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(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】
(24)【登録日】2023-02-28
(45)【発行日】2023-03-08
(54)【発明の名称】缶胴用アルミニウム合金板
(51)【国際特許分類】
C22C 21/06 20060101AFI20230301BHJP
C22F 1/00 20060101ALN20230301BHJP
C22F 1/047 20060101ALN20230301BHJP
【ＦＩ】
C22C21/06
C22F1/00 623
C22F1/00 630K
C22F1/00 673
C22F1/00 682
C22F1/00 683
C22F1/00 685Z
C22F1/00 691B
C22F1/00 691C
C22F1/00 693A
C22F1/00 693B
C22F1/00 694A
C22F1/00 694B
C22F1/00 694Z
C22F1/047
【請求項の数】
2
(21)【出願番号】P 2019180618
(22)【出願日】2019-09-30
(65)【公開番号】P2021055161
(43)【公開日】2021-04-08
【審査請求日】2021-10-26
(73)【特許権者】
【識別番号】000001199
【氏名又は名称】株式会社神戸製鋼所
(74)【代理人】
【識別番号】100145403
【弁理士】
【氏名又は名称】山尾 憲人
(74)【代理人】
【識別番号】100131808
【弁理士】
【氏名又は名称】柳橋 泰雄
(74)【代理人】
【識別番号】100145104
【弁理士】
【氏名又は名称】膝舘 祥治
(72)【発明者】
【氏名】井上 祐志
(72)【発明者】
【氏名】河野 亜耶
【審査官】岡田 眞理
(56)【参考文献】
【文献】特開２００６－２６５７００（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－１７６１４０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－２７４３７７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－１８０１７５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－０５６４１９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－００３０７４（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】
Ｓｉ：０．１質量％以上０．５質量％以下、Ｆｅ：０．３質量％以上０．６質量％以下、Ｃｕ：０．１質量％以上０．３５質量％以下、Ｍｎ：０．５質量％以上１．２質量％以下、Ｍｇ：０．７質量％以上２．５質量％以下を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなり、圧延方向に対し０°、２２．５°、４５°、６７．５°及び９０°方向のそれぞれの方向について引張試験により求められる５方向のｎ値のうちの最大値から最小値を引いた値が０．００８以下であり、２００℃で２０分のベーキング後の０．２％耐力が２５１ＭＰａ以上である缶胴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が、Ｚｎ：０．４質量％以下、
Ｔｉ：０．１質量％以下、
Ｃｒ：０．１質量％以下、
Ｚｒ：０．３質量％以下、及び
Ｖ：０．０５質量％以下
からなる群から選択される１種又は２種以上を更に含有する請求項１に記載の缶胴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、缶胴用アルミニウム合金板に関する。
【背景技術】
【0002】
飲料用の包装容器として、有底円筒状の胴部と蓋部からなる２ピースタイプのアルミニウム缶が広く使用されている。２ピースタイプのアルミニウム缶の缶胴材料としては、ＡＡもしくはＪＩＳ３０００系（Ａｌ－Ｍｎ系）などのアルミニウム合金が汎用されている。２ピースタイプのアルミニウム缶の缶胴は、一般に、次のような工程で製造される。まず、素材となるアルミニウム合金板を円板形状にブランキングし、得られたブランク材をカップ成形する。そして、成形されたカップを再絞り、ＤＩ成形にて缶胴形状に成形する。
【0003】
コストダウン、環境負荷低減等の観点から、缶胴材料の薄肉化が進展しており、それに伴い缶壁も薄肉化している。また意匠性向上等の観点から、缶の細径化の要請もある。アルミニウム缶は大量生産品であるため高い成形性が求められ、特にしごき加工性が重要である。素材及び缶壁の薄肉化、あるいは細径化により加工が厳しくなると、しごき加工でティアオフ（缶切れ）が生じやすくなるため、これを防止する技術が必要となる。例えば、特許文献１には、均質化処理、熱間粗圧延、熱間仕上げ圧延、熱間圧延後の平均結晶粒径、冷間圧延後の焼鈍等の条件を規定することで、しごき加工性を向上させる技術が記載されている。また特許文献２には、素材の平均ｒ値と、ｒ値の面内異方性が規定された缶胴用アルミニウム合金板が記載され、しごき加工性、フランジ成形性及びボトムしわ性が向上するとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２００６－２０７００６号公報
【文献】特開２００７－５１３０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１及び２に記載された技術では、製造条件が煩雑であり、さらに対象としている素材板厚が０．２８５ｍｍから０．３ｍｍと比較的厚い。より一層の薄肉化、あるいは缶胴の細径化に対応するには、さらなるしごき加工性の向上が求められる。本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、優れたしごき加工性を有する缶胴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】
【0006】
本発明に係る缶胴用アルミニウム合金板は、Ｓｉ：０．１質量％以上０．５質量％以下、Ｆｅ：０．３質量％以上０．６質量％以下、Ｃｕ：０．１質量％以上０．３５質量％以下、Ｍｎ：０．５質量％以上１．２質量％以下、Ｍｇ：０．７質量％以上２．５質量％以下を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなる。缶胴用アルミニウム合金板は、圧延方向に対し０°、２２．５°、４５°、６７．５°及び９０°方向のそれぞれの方向について引張試験により求められる５方向のｎ値のうちの最大値から最小値を引いた値が０．０２７以下である。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、優れたしごき加工性を有する缶胴用アルミニウム合金板を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、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ついて説明する。但し、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具現化するための一例を例示するものであって、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。また、本明細書において「工程」との語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
【0009】
本発明の一実施形態に係る缶胴用アルミニウム合金板は、例えば、Ａｌ－Ｍｎ－Ｍｇ系合金またはＡｌ－Ｍｇ－Ｍｎ系合金からなる。Ａｌ－Ｍｎ－Ｍｇ系合金またはＡｌ－Ｍｇ－Ｍｎ系合金としては、例えば、一般的なＪＩＳ合金、例えば３００４、３１０４等の３０００系合金が挙げられ、５０００系合金であってもよい。
【0010】
具体的には、缶胴用アルミニウム合金板は、Ｓｉ：０．１質量％以上０．５質量％以下、Ｆｅ：０．３質量％以上０．６質量％以下、Ｃｕ：０．１質量％以上０．３５質量％以下、Ｍｎ：０．５質量％以上１．２質量％以下、Ｍｇ：０．７質量％以上２．５質量％以下を含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなる。缶胴用アルミニウム合金板は、圧延方向に対し０°、２２．５°、４５°、６７．５°及び９０°方向のそれぞれの方向について引張試験により求められる５方向のｎ値のうちの最大値から最小値を引いた値が０．０２７以下である。
【0011】
缶胴用アルミニウム合金板は、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ及びＭｇを所定範囲で含有しており、また、引張試験により求められるｎ値の異方性が小さく、所定の範囲内となっている。これにより、しごき加工時における缶壁の加工硬化量の方向による差が小さく、缶壁強度の異方性が小さくなっている。そのため、缶壁強度の低い部分で発生し得るティアオフの発生が抑制される。缶壁強度の異方性に起因するティアオフの発生は、板厚の薄肉化又は缶径の細径化等のしごき加工の条件が厳しい場合に、より顕著になる傾向がある。
【0012】
ｎ値は、加工硬化係数とも呼ばれ、降伏点以上の塑性域における応力σとひずみεとの関係（曲線）をσ＝Ｃεｎで近似させた時の指数ｎのことである。加工硬化係数（ｎ値）が大きいほど、くびれ発生までの伸びが大きくなる。一方、材料の加工性を示す指数としてｒ値が知られている。ｒ値は引張試験における試験片平行部の板幅方向対数ひずみと板厚方向対数ひずみの塑性ひずみ比で材料の異方性を表す基礎的な材料特性であるとともに、深絞り性を支配する成形性評価指標である。特許文献２にはｒ値の異方性を小さくすることで、しごき加工性が向上すると記載されているが、加工対象の材料が薄肉化する場合、缶径が細径化する場合等の加工条件がより厳しくなる場合においては、より優れたしごき加工性が求められ、ｒ値を制御するだけでは不十分である。本発明においては、加工硬化係数（ｎ値）の異方性を小さくすることで、より優れたしごき加工性を達成することができる
【0013】
以下、缶胴用アルミニウム合金板に含まれる各成分の含有量と、含有量の限定の理由について説明する。
【0014】
（Ｓｉ：０．１質量％以上０．５質量％以下）
Ｓｉ含有量が０．１質量％未満では、原料として新地金を使用する比率が高くなり、コストアップとなる場合がある。また、ＤＩ成形時において０－１８０°耳が高くなり、しごき加工時に耳切れ及びこれに起因するティアオフが生じやすい。一方、Ｓｉ含有量が０．５質量％を超えると、ホットコイルでの未再結晶残存で成形性が低下する。Ｓｉ含有量は、好ましくは０．２質量％以上であり、より好ましくは０．２５質量％以上であってよい。また、Ｓｉ含有量は、好ましくは０．４５質量％以下であり、より好ましくは０．４質量％以下であってよい。更に、Ｓｉ含有量は、０．２５質量％未満であってもよい。
Ｓｉ含有量が０．１質量％未満では、原料として新地金を使用する比率が高くなり、コストアップとなる場合がある。また、ＤＩ成形時において０－１８０°耳が高くなり、しごき加工時に耳切れ及びこれに起因するティアオフが生じやすい。一方、Ｓｉ含有量が０．５質量％を超えると、ホットコイルでの未再結晶残存で成形性が低下する。Ｓｉ含有量は、好ましくは０．２質量％以上であり、より好ましくは０．２５質量％以上であってよい。また、Ｓｉ含有量は、好ましくは０．４５質量％以下であり、より好ましくは０．４質量％以下であってよい。更に、Ｓｉ含有量は、０．２５質量％未満であってもよい。
【0015】
（Ｆｅ：０．３質量％以上０．６質量％以下）
Ｆｅ含有量が０．３質量％未満では、ホットコイルに未再結晶が残存するため、ＤＩ成形時において４５°耳が高くなり、しごき加工時に耳切れ及びこれに起因するティアオフが生じやすい。一方、Ｆｅ含有量が０．６質量％を超えると、Ａｌ－Ｆｅ－Ｍｎ系金属間化合物が多くなり、缶の側壁にピンホール（穴あき）が生じやすくなる。また、しごき加工時にティアオフが生じやすい。Ｆｅ含有量は、好ましくは０．３５質量％以上であり、より好ましくは０．４０質量％以上であってよい。また、Ｆｅ含有量は、好ましくは０．５５質量％以下であり、より好ましくは０．５質量％以下であってよい。
Ｆｅ含有量が０．３質量％未満では、ホットコイルに未再結晶が残存するため、ＤＩ成形時において４５°耳が高くなり、しごき加工時に耳切れ及びこれに起因するティアオフが生じやすい。一方、Ｆｅ含有量が０．６質量％を超えると、Ａｌ－Ｆｅ－Ｍｎ系金属間化合物が多くなり、缶の側壁にピンホール（穴あき）が生じやすくなる。また、しごき加工時にティアオフが生じやすい。Ｆｅ含有量は、好ましくは０．３５質量％以上であり、より好ましくは０．４０質量％以上であってよい。また、Ｆｅ含有量は、好ましくは０．５５質量％以下であり、より好ましくは０．５質量％以下であってよい。
【0016】
（Ｃｕ：０．１質量％以上０．３５質量％以下）
Ｃｕ含有量が０．１質量％未満では強度（例えば、ベーキング後強度）が不足し、缶の耐圧強度が不足する。一方、Ｃｕ含有量が０．３５質量％を超えると強度が過大となり、しごき加工時にティアオフが生じやすい。Ｃｕ含有量は、好ましくは０．１５質量％以上であり、より好ましくは０．１８質量％以上であってよい。また、Ｃｕ含有量は、好ましくは０．３質量％以下であり、より好ましくは０．２５質量％以下であってよい。
Ｃｕ含有量が０．１質量％未満では強度（例えば、ベーキング後強度）が不足し、缶の耐圧強度が不足する。一方、Ｃｕ含有量が０．３５質量％を超えると強度が過大となり、しごき加工時にティアオフが生じやすい。Ｃｕ含有量は、好ましくは０．１５質量％以上であり、より好ましくは０．１８質量％以上であってよい。また、Ｃｕ含有量は、好ましくは０．３質量％以下であり、より好ましくは０．２５質量％以下であってよい。
【0017】
（Ｍｎ：０．５質量％以上１．２質量％以下）
Ｍｎ含有量が０．５質量％未満では強度（例えば、ベーキング後強度）が不足し、缶の耐圧強度が不足する。一方、Ｍｎ含有量が１．２質量％を超えると、Ａｌ－Ｆｅ－Ｍｎ系金属間化合物が多くなり、缶の側壁にピンホール（穴あき）が生じやすくなる。また、しごき加工時にティアオフが生じやすい。Ｍｎ含有量は、好ましくは０．６質量％以上であり、より好ましくは０．８質量％以上であってよい。また、Ｍｎ含有量は、好ましくは１．１５質量％以下であり、より好ましくは１．１質量％以下であり、さらに好ましくは1．０質量％以下であってよい。
Ｍｎ含有量が０．５質量％未満では強度（例えば、ベーキング後強度）が不足し、缶の耐圧強度が不足する。一方、Ｍｎ含有量が１．２質量％を超えると、Ａｌ－Ｆｅ－Ｍｎ系金属間化合物が多くなり、缶の側壁にピンホール（穴あき）が生じやすくなる。また、しごき加工時にティアオフが生じやすい。Ｍｎ含有量は、好ましくは０．６質量％以上であり、より好ましくは０．８質量％以上であってよい。また、Ｍｎ含有量は、好ましくは１．１５質量％以下であり、より好ましくは１．１質量％以下であり、さらに好ましくは1．０質量％以下であってよい。
【0018】
（Ｍｇ：０．７質量％以上２．５質量％以下）
Ｍｇ含有量が０．７質量％未満では強度（例えば、ベーキング後強度）が不足し、缶の耐圧強度が不足する。一方、Ｍｇ含有量が２．５質量％を超えると強度が過大となり、成形性が低下し、しごき加工時にティアオフが生じやすい。Ｍｇ含有量は、好ましくは０．８質量％以上であり、より好ましくは０．９質量％以上であり、さらに好ましくは１．１質量％以上であってよい。また、Ｍｇ含有量は、好ましくは２．０質量％以下であり、より好ましくは１．７質量％以下であり、さらに好ましくは１．６質量％以下であってよい。
Ｍｇ含有量が０．７質量％未満では強度（例えば、ベーキング後強度）が不足し、缶の耐圧強度が不足する。一方、Ｍｇ含有量が２．５質量％を超えると強度が過大となり、成形性が低下し、しごき加工時にティアオフが生じやすい。Ｍｇ含有量は、好ましくは０．８質量％以上であり、より好ましくは０．９質量％以上であり、さらに好ましくは１．１質量％以上であってよい。また、Ｍｇ含有量は、好ましくは２．０質量％以下であり、より好ましくは１．７質量％以下であり、さらに好ましくは１．６質量％以下であってよい。
【0019】
（Ｚｎ：０．４質量％以下）
一般に知られているように、アルミニウム合金板はＺｎを含んでいてよい。Ｚｎは０．４質量％以下の含有量であれば、アルミニウム合金板の材料特性、ＤＩ成形後の缶特性に大きな影響を及ぼさない。Ｚｎは不可避不純物であるが、コストダウンを図るため、例えば原料中へのスクラップ（熱交換器用クラッド材のスクラップ等）配合率を高くするなど、上記範囲内でＺｎを積極添加することもできる。Ｚｎ含有量は、好ましくは０．３質量％以下であり、より好ましくは０．２７質量％以下であり、より好ましくは０．２５質量％以下であり、さらに好ましくは０．２質量％以下であってよい。また、Ｚｎ含有量の下限は、例えば、０．１質量％以上であってよい。
一般に知られているように、アルミニウム合金板はＺｎを含んでいてよい。Ｚｎは０．４質量％以下の含有量であれば、アルミニウム合金板の材料特性、ＤＩ成形後の缶特性に大きな影響を及ぼさない。Ｚｎは不可避不純物であるが、コストダウンを図るため、例えば原料中へのスクラップ（熱交換器用クラッド材のスクラップ等）配合率を高くするなど、上記範囲内でＺｎを積極添加することもできる。Ｚｎ含有量は、好ましくは０．３質量％以下であり、より好ましくは０．２７質量％以下であり、より好ましくは０．２５質量％以下であり、さらに好ましくは０．２質量％以下であってよい。また、Ｚｎ含有量の下限は、例えば、０．１質量％以上であってよい。
【0020】
（Ｔｉ：０．１質量％以下）
一般に知られているように、アルミニウム合金板はＴｉを含んでいてよい。Ｔｉは鋳塊結晶粒の微細化を目的に、必要に応じて添加される。鋳造時に鋳塊組織を微細化すると、鋳造性が向上して高速鋳造が可能となる。その効果は０．０１質量％以上の添加により得られる。一方、Ｔｉ含有量が０．１質量％以下であると、フィルターの目詰まりを抑制でき、鋳造中に次第に溶湯がフィルターを通過しにくくなることが抑制され、フィルターの目詰まりに起因する鋳造の中止が回避できる。従って、アルミニウム合金中のＴｉ含有量は上記範囲内に制限されてよい。なお、Ｔｉを添加する場合には、ＴｉとＢの質量比を５：１とした鋳塊微細化剤（Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ）を、ワッフルあるいはロッドの形態で鋳造前の溶湯に添加するため、含有割合に応じたＢも必然的に添加される。Ｔｉ含有量は、好ましくは０．０８質量％以下であり、より好ましくは０．０６質量％以下であってよい。
一般に知られているように、アルミニウム合金板はＴｉを含んでいてよい。Ｔｉは鋳塊結晶粒の微細化を目的に、必要に応じて添加される。鋳造時に鋳塊組織を微細化すると、鋳造性が向上して高速鋳造が可能となる。その効果は０．０１質量％以上の添加により得られる。一方、Ｔｉ含有量が０．１質量％以下であると、フィルターの目詰まりを抑制でき、鋳造中に次第に溶湯がフィルターを通過しにくくなることが抑制され、フィルターの目詰まりに起因する鋳造の中止が回避できる。従って、アルミニウム合金中のＴｉ含有量は上記範囲内に制限されてよい。なお、Ｔｉを添加する場合には、ＴｉとＢの質量比を５：１とした鋳塊微細化剤（Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ）を、ワッフルあるいはロッドの形態で鋳造前の溶湯に添加するため、含有割合に応じたＢも必然的に添加される。Ｔｉ含有量は、好ましくは０．０８質量％以下であり、より好ましくは０．０６質量％以下であってよい。
【0021】
（Ｃｒ：０．１質量％以下）
一般に知られているように、アルミニウム合金板はＣｒを含んでいてよい。Ｃｒは０．１質量％以下の含有量であれば、アルミニウム合金板の材料特性、ＤＩ成形後の缶特性に影響を及ぼさない。Ｃｒは不可避不純物であるが、コストダウンを図るため、例えば原料中へのスクラップ（Ｃｒを多く含有するスクラップ等）配合率を高くするなど、上記範囲内でＣｒを積極添加することもできる。Ｃｒ含有量が０．１質量％以下であると、ホットコイルに未再結晶が残存することが抑制され、しごき加工時にティアオフが生じることが抑制される。Ｃｒ含有量は、好ましくは０．０５質量％以下であってよい。
一般に知られているように、アルミニウム合金板はＣｒを含んでいてよい。Ｃｒは０．１質量％以下の含有量であれば、アルミニウム合金板の材料特性、ＤＩ成形後の缶特性に影響を及ぼさない。Ｃｒは不可避不純物であるが、コストダウンを図るため、例えば原料中へのスクラップ（Ｃｒを多く含有するスクラップ等）配合率を高くするなど、上記範囲内でＣｒを積極添加することもできる。Ｃｒ含有量が０．１質量％以下であると、ホットコイルに未再結晶が残存することが抑制され、しごき加工時にティアオフが生じることが抑制される。Ｃｒ含有量は、好ましくは０．０５質量％以下であってよい。
【0022】
（Ｚｒ：０．３質量％以下）
一般に知られているように、アルミニウム合金板はＺｒを含んでいてよい。Ｚｒは０．３質量％以下の含有量であれば、アルミニウム合金板の材料特性、ＤＩ成形後の缶特性に影響を及ぼさない。Ｚｒ含有量は、好ましくは０．１質量％以下、より好ましくは０．０５質量％以下であってよい。
一般に知られているように、アルミニウム合金板はＺｒを含んでいてよい。Ｚｒは０．３質量％以下の含有量であれば、アルミニウム合金板の材料特性、ＤＩ成形後の缶特性に影響を及ぼさない。Ｚｒ含有量は、好ましくは０．１質量％以下、より好ましくは０．０５質量％以下であってよい。
【0023】
（Ｖ：０．０５質量％以下）
一般に知られているように、アルミニウム合金板はＶを含んでいてよい。Ｖは０．０５質量％以下の含有量であれば、アルミニウム合金板の材料特性、ＤＩ成形後の缶特性に影響を及ぼさない。
一般に知られているように、アルミニウム合金板はＶを含んでいてよい。Ｖは０．０５質量％以下の含有量であれば、アルミニウム合金板の材料特性、ＤＩ成形後の缶特性に影響を及ぼさない。
【0024】
前記したＺｎ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｚｒ及びＶは、前記した上限値を超えなければ、アルミニウム合金に１種以上、つまり１種のみが含まれる場合だけでなく、２種以上が含まれていても、当然に本発明の効果を妨げない。これらの元素の含有量の合計は、好ましくは０．１５質量％以下であってよい。
【0025】
（残部：Ａｌ及び不可避不純物）
缶胴用アルミニウム合金板は、Ａｌ及び上記合金成分の他に、不可避不純物を含有していてよい。不可避不純物としては、例えば、Ｃｒ、Ｂ、Ｎａ、Ｃａ、Ｎｉ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｇａなどが挙げられる。不可避不純物について許容される含有量はその他の元素については、例えば、各０．０５質量％以下かつ合計０．１５質量％以下であってよい。前記範囲内であれば、本発明の効果を妨げない。
缶胴用アルミニウム合金板は、Ａｌ及び上記合金成分の他に、不可避不純物を含有していてよい。不可避不純物としては、例えば、Ｃｒ、Ｂ、Ｎａ、Ｃａ、Ｎｉ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｇａなどが挙げられる。不可避不純物について許容される含有量はその他の元素については、例えば、各０．０５質量％以下かつ合計０．１５質量％以下であってよい。前記範囲内であれば、本発明の効果を妨げない。
【0026】
（ｎ値の異方性）
缶胴用アルミニウム合金板におけるｎ値の異方性は、例えば以下のようにして評価することができる。冷間圧延後の缶胴用アルミニウム合金板について、圧延方向に対して０°、２２．５°、４５°、６７．５°及び９０°方向のそれぞれの方向から引張試験片を採取する。採取した引張試験片に対して引張試験を実施して、それぞれの引張試験片のｎ値を測定する。得られた５つのｎ値から最大値と最小値を選択し、最大値から最小値を引いた値をｎ値の異方性とする。ｎ値の異方性は、例えば０．０２７以下であり、好ましくは０．０２以下、より好ましくは０．０１以下、さらに好ましくは０．００８以下であり、特に好ましくは０．００７以下であってよい。ｎ値の異方性を所定値以下に制御することにより、缶壁強度の異方性が小さくなり、しごき加工時におけるティアオフの発生を抑制することができる。
缶胴用アルミニウム合金板におけるｎ値の異方性は、例えば以下のようにして評価することができる。冷間圧延後の缶胴用アルミニウム合金板について、圧延方向に対して０°、２２．５°、４５°、６７．５°及び９０°方向のそれぞれの方向から引張試験片を採取する。採取した引張試験片に対して引張試験を実施して、それぞれの引張試験片のｎ値を測定する。得られた５つのｎ値から最大値と最小値を選択し、最大値から最小値を引いた値をｎ値の異方性とする。ｎ値の異方性は、例えば０．０２７以下であり、好ましくは０．０２以下、より好ましくは０．０１以下、さらに好ましくは０．００８以下であり、特に好ましくは０．００７以下であってよい。ｎ値の異方性を所定値以下に制御することにより、缶壁強度の異方性が小さくなり、しごき加工時におけるティアオフの発生を抑制することができる。
【0027】
（缶壁強度の異方性）
缶胴用アルミニウム合金板における缶壁強度の異方性は、例えば以下のようにして評価することができる。ＤＩ成形後の缶胴から圧延方向に対して０°、２２．５°、４５°、６７．５°及び９０°方向のそれぞれの方向の缶壁から試験片を採取する。採取した試験片に対して引張試験を実施して、０．２％耐力を求める。得られた５つの０．２％耐力から最大値と最小値を選択し、最大値から最小値を引いた値を整数値として缶壁強度の異方性とする。缶壁強度の異方性は、例えば１３ＭＰａ以下であり、好ましくは１２ＭＰａ以下、より好ましくは１０ＭＰａ以下であってよい。
缶胴用アルミニウム合金板における缶壁強度の異方性は、例えば以下のようにして評価することができる。ＤＩ成形後の缶胴から圧延方向に対して０°、２２．５°、４５°、６７．５°及び９０°方向のそれぞれの方向の缶壁から試験片を採取する。採取した試験片に対して引張試験を実施して、０．２％耐力を求める。得られた５つの０．２％耐力から最大値と最小値を選択し、最大値から最小値を引いた値を整数値として缶壁強度の異方性とする。缶壁強度の異方性は、例えば１３ＭＰａ以下であり、好ましくは１２ＭＰａ以下、より好ましくは１０ＭＰａ以下であってよい。
【0028】
（製造方法）
缶胴用アルミニウム合金板の製造方法の一例について説明する。缶胴用アルミニウム合金板の製造方法は、第１工程である鋳造工程と、第２工程である均質化熱処理工程と、第３工程である熱間圧延工程と、第４工程である冷間圧延工程と、を含み、これらの工程をこの順に行うものである。
缶胴用アルミニウム合金板の製造方法の一例について説明する。缶胴用アルミニウム合金板の製造方法は、第１工程である鋳造工程と、第２工程である均質化熱処理工程と、第３工程である熱間圧延工程と、第４工程である冷間圧延工程と、を含み、これらの工程をこの順に行うものである。
【0029】
（第１工程から第３工程：鋳造工程、均質化熱処理工程、熱間圧延工程）
第１工程は、目的の組成を有する鋳塊を半連続鋳造法にて作製する工程である。第２工程は、第１工程で作製されたアルミニウム合金の鋳塊に均質化熱処理を施す工程である。
第１工程は、目的の組成を有する鋳塊を半連続鋳造法にて作製する工程である。第２工程は、第１工程で作製されたアルミニウム合金の鋳塊に均質化熱処理を施す工程である。
【0030】
第１工程では、半連続鋳造法（ＤＣ（ｄｉｒｅｃｔ ｃｈｉｌｌ）鋳造）によりアルミニウム合金を鋳造して鋳塊を得る。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する工程を実施した後、均質化熱処理を施す第２工程を行う。第２工程では２段均質化熱処理又は２回均質化熱処理を採用してもよい。ここでいう２段均質化熱処理とは、鋳塊を所定の均質化処理温度に所定時間保持して１段目の均質化熱処理を実施した後、室温まで冷却せず、２００℃を超える温度までで冷却を止め、その温度に所定時間保持して２段目の均質化熱処理を実施することを意味する。また、２回均質化熱処理とは、鋳塊を所定の均質化処理温度に所定時間保持して１回目の均質化熱処理を実施した後、室温を含む２００℃以下の温度までいったん冷却した後、再加熱して所定の均質化処理温度に所定時間保持して２回目の均質化熱処理を実施することを意味する。また、２回均質化熱処理の場合、面削工程は１回目の均質化熱処理の前、もしくは１回目と２回目の均質化熱処理の間で実施することが出来る。２段均質化熱処理の場合は、均質化熱処理実施前に面削を実施する。
【0031】
第３工程は、第２工程で均質化熱処理を施されたアルミニウム合金の鋳塊を熱間圧延する工程である。熱間圧延により得る熱間圧延板の板厚は、通常、冷間圧延して得られる製品板の板厚から冷間圧延による総圧延率を逆算して設定する。
【0032】
熱間圧延の開始温度は、例えば、４５０℃以上であってよい。熱間圧延は、熱間粗圧延と熱間仕上げ圧延とからなり、熱間仕上げ圧延は好ましくはタンデム圧延機で行う。その終了温度（巻き取り温度）は、例えば、３３０℃以上であってよく、好ましくは３４０℃以上であってよい。巻き取り温度が３３０℃以上であると、ホットコイルでの未再結晶残存を抑制できて成形性が向上する。また、巻き取り温度は３８０℃以下、又は３７０℃以下であってよい。巻き取り温度が３８０℃以下であると、熱間圧延板の表面において焼付きと呼ばれる表面欠陥が発生することが抑制され、板表面の性状が良化する。
【0033】
第４工程は、第３工程で熱間圧延された熱間圧延板を冷間圧延する工程である。第４工程では、熱間圧延板を、焼鈍することなく冷間圧延して、所定の板厚のアルミニウム合金板に仕上げる。冷間圧延は、熱間圧延板が適切な荷重の範囲で製品板の板厚まで圧延されるように、所定の総圧延率となる複数回のパスを設定して行う。なお、パスとは、一対のワークロール間を板が１回通板して圧延されることをいう。
【0034】
冷間圧延は、直径の小さいワークロールを用いてよい。具体的には、ワークロール直径をＲ（ｍｍ）とし、熱間圧延材の板厚をｔ（ｍｍ）としたとき、冷間圧延の全てのパスにおいてＲ／ｔ≦２５０を満たすことが好ましく、より好ましくはＲ／ｔ≦２００を満たしてよい。なお、Ｒ／ｔの下限値については限定的ではないが、好ましくはおおよそ１００程度が想定される。直径の小さいワークロールを用いてロール面圧を高めることにより、加工発熱が大きくなりコイルの巻き取り温度を高くすることができる。これにより、冷間圧延後の材料の回復が促進されてｎ値の異方性が小さくなり、しごき加工時のティアオフが抑制される。
【0035】
冷間圧延の総圧延率は、例えば、８０％以上９５％以下としてよい。冷間圧延の総圧延率が８０％以上であると、缶胴用アルミニウム合金板の強度が充分に得られ、ＤＩ成形及びベーキング後の缶胴の耐圧強度が充分に得られる。冷間圧延の総圧延率は、好ましくは８２％以上であってよい。一方、総圧延率が９５％以下であると、アルミニウム合金板の強度が過大となることが抑制され、成形性の低下が抑制される。
【0036】
冷間圧延後の巻き取り温度は、例えば、１１０℃以上１８０℃以下であってよく、好ましくは１４０℃以上１８０℃以下であってよい。冷間圧延後の巻き取り温度を高くすることにより、材料の回復が促進され、アルミニウム合金板（製品板）のｎ値の異方性を小さくすることができる。冷間圧延後の巻き取り温度が１１０℃以上であると、上記効果が得られ、ｎ値の異方性が充分に小さくなる。また、巻き取り温度が１８０℃以下であると、アルミニウム合金板の軟化が抑制され、ＤＩ成形及びベーキング後の缶の耐圧強度が充分に得られる。
【0037】
缶胴用アルミニウム合金板の製造方法においては、冷間圧延後、必要に応じて仕上げ焼鈍を施してもよい。なお、以上の缶胴用アルミニウム合金板の製造方法においては、第３工程より後、かつ、第４工程が終了するより前には、ＤＩ缶の塗装焼付け処理の到達温度を超える中間焼鈍を行わないものとする。
【実施例】
【0038】
以上、本発明の実施形態について述べてきたが、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、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【0039】
（缶胴用アルミニウム合金板の作製）
表１に示す組成からなるアルミニウム合金（Ｎｏ．１からＮｏ．６）を半連続鋳造法にて鋳造し、第１工程及び第２工程として示した方法で面削、均質化熱処理を行い、冷却すること無く、熱間粗圧延及び熱間仕上げ圧延を行った。熱間圧延の終了温度の実績は３４０℃以上３６０℃以下の範囲であった。そして、得られた熱間圧延板を、中間焼鈍を施すこと無く、表１に示す条件で冷間圧延を複数パスで行い、板厚０．２７ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下のアルミニウム合金板（コイル）として巻き取った。ここで、冷間圧延率の実績は８６％以上８７％以下の範囲であった。いずれの材料も、冷間圧延後の仕上げ焼鈍は行わなかった。なお、表１に示す組成の残部はＡｌと不可避不純物である。また、Ｎｏ．１からＮｏ．５は実施例に相当し、Ｎｏ．６は比較例に相当する。
表１に示す組成からなるアルミニウム合金（Ｎｏ．１からＮｏ．６）を半連続鋳造法にて鋳造し、第１工程及び第２工程として示した方法で面削、均質化熱処理を行い、冷却すること無く、熱間粗圧延及び熱間仕上げ圧延を行った。熱間圧延の終了温度の実績は３４０℃以上３６０℃以下の範囲であった。そして、得られた熱間圧延板を、中間焼鈍を施すこと無く、表１に示す条件で冷間圧延を複数パスで行い、板厚０．２７ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下のアルミニウム合金板（コイル）として巻き取った。ここで、冷間圧延率の実績は８６％以上８７％以下の範囲であった。いずれの材料も、冷間圧延後の仕上げ焼鈍は行わなかった。なお、表１に示す組成の残部はＡｌと不可避不純物である。また、Ｎｏ．１からＮｏ．５は実施例に相当し、Ｎｏ．６は比較例に相当する。
【0040】
（ｎ値異方性）
ＪＩＳＺ２２４１（２０１１）の規定に準拠し、供試材（冷間圧延後のアルミニウム合金板）から圧延方向に対し０°、２２．５°、４５°、６７．５°及び９０°の合計５方向のＪＩＳ５号引張試験片を採取し、引張試験を行った。続いて、ＪＩＳＺ２２５３の規定に準拠し、各試験片について真応力と真ひずみの関係をグラフ化し、公称ひずみ１％から引張強さ直前のひずみまでの範囲で直線回帰したときの傾き（ｎ値）を求め、さらに５方向のｎ値のうち最大値と最小値の差（ｎ値異方性）を求めた。ｎ値の最大値と最小値の差が０．０２７以下のものを合格とした。
ＪＩＳＺ２２４１（２０１１）の規定に準拠し、供試材（冷間圧延後のアルミニウム合金板）から圧延方向に対し０°、２２．５°、４５°、６７．５°及び９０°の合計５方向のＪＩＳ５号引張試験片を採取し、引張試験を行った。続いて、ＪＩＳＺ２２５３の規定に準拠し、各試験片について真応力と真ひずみの関係をグラフ化し、公称ひずみ１％から引張強さ直前のひずみまでの範囲で直線回帰したときの傾き（ｎ値）を求め、さらに５方向のｎ値のうち最大値と最小値の差（ｎ値異方性）を求めた。ｎ値の最大値と最小値の差が０．０２７以下のものを合格とした。
【0041】
（０．２％耐力）
供試材に対し２００℃×２０分のベーキングを実施した後、圧延方向にＪＩＳ５号試験片を採取して、ＪＩＳＺ２２４１（２０１１）の規定に準じて引張試験を行い、０．２％耐力を測定した。この０．２％耐力が１５０ＭＰａ以上３００ＭＰａ以下の範囲内のとき、合格と評価した。
供試材に対し２００℃×２０分のベーキングを実施した後、圧延方向にＪＩＳ５号試験片を採取して、ＪＩＳＺ２２４１（２０１１）の規定に準じて引張試験を行い、０．２％耐力を測定した。この０．２％耐力が１５０ＭＰａ以上３００ＭＰａ以下の範囲内のとき、合格と評価した。
【0042】
（ＤＩ缶の作製）
アルミニウム合金板から直径１４０ｍｍのブランクを打ち抜き、このブランクを絞り成形して直径９０ｍｍのカップを作製した。得られたカップに対し、汎用のアルミニウム缶胴成形機にてＤＩ成形（再絞り＋しごき加工）を行い、ＤＩ缶を作製した。作製したＤＩ缶は、外径が６６．３ｍｍ、缶壁の最薄肉部（缶底から６０ｍｍの高さ）の肉厚が１０５μｍ以上１１０μｍ以下、同部の加工率（素材からの板厚減少率）が５８．５％以上６５．０％以下であった。
アルミニウム合金板から直径１４０ｍｍのブランクを打ち抜き、このブランクを絞り成形して直径９０ｍｍのカップを作製した。得られたカップに対し、汎用のアルミニウム缶胴成形機にてＤＩ成形（再絞り＋しごき加工）を行い、ＤＩ缶を作製した。作製したＤＩ缶は、外径が６６．３ｍｍ、缶壁の最薄肉部（缶底から６０ｍｍの高さ）の肉厚が１０５μｍ以上１１０μｍ以下、同部の加工率（素材からの板厚減少率）が５８．５％以上６５．０％以下であった。
【0043】
（缶壁強度の異方性）
作製したＤＩ缶に２００℃×２０分のベーキングを施した後、圧延方向に対し０°、２２．５°、４５°、６７．５°及び９０°の方向の缶壁から、缶軸方向にＪＩＳＺ２２４１（２０１１）に規定されたＪＩＳ１３号Ｂ試験片の形状をベースに、標点距離を２５ｍｍに短くした試験片を採取した。この試験片を用いて引張試験を行って各方向の０．２％耐力を求め、そのうちの最大値と最小値の差（缶壁強度の異方性）を、小数点１桁目を四捨五入して整数にした値として求めた。缶壁強度の異方性が大きくなると、しごき加工時に強度の低い（破断限界の低い）部分でティアオフが生じやすくなる。
作製したＤＩ缶に２００℃×２０分のベーキングを施した後、圧延方向に対し０°、２２．５°、４５°、６７．５°及び９０°の方向の缶壁から、缶軸方向にＪＩＳＺ２２４１（２０１１）に規定されたＪＩＳ１３号Ｂ試験片の形状をベースに、標点距離を２５ｍｍに短くした試験片を採取した。この試験片を用いて引張試験を行って各方向の０．２％耐力を求め、そのうちの最大値と最小値の差（缶壁強度の異方性）を、小数点１桁目を四捨五入して整数にした値として求めた。缶壁強度の異方性が大きくなると、しごき加工時に強度の低い（破断限界の低い）部分でティアオフが生じやすくなる。
【0044】
求めた缶壁強度の異方性について、以下の基準に従って評価した。
評価基準
Ａ：缶壁強度の異方性の値が１１ＭＰａ未満であり、しごき加工性に優れていた。
Ｂ：缶壁強度の異方性の値が１１ＭＰａ以上１３ＭＰａ未満であり、実用上問題のないレベルのしごき加工性を有していた。
Ｃ：缶壁強度の異方性の値が１３ＭＰａ以上であり、実用上問題があった。
評価基準
Ａ：缶壁強度の異方性の値が１１ＭＰａ未満であり、しごき加工性に優れていた。
Ｂ：缶壁強度の異方性の値が１１ＭＰａ以上１３ＭＰａ未満であり、実用上問題のないレベルのしごき加工性を有していた。
Ｃ：缶壁強度の異方性の値が１３ＭＰａ以上であり、実用上問題があった。
【0045】
【表1】
【0046】
表１に示すように、組成及びｎ値の異方性が本発明の範囲内であるＮｏ．１からＮｏ．５の缶胴用アルミニウム合金板からＤＩ成形したＤＩ缶では、缶壁強度の異方性が小さく、しごき加工性に優れていた。一方、ｎ値の異方性が本発明の範囲外であるＮｏ．６の缶胴用アルミニウム合金板からＤＩ成形したＤＩ缶では、缶壁強度の異方性が大きく、しごき加工性が低下していた。