JP6795281B2

JP6795281B2 - Ｄｉ缶の製造方法

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Publication number: JP6795281B2
Application number: JP2014153747A
Authority: JP
Inventors: 政幸武井; 山下　淳; 淳山下; 友明飯村
Original assignee: Universal Can Corp
Current assignee: Altemira Can Co Ltd
Priority date: 2014-07-29
Filing date: 2014-07-29
Publication date: 2020-12-02
Anticipated expiration: 2034-07-29
Also published as: JP2016030279A

Description

本発明は、飲料等の内容物が密封される缶体に用いられるＤＩ缶の製造方法に関するものである。

飲料等の内容物が充填、密封される缶体が、広く市場において流通している。例えば、開口端部に缶蓋が巻締められるフランジ部が形成された缶や、開口端部にキャップが螺着されるボトル缶がある。

このような缶体に用いられるＤＩ缶は、従来、ＪＩＳ３００４（ＡＡ３００４）又はＪＩＳ３１０４（ＡＡ３１０４）などのＡｌ合金からなる板材に絞りしごき加工（Ｄｒａｗｉｎｇ＆Ｉｒｏｎｉｎｇ）やトリミング加工等を施すことにより形成されている。

特開２００８−５７０１９号公報特開２００５−４８２８８号公報特開２０１１−６３８６９号公報

近年、ＣＯ_２排出量削減等環境保護の観点から、使用する原材料の削減による、アルミニウム缶の軽量化の要請が強くなっている。具体的には、０．１ｇ以上（約１％以上）の缶重量削減を目指し、耐圧強度の低下や生産性を阻害せず、さらに流通ピンホールに強い軽量缶の開発が必要になっている。一缶あたり、０．１ｇの削減でも、アルミニウム缶市場年間１８０億缶に適用できれば、大きな環境負荷低減が達成できる。

缶の軽量化を進める上では、板材（成形前のＤＩ缶の板状素材、以下ブランクということがある）の元板厚を薄くせざるを得ないが、薄く圧延されたアルミニウム合金材料は、異方性が大きくなりやすい（Ａｌ合金材料の異方性については、例えば特開２００８−１２６２４９号公報を参照）。

Ａｌ合金材料の異方性が大きくなると、耳率が２％以上にも達して、板材から成形（絞りしごき加工）した有底筒状のＤＩ缶（トリミング加工前のもの）の開口端部に生じる耳が大きくなる。耳とは、上記ＤＩ缶の開口端部に形成される凹凸波形状のうち、山の部分（凸部）である。また、耳率とは、例えば上記特許文献１に記載されているように、ＤＩ缶（成形カップ）の開口端部に形成される耳の大きさに基づいて算出される、アルミニウム合金材料の異方性の指標となる値（指数）である。

また薄いブランクを使用すると、元板厚が維持される缶の底部（ボトム）の耐圧が低くなるため、従来よりも強度の高いＡｌ合金材料を使用することが必要になるが、このようなＡｌ合金材料は異方性が大きくなりやすく、そのため耳も大きくなる。
ＤＩ缶の開口端部に形成される耳の大きさ（耳高さ）が大きくなると、耳が製造装置の金型に衝突するなどして、いわゆる耳ちぎれ（耳がＤＩ缶から分離したり割れたりする現象）が生じる。このような耳ちぎれが発生すると、ちぎれた耳を挟み込んだまま成形するなどにより、ＤＩ缶に圧痕や割れが生じるおそれがある。従って耳ちぎれは、缶の製造上及び品質上において、好ましくない。

また、ＤＩ缶の開口端部は、絞りしごき加工後に、トリミング加工、ネッキング加工等の工程を経て、フランジ成形（フランジング加工）されるが、このフランジ成形時の割れを抑制することについても、改善の余地があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、缶重量の削減を図って異方性が大きい（つまり耳率が高い）アルミニウム合金材料を使用しても、耳ちぎれを抑制でき、またフランジ成形時の割れも抑制することができ、これにより缶の生産性を高め品質を良好に維持できるＤＩ缶の製造方法を提供することを目的としている。

このような課題を解決して、前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明のＤＩ缶の製造方法は、板厚が０．２９０ｍｍ以下、耳率が２〜４％であるアルミニウム合金材料の円板状の板材を打ち抜き加工する板材打ち抜き工程と、前記板材に絞りしごき加工を施して、有底筒状のＤＩ缶に成形する絞りしごき工程と、前記ＤＩ缶の胴部の開口端部をネッキング加工して、前記胴部における開口端部以外の部位よりも縮径させ、上方に向かって縮径されたネック部を成形するネッキング工程と、前記ネック部の上方に位置するとともに、上方に向かって拡径されたフランジ部を成形するフランジング工程と、を備え、前記耳率とは、アルミニウム合金材料の異方性の指標となる値であり、板材径：５５ｍｍ、ポンチ径：３３ｍｍ、絞り比：１．６７、の条件で前記板材から有底筒状のカップを成形し、この成形カップの開口端部の凹凸波形状をなす端縁のうち、山になっている部分の平均高さと、谷になっている部分の平均高さから、耳率〔％〕＝１００×（山の平均高さ−谷の平均高さ）／谷の平均高さ（なお上記「高さ」は、成形カップを載置する載置面と、山又は谷との間のカップ軸方向に沿う距離）により算出され、前記絞りしごき工程では、前記ＤＩ缶を、当該ＤＩ缶の胴部の材料体積を前記胴部における外面の表面積で除した値が０．１３ｍｍ^３／ｍｍ^２以上０．１３９ｍｍ^３／ｍｍ^２以下となるように成形し、前記胴部のしごき長さを１１０ｍｍ以下とし、前記開口端部に周方向に沿って複数形成される耳の高さを６．５ｍｍ以下とし、前記ネッキング工程では、前記胴部の開口端部の縮径率が１５％以上となるように成形し、前記ネック部の最小径部分から前記フランジ部の上端縁までの径方向の幅を、周方向に間隔をあけて複数箇所において測定したときの、最大値と最小値との差を、０．２７ｍｍ未満とすることを特徴とする。

本発明に係るＤＩ缶の製造方法によれば、絞りしごき加工により成形された有底筒状のＤＩ缶は、胴部（ウォール）の材料体積を胴部の表面積で除した値が０．１３ｍｍ^３／ｍｍ^２以上に設定されるので、缶の胴部のしごき長さを短くできる。このため、耳率が２〜４％である異方性の大きいアルミニウム合金材料を用いつつも、ＤＩ缶（トリミング加工前のもの）の開口端部に形成される耳の大きさ（耳高さ）が小さく抑えられて、耳ちぎれを抑制できる。

なお、上記「胴部の表面積」とは、胴部における外面の表面積であり、具体的にこの胴部は、トリミング加工をする以前のＤＩ缶（つまり開口端部に耳を有するＤＩ缶）の胴部である。
また、上記「耳率」とは、成形カップ（ＤＩ缶の製造途中で作製されるカップ状体に近い形状のもの）の開口端部に形成される凹凸波形状の高さに基づいて算出される、アルミニウム合金材料の異方性の指標となる値（指数）であり、具体的には次のように求められる。
すなわち、
ブランク径：５５ｍｍ
ポンチ径：３３ｍｍ
絞り比：１．６７
の条件で有底筒状のカップを成形し、この成形カップの開口端部の凹凸波形状をなす端縁のうち、山になっている部分（凸部を指しており、以下「山」と省略）の平均高さと、谷になっている部分（凹部を指しており、以下「谷」と省略）の平均高さから、次式で算出する。なお、上記「高さ」は、例えば成形カップを載置する載置面（接地面）と、山又は谷との間のカップ軸（缶軸）方向に沿う距離である。
耳率〔％〕＝１００×（山の平均高さ−谷の平均高さ）／谷の平均高さ
なお、絞り比が決まっていれば成形カップの高さは耳率に影響しない。また、実際に製造されるＤＩ缶（凹凸波形状の開口端部をトリミングする以前のもの）を用いて耳率を測定することも可能ではあるが、この場合、材料がしごかれることで「谷の平均高さ」が高くなる可能性がある。従って、本発明でいう「耳率」は、上記条件にてカッピング加工した（つまりしごき加工されていない）、成形カップの耳率であることが好ましい。

また本発明によれば、上述のように缶の胴部のしごき長さが短くなるので、ＤＩ缶の開口端部の加工硬化を抑制でき、これによりフランジ成形時の割れが防止されて、フランジ成形性が向上する。
さらに、開口端部の各加工（トリミング、ネッキング、フランジング）後の寸法のばらつきを小さく抑えることが可能になり、その結果、該開口端部に成形されるフランジ部と缶蓋との巻締め精度が向上し、良好な密封性を得ることができる。

一方、例えば本発明とは異なり、胴部の材料体積を胴部の表面積で除した値が０．１３ｍｍ^３／ｍｍ^２未満であると、ＤＩ缶の開口端部に形成される耳の大きさ（耳高さ）が大きくなり、耳ちぎれが生じるおそれがある。また、缶の胴部のしごき長さが長くなるので、ＤＩ缶の開口端部の加工硬化が所期する程度を超えて大きくなり、フランジ成形時に割れが生じるおそれがある。また、開口端部の各加工（トリミング、ネッキング、フランジング）後の寸法ばらつきを小さく抑えることが難しくなる。
従って本発明において、胴部の材料体積を胴部の表面積で除した値は、０．１３ｍｍ^３／ｍｍ^２以上とされる。

以上より、本発明のＤＩ缶の製造方法によれば、缶重量の削減並びに缶の底部（ボトム）の耐圧強度の確保を図って、異方性が大きい（つまり耳率が２〜４％と高い）アルミニウム合金材料を使用しても、耳ちぎれを顕著に抑制でき、またフランジ成形時の割れを抑制でき、さらには缶蓋との巻締め精度を向上することができる。
これにより、缶の生産性を高めることができ、かつ、品質を良好に維持することができるのである。
一般に、異方性が大きいＡｌ合金材料を用いてＤＩ缶を成形すると、ネッキング加工による縮径率が大きくなるほどフランジ幅がばらつきやすくなり、フランジ部の寸法精度を確保することが難しくなる（つまり、フランジ部の巻締め時における密封性の確保が困難になる）。
そこで、本発明のように異方性材料の影響が生じにくいＤＩ缶であると、縮径率が１５％以上と大きく設定されていても、フランジ幅のばらつきを小さく抑えることができ、フランジ部の寸法精度を確保することができるとともに、該フランジ部の巻締め時の密封性を安定して確保できる。
なお、上記「縮径率」は、次式により求められる。
縮径率〔％〕＝１００×（胴部外径−ネック部外径）／胴部外径
上記式における「胴部外径」とは、胴部における開口端部以外の部位の外径（最大径）であり、「ネック部外径」とは、ネック部における最小径部分の外径である。
また、本発明のＤＩ缶の製造方法は、前記絞りしごき工程と前記ネッキング工程との間に、前記開口端部をトリミングするトリミング工程を備え、前記トリミング工程では、前記開口端部を切断してトリミングすることにより、前記開口端部における缶軸方向に沿う周壁の高さを、全周にわたって均等にし、トリム高さを１１３ｍｍ以上１１７ｍｍ以下とすることとしてもよい。

本発明に係るＤＩ缶の製造方法によれば、缶重量の削減を図って異方性が大きい（つまり耳率が高い）アルミニウム合金材料を使用しても、耳ちぎれを抑制でき、またフランジ成形時の割れも抑制することができ、これにより缶の生産性を高め品質を良好に維持することができる。

本発明の一実施形態に係るＤＩ缶の製造方法のうち、絞りしごき加工及びトリミング加工を説明する図である。ネッキング加工及びフランジング加工を施したＤＩ缶の縦断面図（半断面図）である。

以下、図面を参照し、本発明の一実施形態に係るＤＩ缶１０及びその製造方法について説明する。
本実施形態のＤＩ缶１０は、飲料等の内容物が充填、密封される缶体（ツーピース缶）に用いられるものである。缶体は、有底筒状のＤＩ缶１０と、該ＤＩ缶１０の開口端部に巻締められる円板状の缶蓋（不図示）と、を備えている。なお、本実施形態のＤＩ缶１０は、２１１／２０４径缶であるが、これに限定されるものではなく、それ以外の例えば２１１／２０６径缶等であってもよい。

図１（ｄ）及び図２に示されるように、ＤＩ缶１０は、円筒状をなす胴部（ウォール）１１と、概ね円板状をなす底部（ボトム）１２と、を備える。
図２において、胴部１１及び底部１２は、互いに同軸に配置されており、本明細書では、これらの共通軸を缶軸Ｏという。また、缶軸Ｏ方向に沿う底部１２側を下方、缶軸Ｏ方向に沿う底部１２とは反対側を上方という。
また、缶軸Ｏに直交する方向を径方向といい、この径方向のうち、缶軸Ｏに接近する向きを径方向の内側といい、缶軸Ｏから離間する向きを径方向の外側という。また、缶軸Ｏ回りに周回する方向を周方向という。

胴部１１における上端部は、缶の外部に開口する開口端部となっている。内容物は、この開口端部を通してＤＩ缶１０内に充填される。また、胴部１１における下端部は、底部１２により閉じられている。胴部１１の外径は、例えば６５〜６７ｍｍである。

底部１２は、缶軸Ｏ上に位置するとともに、上方（胴部１１の内部）に向けて膨出するように形成されたドーム部１２ａと、該ドーム部１２ａの外周縁部と胴部１１の下端部とを接続するヒール部１２ｃと、を備える。
図２に示される縦断面視で、ヒール部１２ｃは、胴部１１の下端部から下方に向かうに従い漸次径方向の内側へ向けて傾斜している。また、ヒール部１２ｃにおける胴部１１との接続部分（つまりヒール部１２ｃの上端部）は、凸曲面状をなしており、具体的にはこの縦断面視において、径方向の外側へ向けて凸となる曲線状（凸曲線）に形成されている。

ここで、図２に符号Ｈで示される直線（２点鎖線）は、ヒール部１２ｃにおける前記凸曲線の曲率半径の中心を通り、缶軸Ｏに垂直な仮想の水平面を表している。
本明細書では、ＤＩ缶１０の周壁（外周壁）のうち、水平面Ｈの上方に位置する部位が胴部１１とされ、水平面Ｈの下方に位置する部位が底部１２とされている。具体的には、ＤＩ缶１０の周壁において、水平面Ｈの下方に位置する底部１２の部分が、ヒール部１２ｃとなっている。なお、胴部１１と底部１２の境界（水平面Ｈ）については、後述するトリミング加工前のＤＩ缶Ｗ２（図１（ｃ）参照）、及び、トリミング加工後のＤＩ缶Ｗ３（図１（ｄ）参照）においても同様である。

また図２において、底部１２におけるドーム部１２ａとヒール部１２ｃとの接続部分は、このＤＩ缶１０が正立姿勢（図２に示される、胴部１１の開口端部が上方を向く姿勢）となるように接地面（載置面）Ｌ上に載置されたときに、接地面Ｌに接する接地部１２ｂとなっている。接地部１２ｂは、底部１２において最も下方に向けて突出しているとともに、周方向に沿って延びる環状をなしている。

次に、図１を参照して、アルミニウム合金材料の板材（ブランク）Ｗから有底筒状のＤＩ缶１０を製造する工程の一例を説明する。
ＤＩ缶１０は、板材打ち抜き工程、絞りしごき工程（カッピング工程及びＤＩ工程を含む）、トリミング工程、塗装工程、ネッキング工程、及び、フランジング工程をこの順に経て、製缶される。

[板材打ち抜き工程]
Ａｌ合金材料からなる鋳塊に熱間圧延、冷間圧延及び焼鈍を施して所定板厚の中間板材を形成した後に、該中間板材に冷間仕上げ圧延を施すことにより最終板厚とされた圧延材を用意し、この圧延材を打ち抜いて、図１（ａ）に示されるように、円板状の板材（ブランク）Ｗを成形する（打ち抜き加工する）。

板材Ｗは、例えば、板厚（元板厚）が０．２９０ｍｍ以下、ＡＢ耐力２６５Ｎ／ｍｍ^２以上である。なお、板材Ｗとして用いられるＡｌ合金材料の組成としては、上述した板厚及びＡＢ耐力を満たすものであればよく、種々に選択可能である。
具体的には、上記Ａｌ合金材料として、例えば、重量％（以下、同じ）で、Ｓｉ≦０．４％、Ｆｅ≦０．５％、Ｃｕ：０．０５〜０．３％、Ｍｎ：１．０〜１．５％、Ｍｇ：０．８〜１．３％、Ｚｎ≦０．２５％とされ、残部がＡｌ及び不可避不純物とされた組成のものを用いることができる。
また板材Ｗは、耳率が２〜４％とされている。この耳率については、後述する。

[絞りしごき工程]
次に、図１（ｂ）に示されるように、板材Ｗをカッピングプレスによって絞り加工して、カップ状体Ｗ１に成形する。
さらに、図１（ｃ）に示されるように、ＤＩ加工装置によって、カップ状体Ｗ１に再絞りしごき加工を施して、有底筒状のＤＩ缶Ｗ２に成形する。
つまり本明細書でいう「絞りしごき工程（絞りしごき加工）」には、カッピング工程（カッピング加工）及びＤＩ工程（ＤＩ加工）が含まれる。

再絞りしごき加工に用いられるＤＩ加工装置は、再絞り加工するための円形の貫通孔を有する一枚の再絞りダイと、この再絞りダイと同軸に配列される円形の貫通孔を有する複数枚（例えば、３枚）のアイアニング・ダイ（しごきダイ）と、アイアニング・ダイと同軸とされ、上記それぞれのアイアニング・ダイの各貫通孔の内部に嵌合可能とされ、ダイの軸方向に移動自在とされる円筒状のパンチスリーブと、このパンチスリーブの外側に嵌合された円筒状のカップホルダースリーブと、を備えている。

ＤＩ加工装置による再絞り加工は、カップ状体Ｗ１をパンチスリーブと再絞りダイとの間に配置し、カップホルダースリーブ及びパンチスリーブを前進させて、カップホルダースリーブが、再絞りダイの端面にカップ状体Ｗ１の底面を押し付けてカップ押し付け動作を行いながら、パンチスリーブがカップ状体Ｗ１を再絞りダイの貫通孔内に押し込むことにより行われる。
その結果、所定の内径を有する再絞り加工されたカップ状体（不図示）が成形される。引き続き、再絞り加工されたカップ状体を複数のアイアニング・ダイを順次通過させて徐々にしごき加工をして、カップ状体の周壁をしごいて該周壁を延伸させ、周壁高さを高くするとともに壁厚を薄くして、有底筒状のＤＩ缶Ｗ２を成形する。

しごき加工が終了したＤＩ缶Ｗ２は、パンチスリーブがさらに前方に押し出して底部をボトム成形金型に押圧することにより、底部が、例えばドーム形状に形成される。
このＤＩ缶Ｗ２は、上述のように周壁がしごかれることで冷間加工硬化され、強度が高くされる。

絞りしごき加工されたＤＩ缶Ｗ２の開口端部Ｗ２ａは、周方向に向かうに従い缶軸Ｏ方向に波打つような凹凸形状（凹凸波形状）に形成されている。なお、この凹凸波形状は、板材Ｗをカップ状体Ｗ１に成形したときから付与されている。この開口端部Ｗ２ａの凹凸波形状をなす端縁のうち、上方に突出する山となっている部分（凸部）が、耳１５である。耳１５は、開口端部Ｗ２ａにおいて周方向に沿って複数形成される。これらの耳１５は、例えばアルミニウム合金の結晶学的異方性に起因して生じるものである。

耳１５の高さ（山の平均高さ−谷の平均高さ）が大きくなると、耳ちぎれやトリム欠けが発生するなどして、所望の品質が得られなくなる。このため、耳１５の高さを６．５ｍｍ以下に抑えることが必要である。
このＤＩ缶Ｗ２は、耳１５の高さが６．５ｍｍ以下となっており、本実施形態では、６．０ｍｍ以下にまで抑えられている。その理由については、後述する。
このようにして、胴部１１と底部１２とを有するＤＩ缶Ｗ２が成形される。

そして、本実施形態では、上述のように板材Ｗに絞りしごき加工を施して得た有底筒状のＤＩ缶Ｗ２において、胴部１１の材料体積を胴部１１の表面積で除した値が、０．１３ｍｍ^３／ｍｍ^２以上になるように設定している。なお、上記「胴部１１の表面積」とは、胴部１１における外面の表面積であり、具体的にこの胴部１１は、トリミング加工をする以前のＤＩ缶（つまり開口端部Ｗ２ａに耳１５を有するＤＩ缶）Ｗ２の胴部１１である。
このように、ＤＩ缶Ｗ２の胴部１１の表面積で胴部１１の材料体積を除した値を０．１３ｍｍ^３／ｍｍ^２以上としたので、本実施形態のように耳率が高く、異方性の大きいアルミニウム合金を用いた場合であっても、ＤＩ缶Ｗ２の開口端部Ｗ２ａに形成される耳１５の高さを、６．５ｍｍ以下に抑えることができるのである。

[トリミング工程]
次に、ＤＩ缶Ｗ２の開口端部Ｗ２ａをトリミングする。
すなわち、上記ＤＩ加工装置によって形成されたＤＩ缶Ｗ２の開口端部Ｗ２ａは、耳１５が形成されて高さが不均一であるため、このＤＩ缶Ｗ２の開口端部Ｗ２ａを切断してトリミングすることにより、図１（ｄ）に示されるように、胴部１１の開口端部Ｗ３ａにおける缶軸Ｏ方向に沿う周壁の高さを、全周にわたって均等にする。
これにより、胴部１１の開口端部Ｗ３ａに耳１５を有さない（耳１５が切除された）、トリミング加工後のＤＩ缶Ｗ３が得られる。

[塗装工程]
このＤＩ缶Ｗ３を洗浄し、潤滑油等を除去した後に、表面処理を施して乾燥し、次いで外面印刷、外面塗装を施し、その後内面塗装を施す。
外面塗装は、例えば、ポリエステル系塗料を使用して、ＤＩ缶Ｗ３の胴部１１の外面に印刷、塗装をし、この外面印刷及び外面塗装がされたＤＩ缶Ｗ３をオーブンで加熱乾燥する。なお、オーブンにより加熱乾燥する際は、胴部１１の開口端部Ｗ３ａから内部へ向けて、略水平方向に延在する搬送用ピンが挿入され、該搬送用ピンがＤＩ缶Ｗ３を支持しつつ、チェーンやモータ等を備えた駆動機構により、移動させられる。また内面塗装は、ＤＩ缶Ｗ３の内面に、例えば、エポキシ系塗料を使用して塗装をした後、オーブンで加熱乾燥する。

[ネッキング工程、フランジング工程]
次いで、ＤＩ缶Ｗ３にネッキング加工及びフランジング加工を施す。これにより、図２に示されるように、胴部１１が開口端部（上方）に向かって縮径されたネック部１３と、ネック部１３の上方に位置するとともに、開口端部に向かって拡径されたフランジ部１４と、を有するＤＩ缶１０に成形する。

なお、本実施形態のネッキング工程においては、胴部１１の開口端部を、スピンフローネッキング加工により成形する。
具体的には、不図示のスピンフローネッキング装置によりスピンフローネッキング加工を施す。
スピンフローネッキング装置は、予めダイネッキングにより胴部１１の開口端部周辺にプレネックが施されたＤＩ缶１０の底部１２を吸着支持するベースパッドと、該ベースパッドによりＤＩ缶１０を缶軸Ｏ回りに回転させながらＤＩ缶１０の開口端部周辺に嵌入されるスライドロールと、該スライドロールより小径でＤＩ缶１０の内部に挿入される内部ロールと、缶の外部に配置されＤＩ缶１０の径方向に往復移動可能に設けられる成形ロール（外部ロール）と、を備える。
このスピンフローネッキング装置により、ＤＩ缶１０の胴部１１を内部ロールと成形ロールとの間に挟んで開口端部に向けて縮径し、ＤＩ缶１０に、胴部１１における開口端部以外の部位よりも縮径されたネック部１３を成形する。

なお、ネッキング工程は、上述したスピンフローネッキング加工による成形に限定されるものではない。すなわち、ネッキング工程において、胴部１１の開口端部を、スムースダイネッキング加工により成形してもよい。
この場合、具体的には、例えば、胴部１１の開口端部の外側に同心に配置された円環状のネッキングダイに対して、該開口端部をＤＩ缶１０の缶軸Ｏ方向に複数回にわたって押し当てることにより、ＤＩ缶１０の開口端部を順次縮径して、ネック部１３を形成する。

上述のネッキング工程により、胴部１１の開口端部はネッキング加工されて、該胴部１１における開口端部以外の部位よりも縮径させられる。ネッキング加工により成形された胴部１１の開口端部の縮径率は、１５％以上に設定される。
なお、上記「縮径率」は、次式により求められる。
縮径率〔％〕＝１００×（胴部１１外径−ネック部１３外径）／胴部１１外径
上記式における「胴部１１外径」とは、胴部１１における開口端部以外の部位の外径（最大径）であり、「ネック部１３外径」とは、ネック部１３における最小径部分の外径である。

このようにして、ＤＩ缶１０が製造され、フランジング工程の後工程へと搬送される。この後工程では、ＤＩ缶１０の内部に飲料等の内容物が充填され、フランジ部１４に缶蓋が巻締められて、缶体が密封される。

ここで、ＤＩ缶１０の製造に用いられる板材Ｗについて、より詳しく説明する。
板材Ｗは、異方性の大きいアルミニウム合金材料からなり、具体的には、その耳率が２〜４％である。
本明細書でいう上記「耳率」とは、成形カップ（例えば図１（ｂ）に示されるカップ状体Ｗ１を参照）の開口端部に形成される凹凸波形状の高さに基づいて算出される、アルミニウム合金材料の異方性の指標となる値（指数）であり、具体的には次のように求められる。
すなわち、
ブランク径：５５ｍｍ
ポンチ径：３３ｍｍ
絞り比：１．６７
の条件で有底筒状のカップを成形し、この成形カップの開口端部の凹凸波形状をなす端縁のうち、山になっている部分（凸部を指しており、以下「山」と省略）の平均高さと、谷になっている部分（凹部を指しており、以下「谷」と省略）の平均高さから、次式で算出する。なお、上記「高さ」は、例えば成形カップを載置する載置面（接地面Ｌ）と、山又は谷との間のカップ軸（缶軸Ｏ）方向に沿う距離である。
耳率〔％〕＝１００×（山の平均高さ−谷の平均高さ）／谷の平均高さ
なお、絞り比が決まっていれば成形カップの高さは耳率に影響しない。また、実際に製造されるＤＩ缶Ｗ２（凹凸波形状の開口端部Ｗ２ａをトリミングする以前のもの）を用いて耳率を測定することも可能ではあるが、この場合、材料がしごかれることで「谷の平均高さ」が高くなる可能性がある。従って、本実施形態でいう「耳率」は、上記条件にてカッピング加工した（つまりしごき加工されていない）、成形カップの耳率であることが好ましい。

以上説明した本実施形態に係るＤＩ缶１０及びその製造方法によれば、絞りしごき加工により成形された有底筒状のＤＩ缶Ｗ２は、胴部（ウォール）１１の材料体積を胴部１１の表面積で除した値が０．１３ｍｍ^３／ｍｍ^２以上に設定されるので、缶の胴部１１のしごき長さを短くできる。このため、耳率が２〜４％である異方性の大きいアルミニウム合金材料を用いつつも、ＤＩ缶Ｗ２（トリミング加工前のもの）の開口端部Ｗ２ａに形成される耳１５の大きさ（耳高さ）が小さく抑えられて、耳ちぎれを抑制できる。
なお、本明細書でいう上記「しごき長さ」とは、トリミング加工後のＤＩ缶Ｗ３（１０）における胴部１１の下端部（水平面Ｈ）と、開口端部Ｗ３ａと、の間の缶軸Ｏ方向に沿う距離を指しており、本実施形態では、しごき長さが１１０ｍｍ以下である。

また、缶の胴部１１のしごき長さが短くなるので、ＤＩ缶１０の開口端部の加工硬化を抑制でき、これによりフランジ成形時の割れが防止されて、フランジ成形性が向上する。
さらに、開口端部の各加工（トリミング、ネッキング、フランジング）後の寸法のばらつきを小さく抑えることが可能になり、その結果、該開口端部に成形されるフランジ部１４と缶蓋との巻締め精度が向上し、良好な密封性を得ることができる。

一方、例えば本実施形態とは異なり、胴部１１の材料体積を胴部１１の表面積で除した値が０．１３ｍｍ^３／ｍｍ^２未満であると、ＤＩ缶Ｗ２の開口端部Ｗ２ａに形成される耳１５の大きさ（耳高さ）が大きくなり、耳ちぎれが生じるおそれがある。また、缶の胴部１１のしごき長さが長くなるので、ＤＩ缶１０の開口端部の加工硬化が所期する程度を超えて大きくなり、フランジ成形時に割れが生じるおそれがある。また、開口端部の各加工（トリミング、ネッキング、フランジング）後の寸法ばらつきを小さく抑えることが難しくなる。
従って本実施形態において、胴部１１の材料体積を胴部１１の表面積で除した値は、０．１３ｍｍ^３／ｍｍ^２以上とされる。

以上より、本実施形態のＤＩ缶１０及びその製造方法によれば、缶重量の削減並びに缶の底部（ボトム）１２の耐圧強度の確保を図って、異方性が大きい（つまり耳率が２〜４％と高い）アルミニウム合金材料を使用しても、耳ちぎれを顕著に抑制でき、またフランジ成形時の割れを抑制でき、さらには缶蓋との巻締め精度を向上することができる。
これにより、缶の生産性を高めることができ、かつ、品質を良好に維持することができるのである。

また本実施形態では、胴部１１の開口端部が、ネッキング工程において、スピンフローネッキング加工又はスムースダイネッキング加工により成形されるので、ＤＩ缶１０の開口端部を効率的に成形でき、さらなる生産性の向上を図ることができる。
具体的に、本実施形態のように、ＤＩ缶１０の開口端部をスピンフローネッキング加工により成形することで、下記の効果を奏する。
すなわち、スピンフローネッキング加工においては、Ａｌ合金材料の異方性が大きい場合に（つまり耳率が大きい場合に）、加工に影響が出やすくなる可能性があるが、本実施形態のように異方性の影響が生じにくいＤＩ缶１０であると、スピンフローネッキング加工における不具合を回避できる。
なお、ＤＩ缶１０の開口端部をスムースダイネッキング加工により成形してもよく、この場合には、その後のフランジング加工による寸法のばらつきを小さく抑えることができる。

また本実施形態では、ネッキング工程において、胴部１１の開口端部がネッキング加工されて、該胴部１１における開口端部以外の部位よりも縮径させられているとともに、その縮径率が１５％以上に設定されるので、下記の効果を奏する。
すなわち一般に、異方性が大きいＡｌ合金材料を用いてＤＩ缶１０を成形すると、ネッキング加工による縮径率が大きくなるほどフランジ幅がばらつきやすくなり、フランジ部１４の寸法精度を確保することが難しくなる（つまり、フランジ部１４の巻締め時における密封性の確保が困難になる）。
そこで、本実施形態のように異方性材料の影響が生じにくいＤＩ缶１０であると、縮径率が１５％以上と大きく設定されていても、フランジ幅のばらつきを小さく抑えることができ、フランジ部１４の寸法精度を確保することができるとともに、該フランジ部１４の巻締め時の密封性を安定して確保できる。

なお、具体的に上記「フランジ幅のばらつき」とは、ネッキング加工した開口端部（ネック部１３）の内径部分（最小径部分）からフランジ部１４の外径端縁（上端縁）までの径方向（缶軸Ｏに直交する方向）の幅（長さ）を、周方向に間隔をあけて複数箇所（例えば８箇所）において測定したときの、最大値と最小値との差を表している。そして、この差が０．２７ｍｍ未満に収まっている場合が良好であり、０．２７ｍｍ以上である場合は、ばらついている。
つまり、上記差が０．２７ｍｍ以上であると、フランジ部１４に缶蓋を巻締めたときに寸法誤差（フランジ幅のばらつき）に起因して、密封不良が生じるおそれがある。

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

例えば、前述の実施形態では、板材（ブランク）Ｗについて、板厚（元板厚）が０．２９０ｍｍ以下とされ、ＡＢ耐力２６５Ｎ／ｍｍ^２以上であることとしたが、これに限定されるものではない。ただし、元板厚が薄くＡＢ耐力が高いＡｌ合金材料であるほど、異方性が大きくなり、耳ちぎれ現象が生じやすくなる傾向があるので、本発明を適用することにより、特に顕著な効果が得られやすい。
また、板材ＷのＡｌ合金材料の組成は、前述の実施形態で説明したものに限定されない。

その他、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において、前述の実施形態、変形例及びなお書き等で説明した各構成（構成要素）を組み合わせてもよく、また、構成の付加、省略、置換、その他の変更が可能である。また本発明は、前述した実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。

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

[ＤＩ缶の製造確認]
前述の実施形態で説明したＤＩ缶１０の製造方法により、実施例１、２のＤＩ缶１０を製造した。また比較例として、胴部１１の材料体積を胴部１１の表面積で除した値が０．１３ｍｍ^３／ｍｍ^２未満である従来のＤＩ缶を製造した。なお、実施例１、２及び比較例ともに、共通の板材Ｗ（材質、重量、体積、形状が同一のもの）を使用した。
また、表１に示される「胴部の材料体積／胴部の表面積」は、ＤＩ缶Ｗ２（絞りしごき加工後でかつトリミング加工前のもの）における測定値である。
これらのＤＩ缶の諸元を、表１に示す。

[評価]
本発明の実施例１、２は、胴部１１の材料体積を胴部１１の表面積で除した値がそれぞれ０．１３ｍｍ^３／ｍｍ^２以上とされており、これにより耳高さが６．０ｍｍ以下に抑えられていて、耳ちぎれ現象は見受けられなかった。また、縮径率が１５％以上とされつつも、フランジ幅のばらつきが０．２７ｍｍ未満に抑えられていて、フランジ部１４の巻締め不良は発生しなかった。
一方、胴部１１の材料体積を胴部１１の表面積で除した値が０．１３ｍｍ^３／ｍｍ^２未満とされた比較例においては、耳高さが７．０ｍｍに達して、耳ちぎれ現象が発生した。また、フランジ幅のばらつきが０．２７ｍｍ以上となって、フランジ部１４の巻締め不良が発生した。

１０ＤＩ缶
１１胴部
１５耳
Ｗ板材（ブランク）
Ｗ２ＤＩ缶（トリミング加工前）
Ｗ２ａ開口端部
Ｗ３ＤＩ缶（トリミング加工後）
Ｗ３ａ開口端部

Claims

板厚が０．２９０ｍｍ以下、耳率が２〜４％であるアルミニウム合金材料の円板状の板材を打ち抜き加工する板材打ち抜き工程と、
前記板材に絞りしごき加工を施して、有底筒状のＤＩ缶に成形する絞りしごき工程と、
前記ＤＩ缶の胴部の開口端部をネッキング加工して、前記胴部における開口端部以外の部位よりも縮径させ、上方に向かって縮径されたネック部を成形するネッキング工程と、
前記ネック部の上方に位置するとともに、上方に向かって拡径されたフランジ部を成形するフランジング工程と、を備え、
前記耳率とは、アルミニウム合金材料の異方性の指標となる値であり、
板材径：５５ｍｍ
ポンチ径：３３ｍｍ
絞り比：１．６７
の条件で前記板材から有底筒状のカップを成形し、この成形カップの開口端部の凹凸波形状をなす端縁のうち、山になっている部分の平均高さと、谷になっている部分の平均高さから、
耳率〔％〕＝１００×（山の平均高さ−谷の平均高さ）／谷の平均高さ
（なお上記「高さ」は、成形カップを載置する載置面と、山又は谷との間のカップ軸方向に沿う距離）
により算出され、
前記絞りしごき工程では、前記ＤＩ缶を、当該ＤＩ缶の胴部の材料体積を前記胴部における外面の表面積で除した値が０．１３ｍｍ^３／ｍｍ^２以上０．１３９ｍｍ^３／ｍｍ^２以下となるように成形し、前記胴部のしごき長さを１１０ｍｍ以下とし、前記開口端部に周方向に沿って複数形成される耳の高さを６．５ｍｍ以下とし、
前記ネッキング工程では、前記胴部の開口端部の縮径率が１５％以上となるように成形し、
前記ネック部の最小径部分から前記フランジ部の上端縁までの径方向の幅を、周方向に間隔をあけて複数箇所において測定したときの、最大値と最小値との差を、０．２７ｍｍ未満とすることを特徴とするＤＩ缶の製造方法。
請求項１に記載のＤＩ缶の製造方法であって、
前記絞りしごき工程と前記ネッキング工程との間に、前記開口端部をトリミングするトリミング工程を備え、
前記トリミング工程では、前記開口端部を切断してトリミングすることにより、前記開口端部における缶軸方向に沿う周壁の高さを、全周にわたって均等にし、トリム高さを１１３ｍｍ以上１１７ｍｍ以下とすることを特徴とするＤＩ缶の製造方法。