JPH0341539B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明はビール缶、炭酸飲料缶等のタブ材に係
り、更に詳しくは、曲げ性及び繰り返し曲げ性に
優れた低コストのステイオンタブ付エンド用タブ
材並びにその製造方法に関するものである。 （従来の技術） 現在、ビール缶、炭酸飲料缶等々の飲料缶の開
口方法には、缶切りなどの器具を使わずに手で容
易に開缶できるイージーオープンエンドが用いら
れている。このイージーオープンエンドとしては
開口時に缶体からタブが離れるパーシヤルオープ
ンエンド及びフルオープンエンドと、開口時に缶
体からタブが離れないステイオンタブ付エンド及
びプツシユオンタブエンドとがある。 従来、後者のステイオンタブ付エンドは特に欧
米にて進められており、そのためのタブ材には
AA5082、AA5042等の成分を有するAl合金が用
いられており、鋳塊を均質化処理及び熱間圧延し
た後、高冷間圧延され、その後、仕上焼鈍にて強
度を調整する製造方法にて製造されている。例え
ば、米国特許第3502448号明細書に開示されてい
るように、仕上冷延率を85％以上と高くする方法
である。タブ材はこの工程後に仕上焼鈍が施され
る。 （発明が解決しようとする課題） ところで、上記の如く欧米にて進められている
従来のステイオンタブ材は、国内で主に製造され
ているパーシヤルオープンエンド用タブ材に比べ
て低強度であるため、板厚が厚く、コスト高の問
題がある。 また、このステイオンタブ材は比較的Mgの添
加量が多く、高冷間圧延されるため、仕上焼鈍に
よる強度調整が必須である。しかし、仕上焼鈍は
比較的高温（280℃程度）で行われるため、圧延
油の焼付を防止する目的で通常脱脂処理が施さ
れ、更には仕上焼鈍温度の範囲が狭く、また焼鈍
温度の精度が重要となるために焼鈍設備も精度の
良いものが必要となる等、国内のパーシヤルオー
プンエンド用タブ材に比べて製造コストが高くな
るという問題がある。 このように、従来のステイオンタブ材は、国内
のパーシヤルオープンエンド用タブ材に比べて素
材コストが高くなる。このことは、缶公害の点で
はステイオンタブ付エンドの方が有利なものの、
国内で採用されない要因の１つとなつている。 一方、近年、ステイオンタブの薄肉化に伴い、
比較的強度が高いことがステイオンタブ材として
重要な特性の１つとなつてきた。しかし、従来の
製造方法では、高冷間圧延を要するため、結晶粒
が扁平伸長粒となり、圧延方向に対する0゜、45゜、
90゜方向の曲げ加工性並びに繰り返し曲げ性の特
性に異方性が生じるという問題がある。特に圧延
方向に対し0゜に曲げ及び繰り返し曲げ変形を受け
た場合、割れが生じ易い。 すなわち、ステイオンタブはエンドとリベツト
加工で結合され、タブを引き上げることによりエ
ンドのスコアー部が裂かれて缶内に押し下げられ
るが、この時、タブは曲げ変形を受ける。特に裂
かれた部分を押し下げる場合、タブを繰り返し上
下させて行われる場合があり、この時にタブは繰
り返し曲げ変形を受け、割れが生じてタブが取れ
てしまう場合がある。これを防止するには繰り返
し曲げ性を向上することが必要である。 この点、従来は繰り返し曲げ性については特に
配慮されておらず、キヤンボデイ材、キヤンエン
ド材、キヤンタブ材として単に曲げ加工性（180゜
密着曲げ）が評価されているだけである。 本発明は、かゝる状況のもとでなされたもので
あつて、特に繰り返し曲げ性に優れ、また高強度
で曲げ加工性も優れたステイオンタブ用Al合金
板を比較的低コストで得られる技術を提供するこ
とを目的とするものである。 （課題を解決するための手段） 前記目的を達成するため、本発明者らは、曲げ
加工性及び繰り返し曲げ性を向上させるべく化学
成分調整、組織並びに製造条件等について総合的
に研究を重ねた。 その結果、Mgを含めた成分調整、組織、製造
条件を規制するならば、所期の材料特性が得られ
ることが判明した。 すなわち、従来材とほぼ同等のMg量の場合に
は、結晶粒が小さいほど曲げ加工性及び繰り返し
曲げ性が優れ、また冷間圧延率が少ないほど等軸
に近い結晶粒となり、前記特性の圧延方向に対す
る異方性が小さいことを見出した。そのために
は、Mg以外の他の成分調整と共に、製造条件、
特に均質化処理温度及び冷間圧延率を規制するこ
とが必要であり、これにより曲げ加工性と繰り返
し曲げ性を向上させることができ、併せて仕上焼
鈍温度を比較的低くでき、温度公差も従来条件と
比べて広くでき、また焼鈍設備も通常の設備で対
応できることが判明した。 すなわち、本発明に係る曲げ加工性及び繰り返
し曲げ加工性に優れたステイオンタブ用Al合金
板は、Mg：3.5〜5.5％を含み、必要に応じて更
にSi≦0.30％、Fe≦0.40％、Cu≦0.20％、Mn≦
0.20％、Cr≦0.25％、Zn≦0.15％、Zr≦0.15％及
びTi≦0.20％のうちの１種又は２種以上を含み、
残部がAl及び不可避的不純物からなり、仕上焼
鈍により強度調整されており、圧延板表面からみ
た結晶粒幅が20μm以下であることを特徴とする
ものである。 また、その製造方法は、上記化学成分を有する
Al合金の鋳塊を450〜550℃で均質化処理した後、
熱間圧延及び冷間圧延し、更に中間焼鈍後、圧延
率20〜55％で冷間圧延し、その後中間焼鈍するこ
とを特徴とするものである。 以下に本発明を更に詳細に説明する。 （作用） まず、本発明における化学成分の限定理由を説
明する。 Mg： Mgは強度を付与する重要な元素であり、所定
量の添加により、ステイオンタブ材として使用し
得る強度を確保する必要がある。 すなわち、少なくとも3.5％以上添加しないと
ステイオンタブ材としての強度が低く使用できな
い。しかし、5.5％を超えて過多に添加されると
強度が高すぎることによる成形加工性の低下を招
くので、好ましくない。したがつて、Mg量は3.5
〜5.5％の範囲とする。 Fe： Feの添加は結晶粒微細化に大きな効果を示し、
その添加量が多いほど微細化される。しかし、過
多に添加されると結晶粒微細化には有効なもの
の、金属間化合物の数が多くなつて繰り返し曲げ
性の低下を招くので好ましくない。そのためには
0.40％以下に規制する。なお、0.05％以下ではそ
の効果が殆どなく、更には高純度のAl地金が必
要となるので、0.05％以上が望ましい。 Si： Siの添加はFeと同様、結晶粒微細化、強度向
上に効果を示す。しかし過多に添加されると金属
間化合物、特にMg₂Siが多く生成され、繰り返し
曲げ性の低下を招くので好ましくない。そのため
には0.30％以下に規制する。なお、0.02％以下で
はその効果が少なく、更には高純度地金が必要と
なるので、0.02％以上が望ましい。 Cu： Cu添加は強度向上に効果を示す。しかし、0.20
％を超えて過多に添加されると強度が高すぎるこ
とによる成形加工性の低下及び耐食性が劣化す
る。したがつて、Cu量は0.20％以下とする。 Mn、Cr： Mn、Crの添加は強度向上及び結晶粒微細化に
大きな効果を示す。しかし、Mnが0.20％を超え、
Crが0.25％を超えて過多に添加されると巨大晶出
物生成及び晶出物の数が多くなり、曲げ性の低下
を招くため、好ましくない。したがつて、Mn量
は0.20％以下、Cr量は0.25％以下とする。 Zn： Znの添加は曲げ加工性、張り出し性等の成形
性を向上させる効果がある。これは、圧延板表面
からみた（MnFe）Al₆の金属間化合物の晶出物
を小さくする効果があるためである。しかし、過
多に添加されると耐食性の低下を招くので好まし
くない。したがつて、Zn量は0.35％以下とする。 Ti、Zr： Ti、Zrはそれぞれ組織を安定化させるための
有効な元素であるものの、その添加量が多いと巨
大化合物を生成し、曲げ加工性を低下させるの
で、Ti量は0.20％以下、Zr量は0.15％以下とす
る。 なお、本発明においては、Mgの含有は必須で
あるが、上記の他の元素は任意添加元素とし、少
なくとも１種を必要に応じて添加する。 次に、本発明の製造方法について説明する。 上記の化学成分を有するAl合金は、常法によ
り溶解、鋳造し、得られた鋳塊に均質化処理を施
した後、熱間圧延する。これらの条件は特に制限
されない。但し、均質化処理は450〜550℃の温度
で行う必要がある。これは、加熱温度が450℃未
満では均質化が不充分であると共に熱間圧延時に
耳割れが発生する原因となり、また550℃を超え
るとバーニングを発生し、表面状況を劣化させる
ので好ましくないためである。 更に、冷間圧延後、中間焼鈍を行う。ここで中
間焼鈍条件は特に制限しないが、完全再結晶にあ
ることが必須であり、結晶粒の観点からすれば連
続焼鈍（CAL）の使用が好ましい。CAL条件と
しては加熱、冷却速度を100℃／分以上とし、到
達温度380〜550℃で、保持時間は10分以内が良
い。 中間焼鈍後の冷間圧延率は、強度、結晶粒及び
曲げ加工性或いは繰り返し曲げ性に影響するの
で、コントロールする必要がある。 すなわち、仕上焼鈍により強度調整するが、冷
間圧延圧延率が20％未満では曲げ加工性及び繰り
返し曲げ性は優れるものの、必要な強度が得られ
ず、また強度の向上のためには冷間圧延率の増大
が必要なものの、55％を超えると圧延直後の強度
が高くなるため、その後の仕上焼鈍温度が高くな
り、更には結晶粒が扁平伸長粒となるため、曲げ
加工性、繰り返し曲げ性の異方性が大きくなるの
で、好ましくない。したがつて、冷間圧延率は20
〜55％の範囲とする。 この冷間圧延後、仕上焼鈍を行つて強度調整を
する必要がある。この場合、仕上焼鈍温度は目的
とする強度を得るためにその都度定められるもの
であり、ここでは特に制限しないが、260℃以下
の如く低い温度で目的の強度達成が可能である。
したがつて、焼鈍コストの低減を図ることができ
ると共に、温度公差も従来より広くでき、焼鈍設
備も通常の設備で対処できる効果がある。 以上の製造工程により、曲げ加工性、更には繰
り返し曲げ性の向上に寄与する組織が得られる。 すなわち、結晶粒度は小さいほど曲げ加工性及
び繰り返し曲げ加工性に優れるので、その板表面
から観察される結晶粒幅は20μm以下が好ましい。 （実施例） 次に本発明の実施例を示す。 実施例 １ 第１表に示す化学成分を有するAl合金を常法
により溶解、鋳造し、得られた鋳塊に500℃の温
度で３時間保持する均質化処理を施し、熱間圧延
により５mm厚とした。 その後、冷間圧延により0.83mm厚にしてCAL焼
鈍（加熱冷却速度700℃／min、到達温度450℃、
保持時間２秒）を施し、次いで冷間圧延により製
品厚さ0.5mmとした。 更に強度を一定にするために本発明例No.１〜No.
４には240℃×2hr、比較例No.５には250℃×2hrの
仕上焼鈍を実施した。 得られた材料についてのベーキング（200℃×
20min）後の機械的性質、曲げ加工性、繰り返し
曲げ性及び結晶粒幅を第２表に示す。 なお、ベーング処理は、タブ材は塗装後成形さ
れることを想定して塗装した場合と同じ条件とし
た。曲げ加工性は、第１図に示すように、0゜方向
（圧延方向）に、或いは90゜方向に対しての180゜密
着曲げを実施して、曲げ部でのクラツクの発生程
度により◎（優）→〇→○△→△（劣）で評価し
た。繰り返し曲げ性は、第２図に示すように、１
mmのＲを有する保持具２で材料板１を保持して20
mm高さに突出させ、90゜に曲げて戻すサイクルを
１サイクルとして破断回数を求めて評価した。 第２表より明らかなとおり、本発明例No.１〜No.
４はいずれもステイオンタブ材としての強度が得
られていると共に、曲げ加工性及び繰り返し曲げ
性に優れている。一方、比較例No.５は強度は本発
明例と同等であるものの、曲げ加工性及び繰り返
し曲げ性が劣つている。 各例とも結晶粒幅はいずれも20μm以下である。

【表】

【表】 実施例 ２ 第１表に示したNo.１の化学成分を有するAl合
金につき、実施例１の場合と同様にして熱間圧延
板（板厚５mm）を製造し、これを冷間圧延により
それぞれ0.59mm（比較例Ａ）、1.25mm（比較例Ｂ）
の板厚とし、次いでCAL焼鈍（実施例１と同じ
条件〕を施し、その後冷間圧延により製品厚さ
0.5mmとした。 また、第１表に示したNo.１の化学成分を有する
Al合金につき、実施例１の場合と同様の均質化
処理を施し、熱間圧延により３mm厚さとし、その
後製品厚さ0.5mmまで直通冷間圧延した（比較例
Ｃ）。 更に、上記比較例Ｂ〜Ｃに対し、強度を一定と
するために比較例Ｂには250℃×2hr、比較例Ｃに
は260℃×2hrの仕上焼鈍を実施した。なお、比較
例Ａに対しては仕上焼鈍は実施しなかつた。 得られた材料についてのベーキング（200℃×
20min）後の機械的性質、曲げ加工性、繰り返し
曲げ性及び結晶粒幅を、実施例１における本発明
例No.１と対比し、第３表に示す。なお、各特性の
評価方法及び基準は実施例１の場合と同様であ
る。 第３表より明らかなとおり、比較例Ａは曲げ加
工性と繰り返し曲げ性に優れているものの、仕上
焼鈍を実施しないため、ステイオンタブ材として
の強度が得られず、タブ抜け等の問題を生じ、実
用上問題がある。比較例Ｂ及びＣはステイオンタ
ブ材としての強度は得られているものの、曲げ加
工性と繰り返し曲げ性ともに劣つている。特に冷
間圧延率が83％と高い従来製造条件の比較例Ｃは
結晶粒幅が大きく、曲げ加工性並びに繰り返し曲
げ性が最も劣つている。 一方、本発明例No.１は実施例１で考察したよう
に、所定の強度が得られ、曲げ加工性、繰り返し
曲げ性のいずれも優れている。

【表】 No.１(注) No.１は実施例１における本発明例No.
１である。
（発明の効果） 以上詳述したように、本発明によれば、ビール
缶、炭酸飲料缶等のステイオンタブ材おいて、曲
げ加工性及び繰り返し曲げ性を向上可能にするも
のであるので、現有材において問題とされている
曲げ加工及び繰り返し曲げ時の割れ発生を極力少
なくし、更には高強度薄肉化に対しても充分対応
でき、安定性、コストの製造面でも優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂは180゜密着曲げによる曲げ加工性
の判定を説明する図で、ａは0゜方向曲げの場合、
ｂは90゜方向曲げの場合であり、第２図は90゜繰り
返し曲げの要領を説明する図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 重量％で（以下、同じ）、Mg：3.5〜5.5％を
   含み、残部がAl及び不可避的不純物からなり、
   仕上焼鈍により強度調整されており、圧延板表面
   からみた結晶粒幅が20μm以下であることを特徴
   とする曲げ加工性と繰り返し曲げ性に優れたステ
   イオンタブ用Al合金板。 ２ 前記Al合金が更にSi≦0.30％、Fe≦0.40％、
   Cu≦0.20％、Mn≦0.20％、Cr≦0.25％、Zn≦
   0.35％、Zr≦0.15％及びTi≦0.20％のうちの１種
   又は２種以上を含んでいるものである請求項１に
   記載のAl合金板。 ３ 請求項１又は２に記載の化学成分を有する
   Al合金の鋳塊を450〜550℃の均質化処理した後、
   熱間圧延及び冷間圧延し、更に中間焼鈍後、圧延
   率20〜55％で冷間圧延し、その後仕上焼鈍するこ
   とを特徴とする曲げ加工性と繰り返し曲げ性に優
   れたステイオンタブ用Al合金板の製造方法。