JP2023006447A

JP2023006447A - タブ用アルミニウム合金塗装板

Info

Publication number: JP2023006447A
Application number: JP2021109045A
Authority: JP
Inventors: 佳明田淵; Yoshiaki Tabuchi; 正浩山口; Masahiro Yamaguchi; 智子阿部; Tomoko Abe
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2021-06-30
Filing date: 2021-06-30
Publication date: 2023-01-18

Abstract

【課題】薄肉化しても高い耐タブ裂け性を有するタブ用アルミニウム合金塗装板を提供する。【解決手段】タブ用アルミニウム合金塗装板は、Ｓｉ：０．０５質量％以上０．４０質量％以下、Ｆｅ：０．０５質量％以上０．５０質量％以下、Ｃｕ：０．０１質量％以上０．３０質量％以下、Ｍｎ：０．１質量％以上０．６質量％以下、Ｍｇ：４．０質量％以上６．０質量％以下を含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなるアルミニウム合金板と、樹脂層とを備える。タブ用アルミニウム合金塗装板は、板厚中心から両厚さ方向にそれぞれ５０ｎｍ厚の領域の組織について圧延面の法線方向から観察した時に、５万倍の透過型電子顕微鏡により撮影される画像において２０５×１０－１２ｍ２の領域中に総計４０個以上のサブグレインを有する。【選択図】図２

Description

本発明は、タブ用アルミニウム合金塗装板に関する。

飲料、食品用途に使用される包装容器の１つとして、飲料缶、缶詰等の食品缶が広く流通している。現在、これらの缶の蓋部（エンド）には、缶切り等の器具を使用せずに手で容易に開缶することのできるイージーオープンエンド（ＥＯＥ）を用いた、いわゆるプルトップ（ｐｕｌｌ－ｔｏｐ）方式が広く用いられており、タブが蓋本体から外れないステイオンタブ式（Ｓｔａｙ－ｏｎｔａｂ，ＳＯＴ）が、安全性及び環境問題の面から普及している。

タブを形成するためのタブ材料には、成形性だけでなく、高い強度、繰り返し曲げ性及び高い耐タブ裂け性が要求される。一方、特に近年では、コストダウンの観点からタブの薄肉化が進められており、タブ折れ強度を確保するために、これまで以上の高い材料強度が必要とされている。また、薄肉化とそれに伴う高強度化により、特に耐タブ裂け性の低下が著しく、耐タブ裂け性の高い材料の要求が高まっている。

例えば、特許文献１には、所定量のＳｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｍｇを含み、ＦｅとＭｎの含有量が所定の関係を満たし、さらに板厚中央部におけるＡｌ－Ｆｅ－Ｍｎ系晶出物とＭｇ－Ｓｉ系晶出物の面積率の総和と、これらの晶出物の最大サイズを規定した包装容器タブ用アルミニウム合金板が記載されている。このようなアルミニウム合金板から成形されるタブは、開缶時にちぎれ及び裂けが発生しないとされている。

例えば、特許文献２には、所定量のＭｇ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｍｎを含み、ＦｅとＭｎの含有量が所定の関係を満たし、板厚中央部における最大長が１μｍ以上のＡｌ－Ｆｅ－Ｍｎ系金属間化合物とＭｇ－Ｓｉ系金属間化合物の合計面積率を規定した包装容器タブ用アルミニウム合金板が記載されている。このようなアルミニウム合金板から成形されるタブは、薄肉化しても開缶時に裂け難く、繰返し曲げ性に優れるとされている。

例えば、特許文献３には、所定量のＭｇ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｒを含み、厚み方向における板中央から板表面までの全範囲においてＣｕｂｅ方位密度がランダム方位試料の１．５倍以上の集合組織を有するタブ用アルミニウム合金板が記載されている。このようなアルミニウム合金板は、高い強度と優れた曲げ性を両立できるとされている。

特開２００５－２００７５４号公報特開２０１１－２２５９７７号公報特開２０１７－６６４５８号公報

しかし近年ではコストダウン、ＣＯ_２削減、省資源化等の観点から、タブ用アルミニウム合金板の薄肉化は従来よりも更に進んだことにより、繰返し曲げで破断する部分の曲げ部表層にかかる曲げ応力は減少したため、従来課題であった繰返し曲げ性の確保は比較的容易となった。またタブ折れ強度に関しても素材の高強度化で対応可能な範囲である。一方で、薄肉化、高強度化が進んだことで、更なるタブ裂け性の向上が必要とされている。

従って、本発明は、薄肉化しても高い耐タブ裂け性を有するタブ用アルミニウム合金塗装板を提供することを目的とする。

本発明に係るタブ用アルミニウム合金塗装板は、Ｓｉ：０．０５質量％以上０．４０質量％以下、Ｆｅ：０．０５質量％以上０．５０質量％以下、Ｃｕ：０．０１質量％以上０．３０質量％以下、Ｍｎ：０．１質量％以上０．６質量％以下、Ｍｇ：４．０質量％以上６．０質量％以下を含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなるアルミニウム合金板と、樹脂層とを備える。タブ用アルミニウム合金塗装板は、板厚中心から両厚さ方向にそれぞれ５０ｎｍ厚の領域の組織について圧延面の法線方向から観察した時に、５万倍の透過型電子顕微鏡により撮影される画像において２０５×１０^－１２ｍ^２の領域中に総計４０個以上のサブグレインを有する。

本発明によれば、薄肉化しても高い耐タブ裂け性を有するタブ用アルミニウム合金塗装板を提供することができる。

ステイオンタブ式の缶の蓋部の外観及び開缶動作を説明する図であり、図１Ａは平面図、図１Ｂは図１ＡのＡ－Ａ断面図、図１Ｃは開缶動作を説明する断面図及び要部平面図である。アルミニウム合金板の組織の透過型電子顕微鏡画像の一例である。タブ裂け模擬荷重の測定方法を説明する模式図である。タブ裂け模擬荷重の測定結果の一例である。タブ裂け模擬荷重と通板間隔との関係を示すグラフである。タブ裂け模擬荷重とサブグレインの個数との関係を示すグラフである。

以下、本発明の一実施形態に係るタブ用アルミニウム合金塗装板について説明する。但し、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具現化するための一例を例示するものであって、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係などは、説明を明確にするために誇張していることがある。本明細書において「工程」との語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。また組成物中の各成分の含有量は、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。さらに本明細書に記載される数値範囲の上限及び下限は、当該数値を任意に選択して組み合わせることが可能である。

ステイオンタブ式の蓋部は、図１Ａに示すように、蓋材２とタブ１とで構成され、円板状の蓋材２（図１Ａでは一部を欠いて示す）の略中心に形成されたリベット部２１を、タブ１のリベット孔１１にかしめることで、タブ１が蓋材２に取り付けられている。リベット孔１１は、タブ１の長手方向中心より一端側に寄せた位置に形成され、他端側には指を掛け易いようにリング状の掛止部１２が形成されている。また、タブ１は、図１Ｂに示すように、板材（アルミニウム合金板）を裁断した外周及び掛止部１２の内周の縁を下面側に折り曲げて剛性を高め、かつ安全性を確保している。一方、リベット孔１１及びその外側のＵ字型の孔（スリット）状のインナーランス１４が形成された領域を１枚の平板状として、変形し易い構造としている。このようなタブ１の材料としては一般的に５１８２合金等のアルミニウム合金板が広く適用されている。アルミニウム合金板は、表面に塗装、焼付け後、所定の形状に裁断、成形されてタブ１に製造され、タブ１は別の板材を成形してなる蓋材２にリベットにより取り付けられる。蓋材２の、タブ１の前記一端側の延長上には、開缶後に飲み口を形成するための開口領域２３がスコア２５で囲まれて設けられている。このスコア２５は開口領域２３の周囲を完全には一周せず、一箇所（図１Ａではタブ１が重なる領域）で不連続となるように形成されている。

開缶においては、タブ１の掛止部１２を上方に引っ張ると、図１Ｃに示すように、これが力点Ｅとなり、リベット部２１近傍が支点Ｆとなって、リベット部２１で固定された領域を残してタブ１が起こされる。詳しくは、タブ１は、インナーランス１４で分割されるように、その内側の領域（リベット孔１１周辺部）を蓋材２に固定されたまま、掛止部１２等の外側の領域が起こされる。そして、タブ１の一端（掛止部１２のリベット孔１１を挟んだ反対側）が作用点Ｌとなって、てこの働きで強く下方に押し込まれ、この一端の直下の蓋材２の開口領域２３の一部を共に押し下げる。そして、蓋材２は、この押し下げられた部分の近傍からスコア２５に沿って亀裂が入り、開口領域２３が一部を残して蓋材２の他の部分から切り離されて下方（缶の内部）に押し込まれて、蓋材２に飲み口（開口部）が形成される。開口領域２３は蓋材２がスコア２５の形成されていない部分で容易に折れ曲がって、蓋材２の他の部分とのつながりを保持し、タブ１はリベット孔１１周辺部のインナーランス１４の両端の間で容易に折れ曲がって、蓋材２の開口領域２３外にあるリベット部２１に結合している。このため、開口領域２３とタブ１は、それぞれ缶本体（缶胴）から離れない。

このように、タブは、開缶の際に、てことなり、強い外力が掛かる。このため、タブの強度が不足していると、図１Ｃに示す支点Ｆ－力点Ｅ間の中心近傍の掛止部１２の細い部分や、インナーランス１４周辺の細い部分でタブが折れ曲がって（図１Ｃ右下部の折れ部４参照）、容易に開缶することが出来なくなったり（タブ折れ）、さらにはちぎれたりする恐れがある。また、掛止部１２等のインナーランス１４の外側の領域が起こされる際に、その移動方向に沿ってインナーランス１４の端部から裂ける（タブ裂け）恐れがある（図１Ｃ右下部の裂け部５参照）。

また、特にステイオンタブ式エンドにおいては、開口領域２３が飲料缶の内部に十分に深く押し込まれないと飲料缶の中の飲料を取り出す（飲む）際の妨げになる。このため、タブ１（掛止部１２）を垂直近傍まで起こして、さらにはそれ以上に大きく起こして（反対側へ倒して）開缶する。さらに開缶後は、起こしたタブ１が飲料缶の中の飲料を飲む際の妨げにならないように、図１Ｃの破線で示すように、タブ１を元に戻して（倒して）蓋材２の開口領域２３のみを内部に押し込んだ状態にするのが一般的である。つまり、タブ１は、リベット孔１１周辺部のインナーランス１４の両端の近傍で、９０°近傍さらにはそれ以上の角度に曲げられた後に元に戻される（曲げ戻しされる）。また１回の曲げおよび曲げ戻しだけでは十分に開口領域２３が押し込まれない場合、再度タブ１を曲げおよび曲げ戻し動作を繰り返す必要があるため、タブ１は、少なくとも４回の変形に耐え、折り曲げ箇所（図１Ｃ右下部の破断部６参照）で破断しない成形性が求められる。この特性を繰り返し曲げ性と呼ぶ。

以上のようにタブ材料には、成形性だけでなく、高い強度、繰り返し曲げ性及び高い耐タブ裂け性が要求される。一方、特に近年では、コストダウンの観点からタブの薄肉化が進められており、タブ折れ強度を確保するために、これまで以上の高い材料強度が必要とされている。また、薄肉化とそれに伴う高強度化により、特に耐タブ裂け性の低下が著しく、耐タブ裂け性の高い材料の要求が高まっている。

タブ用アルミニウム合金塗装板
本発明の一実施形態に係るタブ用アルミニウム合金塗装板は、アルミニウム合金板と、アルミニウム合金板の片面又は両面に設けられる樹脂層とを備える。タブ用アルミニウム合金塗装板は、塗装焼付け処理をした状態にて、板厚中心から両厚さ方向にそれぞれ５０ｎｍ厚の領域（以下、板厚中心部ということがある。）の組織について圧延面の法線方向から観察した時に、５万倍の透過型電子顕微鏡により撮影される画像において２０５×１０^－１２ｍ^２の領域中に総計４０個以上のサブグレインを有する。

アルミニウム合金組成
タブ用アルミニウム合金塗装板を構成するアルミニウム合金板は、例えば、Ａｌ－Ｍｇ系合金からなる。Ａｌ－Ｍｇ系合金としては、例えば、一般的なＪＩＳ合金、例えば５１８２等が挙げられる。

アルミニウム合金板は、具体的には、Ｓｉ：０．０５質量％以上０．４０質量％以下、Ｆｅ：０．０５質量％以上０．５０質量％以下、Ｃｕ：０．０１質量％以上０．３０質量％以下、Ｍｎ：０．１質量％以上０．６質量％以下、Ｍｇ：４．０質量％以上６．０質量％以下を含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなる。以下、アルミニウム合金板に含まれる各成分の含有量と、含有量の限定の理由について説明する。

（Ｓｉ：０．０５質量％以上０．４０質量％以下）
Ｓｉ含有量が０．０５質量％未満では、鋳造時に高純度のアルミニウム地金が必要となりコストが増大する。また、Ｓｉ含有量が０．４０質量％を超えると、鋳造や熱間圧延時に生成される金属間化合物が多数形成され、亀裂の発生や伝播が促進されるため、繰り返し曲げ性、耐タブ裂け性が低下する。Ｓｉ含有量は、好ましくは０．３０質量％以下であり、より好ましくは０．２５質量％以下、さらに好ましくは０．２０質量％以下である。また、Ｓｉ含有量は、好ましくは０．０６質量％以上である。

（Ｆｅ：０．０５質量％以上０．５０質量％以下）
Ｆｅ含有量が０．０５質量％未満では、鋳造時に高純度のアルミニウム地金が必要となりコストが増大する。一方、Ｆｅ含有量が０．５０質量％を超えると、Ａｌ－Ｆｅ－Ｍｎ系金属間化合物が多くなり、亀裂の発生や伝播が促進されるため、繰り返し曲げ性、耐タブ裂け性が低下する。Ｆｅ含有量は、好ましくは０．１０質量％以上であり、より好ましくは０．１５質量％以上である。また、Ｆｅ含有量は、好ましくは０．４０質量％以下であり、より好ましくは０．３５質量％以下であり、さらに好ましくは０．３０質量％以下、特に好ましくは０．２５質量％以下である。

（Ｃｕ：０．０１質量％以上０．３０質量％以下）
Ｃｕ含有量が０．０１質量％未満では強度が不足し、タブ折れ強度が不足する。一方、Ｃｕ含有量が０．３０質量％を超えると強度が過大となり、繰り返し曲げなどの曲げ変形等によりタブがちぎれ易くなる。Ｃｕ含有量は、好ましくは０．０２質量％以上であり、より好ましくは０．０３質量％以上である。また、Ｃｕ含有量は、好ましくは０．２５質量％以下であり、より好ましくは０．２０質量％以下であり、さらに好ましくは０．１５質量％以下、特に好ましくは０．１０質量％以下である。

（Ｍｎ：０．１質量％以上０．６質量％以下）
Ｍｎ含有量が０．１質量％未満では強度が不足し、タブ折れ強度が不足する。一方、Ｍｎ含有量が０．６質量％を超えると、強度が過大となり、またＡｌ－Ｆｅ－Ｍｎ系金属間化合物が多くなるため、耐タブ裂け性が低下する。Ｍｎ含有量は、好ましくは０．２質量％以上である。また、Ｍｎ含有量は、好ましくは０．５５質量％以下、より好ましくは０．４５質量％以下、特に好ましくは０．３５質量％以下である。

（Ｍｇ：４．０質量％以上６．０質量％以下）
Ｍｇ含有量が４．０質量％未満では強度が不足し、タブ折れ強度が不足する。一方、Ｍｇ含有量が６．０質量％を超えると強度が過大となり、成形性が低下する。また、Ｍｇの含有量が増加するにつれ、強度とともに加工硬化能が向上するため、繰り返し曲げによりちぎれ易くなる。Ｍｇ含有量は、好ましくは４．５質量％以上である。また、Ｍｇ含有量は、好ましくは５．５質量％以下であり、より好ましくは５．０質量％以下である。

（Ｔｉ：０．１質量％以下）
アルミニウム合金板はＴｉを含んでいてよい。Ｔｉは鋳塊組織の微細化を目的に、必要に応じて添加され、その効果は０．０１質量％以上の添加により得られる。Ｔｉ含有量が０．１質量％を超えると粗大な化合物が形成されタブ裂け荷重が低下する恐れがある。従って、アルミニウム合金中のＴｉ含有量は上記範囲内に制限されてよい。なお、Ｔｉを添加する場合には、例えばＴｉとＢの質量比を５：１とした鋳塊微細化剤（Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ）を添加する。ワッフルあるいはロッドの形態で鋳造前の溶湯に添加するため、含有割合に応じたＢも必然的に添加される。Ｔｉ含有量は、好ましくは０．０８質量％以下であり、より好ましくは０．０６質量％以下であってよい。

（残部：Ａｌ及び不可避不純物）
アルミニウム合金板は、Ａｌ及び上記合金成分の他に、不可避不純物を含有していてよい。不可避不純物としては、例えば、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｂ、Ｖ、Ｎａ、Ｃａ、Ｎｉ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｇａなどが挙げられる。不可避不純物について許容される含有量は、Ｃｒについては、例えば、０．1質量％以下、好ましくは０．０５質量％以下である。Ｚｒについては、例えば、０．３質量％以下、好ましくは０．１質量％以下、より好ましくは０．０５質量％以下である。その他の元素については、例えば、各０．０５質量％以下かつ合計０．１５質量％以下であってよい。前記範囲内であれば、不可避不純物として含有した場合に限らず、前記元素を添加する場合であっても、本発明の効果を妨げることが抑制される。

タブ用アルミニウム合金塗装板を構成するアルミニウム合金板の板厚は、例えば０．１８ｍｍ以上０．４０ｍｍ以下であってよい。

アルミニウム合金板の組織
本発明の一実施形態においては、前記の合金組成とした上で、中間焼鈍を行わずに冷間圧延した後に、塗装焼付け処理で熱処理された状態のアルミニウム合金板の組織が、板厚中心部の所定領域にサブグレインを４０個以上有している。アルミニウム合金板の組織がサブグレインを所定数以上有する状態とすることで、強度を維持したままタブ裂け荷重を向上できるという従来は解決が困難であった課題を解決することができる。アルミニウム合金板が有するサブグレインは、板厚中心部の１００ｎｍ厚みの組織について圧延面の法線方向から観察した時に、２０５×１０^－１２ｍ^２を５万倍の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察して計数される。

サブグレインは亜結晶粒とも称され、小さな不定形の粒であり、冷間圧延などにより転位が導入された材料（組織）が、与えられた温度、時間、ひずみのもと、エネルギーの低い構造になろうと回復を進めることによって生じる。

すなわち、タブ用アルミニウム合金塗装板の場合、冷間圧延によって導入された転位セル壁、変形帯などの転位密集領域の転位が合体消滅と再配列することにより、シャープな境界をもつサブグレインが生じる。転位密集領域が多数形成されると、新たに移動してきた転位と合体消滅する確率が高くなり、加工硬化指数（ｎ値）が低下するが、サブグレイン組織となることで加工硬化指数（ｎ値）が向上する。加工硬化指数（ｎ値）が向上すると応力集中部の塑性変形域が拡大し、耐タブ裂け性が向上する。このためサブグレインが多いほどタブ裂け荷重が向上する。

観察されるサブグレインの一例を図２に示す。図２は、５万倍の倍率の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）画像の一例である。転位密集領域１００とサブグレイン２００が混在しており、サブグレイン２００は、その境界である外縁形状がシャープ（鮮明で明確）な、内部に転位の少ない、小さな１つ１つの不定形の粒として結晶粒の中で識別される。

このように透過型電子顕微鏡の観察視野において、個々のサブグレインの数を数えることができる。なお、所定の観察視野内に存在するサブグレインの数の代わりに、サブグレインの面積率を測定することも考えられるが、その場合はサブグレインのサイズが考慮されないため、粗大なサブグレイン組織である場合でも高いサブグレイン面積率が得られる。粗大なサブグレイン組織は微細なサブグレイン組織に比べ転位密度が低いため、強度が低くなりタブとして必要な強度が得られなくなる。

したがって、一実施形態において、サブグレインの大きさは、例えば円相当径として１０００ｎｍ以下、好ましくは８００ｎｍ以下、より好ましくは６００ｎｍ以下である。サブグレインの円相当径の下限は例えば５０ｎｍ以上である。円相当径は、サブグレインの境界長を測定し、境界長と同じ長さの円周長を有する円の直径として算出される。

一実施形態において、タブ用アルミニウム合金塗装板を構成するアルミニウム合金板の板厚中心部の所定領域におけるサブグレインの個数は、４０個以上であってよく、好ましくは５０個以上、より好ましくは６０個以上である。サブグレインの個数の上限は、例えば６００個以下、又は４００個以下である。

アルミニウム合金板の板厚中心部の所定領域におけるサブグレイン化が進行していない場合、サブグレインの個数が４０個未満と少ない場合、アルミニウム合金板が高強度となるが、その一方で、優れた耐タブ裂け性とタブ折れ強度（高強度）とを両立することができない場合がある。すなわち、タブ用アルミニウム合金塗装板の高強度を維持したまま耐タブ裂け性を向上できない場合がある。

タブ用アルミニウム合金塗装板は、強度と耐タブ裂け性に優れる。タブ用アルミニウム合金塗装板の板強度は、例えば、０．２％耐力として、例えば３００ＭＰａ以上であってよく、好ましくは３２０ＭＰａ以上、より好ましくは３３０ＭＰａ以上、更に好ましくは３４０ＭＰａ以上である。タブ用アルミニウム合金塗装板の板強度の上限は０．２％耐力として、例えば３９０ＭＰａ以下である。また、タブ用アルミニウム合金塗装板の耐タブ裂け性は、例えば図３に模式的に示す方法で求まるタブ裂け模擬荷重によって評価することができる。図３に示す方法によるタブ裂け模擬荷重は、例えば６５Ｎ以上であってよく、好ましくは６７Ｎ以上、より好ましくは６８Ｎ以上、更に好ましくは７０Ｎであってもよい。また、タブ裂け模擬荷重の上限は、例えば１００Ｎ以下程度である。０．２％耐力が３００ＭＰａ以上であって、タブ裂け模擬荷重が６５Ｎ以上であると、充分な強度を維持しつつ、タブ折れ、タブ裂け等を発生させることなく開缶動作が可能である。なお、タブ裂け模擬荷重の評価方法の詳細については後述する。

以上で説明したアルミニウム合金板の組織及び特性は、冷間圧延板（冷間圧延後の板）に塗装及び塗装焼付け処理を施した後のアルミニウム合金塗装板（プレコート板）の組織及び特性である。なお、このような組織及び特性は、塗装及び塗装焼付け処理を施さずとも、あるいはタブに成形せずとも、冷間圧延板に、塗装焼付け処理を模擬した特定条件での熱処理を施した後の、アルミニウム合金板の組織及び特性であってもよい。これらの組織及び特性は、塗装焼付け処理と熱処理との条件が同じであれば、同じか、あるいは僅差により同じと見なすことができる組織及び特性となる。

タブ用アルミニウム合金塗装板は、アルミニウム合金板の片面又は両面に設けられる樹脂層を備えるプレコート板であってよい。樹脂層は、エポキシ系、塩ビゾル系、ポリエステル系等の有機塗料を塗布した後、熱処理して形成される焼付け樹脂層であってよい。有機塗料が塗布されるアルミニウム合金板は、クロメート系、ジルコン系等の表面処理剤で表面処理又は化成処理された表面処理済みアルミニウム合金板であってよい。熱処理の温度は例えば、メタル到達温度（ＰＭＴ：ＰｅａｋＭｅｔａｌＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）が２００℃以上２９０℃以下程度となる温度であってよい。樹脂層の厚みは、例えば０．５μｍ以上１５μｍ以下程度であってよい。

製造方法
タブ用アルミニウム合金塗装板を構成するアルミニウム合金板の製造方法の一例について説明する。アルミニウム合金板の製造方法は、第１工程である鋳造工程と、第２工程である均質化熱処理工程と、第３工程である熱間圧延工程と、第４工程である冷間圧延工程とを含み、これらの工程をこの順に行うものである。

（第１工程から第３工程：鋳造工程、均質化熱処理工程、熱間圧延工程）
第１工程は、目的の組成を有する鋳塊を半連続鋳造法にて作製する工程である。第２工程は、第１工程で作製されたアルミニウム合金の鋳塊に均質化熱処理を施す工程である。

第１工程では、半連続鋳造法（ＤＣ（ｄｉｒｅｃｔｃｈｉｌｌ）鋳造）によりアルミニウム合金を鋳造して鋳塊を得る。次に、鋳塊表層の不均一な組織となる領域を面削にて除去する工程と均質化熱処理を施す第２工程を行う。この均質化熱処理は、例えば４００℃以上５７０℃以下の範囲で実施され、続く熱間圧延の予備加熱を兼ねる。

第３工程は、第２工程で均質化熱処理を施されたアルミニウム合金の鋳塊を熱間圧延する工程である。熱間圧延により得る熱間圧延板の板厚は、通常、冷間圧延して得られる製品板の板厚から冷間圧延による総圧延率を逆算して設定する。

熱間圧延の終了温度である巻き取り温度は、例えば３００℃以上４００℃以下であり、好ましくは３２０℃以上３７０℃以下である。巻き取り温度が３００℃以上であると、熱間圧延板の再結晶率が向上して、塗装焼付け後のアルミニウム合金板合金塗装板のタブ裂け模擬荷重がより向上する。一方、巻取り温度が４００℃以下であると、板表面に焼付きと呼ばれる表面欠陥が発生することが抑制され、板表面の性状が良化する。

第４工程は、第３工程で熱間圧延された熱間圧延板を冷間圧延する工程である。第４工程では、熱間圧延板を、中間焼鈍を施すことなく冷間圧延して、所定の板厚のアルミニウム合金板に仕上げる。冷間圧延は、熱間圧延板が適切な荷重の範囲で製品板の板厚まで圧延されるように、所定の総圧延率となる複数回のパスを設定して行う。なお、パスとは、一対のワークロール間を板が１回通板して圧延されることをいう。

冷間圧延の総圧延率は、８５．０％以上９５．０％以下とすることが好ましく、より好ましくは８７．０％以上９３．０％以下である。冷間圧延の総圧延率が８５．０％以上９５．０％以下であると、アルミニウム合金板の強度が充分に得られるほか、転位密度が高くなり、塗装焼付け処理後のサブグレイン化が促進され、本発明で規定する範囲のサブグレイン個数とすることができる。その結果、耐タブ裂け性が向上する傾向がある。

冷間圧延の総圧延率を所定の範囲とすることに加えて、冷間圧延の最終圧延パスとその直前の圧延パスの通板間隔を０．３３秒以内とすることが好ましい。上記通板間隔を０．３３秒以内とすることで最終圧延パスでの動的回復がより促進され、前記転位密集領域においてサブグレインの形成がより促進され、次工程の塗装焼付時に従来よりも多くのサブグレインが形成される。なお、通板間隔の範囲は、好ましくは０．３２秒以内、更に好ましくは０．３１秒以内である。

以上の工程で製造されるアルミニウム合金板には、クロメート系、ジルコン系などの表面処理剤で化成処理が施される。その後、エポキシ系樹脂、塩ビゾル系、ポリエルテル系などを含む有機塗料が塗布されて塗膜が形成される。形成された塗膜に対して、ＰＭＴ（メタル到達温度）が２００℃以上２９０℃以下程度で、塗装焼付け処理することで、プレコート板としてのタブ用アルミニウム合金塗装板が製造される。

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

（供試材の作製）
表１に示す組成からなるアルミニウム合金を半連続鋳造法にて鋳造し、第１工程及び第２工程として示した方法で面削、均質化熱処理を行い、冷却すること無く、熱間圧延した。熱間圧延の終了温度を巻取り温度として３００℃以上３７０℃以下とした。そして、得られた熱間圧延板を、中間焼鈍を施すこと無く、表１に示す条件で冷間圧延して板厚０．２５ｍｍの冷間圧延板としてアルミニウム合金板を得た。なお、表１に示す組成の残部はＡｌと不可避不純物である。また、冷延率は、冷間圧延における総圧延率であり、通板間隔は、冷間圧延における最終圧延パスとその直前の圧延パス間の所要時間である。

続いて、得られたアルミニウム合金板に対し、化成処理を施した後、エポキシ系塗料を塗布し、連続焼付け炉により２００℃以上２９０℃以下のＰＭＴで焼付け処理した。なお焼付け温度及び焼付け時間は、Ｎｏ．１からＮｏ．３のいずれの製造例においても同等とした。

製造したアルミニウム合金塗装板を供試材とし、以下の方法でサブグレイン個数、０．２％耐力、及びタブ裂け模擬荷重（耐タブ裂け性）を測定した。その結果を表１に示す。

サブグレインの個数
各供試材の板厚中心から両厚さ方向にそれぞれ５０ｎｍ厚の領域の組織を圧延面の法線方向から５万倍の倍率の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）による観察によりサブグレインをカウントして、サブグレインの個数を算出した。

具体的には、前記供試材を機械研磨して、板厚中心から両厚さ方向に０．０５ｍｍ（厚さ０．１ｍｍ）とした後、ツインジェット式電解研磨法にて厚さおよそ１００ｎｍの薄膜にし、この薄膜を透過型電子顕微鏡にて、圧延面の法線方向から、５万倍の倍率で２０５×１０^－１２ｍ^２の領域を撮影した。撮影視野内で測定したサブグレインの数を合計しサブグレインの個数を算出した。なお、サブグレインの個数の上限は特に定めないが、その上限は通常４００から６００個程度である。

０．２％耐力の測定
各供試材について、引張方向が圧延方向と平行になるＪＩＳ－５号引張試験片を作製し、ＪＩＳＺ２２４１の規定に準じて引張試験を行い、塗膜厚さを除した板厚を算出し０．２％耐力を求めた。０．２％耐力の適性範囲は３００ＭＰａ以上であり、この範囲であれば薄肉化したタブであってもタブ折れ強度を満足する。なお、０．２％耐力の上限は特に定めないが、成形性等への悪影響を考慮するとその上限は通常３９０ＭＰａ程度である。

タブ裂け模擬荷重の測定
各供試材から図３Ａに示す試験片を作製し、タブ裂けを模擬した引き裂き試験を実施し、タブ裂け模擬荷重を求めた。引き裂き試験は、図３Ｂに示すように、試験片の部位２６と部位２７を引張試験機の片側のチャックに挟み、部位２８をもう片側のチャックに挟んで固定し、引張試験のチャック速度１０ｍｍ／ｍｉｎで引き裂き試験を行った。試験片の穴の内径はどちらも２．０ｍｍである。この引き裂き試験により、試験片の穴３１及び３２でそれぞれ亀裂が発生する際のピーク荷重を図４に示すとおり測定した。試験は同じ供試材から作製した試験片をそれぞれ用いて８回実施し、各試験で測定した２つのピーク荷重の最小の測定結果を抽出し平均した値をタブ裂け模擬荷重とした。なお引き裂き試験で穴３１及び穴３２が同時に裂ける場合があり、この場合は１回の試験で得られるピーク荷重が１つとなりピーク荷重も高くなる。本発明では引き裂き試験で得られるピーク荷重が１つの場合は試験結果から除外した。タブ裂け模擬荷重の適正範囲は６５Ｎ以上とした。タブ裂け模擬荷重が６５Ｎ以上であれば、開缶動作時にタブ裂けを発生させることなく開缶動作を完了することができ、耐タブ裂け性に優れる。

表１に示すように、アルミニウム合金塗装板の組成が本発明の規定範囲内のＮｏ．１からＮｏ．３は、サブグレインの個数が本発明の規定範囲内にあるから、実施例に該当する。Ｎｏ．１からＮｏ．３のいずれも、冷間圧延の最終パスとその直前のパスの通板間隔が０．３３秒以内であり、タブ裂け模擬荷重（耐タブ裂け性）も合格値に達している。また図５に示すようにタブ裂け模擬荷重と通板間隔は概ね比例関係にあり、線形近似線の傾きからタブ裂け模擬荷重が６５Ｎ以上となる通板間隔は０．３３秒程度となると予想される。また図６に示すようにタブ裂け模擬荷重とサブグレインの個数とは概ね比例関係にあり、線形近似線の傾きからタブ裂け模擬荷重が６５Ｎ以上となるサブグレインの個数は約４０個以上と予想される。

１タブ
２蓋材
１１リベット穴
１４インナーランス
２１リベット部
１００転位密集領域
２００サブグレイン

Claims

Ｓｉ：０．０５質量％以上０．４０質量％以下、Ｆｅ：０．０５質量％以上０．５０質量％以下、Ｃｕ：０．０１質量％以上０．３０質量％以下、Ｍｎ：０．１質量％以上０．６質量％以下、Ｍｇ：４．０質量％以上６．０質量％以下を含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなるアルミニウム合金板と、樹脂層とを備え、
板厚中心から両厚さ方向にそれぞれ５０ｎｍ厚の領域の組織について圧延面の法線方向から観察した時に、５万倍の透過型電子顕微鏡により撮影される画像において２０５×１０^－１２ｍ^２の領域中に総計４０個以上のサブグレインを有するタブ用アルミニウム合金塗装板。
前記アルミニウム合金板は、Ｔｉ含有量が０．１質量％以下である請求項１に記載のタブ用アルミニウム合金塗装板。