JP2002256366A - ボトル缶用アルミニウム板 - Google Patents

ボトル缶用アルミニウム板

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JP2002256366A
JP2002256366A JP2001052234A JP2001052234A JP2002256366A JP 2002256366 A JP2002256366 A JP 2002256366A JP 2001052234 A JP2001052234 A JP 2001052234A JP 2001052234 A JP2001052234 A JP 2001052234A JP 2002256366 A JP2002256366 A JP 2002256366A
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bottle
aluminum plate
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present
mass
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JP2001052234A
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Kenji Kuroda
健司 黒田
Takashi Inaba
隆 稲葉
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Kobe Steel Ltd
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Kobe Steel Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 1ピース構造からなるボトル缶において、そ
の胴体部の直径に対する口部の絞り比を30%以上とし
てもしわ(皺)や割れを発生させないアルミニウム板を
提供する。 【解決手段】 胴体部2と、ネック部3と、ネジ部5を
備えた口部4とが一体に形成されてなるボトル缶1にお
いて、このボトル缶1の胴体部2の直径D1に対する口
部4の直径D2の絞り比が30%以上であるようなボト
ル缶1に用いられるAlを主成分とするアルミニウム板
であって、前記アルミニウム板は、Feを0.2〜0.
7質量%、Siを0.1〜0.3質量%、Mnを0.5
〜1.2質量%、Mgを0.5〜1.2質量%含有し、
残部がAlと不可避的不純物とから組成を有し、且つベ
ーキング後の耐力(0.2%耐力)が220〜250N
/mm2であるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、絞り加工としごき
加工が施されて形成されるボトル形状の1ピースアルミ
ニウム缶用のアルミニウム板に関し、特に、缶の胴体部
に対する口部の絞り比が大きく且つ口部の直径が小さい
ボトル缶に好適なアルミニウム板に関する。
【0002】
【従来の技術】胴体部とエンド部とタブとを備えてなる
従来の2ピース構造のアルミニウム缶においては、所定
のアルミニウム板にカッピングおよびDI成形(絞り加
工、しごき加工)等の缶体成形を施して胴体部を形成し
た後、この胴体部にネック加工を施して胴体部の径に比
べてエンド部の径を小さくしたもの(以下、「2ピース
アルミ缶」という。)が主流となっている。このような
2ピースアルミ缶では、胴体部の径に対するエンド部の
径の絞り比が比較的小さいため、ネック加工が比較的容
易であった。
【0003】一方、近年、胴体部と口部とスクリューキ
ャップを備えてなるボトル形状のアルミニウム缶(以
下、「ボトル缶」という。)のニーズが高まり、種々の
形態を有するものが開発されてきている。このようなボ
トル缶においては、胴体部の直径に対する口部の直径の
絞り比が前記2ピースアルミ缶に比べて大きいため、ネ
ック加工の際にしわ(皺)や割れがより生じ易くなる。
【0004】このようなボトル缶として、主に、胴体部
と底部とが各々異なる部材で形成されてなる2ピース構
造のボトル缶(スクリューキャップを含まない。以下、
「2ピースボトル缶」という。)と、胴体部と底部とが
一体に形成されてなる1ピース構造のボトル缶(スクリ
ューキャップを含まない。以下、「1ピースボトル缶」
という。)とが挙げられる。このうち2ピースボトル缶
は、一般に、前記従来の2ピースアルミ缶の製造方法の
一部を適用して製造されている。図3(a)に、前記従
来の2ピースボトル缶の製造工程の要部を概略的に示
す。
【0005】すなわち、図3(a)、(b)に示すよう
に、従来の2ピースボトル缶10は、まず所定のアルミ
ニウム板AにカッピングおよびDI成形、トリミング、
洗浄(図示省略)、印刷(図示省略)、ベーキング(最
高保持温度:200〜230℃、図示省略)、ネッキン
グ(ネック加工)が順次に施されて、胴体部20の所定
部分にネック部30が形成され、次にネック部30のエ
ンド部が開口されて口部40が設けられるとともにこの
口部40の近傍の外周にはスクリューキャップ取り付け
用のネジ切り加工が施されてネジ部50が形成され、そ
の後口部40と対向する胴体部20の一方の開口部を底
部として形成するべく、この開口部にフランジ加工が施
された後、底部材を巻締めして底部60を形成して製造
されている。
【0006】図3(b)は、図3(a)に示すような工
程で製作された2ピースボトル缶を模式的に示す斜視図
である。図3(b)に示すように、従来の2ピースボト
ル缶10では、ネック加工の際にDI成形後の缶の底部
にネック部30が形成されるため、胴体部20の直径D
10に対するネック部30の直径D20の絞り比が大きなも
のでも比較的容易に形成することが可能である。すなわ
ち、このような従来の2ピースボトル缶においては、胴
体部20に対するネック部30の絞り比R2(%)を、
2={(D10―D20)/D10}×100で表すとき、
この絞り比R2が30%以上である、絞り比が大きなボ
トル缶でも比較的容易に形成することが可能である。
【0007】一方、ボトル缶の製造コスト削減、リサイ
クル性の観点から、近年、前記した2ピースボトル缶に
代わって、1ピースボトル缶のニーズが次第に高まって
きている。この1ピースボトル缶では、一般に、従来の
2ピースアルミ缶の製造方法の多くが適用され、特にダ
イネック加工や、スピンネック加工等のネック加工がそ
のまま用いられている。
【0008】図2に従来の1ピースボトル缶の製造方法
を示す。図2に示すように、従来の1ピースボトル缶に
おいては、まず、ボトル缶の胴体部を形成するために所
定のアルミニウム板AにカッピングとDI成形とを施し
て胴体部と底部とを形成する。次に、前記胴体部の開口
部近傍にダイネック加工またはスピンネック加工を施し
てネック部を形成し、その開口部を口部とする。その
後、この口部の近傍の外周にスクリューキャップ取り付
け用のネジ切り部を設けて従来の1ピースボトル缶が製
造されている。
【0009】しかしながら、前記従来の1ピースボトル
缶では、ネック部を形成する際に、胴体部の開口部近傍
にダイネック加工またはスピンネック加工を施してネッ
ク部を形成するため、前記胴体部の直径に対する口部の
直径の絞り比を大きくして構成することが困難であっ
た。
【0010】すなわち、前記従来の1ピースボトル缶に
は、一般にAl−Mn−Mg系のJIS3004合金の
硬質板が使用されており、このようなアルミニウム合金
の硬質板(以下、単に「アルミニウム板」という。)を
用いて前記したようにして1ピースボトル缶のネック部
を形成する場合、このアルミニウム板が有する比較的硬
い硬質性によって、前記胴体部の直径に対する口部の直
径の絞り比を大きくしてボトル缶を形成するとしわや割
れが発生し易いという問題点があった。そのため、前記
従来の1ピースボトル缶では、この絞り比を、前記2ピ
ースボトル缶が有する絞り比で形成することが困難であ
った。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】前記した問題点に鑑
み、本発明の課題は、1ピース構造からなるボトル缶に
おいて、胴体部の直径に対する口部の直径の絞り比を大
きくしてもしわや割れを発生させないようなアルミニウ
ム板を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記した
課題を解決するために鋭意検討した結果、Fe、Si、
MnおよびMgの含有量とベーキング後の耐力(0.2
%耐力)とを適正な範囲に規制することによって、アル
ミニウム板の成形性、すなわち、DI成形、ネック加工
等の成形性を向上させることができ、その結果として胴
体部の直径に対する口部の直径の絞り比を大きくして、
従来の2ピースボトル缶が有するネック部と同程度の形
状を備える1ピースボトル缶を形成しても、しわや割れ
を発生させないアルミニウム板を具現化することができ
ることを見いだし、本発明を創作するに至った。
【0013】すなわち、本発明の請求項1に係るボトル
缶用アルミニウム板は、胴体部と、ネック部と、ネジ切
り加工が施されたネジ部を備えた口部とが一体に形成さ
れてなるボトル缶において、このボトル缶の胴体部の直
径をD1とし、口部の直径をD2として、前記胴体部の直
径に対する口部の直径の絞り比R1(%)を、R1
{(D1−D2)/D1}×100…(式1)、として表
したとき、このように表される絞り比R1が30%以上
であるボトル缶に用いられるAlを主成分とするアルミ
ニウム板であって、前記アルミニウム板は、Feを0.
2〜0.7質量%、Siを0.1〜0.3質量%、Mn
を0.5〜1.2質量%、Mgを0.5〜1.2質量%
含有し、残部がAlと不可避的不純物からなる組成を有
し、且つベーキング後の耐力(0.2%耐力)が220
〜250N/mm2として構成されることを特徴とす
る。
【0014】ここで、前記「絞り比」とは、ボトル缶の
製造工程で、ネッキングが施される前の直径に対するネ
ッキングが施された後の直径の減少割合を意味するもの
である。したがって、ボトル缶の製造工程で、ネッキン
グが施される前の口部の直径が、ネッキングが施されて
口部が形成された後の胴体部の直径と略同一であれば、
「口部の絞り比」は上記(式1)で表される。一方、例
えば、ネッキングによって口部が形成された後、胴体部
が変形されるなどして、ネッキング前の口部の直径とネ
ッキングにより口部が形成された後の胴体部の直径とが
異なる場合には、前記(式1)に含まれるD1は、ネッ
キング前の口部の直径となる。
【0015】このように構成すれば、アルミニウム板の
成形性が高められて、従来の2ピースボトル缶が有する
ネック部と同程度の形状を備える1ピースボトル缶を容
易に製造することが可能なアルミニウム板を具現化する
ことができる。特に、前記胴体部の所定部分にダイネッ
ク加工またはスピンネック加工を施してネック部を形成
する際に、胴体部の径に対する口部の径の絞り比を30
%以上としても、しわや割れの発生を抑制したアルミニ
ウム板を具現化することができる。
【0016】請求項2に係るボトル缶用アルミニウム板
は、請求項1において、前記アルミニウム板が、さらに
Cuを0.1〜0.3質量%含有してなることを特徴と
する。このように構成すれば、アルミニウム板の強度が
上昇するとともに、製缶時のベーキングによる軟化を防
止したボトル缶用アルミニウム板を具現化することがで
きる。
【0017】請求項3に係るボトル缶用アルミニウム板
は、請求項1または請求項2において、45°耳の耳率
が2.5%以下であることを特徴とする。このように構
成すれば、ボトル缶を成形する際に行なわれるトリミン
グしろをより少なくすることが可能なボトル缶用アルミ
ニウム板を具現化することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態について詳細に説明する。なお、本発明はこの実施の
形態のみに限定されるものではなく、本発明の技術的思
想に基づく限りにおいて適宜に変更することが可能であ
る。図1は、本発明に係るボトル缶用アルミニウム板が
適用される一例のボトル缶の構成を模式的に示す斜視図
である。図1に示すように、本発明に係るボトル缶1
は、胴体部2とネック部3と底部6とがDI成形により
一体に成形加工されてなる1ピースボトル缶である。す
なわち、ボトル缶1は、胴体部2とこの胴体部2の所定
部分にネック部3が形成され、このネック部3のエンド
部には口部4が形成されている。そしてこの口部4の近
傍の外周にはキャップ取り付け用のネジ切り加工が施さ
れてネジ部5が設けられている。そして、この口部4と
対向する部分の底部6が胴体部2と連続して構成されて
いる。
【0019】そして、本発明に係るボトル缶用アルミニ
ウム板が適用されるボトル缶にあっては、図1に示すよ
うに、ボトル缶1の胴体部2の直径D1に対する口部4
の直径D2の絞り比R1(%)が30%以上として構成さ
れる。すなわち、絞り比R1(%)を、R1={(D1
2)/D1}×100とするとき、R1≧30(%)と
なるように構成される。なお、ここでは、ボトル缶1の
製造工程で、ネッキング前の口部の直径がネッキング後
の胴体部の直径と略同一である場合を例に挙げて説明し
ている。
【0020】そして、このように、本発明に係るボトル
缶用アルミニウム板が適用されるボトル缶の胴体部の直
径に対する口部の直径の絞り比を30%以上としてもし
わや割れが発生しないようにするために、Fe、Si、
Mn、Mgの各含有量と、ベーキング後の耐力(0.2
%耐力)とを適正な範囲内に規制している。そこで、ま
ずこれらの成分の含有量を数値限定した理由について説
明する。
【0021】《Feの含有量:0.2〜0.7質量%》
Feは、アルミニウム板中の結晶粒を微細化させるとと
もに、金属間化合物(α相)を適正に分散させて、成形
性を向上させるために効果的な成分である。すなわち、
アルミニウム板中のFeの含有量が0.2質量%未満で
はそれらの効果が充分に得られず、またFeの含有量が
0.7質量%を超えると化合物(α相)の粗大化による
成形性の低下が生じ易くなる。したがって、アルミニウ
ム板中のFeの含有量は0.2〜0.7質量%とする。
【0022】《Siの含有量:0.1〜0.3質量%》
Siは、アルミニウム板中で金属間化合物(α相)を形
成させて成形性を向上させるのに効果的な成分である。
すなわち、アルミニウム板中のSiの含有量が0.1質
量%未満ではその効果が小さ過ぎ、またSiの含有量が
0.3質量%を超えるとMg2Siによる強度上昇が過
剰となって成形性が阻害される。したがって、アルミニ
ウム板中のSiの含有量は0.1〜0.3質量%とす
る。
【0023】《Mnの含有量:0.5〜1.2質量%》
Mnは、アルミニウム板の強度上昇に寄与するととも
に、金属間化合物であるAl−Mn−Fe−Si(α
相)を適正に分散させて、しごき加工の成形性(しごき
成形性)を向上させるのに効果的な成分である。すなわ
ち、アルミニウム板中のMnの含有量が0.5質量%未
満では、それらの効果が充分に得られず、またMnの含
有量が1.2%を超えるとMnAl6の巨大な初晶が晶
出し、成形性が低下する。したがって、アルミニウム板
中のMnの含有量は、0.5〜1.2質量%とする。
【0024】《Mgの含有量:0.5〜1.2質量%》
Mgは、アルミニウム板中に単独で固溶してアルミニウ
ム板の強度上昇に寄与するとともに、Siと共存するこ
とによってMg2Siの時効析出よる強度上昇の効果を
発現しうる成分である。また、Mgは、後記するような
任意成分としてのCuが存在する場合にアルミニウム板
の連続焼鈍でAl−Cu−Mg系の金属間化合物を析出
させて、製缶時のベーキングによるアルミニウム板の軟
化防止に有効な成分である。すなわち、アルミニウム板
中のMgの含有量が、0.5%未満では前記したいずれ
の効果も充分に得ることができす、またMnの含有量が
1.2質量%を超えると加工硬化が過剰となって成形性
が阻害される。したがって、アルミニウム板中のMgの
含有量は、0.5〜1.2質量%とする。
【0025】《Cuの含有量:0.1〜0.3質量%》
Cuは、アルミニウム板の強度上昇に効果的であるとと
もに、アルミニウム板を連続焼鈍したときにMgとAl
−Cu−Mg系の金属間化合物を析出させて、製缶時の
ベーキングによるアルミニウム板の軟化防止に有効な成
分である。すなわち、アルミニウム板中のCuの含有量
が0.1質量%未満ではこれらの効果が小さく、またC
uの含有量が0.3質量%を超えるとアルミニウム板の
強度上昇の効果が過剰となって好ましくない。したがっ
て、アルミニウム板中のCuの含有量は0.1〜0.3
質量%とすることが好ましい。
【0026】また、本発明に係るボトル缶用アルミニウ
ム板にあっては、前記した必須成分および任意成分のほ
かに、Tiを1質量%以下、Znを1質量%以下、およ
びCrを1質量%以下含んで構成してもよい。すなわ
ち、Tiを1質量%以下添加すると、アルミニウム板鋳
塊の結晶粒を微細化するのに有効である。また、Znを
1質量%以下添加すると、晶出物の分散を適正化すると
ともに、絞り加工性、しごき加工の成形性、およびフラ
ンジ加工の成形性の向上に有効である。
【0027】《ベーキング後の耐力(0.2%耐力):
220〜250N/mm2》次に、本発明に係るボトル
缶用アルミニウム板のベーキング後の耐力(0.2%耐
力)を220〜250N/mm2に規制した理由につい
て説明する。なお、このベーキング後の耐力(0.2%
耐力)は、アルミニウム板を210℃で10分間保持し
た後、引張試験を行ない得られたものである。本発明に
係るボトル缶用アルミニウム板にDI成形、トリミン
グ、洗浄、ベーキングを行なった後、缶の胴体部の直径
に対する口部の直径の比率である絞り比を30%以上と
して、絞り比の高いネック加工を施してボトル缶を形成
する際、ベーキング後の耐力(0.2%耐力)が220
N/mm2未満であると、ボトル缶の缶強度(耐圧強
度、座屈強度)が低下し、飲料缶に要求される強度を充
分に満足させることができないアルミニウム板となる虞
がある。また、前記ベーキング後の耐力(0.2%耐
力)が250N/mm2を超えると前記ボトル缶のネッ
ク部の口部で、しわや割れが発生し易くなる。したがっ
て、本発明に係るボトル缶用アルミニウム板にあって
は、ベーキング後の耐力(0.2%耐力)を220〜2
50N/mm2に規制することが望ましい。
【0028】《45°耳の耳率:2.5%以下》次に、
本発明に係るボトル缶用アルミニウム板の45°耳の耳
率を2.5%以下に規制した理由について説明する。な
お、ここでは前記45°耳の耳率を直径がφ66mmの
アルミニウム板からなるブランクを直径がφ40mmの
ポンチで絞り、このようにして形成した絞りカップの耳
高さから算出した。本発明に係るボトル缶用アルミニウ
ム板に、缶の胴体部の直径に対する口部の直径の比率で
ある絞り比を30%以上として絞り比の高いネック加工
を施した場合、この素材が有する耳率に応じてネック加
工中に上端部の耳が発達する。その際、この耳が過度に
発達するとネック加工の成形性が阻害されないようにネ
ック加工の途中で数回程度のトリミングを行なうことが
必要となる。
【0029】すなわち、素材の耳率が2.5%を超える
とネック加工中の耳が過剰に高くなってトリミングしろ
やトリミング回数を増加させなければならず、また、ネ
ック部の板厚が周方向で不均一となるため、ネック加工
の成形性が低下するなどの不具合が生じる。したがっ
て、本発明に係るボトル缶用アルミニウム板にあって
は、45°耳の耳率を2.5%以下とすることが好まし
い。なお、この45°耳の耳率は2.5%以下であれば
マイナスの大きさであってもよいが、過度に低くなる
と、例えばネック加工中に、0°または180°方向で
発生した耳による耳切れが発生するという問題や、前記
した素材の耳率が2.5%を超える場合と同様にトリミ
ングの必要性が生じるといった問題が起こる場合がある
ため、この45°耳の耳率は−1.0%以上であること
が望ましい。
【0030】なお、本発明に係るボトル缶用アルミニウ
ム板にあっては、前記したような従来のアルミニウム板
製ボトル缶の製造方法を用いてボトル缶を製造すること
ができる。すなわち、本発明に係るボトル缶用アルミニ
ウム板は、まず、常法に従って本発明に係る組成を有す
るアルミニウム板の鋳塊を作製し、このアルミニウム板
の鋳塊に均質化熱処理を施した後、熱間圧延を施し、続
いて、焼鈍処理を施した後、冷間圧延処理を施して作製
することができる。なお、前記熱間圧延と冷間圧延との
間に行なわれる焼鈍処理は省略することも可能である。
【0031】その後、図2に示すような従来のアルミニ
ウム板からなる1ピースボトル缶の製造方法である、カ
ッピング、DI成形、トリミング、洗浄(図示省略)、
印刷(図示方略)、ベーキング(図示省略)、ネッキン
グ等の工程を経て所定の形状に成形加工され、さらに口
部の近傍の外周にスクリューキャップ取り付け用のネジ
切り加工が施されてネジ部が形成され、口部の直径が、
胴体部の直径に対して小さく形成されてなる本発明に係
る1ピースボトル缶本発明が得られる。
【0032】なお、本発明に係るボトル缶用アルミニウ
ム板が適用されるボトル缶で、図1に示すようなネック
部3と胴体部2とを結ぶ側面が胴体部2の側面となす角
度は、前記絞り比が本発明で規制する範囲内であれば、
特に限定されるものではない。また、本発明に係るボト
ル缶用アルミニウム板が適用されるボトル缶に用いられ
るスクリューキャップは、特に限定されるものではな
く、従来、通常に使用されているもの準用することがで
きる。
【0033】以上、本発明に係るボトル缶用アルミニウ
ム板の実施の形態として、本発明にに好適な図1に示す
ような形状を有するボトル缶を用いて説明したが、本発
明はこのような実施の形態のみに限定されるものではな
く、本発明で規制する前記の絞り比が30%以上である
ようなボトル缶であればよい。例えば、本発明に係るボ
トル缶用アルミニウム板は胴体部の側面が湾曲した形状
にも適用することが可能である。
【0034】
【実施例】以下、本発明に係るボトル缶用アルミニウム
板の実施例について、詳細に説明する。なお、本発明は
この実施例のみに限定されるものではなく、本発明の技
術的思想に基づく限りにおいて適宜に変更することが可
能である。表1に、本発明に係るボトル缶用アルミニウ
ム板の必要条件を満たす実施例(No.1〜4)と本発
明の必要条件を満たさない比較例(No.5〜18)の
構成と、各々の供試材について行なった各種の缶の加工
による成形性に関する評価結果を示す。
【0035】
【表1】
【0036】(供試材の評価)表1に示す成分を有し、
板厚が0.40mmのアルミニウム板の供試材を、従来
の通常の方法で製造し、このアルミニウム板に対して胴
体部の直径がφ66mmとなるようにDI成形(絞り加
工、しごき加工)を施した。そして、前記DI成形工程
で10000缶を成形した時点で、破断が発生した缶の
数によってこのしごき加工の成形性を評価した。すなわ
ち、破断が発生した缶が10000缶中、1缶以下であ
ったものを「○(良好)」、2〜4缶であったものを
「△(概ね良好)」、5缶を超えたものを「×(不
良)」とした。
【0037】その後トリミング、洗浄、ベーキング(最
高保持温度:210℃)を行ない、続いて口部の直径が
φ40mmとなる(胴体部の直径に対する口部の直径の
絞り比が39.4%である状態)までダイネック方式に
よりネック加工を施し、ネック加工の成形性について評
価した。また、ベーキング後の耐力(0.2%耐力)お
よび耳率は前述の手法によって各供試材のN数を2とし
て測定し、その平均値から求めた。
【0038】このネック加工の成形性の評価としては、
前記ネック加工後のしわ発生具合を評価し、しわの発生
が全く見られなかったものを「○(良好)」、しわの発
生が若干見られたものを「△(概ね良好)」、顕著なし
わの発生が見られたものを「×(不良)」とした。ま
た、前記トリミング性の評価としては、ネック加工後に
おいて、耳の山と谷との差が0.7mm以下であったも
のを「○(良好)」とし、0.7mmを超えたものを
「×(不良)」とした。さらに、缶強度の評価として
は、耐圧強度が690kPa以上かつ座屈強度が140
0N以上であったものを「○(良好)」とし、前記両者
のうち少なくとも一方が下回ったものを「×(不良)」
とした。
【0039】表1に示すように、本発明に係るボトル缶
用アルミニウム板の必要条件を満たす実施例(No.1
〜4)にあっては、いずれもボトル缶の成形時に要求さ
れるしごき加工の成形性およびネック加工の成形性が
「○(良好)」であり、またトリミング性も「○(良
好)〜△(概ね良好)」であり、さらに缶強度も「○
(良好)」となっていることがわかる。
【0040】それに対して、本発明の必要条件を満たさ
ない比較例(No.5〜18)においては、Si、F
e、Mn、Mg、Cuのうちのいずれか一つの含有量が
本発明で規制する範囲の下限値未満または上限値超であ
るため、本発明に係るボトル缶の成形時に要求される特
性が充分に満たされていないという結果が得られた。
【0041】すなわち、表1に示すように、比較例N
o.5、6はSiの含有量が本発明で規制する範囲から
外れており、No.6の45°耳の耳率が本発明で規制
する上限値を超え、その結果No.6のトリミング性の
評価が「×(不良)」となっていることがわかる。ま
た、比較例No.7、8はFeの含有量が本発明で規制
する範囲から外れており、No.8の45°耳の耳率が
本発明で規制する上限値を超え、その結果No.8のト
リミング性が「×(不良)」となっていることがわか
る。
【0042】また、比較例No.9、10はMnの含有
量が本発明で規制する範囲から外れており、No.9の
ベーキング後の耐力(0.2%耐力)が205N/mm
2と小さくなり、しごき加工の成形性および缶強度の評
価が「×(不良)」となっている。さらに、比較例N
o.11、12はMgの含有量が本発明で規制する範囲
から外れており、No.12の45°耳の耳率が本発明
で規制する上限値を超え、ネック加工後に耳が形成され
てネック加工の成形性の評価が「×(不良)」となり、
トリミングしろが大きくなってトリミング性の評価が
「×(不良)」となっている。また、No.11ではベ
ーキング後の耐力(0.2%耐力)が211N/mm2
と小さく、そのため缶強度の評価が「×(不良)」とな
っている。
【0043】さらにまた、比較例No.13、14はC
uの含有量が本発明に係る範囲から外れており、No.
14のネック加工の成形性とトリミング性の評価が「×
(不良)」となり、またNo.15のベーキング後の耐
力(0.2%耐力)が本発明で規制する範囲の下限より
小さくなっており、その結果缶強度の評価が「×(不
良)」となっていることがわかる。そして、比較例1
5、16はSi、Fe、Mn、MgおよびCuの各含有
量が本発明に含まれる範囲内にあるものの、45°耳の
耳率が本発明で規制する範囲から外れており、その結果
として前記両者のトリミング性の評価が「×(不良)」
となっていることがわかる。
【0044】そしてまた、比較例17、18はSi、F
e、Mn、MgおよびCuの各含有量、ならびに45°
耳の耳率が本発明に含まれる範囲内にあるものの、N
o.17のベーキング後の耐力(0.2%耐力)が本発
明で規制する範囲の下限より小さくなっており、その結
果缶強度の評価が「×(不良)」となっている。一方、
No.18のベーキング後の耐力(0.2%耐力)が本
発明で規制する範囲の上限を超えており、その結果成ネ
ック加工の成形性の評価が「×(不良)」となってい
る。
【0045】なお、表1には、各種アルミニウム板にネ
ック加工等を施して胴体部の直径に対する口部の直径の
絞り比を39.4%としたときのしごき成形性、ネック
加工の成形性、トリミング性および缶強度の各評価の結
果について示したが、本発明者等が、本発明の必要条件
を満たす実施例、およびネック加工の成形性とトリミン
グ性で問題があった比較例について、前記絞り比を30
%未満として前記の各評価を実施したところ特に問題は
見られなかった。
【0046】一方、本発明者等がこれらのアルミニウム
板に前記ネック加工等を施して前記絞り比が30%以上
となるように胴体部と口部とを形成して前記の各評価を
実施したところ、本発明の必要条件を満たす実施例にあ
っては前記の各評価がいずれも「○(良好)」であった
が、本発明の必要条件を満たさない比較例においては前
記の各評価のうちの少なくとも一つが「×(不良)」と
なることが明らかとなった。
【0047】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明の請求項1に
係るボトル缶用アルミニウム板によれば、Fe、Si、
Mn、Mgの含有量、およびベーキング後の耐力(0.
2%耐力)を所定の範囲内に規制したので成形性が高く
なり、従来の2ピースボトル缶が有する胴体部の直径に
対する口部の直径の絞り比と同程度の絞り比を有する1
ピースボトル缶を容易に製造することが可能なボトル缶
用アルミニウム板を提供することができる。
【0048】特に、前記胴体部の所定部分にダイネック
加工またはスピンネック加工を施してネック部を形成す
る際に、胴体部の側面方向に対して胴体部とネック部と
を結ぶ側面の方向がなす角度が従来の2ピースボトル缶
と同程度となるように1ピースボトル缶を形成しても、
しわや割れの発生を抑制することが可能なボトル缶用ア
ルミニウム板を提供することができる。
【0049】本発明の請求項2に係るボトル缶用アルミ
ニウム板によれば、前記アルミニウム板に設けた含有成
分の規制範囲に加え、Cuの含有量が所定の範囲内とな
るように規制したので、アルミニウム板の強度が上昇す
るとともに、製缶時のベーキングによる軟化を防止した
ボトル缶用アルミニウム板を提供することができる。
【0050】本発明の請求項3に係るボトル缶用アルミ
ニウム板によれば、前記アルミニウム板の45°耳の耳
率を所定の範囲内に規制したので、缶体成形を行なう際
に施されるトリミングのトリミングしろをより少なくす
ることが可能なボトル缶用アルミニウム板を提供するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るボトル缶用アルミニウム板が適用
される一例のボトル缶を模式的に示す斜視図である。
【図2】本発明に係るボトル缶用アルミニウム板が適用
されるボトル缶の製造工程の一例を概略的に示す図面で
ある。
【図3】図3(a)は従来の2ピースボトル缶の製造工
程の一例を概略的に示す図面である。図3(b)は図3
(a)に示す工程によって製造された2ピースボトル缶
を模式的に示す斜視図である。
【符号の説明】
1 本発明に係るボトル缶(1ピース缶)、2 胴体
部、3 ネック部、4口部、5 ネジ部、6 底部、1
0 従来のボトル缶(2ピース缶)、20従来のボトル
缶の胴体部、30 従来のボトル缶のネック部、40従
来のボトル缶のネック部、50 従来のボトル缶のネジ
部、60 従来のボトル缶の底部
【手続補正書】
【提出日】平成13年6月14日(2001.6.1
4)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0024
【補正方法】変更
【補正内容】
【0024】《Mgの含有量:0.5〜1.2質量%》
Mgは、アルミニウム板中に単独で固溶してアルミニウ
ム板の強度上昇に寄与するとともに、Siと共存するこ
とによってMg2Siの時効析出よる強度上昇の効果
を発現しうる成分である。また、Mgは、後記するよう
な任意成分としてのCuが存在する場合にアルミニウム
板の連続焼鈍でAl−Cu−Mg系の金属間化合物を析
出させて、製缶時のベーキングによるアルミニウム板の
軟化防止に有効な成分である。すなわち、アルミニウム
板中のMgの含有量が、0.5%未満では前記したいず
れの効果も充分に得ることができ、またMgの含有量
が1.2質量%を超えると加工硬化が過剰となって成形
性が阻害される。したがって、アルミニウム板中のMg
の含有量は、0.5〜1.2質量%とする。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0025
【補正方法】変更
【補正内容】
【0025】《Cuの含有量:0.1〜0.3質量%》
Cuは、アルミニウム板の強度上昇に効果的であるとと
もに、アルミニウム板を連続焼鈍したときにMgの存在
によりAl−Cu−Mg系の金属間化合物を析出させ
て、製缶時のベーキングによるアルミニウム板の軟化防
止に有効な成分である。すなわち、アルミニウム板中の
Cuの含有量が0.1質量%未満ではこれらの効果が小
さく、またCuの含有量が0.3質量%を超えるとアル
ミニウム板の強度上昇の効果が過剰となって好ましくな
い。したがって、アルミニウム板中のCuの含有量は
0.1〜0.3質量%とすることが好ましい。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0026
【補正方法】変更
【補正内容】
【0026】また、本発明に係るボトル缶用アルミニウ
ム板にあっては、前記した必須成分および任意成分のほ
かに、Tiを1質量%以下、Znを1質量%以下、およ
びCrを1質量%以下含んで構成してもよい。すなわ
ち、Tiを1質量%以下添加すると、アルミニウム鋳
の結晶粒を微細化するのに有効である。また、Znを1
質量%以下添加すると、晶出物の分散を適正化するとと
もに、絞り加工性、しごき加工の成形性、およびフラン
ジ加工の成形性の向上に有効である。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0027
【補正方法】変更
【補正内容】
【0027】《ベーキング後の耐力(0.2%耐力):
220〜250N/mm2》次に、本発明に係るボトル
缶用アルミニウム板のベーキング後の耐力(0.2%耐
力)を220〜250N/mm2に規制した理由につい
て説明する。なお、このベーキング後の耐力(0.2%
耐力)は、アルミニウム板を210℃で10分間保持し
た後、引張試験を行ない得られたものである。本発明に
係るボトル缶用アルミニウム板にDI成形、トリミン
グ、洗浄、ベーキングを行なった後、缶の胴体部の直径
に対する口部の直径の比率である絞り比を30%以上と
して、絞り比の高いネック加工を施してボトル缶を形成
する際、ベーキング後の耐力(0.2%耐力)が220
N/mm2未満であると、ボトル缶の缶強度(耐圧強
度、座屈強度)が低下し、飲料缶に要求される強度を充
分に満足させることができないアルミニウム板となる虞
がある。また、前記ベーキング後の耐力(0.2%耐
力)が250N/mm2を超えるとネッキングの際に前
記ボトル缶のネック部の口部で、しわや割れが発生し易
くなる。したがって、本発明に係るボトル缶用アルミニ
ウム板にあっては、ベーキング後の耐力(0.2%耐
力)を220〜250N/mm2に規制することが望ま
しい。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0030
【補正方法】変更
【補正内容】
【0030】なお、本発明に係るボトル缶用アルミニウ
ム板にあっては、前記したような従来のアルミニウム板
製ボトル缶の製造方法を用いてボトル缶を製造すること
ができる。すなわち、本発明に係るボトル缶用アルミニ
ウム板は、まず、常法に従って本発明に係る組成を有す
るアルミニウム合金の鋳塊を作製し、このアルミニウム
合金の鋳塊に均質化熱処理を施した後、熱間圧延を施
し、続いて、焼鈍処理を施した後、冷間圧延処理を施し
て作製することができる。なお、前記熱間圧延と冷間圧
延との間に行なわれる焼鈍処理は省略することも可能で
ある。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0031
【補正方法】変更
【補正内容】
【0031】その後、図2に示すような従来のアルミニ
ウム板からなる1ピースボトル缶の製造方法である、カ
ッピング、DI成形、トリミング、洗浄(図示省略)、
印刷(図示略)、ベーキング(図示省略)、ネッキン
グ等の工程を経て所定の形状に成形加工され、さらに口
部の近傍の外周にスクリューキャップ取り付け用のネジ
成形加工が施されてネジ部が形成され、口部の直径が、
胴体部の直径に対して小さく形成されてなる本発明に係
る1ピースボトル缶が得られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B65D 1/09 B65D 8/04 Z 8/04 C22C 21/06 C22C 21/06 B65D 1/16 // B65D 1/16 1/00 A Fターム(参考) 3E033 AA02 BA09 CA20 DA03 DB01 FA01 GA02 3E061 AA24 AB08 BA01 BB06 BB12 BB18 DB08

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 胴体部と、ネック部と、ネジ切り加工が
    施されたネジ部を備えた口部とが一体に形成されてなる
    ボトル缶において、このボトル缶の胴体部の直径をD1
    とし、口部の直径をD2として、前記胴体部に対する口
    部の絞り比R1(%)を、R1={(D1−D2)/D1
    ×100…(式1)、として表したとき、このように表
    される絞り比R1が30%以上であるボトル缶に用いら
    れるAlを主成分とするアルミニウム板であって、 前記アルミニウム板は、Feを0.2〜0.7質量%、
    Siを0.1〜0.3質量%、Mnを0.5〜1.2質
    量%、Mgを0.5〜1.2質量%含有し、残部がAl
    と不可避的不純物とからなる組成を有し、且つベーキン
    グ後の耐力(0.2%耐力)が220〜250N/mm
    2として構成されることを特徴とするボトル缶用アルミ
    ニウム板。
  2. 【請求項2】 前記アルミニウム板は、さらにCuを
    0.1〜0.3質量%含有して構成されることを特徴と
    する請求項1に記載のボトル缶用アルミニウム板。
  3. 【請求項3】 45°耳の耳率が2.5%以下であるこ
    とを特徴とする請求項1または請求項2に記載のボトル
    缶用アルミニウム板。
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