樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板およびその製造方法
【課題】 樹脂フィルムの密着性に優れた表面形態を有する樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板およびその製造方法を提供する。
【解決手段】 本発明の樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板は、Ｓｉを０．１〜０．５質量％、Ｆｅを０．２〜０．７質量％、Ｍｎを０．５〜１．５質量％、Ｍｇを０．５〜２．０質量％、およびＣｕを０．１〜０．４質量％含有し、残部がＡｌと不可避的不純物からなる組成を有するアルミニウム合金板であって、アルミニウム合金板の圧延方向に直角な方向での算術平均粗さＲaを０．３０〜０．５５μｍ、アルミニウム合金板の圧延方向に平行な方向でのろ波中心線うねりＷCAを０．２〜０．８μｍ、最大長が１０μｍ以上であるＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物の単位面積当たりの個数密度を７０個／ｍｍ2以下、アルミニウム合金板の表面に形成される酸化皮膜の平均膜厚を２５ｎｍ以下とした。
【解決手段】 本発明の樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板は、Ｓｉを０．１〜０．５質量％、Ｆｅを０．２〜０．７質量％、Ｍｎを０．５〜１．５質量％、Ｍｇを０．５〜２．０質量％、およびＣｕを０．１〜０．４質量％含有し、残部がＡｌと不可避的不純物からなる組成を有するアルミニウム合金板であって、アルミニウム合金板の圧延方向に直角な方向での算術平均粗さＲaを０．３０〜０．５５μｍ、アルミニウム合金板の圧延方向に平行な方向でのろ波中心線うねりＷCAを０．２〜０．８μｍ、最大長が１０μｍ以上であるＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物の単位面積当たりの個数密度を７０個／ｍｍ2以下、アルミニウム合金板の表面に形成される酸化皮膜の平均膜厚を２５ｎｍ以下とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飲料缶等の包装容器用素材として用いられる樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、各種の飲料缶等の包装容器用素材としては、成形性、耐食性および強度等の面から、アルミニウム合金板が幅広く適用されている。
そして、このようなアルミニウム合金板に絞り加工やしごき加工（以下、「ＤＩ（Ｄｒａｗｉｎｇ ａｎｄ Ｉｒｏｎｉｎｇ）加工」という）等を施して形成された包装容器用アルミニウム缶のニーズが増大しており、種々の形状を有するアルミニウム缶が研究、開発されている。
【０００３】
前記の包装容器用アルミニウム缶の代表的なものとしては、図１に示すようなネジ付きの開口部１４を有するボトル缶１１（キャップは省略）と、図２に示すような缶胴２２および缶蓋（不図示）からなるＤＩ缶２１があり、これらは何れもＤＩ加工が施されたものである。
【０００４】
このような包装容器用アルミニウム缶に使用されるアルミニウム合金板としては、所望の特性が得られるように成分調整が行われたＪＩＳ Ｈ ４０００に規定される３００４合金（Ａｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金）などが多く用いられ、これを、鋳造処理、均質化熱処理、熱間圧延処理、冷間圧延処理、必要に応じて焼鈍処理を行った後に、最終冷間圧延を行うことによって、所定の板厚を有するアルミニウム合金板を形成している（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
そして、これら包装容器用アルミニウム缶の内表面には、アルミニウム合金板から充填物中へのアルミニウム等の溶出を防止するため、例えば、エポキシ・フェノール、エポキシ・尿素、ビニルオルガノゾル等の溶剤系或いはアクリル変性エポキシ樹脂を含む塗膜用水性塗料を用いてスプレー塗装が施され、その後オーブンで塗装焼け付きを行うことにより、３乃至５μｍ厚さ程度の塗膜が形成されている。
【０００６】
しかし、最近では以下のような理由により、従来の塗装による塗膜に代わってＰＥＴ（polyethylene terephthalate）等の樹脂フィルムをラミネートしたアルミニウム合金板が使われるようになっている。
(１)従来の塗膜には、環境ホルモン（外因性内分泌撹乱物質）の疑いのあるビスフェノールＡ等が含まれるため、これが充填物中に溶け出す虞がある。
(２)ＤＩ加工時には、成形時の潤滑性を高めるためプレス油（潤滑油）が使われるが、これを取り除くために脱脂設備や排水処理設備等が必要となり、これらを維持管理するためには莫大な費用を要する。
【０００７】
これに対し、ＰＥＴ等の樹脂フィルムをアルミニウム合金板にラミネートする場合には、樹脂フィルムから環境ホルモンの疑いのある物質が溶け出す心配もなく安全である。
また、成形時に使用する潤滑油は熱処理により揮発させるため、脱脂設備や排水処理設備が不要となるので、維持管理のための費用も不要となる。
【０００８】
なお、このような樹脂フィルムをアルミニウム合金板にラミネートした場合、このままの状態では密着性が不十分であり、絞り加工やしごき加工などの成形加工を行うと、前記樹脂フィルムが剥離してしまうことがあった。そこで、前記のような成形加工を行った場合であっても樹脂フィルムが剥離しないよう、密着性を高めることを目的として、アルミニウム合金板に樹脂フィルムをラミネートした後に、そのフィルムの融点以上の温度で熱処理（リメルト処理）を行うこととしている。
【特許文献１】特公昭６１−７４６５号公報（第２頁右欄第２３行〜第４頁左欄第２８行）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、樹脂フィルムをラミネートしたアルミニウム合金板を用いてリメルト処理を行うと、従来のＰＥＴ等の樹脂フィルムラミネートしたアルミニウム合金板では、その表面に部分的な膨れが発生するといった問題や、樹脂フィルムをラミネートしたアルミニウム合金板を用いてＤＩ加工すると樹脂フィルムが剥離するといった問題があった。
【００１０】
本発明者らは、このような問題に対し原因追及のため検討を重ねた結果、前記問題はアルミニウム合金板と樹脂フィルムの密着性が不十分なため生じたものであり、ラミネート後のリメルト処理によって、アルミニウム合金板と樹脂フィルムとの間に微小な気泡が生成され、アルミニウム合金板と樹脂フィルムの密着領域（接触面積）が減少したことにより発生したことが明らかとなった。
【００１１】
なお、ＤＩ加工におけるしごき率（％）は、「しごき率（％）＝｛（元板の板厚−しごき後の板厚）／（元板の板厚）｝×１００」で求めることができ、例えば、元板の板厚が０．３２ｍｍであって、しごき後の板厚が０．１２５ｍｍである通常の２ピースボトル缶やＤＩ缶におけるしごき率はおよそ６０％程度と非常に大きいものとなる。
このような状況下では、アルミニウム合金板が引き延ばされると同時に樹脂フィルムも引き延ばされて剥離し易くなるので、アルミニウム合金板と樹脂フィルムの密着性を向上させることは非常に重要な課題であるといえる。
【００１２】
本発明は前記課題に鑑みて創案されたものであり、その目的は、リメルト処理した後にしごき率の大きな加工を受けた場合であっても、アルミニウム合金板から樹脂フィルムが剥離しない、樹脂フィルムの密着性に優れた表面形態を有する樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは、前記課題を解決するため鋭意研究した結果、アルミニウム合金の組成と、アルミニウム合金板の板表面の圧延方向に直角な方向での算術平均粗さＲaや、圧延方向に平行な方向でのろ波中心線うねりＷCAを規制し、最大長が１０μｍ以上のＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物の単位面積当たりの個数密度と酸化皮膜の平均膜厚を規制することにより、樹脂フィルムとの密着性を向上できるアルミニウム合金板の表面形態を見出し、本発明を完成させるに至った。
また、本発明者らは、かかるアルミニウム合金板の製造方法において、熱間圧延を開始するときの温度条件、および最終冷間圧延で用いる圧延用ワークロール胴部表面のロール軸方向での算術平均粗さＲaを特定の範囲に規制すると好適に樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板を製造できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１４】
すなわち、請求項１に記載の樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板は、Ｓｉを０．１乃至０．５質量％、Ｆｅを０．２乃至０．７質量％、Ｍｎを０．５乃至１．５質量％、Ｍｇを０．５乃至２．０質量％、およびＣｕを０．１乃至０．４質量％含有し、残部がＡｌと不可避的不純物からなる組成を有するアルミニウム合金板であって、前記アルミニウム合金板の圧延方向に直角な方向での算術平均粗さＲaが０．３０乃至０．５５μｍ、前記アルミニウム合金板の圧延方向に平行な方向でのろ波中心線うねりＷCAが０．２乃至０．８μｍ、最大長が１０μｍ以上であるＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物の単位面積当たりの個数密度が７０個／ｍｍ2以下、前記アルミニウム合金板の表面に形成される酸化皮膜の平均膜厚が２５ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００１５】
このように、請求項１に記載の樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板は、アルミニウム合金の組成を適切な範囲に規制しているので、しごき成形性や座屈強度といった、缶としての要求特性を満たすことができる。また、樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板は、算術平均粗さＲaやろ波中心線うねりＷCAを適切に規制するとともに、最大長が１０μｍ以上のＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物の単位面積当たりの個数密度と酸化皮膜の平均膜厚を適切に規制しているので、樹脂フィルムを留める高いアンカー効果を得ることができる結果、樹脂フィルムが剥離し難く、樹脂フィルムの密着性に優れたものとすることができる。
【００１６】
また、請求項２に記載の樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板の製造方法は、Ｓｉを０．１乃至０．５質量％、Ｆｅを０．２乃至０．７質量％、Ｍｎを０．５乃至１．５質量％、Ｍｇを０．５乃至２．０質量％、およびＣｕを０．１乃至０．４質量％含有し、残部がＡｌと不可避的不純物からなる組成を有するアルミニウム合金を溶解・鋳造して鋳塊を作製する第一工程、第一工程後に均質化熱処理する第二工程、第二工程後に熱間圧延する第三工程、及び第三工程後に冷間圧延する第四工程、を順に行うことで樹脂被覆包装容器用のアルミニウム合金板を製造する方法であって、前記第三工程の熱間圧延の開始温度を４５０乃至５５０℃の温度条件下で行い、かつ、前記第四工程の冷間圧延における最終冷間圧延を、ロール軸方向におけるワークロール胴部表面の算術平均粗さＲaが０．４乃至０．８μｍである圧延用ワークロールを用いて行うことを特徴とする。
【００１７】
このように、請求項２に記載の樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板の製造方法は、第一工程で所定の組成を有するアルミニウム合金を溶解して鋳造することで、当該所定の組成を有するアルミニウム合金の鋳塊を得ることができる。次に、第二工程でこのアルミニウム合金の鋳塊を均質化熱処理することによって金属組織内の成分の均質化を行うとともに、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物の大きさや個数密度の制御を行う。そして、第三工程で４５０〜５５０℃の開始温度で熱間圧延を行うことで酸化皮膜の膜厚を適切な範囲に制御し、次の第四工程で冷間圧延を行う。この場合において、冷間圧延における最終冷間圧延を、ロール軸方向における所定の算術平均粗さＲaを有する圧延用ワークロールを用いて行うことで、アルミニウム合金板の圧延方向に直角な方向の算術平均粗さＲa、およびアルミニウム合金板の圧延方向に平行な方向でのろ波中心線うねりＷCAを所望の範囲に制御したアルミニウム合金板を製造することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、しごき率の大きな加工を受けても樹脂フィルムを留める高いアンカー効果を得ることができる結果、樹脂フィルムが剥離し難く、樹脂フィルムの密着性に優れた表面形態を有する樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板を提供することができる。
また、本発明によれば、樹脂フィルムの密着性に優れた表面形態を有する樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板を好適に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。なお、本発明はこの実施の形態にのみ限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく限りにおいて適宜に変更・改変することが可能である。
【００２０】
［１．樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板］
本発明者らは、樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板として樹脂フィルムの剥離の難易およびＥＲＶに注目し、これらとアルミニウム合金板の特性や成分について種々実験研究した。
その結果、アルミニウム合金板の組成を、Ｓｉ：０．１乃至０．５質量％、Ｆｅ：０．２乃至０．７質量％、Ｍｎ：０．５乃至１．５質量％、Ｍｇ：０．５乃至２．０質量％、およびＣｕ：０．１乃至０．４質量％、残部がＡｌと不可避的不純物からなるアルミニウム合金となるよう規制し、かかるアルミニウム合金板の圧延方向に直角な方向での算術平均粗さＲaを０．３０乃至０．５５μｍ、アルミニウム合金板の圧延方向に平行な方向でのろ波中心線うねりＷCAを０．２乃至０．８μｍ、最大長が１０μｍ以上であるＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物の単位面積当たりの個数密度を７０個／ｍｍ2以下、アルミニウム合金板の表面に形成される酸化皮膜の平均膜厚を２５ｎｍ以下に規制することで、樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板として必要な強度（座屈強度）や成形性（しごき成形性）を有し、かつ、樹脂フィルムを留める高いアンカー効果を得ることができた。
以下に、樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板の各種成分の含有量を限定した理由および板材としての性状を特定した理由について説明する。
【００２１】
（Ｓｉ：０．１乃至０．５質量％）
Ｓｉは、均質化熱処理においてＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ系の金属間化合物と結び付き、高硬度なＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物を形成する。Ｓｉの含有量が０．１質量％未満であると、樹脂フィルムとの密着性向上に必要である、最大長が１０μｍ以上のＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物の形成が充分ではなく、樹脂フィルムとの密着性が不足する。一方、Ｓｉの含有量が０．５質量％を超えると、材料強度或いは再結晶挙動に影響を及ぼし、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物の個数密度が多くなりすぎ、また、成形性も悪化する。したがって、本発明におけるＳｉの含有量は０．１乃至０．５質量％とする。
【００２２】
（Ｆｅ：０．２乃至０．７質量％）
Ｆｅは、Ｍｎと同じくＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物を形成する。Ｆｅの含有量が０．２質量％未満であると、樹脂フィルムとの密着性向上に必要である、最大長が１０μｍ以上のＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物の形成が充分ではなく、樹脂フィルムとの密着性が不足する。一方、Ｆｅの含有量が０．７質量％を超えると、最大長が２０μｍを超えるような巨大なＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物が多数生成し、成形性を悪化させる。したがって、本発明におけるＦｅの含有量は０．２乃至０．７質量％とする。
【００２３】
（Ｍｎ：０．５乃至１．５質量％）
Ｍｎは、材料強度に寄与すると共に、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物を形成し、樹脂フィルムとの密着性向上に寄与する元素である。Ｍｎの含有量が０．５質量％未満であると最大長が１０μｍ以上のＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物の形成が充分ではなく、樹脂フィルムとの密着性が不足するとともに強度も不足する。一方、Ｍｎの含有量が１．５質量％を超えると強度が高まり、成形性が悪化する。したがって、本発明におけるＭｎの含有量は０．５乃至１．５質量％とする。
【００２４】
（Ｍｇ：０．５乃至２．０質量％）
Ｍｇは、前記のＣｕと同じく材料強度に寄与する元素である。Ｍｇの含有量が０．５質量％未満であると、必要とする強度が得られ難い。一方、Ｍｇの含有量が２．０質量％を超えると加工硬化が大きくなり、成形性が低下する。したがって、本発明におけるＭｇの含有量は０．５乃至２．０質量％とする。
【００２５】
（Ｃｕ：０．１乃至０．４質量％）
Ｃｕは、材料強度に寄与する元素である。また、均質化熱処理後によって、Ｃｕはアルミニウム合金中に固溶した状態となる。このため、樹脂フィルムをラミネートした後のリメルト処理工程で析出硬化性が付与される。この場合、Ｃｕの含有量が０．１質量％未満であると充分な材料強度を得ることができない。一方、Ｃｕの含有量が０．４質量％を超えると強度が高くなりすぎ、成形性が低下する。したがって、本発明におけるＣｕの含有量は０．１乃至０．４質量％とする。
【００２６】
（不可避的不純物）
本発明の樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板においては、不可避的不純物として例えば、Ｃｒ：０．１質量％以下、Ｚｎ：０．５質量％以下、Ｔｉ：０．１質量％以下、Ｚｒ：０．１質量％以下、Ｂ：０．１質量％以下に制限してこれらを含有することは、本発明の効果を妨げるものではないので、このような不可避的不純物の含有は許容される。
【００２７】
（アルミニウム合金板の圧延方向に直角な方向での算術平均粗さＲa：０．３０乃至０．５５μｍ）
通常の圧延では、圧延方向に平行な方向にアルミニウム合金板の表面に圧延目が形成される。このため、本発明では、この圧延目に直角な方向での表面粗さＲaを規定している。
本発明においては、アルミニウム合金板の表面における圧延方向に直角な方向に測定した算術平均粗さＲaが０．３０μｍ未満であると、アルミニウム合金板の表面に形成された微小な凹凸に樹脂フィルムが入り込んで固定する効果、いわゆるアンカー効果が低く、高しごき率下において樹脂フィルムの密着性を確保できない。
一方、算術平均粗さＲaが０．５５μｍを超えると、ラミネート時にアルミニウム合金板と樹脂フィルムの間に気泡が生じ易くなる。このようにして生じた気泡は、リメルト処理の熱によって膨張し、アルミニウム合金板と樹脂フィルムにおける密着領域（接触面積）が減少してしまい、樹脂フィルムの密着性が大幅に低下することとなる。
したがって、本発明におけるアルミニウム合金板の圧延方向に直角な方向に測定した算術平均粗さＲaは０．３０乃至０．５５μｍとする。
【００２８】
（アルミニウム合金板の圧延方向に平行な方向でのろ波中心線うねりＷCA：０．２乃至０．８μｍ）
圧延方向に平行な方向でのろ波中心線うねりＷCAは、前記したアルミニウム合金板の圧延方向に直角な方向での算術平均粗さＲaと比較して、より長波長のうねり成分である。このため、アルミニウム合金板表面上の凹凸による樹脂フィルムを固定するアンカー効果は、前記したアルミニウム合金板の圧延方向に直角な方向での算術平均粗さＲaより高いものとなる。
本発明においては、アルミニウム合金板の表面における圧延方向に平行な方向でのろ波中心線うねりＷCAが０．２μｍ未満であると、アルミニウム合金板の表面凹凸が小さくなるので、かかるアンカー効果を得ることができない。
一方、ろ波中心線うねりＷCAが０．８μｍを超えた状態では、前記と同様に、ラミネート時にアルミニウム合金板と樹脂フィルムの間に気泡が生じ易くなるので、樹脂フィルムの密着性が低下する。
したがって、本発明におけるアルミニウム合金板の圧延方向に平行な方向に測定したろ波中心線うねりＷCAは０．２乃至０．８μｍとする。
このように、アルミニウム合金板の圧延方向に直角な方向でのアンカー効果と圧延方向に平行な方向でのアンカー効果を適切に制御することによって、部分的な樹脂フィルムの膨れの発生防止や、高しごき率下における樹脂フィルムの剥離を防止することができる。したがって、前記算術平均粗さＲaおよびろ波中心線うねりＷCAを同時に満足する必要がある。
【００２９】
（最大長が１０μｍ以上であるＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物の単位面積当たりの個数密度：７０個／ｍｍ2以下）
樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板に含まれるＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物は、硬度が非常に高く、ラミネートされた樹脂フィルムを強固に固定する役割を担う。
この場合、最大長が１０μｍ以上のＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物の個数密度が７０個／ｍｍ2を超えると、ＤＩ加工後、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物周辺で樹脂フィルムとアルミニウム合金板の間に微小間隙が多数形成され、樹脂フィルムの密着性が低下する。
したがって、本発明における最大長１０μｍ以上のＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物の個数密度は７０個／ｍｍ2以下とする。
なお、均質化熱処理を行う際に行う鋳塊の面削量を多くすると、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物の大きさや単位面積当たりの個数密度を減らすことができるので、他の製造条件（コスト等）を勘案した上で適宜に面削量を設定するとよい。
【００３０】
（アルミニウム合金板の表面に形成される酸化皮膜の平均膜厚が２５ｎｍ以下）
本発明においては、アルミニウム合金板の表面に形成される酸化皮膜は、主にＡｌ2Ｏ3で構成される。
この場合、酸化皮膜の平均膜厚が２５ｎｍを超えると、例えば、耐食性皮膜として一般的なリン酸クロメート皮膜を形成させた後にも、アルミニウム合金板とリン酸クロメート皮膜との間に脆い酸化皮膜が残存することとなり、高しごき率で成形した場合において、樹脂フィルムが剥離し易くなる。
したがって、本発明におけるアルミニウム合金板表面に形成された酸化皮膜の平均膜厚は２５ｎｍ以下とする。
なお、後記するように酸化皮膜の膜厚は、熱間圧延の開始温度を高くすることで厚くすることができ、熱間圧延の開始温度を低くすることで薄くすることができる。
【００３１】
［２．樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板の製造方法］
また、本発明者らは、ＤＩ加工によっても樹脂フィルムが剥離しない樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板の製造方法における製造条件に着目して種々実験研究を行った。
その結果、前記所定の組成、すなわち、Ｓｉを０．１乃至０．５質量％、Ｆｅを０．２乃至０．７質量％、Ｍｎを０．５乃至１．５質量％、Ｍｇを０．５乃至２．０質量％、およびＣｕを０．１乃至０．４質量％含有するよう規制し、残部がＡｌと不可避的不純物からなる組成を有するアルミニウム合金を溶解・鋳造して鋳塊を作製した後に、この鋳塊を均質化熱処理し、開始温度条件を４５０乃至５５０℃とする熱間圧延を行う。そして、その後の冷間圧延における最終冷間圧延を、ロール軸方向におけるワークロール胴部表面の算術平均粗さＲaが０．４乃至０．８μｍである圧延用ワークロールを用いて行うことで、本発明が所望するところの樹脂被覆包装容器用のアルミニウム合金板を製造することができることを見出した。
以下、本発明の樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板の製造方法において、熱間圧延の開始温度および圧延用ワークロール胴部表面のロール軸方向での算術平均粗さＲaを規制した理由について説明する。
【００３２】
（熱間圧延の開始温度：４５０乃至５５０℃）
熱間圧延の開始温度を調節することで樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板の表面に形成する酸化皮膜の膜厚の調節を行う。
熱間圧延の開始温度が４５０℃未満であると、圧延荷重が過大となり、樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板を製作することが困難となる。
一方、熱間圧延の開始温度が５５０℃を超えると、形成される酸化皮膜の成長が大きくなりすぎる。
したがって、本発明における熱間圧延の開始温度は４５０乃至５５０℃とする。
【００３３】
（最終冷間圧延で用いる圧延用ワークロールのロール軸方向におけるワークロール胴部表面の算術平均粗さＲa：０．４乃至０．８μｍ）
このワークロール胴部表面の算術平均粗さＲaは、圧延されるアルミニウム合金板の算術平均粗さＲaおよびろ波中心線うねりＷCAに大きな影響を与えるものである。本発明者らが行った実験の結果、この圧延用ワークロールのロール軸方向におけるワークロール胴部表面の算術平均粗さＲaを０．４乃至０．８μｍに規制することで圧延されたアルミニウム合金板の算術平均粗さＲaおよびろ波中心線うねりＷCAが本発明で規制した範囲に制御できることが分かった。
最終冷間圧延における圧延用ワークロールのロール軸方向におけるワークロール胴部表面の算術平均粗さＲaが０．４μｍ未満の場合、得られたアルミニウム合金板の表面は鏡面に近い状態となってしまうので、本発明の樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板が所望する算術平均粗さＲa、および、ろ波中心線うねりＷCAを得ることができない。
一方、圧延用ワークロールのロール軸方向におけるワークロール胴部表面の算術平均粗さＲaが０．８μｍを超えると、アルミニウム合金板の表面が粗面化するので、ラミネート時にアルミニウム合金板と樹脂フィルムの間に気泡が生じ易くなり、結果として、樹脂フィルムの密着性を低下させ、本発明で所望するところの樹脂フィルムの密着性を確保できなくなる。また、本発明の樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板が所望する算術平均粗さＲa、および、ろ波中心線うねりＷCAを得ることができない。
したがって、最終冷間圧延における圧延ロールの算術平均粗さＲaは０．４乃至０．８μｍとする。
【００３４】
以上説明した本発明の樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板は、図１に示すような従来の一例の２ピースボトル缶１１や、図２に示すような従来の一例のＤＩ缶２１等に好適に用いることができるとともに、従来の種々のアルミニウム合金板のラミネート材（不図示）にも好適な素材である。
【００３５】
なお、本発明の樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板を図１に示す従来の一般的なボトル缶１１に適用する場合には、ＰＥＴ樹脂などをラミネートした本発明の樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板に対してカッピング加工やＤＩ成形等の缶体成形を施して胴体部１２を形成し、続いてこの胴体部１２にネッキング加工を施してネック部１３を形成し、胴体部１２とネック部１３と底部とをＤＩ成形により一体的に成形加工することによって好適に製造することができる。
【００３６】
なお、この２ピースボトル缶１１には、胴体部１２と当該胴体部１２の所定部分にネック部１３が形成され、このネック部１３のエンド部には開口部１４が形成されている。また、この開口部１４の近傍の外周にはスクリューキャップ取り付け用のネジ切り加工が施されてネジ部１５が設けられている。そして、この開口部１４と対抗する部分の底部が胴体部１２と連続して構成されている。
【００３７】
また、本発明の樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板を図２に示す従来の一般的なＤＩ缶２１に適用する場合には、ＰＥＴ樹脂などをラミネートした本発明の樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板に対してカッピング加工やＤＩ成形等の缶体成形を施して胴体部２２を形成し、続いてこの胴体部２２にネッキング加工を施してネック部２３を形成し、引き続いてこのネック部２３のエンド部に開口部２４を形成するとともにこの開口部２４の口径が胴体部２２の径に比べて小さくなるように加工することによって好適に製造することができる。
【００３８】
そして、本発明の樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板を従来の一般的なラミネート材に適用する場合には、従来公知のラミネート材に適用されている各種のフィルムを、接着剤等を介して貼り合せた後、そのフィルムの融点以上で熱処理（通常２３０〜２７０℃程度）が施される工程等を経て、ラミネート材を作製することができる。
【実施例】
【００３９】
［実施例Ａ］
以下、本発明に係る樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板の発明例を、本発明の必要条件を満たさない比較例と対比させて具体的に説明する。
まず、表１に示すような組成からなるアルミニウム合金の鋳塊を用いて同一の製造条件、すなわち、鋳造処理、均質化熱処理、および熱間圧延処理（開始温度：５４０℃）の順で各処理を行った後、冷間圧延処理（最終冷間圧延）を行い、０．３２ｍｍ（圧延率８５％）の樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板を得た。なお、この冷間圧延処理においては、鋳鍛鋼製圧延用ワークロール（ロール軸方向におけるワークロール胴部表面の算術平均粗さＲa：０．５４μｍ）を使用して、本発明の必要条件を満たす発明例Ｎｏ．１〜６の樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板と、本発明の必要条件を満たさない比較例Ｎｏ．１〜１０の樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板をそれぞれ製造した。
なお、表１中の下線は本発明で規制する数値範囲を満たしていないことを示す。
【００４０】
【表１】
【００４１】
そして、かかる組成と前記した製造方法によって製造した樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板における最大長１０μｍ以上のＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物の単位面積当たりの個数密度（表２において、「金属間化合物の個数密度」と表記する。）、酸化皮膜の平均膜厚、算術平均粗さＲa、および、ろ波中心線うねりＷCAの各特性値を以下の評価方法により求めた。
【００４２】
（Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物のサイズおよび単位面積当たりの個数密度の測定）
Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物のサイズおよび単位面積当たりの個数密度の測定は、次の手順で行った。
(１)発明例Ｎｏ．１〜６および比較例Ｎｏ．１〜１０の樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板の表層を、機械研磨により５μｍ除去して鏡面とした。
(２)樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板の表面を走査型電子顕微鏡（日本電子製、ＪＳＭ−Ｔ３３０）の成分画像にて、倍率５００倍で観察し、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物を抽出し、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物の分布を表すイメージマップを作成した。
(３)これに画像解析処理（高速画像処理装置、東芝製、ＴＯＳＰＩＸ−II）を施した組織写真を用いて、前記画像を２０視野測定し、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物の最大部の長さ（最大長）および単位面積当たりの数を統計的にカウントし、最大長が１０μｍ以上のＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物の個数密度を求めた。
【００４３】
（酸化皮膜の平均膜厚）
酸化皮膜の平均膜厚の測定は、前記各アルミニウム合金板に対して、オージェ電子分析装置（ＶＧ ＳＣＩＥＮＴＩＦＩＣ社製、型式３１０Ｄ）を用いて、アルミニウム合金板の表面から深さ方向の酸素濃度を測定し、相対的な酸素濃度が２０％になる深さを測定し、その深さを酸化皮膜の厚さとみなした。これを、各アルミニウム合金板に対して場所を変えて５箇所で行い、平均したものを酸化皮膜の平均膜厚とした。
【００４４】
（算術平均粗さＲa）
表面粗さの測定は、前記各アルミニウム合金板に対して、表面粗さ測定機（小坂研究所製、サーフコーダＳＥ−３０Ｄ）を用いて、圧延方向に直角な方向に走査し、算術平均粗さＲa（ＪＩＳ Ｂ ０６０１−１９９４）を求めることで行った。
なお、算術平均粗さＲaの測定は、触針径＝２μｍ、規準長さ＝８．００ｍｍ、走査速度＝０．５ｍｍ／秒、カットオフ値λｃ＝０．８ｍｍの条件で行った。
【００４５】
（ろ波中心線うねりＷCA）
ろ波中心線うねり（ＪＩＳ Ｂ ０６１０−１９８７）の測定は、前記各アルミニウム合金板に対して、表面粗さ測定機（小坂研究所製、サーフコーダＳＥ−３０Ｄ）を用いて、圧延方向に平行な方向に走査することで行った。
なお、ろ波中心線うねりＷCAの測定は、触針径＝２μｍ、規準長さ＝８．００ｍｍ、走査速度＝０．５ｍｍ／秒、低域カットオフ値ｆｈ＝０．８ｍｍ、高域カットオフ値ｆｌ＝８ｍｍの条件で行った。
このようにして求めた各特性値の結果を表２に示す。なお、表２中の下線は本発明で規制する数値範囲を満たしていないことを示す。
【００４６】
【表２】
【００４７】
表１および表２から分かるように、発明例Ｎｏ．１〜６は、本発明で規定する必要条件を満たすものであり、比較例Ｎｏ．１〜１０は本発明で規定する必要条件を満たさないものである。
すなわち、比較例Ｎｏ．１および比較例Ｎｏ．２はＳｉの含有量に関して、それぞれ本発明で規定する数値範囲の下限値または上限値から外れているものである。特に、比較例Ｎｏ．２は最大長が１０μｍ以上であるＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物の単位面積当たりの個数密度も本発明で規制する数値範囲の上限値から外れているものである。
【００４８】
また、比較例Ｎｏ．３および比較例Ｎｏ．４は、Ｆｅの含有量に関して、それぞれ本発明で規定する数値範囲の下限値または上限値から外れているものである。特に、比較例Ｎｏ．４は最大長が１０μｍ以上であるＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物の単位面積当たりの個数密度も本発明で規制する数値範囲の上限値から外れているものである。
【００４９】
また、比較例Ｎｏ．５および比較例Ｎｏ．６は、Ｍｎの含有量に関して、それぞれ本発明で規定する数値範囲の下限値または上限値から外れているものである。特に、比較例Ｎｏ．６は最大長が１０μｍ以上であるＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物の単位面積当たりの個数密度も本発明で規制する数値範囲の上限値から外れているものである。
【００５０】
さらに、比較例Ｎｏ．７および比較例Ｎｏ．８は、Ｍｇの含有量に関して、それぞれ本発明で規定する数値範囲の下限値または上限値から外れているものである。
また、比較例Ｎｏ．９および比較例Ｎｏ．１０は、Ｃｕの含有量に関して、それぞれ本発明で規定する数値範囲の下限値または上限値から外れているものである。
【００５１】
そして、発明例Ｎｏ．１〜６および比較例Ｎｏ．１〜１０の各樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板にリン酸クロメート処理（Ｃｒ量で、１０ｍｇ／ｍ2）を行い、樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板の両面に厚さ２０μｍのＰＥＴ樹脂をラミネートし、２６０℃にて熱処理を行い、樹脂フィルムを被覆したアルミニウム合金板を得た。
そして、この樹脂フィルムを被覆したアルミニウム合金板を用いて、以下の方法によりＤＩ缶２１（図２参照）を作製した。
（１）カップ成形加工を施すことでブランク径φ１４０ｍｍ、カップ径φ９０ｍｍの缶体を作製した。
（２）次に、前記缶体に再絞り加工を施した。
（３）更に、しごき成形加工として前記缶体に対して３回しごきを施し、しごき率６５％で薄肉部厚さ１０５μｍ、胴径Ｄ3がφ６６ｍｍ、高さＨが１２３ｍｍのＤＩ缶２１を作製した。
【００５２】
その後、樹脂フィルムの密着性に関する評価として、樹脂フィルムの剥離およびＥＲＶについての評価を実施した。また、２ピースボトル缶やＤＩ缶などの包装容器に加工するのに必要なしごき成形性、および包装容器として必要な強度の指標として、座屈強度を測定した。樹脂フィルムの剥離性、ＥＲＶ、しごき成形性、および座屈強度の評価は、以下の方法で行った。
【００５３】
（樹脂フィルムの剥離性）
前記各樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板から成形されたＤＩ缶の胴体部について、缶体の内外表面を目視観察し、樹脂フィルムの密着性を評価した。
樹脂フィルムの剥離や部分的な膨れも見られないものを、問題なしと評価し（「○」）、または、完全にアルミニウム合金板から樹脂フィルムが剥離したものを問題ありと評価した（「×」）。
【００５４】
（ＥＲＶ）
ＥＲＶ（Ｅｎａｍｅｌ Ｒａｔｅ Ｖａｌｕｅ）は、各ＤＩ缶内に、１％食塩水と０．０２％界面活性剤からなる溶液を満たした後、溶液と缶の外表面の間に６．２Ｖｏｌｔの直流電圧を４秒間印加したときの電流値を電流計により測定し、２０缶の平均値を求めた。
ＥＲＶが１０ｍＡ未満であれば、樹脂フィルムの微小な剥離（ピンホール）はないものと考えられることから、１０ｍＡ未満を良好と評価し（「○」）、また、１０ｍＡ以上を不良と評価した（「×」）。
【００５５】
（しごき成形性）
しごき成形性は、前記したＤＩ缶を連続成形で１００００缶製缶したときに破断が発生した個数により評価を行った。破断した個数が０〜３個であるものを良好と評価し（「○」）、４個以上発生したものを不良と評価した（「×」）。
【００５６】
（座屈強度）
座屈強度は、ＤＩ缶の軸方向に圧縮荷重を負荷し、缶胴部が座屈したときの荷重を測定してその平均値を求めた。座屈強度が１．５ｋＮ以上であるものを良好と評価し（「○」）、１．５ｋＮ未満であるものを好ましくないと評価した（「×」）。
これらの評価結果を表２に示す。なお、表２中の下線は、本発明の樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板として好ましくない結果であることを示す。
【００５７】
【表３】
【００５８】
表３に示すように、本発明の必要条件を満たす発明例Ｎｏ．１〜６においては、高しごき率における加工を施しても樹脂フィルムの剥離は見られず問題はなかった（「○」）。また、ＥＲＶも良好なものであった（「○」）。さらに、しごき成形性および座屈強度のいずれの結果も良好なものであった（「○」）。
【００５９】
しかし、本発明の必要条件を満たさない比較例Ｎｏ．１〜１０においては、前記の高しごき率における加工を施した際に、樹脂フィルムが剥離し、また、ＥＲＶも劣る結果となった。さらに、しごき成形性および座屈強度についても劣る結果となった。
【００６０】
すなわち、樹脂フィルムの剥離性については、比較例Ｎｏ．１〜６において完全にアルミニウム合金板から樹脂フィルムが剥離し、問題あり（「×」）となった。
また、ＥＲＶについても、比較例Ｎｏ．１〜６の電流値が１０ｍＡ以上となり、不良（「×」）という結果となった。
そして、しごき成形性については、比較例Ｎｏ．２，４，６，８，１０において、不良（「×」）という結果を得た。
さらに、座屈強度については、比較例Ｎｏ．５，７，９において、好ましくない評価となった（「×」）。
【００６１】
［実施例Ｂ］
次に、本発明の樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板を製造するのに好適な条件についての検討を行った。
まず、表４に示すように、本発明で規定する組成を有する発明例Ｎｏ．１および比較例Ｎｏ．１１〜１７のアルミニウム合金の鋳塊を用いて、鋳造処理、均質化熱処理、熱間圧延処理の順で処理を行った後、冷間圧延処理を行い、０．３２ｍｍ（圧延率８５％）の板厚の樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板を製造した。
ここで、樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板の製造条件として、熱間圧延を開始するときの温度条件（表４において、「熱間圧延の開始温度」と表記する）、および冷間圧延処理の最終冷間圧延に用いる鋳鍛鋼製圧延用ワークロールのロール軸方向におけるワークロール胴部表面の算術平均粗さＲa（表４において、「圧延用ワークロールの算術平均粗さＲa」と表記する）は、表４に示すように調整した。なお、表４には、本発明で規制する数値範囲を満たす発明例Ｎｏ．１も示している。また、表４中の下線は本発明で規制する数値範囲を満たさないものを示す。
【００６２】
【表４】
【００６３】
比較例Ｎｏ．１１，１２，１５〜１７は、アルミニウム合金の組成については本発明で規制する数値範囲を満たすものであるが、樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板の製造条件において、圧延用ワークロールのロール軸方向におけるワークロール胴部表面の算術平均粗さＲaが本発明で規制する数値範囲から外れているものである。また、比較例Ｎｏ．１３，１４は、熱間圧延を開始するときの温度条件が本発明で規制する数値範囲から外れているものである。
【００６４】
これら比較例Ｎｏ．１１〜１７の樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板について、最大長１０μｍ以上のＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物の単位面積当たりの個数密度（表５において、「金属間化合物の個数密度」と表記する。）、酸化皮膜の平均膜厚、算術平均粗さＲa、およびろ波中心線うねりＷCAの各特性値の測定を、前記の方法に準じて行った。かかる結果を表５に示す。なお、表５中の下線は本発明で規制する数値範囲を満たしていないことを示す。
【００６５】
【表５】
【００６６】
表５に示すように、比較例Ｎｏ．１３，１４は、酸化皮膜の平均膜厚が本発明で規制する数値範囲の上限値から外れているものである。
また、比較例Ｎｏ．１１，１２，１５，１６，１７は、樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板の算術平均粗さＲaが本発明で規制する数値範囲の上限値または下限値から外れているものである。特に、比較例Ｎｏ．１５，１６，１７はろ波中心線うねりＷCAも本発明で規制する数値範囲の上限値または下限値から外れている。
【００６７】
このような特性値を有する比較例Ｎｏ．１１〜１７について、前記と同様、樹脂フィルムの剥離性、ＥＲＶ、しごき成形性、および座屈強度の評価を、前記の方法に準じて行った。これらの評価結果を表６に示す。なお、表６中の下線は本発明で規制する数値範囲を満たさないことを示す。
【００６８】
【表６】
【００６９】
表６に示すように、比較例Ｎｏ．１１〜１７のいずれにおいてもアルミニウム合金板から樹脂フィルムが完全に剥離し、問題ありという評価結果（「×」）、およびＥＲＶについても電流値が１０ｍＡ以上となり、不良（「×」）という結果を得ることとなった。
【００７０】
以上述べたように、本発明によると、アルミニウム合金板の圧延方向に直角な方向での算術平均粗さＲaや、圧延方向に平行な方向でのろ波中心線うねりＷCAを適切に規制し、また、アルミニウム合金板の組成成分、最大長が１０μｍ以上のＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物の単位面積当たりの個数密度、および酸化皮膜の平均膜厚を適切に規制したので、厳しい加工が施された場合であっても、樹脂フィルム、ＰＥＴとの密着性に優れた樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板を得ることができた。
【００７１】
また、樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板の製造方法において、熱間圧延を開始するときの温度条件、および最終冷間圧延処理で用いる圧延用ワークロール胴部表面のロール軸方向での算術平均粗さＲaを適切なものとした圧延用ワークロールを用いて圧延することとしたので、当該アルミニウム合金板の表面状態を適切なものとすることができる結果、樹脂フィルム、特にＰＥＴをラミネートして高しごき率で加工した場合であっても、アルミニウム合金板から樹脂フィルムが剥離せず、また、熱処理後の表面に生じる部分的な膨れが発生しない、樹脂フィルムの密着性に優れた表面形態を有する樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板を得ることができた。
【００７２】
なお、以上に例示した各発明例では、熱間圧延処理後に冷間圧延処理を行って作製されたアルミニウム合金板を例に説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば、熱間圧延処理後に連続或いはバッチ式の焼鈍処理を施すことや、或いは、冷間圧延処理を多段階に分けて行い、冷間圧延処理間に連続或いはバッチ式の焼鈍処理を施した場合であっても、これら発明例と同様に樹脂フィルムの密着性に優れた表面形態を有する樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】従来の一例の２ピースボトル缶の形状を模式的に示す斜視図である。
【図２】従来の他の一例のＤＩ缶の形状を模式的に示す斜視図である。
【符号の説明】
【００７４】
１１ ２ピースボトル缶
１２ 胴体部
１３ ネック部
１４ 開口部
１５ ネジ部
２１ ＤＩ缶
２２ 胴体部
２３ ネック部
２４ 開口部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飲料缶等の包装容器用素材として用いられる樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、各種の飲料缶等の包装容器用素材としては、成形性、耐食性および強度等の面から、アルミニウム合金板が幅広く適用されている。
そして、このようなアルミニウム合金板に絞り加工やしごき加工（以下、「ＤＩ（Ｄｒａｗｉｎｇ ａｎｄ Ｉｒｏｎｉｎｇ）加工」という）等を施して形成された包装容器用アルミニウム缶のニーズが増大しており、種々の形状を有するアルミニウム缶が研究、開発されている。
【０００３】
前記の包装容器用アルミニウム缶の代表的なものとしては、図１に示すようなネジ付きの開口部１４を有するボトル缶１１（キャップは省略）と、図２に示すような缶胴２２および缶蓋（不図示）からなるＤＩ缶２１があり、これらは何れもＤＩ加工が施されたものである。
【０００４】
このような包装容器用アルミニウム缶に使用されるアルミニウム合金板としては、所望の特性が得られるように成分調整が行われたＪＩＳ Ｈ ４０００に規定される３００４合金（Ａｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金）などが多く用いられ、これを、鋳造処理、均質化熱処理、熱間圧延処理、冷間圧延処理、必要に応じて焼鈍処理を行った後に、最終冷間圧延を行うことによって、所定の板厚を有するアルミニウム合金板を形成している（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
そして、これら包装容器用アルミニウム缶の内表面には、アルミニウム合金板から充填物中へのアルミニウム等の溶出を防止するため、例えば、エポキシ・フェノール、エポキシ・尿素、ビニルオルガノゾル等の溶剤系或いはアクリル変性エポキシ樹脂を含む塗膜用水性塗料を用いてスプレー塗装が施され、その後オーブンで塗装焼け付きを行うことにより、３乃至５μｍ厚さ程度の塗膜が形成されている。
【０００６】
しかし、最近では以下のような理由により、従来の塗装による塗膜に代わってＰＥＴ（polyethylene terephthalate）等の樹脂フィルムをラミネートしたアルミニウム合金板が使われるようになっている。
(１)従来の塗膜には、環境ホルモン（外因性内分泌撹乱物質）の疑いのあるビスフェノールＡ等が含まれるため、これが充填物中に溶け出す虞がある。
(２)ＤＩ加工時には、成形時の潤滑性を高めるためプレス油（潤滑油）が使われるが、これを取り除くために脱脂設備や排水処理設備等が必要となり、これらを維持管理するためには莫大な費用を要する。
【０００７】
これに対し、ＰＥＴ等の樹脂フィルムをアルミニウム合金板にラミネートする場合には、樹脂フィルムから環境ホルモンの疑いのある物質が溶け出す心配もなく安全である。
また、成形時に使用する潤滑油は熱処理により揮発させるため、脱脂設備や排水処理設備が不要となるので、維持管理のための費用も不要となる。
【０００８】
なお、このような樹脂フィルムをアルミニウム合金板にラミネートした場合、このままの状態では密着性が不十分であり、絞り加工やしごき加工などの成形加工を行うと、前記樹脂フィルムが剥離してしまうことがあった。そこで、前記のような成形加工を行った場合であっても樹脂フィルムが剥離しないよう、密着性を高めることを目的として、アルミニウム合金板に樹脂フィルムをラミネートした後に、そのフィルムの融点以上の温度で熱処理（リメルト処理）を行うこととしている。
【特許文献１】特公昭６１−７４６５号公報（第２頁右欄第２３行〜第４頁左欄第２８行）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、樹脂フィルムをラミネートしたアルミニウム合金板を用いてリメルト処理を行うと、従来のＰＥＴ等の樹脂フィルムラミネートしたアルミニウム合金板では、その表面に部分的な膨れが発生するといった問題や、樹脂フィルムをラミネートしたアルミニウム合金板を用いてＤＩ加工すると樹脂フィルムが剥離するといった問題があった。
【００１０】
本発明者らは、このような問題に対し原因追及のため検討を重ねた結果、前記問題はアルミニウム合金板と樹脂フィルムの密着性が不十分なため生じたものであり、ラミネート後のリメルト処理によって、アルミニウム合金板と樹脂フィルムとの間に微小な気泡が生成され、アルミニウム合金板と樹脂フィルムの密着領域（接触面積）が減少したことにより発生したことが明らかとなった。
【００１１】
なお、ＤＩ加工におけるしごき率（％）は、「しごき率（％）＝｛（元板の板厚−しごき後の板厚）／（元板の板厚）｝×１００」で求めることができ、例えば、元板の板厚が０．３２ｍｍであって、しごき後の板厚が０．１２５ｍｍである通常の２ピースボトル缶やＤＩ缶におけるしごき率はおよそ６０％程度と非常に大きいものとなる。
このような状況下では、アルミニウム合金板が引き延ばされると同時に樹脂フィルムも引き延ばされて剥離し易くなるので、アルミニウム合金板と樹脂フィルムの密着性を向上させることは非常に重要な課題であるといえる。
【００１２】
本発明は前記課題に鑑みて創案されたものであり、その目的は、リメルト処理した後にしごき率の大きな加工を受けた場合であっても、アルミニウム合金板から樹脂フィルムが剥離しない、樹脂フィルムの密着性に優れた表面形態を有する樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは、前記課題を解決するため鋭意研究した結果、アルミニウム合金の組成と、アルミニウム合金板の板表面の圧延方向に直角な方向での算術平均粗さＲaや、圧延方向に平行な方向でのろ波中心線うねりＷCAを規制し、最大長が１０μｍ以上のＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物の単位面積当たりの個数密度と酸化皮膜の平均膜厚を規制することにより、樹脂フィルムとの密着性を向上できるアルミニウム合金板の表面形態を見出し、本発明を完成させるに至った。
また、本発明者らは、かかるアルミニウム合金板の製造方法において、熱間圧延を開始するときの温度条件、および最終冷間圧延で用いる圧延用ワークロール胴部表面のロール軸方向での算術平均粗さＲaを特定の範囲に規制すると好適に樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板を製造できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１４】
すなわち、請求項１に記載の樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板は、Ｓｉを０．１乃至０．５質量％、Ｆｅを０．２乃至０．７質量％、Ｍｎを０．５乃至１．５質量％、Ｍｇを０．５乃至２．０質量％、およびＣｕを０．１乃至０．４質量％含有し、残部がＡｌと不可避的不純物からなる組成を有するアルミニウム合金板であって、前記アルミニウム合金板の圧延方向に直角な方向での算術平均粗さＲaが０．３０乃至０．５５μｍ、前記アルミニウム合金板の圧延方向に平行な方向でのろ波中心線うねりＷCAが０．２乃至０．８μｍ、最大長が１０μｍ以上であるＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物の単位面積当たりの個数密度が７０個／ｍｍ2以下、前記アルミニウム合金板の表面に形成される酸化皮膜の平均膜厚が２５ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００１５】
このように、請求項１に記載の樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板は、アルミニウム合金の組成を適切な範囲に規制しているので、しごき成形性や座屈強度といった、缶としての要求特性を満たすことができる。また、樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板は、算術平均粗さＲaやろ波中心線うねりＷCAを適切に規制するとともに、最大長が１０μｍ以上のＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物の単位面積当たりの個数密度と酸化皮膜の平均膜厚を適切に規制しているので、樹脂フィルムを留める高いアンカー効果を得ることができる結果、樹脂フィルムが剥離し難く、樹脂フィルムの密着性に優れたものとすることができる。
【００１６】
また、請求項２に記載の樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板の製造方法は、Ｓｉを０．１乃至０．５質量％、Ｆｅを０．２乃至０．７質量％、Ｍｎを０．５乃至１．５質量％、Ｍｇを０．５乃至２．０質量％、およびＣｕを０．１乃至０．４質量％含有し、残部がＡｌと不可避的不純物からなる組成を有するアルミニウム合金を溶解・鋳造して鋳塊を作製する第一工程、第一工程後に均質化熱処理する第二工程、第二工程後に熱間圧延する第三工程、及び第三工程後に冷間圧延する第四工程、を順に行うことで樹脂被覆包装容器用のアルミニウム合金板を製造する方法であって、前記第三工程の熱間圧延の開始温度を４５０乃至５５０℃の温度条件下で行い、かつ、前記第四工程の冷間圧延における最終冷間圧延を、ロール軸方向におけるワークロール胴部表面の算術平均粗さＲaが０．４乃至０．８μｍである圧延用ワークロールを用いて行うことを特徴とする。
【００１７】
このように、請求項２に記載の樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板の製造方法は、第一工程で所定の組成を有するアルミニウム合金を溶解して鋳造することで、当該所定の組成を有するアルミニウム合金の鋳塊を得ることができる。次に、第二工程でこのアルミニウム合金の鋳塊を均質化熱処理することによって金属組織内の成分の均質化を行うとともに、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物の大きさや個数密度の制御を行う。そして、第三工程で４５０〜５５０℃の開始温度で熱間圧延を行うことで酸化皮膜の膜厚を適切な範囲に制御し、次の第四工程で冷間圧延を行う。この場合において、冷間圧延における最終冷間圧延を、ロール軸方向における所定の算術平均粗さＲaを有する圧延用ワークロールを用いて行うことで、アルミニウム合金板の圧延方向に直角な方向の算術平均粗さＲa、およびアルミニウム合金板の圧延方向に平行な方向でのろ波中心線うねりＷCAを所望の範囲に制御したアルミニウム合金板を製造することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、しごき率の大きな加工を受けても樹脂フィルムを留める高いアンカー効果を得ることができる結果、樹脂フィルムが剥離し難く、樹脂フィルムの密着性に優れた表面形態を有する樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板を提供することができる。
また、本発明によれば、樹脂フィルムの密着性に優れた表面形態を有する樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板を好適に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。なお、本発明はこの実施の形態にのみ限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく限りにおいて適宜に変更・改変することが可能である。
【００２０】
［１．樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板］
本発明者らは、樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板として樹脂フィルムの剥離の難易およびＥＲＶに注目し、これらとアルミニウム合金板の特性や成分について種々実験研究した。
その結果、アルミニウム合金板の組成を、Ｓｉ：０．１乃至０．５質量％、Ｆｅ：０．２乃至０．７質量％、Ｍｎ：０．５乃至１．５質量％、Ｍｇ：０．５乃至２．０質量％、およびＣｕ：０．１乃至０．４質量％、残部がＡｌと不可避的不純物からなるアルミニウム合金となるよう規制し、かかるアルミニウム合金板の圧延方向に直角な方向での算術平均粗さＲaを０．３０乃至０．５５μｍ、アルミニウム合金板の圧延方向に平行な方向でのろ波中心線うねりＷCAを０．２乃至０．８μｍ、最大長が１０μｍ以上であるＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物の単位面積当たりの個数密度を７０個／ｍｍ2以下、アルミニウム合金板の表面に形成される酸化皮膜の平均膜厚を２５ｎｍ以下に規制することで、樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板として必要な強度（座屈強度）や成形性（しごき成形性）を有し、かつ、樹脂フィルムを留める高いアンカー効果を得ることができた。
以下に、樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板の各種成分の含有量を限定した理由および板材としての性状を特定した理由について説明する。
【００２１】
（Ｓｉ：０．１乃至０．５質量％）
Ｓｉは、均質化熱処理においてＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ系の金属間化合物と結び付き、高硬度なＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物を形成する。Ｓｉの含有量が０．１質量％未満であると、樹脂フィルムとの密着性向上に必要である、最大長が１０μｍ以上のＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物の形成が充分ではなく、樹脂フィルムとの密着性が不足する。一方、Ｓｉの含有量が０．５質量％を超えると、材料強度或いは再結晶挙動に影響を及ぼし、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物の個数密度が多くなりすぎ、また、成形性も悪化する。したがって、本発明におけるＳｉの含有量は０．１乃至０．５質量％とする。
【００２２】
（Ｆｅ：０．２乃至０．７質量％）
Ｆｅは、Ｍｎと同じくＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物を形成する。Ｆｅの含有量が０．２質量％未満であると、樹脂フィルムとの密着性向上に必要である、最大長が１０μｍ以上のＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物の形成が充分ではなく、樹脂フィルムとの密着性が不足する。一方、Ｆｅの含有量が０．７質量％を超えると、最大長が２０μｍを超えるような巨大なＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物が多数生成し、成形性を悪化させる。したがって、本発明におけるＦｅの含有量は０．２乃至０．７質量％とする。
【００２３】
（Ｍｎ：０．５乃至１．５質量％）
Ｍｎは、材料強度に寄与すると共に、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物を形成し、樹脂フィルムとの密着性向上に寄与する元素である。Ｍｎの含有量が０．５質量％未満であると最大長が１０μｍ以上のＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物の形成が充分ではなく、樹脂フィルムとの密着性が不足するとともに強度も不足する。一方、Ｍｎの含有量が１．５質量％を超えると強度が高まり、成形性が悪化する。したがって、本発明におけるＭｎの含有量は０．５乃至１．５質量％とする。
【００２４】
（Ｍｇ：０．５乃至２．０質量％）
Ｍｇは、前記のＣｕと同じく材料強度に寄与する元素である。Ｍｇの含有量が０．５質量％未満であると、必要とする強度が得られ難い。一方、Ｍｇの含有量が２．０質量％を超えると加工硬化が大きくなり、成形性が低下する。したがって、本発明におけるＭｇの含有量は０．５乃至２．０質量％とする。
【００２５】
（Ｃｕ：０．１乃至０．４質量％）
Ｃｕは、材料強度に寄与する元素である。また、均質化熱処理後によって、Ｃｕはアルミニウム合金中に固溶した状態となる。このため、樹脂フィルムをラミネートした後のリメルト処理工程で析出硬化性が付与される。この場合、Ｃｕの含有量が０．１質量％未満であると充分な材料強度を得ることができない。一方、Ｃｕの含有量が０．４質量％を超えると強度が高くなりすぎ、成形性が低下する。したがって、本発明におけるＣｕの含有量は０．１乃至０．４質量％とする。
【００２６】
（不可避的不純物）
本発明の樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板においては、不可避的不純物として例えば、Ｃｒ：０．１質量％以下、Ｚｎ：０．５質量％以下、Ｔｉ：０．１質量％以下、Ｚｒ：０．１質量％以下、Ｂ：０．１質量％以下に制限してこれらを含有することは、本発明の効果を妨げるものではないので、このような不可避的不純物の含有は許容される。
【００２７】
（アルミニウム合金板の圧延方向に直角な方向での算術平均粗さＲa：０．３０乃至０．５５μｍ）
通常の圧延では、圧延方向に平行な方向にアルミニウム合金板の表面に圧延目が形成される。このため、本発明では、この圧延目に直角な方向での表面粗さＲaを規定している。
本発明においては、アルミニウム合金板の表面における圧延方向に直角な方向に測定した算術平均粗さＲaが０．３０μｍ未満であると、アルミニウム合金板の表面に形成された微小な凹凸に樹脂フィルムが入り込んで固定する効果、いわゆるアンカー効果が低く、高しごき率下において樹脂フィルムの密着性を確保できない。
一方、算術平均粗さＲaが０．５５μｍを超えると、ラミネート時にアルミニウム合金板と樹脂フィルムの間に気泡が生じ易くなる。このようにして生じた気泡は、リメルト処理の熱によって膨張し、アルミニウム合金板と樹脂フィルムにおける密着領域（接触面積）が減少してしまい、樹脂フィルムの密着性が大幅に低下することとなる。
したがって、本発明におけるアルミニウム合金板の圧延方向に直角な方向に測定した算術平均粗さＲaは０．３０乃至０．５５μｍとする。
【００２８】
（アルミニウム合金板の圧延方向に平行な方向でのろ波中心線うねりＷCA：０．２乃至０．８μｍ）
圧延方向に平行な方向でのろ波中心線うねりＷCAは、前記したアルミニウム合金板の圧延方向に直角な方向での算術平均粗さＲaと比較して、より長波長のうねり成分である。このため、アルミニウム合金板表面上の凹凸による樹脂フィルムを固定するアンカー効果は、前記したアルミニウム合金板の圧延方向に直角な方向での算術平均粗さＲaより高いものとなる。
本発明においては、アルミニウム合金板の表面における圧延方向に平行な方向でのろ波中心線うねりＷCAが０．２μｍ未満であると、アルミニウム合金板の表面凹凸が小さくなるので、かかるアンカー効果を得ることができない。
一方、ろ波中心線うねりＷCAが０．８μｍを超えた状態では、前記と同様に、ラミネート時にアルミニウム合金板と樹脂フィルムの間に気泡が生じ易くなるので、樹脂フィルムの密着性が低下する。
したがって、本発明におけるアルミニウム合金板の圧延方向に平行な方向に測定したろ波中心線うねりＷCAは０．２乃至０．８μｍとする。
このように、アルミニウム合金板の圧延方向に直角な方向でのアンカー効果と圧延方向に平行な方向でのアンカー効果を適切に制御することによって、部分的な樹脂フィルムの膨れの発生防止や、高しごき率下における樹脂フィルムの剥離を防止することができる。したがって、前記算術平均粗さＲaおよびろ波中心線うねりＷCAを同時に満足する必要がある。
【００２９】
（最大長が１０μｍ以上であるＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物の単位面積当たりの個数密度：７０個／ｍｍ2以下）
樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板に含まれるＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物は、硬度が非常に高く、ラミネートされた樹脂フィルムを強固に固定する役割を担う。
この場合、最大長が１０μｍ以上のＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物の個数密度が７０個／ｍｍ2を超えると、ＤＩ加工後、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物周辺で樹脂フィルムとアルミニウム合金板の間に微小間隙が多数形成され、樹脂フィルムの密着性が低下する。
したがって、本発明における最大長１０μｍ以上のＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物の個数密度は７０個／ｍｍ2以下とする。
なお、均質化熱処理を行う際に行う鋳塊の面削量を多くすると、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物の大きさや単位面積当たりの個数密度を減らすことができるので、他の製造条件（コスト等）を勘案した上で適宜に面削量を設定するとよい。
【００３０】
（アルミニウム合金板の表面に形成される酸化皮膜の平均膜厚が２５ｎｍ以下）
本発明においては、アルミニウム合金板の表面に形成される酸化皮膜は、主にＡｌ2Ｏ3で構成される。
この場合、酸化皮膜の平均膜厚が２５ｎｍを超えると、例えば、耐食性皮膜として一般的なリン酸クロメート皮膜を形成させた後にも、アルミニウム合金板とリン酸クロメート皮膜との間に脆い酸化皮膜が残存することとなり、高しごき率で成形した場合において、樹脂フィルムが剥離し易くなる。
したがって、本発明におけるアルミニウム合金板表面に形成された酸化皮膜の平均膜厚は２５ｎｍ以下とする。
なお、後記するように酸化皮膜の膜厚は、熱間圧延の開始温度を高くすることで厚くすることができ、熱間圧延の開始温度を低くすることで薄くすることができる。
【００３１】
［２．樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板の製造方法］
また、本発明者らは、ＤＩ加工によっても樹脂フィルムが剥離しない樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板の製造方法における製造条件に着目して種々実験研究を行った。
その結果、前記所定の組成、すなわち、Ｓｉを０．１乃至０．５質量％、Ｆｅを０．２乃至０．７質量％、Ｍｎを０．５乃至１．５質量％、Ｍｇを０．５乃至２．０質量％、およびＣｕを０．１乃至０．４質量％含有するよう規制し、残部がＡｌと不可避的不純物からなる組成を有するアルミニウム合金を溶解・鋳造して鋳塊を作製した後に、この鋳塊を均質化熱処理し、開始温度条件を４５０乃至５５０℃とする熱間圧延を行う。そして、その後の冷間圧延における最終冷間圧延を、ロール軸方向におけるワークロール胴部表面の算術平均粗さＲaが０．４乃至０．８μｍである圧延用ワークロールを用いて行うことで、本発明が所望するところの樹脂被覆包装容器用のアルミニウム合金板を製造することができることを見出した。
以下、本発明の樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板の製造方法において、熱間圧延の開始温度および圧延用ワークロール胴部表面のロール軸方向での算術平均粗さＲaを規制した理由について説明する。
【００３２】
（熱間圧延の開始温度：４５０乃至５５０℃）
熱間圧延の開始温度を調節することで樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板の表面に形成する酸化皮膜の膜厚の調節を行う。
熱間圧延の開始温度が４５０℃未満であると、圧延荷重が過大となり、樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板を製作することが困難となる。
一方、熱間圧延の開始温度が５５０℃を超えると、形成される酸化皮膜の成長が大きくなりすぎる。
したがって、本発明における熱間圧延の開始温度は４５０乃至５５０℃とする。
【００３３】
（最終冷間圧延で用いる圧延用ワークロールのロール軸方向におけるワークロール胴部表面の算術平均粗さＲa：０．４乃至０．８μｍ）
このワークロール胴部表面の算術平均粗さＲaは、圧延されるアルミニウム合金板の算術平均粗さＲaおよびろ波中心線うねりＷCAに大きな影響を与えるものである。本発明者らが行った実験の結果、この圧延用ワークロールのロール軸方向におけるワークロール胴部表面の算術平均粗さＲaを０．４乃至０．８μｍに規制することで圧延されたアルミニウム合金板の算術平均粗さＲaおよびろ波中心線うねりＷCAが本発明で規制した範囲に制御できることが分かった。
最終冷間圧延における圧延用ワークロールのロール軸方向におけるワークロール胴部表面の算術平均粗さＲaが０．４μｍ未満の場合、得られたアルミニウム合金板の表面は鏡面に近い状態となってしまうので、本発明の樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板が所望する算術平均粗さＲa、および、ろ波中心線うねりＷCAを得ることができない。
一方、圧延用ワークロールのロール軸方向におけるワークロール胴部表面の算術平均粗さＲaが０．８μｍを超えると、アルミニウム合金板の表面が粗面化するので、ラミネート時にアルミニウム合金板と樹脂フィルムの間に気泡が生じ易くなり、結果として、樹脂フィルムの密着性を低下させ、本発明で所望するところの樹脂フィルムの密着性を確保できなくなる。また、本発明の樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板が所望する算術平均粗さＲa、および、ろ波中心線うねりＷCAを得ることができない。
したがって、最終冷間圧延における圧延ロールの算術平均粗さＲaは０．４乃至０．８μｍとする。
【００３４】
以上説明した本発明の樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板は、図１に示すような従来の一例の２ピースボトル缶１１や、図２に示すような従来の一例のＤＩ缶２１等に好適に用いることができるとともに、従来の種々のアルミニウム合金板のラミネート材（不図示）にも好適な素材である。
【００３５】
なお、本発明の樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板を図１に示す従来の一般的なボトル缶１１に適用する場合には、ＰＥＴ樹脂などをラミネートした本発明の樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板に対してカッピング加工やＤＩ成形等の缶体成形を施して胴体部１２を形成し、続いてこの胴体部１２にネッキング加工を施してネック部１３を形成し、胴体部１２とネック部１３と底部とをＤＩ成形により一体的に成形加工することによって好適に製造することができる。
【００３６】
なお、この２ピースボトル缶１１には、胴体部１２と当該胴体部１２の所定部分にネック部１３が形成され、このネック部１３のエンド部には開口部１４が形成されている。また、この開口部１４の近傍の外周にはスクリューキャップ取り付け用のネジ切り加工が施されてネジ部１５が設けられている。そして、この開口部１４と対抗する部分の底部が胴体部１２と連続して構成されている。
【００３７】
また、本発明の樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板を図２に示す従来の一般的なＤＩ缶２１に適用する場合には、ＰＥＴ樹脂などをラミネートした本発明の樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板に対してカッピング加工やＤＩ成形等の缶体成形を施して胴体部２２を形成し、続いてこの胴体部２２にネッキング加工を施してネック部２３を形成し、引き続いてこのネック部２３のエンド部に開口部２４を形成するとともにこの開口部２４の口径が胴体部２２の径に比べて小さくなるように加工することによって好適に製造することができる。
【００３８】
そして、本発明の樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板を従来の一般的なラミネート材に適用する場合には、従来公知のラミネート材に適用されている各種のフィルムを、接着剤等を介して貼り合せた後、そのフィルムの融点以上で熱処理（通常２３０〜２７０℃程度）が施される工程等を経て、ラミネート材を作製することができる。
【実施例】
【００３９】
［実施例Ａ］
以下、本発明に係る樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板の発明例を、本発明の必要条件を満たさない比較例と対比させて具体的に説明する。
まず、表１に示すような組成からなるアルミニウム合金の鋳塊を用いて同一の製造条件、すなわち、鋳造処理、均質化熱処理、および熱間圧延処理（開始温度：５４０℃）の順で各処理を行った後、冷間圧延処理（最終冷間圧延）を行い、０．３２ｍｍ（圧延率８５％）の樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板を得た。なお、この冷間圧延処理においては、鋳鍛鋼製圧延用ワークロール（ロール軸方向におけるワークロール胴部表面の算術平均粗さＲa：０．５４μｍ）を使用して、本発明の必要条件を満たす発明例Ｎｏ．１〜６の樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板と、本発明の必要条件を満たさない比較例Ｎｏ．１〜１０の樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板をそれぞれ製造した。
なお、表１中の下線は本発明で規制する数値範囲を満たしていないことを示す。
【００４０】
【表１】
【００４１】
そして、かかる組成と前記した製造方法によって製造した樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板における最大長１０μｍ以上のＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物の単位面積当たりの個数密度（表２において、「金属間化合物の個数密度」と表記する。）、酸化皮膜の平均膜厚、算術平均粗さＲa、および、ろ波中心線うねりＷCAの各特性値を以下の評価方法により求めた。
【００４２】
（Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物のサイズおよび単位面積当たりの個数密度の測定）
Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物のサイズおよび単位面積当たりの個数密度の測定は、次の手順で行った。
(１)発明例Ｎｏ．１〜６および比較例Ｎｏ．１〜１０の樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板の表層を、機械研磨により５μｍ除去して鏡面とした。
(２)樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板の表面を走査型電子顕微鏡（日本電子製、ＪＳＭ−Ｔ３３０）の成分画像にて、倍率５００倍で観察し、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物を抽出し、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物の分布を表すイメージマップを作成した。
(３)これに画像解析処理（高速画像処理装置、東芝製、ＴＯＳＰＩＸ−II）を施した組織写真を用いて、前記画像を２０視野測定し、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物の最大部の長さ（最大長）および単位面積当たりの数を統計的にカウントし、最大長が１０μｍ以上のＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物の個数密度を求めた。
【００４３】
（酸化皮膜の平均膜厚）
酸化皮膜の平均膜厚の測定は、前記各アルミニウム合金板に対して、オージェ電子分析装置（ＶＧ ＳＣＩＥＮＴＩＦＩＣ社製、型式３１０Ｄ）を用いて、アルミニウム合金板の表面から深さ方向の酸素濃度を測定し、相対的な酸素濃度が２０％になる深さを測定し、その深さを酸化皮膜の厚さとみなした。これを、各アルミニウム合金板に対して場所を変えて５箇所で行い、平均したものを酸化皮膜の平均膜厚とした。
【００４４】
（算術平均粗さＲa）
表面粗さの測定は、前記各アルミニウム合金板に対して、表面粗さ測定機（小坂研究所製、サーフコーダＳＥ−３０Ｄ）を用いて、圧延方向に直角な方向に走査し、算術平均粗さＲa（ＪＩＳ Ｂ ０６０１−１９９４）を求めることで行った。
なお、算術平均粗さＲaの測定は、触針径＝２μｍ、規準長さ＝８．００ｍｍ、走査速度＝０．５ｍｍ／秒、カットオフ値λｃ＝０．８ｍｍの条件で行った。
【００４５】
（ろ波中心線うねりＷCA）
ろ波中心線うねり（ＪＩＳ Ｂ ０６１０−１９８７）の測定は、前記各アルミニウム合金板に対して、表面粗さ測定機（小坂研究所製、サーフコーダＳＥ−３０Ｄ）を用いて、圧延方向に平行な方向に走査することで行った。
なお、ろ波中心線うねりＷCAの測定は、触針径＝２μｍ、規準長さ＝８．００ｍｍ、走査速度＝０．５ｍｍ／秒、低域カットオフ値ｆｈ＝０．８ｍｍ、高域カットオフ値ｆｌ＝８ｍｍの条件で行った。
このようにして求めた各特性値の結果を表２に示す。なお、表２中の下線は本発明で規制する数値範囲を満たしていないことを示す。
【００４６】
【表２】
【００４７】
表１および表２から分かるように、発明例Ｎｏ．１〜６は、本発明で規定する必要条件を満たすものであり、比較例Ｎｏ．１〜１０は本発明で規定する必要条件を満たさないものである。
すなわち、比較例Ｎｏ．１および比較例Ｎｏ．２はＳｉの含有量に関して、それぞれ本発明で規定する数値範囲の下限値または上限値から外れているものである。特に、比較例Ｎｏ．２は最大長が１０μｍ以上であるＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物の単位面積当たりの個数密度も本発明で規制する数値範囲の上限値から外れているものである。
【００４８】
また、比較例Ｎｏ．３および比較例Ｎｏ．４は、Ｆｅの含有量に関して、それぞれ本発明で規定する数値範囲の下限値または上限値から外れているものである。特に、比較例Ｎｏ．４は最大長が１０μｍ以上であるＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物の単位面積当たりの個数密度も本発明で規制する数値範囲の上限値から外れているものである。
【００４９】
また、比較例Ｎｏ．５および比較例Ｎｏ．６は、Ｍｎの含有量に関して、それぞれ本発明で規定する数値範囲の下限値または上限値から外れているものである。特に、比較例Ｎｏ．６は最大長が１０μｍ以上であるＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物の単位面積当たりの個数密度も本発明で規制する数値範囲の上限値から外れているものである。
【００５０】
さらに、比較例Ｎｏ．７および比較例Ｎｏ．８は、Ｍｇの含有量に関して、それぞれ本発明で規定する数値範囲の下限値または上限値から外れているものである。
また、比較例Ｎｏ．９および比較例Ｎｏ．１０は、Ｃｕの含有量に関して、それぞれ本発明で規定する数値範囲の下限値または上限値から外れているものである。
【００５１】
そして、発明例Ｎｏ．１〜６および比較例Ｎｏ．１〜１０の各樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板にリン酸クロメート処理（Ｃｒ量で、１０ｍｇ／ｍ2）を行い、樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板の両面に厚さ２０μｍのＰＥＴ樹脂をラミネートし、２６０℃にて熱処理を行い、樹脂フィルムを被覆したアルミニウム合金板を得た。
そして、この樹脂フィルムを被覆したアルミニウム合金板を用いて、以下の方法によりＤＩ缶２１（図２参照）を作製した。
（１）カップ成形加工を施すことでブランク径φ１４０ｍｍ、カップ径φ９０ｍｍの缶体を作製した。
（２）次に、前記缶体に再絞り加工を施した。
（３）更に、しごき成形加工として前記缶体に対して３回しごきを施し、しごき率６５％で薄肉部厚さ１０５μｍ、胴径Ｄ3がφ６６ｍｍ、高さＨが１２３ｍｍのＤＩ缶２１を作製した。
【００５２】
その後、樹脂フィルムの密着性に関する評価として、樹脂フィルムの剥離およびＥＲＶについての評価を実施した。また、２ピースボトル缶やＤＩ缶などの包装容器に加工するのに必要なしごき成形性、および包装容器として必要な強度の指標として、座屈強度を測定した。樹脂フィルムの剥離性、ＥＲＶ、しごき成形性、および座屈強度の評価は、以下の方法で行った。
【００５３】
（樹脂フィルムの剥離性）
前記各樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板から成形されたＤＩ缶の胴体部について、缶体の内外表面を目視観察し、樹脂フィルムの密着性を評価した。
樹脂フィルムの剥離や部分的な膨れも見られないものを、問題なしと評価し（「○」）、または、完全にアルミニウム合金板から樹脂フィルムが剥離したものを問題ありと評価した（「×」）。
【００５４】
（ＥＲＶ）
ＥＲＶ（Ｅｎａｍｅｌ Ｒａｔｅ Ｖａｌｕｅ）は、各ＤＩ缶内に、１％食塩水と０．０２％界面活性剤からなる溶液を満たした後、溶液と缶の外表面の間に６．２Ｖｏｌｔの直流電圧を４秒間印加したときの電流値を電流計により測定し、２０缶の平均値を求めた。
ＥＲＶが１０ｍＡ未満であれば、樹脂フィルムの微小な剥離（ピンホール）はないものと考えられることから、１０ｍＡ未満を良好と評価し（「○」）、また、１０ｍＡ以上を不良と評価した（「×」）。
【００５５】
（しごき成形性）
しごき成形性は、前記したＤＩ缶を連続成形で１００００缶製缶したときに破断が発生した個数により評価を行った。破断した個数が０〜３個であるものを良好と評価し（「○」）、４個以上発生したものを不良と評価した（「×」）。
【００５６】
（座屈強度）
座屈強度は、ＤＩ缶の軸方向に圧縮荷重を負荷し、缶胴部が座屈したときの荷重を測定してその平均値を求めた。座屈強度が１．５ｋＮ以上であるものを良好と評価し（「○」）、１．５ｋＮ未満であるものを好ましくないと評価した（「×」）。
これらの評価結果を表２に示す。なお、表２中の下線は、本発明の樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板として好ましくない結果であることを示す。
【００５７】
【表３】
【００５８】
表３に示すように、本発明の必要条件を満たす発明例Ｎｏ．１〜６においては、高しごき率における加工を施しても樹脂フィルムの剥離は見られず問題はなかった（「○」）。また、ＥＲＶも良好なものであった（「○」）。さらに、しごき成形性および座屈強度のいずれの結果も良好なものであった（「○」）。
【００５９】
しかし、本発明の必要条件を満たさない比較例Ｎｏ．１〜１０においては、前記の高しごき率における加工を施した際に、樹脂フィルムが剥離し、また、ＥＲＶも劣る結果となった。さらに、しごき成形性および座屈強度についても劣る結果となった。
【００６０】
すなわち、樹脂フィルムの剥離性については、比較例Ｎｏ．１〜６において完全にアルミニウム合金板から樹脂フィルムが剥離し、問題あり（「×」）となった。
また、ＥＲＶについても、比較例Ｎｏ．１〜６の電流値が１０ｍＡ以上となり、不良（「×」）という結果となった。
そして、しごき成形性については、比較例Ｎｏ．２，４，６，８，１０において、不良（「×」）という結果を得た。
さらに、座屈強度については、比較例Ｎｏ．５，７，９において、好ましくない評価となった（「×」）。
【００６１】
［実施例Ｂ］
次に、本発明の樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板を製造するのに好適な条件についての検討を行った。
まず、表４に示すように、本発明で規定する組成を有する発明例Ｎｏ．１および比較例Ｎｏ．１１〜１７のアルミニウム合金の鋳塊を用いて、鋳造処理、均質化熱処理、熱間圧延処理の順で処理を行った後、冷間圧延処理を行い、０．３２ｍｍ（圧延率８５％）の板厚の樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板を製造した。
ここで、樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板の製造条件として、熱間圧延を開始するときの温度条件（表４において、「熱間圧延の開始温度」と表記する）、および冷間圧延処理の最終冷間圧延に用いる鋳鍛鋼製圧延用ワークロールのロール軸方向におけるワークロール胴部表面の算術平均粗さＲa（表４において、「圧延用ワークロールの算術平均粗さＲa」と表記する）は、表４に示すように調整した。なお、表４には、本発明で規制する数値範囲を満たす発明例Ｎｏ．１も示している。また、表４中の下線は本発明で規制する数値範囲を満たさないものを示す。
【００６２】
【表４】
【００６３】
比較例Ｎｏ．１１，１２，１５〜１７は、アルミニウム合金の組成については本発明で規制する数値範囲を満たすものであるが、樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板の製造条件において、圧延用ワークロールのロール軸方向におけるワークロール胴部表面の算術平均粗さＲaが本発明で規制する数値範囲から外れているものである。また、比較例Ｎｏ．１３，１４は、熱間圧延を開始するときの温度条件が本発明で規制する数値範囲から外れているものである。
【００６４】
これら比較例Ｎｏ．１１〜１７の樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板について、最大長１０μｍ以上のＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物の単位面積当たりの個数密度（表５において、「金属間化合物の個数密度」と表記する。）、酸化皮膜の平均膜厚、算術平均粗さＲa、およびろ波中心線うねりＷCAの各特性値の測定を、前記の方法に準じて行った。かかる結果を表５に示す。なお、表５中の下線は本発明で規制する数値範囲を満たしていないことを示す。
【００６５】
【表５】
【００６６】
表５に示すように、比較例Ｎｏ．１３，１４は、酸化皮膜の平均膜厚が本発明で規制する数値範囲の上限値から外れているものである。
また、比較例Ｎｏ．１１，１２，１５，１６，１７は、樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板の算術平均粗さＲaが本発明で規制する数値範囲の上限値または下限値から外れているものである。特に、比較例Ｎｏ．１５，１６，１７はろ波中心線うねりＷCAも本発明で規制する数値範囲の上限値または下限値から外れている。
【００６７】
このような特性値を有する比較例Ｎｏ．１１〜１７について、前記と同様、樹脂フィルムの剥離性、ＥＲＶ、しごき成形性、および座屈強度の評価を、前記の方法に準じて行った。これらの評価結果を表６に示す。なお、表６中の下線は本発明で規制する数値範囲を満たさないことを示す。
【００６８】
【表６】
【００６９】
表６に示すように、比較例Ｎｏ．１１〜１７のいずれにおいてもアルミニウム合金板から樹脂フィルムが完全に剥離し、問題ありという評価結果（「×」）、およびＥＲＶについても電流値が１０ｍＡ以上となり、不良（「×」）という結果を得ることとなった。
【００７０】
以上述べたように、本発明によると、アルミニウム合金板の圧延方向に直角な方向での算術平均粗さＲaや、圧延方向に平行な方向でのろ波中心線うねりＷCAを適切に規制し、また、アルミニウム合金板の組成成分、最大長が１０μｍ以上のＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物の単位面積当たりの個数密度、および酸化皮膜の平均膜厚を適切に規制したので、厳しい加工が施された場合であっても、樹脂フィルム、ＰＥＴとの密着性に優れた樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板を得ることができた。
【００７１】
また、樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板の製造方法において、熱間圧延を開始するときの温度条件、および最終冷間圧延処理で用いる圧延用ワークロール胴部表面のロール軸方向での算術平均粗さＲaを適切なものとした圧延用ワークロールを用いて圧延することとしたので、当該アルミニウム合金板の表面状態を適切なものとすることができる結果、樹脂フィルム、特にＰＥＴをラミネートして高しごき率で加工した場合であっても、アルミニウム合金板から樹脂フィルムが剥離せず、また、熱処理後の表面に生じる部分的な膨れが発生しない、樹脂フィルムの密着性に優れた表面形態を有する樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板を得ることができた。
【００７２】
なお、以上に例示した各発明例では、熱間圧延処理後に冷間圧延処理を行って作製されたアルミニウム合金板を例に説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば、熱間圧延処理後に連続或いはバッチ式の焼鈍処理を施すことや、或いは、冷間圧延処理を多段階に分けて行い、冷間圧延処理間に連続或いはバッチ式の焼鈍処理を施した場合であっても、これら発明例と同様に樹脂フィルムの密着性に優れた表面形態を有する樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】従来の一例の２ピースボトル缶の形状を模式的に示す斜視図である。
【図２】従来の他の一例のＤＩ缶の形状を模式的に示す斜視図である。
【符号の説明】
【００７４】
１１ ２ピースボトル缶
１２ 胴体部
１３ ネック部
１４ 開口部
１５ ネジ部
２１ ＤＩ缶
２２ 胴体部
２３ ネック部
２４ 開口部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓｉを０．１乃至０．５質量％、Ｆｅを０．２乃至０．７質量％、Ｍｎを０．５乃至１．５質量％、Ｍｇを０．５乃至２．０質量％、およびＣｕを０．１乃至０．４質量％含有し、残部がＡｌと不可避的不純物からなる組成を有するアルミニウム合金板であって、
前記アルミニウム合金板の圧延方向に直角な方向での算術平均粗さＲaを０．３０乃至０．５５μｍの範囲とし、
前記アルミニウム合金板の圧延方向に平行な方向でのろ波中心線うねりＷCAを０．２乃至０．８μｍの範囲とし、
最大長が１０μｍ以上であるＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物の単位面積当たりの個数密度を７０個／ｍｍ2以下とし、かつ、
前記アルミニウム合金板の表面に形成される酸化皮膜の平均膜厚を２５ｎｍ以下としたことを特徴とする樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板。
【請求項２】
Ｓｉを０．１乃至０．５質量％、Ｆｅを０．２乃至０．７質量％、Ｍｎを０．５乃至１．５質量％、Ｍｇを０．５乃至２．０質量％、およびＣｕを０．１乃至０．４質量％含有し、残部がＡｌと不可避的不純物からなる組成を有するアルミニウム合金を溶解・鋳造して鋳塊を作製する第一工程、第一工程後に均質化熱処理する第二工程、第二工程後に熱間圧延する第三工程、及び第三工程後に冷間圧延する第四工程、を順に行うことで樹脂被覆包装容器用のアルミニウム合金板を製造する方法であって、
前記第三工程の熱間圧延の開始温度を４５０乃至５５０℃の温度条件下で行い、かつ、
前記第四工程の冷間圧延における最終冷間圧延を、ロール軸方向におけるワークロール胴部表面の算術平均粗さＲaが０．４乃至０．８μｍである圧延用ワークロールを用いて行うことを特徴とする樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板の製造方法。
【請求項１】
Ｓｉを０．１乃至０．５質量％、Ｆｅを０．２乃至０．７質量％、Ｍｎを０．５乃至１．５質量％、Ｍｇを０．５乃至２．０質量％、およびＣｕを０．１乃至０．４質量％含有し、残部がＡｌと不可避的不純物からなる組成を有するアルミニウム合金板であって、
前記アルミニウム合金板の圧延方向に直角な方向での算術平均粗さＲaを０．３０乃至０．５５μｍの範囲とし、
前記アルミニウム合金板の圧延方向に平行な方向でのろ波中心線うねりＷCAを０．２乃至０．８μｍの範囲とし、
最大長が１０μｍ以上であるＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物の単位面積当たりの個数密度を７０個／ｍｍ2以下とし、かつ、
前記アルミニウム合金板の表面に形成される酸化皮膜の平均膜厚を２５ｎｍ以下としたことを特徴とする樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板。
【請求項２】
Ｓｉを０．１乃至０．５質量％、Ｆｅを０．２乃至０．７質量％、Ｍｎを０．５乃至１．５質量％、Ｍｇを０．５乃至２．０質量％、およびＣｕを０．１乃至０．４質量％含有し、残部がＡｌと不可避的不純物からなる組成を有するアルミニウム合金を溶解・鋳造して鋳塊を作製する第一工程、第一工程後に均質化熱処理する第二工程、第二工程後に熱間圧延する第三工程、及び第三工程後に冷間圧延する第四工程、を順に行うことで樹脂被覆包装容器用のアルミニウム合金板を製造する方法であって、
前記第三工程の熱間圧延の開始温度を４５０乃至５５０℃の温度条件下で行い、かつ、
前記第四工程の冷間圧延における最終冷間圧延を、ロール軸方向におけるワークロール胴部表面の算術平均粗さＲaが０．４乃至０．８μｍである圧延用ワークロールを用いて行うことを特徴とする樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００６−７７２８３（Ｐ２００６−７７２８３Ａ）
【公開日】平成１８年３月２３日（２００６．３．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２６１６６５（Ｐ２００４−２６１６６５）
【出願日】平成１６年９月８日（２００４．９．８）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【公開日】平成１８年３月２３日（２００６．３．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月８日（２００４．９．８）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
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