JPS6036630A - 異なるアルミニウム加工用合金から製造された金属成分を偏析する方法 - 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】 本発明は少なくとも一部に異なる金属又は合金から製造
された使用済容器の、融解及び鋳造を含む、回収の連続
法に関する。更に特に、本発明はその組成又は組成型式
に従って実質上容器成分の回収又は偏析を許す方式で、
飲料容器のような使用済容器の再生のための連続法又は
工程に関する。

更に本発明はその組成に従って成分の回収、例えばエネ
ルギーを保存する連続方式で、容器にこれを融解し、鋳
造しそして製造することに関する。

アルミニウム合金から製造された少なくとも一つ又はそ
れ以上の成分を有する使用済飲料容器のようなパッケー
ジ又は容器分野において、このアルミニウム成分を再生
する方法について常に増大する関心と拡大した研究があ
った。資源を保護することそして環境問題に対する注目
の重要性によりこの関心が促進されている。しかしなが
ら、従来この物質のリサイクルは経済的に魅力的な方法
の欠除ににより大きく妨げられている。例えば、一つの
アルミニウム合金から製造された本体及び異なるアルミ
ニウム合金から製造されたトップ又は蓋をＭする飲料缶
をリサイクルする試みはしばしば何れの合金の組成を有
しないアルミニウム融成物を生ずる。これは大きい希釈
、精製及び再合金化又は他の修正なしに缶本体又は蓋に
再使用することに容易に役立たないのでこの融成物は価
値と用途があまりない。かくして、例えばその異なる成
分が合金により又は合金型式により回収されかつ偏析さ
れる型式の容器をリサイクルする方法が非常に必要であ
ることが判る。

異なる合金の偏析の問題は米国特許 第３．７３６．８９６号で認識され、ここでは鋼円筒状
本体からアルミニウム端部の分離を許す分離区域を供す
るように缶本体の周辺にアルミニウムの小パンＶを融解
することにより鋼本体缶からアルミニウム合金トップ又
は蓋の分離が記載される。

この記載では、誘導加熱を使用してバンドを融解し、そ
こでは包囲インダクターがビーＶを取囲みそして高周波
電源に接続される。しかしながら、このアプローチは使
用済飲料缶が破壊されずかつ端部が完全に円形のままで
あることを仮定しているようである。更にこの方式で端
部を融解除去することはこの端部を個々に除去しなけれ
ばならないので経済的ではないと思われる。

米国特許第４．０１６，００３号では、アルミニウム合
金本体と善を有する容器を１から１１／２インチの範囲
内の粒子に破砕し、次に約７００°Ｃの温度にあて塗料
とラッカーを除去する。更に米国特許第４．２６９，６
３２号は缶端部のための従来のアルミニウム合金、例え
ばアルミニウムアソシエーション（ＡＡ金合金５１８２
．５０８２又は５０５２及び缶本体のためのもの、例え
ばＡＡ３００４又はＡＡ３００３は組成でかつ製造され
た缶で著しく異なるので、端部と本体は本質的に分離不
能であること、そＩ２て経済的なリサイクルシステムは
缶全体の使用を必要とすることを示す。

米国特許第４，２６９，６３２号は更に缶のリサイクル
は従来の缶端部及び缶本体合金の両方の組成とは著しく
異なる融成組成物を生ずることを示す。

この特許では、缶端部及び４：体は同一の合金から製造
されてリサイクル問題を排除することを示唆する。ＡＡ
５１８２及び３００４から作られた缶端部及び本体に関
して、調製した合金とは無関係に正常に純粋なアルミニ
ウムを加えねばならないことが示唆される。

異なる合金からなる成分をイアするアルミニウム飲料缶
のような金）ｌｈ’＆器をリサイクルする問題に関して
、その合金により連続法で成分を偏析すること、又はそ
の合金型式により成分を偏析することによって容器を回
収できる方法があることが有益である。更に、偏析（〜
だ成分を連続的に融解しかつ鋳造することそしてなかん
ずく、費用を要する希釈又は精製工程なしに通常の工程
に従ってこれを再製造することは有益である。

本発明の一目的は前記の金属成分からなる供給原料を供
することであり、前記の合金は異なる初期融解温度を有
する。

本発明の一目的は一つ以上の合金を含むアルミニウムス
クラップからアルミニウム合金を回収する連続法を供す
ることにある。

本発明の別の目的はエネルギーを保存する方式でアルミ
ニウムスクラップからアルミニウム合金を回収する連続
法を供することにある。

本発明の別の目的は前記の供給原料を破砕しその後そこ
から少なくとも細片成分の粒度範囲内の寸法を有する微
細片を除去するようふるい分けすることにある。

本発明のなお別の目的は供給原料を加熱して最低の初期
融解温度を有する成分の初期融解を行ないそして最低の
初期融解温度を有する成分を細片にするσ〕に十分にか
きませることにある。

そ１−で本発明のなお別の目的は未細片化供給原料から
細片化成分を偏析することにある。

本発明σ〕別の目的は連続法で成分の一つを融解するこ
とを供することにある。

本発明のなお別の目的はその組成を実質上向上すること
なく前記の融解した成分を連続的に鋳造することにある
。

これらの目的に従って、一つ以上の合金を含むアルミニ
ウムスクラップからアルミニウム合金の回収のための連
続法が開示される。エネルギーを保存する方式でこの回
収を行なう。この方法は異なるアルミニウム合金からな
り、その少なくともお互いが結合された部分を有する、
少なくとも二成分を含む供給原料を供することを含む。

この供給原料を処理して結合した成分がお互いに分離さ
れることを引起こす。分離した成分の一つを供給原料の
残りから分離し、融解しその後に実質上その組成を高め
ることなく連続的に鋳造して分離された成分が作られた
ものと実質上同一の組成を有する鋳造合金を供する。最
低の初期融解温度を有する成分が破壊を受け易くなるの
に十分に晶い温・度に供給原料を加熱することによって
この処理を行なうことができる。

鋳造成分を加工Ｉ７かつ再製造しそしてこれが回収され
た容器成分に再使用できる。

フローシートに言及すると、アルミニウム合金成分が回
収され又は再生されるべき使用済物品は食品及び飲料容
器のような容器を含む。この方法が好適である容器は二
つの異なるアルミニウム合金からなる使用済飲料容器で
ある。フローシートから、回収されるべき物品は事前区
分を受けて回収されるべきアルミニウム合金を汚染する
物質を除去する。例えば、食品に使用したガラス瓶及び
鋼製缶を除去することが望ましい。更に、再生した合金
に生ずる、例えばケイ素の址を切下けるために、とみ及
び砂等の他の物質を除去することが望ましい。これらの
物質を排除することで更に精製工程なしに本発明に従っ
て再生した合金を使用することができる。容器又は缶又
は他のソースの形で存在する鋼を予め除去することは再
生した合金の性質に悪く影響しないレベルに再生合金中
の鉄を保つことを助ける。

再生されるべき材料が食品又は飲料容器である時には、
運送用のためこれら通常に梱包１２、そしてそれ故に区
分けの前に、通常には異物を除去するためこの梱包を破
壊して別にする。

梱包を破壊（−で別にする目的のためこの梱包に破砕型
式作業を行なうことができる。破砕作業の後に、供給原
料をふるい分けして下記に詳述する目的のため余端細粉
を除去すべきである。第１図に示でように、この細粉に
脱ラッカ一工程を行ない、次に本発明に従って供給原料
の相溶性部分と再結合Ｅ−そして最後に融解する。

破砕及びふるい分は工程の後に、破砕した供給原料に脱
ラッカ一工程を行なうことができる。溶媒又は熱処理に
よりこれを行なう。この脱ラッカーは装飾又は保護コー
ティングのようなＭ機コーティングを除去し、これは融
解の前に除去しない場合に融解回収減量に寄与する。浴
媒脱ラッカーを使用する時には、溶媒がそこから流れろ
ように容器を破砕し又は穴あけすることが通常には望ま
しい。熱処理によりコーティングを除去する時には、温
度は通常には６００から１０［１０″Ｆの範囲内である
。

この方法の次の工程で、特に容器が例えばアルミニウム
アソシエーション合金（Ａ　Ａ　）　３００４から形成
された本体とＡ　Ａ、　５１８２から形成された蓋を有
する使用済飲料容器である場合にはＡＡ５１８２蓋が破
壊を受け易くなる温度にこの容器を加熱する。この温度
は合金の初期融解又は粒子境界融解温度と密接に関連す
ることが判明した。

かく１−て、使用済飲料容器に関して、この温度がＡ、
　Ａ　５１　Ｂ　２の初期融解温度である。ここで初期
融解又は粒子境界融解温度の使用とは融解範囲又は相融
解範囲の低い温度及び合金が発達し又は破壊受容性が著
しく増大する温度又は合金の細片化が大きな力を使用す
ることなく起こる温度より僅かに下を意味する。即ち、
破壊受容性条件で、細片化は転動作用又は落下作用の使
用により起こり、そしてハンマーミル又はショークラッ
シャーにより得られるような力の使用を必要としない。

ハンマーミル又はショークラッシャーで得られるような
力はこれらが容器を押しぶすように作用し、これにより
分離されるべき物質をトラップするので、本願の方法に
有害である。多くの合金は異なる初期融解温度を有する
ことは認められよう。例えば、ＡＡ３００４は約１０７
７”Ｆ’の初期融解温度を有しそしてＡＡ５１８２は約
１０７７下の初期融解温度を育ｌ−かつ約１０７７から
１１７８”Ｆの相融解範囲を有する。しかしながら、こ
の範囲は使用した合金の正確な組成により大きく異なる
ことが認められよう。合金の初期又は結晶粒界融解はそ
の強度を大きく減じかつ砕砕条件を確立する。がくして
、破砕と細片化を極めて受け易くする条件下で供される
蓋の故にＡＡ５１８２蓋がＡＡ　３００４本体から分離
でき又は除去できる。この条件下の間に、エネルギー、
例えば転動作用が缶本体から蓋を分離し又は除去する目
的のため適用できる。

この分離は主として蓋破砕又は細片化から生じて缶本体
より小さ−のみでなく一般に蓋より小さい蓋粒片を供す
る。

かくして、分離工程の後、缶本体と細片化蓋からなる装
入物又は塊りを生じ、この缶本体は細片化蓋と異なる合
金又は材料からなり、この細片化蓋に］缶本体とかなり
異なる粒度分布を有する。かくして、缶本体から蓋を除
去することが重要であるのみでなく、蓋細片が缶本体と
かなり異なる粒径を有しなければならないことが判る。

混合する合金で悪く影響されない生成物又は合金を得る
目的のため、粒子を区分けし又は分離するための処理を
装入物に行なう。この方法のこの面を行なう時に、結果
が缶本体から分離されるものと実質上同一の合金からな
る蓋細片又はＭ価物である。

使用済飲料缶の再生に関して一般的用語でこの方法を説
明したが、この方法に対する供給原料はこれに必ずしも
限定されないことは了解されるべきである。即ち、この
方法はアルミニウム合金、特に加工用合金を区分けでき
、そこでは合金の一つが破砕を受け易くでき、又は他の
合金の粒径とは異なる粒度分布を得るために合金の一つ
が選択的に細片化できる条件下に置かれる。この方法で
、合金の分割を行なうことができる。かくして、例えば
、再生のための供給原料がＡＡ３００４から製造された
缶本体とＡＡ５１８２から製造された蓋を有する使用済
飲料容器な廿むことができる。

蓋のため使用できる他の合金はＡＡ５０８２゜５０５２
及び５０４２（第Ｘ表）を言む。しかしながら、食品又
は飲料缶本体のため使用できる他の合金はＡＡ３［ＩＯ
２、ＡＡ３１０４．ＡＡ５０４２及びＡＡ５０５２（第
■表）のような合金を含む。

この合金が例えばマグネシウムが高含址である場合には
、ＡＡ５１８２のような蓋合金と区分けできるようにこ
の缶本体を十分に破砕し又は細片化することが必要であ
る。かくして、本発明の方法がここに記載したように、
缶本体から蓋を除去しかつ区分けできるのみでなく、ま
た合金が類似の組成のものである時に缶本体中の合金を
蓋と区分けすることが可能であり、そしてこれがここで
説明ｌまたように破砕又は細片化特性に関して同様な方
式で応することが了解されよう。

更に、容器が同一の合金から製造された本体と蓋を有す
る場合には、本発明に従って区分けすることによりこれ
もまた再生できる。例えば、缶本体と蓋が０．１〜１．
０重量％のｓｉ、［１，０１〜０．９型針チのＦｅ　、
　０．０５〜０．４　Ｍ　ｔ　％のａｕｍ　Ｏ−４から
１．０重量％のＭｎ　、　１．３〜２．５　Ｍ　ｔ　Ｚ
のＭｇ及び０〜０．２重ｔ％のＴ１．残りアルミニウム
の組成を有するシートから製造される場合には、これは
本発明に従って区分けされよう。即ち、再生されるべき
供給原料が前記の缶本体と蓋合金と同様に、５００４．
５１８２．５０４２のように混合合金から製造された使
用済容器を含む場合には、温度がＡＡ５１Ｂ２又はＡＡ
５０４２の破砕を引起こすのに十分に高い時に初期融解
が起こらないのでこの合金はＡＡ３００４本体原料と区
分けされることが予期されよう。

同様に、そこに接合された５１８２蓋を有する鋼容器が
供給原料に存在する場合には、この蓋は本発明に従って
区分けでき、そして鋼本体は３００４缶本体と共に回収
されよう。この鋼容器本体はアルミニウム合金から分離
でき、例えば蓋を除去した後に、磁気分離法によりこれ
らを区分けできる。鋼本体容器がＡＡ３００４初期融解
範囲内の温度で破砕する蓋を有する場合には、鋼本体か
ら蓋の分離を行なうようにＡＡ５１８２に比較してより
高い温度にこの容器を加熱することが必要になり、その
後例えば磁気分離により鋼本体を除去できよう。

前記から、本発明の方法は回収されるアルミニウム供給
原料に対してかなり不感性であることが判る。即ち、こ
の方法は幾つかの型式のアルミニウム合金を取扱うこと
ができそして使用済容器に出会うような加工用合金生成
物を回収しかつ区分けすることに特に適している。自動
車に使用するアルミニウム合金、例えばここで参照とし
て挿入する米国特許第４．０８２．５７８号に記載され
るようなＡＡ６００９及びＡＡ６０１０からスクラツゾ
がなる場合で、フード及びＶア等を使用する時には、一
般に流動可能な塊りを供するようにこの物品に破砕作用
を加えることが望ましい。又は使用済自動車からＡＡ２
０３６及びＡＡ５１８２を回収する際に、この物品を破
砕し、そして次にここに記載したように分離することが
望ましい。

破砕受容性又は細片化を有効にするアルミニウム合金成
分σ）−りＶ）結晶粒界融解又は初期融解に関して、こ
れが本方法の重要な工程であることそしである程度注意
して実施しなければならないことは了解されよう。再び
例として使用済飲料缶を使用すると、この工程で温度調
節が重装であることが注目されよう。即ち、温度があま
り高くなりすぎると、ＡＡ５１８２のかなりの融解が起
こり、これは酸化の故にアルミニウム及びマンガンに関
して城址を生ずる。金属のかなりの融解を生ずる温度は
通常には別の理由で避けられるべきであり、即ちこれは
溶融アルミニウムと共に粒子の凝固を生じ微細な不連続
粒子と比較した時に容易に流動しない塊すな形成する。

更に浴融したアルミニウムは炉に粘着しそこに金属と粒
子の層の形成を開始し、これは勿論全体の作業の効率を
阻害する。

また不可能でないと１〜でも、凝結した塊りの区分けは
ずっと困難である。最後に、融解の際に、微粒子、例え
ば砂、ガラス、とみ及び顔料又は汚染物、例えば酸化ケ
イ素、酸化チタン及び酸化鉄は溶融金属の中に埋め込ま
れる傾向を示し、更にその分離を困難にする。かくして
、前記のことから、アルミニウム合金の一つのかなりの
融解を生ずる温度が何故に避けられるべきかが判る。

同様に低くすぎる温度を使用する時には、蓋の破砕受容
性は劇的に低下しそＩ−で細片化に対する抵抗が増大し
、この結果分離は極めて困難になりかつしばＩ−は偏析
を行なうことができない。従って、缶本体から蓋を除去
するために十分に４い温度を用いることが重要であるこ
とが判る。ＡＡ５１８２から形成された蓋のために、汀
、この温度は約１０７７”Ｆ’である初期融解温度附近
に関連する。

ＡＡ５１８２のための融解範囲は約１０７７から１０７
８”Ｆである。かくして、使用済飲料容器を１１００″
Ｆに加熱する場合には、これはＡＡ　３００４の融解範
囲（約１１６５〜１２１０″Ｆ）より十分に下であり、
そ１−て缶本体を破砕することなく蓋を分離１〜又は除
去できる。

結晶粒界又は初期融解に関して、蓋が製造されたシート
は薄いケゞ−ジに圧延されていたいたので、粒子は十分
に形成されていないことは了解されよう。しかしながら
、例えばラッカーを除去するため使用済飲料容器を加熱
する時に再結晶が起こり、例えば８５０”Ｆ’で起こる
と思われろ。かくして、結晶粒界融解が起こる。

使用済飲料容器を約１１００’Ｆ又は僅かにこれより高
く加熱１〜だ時には、一般にＡＡ５１８２端部はＡ、　
Ａ　３００４缶本体上でたわみ又は落込むことが判った
。しかしながら、コンベヤベルトから落下させることに
よりこの温度で容器をかきまぜる時に、蓋が缶本体から
分離されることが判明しそＩ−で小粒子に分割され又は
細片化され、一方缶本体は比較的変化しない。端部な分
離するのに十分なかきまぜはまた同転炉又はキルンで行
なうこ０ とができ、一方１０７７から約１１５５’Ｆの範囲の温
度で使用清缶を加熱し、好適範囲［１０７７から１１３
０ｆ？であり、代表的Ｖｃｕ１１２Ｏｆｆより高くない
。回転炉で端部を除去するのに十分なかきませは缶を炉
内で転動させろ時にこれらの温度で起こるもｌ／）であ
る。前記のように、ノ）ンマー又はショークラッシャー
の使用で得られるような力ばこれらが缶を平らにし又は
他に細片化端部な缶本体と共にトラップする作用をする
ので使用すべきではない。前記のように、融解範囲の高
い温度での作業はあまりにも液状の金属を生じかつこれ
に問題が耐直する。使用済飲料缶が融解範囲内の高い温
度に比較的長時間作たれる場合には、この融解問題は特
に鮮明になる。１０７７から１１６０″Ｆの範囲内の温
度で、この温度での時間は３０秒から１０分の範囲に及
ぶ。

区分は工程では、全部の缶本体から又は破砕された缶本
体からふるい分けによりＡＡ５１８２細片を分離できる
。しかしながら、分離の他の方法を使用できることは認
められよう、このすべてが本発明Ｑ１範囲内であるど意
図される。

本発明の別ｃ／）面では、この工程から金属微粒子を除
去することが重要であると判明した。即ち、アルミニウ
ム物品、例えば使用済容器のような使用済アルミニウム
材料を破砕することが望ま１．いことが判明］また時に
、破砕はここで微粒子と称する微粒子金属のかなりの址
が生ずることが判った。

通常Ｖｒ、け、この微粒子の生成は重要な問題であると
思われない。しかしながら、飲料容器を処理して容器本
体から蓋を分離する時には、前記のように蓋を細片化し
そしてこればそこから分離できる本体よりかなり小さい
粒度範囲を有する。【−かしながら、使用済材料、例え
ば使用済飲料容器を分離目的のための処理の前に破砕す
る場合には、この破砕は蓋細片を構成する粒度範囲内に
ある微粒子を生ずる。実際に、破砕によって生じた微粒
子は細片化部分を汚染すると１つことができろ。例えば
、飲料缶が７５１１のＡＡ３［］０４と２５重鼠係α）
ＡＡ５１Ｂ２から構成される場合には、この容器からな
る供給原料を破砕する際に生ずる微粒子は９６重址チの
ＡＡ３００４とたんに７重ｔ％のＡＡ５１８２を有する
。かくして、本方法にお込でこの種の汚染を阻止するこ
とが非常に必要であることが判る。微粒子を除去する工
程を省略すると、缶本体からのＡ　Ａ、　３００４で汚
染されている細片化Ａ　Ａ、　５１８２部分を生ずる。

が〈（７て、容器本体部分から分離されている細片化部
分の粒度範囲Ｖｒ対応する寸法範囲内の微粒子を除去す
ることが殆ど微粒子を含まない実質上細片化ｌ−だ部分
を生ずることが判明した。破砕工程の後かつ細片化工程
の前にこの微粒子を除去すべきである。こσ）微粒子を
除去する一方法はふるいσ）使用であるが、空気分離等
の他の技術が本発明の範囲内で意図される。

使用［−だ供給原料が例えばＡ　Ａ’　３００４本体と
ＡＡ５１８２蓋を有する飲料容器である時には、破砕後
、この微粒子は１から１５重ｆｔ％又はそれ以上の破砕
された供給原料を構成する。

缶全体を使用する試験では、使用済飲料容器を約１１１
０″Ｆで試験装置で処理した。細片化端部３ 小片は脱うッカー缶重量の２５．３％であった。本体部
分け７４．７　％を示した。これは合金分離が殆ど１０
０チ有効であることを示唆する。この二つの部分を融解
し２かつ分析した。分光写真の結果を第哨表に示し、こ
れはＡ　Ａ、　５１８２及びＡＡ３００４に比較できろ
（第■表と第Ｘ表を見よ）。更にこれらの分析は二つの
合金の１００％分離は出発材料が完全な缶である時に可
能であることを支持する。

下記のもｖｌは破砕から発生した微粒子から生ずる汚染
のｕｌを供する。第Ｘ表から、ＡＡ５１８２中のマンガ
ンに対する組成範囲は０ｏ２０から０．５０重針多であ
る。通常には、Ａ　Ａ、　５１８２の製造はこの範囲の
中心近くにマンガン組成を保つ。下記の例の目的のため
に、０．５８％のマンガン濃度カ望ましいことが仮定さ
れるべきである。

破砕と続く細片化の工程を１００単位の使用済飲料容器
で行なう場合に、破砕工程で発生した５単位の微粒子が
１．１０％のマンガン１／ペルを有することが一つの場
合で判明した。それ故にこれら４ は殆ど全部ＡＡ３００４からなろ。卸１片化工程は０．
３８％のマンガンレベルを有する２０単位のＡＡ５１８
２を生じた。これら２５単位は分離されないが共に東め
られる場合には、生成するマンガンレベルは０．５２％
であると計算できる。０．６８係マンガンの金属を生ず
るためにはこれ汀がなりの希釈を必要とする。

なお別の例では、本方法が約９重址チσ）微粒子を含有
する破砕生成物又は供給原料を製造する場合に汀、この
材料のマンガンレベルＶ′１１．０５重！優である。こ
れらの９単位を２０単位のＡＡ５１８２と共に細片化部
分に集める場合には、全２９単位は０．５９重量係のマ
ンガンレベルを有′ｒるであろう。再び、これは０．３
８重ｆｔ　％のマンガンレベルをＭｆるＡＡ５１８２を
生ずるために純粋なアルミニウムでかなりの希釈を要す
る。かくして、細片化部分と混合ｆる前に微粒子を除去
することが重要であると判る。

容器がＡＡ３００４本体とＡ　Ａ、　５１８２端部を有
する飲料容器でありかつ本発明に従って細片化及び未細
片化部分に区分けされろ時に（第１図を見よ）、未細片
化部分、し０えは容器本体を融解できる。初期融解温度
に加熱することにより前記σ）ように蓋を除去する時に
は、好ましくはキルンな出るＩＨ後ド又は缶本体の温度
な著Ｌ　＜　１！！：下さぜることｌ〈缶本体を融解す
る。蓋が除去される温度に又はその近くに缶又は容器本
体を保つことによりこび）リザイクル工程で太きｂエネ
ルへゝ−節約が得られろことは認められよう。かくして
、本発明に従って、缶本体と夷猶上同−の組成を有する
溶融アルミニウム浴（Ｉ）中で缶本体を再融解できる。

従って、生成する融成物は再鋳造する前に何ら実質上の
向上（ｕｐｇｒａｄｉｎｇ）を必要と【２ない。実質」
二の向上とけ組成物が純粋なアルミニウムで、大きな希
釈、例えば５０％、を必要とせず、又は未細片化又は缶
本体のため使用される特定のアルミニウム合金に対する
アルミニウムアソシエーション限界内に鋳造前に融成物
の組成をもっていくために多址の合金成分の添加、例え
は５０％の合金−元素必要物又はそれ以上の添加を必要
としないことを意味する。更に本発明で実質上の向上と
は分離されたスクラップの融解から生ずる組成物が通常
にはアルミニウムアソシエーション限界内に缶本体、例
えばＡＡ３００４をもっていくため主要な合金元素に関
して何ら希釈を必要とせず、又は極端な場合でさえ、よ
り高純度のアルミニウムで１０重量％以上の希釈を必要
としないことを意味する。更に、実質上の向上に関して
、通常には主壁な合金元素を添加すべきではない。例え
ば、通常にはＡＡ３００４缶本体は本発明に従って回収
される時には何ら合金元素の添加を必要としない。

しか（−ながら、融解温度で僅かの酸化減址又は揮発を
受ける元素、例えば５０００型合金中のマグネシウム、
を有する合金の回収を行なう時に、この元素を所望の限
界にするために調節又は添加を行なう。例えば、本発明
に従って、飲料缶からＡＡ５１　Ｂ２蓋の回収では、ア
ルミニウムアソシエーション限界内に融成物組成を調節
するため１．０重ｔ％までのマグネシウムを添加できそ
してこれは本発明の範囲内に意図される。

７ かく１−で、ＡＡ３００４飲料缶本体の連続回収に関し
て、この方法は組成をアルミニウムアソシエーション限
界内にもっていく何らの向上なしに缶本体を分離しかつ
融解できることが判る。即ち、この融成物本体から生ず
る融成物及びシート生成物は特ＶｃＡＡ３００４の主要
合金元素、例えばＭｎ及びＭｇＫ関して、元の缶本体と
実質上同一の組成を有するであろう。しかしながら、鋳
造生成物に関して組成物のコンシスチンシーを有するた
めに融成物に調節を行なうことができることが認められ
よう。または、例えばそれが顧客又は最終製品、例えば
シート生成物の製造者に望まれる場合には、これらの限
定内で調節を行なうことができる。何れのこのような調
節も本発明の範囲内であると思われる。

使用済飲料容器を本発明に従って処理して上に５１８２
蓋又は端部を有する６００４本体から主としてなる５　
００，０００ボンド負荷で合金分離を行なった。本質上
０オングレーＩＦ　”　３００４及び５１８２材料を供
するように分離を行なった。例８ えば、３００４材料を分析しそして主要合金成分、マン
ガン及びマグネシウムが１．０２重址チマンガン、１．
１１重量％マグネシウムであり、他の成分、ケイ素、鉄
及び銅が各々０．２１重量％、０．４１重量％及び０．
１６重量％であることが判明した。

５１８２細片からの試料を融解し、分析しそして主要合
金成分、マンガン及びマグネシウムが各々０．６４重量
％及び６．８５重量％であることを示した。ケイ素、鉄
及び銅は各々０．１２重量％　、０．２５重量％及び肌
０６重量％であった。かくして、６００４中の主要合金
成分は５００４合金に対するアルミニウムアソシエーシ
ョン限界内で十分であり、そして５１８２材料に対する
分析は本質上オングレードであるが、ただしマグネシウ
ム含量は４．Ｑ　Ｑ）　Ａ　Ａ下限にもっていくため０
．１５重量％を要した。かくして、本方法は３００４合
金系の主要合金成分の何れに関して希釈又は添加の必要
なしに操作できることが判る。更に、本方法は５１８２
合金系に関して希釈の必要なしに操作できる。５１８２
系で既に示したように、アルミニウムアソシエーション
限界又はスペシフイケーションＶｒまでマグネシウム含
量をもっていくためたんに０．１２重量％マグネシウム
を心安とし、勿論これは大きな希釈又は添加をしなけれ
ばならない系に比較した時にずっと経済的かつエネルギ
ー保存性である。

再融解に関して、アルミニウム融解温度で生ずるスキム
の量を最小にするために溶融金属融成物の中に缶本体を
効率的に取込まねばならないことは認められよう。この
目的に極めて適合した融解方式はここで参照として挿入
する米国特許第３．９８４，２３４号、第４．１２８ｊ
４１５号及び第４，２８６，９８５号に開示される。

スキム又けｒロスを除去するよう処理した後に、好適な
加工用製品に製造のためインイツト形でこの融成物を供
することができ、連続鋳造が好ましい。この鋳造インゴ
ットを予め加工し又は成形して続く加工作業のため好適
な原料を供する。主要な加工作業の前に、合金に均質化
を行なうことができる。ｆ！１０えば、合金がＡＡ３０
０４型合金である場合には、この均質化温度は３から２
４時間σ）間８００から１１００″Ｆの範囲内であり、
又は合金がＡＡ５１８２型である場合には、この均質化
は２から２０時間の間６００から１０００’Ｆの範囲内
でよい。

均質化後に、このインゴットを圧延し又は他に加工して
回収される合金に応じて飲料容器のような容器又はこび
）容器のための蓋を製造するために適したシート型製品
を製造する。この製品が容器を製造するためのＡＡ３０
０４シート原料である場合には、インゴットが圧延され
る厚さは例えは０．０１０から０．０３０インチの範囲
内でよい。

この融成物又は溶融合金をシート又はストリップに連続
的にストリップ鋳造できる。この方法では、間ｆ浴融金
属を受入れるように離れて配置された一対の鋳造ロール
が設けられる。片側上で鋳造ロール間の先細空間に適合
した鋳込スパウトを通して溶融金属を導入する。このロ
ールは反転してこのスパウトからロール間の空間に溶融
金属を運びそＥ−で同時に溶融金属から熱を引出してソ
リツＦシートを供する。この方法はここで参照として挿
入する米国特許第４．０５４，１７３号に記載される。

合金がＡＡ３００４である場合には、代表的にけこれを
厚さ０．２５インチのストリップに鋳造でき、融解温度
が約１２９５″′Ｆ＋である。このストリップの代表的
な鋳造速度は３０から４０インチ／分である。ストリッ
プは容器を形成するために適した最終シート製品に更に
圧延できることは認められよう。

別法として、この融成物を例えば厚さ約１インチσ）ス
ラブに連続的ｆ鋳造できる。これはここで参照として挿
入する米国特許第４．［］　０２，１９７号にｈ己載さ
れるようにいわゆるベルトキャスターの使用により行な
うことができる。このキャスターの代表的な鋳造速度は
１０から６０フィート／分のオーダーである。例えば、
シート製品に冷間圧延できる厚さを供する目的のため、
生成するスラブを約０．１２５””−ジに６００から１
０００−Ｆｐ〕範囲内の温度で更に熱間圧延できる。

更に製造ゾラクチス、例えば熱間又は冷間圧延２ を省略する目的のため、再生合金の融成物を最終デージ
を、Ｖするストリップ又はシートに鋳造できる。即ち、
Ｉ＋！ｌえば容器又は蓋が意図される製品である場合に
５これらに製造される前にこのストリップ又はシートは
更に圧延作業を心安としない。

かくして、本発明の目的のために、この溶融合金を０．
００４から０．０６インチの範囲内の厚さに直接鋳造で
き、容器に形成するために適した厚さは０．１０から０
．０３０インチの範囲にある。所望のｒ−ジに直接に溶
融金属を鋳造することは、例えば、リサイクル工程で、
容器の経済的製造を太いに容易Ｋｆることは認められよ
う。

本願の連続方式の利点は間違いの機会が本質」二排除さ
れることにある。即ち、本発明に従って一度分離が起こ
ると、分離した流れを混合させる可能性が非常に遠い。

分離した成分が時々貯蔵されるバッチ方式と比較すると
、成分又は合金が誤まった融解炉に装入される可能性が
常にある。本発明はこの可能性を排除する。

本発明の別の利点はシートのような加工用製品を製造す
る従来の方法に比較すると相対的にコンパクトであるこ
とにある。即ち、本願の方式は特にエネルギーの保存に
関して、最高の効率のため調節に役立つ。例えば、融解
の目的のため、容器本体をこれらが製造される金属の融
点に又はそれ以上に加熱しなければならないことは了解
されよう。しかしながら、缶の中又は上の何れかの汚染
物の故に、ぞ（−で前記に説明１〜たように、それが二
つの異なる合金から製造されるので、飲料容器の直接融
解は通常には有用であると思われていない。本発明は一
度ラツカーを除去するよう操作する容器を単に加熱して
、缶から蓋を除去し、そしてこの工程を他σ）汚染物を
除去することが必要である。その分離α）際本体と蓋を
連続的に融解することによりかつこれらが冷却すること
を許すことなしで、融解のため使用する熱の形でかなり
の量のエネルギーを節約できる。

操作のコンパクトで別の利点はコンピュタ−化方式を使
用１〜で缶スクラップＱ〕移送からそこから生ずる製品
の巻取りまで工程のすべての段階な制御できる。コンピ
ュタ−化制御はこの連続法の効率の最大化を許してこれ
を更にコスト安にする。

本発明を更にし１１示すると、ＡＡ３００４本体と一ヒ
にＡＡ５１８２蓋を有する使用済飲料缶をロータリー型
キルンを通して処理した。下記σ）通りの四つσ〕異な
るキルンセット温度でロータリーキルンに対する装入材
料と排出材料から試料をとった：１０６０．１０８０．
’１１００及び１１２０’Ｆ０約１５に！９（３５ボン
Ｖ）の亜さがある装入試料をとった。キルン中の使用済
飲料缶の滞留時間を表わす、約６分後に、排出材料約４
５ｋｇ（１０［１ボンド）を試料とした。

炉に装入する前に、使用済飲料缶の梱包を破砕機を通し
て処理した。缶の殆どを部分に破砕するこの方法の破砕
機は若干の使用済飲料缶微粒子を生ずる。図では、各キ
ルンセット温度で装入材料と排出材料のふるい分は分析
を比較して端部細片化がキルン内部で起こる程度を決定
する。これはより粗い部分の重−：Ｃ／〕減少とより微
細な部分の型動の増加として認められる。

５ 試料を分別するため使用した米国標準ふるい寸法をタイ
ラーメッシュ等価物と共に第１表に列挙する。

各寸法部分の試料を融解しかつ分析して合金の分割をモ
ニタしかつまた不定不純物拾上げの址を測定する。

試料の化学的組成は存在するＡＡ３００４とＡＡ５１８
２の相対量を計算することを可能にする。これけＡＡ３
００．ｌ；ｔｌ、１０％のマンガンを含むことそしてＡ
Ａ５１８２は０．３８％のマンガンを含むことを仮定す
ることで行なわれる。０．９２％Ｑ）マンガン合量を有
する使用済飲料缶の融成物は７５チのＡＡ３００４材料
と２５チのＡＡ、　５１８２材料を富有することが示さ
れる。この計算を試験の四つのキルン温度で各排出部分
に対Ｅ２て行なった。存在すると計算されたＡＡ５１８
２の址は第２−５図の棒グラフで全体に陰を付けた部分
として示す。

第２図はキルンセット温度が１０６０″Ｆである間装人
材科と排出材料の粒度分布を示す。排出材６ 料中のＡＡ５１８２の分布も示す。試料採取期間中記録
された温度［１０３０から１０６０’Ｆの範囲に及ぶ。

この図の第一の特徴は装入材料と排出材料σ〕粒度分布
に差が殆ど見られないことである。

より粗い排出部分中のＡＡ５１Ｂ２とＡＡ３００４の混
合物は各々約２５％と７５％であり、これは蓋細片化が
この温度で起こっているようではないことを示す。

第■表は装入及び排出材料の両方に対する各粒度部分で
見られる金属の分光写真分析を示す。再び、一定の粒度
部分に対する装入及び排出材料はマグネシウムを除いて
非常に類似しているようである。

しかしながら、粒度…ｉ分に応じている組成で変動があ
るようであり、これは脱ラッカーの前に、押つぶし工程
が端部微粒子より更に本体微粒子を生ずることを示唆す
る。より微細な部分はより粗い部分と比較した時に上昇
したマンガンレベルと減少したマグネシウムレベルを示
す。それ故に、これらの微細部分は粗い部分よりＡＡ３
００４含量・により富むようである。より薄い缶本体に
関１〜かつ端部より缶の更に大きな表面積の故に、使用
済飲料缶を破砕すると本体は端部より更に微粒子を生ず
ることが予期できる。より微細な粒径でマグネシウム含
量を減少することはまた分析目的のためより小さく寸法
法めした部分を融解Ｉ〜だ時に受ける増加したマグネシ
ウム酸化に反映する。装入及び排出の両方の一１０メツ
シュ材料は分光写真分析用σ）試料を融解しかつ生ずる
のに十分な金属材料を富有１−なかった。

キルンセット温度が１０８０下及び１１００”Ｆ’であ
る間に取った試料からのデータを第３図と第４図及び第
１ＩＩ表と第１Ｖ表に各々示す。これらの試１’４　Ｕ
ロータ１）−キルン内でＡＡ５１８２の＋１−ｆｌｊを
示す。特に、排出材料中のより微細のメツシュ部分に存
在する材料の址は装入材料に比較する時に増大する；そ
してこれら微粒子はＡ　Ａ、　５１８２富有を示す組成
を有する。この傾向は１０８０　＝Ｆ’におけるより１
１００″Ｆ＋で更に著しい。

１１２０″Ｆでとった試料はキルン内でＡＡ５１８２細
片化の最も強力な、決定的証拠を示す。二つの最も粗い
部分はキルン通過後着しい型動減少を経験しそ１−で四
つのより微細な部分すべてが著しい止針増加を示す（第
５図）。部分の組成（第７表）はより粗い部分が殆どＡ
Ａ３００４のコマーシャルグレーＶの組成であることそ
１．てより微細な部分が殆どＡＡ５１８２のコマーシャ
ルグレーｒの組成であることを示−ｔ０１０６０’Ｆ及
び１１２０下実験に対する比較データは粗い部分から微
細部分へＡＡ５１８２の移送を示す。

第ｖＳけ１１２０°Ｆ試料の一１０メツシュ部分が０．
５０％のケイ素を＠肩することを示す。この部分は系に
約３０係のＡＡ５１８２を示すのでこれは非常Ｖこ重大
である。この材料を更にふるい分けして不定のケイ素汚
染物をふるい分けする可能性を決定する。その結果を第
■表に示す。この不定のケイ素は−２０メツシユ部分に
明白に移動する。−２５メツシュ部分はこの多量の非金
属性材料を含量し、これは分光写真分析用の試料を潤製
するため融解できない。可視検査はかなりの量の９ ガラスと砂を示した。−２５材料の化学分析を第１表に
示す。この部分は単に約５６％Ｑ）金属アルミニウムを
＠有する。砂及びガラス含量は約２６重量係であり、そ
して不定の鉄含量は約１．７Ｍ量チである。不定のケイ
素及び鉄拾上げを最小にするためすべての一２０メツシ
ュ材料を廃棄することは系減緻に２．２チ寄与する。し
かしながら、この材料は実質上スキム発生に寄与し、そ
してこの理由のため融解の前に除去されるべきである。

第１表 試料を分粒するため使用したふるい ２インチ　２インチ １インチ　１インチ ０．５インチ　１１．５インチ ０．２６５インチ　６メツシユ 煮４　４メツシユ Ａ６７　７メツシユ Ａ１０　９メツシユ Ａ　１４　１２メツシユ 屁１８　１６メツシユ 扁：２０　２０メツシユ ム２５　２４メッシュ 戻　Ｏ （イ）■　旧ω　℃寸 １　寸　寸　寸　寸　寸　ｊ 輩 ４５ 第４表 セット温度１１２０″Ｆでキルンな排出する一２５材料
の分析 水素発生にアルミニウム％　５６．２％化学分析：ｕ　
５６．７％ １”１３　１．７４　％ ｓｔ　ｆ　Ｏ，８％ 計算した５ｉ０２　２３．１チ 磁性材料　％　１．８７チ Ｘ線回折ニアルミニウム　〉１０％ 石英　〉１０％ Ｍｇｏ　（１０チ 不明　く１０％ ６ 第４表 ６００４本体と５１８２端部を完全な缶実験から化学分
析 ｓｔ　Ｏ，１００，１９ Ｆθ　、２５　．４０ ０ｕ　、０３　．１４ Ｍｎ　、３６　１．０９ Ｍｇ　３　、６９　、７ Ｏｒ　、０２　．０１ Ｎｉ　、００　．００ Ｚｎ　、、０２　、０４ Ｔ１．０１　．０２ 第■表 合金　ケイ素　鉄　鋼　マンガン　マグネシウム３００
３　０．６　０．７　０．０５−０．２　１．０−１．
５３００４　０ツＯＯ，７００，２５１，０−１，５［
１，８−１，３３１０４０，６０，８０，０５−０，；
’５　０．８−１．４　０．１−１．３註：第■表では
、残りはアルミニウムであり、そして組成は範第Ｘ表 合金　ケイ素　鉄　鋼　マンガン　マグネシウム５１８
２　０．２０　０．ろ５　０．１５　０．２０−０．５
０　４．０−５．［１５０８２０，０２０，３５０，１
５０，１５４，０−５，０５０５２０，４５ｓｔ＋Ｆｅ
　Ｏ，１００，１０２，２−２，８，５０４，２０，２
００，５５０，１５０，２０−０，５０３，０−４，０
註：第Ｘ表で汀、残りはアルミニウムであり、そして組
成は範クロム　亜鉛　チタン　各々　総計 −０，１０−０，０５０，１５ ０，２５−０，０５０，１５ ０，２５０，１００，０５０，１５ 囲と［２て示さない限り重付チ最大である。

他 クロム　亜鉛　チタン　各々　総計 ０．１０　０．２５　０．１０　０．０５　０．１５［
］、］１　０．２５　０．１０　０．０５　０．１５０
．１５−０．３５　０．１０　−　０．０５　０．１５
０．１０　０，２５　０，１０　０．［］５　０．１５
囲と１〜で示さない限り重数チ最大である。

９ 本発明を好適具体例に関して説明Ｌ〜たが、ここ′特許
請求の範囲は本発明の精神の中に含まれる（の具体例を
伝言することを意図する。

【図面の簡単な説明】

第１図は合金の実質上の向上なしにその特定のζ分が回
収され、融解され、鋳造されそして容器、分に再製造で
きる使用済アルミニウム容器をリイクルするための方法
で使用できる工程を示すローシートであり、第２図は１
０６０’Ｆの温度′炉に装入されかつ排出する材料の粒
度分布を示′棒グラフであり、第３図は１０８０′Ｆの
温度でに装入されかつ排出する材料の粒度分布を示すグ
ラフであり、第４図は１１００１の温度で炉装入されか
つ排出する材料の粒度分布を示す棒゛ラフであり、第５
図は１１２０”Ｆの温度で炉に入されかつ排出する材料
の粒度分布を示す棒グフである。 代理人　浅　村　晧 ＦＩＧ、　３．　本１日標準ぶる・・俤か手続補正書（
自発） 昭和５９年６月２Ｚ日 特許庁長官殿 １、事件の表示 昭和５９年特許願第　９４４０４　号 製造された金属成分を偏析する方法 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所 氏　名　アルミナム　コンパニー　オシ　アメリカ（名
　称） ４、代理人 昭和　年　月　日 ６、補正により増加する発明の数 ８、補正の内容　別紙のとおり 明細書の浄書　（内容に変更なし） 手続補正書（方式） 昭和ご２年ｙ月２７日 特許庁長官殿 １、事件の表示 昭和ｎ年特許願第　７ａｒｏｅ　号 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所 ４、代理人 ８、補正の内容　別紙のとおり ＋１−４＋　ｌ山上１１六市んＩＡ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｉ１＋（ａ）　異なる初期融解温度を有する異なるアル
   ミニウム加工用合金からなる少なくとも二つの型式の成
   分を含む供給原料を供すること； （ｂ）　加熱１．た供給原料のかきまぜの際に前記の成
   分の少なくとも一つの細片化を引起こすσ〕ｒ十分なレ
   ベルに前記の成分の少なくとも一つの破砕受容性を実質
   上増大するのに十分な温度に供給原料を加熱すること； （Ｃ）　前記の成分の少なくとも一つを細片にするのに
   十分なかきまぜを前記の加熱した供給原料に行なうこと
   ； （ｄ）　前記の細片化成分を残りの供給原料から偏析す
   ること； （θ）偏析した成分の少なくとも一つを融解すること；
   そ１〜で （ｆ）　その組成を実質上向上させることなく前記の融
   解した成分からアルミニウム合金を鋳造すること、 の諸工程を宮むことを特徴とする異なるアルミニウム加
   工用合金から製造された金属成分を偏析する方法。 （２）　（ｂ）最低σ）初期融解温度を有する成分σ）
   初期融解を開始させるのに十分に高い温度に前記の供給
   原料を加熱すること；そ［７て（Ｑ）最低の初期融解温
   度を有する前記の成分を細片にするのに十分なかきまぜ
   を前記の加熱した供給原料に行なうこと、を特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載した方法。 （３）工程（ａ）で供される供給原料がアルミニウム容
   器端部とアルミニウム容器本体を含み、この端部と本体
   が異なるアルミニウム加工用合金から製造され、これに
   よって前記の端部が前記の本体から分離されかつ回収さ
   れること、を特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２
   項に記載した方法。 （４）使用済食品及び飲料容器からなる供給原料を使用
   することを含むこと、そＩ〜て好１しくはガラス及び鋼
   容器な會む汚染物を除去するため加熱する前に供給原料
   を区分０することを會むこと、そしてまた好ましくはラ
   ッカー、装飾及び保３１コーティングを除去するため供
   給原料を処理″を石ことを會むこと、を特徴とする特許
   請求の範囲第１項〜第６項の何れかに記載した方法。 （５１１ａ−低σ）初Ｊ（ＪＪ融解温度をイイする成分
   を細片にするため供給原料の転動作用を使用することを
   含むこと、を特徴とする特許請求の範囲第１項〜第５項
   の何れかｖｃ　ＢＨ２載１−た方法。 （６）供給原料がＡＡ３［”１０３．ＡＡ５０４２゜Ａ
   Ａ３００４　、ＡＡ、’）１０４又はＡＡ５０４２を含
   むアルミニウム合金から本体部分を４１する一つ又はそ
   れ以上の型式の容器を甘み、この容器がＡ　Ａ　５１８
   ２　、　Ａ　Ａ　５　［１８２、Ａ　Ａ　５０５２又は
   Ａ　ｐ、、　５　Ｄ　４２を會むアルミニウム合金から
   製造された端部な有し、そして所望に応じて、供給原料
   は更に組成、０．１−＝１．０ｍｍ％のＳｉ　、　Ｏ，
   ［］　１−’０．９重ｔｊａｌ　％のＦ”　ｒ　Ｏ−（
   ）　５　ｐＯ−４ｍ　Ｍ％ノＣｕ＊０．４から１，０重
   量％のＭｎ　、　１．、’ｌから２．５重量係のＭｇ及
   び０　／−′０．２重に％０）Ｔｉ、残りのアルミニウ
   ム及び偶然の不純物、を有するシートから製造された本
   体と蓋を有する容器を含むこと、を特徴とする特許請求
   の範囲第１項−第５項の何れかに記載した方法。 （７）最低の初期融解温度を有する成分のかなりの融解
   を避けるため工程（ｂ）において加熱を調節することを
   含むこと、を特徴とする特許請求の範囲第１項〜第６項
   の何れかに記載した方法。 ＋ｓ＋（＋）４８２．２から６２３．９８Ｃ；（ｎ）　
   ５３７．８から６２３．９°Ｃ１好捷しくけ約１５秒か
   ら数分間； （由）５８０．６から６２３．９℃； （ｉ■）　５８０．６から６０４．４°Ｇ、好ましくは
   約６０秒から１５分間ｉ又は Ｍ　５８０．６から６４８．９°Ｃ； の何れかの範囲内の温度に供給原料を加熱すること、を
   特徴とする特許請求の範囲第１項〜第７項の何れかに記
   載り一だ方法。 （９）鋳造が連続的でありそして鋳造合金が前記の偏析
   された成分が製造されたものと実質上同一の組成を有す
   ること、を特徴とする特許請求の範囲第１項〜第８項の
   何れかに記載した方法。 （１０）工程（ａ）で供された前記の供給原料を破砕す
   ること、この破砕が刀裁砕された供給原料中に微粒子の
   生成を生じ、そして加熱工程（ｂ）の前に、前記の破砕
   した供給原料から少なくとも工程（Ｃ）で製造されるべ
   き細片化成分の寸法範囲内の寸法を有する微粒子を除去
   することを富むこと、特徴とする特許請求の範囲第１項
   〜第９項の何れかに記載した方法。