JPH02149634A - 繰り返し曲げ性に優れたタブ用Ａｌ合金板とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は、タブ用Ａ１２合金板に係り、更に詳しくは、
繰り返し曲げ性に優れ、食缶、医薬品等のキャップに用
いられるタブ材として適するＡｌ合金板及びその製造方
法に関するものである。 （従来の技術） 食缶、医薬品等に用いられているキャップは、国内の飲
料缶等に主に用いられているパーシャルオープンエンド
の開口方法とは異なり、タブを結合しているリベット加
工部を支点としてタブを引き上げることにより、タブ先
端がスコア加工部を押し下げてスコア部を裂く機構とな
っている。 従来、このようなキャップに用いられているタブ材とし
ては、ＡＡ５０８２（Ａｌ−Ｍｇ系）、ＡＡ　５１８２
　（Ａ　Ｑ　−Ｍｇ−Ｍｎ系）等の組成を有するＡ２合
金鋳塊を熱間圧延した後、高圧延率で冷間圧延し、その
後必要に応じて仕上焼鈍を施して強度を調整する方法に
て製造されている。 例えば、米国特許第３，５０２，４４８号明細書に開示
されているように、仕上冷延率を８５％以上と高くする
方法である。タブ材はこの工程後に仕上焼鈍が施される
。 （発明が解決しようとする課題） ところで、上記の如〈従来製造工程で製造されたタブ材
は、飲料缶等のパーシャルオープンエンド用のタブ材と
しては適しているものの、食缶及び医薬品等に用いられ
るキャップ用のタブとしては問題がある。 すなわち、食缶、医薬品等に用いられているキャップの
タブは、繰り返し曲げ性が重要であるが。 従来の製造方法により製造されたタブ材は強度が高く、
繰り返し曲げ性に問題がある。また、従来の製造方法で
は高冷間圧延を要するため、結晶粒が偏平伸長粒となり
、圧延方向に対するＯｏ、４５°、９０°方向の繰り返
し曲げの特性に異方性が生じるという問題がある。特に
圧延方向に対してＯｏに曲げ及び繰り返し曲げ変形を受
けた場合、割れが生じ易い。 更に詳細に説明すると、食缶及び医薬品等に用いられて
いるタブはエンドとリベット加工で結合され、タブを引
き上げることにより、タブ先端がスコア加工部を押し下
げてスコア部を裂く機構であるが、この時、タブは曲げ
変形を受ける。特にスコア部の一部を裂いた後、更にタ
ブを引き上げ開口する場合、タブが繰り返し曲げ変形を
受け、割れが生じてタブが取れてしまう場合がある。 これを防止するためには、１繰り返し曲げ性を向上する
ことが必要である。 この点、従来は繰り返し曲げ性については特に配慮され
ておらず、キャンボディ材、エンド材、タブ材として単
に曲げ加工性だけが評価されているだけである。 本発明は、上記従来技術の欠点を解消し、繰り返し曲げ
性に優れたタブ用１２合金板を提供し、またその製造方
法を提供することを目的とするものである。 （課題を解決するための手段） 前記目的を達成するため、本発明者は、優れた繰り返し
曲げ性を実現し得る方策を見い出すべく鋭意研究を重ね
た。 その結果、Ａｆ１合金板素材において結晶粒が小さいほ
ど繰り返し曲げ性が優れ、また冷間圧延率が少ないほど
等軸に近い結晶粒となって圧延方向に対する０°、４５
°、９０°方向の繰り返し曲げの特性の異方性が小さく
なること、また素材強度における引張強さと耐力との強
度比を規制することにより、優れた繰り返し曲げ性が得
られるとの知見を得た。そして、この知見に基づき、Ａ
１合金組成、製造条件等について詳細に検討を加えた結
果、ＭｇとＭｎの各員並びにその量比を適切に規制し、
且つ製造条件をコントロールすることにより、可能であ
ることを見い出し、ここに本発明をなしたものである。 すなわち、本発明に係る繰り返し曲げ性に優れたタブ用
ＡΩ合金板は、Ｍｇ：　３　、５〜５．５％及びＭｎ：
０．１〜０．５％を含み、且つＭｇとＭｎ量が次式 ％式％） を満たし、必要に応じて更にＣｒ≦０．２５％を含み、
残部がＡｌ及び不可避的不純物からなり、更に次式 ％式％ （但し、σ８：引張強さ、σ。、２：耐力）を満たす強
度比を有することを特徴とするものである。 また、該タブ用１２合金板の製造方法は、前記化学成分
を有するＡ２合金鋳塊を均質化処理した後、熱間圧延し
、その後、圧延率５０％以上で冷間圧延を行い、更に中
間焼鈍を施した後、圧延率４０〜８０％で冷間圧延し、
次いで１５０〜２５０℃で仕上焼鈍することを特徴とす
るものである。 以下に本発明を更に詳細に説明する。 （作用） 先ず、本発明におけるＡｎ合金の化学成分の限定理由に
ついて説明する。 Ｍｇ： Ｍｇは強度を付与する重要な元素であるが、タブ材とし
て少なくとも３．５％以上添加しないと強度が低く、使
用できない。しかし、５．５％を超えて過多に添加する
と強度が高すぎることによる成形加工性の低下を生じる
。したがって、Ｍｇ量は３．５〜５．５％の範囲とする
。 Ｍｎ： Ｍｎは強度向上及び結晶粒微細化に大きな効果を有する
元素である。しかし、０．１％未満ではその効果が少な
く、一方、０．５％を超えると巨大品出物が生成し、晶
出物生成の数が多くなり、繰り返し曲げ性の低下を招く
。したがって、Ｍｎは０．１〜０．５％の範囲とする。 但し、これらＭｇとＭｎの関係は強度及び組織安定化の
ために適度にコントロールする必要があることが判明し
た。すなわち、ＭｇとＭｎ量がＭ　ｇ　＜（４，５−０
，３３ＸＭｎ）の関係ではタブ材としての強度が得られ
ず、また、Ｍｇ＞（６，０−０，３３ＸＭｎ）の関係で
は結晶粒が微細化されるものの、強度が高くすぎること
により成形性が低下し、圧延時に耳割れが生じ易くなる
。したがって、ＭｇとＭｎは、上記添加量の範囲で （４，５−０，３３Ｘ　Ｍｎ）≦Ｍｇ≦（６，０−０，
３３Ｘ　Ｍｎ）の関係を満たすように含有させる。 Ｃｒ： ＣｒはＭｎと同じく強度向上及び結晶粒微細化に大きな
効果を有する元素であり、必要に応じて添加することが
できる。しかし、０．２５％を超えて過多に添加すると
巨大品出物が生成し、晶出物の数が多くなり、繰り返し
曲げ性の低下を招くので好ましくない、したがって、Ｃ
ｒを添加する場合は、’０．２５％以下の範囲とする。 次にタブ用Ａｌ合金板の製造工程について説明する。 上記化学成分を有するＡｌ金合金鋳塊は、常法により均
質化処理した後、熱間圧延、及び中間焼鈍を含む冷間圧
延を行う。 中間焼鈍前の冷間圧延率は、結晶粒、繰り返し曲げ性に
影響を及ぼし、５０％未満では後の中間焼鈍時の結晶粒
が大きくなり、繰り返し曲げ性の低下を招くため、５０
％以上とする。 また、中間焼鈍後の冷間圧延率も強度、結晶粒及び繰り
返し曲げ性に影響を及ぼし、４０％未満では繰り返し曲
げ性は優れるものの、必要な強度が得られないので、４
０％以上とする必要がある。 一方、強度向上には冷間圧延率の増大が必要なものの、
冷間圧延率が８０％を超えると圧延直後の強度が高くな
るため、その後の仕上焼鈍温度が高く、温度交差が少な
くなるため好ましくないし、また、結晶粒が偏平伸長粒
となるため、繰り返し曲げ性の異方性が大きくなる。し
たがって、中間焼鈍後の冷間圧延率は４０〜８０％の範
囲とする。 なお、中間焼鈍方法及び条件は特に規定しないが、完全
結晶粒が得られることが必須であり、結晶粒の観点から
すれば、連続焼鈍（ＣＡＬ）の使用が好ましい。 冷間圧延後、仕上焼鈍を施すが、仕上焼鈍は中間焼鈍後
の冷間圧延率と必要強度の関係にて決められるものであ
る。しかし、１５０℃未満では適正な強度にならず、繰
り返し曲げ性が劣る。一方、２５０℃を超えると強度回
復が進みすぎ、必要な強度が得られない場合がある。し
たがって、仕上焼鈍温度は１５０〜２５０℃とする。 なお、仕上焼鈍後に得られる素材においては、引張強さ
（σＢ）及び耐力（σ。、２）の関係が繰り返し曲げ性
に大きな影響を及ぼすので、その強度比が適切にコント
ロールされている必要がある。すなわち、引張強さと耐
力との比σＢ／σ、２の値が１．２５未満では繰り返し
曲げによる割れが生じ易くなるので、σＢ／σ、２≧１
．２５とする。 （実施例） 次に本発明の実施例を示す。 失庭五よ 第１表に示す化学成分を有するＡｌ合金鋳塊に対し、均
質化処理として５００℃の温度で３時間保持し、その後
、熱間圧延にて５ｎ＋ｍ厚とした。 その後、冷間圧延にて０．８７５ｍｏ厚としてからＣＡ
Ｌ焼鈍（加熱、冷却速度７００℃／分、到達温度４５０
℃、保持２秒）を施し、その後、冷間圧延にて製品厚さ
Ｑ、３５ｍｍとした。 更に、＆１〜！！１５については、強度を一定とするた
めに、Ｎα１は２３５℃、Ｎα２は２４０℃、Ｎα３は
２２０℃、尚４は２５５℃、＆５は１８５℃の温度で２
時間の仕上焼鈍を実施した。なお、Ｎα６とＮα７は従
来材であり、仕上焼鈍を行なわない材料である。 次いで、タブ材は塗装後、成形加工されるため、２００
℃Ｘ２０分のベーキング処理を施し、塗装した場合と同
じ状態とした。 得られた素材（１！ｉｉ品板厚Ｑ、３５ｍｎ＋）につい
てベーキング処理後の機械的性質、繰り返し曲げ性、強
度比（σＢ／σ。、２）及び圧延性を調べた。その結果
を第２表に示す。 なお、繰り返し曲げ性は、第１図に示すように。 圧延方向に対し０°方向、９０°方向にそれぞれ９０”
繰り返し曲げを行い、１サイクルを１回として破断回数
により評価した。 第２表より、以下の如く考察される。 本発明材のＮα１、Ｎα２、Ｎα３はいずれも食缶。 医薬品等のキャップに用いられるタブ材としての必要強
度が得られていると共に繰り返し曲げ性に優れている。 一方、比較材のＮα４は強度及び繰り返し曲げ性ともタ
ブ材としての必要特性を満足しているものの、仕上焼鈍
温度が高温で、且つ温度交差が小さいので実用上問題が
あると共に、圧延性が著しく低下（耳割れ発生）するた
め、生産性を阻害し、実用的でない。 比較材翫５はタブ材としての必要強度は得られているも
のの、強度比σＢ／σ。、２の値が小さく、縁り返し曲
げ性が劣っている。 また、従来材のＮα６（５０８２）、＆７（５１８２）
はいずれも高い強度が得られているものの、強度比σＢ
／σ１１１１２の値が小さく、繰り返し曲げ性が劣って
いる。

【以下余白】

去ＪｆＭＪＬ圀 第１表に示したＮ１３のＡ１２合金について実施例１で
得られた熱間圧延板を、第３表に示す圧延率（中間焼鈍
前圧延率、中間焼鈍前圧延率）で冷間圧延し、製品厚さ
０．３５ｍｍとした。なお、中間焼鈍は実施例１と同じ
条件で行った。 その後、Ａは２５５℃、Ｂは２５０℃で２時間の仕上焼
鈍を行った。Ｃは仕上焼鈍を行なわなかった。 次いで、タブ材は塗装後、成形加工されるため、２００
℃Ｘ２０分のベーキング処理を施し、塗装した場合と同
じ状態とした。 得られた素材（製品板厚０．３５ｎｕｗ）についてベー
キング処理後の機械的性質、繰り返し曲げ性、強度比（
σＢ／σ。、２）について調べた結果を第４表に示す。 第４表において本発明材Ｎα２（実施例１）と比較する
と明らかなように、比較材Ａ、Ｂは食缶、医薬品等のキ
ャップ用タブ材としての必要強度並びに強度比（σＢ／
σ。、２≧１．２５）を満足しているものの、繰り返し
曲げ性に異方性が生じ、実用上問題がある。また比較材
Ｃは強度が低すぎるため、タブ折れ等の問題を生じ易く
、また繰り返し曲げ性が劣っている。

【以下余白】

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明によれば、タブ用Ａｌ合合
板の組成を調整すると共に製造条件をコントロールして
強度比を確保するので、繰り返し曲げ性を顕著に向上さ
せることができ、現有材において問題とされている繰り
返し曲げ変形時の割れ発生を極力小さくし、開口時のタ
ブ取れを防止できるので、食缶、医薬品等に用いられる
タブ材として好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は９０°繰り返し曲げ試験の要領を示す説明図で
ある。 特許出願人　　　株式会社神戸製鋼所 代理人弁理士　　中　　村　　　尚

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％で（以下、同じ）、Ｍｇ：３．５〜５．５
   ％及びＭｎ：０．１〜０．５％を含み、且つＭｇとＭｎ
   量が次式 （４．５−０．３３×Ｍｎ）≦Ｍｇ≦（６．０−０．３
   ３×Ｍｎ）を満たし、残部がＡｌ及び不可避的不純物か
   らなり、更に次式 σ＿Ｂ／σ＿０＿．＿２≧１．２５ （但し、σ＿Ｂ：引張強さ、σ＿０＿．＿２：耐力）を
   満たす強度比を有することを特徴とする繰り返し曲げ性
   に優れたタブ用Ａｌ合金板。
2. （２）前記Ａｌ合金が更にＣｒ≦０．２５％を含むもの
   である請求項１に記載のＡｌ合金板。
3. （３）請求項１又は２に記載の化学成分を有するＡｌ合
   金鋳塊を均質化処理した後、熱間圧延し、その後、圧延
   率５０％以上で冷間圧延を行い、更に中間焼鈍を施した
   後、圧延率４０〜８０％で冷間圧延し、次いで１５０〜
   ２５０℃で仕上焼鈍することを特徴とする繰り返し曲げ
   性に優れたタブ用Ａｌ合金板の製造方法。