(57)【要約】【課題】成形性に優れる缶エンド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。【解決手段】缶エンド用アルミニウム合金板である。Ｍｇ：４．０〜５．５質量％、Ｍｎ：０．２０〜０．５０質量％、Ｆｅ：０．１０〜０．５０質量％、Ｓｉ：０．０３〜０．３０質量％、及びＣｕ：０．２０質量％以下を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物から構成される。第１面及び第２面がそれぞれ有機樹脂皮膜で被覆されている。第１面及び前記第２面の動摩擦係数が０．０１以上０．０３以下である。圧延方向に対して０°方向、４５°方向、９０°方向での耐力における最大値と最小値との差が２０ＭＰａ以下である。ランクフォード値Ｒ０と、ランクフォード値Ｒ４５と、ランクフォード値Ｒ９０とから算出されるＲ（ＡＶＥ）が０．５以上である。【選択図】図１
2019065316.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
缶エンド用アルミニウム合金板であって、
Ｍｇ：４．０〜５．５質量％、Ｍｎ：０．２０〜０．５０質量％、Ｆｅ：０．１０〜０．５０質量％、Ｓｉ：０．０３〜０．３０質量％、及びＣｕ：０．２０質量％以下を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物から構成され、
第１面及び第２面がそれぞれ有機樹脂皮膜で被覆されており、
直径４．８ｍｍの鋼球を５００ｇｆの荷重で前記第１面に押し付け、圧延方向に垂直な方向に６０ｍｍ／ｍｉｎの速度ですべらせたときの動摩擦係数が０．０１以上０．０３以下であり、
直径４．８ｍｍの鋼球を５００ｇｆの荷重で前記第２面に押し付け、圧延方向に垂直な方向に６０ｍｍ／ｍｉｎの速度ですべらせたときの動摩擦係数が０．０１以上０．０３以下であり、
圧延方向に対して０°方向での耐力と、圧延方向に対して４５°方向での耐力と、圧延方向に対して９０°方向での耐力とにおける最大値と最小値との差が２０ＭＰａ以下であり、
圧延方向に対して０°方向でのランクフォード値Ｒ０と、圧延方向に対して４５°方向でのランクフォード値Ｒ４５と、圧延方向に対して９０°方向でのランクフォード値Ｒ９０とから、下記式（１）で算出されるＲ（ＡＶＥ）が０．５以上である缶エンド用アルミニウム合金板。
【数１】
2019065316.tif 000008
【請求項２】
請求項１に記載の缶エンド用アルミニウム合金板であって、
前記有機樹脂皮膜により被覆されていない状態において、圧延方向に垂直な方向での前記第１面及び前記第２面の算術平均粗さＲａが０．５０μｍ以下であり、
前記有機樹脂皮膜により被覆されている状態において、圧延方向に垂直な方向での前記第１面及び前記第２面の算術平均粗さＲａが０．２５μｍ以下であり、
前記第１面及び前記第２面は、それぞれ、３０ｍｇ／ｍ２以上１００ｍｇ／ｍ２以下のワックスを備える缶エンド用アルミニウム合金板。
【請求項３】
缶エンド用アルミニウム合金板の製造方法であって、
Ｍｇ：４．０〜５．５質量％、Ｍｎ：０．２０〜０．５０質量％、Ｆｅ：０．１０〜０．５０質量％、Ｓｉ：０．０３〜０．３０質量％、及びＣｕ：０．２０質量％以下を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物から構成されるアルミニウム合金鋳塊を、４６０〜５４０℃で２〜２４時間保持する均質化熱処理工程と、
終了温度が４６０〜５４０℃である熱間粗圧延工程と、
終了温度が３００〜３７０℃である熱間仕上げ圧延工程と、
室温以上１５０℃以下の温度にて圧下率６０〜９３％で圧延する冷間圧延工程と、
前記缶エンド用アルミニウム合金板の第１面及び第２面に有機樹脂皮膜を形成し、２００〜３００℃で焼付ける有機樹脂皮膜形成工程と、
ワックスを塗布するワックス塗布工程と、
を含み、
前記缶エンド用アルミニウム合金板では、
圧延方向に対して０°方向での耐力と、圧延方向に対して４５°方向での耐力と、圧延方向に対して９０°方向での耐力とにおける最大値と最小値との差が２０ＭＰａ以下であり、
圧延方向に対して０°方向でのランクフォード値Ｒ０と、圧延方向に対して４５°方向でのランクフォード値Ｒ４５と、圧延方向に対して９０°方向でのランクフォード値Ｒ９０とから、下記式（１）で算出されるＲ（ＡＶＥ）が０．５以上であり、
前記有機樹脂皮膜により被覆されていない状態において、圧延方向に垂直な方向での前記第１面及び前記第２面の算術平均粗さＲａが０．５０μｍ以下である缶エンド用アルミニウム合金板の製造方法。
【数１】
2019065316.tif 000009
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は缶エンド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】
飲料用途、食品用途に使用される包装容器の形態の１つとして、アルミニウムや鉄等の金属で作られた飲料缶及び食品缶がある。飲料缶の構成として、例えば、底がある円筒状の胴部と、この胴部を封止するための円盤状の缶エンドとから成る２ピース缶がある。また、飲料缶の構成として、例えば、一対の缶エンドと、別部材である胴部とから成る３ピース缶がある。
【０００３】
いずれの缶においても、缶エンドとして、強度、成形性、耐食性の観点から、アルミニウム合金板、特にＡｌ−Ｍｇ系合金から成る板が用いられている。特許文献１には、耐圧性能が高い缶エンド用アルミニウム合金板が開示されている。
【０００４】
缶エンドの製造方法は、例えば、シェル工程、カール成形工程、リベット成形工程、スコア加工工程等を含む。シェル工程は、缶エンド用アルミニウム合金板から円盤状のシェルを打ち抜き、深絞り成形を行う工程である。カール成形工程は、胴部との巻締性を高めるためにカール成形を行う工程である。リベット成形工程は、リベットを成形する工程である。リベットは、開缶用タブを取り付ける部位である。スコア加工工程は、飲み口を成形する工程である。
【０００５】
リベット成形工程は、より詳しくは、シェルの中央部分に、バブル成形、バトン成形、ステイク等の複雑な加工を行う工程である。バブル成形は張出成形である。バブル成形では、シェルの一方の面に下金型の凸部を押し付けることで、シェルの反対の面に半球状の突起を形成する。
【０００６】
バトン成形は絞り成形である。バトン成形では、バブル成形により形成された半球状の突起を、複数段階に分けて縮径する。縮径する方法は、缶内面側に押し当てられた下金型の凸部と、缶外面側に押し当てられた上金型の凹部とで半球状の突起を挟み込む方法である。バトン成形では、半球状の突起を、最終的に、タブに空けられた孔の大きさと同程度になるまで縮径する。
【０００７】
ステイクでは、縮径された突起を上下の金型にて圧縮し、板厚を減少させる。また、突起の端部を強く曲げ、突起にタブを留める。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−５３３６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
リベット成形工程において、缶エンド用アルミニウム合金板に割れや亀裂が発生することがある。
また、バブル成形及びバトン成形において形成される突起が低くなり、ステイクにて圧縮する際の材料が不足することがある。この場合、リベットの径が小さくなり、結果として、タブを取り付けることができなかったり、タブの固定が不十分になったりすることがある。
【００１０】
本開示の一局面は、成形性に優れる缶エンド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を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本開示の一局面は、缶エンド用アルミニウム合金板であって、Ｍｇ：４．０〜５．５質量％、Ｍｎ：０．２０〜０．５０質量％、Ｆｅ：０．１０〜０．５０質量％、Ｓｉ：０．０３〜０．３０質量％、及びＣｕ：０．２０質量％以下を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物から構成され、第１面及び第２面がそれぞれ有機樹脂皮膜で被覆されており、直径４．８ｍｍの鋼球を５００ｇｆの荷重で前記第１面に押し付け、圧延方向に垂直な方向に６０ｍｍ／ｍｉｎの速度ですべらせたときの動摩擦係数が０．０１以上０．０３以下であり、直径４．８ｍｍの鋼球を５００ｇｆの荷重で前記第２面に押し付け、圧延方向に垂直な方向に６０ｍｍ／ｍｉｎの速度ですべらせたときの動摩擦係数が０．０１以上０．０３以下であり、圧延方向に対して０°方向での耐力と、圧延方向に対して４５°方向での耐力と、圧延方向に対して９０°方向での耐力とにおける最大値と最小値との差が２０ＭＰａ以下であり、圧延方向に対して０°方向でのランクフォード値Ｒ０と、圧延方向に対して４５°方向でのランクフォード値Ｒ４５と、圧延方向に対して９０°方向でのランクフォード値Ｒ９０とから、下記式（１）で算出されるＲ（ＡＶＥ）が０．５０以上である。
【００１２】
【数１】
2019065316.tif 000003
本開示の一局面である缶エンド用アルミニウム合金板は、成形性に優れる。
【００１３】
本開示の別の局面は、缶エンド用アルミニウム合金板の製造方法であって、Ｍｇ：４．０〜５．５質量％、Ｍｎ：０．２０〜０．５０質量％、Ｆｅ：０．１０〜０．５０質量％、Ｓｉ：０．０３〜０．３０質量％、及びＣｕ：０．２０質量％以下を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物から構成されるアルミニウム合金鋳塊を、４６０〜５４０℃で２〜２４時間保持する均質化熱処理工程と、終了温度が４６０〜５４０℃である熱間粗圧延工程と、終了温度が３００〜３７０℃である熱間仕上げ圧延工程と、室温以上１５０℃以下の温度にて圧下率６０〜９３％で圧延する冷間圧延工程と、前記缶エンド用アルミニウム合金板の第１面及び第２面に有機樹脂皮膜を形成し、２００〜３００℃で焼付ける有機樹脂皮膜形成工程と、ワックスを塗布するワックス塗布工程と、を含み、前記缶エンド用アルミニウム合金板では、圧延方向に対して０°方向での耐力と、圧延方向に対して４５°方向での耐力と、圧延方向に対して９０°方向での耐力とにおける最大値と最小値との差が２０ＭＰａ以下であり、圧延方向に対して０°方向でのランクフォード値Ｒ０と、圧延方向に対して４５°方向でのランクフォード値Ｒ４５と、圧延方向に対して９０°方向でのランクフォード値Ｒ９０とから、下記式（１）で算出されるＲ（ＡＶＥ）が０．５以上であり、前記有機樹脂皮膜により被覆されていない状態において、圧延方向に垂直な方向での前記第１面及び前記第２面の算術平均粗さＲａが０．５０μｍ以下である缶エンド用アルミニウム合金板の製造方法である。
【００１４】
【数１】
2019065316.tif 000004
本開示の別の局面である缶エンド用アルミニウム合金板の製造方法によれば、成形性に優れた缶エンド用アルミニウム合金板を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】張出成形下死点における金型及び材料の断面を表す模式図である。
【図２】絞り成形下死点における金型及び材料の断面を表す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本開示の例示的な実施形態を説明する。
１．缶エンド用アルミニウム合金板の組成
本開示の缶エンド用アルミニウム合金板は、４．０〜５．５質量％のＭｇを含む。Ｍｇは、缶エンド用アルミニウム合金板に耐力及び引張強さを付与する。Ｍｇの含有量が４．０質量％以上であることにより、缶エンド用アルミニウム合金板の耐力及び引張強さが高くなる。Ｍｇの含有量が５．５質量％以下であることにより、熱間加工性が良好であり、熱間圧延時に缶エンド用アルミニウム合金板に割れが生じ難い。その結果、缶エンド用アルミニウム合金板の生産性が高くなる。
【００１７】
本開示の缶エンド用アルミニウム合金板は、０．２０〜０．５０質量％のＭｎを含む。Ｍｎは、缶エンド用アルミニウム合金板に、耐力及び引張強さを付与する。また、Ｍｎは、缶エンド用アルミニウム合金板中にＡｌ−Ｍｎ（−Ｆｅ）系金属間化合物を晶出させる。そのため、缶エンドが薄肉化した場合でも、開缶性が低下し難い。
【００１８】
Ｍｎの含有量が０．２０質量％以上であることにより、缶エンド用アルミニウム合金板の耐力及び引張強さが高くなる。また、開缶する際の亀裂の進展経路となるＡｌ−Ｍｎ（−Ｆｅ）系金属間化合物の晶出量が増す。そのため、缶エンドの開缶に必要な力が小さくなる。その結果、缶エンドの開缶のとき、開缶部の溝を脱線してしまうことを抑制できる。
【００１９】
Ｍｎの含有量が０．５０質量％以下であることにより、Ａｌ−Ｍｎ（−Ｆｅ）系金属間化合物の量が過多になり難い。そのため、缶エンド用アルミニウム合金板において亀裂が容易に伝播してしまうことを抑制できる。その結果、リベット成形工程及びステイクの際に、缶エンド用アルミニウム合金板に割れが発生し難くなる。
【００２０】
本開示の缶エンド用アルミニウム合金板は、０．１０〜０．５０質量％のＦｅを含む。Ｆｅは、再生原料を使用する場合の不可避的な不純物元素である。Ｆｅの含有量が０．１０質量％以上であることにより、再生原料である地金の純度を高めなくてもよく、缶エンド用アルミニウム合金板の製造コストを低減できる。また、再生原料の使用可能量が増加するので、環境負荷を低減できる。
【００２１】
Ｆｅの含有量が０．５０質量％以下であることにより、缶エンド用アルミニウム合金板中のＡｌ−Ｆｅ、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ系金属間化合物が過多になり難い。そのため、缶エンド用アルミニウム合金板において亀裂が容易に伝播してしまうことを抑制できる。その結果、リベット成形工程及びステイクの際に、缶エンド用アルミニウム合金板に割れが発生し難くなる。
【００２２】
本開示の缶エンド用アルミニウム合金板は、０．０３〜０．３０質量％のＳｉを含む。Ｓｉは、再生原料を使用する場合の不可避的な不純物元素である。Ｓｉの含有量が０．０３質量％以上であることにより、再生原料である地金の純度を高めなくてもよく、缶エンド用アルミニウム合金板の製造コストを低減できる。また、再生原料の使用可能量が増加するので、環境負荷を低減できる。
【００２３】
Ｓｉの含有量が０．３０質量％以下であることにより、粗大なＭｇ２Ｓｉの晶出を抑制できる。そのため、缶エンド用アルミニウム合金板におけるＭｇの固溶量が増加する。
本開示の缶エンド用アルミニウム合金板は、０．２０質量％以下のＣｕを含む。Ｃｕは、缶エンド用アルミニウム合金板に、耐力及び引張強さを付与する。Ｃｕの含有量が０．２０質量％以下であることにより、加工硬化量が増大し難い。そのため、缶エンド用アルミニウム合金板の成形性が高い。また、Ｃｕの含有量が０．２０質量％以下であることにより、缶エンド用アルミニウム合金板が腐食し難くなる。
【００２４】
本開示の缶エンド用アルミニウム合金板の残部は、Ａｌ及び不可避的不純物から構成される。Ａｌの含有量は、９３質量％以上であることが好ましい。不可避的不純物の含有量は、０．１質量％以下であることが好ましい。
【００２５】
２．缶エンド用アルミニウム合金板の物性
（２−１）第１面動摩擦係数
缶エンド用アルミニウム合金板の両面のうち、一方の面を第１面とし、他方の面を第２面とする。第１面は、例えば、飲料充填後に飲料と触れる内面とすることができる。その場合、第２面は、缶における外側の面となる。
【００２６】
直径４．８ｍｍの鋼球を５００ｇｆの荷重で第１面に押し付け、圧延方向に垂直な方向に６０ｍｍ／ｍｉｎの速度ですべらせたときの動摩擦係数（以下、第１面動摩擦係数とする）は０．０１以上０．０３以下であることが好ましい。
【００２７】
第１面動摩擦係数が０．０１以上である場合、以下の効果を奏する。この効果を図１に基づき説明する。図１は、缶エンド用アルミニウム合金板１に対し、張出成形を行っている状態を表す図面である。張出成形には、下金型３と、上金型７とを用いる。下金型３は凸部５を備える。上金型７は凹部９を備える。
【００２８】
下金型３は、缶エンド用アルミニウム合金板１の第１面１Ａに押し当てられる。上金型７は、缶エンド用アルミニウム合金板１の第２面１Ｂに押し当てられる。凸部５と凹部９とは、缶エンド用アルミニウム合金板１に突起１１を形成する。突起１１における、板厚方向から見た中央部を張出頭頂部１３とする。第１面１Ａと凸部５とが接触している範囲の端部を、接触端部１５とする。
【００２９】
第１面動摩擦係数が０．０１以上である場合、張出成形において、凸部５と第１面１Ａとの摩擦力が小さいため、缶エンド用アルミニウム合金板１に負荷される荷重が分散しやすい。そのため、張出頭頂部１３に応力が集中し難く、張出頭頂部１３における板厚減少を抑制できる。その結果、ステイク後のリベットの板厚が厚くなる。
【００３０】
第１面動摩擦係数が０．０３以下である場合、凸部５と第１面１Ａとの摩擦力が過度に大きくなり難く、特に、接触端部１５に荷重が集中し難く、接触端部１５の板厚が減少し難い。そのため、成形中に亀裂が発生したり、その後の絞り成形及びステイクでの亀裂発生の起点となるくびれが発生したりすることを抑制できる。
【００３１】
第１面動摩擦係数は、例えば、後述する無被覆第１面粗さ、後述する有被覆第１面粗さ、ワックスの量等により調整することができる。無被覆第１面粗さを大きくするほど、第１面動摩擦係数が大きくなる。有被覆第１面粗さを大きくするほど、第１面動摩擦係数が大きくなる。ワックスの量を少なくするほど、第１面動摩擦係数が大きくなる。
【００３２】
（２−２）第２面動摩擦係数
直径４．８ｍｍの鋼球を５００ｇｆの荷重で第２面に押し付け、圧延方向に垂直な方向に６０ｍｍ／ｍｉｎの速度ですべらせたときの動摩擦係数（以下、第２面動摩擦係数とする）は０．０１以上０．０３以下であることが好ましい。
【００３３】
第２面動摩擦係数が０．０１以上である場合、以下の効果を奏する。張出成形において、第２面に下金型の凸部を押し付け、第１面に半球状の突起を形成することを想定する。第２面動摩擦係数が０．０１以上である場合、凸部と第２面との摩擦力が小さいため、缶エンド用アルミニウム合金板に負荷される荷重が分散しやすい。そのため、張出頭頂部に応力が集中し難く、張出頭頂部における板厚減少を抑制できる。その結果、ステイク後のリベットの板厚が厚くなる。
【００３４】
第２面動摩擦係数が０．０３以下である場合、以下の効果を奏する。この効果を図２に基づき説明する。図２は、張出成形後の缶エンド用アルミニウム合金板１に対し、絞り成形を行っている状態を表す図面である。絞り成形には、下金型１７と、上金型２０とを用いる。下金型１７は凸部１９を備える。上金型２０は凹部２１を備える。
【００３５】
下金型１７は、缶エンド用アルミニウム合金板１の第１面１Ａに押し当てられる。上金型２０は、缶エンド用アルミニウム合金板１の第２面１Ｂに押し当てられる。第２面１Ｂと上金型２０とが接触している範囲の端部を、接触端部２５とする。
【００３６】
第２面動摩擦係数が０．０３以下である場合、絞り成形において、缶エンド用アルミニウム合金板１と上金型２０との摩擦力が過度に大きくなり難く、接触端部２５周辺に荷重が集中し難く、接触端部２５の板厚が減少し難い。そのため、成形中に亀裂が発生したり、亀裂発生の起点となるくびれが発生したりすることを抑制できる。
【００３７】
第２面動摩擦係数は、例えば、後述する無被覆第２面粗さ、後述する有被覆第２面粗さ、ワックスの量等により調整することができる。無被覆第２面粗さを大きくするほど、第２面動摩擦係数が大きくなる。有被覆第２面粗さを大きくするほど、第２面動摩擦係数が大きくなる。ワックスの量を少なくするほど、第２面動摩擦係数が大きくなる。
【００３８】
（２−３）３方向の耐力
缶エンド用アルミニウム合金板において、圧延方向に対して０°方向での耐力と、圧延方向に対して４５°方向での耐力と、圧延方向に対して９０°方向での耐力とにおける最大値と最小値との差（以下では、３方向耐力差とする）が２０ＭＰａ以下であることが好ましい。  
３方向耐力差が２０ＭＰａ以下である場合、ステイクにおいて耐力が低い方向に変形が集中することを抑制できる。そのため、缶エンド用アルミニウム合金板が割れたり、リベットが楕円形状となってタブの固定が不十分になったりする事態を抑制できる。
【００３９】
圧延方向に対して０°方向での耐力は、圧延方向に対して０°方向での引張試験により測定できる。圧延方向に対して４５°方向での耐力は、圧延方向に対して４５°方向での引張試験により測定できる。圧延方向に対して９０°方向での耐力は、圧延方向に対して９０°方向での引張試験により測定できる。
【００４０】
３方向耐力差は、例えば、熱間粗圧延の終了温度、熱間仕上げ圧延の終了温度、冷間圧延の終了温度、冷間圧延の圧下率等により調整することができる。熱間仕上げ圧延の終了温度が高いほど、３方向耐力差は小さくなる。冷間圧延の終了温度が高いほど、３方向耐力差は小さくなる。冷間圧延の圧下率が小さいほど、３方向耐力差は小さくなる。
【００４１】
（２−４）ランクフォード値
缶エンド用アルミニウム合金板において、圧延方向に対して０°方向でのランクフォード値Ｒ０と、圧延方向に対して４５°方向でのランクフォード値Ｒ４５と、圧延方向に対して９０°方向でのランクフォード値Ｒ９０とから、下記式（１）で算出される値をＲ（ＡＶＥ）とする。Ｒ（ＡＶＥ）は０．５以上であることが好ましい。
【００４２】
【数１】
2019065316.tif 000005
Ｒ（ＡＶＥ）が０．５以上である場合、絞り成形において型馴染み性が良くなり、張出し高さが高くなるため、ステイク工程後のリベット径が大きくなる。また、Ｒ（ＡＶＥ）が０．５以上である場合、以下の作用を奏する。絞り成形において突起が縮径される際に、周方向での突起の寸法の減少量が、板厚の減少量に対して大きくなる。周方向での突起の寸法の減少量が大きいため、縮径の弾性変形分が小さくなり、除荷後の弾性変形による戻りが小さくなる。その結果、突起の張出し高さが大きくなるため、ステイク後のリベット径は大きくなる。
【００４３】
圧延方向に対して０°方向でのランクフォード値Ｒ０は、以下のように測定される値である。缶エンド用アルミニウム合金板に対して引張試験し、３％の塑性ひずみを導入する。引張方向は、圧延方向に対して０°方向である。このとき、幅方向の歪みをεｗとし、板厚方向の歪みをεｔとする。圧延方向に対して０°方向でのランクフォード値Ｒ０は、εｗ／εｔである。
【００４４】
圧延方向に対して４５°方向でのランクフォード値Ｒ４５と、圧延方向に対して９０°方向でのランクフォード値Ｒ９０も、基本的には上と同様に測定することができる。ただし、圧延方向に対して４５°方向でのランクフォード値Ｒ４５を測定する場合は、圧延方向に対して４５°方向に引張試験する。また、圧延方向に対して９０°方向でのランクフォード値Ｒ９０を測定する場合は、圧延方向に対して９０°方向に引張試験する。
【００４５】
Ｒ（ＡＶＥ）は、例えば、熱間仕上げ圧延の終了温度等により調整することができる。熱間仕上げ圧延の終了温度が高いほど、Ｒ（ＡＶＥ）は大きくなる。
【００４６】
（２−５）表面粗さＲａ
有機樹脂皮膜により被覆されていない状態において、圧延方向に垂直な方向での第１面の算術平均粗さＲａを、以下では無被覆第１面粗さとする。有機樹脂皮膜により被覆されていない状態において、圧延方向に垂直な方向での第２面の算術平均粗さＲａを、以下では無被覆第２面粗さとする。
【００４７】
無被覆第１面粗さ及び無被覆第２面粗さは、例えば、有機樹脂皮膜を備える缶エンド用アルミニウム合金板から、有機樹脂皮膜を除去した後に測定した値であってもよいし、有機樹脂皮膜を形成する前の缶エンド用アルミニウム合金板を測定した値であってもよい。有機樹脂皮膜を除去する方法として、例えば、硫酸を用いる方法が挙げられる。
【００４８】
有機樹脂皮膜により被覆されている状態において、圧延方向に垂直な方向での第１面の算術平均粗さＲａを、以下では有被覆第１面粗さとする。有機樹脂皮膜により被覆されている状態において、圧延方向に垂直な方向での第２面の算術平均粗さＲａを、以下では有被覆第２面粗さとする。
【００４９】
無被覆第１面粗さ及び無被覆第２面粗さは、０．５０μｍ以下であることが好ましい。有被覆第１面粗さ及び有被覆第２面粗さは、０．２５μｍ以下であることが好ましい。
無被覆第１面粗さが０．５０μｍ以下である場合、有被覆第１面粗さを０．２５μｍ以下とすることが容易である。無被覆第２面粗さが０．５０μｍ以下である場合、有被覆第２面粗さを０．２５μｍ以下とすることが容易である。
【００５０】
有被覆第１面粗さが０．２５μｍ以下である場合、第１面動摩擦係数を小さくすることができ、例えば、第１面動摩擦係数を０．０３以下とすることができる。有被覆第２面粗さが０．２５μｍ以下である場合、第２面動摩擦係数を小さくすることができ、例えば、第２面動摩擦係数を０．０３以下とすることができる。
【００５１】
無被覆第１面粗さ、無被覆第２面粗さ、有被覆第１面粗さ、及び有被覆第２面粗さは、例えば、冷間圧延ロールの表面粗さ等により調整することができる。冷間圧延ロールの表面粗さが小さいほど、無被覆第１面粗さ、無被覆第２面粗さ、有被覆第１面粗さ、及び有被覆第２面粗さは小さくなる。
【００５２】
（２−６）ワックスの量
第１面は、３０ｍｇ／ｍ２以上１００ｍｇ／ｍ２以下のワックスを備えることが好ましい。第１面が３０ｍｇ／ｍ２以上のワックスを備える場合、第１面動摩擦係数を小さくすることができ、例えば、第１面動摩擦係数を０．０３以下とすることができる。
【００５３】
第１面が備えるワックスの量が１００ｍｇ／ｍ２以下である場合、缶エンド用アルミニウム合金板の製造コストを低減できる。また、第１面が備えるワックスの量が１００ｍｇ／ｍ２以下である場合、金型に堆積するワックスの量を低減できる。その結果、金型の清掃頻度を少なくすることができ、缶エンド用アルミニウム合金板の生産性が向上する。
【００５４】
第２面は、３０ｍｇ／ｍ２以上１００ｍｇ／ｍ２以下のワックスを備えることが好ましい。第２面が３０ｍｇ／ｍ２以上のワックスを備える場合、第２面動摩擦係数を小さくすることができ、例えば、第２面動摩擦係数を０．０３以下とすることができる。
【００５５】
第２面が備えるワックスの量が１００ｍｇ／ｍ２以下である場合、缶エンド用アルミニウム合金板の製造コストを低減できる。また、第２面が備えるワックスの量が１００ｍｇ／ｍ２以下である場合、金型に堆積するワックスの量を低減できる。その結果、金型の清掃頻度を少なくすることができ、缶エンド用アルミニウム合金板の生産性が向上する。
【００５６】
ワックスとして、例えば、白色ワセリン、パラフィンワックス等が挙げられる。ワックスは、第１面又は第２面において均一に広がっていてもよいし、ワックスが存在する場所と存在しない場所とが混在していてもよい。
【００５７】
３．缶エンド用アルミニウム合金板の製造方法
本開示の缶エンド用アルミニウム合金板は、例えば、以下の方法で製造できる。アルミニウム合金を、常法に従って、溶解、鋳造し、鋳塊を得る。鋳塊の組成は、例えば、前記「缶エンド用アルミニウム合金板の組成」の項で述べたものである。
【００５８】
次に、鋳塊を均質化熱処理する。均質化熱処理は、４６０〜５４０℃の温度で２〜２４時間行うことが好ましい。均質化熱処理の温度が４６０℃以上である場合、鋳塊が均質化するまでに要する時間を短縮することができる。その結果、缶エンド用アルミニウム合金板の生産性が向上する。
【００５９】
均質化熱処理の温度が５４０℃以下である場合、鋳造の工程で形成された共晶化合物が融解してしまうことを抑制できる。そのため、鋳塊の表面性状の悪化を抑制できる。その結果、後の圧延工程にて筋状欠陥が発生し難くなり、最終製品の外観が向上する。
【００６０】
均質化熱処理の時間が２時間以上である場合、均質化の効果が高く、添加元素の固溶量が増し、缶エンド用アルミニウム合金板の強度が高くなる。均質化熱処理の時間が２４時間以下である場合、缶エンド用アルミニウム合金板の生産性が向上する。また、均質化熱処理の時間が２４時間以下である場合、鋳塊表面の酸化を抑制することができる。そのため、缶エンド用アルミニウム合金板の圧延面に欠陥が生じ難く、缶エンド用アルミニウム合金板の面質が向上する。
【００６１】
均質化熱処理後、熱間粗圧延を行う。熱間粗圧延の終了温度は４６０〜５４０℃が好ましい。熱間粗圧延の終了温度が４６０℃以上である場合、圧延に必要な荷重を抑制できる。また、熱間粗圧延の終了温度が４６０℃以上である場合、１パスごとの圧下量を多くすることができ、缶エンド用アルミニウム合金板の生産性が向上する。熱間粗圧延の終了温度が５４０℃以下である場合、共晶化合物が融解し難く、缶エンド用アルミニウム合金板の表面性状が良好になる。
【００６２】
熱間粗圧延に続いて熱間仕上げ圧延を行う。熱間仕上げ圧延の終了温度は３００〜３７０℃が好ましい。熱間仕上げ圧延の終了温度が３００℃以上の場合、熱間圧延終了時点で再結晶組織を得やすくなる。その結果、ランクフォード値Ｒ０、Ｒ４５、Ｒ９０がそれぞれ大きくなり、Ｒ（ＡＶＥ）の値が大きくなる。例えば、中間焼鈍せず、製品板厚まで冷間圧延する工程により缶エンド用アルミニウム合金板を製造する場合でも、製造ロット毎のランクフォード値Ｒ０、Ｒ４５、Ｒ９０のばらつきを抑制できる。
【００６３】
また、熱間仕上げ圧延の終了温度が３００℃以上の場合、実質的な冷間加工度を低くすることができ、冷間圧延中の耳割れが生じ難くなる。その結果、缶エンド用アルミニウム合金板の生産性が向上する。また、熱間仕上げ圧延の終了温度が３００℃以上の場合、缶エンド用アルミニウム合金板の成形性が向上する。
【００６４】
熱間仕上げ圧延の終了温度が３７０℃以下の場合、圧延面と圧延ロールとの摩擦によって酸化皮膜がロールに凝集し、圧延面に筋状の欠陥が生じる現象を抑制できる。
その後、冷間圧延を行い、製品の板厚とする。製品の板厚は、例えば、０．２０〜０．２５ｍｍである。冷間圧延の圧下率は、６０〜９３％が好ましい。冷間圧延の圧下率が６０％以上である場合、材料の加工硬化が進行しやすく、缶エンドとして要求される耐圧強度を確保することが容易になる。冷間圧延の圧下率が９３％以下である場合、強度の異方性のばらつきを抑制できる。そのため、３方向耐力差を抑制できる。
【００６５】
冷間圧延は、室温（２０〜２５℃）以上１８０℃以下の温度範囲で行うことが好ましく、室温以上１５０℃以下の温度範囲で行うことが一層好ましい。冷間圧延温度が１８０℃以下である場合、圧延油が缶エンド用アルミニウム合金板の表面に焼付くことで生じる、オイルステンと呼ばれる表面欠陥を抑制できる。そのため、最終製品の外観品質が向上する。冷間圧延温度が１５０℃以下である場合、最終製品の外観品質が一層向上する。
【００６６】
なお、冷間圧延の前、または冷間圧延の途中で必要に応じて中間焼鈍を行ってもよい。中間焼鈍を行う場合には、中間焼鈍後の冷間圧延における圧下率を、６０〜９３％とすることが好ましい。
【００６７】
冷間圧延の後、缶エンド用アルミニウム合金板の両面に有機樹脂皮膜を塗装し、焼付ける。焼付けにおける缶エンド用アルミニウム合金板の到達温度（以下では塗装焼付け到達温度とする）は２００〜３００℃が好ましい。有機樹脂皮膜の材料として、例えば、エポキシ系樹脂、塩化ビニル系樹脂等が挙げられる。
【００６８】
塗装焼付け到達温度が２００℃以上である場合、有機樹脂皮膜の塗膜性能が向上する。塗装焼付け到達温度が３００℃以下である場合、缶エンド用アルミニウム合金板の回復を抑制することができる。そのため、缶エンド用アルミニウム合金板の材料強度が高くなり、缶エンドとして要求される耐圧強度を確保することが容易になる。
【００６９】
また有機樹脂皮膜を塗装した後、缶エンド用アルミニウム合金板の表面の潤滑性を確保するため、例えば、有機物で構成されたワックスを塗布する。なお、有機樹脂皮膜を形成するための塗料中にワックスを配合してもよい。その場合、ワックスの一部は、有機樹脂皮膜の表面に存在する。
【００７０】
４．実施例
（４−１）缶エンド用アルミニウム合金板の製造
缶エンド用アルミニウム合金板の製造方法として、表１に示すＡ１〜Ａ４、Ｂ１〜Ｂ９がある。それぞれの製造方法において、表１に示す組成のアルミニウム合金板を溶解し、半連続鋳造法にて造塊し、鋳塊を得た。得られた鋳塊に対し５００℃の温度で４時間の均質化熱処理を行った。各アルミニウム合金板の残部はＡｌおよび不可避的不純物である。
【００７１】
【表１】
2019065316.tif 000006
次に、熱間圧延を施した。熱間圧延は、熱間粗圧延と、熱間仕上げ圧延とから成る。熱間粗圧延は、４７０℃で終了した。熱間仕上げ圧延の終了温度は、表１に示す温度である。  
熱間圧延の後、表１に示す圧下率で冷間圧延を施し、厚さ０．２３５ｍｍとした。なお、Ｂ２の製造方法でのみ、冷間圧延の最終パス時に、表面粗さが大きいワークロールを使用した。この表面粗さが大きいワークロールは、表面を粗く研磨した直後のワークロールである。
【００７２】
冷間圧延の後、冷間圧延板の両面に連続処理ラインで溶剤塗料を塗布した。次に、最高到達温度が２５０℃となるよう制御して塗装焼付処理を施した。その結果、冷間圧延板の両面が有機樹脂皮膜で被覆された。この有機樹脂皮膜はエポキシ系樹脂から成る。
【００７３】
塗装焼付処理後、有機樹脂皮膜の表面に、融解させたワックスをロールにて所定量塗布した。このワックスは白色ワセリンである。以上の工程により、缶エンド用アルミニウム合金板が完成した。
【００７４】
（４−２）缶エンド用アルミニウム合金板の評価
(i) 第１面動摩擦係数及び第２面動摩擦係数
製造した缶エンド用アルミニウム合金板のそれぞれについて、第１面動摩擦係数及び第２面動摩擦係数を測定した。
【００７５】
第１面動摩擦係数の測定方法は以下のとおりである。直径４．８ｍｍの鋼球を５００ｇｆの荷重で内面に押し付け、圧延方向に垂直な方向に６０ｍｍ／ｍｉｎの速度ですべらせたときの動摩擦係数を、第１面動摩擦係数とした。摺動長さは１０ｍｍとした。なお、内面とは、缶エンド用アルミニウム合金板の両面のうち、飲料充填後に飲料と触れる面である。
【００７６】
第２面動摩擦係数の測定方法は以下のとおりである。直径４．８ｍｍの鋼球を５００ｇｆの荷重で外面に押し付け、圧延方向に垂直な方向に６０ｍｍ／ｍｉｎの速度ですべらせたときの動摩擦係数を、第２面動摩擦係数とした。摺動長さは１０ｍｍとした。なお、外面とは、缶エンド用アルミニウム合金板の両面のうち、内面とは反対の面である。
【００７７】
第１面動摩擦係数の測定結果を表２における「動摩擦係数」のうち「内面」の列に示す。また、第２面動摩擦係数の測定結果を表２における「動摩擦係数」のうち「外面」の列に示す。
【００７８】
【表２】
2019065316.tif 000007
(ii) ３方向の耐力
缶エンド用アルミニウム合金板から、硫酸脱膜の方法により、有機樹脂皮膜及びワックスを除去した。次に、缶エンド用アルミニウム合金板から、標点間距離５０ｍｍ、平行部幅２５ｍｍの引張試験片を成形した。この引張試験片を用い、圧延方向に対して０°、４５°、９０°方向に引張試験を行い、圧延方向に対して０°方向での耐力と、圧延方向に対して４５°方向での耐力と、圧延方向に対して９０°方向での耐力とを測定した。そして、それらの測定結果に基づき、３方向耐力差を算出した。算出した３方向耐力差を上記表２に示す。
【００７９】
(iii)ランクフォード値
缶エンド用アルミニウム合金板から、硫酸脱膜の方法により、有機樹脂被膜及びワックスを除去した。次に、缶エンド用アルミニウム合金板から、標点間距離５０ｍｍ、平行部幅２５ｍｍの引張試験片を成形した。この引張試験片を用いて引張試験を行い、ランクフォード値Ｒ０、Ｒ４５、Ｒ９０を測定した。測定方法は上述したとおりである。引張試験は、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４１−２０１１に準拠した。引張試験では、市販の引張試験装置（島津製作所製  オートグラフＡＧ−５０ｋＮＤ）を用いた。引張試験片の形状は、ＪＩＳ５号で定義された形状である。
【００８０】
次に、測定したランクフォード値Ｒ０、Ｒ４５、Ｒ９０を用いて、前記式（１）で表されるＲ（ＡＶＥ）を算出した。算出したＲ（ＡＶＥ）を上記表２に示す。
(iv)表面粗さＲａ
有機樹脂皮膜により被覆されている状態の缶エンド用アルミニウム合金板の内面及び外面の表面粗さＲａを、以下の条件で測定した。表面粗さＲａは、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１−２００１に定義される算術平均粗さＲａである。測定結果を上記表２における「Ｒａ（有被覆）」の列に示す。
【００８１】
測定装置：触針式の表面粗さ測定機（株式会社東京精密社製  ＳＵＲＦＣＯＭ  １３０Ａ）
触針径：２μｍ
触針の走査方向：圧延方向に垂直な方向  
測定長：４．００ｍｍ
測定速度：０．３ｍｍ／ｓ
カットオフ値λｃ：０．８ｍｍ
また、缶エンド用アルミニウム合金板から、硫酸脱膜の方法により、有機樹脂皮膜及びワックスを除去した。その後、有機樹脂皮膜により被覆されていない状態の缶エンド用アルミニウム合金板の内面及び外面の表面粗さＲａを測定した。測定条件は、有機樹脂皮膜により被覆されている状態の缶エンド用アルミニウム合金板の測定条件と同様である。測定結果を上記表２における「Ｒａ（無被覆）」の列に示す。
【００８２】
(v)ワックスの量
缶エンド用アルミニウム合金板から、圧延方向での寸法が３００ｍｍであり、圧延垂直方向での寸法が２１０ｍｍである試験片を切り出した。試験片の質量を、電子天秤（ＭＥＴＴＬＥＲ  ＴＬＥＤＯ製  ＡＥ２４０）にて秤量した。
【００８３】
その後、試験片の両面のうち、ワックスの量を測定する面をヘキサンにて洗浄した。洗浄により、ワックスは除去される。その後、試験片の質量を再度秤量した。洗浄の前後における試験片の質量変化量と、試験片の面積とから、単位面積当たりのワックスの量を算出した。算出したワックスの量を上記表２に示す。
【００８４】
(vi)リベット成形性
缶エンド用アルミニウム合金板から、２０４径のシェルを成形した。このシェルに対し、リベット成形工程、ステイクを行い、リベットを成形した。張出成形において使用した下金型は、直径１０ｍｍ（Ｒ：５．０ｍｍ）の球頭型の凸部を備える球頭金型である。張出成形では下金型を缶エンド用アルミニウム合金板の外面に押し当てた。
【００８５】
絞り成形は、直径７ｍｍ（Ｒ：３．５ｍｍ）の凹部を有する上金型と、直径４ｍｍ（Ｒ：２．０ｍｍ）の凸部を有する下金型とを用いて行った。ステイクは、下金型と上金型との隙間が０．１０ｍｍとなるように設定した。
【００８６】
以下の（イ）〜（ハ）のいずれにも該当しない場合は、缶エンド用アルミニウム合金板のリベット成形性を○と評価し、（イ）〜（ハ）のいずれかに該当する場合は、缶エンド用アルミニウム合金板のリベット成形性を×と評価した。評価結果を上記表２における「リベット成形試験」の列に示す。
【００８７】
（イ）張出成形又は絞り成形にて、亀裂又はくびれが生じる。  
（ロ）成形後のリベット径が、圧延方向と圧延垂直方向とで、０．３ｍｍ以上異なる。
（ハ）成形後のリベット径が、圧延方向と圧延垂直方向とのうちのいずれかで４．２ｍｍに及ばない。
【００８８】
表２に示すように、製造方法Ａ１〜Ａ４で製造した缶エンド用アルミニウム合金板では、リベット成形性の評価結果が○であった。
製造方法Ｂ１で製造した缶エンド用アルミニウム合金板では、ワックスの量が少なく、第１面動摩擦係数及び第２面動摩擦係数が大きいため、リベット成形工程中の絞り成形にてくびれが発生した。その結果、リベット成形性の評価結果が×であった。
【００８９】
製造方法Ｂ２で製造した缶エンド用アルミニウム合金板では、有機樹脂皮膜により被覆されている状態の缶エンド用アルミニウム合金板の内面及び外面の表面粗さＲａ、有機樹脂皮膜により被覆されていない状態の缶エンド用アルミニウム合金板の内面及び外面の表面粗さＲａ、第１面動摩擦係数及び第２面動摩擦係数が大きいため、リベット成形工程中の絞り成形にてくびれが発生した。その結果、リベット成形性の評価結果が×であった。
【００９０】
製造方法Ｂ３で製造した缶エンド用アルミニウム合金板では、３方向耐力差が大きいため、圧延方向のリベット径に対して、圧延垂直方向のリベット径が０．４ｍｍ小さくなった。その結果、リベット成形性の評価結果が×であった。
【００９１】
製造方法Ｂ４で製造した缶エンド用アルミニウム合金板では、Ｒ（ＡＶＥ）が小さいため、バトン成形後の突起が低くなり、リベット径が４．３ｍｍに満たなかった。その結果、リベット成形性の評価結果が×であった。
【００９２】
製造方法Ｂ５で製造した缶エンド用アルミニウム合金板では、Ｍｇが多いため、仕上げ熱延にて割れが発生した。そのため、リベット成形性を評価できなかった。
製造方法Ｂ６で製造した缶エンド用アルミニウム合金板では、Ｍｎが多いため、リベット成形性の評価結果が×であった。
【００９３】
製造方法Ｂ７で製造した缶エンド用アルミニウム合金板では、Ｓｉが多いため、リベット成形性の評価結果が×であった。
製造方法Ｂ８で製造した缶エンド用アルミニウム合金板では、Ｃｕが多いため、リベット成形性の評価結果が×であった。
【００９４】
５．他の実施形態
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
【００９５】
（１）上記各実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分担させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に発揮させたりしてもよい。また、上記各実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記各実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。
【００９６】
（２）上述した缶エンド用アルミニウム合金板の他、当該缶エンド用アルミニウム合金板を構成要素とする製品、シェル等、種々の形態で本開示を実現することもできる。
【符号の説明】
【００９７】
１…缶エンド用アルミニウム合金板、１Ａ…第１面、１Ｂ…第２面、３…下金型、５…凸部、７…上金型、９…凹部、１１…突起、１３…張出頭頂部、１５…接触端部、１７…下金型、１９…凸部、２０…上金型、２１…凹部、２５…接触端部
【図１】
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【図２】
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