(57)【要約】【課題】製造コストを増大させることなくピンホールの発生を防ぐことができる、耐流通ピンホール性に優れる缶ボディ用アルミニウム合金板を提供する。【解決手段】質量％で、Ｓｉ：０．１５〜０．５％、Ｆｅ：０．３〜０．６％、Ｃｕ：０．１５〜０．５％、Ｍｎ：０．７〜１．２％、Ｍｇ：０．８〜２．０％を含有し、残部が不可避不純物を含むＡｌからなり、板厚が０．２５０ｍｍ以上０．２７５ｍｍ未満であり、ベーキング後の素材耐力が２６５ＭＰａ以上であり、円相当径が１０μｍ以上の金属間化合物の数が３個／ｍｍ２以下とされており、ＤＩ加工及び塗装焼付けによる製缶後の缶ボディの胴部の引張強さが３３０ＭＰａ超３８０ＭＰａ以下であり、前記胴部の伸びが４％以上とされている。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
胴部の厚さが０．１１０ｍｍ超０．１２５ｍｍ以下であり、製造時の総絞り比が２．０〜２．７であり、且つ総しごき率が５０％以上６０％未満の缶ボディの製造に用いる缶ボディ用アルミニウム合金板であって、
質量％で、Ｓｉ：０．１５〜０．５％、Ｆｅ：０．３〜０．６％、Ｃｕ：０．１５〜０．５％、Ｍｎ：０．７〜１．２％、Ｍｇ：０．８〜２．０％を含有し、残部が不可避不純物を含むＡｌからなり、
板厚が０．２５０ｍｍ以上０．２７５ｍｍ未満であり、ベーキング後の素材耐力が２６５ＭＰａ以上であり、円相当径が１０μｍ以上の金属間化合物の数が３個／ｍｍ２以下とされており、ＤＩ加工及び塗装焼付けによる製缶後の缶ボディの胴部の引張強さが３３０ＭＰａ超３８０ＭＰａ以下であり、前記胴部の伸びが４％以上であることを特徴とする、耐流通ピンホール性に優れる缶ボディ用アルミニウム合金板。
【請求項２】
さらに、質量％でＺｎ：０．０５〜０．３０％、Ｔｉ：０．０５〜０．１５％の内の１種又は２種を含有することを特徴とする請求項１に記載の耐流通ピンホール性に優れる缶ボディ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、耐流通ピンホール性に優れる缶ボディ用アルミニウム合金板に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に缶ボディとしては、その開口端部に缶蓋が巻締められる缶や、開口端部にキャップが螺着されるボトル缶等があり、飲料等の内容物が充填、密封され、市場において流通している。このような缶ボディは、従来、ＪＩＳ３００４（ＡＡ３００４）またはＪＩＳ３１０４（ＡＡ３１０４）等のＡｌ合金からなる板材に絞り加工およびしごき加工を施すことによって行われるＤＩ（Ｄｒａｗｉｎｇ  ＆  Ｉｒｏｎｉｎｇ）加工で形成されている。このようなしごき加工は、通常３回に分けて行われることにより、缶ボディが製缶される。そして、このような缶ボディの胴部は、最薄部における肉厚が約０．１０６ｍｍとされて形成される。
【０００３】
従来、上述のような缶ボディの流通過程において、例えば、缶ボディの胴部に先鋭体が接触又は衝突したり、あるいは隣接した缶ボディの胴部同士が衝突したり、缶と缶の間に異物が挟まった状態で擦れること等により、流通ピンホールと呼ばれる微小な孔等の破断
が発生し、その内容物が漏洩する等の問題があった。
このような流通ピンホールが生じる問題を解決するための有効な手段として、胴部の肉厚を大きくすることが考えられるが、この場合には缶ボディ材の量が増大するので、製造コストが増大するという問題があった。
【０００４】
このような問題を解決するため、例えば、質量％で、Ｍｎ：０．８〜１．５％及びＭｇ：０．８〜１．３％を含有したアルミニウム合金材からなり、破断伸びが６〜１０％とされた缶ボディが提案されている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開平８−１９９２７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の缶ボディによれば、缶ボディ材の成分組成を上述としたうえで、製缶後の破断伸びを６〜１０％として構成することにより、素材の板厚を薄くした場合であっても、胴部の突き刺し強度が向上するとされている。
しかしながら、特許文献１に記載の缶ボディ材の構成では、素材の板厚を薄くした場合には缶ボディの底部も薄くなるため、底部の耐圧強度が低下する虞がある。このため、素材自体の強度を高くする必要があるが、素材の強度を高くすると、しごき加工による成形時に胴部の破断（胴切れ）が生じ易くなるという問題がある。
【０００６】
上述のような、缶ボディの胴切れを防止するためには、１回のしごき加工でのしごき率を低くするために、しごき加工の回数を増やすことが有効であるが、上述したように、従来から用いられているＤＩ加工方法においては、しごきが通常３回で行われており、しごき回数を増やす場合には従来の工程設備を使用することができないという問題があった。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、製造コストを増大させることなくピンホールの発生を防ぐことができる、耐流通ピンホール性に優れる缶ボディ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】
【０００８】
本発明者等は、缶ボディの耐流通ピンホール性を向上させるために鋭意検討した結果、まず、素材の成分組成を所定範囲に限定し、また、素材の板厚を薄く形成し、且つ、製缶された缶ボディ胴部の板厚を厚く形成するとともに、素材強度を高め、ＤＩ加工及び塗装焼付けによる製缶後の金属間化合物のサイズ及び分布個数を制御することにより、缶ボディ胴部の強度を均一に向上させることができ、ピンホールが生じ難くなることを見出し、本発明を完成した。
【０００９】
すなわち、本発明は以下に関する。
【００１０】
（１）請求項１に記載の発明
胴部の厚さが０．１１０ｍｍ超０．１２５ｍｍ以下であり、製造時の総絞り比が２．０〜２．７であり、且つ総しごき率が５０％以上６０％未満の缶ボディの製造に用いる缶ボディ用アルミニウム合金板であって、質量％で、Ｓｉ：０．１５〜０．５％、Ｆｅ：０．３〜０．６％、Ｃｕ：０．１５〜０．５％、Ｍｎ：０．７〜１．２％、Ｍｇ：０．８〜２．０％を含有し、残部が不可避不純物を含むＡｌからなり、板厚が０．２５０ｍｍ以上０．２７５ｍｍ未満であり、ベーキング後の素材耐力が２６５ＭＰａ以上であり、円相当径が１０μｍ以上の金属間化合物の数が３個／ｍｍ２以下とされており、ＤＩ加工及び塗装焼付けによる製缶後の缶ボディの胴部の引張強さが３３０ＭＰａ超３８０ＭＰａ以下であり、前記胴部の伸びが４％以上であることを特徴とする、耐流通ピンホール性に優れる缶ボディ用アルミニウム合金板。
（２）請求項２に記載の発明
さらに、質量％でＺｎ：０．０５〜０．３０％、Ｔｉ：０．０５〜０．１５％の内の１種又は２種を含有することを特徴とする請求項１に記載の耐流通ピンホール性に優れる缶ボディ用アルミニウム合金板。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の耐流通ピンホール性に優れる缶ボディ用アルミニウム合金板によれば、上記成分組成を有し、また、ＤＩ加工及び塗装焼付けによる製缶後の缶ボディの胴部の引張強さが３３０ＭＰａ超３８０ＭＰａ以下、前記胴部の伸びが４％以上とされた構成とすることにより、缶ボディ胴部の強度を均一に向上させることができ、ピンホールが生じ難くなる。
従って、本発明の缶ボディ用アルミニウム合金板を用いることにより、製造コストを増大させることなく、耐流通ピンホール性に優れた缶ボディを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係る耐流通ピンホール性に優れる缶ボディ用アルミニウム合金板（以下、缶ボディ用アルミニウム合金板と略称することがある）の一実施形態について、図１を適宜参照しながら説明する。
【００１３】
本発明の缶ボディ用アルミニウム合金板は、質量％で、Ｓｉ：０．１５〜０．５％、Ｆｅ：０．３〜０．６％、Ｃｕ：０．１５〜０．５％、Ｍｎ：０．７〜１．２％、Ｍｇ：０．８〜２．０％を含有し、残部が不可避不純物を含むＡｌからなり、板厚が０．２５０ｍｍ以上０．２７５ｍｍ未満であり、ベーキング後の素材耐力が２６５ＭＰａ以上であり、円相当径が１０μｍ以上の金属間化合物の数が３個／ｍｍ２以下とされており、ＤＩ加工及び塗装焼付けによる製缶後の缶ボディの胴部の引張強さが３３０ＭＰａ超３８０ＭＰａ以下であり、前記胴部の伸びが４％以上とされ、概略構成されている。
【００１４】
本実施形態の缶ボディ用アルミニウム合金板は、胴部の厚さが０．１１０ｍｍ超０．１２５ｍｍ以下であり、製造時の総絞り比が２．０〜２．７であり、且つ総しごき率が５０％以上６０％未満の缶ボディの製造に用いるのに適する。
また、本発明の缶ボディ用アルミニウム合金板は、アルミニウム鋳塊に対して５６０℃〜融点未満の温度範囲で均質化処理を施した後、熱間圧延を行うか、あるいは、更に冷間圧延、および／または、中間焼鈍を施すことによって所定板厚に形成された後、最終圧下率４５％〜８５％の冷間仕上げ圧延を施すことにより、素材としての最終板厚（０．２５０ｍｍ以上０．２７５ｍｍ未満）に形成される。
【００１５】
本発明に係る缶ボディ用アルミニウム合金板は、製缶後の缶ボディにおいて、円相当径が１０μｍ以上の金属間化合物の数が３個／ｍｍ２以下となるように制御することにより、缶ボディ胴部の強度が均一に向上するので、ピンホールが生じ難くなるというものである。
【００１６】
［成分組成］
以下、本発明の缶ボディ用アルミニウム合金板において限定する成分組成について説明する。
なお、以下に記載する各元素の含有量は、特に規定しない限り質量％であり、また、特に規定しない限り上限と下限を含むものとする。従って、例えば０.１５〜０.５％は、０.１５％以上、０.５％以下を意味する。
【００１７】
「Ｓｉ」０.１５〜０.５％
Ｓｉは、本発明の缶ボディ用アルミニウム合金板において、同時に含有されるＭｇ等とともに化合物を形成し、固溶硬化、析出硬化及び分散硬化作用で強度を向上させる他、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ系金属間化合物を形成して、しごき成型時にダイスに対する焼き付きを防止する効果を有する。
Ｓｉの含有量が０．１５％未満だと、十分な強度が得られず、また、金属間化合物の寸法が大きくなる。また、所望の潤滑性能を発揮できず、ダイス（金型）への焼き付きを防止するのに不充分となる。
Ｓｉの含有量が０.５％を越えると、強度が高くなりすぎ、缶ボディとして製缶した際に胴切れが生じ易くなり、加工性が劣化する。
また、Ｍｇ、Ｃｕ、Ａｌとの金属間化合物が溶体化できなくなり、靭性が低下し、ピンホールが生じやすくなる。
従って、Ｓｉの含有量は、０．１５〜０．５％の範囲内とすることが好ましい。
【００１８】
「Ｆｅ」０.３〜０.６％
Ｆｅは、本発明の缶ボディ用アルミニウム合金板において、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ系金属間化合物の析出量を増加させ、結晶の微細化と、しごき成形加工時にダイスに対して焼き付きが生じるのを防止する効果を有する。
Ｆｅの含有量が０.３％未満だと、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ系金属間化合物の析出量が少なくなりすぎ、しごき金型への焼き付きが生じやすくなる。
Ｆｅの含有量が０.６％を超えると、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ系金属間化合物の量が多くなりすぎ、靭性低下によって加工性が劣化し、ピンホールが生じやすくなる。
従って、Ｆｅの含有量は、０．３〜０．６％の範囲内とすることが好ましい。
【００１９】
「Ｃｕ」０.１５〜０.５％
Ｃｕは、本発明の缶ボディ用アルミニウム合金板において、Ｍｇ等と金属間化合物を形成し、固溶硬化、析出硬化及び分散硬化作用で強度を高める効果を有する。
Ｃｕの含有量が０.１５％未満だと、充分な強度向上効果が得られない。
Ｃｕの含有量が０.５％を越えると、強度が高くなりすぎ、缶ボディとして製缶した際に胴切れが生じ易くなる。また、Ｍｇ、Ｓｉ、Ａｌとの金属間化合物が溶体化できなくなり、靭性低下によって加工性が劣化し、ピンホールが生じやすくなる。
従って、Ｃｕの含有量は、０．１５〜０．５％の範囲内とすることが好ましい。
【００２０】
「Ｍｎ」０.７〜１.２％
Ｍｎは、本発明の缶ボディ用アルミニウム合金板において、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ系金属間化合物を形成し、晶出相及び分散相となって分散硬化作用を発揮するとともに、しごき成形加工時にダイスに対して焼き付きが生じるのを防止する効果を有する。
Ｍｎの含有量が０.７％未満だと、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ系金属間化合物の量が少なくなりすぎて充分な硬化特性が得られず、しごき金型への焼き付きが生じやすくなる。
Ｍｎの含有量が１.２％を越えると、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ系金属間化合物の量が多くなりすぎ、靭性低下によって加工性が劣化し、ピンホールが生じやすくなる。
従って、Ｍｎの含有量は、０.７〜１.２％の範囲内とすることが好ましく、１．０％以下とすることがより好ましい。
【００２１】
「Ｍｇ」０．８〜２．０％（好ましくは、１．５％未満）
Ｍｇは、本発明の缶ボディ用アルミニウム合金板において、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、ＳｉやＣｕと共存することで分散硬化と析出硬化作用を発揮し、強度を向上させる。
Ｍｇの含有量が０．８％未満だと、上述した充分な効果が得られない。
Ｍｇの含有量が２．０％を超えると、強度が高くなりすぎて加工性、特にカール加工性が劣化し、缶ボディとして製缶した際に胴切れが生じ易くなる。
従って、Ｍｇの含有量は、０．８〜２．０％の範囲内とすることがより好ましく、１．５％未満とすることがより好ましい。
【００２２】
「Ｚｎ及びＴｉ」Ｚｎ：０．０５〜０．３０％、Ｔｉ０．０５〜０．１５％
本発明の缶ボディ用アルミニウム合金板は、さらに必要に応じて、質量％でＺｎ：０．０５〜０．３０％、Ｔｉ：０．０５〜０．１５％の内の１種又は２種を含有する成分組成とすることができる。
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。
Ｚｎの含有量が０．０５％未満だと、上述した充分な効果が得られない。
Ｚｎの含有量が０．３０％を越えると、加工性と耐食性が劣化する。
従って、Ｚｎの含有量は、０．０５〜０．３０％の範囲内とすることが好ましい。
【００２３】
Ｔｉは、本発明の缶ボディ用アルミニウム合金板において、結晶粒を微細化し、加工性を改善する効果を有する。
Ｔｉの含有量が０．０５％未満だと、上述した充分な効果が得られない。
Ｔｉの含有量が０．１５％を越えると、粗大な化合物が生じて加工性が劣化する。
従って、Ｔｉの含有量は、０．０５〜０．１５％の範囲内とすることが好ましい。
【００２４】
［缶ボディ用アルミニウム合金板の板厚］
本発明の缶ボディ用アルミニウム合金板の板厚は、０．２５０ｍｍ以上０．２７５ｍｍ未満の範囲であることが好ましい。
板厚が０．２５０ｍｍ未満だと、製缶して缶ボディとした際の十分な耐圧強度が得られなくなる。
また、板厚が０．２７５ｍｍ以上だと、缶ボディの底部の重量が重くなり、製造コストが上昇して経済的でない。
【００２５】
［ベーキング後の素材耐力（２６５ＭＰａ以上）］
ＤＩ加工後の缶ボディは、洗浄、化成処理後の乾燥時、外面印刷または内面塗装後の焼付け処理によって１８０〜２３０℃の温度に加熱される。この加熱により、一般に、缶底部や胴部の強度が変化する。この、加熱後の強度は、ＤＩ成形時の歪量によって異なる。底部はＤＩ成形時の歪みが小さいため、その加熱後の強度はＤＩ加工前の素材であるアルミニウム合金板を加熱した後の強度とほぼ等しくなる。このため、底部の強度の目安として、素材であるアルミニウム合金板をベーキング（加熱）した後の強度を用いることができる。本発明では、このための加熱条件を、２１０℃×１０分としている。
本発明の缶ボディ用アルミニウム合金板の、ベーキング後の素材耐力は、上記条件でベーキングを行った後の耐力で、２６５ＭＰａ以上であることが好ましい。
上述の条件でベーキングした後の素材耐力が２６５ＭＰａ未満だと、ＤＩ加工及び塗装焼付けによる製缶後の缶ボディの十分な耐圧強度が得られなくなる。
【００２６】
［総しごき率及び総絞り比について］
本発明の缶ボディ用アルミニウム合金板は、胴部の厚さ（最薄部厚さ）が０．１１０ｍｍ超０．１２５ｍｍ以下の缶ボディの製造に用いられる。また、本発明の缶ボディ用アルミニウム合金板は、ＤＩ加工時の総しごき率が５０％以上６０％未満の缶ボディの製造に用いる。ここで、総しごき率は、次式（４）で表される。
総しごき率（％）  ＝  （元の板厚Ｔ１−最終缶ボディ胴部最薄部厚さＴ２）／元の板厚Ｔ１  ×  １００  ・・・（４）
上記（４）式において、最終缶ボディ胴部最薄部厚さＴ２は、塗膜無しの厚さである。
本発明の缶ボディ用アルミニウム合金板は、素材板厚が０．２５０ｍｍ以上０．２７５ｍｍ未満であり、最小のしごき率は、元板厚が０．２５０ｍｍで胴部厚さが０．１２５ｍｍである場合の５０％となる。
【００２７】
ここで、総しごき率を６０％以上とした場合、本発明の缶ボディ用アルミニウム合金板は素材強度が高いため、しごき成形時に胴切れが発生しやすく生産性が低下する。一方、総しごき率が５０％より低い場合とは、素材板厚が０．２５０ｍｍよりも小さい場合か、あるいは、胴部板厚が０．１２５ｍｍよりも大きい場合である。
素材板厚が０．２５０ｍｍより小さい場合、充分な耐圧強度が得られない。また、胴部板厚が０．１２５ｍｍより大きい場合、耐ピンホール性は向上するものの、実用的な見地からは過剰強度となり、必要な素材の量が増えるため、経済的でない。従って、総しごき率は５０％以上であることが必要である。
【００２８】
また、本発明の缶ボディ用アルミニウム合金板は、ＤＩ加工時の総絞り比が２．０〜２．７である缶ボディの製造に用いられる。
総絞り比が２．７より大きいと、２回の絞り工程で絞った場合に、絞り成形時に材料の破断が生じ易くなる。一方、上記素材板厚Ｔ１、最終缶ボディ胴部最薄部厚さＴ２、及び総しごき率の制約下で実用的な容量の缶ボディを得るためには、総絞り比を２．０以上とする必要がある。例えば、一般的に用いられている缶胴径６６ｍｍで容量が３５０ｃｃの缶ボディを成形する場合には、総絞り比を２．２〜２．４とすることが好ましい。また、缶胴径約６６ｍｍで容量が約５００ｃｃの缶ボディを成形する場合には、総絞り比を２．４５〜２．６５とすることが好ましい。
【００２９】
ここで、総絞り比Ａとは、カップ絞り比Ｂ（図１（ａ）〜（ｂ）の工程）と、再絞り比Ｃ（図１（ｂ）〜（ｃ）の工程）を掛け合わせた値であり、次式（１）〜（３）で表される。
カップ絞り比Ｂ  ＝  ブランク径Ｄ１／カップ径Ｄ２    ・・・（１）
再絞り比Ｃ  ＝  カップ径Ｄ２／胴部径Ｄ３    ・・・（２）
総絞り比Ａ  ＝  カップ絞り比Ｂ×再絞り比Ｃ  ＝  ブランク径Ｄ１／胴部径Ｄ３      ・・・（３）
【００３０】
［ＤＩ加工及び塗装焼付けによる製缶後の缶ボディ胴部の引張強さ］
本発明の缶ボディ用アルミニウム合金板をＤＩ加工及び塗装焼付けして得られる缶ボディの胴部の引張強さは、３３０ＭＰａ超３８０ＭＰａ以下であることが好ましい。
ＤＩ加工及び塗装焼付けによる製缶後の缶ボディ胴部の引張強さが３３０ＭＰａ以下だと、充分な耐流通ピンホール性が得られず、また、３８０ＭＰａを超えると、胴切れが生じ易くなるとともに生産性が低下する。
また、ＤＩ加工及び塗装焼付けによる製缶後の缶ボディ胴部の引張強さは、より好ましくは３４０ＭＰａ超である。
【００３１】
［ＤＩ加工及び塗装焼付けによる製缶後の缶胴部の伸び］
本発明の缶ボディ用アルミニウム合金板をＤＩ加工及び塗装焼付けして得られる缶ボディの胴部の伸びは４％以上であることが好ましく、５％以上であることが最も好ましい。
ＤＩ成形直後の胴部は、伸びが低く、また脆いためにピンホールを生じやすい。成形された缶ボディは、洗浄及び化成処理して乾燥し、外面塗装印刷及び内面塗装を行った後の焼付けで加熱されることにより、強度は低下するが、延性を回復する。
上述のような加熱の条件を制御することによって、胴部の伸びを上記下限値以上とすることが必要となるが、例えば１０分間、一定温度で加熱する場合、１８０℃の温度では充分でなく、１９０℃以上の温度で加熱する必要がある。
【００３２】
［金属間化合物の数］
本発明の缶ボディ用アルミニウム合金板は、円相当径が１０μｍ以上の金属間化合物の数が３個／ｍｍ２以下とされていることが好ましい。
円相当径が１０μｍ以上の金属間化合物の数を３個／ｍｍ２以下とする方法としては、種々の方法があるが、成分組成を上記範囲に規定し、且つアルミニウム鋳塊製造時の凝固冷却速度を０．０５℃／秒以上とする方法が、設備等の面で最も容易に行うことが可能な方法である。さらに好ましくは、前記凝固冷却速度を０．５℃／秒以上とすれば、円相当径が１０μｍ以上の金属間化合物の数を０個／ｍｍ２とすることができ、耐流通ピンホール性をより高めることができる。
【００３３】
ここで、アルミニウム鋳塊製造時の凝固冷却速度は、アルミニウム鋳塊の初晶デンドライト組織の枝の間隔であるデンドライトアームスペーシング（ＤＡＳ）を２次枝法により測定し、以下に示す関係式（５）を用いて求めることができる。
ｄｓ＝４４．７×Ｃα―０．３２    ・・・（５）
上記関係式（５）において、ｄｓは２次枝法により測定したデンドライトアームスペーシング（μｍ）であり、Ｃαは凝固冷却速度（℃／秒）である。
【００３４】
なお、円相当径が１０μｍ以上の金属間化合物の数を３個／ｍｍ２以下とする方法の内、上述以外の方法としては、Ｆｅ、Ｍｎの含有量を低くする方法もある。しかしながら、このような方法を用いた場合には、円相当径が１０μｍ未満の金属間化合物の数も低下してしまう。円相当径が５μｍ以上１０μｍ未満の金属間化合物は、しごき成形加工時にダイスに対して焼き付きが生じるのを防止するために有用であるが、Ｆｅ、Ｍｎの含有量を低くした場合には、この範囲の金属間化合物の数が低下するため、しごき金型への焼き付きが生じやすくなる。本発明者等は鋭意研究を行い、成分組成を上述のように規定し、且つアルミニウム鋳塊製造時の凝固冷却速度を上述の範囲とする方法により、しごき成形加工時にダイスに対して焼き付きが生じるのを防止するために有用な、円相当径５μｍ以上１０μｍ未満の金属間化合物の数を低下させ過ぎることなく、円相当径が１０μｍ以上の金属間化合物の数を３個／ｍｍ２以下とすることができることを見出した。
【００３５】
本発明では、円相当径が１０μｍ以上の金属間化合物の数が３個／ｍｍ２以下となるように制御することにより、缶ボディ胴部の強度が均一に向上するので、ピンホールが生じ難くなる。
円相当径が１０μｍ以上の金属間化合物の数が３個／ｍｍ２を超える場合、板厚が厚い場合には影響は小さいものの、ＤＩ加工によって胴部が薄肉とされた缶ボディに成形した場合、塗装焼付によって製缶した後の缶ボディ胴部の強度が低下し、ピンホールが生じ易くなる。
【００３６】
本発明者等は、ＤＩ加工及び塗装焼付けによって製缶後の缶ボディ胴部の突き刺し強度を向上させるために鋭意研究したところ、円相当径が１０μｍ以上の金属間化合物の数と、耐流通ピンホール性との間に相関関係があることを見出した。すなわち、円相当径が１０μｍ以上の金属間化合物の数が増加すると、耐流通ピンホール性能が低下する。流通ピンホールの代表的な発生形態である、缶ボディの胴部に先鋭体が接触又は衝突し微小な孔等の破断が発生する過程では、缶ボディ胴部と先鋭体とが接触又は衝突する部位に応力集中が生じる。その際、缶ボディ胴部と先鋭体との接触面に金属間化合物が存在すると、アルミニウム母相が塑性変形を開始する応力では金属間化合物は塑性変形しないことから変形の不連続が生じ、金属間化合物の周辺に高い応力集中が生じる。本発明者等が実験したところ、前記接触面に存在する金属間化合物の円相当径が１０μｍ以上である場合には、変形の不連続の影響が大きくなるため応力集中が極めて高くなり、当該部位から容易に亀裂が発生することが明らかとなった。また、円相当径が１０μｍ以上の金属間化合物であっても、その形状や発生応力との方向関係によっては応力集中への影響が大きくない場合もあり、この破壊現象が極めて確率的現象であることも明らかとなった。本発明者等は、円相当径が１０μｍ以上の金属間化合物の個数と耐流通ピンホール性能との関係を統計的に調査した結果、円相当径が１０μｍ以上の金属間化合物の数が３個／ｍｍ２以下であれば、耐流通ピンホール性を極めて有効に向上させることができることを知見するに至った。
本発明に係る缶ボディ用アルミニウム合金板は、上記構成により、缶ボディ胴部の強度が均一に向上するので、ピンホールが生じ難くなるという優れた効果を備えるものである。
【００３７】
［ＤＩ加工による製缶工程］
以下、図１を用いて、缶ボディ用アルミニウム合金板にＤＩ加工を施して製缶し、缶ボディ１０を得る工程の一例を説明する。
【００３８】
まず、図１（ａ）に示すように、缶ボディ用アルミニウム合金板に打ち抜き加工を施し、直径が１４９ｍｍの円板状の板材を得る。
ついで、この円板状の板材に絞り加工を施し、図１（ｂ）に示すような、軸線方向における高さが４２ｍｍ、外径が８８．２ｍｍとされたカップ状缶体を形成する。ここで、円板状の板材は、厚さが０．２５０ｍｍ以上０．２７５ｍｍ未満とされている。
【００３９】
次いで、図１（ｂ）に示すカップ状缶体に再絞り加工を施し、図１（ｃ）に示すような外形６６ｍｍのカップ状缶体とする。ここで、Ｄ１とＤ３との比は、２．０〜２．７とされており、図示例では１４９／６６＝２．２６である。
次いで、総しごき率が５０％以上６０％未満となるように、しごき加工を施し、図１（ｄ）に示すような有底筒状缶体を形成する。この有底筒状体の開口端部は、その缶軸方向に波打つような凹凸形状とされる。
【００４０】
次いで、図１（ｄ）に示す有底筒状体の開口端部を切断して、缶軸方向における大きさ、つまり高さをその全周に亙って約１２３．５ｍｍと同等にし、外径が６５ｍｍ以上６７ｍｍ以下とされた胴部１１と底部１２とを有する横断面円形の缶ボディ１０を形成する。本例では、底部１２が、胴部１１の缶軸方向における内側に向けて凹む図示略のドーム部を備えるとともに、このドーム部の外周縁部が、胴部１１の缶軸方向における外側に向けて突出する図示略の環状凸部とされている。この環状凸部の缶軸方向における頂部が、缶ボディ１０が正立姿勢となるように該缶ボディ１０を接地面上に配置したときに、接地面に接する接地部とされる。
【００４１】
以上説明したように、本発明に係る耐流通ピンホール性に優れる缶ボディ用アルミニウム合金板によれば、上記成分組成を有し、円相当径が１０μｍ以上の金属間化合物の数が３個／ｍｍ２以下であり、また、ＤＩ加工及び塗装焼付けによる製缶後の缶ボディの胴部の引張強さが３３０ＭＰａ超３８０ＭＰａ以下、前記胴部の伸びが４％以上とされた構成とすることにより、缶ボディ胴部の強度を均一に向上させることができ、ピンホールが生じ難くなる。
【００４２】
また、素材強度を高くすることにより、ＤＩ加工及び塗装焼付けによる製缶後の缶ボディ胴部の強度を、引張強さで３３０ＭＰａ超３８０ＭＰａ以下（好ましくは３４０ＭＰａ超）と高くできるので、前記胴部の突き刺し強度が向上し、胴部にピンホールが生じるのを抑制することができる。
また、素材板厚を薄くすることにより、缶ボディの重量を従来と同等に抑制することができる。
従って、本発明の缶ボディ用アルミニウム合金板を用いることにより、製造コストを増大させることなく、耐流通ピンホール性に優れた缶ボディを得ることができる。
【実施例】
【００４３】
以下、実施例を示して、本発明の耐流通ピンホール性に優れる缶ボディ用アルミニウム合金板を更に詳しく説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものでは無い。
本実施例では、下記表１に示す成分組成及び製造条件にて、以下の工程で各試験例の缶ボディ用アルミニウム合金板を作製し、後述の各項目について評価を行った。
【００４４】
［缶ボディ用アルミニウム合金板作製工程］
下記表１に示す成分を含有するアルミニウム合金を溶解し、この溶湯を常法により脱ガス、介在物除去を行い、半連続鋳造によってスラブに鋳造した。この際、鋳造速度、冷却水量を適宜調節し、得られたスラブ内の凝固冷却速度がほぼ一定とされた部位を切り出すことにより、凝固冷却速度が下記表１に示すような数値とされた各サンプルを得た。
次いで、スラブに対し、下記表１に示す温度で均熱化処理を施した後、熱間圧延を施した。そして、下記表１に示す条件で必要に応じて冷間圧延及び中間焼鈍を行った後、最終冷間圧延を施して、板厚を０．２７０ｍｍとした各試験例の缶ボディ用アルミニウム合金板を得た。
【００４５】
［缶ボディ用アルミニウム合金板（製缶前）の評価項目］
上記作製工程で得られた缶ボディ用アルミニウム合金板の各サンプルについて、ＥＰＭＡ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｐｒｏｂｅ  ＭｉｃｒｏＡｎａｌｙｓｅｒ）を用いてＳＥＭ画像および組成像を画像解析し、Ｍｎを含有する金属間化合物を測定することにより、円相当径が１０μｍ以上の金属間化合物の数を調べた。その際、合金板の圧延方向に平行な断面に対し、鏡面研磨後に、板厚中央から±１００μｍ以内の領域を対象として観察および解析を行った。
また、缶ボディ用アルミニウム合金板の各サンプルについて、２１０℃で１０分加熱後（ベーキング後）の０．２％耐力ＹＳを測定した。
【００４６】
［缶ボディの製缶］
上記工程で得られた缶ボディ用アルミニウム合金板の各サンプルを打ち抜き、直径が１４１ｍｍ、または１４９ｍｍとされた円板状の板材（図１（ａ）参照）を得た。そして、下記表２に示す製造条件で、円板状の板材にＤＩ加工を施し、胴部の最薄部肉厚Ｔ２が下記表２に示す肉厚になるまで絞り加工及びしごき加工を行い、各試験例の缶ボディ（３５０ｃｃ缶）を得た。なお、この際の総絞り比及び総しごき率を、前式（１）〜（４）式によって求め、下記表２に示した。また、この際、缶ボディ用アルミニウム合金板のオペレータ側位置ＯＰＳ及びその反対側位置ＤＲＳにおける幅方向の３箇所、計６箇所の位置において、それぞれ板材を打ち抜き、ＤＩ加工によって缶ボディを得た。
【００４７】
上述のようにしてＤＩ加工した各試験例の缶ボディに対し、以下に説明する方法で外面塗装及び外面印刷、並びに内面塗装を行なった。
まず、塗料としてエポキシ系塗料及びアクリル系塗料を使用し、文字情報等の印刷部分も含め、缶ボディの外面に５０ｍｇ／ｄｍ２の膜厚で塗布した。そして、この缶ボディをオーブンに入れ、１８０℃の温度で３０秒間、加熱乾燥した。
また、上述のようにして外面塗装を施した缶ボディの内面に、スプレーを使用してエポキシ塗料を４０ｍｇ／ｄｍ２の膜厚で塗布した。そして、この缶ボディをオーブンに入れ、２００℃の温度で６０秒間、加熱乾燥した。
【００４８】
［缶ボディ（製缶後）の評価項目］
上記工程で得られた缶ボディ用アルミニウム合金板の各サンプルを加工してなる缶ボディについて、缶ボディの胴部における引張強さＴＳ、伸び率、及び突き刺し強度を測定した。
引張強さＴＳ及び伸び率は、上記缶ボディから引張試験片を採取し、全長７５ｍｍ、平行部長３６ｍｍ、平行部幅１０ｍｍ、つかみ部幅１５ｍｍ、肩半径１５ｍｍの寸法形状に加工した試験片を用いて評価した。この際、缶の接地部から缶軸方向上方に６０ｍｍ離れた部分が引張試験片の中心となり、引張方向が缶軸方向となるようにした。そして、外面及び内面の塗装を、硝酸を用いて脱膜処理した後、引張試験を行うことにより、引張強さＴＳ及び伸び率を測定した。
また、突き刺し強度は、室温（２０℃）雰囲気中において、缶ボディに０．１９６ＭＰａの内圧をかけた状態とし、缶ボディ胴部のうち、接地部から缶軸方向上方に６０ｍｍ離れた部分を、曲率半径２．２５ｍｍとされた押圧子によって径方向内方に向けて押圧し、穴があいた時の押圧力で評価した。この際、押圧子の胴部の径方向内方へ向けた移動速度を２５ｍｍ／ｍｉｎとした。
【００４９】
上記缶ボディ用アルミニウム合金板の各サンプルの組成成分並びに製造条件の一覧を表１に示すとともに、缶ボディの各サンプルの製造条件並びに製缶後の評価試験結果の一覧を表２に示す。
【００５０】
なお、表１の中間焼鈍の欄に示すＩＡ−ＣＡＬとは、合金板作製工程において、冷間圧延と冷間圧延との間で連続中間焼鈍を行なったことを示し、また、ＨＯＴ−ＣＡＬとは、合金板作製工程において、熱間圧延と冷間圧延との間で連続焼鈍を行なったことを示している。
【００５１】
【表１】
2009001858.tif 000002
【００５２】
【表２】
2009001858.tif 000003
【００５３】
上記結果により、本発明で規定された各種特性を有する缶ボディ用アルミニウム合金板が、高い機械的特性を有し、耐流通ピンホール性に優れていることが明らかとなった。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係る耐流通ピンホール性に優れる缶ボディ用アルミニウム合金板を説明するための模式図であり、ＤＩ加工して製缶する際の工程を説明する概略図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０…缶ボディ、１１…胴部、１２…底部
【図１】
2009001858.tif 000004