特許 6224413 キャップ用アルミニウム合金板及びその製造方法

(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】6224413

(24)【登録日】2017年10月13日

(45)【発行日】2017年11月1日

(54)【発明の名称】キャップ用アルミニウム合金板及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   C22C 21/00 20060101AFI20171023BHJP

   C22C 21/06 20060101ALI20171023BHJP

   C22F 1/04 20060101ALI20171023BHJP

   B22D 11/00 20060101ALI20171023BHJP

   B22D 11/20 20060101ALI20171023BHJP

   B21B 1/46 20060101ALI20171023BHJP

   B21B 3/00 20060101ALI20171023BHJP

   B65D 41/34 20060101ALI20171023BHJP

   C22F 1/00 20060101ALN20171023BHJP

【ＦＩ】

   C22C21/00 L

   C22C21/06

   C22F1/04 C

   B22D11/00 E

   B22D11/20 A

   B21B1/46 B

   B21B3/00 J

   B65D41/34

   !C22F1/00 623

   !C22F1/00 630A

   !C22F1/00 630K

   !C22F1/00 673

   !C22F1/00 681

   !C22F1/00 682

   !C22F1/00 683

   !C22F1/00 685Z

   !C22F1/00 686B

   !C22F1/00 691A

   !C22F1/00 691B

   !C22F1/00 691C

   !C22F1/00 692A

   !C22F1/00 692B

   !C22F1/00 694A

   !C22F1/00 694B

【請求項の数】2

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2013-223278(P2013-223278)

(22)【出願日】2013年10月28日

(65)【公開番号】特開2015-86401(P2015-86401A)

(43)【公開日】2015年5月7日

【審査請求日】2016年10月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】000107538

【氏名又は名称】株式会社ＵＡＣＪ

(74)【代理人】

【識別番号】100081961

【弁理士】

【氏名又は名称】木内 光春

(72)【発明者】

【氏名】大場 建穂

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 覚

【審査官】 松本 陶子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−３５３０８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−００２４６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３４４１６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１９１７６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２２４３８０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２２Ｃ ２１／００−２１／１８

Ｃ２２Ｆ １／０４− １／０５７

Ｂ２１Ｂ １／４６

Ｂ２１Ｂ ３／００

Ｂ２２Ｄ １１／００

Ｂ２２Ｄ １１／２０

Ｂ６５Ｄ ４１／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ｍａｓｓ％で、Ｓｉ：０．１％以上０．６％以下、Ｆｅ：０．２％以上０．７％以下、Ｃｕ：０．０１％以上０．３％以下、Ｍｎ：０．３％以上０．８％未満、Ｍｇ：０．２％以上０．８％未満を含有し、残部Ａｌ及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金から構成され、引張強さが２００ＭＰａ以上３００ＭＰａ以下であり、最終板断面による金属間化合物の面積占有率が１．０％以上３．０％以下、かつ、円相当径３μｍを超える金属間化合物の個数密度が３００ヶ／ｍｍ^２以上１０００ヶ／ｍｍ^２以下であって、耳率が−３％以上＋３％以下であることを特徴とするキャップ用アルミニウム合金板。

【請求項2】

ｍａｓｓ％で、Ｓｉ：０．１％以上０．６％以下、Ｆｅ：０．２％以上０．７％以下、Ｃｕ：０．０１％以上０．３％以下、Ｍｎ：０．３％以上０．８％未満、Ｍｇ：０．２％以上０．８％未満を含有し、残部Ａｌ及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金の溶湯を３０ｍｍ／ｍｉｎ以上６０ｍｍ／ｍｉｎ以下の鋳造速度で鋳造する鋳造工程と、得られた鋳塊に５４０℃以上６１０℃以下で１時間以上４８時間以内の均質化処理を施す均質化処理工程と、前記鋳塊に熱間圧延を施し、熱間仕上げ圧延の終了温度を３３０℃以上３７０℃以下とし、熱間仕上げ圧延終了後のコイルに巻き取った状態で再結晶状態とする熱間圧延工程と、当該熱間圧延工程後に７０％以上の圧延率で１次冷間圧延を施す第１の冷間圧延工程と、第１の冷間圧延後に連続焼鈍炉を用いて１℃／秒以上の昇温速度で到達温度４００℃以上５５０℃以下で２分間以内保持後に１℃／秒以上の冷却速度で１００℃以下まで冷却する中間焼鈍工程と、当該中間焼鈍工程後に圧延材に３０％以上６０％以下の冷間圧延率にて冷間圧延を施して最終板厚とする第２の冷間圧延工程と、当該第２の冷間圧延工程後に１８０℃以上２７０℃以下で０．５時間以上４時間以内の安定化焼鈍を行う安定化焼鈍工程とを施すことにより、引張強さが２００ＭＰａ以上３００ＭＰａ以下であり、最終板断面による金属間化合物の面積占有率が１．０％以上３．０％以下、かつ、円相当径３μｍを超える金属間化合物の個数密度が３００ヶ／ｍｍ^２以上１０００ヶ／ｍｍ^２以下であって、耳率が−３％以上＋３％以下である合金板を得ることを特徴とするキャップ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、広口用ＰＰ（ｐｉｌｆｅｒ ｐｒｏｏｆ）キャップなどに適した、高強度で、かつ開栓性、耳率に優れたキャップ用アルミニウム合金板及びその製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、ボトル缶等のアルミニウム合金製キャップとして、一旦開栓した後に再度封止可能であって、しかも一度開栓したことが容易に識別できるようにしたＰＰキャップが広く用いられるようになっている。この種のＰＰキャップの製造方法としては、一般には塗装および文字印刷を施したアルミニウム合金板を、カップ状に絞り成形した後、開口端をトリミングし、さらに開栓を容易にするために裾部にミシン目を入れ、胴部にネジ溝を形成して製造するのが通常である。このようなＰＰキャップにおいては、前述のミシン目を、印刷文字をまたいで形成しておくことによって、一旦開栓した後には開栓履歴の有無を容易に識別できるようにするのが通常である。

【0003】

この種のＰＰキャップ用のアルミニウム合金板としては、一般に成形性に優れたＪＩＳ Ａ１１００合金やＡ３１０５合金が用いられているが、最近では、缶の広口化やゲージダウンの要請に伴って、天面強度の低下を補うために高強度のＡｌ-Ｍｇ系合金が使用され始めている（例えば、特許文献１参照）。

【0004】

一般に、天面強度を上昇させるために素材の高強度化を行うと、キャップをひねって開ける時の開栓トルクが上昇しすぎて、なかなか開けることができない。つまりキャップの開栓性が悪くなるという問題があり、極端な高強度化は不可能であった。

【0005】

このため、高強度でありながら開栓性の良い材料が望まれており、このようなＰＰキャップ用のアルミニウム合金板としては、例えば、特許文献２に示されるようなものが提案されている。

【0006】

また、ＰＰキャップはアルミニウム板の状態で文字や模様などをアルミニウム板の表面に印刷してからキャップ形状に成形することから、キャップ用アルミニウム合金板の耳率が大きいと耳が高い部分の印刷文字がその高さに対応するように曲がる（歪む）という問題もあり、成形後に印刷や印刷フィルムのラミネートが行われる缶胴用アルミニウム合金板に比べると、耳率に対する要求品質は高く、直ちには適用できないという問題がある。ここで、缶胴用アルミニウム合金板としては特許文献３、４に示されるようなものが提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開平０４−２６８０５４号公報

【特許文献2】特開２００８−１５６７１０号公報

【特許文献3】特開昭６１−２６４１４９号公報

【特許文献4】特開２００９−２７０１９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

特許文献１においては、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｃｕの合金組成の最適化と製造条件の最適化とにより、強度かつ方向性に優れるＡｌ−Ｍｇ系合金板が提案されている。しかし、開栓性に関しては全く配慮されておらず、高強度でありながら開栓性の良いキャップ用アルミニウム合金板としては未だ不十分であり改善の余地を残していた。

【0009】

また、特許文献２においては、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｓｉの合金組成を規定するとともに、耳率と耳率の板幅方向のばらつき、引張強さを規定したキャップ用アルミニウム合金板が提案されている。しかし、最近の広口化やゲージダウンの要請に応えるキャップ材としては、強度面及び開栓性について改善の余地を残していた。

【0010】

一方、特許文献３においては、Ｍｎ、Ｍｇの合金組成や金属間化合物の分布などを規定した成形性に優れた包装容器用アルミニウム合金板が提案されている。しかし、キャップ用ではなく、絞り、しごき加工後の缶側壁に張出し成形を行う異形缶用であり、本発明とは用途が異なっている。しかも、耳率に関しては全く配慮されていないため、キャップ用には直ちに適用できない。

【0011】

特許文献４においては、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｆｅの合金組成や金属間化合物の分布などを規定した耐突刺し性および拡管性に優れた缶胴用アルミニウム合金板が提案されている。しかし、特許文献３と同様、キャップ用ではないため、本発明とは用途が異なり、しかも耳率に関しては全く配慮がなされていない。

【0012】

本発明は前記課題に鑑みてなされたものであり、ＰＰキャップに適したＡｌ−Ｍｎ−Ｍｇ系合金板として、高強度でありながら開栓性も良く、印刷文字の曲がりを防止できる耳率が良好なキャップ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を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本発明者らは、更なる高強度化と開栓性の両立を目指し鋭意検討を重ねた結果、Ａｌ−Ｍｎ−Ｍｇ合金板の合金の組成を適切に調整するだけでなく、製造条件を工夫して金属間化合物の面積含有率と個数密度を適正に制御することで、高強度でありながら良好な開栓性を確保でき、キャップ用として好適に使用できることを知見し本発明を完成させるに至った。

【0014】

すなわち、本発明のキャップ用アルミニウム合金板は、ｍａｓｓ％で、Ｓｉ：０．１％以上０．６％以下、Ｆｅ：０．２％以上０．７％以下、Ｃｕ：０．０１％以上０．３％以下、Ｍｎ：０．３％以上０．８％未満、Ｍｇ：０．２％以上０．８％未満を含有し、残部Ａｌ及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金から構成され、引張強さが２００ＭＰａ以上３００ＭＰａ以下であり、最終板断面による金属間化合物の面積占有率が１．０％以上３．０％以下、かつ、円相当径３μｍを超える金属間化合物の個数密度が３００ヶ／ｍｍ^２以上１０００ヶ／ｍｍ^２以下であって、耳率が−３％以上＋３％以下であることを特徴とする。

【0015】

また、本発明のキャップ用アルミニウム合金板の製造方法は、ｍａｓｓ％で、Ｓｉ：０．１％以上０．６％以下、Ｆｅ：０．２％以上０．７％以下、Ｃｕ：０．０１％以上０．３％以下、Ｍｎ：０．３％以上０．８％未満、Ｍｇ：０．２％以上０．８％未満を含有し、残部Ａｌ及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金の溶湯を３０ｍｍ／ｍｉｎ以上６０ｍｍ／ｍｉｎ以下の鋳造速度で鋳造する鋳造工程と、得られた鋳塊に５４０℃以上６１０℃以下で１時間以上４８時間以内の均質化処理を施す均質化処理工程と、前記鋳塊に熱間圧延を施し、熱間仕上げ圧延の終了温度を３３０℃以上３７０℃以下とし、熱間仕上げ圧延終了後のコイルに巻き取った状態で再結晶状態とする熱間圧延工程と、当該熱間圧延工程後に７０％以上の圧延率で１次冷間圧延を施す第１の冷間圧延工程と、第１の冷間圧延後に連続焼鈍炉を用いて１℃／秒以上の昇温速度で到達温度４００℃以上５５０℃以下で２分間以内保持後に１℃／秒以上の冷却速度で１００℃以下まで冷却する中間焼鈍工程と、当該中間焼鈍工程後に圧延材に３０％以上６０％以下の冷間圧延率にて冷間圧延を施して最終板厚とする第２の冷間圧延工程と、当該第２の冷間圧延工程後に１８０℃以上２７０℃以下で０．５時間以上４時間以内の安定化焼鈍を行う安定化焼鈍工程とを施すことにより、引張強さが２００ＭＰａ以上３００ＭＰａ以下であり、最終板断面による金属間化合物の面積占有率が１．０％以上３．０％以下、かつ、円相当径３μｍを超える金属間化合物の個数密度が３００ヶ／ｍｍ^２以上１０００ヶ／ｍｍ^２以下であって、耳率が−３％以上＋３％以下である合金板を得ることを特徴とする。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、高強度でありながら適度な開栓トルクを要し、更に印刷文字の曲がりを起こすことを抑制できる耳率が良好なキャップ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ができる。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明のキャップ用アルミニウム合金板及びその製造方法について詳細に説明する。
［Ａ．キャップ用アルミニウム合金板］
本発明に係るキャップ用アルミニウム合金板は、所定の合金組成、引張強さ、金属間化合物の面積占有率と個数密度、及び耳率を有する。以下に、これらについて順に説明する。

【0018】

［Ａ−１．アルミニウム合金の組成］
アルミニウム合金は、ｍａｓｓ％で、Ｓｉ：０．１％以上０．６％以下、Ｆｅ：０．２％以上０．７％以下、Ｃｕ：０．０１％以上０．３％以下、Ｍｎ：０．３％以上０．８％未満、Ｍｇ：０．２％以上０．８％未満を含有し、残部Ａｌ及び不可避的不純物から構成される。以下において、各成分の限定理由について説明する。

【0019】

（Ｓｉ：０．１％以上０．６％以下）
Ｓｉは金属間化合物を形成して亀裂伝播性に寄与し、開栓性の向上に寄与する元素である。Ｓｉ量が０．１％未満ではその効果が十分に得られず、一方０．６％を超えれば４５°方向の耳が高くなり、キャップとしての印刷文字や模様の曲がりを引起すおそれがある。そこで、Ｓｉ量は０．１％以上０．６％以下の範囲内とした。好ましくは、０．１％以上０．４％以下の範囲内である。

【0020】

（Ｆｅ：０．２％以上０．７％以下）
Ｆｅは金属間化合物を形成して亀裂伝播性に寄与し、開栓性の向上に寄与する元素である。Ｆｅ量が０．２％未満ではその効果が十分に得られず、一方０．７％を超えれば４５°方向の耳が高くなり、キャップとしての印刷文字や模様の曲がりを引起すおそれがある。そこで、Ｆｅ量は０．２％以上０．７％以下の範囲内とした。好ましくは、０．３％以上０．６％以下の範囲内である。

【0021】

（Ｃｕ：０．０１％以上０．３％以下）
Ｃｕは強度を上げるために有効な元素であるが、０．０１％未満では十分な効果が得られず、０．３％を超えると強度が高くなり過ぎて開栓性が悪くなるおそれがある。そこで、Ｃｕ量は０．０１％以上０．３％以下の範囲内とした。好ましくは、０．１％以上０．２％以下の範囲内である。

【0022】

（Ｍｎ：０．３％以上０．８％未満）
Ｍｎは強度向上に寄与し、また金属間化合物を形成して開栓性の向上に寄与する。Ｍｎ量が０．３％未満ではその効果が十分に得られず、一方０．８％以上では、４５°方向の耳が高くなり、キャップとしての印刷文字や模様の曲がりを引起すおそれがある。そこで、Ｍｎ量は０．３％以下０．８％未満の範囲内とした。好ましくは、０．４％以上０．８％以下の範囲内である。

【0023】

（Ｍｇ：０．２％以上０．８％未満）
Ｍｇはキャップ用アルミニウム合金として必要な強度を付与するために不可欠な元素である。Ｍｇ量が０．２％未満ではその効果が十分に得られず、一方０．８％以上では、強度が高くなり過ぎて開栓性が悪くなるおそれがある。そこで、Ｍｇ量は０．２％以上０．８％未満の範囲内とした。好ましくは、０．５％以上０．８％未満の範囲内である。

【0024】

以上の各元素の他は、基本的にはＡｌおよび不可避的不純物とすれば良いが、通常アルミニウム合金に添加される上記以外の元素も、特性に大きな影響を与えない範囲内で許容される。例えば、鋳造時の微細化剤として添加されるＴｉやＢはそれぞれ０．１％以下、０．０１％以下であれば支障はなく、また強度向上のために添加されることがあるＣｒやＶ、Ｚｒは、それぞれ０．１％以下、Ｚｎは０．４％以下であれば特に問題はない。

【0025】

［Ａ−２．引張強さ（２００ＭＰａ以上３００ＭＰａ以下）］
次に、引張強さについて説明する。引張強さは、アルミニウム合金板をキャップとして使用する際、天面強度に影響する。引張強さが２００ＭＰａ未満では、天面強度が十分ではなく耐圧強度が不足し、一方、引張強さが３００ＭＰａを超えると、開栓時において特にブリッジが切れる際のトルク値が高くなり、開栓性が悪くなる。従って、本発明に係るキャップ用アルミニウム合金板では広口用ＰＰキャップとして必要な天面強度を確保するため、引張強さを２００ＭＰａ以上３００ＭＰａ以下と規定する。好ましくは、２００ＭＰａ以上２８０ＭＰａ以下の範囲内である。

【0026】

［Ａ−３．アルミニウム合金板の最終板断面における金属間化合物の面積占有率（１．０％以上３．０％以下）及び、３μｍ超える金属間化合物の個数密度（３００ヶ／ｍｍ^２以上１０００ヶ／ｍｍ^２以下）］
さらに、アルミニウム合金板の最終板断面における金属間化合物の面積占有率及び３μｍ超える金属間化合物の個数密度について説明する。金属間化合物の分布は、開栓性及び耳率に影響する。ここで、金属間化合物の面積率と個数密度とは、Ａｌ_６（Ｆｅ、Ｍｎ）やＭｇ_２Ｓｉなどの全ての金属間化合物の面積率の和と個数密度の和を意味する。

【0027】

金属間化合物の面積占有率が１．０％以上及び、３μｍを超える金属間化合物の個数密度が３００ヶ／ｍｍ^２以上であれば、ＰＰキャップとして使用した場合、キャップを開栓しようとした時に、キャップに設けられたミシン目からの亀裂がこの金属間化合物を伝わるようにして進行することにより快適な引きちぎり性が得られて、高強度材であっても容易に開栓することが可能となる。

【0028】

また、金属間化合物の周囲はＡｌマトリックスに比べて、圧延加工中にひずみが蓄積し易いため、その金属間化合物の周囲を核として比較的ランダムな方位の再結晶集合組織が発生する。すなわち、金属間化合物が多数存在すると、相対的に再結晶集合組織に占める０−９０°耳成分である立方体方位の割合が低下する。そのため、金属間化合物の面積占有率が３．０％及び、３μｍを超える金属間化合物の個数密度が１０００ヶ／ｍｍ^２以上を超えると、開栓性は確保できるものの、中間焼鈍時の立方体方位の発達を抑制しすぎて、その結果、キャップに成形した時に４５°方向の耳が高くなり、キャップとしての印刷文字や模様の曲がりを引起すおそれがある。また、３μｍを超える金属間化合物の個数密度が１０００ヶ／ｍｍ^２を超えると、成形時に割れ等の不具合を生じるおそれがある。

【0029】

従って、開栓性と耳制御のために、金属間化合物の面積占有率は１．０％以上３．０％以下の範囲内で、３μｍ超える金属間化合物の個数密度は３００ヶ／ｍｍ^２以上１０００ヶ／ｍｍ^２以下の範囲内とした。好ましくは、金属間化合物の面積占有率は１．０％以上２．５％以下の範囲内で、３μｍ超える金属間化合物の個数密度は３００ヶ／ｍｍ^２以上９００ヶ／ｍｍ^２以下の範囲内である。

【0030】

［Ａ−４．耳率（−３％以上＋３％以下）］
次に耳率について説明する。耳の発生は、キャップとしての印刷文字や模様の曲がりに影響する。前述の通り、ＰＰキャップはアルミニウム板の状態で文字や模様などを印刷してからキャップ形状に成形することから、キャップ用アルミニウム合金板の耳率が大きいと耳が高い部分の印刷文字がその高さに対応するように曲がる（歪む）という問題もある。この耳率は、アルミニウム合金板を絞りカップを成形した後、圧延方向に対してカップ高さを測定し、次式（１）より算出したものである。
耳率（％）＝［｛（４５°耳の平均値）−（０°−９０°耳の平均値）｝／（４５°耳及び０°−９０°耳の平均値の最小値）］×１００・・・（１）

【0031】

ここで、４５°耳とは、４５°位置、１３５°位置、２２５°位置及び３１５°位置の耳高さ、０°−９０°耳とは、０°位置、９０°位置、１８０°位置及び２７０°位置の耳高さをそれぞれ意味し、０°、９０°位置と４５°位置を比較して０°、９０°位置が高い場合をマイナス、４５°位置が高い場合をプラスで表すものとする。

【0032】

耳率が−３％未満、或いは＋３％を超えれば、キャップとしてその側面の印刷文字、模様の曲がりを引起すおそれがある。従って、本発明に係る缶胴用アルミニウム合金板では、耳率を−３％以上＋３％以下と規定する。なお、０−９０°耳の場合、たとえ耳率が＋３％以下であっても、２点耳（０−１８０°耳）が強くなって、０°、１８０°位置のみ強い山が現れてしまう場合は、やはり印刷文字、模様の曲がりを引起す場合もあるため、耳率は４５°耳側であることが好ましい。即ち、好ましくは０％以上＋３％以下の範囲内である。

【0033】

［Ｂ．キャップ用アルミニウム合金板の製造方法］
次に、本発明のキャップ用アルミニウム合金板の製造方法について説明する。本発明のキャップ用アルミニウム合金板は、鋳造工程、均質化処理工程、熱間圧延工程、第１の冷間圧延工程、中間焼鈍工程、第２の冷間圧延工程、安定化焼鈍工程によって製造される。以下、製造プロセス毎に詳述する。

【0034】

［Ｂ−１．鋳造工程（３０ｍｍ／ｍｉｎ以上６０ｍｍ／ｍｉｎ以下の鋳造速度）］
まず、上述の合金組成を有するアルミニウム合金溶湯は、常法に従ってＤＣ鋳造（半連続鋳造）される。

【0035】

鋳造速度は、鋳塊内の金属間化合物の分布に影響する。鋳造速度が３０ｍｍ／ｍｉｎ未満では、鋳塊中に３μｍを超える金属間化合物が多くなり、後の圧延工程後において、３μｍを超える金属間化合物が１０００個／ｍｍ^２を超える場合がある。この場合、後工程の中間焼鈍時の立方体方位の発達を抑制しすぎて、その結果、キャップに成形した時に４５°方向の耳が高くなり、キャップとしての印刷文字や模様の曲がりを引起すおそれがある。一方、鋳造速度が６０ｍｍ／ｍｉｎを超えると、３μｍを超える金属間化合物が少なくなり、後の圧延工程後において、３μｍを超える金属間化合物が３００個／ｍｍ^２を下回る場合があり、良好な開栓性を確保できない。好ましくは、３５ｍｍ／ｍｉｎ以上５５ｍｍ／ｍｉｎの範囲内である。

【0036】

［Ｂ−２．均質化処理工程（５４０℃以上６１０℃以下で１時間以上４８時間以内の均質化処理）］
ＤＣ鋳造により得られた鋳塊は、均質化処理が施される。均質化処理は、鋳塊の偏析を均質化する目的で行なわれる。ここで、表層部の偏析においては、面削することにより除去される。均質化処理の温度が５４０℃未満では、鋳塊の偏析が解消されず、また析出物の分布が密となって再結晶しにくい組織となってしまい、そのため熱間圧延工程上がりの状態（熱間圧延を終了してコイルに巻き取った状態）で再結晶状態とすることが困難となってしまう。一方、均質化処理温度が６１０℃を超えれば、局所的な溶融が発生して、表面品質が低下してしまう。均質化処理の保持時間については、１時間未満では均質化処理の効果を確実に得ることができず、４８時間を超えると上記効果が飽和するばかりでなく、生産性やコストの観点から好ましくない。なお、保持時間は１時間以上６時間以内が好ましい。

【0037】

［Ｂ−３．熱間圧延工程（終了温度を３３０℃以上３７０℃以下）］
熱間圧延に先立ち、均質化処理工程にて処理しきれない表層部においては、面削により偏析部を除去するが、均質化処理後に面削し、鋳塊を熱間圧延の所望温度に加熱後、熱間圧延を施してもよいし、均質質化処理前に鋳塊を面削し、均質化処理後に引き続き熱間圧延を施してもよい。熱間圧延工程は、リバース式の圧延機により粗圧延を行う工程と、その後に、シングルリバース式又はタンデム式の圧延機により圧延され、コイル状に巻き取るまでの仕上げ圧延を行う工程（以下、熱間仕上げ圧延という。）とからなる。

【0038】

本発明では、熱間仕上げ圧延の終了温度を規定する。熱間仕上げ圧延の終了温度が３３０℃未満では、熱間仕上げ圧延終了後、つまり熱間圧延工程終了後に再結晶状態とすることが困難となり、その後の冷間圧延中途での中間焼鈍時において適度な立方体方位が発達しないため、最終板の耳率が極端な４５°耳となってしまう。一方、熱間仕上げ圧延の終了温度が３７０℃を超えれば、熱間仕上げ圧延時に、圧延ロール表面に形成されたロールコーティングの一部が剥がれて板表面に埋め込まれる欠陥が多発し、表面品質が低下し、最終製品にフローマークが出現してしまう場合がある。好ましくは、３３０℃以上３６０℃以下の範囲内である。

【0039】

［Ｂ−４．第１の冷間圧延工程（７０％以上の１次圧延率）］
熱間圧延終了後に冷間圧延（１次冷間圧延）を施す。この１次冷間圧延では、歪みを十分に蓄積させて、中間焼鈍時に立方体方位を揃えるとともに、その後の中間焼鈍時の結晶粒を微細化させる必要があり、そこで１次冷間圧延率を７０％以上とする。１次冷間圧延率が７０％未満では、焼鈍時に立方体方位が揃い難く、この発明で規定する最終冷間圧延率では４５°耳が強くなり過ぎてしまう。また、焼鈍時に結晶粒が大きくなりやすく、成形後に肌荒れを招く場合がある。好ましくは、８０％以上の範囲内である。

【0040】

［Ｂ−５．中間焼鈍工程（１℃／秒以上の昇温速度、到達温度４００℃以上５５０℃以下で２分間以内の保持、１℃／秒以上の冷却速度で１００℃以下まで冷却）］
１次冷間圧延後には、中間焼鈍を施す。中間焼鈍は、１次冷間圧延された加工組織を再結晶状態とし、適度に立方体方位が発達させる目的で行われる。昇温速度が１℃／秒未満では上記効果が十分に得られない。また、到達温度が４００℃未満では、再結晶状態とすることが困難となり、最終板の強度が異常に高くなって開栓性が悪くなり、さらに本来発達させるべき立方体方位が発達しないため、４５°耳も異常に強くなってしまう。一方、到達温度が５５０℃を超えたり、保持時間が２分間を超えれば、再結晶粒が粗大化して成形後に肌荒れが生じる或いは、成形性が低下する等の不具合が発生する場合がある。

【0041】

また、１００℃以下までの冷却速度が１℃／秒未満では、冷却中に固溶元素の析出が生じるため、十分な固溶強化を得ることが出来ない。この中間焼鈍工程は、上記効果や生産性の観点より急速加熱、急速冷却する連続焼鈍（ＣＡＬ）により実現できる。通常のバッチ式でのコイル単位の熱処理に比べて連続焼鈍の方が、結晶粒微細化による外観劣化の防止と成形性の向上、固溶強化による高強度化及び、生産性の向上が望める観点より好ましい。到達温度については、好ましくは、４００℃以上５２０℃以下の範囲内である。

【0042】

［Ｂ−６．第２の冷間圧延工程（３０％以上６０％以下の冷間圧延率）］
中間焼鈍後には、キャップ用材料として適切な厚さまで最終冷間圧延を施す。冷間圧延率が３０％未満では、十分な加工硬化が得られず、強度が不足するとともに、中間焼鈍で発達させた立方体方位に見合うだけの圧延集合組織を発達させることができず、０−９０°耳が高くなる。一方、冷間圧延率が６０％を超えると、圧延集合組織が発達しすぎて４５°耳が強くなる。また、強度が高くなり過ぎて開栓性が悪化する場合もある。好ましくは、４０％以上６０％以下の範囲内である。

【0043】

［Ｂ−７．安定化焼鈍（１８０℃以上２７０℃以下で０．５時間以上４時間以内）］
最終冷間圧延後には、安定化焼鈍を施す。安定化焼鈍温度が１８０℃未満、あるいは保持時間が０．５時間未満では、十分な軟化状態を得るのが困難となる。特にキャップ材に関しては、塗装・焼付け処理を行う際に仕切り板で隔てられた状態で立てかけたまま炉内を通過させるのが通常であるため、熱により残留応力が開放され、板が反り返って隣の板と接触し、表面の塗装・印刷を損なうおそれがある。一方、安定焼鈍温度が２７０℃を超え、あるいは４時間を超えると、過度に強度が低下し、十分な天面強度を得ることができない。好ましくは、１９０℃以上２５０℃以下の範囲内である。

【実施例】

【0044】

次に、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに制限されるものではない。

【0045】

［実施例１〜１３及び比較例１〜２３］
表１に示す組成のアルミニウム合金をＤＣ鋳造法により厚さ５００ｍｍの鋳塊とした。上記合金鋳塊に対して、表２に示す条件で均質化処理、熱間圧延、１次冷間圧延、中間焼鈍、最終冷間圧延、安定化焼鈍を施し板厚０．２３ｍｍのアルミニウム合金板を得た。なお、表２には、均質化処理、鋳造速度等の製造条件を示した。

【表1】

【表2】

【0046】

上記のようにして作製したアルミニウム合金板について、引張強さ、アルミニウム板断面における金属間化合物の面積占有率及び個数密度等を評価した。結果を表３に示す。

【0047】

以下に、評価方法について説明する。

【0048】

（引張強さ）
ＪＩＳ５号試験片を使用して、圧延方向と平行方向で引張試験を実施し、引張強さを測定した。引張強さが２００ＭＰａ以上３００ＭＰａ以下を合格（○）とし、２００ＭＰａ未満或いは３００ＭＰａを超えるものを不合格（×）とした。

【0049】

（アルミニウム板断面における金属間化合物の面積占有率及び個数密度）
アルミニウム板の最終板ＮＤ−ＲＤ断面を鏡面研磨した後、板厚中央層について光学顕微鏡によって４００倍の倍率で１０視野を写真撮影し、測定面積が０．５ｍｍ^２の領域から、画像解析（旭化成エンジニアリング製画像解析ソフト「Ａ像君」）により１μｍ以上の大きさの金属間化合物の面積占有率及び、３μｍ超える金属間化合物の個数密度を測定した。この際、金属間化合物としては、Ａｌ_６（Ｆｅ、Ｍｎ）やＭｇ_２Ｓｉが観察されるが、これらの合計を採用した。面積占有率については、１．０％以上３．０％以下を合格（○）とし、１．０％未満或いは３．０％を越えるものを不合格（×）とした。また、個数密度については、３００ヶ／ｍｍ^２以上１０００ヶ／ｍｍ^２以下を合格（○）とし、３００ヶ／ｍｍ^２未満或いは１０００ヶ／ｍｍ^２を超えるものを不合格（×）とした。

【0050】

（耳率）
パンチ径３３ｍｍ、パンチ肩Ｒ１．５ｍｍ、ブランク径６１ｍｍ、しわ押さえ２５０ｋｇｆで絞りカップを成形した後、圧延方向に対してカップ高さを測定し、次式（２）より耳率を算出した。
耳率（％）＝［｛（４５°耳の平均値）−（０°−９０°耳の平均値）｝／（４５°耳及び０°−９０°耳の平均値の最小値）］×１００・・・（２）

【0051】

ここで、４５°耳とは、４５°位置、１３５°位置、２２５°位置及び３１５°位置の耳高さを意味し、０°−９０°耳とは、０°位置、９０°位置、１８０°位置及び２７０°位置の耳高さをそれぞれ意味する。また、上記計算式では、４５°耳の場合はプラス（＋）、０−９０°耳の場合はマイナス（−）で表記した。耳率が−３．０％以上＋３．０％以下を合格（○）とし、−３．０％未満或いは＋３．０％を超えるものを不合格（×）とした。

【0052】

さらに、前述のようにして得られたアルミニウム合金板に塗装処理を施して、プレス、ロール成形により直径３８ｍｍのキャップを作製した後、外観観察を行って成形上の問題がないか確認した後、容器に巻き締めて、その開栓トルクを測定した。その結果を表３に併せて示す。

【0053】

上記のキャップ外観観察、開栓トルクの測定もしくは評価方法について以下に説明する。

【0054】

（外観観察）
特に問題がないものを良好と判定して合格（○）とし、肌荒れやフローマークが生じたものは不良として不合格（×）とした。

【0055】

（開栓トルク）
キャップが容器に対して回転し始めて、最初にブリッジが切れる際のトルク値を測定し、トルク値が２００Ｎ・ｃｍ以下の場合を開栓性良好と判定して合格（○）とし、２００Ｎ・ｃｍを超えるものを不合格（×）とした。

【表3】

【0056】

表３から明らかなように、本発明に従い製造、評価された実施例１〜１３では、アルミニウム合金板の引張強さ、アルミニウム断面における金属間化合物の面積占有率及び個数密度、耳率、キャップ外観、開栓トルクの全てが合格であった。

【0057】

これに対して、比較例１では、アルミニウム合金板のＳｉ含有量が少な過ぎたため、金属間化合物の面積占有率及び個数密度、開栓トルクが不合格であった。

【0058】

比較例２では、アルミニウム合金板のＳｉ含有量が多過ぎたため、金属間化合物の面積占有率及び個数密度、耳率が不合格であった。

【0059】

比較例３では、アルミニウム合金板のＦｅ含有量が少な過ぎたため、金属間化合物の面積占有率及び個数密度、開栓トルクが不合格であった。

【0060】

比較例４では、アルミニウム合金板のＦｅ含有量が多過ぎたため、金属間化合物の面積占有率及び個数密度、耳率が不合格であった。

【0061】

比較例５では、アルミニウム合金板のＣｕ含有量が少な過ぎたため、引張強さが不合格であった。

【0062】

比較例６では、アルミニウム合金板のＣｕ含有量が多過ぎたため、引張強さ、開栓トルクが不合格であった。

【0063】

比較例７では、アルミニウム合金板のＭｎ含有量が少な過ぎたため、引張強さ、金属間化合物の面積占有率及び個数密度、開栓トルクが不合格であった。

【0064】

比較例８では、アルミニウム合金板のＭｎ含有量が多過ぎたため、引張強さ、金属間化合物の面積占有率及び個数密度、耳率、開栓トルクが不合格であった。

【0065】

比較例９では、アルミニウム合金板のＭｇ含有量が少な過ぎたため、引張強さが不合格であった。

【0066】

比較例１０では、アルミニウム合金板のＭｇ含有量が多過ぎたため、引張強さ、開栓トルクが不合格であった。

【0067】

比較例１１では、鋳造速度が遅すぎたため、金属間化合物の面積占有率及び個数密度、耳率が不合格であった。

【0068】

比較例１２では、鋳造速度が速すぎたため、金属間化合物の面積占有率及び個数密度、開栓トルクが不合格であった。

【0069】

比較例１３では、均質化温度が低過ぎたため、熱間圧延工程終了後に再結晶状態とすることが困難となり、その後の冷間圧延中途での中間焼鈍時において適度な立方体方位が発達しないため、耳率が不合格であった。

【0070】

比較例１４では、熱間仕上げ圧延の終了温度が低過ぎたため、熱間圧延工程終了後に再結晶状態とすることが困難となり、その後の冷間圧延中途での中間焼鈍時において適度な立方体方位が発達しないため、耳率が不合格であった。

【0071】

比較例１５では、１次冷延率が低過ぎたため、焼鈍時に立方体方位が揃い難く、かつ、最終冷延率が高過ぎたため、圧延集合組織が発達しすぎて、耳率が不合格であった。

【0072】

比較例１６では、中間焼鈍方式がバッチ焼鈍炉で、昇温速度が遅過ぎたため、適度に立方体方位が発達せず、保持時間が長過ぎたため、再結晶粒が粗大化し、かつ、冷却速度が遅過ぎたため、冷却中に固溶元素の析出が生じ十分な固溶強化を得ることが出来ず、引張強さ、耳率、キャップ外観が不合格であった。

【0073】

比較例１７では、中間焼鈍の温度が低過ぎたため、再結晶状態とすることが困難となり、耳率が不合格であった。

【0074】

比較例１８では、最終冷延率が低過ぎたため、十分な加工硬化が得られず、引張強さが不合格であった。

【0075】

比較例１９では、最終冷延率が高過ぎたため、圧延集合組織が発達しすぎて、耳率が不合格であった。

【0076】

比較例２０では、安定化焼鈍の温度が低過ぎたため、十分な軟化状態を得ることが出来ず、引張強さ、開栓トルクが不合格であった。

【0077】

比較例２１では、安定化焼鈍の温度が高過ぎたため、過度に強度が低下し、引張強さが不合格であった。

【産業上の利用可能性】

【0078】

本発明に係るキャップ用アルミニウム合金板及びその製造方法により、高強度でありながら開栓力が低く、更に印刷文字の曲がりを起こすことを抑制できる耳率が良好なキャップ用アルミニウム合金板とその製造方法が提供される。