、耐力とエンドとしての性能（巻締め性）に影響する。１００℃未満では、耐力が高くなり、成形性の低下を招き、エンドとしての性能を満足しない。一方、１７０℃を超えると耐力が弱くなり、ベーク後耐力も低下し、エンドとしての耐圧強度を満足しない。したがって、冷間圧延後の巻取り温度は１００℃以上１７０℃以下とする。
＜実施例１＞
次に、本発明の必要条件を満たす実施合金と本発明の必要条件を満たさない比較合金とを対比させて具体的に説明する。
表１は、実施合金１および実施合金２、比較合金１から比較合金１４における組成成分、晶出物最大サイズ、晶出物の面積率の総和および耐力を示す。
表１に示されている各アルミニウム合金からなるスラブを面削した後、５００℃、３時間の均質化熱処理を行い、熱間圧延にて熱間圧延板厚を２．３ｍｍとし、熱間圧延終了時の温度３２０℃で熱間圧延板を巻き取った。その後、放冷することで十分に冷却し、完全再結晶化を行った。その後、中間焼鈍をせずに冷間圧延にて板厚を０．２３ｍｍ、すなわち、総冷間圧延率を９０％とした。冷間圧延終了温度（冷間圧延巻取り温度）は１２０℃であり、その後、仕上焼鈍は行わず、包装容器エンド用アルミニウム合金板とした。なお、表１中、ＦｅとＳｉの関係式におけるＦｅの含有量（質量％）を「％Ｆｅ」で表し、Ｓｉの含有量（質量％）を「％Ｓｉ」で表している。また、表１中、下線で示すものは本発明の必要条件から外れているものを示す。
次に、本発明の必要条件を満たす実施合金と本発明の必要条件を満たさない比較合金とを対比させて具体的に説明する。
表１は、実施合金１および実施合金２、比較合金１から比較合金１４における組成成分、晶出物最大サイズ、晶出物の面積率の総和および耐力を示す。
表１に示されている各アルミニウム合金からなるスラブを面削した後、５００℃、３時間の均質化熱処理を行い、熱間圧延にて熱間圧延板厚を２．３ｍｍとし、熱間圧延終了時の温度３２０℃で熱間圧延板を巻き取った。その後、放冷することで十分に冷却し、完全再結晶化を行った。その後、中間焼鈍をせずに冷間圧延にて板厚を０．２３ｍｍ、すなわち、総冷間圧延率を９０％とした。冷間圧延終了温度（冷間圧延巻取り温度）は１２０℃であり、その後、仕上焼鈍は行わず、包装容器エンド用アルミニウム合金板とした。なお、表１中、ＦｅとＳｉの関係式におけるＦｅの含有量（質量％）を「％Ｆｅ」で表し、Ｓｉの含有量（質量％）を「％Ｓｉ」で表している。また、表１中、下線で示すものは本発明の必要条件から外れているものを示す。
このようにして得られた包装容器エンド用アルミニウム合金板を、歪矯正、化成処理を施し、エポキシアクリル系塗料を２５０℃の到達温度、２５秒間の通板時間で連続焼付炉により塗装処理し、以下に示す各評価に供した。なお、以下において、塗装処理を施した前記包装容器エンド用アルミニウム合金板を「塗装エンド材」という。
〔１．耐力〕
塗装エンド材から引張り方向が圧延方向と平行になるようにＪＩＳ５号による引張り試験片を作製した。ＪＩＳ Ｚ ２２４１（金属材料引張試験方法）に準じて引張り試験を行い、０．２％耐力を求めた。なお、負圧缶用に用いられる包装容器エンドの耐力は２２０ＭＰａから２７０ＭＰａであるので、この範囲にあるか否かを目安として評価を行った。
塗装エンド材から引張り方向が圧延方向と平行になるようにＪＩＳ５号による引張り試験片を作製した。ＪＩＳ Ｚ ２２４１（金属材料引張試験方法）に準じて引張り試験を行い、０．２％耐力を求めた。なお、負圧缶用に用いられる包装容器エンドの耐力は２２０ＭＰａから２７０ＭＰａであるので、この範囲にあるか否かを目安として評価を行った。
〔２．耳率〕
耳率は、直径φ６６．７ｍｍのブランクを作製し、直径φ４０ｍｍのポンチで絞り、この際の絞りカップの耳高さから算出した。すなわち、通常生じる８つの山谷の平均差をカップの平均高さで除算したものである（下記数１参照）。９０度耳（山）はマイナス表示、４５度耳はプラス表示であり、本発明では耳率が０％以上＋６％未満のものを包装容器エンドに用いるのに好適であると評価した。
耳率は、直径φ６６．７ｍｍのブランクを作製し、直径φ４０ｍｍのポンチで絞り、この際の絞りカップの耳高さから算出した。すなわち、通常生じる８つの山谷の平均差をカップの平均高さで除算したものである（下記数１参照）。９０度耳（山）はマイナス表示、４５度耳はプラス表示であり、本発明では耳率が０％以上＋６％未満のものを包装容器エンドに用いるのに好適であると評価した。
〔３．板材の板厚中央部における、Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｎ系晶出物およびＭｇ−Ｓｉ系晶出物の最大サイズとこれら晶出物の面積率の総和〕
塗装エンド材表面を板厚が１／２（板厚中央部）になるまでバフ研磨し、その研磨表面を対象として走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）（ＪＳＭ−Ｔ３３０、日本電子(株)製）を用いて反射電子像を撮像し、晶出物を観察した。観察視野面積の総和が１ｍｍ2以上となるよう５００倍の倍率で２０視野分の画像を画像処理システム（東芝(株)製）により順次画像解析し、Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｎ系、Ｍｇ−Ｓｉ系晶出物（Ｍｇ2Ｓｉ）の面積を分析しておのおの積算し、１ｍｍ2当たりの面積率として算出する。さらにこれらを加算することで晶出物の面積率の総和を求めた。
また、同時に晶出物のサイズを計測し、観察した視野の中で確認された最も大きな晶出物のサイズを晶出物の最大サイズとした。また、サイズの決め方は最大長として演算する方法を使用した。
なお、晶出物のサイズは、前述したように最大サイズが１０μｍ以上２０μｍ以下であって、その面積率は０．４％以上１．２％以下であることを必要とする。
塗装エンド材表面を板厚が１／２（板厚中央部）になるまでバフ研磨し、その研磨表面を対象として走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）（ＪＳＭ−Ｔ３３０、日本電子(株)製）を用いて反射電子像を撮像し、晶出物を観察した。観察視野面積の総和が１ｍｍ2以上となるよう５００倍の倍率で２０視野分の画像を画像処理システム（東芝(株)製）により順次画像解析し、Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｎ系、Ｍｇ−Ｓｉ系晶出物（Ｍｇ2Ｓｉ）の面積を分析しておのおの積算し、１ｍｍ2当たりの面積率として算出する。さらにこれらを加算することで晶出物の面積率の総和を求めた。
また、同時に晶出物のサイズを計測し、観察した視野の中で確認された最も大きな晶出物のサイズを晶出物の最大サイズとした。また、サイズの決め方は最大長として演算する方法を使用した。
なお、晶出物のサイズは、前述したように最大サイズが１０μｍ以上２０μｍ以下であって、その面積率は０．４％以上１．２％以下であることを必要とする。
〔４．開缶性試験〕
塗装エンド材をシェル、コンバージョン成形し、開缶評価を行った。スコア残厚は市販されている非炭酸飲料用缶よりもやや厚めの１１０μｍとなるよう成形し、タブは０．３５ｍｍのステイオンタブを用いた。
開缶動作は、図２（ａ）に示す開缶試験機６（ＬＥＡＤ測器製）を用いて行った。開缶試験機６にステイオンタブ２を取り付けた包装容器エンド（エンド１）を取着し、同図（ｂ）に示すように、このステイオンタブ２の掛止部４に開缶試験機６の掛止具６１を掛止し、エンド１を矢印Ｘ方向に９０度回転させることによりスコア亀裂を発生させた。
同図（ｃ）に示すタブ長手方向延長Ｅを越えてスコア亀裂が伝播したものを、問題なく開缶したとして「○」とし、タブ長手方向延長Ｅまでスコア亀裂が伝播しなかったもの（半開缶）、および、スコア５以外の部分に亀裂が伝播して正常に開缶しなかったもの（スコア脱線）を問題ありとして「×」とした。
塗装エンド材をシェル、コンバージョン成形し、開缶評価を行った。スコア残厚は市販されている非炭酸飲料用缶よりもやや厚めの１１０μｍとなるよう成形し、タブは０．３５ｍｍのステイオンタブを用いた。
開缶動作は、図２（ａ）に示す開缶試験機６（ＬＥＡＤ測器製）を用いて行った。開缶試験機６にステイオンタブ２を取り付けた包装容器エンド（エンド１）を取着し、同図（ｂ）に示すように、このステイオンタブ２の掛止部４に開缶試験機６の掛止具６１を掛止し、エンド１を矢印Ｘ方向に９０度回転させることによりスコア亀裂を発生させた。
同図（ｃ）に示すタブ長手方向延長Ｅを越えてスコア亀裂が伝播したものを、問題なく開缶したとして「○」とし、タブ長手方向延長Ｅまでスコア亀裂が伝播しなかったもの（半開缶）、および、スコア５以外の部分に亀裂が伝播して正常に開缶しなかったもの（スコア脱線）を問題ありとして「×」とした。
〔５．球頭張出成形性試験〕
包装容器エンドのリベット成形における、割れ発生の代替の評価として微小部分の球頭張り出し成形による限界張り出し高さを評価した。すなわち、この評価によれば、１．５ｍｍの張り出し量で割れやクビレの発生が無く成形できれば、量産ラインでもリベット部に割れが発生することはない。
塗装エンド材を長さ１００ｍｍ、幅２０ｍｍの試験片７を作製し、図３に示すように、この試験片７を球頭ポンチ８により張り出し成形加工を施して張り出し成形加工性を確認する球頭張出試験（球頭直径：６ｍｍφ、張出量：１．５ｍｍ）を実施し、以下の規準にて性能を評価した。張出部９に、割れや肌荒れが見られないものを、問題なしとして「○」、張出部９に肌荒れが見られたものを「△」、張出部９に割れが見られたものを「×」とした。なお、前記球頭張出試験にあたっては、球頭ポンチ８が被加工材であるアルミニウム合金板の試験片７に接する前に、当該試験片７を工具１０で押さえながら行った。
表２に前記各評価の結果を示す。
包装容器エンドのリベット成形における、割れ発生の代替の評価として微小部分の球頭張り出し成形による限界張り出し高さを評価した。すなわち、この評価によれば、１．５ｍｍの張り出し量で割れやクビレの発生が無く成形できれば、量産ラインでもリベット部に割れが発生することはない。
塗装エンド材を長さ１００ｍｍ、幅２０ｍｍの試験片７を作製し、図３に示すように、この試験片７を球頭ポンチ８により張り出し成形加工を施して張り出し成形加工性を確認する球頭張出試験（球頭直径：６ｍｍφ、張出量：１．５ｍｍ）を実施し、以下の規準にて性能を評価した。張出部９に、割れや肌荒れが見られないものを、問題なしとして「○」、張出部９に肌荒れが見られたものを「△」、張出部９に割れが見られたものを「×」とした。なお、前記球頭張出試験にあたっては、球頭ポンチ８が被加工材であるアルミニウム合金板の試験片７に接する前に、当該試験片７を工具１０で押さえながら行った。
表２に前記各評価の結果を示す。
表１に示すように、実施合金１および実施合金２では、本発明で規定する必要条件を満たしているので、前記各評価項目において、良好な結果を得ることができた（表２参照）。
一方、本発明の必要条件を満たさない比較合金１から比較合金１４では、前記各評価項目のいずれかにおいて好ましくない結果を得ることとなった。
一方、本発明の必要条件を満たさない比較合金１から比較合金１４では、前記各評価項目のいずれかにおいて好ましくない結果を得ることとなった。
すなわち、比較合金１は、Ｓｉの含有量が本発明で規定する必要条件の下限未満であり、また、ＦｅとＳｉの関係式から求められる値が必要条件の上限を超えている。その結果、耳率が４５度方向で高くなり過ぎ（以下、「プラス耳率が高い」という。）、また、工業的に高純度の地金が必要であり、高価となるため経済的に問題がある。したがって、本発明の所望する包装容器エンド用アルミニウム合金板には適さないものとなった。
比較合金２は、Ｓｉの含有量が本発明で規定する必要条件の上限を超えており、また、ＦｅとＳｉの関係式から求められる値が必要条件の下限未満である。その結果、耳率が９０度方向で高くなり（以下、「マイナス耳率が高い」という。）、また、球頭張出成形性試験においても肌荒れがみられ（△）、本発明の所望する包装容器エンド用アルミニウム合金板には適さないものであった。
比較合金３は、Ｆｅの含有量が本発明で規定する必要条件の下限未満であり、また、ＦｅとＳｉの関係式から求められる値が必要条件の下限未満である。その結果、マイナス耳率が高くなり、晶出物の最大サイズが小さく、かつ、その面積率の総和も小さくなった。また、開缶性試験や球頭張出成形性試験も良い結果は得られず（×および△）、本発明の所望する包装容器エンド用アルミニウム合金板には適さないものとなった。
比較合金４は、Ｆｅの含有量が本発明で規定する必要条件の上限を超え、ＦｅとＳｉの関係式から求められる値が必要条件の上限を超えている。その結果、プラス耳率が高くなり過ぎ、成形性が劣るアルミニウム合金板となり、本発明の所望する包装容器エンド用アルミニウム合金板としては適さないものであった。また、晶出物の最大サイズが大きく、その面積率の総和も大きなものとなった。そのため、割れ等が発生し易く、開缶性試験ではスコア以外に亀裂が伝播し（×）、球頭張出成形性試験でも割れが生じた（×）。したがって、本発明の所望する包装容器エンド用アルミニウム合金板には適さないものであった。
比較合金５は、Ｍｎの含有量が本発明で規定する必要条件の下限未満であり、耐力も低くいので、包装容器エンドとしては適さないものであった。また、晶出物の最大サイズが小さく、その面積率の総和も小さいために開缶性試験の結果も悪かった（×）。したがって、本発明の所望する包装容器エンド用アルミニウム合金板には適さないものであった。
比較合金６は、Ｍｎの含有量が本発明で規定する必要条件の上限を超えており、晶出物の最大サイズ及び面積率の総和も大きく、耐力が高かったために球頭張出成形性試験において割れが生じ（×）、本発明の所望する包装容器エンド用アルミニウム合金板には適さないものとなった。
比較合金７は、Ｍｇの含有量が本発明で規定する必要条件の下限未満であり、耐力も低くいので、包装容器エンドとしては適さないものであった。また、開缶性試験の結果も悪く（×）、本発明の所望する包装容器エンド用アルミニウム合金板には適さないものとなった。
比較合金８は、Ｍｇの含有量が本発明で規定する必要条件の上限を超えており、耐力も高かったので、球頭張出成形性試験では割れが生じ（×）、本発明の所望する包装容器エンド用アルミニウム合金板には適さないものとなった。
比較合金９は、Ｔｉの含有量が本発明で規定する必要条件の上限を超えている。その結果、スラブに巨大晶出物が観察され、また、球頭張出成形性試験では割れが生じ（×）、本発明の所望する包装容器エンド用アルミニウム合金板には適さないものとなった。
比較合金１０は、ＦｅとＳｉの関係式から求められる値が本発明で規定する必要条件の下限未満である。その結果、マイナス耳率が高くなり、本発明の所望する包装容器エンド用アルミニウム合金板には適さないものとなった。
比較合金１１は、ＦｅとＳｉの関係式から求められる値が本発明で規定する必要条件の上限を超えている。その結果、プラス耳率が高過ぎ、本発明の所望する包装容器エンド用アルミニウム合金板には適さないものとなった。
比較合金１２は、ＦｅとＳｉの関係式から求められる値が本発明で規定する必要条件の下限未満である。その結果、晶出物の最大サイズが小さく、その面積率の総和も小さいので、開缶性試験の結果も悪く（×）、本発明の所望する包装容器エンド用アルミニウム合金板には適さないものとなった。
比較合金１３は、ＦｅとＳｉの関係式から求められる値が本発明で規定する必要条件の上限を超えており、晶出物の最大サイズ及びその面積率の総和が大きかった。その結果、球頭張出成形性試験において割れが生じた（×）。したがって、本発明の所望する包装容器エンド用アルミニウム合金板には適さないものであった。
比較合金１４は、Ｔｉが無添加であった。その結果、スラブの金属組織中で十分な結晶粒微細化が行われなかったために、目視によって確認できるほど表面性状が劣っていたほか、球頭張出成形性試験において割れが生じた（×）。したがって、本発明の所望する包装容器エンド用アルミニウム合金板には適さないものであった。
＜実施例２＞
次に、良好な評価を得ることができた実施合金１および実施合金２の組成（それぞれ、本発明例Ａおよび本発明例Ｂに該当）と、この実施合金１と同様の組成を有する比較例Ａから比較例Ｃと、実施合金１と組成は異なるものの、請求項２の範囲を全て満足する比較例Ｄから比較例Ｇを用いて、表３の比較例Ａから比較例Ｇに挙げる各製造条件に従って包装容器エンド用アルミニウム合金板の製造を試みた。なお、表３中の下線は、本発明の必要条件から外れているものを示す。
次に、良好な評価を得ることができた実施合金１および実施合金２の組成（それぞれ、本発明例Ａおよび本発明例Ｂに該当）と、この実施合金１と同様の組成を有する比較例Ａから比較例Ｃと、実施合金１と組成は異なるものの、請求項２の範囲を全て満足する比較例Ｄから比較例Ｇを用いて、表３の比較例Ａから比較例Ｇに挙げる各製造条件に従って包装容器エンド用アルミニウム合金板の製造を試みた。なお、表３中の下線は、本発明の必要条件から外れているものを示す。
なお、表３に示すように、比較例Ａは均質化熱処理の温度が低かったためにＭｇ−Ｓｉ系晶出物が多数生成されると共に、熱間圧延では変形抵抗力が高く、途中で圧延を断念した。また、圧延板表面は焼付きが非常に多く、包装容器エンドとはならなかった。
一方、比較例Ｂは、均質化熱処理の温度が高かったために、スラブに一部溶融部分が発生し、同じく圧延を断念した。
一方、比較例Ｂは、均質化熱処理の温度が高かったために、スラブに一部溶融部分が発生し、同じく圧延を断念した。
そこで、アルミニウム合金板として得ることのできた比較例Ｃから比較例Ｇについて、表２と同様の評価項目についての評価を行った。
表４に、本発明例Ａおよび本発明例Ｂと、比較例Ｃから比較例Ｇの包装容器エンド用アルミニウム合金板の評価結果を示す。
表４に、本発明例Ａおよび本発明例Ｂと、比較例Ｃから比較例Ｇの包装容器エンド用アルミニウム合金板の評価結果を示す。
表３に示すように、本発明例Ａおよび本発明例Ｂでは、本発明で規定する必要条件を満たしているので、前記各評価項目において良好な結果を得ることができた（表４参照）。
一方、本発明の必要条件を満たさない比較例Ｃから比較例Ｇでは、前記各評価項目のいずれかにおいて好ましくない結果を得ることとなった。
一方、本発明の必要条件を満たさない比較例Ｃから比較例Ｇでは、前記各評価項目のいずれかにおいて好ましくない結果を得ることとなった。
比較例Ｃは、熱間圧延終了温度が本発明で規定する必要範囲を満たさない。その結果、耐力は高く、またプラス耳率も高いものであった。そして、この材料をエンドに加工したところ、最初の絞り工程で大きな割れが発生した。したがって、本発明の所望する包装容器エンド用アルミニウム合金板には適さないものであった。なお、開缶性試験および球頭張出成形性試験は行わなかった。
比較例Ｄは、総冷間圧延率が本発明で規定する必要条件を満たさない。その結果、耐力が低く、また、マイナス耳率が高くなった。したがって、本発明の所望する包装容器エンド用アルミニウム合金板には適さないものとなった。
比較例Ｅは、総冷間圧延率が本発明で規定する必要条件を超えている。その結果、耐力が高くなり過ぎ、開缶性試験の結果や成形性が悪く、球頭張出成形性試験において割れが生じた（×）。また、プラス耳率が高過ぎるために、本発明の所望する包装容器エンド用アルミニウム合金板には適さないものとなった。
比較例Ｆは、冷間圧延処理における巻取り温度が本発明で規定する温度よりも低く、晶出物の最大サイズが小さく、その面積率の総和も小さかった。また、開缶性試験の結果が悪く（×）、球頭張出試験においても肌荒れが生じた（△）。したがって、本発明の所望する包装容器エンド用アルミニウム合金板には適さないものであった。
比較例Ｇは、冷間圧延処理における巻取り温度が本発明で規定する温度を超えている。その結果、耐力が低くなり、開缶性試験の結果が悪く、さらに球頭張出成形性試験では肌荒れも生じていた（△）。したがって、本発明の所望する包装容器エンド用アルミニウム合金板には適さないものであった。
１ エンド
２ ステイオンタブ（包装容器タブ）
３ リベット部
５ スコア
２ ステイオンタブ（包装容器タブ）
３ リベット部
５ スコア
Claims (2)
- Ｍｇを１．６０質量％以上３．００質量％以下、Ｍｎを０．１０質量％以上０．５０質量％以下、Ｆｅを０．１５質量％以上０．３５質量％以下、Ｓｉを０．０５質量％以上０．１５質量％以下、Ｔｉを０．０５質量％以下含有するとともに、
前記Ｆｅと前記Ｓｉの含有量は、
０＜（Ｆｅの含有量（質量％）−Ｓｉの含有量（質量％）×２）＜０．１
の関係式を満たし、かつ、残部がＡｌおよび不可避的不純物よりなるアルミニウム合金の板材であって、
前記板材の板厚中央部におけるＡｌ−Ｆｅ−Ｍｎ系晶出物およびＭｇ−Ｓｉ系晶出物の最大サイズを１０μｍ以上２０μｍ以下、Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｎ系晶出物とＭｇ−Ｓｉ系晶出物の面積率の総和を０．４％以上１．２％以下、かつ、耐力を２２０ＭＰａ以上２７０ＭＰａ以下としたことを特徴とする包装容器エンド用アルミニウム合金板。 - Ｍｇを１．６０質量％以上３．００質量％以下、Ｍｎを０．１０質量％以上０．５０質量％以下、Ｆｅを０．１５質量％以上０．３５質量％以下、Ｓｉを０．０５質量％以上０．１５質量％以下、Ｔｉを０．０５質量％以下含有し、
前記Ｆｅと前記Ｓｉの含有量は、
０＜（Ｆｅの含有量（質量％）−Ｓｉの含有量（質量％）×２）＜０．１
の関係式を満たし、かつ、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなるアルミニウム合金を用いた包装容器エンド用アルミニウム合金板の製造方法であって、
（イ）前記アルミニウム合金からなるスラブの面削を行い、温度条件４８０℃以上５４０℃以下で前記スラブの均質化熱処理を行う第一工程と、
（ロ）前記第一工程を行った前記スラブを板厚３．５ｍｍ以下に熱間圧延し、かつ、温度条件３００℃以上で当該熱間圧延を終了させ、熱間圧延板を得る第二工程と、
（ハ）前記第二工程を行った熱間圧延板を冷却し、完全再結晶化する第三工程と、
（ニ）前記第三工程を行い、冷却した熱間圧延板を冷間圧延することにより総冷間圧延率８５％以上９３％以下としたアルミニウム合金板を作製する第四工程と、
（ホ）前記第四工程を行った前記アルミニウム合金板を巻取り温度１００℃以上１７０℃以下で巻き取る第五工程と、
を含むことを特徴とする包装容器エンド用アルミニウム合金板の製造方法。
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-
2004
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