(57)【要約】【課題】バックルロスが抑制できるとともに、耐圧強度、成形性に優れる缶蓋用アルミニウム合金板を提供することを課題とする。【解決手段】本発明に係る缶蓋用アルミニウム合金板１は、Ｓｉ：０．０５〜０．２０質量％、Ｆｅ：０．１０〜０．３０質量％、Ｃｕ：０．０５〜０．２０質量％、Ｍｎ：０．３０〜０．７０質量％、Ｍｇ：３．５〜６．０質量％を含有するとともに、Ｃｒ：０．０１〜０．１５質量％、及び、Ｚｒ：０．０１〜０．１５質量％のうちの少なくとも１種を含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなり、板厚方向中央であって表面と平行な面をＳＥＭで観察したときの圧延方向における方位変化間隔の平均値が５００〜７５０ｎｍであることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓｉ：０．０５〜０．２０質量％、Ｆｅ：０．１０〜０．３０質量％、Ｃｕ：０．０５〜０．２０質量％、Ｍｎ：０．３０〜０．７０質量％、Ｍｇ：３．５〜６．０質量％を含有するとともに、Ｃｒ：０．０１〜０．１５質量％、及び、Ｚｒ：０．０１〜０．１５質量％のうちの少なくとも１種を含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなり、
板厚方向中央であって表面と平行な面をＳＥＭで観察したときの圧延方向における方位変化間隔の平均値が５００〜７５０ｎｍであることを特徴とする缶蓋用アルミニウム合金板。
【請求項２】
表面に塗膜を備えることを特徴とする請求項１に記載の缶蓋用アルミニウム合金板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、缶蓋用アルミニウム合金板に関し、特に、缶内圧の高い陽圧缶の缶蓋に好適に適用できる缶蓋用アルミニウム合金板に関する。
【背景技術】
【０００２】
缶蓋には、成形後から徐々に耐圧強度が低下するバックルロス（Ｂｕｃｋｌｅ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  Ｌｏｓｓ）と呼ばれる現象がある。このバックルロスが生じ易い材料からなる缶蓋を長期間保管しておくと、耐圧強度が低下し、缶蓋に必要とされる耐圧強度を下回ってしまうおそれがある。そして、このバックルロスという現象は、特に、Ｍｇ量が多く強度に優れるＪＩＳＡ５１８２合金に顕著に現れる。
【０００３】
ここで、缶蓋用アルミニウム合金板のバックルロスを抑制する技術については、これまでにも以下のような技術が提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、Ｍｇ：２．６乃至３．５重量％、Ｍｎ：０．４乃至１．０重量％、Ｃｕ：０．１乃至０．５重量％を含有し、Ｍｇ及びＭｎの総量が３．４乃至４．０重量％であり、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなることを特徴とする缶蓋用アルミニウム合金板が開示されている。
【０００５】
特許文献２には、Ｍｇ：２．５〜３．５％、Ｍｎ：０．５１〜１．００％、Ｃｕ：０．１〜０．５％を含有し、残部Ａｌおよび不可避的不純物からなり、ＭｇとＣｕがアルミニウムマトリックス中に固溶していることを特徴とする耐圧強度低下が少ない炭酸飲料缶蓋用アルミニウム合金板が開示されている。
【０００６】
特許文献３には、Ｍｇを３．０〜５．０wt％、Ｃｕを０．０５〜０．２wt％、Ｍｎを０．２〜０．７wt％、Ｆｅを０．３wt％以下（０wt％を含む）、Ｃｒを０．１wt％以下（０wt％を含む）、Ｔｉを０．００１〜０．０５wt％含有し、残部がアルミニウムと不可避不純物からなるアルミニウム合金の硬質板が開示されている。そして、特許文献３には、この硬質板に焼付塗装が施され、前記焼付塗装後のアルミニウム合金硬質板の（２００）結晶面のＸ線回折角２θの半価巾が０．１６度以下、Ｃｕの含有量の５０％以上がアルミニウムマトリックスに固溶していることを特徴とする成形用アルミニウム合金硬質板が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０９−０８７７９０号公報
【特許文献２】特開平１０−１２１１７９号公報
【特許文献３】特開平１１−１２６７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
缶蓋用アルミニウム合金板の様々な特性については、年々、要求されるレベルが向上しており、前記した「バックルロスの抑制」についても例外ではない。よって、特許文献１〜３をはじめとする従来技術では、現在、要求されるレベルの「バックルロスの抑制」に十分には対応できず、改善の余地が存在する。
【０００９】
また、缶蓋用アルミニウム合金板のバックルロスを抑制するには、言い換えると、缶蓋成形後から長期間経過した状態における耐圧強度の低下を抑制するには、材料の軟化を抑制する必要がある。もしくは、バックルロス分の材料強度の低下量を考慮して材料を高強度化する必要があるが、材料の強度が高すぎると成形時に割れの発生する可能性が高まってしまう。
【００１０】
また、飲料缶に対しては、コスト低減のために缶蓋等の薄肉化が要求されるとともに、ガスボリュームの高い炭酸飲料などの人気が増加している。よって、缶蓋用アルミニウム合金板は、薄肉化に伴う耐圧強度の低下を補うだけでなく、缶の内部の高い陽圧にも対応できるような優れた耐圧強度を確保する必要もある。
【００１１】
そこで、本発明は、バックルロスが抑制できるとともに、耐圧強度、成形性に優れる缶蓋用アルミニウム合金板を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者等は、缶蓋用アルミニウム合金板の成分に関して、Ｃｒ、Ｚｒ量を増大させると、材料の経時的な軟化が抑制され、缶蓋成形後から長期間経過した状態の耐圧強度の低下を抑制できることを見出した。
また、本発明者等は、中間焼鈍後の２次冷間圧延において形成されるとともに塗装の焼付け処理を受けた後も残留する変形組織に着目し、この変形組織が微細なほど缶蓋成形後の可動転位密度が低減し、材料の経時的な軟化が抑制されることを見出した。しかし、この変形組織は微細化するほど曲げ時に肌荒れやクラックが生じ易くなる。そこで、本発明者等は、２次冷間圧延の条件を詳細に検討した結果、所定の条件とすることによって、変形組織（詳細には、方位変化間隔）を適切に制御することができ、経時的な材料の軟化を抑制しつつ、成形性を向上させることができることを見出した。
本発明者等は、これらの知見に基づき、以下の本発明を創出した。
【００１３】
すなわち、本発明に係る缶蓋用アルミニウム合金板は、Ｓｉ：０．０５〜０．２０質量％、Ｆｅ：０．１０〜０．３０質量％、Ｃｕ：０．０５〜０．２０質量％、Ｍｎ：０．３０〜０．７０質量％、Ｍｇ：３．５〜６．０質量％を含有するとともに、Ｃｒ：０．０１〜０．１５質量％、及び、Ｚｒ：０．０１〜０．１５質量％のうちの少なくとも１種を含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなり、板厚方向中央であって表面と平行な面をＳＥＭで観察したときの圧延方向における方位変化間隔の平均値が５００〜７５０ｎｍである。
また、本発明に係る缶蓋用アルミニウム合金板は、表面に塗膜を備えていてもよい。
【００１４】
このように、本発明に係る缶蓋用アルミニウム合金板は、各成分の含有量が特定されているだけでなく、方位変化間隔の平均値が特定されていることによって、バックルロスが抑制できるとともに、耐圧強度、成形性に優れる。そのため、本発明に係る缶蓋用アルミニウム合金板を用いて製造された缶蓋は、薄肉化された缶内圧の高い陽圧缶用として好適に適用できるとともに、缶蓋成形後から長期間経過した後も十分な耐圧強度を発揮することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る缶蓋用アルミニウム合金板は、各成分の含有量が特定されているだけでなく、方位変化間隔の平均値が特定されていることによって、バックルロスが抑制できるとともに、耐圧強度、成形性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る缶蓋用アルミニウム合金板の断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る缶蓋用アルミニウム合金板に対して、シェル成形、及び、カーリング成形を施した状態を示す断面図である。
【図３】ＳＥＭで観察されるグレースケール画像であって、方位変化間隔を測定する方法を説明する図である。
【図４】グレースケール画像上の測定領域における画素値を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、適宜図面を参照して、本発明に係る缶蓋用アルミニウム合金板を実施するための形態（実施形態）について説明する。
【００１８】
［缶蓋用アルミニウム合金板］
図１に示すように、本実施形態に係る缶蓋用アルミニウム合金板１（以下、適宜「アルミニウム合金板」という）は、板状を呈する板材であり、当該アルミニウム合金板１の表面に塗膜２が形成されていてもよい。
なお、図１では、塗膜２はアルミニウム合金板１の両面に形成されているが、必要に応じて、片面に形成されていてもよい。
【００１９】
そして、本実施形態に係るアルミニウム合金板は、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｍｇを含有するとともに、Ｃｒ及びＺｒのうちの少なくとも１種を含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなり、方位変化間隔の平均値が特定されている。
以下、本実施形態に係るアルミニウム合金板の各成分、及び、方位変化間隔の平均値等について数値限定した理由を詳細に説明する。
【００２０】
（Ｓｉ：０．０５〜０．２０質量％）
Ｓｉは、アルミニウム合金板中にＭｇ−Ｓｉ系、Ａｌ−Ｆｅ（−Ｍｎ）−Ｓｉ系金属間化合物を形成させ、缶蓋に成形されたときのスコア部の引裂き性を高め、開缶性を向上させる効果がある。Ｓｉの含有量が０．０５質量％未満の場合、スコア部の引裂き性が低下し、開缶時にスコア脱線や開缶力の増大によるタブ折れといった開缶不良が生じ易くなる。また、アルミニウム合金板の原材料に使用できるスクラップ量が減少し、アルミニウム地金の必要純度も高くなるため、コストが増大する。一方、Ｓｉの含有量が０．２０質量％を超える場合、このＳｉが固溶強化元素であるＭｇやＭｎと化合物を形成し易くなるため、アルミニウム合金板の強度が不十分となり、缶蓋に成形されたときの耐圧強度が不足する。したがって、Ｓｉの含有量は０．０５〜０．２０質量％とする。
【００２１】
（Ｆｅ：０．１０〜０．３０質量％）
Ｆｅは、アルミニウム合金板中にＡｌ−Ｆｅ（−Ｍｎ）系、Ａｌ−Ｆｅ（−Ｍｎ）−Ｓｉ系金属間化合物を形成させ、缶蓋に成形されたときのスコア部の引裂き性を高め、開缶性を向上させる効果がある。Ｆｅの含有量が０．１０質量％未満の場合、スコア部の引裂き性が低下し、開缶時にスコア脱線や開缶力の増大によるタブ折れといった開缶不良が生じ易くなる。一方、Ｆｅの含有量が０．３０質量％を超える場合、アルミニウム合金板中の金属間化合物が大きく、また過剰に形成され、アルミニウム合金板の成形性を低下させる。したがって、Ｆｅの含有量は０．１０〜０．３０質量％とする。
【００２２】
（Ｃｕ：０．０５〜０．２０質量％）
Ｃｕは、アルミニウム合金板の強度を向上させる効果がある。また、Ｃｕは、アルミ母相に固溶することでアルミニウム合金板の経時的な軟化を抑制し、バックルロス量を低減する効果がある。Ｃｕの含有量が０．０５質量％未満の場合、アルミニウム合金板の強度が不十分になるおそれがある。また、アルミニウム合金板の経時的な軟化が促進され、バックルロス量が増大する、つまり、缶蓋成形後から長期間経過した状態の耐圧強度が不足するおそれがある。一方、Ｃｕの含有量が０．２０質量％を超える場合、アルミニウム合金板の強度が過剰となり、缶蓋への成形性が低下する。したがって、Ｃｕの含有量は０．０５〜０．２０質量％とする。
なお、Ｃｕの含有量は、成形性を向上させる観点から、０．１５質量％以下が好ましい。
【００２３】
（Ｍｎ：０．３０〜０．７０質量％）
Ｍｎは、アルミニウム合金板の強度を向上させる効果がある。また、Ｍｎは、アルミニウム合金板中にＡｌ−Ｆｅ−Ｍｎ系やＡｌ−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系の金属間化合物を形成させ、缶蓋に成形されたときのスコア部の引き裂き性を高め、開缶性を向上させる効果がある。Ｍｎの含有量が０．３０質量％未満の場合、アルミニウム合金板の強度が不十分となり、缶蓋に成形されたときの耐圧強度が不足するとともに、缶蓋に成形されたときの開缶性が不十分となる。一方、Ｍｎの含有量が０．７０質量％を超える場合、アルミニウム合金板中の金属間化合物が大きく、また過剰に形成され、アルミニウム合金板の成形性を低下させる。したがって、Ｍｎの含有量は０．３０〜０．７０質量％とする。
なお、Ｍｎの含有量は、耐圧強度を向上させる観点から、０．３５質量％以上が好ましく、成形性を向上させる観点から、０．６０質量％以下が好ましい。
【００２４】
（Ｍｇ：３．５〜６．０質量％）
Ｍｇは、アルミニウム合金板の強度を向上させる効果がある一方で、バックルロス量を増大させる。Ｍｇの含有量が３．５質量％未満の場合、アルミニウム合金板の強度が不十分となるため、缶蓋に成形されたときの耐圧強度が不足する。一方、Ｍｇの含有量が６．０質量％を超える場合、アルミニウム合金板の強度が高くなり過ぎることによって成形性が低下する。また、アルミニウム合金板の経時的な軟化が促進され、バックルロス量が増大する、つまり、缶蓋成形後から長期間経過した状態の耐圧強度が不足するおそれがある。したがって、Ｍｇの含有量は３．５〜６．０質量％とする。
なお、Ｍｇの含有量は、耐圧強度を向上させる観点から、３．８質量％以上が好ましく、４．０質量％以上がさらに好ましく、成形性を向上させるとともにバックルロスを抑制する観点から、５．５質量％以下が好ましい。
【００２５】
（Ｃｒ：０．０１〜０．１５質量％）
Ｃｒは、固溶強化によってアルミニウム合金板の強度を向上させるほか、アルミニウム合金板の経時的な軟化を抑制し、バックルロス量の低減に寄与する。Ｃｒの含有量が０．０１質量％未満の場合、アルミニウム合金板の強度向上効果や、経時的な軟化抑制によるバックルロス低減効果を得られない。つまり、缶蓋成形後から長期間経過した状態の耐圧強度が不足するおそれがある。一方、Ｃｒの含有量が０．１５質量％を超える場合、粗大な晶出物が生成し易くなり、アルミニウム合金板の成形性を低下させる。したがって、Ｃｒを含有させる場合、Ｃｒの含有量は０．０１〜０．１５質量％とする。
なお、Ｃｒの含有量は、アルミニウム合金板の強度確保や、バックルロスを抑制する観点から、０．０３質量％以上が好ましく、０．０５質量％以上がさらに好ましく、成形性を向上させる観点から、０．１０質量％以下が好ましい。
【００２６】
（Ｚｒ：０．０１〜０．１５質量％）
Ｚｒは、固溶強化によってアルミニウム合金板の強度を向上させるほか、アルミニウム合金板の経時的な軟化を抑制し、バックルロス量の低減に寄与する。Ｚｒの含有量が０．０１質量％未満の場合、アルミニウム合金板の強度向上効果や、経時的な軟化抑制によるバックルロス低減効果を得られない。つまり、缶蓋成形後から長期間経過した状態の耐圧強度が不足するおそれがある。一方、Ｚｒの含有量が０．１５質量％を超える場合、粗大な晶出物が生成し易くなり、アルミニウム合金板の成形性を低下させる。したがって、Ｚｒを含有させる場合、Ｚｒの含有量は０．０１〜０．１５質量％とする。
なお、Ｚｒの含有量は、アルミニウム合金板の強度確保や、バックルロスを抑制する観点から、０．０３質量％以上が好ましく、０．０５質量％以上がさらに好ましく、０．１０質量％を超えるのが特に好ましく、成形性を向上させる観点から、０．１２質量％以下が好ましい。
【００２７】
前記のＣｒ及びＺｒについては、ＣｒとＺｒの両方を含有してもよいし、ＣｒとＺｒのいずれか１種を含有してもよい。
ただ、ＣｒとＺｒの両方を含有する場合、ＣｒとＺｒとの合計量は、バックルロスを抑制する観点から、０．０２質量％以上が好ましく、０．０３質量％以上がさらに好ましい。また、ＣｒとＺｒとの合計量は、成形性の低下を抑制する観点から、０．３０質量％以下が好ましく、０．２２質量％以下がさらに好ましい。
【００２８】
（残部：Ａｌ及び不可避不純物）
本実施形態に係るアルミニウム合金板は、Ａｌと前記した成分以外に、不可避不純物を含有してもよい。不可避不純物として、例えば、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｂが本発明の効果を妨げない範囲で含有されていてもよい。詳細には、Ｚｎは０．３質量％以下、Ｔｉは０．１質量％以下、Ｂは０．１質量％以下、さらに、その他の不純物は０．０５質量％以下の含有であれば、本発明の効果は妨げられず、含有が許容される。
また、本実施形態に係るアルミニウム合金板は、前記した含有量の範囲でＣｒを含有する場合、不可避不純物としてＺｒを含有してもよく（例えば、０．０１質量％未満）、前記した含有量の範囲でＺｒを含有する場合、不可避不純物としてＣｒを含有してもよい（例えば、０．０１質量％未満）。
【００２９】
（缶蓋用アルミニウム合金板の組織）
本実施形態に係るアルミニウム合金板は、板厚方向中央であって表面と平行な面（観察面）をＳＥＭ（Scanning Electron Microscope：走査型電子顕微鏡）で観察したときの圧延方向における方位変化間隔の平均値を所定範囲内に特定することによって、バックルロスを抑制するとともに、成形性を向上させることができる。この方位変化間隔の平均値が５００ｎｍ未満の場合、変形組織が過剰に発達し微細化し過ぎている結果、バックルロスは抑制されるものの、成形性が低下する。一方、方位変化間隔の平均値が７５０ｎｍを超える場合、変形組織の微細化が不十分であり、缶蓋成形後の可動転位密度が高くなり、バックルロスが増大する。したがって、方位変化間隔の平均値は、５００〜７５０ｎｍである。
【００３０】
方位変化間隔とは、具体的には、観察面をＳＥＭで測定することで得られる像（電子チャネリングコントラスト像）のグレースケール画像において、圧延方向の線分上における画素値の差が１５を超える数（方位変化数）をカウントし、「測定領域の長さ（直線：４５μｍ）」／「方位変化数」によって算出した値である。
方位変化間隔の観察面は、板厚方向中央であって表面と平行な面であるが、この板厚方向中央とは、厳密に中央の位置が好ましいものの、中央を基準とし表面（上面、下面の其々）に向けて厚さＴ１（図１参照）の２０％の範囲内であれば、算出する方位変化間隔の平均値に大きな差は生じない。
【００３１】
なお、アルミニウム合金板が塗膜を備えている場合、つまり、塗膜を形成する焼付け処理が施された後の状態の場合は、クロスセクション・ポリッシャー等の断面試料作製装置によって前記した観察面を作製した後、方位変化間隔を測定すればよい。
一方、アルミニウム合金板が塗膜を備えていない場合、つまり、塗膜を形成する焼付け処理が施される前の状態の場合は、焼付け処理を模した処理を施してから、前記と同様の方法で観察面を作製した後、方位変化間隔を測定すればよい。
この焼付け処理を模した処理とは、オイルバスによる熱処理が挙げられ、具体的には、２１０〜２７０℃のオイルバス（シリコーンオイル：例えば、信越化学工業株式会社製のジメチルシリコーンオイル）に２０秒浸漬させるという処理であればよい。
【００３２】
方位変化間隔の平均値は、後記する２次冷間圧延の条件（総圧延率、最終パスの圧延率、最終パスの入側温度）によって制御することができる。
【００３３】
［塗膜］
本実施形態に係る塗膜（塗料の焼付け層）は、エポキシ系塗料、ポリエステル系塗料、塩ビゾル系塗料等の塗料がアルミニウム合金板の表面に塗布された後、焼付け処理を施すことによって形成される膜である。
【００３４】
［用途］
本実施形態に係るアルミニウム合金板は、缶蓋用の板材である。そして、本実施形態に係るアルミニウム合金板は耐圧強度に優れることから缶内圧の高い陽圧缶の缶蓋、つまり、「陽圧缶蓋」用として好適に適用することができる。
【００３５】
［缶蓋用アルミニウム合金板、塗膜の厚さ］
図１に示すように、本実施形態に係るアルミニウム合金板１の厚さＴ１は、薄肉化に対応できるように、０．３０ｍｍ以下が好ましく、０．２２ｍｍ以下がより好ましい。なお、厚さＴ１の下限は特に限定されないものの、例えば、０．１５ｍｍ以上が好ましく、０．２０ｍｍ以上がより好ましい。
図１に示すように、本実施形態に係る塗膜２の厚さＴ２は、特に限定されず、例えば、０．１μｍ以上が好ましく、１．０μｍ以上がより好ましく、また、２０μｍ以下が好ましく、１５μｍ以下がより好ましい。
【００３６】
次に、本実施形態に係る缶蓋用アルミニウム合金板の製造方法について説明する。
［缶蓋用アルミニウム合金板の製造方法］
本実施形態に係る缶蓋用アルミニウム合金板の製造方法は、第１工程〜第６工程を含むものであり、塗膜を形成させる場合は、さらに、第７工程を含む。
以下、各工程について詳細に説明する。
【００３７】
（第１工程：鋳造）
前記成分を有する鋳塊は、ＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｈｉｌｌ）鋳造法等の公知の半連続鋳造法にて作製するのが好ましい。
【００３８】
（第２工程：均質化熱処理）
必要に応じて鋳塊表層の不均一な組織となる領域を面削にて除去した後、均質化熱処理を施す。均質化熱処理の条件は特に限定しないが、好ましくは４００〜５５０℃の温度範囲で１〜１０時間保持するとよい。
【００３９】
（第３工程：熱間圧延）
均質化熱処理後、好ましくは冷却することなく続けて熱間圧延を行い、熱間圧延板を作製する。
【００４０】
（第４工程：１次冷間圧延）
熱間圧延後の冷間圧延（１次冷間圧延）は、続く第５工程（中間焼鈍）で確実に完全再結晶組織を得るため、総圧延率を５０％以上とすることが好ましい。総圧延率が５０％未満の場合、圧延による蓄積歪みが不足し、第５工程（中間焼鈍）後に変形組織が残留するおそれがある。その場合、製品板の組織（前記方位変化間隔の平均値）を前記範囲に制御できなくなるおそれがある。
【００４１】
（第５工程：中間焼鈍）
続いて冷間圧延板を中間焼鈍することにより、前記冷間圧延板を再結晶させるとともに、Ｃｕを固溶させ、塗装・焼付け後のアルミニウム合金板の強度を高めることができる。
中間焼鈍は、１００℃／ｍｉｎ以上で加熱する工程、３８０〜５５０℃で１０分間以内保持する工程、及び１００℃まで平均１００℃／ｍｉｎ以上で冷却する工程からなることが好ましい。中間焼鈍の加熱速度が１００℃／ｍｉｎ未満の場合、保持温度が５５０℃を超える場合、保持時間が１０分間を超える場合、１００℃までの平均冷却速度が１００℃／ｍｉｎ未満の場合、いずれの場合も焼鈍後の再結晶粒が大きくなり、製品板の成形性が損なわれる懸念がある。また、保持温度が３８０℃未満の場合、焼鈍後のアルミニウム合金板に第４工程（１次冷間圧延）によって形成された変形組織が残留するおそれがある。その場合、製品板の組織（前記方位変化間隔の平均値）を前記範囲に制御できなくなるおそれがある。
【００４２】
（第６工程：２次冷間圧延）
中間焼鈍後のアルミニウム合金板を再度冷間圧延し、製品板の強度を高めると共に、製品板の変形組織（詳細には、方位変化間隔）を前記範囲に制御する。２次冷間圧延は複数パスで行い、総圧延率を５０〜８０％、最終パスの圧延率を３０〜５５％、最終パスの入側温度（材料温度）を６０〜１２０℃とすることが好ましい。
２次冷間圧延の総圧延率が５０％未満のとき、又は、２次冷間圧延の最終パスの圧延率が３０％未満のとき、方位変化間隔が大きくなりすぎるおそれがある。この方位変化間隔が大きくなりすぎると、缶蓋成形後の可動転位密度が増加するため、バックルロスが増加する。
２次冷間圧延の総圧延率が８０％を超えるとき、最終パスの入側温度が６０℃未満のとき、又は、最終パスの圧延率が５５％を超えるとき、方位変化間隔が小さくなりすぎるおそれがある。この方位変化間隔が小さくなりすぎると、成形性が低下する。
また、２次冷間圧延の総圧延率が８０％を超えるとき、製品板の強度が高くなりすぎるおそれがある。さらに、最終パスの入側温度が１２０℃を超えるとき、動的回復が促進され方位変化間隔が大きくなりすぎるおそれがある。この方位変化間隔が大きくなりすぎると、缶蓋成形後の可動転位密度が増加するため、バックルロスが増加する。
この２次冷間圧延を経ることにより、表面に塗膜が形成される前の缶蓋用アルミニウム合金板を得ることができる。
【００４３】
（第７工程：塗装工程）
２次冷間圧延後のアルミニウム合金板に対して、塗装工程が行われる。塗装工程では、アルミニウム合金板に対しクロメート系やジルコニウム系などの化成処理を施した後、塗装焼き付けを行う。塗装焼き付けは、エポキシ系塗料、ポリエステル系塗料、塩ビゾル系塗料などの塗料をアルミニウム合金板の片面又は両面に塗布し、ＰＭＴ（Ｐｅａｋ Ｍｅｔａｌ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ：メタル到達温度）が２１０〜２７０℃程度で焼き付け処理を行えばよい。
この塗装工程を経ることにより、表面に塗膜が形成された缶蓋用アルミニウム合金板を得ることができる。
【００４４】
［缶蓋の製造について］
製造されたアルミニウム合金板は、公知のプレス機やコンバージョンシステムを使用して一般的な方法で缶蓋へと成形される。
詳細には、アルミニウム合金板は、所定のサイズにブランキングされた後、シェル成形、カーリング成形、及び、コンバージョン成形が施される。なお、シェル成形では、フォーム成形とリフォーム成形とによってカウンターシンク部３（図２参照）を成形する。また、カーリング成形では、巻締め部４（図２参照）を成形する。また、コンバージョン成形では、図示しないが、リベット、開口部の溝、凹凸及び文字等を成形する。
【００４５】
本実施形態に係る缶蓋用アルミニウム合金板、及び、缶蓋の製造方法は、以上説明したとおりであるが、前記各工程において、明示していない条件については、従来公知の条件を用いればよく、前記各工程での処理によって得られる効果を奏する限りにおいて、その条件を適宜変更できることは言うまでもない。
【実施例】
【００４６】
次に、本発明に係る缶蓋用アルミニウム合金板について、本発明の要件を満たす実施例と本発明の要件を満たさない比較例とを比較して具体的に説明する。なお、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【００４７】
［材料作製］
表１、２に示すアルミニウム合金を半連続鋳造法（ＤＣ）にて鋳造し、鋳塊表層を面削してスラブを作製した。このスラブに５００℃×５時間の均質化熱処理を施した後、冷却することなく熱間圧延を行って熱間圧延板とした。この熱間圧延板に対し、総圧延率７０％の１次冷間圧延を行った後、平均８００℃／ｍｉｎで加熱し、４５０℃に到達後すぐさま１００℃まで平均１２００℃／ｍｉｎで冷却する焼鈍を施した。その後、表１、２に示す条件で２次冷間圧延を行い、板厚０．２２０ｍｍのアルミニウム合金板を作製した。
【００４８】
作製したアルミニウム合金板にリン酸クロメート処理からなる化成処理を施した。その後、アルミニウム板の両面にエポキシ樹脂を塗布し、ＰＭＴ（Ｐｅａｋ Ｍｅｔａｌ Ｔｅｍｐ．）２５０℃、加熱時間２５秒で焼付け処理を行い、板両面とも膜厚約４μｍの塗膜（有機皮膜）を形成させた。塗膜形成後の缶蓋用アルミニウム合金板を用いて、方位変化間隔の平均値、０．２％耐力、経時前後の軟化率、及び、成形性を、下記要領で測定した。
【００４９】
［測定・評価方法］
（方位変化間隔の平均値）
作製した缶蓋用アルミニウム合金板を、クロスセクション・ポリッシャー（ＪＥＯＬ製ＩＢ−０９０１０ＣＰ）を用いて加速電圧６．０ｋＶで４時間加工し、板厚方向中央に位置する板表面と平行な観察面を作製した。この面を、ＦＥ−ＳＥＭ（ＪＥＯＬ製ＪＳＭ−７０００Ｆ型走査型電子顕微鏡）を用いて、ＣＯＭＰＯモードにて加速電圧５ｋＶで５視野撮影し、電子チャネリングコントラスト像を倍率２０００倍、８ｂｉｔのグレースケール画像として得た。
上記方法で得られた図３に示すようなグレースケール画像を、写真編集ソフトウェア（Ａｄｏｂｅ  Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐバージョン：１３．０．１）を用いて画像処理した。まず「色域指定」を使用し、金属間化合物に相当する領域を選択し、これを消去した。次に、「カラーの適用」を使用し、「輝度」チャンネルにおける平均値１２８で標準偏差が５５．０９の正規分布となるように画像処理を行った。ただし、この平均値および標準偏差は、「ヒストグラム」のキャッシュレベル１における数値である。そして、「ノイズの軽減」を使用し、「強さ」を１０、「ディテールを保持」を０％、「カラーノイズを軽減」を１００％、「ディテールをシャープに」を０％とし、画像をｐｎｇ形式で保存した。
方位変化間隔は、画像解析ソフト（Ｉｍａｇｅ  Ｊ  ｖｅｒ．１．４９）を用いて、画像処理したグレースケール画像から求めた。具体的には、ｐｎｇ形式で保存した画像にて、図３に示すような圧延方向と平行な直線（４５μｍ）上の画素値を４８ｎｍ毎に算出し、隣接する二つの測定点の画素値の差が１５を超える数（方位変化数）をカウントし、「測定領域の長さ（直線：４５μｍ）」／「方位変化数」によって算出した値を１測定ヶ所における方位変化間隔の値とした。それを１視野当たり５ヶ所、合計２５ヶ所で行って平均値を算出し、方位変化間隔の平均値とした。
【００５０】
なお、図３の白色部分は金属間化合物に相当する領域であり、画像処理後の方位変化数をカウントする際、この白色部分と隣接する測定点との画素値の差が１５を超えても方位変化数としてカウントしなかった。
また、図４は、グレースケール画像上の測定領域における画素値の変化を示す図であり、測定領域において画素値が大きく変動し、方位が変化しているのが確認できた。
【００５１】
（０．２％耐力）
缶蓋用アルミニウム合金板の両面の有機皮膜を、発煙硝酸を用いて剥離した後、引張方向が圧延方向と平行になるようにＪＩＳ−５号引張試験片を作製した。その後、ＪＩＳ Ｚ２２４１：２０１１の規定に準じて引張試験を行い、０．２％耐力を求めた。なお、クロスヘッド速度は１ｍｍ／分で、試験片が破断するまで一定の速度で行った。
缶蓋としての耐圧強度の確保と、リベット等の成形性確保の観点から、０．２％耐力は３２０〜３７０ＭＰａの範囲内のものを合格と判断し、当該範囲外のものを不合格と判断した。
【００５２】
（経時前後の軟化率）
バックルロスは、缶蓋用アルミニウム合金板を缶蓋に成形した後、カウンターシンク部３（図２参照）の材料強度の低下によって生じることを考慮し、以下に示す「経時前後の軟化率」に基づき、バックルロスの抑制を評価した。
詳細には、缶蓋用アルミニウム合金板の両面の有機皮膜を、発煙硝酸を用いて剥離した後、引張方向が圧延方向と平行になるようにＪＩＳ−５号引張試験片を２種作製した。そして、２種の試験片に対して、缶蓋成形を模した２．５％の引張ひずみ（圧延方向へのストレッチ）を付与し、除荷した。その後、一方の試験片については、除荷後すぐに０．２％耐力（経時前の耐力）を算出し、もう一方の試験片については、除荷後に室温（２５℃）で３カ月経過させた後、０．２％耐力（経時後の耐力）を算出した。なお、０．２％耐力の算出方法は、前記した方法と同じであった。
そして、経時前後の軟化率（％）（＝（経時前の耐力−経時後の耐力）／経時前の耐力×１００）を算出し、３０％以下となるものを合格と判断し、３０％を超えるものを不合格と判断した。
なお、後記の成形性の評価において割れの発生したものについては、経時前後の軟化率の評価を実施しなかった。
【００５３】
（成形性）
缶蓋用アルミニウム合金板について、ブランキングした後、シェル成形、及び、コンバージョン成形を施し、シェル成形、及び、コンバージョン成形の間における割れの発生を確認した。なお、各成形によって製造された缶蓋は、２０４径フルフォーム形状蓋であった。
そして、缶蓋用アルミニウム合金板について、割れの発生が確認できなかったものを合格（表では〇と示す）と判断し、割れの発生が確認できたものを不合格（表では×と示す）と判断した。
【００５４】
以下、表１、２には、缶蓋用アルミニウム合金板の組成、２次冷間圧延の条件、測定結果、及び、評価結果を示す。
なお、表１、２の成分の残部はＡｌ及び不可避的不純物であり、表１、２の「−」は、評価を実施しなかったことを示す。
【００５５】
【表１】
2019056168.tif 000003
【００５６】
【表２】
2019056168.tif 000004
【００５７】
［結果の検討］
供試材１〜１２、１０１〜１１２については、本発明の規定する要件を全て満たしていたことから、「０．２％耐力」、「経時前後の軟化率」、「成形性」のいずれの評価も合格であり、バックルロスが抑制できるとともに、耐圧強度、成形性に優れるという結果となった。
【００５８】
一方、供試材１３〜２７、１１３〜１２７については、本発明の規定する要件を満足しないことから、いずれかの評価項目において不合格との結果となった。詳細には、以下のとおりである。
【００５９】
供試材１３は、Ｓｉの含有量が多かったため、強度が低下し、０．２％耐力が不合格という結果となった。
供試材１４は、Ｆｅの含有量が多かったため、成形性が不合格という結果となった。
供試材１５は、Ｃｕの含有量が少なかったため、経時前後の軟化率が不合格という結果となった。
供試材１６は、Ｍｎの含有量が多かったため、成形性が不合格という結果となった。
供試材１７は、Ｍｎの含有量が少なかったため、強度が低下し、０．２％耐力が不合格という結果となった。
供試材１８は、Ｍｇの含有量が多かったため、強度過多となり、０．２％耐力が不合格となるとともに、成形性が不合格という結果となった。
供試材１９は、Ｍｇの含有量が少なかったため、強度が低下し、０．２％耐力が不合格という結果となった。
供試材２０は、Ｃｒの含有量が多かったため、粗大な晶出物が生成したと想定され、成形性が不合格という結果となった。
供試材２１は、Ｃｒが含有していなかったため（かつ、Ｚｒも含有していなかったため）、経時前後の軟化率が不合格という結果となった。
【００６０】
供試材２２は、２次冷間圧延の総圧延率が高過ぎ、方位変化間隔が小さくなったため、０．２％耐力が大きくなり過ぎるとともに、成形性が不合格という結果となった。
供試材２３は、２次冷間圧延の総圧延率が低過ぎ、方位変化間隔が大きくなったため、０．２％耐力が小さくなるとともに、経時前後の軟化率が不合格という結果となった。
供試材２４は、２次冷間圧延の最終パスの圧延率が高過ぎ、方位変化間隔が小さくなったため、成形性が不合格という結果となった。
供試材２５は、２次冷間圧延の最終パスの圧延率が低過ぎ、方位変化間隔が大きくなったため、経時前後の軟化率が不合格という結果となった。
供試材２６は、２次冷間圧延の最終パスの入側温度が高過ぎ、方位変化間隔が大きくなったため、経時前後の軟化率が不合格という結果となった。
供試材２７は、２次冷間圧延の最終パスの入側温度が低過ぎ、方位変化間隔が小さくなったため、成形性が不合格という結果となった。
【００６１】
供試材１１３は、Ｓｉの含有量が多かったため、強度が低下し、０．２％耐力が不合格という結果となった。
供試材１１４は、Ｆｅの含有量が多かったため、成形性が不合格という結果となった。
供試材１１５は、Ｃｕの含有量が少なかったため、経時前後の軟化率が不合格という結果となった。
供試材１１６は、Ｍｎの含有量が多かったため、成形性が不合格という結果となった。
供試材１１７は、Ｍｎの含有量が少なかったため、強度が低下し、０．２％耐力が不合格という結果となった。
供試材１１８は、Ｍｇの含有量が多かったため、強度過多となり、０．２％耐力が不合格となるとともに、成形性が不合格という結果となった。
供試材１１９は、Ｍｇの含有量が少なかったため、強度が低下し、０．２％耐力が不合格という結果となった。
供試材１２０は、Ｚｒの含有量が多かったため、粗大な晶出物が生成したと想定され、成形性が不合格という結果となった。
供試材１２１は、Ｚｒが含有していなかったため（かつ、Ｃｒも含有していなかったため）、経時前後の軟化率が不合格という結果となった。
【００６２】
供試材１２２は、２次冷間圧延の総圧延率が高過ぎて、強度過多となり、０．２％耐力が不合格となるとともに、方位変化間隔が小さくなりすぎため、成形性が不合格という結果となった。
供試材１２３は、２次冷間圧延の総圧延率が低過ぎて、強度が低下し、０．２％耐力が不合格となるとともに、方位変化間隔が大きくなりすぎため、経時前後の軟化率が不合格という結果となった。
供試材１２４は、２次冷間圧延の最終パスの圧延率が高過ぎ、方位変化間隔が小さくなったため、成形性が不合格という結果となった。
供試材１２５は、２次冷間圧延の最終パスの圧延率が低過ぎ、方位変化間隔が大きくなったため、経時前後の軟化率が不合格という結果となった。
供試材１２６は、２次冷間圧延の最終パスの入側温度が高過ぎ、方位変化間隔が大きくなったため、経時前後の軟化率が不合格という結果となった。
供試材１２７は、２次冷間圧延の最終パスの入側温度が低過ぎ、方位変化間隔が小さくなったため、成形性が不合格という結果となった。
【００６３】
以上の結果より、本発明に係る缶蓋用アルミニウム合金板は、バックルロスが抑制できるとともに、耐圧強度、成形性に優れることが確認できた。
なお、０．２％耐力、経時前後の軟化率、成形性の各評価は、塗膜を形成した状態の缶蓋用アルミニウム合金板に対して実施したが、塗膜を形成する前の合金板に焼付け処理を模した処理を施した状態であろうと、各評価の結果が大きく変化するとは考えられず、略同じ傾向の結果が得られると推測する。
【符号の説明】
【００６４】
１    缶蓋用アルミニウム合金板（アルミニウム合金板）
２    塗膜
３    カウンターシンク部
４    巻締め部
Ｔ１  缶蓋用アルミニウム合金板の厚さ
Ｔ２  塗膜の厚さ
【図１】
2019056168.tif 000005
【図２】
2019056168.tif 000006
【図３】
2019056168.tif 000007
【図４】
2019056168.tif 000008