JPH03207839A - 延性に優れた中強度キャップ用アルミニウム合金板の製造法 - 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、延性に優れた中強度キャップ用アルミニウム
合金板の製造法に係り、更に詳しくは、特に，変形能が
高く，耐術撃性に優れ、しかも密封性と開栓性が良好な
中強度キャップ用アルミニウム合金板の製造法に関する
ものである。 （従来の技術及び解決しようとする課題）従来から、キ
ャップ等の材料としてアルミニウム及びアルミニウム合
金が多く用いられている。 これらの用途に使用されるアルミニウム及びアルミニウ
ム合金板には、引き裂かれるか、引きちぎれ易いという
特性が第一に要求される。これは、キャップを開栓する
対象者の性別、年齢層の幅が不特定であることから、誰
にでも容易に開栓できなければならないからである。 本出願人は、先に、特開昭６０−１４５３４６号に示す
ように、比較的強度が低く（引張強さでおよそ２０ｋｇ
／ａｍ”以下）、引き裂き性に優れたアルミニウム合金
板を提案した。 しかしながら、近年、ビン入り飲料の普及化、多様化に
伴い、上記の優れた切り裂き性に加え，炭酸飲料等のガ
ス圧、或いは充填時の温度変化による内圧変動に耐える
強度を持ちながら、落下或いは衝撃時にキャップ全体が
変形してキャップが外れても内容物が流出しないこと、
つまり、衝撃力を一部で吸収できる延性（変形能）を持
つキャップ用アルミニウム合金板が必要となってきた。 この点，従来のキャップ用アルミニウム合金板は、機械
的性質において、伸びが４〜６％であり、十分な延性を
持つものではなかった。 また、本出願人は、先に，特願昭６３−１１００６３号
に示すように、引き裂き性に優れた中強度アルミニウム
合金板（引張強さでおよそ２０〜２６ｋｇ／ａｍ”）も
提案した． しかしながら、素材強度から比較すると、引き裂き性が
優れていても、強度自体が高いため、引き裂き力が絶対
量では大きくなっていた。 前述の如く、キャップ用アルミニウム合金は、引き裂き
力が低い方がよい。そのため，引張強さでおよそ１５〜
１７ｋｇ／一一を目安とするアノレミニウム合金が必要
であった．しかも，前述の従来のキャップ用アルミニウ
ム合金板と同様に十分な延性を持つものでなくてはなら
ない。 キャップ用アルミニウム合金板が用いられる一例として
、リングプルキャップについて説明すると、このキャッ
プ材に要求される一般的な品質特性としては、 ■絞り加工性（シェル成形）が良好なこと、■ガス圧を
かけて密封する場合、或いは内圧が変化する場合、その
内圧に耐える強度（密封性）を有すること、 ■スコア（切込み溝）より切り裂いて開けるリングプル
キャップとして使用する場合、引きちぎれ性が良く、且
つスコアより脱線しないこと，■耳の発生が少ないこと
， ■フローマーク、肌荒れ等の外観上の商品価値を下げな
いこと、 ■自動販売機等で扱われた場合、或いは落下させた場合
、衝撃による変形がキャップ全体に拡がらず、一部のへ
こみだけで抑えられること、等が要求される。 一般に素材強度が高ければ、引き裂き力も高くなるので
、キャップ用アルミニウム合金としては、密封性と切り
裂き性のバランスがとれた強度（弓張強さがおよそ１５
〜１７ｋｇ／問”）を有し，且つ高延性（伸び率で９％
以上）の素材が必要となる。 本発明は、か＼る要求を満たす中強度で延性に優れたキ
ャップ用アルミニウム合金板の製造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，アルミニウム合
金板の製造法について鋭意検討した結果、特定量のＳＬ
．Ｆｅ及びＭｎを必須或分とし、中間焼鈍温度、中間焼
鈍後の冷延の圧延率と安定化焼鈍温度をコントロールす
る製造法により、可能であることが判明し，ここに本発
明をなしたものである。 すなわち、本発明は、０．１％≦Ｓｉ≦０．６％、０．
１％≦Ｆｅ≦０．７％及び０．８％≦Ｍｎ≦１．０％を
必須成分として含有し、残部がＡｆｆｉ及び不純物から
なるアルミニウム合金鋳塊を均質化処理した後、熱間圧
延し、その後、冷間圧延を行ない、更に４００〜５００
℃の温度で、金属間化合物の大きさが３０μ璽以下とな
る中間焼鈍を施した後、圧延率３０〜６０％で冷間圧延
し、次いで２００〜２５０℃で安定化焼鈍することを特
徴とする延性に優れた中強度キャップ用アルミニウム合
金板の製造法を要旨とするものである。 以下に本発明を更に詳細に説明する。 （作用） まず、本発明における化学或分の限定理由について説明
する。 Ｓｉ： Ｓｊは絞り性の向上，強度の向上、耳率の低下の効果を
持つ元素であるが、０．１％未満ではこのような効果が
得られないので、ＳＬ量は０．１％以上が必要である。 しかし，０．６％を超えると絞り性等の加工性が劣化す
る（例えば、しわ発生）ので、Ｓｉ量の上限は０．６％
とする。 Ｆｅ： Ｆｅは金属間化合物の大きさや存在割合に非常に重要な
元素であるが、含有量が０．１％未満では（Ｆｅ．　Ｍ
ｎ）Ａ　Ｑ，等の金属間化合物の生成が助長されなく，
引きちぎれ性が悪くなるので、０．ｌ％以上が必要であ
る。しかし，０．７％を超えると、絞り性等の加工性が
失なわれるので、Ｆｅ量の上限は０．７％とする． Ｍｎ： ＭｎはＦｅと共に（Ｆｅ．　Ｍｎ）Ａ　Ｑ等の金属間化
合物を生成し、引きちぎれ性を良好にする効果がある。 また、Ｍｎは強度の向上効果を有する元素である。しか
し、０．８％未満では密封性、つまり強度を必要とする
キャップ材としては効果が少ないので、０．８以上が必
要である．但し、１．０％を超えて含有すると強度が高
くなりすぎ，威形性が低下するので望ましくない。した
がって、Ｍｎ量の上限は１．０％とする。 なお、上記成分以外に不純物を含有し得るが、Ｃｕ．Ｍ
ｇ，Ｃｒ．Ｚｎ．Ｔｉを含有する場合は、それぞれ０．
０５％以下であれば、本発明法で得られる延性に優れた
中強度のキャップ用アルミニウム合金板の特性を変える
ことがないので、それぞれ０．０５％まで許容される。 次に製造法について説明する。 上記化学成分を有するアルミニウム合金の鋳塊は、常法
により均質化処理した後、熱間圧延後、中間焼鈍を行う
．中間焼鈍は，４００℃未満では、一般にバッチ式の焼
鈍炉が用いられるため，昇温速度の影響で結晶粒の粗大
化を招き、キャップ加工時に肌荒れを起こす．一方、５
００℃を超えると、Ｍｎの固溶化が進み、強度が上昇し
すぎる。 また，更に高温域では、結晶粒の粗大化やバーニングの
危険性がある．したがって、中間焼鈍の温度は４００〜
５００℃の範囲とする。但し、金属間化合物の大きさが
３０μ一を超えるとキャップ加工時に肌荒れを起こすの
で、金属間化合物の大きさが３０μ園以下となるように
する．これには、加熱冷却時間を１００℃／ｗｉｎ以上
に設定できる連続式の加熱炉（ＣＡＬ）を用いれば十分
である。 なお、ＣＡＬの場合、保持時間は１０秒以内で十分であ
る。 中間焼鈍後、冷間圧延を行うが、冷間圧延率が３０％未
満では密封性に必要な強度が得られない。 また、６０％を超えると，圧延直後の強度が高くなり、
最終的に必要とする強度，延性を得るために安定化焼鈍
温度を高くしなければならず、温度交差が少なくなる。 この場合，わずかな温度条件の違いにより、素材が軟化
直前であったり、軟化状態であったりし、強度が不安定
となり好ましくない。また６０％を超えると異方性が大
きくなって耳率が上昇するので好ましくない。したがっ
て、中間焼鈍後の冷間圧延率は３０〜６０％の範囲とす
る。 この冷間圧延後，安定化焼鈍を行うが、安定化焼鈍の条
件は、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。但し、安定化焼鈍温度が２００℃
未満では，キャップ塗装焼付時のベーキング（１９０〜
２００℃）により強度の低下を招くことになり、常に一
定のベーキング条件（温度・時間）でない限り安定した
強度が得られない。また延性も少なく、キャップ加工時
に割れ、しわなどを発生することになる．一方，２５０
℃を超えると，軟化し始め，急激な強度低下となる。ま
た、結晶粒粗大化となり、肌荒れを起こし，キャップと
しての商品価格を下げる．したがって、安定化焼鈍は２
００〜２５０℃の温度で行う必要がある。 なお，実際の絞り加工においては、トリミング量を低減
するためにできる限りの低方向性（低耳率）が要求され
るが、これは均質化処理条件、熱間圧延条件，中間焼鈍
条件等を低方向性となるように適宜決定すればよい。 また，本発明法で得られるアルミニウム合金板は主とし
てリングプルキャップ等の中強度キャップ用は勿論のこ
と、箔容器或いは簡易開放缶（イージーオープン缶）等
の蓋に適用しても同様の効果が期待できる．すなわち、
箔容器或いは簡易開放缶の蓋の場合には、多段張出加工
性、リベット成形性が要求されるが、これに対しても問
題なく戒形できる。 （実施例） 次に本発明の実施例を示す． 失嵐舊１ 第１表に示す化学或分を有するアルミニウム合金につい
て半連続鋳造法により厚さ５５ｍｍに造塊し、５０ｍｍ
厚に面削した後、５１０℃の温度で４時間加熱の均質化
処理を施し、５００〜３００℃の熱間圧延で３ｍｍ厚の
熱間延板とした。次いで、冷間圧延により０．５０＋ｍ
＋＊厚とし，４８０℃の温度で中間焼鈍を実施した後、
再び冷間圧延により０．２５＋ｇ＋ｍ厚とした（冷間加
工率５０％）。その後、２３０℃で安定化焼鈍を行った
。 得られたアルミニウム合金板について、引張試験、引裂
き試験によって機械的性質を調べると共に、キャップに
加工し、これを容器に装着し内圧をかけてキャップが外
れる時の圧力を測定し、また高さ５０ｃｍからの落下テ
ストによるキャップの変形程度を調査した。それらの結
果を第ｌ表に併記する。 第１表より明らかなように，本発明例で得られたアルミ
ニウム合金板は、中強度キャップとしての所望の機械的
性質（引張強さ，伸び、引き裂き強度）を有し、延性が
あって変形能が高く、落下時等の変形が小さくて耐衝撃
性に優れ，しかも密封性と開栓性が良好である。 これに対し，本発明範囲外の化学或分を有する比較例は
、中強度キャップとしての特性のいずれかが満足してい
ない。

【以下余白１ 大１ｌ４４ 第１表に示したＭ１のアルミニウム合金（化学或分が本
発明範囲内）について、実施例１で得られた熱間圧延板
を第２表に示す冷間圧延条件及び中間焼鈍条件で０．２
５ｌｌＩ１厚とし、更に第２表に示す温度で安定化焼鈍
を行った。得られたアルミニウム合金板について実施例
１と同様に引張試験、引裂試験で機械的性質を調べた。 その結果を第２表に示す。 第２表より、本発明例＆１は、実施例１での本発明例Ｎ
ｎ　１と同じであり、優れた結果が得られているのに対
し、比較例Ｎａ２〜恥６はいずれも良好な結果が得られ
ていない。 すなわち、ＮＬｌ２は、中間焼鈍後の冷間圧延率が小さ
すぎるため、強度が不足している。ＮＱ３は，中間焼鈍
後の冷間圧延率が大きすぎるため、引き裂き性が劣り、
耳率も高い。＆４は、中間焼鈍温度を低くするため、バ
ッチ式の炉を用いた例であり、そのため金属間化合物が
大きくなり、肌荒れが生じたｌｋｔ５は，安定化焼鈍温
度が低すぎるため， 延性が劣り、 恥６は、 逆に安定化焼鈍温度が 高すぎるため， 肌荒れが生じ、 強度も低い。 ［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、特定量のＳｉ．
Ｆｓ及びＭｎを必須成分として成分調整すると共に、中
間焼鈍条件、中間焼鈍後の冷間圧延率、安定化焼鈍温度
をコントロールするので、変形能が高く、耐衝撃性に優
れ、しかも密封性と開栓性が良好な中強度キャップ用ア
ルミニウム合金板を得ることができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 重量％で（以下、同じ）、０．１％≦Ｓｉ≦０．６％、
   ０．１％≦Ｆｅ≦０．７％及び０．８％≦Ｍｎ≦１．０
   ％を必須成分として含有し、残部がＡｌ及び不純物から
   なるアルミニウム合金鋳塊を均質化処理した後、熱間圧
   延し、その後、冷間圧延を行ない、更に４００〜５００
   ℃の温度で、金属間化合物の大きさが３０μｍ以下とな
   る中間焼鈍を施した後、圧延率３０〜６０％で冷間圧延
   し、次いで２００〜２５０℃で安定化焼鈍することを特
   徴とする延性に優れた中強度キャップ用アルミニウム合
   金板の製造法。