(57)【要約】【課題】成形性及び耐バックリング亀裂性に優れた陽圧缶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】Ｓｉ：０．０４〜０．２０％、Ｍｎ：０．０２〜０．４０％、Ｆｅ：０．１２〜０．３０％、Ｃｕ：０．０３〜０．２５％、Ｍｇ：４．０〜５．８％を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなり、遷移金属元素含有量の総和が０．２０〜０．７０％である。圧延方向に対して垂直な断面における、粒径が１μｍ以上の金属間化合物粒子の面積率が合計で１．１％以下であり、かつ、粒径が１０μｍ以上の金属間化合物粒子の面積率が合計で０．５％以下であることが好ましい。【選択図】図２
2007023340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓｉ：０．０４〜０．２０％（ｍａｓｓ％、以下同様）、
Ｍｎ：０．０２〜０．４０％、
Ｆｅ：０．１２〜０．３０％、
Ｃｕ：０．０３〜０．２５％、
Ｍｇ：４．０〜５．８％を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなり、
遷移金属元素含有量の総和が０．２０〜０．７０％であることを特徴とする陽圧缶蓋用アルミニウム合金板。
【請求項２】
請求項１において、圧延方向に対して垂直な断面における、粒径が１μｍ以上の金属間化合物粒子の面積率が合計で１．１％以下であり、かつ、粒径が１０μｍ以上の金属間化合物粒子の面積率が合計で０．５％以下であることを特徴とする陽圧缶蓋用アルミニウム合金板。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、板厚が０．２００ｍｍ以上０．２５０ｍｍ未満であることを特徴とする陽圧缶蓋用アルミニウム合金板。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項において、内容物が酎ハイ及び非アルコール系炭酸飲料である陽圧缶の缶蓋に用いられることを特徴とする陽圧缶蓋用アルミニウム合金板。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項において、スコア部及びタブを固定するためのリベット部を設けたパネル部と、該パネル部の外周側において上記リベットの突出方向と反対側に周方向全周において突出したカウンターシンク部とを有してなると共に、上記パネル部の最外周部分に、バックリング変形を誘導するように上記リベットの突出方向に膨らませたコイン部を周方向複数箇所に設けた缶蓋に用いられることを特徴とする陽圧缶蓋用アルミニウム合金板。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項において、スコア部及びタブを固定するためのリベット部を設けたパネル部と、該パネル部の外周側において上記リベットの突出方向と反対側に周方向全周において突出したカウンターシンク部と、上記パネル部と上記カウンターシンク部との境界部分においてステップ状に変形させた耐圧を高めるためのパネルコイン部が形成されている缶蓋に用いられることを特徴とする陽圧缶蓋用アルミニウム合金板。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の陽圧缶蓋用アルミニウム合金板を製造する方法であって、
鋳塊断面のＤＡＳ（デンドライトアームスペーシング）が７５μｍ以下である領域の面積率が、鋳造方向に対して垂直な断面において７５％以上となるように半連続鋳造方法により鋳塊を作製する鋳造工程と、
上記鋳塊を保持温度４４０〜５３０℃に１〜２０時間保持する均質化熱処理工程と、
圧延時終了温度を３００℃以上とすることで再結晶組織を得るように上記鋳塊を熱間圧延する熱間圧延工程と、
上記熱間圧延工程直後又は冷間圧延途中に中間焼鈍することなく、圧延率８５〜９３％となるように冷間圧延する冷間圧延工程と、
該冷間圧延工程を施すことによって得られた冷延板に缶蓋用の塗料を塗装し、材料の温度が２２０〜２８０℃となるように焼付けを行う塗装焼付け工程とを含むことを特徴とする陽圧缶蓋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、缶蓋用のアルミニウム合金板、特に陽圧用の蓋に使用する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】
飲料缶などに使用されるイージーオープン缶蓋材には、絞り加工性、カール成形性、リベット加工性、スコア加工性、開缶性などが優れていることが要求される。また、ビール缶、炭酸飲料缶など、内容物充填後に高い内圧が加わる陽圧缶では、高い耐圧が必要であり、素材である缶蓋材（缶蓋用アルミニウム合金板）には高い強度が要求される。
【０００３】
近年では、コスト低減のため缶蓋材の薄肉化が進められ、一方、環境負荷軽減のために、熱間圧延工程直後または冷間圧延工程途中における中間焼鈍工程の省略が強く望まれている。しかし、単なる中間焼鈍工程の省略は、靱性を著しく低下させる。このため、特に薄肉化された場合には、耐バックリング亀裂性（ここで耐バックリング亀裂性とは、夏期の車中などで気温が上がることにより缶内圧が上昇し、蓋が膨れるだけでなく更に本来凹状のカウンターシンク部が凸状に変形するバックリングを起こしたときに材料に亀裂が入りにくい性能を意味する。）が低下する。
【０００４】
したがって、中間焼鈍工程を省略し、また同時に板厚を薄くした場合においても耐バックリング亀裂性に優れたアルミニウム合金缶蓋材の要求が益々高まっている。
なお、従来の缶蓋用のアルミニウム合金板又はその製造方法としては、例えば、後述する特許文献１〜５に開示されたものがある。
【０００５】
ところが、上記従来のアルミニウム合金板に関する技術は、以下の３つの条件をすべて同時に満足するものではない。
（１）中間焼鈍工程の省略。
（２）素材の靭性を向上させることによる耐バックリング亀裂性の向上。
（３）０．２５ｍｍ未満の板厚。
【０００６】
ここで、素材の靭性を向上させることによる耐バックリング亀裂性の向上とは、蓋形状等成形要因に左右されることのない素材の特性を向上させることによって、要求される蓋性能を得ることである。
特許文献３及び特許文献４に開示されているように、強度異方性を低減させることによって、内圧により蓋が膨れる際でも、均等に膨れるようにして局部的な応力集中が生じないようにする手法は、窪み部（デボス部）やコイン部のように応力集中しやすい部位がなければ有効と考えられる。
【０００７】
しかし、実用されている蓋形状は、図１、図２あるいは図３に示すような形状を有している。すなわち、図１に示す缶蓋１は、後述するコイン部等を設けていない通常タイプのものであるが、中央のパネル部１０は、その中心部分にタブ８を固定するためのリベット部１１が設けられ、開口するスコア部１２及びタブ８を配置する部分が全体的に窪んだ窪み部（デボス部）１３となっている。また、パネル部１０の外周側全周には、リベット部１１の突出方向と反対側に突出したカウンターシンク部１５が形成されている。
【０００８】
また、図２に示す缶蓋１０２は、パネル部１０の外周部分（カウンターシンク部１５の内周側）に、バックリング変形を誘導するように上記リベット１１の突出方向に膨らませたコイン部２を周方向４箇所に設けた缶蓋である。その他は図１に示す缶蓋の形状と同様であり、窪み部（デボス部）１３を有している。
また、図３に示す缶蓋１０３は、パネル部１０とカウンターシンク部１５との境界部分においてステップ状に変形させたパネルコイン部３を設けた缶蓋である。その他は図１に示す缶蓋の形状と同様であり、窪み部（デボス部）１３を有している。
【０００９】
以上のように、実用されている缶蓋は、応力集中しやすい形状を有するので、素材の強度異方性にはほとんど影響されず、蓋の特定位置でバックリングが生じやすく、その箇所に応力集中して、バックリング亀裂に至る。また、素材を薄肉化した場合には、強度異方性を低減させても、バックリング部に加わる応力の増加を抑制することはできず、薄肉化した材料の耐バックリング亀裂性改善に関しては、根本的な解決とならない。 
従って、従来の技術では、中間焼鈍を行うことなしに、耐バックリング亀裂性を満たすような、靭性に優れた板厚０．２５ｍｍ未満の陽圧用缶蓋材を得ることができない。
【００１０】
単に中間焼鈍工程を省略すると、製品板の靱性が著しく低下するため、蓋成形時あるいはバックリング時に材料が割れてしまう問題があった。また、この問題は、材料の薄肉化に伴い、一層深刻となる。そこで発明者は、中間焼鈍工程を省略し、かつ薄肉化してもなおこれらの諸問題を引き起こさない成形性及び耐バックリング亀裂性に優れた陽圧缶用のアルミニウム合金板の開発を進めてきたのである。
【００１１】
【特許文献１】特開平４−１７６８４８号公報
【特許文献２】特開２００１−１５２２７１号公報
【特許文献３】特開２００１−３０３１６４号公報
【特許文献４】特開２００２−１０５５７４号公報
【特許文献５】特開２００３−１２９２０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、成形性及び耐バックリング亀裂性に優れた陽圧缶用アルミニウム合金板及びその製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
第１の発明は、Ｓｉ：０．０４〜０．２０％（ｍａｓｓ％、以下同様）、
Ｍｎ：０．０２〜０．４０％、
Ｆｅ：０．１２〜０．３０％、
Ｃｕ：０．０３〜０．２５％、
Ｍｇ：４．０〜５．８％を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなり、
遷移金属元素含有量の総和が０．２０〜０．７０％であることを特徴とする陽圧缶蓋用アルミニウム合金板にある（請求項１）。
【００１４】
本発明の陽圧缶蓋用アルミニウム合金板（以下、適宜、単にアルミニウム合金板という）は、上記特定の量のＳｉ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｇを含有するだけでなく、遷移金属元素含有量の総和を上記特定の範囲に限定している。ここでいう遷移金属元素は、添加成分であるＭｎ、Ｆｅ、Ｃｕだけではなく、上記の不可避的不純物であるＣｒ、Ｚｎあるいは鋳造時に添加される結晶粒微細化剤等に含まれるＴｉ等をも含むものをいう。
このような特定の化学成分に限定することにより、本発明のアルミニウム合金板は、成形性及び耐バックリング亀裂性に優れ、かつ薄肉化が可能な、陽圧缶に適したものとなる。
【００１５】
第２の発明は、鋳塊断面のＤＡＳ（デンドライトアームスペーシング）が７５μｍ以下である領域の面積率が、鋳造方向に対して垂直な断面において７５％以上となるように半連続鋳造方法により鋳塊を作製する鋳造工程と、
上記鋳塊を保持温度４４０〜５３０℃に１〜２０時間保持する均質化熱処理工程と、
圧延時の終了温度を３００℃以上とすることで再結晶組織を得るように上記鋳塊を熱間圧延する熱間圧延工程と、
上記熱間圧延工程直後又は冷間圧延途中に中間焼鈍することなく、圧延率８５〜９３％となるように冷間圧延する冷間圧延工程と、
該冷間圧延工程を施すことによって得られた冷延板に缶蓋用の塗料を塗装し、材料の到達温度が２２０〜２８０℃となるように焼付けを行う塗装焼付け工程とを含むことを特徴とする陽圧缶蓋用アルミニウム合金板の製造方法にある（請求項７）。
【００１６】
本発明の製造方法では、上記鋳造工程、均質化熱処理工程、熱間圧延工程、冷間圧延工程及び塗装焼き付け工程を必須工程として含み、従来通常行われていた、熱間圧延工程直後又は冷間圧延途中の中間焼鈍工程を共に無くしてある。そして、上記各必須工程において上述したような条件を必須条件とすることによって、中間焼鈍工程が無くても、成形性及び耐バックリング亀裂性に優れた陽圧缶用アルミニウム合金板を製造することができるのである。また、中間焼鈍工程を省略することで、製造エネルギーを低減させ、化石燃料の燃焼によるＣＯ2ガスの排出を抑制することにより、環境負荷を低減することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
第１の発明のアルミニウム合金板における各成分範囲の限定理由について説明する。
Ｓｉ：０．０４〜０．２０％、
Ｓｉ含有量が０．２０％を超えると、鋳造凝固過程で晶出するＭｇ2Ｓｉ金属間化合物及びＡｌ−Ｍｎ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物の生成と粗大化を引き起こし、缶蓋成形時及びバックリング時の亀裂の発生位置及び伝播経路となり、耐バックリング亀裂性を低下させてしまうばかりでなく、成形性をも低下させる恐れがある。一方、Ｓｉ含有量が０．０４％未満とするには高純度の地金原料が必要となり、地金のコストが増加し、また鋳造時の規制が厳しくなり生産性を低下させる。従ってＳｉは０．０４〜０．２０％の範囲に限定し、好ましくは金属間化合物量が著しく減少する０．０４〜０．１５％の範囲とするのがよい。
【００１８】
Ｍｎ：０．０２〜０．４０％、
Ｍｎ含有量が０．４０％を超えると、凝固過程で晶出するＡｌ−Ｍｎ、Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｎ、Ａｌ−Ｍｎ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物の生成と粗大化を引き起こし、過剰にＳｉを添加したときと同じ問題が発生してしまう。一方、Ｍｎ含有量が０．０２％未満とするには高純度の地金原料が必要となり、地金原料のコストが増加し、また鋳造時の規制が厳しくなり生産性を低下させる。従ってＭｎは０．０２〜０．４０％の範囲に限定し、好ましくは、凝固過程で晶出する金属間化合物量が著しく減少する０．０２〜０．３２％の範囲とするのがよい。
【００１９】
Ｆｅ：０．１２〜０．３０％、
Ｆｅ含有量が０．３０％を超えると、鋳造凝固過程で晶出するＡｌ−Ｆｅ、Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｎ、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物の生成と粗大化を引き起こし、過剰にＳｉを添加したときと同じ問題が発生してしまうため、添加量の抑制が必要である。但しＦｅ含有量が０．３０％以下であっても、０．２５％超え０．３０％以下の範囲では、Ｍｎの固溶量が低下し、同一Ｍｎ量であってもＡｌ−Ｆｅ−Ｍｎ、Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物量を多くする作用がある為、特に厳しい耐バックリング亀裂性が求められる酎ハイや非アルコール系炭酸飲料用途、又は板厚が０．２４０ｍｍ以下では問題となる場合がある。そのため、内容物が酎ハイや非アルコール系炭酸飲料である場合又は板厚が０．２４０ｍｍ以下の場合には、Ｆｅ含有量を０．２５％以下に制限することが好ましい。一方、０．１２％未満とするには高純度の地金原料が必要となり、地金原料のコストが増加し、また鋳造時の規制が厳しくなり生産性を低下させる。従ってＦｅは０．１２〜０．３０％の範囲に限定し、好ましくはＭｎの固溶量を著しく低下させない０．１２〜０．２５％の範囲とするのがよい。
【００２０】
Ｃｕ：０．０３〜０．２５％、
Ｃｕ含有量が０．２５％を超えると、鋳造時の鋳塊割れ、及び熱間圧延時の割れを引き起こしやすく、製造が困難である。但しＣｕ含有量が０．２５％以下であっても、０．１５％超え０．２５％以下の範囲では、熱間圧延時の割れを抑制する為、１パス毎の圧下量を小さくする必要があり、生産性を低下させる。一方、０．０３％未満とするには高純度の地金原料が必要となり、地金原料のコストが増加し、また鋳造時の規制が厳しくなり生産性を低下させる。従ってＣｕは０．０３〜０．２５％の範囲に限定し、好ましくは熱間圧延時の生産性を低下させない０．０３〜０．１５％の範囲とするのが良い。
【００２１】
Ｍｇ：４．０〜５．８％、
Ｍｇの添加はＭｇ自体の固溶による強度向上効果があり、また転位との相互作用による加工硬化量が大きく、内圧の掛かるアルミニウム合金缶蓋材に対して必要な強度を得る為、必要不可欠な元素である。しかし、Ｍｇ量が４．０％未満では陽圧用の蓋として十分な強度を得ることが出来ない。一方、５．８％を超えると熱間圧延時の割れを引き起こしやすく、製造が困難である。但し、Ｍｇ添加量が５．８％以下であっても、５．２%を超え５．８％以下の範囲では、熱間圧延時の割れを抑制する為、１パス毎の圧下量を小さくする必要があり、生産性を低下させる。従ってＭｇは４．０〜５．８％の範囲に限定し、好ましくは熱間圧延時の生産性を低下させない４．０〜５．２％の範囲とするのが良い。
【００２２】
遷移金属元素含有量の総和：０．２０〜０．７０％、
遷移金属元素であるＦｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｔｉ等は、それら自体の固溶による強度向上効果がある。また、鋳塊の結晶粒微細化剤の成分として０．０１〜０．０５％程度のＴｉが添加される。しかしこれらの遷移金属元素量の総和が０．７０％を超えると、遷移金属元素が単独又は複合してＡｌと金属間化合物を形成し、缶蓋成形時及びバックリング時の亀裂の発生位置及び伝播経路となり、耐バックリング亀裂性を低下させてしまうばかりでなく、成形性をも低下させる恐れがある。
但し遷移金属元素含有量総和が０．７０％以下であっても、特に厳しい耐バックリング亀裂性が求められる用途、又は板厚が０．２４０ｍｍ以下では問題となる場合があり、特に、内容物が酎ハイや非アルコール系炭酸飲料である場合又は板厚が０．２４０ｍｍ以下の場合には、好ましくは、これら遷移金属元素量の総和を０．６０％以下に規制するのがよい。
一方これら遷移金属元素量の総和が０．２０％未満では、微細な結晶粒組織を有する鋳塊を安定して製造するのに必要なＴｉ以外の遷移金属元素量を減少させる必要があり、地金原料のコストを増加させてしまう。その為、これら遷移金属元素量の総和は０．２０〜０．７０％の範囲に限定し、好ましくは０．２０〜０．６０％の範囲とするのがよい。
【００２３】
次に、上記アルミニウム合金板は、圧延方向に対して垂直な断面における、粒径が１μｍ以上の金属間化合物粒子の面積率が合計で１．１％以下であり、かつ、粒径が１０μｍ以上の金属間化合物粒子の面積率が合計で０．５％以下であることが好ましい（請求項２）。
【００２４】
上記アルミニウム合金板のミクロ組織は、前述した化学成分及び鋳塊組織を調整し、上記製造方法によって製造することによって得られる。
圧延方向に対して垂直な任意の断面で金属間化合物の粒子径が１μｍに満たない場合は、微小亀裂の発生（即ち母材との界面剥離）が少なく亀裂の伝播経路になりにくいことから、成形性及び耐バックリング亀裂性に対して影響を及ぼしにくい。しかし上記断面で１μｍ以上の金属間化合物粒子面積率の合計が１．１％を超えると、これら金属間化合物粒子が缶蓋成形時及びバックリング時の亀裂の発生位置及び伝播経路となる恐れがある。
【００２５】
また１０μｍ以上の金属間化合物粒子面積率の合計が０．５％を超えると、冷間圧延工程で金属間化合物粒子と母材の変形の整合性が保たれずに圧延板の端部に耳割れを生じたり、あるいは板内部に生じた微小亀裂により、成形性及び耐バックリング亀裂性を低下してしまう恐れがある。
それ故、圧延方向に対して垂直な断面における、粒径が１μｍ以上の金属間化合物粒子の面積率が合計で１．１％以下であり、かつ、粒径が１０μｍ以上の金属間化合物粒子の面積率が合計で０．５％以下であることが好ましい。
【００２６】
なお、上記金属間化合物の面積率を測定する方法としては、次の方法を用いる。
測定対象面を鏡面まで研磨し、金属間化合物を明瞭にする為、フッ酸で１０〜１５秒腐食させる。その後、光学顕微鏡を用いて４００倍で観察しながら画像解析処理装置を用いて面積率を測定する。面積率は、観察視野面積に対する金属間化合物を観察した面積の割合とする。但し、観察視野面積は１ｍｍ2以上とする。また金属間化合物の粒径は、金属間化合物面積と同一の面積となる円を仮定し、その円の直径と定義する。
【００２７】
また、上記アルミニウム合金板は、その板厚が０．２５ｍｍ以上の場合でも、従来のアルミニウム合金板よりも成形性及び耐バックリング亀裂性に優れ、陽圧缶に好適なものとなるが、特に、板厚が０．２００ｍｍ以上０．２５０ｍｍ未満の場合には、従来にない優れた性能を発揮する（請求項３）。すなわち、通常、板厚が減少するとバックリング亀裂は発生しやすくなる傾向にある。これに対し、本発明のアルミニウム合金板は、板厚を減少してもなお、耐バックリング亀裂性に優れるので、特に０．２５０ｍｍ未満の薄板が要求される場合に非常に有効である。しかし板厚が０．２００ｍｍ未満では、缶蓋としての強度が不足し、陽圧用缶蓋として要求される耐圧を維持することが、非常に困難となる。
【００２８】
また、上記アルミニウム合金板は、内容物が酎ハイ及び非アルコール系炭酸飲料である陽圧缶の缶蓋に用いられる場合に特に有効である（請求項４）。例えば、上記陽圧缶の内容物がビールの場合に比べて、内容物がそれ以外の酎ハイや炭酸飲料の缶は、初期内圧および温度上昇による缶内圧上昇が大きいため、一般に要求耐圧が高い。高耐圧を確保するため材料強度を増加すると、バックリング亀裂が発生しやすくなる。これに対し、本発明では、材料強度を増加させてもなお、耐バックリング性に優れるので、上記酎ハイ及び非アルコール系炭酸飲料を内容物とする場合に非常に有効である。
ここで、上記酎ハイとは、焼酎を炭酸水で割った飲み物を意味し、非アルコール系炭酸飲料は、実質的にアルコールを含有していない炭酸飲料を意味する。
【００２９】
また、上記缶蓋は、スコア部及びタブを固定するためのリベット部を設けたパネル部と、該パネル部の外周側において上記リベットの突出方向と反対側に周方向全周において突出したカウンターシンク部とを有してなると共に、上記パネル部の最外周部分に、バックリング変形を誘導するように上記リベットの突出方向に膨らませたコイン部を周方向複数箇所に設けた缶蓋である場合にも有効である（請求項５）。
【００３０】
すなわち、図２に示すように、バックリング時のブローアップ（スコアが開口してしまう現象）を抑制するため、パネル外周部（カウンターシンク部の内側）にバックリング変形を誘導する加工（コイニング）を施し、内容物を漏れにくくする工夫がなされている陽圧用缶蓋形状がある。
【００３１】
一方、前述した特許文献３及び特許文献４では、強度異方性を低減し、内圧により蓋が膨れる際の応力集中を軽減することによって、亀裂を発生しにくくしている。
しかし、コイニングが施されている缶蓋形状では、素材の強度異方性とは無関係に、コイン部の位置でバックリングする確率が高く、その部分に応力集中してしまう。即ち、コイン部が設けられている缶蓋形状では、素材の強度異方性を低減することは、耐バックリング亀裂性向上の手段とはならない。従って、コイン部が設けられている缶蓋形状では、素材の靭性を向上させることによって、耐バックリング亀裂性を向上させる必要がある。このようなコイニングを施した缶蓋用の素材としては、本発明のアルミニウム合金板が非常に適している。
【００３２】
また、上記缶蓋は、スコア部及びタブを固定するためのリベット部を設けたパネル部と、該パネル部の外周側において上記リベットの突出方向と反対側に周方向全周において突出したカウンターシンク部と、上記パネル部と上記カウンターシンク部との境界部分においてステップ状に変形させた耐圧を高めるためのパネルコイン部が形成されている缶蓋である場合にも有効である（請求項６）。
【００３３】
缶蓋の形状としては、耐圧を向上させるため、パネル部の縁の全周にバックリング変形を抑制する加工（パネルコイニング）を施し、耐圧を高める工夫がされている陽圧用缶蓋形状がある。このような蓋形状では、バックリング時の缶内圧が高いため、バックリング時にはより強い衝撃が缶蓋に加わり、材料に掛かる力が増加する。従って、パネルコイン部が形成されている缶蓋形状では、バックリング亀裂が発生しやすいため、靭性の高い素材を用いる必要がある。このようなパネルコイニングを施した缶蓋用の素材としては、本発明のアルミニウム合金板が非常に適している。
【００３４】
次に、上記第２の発明の製造方法では、上述したごとく、鋳造工程、均質化熱処理工程、熱間圧延工程、冷間圧延工程及び塗装焼き付け工程を必須工程として含み、従来通常行われていた、熱間圧延工程直後又は冷間圧延途中の中間焼鈍工程を共に無くしてある。
まず、上記鋳造工程は、半連続鋳造方法（ＤＣ鋳造法）によって行う。これにより、工業的に生産性に優れ、全長に渡って均質性に優れた鋳塊を得ることができる。
【００３５】
また、鋳造工程での凝固速度が遅いと、Ｍｇ2Ｓｉ金属間化合物粒子、及びＡｌ−Ｆｅ−Ｍｎ、Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物粒子が粗大化し、これらの金属間化合物粒子は製品板に至る工程で消滅することなく、製品板に残存するため、缶蓋成形時及びバックリング時の亀裂の発生位置及び伝播経路となり、成形性及び耐バックリング亀裂性を低下してしまう。しかし、一般に凝固速度を実測することは困難である。そこで、凝固速度に変わる指標として凝固速度の増加とともに縮小するＤＡＳ（デンドライトアームスペーシング）を用いる。
すなわち、本発明では、鋳塊断面のＤＡＳが７５μｍ以下である領域の面積率が、鋳造方向に対して垂直な断面において７５％以上となるように半連続鋳造方法により鋳塊を作製する。
上記ＤＡＳが７５μｍ以下である領域の面積率が上記断面において７５％未満の場合には、鋳造工程での凝固速度が遅すぎて上述した問題を生じるおそれがある。
【００３６】
なお、適切なＤＡＳを得る為の鋳造条件は、ＤＣ鋳造設備、鋳塊の大きさなどによって大きく左右される。すなわち、製品板の板厚方向に相当する鋳塊厚さを増加させると、溶湯の質量及び鋳塊表層から中心までの距離が大きくなり、凝固速度が遅くなる為、より大きな冷却能が必要となる。上記ＤＡＳの状態が得られる鋳造条件の一例を挙げると、鋳塊厚さが５００ｍｍ以下の場合の鋳造条件としては、水冷されたアルミニウム合金製又は銅合金製鋳型で一次冷却し、更に周流量０．２２Ｌ／ｍｉｎ・ｍｍ以上の冷却水で二次冷却を行うことによって、４５ｍｍ／ｍｉｎ以上の鋳造速度を得るように規制する必要がある。
【００３７】
なおＤＡＳを測定する方法としては、次の方法を用いる。
鋳塊横断面の測定位置より１辺が１０〜３０ｍｍの直方体小片を切り出し、測定対象面を鏡面まで研磨する。デンドライト境界を明瞭にする為、ケラー氏液（硝酸：塩酸：フッ酸＝５：３：２（体積比）の混合液）で３０秒腐食する。その後、光学顕微鏡を用いて１００倍で観察し、ＤＡＳ測定は撮影した写真上で行うか、又は試料を直接観察しながら画像解析処理装置を用いて行う。
【００３８】
まず２つのデンドライトアーム境界間に線分を引くが、このとき出来るだけ多くのデンドライトアーム境界と線分が交わるように、可能な限り線分を長く取り、線分の長さｌi及び線分とデンドライト境界の交点の数ｎiを測定する。この操作をｍ本の線分について繰り返す。ＤＡＳをｄとすると、
ｄ＝[｛ｌ1／（ｎ1−１）｝＋｛ｌ2／（ｎ2−１）｝＋・・・＋｛ｌｍ／（ｎｍ−１）｝]／ｍ
より算出される。但し、観察視野は３視野以上、線分数ｍは１０以上とし、さらに測定した交点の数ｎは２００以上とする。
［参考文献］軽金属学会研究委員会：「アルミニウムのデンドライトアームスペーシングと冷却速度の測定法（研究部会報告書Ｎｏ．２０）」（１９８８）
【００３９】
次に、上記均質化熱処理工程は、上記の鋳造工程により得られた鋳塊を、保持温度４４０〜５３０℃に１〜２０時間保持する工程である。
鋳塊の均質化熱処理温度が４４０℃未満では、均質化熱処理時間が長時間必要となり、生産性の低下を招く。一方、均質化熱処理温度が５３０℃を超えると、金属間化合物の粗大化傾向が大きく、缶蓋成形時及びバックリング時の亀裂の発生位置及び伝播経路となり、成形性及び耐バックリング亀裂性を低下させてしまう。
また、均質化熱処理温度での保持時間が１時間未満では、組織の均質化が得られない。一方、２０時間を超えると、金属間化合物の粗大化傾向が大きく、均質化熱処理温度が５３０℃を超えたときと同じ問題が発生してしまう。
従って均質化熱処理条件は、保持温度４４０〜５３０℃、保持時間１〜２０時間の範囲とする。
【００４０】
上記熱間圧延工程は、圧延完了時の終了温度が３００℃以上となるように上記鋳塊を熱間圧延する工程である。本発明の製造方法では、上述したごとく、熱間圧延後に最終板厚まで中間焼鈍を施さない。従って、熱延終了温度は３００℃以上とし、再結晶組織を得ることとする。一方、熱間圧延終了温度が３００℃未満では、均質な再結晶組織を十分得ることができない為、冷間圧延工程を含めた実質的な製品の加工硬化量が増加し、成形性及び耐バックリング亀裂性に劣るだけでなく、製品強度のばらつきが大きくなり、缶蓋材としての品質に劣る。
【００４１】
上記冷間圧延工程は、上記熱間圧延工程直後又は冷間圧延途中に中間焼鈍することなく、圧延率８５〜９３％となるように冷間圧延する工程である。
冷間圧延率が８５％未満では、熱間圧延終了板厚が安定して製造できる下限を超えてしまうおそれがある。また、上記のごとく冷間圧延途中に中間焼鈍を施さない為、冷間圧延率が９３％を超える場合は加工硬化が大きくなり、成形性に劣るだけでなく、冷間圧延板端部の耳割れが発生しやすくなり、生産性に劣る。従って、冷間圧延率は８５〜９３％の範囲とする。
【００４２】
上記塗装焼付け工程は、上記冷間圧延工程を施すことによって得られた冷延板に缶蓋用の塗料を塗装し、材料の到達温度が２２０〜２８０℃となるように焼付けを行う工程である。
この塗装焼付け工程は、缶蓋材板面に有機樹脂を塗装し焼付けるだけでなく、調質焼鈍を兼ねている。塗装焼付け工程の到達温度が２２０℃未満では、冷間圧延工程で導入された転位組織が十分に回復せず、缶蓋の成形性に劣る。一方２８０℃を超えると、回復が進みすぎて缶蓋材に必要な強度が得られない。従って塗装焼付け条件は材料の到達温度を２２０〜２８０℃とし、保持時間０秒以上とする。
【実施例】
【００４３】
（実施例１）
本発明の実施例に係る陽圧缶蓋用アルミニウム合金板およびその製造方法につき説明する。
本例では、表１に示す種々の化学成分及びＤＡＳが７５μｍ以下の領域の面積率（前述の測定方法によって測定）を有するアルミニウム合金鋳塊（試料Ｎｏ．１〜１６）を、５００℃−４時間で均質化熱処理し、熱間圧延した。熱間圧延の終了温度は３１０〜３５０℃として、再結晶組織を得た。その後、各試料に対して、表２に示すプロセスで冷間圧延及び塗装焼付け処理した。その後、各試料について前述の測定方法によって金属間化合物粒子の面積率を測定し、表２に示す。
【００４４】
【表１】
2007023340.tif 000003
【００４５】
【表２】
2007023340.tif 000004
【００４６】
得られた塗装板に対して、各特性を評価した。
成形性の評価は、材料が最も大きく変形するリベット成形で行った。リベット天面部の板厚減少率が６０％となるように調整して、前述した図１の形状を有する２０４径（外径：２＋４／１６インチ）用の蓋を５０枚成形し、リベット部の割れを目視で判断した。５０枚中、亀裂のまったく発生しなかった試料を○（合格）、亀裂が１枚でも認められた試料を×（不合格）とした。
【００４７】
成形性の評価で合格した試料について、より高靭性が要求される耐バックリング亀裂性の評価を行った。耐バックリング亀裂性の評価としては、リベット成形性評価で合格した蓋を２０枚用い、缶胴に巻締め、内部に水圧をかけてバックリングさせたとき亀裂が発生しなかった試料を○（合格）、亀裂が１枚でも認められた試料を×（不合格）とした。なお、塗装後の引張強さが３５０ＭＰａを下回る場合には、陽圧用の蓋材に要求される強度に足りない為不合格とした。その結果を表３に示す。
【００４８】
【表３】
2007023340.tif 000005
【００４９】
表３より知られるごとく、発明の実施例であるＮｏ．１〜Ｎｏ．６は、いずれも良好なリベット成形性を示すと共に、耐バックリング亀裂性も良好であり、しかも十分な強度を有していた。
これに対してＮｏ．７は、化学成分、鋳塊のＤＡＳが７５μｍ以下の領域の面積率（以下、ＤＡＳ分布とする。）及び金属間化合物粒子の面積率が本発明の規定内だが、塗装焼付け時の材料到達温度が高く強度不足であった。
【００５０】
Ｎｏ．８は、化学成分が本発明の規定内だが、ＤＡＳ分布が外れていることから粒子径が１μｍ以上及び１０μｍ以上の金属間化合物粒子の面積率が上記好適な範囲を外れ、リベット成形性が悪かった。
Ｎｏ．９、Ｎｏ．１１及びＮｏ．１６は、ＤＡＳ分布が本発明の規定内だが、化学成分が適切でなく粒子径が１μｍ以上の金属間化合物粒子の面積率が上記好適な範囲を外れた為、リベット成形性が悪かった。
Ｎｏ．１０は、ＤＡＳ分布が本発明の規定内だが、化学成分が適切でなく粒子径が１μｍ以上及び１０μｍ以上の金属間化合物粒子の面積率が上記好適な範囲を外れた為、リベット成形性が悪かった。
Ｎｏ．１４、Ｎｏ．１５は、ＤＡＳ分布が本発明の規定内だが、化学成分が適切でなく粒子径が１μｍ以上の金属間化合物粒子の面積率が上記好適な範囲をやや外れた為、リベット成形性は良好であったが耐バックリング亀裂性が悪かった。
【００５１】
Ｎｏ．１２、Ｎｏ．１３はＤＡＳ分布および粒子径が１μｍ以上及び１０μｍ以上の金属間化合物粒子の面積率が上述した好適な範囲の範囲内であるが、化学成分が本発明の規定を外れていることから、強度不足になった。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】一般的な缶蓋形状を示す説明図（断面図にはタブを図示せず）。
【図２】コイン部を有する缶蓋形状を示す説明図（断面図にはタブを図示せず）。
【図３】パネルコイン部を有する缶蓋形状を示す説明図（断面図にはタブを図示せず）。
【符号の説明】
【００５３】
１、１０２、１０３  缶蓋
１０  パネル部
１１  リベット部
１２  スコア部
１３  窪み部（デボス部）
１５  カウンターシンク部
１９  カウンターシンク部の外側側壁部（チャックウォール部）
２  コイン部
３  パネルコイン部
８  タブ
【図１】
2007023340.tif 000006
【図２】
2007023340.tif 000007
【図３】
2007023340.tif 000008