JP2008144217A - キャップ用アルミニウム合金板及びその製造方法 - Google Patents

キャップ用アルミニウム合金板及びその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2008144217A
JP2008144217A JP2006331806A JP2006331806A JP2008144217A JP 2008144217 A JP2008144217 A JP 2008144217A JP 2006331806 A JP2006331806 A JP 2006331806A JP 2006331806 A JP2006331806 A JP 2006331806A JP 2008144217 A JP2008144217 A JP 2008144217A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
less
cap
aluminum alloy
mpa
alloy plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2006331806A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5335189B2 (ja
Inventor
Masahiro Yamamoto
正博 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MA Aluminum Corp
Original Assignee
Mitsubishi Aluminum Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Aluminum Co Ltd filed Critical Mitsubishi Aluminum Co Ltd
Priority to JP2006331806A priority Critical patent/JP5335189B2/ja
Publication of JP2008144217A publication Critical patent/JP2008144217A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5335189B2 publication Critical patent/JP5335189B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Closures For Containers (AREA)

Abstract

【課題】ボトル缶にホット飲料を充填して加熱した場合であっても、キャップが飛び出すのを防止することができるキャップ用アルミニウム合金板を提供する。
【解決手段】質量%で、Mg:1.61〜1.9%、Cu:0.05%以下、Mn:0.1%以下、Cr:0.05%以下、Zn:0.2%以下、Si:0.3%以下、Fe:0.05〜0.4%、Ti:0.2%以下を含有し、元板の引張強さが202〜235MPa、耐力が171〜200MPa、伸びが7〜12%の範囲であり、深絞り試験によりカップの開口部に発生する耳の形態が、圧延方向に対して0°方向、45°方向の6箇所に発生する六方耳、又は、0°方向、45°方向、90°方向の8箇所に発生する八方耳であり、なお且つ、絞り比1.97における耳率が1.5%以下であり、ベーキング後の引張強さが202〜235MPa、耐力が160〜195MPa、伸びが7〜12%の範囲である。
【選択図】なし

Description

本発明は、キャップ用アルミニウム合金板及びその製造方法に関する。
近年、胴体部と口部とからなるボトル缶と、前記口部に取り付けられるスクリュー式のキャップとを備えてなる飲料用容器が用いられるようになっている。また、ボトル缶のアルミニウム化に伴い、キャップについても、ボトル缶用として適したアルミニウム材質のものが使用されている。
一般に、ボトル缶の材質としては、JIS 3004(AA3004)またはJIS 3104(AA3104)等、Al−Mn系のAl合金(3000系)が用いられており、また、キャップの材質としては、AA5151のようなAl−Mg系のAl合金(5000系)が用いられている。
このようなキャップに用いられるアルミニウム合金材料として、重量%でMg:1.5〜2.1%を含有し、残部がAl及び不可避不純物からなる組成を有し、引張強さが215〜270MPa、伸びが3.0%以上、耳率が3.5%以下とされたキャップ用アルミニウム合金材が提案されている(例えば、特許文献1)。
また、重量%でMg:0.8〜2.0%を含有し、残部がAl及び不可避不純物からなる組成を有し、引張強さが170〜214MPa、伸びが5%以上、耳率が3%以下、限界絞り比が1.9以上とされたキャップ用アルミニウム合金材が提案されている(例えば、特許文献2)。
また、Mg、Fe、Mn及びCrを含有するとともに残部がAl及び不可避的不純物からなり、集合組織のキューブ方位密度が9以下であり、かつβファイバに属する各方位の最大方位密度が15以下であり、引張強度が190MPa以上290MPa以下の範囲とされたキャップ用アルミニウム合金材が提案されている(例えば、特許文献3)。
また、近年、上述のようなアルミニウム合金材からなるキャップが備えられたアルミニウム製ボトル缶が、緑茶や紅茶、コーヒー等のホット飲料用としても使用されるようになってきている。このようなボトル缶に飲料を充填し、加熱してホット飲料とした場合、ボトル缶の内圧が上昇し、ボトル缶に螺着したキャップが外れて飛び出す現象が生じることがある。
特開2004−353079号公報 特開2005−2464号公報 特開2005−126764号公報
上述のような、ボトル缶からのキャップの飛び出しを防止するには、ボトル缶のねじ部とキャップのねじ部との嵌合を強固にする必要がある。この場合、ボトル缶及びキャップが加熱された状態において、ボトル缶のねじ部とキャップのねじ部との螺着による嵌合が維持されている必要がある。
しかしながら、特許文献1〜3の何れに記載されたキャップ用アルミニウム合金材は、何れも耐熱性が低いため、加熱された際に変形が生じやすくなる。このため、これらのアルミニウム合金材からなるキャップをホット飲料が充填されたボトル缶に嵌合し、この状態で加熱した場合には、ボトル缶の内圧が上昇した際にキャップに圧力が加わるので、キャップのねじ部が変形することがある。このように、キャップのねじ部が変形すると、キャップのねじ部とボトル缶のねじ部との間に螺着の緩みが生じ、最悪の場合、キャップが外れて飛び出してしまう虞がある。
一般に、特許文献1〜3に記載のような、キャップに用いられるAl−Mg系のAl合金(5000系)からなるアルミニウム合金板を製造する際には、熱間及び冷間圧延処理を施した後、加工硬化後に130〜170℃での低温加熱によって安定化処理する、H3n(JIS H0001)の安定化焼鈍(最終焼鈍)が行なわれる。このようなH3nの安定化焼鈍は、5000系のようなMgを含み、常温下で徐々に軟化するAl合金に用いられる。
しかしながら、上述のようなMgを含む5000系のAl合金は、キャップとして加工した後、経時変化によって強度にばらつきが生じることがある。このため、このようなキャップを、ホット飲料が充填されたボトル缶のねじ部に取り付けて螺着し、この状態で加熱した場合、上述のように、キャップのねじ部が変形してボトル缶に対する螺着に緩みが生じ、キャップが外れて飛び出す虞があった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、耐熱性に優れ、製造コストを増大させることなく、ボトル缶にホット飲料を充填して加熱した場合であっても、キャップが飛び出すのを防止することができる、キャップ用アルミニウム合金板及びその製造方法を提供することを目的とする。
本発明者等は鋭意検討した結果、Mgを適正範囲で含有するとともに、元板の機械的特性、並びにベーキング後の機械的特性を適正範囲とすることにより、耐熱性、つまり高温下における強度特性に優れたキャップ用アルミニウム合金板が得られることを見出した。
さらに、本発明者等は、Mgを適正範囲で含有するAl合金からなるアルミニウム合金板に対し、冷間圧延の工程中において適正温度での中間焼鈍を行い、また、中間焼鈍及び冷間圧延を行なった後、適正温度による最終調質焼鈍を施すことにより、加工性が良く、また、伸びが得られるとともに、安定化と強度のバランスが良好となり、耐熱性に優れたキャップ用アルミニウム合金板が得られることを見出し、本発明を完成させた。
本発明は、以下に関する。
(1)請求項1に記載の発明
質量%で、Mg:1.61〜1.9%、Cu:0.05%以下、Mn:0.1%以下、Cr:0.05%以下、Zn:0.2%以下、Si:0.3%以下、Fe:0.05〜0.4%、Ti:0.2%以下を含有し、残部が不可避不純物を含むAlからなり、元板の引張強さが202〜235MPa、耐力が171〜200MPa、伸びが7〜12%の範囲であり、深絞り試験によりカップの開口部に発生する耳の形態が、圧延方向に対して0°方向、45°方向の6箇所に発生する六方耳、又は、0°方向、45°方向、90°方向の8箇所に発生する八方耳であり、なお且つ、絞り比1.97における耳率が1.5%以下であり、ベーキング後の引張強さが202〜235MPa、耐力が160〜195MPa、伸びが7〜12%の範囲であることを特徴とするキャップ用アルミニウム合金板。
(2)請求項2に記載の発明
質量%で、Mg:1.61〜1.9%、Cu:0.05%以下、Mn:0.1%以下、Cr:0.05%以下、Zn:0.2%以下、Si:0.3%以下、Fe:0.05〜0.4%、Ti:0.2%以下を含有し、残部が不可避不純物を含むAlからなるスラブに、熱間圧延を必要回数行なってアルミニウム合金板とし、次いで、前記アルミニウム合金板に冷間圧延を必要回数行なうとともに、前記冷間圧延の工程間において、中間焼鈍を350〜500℃の温度で連続焼鈍によって行い、次いで、冷間圧延率50%超75%以下の範囲で最終冷間圧延を行なった後、200〜250℃の温度で最終調質焼鈍を行なうことを特徴とするキャップ用アルミニウム合金板の製造方法。
本発明のキャップ用アルミニウム合金板によれば、成分組成を上記範囲とし、特に、強度向上効果を有するMgの含有量を規定するとともに、元板の機械的特性並びにベーキング後の機械的特性を上記範囲で規定することにより、耐熱性、つまり高温下における強度が向上するので、高温で加熱され、且つ、高圧が加えられた場合であっても変形が生じるのを抑制することができる。
これにより、本発明のキャップ用アルミニウム合金板を用いてキャップを構成すれば、ホット飲料を充填したボトル缶並びにキャップを加熱した際にボトル缶内部の圧力上昇が生じても、キャップがボトル缶から外れて飛び出したりすることのないキャップとすることが可能となる。
従って、耐熱性に優れたキャップ用アルミニウム合金板を、安価な構成で実現することができる。
また、本発明のキャップ用アルミニウム合金板の製造方法によれば、熱間及び冷間圧延後に適正温度による最終調質焼鈍を施すことにより、伸びが得られ、加工性が向上するとともに、安定化と強度のバランスが良好となり、耐熱性に優れたキャップ用アルミニウム合金板が得られる。
以下、本発明に係るキャップ用アルミニウム合金板及びその製造方法の実施の形態について説明する。
本発明のキャップ用アルミニウム合金板は、質量%で、Mg:1.61〜1.9%、Cu:0.05%以下、Mn:0.1%以下、Cr:0.05%以下、Zn:0.2%以下、Si:0.3%以下、Fe:0.05〜0.4%、Ti:0.2%以下を含有し、残部が不可避不純物を含むAlからなり、元板の引張強さが202〜235MPa、耐力が171〜200MPa、伸びが7〜12%の範囲であり、深絞り試験によりカップの開口部に発生する耳の形態が、圧延方向に対して0°方向、45°方向の6箇所に発生する六方耳、又は、0°方向、45°方向、90°方向の8箇所に発生する八方耳であり、なお且つ、絞り比1.97における耳率が1.5%以下であり、ベーキング後の引張強さが202〜235MPa、耐力が160〜195MPa、伸びが7〜12%の範囲として概略構成されている。
本発明のキャップ用アルミニウム合金板は、例えば、アルミニウム材料からなり胴体部と口部とを備えるボトル缶の前記口部に取り付けられる、スクリュー式のキャップの材料として用いるのに適する。
また、本発明のキャップ用アルミニウム合金板は、質量%で、Mg:1.61〜1.9%、Cu:0.05%以下、Mn:0.1%以下、Cr:0.05%以下、Zn:0.2%以下、Si:0.3%以下、Fe:0.05〜0.4%、Ti:0.2%以下を含有し、残部が不可避不純物を含むAlからなるスラブに、熱間圧延を必要回数行なってアルミニウム合金板とし、次いで、前記アルミニウム合金板に冷間圧延を必要回数行なうとともに、前記冷間圧延の工程間において、中間焼鈍を350〜500℃の温度で連続焼鈍によって行い、次いで、冷間圧延率50%超75%以下の範囲で最終冷間圧延を行なった後、200〜250℃の温度で最終調質焼鈍を行なう方法により、製造することができる。
[キャップ用アルミニウム合金板]
以下に、本発明に係るキャップ用アルミニウム合金板において限定する成分組成、並びに合金板特性について説明する。
<成分組成>
以下に記載する各元素の含有量は、特に規定しない限り質量%であり、また、特に規定しない限り上限と下限を含むものとする。従って、例えば0.05〜0.4%は、0.05%以上、0.4%以下を意味する。
「Mg」1.61〜1.9%
Mgは、本発明のキャップ用アルミニウム合金板において、固溶体強化作用を有し、圧延加工時に加工硬化性を高めるとともに、SiやCuと共存することで分散硬化と析出硬化作用を発揮し、強度を向上させる元素である。
Mgの含有量が1.61%未満だと、上述した耐熱性向上の効果が充分に得られない。
Mgの含有量が1.9%を超えると、強度が高くなりすぎ、加工性が低下するとともに、成形加工されたキャップをボトル缶に組み付けた場合、開栓が困難になる。
従って、Mgの含有量は、1.61〜1.9%の範囲内とすることがより好ましい。
本発明のキャップ用アルミニウム合金板は、特に強度向上の効果を有するMgの含有量を上記範囲に規定し、詳細を後述する機械的特性を規定することにより、高温下における高い強度特性と優れた加工性を両立させることが可能となり、また、成形加工してキャップを構成し、ボトル缶に組み付けた際の開栓容易性を確保することも可能となる。
「Cu」0.05%以下
Cuは、本発明のキャップ用アルミニウム合金板において、Mg等と金属間化合物を形成し、固溶硬化、析出硬化及び分散硬化作用で強度を高める効果を有する。
Cuの含有量が0.05%を越えると、強度が高くなりすぎ、成形加工されたキャップをボトル缶に組み付けた場合、開栓が困難になる。また、Mg、Si、Alとの金属間化合物が溶体化できなくなり、靭性低下によって加工性が低下する。
「Mn」0.1%以下
Mnは、本発明のキャップ用アルミニウム合金板において、Al−Mn−Fe系金属間化合物を形成し、晶出相及び分散相となって分散硬化作用を発揮し、強度を高める効果を有する。
Mnの含有量が0.1%を越えると、強度が高くなりすぎ、成形加工されたキャップをボトル缶に組み付けた場合、開栓が困難になる。また、Al−Mn−Fe系金属間化合物の量が多くなりすぎ、靭性低下によって加工性が低下する。
「Cr」0.05%以下
Crは、結晶を微細化して成形性を向上させるとともに、強度を向上させる効果を有する。また、Crは、Cuとともに添加することにより、複合的に効果が大きくなる。
Crの含有量が0.05%を越えると、強度が高くなりすぎ、成形加工されたキャップをボトル缶に組み付けた場合、開栓が困難になる。
「Zn」0.2%以下
Znは、析出するMg、Si、Cuの金属間化合物を微細化する作用を有する。
Znの含有量が0.2%を越えると、加工性と耐食性が劣化するとともに、強度が高くなりすぎ、成形加工されたキャップをボトル缶に組み付けた場合、開栓が困難になる。
「Si」0.3%以下
Siは、本発明のキャップ用アルミニウム合金板において、同時に含有されるMg等とともに化合物を形成し、固溶硬化、析出硬化及び分散硬化作用で強度を向上させる他、Al−Mn−Fe系金属間化合物を形成する効果を有する。
Siの含有量が0.3%を越えると、強度が高くなりすぎ、成形加工されたキャップをボトル缶に組み付けた場合、開栓が困難になる。また、Mg、Cu、Alとの金属間化合物が溶体化できなくなり、靭性が低下する。
「Fe」0.05〜0.4%
Feは、本発明のキャップ用アルミニウム合金板において、Al−Mn−Fe系の金属間化合物の析出量を増加させ、結晶を微細化する効果を有する。金属間化合物の量や大きさ等を適正に制御することにより、加工性を向上させることができる。
Feの含有量が0.05%未満だと、Al−Mn−Fe系金属間化合物の析出量が少なくなりすぎ、上述の加工性向上の効果が得られず、また、耐熱性が不足する虞がある。
Feの含有量が0.4%を超えると、Al−Mn−Fe系金属間化合物の量が多くなりすぎ、靭性低下によって加工性が低下し、また、成形加工されたキャップをボトル缶に組み付けた場合、開栓が困難になる。
「Ti」0.2%以下
Tiは、本発明のキャップ用アルミニウム合金板において、結晶粒を微細化し、加工性を改善する効果を有する。
Tiの含有量が0.2%を越えると、粗大な化合物が生じて加工性が低下するとともに、強度が高くなりすぎ、成形加工されたキャップをボトル缶に組み付けた場合、開栓が困難になる。
<アルミニウム合金板の機械的特性>
以下に、本発明に係るキャップ用アルミニウム合金板で規定する各機械的特性について説明する。
「元板の機械的特性」
本発明のキャップ用アルミニウム合金板では、詳細を後述するベーキング後の機械的特性を得るため、元板の機械的特性を、以下に説明する特性で規定した。
(元板の引張強さ)202〜235MPa
本発明のキャップ用アルミニウム合金板は、元板の引張強さが202〜235MPaの範囲とされていることが好ましい。
元板の引張強さを上記範囲とすることにより、本発明のキャップ用アルミニウム合金板を成形加工及び塗装焼付してキャップを構成し、ボトル缶に組み付けられた際、高温で加熱された場合であっても高い強度を確保することが可能となり、高い耐熱性が得られる。
元板の引張強さが202MPa未満だと、上述のような高い耐熱性が得られなくなる。また、元板の引張強さが235MPaを超えると、加工性が低下する虞が有る。
なお、本発明で説明する元板とは、キャップ用アルミニウム合金板を製造する工程において、熱間及び冷間圧延、最終調質焼鈍を施した後、ベーキングを施す前のアルミニウム合金板のことを言う。
(元板の耐力)171〜200MPa
本発明のキャップ用アルミニウム合金板は、元板の耐力が171〜200MPaの範囲とされていることが好ましい。
元板の耐力を上記範囲とすることにより、本発明のキャップ用アルミニウム合金板を成形加工及び塗装焼付してキャップを構成し、ボトル缶に組み付けられた際、高温で加熱された場合であっても高い強度を確保することが可能となり、高い耐熱性が得られる。
元板の耐力が171MPa未満だと、上述のような高い耐熱性が得られなくなる。また、元板の耐力が200MPaを超えると、加工性が低下する虞が有る。
(元板の伸び)7〜12%
本発明のキャップ用アルミニウム合金板は、元板の伸びが7〜12%の範囲とされていることが好ましい。
元板の伸びを上記範囲とすることにより、本発明のキャップ用アルミニウム合金板を成形加工及び塗装焼付してキャップを構成し、ボトル缶に組み付けられた際、高温で加熱された場合であっても高い強度を確保することが可能となり、高い耐熱性が得られる。
元板の伸びが7%未満だと、成形加工されたキャップをボトル缶に組み付けた場合、開栓が困難になる。また、元板の伸びが12%を超えると、上述のような高い耐熱性が得られなくなる。
「深絞り試験(耳率)」
本発明のキャップ用アルミニウム合金板は、深絞り試験によりカップの開口部に発生する耳の形態が、圧延方向に対して0°(180°)方向、45°(135°、225°、315°)方向の6箇所に発生する六方耳、又は、0°(180°)方向、45°(135°、225°、315°)方向、90°(270°)方向の8箇所に発生する八方耳であり、なお且つ、絞り比1.97における耳率を1.5%以下とすることによって、製造時の材料の無駄を少なくすることができる。
「ベーキング後の機械的特性」(195℃×10分)
本発明のキャップ用アルミニウム合金板を成形加工して得られるキャップは、洗浄、化成処理後の乾燥時、外面印刷または内面塗装後の焼付け処理によって約195℃の温度に加熱される。このような加熱処理により、一般に、キャップの天板や胴部の強度が変化する。この、加熱後の強度は、キャップ成形時の歪量によって異なる。天板は成形時の歪みが小さいため、その加熱後の強度は加工前の素材であるキャップ用アルミニウム合金板を加熱した後の強度とほぼ等しくなる。このため、強度の目安として、素材であるキャップ用アルミニウム合金板をベーキング(加熱)した後の強度を用いることができる。本発明では、このための加熱条件を、195℃×10分としている。
本発明のキャップ用アルミニウム合金板では、元板の特性を上述のように規定し、さらに、ベーキング後の機械的特性を以下に説明する特性で規定した。
(ベーキング後の引張強さ)202〜235MPa
本発明のキャップ用アルミニウム合金板は、上記条件でベーキングを行なった後の引張強さが202〜235MPaの範囲とされていることが好ましい。
ベーキング後の引張強さを上記範囲とすることにより、本発明のキャップ用アルミニウム合金板を成形加工及び塗装焼付してキャップを構成し、ボトル缶に組み付けられた際、高温で加熱された場合であっても高い強度を確保することが可能となり、高い耐熱性が得られる。
ベーキング後の引張強さが202MPa未満だと、上述のような高い耐熱性が得られなくなる。また、ベーキング後の引張強さが235MPaを超えると、加工性が低下するとともに、強度が高くなりすぎ、成形加工されたキャップをボトル缶に組み付けた場合、開栓が困難になる。
(ベーキング後の耐力)160〜195MPa
本発明のキャップ用アルミニウム合金板は、上記条件でベーキングを行なった後の耐力が160〜195MPaの範囲とされていることが好ましい。
ベーキング後の耐力を上記範囲とすることにより、本発明のキャップ用アルミニウム合金板を成形加工及び塗装焼付してキャップを構成し、ボトル缶に組み付けられた際、高温で加熱された場合であっても高い強度を確保することが可能となり、高い耐熱性が得られる。
ベーキング後の耐力が160MPa未満だと、上述のような高い耐熱性が得られなくなる。また、ベーキング後の耐力が195MPaを超えると、加工性が低下するとともに、強度が高くなりすぎ、成形加工されたキャップをボトル缶に組み付けた場合、開栓が困難になる。
(ベーキング後の伸び)7〜12%
本発明のキャップ用アルミニウム合金板は、上記条件でベーキングを行なった後の伸びが7〜12%の範囲とされていることが好ましい。
ベーキング後の伸びを上記範囲とすることにより、本発明のキャップ用アルミニウム合金板を成形加工及び塗装焼付してキャップを構成し、ボトル缶に組み付けられた際、高温で加熱された場合であっても高い強度を確保することが可能となり、高い耐熱性が得られる。
ベーキング後の伸びが7%未満だと、成形加工されたキャップをボトル缶に組み付けた場合、開栓が困難になる。また、ベーキング後の伸びが12%を超えると、上述のような高い耐熱性が得られなくなる。
[キャップ用アルミニウム合金板の製造方法]
本発明に係る本発明のキャップ用アルミニウム合金板の製造方法の一例について、以下に説明する。
本実施形態の製造方法は、上述したように、質量%で、Mg:1.61〜1.9%、Cu:0.05%以下、Mn:0.1%以下、Cr:0.05%以下、Zn:0.2%以下、Si:0.3%以下、Fe:0.05〜0.4%、Ti:0.2%以下を含有し、残部が不可避不純物を含むAlからなるスラブに、熱間圧延を必要回数行なってアルミニウム合金板とし、次いで、前記アルミニウム合金板に冷間圧延を必要回数行なうとともに、前記冷間圧延の工程間において、中間焼鈍を350〜500℃の温度で連続焼鈍によって行い、次いで、冷間圧延率50%超75%以下の範囲で最終冷間圧延を行なった後、200〜250℃の温度で最終調質焼鈍を行なう方法である。
<製造工程>
本実施形態の製造方法では、まず、上記成分組成を含有するアルミニウム合金を溶解して溶湯とし、これを脱ガス処理、介在物除去処理等を行なった後、半連続鋳造により、所定サイズのスラブに鋳造する。このスラブに対して均熱化処理を施した後、所定の厚さとなるまで必要回数の熱間圧延を施すことにより、アルミニウム合金板とする。また、熱間圧延前に、均質化処理を行っても良い。
次いで、上記アルミニウム合金板に対し、必要回数の冷間圧延を施す。また、必要に応じて、冷間圧延の工程間において、後述の温度条件で中間焼鈍を行なう。
次いで、上記アルミニウム合金板に対し、後述の条件で最終冷間圧延を施し、所定の板厚とする。なお、最終冷間圧延は、複数回の圧延処理として行なっても良い。
そして、最終冷間圧延を完了して所定の板厚とされた上記アルミニウム合金板に対し、後述の温度条件で最終調質焼鈍を施し、本発明のキャップ用アルミニウム合金板が得られる。さらに、本実施形態の製造方法では、キャップ用アルミニウム合金板に対し、必要に応じてリン酸クロメート処理などの表面処理を施す方法としても良い。
以下に、本発明の製造方法で限定する各条件について説明する。
「中間焼鈍温度」350〜500℃
中間焼鈍温度は、350〜500℃の範囲とすることが好ましい。
中間焼鈍温度をこの範囲とすることにより、成形加工を行ってキャップとした際、高温で加熱された場合であっても高い強度を有し、耐熱性に優れた本発明のキャップ用アルミニウム合金板が得られる。
また、本発明の製造方法では、前記中間焼鈍を、前記冷間圧延の工程間において、連続焼鈍炉を用いて行うことが好ましい。
「最終冷間圧延率」50%超75%以下
最終冷間圧延における冷間圧延率は、50%超75%以下の範囲であることが好ましい。
最終冷間圧延率をこの範囲とすることにより、成形加工を行ってキャップとした際、高温で加熱された場合であっても高い強度を有し、耐熱性に優れた本発明のキャップ用アルミニウム合金板が得られる。
最終冷間圧延率が50%以下だと、上述のような高い耐熱性が得られなくなる。また、最終冷間圧延率が75%を超えると、強度が高くなりすぎ、成形加工されたキャップをボトル缶に組み付けた場合、開栓が困難になる。
また、最終冷間圧延率の下限は56%であることがより好ましい。さらに、最終冷間圧延率の上限は69%であることがより好ましく、68%であることが最も好ましい。
「最終調質焼鈍温度」200〜250℃
最終調質焼鈍の温度は、200〜250℃の範囲であることが好ましい。
最終調質焼鈍の温度をこの範囲とすることにより、成形加工を行ってキャップとした際、高温で加熱された場合であっても高い強度を有し、耐熱性に優れた本発明のキャップ用アルミニウム合金板が得られる。
最終調質焼鈍温度が200℃未満だと、成形加工されたキャップをボトル缶に組み付けた場合、開栓が困難になる。また、最終調質焼鈍温度が250℃を超えると、上述のような高い耐熱性が得られなくなる。
また、最終調質焼鈍温度は、215〜235℃の範囲であることがより好ましい。
本発明のキャップ用アルミニウム合金板の製造方法は、最終調質焼鈍温度を上記範囲とし、上述のH3n(JIS H0001)で規定された焼鈍温度である130〜170℃よりも高めの温度で最終調質焼鈍を行なう方法としている。このように、アルミニウム合金板を加工硬化させた後、200〜250℃の範囲の温度条件で熱処理を施すことにより、所定の強度を有し、また、伸びがあることから、加工性に優れるとともに、成形加工されたキャップをボトル缶に組み付けた際の開栓が容易なキャップ用アルミニウム合金板が得られる。
以上説明したように、本発明のキャップ用アルミニウム合金板によれば、成分組成を上記範囲とし、特に、強度向上効果を有するMgの含有量を規定するとともに、元板の機械的特性並びにベーキング後の機械的特性を上記範囲で規定することにより、耐熱性、つまり高温下における強度が向上するので、高温で加熱され、且つ、高圧が加えられた場合であっても変形が生じるのを抑制することができる。
これにより、本発明のキャップ用アルミニウム合金板を用いてキャップを構成すれば、ホット飲料を充填したボトル缶並びにキャップを加熱した際にボトル缶内部の圧力上昇が生じても、キャップがボトル缶から外れて飛び出したりすることのないキャップとすることが可能となる。
従って、耐熱性に優れたキャップ用アルミニウム合金板を、安価な構成で実現することができる。
本発明では、キャップ用アルミニウム合金板の成分組成に関し、特に、強度向上の効果があるMgの含有量を1.61〜1.9%の範囲とし、さらに、元板及びベーキング後のキャップ用アルミニウム合金板の機械的特性について規定している。
本発明者等が鋭意研究したところ、アルミニウム合金板からなるキャップは、引張強さが高いほど加工性が低下するとともに開栓が困難となるものの強度が向上し、また、伸びが大きいほど強度が低下するものの開栓が容易になるとともに加工性が向上する。本発明では、Mgの含有量を上記範囲としたうえで、上述の機械的特性を、強度面と開栓容易性のバランスを考慮した関係とする範囲に規定しているので、高温で加熱された場合であっても、高い強度を有しながら開栓の容易さを確保することが可能となる。
また、本発明のキャップ用アルミニウム合金板の製造方法によれば、熱間及び冷間圧延後に適正温度による最終調質焼鈍を施すことにより、伸びが得られ、加工性が向上するとともに、安定化と強度のバランスが良好となり、耐熱性に優れたキャップ用アルミニウム合金板が得られる。
本発明では、Mgを適正範囲で含有するAl合金からなるアルミニウム合金板に対し、冷間圧延の工程中において中間焼鈍を行い、また、熱間及び冷間圧延後に200〜250℃の範囲の温度で最終調質焼鈍を行なう方法としている。
上述したように、Al−Mg系のAl合金(5000系)からなるアルミニウム合金板を製造する際は、圧延処理を行った後、加工硬化後に130〜170℃の低温加熱によって安定化処理する最終焼鈍(H3n:JIS H0001)が行なわれる。しかしながら、このような条件で最終焼鈍が施された5000系のAl合金は、キャップとして成形加工した後、経時変化によって強度にばらつきが生じてしまう。このようなキャップをホット飲料が充填されたボトル缶のねじ部に取り付けて螺着し、この状態で加熱した場合、キャップのねじ部が変形してボトル缶に対する螺着に緩みが生じ、キャップが外れて飛び出す虞がる。
これに対し、本発明は、上述のH3n(JIS H0001)よりも高めの温度(200〜250℃)で最終調質焼鈍を行なう方法であり、アルミニウム合金板を加工硬化させた後、上記条件の熱処理を施すことによって、所定の強度が有するとともに、伸びがあるキャップ用アルミニウム合金板が得られる。このようなキャップ用アルミニウム合金板から構成されるキャップは、高温で加熱され、且つ、高圧が加えられた場合であっても変形が生じ難い。これにより、ホット飲料を充填したボトル缶並びにキャップを加熱した際にボトル缶内部の圧力上昇が生じても、キャップがボトル缶から外れて飛び出したりすることのないキャップとすることが可能となる。
以下、実施例を示して、本発明のキャップ用アルミニウム合金板を更に詳しく説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものでは無い。
本実施例では、下記表1に示す成分組成及び製造条件にて、以下の工程で本発明のキャップ用アルミニウム合金板(実施例)及び比較例のキャップ用アルミニウム合金板を作製し、後述の各項目について評価を行った。
[作製工程]
質量%で、Mg:1.75%、Cu:0.02%、Mn:0.07%、Cr:0.03%、Zn:0.10%、Si:0.20%、Fe:0.25%、Ti:0.10%を含有し、残部Al及び不可避不純物からなる成分組成を有するアルミニウム合金を溶解し、この溶湯を常法により脱ガス、介在物除去を行い、半連続鋳造によりスラブに鋳造した。次いで、このスラブに均質化処理を施した後、熱間圧延を施して所定の板厚のアルミニウム合金板とした。次いで、このアルミニウム合金板に冷間圧延を施し、連続焼鈍炉を用いて中間焼鈍(460℃)を行なった後、下記表1に示す最終冷間圧延率で、0.250mmの最終板厚となるまで最終冷間圧延を行なった。そして、下記表1に示す温度条件によって最終調質焼鈍を行ない、各実施例及び比較例のキャップ用アルミニウム合金板を得た。
[キャップ用アルミニウム合金板の評価]
上述のようにして得られた各実施例及び比較例のキャップ用アルミニウム合金板のサンプルについて、元板の状態、並びにベーキング後の状態の各条件で、引張強さ、0.2%耐力、及び伸び率を各々測定した。ここで、キャップ用アルミニウム合金板のベーキングは、195℃の温度で10分間加熱することにより行なった。
表1に、各実施例及び比較例の作製条件、並びに評価結果の一覧を示す。
Figure 2008144217
[評価結果]
表1に示す結果より、本発明で規定する成分組成及び機械的特性を有し、また、本発明で規定する製造条件によって得られた、No.4〜No.8の各実施例に示す本発明のキャップ用アルミニウム合金板は、何れも、元板の引張強さが202〜235MPa、耐力が171〜200MPa、伸びが7〜12%の範囲内となっている。また、ベーキング後のキャップ用アルミニウム合金板は、何れの実施例及び比較例においても、引張強さが202〜235MPa、耐力が160〜195MPa、伸びが7〜12%の範囲内となっている。
これに対し、No.1〜No.3及びNo.9,10の比較例のキャップ用アルミニウム合金板は、何れも、本発明で規定する範囲外の作製条件となっているため、上記各特性が劣る結果となっている。
このように、各実施例に示す本発明のキャップ用アルミニウム合金板は、何れも高い機械的特性を示しており、耐熱性、つまり高温下における強度特性に優れ、また、加工性に優れていることが明らかである。
以上の結果により、本発明で規定された各種特性を有するキャップ用アルミニウム合金板が、耐熱性に優れ、高温で加熱された際にも高い強度を有していることがわかる。これにより、本発明のキャップ用アルミニウム合金板を用いてキャップを構成し、ホット飲料が充填されたボトル缶に組み付け、加熱した場合であっても、キャップが飛び出すのを防止することができることが明らかである。

Claims (2)

  1. 質量%で、Mg:1.61〜1.9%、Cu:0.05%以下、Mn:0.1%以下、Cr:0.05%以下、Zn:0.2%以下、Si:0.3%以下、Fe:0.05〜0.4%、Ti:0.2%以下を含有し、残部が不可避不純物を含むAlからなり、
    元板の引張強さが202〜235MPa、耐力が171〜200MPa、伸びが7〜12%の範囲であり、
    深絞り試験によりカップの開口部に発生する耳の形態が、圧延方向に対して0°方向、45°方向の6箇所に発生する六方耳、又は、0°方向、45°方向、90°方向の8箇所に発生する八方耳であり、なお且つ、絞り比1.97における耳率が1.5%以下であり、
    ベーキング後の引張強さが202〜235MPa、耐力が160〜195MPa、伸びが7〜12%の範囲であることを特徴とするキャップ用アルミニウム合金板。
  2. 質量%で、Mg:1.61〜1.9%、Cu:0.05%以下、Mn:0.1%以下、Cr:0.05%以下、Zn:0.2%以下、Si:0.3%以下、Fe:0.05〜0.4%、Ti:0.2%以下を含有し、残部が不可避不純物を含むAlからなるスラブに、熱間圧延を必要回数行なってアルミニウム合金板とし、
    次いで、前記アルミニウム合金板に冷間圧延を必要回数行なうとともに、前記冷間圧延の工程間において、中間焼鈍を350〜500℃の温度で連続焼鈍によって行い、
    次いで、冷間圧延率50%超75%以下の範囲で最終冷間圧延を行なった後、200〜250℃の温度で最終調質焼鈍を行なうことを特徴とするキャップ用アルミニウム合金板の製造方法。

JP2006331806A 2006-12-08 2006-12-08 キャップ用アルミニウム合金板及びその製造方法 Expired - Fee Related JP5335189B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006331806A JP5335189B2 (ja) 2006-12-08 2006-12-08 キャップ用アルミニウム合金板及びその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006331806A JP5335189B2 (ja) 2006-12-08 2006-12-08 キャップ用アルミニウム合金板及びその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008144217A true JP2008144217A (ja) 2008-06-26
JP5335189B2 JP5335189B2 (ja) 2013-11-06

Family

ID=39604704

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006331806A Expired - Fee Related JP5335189B2 (ja) 2006-12-08 2006-12-08 キャップ用アルミニウム合金板及びその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5335189B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009013455A (ja) * 2007-07-03 2009-01-22 Furukawa Sky Kk 開栓性、耳率に優れた高強度キャップ用アルミニウム合金板およびその製造方法
JP2013112858A (ja) * 2011-11-29 2013-06-10 Mitsubishi Alum Co Ltd キャップ用アルミニウム合金板およびその製造方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004353079A (ja) * 2003-05-02 2004-12-16 Mitsubishi Alum Co Ltd キャップ用アルミニウム合金板及びその製造方法
JP2005002464A (ja) * 2003-05-16 2005-01-06 Mitsubishi Alum Co Ltd 高強度キャップ用アルミニウム合金板及びその製造方法
JP2005041498A (ja) * 2003-07-23 2005-02-17 Mitsubishi Materials Corp キャップ及びキャップ付ボトル缶
JP2005126764A (ja) * 2003-10-23 2005-05-19 Mitsubishi Alum Co Ltd キャップ用アルミニウム合金板及びその製造方法
JP2005146349A (ja) * 2003-11-14 2005-06-09 Sumitomo Light Metal Ind Ltd 広口ボトル缶キャップ用アルミニウム合金板

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004353079A (ja) * 2003-05-02 2004-12-16 Mitsubishi Alum Co Ltd キャップ用アルミニウム合金板及びその製造方法
JP2005002464A (ja) * 2003-05-16 2005-01-06 Mitsubishi Alum Co Ltd 高強度キャップ用アルミニウム合金板及びその製造方法
JP2005041498A (ja) * 2003-07-23 2005-02-17 Mitsubishi Materials Corp キャップ及びキャップ付ボトル缶
JP2005126764A (ja) * 2003-10-23 2005-05-19 Mitsubishi Alum Co Ltd キャップ用アルミニウム合金板及びその製造方法
JP2005146349A (ja) * 2003-11-14 2005-06-09 Sumitomo Light Metal Ind Ltd 広口ボトル缶キャップ用アルミニウム合金板

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009013455A (ja) * 2007-07-03 2009-01-22 Furukawa Sky Kk 開栓性、耳率に優れた高強度キャップ用アルミニウム合金板およびその製造方法
JP2013112858A (ja) * 2011-11-29 2013-06-10 Mitsubishi Alum Co Ltd キャップ用アルミニウム合金板およびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP5335189B2 (ja) 2013-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPWO2015140833A1 (ja) Dr缶ボディ用アルミニウム合金板及びその製造方法
WO2001004369A1 (fr) Alliage d'aluminium, feuille en alliage d'aluminium, procede de fabrication de recipient et de feuille en alliage d'aluminium
JP5335189B2 (ja) キャップ用アルミニウム合金板及びその製造方法
JP2016141886A (ja) 缶蓋用アルミニウム合金板
JP3998387B2 (ja) 缶蓋用アルミニウム合金硬質板の製造方法
JP2005002465A (ja) 高強度キャップ用アルミニウム合金板及びその製造方法
JP4294448B2 (ja) 高強度キャップ用アルミニウム合金板及びその製造方法
JP2003293105A (ja) ボトル型飲料缶用アルミニウム合金板の製造方法
JP4763976B2 (ja) 広口ボトル缶キャップ用アルミニウム合金板
JP6667189B2 (ja) タブ用アルミニウム合金板及びその製造方法
JP2004010941A (ja) ボトル型飲料缶用アルミニウム合金板
JP4393843B2 (ja) キャップ用アルミニウム合金板及びその製造方法
JP2005048288A (ja) ボトム部の形状の安定性及び強度に優れるボトル缶用アルミニウム合金板
JP4995494B2 (ja) 広口ボトル缶キャップ用高強度アルミニウム合金板及びその製造方法
JP2004183045A (ja) 塗装タブ用アルミニウム合金板およびその製造法
JP4335035B2 (ja) 異方性に優れた缶エンド用アルミニウム合金板およびその製造方法
JP2000001730A (ja) 缶胴用アルミニウム合金板およびその製造方法
JP2005042195A (ja) 耐胴切れ性に優れるボトル缶用アルミニウム合金板
JP4121932B2 (ja) キャップ用アルミニウム合金板及びその製造方法
JP2005320577A (ja) 広口ボトル缶キャップ用アルミニウム合金板
JP4393949B2 (ja) 広口ボトル缶キャップ用高強度アルミニウム合金板
JP2004353080A (ja) キャップ用アルミニウム合金板及びその製造方法
JP5289701B2 (ja) キャップ用アルミニウム合金板及びその製造方法
JP2008144221A (ja) キャップ用アルミニウム合金板及びその製造方法
JP2001073106A (ja) 缶蓋用アルミニウム合金硬質板の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20091207

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120223

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120731

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121001

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20121001

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20130212

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130510

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20130524

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20130510

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130723

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130731

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5335189

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees