JPS63317640A - 缶の蓋および本体の製造に適する金属薄板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 久！且１ 本発明は、食料品および炭酸飲料を収納するための缶の
蓋および本体の製造に適する金属薄板用アルミニウム合
金、と、前記金ＦＡ薄板の製造方法に間する。

（迷」０１久望Ｊ アルミニウム合金は現在、固体または液体食料品ならび
に炭酸飲料を収納するための缶の製造に広く使用されて
いる。これらの缶は２つの部分から構成され、すなわち
、側壁に印刷がされている場合とされていない場合とあ
るが一体の底板を有する本体と、本体に接合されとくに
炭酸飲料缶の場合には開けやすい方式を備えた蓋とから
なる。

塁は一般に２００ないし４００−の厚さを有する金属薄
板から切出されて製造され、本体は同様の厚さを有し、
スタンピング（型打ち）またはスタンピング後に再絞り
をすることによって製造される。

缶の内容物、本体または蓋のいずれに使用するか、使用
される成形方法及び開けやすい方式または印刷が存在す
るか否かに応じて、金属薄板は各特殊性に適応した特徴
を有さなければならない。

したがって、開けやすい蓋は使用するときに裂けないよ
うに、他の蓋よりさらに大きな機械的強度を有さなけれ
ばならない。印刷があったりまたは再絞りされたりする
本体は、あらかじめ印刷された文字のひずみまたは蓋を
受ける頂部部分のひずみを防止するために、比較的小さ
なしり能率（ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ　ｏｆ　、ｈｏｒｎ
ｓ）を有さなければならない。再絞りされた本体は、引
掻ききずの外観さらには割れを避けるために、治具との
接触によりしわが形成されないようにしなければならな
い。

需要の増大に伴ない５業＠は、種々の組成を有する合金
から製造された金属薄板を使用するようになった。

したがって食料品用の缶の分野では一般に、−印刷のな
い蓋および本体には、重量％で下記の組成を有するアル
ミニウム協会規格によるｌ−１２８状態の５０５２合金
からなる厚さ２３０ＩＩ１１の金属薄板；Ｓ　ｉ　Ｏ，
２５−Ｆ　ｅ　Ｏ，４０−Ｃｕ　Ｏ，１０−Ｍｎ　Ｏ，
１０−ＭＯ２，２−２，８−Ｃｒ　０．１５−０．３５
−　Ｚ　ｎ　０．１０−その他０．１５−残部ＡＩ！ 一印刷された缶の本体には、同一合金ではあるがＨ２４
状態のものからなる同一厚さの金属薄板；が使用される
。

炭酸飲料用の缶の分野では一般に、 −スタンピング−再絞りで製造される缶の本体には、重
量％で下記の組成を有するアルミニウム協会規格による
ト１１９状態の３００４合金からなる厚さ３３０μｓの
金属薄板： Ｓ　ｉ　０．３０−　Ｆｅ　　ｏ。７−　Ｃｕ　Ｏ，２
５−Ｍｎ　　１．０−１．５−Ｍａｌ　　０．８−　１
．３−ＺｎＯ，２５−その他０．１５−残部八〃 硬化の蓋には、重量％で下記の組成を有するアルミニウ
ム協会によるＨ１９状態の５１８２合金からなる厚さ３
００ＩＪＪＲを有する金属薄板；Ｓ　ｉ　Ｏ，２０−Ｆ
　ｅ　Ｏ，３５−Ｃｕ　Ｏ，１５−Ｍｎ　Ｏ，２０−０
．５０−Ｍ！Ｉ＋　　４．０−５．０−Ｃｒ　Ｏ，１Ｏ
−Ｚｎ　Ｏ，２５−ソの他０．１５−残部八〇 が使用される。

この組成表から、とくに炭酸飲料用の缶の分野では、蓋
および本体はとくにマグネシウムおよびマンガンに関し
てきわめて異なる組成を有することがわかる。このため
製造に別の製造ラインを必要とし、その原価も上昇する
。しかも、この不利に加えて、使用後の缶の再生利用の
問題が伴なう。

実際に、缶市場におけるアルミニウム合金の使用増加の
観点から、前記缶をスクラップにしないで再生利用する
ことにより大きな節約がはかられてきた。しかしながら
実質的に本体は蓋から分離できないので、再生利用を経
汎的に行なうために缶全体を溶融している。このために
本体の組成と蓋の組成との中間組成を有する合金がをら
れ、したがってこの合金は、純アルミニウムおよび合金
元素を再び添加して各々が規格組成となるように２つの
成分に分割しなければならない。

したがって、再生利用という観点から、申−型の合金を
使用することがより有利のように思われる。しかしなが
らこの合金はなお、その使用目的二食料品か炭酸飲料か
により、またはその形状：本体か蓋かにより、またはそ
の製造方法ニスタンピングかまたはスタンピング−再校
りかにより、またはさらに蓋の開けやすい方式かあるい
は事前に印刷された文字またはモチーフの適切な形成の
ための安定性などのいくつかの特性により、金属薄板に
課されるすべ−の要求をも満足しなければならない。

本出願人はこの点にとくに着目した。これより、帯への
鋳造俊適当に選択される多数の成形作業および熱処理に
より、それが受けるであろう種々の応力に抵抗可能な性
質を有する金属薄板の製造を可能とする合金組成を発見
することができた。

この問題をこのような方法で解決したのは、もちろん本
出願人が最初ではない。たとえば、フランス特許第２４
３２５５６号が挙げられ、この特許は：（ａ）通常の不
純物のほかに主成分として、０．４ないし１．０％のマ
ンガンと１，３ないし２．５％のマグネシウムとを含み
、マグネシウムとマンガンとの総含有吊は２．０ないし
３．３％であり、マグネシウムのマンガンに対する比が
１．４：１ないし４．４：１であるようなアルミニウム
合金の溶融物質を調製し； （ｂ）溶融物質を帯鋳造機を用いて帯に連続的に鋳造し
： （Ｃ）圧延率は少なくとも７０％とし、熱間圧延の最初
の温度は３００°ないし合金の凝固温度でありまた圧延
の終点温度は少なくとも２８０℃という条件の鋳造速度
で鋳造帯を連続的に熱間圧延し：（ｄ）熱間圧延帯熱間
で巻取り、静止空気中に放置してほぼ周囲温度まで冷却
し； （１３）冷却された熱間圧延帯は最終厚さまで、冷間圧
延すること： を特徴とするスタンピングおよび再校りにより缶の本体
および蓋を製造するのに適したアルミニウム合金の帯ｌ
）製造方法 を開示している。

帯の鋳造をも含むこの特許においては、蓋にはより硬い
帯が必要なので冷間圧延を行なうが、それを除いては缶
の本体と蓋とに単一の合金と単一の製造方法とが使用さ
れる。

これらの条件下で青られた薄板の機械的性質は、本体用
の薄板では、０．２％降伏応力２５０−３１０　ＭＰａ
、引張強さ２６０−３２０　Ｍ　ｐａおよび破壊時の延
び１−♂Ｃあり、蓋用の薄板ではそれぞれ、３１０−３
７０　Ｍ　Ｐａ　、　　３２０−３８０　Ｍ　Ｐａおよ
び１−５％である。

発明の概要 本発明はこれらの性１１とくに蓋用の薄板における性質
の改善を目的とした。この目的は、重量％で、０．８≦
マンガン≦ｉ、ｓ　、１　＜ケイ素≦２．０．７＜マグ
ネシウムく３、鉄＜０．５、銅＜０．５、クロム＜０．
５、残部ニアルミニウムを含有することを特徴とする高
ケイ素含有合金を指向することにより達成された。高ケ
イ素含量はマグネシウムと組合わされて、硬化剤として
ｆｉｌｌ　＜　Ｍ　ｇ２　Ｓ　１の形成を促進する。さ
らに前記特許より高いマンガン平均含有量の存在は、缶
本体の再絞りのときにしわ形成現象を著しく減少す′る
効果を有する。

本発明はまた、前記金属薄板の製造方法にも関する。こ
の方法は： （ａ）通常不純物のほかに主元素として、重量％で、０
．８＜マンガン＜１．８．１＜ケイ素く２．０，７＜マ
グネシウム≦３、鉄＜０．７、銅＜０．５、クロム＜０
．５を含有する合金の溶融物質を調製し：ｔｂ）前記物
質を４ないし２０ａの厚さを有する帯に連続的に！ａ造
し； （Ｃ）　Ｉ（Ｆｎさレタ帯ヲ５００なイシ６２０℃ニｔ
Ｎ’ｃ２なしい２０時間加熱し； （ｄ）加熱した帯を中間厚さまで冷間圧延し：（ｅ）！
＜された帯を５００ないし６００℃において０．５ない
し１０分間加熱し、次に空気焼入し、；（ｆ）帯を製造
薄板の最終厚さまで冷間圧延されること； とを特徴とし、いくつかの製造、成形および熱処理に関
する操作を含む。

したがってこの方法は、所定組成の溶融物質を製造して
それをたとえば圧延機内で帯に鋳造し、圧延機は高い冷
却速度により多量のＭｏ、ＳｉおよびＭｎを固溶体内に
保持させて後の溶解をより容易にする。帯は６ないし１
２閤の厚さを有するのが好ましい。

鋳造後、金属を均一化するために帯を５００ないし６２
０℃において２ないし２０時間加熱する。次に中間厚さ
まで冷間圧延した後に、従来の合金の性質より良好な性
質を作るために帯を５００ないし６００℃の温度で０．
５ないし１０分間溶解し次に空気焼入する。この溶解処
理は、５３０ないし５８０℃において１ないし２分間行
なうのが好ましい。次に帯を最終厚さまで圧延し、任意
ではあるがラッカーを焼付けるために２００−２２０℃
において５−１５分間再加熱する。任意ではあるが、溶
解−焼入厚さと最終厚さとの間の中間厚さに対して、１
００ないし２５０℃において３０分ないし２時間の人工
時効を行なうことができる。

これらの操作は、前記の缶の蓋および本体のすべての型
に適した金属薄板の製造に適用可能である。

フランス特許第２４３２５５６号に比較して、本発明で
は圧延作業はすべて冷間で行ない、その溶解は５００な
いし６００℃の温度において３０秒ないし１０分間行な
うが、前記フランス特許においては一部熱間圧延を行な
っており、溶体化処理温度４よ３５０−５００℃であっ
て、処理は９０秒間行なわれる。

金ｆｆ１Ｊ板を用いた特定の用途に応じて方法を最適化
するために前記の操作条件は修正可能であり、任意に補
足操作を使用することも可能である。

友−呈−１ 本発明を以下に実施例により説明する。

炭酸飲料を収納するだめの缶の蓋を製造するために、 （ａ）重量％で次の組成を有する合金が厚さ７．５Ｍの
帯に鋳造した。

Ｍ９：０．８０ Ｍｎ：１．０８ ３ｉ：１．２５ Ｆｅ：０．４０ （ｂ）鋳造された帯を５４０℃において６時間加熱した
。

（Ｃ）帯を厚さ１．５＋１＃Ｉに冷間圧延した。

（ｄ）薄くした帯を５６０℃において５分間加熱し、空
気焼入れした。

（ｅ）帯を最終厚さ０．３３ｍまで冷間圧延した。

これらの条件下で得られた金属薄板の性質は次のとおり
であった。

Ｒ０，２＝３９５　ＭＰａ　（０，２％降伏応力）Ｒｎ
　＝４１０　ＭＰａ　　（引張強さ）Ａ％＝４　〈破壊
時の伸び） フランス特許第２４３２５５６号に記載の値、すなわち
Ｒ０，２＝３７０　ＭＰａおよびＲ１１＝３８０　ＭＰ
ａに比較して大きな改善が得られたことがわかる。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％で、 ０．８≦マンガン≦１．８ １＜ケイ素≦２ ０．７≦マグネシウム≦３ 鉄＜０．７ 銅＜０．５ クロム＜０．５ 残部：アルミニウム を含有することを特徴とする缶の蓋および本体の製造に
   適した薄板製造用アルミニウム合金。
2. （２）（ａ）通常の不純物のほかに主元素として、重量
   ％で、０．８≦マンガン≦１．８、１＜ケイ素≦２、０
   ．７≦マグネシウム≦３、鉄＜０．７、銅＜０．５、ク
   ロム＜０．５を含有するアルミニウム合金の溶融塊を調
   製し； （ｂ）前記塊を４ないし２０ｍｍの厚さを有する帯に連
   続的に鋳造し； （ｃ）鋳造された帯を５００ないし６２０℃において２
   ないし２０時間加熱し； （ｄ）加熱した帯を中間厚さまで冷間圧延し；（ｅ）薄
   くした帯を５００ないし６００℃において０．５ないし
   １０分間加熱し、次に空気焼入し； （ｆ）帯を製造薄板の最終厚さまで冷間圧延すること； を特徴とする、製造、成形および熱処理の操作含む、食
   料品または炭酸飲料を収納するための缶の蓋および本体
   の製造に適する金属薄板の製造方法。
3. （３）６ないし１２ｍｍの厚さを有する帯を鋳造するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の方法。
4. （４）薄くした帯を５３０ないし５８０℃において１な
   いし２分間加熱することを特徴とする特許請求の範囲第
   ２項に記載の方法。
5. （５）２つの工程の間に１００ないし２５０℃において
   ３０分ないし２時間の人工時効硬化を導入することを特
   徴とする特許請求の範囲第２項に記載の方法。
6. （６）最終金属薄板を２００ないし２２０℃において５
   ないし１５分間加熱することを特徴とする特許請求の範
   囲第２項に記載の方法。