(57)【要約】【課題】  ボトム部の靭性が高く、安全性の高いボトル缶用のアルミニウム合金板を提供する。【解決手段】  重量％でＳｉ：０．２〜０．４％、Ｆｅ：０．２５〜０．５５％、Ｃｕ：０．１５〜０．３５％、Ｍｎ：０．７〜１．２％、Ｍｇ：０．８〜１．４％、Ｚｎ：０．１０〜０．３％、Ｔｉ：０．０１〜０．１５％を含有し、残部が不可避的不純物を含むＡｌからなる組成を有し、ベーキング後の引張強さ（ＡＢＴＳ）とベーキング後の耐力（ＡＢＹＳ）の関係がＡＢＴＳ／ＡＢＹＳ＝１．１２以上、ベーキング後の引張強さがベーキング前の引張強さより高いアルミニウム合金板を使用する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
重量％でＳｉ：０．２〜０．４％、Ｆｅ：０．２５〜０．５５％、Ｃｕ：０．１５〜０．３５％、Ｍｎ：０．７〜１．２％、Ｍｇ：０．８〜１．４％、Ｚｎ：０．１０〜０．３％、Ｔｉ：０．０１〜０．１５％を含有し、残部が不可避的不純物を含むＡｌからなる組成を有し、ベーキング後の引張強さ（ＡＢＴＳ）とベーキング後の耐力（ＡＢＹＳ）の関係がＡＢＴＳ／ＡＢＹＳ＝１．１２以上、ベーキング後の引張強さがベーキング前の引張強さより高いことを特徴とする安全性の高いボトル缶用アルミニウム合金板。
【請求項２】
請求項１に記載のアルミニウム合金板の製造方法であって、最後の中間焼鈍温度を４００〜６１０℃、冷却速度を１０〜２００℃／ｓ、最終冷延率を３０〜８０％とすることを特徴とする安全性の高いボトル缶用アルミニウム合金板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、胴部、肩部、口部が一体成形されたボトル缶用アルミニウム合金板に係り、特にボトム部の靭性が高く、安全性が高く、ねじ部の強度が高いボトル缶用のアルミニウム合金板及びその製造方法に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、飲料用アルミニウム缶は、アルミニウム合金板から絞り、しごき加工を行い、缶胴部と缶底部が一体の２ピース缶であり、イージーオープンエンドと呼ばれる缶蓋の簡易開口部をタブ操作により開口する方式が主流であった。
缶入り飲料などの需要増加に伴って、最近はキャップにより再密封可能なアルミニウム合金製のボトル型の飲料缶の需要が急速に高まってきている。
【０００３】
従来の技術として、ボトル缶用アルミニウム板が開示されている。（例えば、特許文献１参照。）
【特許文献１】特開２００２−２５６３６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ボトル缶は従来の飲料缶と異なり、開栓後飲料が残った状態で再びキャップを閉めて保管する場合がある。しかし、保管環境が悪いと内容物によっては発酵を生じ、内圧が上昇する。内圧がボトム部の耐圧強度（ＰＡ）を超えるとボトム部がバックリングする。さらにキャップの耐圧強度（ＰＢ）を超えるとキャップが飛ぶ。また、ＰＢ以下でもＰＢ近くになると、使用者が開栓しようとしてキャップをねじった瞬間に、内圧が抜ける前にキャップが飛んでしまい、人に当って怪我をする可能性が生じる。このため、キャップまたはボトム部に、圧力がある一定値ＰＣ以上に上昇すると、圧力を開放する機構が設けられている。ＰＣは開栓したときに安全に開栓できる圧力でなければならず、ＰＣ＜ＰＢである必要がある。
【０００５】
圧力開放機構によりキャップ飛び事故は防止できるが、圧力の開放と同時に内容物のもれが生ずる可能性がある。一方ボトム部がバックリングしても内容物のもれは生じず、バックリングにより内容積が増加するので、内圧を低下させ、ＰＣに達するまでの時間を長くする効果がある。また、ＰＣを超える前にバックリングを生じることにより使用者が異常を検出する可能性が高くなり、ＰＣに達して内容物のもれが生じるのを防止するための措置ができる可能性が増加する。このためＰＡはＰＣより低く、かつ、通常の使用時に予想される要求耐圧強度（ＰＤ）より高くする必要がある。従って、ＰＤ＜ＰＡ＜ＰＣ＜ＰＢが要求される。
【０００６】
しかしながら、バックリングの衝撃でボトム部に設けられた圧力開放部が破損し、PC以下で漏れが生じる可能性がある。また、キャップ部に圧力開放機構がある場合でも、使用者が使用後の状態では、ボトム部に傷が生じている可能性がある。この場合、傷を起点として、バックリングの衝撃でクラックが生じてしまう可能性があり、内容物のもれを防止できない。ボトム部の形状等を変えＰＡを下げることで、クラックの発生を防止できるが、高いＰＤを満足できなくなる。このため、材料は充分な靭性を有している必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、重量％でＳｉ：０．２〜０．４％、Ｆｅ：０．２５〜０．５５％、Ｃｕ：０．１５〜０．３５％、Ｍｎ：０．７〜１．２％、Ｍｇ：０．８〜１．４％、Ｚｎ：０．１０〜０．３％、Ｔｉ：０．０１〜０．１５％を含有し、残部が不可避的不純物を含むＡｌからなる組成を有し、ベーキング後の引張強さ（ＡＢＴＳ）とベーキング後の耐力（ＡＢＹＳ）の関係がＡＢＴＳ／ＡＢＹＳ＝１．１２以上、ベーキング後の引張強さがベーキング前の引張強さより高くすることで圧力開放機構を有するボトル缶に好適なアルミニウム合金板を提供する。
【０００８】
また、Ｍｇ量を高めとし、最終冷間圧延率を８０％以下とすることで、ＡＢＴＳ／ＡＢＹＳ＝１．１２以上としやすくなる。また、Ｓｉ，Ｃｕを多量に含むＵＢＣを原料として用いる場合、最後の中間焼鈍温度を４００〜６１０℃、冷却速度を１０〜２００℃／ｓとすると、より少ないＭｇ量と低い最終冷間圧延率で必要な強度が得られ、高いＡＢＴＳ／ＡＢＹＳが得られる。また、このような素材はベーキング後に引張強さが上り、ネック成形で強度が増加する傾向があり、ねじ部の強度が高くなるので、ボトム部の高い靭性とねじ部の高い強度が両立できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ボトム部の靭性が高く、安全性の高いボトル缶用のアルミニウム合金板が得られる。また、ねじ部の高い強度も両立できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
Ｓｉ：０．２〜０．４％
Ｓｉは同時に含有されるＭｇとともに化合物を形成し硬化作用を及ぼすほか、Ａｌ，Ｍｎ，Ｆｅなどとも金属間化合物を形成して、しごき成形時にダイスに対する焼き付きを防止する効果を発揮する。Ｓｉ含有量が０．２％未満では、所望の潤滑性能を発揮できず、ダイスへの焼き付きを防止するのに不十分である。一方、Ｓｉ含有量が０．４を超えると脆くなり加工性が劣化する。従ってＳｉの適正含有量は０．２〜０．４％と設定する。
【００１１】
Ｆｅ：０．２５〜０．５５％
Ｆｅは結晶粒の微細化と、しごき成形加工時にダイスに対する焼き付きを防止する効果を発揮する。０．２５％未満では所望の効果が得られず、０．５５％を超えると脆くなり加工性が劣化する。従ってＦｅの適正含有量は０．２５〜０．５５％である。
【００１２】
Ｃｕ：０．１５〜０．３５％
ＣｕはＭｇと金属間化合物を形成し易く、硬化作用に寄与する。０．１５％未満ではこれらの効果が乏しく、０．３５％を超えると加工性が劣化する。
【００１３】
Ｍｎ：０．７〜１．２％
ＭｎはＦｅ，Ｓｉ，Ａｌ等とともに金属間化合物を形成し易く、しごき成形加工時にダイスに対する焼き付きを防止する効果を発揮する。０．７％未満では所望の硬化特性が得られず、１．２％を超えると脆くなり加工性が劣化する。
【００１４】
Ｍｇ：０．８〜１．４％
Ｍｇは固溶体強化作用を有し、圧延加工時に加工硬化性を高めるとともに、前記ＳｉやＣｕと共存することで分散析出硬化作用を発揮する。また、ＡＢＴＳ／ＡＢＹＳを高くする。０．８％未満ではこれらの作用効果が十分発揮されず、１．４％を超えると加工性が劣化する。
【００１５】
Ｚｎ：０．１０〜０．３％
Ｚｎは析出するＭｇ，Ｓｉ，Ｃｕの金属間化合物を微細化する作用を有する。０．１０％未満では上記作用が不十分で、０．３％を超えると加工性と耐食性が劣化する。
【００１６】
Ｔｉ：０．０１〜０．１５％
Ｔｉは結晶粒を微細化し、加工性を改善する効果を発揮する。０．０１％未満ではこれらの効果が発揮されず、０．１５％を超えると粗大な化合物ができて加工性が劣化する。
【００１７】
前記した必須成分のほかに、重量％でＣｒ：１％以下を含んでもよい。
【００１８】
ＡＢＴＳ／ＡＢＹＳ＝１．１２以上
ＡＢＴＳ／ＡＢＹＳ＝１．１２以上とすることで、ボトム部の高い靭性が得られる。１．２未満では高いボトム部の靭性が得られない。好ましくは１．１３以上、より好ましくは１．１４以上である。
【００１９】
ベーキング後の引張強さがベーキング前の引張強さより高い
ベーキング後の引張強さがベーキング前の引張強さより高くすることで、ねじ部の高い強度が確保できる。ベーキング後に引張強さが上昇しないと、ねじ部の高い強度が確保できない。
【００２０】
最終冷間圧延率：３０〜８０％
最終冷間圧延率を８０％以下とすることで、ＡＢＴＳ／ＡＢＹＳ＝１．１２以上としやすくなる。８０％超ではＡＢＴＳ／ＡＢＹＳ＝１．１２以上としにくくなる。また、最終冷間圧延率が低すぎるとボトル缶としての強度が確保できないので３０％以上が好ましい。
【００２１】
最後の中間焼鈍温度を４００〜６１０℃、冷却速度を１０〜２００℃／ｓ
最後の中間焼鈍温度を４００℃以上、冷却速度を１０℃／ｓ以上とすることで、より少ないＭｇ量、低い最終冷間圧延率で高いＡＢＴＳ／ＡＢＹＳが得られる。最後の中間焼鈍温度が６１０℃を超えると溶融の危険がある。また、冷却速度を２００℃／ｓ超としても効果が飽和する。
【実施例】
【００２２】
以下実施例を用いて本発明を具体的に説明する。
素材として表１に示すアルミニウム合金を使用した。それぞれの合金の溶湯を常法により半連続鋳造によりスラブに鋳造した。ついで６００℃に加熱して均質化処理を行った後、板厚６．５ｍｍまで熱間圧延し、引き続き板厚０．４ｍｍまで冷間圧延をした。なお冷間圧延途中で適宜、連続焼鈍炉で中間焼鈍を施した。ベーキング条件は２１０℃×１０分である。
【００２３】
その後、製缶を行い、ボトム部をバックリングさせる耐圧試験を行い、ボトム部がバックリングした時に亀裂が生じなかったものを○、亀裂が生じたものを×とした。
ねじ部の強度はベーキング後の引張強さで評価した。
【００２４】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明によれば、ボトム部の靭性が高く、安全性の高いボトル缶用のアルミニウム合金板が得られる。また、ねじ部の高い強度も両立できる。