(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム合金板と、その片面または両面に熱可塑性樹脂フィルムを積層したアルミニウム合金積層板において、
前記アルミニウム合金板が重量％で、Ｍｎ：０．６〜１．２％、Ｍｇ：１．５〜３．２％、Ｓｉ：０．２〜０．５％、Ｃｕ：０．３〜０．５％、Ｆｅ：０．３〜０．６％を含有し、残部アルミニウムとその他の不純物元素からなる組成を有するとともに、その耐力が３００ＭＰａ以上、かつ、引張強さと耐力との比が１．１５以上であり、
前記熱可塑性樹脂フィルムが、ポリエチレンテレフタレート系樹脂フィルムを２層以上積層した多層フィルムであり、且つ、前記アルミニウム合金板と接する樹脂フィルムの融点が１８０〜２３０℃であり、その上に積層される樹脂フィルムの融点が２４５〜２６５℃であることを特徴とするアルミニウム合金積層板。
【請求項２】
重量％で、Ｍｎ：０．６〜１．２％、Ｍｇ：１．５〜３．２％、Ｓｉ：０．２〜０．５％、Ｃｕ：０．３〜０．５％、Ｆｅ：０．３〜０．６％を含有し、残部アルミニウムとその他の不純物元素からなる組成を有するアルミニウム合金板を加熱後、熱可塑性樹脂フィルムを加圧圧着し、加圧圧着後さらに後加熱を施して前記アルミニウム合金板に前記熱可塑性樹脂フィルムを積層する方法であって、
前記積層工程中の前記アルミニウム合金板の最高加熱温度が２８５℃以下であり、かつ２４５〜２８５℃の温度範囲の加熱時間を１〜６０秒とすることを特徴とするアルミニウム合金積層板の製造方法。
【請求項３】
重量％で、Ｍｎ：０．６〜１．２％、Ｍｇ：１．５〜３．２％、Ｓｉ：０．２〜０．５％、Ｃｕ：０．３〜０．５％、Ｆｅ：０．３〜０．６％を含有し、残部アルミニウムとその他の不純物元素からなる組成を有するアルミニウム合金板を１０〜２００℃／ｓの加熱速度で４８０℃〜（融点−５℃）の温度範囲まで加熱して５〜３０秒保持し、その後１００℃以下の温度まで１０〜２００℃／ｓの冷却速度で冷却した後、４０〜７５％の冷間圧延を施して最終板厚を有するアルミニウム合金板とする請求項２に記載のアルミニウム合金積層板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、飲料用缶のエンド部に用いるアルミニウム合金積層板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、食品容器等のリサイクルに対する社会的要求が益々高まっており、また、製造時やリサイクル過程で有害物質の排出など、環境への悪影響がないことが、ますます重要となってきている。
【０００３】
アルミニウム合金製飲料用缶（以下単に「飲料用缶」と称する）は、ボディ部とエンド部の２ピースで構成されており、ボディ部には３００４、３１０４合金などの３ＸＸＸ系アルミニウム合金が主として用いられており、エンド部には５１８２合金などの５ＸＸＸ系アルミニウム合金が主として用いられている。
【０００４】
表１に従来の飲料用缶のボディ部、エンド部を構成する代表的な合金の化学組成、および当該合金を用いた飲料用缶全体の平均組成（ただし、ボディ部とエンド部の重量比が４：１とした場合）を示す。飲料用缶をリサイクルする場合には、ボディ部とエンド部とを分離することは通常しないので、３ＸＸＸ系アルミニウム合金から構成されるボディ部は、表１から解るように平均組成と近似しているので、使用済みの飲料用缶（Used Beverage Can、以下ＵＢＣと称する）を主原料としても軽微な成分調整で足りるが、５１８２合金など５ＸＸＸ系アルミニウム合金から構成されるエンド部は、ＵＢＣを主原料とすると相当の成分調整が必要となる。したがって、エンド部を製造する場合、ＵＢＣを主原料とすることは見送られており、このことが飲料用缶のリサイクル効率向上を阻止する一要因となっていた。
【０００５】
【表１】
0003715102.tif 000002
【０００６】
また、飲料用缶には、塗装や印刷が施されるが、塗装時の大気中への有機溶剤の排出や、ＵＢＣをリサイクルする過程で塗装皮膜が燃焼する際、塩素化合物などの有害物質が発生し易いことが問題になっている。このため水性塗料の採用や有害物質が生じにくい塗料への変更が進んでいる。しかし、エンド部用素材は、焼付塗装した後に、エンド部に成形加工されるため、成形加工時に塗装皮膜の損傷が生じ易い。このため特に飲料用缶の内面側では、耐皮膜損傷性が優れたＰＶＣ系塗料など塩素を含む塗料が現在でも使用されており、塗装皮膜の厚さも厚くせざるを得ないのが実情である。
【０００７】
これらの問題に対処する方法として、まずエンド部をＵＢＣを原料として用いる方法が、古くから提案されてきた。また、塗装に関する問題を回避する手段として、種々の樹脂フィルムをラミネートする方法が提案されており、中でもポリエチレン・テレフタレートなど、製造時や燃焼時に有害物質を生じにくい熱可塑性樹脂フィルムを積層する方法が有望と考えられる。
【０００８】
たとえば、特表平７−５０７５２５号公報では、従来ボディ部に用いられてきた３００４合金からなる板にポリエステルフィルムを積層したエンド部が提案されており、エンド部の形状を規定することにより、５１８２合金に比べ強度の低い３００４合金がエンド部に使用可能であることが述べられている。
【０００９】
しかしながら、３００４合金は、５１８２合金にくらべ強度が低いため、５１８２合金製のエンド部と同等の耐圧強度を得るためには、板厚を厚くする必要があり、３００４合金の圧延性が優れることを考慮しても、エンド部の製造コストは必ずしも低下しない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明者らは、製造コスト低減を考慮し、ＵＢＣを主原料として用いることを前提に、強度向上法について種々検討した。
３ＸＸＸ系アルミニウム合金の強度を向上する方法として、Ｍｇ，Ｍｎ，Ｓｉ，Ｃｕなどの添加元素量を増加する方法、最終冷間圧延率を高くする方法は周知である。また、中問焼鈍を高温で行い、Ｍｇ，Ｓｉ，Ｃｕを溶体化する方法も広く行われている。この方法によると、冷間圧延時の加工硬化性が増加するだけでなく、時効硬化性が付与され、圧延板やその成形品に焼付け塗装を施す際に、焼鈍軟化を抑制したり、析出硬化を生じさせることが可能である。さらに、溶体化処理を施した圧延板を冷間圧延する際に、途中で時効処理を施すことにより、引き続き冷間圧延する際の加工硬化性を著しく増加させる方法が提案されている。しかし、詳しくは後述するが、本発明者等の検討によると、これらの方法で強化した３ＸＸＸ系合金を用いて缶エンドを製造すると、５ＸＸＸ系合金と比較し、以下説明するブローアップを生じ易いという問題点が明らかとなった。
【００１１】
現在、飲料用缶のエンド部には、イージー・オープン・エンドが広く用いられている。イージー・オープン・エンドには、スコア加工を施した開口部が設けられるが、開口部の優れた開口性が要求される一方、缶内圧によって容易に開口しないように、開口部の高い耐圧性が要求される。エンド部を通常の充填後の巻き締めと同様にボディ部に巻き締め、内圧を負荷した場合、５１８２合金製のエンド部では、内圧が高まると、通常、カウンターシンクより内側が外側に突き出す挫屈現象を生じる。このため通常はこの挫屈発生応力を耐圧強度としている。しかしながら、エンド部の形状などに不具合がある場合、このような挫屈を発生する前に開口部が破損したり、挫屈時のパネルの変形に伴って開口部が破損することがある。このような開口部の破損をブローアップと呼ぶ。開口部が破損すると飲料が飛散し、二次的な損害が発生する恐れがあるため、開口部の破損は、上記の挫屈発生応力より、より高い圧力で発生することが必要である。
【００１２】
本発明は、以上のような背景に鑑み、従来の５１８２合金製エンド部と同等の強度を有するとともに、優れた耐ブローアップ性を満足し、しかもＵＢＣを原料として使用してすることができ、さらに素材製造時やリサイクルの過程で有害物質を生じにくい、飲料用缶のエンド部に用いて好適なアルミニウム合金積層板およびその製造方法の提供を課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明者は前記課題を解決するために、アルミニウム合金板の機械的強度について検討を行った。その結果、飲料用缶のエンド部として充分な耐圧強度を得るためには、アルミニウム合金板の耐力が３００ＭＰａ以上必要であり、また優れた耐ブローアップ性を得るためには、引張強さと耐力との比（ＴＳ／ＹＳ）を１．１５以上とする必要があることを知見した。
そして、ＵＢＣを原料として使用できる合金組成を有するアルミニウム合金板であっても、その製造方法を特定することにより、耐力３００ＭＰａ以上、かつ引張強さと耐力との比（ＴＳ／ＹＳ）が１．１５以上の機械的強度を得ることができることを確認した。
【００１４】
本発明は以上に基きなされたものであり、アルミニウム合金板と、その片面または両面に熱可塑性樹脂フィルムを積層したアルミニウム合金積層板において、
アルミニウム合金板が、
Ｍｎ    ０．６〜１．２％
Ｍｇ    １．５〜３．２％
Ｓｉ    ０．２〜０．５％
Ｃｕ    ０．３〜０．５％
Ｆｅ    ０．３〜０．６％
を含有し、残部アルミニウムとその他の不純物元素からなる組成を有するとともに、その耐力が３００ＭＰａ以上、かつ、引張強さと耐力との比が１．１５以上であるアルミニウム合金積層板により前記課題を解決した。
【００１５】
以上のアルミニウム合金積層板において、熱可塑性樹脂フィルムがポリエチレンテレフタレート系樹脂フィルムを２層以上積層した多層フィルムであり、アルミニウム合金板と接する樹脂フィルムの融点が１８０〜２３０℃であり、その上に積層される樹脂フィルムの融点が２４５〜２６５℃であることが望ましい。
【００１６】
本発明の合金組成からなるアルミニウム合金板の耐力を３００ＭＰａ以上、引張強さと耐力との比（ＴＳ／ＹＳ）を１．１５以上とするには、アルミニウム合金板を１０〜２００℃／ｓの加熱速度で４８０℃〜（融点−５℃）の温度範囲まで加熱して１〜３０秒保持し、その後１００℃以下の温度まで１０〜２００℃／ｓの冷却速度で冷却した後、４０〜７５％の冷間圧延を施して最終板厚とし、また、アルミニウム合金板を加熱後、熱可塑性樹脂フィルムを加圧圧着し、加圧圧着後さらに後加熱を施してアルミニウム合金板に熱可塑性樹脂フィルムを積層する際に、前記積層工程中のアルミニウム合金板の最高加熱温度が２８５℃以下であり、かつ２４５〜２８５℃の温度範囲の加熱時間を１〜６０秒とすればよい。
【００１７】
要するに本発明は、耐力３００ＭＰａ以上、引張強さと耐力との比１．１５以上という機械的強度を得るために、アルミニウム合金組成を、ＭｇおよびＣｕ添加量がそれぞれ１．５〜３．２％、０．３〜０．５％と、通常のボディ部を構成する合金と比較し、高組成の合金を用い、これらの添加元素を十分に溶体化するため、中間焼鈍を充分高温で行い、かつ、最終冷延率を４０〜７５％（好ましくは４０〜６０％）とすることを骨子とするものである。
【００１８】
以下本発明を詳述する。
＜合金組成＞
まず本発明のように合金組成を定めた理由を述べる。
ＵＢＣのボディ部およびエンド部を分離することは一般に困難なため、ＵＢＣをボディ部用およびエンド部用の双方の原料として使用するためには、両者が同一の成分を有することが好ましい。しかし、両者が同一成分であっても、リサイクル過程で不純物の混入や成分の損失による成分変化が生じるため、成分調整を行う必要がある。従来の飲料用缶のボディ部、エンド部を構成する代表的な合金の化学組成、および当該合金を用いた飲料用缶全体の平均組成（ただし、ボディ部とエンド部の重量比が４：１とした場合）は表１に示す通りであるが、いずれの合金も、Ｍｇ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｓｉ，Ｃｕ，Ｔｉ，Ｚｎなどが含まれる。このうちＭｇは、再溶解時に蒸発・酸化を防止するのが困難なため、リサイクル時に減少し易い。一方、Ｆｅ、Ｓｉは、ＵＢＣに付着、混入した砂塵等の不純物、あるいは再溶解時に炉材・溶解治具などから溶湯中に混入し易く、Ｔｉは印刷に用いる顔料から混入しやすいため、リサイクル時に増加しやすい。本発明では、これらのリサイクル時の成分変化も考慮し、かつ必要な特性を得るために以下のように合金成分とした。
【００１９】
Ｍｎは３００４合金などのしごき加工が施されるボディ部用合金の必須添加元素である。Ｍｎは強度を向上する効果を有するが、Ａｌ，Ｆｅ，Ｓｉなどと粗大な金属間化合物を形成し易く、靱性を低下させ、スコア加工時に微細クラックを生じ易くし、ブローアップを生じ易くする。したがって、含有量は少ない方が好ましいが、１．２％以下であれば、使用可能である。一方、０．６％以下とすると、ＵＢＣを主原料として用いることができないため下限を０．６％とした。飲料用缶スクラップの使用率を最大とするためには、０．８〜１％とすることが好ましい。
【００２０】
Ｍｇは、強度を向上する効果を有し、耐力、引張強さを向上するが、特に熱可塑性樹脂フィルム積層後の引張強さを高め、引張強さと耐力との比（ＴＳ／ＹＳ）を高くし、ブローアップを生じにくくする。しかし、１．５％未満では、効果が不十分である。また、３．２％を超えると、圧延性が著しく低下する。さらに、３．２％を超えると、合金の融点が低下するため、均質化温度や溶体化処理を行う中間焼鈍温度を高くできなくなり、このため、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｓｉ、などの溶体化が困難になるとともに、これらの元素の粗大な金属問化合物の量が増すため、耐ブローアップ性が低下する。そこで上限を３．２％とした。好ましくは、２．３〜３．２％の範囲である。
【００２１】
本合金のＭｇ添加量は、従来の飲料用缶のボディ部を構成する合金より高いが、Ｍｇは再溶解時に酸化による損失を生じ易いため、本発明のアルミニウム合金積層板を用いたＵＢＣはボデ部の原料としても好適である。一方、現在広く用いられているＭｇ量が高い５１８２合金製工ンド部の場合でも、ＵＢＣがボディ材の原料とし広く用いられている。Ｍｇの酸化による損失は、原料のリサイクル歩留まりの低下を意味するが、現状では積極的に酸化を抑制するとボディ用合金の原料として使用できなくなる。
【００２２】
Ｓｉは、強度を向上する効果を有する。しかし、ＳｉはＭｎ、Ｍｇなどと金属間化合物を形成しやすく、添加量を０．５％以上としても、溶体化ができないため、上限を０．５％とした。Ｓｉ量が高いと、本合金をエンド部として用いた飲料用缶のスクラツプを、ボデイ部用のスクラップとして用いることも困難になるので０．４％以下とするのがより好ましい。また、下限は、飲料用缶スクラップを原料として用いることを考慮して０．２％以下とした。なお、現在、主として用いられる飲料用缶のボディ部を構成する合金のＳｉ含有量は、０．１５〜０．３５％程度の範囲であるが、Ｓｉ量が低いと飲料用缶スクラッフを主原料として用いることが困難であり、ＵＢＣを主原料としているボディ部では、０．２５〜０．３５％程度のＳｉ含有量を有するのが一般的である。
【００２３】
Ｃｕは強度を向上する効果を有し、耐力、引張強さを向上するが、特に熱可塑性樹脂フィルム積層後の引張強さを向上し、引張強さと耐力との比（ＴＳ／ＹＳ）を高くし、ブローアップを生じにくくする。０．３％未満では十分な効果が得られず、一方０．５％を超えると、このアルミニウム合金板を用いた飲料用缶を一般のボディ部のスクラップとして用いることが困難になる。そこで、Ｃｕ量を０．３〜０．５％とした。
【００２４】
現在、主に使用されている飲料用缶のボディ部のＣｕ含有量は０．０５〜０．３％の範囲であり、本発明にかかる合金のＣｕ添加量に比べ低い。しかし、ＣｕはＳｉ、Ｆｅなどに比べると、リサイクル時の増加が生じにくいので、本発明にかかる合金をエンド部として用いたＵＢＣをボディ部製造用の原料として用いる場合でも、Ｆｅ、Ｓｉ量の調整のために純Ａｌなどを添加すれば同時にＣｕ量も調整可能である。全般的なリサイクル性を考慮すると、０．２〜０．３％のＣｕを含有するアルミニウム合金からなるボディ部と、０．３５〜０．４５％のＣｕを含有する本発明にかかる合金からなるエンド部とを組み合わせることが好ましい。
【００２５】
Ｆｅは３００４合金などのしごき加工が施されるボディ部用合金の必須添加元素であり、ＵＢＣに０．３５〜０．５％程度含まれる。Ｆｅは、Ａｌ，Ｍｎ，Ｓｉなどと粗大な金属間化合物を形成し、靱性を低下させ、スコア加工時に微細クラックを生じ易くする。その結果、ブローアップが生じ易くなるので、含有量は少ない方が好ましいが、０．６％以下であれば、ブローアップの問題を回避できる。また、０．３％未満とすると、ＵＢＣの原料としての使用率が低くなるので、０．３〜０．６％とした。飲料用缶スクラップの使用率を最大とするためには、０．４〜０．５％とすることが好ましい。
【００２６】
Ｚｎ、Ｔｉ、Ｃｒはいずれも本発明における積極的な添加元素ではないが、ＵＢＣに含まれる元素であり、ＵＢＣを原料とする場合には、それぞれ、０．０２〜０．４％、０．０１〜０．２％、０．０５％以下の範囲で含有することがある。そして、この範囲であれば、本発明に悪影響を与えない。
【００２７】
＜製造方法＞
以下本発明アルミニウム合金積層板の製造方法について説明する。
本発明の積層板に用いるアルミニウム合金板は、半連続鋳造で製造された鋳塊に、均質化処理を施し、熱間圧延後、冷間圧延し、その後中間焼鈍を施し、さらに所望板厚まで冷間圧延を行い、熱可塑性樹脂フィルムを積層する。
【００２８】
鋳塊に施す均質化処理は、粗大な金属間化合物の体積率を低下させるため、５４５℃以上融点未満の高温で施すことが好ましい。
【００２９】
均質化処理後熱間圧延および冷間圧延されたアルミニウム合金圧延板は、中間焼鈍を施される。中間焼鈍は、１０〜２００℃／ｓの加熱速度で４８０℃〜（融点−５℃）の温度範囲まで加熱し、同温度範囲に５〜３０Ｓ保持後、１００℃以下の温度まで１０〜２００℃／ｓの冷却速度で冷却する。
冷間圧延された圧延板を、速度１０〜２００℃／ｓで急速加熱し、再結晶させることにより、微細で、かつ等方的な再結晶集合組織が得られる。さらに４８０℃〜（融点−５℃）の温度範囲まで加熱し、同温度範囲に５〜３０Ｓ保持し、１００℃以下の温度まで１０〜２００℃／ｓの冷却速度で冷却することによって、Ｍｇ，Ｃｕ，Ｓｉを十分溶体化することが重要である。溶体化が不十分であると、充分な強度が得られず、アルミニウム合金板の引張強さと耐力との比（ＴＳ／ＹＳ）を高くすることができない。
【００３０】
溶体化温度が低すぎると、充分な溶体化ができないため、下限温度は４８０℃としたが、５２０℃以上とすることが好ましい。
また、加熱速度は、１０℃／ｓ未満では等方的な再結晶集合組織が得られず、また、２００℃／ｓを超えると加熱時に板に反りが生じ易くなり、平らな板が得られない。冷却速度は、１０℃／ｓ未満では十分な溶体化が行われず、また、２００℃／ｓを超えると冷却時に板が反りが生じ易くなる。
【００３１】
続いて、４０〜７５％の冷間圧延を施し、所望の板厚とする。圧延率が低いと、充分な強度が得られないため、下限は４０％とした。一方、圧延率が高くなると、引張り強さと耐力との比（ＴＳ／ＹＳ）が低下するため、上限は７５％とした。圧延率は４０〜６５％であることが好ましい。
【００３２】
以上の冷間圧延により所望板厚となったアルミニウム合金板は、クロメート処理、あるいは、陽極酸化処理、エッチング処理などの表面処理を施した後、熱可塑性樹脂フィルムを積層する。
積層は、加熱した合金板の少なくとも片面に熱可塑性樹脂フィルムを加圧ロール等を用いて加圧圧着して行われる。加圧圧着後、フイルムの密着性やフイルム特性を制御するため、さらに加熱・保持を実施することが望ましい。以上の一連の積層工程中、アルミニウム合金板の最高加熱温度は２８５℃とし、かつ２４５〜２８０℃の間に１〜６０秒加熱・保持することにより、３００ＭＰａ以上の耐力と、１．１５以上の引張り強さと耐力との比（ＴＳ／ＹＳ）とを得ることができる。加熱温度が上記温度より低いか、加熱保持時間が短いと引張り強さと耐力との比（ＴＳ／ＹＳ）が低くなり、また加熱温度が上記温度範囲より高いか、加熱保持時間が長いと耐力が低くなる。量産性を考慮すると、短い方が好ましく、１〜３０秒が好ましい。
【００３３】
上述の加熱条件で圧着する熱可塑性樹脂フィルムとして、ポリエチレンテレフタレート系のフイルムを２層以上積層することが好適である。特に、アルミニウム合金板と接するフィルム（以下「内層フィルム」ということがある）を、厚み約０．５〜２μｍ、ジカルボン酸として１８〜２４％のイソフタル酸を含有し、融点が１８０〜２３０℃の非結晶性共重合ＰＥＴとし、その上に積層するフィルム（以下「外層フィルム」ということがある）を、厚み７〜１０μｍ、ジカルボン酸として０〜６％のイソフタル酸を含有し、融点が２４５〜２６５℃のＰＥＴとした２層フィルムが好適である。
外層フイルムには、滑剤として、例えば、粒径１〜１．５μｍの無定型シリカを５００〜１０００ｐｐｍ含有することが好ましい。このようなフィルムは、通常、共押出し、２軸延伸することにより製整され、通常５０％以上の結晶化度を有する。
【００３４】
なお、内層フィルムの融点を１８０〜２３０℃とするのは、前述の積層加熱条件で良好な密着性を得るためである。また、外層フィルムの融点を２４５〜２６５℃とするのは、前述の積層加熱条件でフィルムを溶融させ、その後冷却した後、非晶質状態を得るためである。
【００３５】
上述の２層のフィルムを積層する際には、フィルムの加圧圧着時に、アルミニウム合金板の温度が、内層フィルムの融点−５℃以上、外層フィルムの融点＋５℃以下の温度となるよう予備加熱する。さらに一旦圧着した後、外層フィルムの融点以上、融点＋４０℃以下の温度範囲において、２４５〜２８５℃の温度範囲に１〜３０秒保持した後、外層フィルムのガラス転移点以下の温度に冷却することにより、積層フイルムを非晶質化する。フイルムを非晶質化するのは、アルミニウム合金積層板をエンド部に成形加工する際のフィルムの成形加工性を向上するためである。後加熱の温度や保持時間が上限を越えるとフイルムが劣化し、分子量が低下するので好ましくない。
【００３６】
なお、冷間圧延されたアルミニウム合金板は、熱可塑性樹脂と積層されるまでの間に、８０℃〜２００℃の温度範囲に長時間維持することは避けるべきである。溶体化処理および冷間圧延された圧延板は高い時効硬化性を有し、８０〜２００℃で保持すると、時効硬化が促進し積層後の耐力は向上するものの、引張り強さと耐力との比（ＴＳ／ＹＳ）比が低くなって、耐ブローアップ性が低下するからである。
【００３７】
【発明の実施の形態】
＜従来例＞
まず、従来提案されてきた方法で製造した３ＸＸＸ系アルミニウム合金板を用いて製造した積層板、エンド部に基づき、その問題点を指摘する。
表２に示す合金のうちＡ８およびＡ９の合金を溶製、半連続鋳造し、厚さ６００×幅１４００×長さ４０００ｍｍの鋳塊とした。鋳塊の圧延面となる表面を１２．５ｍｍ面削後、５６５℃で８ｈ保持の均質化処理を施し、保持終了後直ちに熱間圧延を行い、厚さ７ｍｍの熱間圧延板とした。熱間圧延板を中間焼鈍板厚（０．５８８または０．９４０または１．０７ｍｍ）まで冷間圧延し、その後、表３に示すIV、VIII、IX、X、XIのいずれかの工程で０．２３５ｍｍの圧延板を製造した。表３中の中間焼鈍は、いずれの場合も連続焼鈍炉を用いて行った。
【００３８】
【表２】
0003715102.tif 000003
【００３９】
【表３】
0003715102.tif 000004
【００４０】
なお、工程IV、VIIIの条件は、表３に記載されているように、中間焼鈍後、それぞれ６０％、７８％の冷間圧延を施した。工程XIは、工程VIIIにより得られた０．２３５ｍｍ厚の冷間圧延板を１７０℃に加熱し、１ｈ保持する時効処理を施したものである。また、工程X、XIは、表３に示す条件の中間焼鈍を施した後、３８％の冷間圧延をし、ついで１６０℃で４ｈ保持する中間時効処理後、さらに、それぞれ、３６％、５９％の冷間圧延を施して、０．２３５ｍｍの板厚とした（以下、この工程を「ＴＭＴ工程」ということがある）。
【００４１】
以上の各条件で得られた板は、脱脂、水洗、燐酸クロム酸処理、水洗、乾燥工程を施し、２０ｍｇ／平方メートルの燐酸クロム酸皮膜をその表面に形成した。積層フィルムとしては、共押出し後、２軸延伸した２層ＰＥＴフィルムを用いた。アルミニウム合金板と接する側の内層フィルムは、フタル酸成分として、７９ｍｏ１％のテレフタル酸と２１ｍｏ１％のイソフタル酸、および、ジオール成分として、１００ｍｏ１％のエチレングリコールを主成分として含有し、その他少量の不純物とオリゴマー等の副生成物を含有する非結晶性の共重合ＰＥＴフィルムとした。なお、厚さは１．０μｍ、融点は１９９℃である。また、外層フィルムとしては、フタル酸成分として、９８ｍｏｌ％のテレフタル酸と２ｍｏｌ％のイソフタル酸、および、ジオール成分として、１００ｍｏｌ％のエチレングリコールを主成分として含有し、滑剤として、８００ｐｐｍの無定型シリカを含有し、その他少量の不純物とオリゴマー等の副生成物を含有するＰＥＴを用いた。このＰＥＴフィルムは、２軸延伸し、熱安定化された構造を有し、厚さ８μｍ、融点２５５℃である。
【００４２】
フィルムの積層は、アンコイラー、予備加熱装置、加圧圧着ロール、後加熱装置、保持炉、水冷装置、乾燥装置、巻き取り装置が順に配置された連続式積層装置を用いて行った。積層時のアルミニウム合金板の温度変化の例を図１に示す。まず、アンコイラーから導かれたアルミニウム合金板は予備加熱装置により予備加熱温度Ｔ１まで加熱され、加圧圧着ロールヘ導かれる。アルミニウム合金板の通板ラインの両側に配置されたフィルム用アンコイラーから、フイルムが供給され、加圧圧着ロールにて、アルミニウム合金板の両面にフイルムが加圧圧着される。予備加熱装置から加圧圧着装置に導かれる過程で放熱により合金板の温度がやや低下する。加圧ロール直前で測定した金属板温度がＴ２である。合金板の温度は、温度制御された加圧ロールでフイルムを圧着する際に急激に低下し、さらに後加熱装置に導かれる過程でやや低下し、後加熱装置直前で、積層板の温度はＴ３となる。ついで、積層板は、後加熱装置により温度Ｔ４まで加熱される。ついで、冷却速度を制御するために設けられた保持炉中を冷却されながら通過し、水冷装置直前で温度Ｔ５となる。水冷された積層板は水切り後乾燥され、コイル状に巻き取られる。表４のＡ欄には、本従来例のＴ１〜Ｔ５の各温度を示す。
【００４３】
【表４】
0003715102.tif 000005
【００４４】
上記の方法で製造された積層板および５１８２合金に塗装が施されている市販のエンド用塗装板について、引張試験を行い引張強さおよび耐力を求めた。また、ビール等の飲料用缶に用いられる２０４（２＋４／１６インチ）径エンド用の金型を用いて飲料用缶のエンド部を試作し、耐圧試験および実際に開口してみて問題が生じないかどうかの開口性を評価した。その結果を表５に示す。
【００４５】
【表５】
0003715102.tif 000006
【００４６】
従来例１は、典型的なボディ部用合金板と同様の条件で製造した合金板を用いて積層板を製造した例である。５１８２合金を用いた従来例１１と比較すると著しく耐圧強度が低い。
中間焼鈍を施した後、３８％の冷間圧延し、ついで１６０℃で４ｈ保持する中間時効処理後、さらに、３６％の冷間圧延を施した従来例２、あるいは従来例１に比べて最終圧延率を高くした従来例３は、従来例１に比べると耐圧強度が向上するものの、５１８２合金に比べると未だ耐圧強度が低い。
【００４７】
中間焼鈍を施した後、３８％の冷間圧延をし、ついで１６０℃で４ｈ保持する中間時効処理後、さらに、５９％の冷間圧延を施した従来例４では、５１８２合金にに近い耐圧強度を示すが、ブローアップ発生率が高くなる。
従来例５，従来例７，従来例９は、通常のボディ部を構成する合金に比べるとＭｇおよびＣｕ量がやや高い合金を用いた例である。高最終冷延率、ＴＭＴ工程、時効処理工程を採用することにより、５１８２合金と同等以上の耐圧強度が得られるが、いずれもブローアップ発生率が著しく高い。
従来例６，従来例８，従来例１０は、工ンド部成形時のスコア加工条件を変え、スコア部の残厚を厚くした例である。ブローアップ発生率は低下するが、通常の開口操作で、スコア部が全周破断して蓋が完全に開く前に、ヒンジ部が部分的に破断して、開口不良が生じてしまった。
【００４８】
以上の結果から、従来より提案されてきた各種の強化方法により、合金板の強度を高め、耐圧強度を向上することは可能であるが、さらに耐ブローアップ性、開口性とを満足させることが困難であることが解る。なおこれらの合金を用いた場合でも、アルミニウム合金板の板厚を厚くしたり、エンド部の各部形状を最適化することにより、充分な耐圧強度と耐ブローアップ性、開口性が確保できることは言うまでもないが、素材重量が増加したり、成形寸法の許容誤差が減少したり、あるいは、エンド設計の自由度が低下し、意匠性や種々の機能性の点で不利が生じることが懸念される。
【００４９】
＜実験例Ａ＞
表２のＡ１〜Ａ７（本発明で規定する合金組成の範囲内）、Ａ１０〜Ａ１４（本発明で規定する合金組成の範囲外）の合金、表３のIまたはIIの合金板製造条件、表４のＡのフィルム積層条件を採用し、他の工程は前記従来例と同様（スコア部の残厚はすべて０．１００ｍｍとした）にして、アルミニウム合金積層板、エンド部を製造、試作して同様の評価を行った。評価結果を表６に示す。
【００５０】
【表６】
0003715102.tif 000007
【００５１】
実施例１〜７のアルミニウム合金積層板はいずれも本発明で規定する合金組成を有し、しかも本発明で規定する条件で製造されているため、３００ＭＰａ以上の耐力と１．１５以上の引張強さと耐力との比（ＴＳ／ＹＳ）を満足し、高い耐圧強度と低いブローアップ率が達成されることが解る。
【００５２】
これに対して、本発明で規定する製造条件を適用しても、本発明で規定する範囲外の合金からなる場合は、耐圧強度が低いか（比較例２）、あるいは耐圧強度が高いとしてもブローアップ率が高くなる（比較例１、３〜５）ことが解る。
【００５３】
＜実験例Ｂ＞
表２のＡ１またはＡ２の合金、表３のＩの合金板製造条件、表４のＡ〜Ｆの積層条件を採用し、他の工程は前記従来例と同様にして、アルミニウム合金積層板、エンド部を製造、試作して同様の評価を行った。結果を表７に示す。
【００５４】
【表７】
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【００５５】
実施例８〜１１のアルミニウム合金積層板はいずれも本発明で規定する合金組成を有し、しかも本発明で規定する条件で製造されているため、３００ＭＰａ以上の耐力と１．１５以上の引張強さと耐力との比（ＴＳ／ＹＳ）を満足し、高い耐圧強度と低いブローアップ率が達成されることが解る。
【００５６】
これに対して比較例６は、熱可塑性樹脂フィルム積層時の最高加熱温度が本発明で規定する２８５℃より高い２９０℃となっているため、耐力が３００ＭＰａより低くなり、そのためエンド部の耐圧強度が低い。比較例７、８では、熱可塑性樹脂フィルム積層時の２４５℃以上での加熱時間が本発明で規定する下限値である１秒より短いために積層後の引張強さと耐力との比（ＴＳ／ＹＳ）が１．１５より低くなり、ブローアップ率が高い。以上より、本発明で規定する熱可塑性樹脂フィルム積層時の条件が、高い耐圧強度、低いブローアップ率を得るために重要であることが解る。
【００５７】
＜実験例Ｃ＞
表２のＡｌの合金、表３のIII、V〜VIIIの合金板製造条件、表４のＡの積層条件を採用し、他の工程は前記従来例と同様にして、アルミニウム合金積層板、エンド部を製造、試作して同様の評価を行った。結果を表８に示す。
【００５８】
【表８】
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【００５９】
実施例１２〜１４のアルミニウム合金積層板はいずれも本発明で規定する合金組成を有し、しかも本発明で規定する条件で製造されているため、３００ＭＰａ以上の耐力と１．１５以上の引張強さと耐力との比（ＴＳ／ＹＳ）を満足し、高い耐圧強度と低いブローアップ率が達成されることが解る。
【００６０】
これに対して、比較例９は、本発明で規定する下限値４８０℃より低い４５０℃で中間焼鈍を行っているため、耐力が３００ＭＰａより低く、エンドの耐圧強度が低い。比較例１０は、本発明で規定する７０％より高い７８％の最終冷延率を採用しているため積層板の引張強さと耐力との比（ＴＳ／ＹＳ）が１．１５より低く、結果としてブローアップ率が高くなっている。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明のように、本発明によれば、従来の５１８２合金製エンド部と同等の耐圧強度を有するとともに、優れた耐ブローアップ性を満足し、しかもＵＢＣを原料として使用してすることができ、さらに素材製造時やリサイクルの過程で有害物質を生じにくい、飲料用缶のエンド部に用いて好適なアルミニウム合金積層板およびその製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  熱可塑性樹脂フィルム積層時の温度変化の１例を示す図である。
【図１】
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