特許 5676870 再絞り成形性に優れた缶胴用アルミニウム合金板およびその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5676870

(24)【登録日】2015年1月9日

(45)【発行日】2015年2月25日

(54)【発明の名称】再絞り成形性に優れた缶胴用アルミニウム合金板およびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   C22C 21/06 20060101AFI20150205BHJP

   C22F 1/047 20060101ALI20150205BHJP

   C22F 1/00 20060101ALN20150205BHJP

【ＦＩ】

   C22C21/06

   C22F1/047

   !C22F1/00 602

   !C22F1/00 604

   !C22F1/00 623

   !C22F1/00 630A

   !C22F1/00 630K

   !C22F1/00 673

   !C22F1/00 683

   !C22F1/00 685A

   !C22F1/00 691A

   !C22F1/00 691B

   !C22F1/00 691C

   !C22F1/00 692A

   !C22F1/00 693A

   !C22F1/00 693B

   !C22F1/00 694A

   !C22F1/00 694B

   !C22F1/00 685Z

【請求項の数】7

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2009-238351(P2009-238351)

(22)【出願日】2009年10月15日

(65)【公開番号】特開2011-84775(P2011-84775A)

(43)【公開日】2011年4月28日

【審査請求日】2012年9月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000176707

【氏名又は名称】三菱アルミニウム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100089037

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邊 隆

(72)【発明者】

【氏名】石田 隆史

(72)【発明者】

【氏名】齊藤 洋

【審査官】 河口 展明

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０５−２２２４９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２４００９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３００５３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０５７０３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０５７０１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２５０７９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２７４３１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２３４１５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２６５７０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１５２７６２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２２Ｃ ２１／００−２１／１８

Ｃ２２Ｆ １／０４−１／０５７

Ｃ２２Ｆ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

缶胴の底部に凸型の接地部が形成されてなり、その接地部のＲ径が２．０ｍｍ以下の飲料缶に用いられるアルミニウム合金板であって、
前記飲料缶は、前記アルミニウム合金板をカッピング加工によりカップ状体としてからＤＩ加工により有底円筒状体とし、金型による成形加工により缶胴の底部に凸型の接地部が形成され、カップ径と接地径の比が１．８５以上２．５以下、かつカップ径と缶胴径の比が１．４０以上１．８以下の飲料缶であり、
質量％でＳｉ：０．１〜０．５％、Ｆｅ：０．３〜０．７％、Ｃｕ：０．０５〜０．５％、Ｍｎ：０．５〜１．５％、Ｍｇ：０．４〜１．５％、Ｃｒ：０．００１〜０．０５％、Ｚｎ：０．０５〜０．５％、Ｔｉ：０．００１〜０．０５％を含有し、残部が不可避不純物を含み、スラブ鋳造と熱間圧延と冷間圧延により得られ、引張強さが３０７ＭＰａ以下であり、引張強さと耐力の差が３６ＭＰａ以上であり、かつ伸び率が６％以上であり、ＡＢ耐力が２４０ＭＰａ以上であることを特徴とする再絞り成形性に優れた缶胴用アルミニウム合金板。

【請求項2】

ベーキング後の伸び率が７．１％以上であることを特徴とする請求項１に記載の再絞り成形性に優れた缶胴用アルミニウム合金板。

【請求項3】

前記飲料缶は、カップ径と接地径の比が１．９４以上２．２３以下、かつカップ径と缶胴径の比が１．４４以上１．６７以下、缶高さ／缶胴径２.１以上２.３以下の飲料缶であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の再絞り成形性に優れた缶胴用アルミニウム合金板。

【請求項4】

前記飲料缶のベーキング後の座屈強度が１７３５Ｎ以上１７７４Ｎ以下、ベーキング後の耐圧強度が７４６ｋＰａ以上７６０ｋＰａ以下である請求項３記載の再絞り成形性に優れた缶胴用アルミニウム合金板。

【請求項5】

口径が３４ｍｍ以上のボトル缶用であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の再絞り成形性に優れた缶胴用アルミニウム合金板。

【請求項6】

請求項１〜５のいずれかに記載の再絞り成形性に優れた缶胴用アルミニウム合金板を製造するに際し、
鋳造で得たスラブに対し、熱間圧延、冷間圧延によって中間板厚まで加工されたアルミニウム合金板に、加熱速度１０〜２００℃／秒、保持温度５００〜５７０℃、保持時間１〜３０秒、冷却速度１０〜２００℃／秒の連続焼鈍を施し、次いで圧延率４５〜８０％で最終板厚まで最終冷間圧延を行った後、保持温度１２０〜１８０℃に３０分以上保持する最終熱処理を施すことを特徴とする缶胴用アルミニウム合金板の製造方法。

【請求項7】

請求項１〜５のいずれかに記載の再絞り成形性に優れた缶胴用アルミニウム合金板を製造するに際し、
鋳造で得たスラブに対し、熱間圧延、冷間圧延によって中間板厚まで加工されたアルミニウム合金板に、加熱速度１０〜２００℃／秒、保持温度５００〜５７０℃、保持時間１〜３０秒、冷却速度１０〜２００℃／秒の連続焼鈍を施し、次いで圧延率４５〜８０％で最終板厚まで最終冷間圧延を行った後、１２０℃以上に３０分以上保持する状態を確保する冷却を行うことを特徴とする缶胴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、深絞りと再絞りによって缶胴が形成される缶胴用として好適なアルミニウム合金板およびその製造方法に関するものである。

【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）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（Draw-Ironing）加工により形成されている。

【0003】

例えば図１に示す如く、板材を打ち抜いて円盤状のブランク材Ｗを形成し、このブランク材Ｗをカッピングプレスによって絞り加工することにより底の浅いカップ状体Ｗ１に成形する。次にＤＩ加工装置によって、カップ状体Ｗ１に再絞りしごき加工および張り出し加工によるドーム成形を施して有底円筒状体Ｗ２を形成する。このＤＩ加工装置による再絞り加工は、カップ状体Ｗ１をパンチスリーブと再絞りダイとの間に配置し加工することで所定のカップ径とした後、複数のアイアニング・ダイを順次通過させることで徐々にしごき加工し、カップ状体の側壁をしごいて伸張させる。このしごき加工が終了した有底筒状体Ｗ２は、加工装置のパンチスリーブが更に前方に押し出て底部をボトム成形金型に押圧することにより、底部に、例えばドーム部１２ａを有した缶状体１５を得ることができる。

【0004】

即ち、図２に詳細に示す如く、缶状体１５の底部１２の中央側に、胴部１１の缶軸方向に胴部１１の内側に向けて凹むドーム部１２ａを形成するとともに、このドーム部１２ａの外周縁部に胴部１１の缶軸方向における外側に向けて突出する環状凸部１２ｃを形成する。そして、この環状凸部１２ｃの先端部分に接地部１２ｂを形成し、この接地部１２ｂを介して缶状体１５が接地面Ｌ上において正立姿勢をとるようにされている。

【0005】

この種の飲料缶において、しごき加工性を損なうことなく低コストで缶底接地部の小径化に対応し得る缶胴用アルミニウム合金板として、以下の特許文献１に記載の如く、Ｍｇ０．８〜１．４ｗｔ％、Ｍｎ０．７〜１．３ｗｔ％、Ｆｅ０．２〜０．５ｗｔ％、Ｓｉ０．１〜０．５ｗｔ％、Ｃｕ０．１〜０．３ｗｔ％、Ｔｉ０．００５〜０．０５ｗｔ％を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなるアルミニウム合金板であって、引張強さと伸び率を特定の範囲内にあるようにした缶胴用アルミニウム合金板が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００１−２６２２６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ところで、この種の飲料缶には、更なる薄肉軽量化が望まれており、薄肉軽量化を達成するためには、飲料缶において缶底部の耐圧強度の確保が必要となる。これを達成する方法は大きく分けて２種類考えられ、そのうちの１つの方法は材料強度を高くする方法であり、もう１つの方法は飲料缶の缶底の形状を工夫する方法である。

【0008】

後者の方法には、飲料缶の接地部分の径の小径化や接地アール部（図２に示す構造の場合、接地部１２ｂ）の小径化が有効であると考えられるが、これらを実施すると再絞り成形時に缶底部での破断が生じ易くなる問題がある。即ち、再絞り成形時にポンチにより缶底部を加工中に缶底が抜けて破れてしまうおそれがある。
また、飲料缶の軽量化やデザイン性の面から、缶高さと缶胴比を従来の飲料缶より大きくしたいとの要求もある。従来の製造方法では、このカップ径／接地径（接地部１２ｂが描く円の径）＝１．７、カップ径／缶胴径＝１．３程度が代表的であった。ここで一般的な飲料缶の缶胴成形は、２回絞り加工（深絞り＋再絞り）で実施されており、缶高さと缶胴径の比を大きくするためには、再絞り比を大きくする必要がある。従ってこの場合も再絞り成形時に缶底での破断が発生し易くなる問題がある。
更に、従来の缶に比べて缶胴を細くした細長い缶を新規デザインの要望などに応じて作成する場合、上記の絞り比がどうしても大きくならざるを得ない問題がある。

【0009】

また、従来の缶を更に薄肉化する場合、問題点が２つ考えられる。１つ目の問題点は、缶底部の板厚が薄くなることによる缶強度不足である。ただし、この問題点は先にも記載の如く缶底形状を工夫することで対応は可能となる。２つ目の問題点は、Ｆ（フランジ）／Ｗ（ウォール）厚の薄肉化が限界の場合のメタル量の不足である。この場合、ブランク径を大きくしてメタル量を確保する必要があるため、必然的にカップ径も大きくならざるを得ない。通常缶とボトル缶とでカップ径／缶胴径が異なるのも、ボトル缶の方がブランク径が大きいことによる。即ち、更なる薄肉化を行う必要が生じてブランク径を大きくしようとした場合に従来材料では対応できない問題がある。

【0010】

そこで本発明者は、上述の再絞り性を向上させるためには、従来材料よりも、引張強さと耐力との差が大きく、伸び率が高い材料であって、しかも、缶底部の強度を確保するために必要最低限の耐力を有する材料の提供が有効であると考えた。
また、そのようなアルミニウム合金板を製造するために、この種のアルミニウム合金板の製造方法について研究したところ、中間焼鈍として連続焼鈍を用い、最終冷間圧延後に所定の条件で仕上焼鈍を行うことで析出強化と回復の相互効果により、従来の材料に比べて引張強さと耐力との差異が大きく、伸び率が高く、再絞り性に優れた材料を開発できることを知見し、本願発明に到達した。

【0011】

本発明は以上の背景に基づきなされたもので、飲料缶の薄肉軽量化を更に推し進めることができるとともに、軽量化やデザイン性の面で缶高さと缶胴径の比を従来のものより大きくしても再絞り成形時に缶底での破断が生じない再絞り成形性に優れた缶胴用アルミニウム合金板の提供と、その製造方法の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明の再絞り成形性に優れた缶胴用アルミニウム合金板は、缶胴の底部に凸型の接地部が形成されてなり、その接地部のＲ径が２．０ｍｍ以下の飲料缶に用いられるアルミニウム合金板であって、前記飲料缶は、前記アルミニウム合金板をカッピング加工によりカップ状体としてからＤＩ加工により有底円筒状体とし、金型による成形加工により缶胴の底部に凸型の接地部が形成され、カップ径と接地径の比が１．９４以上２．５以下、かつカップ径と缶胴径の比が１．４０以上１．８以下の飲料缶であり、質量％でＳｉ：０．１〜０．５％、Ｆｅ：０．３〜０．７％、Ｃｕ：０．０５〜０．５％、Ｍｎ：０．５〜１．５％、Ｍｇ：０．４〜１．５％、Ｃｒ：０．００１〜０．０５％、Ｚｎ：０．０５〜０．５％、Ｔｉ：０．００１〜０．０５％を含有し、残部が不可避不純物を含み、スラブ鋳造と熱間圧延と冷間圧延により得られ、引張強さが３０７ＭＰａ以下であり、引張強さと耐力の差が３６ＭＰａ以上であり、かつ伸び率が６％以上であり、ＡＢ耐力が２４０ＭＰａ以上であることを特徴とする。

【0013】

本発明の再絞り成形性に優れた缶胴用アルミニウム合金板において、ベーキング後の伸び率が７．１％以上であることが好ましい。
本発明の再絞り成形性に優れた缶胴用アルミニウム合金板において、前記飲料缶は、カップ径と接地径の比が１．９４以上２．２３以下、かつカップ径と缶胴径の比が１．４４以上１．６７以下の飲料缶であることを特徴とする。
本発明の再絞り成形性に優れた缶胴用アルミニウム合金板において、前記飲料缶は、ベーキング後の座屈強度が１７３５Ｎ以上１７７４Ｎ以下、ベーキング後の耐圧強度が７４６ｋＰａ以上７６０ｋＰａ以下であることを特徴とする。
本発明の再絞り成形性に優れた缶胴用アルミニウム合金板は、口径が３４ｍｍ以上のボトル缶用であることを特徴とする。

【0014】

本発明は先に記載の再絞り成形性に優れた缶胴用アルミニウム合金板を製造するに際し、鋳造で得たスラブに対し、熱間圧延、冷間圧延によって中間板厚まで加工されたアルミニウム合金板に、加熱速度１０〜２００℃／秒、保持温度５００〜５７０℃、保持時間１〜３０秒、冷却速度１０〜２００℃／秒の連続焼鈍を施し、次いで圧延率４５〜８０％で最終板厚まで最終冷間圧延を行った後、保持温度１２０〜１８０℃に３０分以上保持する最終熱処理を施すことを特徴とする。
本発明は先に記載の再絞り成形性に優れた缶胴用アルミニウム合金板を製造するに際し、鋳造で得たスラブに対し、熱間圧延、冷間圧延によって中間板厚まで加工されたアルミニウム合金板に、加熱速度１０〜２００℃／秒、保持温度５００〜５７０℃、保持時間１〜３０秒、冷却速度１０〜２００℃／秒の連続焼鈍を施し、次いで圧延率４５〜８０％で最終板厚まで最終冷間圧延を行った後、１２０℃以上に３０分以上保持する状態を確保する冷却を行うことを特徴とする。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、飲料缶の薄肉軽量化を更に推し進めることができるとともに、軽量化やデザイン性の面で缶高さと缶胴径の比を従来のものより大きくしても再絞り成形時に缶底での破断が生じない再絞り成形性に優れた缶胴用アルミニウム合金板を提供することができる。
本発明の製造方法によれば、中間焼鈍として連続焼鈍を用い、最終冷間圧延後に所定の温度域で所定時間以上保持する仕上焼鈍となる熱処理を行うか、あるいは、最終冷間圧延後に所定温度域に所定時間保持する冷却を行うことで析出強化と回復の相互効果により、従来の材料に比べて引張強さと耐力との差異が大きく、伸び率が高く、再絞り性に優れた缶胴用アルミニウム合金板を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】アルミニウム合金板材から有底筒状体を形成するまでの一般工程を説明する工程説明図。

【図2】図１に示す有底筒状体の環状凸部を示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の具体的な実施形態について説明する。
本発明の一実施形態に係る缶胴用アルミニウム合金板においてその組成は、質量％でＳｉ：０．１〜０．５％、Ｆｅ：０．３〜０．７％、Ｃｕ：０．０５〜０．５％、Ｍｎ：０．５〜１．５％、Ｍｇ：０．４〜１．５％、Ｃｒ：０．００１〜０．０５％、Ｚｎ：０．０５〜０．５％、Ｔｉ：０．００１〜０．０５％を含有し、残部が不可避不純物とされている。なお、本願明細書において特に指定しない限り組成比の上限値と下限値を〜で結んで表示する場合、下限値以上、上限値以下を示すものとする。よって、Ｓｉ：０．１〜０．５％と表記した場合は、Ｓｉ含有量が０．１質量％以上、０．５質量％以下の範囲を示す。

【0018】

先ず、本発明で使用するアルミニウム合金の組成限定理由について説明する。Ｓｉは同時に含有されるＭｇとともに化合物を形成し、固溶硬化、析出硬化、分散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０．１％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０．５％を越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、０．１〜０．５％と設定する。
Ｆｅ及びＣｒは結晶の微細化と、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。Ｆｅの場合には含有量が０．３％未満では所望の効果が得られず、一方、Ｆｅ含有量が０．７％を越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、０．３〜０．７％と設定する。Ｃｒの場合には、Ｃｒ含有量が０．００１％未満では所望の効果が得られず、一方、Ｃｒ含有量が０．０５％を越えると脆くなり加工性が劣化する。従ってＣｒの適正含有量は、０．００１〜０．０５％とする。
ＣｕはＭｇと金属間化合物を形成し、固溶硬化、析出硬化、分散硬化作用を及ぼす。Ｃｕ含有量が０．０５％未満ではこれらの効果が乏しく、またＣｕ含有量が０．５％を越えると加工性が劣化する。従って、Ｃｕの適正な含有量は０．０５〜０．５％に設定する。

【0019】

ＭｎはＦｅ、Ｓｉ、Ａｌとともに金属間化合物を形成し、晶出相及び分散相となって分散効果作用を発揮するとともに、しごき成型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。Ｍｎ含有量が０．５％未満では、所望の硬化特性が得られず、一方、Ｍｎ含有量が１．５％を越えると脆くなり加工性が劣化する。従ってＭｎの適正含有量は、０．５〜１．５％と設定する。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硬化と析出硬化作用を発揮する。Ｍｇ含有量が０．４％未満ではこれらの作用効果が十分発揮されず、またＭｇ含有量が１．５％を越えると加工性が劣化し、特にカール加工性が低下する。従って、Ｍｇの適正含有量は０．４〜１．５％に設定する。

【0020】

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含有量が０．０５％未満では効果が不十分で、Ｚｎ含有量が０．５％を越えると加工性と耐食性が劣化する。従ってＺｎの適正な含有量は０．０５〜０．５％とする。
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。Ｔｉ含有量が０．００１％未満ではこれらの効果が発揮されず、また０．０５％を越えると粗大な化合物ができて、加工性が劣化する。従って、Ｔｉの適正な含有量は０．００１〜０．０５％とする。

【0021】

以上説明の組成比のアルミニウム合金板において、飲料缶とするための再絞り性を向上させるためには、従来材料よりも、引張強さと耐力との差が大きく、伸び率が高い材料であって、しかも、缶底部の強度を確保するために必要最低限の耐力を有する材料の提供が有効である。
また、そのようなアルミニウム合金板を製造するために、この種のアルミニウム合金板の製造方法において、中間焼鈍として連続焼鈍を用い、最終冷間圧延後に所定の条件で仕上焼鈍を行うことで析出強化と回復の相互効果により、従来の材料に比べて引張強さと耐力との差異が大きく、伸び率が高く、再絞り性に優れた材料を提供することができる。
即ち、前記組成比のアルミニウム合金板を製造するには、溶製したスラブを熱間圧延加工し、熱間圧延仕上板厚を例えば２．６ｍｍとしてから、中間冷間圧延加工し、中間焼鈍、最終冷間圧延を経て最終熱処理を行って缶用としての板厚、例えば、０．３５ｍｍの板厚とすることが好ましい。

【0022】

前述の熱間圧延仕上を行う場合の仕上温度は２８０℃〜４８０℃の範囲であることが好ましい。
前記中間冷間圧延を行う場合の圧延率は４０〜９０％の範囲であることが好ましい。
前記中間焼鈍を行う場合の温度は５００〜５７０℃の範囲、１〜３０秒の範囲であることが好ましい。
前記最終冷間圧延を行う場合の圧延率は４５〜８０％の範囲、最終冷間圧延仕上温度は１４０℃以上であることが好ましく、この場合に１２０℃以上に３０分以上保持する状態を確保する冷却を行うことが好ましい。
また、前記最終冷間圧延を行った後、保持温度１２０〜１８０℃に３０分以上保持する最終熱処理を施すことが好ましい。この最終熱処理の際の保持温度範囲を前記範囲から外れるように１２０℃よりも低くした場合、十分な底抜け性の改善が見られない。
また、１８０℃を越える温度で最終熱処理を行うと、底抜け性の改善効果はそれ以上に増加せず、場合によっては若干減少傾向を示し、また、消費エネルギー的にも無駄が多くなる。

【実施例】

【0023】

以下に、本発明の具体的実施例について説明するが、本願発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
以下の表１に示す組成比の合金スラブを溶製し、表２に示すＮｏ.１〜Ｎｏ.７、Ｎｏ.１０の試料は、熱間圧延加工により板厚２．６ｍｍのアルミニウム合金板を作製し、このアルミニウム合金板に圧延率５８％の中間冷間圧延を施し、板厚１．１ｍｍのアルミニウム合金板を作製し、このアルミニウム合金板に連続焼鈍炉（ＣＡＬ）にて以下の表２に示す温度、保持時間の条件にて中間焼鈍を行った。
この後、表２に示す圧延率、仕上温度、仕上板厚にて最終冷間圧延を行い、必要に応じて表２に示す最終熱処理を行って飲料缶用のアルミニウム合金板を得た。
表２に示すＮｏ.１〜７、１０の試料は、熱間圧延仕上温度２８０℃で板厚２．６ｍｍとした試料、Ｎｏ.８、９の試料は、熱間圧延仕上温度３２０℃で板厚２．０ｍｍとし、中間焼鈍を行わなかった試料である。

【0024】

これらのアルミニウム合金板試料について引張強さ（ＴＳ：ＭＰａ）、耐力（ＹＳ：ＭＰａ）、伸び（ＥＬ：％）、引張強さ−耐力（ＴＳ−ＹＳ：ＭＰａ）を測定した結果を表３に記載する。また、各アルミニウム合金板試料について、２１０℃で１０分加熱するベーキング処理を施し、このベーキング後の引張強さ（ＴＳ：ＭＰａ）、耐力（ＡＢ耐力：ＹＳ：ＭＰａ）、伸び（ＥＬ：％）を測定した結果を表３に併記する。
表３に示す座屈強度とは、ＤＩ缶にベーキング処理（２１０℃１０分）を施した後、缶軸方向に圧縮荷重を負荷し、缶底部（図２の底部１２）が座屈した時の平均荷重（サンプル数ｎ＝１０）を示し、耐圧強度とは、ＤＩ缶にベーキング処理（２１０℃１０分）を施した後、缶胴内部にエアー圧をかけて、缶底のドーム部１２ａ（図２参照）が反転した時の平均圧力（サンプル数ｎ＝１０）を示す。

【0025】

【表1】

【0026】

【表2】

【0027】

【表3】

【0028】

また、表２に示す条件で製造されたＮｏ.１〜１０のアルミニウム合金板試料について、先に図１を元に説明したカッピング加工およびＤＩ加工を施し、そのＤＩ加工時の底抜け性について調査した結果を表４に示す。
表４に示す結果は、ＤＩ加工を施す場合に、図１に示すカップ状体Ｗ１とした場合のカップ径（外径）と、図２に示す缶状体１５とした場合の缶胴径（外径）と、接地部の径（接地円の直径）と、カップ径／接地径と、カップ径／缶胴径と、缶高さ／缶胴径と、接地部Ｒ径（接地部アール径）について設定条件を実施条件として以下の表５に記載した条件の場合に得られた結果である。

【0029】

【表4】

【0030】

【表5】

【0031】

表３に示す如く、Ｎｏ.１〜３、７〜９の試料はいずれも引張強さ−耐力（ＴＳ−ＹＳ：ＭＰａ）の値が３０ＭＰａを下回る試料であるのに対し、Ｎｏ.４、６の試料はいずれも引張強さ−耐力（ＴＳ−ＹＳ：ＭＰａ）の値が３０ＭＰａを越える試料である。Ｎｏ.４の試料にあっては、表４に示すＡ〜Ｈの全ての実施条件においていずれも底抜け性に優れ、１００缶製缶して１缶も底抜けを生じない、優れた底抜け性を示した。
Ｎｏ.６の試料にあっては、実施条件Ｆ、Ｈにて若干底抜けを生じたが、その他の条件Ａ〜Ｅ、Ｇにおいて１００缶製缶して１缶も底抜けを生じない、優れた底抜け性を示した。

【0032】

表５の実施条件Ｂは接地部Ｒ径を２．５ｍｍとする実施条件であるが、このように接地部Ｒ径を大きくすると、表４に示す如くＮｏ.１〜１０のいずれの試料であっても底抜け性は良好となり、いずれの試料においても底抜け性、換言すると、再絞り成形性に問題を生じない。これは、接地部Ｒ径の値を２．５ｍｍより小さい１．５ｍｍ、２．０ｍｍとした場合に、再絞り成形性に大きな影響があり、接地部Ｒ径が小さい程、再絞り成形性を阻害する傾向があり、再絞り成形性に制約が生じることを意味する。

【0033】

しかし、先にも説明した如く、飲料缶の更なる薄肉軽量化のためには、缶底部の耐圧強度の確保が必要となるので、これを達成するための接地径の小径化、接地部Ｒ径の小径化が必要となり、このため、接地部Ｒ径を小径化しても、再絞り成形性に支障を来さないことが重要となる。
この点に鑑み、接地部Ｒ径を小さくしても、実施条件に広く対応することができる、Ｎｏ.４、６のアルミニウム合金板試料が有望であり、これらの試料は、表３に示す如く引張強さ−耐力（ＴＳ−ＹＳ：ＭＰａ）の値が３０ＭＰａを越える試料であり、伸びが６．０％を越える試料であり、ＡＢ耐力が２４０ＭＰａ以上の試料であり、缶強度における座屈強度と耐圧強度においても優れている。また、Ｎｏ.５のアルミニウム合金板試料は最終熱処理温度が１９０℃と高いために、缶強度における座屈強度と耐圧強度においてＮｏ.４、６のアルミニウム合金板試料より若干劣る結果となった。
なお、カップ径／接地径の上限は２．５が好ましく、カップ径／缶胴径の上限は１．８が好ましい。

【0034】

次に、表２に示すアルミニウム合金板の製造条件について検討すると、Ｎｏ.１、６の試料は、最終熱処理を行っていない試料であるが、Ｎｏ.６の試料は最終冷間圧延後の冷却条件として、１２０℃以上の温度域を１時間維持する条件で冷却している。これに対してＮｏ.１のアルミニウム合金板試料は、最終冷間圧延の仕上温度が１１０℃であり、ここから冷却しているために１２０℃以上の状態が保持されていない。
Ｎｏ.１の試料は表３に示す如く伸びが不足し、ＴＳ−ＹＳの値が低く、再絞り成形性に劣り、座屈強度、耐圧強度とも低くなっている。これに対し、Ｎｏ.６の試料は、伸びが高く、ＴＳ−ＹＳの値が高く、再絞り成形性に優れ、座屈強度、耐圧強度とも高くなっている。

【0035】

Ｎｏ.２の試料は、最終熱処理温度を１５０℃としたが２０分しか熱処理していない試料であるが、伸びが不足し、ＴＳ−ＹＳの値が低く、再絞り成形性が低下している。

【0036】

Ｎｏ.４の試料は１５０℃に２時間保持する熱処理を施すことで、伸びが高く、ＴＳ−ＹＳの値が高く、再絞り成形性に優れ、座屈強度、耐圧強度とも高くなっている。
Ｎｏ.７の試料は中間焼鈍を５００℃未満の４７０℃で施した試料であるが、伸びが不足し、ＴＳ−ＹＳの値が低く、再絞り成形性に劣り、座屈強度、耐圧強度とも低くなっている。
Ｎｏ.８、９の試料は中間冷間圧延と中間焼鈍を行っていない試料であるが、伸びが不足し、ＴＳ−ＹＳの値が低く、再絞り成形性に若干劣り、座屈強度、耐圧強度とも低くなっている。

【0037】

これらの試験結果から、前記組成比のアルミニウム合金板において、接地部のＲ径が２．０ｍｍ以下の飲料缶に用いられるアルミニウム合金板であって、引張強さと耐力の差が３０ＭＰａ以上であり、かつ伸び率が６％以上であり、ＡＢ耐力が２４０ＭＰａ以上であるならば、ＤＩ加工する場合の再絞り成形性に優れることが明らかになった。

【0038】

また、前記アルミニウム合金板を製造する場合、最終冷間圧延後に１２０〜１８０℃に３０分以上保持する最終熱処理を施すか、最終冷間圧延後に１２０℃以上の温度に３０分以上維持できる冷却条件を選択することで、引張強さと耐力の差が３０ＭＰａ以上であり、かつ伸び率が６％以上であり、ＡＢ耐力が２４０ＭＰａ以上であるアルミニウム合金板を得ることが可能となり、このアルミニウム合金板をＤＩ加工することで、軽量化やデザイン性の面で缶高さと缶胴径の比を従来のものより大きくした飲料缶を製造しても、再絞り成形性の良好な状態で飲料缶を製造できることが明らかになった。

【符号の説明】

【0039】

Ｗ…ブランク材、Ｗ１…カップ状体、Ｗ２…有底筒状体、１１…缶胴、１２…底部、１２ａ…ドーム部、１２ｂ…接地部、１２ｃ…環状凸部、１５…缶状体、Ｌ…接地面。

【図1】

【図2】