(57)【要約】【解決課題】ウイスキーボトルなどのキャップシール材として好適に使用し得るアルミニウム板材を提供すること。【解決手段】アルミニウムの含有量が９９．９９質量％以上であり、板厚が０．１５〜０．５０ｍｍであり、表面組織の再結晶率が７０％以上であることを特徴とするキャップシール用アルミニウム板材。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウムの含有量が９９．９９質量％以上であり、板厚が０．１５〜０．５０ｍｍであり、表面組織の再結晶率が７０％以上であることを特徴とするキャップシール用アルミニウム板材。
【請求項２】
請求項１記載のキャップシール用アルミニウム板材を成形して得られるキャップシール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウイスキーやワインなどのボトル蓋部を被覆するためのキャップシール材として好適に使用されるアルミニウム板材に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ウイスキーやワイン等のボトルキャップシール材には、錫箔、鉛箔やプラスチックフィルムが使用されている。
【０００３】
しかし、成形性に優れる鉛は人体にとって毒性が強く、近年、特に食品分野においては使用を避けられている。また、錫は人体にとって毒性は強くなく成形性も優れているものの高価であり、一方、安価なシール材としてプラスチックフィルムも広く使用されているが、ボトル外観の高級感を損なうため、ウイスキーボトルなどに用いる被覆材料としては金属材料の使用が望ましい。
【０００４】
キャップシールは、図１に示すように、キャップ部１とスカート部２、およびキャップ部１とスカート部２を連結する切除部３より構成され、切除部３とキャップ部１との境界、および切除部３とスカート部２との境界には、弱め線４、５が設けられている。弱め線４、５はキャップシール本体をミシン目状に厚さ方向に圧縮することによって形成され、切除部３を外側に引っ張ると、ミシン目状圧縮部の強度が低いため、弱め線４、５に沿って切除部３が切断される結果、切除部３がキャップシール本体から除去され、キャップ部１も除去されて容器の蓋が開封されるようになっている。
【０００５】
弱め線４、５は、図２に示すように、切除部３とキャップ部１との境界に位置する線状圧縮部６と、この線状圧縮部６からキャップ部１側に食い込む鋸刃状圧縮部７、および切除部３とスカート部２との境界に位置する線状圧縮部６と、この線状圧縮部６からスカート部２側に食い込む鋸刃状圧縮部７から構成されており、弱め線４、５を外側に引っ張って切断する場合、鋸刃状圧縮部７の各刃の間に線状圧縮部６が存在するため、この線状圧縮部６の存在により切除部３を容易に切断することができる。
【０００６】
上記のキャップシールをアルミニウム板材で構成した場合、アルミニウムは金属光沢を有するため外観に優れているが、加工硬化し易いため鉛や錫ほどには成形性が優れておらず、さらに強度が高いためミシン目切り裂き性が悪く、これまでウイスキーボトルなどのキャップシール材としては使用されてこなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平６−３０６５１２号公報
【特許文献２】特許第３２２１６１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、キャップシール用のアルミニウム板材を得るために、各種アルミニウム材の成形性、ミシン目切り裂き性などについて試験、検討を行った結果としてなされたものであり、その目的は、ウイスキーボトルなどのキャップシール材として好適に使用し得るアルミニウム板材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題は、以下の本発明により解決される。
すなわち、本発明（１）は、アルミニウムの含有量が９９．９９質量％以上であり、板厚が０．１５〜０．５０ｍｍであり、表面組織の再結晶率が７０％以上であることを特徴とするキャップシール用アルミニウム板材を提供するものである。
【００１０】
また、本発明（２）は、（１）のキャップシール用アルミニウム板材を成形して得られるキャップシールを提供するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、優れた成形性を備え、且つミシン目切り裂き性に優れ、ウイスキーやワインなどのボトル用キャップシール材として好適に使用し得るアルミニウム板材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ボトル蓋部に被覆されたキャップシールの正面図である。
【図２】キャップシールの切除部近傍の拡大図である。
【図３】成形試験において、成形試験後に得られるキャップシールの形状を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明のキャップシール用アルミニウム板材は、アルミニウムの含有量が９９．９９質量％以上であり、板厚が０．１５〜０．５０ｍｍであり、表面組織の再結晶率が７０％以上であることを特徴とするキャップシール用アルミニウム板材である。
【００１４】
本発明のキャップシール用アルミニウム板材は、アルミニウム製の板材である。そして、本発明のキャップシール用アルミニウム板材は、アルミニウムを９９．９９質量％以上を含有する。すなわち、本発明のキャップシール用アルミニウム板材は、アルミニウム純度が９９．９９質量％以上で、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｕなどの不純物の総計含有量が１００質量ｐｐｍ以下のアルミニウム材を用いて製造される。
【００１５】
上記のＳｉ、Ｆｅ、Ｃｕなど不純物元素は格子歪や晶析出物として転位のトラップ源となり、成形中の加工硬化を促進し、成形性を悪くする要因となるため、本発明のキャップシール用アルミニウム板材においては、上記のＳｉ、Ｆｅ、Ｃｕなど不純物元素の総計含有量が１００質量ｐｐｍ以下に制限される。一方、
アルミニウム板材中の不純物の総計含有量が１００質量ｐｐｍを超える場合、すなわち、アルミニウム板材のアルミニウム含有量が９９．９９質量％未満だと、成形加工中に著しく加工硬化し、キャップシールの形状への成形が困難となる。
【００１６】
本発明のキャップシール用アルミニウム板材の表面組織の再結晶率は、７０％以上、好ましくは８５％以上である。表面組織の再結晶率が、上記範囲にあることにより、キャップシールの形状への成形性が良好となる。一方、表面組織の再結晶率が、上記範囲未満だと、キャップシールの形状への成形加工中の加工硬化が著しくなり、成形性が悪くなるか、あるいは、成形できたとしても、壁面にクラックが生じてしまう。なお、本発明において、再結晶率は、以下の手順によって測定される。先ず、測定対象を過塩素酸エタノール中で電解研磨して、表面を鏡面仕上げした後、電解放射型電子銃を備えた走査型電子顕微鏡により、測定面積２ｍｍ２に対して、加速電圧２０ｋＶ、測定ステップサイズ５μｍで、電子後方散乱解析像法（ＥＢＳＰ）による結晶方位解析を行う。次いで、測定結果により、１５°以上の方位差を有する境界を結晶粒界と規定し、その結晶粒内のＧＡＭ（Ｇｒａｉｎ  Ａｖｅｒａｇｅ  Ｍｉｓｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）が２°以下である結晶粒を再結晶粒とし、測定面積に対する再結晶粒の占める面積率を再結晶率として求める。このＧＡＭは、一つの結晶粒内における隣接測定点間の方位差の平均を示す値であり、加工組織や完全には再結晶していない組織の場合、粒内の加工歪の影響で局所的な方位のずれを生じ、値が大きくなることが知られている。
【００１７】
本発明のキャップシール用アルミニウム板材の板厚は、０．１５〜０．５０ｍｍ、好ましくは０．２０〜０．３５ｍｍである。アルミニウム板材の板厚が、上記範囲にあることにより、キャップシールの形状への成形性が良好となり、且つ、ミシン目切り裂き性が良好となる。一方、アルミニウム板材の板厚が、上記範囲未満だと、キャップシールの形状への成形加工中に材料が破断し易くなり、また、上記範囲を超えると、成形性が悪くなり、且つ、ミシン目切り裂き性が悪くなる。
【００１８】
本発明のキャップシール用アルミニウム板材は、アルミニウム含有量が９９．９９質量％以上のアルミニウムを溶解、鋳造し、得られた鋳塊を、熱間圧延し、必要に応じて中間焼鈍し、冷間圧延し、必要に応じて最終焼鈍することにより製造される。
【００１９】
熱間圧延における圧延温度は、４５０℃以下、好ましくは４００℃以下である。圧延温度が上記範囲を超えると、熱間圧延において粗大な結晶粒が形成されるため、最終板まで結晶方位等の影響が残存し、成形性及び外観が悪くなる要因となる。
【００２０】
熱間圧延後には、必要に応じて中間焼鈍を行う。熱間圧延後に中間焼鈍を行う場合、中間焼鈍における中間焼鈍温度は、結晶粒が粗大化し過ぎない温度範囲であればよい、すなわち３００℃以下であればよい。
【００２１】
冷間圧延における圧下率は任意に選択される。冷間圧延においては、最終板厚を０．１５〜０．５０ｍｍ、好ましくは０．２０〜０．３５ｍｍとする。
【００２２】
冷間圧延後のアルミニウム板材の表面組織の結晶率が７０％未満の場合は、冷間圧延後に、最終焼鈍後のアルミニウム板材の表面組織の結晶率が７０％以上、好ましくは８５％以上となる条件で、最終焼鈍を行う。また、冷間圧延後のアルミニウム板材の表面組織の結晶率が７０％以上の場合は、冷間圧延後に、最終焼鈍を行わなくてもよいし、あるいは、冷間圧延後に、最終焼鈍後のアルミニウム板材の表面組織の再結晶率を高めるために、最終焼鈍を行ってもよい。最終焼鈍における焼鈍温度及び焼鈍時間は、最終焼鈍後のアルミニウム板材の表面組織の結晶率が７０％以上、好ましくは８５％以上となる条件で適宜選択される。
【００２３】
本発明のキャップシールは、本発明のキャップシール用アルミニウム板材を成形して得られるキャップシールである。
【００２４】
本発明のキャップシールとしては、ウイスキー、ワイン等のボトルのキャップシールとして用いられ、且つ、ボトルにミシン目が形成されて取り付けられることにより、ボトルを開栓する時に、キャップ部がミシン目に沿って切り裂き分離可能となるものであれば、特に制限されない。
【００２５】
本発明のキャップシールの形態例としては、例えば、キャップ部と、スカート部と、キャップ部とスカート部とを連結する切除部と、を有するものが挙げられる。なお、切除部とは、本発明のキャップシールが、ボトルに、キャップ部がミシン目沿って切り裂き分離可能となるように、ミシン目が形成されて取り付けられた後、ボトルを開栓する時に、切除部とキャップ部の境及び切除部とスカート部の境が切り裂かれることにより、キャップ部及びスカート部から分離される部分である。
【００２６】
本発明のキャップシールは、本発明のキャップシール用アルミニウム板材を打ち抜く抜き工程と、打ち抜き材をカップ絞り成形するカップ成形工程と、カップ材をヘラ絞りするヘラ絞り工程と、ヘラ絞り材に形成した耳部をトリミングする耳部トリミング工程と、を行い、本発明のキャップシール用アルミニウム板材を用いて、キャップシールの形状に成形されることにより製造される。
【００２７】
そして、本発明のキャップシールは、ウイスキー、ワイン等のボトルの口の部分に嵌められ、かしめられると共に、切除部とキャップ部の境及び切除部とスカート部の境が切り裂き可能となるようにミシン目が形成されて、ボトルに取り付けられる。
【実施例】
【００２８】
以下、本発明の実施例を比較例と対比して説明し、本発明の効果を実証する。なお、これらの実施例は本発明の一実施態様を示すものであり、本発明はこれらに限定されない。
【００２９】
純度が５Ｎ（アルミニウム含有量９９．９９９質量％）、４Ｎ（アルミニウム含有量９９．９９０質量％）又は３Ｎ（アルミニウム含有量９９．９００質量％）のアルミニウムを半連続鋳造法にて造塊し、次いで、得られたスラブを、２００〜４５０℃の温度範囲で熱間圧延して、厚さ２ｍｍのアルミニウム板を得、次いで、表１に記載の所定の板厚まで、冷間圧延し、一部については、更に、最終焼鈍を施し、試験材を得た。得られた試験材の再結晶率を表１に示す。
次いで、得られた試験材に対して、下記の方法により、成形試験及びミシン目切り裂き試験を行った。その結果を表１に示す。
【００３０】
（再結晶率の測定）
試験材を過塩素酸エタノール中で電解研磨して、表面を鏡面仕上げした後、電解放射型電子銃を備えた走査型電子顕微鏡により、測定面積２ｍｍ２に対して、加速電圧２０ｋＶ、測定ステップサイズ５μｍで、電子後方散乱解析像法（ＥＢＳＰ）による結晶方位解析を行った。測定結果により、１５°以上の方位差を有する境界を結晶粒界と規定し、その結晶粒内のＧＡＭ（Ｇｒａｉｎ  Ａｖｅｒａｇｅ  Ｍｉｓｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）が２°以下である結晶粒を再結晶粒として、測定面積に対する再結晶粒の占める面積率を再結晶率として求めた。
【００３１】
（成形試験）
成形試験により作製するキャップシールの形状と寸法を図３に示す。すなわち、図１に示すキャップシールにおいて、切除部３を加工する前の形状で、キャップ部１とスカート部２とからなるものである。
成形試験では、アルミニウム板の打ち抜き工程、カップ成形工程、ヘラ絞り工程、耳部トリミング工程の四工程を行い、各工程を連続的に実施した。成形試験において、破断を生じず正常に成形できたものを成形性良好「○」として合格と評価した。一方、成形途中で破断したもの、あるいは加工硬化が著しく成形できなかったものを成形性不良「×」として不合格と評価した。
【００３２】
（ミシン目切り裂き試験）
試験材にミシン目工具を押し当て、前方方向へ転がすことにより、図２に示す線状圧縮部、鋸刃状圧縮部からなるミシン目を付与した。次いで、ミシン目を付与した後、ミシン目端部を手で掴み、ミシン目転写方向へ引っ張ることにより、ミシン目切り裂き性を調査した。ミシン目切り裂き試験において、容易にミシン目に沿って切り裂くことができたものをミシン目切り裂き性優良「◎」と、ミシン目に沿って切り裂くことはできたが、切り裂きに大きな力を要したものをミシン目切り裂き性良好「○」とし、これらを合格と評価した。一方、ミシン目に沿って切り裂くことが困難なものをミシン目切り裂き性不良「×」として不合格と評価した。
【００３３】
【表１】
2017065800.tif 000002
【００３４】
表１に示すように、実施例１、３、５は、いずれも成形性が良好であり、容易にミシン目に沿って切り裂くことができた。実施例２、４、６は、いずれも成形性が良好であり、ミシン目に沿った切り裂き自体は可能であった。実施例２、４は、再結晶率がやや低いために、材料の硬さが高くなったことが、ミシン目間圧縮部の破断に要する荷重が大きくなった要因であり、より優れたミシン目切り裂き性を得るためには、再結晶率を高くし、軟化させることが好ましい。実施例６は、板厚が厚いことが、ミシン目間圧縮部の破断に要する荷重が大きくなった要因であり、より優れたミシン目切り裂き性を得るためには、板厚を薄くすることが好ましく、板厚を０．３５ｍｍ以下とすることが特に好ましい。
【００３５】
比較例１〜８では、いずれも成形中に著しい加工硬化を生じ、キャップシールの形状まで成形できなかったか、あるいは、キャップシールが得られても壁面にクラックが形成されていた。比較例１、３、４は、再結晶率が低いために材料の硬さが高く且つ成形中の加工硬化も促進されるために、成形できなかった。比較例２、５は、板厚が薄過ぎるために、成形中に破断してしまい、一方、比較例６は、板厚が厚過ぎるために、キャップシールの形状まで成形できなかった。比較例７、８は、不純物元素の含有量が多いために、加工硬化が促進され、成形できなかった。
【符号の説明】
【００３６】
１  キャップ部
２  スカート部
３  切除部
４  弱め線
５  弱め線
６  線状圧縮部
７  鋸刃状圧縮部
【図１】
2017065800.tif 000003
【図２】
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【図３】
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