(57)【要約】【課題】本発明は、板厚を０.２ｍｍ程度に薄肉化した場合でも、高い材料強度と十分なリベット成形性を有した上で、開缶荷重のばらつきが小さい、優れた開缶性を兼備した、イージーオープン缶蓋用アルミニウム合金板を提供することを目的とする。【解決手段】特定組成の５０００系アルミニウム合金板の加工硬化指数（ｎ値）を小さくして、スコア３の加工での加工硬化量の違いによる、開缶荷重のばらつきを小さくして、高い材料強度と十分なリベット成形性を有した上で、開缶性を向上させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｍｇ：３．８〜５．５質量％、Ｆｅ：０．１〜０．５質量％、Ｓｉ：０．０５〜０．３０質量％、Ｍｎ：０．０１〜０．６０質量％、Ｃｕ：０．０１〜０．３０質量％を含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなり、冷間圧延後に焼付塗装処理されたアルミニウム合金板であって、この板の圧延方向と平行な方向の引張試験によって得られた真応力-真ひずみ曲線において、真ひずみの自然対数が−５以上、−３以下の範囲で求めた加工硬化指数（ｎ値）が０．０４〜０．１３の範囲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】
前記アルミニウム合金板の、熱フェノールによる残渣抽出法で測定された、Ｍｇの固溶量が前記板のＭｇ含有量の８０％以上である、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、高強度と成形性に優れた上で、開缶荷重のばらつきが小さい点での優れた開缶性を兼備したイージーオープン缶蓋用アルミニウム合金板に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、飲料、食品用途に汎用される包装容器の１つとして、底と側壁が一体構造の有底円筒状の胴部（缶胴、キャンボディ）と、この胴部の開口部に封止されて上面となる円板状の蓋部（缶蓋、キャンエンド）とからなる２ピースのオールアルミ缶が周知である。
【０００３】
このようなアルミ缶の材料として、各々に要求される強度、成形性などの違いから、缶胴にはＡＡ乃至ＪＩＳ３０００系（Ａｌ−Ｍｎ系）のアルミニウム合金板、缶蓋にはＡＡ乃至ＪＩＳ５０００系（Ａｌ−Ｍｇ系）のアルミニウム合金板などが使い分けられて、汎用されている。
【０００４】
このうち、缶蓋用５０００系アルミニウム合金板に求められる重要な特性として、蓋加工に耐える成形性と、飲料充填後の缶の内圧に耐える耐圧強度、装着したタブによって正常かつ簡単に蓋が開けられるための開缶性などがあげられる。
【０００５】
近年、缶の低コスト化の観点から、これら缶蓋、すなわち缶蓋用５０００系アルミニウム合金板も、板厚を０.２ｍｍ程度に薄肉化することが求められている。このような薄肉化に対する課題としては、耐圧強度の低下、成形性の低下などが挙げられる。このうち、耐圧強度の低下は、アルミニウム合金板の材料強度を高くすることで補うことができるが、このような高強度化に伴って、成形性が低下するという問題が生じる。このため、缶蓋用アルミニウム合金板を薄肉化するには、強度と成形性とを共に向上させることが必要である。
【０００６】
このように強度と成形性とを共に向上させた上で、開缶性を向上させることも重要となる。この点で、従来から、金属間化合物（開缶性、成形性）、結晶粒径（成形性）、サブグレインあるいは集合組織などの組織制御などが種々行われてきた。
【０００７】
また、別の観点として、缶胴などの成形性向上につき、加工硬化指数（ｎ値）を指標にすることが、従来から提案されている。
【０００８】
例えば、特許文献１には、ボトムしわ性に優れかつ高い缶胴強度が得られ、缶胴の更なる薄肉化が可能であって、高い生産精度及び生産性で生産できる表面品質の優れた飲料缶胴用アルミニウム合金板として、板の加工硬化指数（ｎ値）を大きくすることが提案されている。
この文献では、前記板の塗装焼付相当の熱処理後の圧延方向における耐力が２５０ＭＰａ以上であり、Ｍｇ：０．８〜1．５％を含み、ＭｎやＣｕが固溶した組織を有するとともに、加工硬化指数（ｎ値）の変化曲線の最大ｎ値を０．１以上とすることが提案されている。
【０００９】
特許文献２には、開栓性に優れ、高強度かつ加工硬化し難い広口ボトル缶キャップ用の高強度アルミニウム合金板として、Ｍｇ：０．８％以上１．５％以下を含有するアルミニウム合金板の加工硬化指数（ｎ値）を、逆に小さくすることが提案されている。
この文献では、前記板の２００℃の温度で１０分間保持する熱処理を施した空焼板の引張強さが２００〜２５０ＭＰａ、耐力が１６０〜２１０ＭＰａとした上で、キャッピング時のネジ部、すそ部の成形時の加工硬化を小さくして、所定の形状精度を得るため、板の加工硬化指数（ｎ値）を０．０７以上０．１２以下とすることが提案されている。
【００１０】
特許文献３には、缶の分野ではないが、自動車部品、電気製品部品等に使用される、Ｍｇを２．０％を超え、７．０％未満含む、５０００系の成形加工用アルミニウム板の加工硬化指数（ｎ値）を０．２５以上と大きくすることが提案されている。この文献では、強度と成形性を両立させるために、微細な再結晶粒度と高い加工硬化性の両立を図っており、板をより加工硬化しやすくしているものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特許４７９１０７２号公報
【特許文献２】特許４９９５４９４号公報
【特許文献３】特許４１９０６７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従来の缶蓋用５０００系アルミニウム合金板を成形した缶蓋の開缶性向上の課題として、開缶荷重（ｐｏｐ荷重）の平均値を所定範囲内に収める観点はあっても、平均化される個々の開缶荷重のばらつき自体を抑制するという認識があまりない。
【００１３】
すなわち、例え、缶蓋の開缶荷重の平均値が所定範囲内に収まっていたとしても、平均化される個々の開缶荷重の最大値と最小値との差（ばらつき）が大きい場合には、開缶性が大きく異なり、開缶性に優れているとは言い難い。
【００１４】
この開缶荷重のばらつきは、板厚公差やスコア加工を行うコンバージョンプレス機の精度によるスコア加工量のばらつきや、スコア残厚のばらつき、金属組織のミクロンオーダーでの不均一性などにより生じると考えられる。
【００１５】
このような課題に対して、本発明は、高強度と成形性に優れた上で、開缶荷重のばらつきが小さい、優れた開缶性を兼備した、イージーオープン缶蓋用アルミニウム合金板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】
【００１６】
前記課題を解決するための本発明缶蓋用アルミニウム合金板の要旨は、Ｍｇ：３．８〜５．５質量％、Ｆｅ：０．１〜０．５質量％、Ｓｉ：０．０５〜０．３０質量％、Ｍｎ：０．０１〜０．６０質量％、Ｃｕ：０．０１〜０．３０質量％を含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなり、冷間圧延後に焼付塗装処理されたアルミニウム合金板であって、この板の圧延方向と平行な方向の引張試験によって得られた真応力-真ひずみ曲線において、真ひずみの自然対数が−５以上、−３以下の範囲で求めた加工硬化指数（ｎ値）が０．０４〜０．１３の範囲であることとする。
【００１７】
上記のように本発明で規定する板の組織と特性は、缶蓋用アルミニウム合金板として、冷延板に塗装および塗装焼付け処理を施した後のアルミニウム合金板や、前記冷延板に、塗装焼付け処理を模擬した、後述する特定条件での熱処理を施した後の板の組織と特性であっても良い。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、金属材料の加工硬化指数として公知であるｎ値によって、缶蓋用アルミニウム合金板のスコア加工における加工硬化を抑制して、缶蓋の開缶荷重のばらつきを小さくして、開缶性を向上させる。
【００１９】
本発明は、缶蓋用アルミニウム合金板のスコア加工の加工量＝歪量が例え異なっても（バラついたとしても）、成形された後の、缶蓋の開缶荷重のばらつきを抑制することができる。
【００２０】
この結果、本発明は、優れたリベット成形性と、２５５℃×２０秒の熱処理後に３００ＭＰａ以上の高い０．２％耐力とを有した上で、缶蓋の開缶荷重のばらつきを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】アルミニウム合金板を成形してなる缶蓋の平面図である。
【図２】開缶性の評価時に使用する缶蓋のスコアの断面図である。
【図３】開缶性の評価時に使用する開缶荷重測定機の概要図である。図３（ａ）は開缶荷重測定機の斜視図である。図３（ｂ）は開缶荷重測定機の測定時の缶蓋付近の断面模式図である。図３（ｃ）は開缶荷重測定機に缶蓋を設置するときの缶蓋の向きを示す正面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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について、以下に説明する。
【００２３】
（アルミニウム合金組成）
缶蓋用アルミニウム合金板は、前記した通り、缶蓋に求められる特性として、蓋加工に耐える成形性、飲料充填後の内圧に耐える耐圧強度、正常かつ簡単に開けられるための開缶性を満たす必要がある。
【００２４】
したがって、本発明に係る缶蓋用アルミニウム合金板の合金組成も、この要求特性を合金組成面から満たすために、Ｍｇ：３．８〜５．５質量％、Ｆｅ：０．１〜０．５質量％、Ｓｉ：０．０５〜０．３０質量％、Ｍｎ：０．０１〜０．６０質量％、Ｃｕ：０．０１〜０．３０質量％を含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなるものとする。なお、各元素の含有量の％表示は全て質量％の意味である。以下に、含有する各元素の意義につき、順に説明する。
【００２５】
Ｍｇ：３．８〜５．５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。Ｍｇの含有量が３．８質量％未満の場合、アルミニウム合金板の強度が不十分であり、缶蓋に成形したときの耐圧強度が不足する。一方、Ｍｇの含有量が５．５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って、成形性、特にリベット成形性が低下する。従って、Ｍｇの含有量は３．８〜５．５質量％とする。
【００２６】
Ｍｇの固溶量（固溶濃度）
更に、Ｍｇは、母相に固溶すると、大きな格子ひずみを生じるため、加工硬化特性が向上する。一方、Ｍｇの固溶量が減ると、固溶していないＭｇは、Ｍｇ２ＳｉもしくはＭｇ２Ａｌ３の化合物として存在し、この化合物は、リベット成形時の割れの起点となって、リベット成形性を低下させる。
【００２７】
したがって、リベット成形性を保ったまま、高強度化するためには、前記範囲で含有するＭｇについて、その固溶量を、固溶割合を基準（指標）として、前記板のＭｇ含有量の８０％以上に高めることが好ましい。このＭｇの固溶量（Ｍｇの固溶割合）が、前記板のＭｇ含有量の８０％未満であると、Ｍｇの化合物が多くなり、リベット成形性が低下する原因となり得る。なお、このＭｇの固溶量（固溶割合）は高いほど良いが、上限を定めるとすると９９％程度である。
【００２８】
Ｆｅ：０．１〜０．５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し、缶蓋に成形し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０．１質量％未満の場合、スコア部の引裂き性が向上せず、開缶特にスコア脱線（開缶時にスコア部以外に亀裂が伝播すること）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０．５質量％を超える場合、アルミニウム合金板中の鋳造や熱延時に生成する金属間化合物の数密度や体積率が大きくなり、リベット成形性が低下する。従って、Ｆｅの含有量は０．１〜０．５質量％とする。
【００２９】
Ｓｉ：０．０５〜０．３０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し、缶蓋に成形し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、Ｆｅと同様に開缶性が向上しない。また、アルミニウム合金板の原材料に使用するアルミニウム地金の必要純度が高くなるため、コストが増大する。
一方、Ｓｉ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鋳造や熱延時に生成する金属間化合物が多くなり、リベット成形性が低下する。従って、Ｓｉの含有量は０．０５〜０．３０質量％とする。
【００３０】
Ｍｎ：０．０１〜０．６０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とともに、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、缶蓋に成形し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。Ｍｎ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缶蓋に成形したときの開缶性向上効果が得られない。一方、Ｍｎの含有量が０．６０質量％を超える場合、アルミニウム合金板中の鋳造や熱延時に生成する金属間化合物が多くなり、リベット成形性が低下する。従って、Ｍｎの含有量は０．０１〜０．６０質量％とする。
【００３１】
Ｃｕ：０．０１〜０．３０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、固溶させることにより、加工硬化特性が向上する。Ｃｕの含有量が０．０１質量％末満の場合、母相への固溶量が少なく、強度が低くなる。一方、Ｃｕの含有量が０．３０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、リベット成形性が低下する。従って、Ｃｕの含有量は０．０１〜０．３０質量％とする。
【００３２】
不可避不純物
本発明に係るアルミニウム合金は、前記必須成分以外に、残部Ａｌと不可避不純物とからなる。不可避不純物は、例えば、Ｃｒが０．３質量％以下、Ｚｎが０．３質量％以下、Ｔｉが０．１質量％以下、Ｚｒが０．１質量％以下、Ｂが０．１質量％以下、その他の元素が各々０．０５質量％以下の範囲内で許容される。不可避不純物の含有量がこの範囲内であれば、本発明に係るアルミニウム合金板の特性に影響しない。
【００３３】
加工硬化指数（ｎ値）
本発明は、高強度と成形性とを満足した上で、開缶荷重のばらつきが小さい、優れた開缶性を兼備される。このため、缶蓋用アルミニウム合金板の圧延方向と平行な方向の引張試験によって得られた真応力-真ひずみ曲線において、真ひずみの自然対数が−５以上、−３以下の範囲で求めた加工硬化指数（ｎ値）を０．０４〜０．１３の範囲とする。
この加工硬化指数（ｎ値）は、前記した組成と後述する製造方法とによって、前記規定する範囲に制御することができる。
【００３４】
これによって、缶蓋用アルミニウム合金板の加工硬化を抑制して小さくし、缶蓋の開缶荷重のばらつきを小さくして、開缶性を向上させる。但し、前記加工硬化指数（ｎ値）が小さすぎると、リベット成形性が悪くなる。また、前記した組成の範囲での前記ｎ値を小さくできる製造限界もあるため、前記ｎ値の下限を０．０４以上とし、好ましくは、０．０７以上とする。
【００３５】
加工硬化とは加工による転位密度の増加などにより変形に要する力が増すことである。この加工硬化を定量的に表すものがn値であり、このn値は真応力と真ひずみの関係から求められる。
このため、このn値は、前記した通り、通常は、金属板の成形性の指標として用いられ、前記した缶胴やボトル缶のキャップ用のアルミニウム合金板でも、成形性の指標として用いられている。
【００３６】
これに対して、イージーオープン缶蓋用アルミニウム合金板は、後述する通り、缶蓋のシェルに成形された後に、このシェルの中央にタブを取り付けるための凸部を形成するリベット成形され、その後、刃先を設けた金型を押し付けてスコア加工され、飲み口部の溝である、図１のスコア３を形成される。
【００３７】
前記スコア加工における加工硬化の程度は、スコア加工自体の加工性に影響するほど大きくは無い。
【００３８】
しかし、本発明者らの知見によれば、前記スコア加工の加工量によっても異なる、加工硬化の程度は、得られた缶蓋の開缶荷重のばらつきに大きく影響する。
この点が、成形性自体を問題とする、従来の加工硬化指数（ｎ値）抑制の考え方との大きな違いであるし、加工硬化指数（ｎ値）と開缶荷重のばらつきを知見しにくい理由でもある。
【００３９】
本発明では、加工硬化指数（ｎ値）を、缶蓋用アルミニウム合金板のスコア加工によって成形された後の、缶蓋の開缶荷重のばらつきを抑制するための、新規な指標として用いる。
すなわち、前記板の圧延方向と平行な方向の引張試験によって得られた真応力-真ひずみ曲線において、真ひずみの自然対数が−５以上、−３以下の範囲で求めた加工硬化指数（ｎ値）を０．１３以下として、スコア加工によっても板が加工硬化しにくい材料とする。
【００４０】
これによって、本発明は、缶蓋用アルミニウム合金板のスコア加工の加工量＝歪量が例え異なっても（バラついたとしても）、成形された後の、缶蓋の開缶荷重のばらつきを抑制することができる。すなわち、缶蓋用アルミニウム合金板のスコア加工の加工量＝歪量によらず、成形された後の、缶蓋の開缶荷重のばらつきを抑制することができる。
【００４１】
本発明は、優れたリベット成形性と、２５５℃×２０秒の熱処理後に３００ＭＰａ以上の高い０．２％耐力を有した上で、スコア加工の加工量＝歪量が例え異なっても、開缶荷重のばらつきを抑制することができる。すなわち、缶蓋用アルミニウム合金板のスコア加工の加工量＝歪量によらず、成形された後の、缶蓋の開缶荷重のばらつきを抑制することができる。
【００４２】
前記板の引張試験によって得られた真応力-真ひずみ曲線において、真ひずみの自然対数が−５以上、−３以下の範囲で求めた加工硬化指数（ｎ値）が０．１３を超えた場合、スコア加工によって、板が加工硬化しやすくなる。
このため、スコア加工の加工量の違いによる、加工硬化の違いも大きくなって、得られた缶蓋の開缶荷重が大きくばらつき、これにより、開缶荷重が適切な値の範囲を超えて高くなったり低くなったりしてしまい、開缶性を著しく低下させる。すなわち、強度と成形性とを満足したとしても、開缶荷重のばらつきが大きく、開缶性が低下する。
【００４３】
本発明では、ｎ値測定の再現性の点で、板の圧延方向と平行な方向の引張試験によって得られた真応力-真ひずみ曲線における、真ひずみの自然対数が−５以上、−３以下の範囲で求めた加工硬化指数（ｎ値）を規定している。
【００４４】
以上説明した、本発明で規定する加工硬化指数（ｎ値）特性は、缶蓋用アルミニウム合金板として、冷延板（冷延上がりの板あるいは冷延後の板）に塗装および塗装焼付け処理を施した後のアルミニウム合金板（プレコート板）の特性か、前記冷延板に、塗装焼付け処理を模擬した、後述する特定条件での熱処理を施した後の板の特性である。
【００４５】
（製造方法）
次に、本発明における缶蓋用アルミニウム合金板の製造方法を説明する。
【００４６】
本発明のアルミニウム合金板の製造工程自体は、常法のように、前記組成のアルミニウム合金を溶解、鋳造して鋳塊とする鋳造工程と、鋳塊を熱処理により均質化する均熱処理工程と、均質化した鋳塊を熱間圧延して熱間圧延板とする熱間圧延工程と、この熱間圧延板を１次冷間圧延する１次冷間圧延工程と、１次冷間圧延板を中間焼鈍する中間焼鈍工程と、中間焼鈍した板を２次冷間圧延する２次冷間圧延工程からなる。以下、工程順に説明する。
【００４７】
まず、アルミニウム合金を溶解し、ＤＣ鋳造法等の公知の半連続鋳造法により、前記組成のアルミニウム合金を鋳造する。
【００４８】
次に、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（均熱処理）を施す。これによって、内部応力を除去し、鋳造時に偏析した溶質元素を均質化し、鋳造時に晶出した金属間化合物を拡散固溶させて、組織が均質化される。
均熱処理は、５５０℃未満の温度で保持することとし、保持時間（均熱時間）は、鋳塊を均質化できれば短い程望ましく、６時間以下とする。
但し、前記均熱温度が４５０℃未満か、前記保持時間が１時間未満では、Ｍｇの固溶量が減り、冷延板のＭｇの固溶量が少なすぎ、ｎ値も低すぎるようになるので、これらの温度や保持時間を各々の下限とすることが好ましい。
【００４９】
熱間圧延：
この均質化熱処理後、鋳塊を冷却することなく続けて、あるいは所定の開始温度まで冷却して、まず熱間粗圧延し、さらに熱間仕上圧延により、所定の板厚のアルミニウム合金熱間圧延板とする。この際、均熱処理によって確保したＭｇの固溶量を減らさないように、Ｍｇの析出を抑えて、熱間圧延を行う。
【００５０】
このために、熱間粗圧延は１０分以内で行うことが好ましく、このため、全てのパスの定常速度を最低でも２５ｍ／分以上とし、かつ、パス間における粗圧延板が最低となる温度を４５０℃以上、好ましくは４６０℃以上とすることが好ましい。
熱間粗圧延の時間が長く（パスの定常速度が遅く）なる、或いは、パス間における粗圧延板の最低温度が低くなると、Ｍｇ−Ｓｉ系の化合物が析出しやすくなり、冷延板の固溶Ｍｇ量が低下する。これら熱延時に析出した前記化合物はサイズが大きく、Ｍｇを固溶させるために、後述する冷延途中の中間焼鈍をしても、固溶しにくいため、固溶Ｍｇ量が低下する。
【００５１】
この熱間粗圧延に続いて、終了温度を、好ましくは３００〜３６０℃とした熱間仕上圧延を、Ｍｇ−Ｓｉ系の化合物析出防止のために、遅滞なく、あるいは連続的に行って、熱延板とする。熱間仕上圧延の終了温度が３００℃未満では、圧延荷重が高くなって生産性が低下する。一方、加工組織を多く残さず再結晶組織とするために、熱間仕上圧延の終了温度を高くした場合、この温度が３６０℃を超えると、Ｍｇ−Ｓｉ系の化合物が析出しやすくなって固溶Ｍｇ量が低下する。
【００５２】
冷間圧延：
次いで、この熱間圧延板を、１次冷間圧延（１次冷延）、中間焼鈍、２次冷間圧延（２次冷延）して冷間圧延板（冷延板）とする。
【００５３】
１次冷間圧延された冷間圧延板は、中間焼鈍して再結晶させるとともに、Ｍｇの固溶量を増加させる。この中間焼鈍は、連続焼鈍工程（設備）で行い、最高到達温度：４３０℃以上、５３０℃以下、最高到達温度での保持時間：６０ｓ以下のできるだけ短い時間で行うことが好ましく、最高到達温度までの加熱速度及び前記最高到達温度からの冷却速度を、いずれも１００℃／ｍｉｎ以上とすることが好ましい。
【００５４】
中間焼鈍における加熱速度が１００℃／ｍｉｎ未満の場合、保持時間が６０ｓを超える場合、そして冷却速度が１００℃／ｍｉｎ未満の場合、それぞれ焼鈍工程終了後の再結晶粒が大きくなる。このため、リベット成形性が低下する。また、最高到達温度が５３０℃を超える場合も、リベット成形性が下がってきて、特に５５０℃を超えるような場合は、リベット成形性が悪化する。また、最高到達温度が高くなることにより、ｎ値も増加傾向にある。
また、中間焼鈍の最高到達温度が４３０℃未満の場合、焼鈍工程終了後のアルミニウム合金板に加工組織が残留するとともに、Ｍｇの固溶量が減り、やはり、リベット成形性が低下する。中間焼鈍の最高到達温度は４４０℃以上であることが好ましく、４５０℃以上が更に好ましい。
【００５５】
続いて、前記中間焼鈍した冷延板を、２次冷延（仕上げ冷延）するが、この２次冷延の最終パスにおける圧延率や、圧延速度は、高い方が好ましい。
この点で、２次冷延の最終パスにおける、圧延率は例えば４０％以上、好ましくは５０％以上、より好ましくは６０％以上と高くし、圧延速度は７００ｍｐｍ以上、好ましくは１０００ｍｐｍ以上とする。
ｎ値の制御にあたっては、中間焼鈍の最高到達温度、２次冷延の最終パスにおける圧延率、圧延速度のバランスをとることが重要である。
【００５６】
以上の工程で製造した缶蓋用アルミニウム合金板は、クロメート系やジルコン系などの表面処理を施し、エポキシ系樹脂や塩ビゾル系、ポリエルテル系などの有機塗料を塗布し、ＰＭＴ（Peak Metal Temperature：メタル到達温度）が２３０〜２８０℃で塗装焼付け処理して、プレコート板とされた後、缶蓋へと成形される。
ちなみに、本発明で、後述する実施例における、強度とリベット成形性の評価のための、塗装焼付け処理を模擬した熱処理は、この塗装焼付け処理条件範囲より、再現性を持たせるために２５５℃×２０秒のワンポイントとして選択している。
【００５７】
（缶蓋の作製方法）
素材アルミニウム合金板（冷延板）から缶蓋を作製する公知の方法の一例を以下に説明する。
【００５８】
前記したように、予め塗装および焼付塗装処理された素材アルミニウム合金板（プレコート板）を円板形状に打ち抜いた（ブランキング加工）ブランク材を、プレス機で絞り加工し、外周部のカール加工を施した後、カール部にシール用のコンパウンドを塗布して、シェルを作る。
【００５９】
この後、コンバージョン成形として、以下の成形を行う。プレス機で、シェルの中央にタブを取り付けるための凸部を形成するリベット成形を行う。このリベット成形は、缶蓋中央部を張り出させるバブル成形工程と、この張出部（バブル）を１〜３工程で縮径しつつ急峻な突起とするボタン成形工程とで構成される。
次に、断面がＶ字形の刃先をした金型を押し付けて、飲み口部の溝である、図１、２のスコア３の成形、パネルの剛性を高めるための凹凸や文字の成形を行う。シェルの中央に加工した凸部に、別途成形したタブをかしめて一体化する（これをステイク工程という）。この一体化した缶蓋の平面図を図１に示す。そして、別途ＤＩ成形され、開口部から内容物（飲料、食品）が充填されたアルミニウム合金製の缶胴の開口部に、この缶蓋を巻き締めて封止される。
【実施例】
【００６０】
以上、本発明を実施するための形態について述べたが、以下に、本発明の効果を確認した実施例を、本発明の要件を満たさない比較例と対比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。
【００６１】
（供試材アルミニウム合金板）
表１、２に示す、Ｎｏ．１〜２８の組成の各アルミニウム合金を半連続鋳造法（ＤＣ）にて鋳造し、各例とも共通して、鋳塊表層を面削してスラブを作製した。このスラブに、各例とも共通して、５００℃×４時間の均質化熱処理を施した後、この５００℃の温度で熱間粗圧延を開始し、パスにおける最低定常速度（ｍ／分）とパス間における粗圧延板の最低温度とを、表１、２に示す各条件として、熱間粗圧延を終了した。そして、これに続く熱間仕上げ圧延の終了温度を、各例とも共通して、３３０℃として、熱間圧延板を製造した。
表１、２において、全ての実施例や多くの比較例は、前記熱間粗圧延を１０分以内で行っているが、後述する比較例２８はパスにおける最低定常速度（ｍ／分）が遅く、前記熱間粗圧延時間が１０分を大きく超えている。
【００６２】
この熱間圧延板に対し、各例とも共通して、１次冷間圧延（圧延率７０％）後に、表１、２に示す最高材料到達温度（℃）、保持時間（秒、sと略記）の条件で、連続焼鈍設備にて中間焼鈍を行った。この中間焼鈍の際の、前記保持温度までの加熱速度及び前記保持温度からの冷却速度は、いずれも共通して１００℃／ｍｉｎ以上とした。その後、２次冷間圧延（圧延率７５％）を行った。
【００６３】
この際、表１、２に示すように、２次冷延における、最終パスの圧延率と、圧延速度とを種々変えた上で、各例とも共通して、板厚０．２２０ｍｍの缶蓋用アルミニウム合金板を作製した。
【００６４】
このように製造した、表１、２のＮｏ．１〜２８のアルミニウム合金板を、塗装焼付け処理を模擬し、共通して、塗装はせずに、硝石炉による２５５℃×２０秒の熱処理のみを施したものを、以下の組織や特性の測定、評価のための供試材とした。
【００６５】
（Ｍｇ固溶量）
前記供試材のＭｇ固溶量（固溶割合）を、以下の要領で測定した。
すなわち、先ず、分解フラスコにフェノールを入れて加熱した後、測定対象となる前記各供試材を、この分解フラスコに移し入れて、熱フェノールにより、加熱分解する。次に、メッシュ（捕集粒子径）が０．１μｍ孔のメンブレンフィルターを用いてろ過し、ろ液をＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）発光分光分析装置内に導入し、ネブライザーで霧状にして小さなミストのみプラズマ内に吹き込み、Ｍｇの固溶量を測定した。なお、ろ液に０．１μｍ未満の析出物が含まれていたとしても、前記霧状にした際に大きなミストとして分析されずに排出されるため、分析値には０．１μｍ未満の析出物も含まれない。測定したＭｇの固溶量の、この板のＭｇ含有量に対する割合（％）を計算した。この結果を表１、２に示す。
【００６６】
（０．２％耐力、ｎ値）
前記供試材を、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。この試験片を用い、ＪＩＳ−Ｚ２２４１に準じて、板の圧延方向と平行な方向の引張試験を行い、０．２％耐力とｎ値とを求めた。０．２％耐力の適正範囲は３００ＭＰａ以上であり、この範囲であれば、薄肉化された缶蓋であっても耐圧強度を満足する。
また、ｎ値は、前記した板の圧延方向と平行な方向の引張試験によって得られた真応力-真ひずみ曲線における、真ひずみの自然対数が−５以上、−３以下の範囲で求めた。
【００６７】
（リベット成形性）
リベット成形性の評価は、缶蓋を５００個作製し、リベット部の割れの有無を目視で確認し、割れがないものを成形が良好として○、割れが２個以下を使用できる限界として△、割れが３個以上を不合格の×として評価した。
【００６８】
（開缶荷重）
前記供試材を、２０４径フルフォーム・エンド金型にてシェル成型、コンバージョン成形、タブのステイクを行った後に、開缶試験を行った。
図１は、開缶試験に用いた缶蓋の平面図である。
図２は、開缶試験に用いた缶蓋のスコア３の断面図である。
図３は、開缶時の荷重を測定する開缶荷重測定機の概要図である。
図３（ａ）は開缶荷重測定機５の斜視図である。
図３（ｂ）は開缶荷重測定機５の測定時の缶蓋１付近の断面模式図である。
図３（ｃ）は開缶荷重測定機５に缶蓋１を設置するときの缶蓋１の向きを示す正面模式図である。
【００６９】
缶蓋１をスコア３に対してタブ４が上方となるように、開缶荷重測定機５に缶蓋１を設置する（図３（ｃ））。缶蓋１のタブ４に掛止具６を引っ掛けて、掛止部７とする（図３（ｂ））。掛止具６を水平方向へ引っ張って３Ｎの引張荷重を負荷し、その状態で掛止具６を静止させた後、缶蓋１をＸ方向に回転させた。ロードセルにて荷重を測定し、最初の極大値（ｐｏｐ荷重）を開缶荷重として評価した。
この測定は、作成した前記缶蓋のうち無作為に選んだ２５個について行い、それらの平均の開缶荷重（Ｎ）と、開缶荷重値のばらつきを評価するため、これら測定した開缶荷重値の標準誤差（Ｎ）を求めた。これらの結果を表１、２に示す。この平均の開缶荷重の適正範囲は２２Ｎ以下、１７Ｎ以上とし、開缶荷重値の標準誤差の適正範囲は１．２Ｎ以下とした。なお、開缶試験は、前記リベット成形性試験にて不合格（×）と評価されたものは行わなかった。
ちなみに、スコア残厚を確認するには、蓋を切断して断面観察をする必要があり、スコア残厚を逐次変化させた試験の実施は難しい。このため、開缶荷重値のばらつきの評価は、狙いのスコア残厚を、図２の通り、共通して８５μｍとして、プレス機の精度限界（±５μm程度）としてのばらつきの中での評価とした。
【００７０】
表１に示すように、本発明の規定範囲内のＮｏ．１〜１４の実施例は、成分組成が発明範囲内であり、全て好ましい製造条件で製造されている。このため、Ｍｇの固溶量割合が、Ｎｏ．４の実施例を除いて、８０％以上であり、前記n値も０．０４〜０．１３の範囲である。
【００７１】
この結果、Ｎｏ．１〜１４の実施例は、表１に示すように、０．２％耐力及びリベット成形性が優れ、平均開缶荷重も適正で、開缶荷重のばらつきの程度を示す開缶荷重の標準誤差が小さい。
従って、実施例のアルミニウム合金板は、板厚が薄いイージーオープン缶蓋用として好適に使用し得る。
なお、Ｎｏ．４の実施例の固溶Ｍｇ量が低めなのは、熱間粗圧延の最低定常速度が範囲内だが低めであり、且つ、パス間の最低温度が範囲内だが低めであることによる。
【００７２】
一方、表１のＮｏ．１５〜２８の比較例は、成分組成、Ｍｇの固溶量割合、ｎ値のいずれかが本発明の規定範囲内でなく、０．２％耐力、リベット成形性、平均開缶荷重及び開缶荷重の標準誤差のいずれかが、適正値を満たさない。
【００７３】
Ｎｏ．１５は、Ｍｇ含有量が下限未満で不足しており、好ましい製造条件で製造され、Ｍｇの固溶量割合やｎ値を満たしているものの、０．２％耐力が低すぎる。
Ｎｏ．１６は、Ｍｇ含有量が上限を超えて過剰なため、好ましい製造条件で製造され、Ｍｇの固溶量割合やｎ値を満たしているものの、リベット成形性が劣り、缶蓋を製作できず、開缶荷重を測定できなかった。
Ｎｏ．１７は、Ｆｅ含有量が下限未満で不足するため、好ましい製造条件で製造され、Ｍｇの固溶量割合やｎ値を満たしているものの、平均開缶荷重が大き過ぎる。
Ｎｏ．１８は、Ｆｅ含有量が上限を超えて過剰なため、好ましい製造条件で製造され、Ｍｇの固溶量割合やｎ値を満たしているものの、リベット成形性が劣り、缶蓋を製作できず、開缶荷重を測定できなかった。
Ｎｏ．１９は、Ｓｉ含有量が下限未満で不足するため、好ましい製造条件で製造され、Ｍｇの固溶量割合やｎ値を満たしているものの、平均開缶荷重が大きい。
Ｎｏ．２０は、Ｓｉ含有量が上限を超えて過剰なため、好ましい製造条件で製造され、Ｍｇの固溶量割合やｎ値を満たしているものの、リベット成形性が劣り、缶蓋を製作できず、開缶荷重を測定できなかった。
Ｎｏ．２１は、Ｍｎ含有量が下限未満で不足するため、好ましい製造条件で製造され、Ｍｇの固溶量割合やｎ値を満たしているものの、０．２％耐力が低すぎる。
Ｎｏ．２２は、Ｍｎ含有量が上限を超えて過剰なため、好ましい製造条件で製造され、Ｍｇの固溶量割合やｎ値を満たしているものの、リベット成形性が劣り、缶蓋を製作できず、開缶荷重を測定できなかった。
Ｎｏ．２３は、Ｃｕを含有しないため、０．２％耐力が低すぎる。また、中間焼鈍の最高到達温度が４３０℃未満であり、ｎ値を満たしているものの、Ｍｇの固溶量割合が少なくなり、リベット成形性が劣り、缶蓋を製作できず、開缶荷重を測定できなかった。
Ｎｏ．２４は、Ｃｕ含有量が上限を超えて過剰なため、好ましい製造条件で製造され、Ｍｇの固溶量割合やｎ値を満たしているものの、リベット成形性が劣り、缶蓋を製作できず、開缶荷重を測定できなかった。
【００７４】
Ｎｏ．２５は、合金組成は本発明範囲内であるものの、２次冷延の最終パスにおける圧延率が低すぎて、ｎ値が高くなりすぎている。この結果、平均開缶荷重はそれほど高くないものの、開缶荷重の標準誤差が大きすぎる。
Ｎｏ．２６は、合金組成は本発明範囲内であるものの、中間焼鈍における最高到達温度が高すぎるとともに、２次冷延の最終パスにおける圧延速度が低すぎて、ｎ値が高くなりすぎている。この結果、平均開缶荷重はそれほど高くないものの、開缶荷重の標準誤差が大きすぎる。
Ｎｏ．２７は、合金組成は本発明範囲内であるものの、中間焼鈍における最高到達温度が高すぎる。この結果、ｎ値が高すぎ、またリベット成形性が劣り、缶蓋を製作できず、開缶荷重を測定できなかった。
Ｎｏ．２８は、合金組成は本発明範囲内であるものの、前記熱間粗圧延のパスの最低定常速度（ｍ／分）が遅すぎ、前記熱間粗圧延時間が１０分を大きく超えている。また、前記熱間粗圧延のパス間における粗圧延板の最低温度も低すぎる。更に、中間焼鈍における最高到達温度が低すぎ、保持時間も長すぎる。この結果、ｎ値が低すぎ、Ｍｇの固溶量も低すぎ、リベット成形性が劣り、缶蓋を製作できず、開缶荷重を測定できなかった。
【００７５】
以上の結果から、高いリベット成形性と高強度とを兼備するための、本発明の各要件や好ましい製造条件の意義が裏付けられる。
【００７６】
【表１】
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【００７７】
【表２】
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【産業上の利用可能性】
【００７８】
以上の通り、本発明は、高い材料強度と十分なリベット成形性を有した上で、開缶荷重のばらつきが小さい、優れた開缶性を兼備した、イージーオープン缶蓋用アルミニウム合金板を提供することができる。このため、板厚を０.２ｍｍ程度に薄肉化した場合でも、飲料充填後の耐圧強度に不足がなく、リベット成形性及び開缶性にも優れた缶蓋用アルミニウム合金板を提供できる。
このため、缶蓋厚さが薄肉化、高強度化され、より厳しい使用条件での缶蓋に用いられるアルミニウム合金板に最適である。
【符号の説明】
【００７９】
１ 缶蓋
２ リベット部
３ スコア
４ タブ
５ 開缶荷重測定機
６ 掛止具
７ 掛止部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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