説明

樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板及びその製造方法

【課題】 樹脂被覆の際の熱処理後の強度(耐力等)低下を最小限に抑え、かつ、成形性を向上させた、Al−Mn系合金から構成される樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板、及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板は、Cuを0.20〜0.40質量%、Mgを1.30〜1.60質量%、Mnを0.80〜1.30質量%、Feを0.25〜0.50質量%、Siを0.10〜0.50質量%それぞれ含有し、残部がAl及び不可避的不純物から構成される樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板であって、前記Cu及び前記Mgの含有量が、1.50(質量%)≦{Cu(質量%)+Mg(質量%)}≦1.80(質量%)の関係を満足し、かつ、250〜280℃で、20秒間の熱処理を施したときの耐力が225〜255N/mm2であることを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板及びその製造方法に係り、特に、DI缶やボトル缶(以下「アルミ缶」という)に適用可能な樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来のアルミ缶(3ピースボトル缶)は、通常、アルミニウム合金板から成形され、以下のような工程を経て製造されている。すなわち、アルミニウム合金板から成形される従来のアルミ缶の製造方法は、まず、アルミニウム合金板の両面に熱可塑性樹脂被膜の層を形成して潤滑剤を塗布したものを打ち抜いてブランクを得る工程と、このブランクに絞り加工を行ってカップ状の成形品を得る工程と、次いでこのカップ状の成形品に対して再絞り加工とストレッチ加工又はしごき成形(DI成形)を行って胴体部が小径化及び薄肉化された有底円筒状の缶を得る工程と、次いで、この有底円筒状の缶の底部側に絞り加工を複数回行うことにより肩部と未開口部とからなる口部を有する缶を得る工程と、続いて洗浄及びトリミング等を行い、その後、この缶の胴体部に印刷及び塗装を施す工程と、引き続いて前記口部を開口してカール部及びネジ部を形成し、更に前記ネジ部の反対側の部分にネックイン加工とフランジ加工とを施した後、シーマによって別途成形した底蓋を巻き締めする工程を含むものであった(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
前記従来のアルミ缶で、樹脂被膜の際に行われる熱処理後の強度を特に高める必要がある仕様については、一般に、H191の調質が施された3004合金(3004−H191、JIS H 4000に規定)が用いられている。このH191の調質は、アルミニウム合金板に熱間圧延、冷間圧延、焼鈍及び最終冷間圧延の各工程を順次施すものである。しかし、このH191の調質を施して製造された3004合金においては、工程数が比較的多いことによる高コストの問題に加えて、材料特性のバラツキ及び表面品質の面で限界があった。
【0004】
また、近年、樹脂被膜に適用されるラミネートフィルムの種類が増大し、それにともなって樹脂被膜工程で施されるラミネートフィルムのリメルトの温度範囲が拡大して、より高い耐熱性を備えたアルミニウム合金板が要求されている。
【0005】
そこで、前記H191の調質が施されたアルミニウム合金板に代えて、熱間圧延及び冷間圧延の工程を施すH19の調質が施された3004合金(3004−H19)をアルミ缶に適用して、かつ、熱可塑性樹脂被膜の層を形成(樹脂被覆)する際の熱処理後の強度の確保及び成形性を向上させたアルミニウム合金板を具現するための検討が行われている(例えば、特許文献2参照)。
【特許文献1】特開2001−162344号公報(段落番号0031〜0069、図1〜図4)
【特許文献2】特開2002−256366号公報(段落番号0012〜0030、図1)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
前記従来のアルミ缶の製造工程において、3004合金にH191の調質を施す工程(H191工程)では、連続焼鈍工程による溶体化効果と合わせて、冷間圧延工程における冷間加工率が比較的低いため、樹脂被覆等における熱処理後の強度低下を最小限に抑えることが可能である。しかし、前記3004合金にH19の調質を施す工程(H19工程)では、熱間圧延工程の後に連続焼鈍工程を経ることなく冷間圧延されるため、前記H191の調質で得られる効果が小さくなって熱処理後の強度低下が大きくなる傾向があった。
【0007】
本発明は前記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、樹脂被覆の際の熱処理後の強度(耐力等)低下を最小限に抑え、かつ、成形性を向上させた、H19工程の樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板、及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】
【0008】
前記問題点を解決するために、本発明者らは、H19工程において、樹脂被覆の際の熱処理後の強度低下を最大限に防止することができる合金成分について種々の検討を行った。その結果、Cu、Mg、Mn、Fe及びSiの含有量を適度に調整し、また均質化熱処理、熱間圧延及び冷間圧延の条件をコントロールすることで、前記問題点を解決できることを見出し、本発明を完成するに到った。
【0009】
すなわち、前記目的を達成するための本発明に係る樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板は、Cuを0.20〜0.40質量%、Mgを1.30〜1.60質量%、Mnを0.80〜1.30質量%、Feを0.25〜0.50質量%、Siを0.10〜0.50質量%それぞれ含有し、残部がAl及び不可避的不純物から構成される樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板であって、前記Cu及び前記Mgの含有量が、1.50(質量%)≦{Cu(質量%)+Mg(質量%)}≦1.80(質量%)の関係を満足し、かつ、250〜280℃で、20秒間の熱処理を施した後の耐力が225〜255N/mm2である(請求項1)。
【0010】
このように構成すれば、Mg及びCuの含有量を前記のように規制することにより、H19の調質を施したアルミニウム合金板でも、樹脂被覆の際の熱処理後の強度低下を最小限に抑えることができ、当該熱処理後の強度が充分に維持される樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板が具現される。また、樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板は、250〜280℃で、20秒間の熱処理を施した後の耐力(0.2%耐力)を前記のように規定することにより、容易に所望とするアルミ缶の形状に成形でき、かつそのアルミ缶の形状へ成形した後でも缶強度が適切に維持されるものとなる。
【0011】
また、前記目的を達成するための本発明に係る前記樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板の製造方法は、Cuを0.20〜0.40質量%、Mgを1.30〜1.60質量%、Mnを0.80〜1.30質量%、Feを0.25〜0.50質量%、Siを0.10〜0.50質量%それぞれ含有し、残部がAl及び不可避的不純物から構成され、前記Cu及び前記Mgの含有量が、1.50(質量%)≦{Cu(質量%)+Mg(質量%)}≦1.80(質量%)の関係を満足するアルミニウム合金を溶解・鋳造して鋳塊を作製する溶解・鋳造工程と、この溶解・鋳造工程において作製されたアルミニウム合金の鋳塊に570〜620℃で均質化熱処理を施す均質化熱処理工程と、この均質化熱処理工程において均質化熱処理が施されたアルミニウム合金の鋳塊を熱間圧延し、巻き取り温度を300℃以上にして巻き取る熱間圧延工程と、この熱間圧延工程において熱間圧延されたアルミニウム合金板に、冷間加工の圧延率を80〜90%に設定して冷間圧延を行う冷間圧延工程とを含んで構成される(請求項2)。
【0012】
このように構成すれば、樹脂被覆の際の熱処理後の強度低下を最小限に抑えられ、当該熱処理後の強度が充分に維持されるとともに、所望とするアルミ缶の形状に容易に成形できる樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板の製造方法が具現される。なお、本発明において、前記H19工程に代えてH19M工程(熱間圧延、焼鈍及び冷間圧延の工程)として、前記熱間圧延工程と冷間圧延工程との間に、必要に応じて連続焼鈍を施す連続焼鈍工程を加えてもよい。
【発明の効果】
【0013】
本発明に係る樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板及びその製造方法では、以下のような優れた効果を奏する。
【0014】
請求項1に記載の発明によれば、H19の調質を施したアルミニウム合金板でも、樹脂被覆の際の熱処理後の耐力の低下が最小限に抑えられ、かつ、成形性に優れた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。
【0015】
請求項2に記載の発明によれば、樹脂被覆の際の熱処理後の耐力の低下が最小限に抑えられ、かつ、成形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る。
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。本発明者らは、アルミニウム合金板の特性や成分について種々の検討を行った。その結果、Cu、Mg、Mn、Fe及びSiの含有量を適度に調整し、また均質化熱処理、熱間圧延及び冷間圧延の条件をコントロールすることで、樹脂被覆の際の熱処理後の強度低下を最大限に防止することができる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た。
【0017】
[樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板]
本発明に係る樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板は、Cuを0.20〜0.40質量%、Mgを1.30〜1.60質量%、Mnを0.80〜1.30質量%、Feを0.25〜0.50質量%、Siを0.10〜0.50質量%それぞれ含有し、残部がAl及び不可避的不純物から構成され、更に、Cu及びMgの含有量が、1.50(質量%)≦{Cu(質量%)+Mg(質量%)}≦1.80(質量%)の関係を満足するように合金成分を規制し、また、250〜280℃で、20秒間の熱処理を施した後の耐力を225〜255N/mm2とすることで、樹脂被覆の際の熱処理後においても充分な強度を維持し、かつ、成形性を向上させることができる。
次に、本発明に係る樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板に含まれる各合金成分と熱処理後の耐力とを数値限定した理由について説明する。
【0018】
(Cuの含有量:0.20〜0.40質量%)
本発明に係る樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板に含まれるCuは、材料強度に寄与する元素である。すなわち、このCuの含有量が0.20質量%未満では充分な材料強度が得られず、熱処理後の耐力と成形したアルミ缶のネジ座屈強度が不足する。また、Cuの含有量が0.40質量%を超えると材料強度が高くなり過ぎて、熱処理後の耐力が高くなり、しごき成形性が低下する。従って、本発明ではCuの含有量を0.20〜0.40質量%とする。
【0019】
(Mgの含有量:1.30〜1.60質量%)
本発明に係る樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板に含まれるMgは、前記したCuと同じく材料強度に寄与する元素である。すなわち、このMgの含有量が1.30質量%未満では所要の材料強度が得られず、熱処理後の耐力と成形したアルミ缶のネジ座屈強度が不足する。また、Mgの含有量が1.60質量%を超えると加工硬化が大きくなって、熱処理後の耐力が高くなり、しごき成形性が低下する。従って、本発明ではMgの含有量を1.30〜1.60質量%とする。
【0020】
(Mnの含有量:0.80〜1.30質量%)
本発明に係る樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板に含まれるMnは、材料強度に寄与するとともに、Al−Mn−Fe−Si系金属間化合物を形成して、樹脂フィルムとの密着性に寄与する元素である。すなわち、このMnの含有量が0.80質量%未満では、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低下するとともに、充分な材料強度が得られず、熱処理後の耐力と成形したアルミ缶のネジ座屈強度が不足する。また、このMnの含有量が1.30質量%を超えると、材料強度が過度に高まるとともに、Al−Mn−Fe−Si系金属間化合物が粗大化するため、胴切れ(しごき成形時の破断)に繋がる。従って、本発明ではMnの含有量を0.80〜1.30質量%とする。
【0021】
(Feの含有量:0.25〜0.50質量%)
本発明に係る樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板に含まれるFeは、前記したMnの場合と同じくAl−Mn−Fe−Si系金属間化合物を形成する役割を果たす。すなわち、このFeの含有量が0.25質量%未満では、樹脂フィルムとの密着性に寄与する、最大長が2μm以上のAl−Mn−Fe−Si系金属間化合物が形成されず、更には熱間圧延工程におけるアルミニウム合金の再結晶挙動が阻害され結晶粒の不均一化を招き、しごき成形の際に胴切れを生じ易くなる。また、Feの含有量が0.50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系金属間化合物が生成して胴切れに繋がる。従って、本発明ではFeの含有量を0.25〜0.50質量%とする。
【0022】
(Siの含有量:0.10〜0.50質量%)
本発明に係る樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板に含まれる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いて、高硬度なAl−Mn−Fe−Si系金属間化合物を形成する役割を果たす。このSiの含有量が0.10質量%未満では、樹脂フィルムとの密着性に寄与する、最大長が2μm以上のAl−Mn−Fe−Si系金属間化合物が充分に形成されない。更に、0°−180°耳が高くなり、フランジ部の寸法不良(フランジ部の欠けなど)を生じやすくなる。また、Siの含有量が0.50質量%を超えると、熱間圧延工程におけるアルミニウム合金の再結晶挙動が阻害され、しごき成形の際に胴切れを生じ易くなるとともに、耳率が高くなりフランジ部の寸法不良を生じやすくなる。従って、本発明ではSiの含有量を0.10〜0.50質量%とする。
【0023】
ここで、耳は、アルミニウム合金板でカッピング成形を行って得られた円筒容器の側面に形成された山と谷である。そして、耳率は、次の式を用いて算出される。
耳率(%)={(円筒容器の底面(圧延方向)を基準とした、45°方向4箇所の高さの平均値−円筒容器の底面を基準とした、0°、90°方向4箇所の高さの平均値)/(円筒容器の底面を基準とした0°、45°、90°方向8箇所の高さの平均値)}×100
【0024】
(不可避的不純物)
なお、本発明の樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板は、不可避的不純物として、Crが0.1質量%以下、Znが0.5質量%以下、Tiが0.1質量%以下、Zrが0.1質量%以下、Bが0.1質量%以下含有されても、本発明の効果が妨げられるものではなく、このような不可避的不純物の含有量は許容される。
【0025】
(1.50(質量%)≦{Cu(質量%)+Mg(質量%)}≦1.80(質量%))
本発明では、樹脂被覆が行われた後においても適正な材料強度を有する樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板が得られるように、材料強度に寄与する元素であるCu及びMgをコントロールする。本発明者らが、本発明に係る樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板に樹脂被覆が行われた後の材料強度に対するCuとMgの寄与度について調査した結果、1.50(質量%)≦{Cu(質量%)+Mg(質量%)}≦1.80(質量%)の関係を満足するときに、適正な材料強度を有する樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板が具現されることが判明した。
【0026】
すなわち、{Cu(質量%)+Mg(質量%)}が1.50未満であると、充分な材料強度が得られず、成形したアルミ缶の熱処理後の耐力及びネジ座屈強度が不足する。また、{Cu(質量%)+Mg(質量%)}が1.80を超えると、耐力が高くなり、圧延性が低下してエッジ割れや板破断などの不具合が発生するばかりでなく、アルミ缶のしごき成形性も低下する。従って、本発明では、1.50(質量%)≦{Cu(質量%)+Mg(質量%)}≦1.80(質量%)を満足するように、CuとMgの含有量を調整する。
【0027】
(250〜280℃、20秒間の熱処理を施した後の耐力:225〜255N/mm2
前記アルミニウム合金板に樹脂被覆を施した後に、絞り、しごき成形を施す際の成形性に対しては、前記アルミニウム合金板に対して樹脂被覆を施す際の熱処理に相当する250〜280℃で、20秒間の条件の熱処理を施した後の耐力が重要な指標となる。
【0028】
すなわち、前記アルミニウム合金板に250〜280℃で20秒間の熱処理を施した後の耐力が225N/mm2未満では、充分な材料強度が得られず、成形したアルミ缶のネジ座屈強度が不足する。また、前記耐力が255N/mm2を超えると、アルミ缶の成形性、特にしごき成形性が低下し、破断の発生により生産性が阻害される。従って、本発明に係る樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板では、250〜280℃で、20秒間の熱処理を施した後の耐力を225〜255N/mm2とすることが好ましい。
【0029】
[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、本発明に係る樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板は、本発明で合金組成を規制したAl−Mn系合金を用いて製造される。つまり、Cuを0.20〜0.40質量%、Mgを1.30〜1.60質量%、Mnを0.80〜1.30質量%、Feを0.25〜0.50質量%、Siを0.10〜0.50質量%それぞれ含有し、残部がAl及び不可避的不純物から構成され、Cu及びMgの含有量が、1.50(質量%)≦{Cu(質量%)+Mg(質量%)}≦1.80(質量%)の関係を満足するアルミニウム合金を用いて、DC鋳造処理(Direct−chill casting:直接チル鋳造処理)により鋳塊を製造する(溶解・鋳造工程)。そして、このアルミニウム合金の鋳塊を570〜620℃で均質化熱処理し(均質化熱処理工程)、その後、この鋳塊を熱間圧延して巻き取り温度300℃以上で巻き取り、アルミニウム合金板を製造する(熱間圧延工程)。続いて、このアルミニウム合金板を圧延率80〜90%で冷間圧延処理して所望の板厚とする(冷間圧延工程)。このような製造方法とすることにより、本発明に係る樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板を製造することができる。
【0030】
次に、当該製造方法において規定した各条件について説明する。なお、アルミニウム合金の成分の数値限定の理由については、前記した樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板の合金成分と同一であるので省略する。
【0031】
(均質化熱処理温度:570〜620℃)
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製造方法では、前記アルミニウム合金板に施す均質化熱処理の温度は、570℃より低い温度であると、再結晶が充分に生じなくなり、粗大な結晶粒の混在、材料強度の上昇が生じて、しごき成形性が低下するとともに、耳率が高くなり、フランジ部の寸法不良を生じやすくなる。また、620℃を超えると鋳塊がバーニングを起こし、アルミニウム合金板の製造自体が困難となる。従って、本発明では、均質化熱処理の温度を570〜620℃とする必要がある。
【0032】
(熱間圧延工程の巻き取り温度:300℃以上)
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製造方法では、前記アルミニウム合金板に施す熱間圧延工程の巻き取り温度は、ホットコイルの再結晶状態を左右し、なおかつ材料強度にも影響を与える重要な要素である。
【0033】
すなわち、この熱間圧延処理の巻き取り温度が300℃より低いと前記アルミニウム合金板における再結晶が充分に生じなくなり、その結果、粗大な結晶粒の混在、材料強度の上昇を招き、しごき成形性が低下する。また、耳率が高くなってフランジ部の寸法不良を生じやすくなる。従って、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製造方法における熱間圧延の巻き取り温度は300℃以上とすることが必要である。
【0034】
(冷間加工の圧延率:80〜90%)
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製造方法に含まれる冷間加工の圧延率は、材料強度及び成形性に寄与する因子である。すなわち、この冷間加工の圧延率が80%より低いと充分な材料強度が得られず、熱処理後の耐力と成形したアルミ缶のネジ座屈強度が不足する。更に、0°−180°耳が高くなり、フランジ部の寸法不良を生じやすくなる。また、この冷間加工の圧延率が90%を超えると、耐力が高くなるとともに耳率が過度に高くなり、フランジ部の寸法不良を生じやすくなる。従って、本発明では、冷間加工の圧延率が80〜90%であることが必要である。
【0035】
以上説明した本発明に係る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3ピースボトル缶や、図2に示すような従来の一例のDI缶等に好適であるとともに、従来の種々のアルミニウム合金のラミネート材にも好適な素材である。なお、図1は、従来の一例の3ピースボトル缶を模式的に示す斜視図である。図2は、従来の一例のDI缶を模式的に示す斜視図である。
【0036】
本発明に係る樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板を、図1に示すような従来の一般的な3ピースボトル缶1に適用する場合には、本発明に係る樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板に対してカップ成形やDI成形等の缶体成形を施して有底円筒状の缶(胴体部2)を形成する。続いて、この有底円筒状の缶の底部にネッキング加工を施してネック部3を形成する。
【0037】
なお、図1に示す3ピースボトル缶1のネック部3には、口部4が開口されたのちキャップ取り付け用のネジ切り加工が施されてネジ部が設けられる。またこれに対向する開口部(図示せず)には、ネックイン加工とフランジ加工を施した後、シーマによって別途成形した底蓋5が巻き締められ、3ピースボトル缶1を製造することができる。
【0038】
また、本発明に係る樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板を、図2に示すような従来の一般的なDI缶11に適用する場合には、本発明に係る樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板に対してカップ成形やDI成形等の缶体成形を施して胴体部12を形成する。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、引き続いてこのネック部13のエンド部に開口部14を形成するとともにこの開口部14の口径が胴体部12の径に比べて小さくなるように加工することで、DI缶11を製造することができる。
【0039】
また、本発明に係る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樹脂フィルムを、接着剤等を介して貼り合わせた後、その樹脂フィルムの融点以上で熱処理が施される工程等を経て、ラミネート材が作製される。
【実施例】
【0040】
以下、本発明に係る実施例について具体的に説明する。
まず、表1に示すような合金組成を備えたアルミニウム合金を溶解・鋳造し、この鋳塊に、表1に示す均質化熱処理温度で4時間の均質化熱処理を施した。続いて、熱間粗圧延、熱間仕上げ圧延を順次行って熱間圧延板を作製した後、表1に示すような巻き取り温度でこの熱間圧延板を巻き取って、ホットコイルとした。そして、このホットコイルに冷間圧延を施して、厚さ0.32mmの樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板とした。
【0041】
【表1】

【0042】
そして、前記樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板に、硝石炉(ソルトバス)を用いて、樹脂被覆の際の熱処理とほぼ同じ熱履歴である280℃、20秒間の熱処理を施した後に、JIS H 4000に準じて耐力(0.2%耐力)を測定して得られた測定結果を、熱処理後の耐力とした。
【0043】
実施例1〜6は、いずれも本発明で規制した条件を満足するものである。このうち、実施例1〜5は、熱間圧延後の冷間圧延工程で焼鈍を行わなかったものであり、実施例6は熱間圧延後に焼鈍を行ったものである。
【0044】
一方、比較例1はSiの含有量が本発明で数値限定した範囲の下限値未満のものであり、比較例2はSiの含有量が本発明で数値限定した範囲の上限値を超えたものである。また、比較例3はFeの含有量が本発明で数値限定した範囲の下限値未満のものであり、比較例4はFeの含有量が本発明で数値限定した範囲の上限値を超えたものである。更に、比較例5はMnの含有量が本発明で数値限定した範囲の下限値未満であるとともに、熱処理後の耐力が数値限定した範囲の下限値未満のものであり、比較例6はMnの含有量が本発明で数値限定した範囲の上限値を超えるとともに、熱処理後の耐力が数値限定した範囲の上限値を超えたものである。
【0045】
また、比較例7はMgの含有量と{Cu(質量%)+Mg(質量%)}の値とが本発明で数値限定した範囲の下限値未満であるとともに、熱処理後の耐力が数値限定した範囲の下限値未満のものであり、比較例8はMgの含有量と{Cu(質量%)+Mg(質量%)}の値とが本発明で数値限定した範囲の上限値を超えるとともに、熱処理後の耐力が数値限定した範囲の上限値を超えたものである。そして、比較例9はCuの含有量と{Cu(質量%)+Mg(質量%)}の値とが本発明で数値限定した範囲の下限値未満であるとともに、熱処理後の耐力が数値限定した範囲の下限値未満のものであり、比較例10はCuの含有量と{Cu(質量%)+Mg(質量%)}の値とが本発明で数値限定した範囲の上限値を超えるとともに、熱処理後の耐力が数値限定した範囲の上限値を超えたものである。
【0046】
更に、比較例11は、{Cu(質量%)+Mg(質量%)}の値が本発明で規制した数値限定した範囲の上限値を超えるとともに、熱処理後の耐力が数値限定した範囲の上限値を超えたものであり、比較例12は前記熱間圧延における巻き取り温度が本発明で数値限定した範囲の下限値未満であるとともに、熱処理後の耐力が数値限定した範囲の上限値を超えたものである。
【0047】
そして、比較例13は、冷間圧延工程における冷間加工の圧延率が本発明で数値限定した範囲の下限値未満であるとともに、熱処理後の耐力が数値限定した範囲の下限値未満のものであり、比較例14は、冷間加工の圧延率が本発明で数値限定した範囲の上限値を超えるとともに、熱処理後の耐力が数値限定した範囲の上限値を超えたものである。
【0048】
また、比較例15は、均質化熱処理の温度が本発明で数値限定した範囲の下限値未満であるとともに、熱処理後の耐力が数値限定した範囲の上限値を超えたものである。
【0049】
このようにして製造された本発明に係る実施例1〜6及び本発明で規制した条件を満足しない比較例1〜15の樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板に、アルカリ洗浄及びリン酸クロメート処理を施し、厚さ16μmの樹脂フィルムを両面に被覆し、更に、280℃で20秒間の熱処理を施して、ラミネート材とした。以下、図3を参照して、前記ラミネート材について行った評価方法について説明する。図3は、本発明に係る樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板について評価を行う際の、当該樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板に樹脂フィルムを被覆したラミネート材からの3ピースボトル缶の作製方法を模式的に示す模式図である。
【0050】
(耳率)
ラミネート材21について、φ66.7mmのブランクを作製し、このブランクをφ40mmのポンチで絞ってカップ22を作製し、得られたカップ22の耳の高さから耳率を求めた。そして、耳率が−2〜+4%であれば実用上問題がないと判断した。
【0051】
このとき、耳率が−2〜+4%の範囲を外れると、圧延方向に対して45°又は90°方向で前記フランジ部22aが不足してトリミング代が不足したり、成形時に破断が発生したりするおそれがある。
【0052】
また、一般に、アルミニウム合金板のラミネート材を、従来の通常のDI成形のように開口部までしごいた場合、この上端部の先端部では樹脂フィルムが剥離したり、ダイスにビルドアップしたりするなど、加工上の不具合が生じ易くなる。このため、本発明では、前記アルミニウム合金板から製造されたラミネート材21を従来の通常のDI成形のように上端部の先端部までしごかずに、フランジ部22aを適宜残して成形する。
【0053】
ラミネート材の成形評価では、カップ成形ののち白色のワセリンを塗布して絞り成形及びしごき成形(DI成形)を施し、得られたアルミ缶の底部にネッキング加工及びネジ切り加工を施した。DI成形では被覆した樹脂フィルムの剥離を抑えるべくフランジ部22aを残した成形を行った。そして、得られたアルミ缶にネックイン加工とフランジ加工とを施した後、別途成形した底蓋5を巻き締めし、3ピースボトル缶1を作製した。
【0054】
(しごき成形性)
しごき成形性は、連続成形で10000缶製缶したときに破断(胴切れ)が発生した回数が、0〜3回のものを「○(良好)」とし、4回以上のものを「×(不良)」とした。
【0055】
(フランジ部寸法)
フランジ部寸法は、しごき成形時に上端部に残しているフランジ部22aの形が真円に近いものを「○(良好)」とし、四角形やフランジ部22aが欠けているものを「×(不良)」とした。
【0056】
(ネジ座屈強度)
成形した3ピースボトル缶1に軸方向の圧縮荷重を負荷し、ネジ部が座屈したときの荷重を5サンプルについて測定して、平均値をネジ座屈強度とした。なお、このネジ座屈強度は、1500N以上であれば実用上問題がない。
以上の評価結果を表2に示す。
【0057】
【表2】

【0058】
表2に示すように、本発明で規制した条件を満足しない比較例(比較例1〜15)では、前記評価項目のすべてを良好に満足するものは得られなかった。
【0059】
すなわち、比較例1は耳率が実用上問題のない範囲の下限値を超えているので、フランジ部寸法が「×(不良)」であった。また、比較例2は耳率が実用上問題のない範囲の上限値を超えているので、フランジ部寸法が「×(不良)」であり、更にしごき成形性が「×(不良)」であった。そして、比較例3及び比較例4はしごき成形性が「×(不良)」であり、比較例5はネジ座屈強度が実用上問題のない水準に達していないものであった。
【0060】
また、比較例6はしごき成形性が「×(不良)」であり、比較例7はネジ座屈強度が実用上問題のない水準に達しておらず、比較例8はしごき成形性が「×(不良)」であった。
【0061】
更に、比較例9はネジ座屈強度が実用上問題のない水準に達しておらず、比較例10及び比較例11はしごき成形性が「×(不良)」であった。
【0062】
そして、比較例12はしごき成形性が「×(不良)」で、また、耳率が実用上問題のない範囲の上限値を超えているので、フランジ部寸法が「×(不良)」であった。また、比較例13は耳率が実用上問題のない範囲の下限値を超えているので、フランジ部寸法が「×(不良)」であるとともに、ネジ座屈強度が実用上問題のない水準に達していないものであった。
【0063】
更に、比較例14はしごき成形性が「×(不良)」で、また、耳率が実用上問題のない範囲の上限値を超えているので、フランジ部寸法が「×(不良)」であった。更に、比較例15はしごき成形性が「×(不良)」で、また、耳率が実用上問題のない範囲の上限値を超えているので、フランジ部寸法が「×(不良)」であった。
【0064】
一方、本発明に係る実施例(実施例1〜6)は、耳率、しごき成形性、フランジ部寸法、ネジ座屈強度のいずれの評価項目においてなんら問題のないものであった。
【図面の簡単な説明】
【0065】
【図1】従来の一例の3ピースボトル缶を模式的に示す斜視図である。
【図2】従来の一例のDI缶を模式的に示す斜視図である。
【図3】本発明に係る樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板について評価を行う際の、当該樹脂被覆包装容器用アルミニウム合金板に樹脂フィルムを被覆したラミネート材からの3ピースボトル缶の作製方法を模式的に示す模式図である。
【符号の説明】
【0066】
1 3ピースボトル缶
2 胴体部
3 ネック部
4 口部
5 底蓋
11 DI缶
12 胴体部
13 ネック部
14 開口部
21 ラミネート材
22 カップ
22a フランジ部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
Cuを0.20〜0.40質量%、Mgを1.30〜1.60質量%、Mnを0.80〜1.30質量%、Feを0.25〜0.50質量%、Siを0.10〜0.50質量%それぞれ含有し、残部がAl及び不可避的不純物から構成されるアルミニウム合金板であって、
前記Cu及び前記Mgの含有量が、
1.50(質量%)≦{Cu(質量%)+Mg(質量%)}≦1.80(質量%)
の関係を満足し、かつ、
250〜280℃で、20秒間の熱処理を施した後の耐力が225〜255N/mm2である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】
Cuを0.20〜0.40質量%、Mgを1.30〜1.60質量%、Mnを0.80〜1.30質量%、Feを0.25〜0.50質量%、Siを0.10〜0.50質量%それぞれ含有し、残部がAl及び不可避的不純物から構成され、前記Cu及び前記Mgの含有量が、1.50(質量%)≦{Cu(質量%)+Mg(質量%)}≦1.80(質量%)の関係を満足するアルミニウム合金を溶解・鋳造して鋳塊を作製する溶解・鋳造工程と、
この溶解・鋳造工程において作製されたアルミニウム合金の鋳塊に570〜620℃で均質化熱処理を施す均質化熱処理工程と、
この均質化熱処理工程において均質化熱処理が施されたアルミニウム合金の鋳塊を熱間圧延し、巻き取り温度を300℃以上にして巻き取る熱間圧延工程と、
この熱間圧延工程において熱間圧延されたアルミニウム合金板に、冷間加工の圧延率を80〜90%に設定して冷間圧延を行う冷間圧延工程と、
を含む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】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2006−70344(P2006−70344A)
【公開日】平成18年3月16日(2006.3.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−257397(P2004−257397)
【出願日】平成16年9月3日(2004.9.3)
【出願人】(000001199)株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Fターム(参考)】