JP2739807B2 - Aluminum lid with excellent fracture resistance at high internal pressure - Google Patents
Aluminum lid with excellent fracture resistance at high internal pressureInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、高内圧時の破壊耐性に
優れたアルミニウム製蓋に関するもので、より詳細に
は、炭酸入り飲料、ビール等の高い内圧を有する内容物
を充填する缶のアルミニウム製蓋に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an aluminum lid excellent in breaking resistance at high internal pressure, and more particularly, to a can filled with a high internal pressure content such as carbonated beverages and beer. It relates to an aluminum lid.
【０００２】[0002]
【従来の技術】炭酸飲料、ビール等の自主圧力を有する
内容物の缶詰や、内容物充填時に液体窒素を滴下した所
謂窒素充填缶詰に対する缶蓋では、バックリング耐圧を
一般に７Ｋｇｆ／ｃｍ2 以上に確保することが要求され
る。一方、材料コスト低減及び空缶重量軽減の要求か
ら、蓋の板厚を可及的に薄くしようとする試みが行われ
ている。蓋材としてアルミニウムは加工性や風味保持性
に優れているが、鋼材に比して強度面で劣るため、板厚
を薄くすると、蓋の耐圧性能、耐バックリング性能が低
下するという問題がある。2. Description of the Related Art In a can lid for canned contents such as carbonated beverages and beers having a self-pressure, and a so-called nitrogen-filled canned liquid in which liquid nitrogen is dropped at the time of filling the contents, the buckling pressure is generally 7 kgf / cm 2 or more. It is required to secure. On the other hand, attempts to reduce the thickness of the lid as much as possible have been made due to the demand for material cost reduction and weight reduction of empty cans. Aluminum as a lid material is excellent in workability and flavor retention, but it is inferior in strength in comparison to steel material, so there is a problem that when the plate thickness is reduced, the pressure resistance and buckling resistance of the lid are reduced. .
【０００３】この問題解決のため、アルミニウム材料の
強度を向上させること及び蓋形状を耐圧性に優れたもの
とすることも既に行われており、前者の対応策として、
アルミニウム素材として、強度上昇に効果のあるＭｇ，
Ｃｕ，Ｃｒ等の合金成分の量を増加させたり、或いは最
終冷間圧延の圧延率を上げることが行われている。ま
た、後者の対応等として、特開平３−２７５４４号公報
には、中央パネル部の周縁に強化環状溝を設けると共
に、この環状溝のラジアス部の曲率半径が小さくなるよ
うに成形することが示されている。[0003] In order to solve this problem, it has been already attempted to improve the strength of the aluminum material and to make the lid shape excellent in pressure resistance.
As an aluminum material, Mg, which is effective in increasing strength,
An increase in the amount of alloy components such as Cu and Cr or an increase in the rolling reduction in final cold rolling has been performed. As a countermeasure for the latter, JP-A-3-27544 discloses that a reinforced annular groove is provided on the peripheral edge of the central panel portion and that the annular groove is formed so that the radius of curvature of the radius portion becomes small. Have been.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上記手段は、アルミニ
ウム板厚を薄くした場合にも、アルミニウム製蓋のバッ
クリング耐性を７ｋｇｆ／ｃｍ2 以上にするには一応有
効であるとしても、缶の高圧時における破壊を防止する
には未だ不十分であった。即ち、実際の耐圧缶詰は、夏
の自動車内のようにかなり高温の雰囲気中に置かれる場
合があり、このような条件下では、蓋がバックリングし
た後も更に内圧が上昇して、８ｋｇｆ／ｃｍ2 以上の高
圧になることがある。The above means is effective even if the thickness of the aluminum plate is reduced, even if it is effective for increasing the buckling resistance of the aluminum lid to 7 kgf / cm 2 or more. It was still insufficient to prevent destruction at times. That is, the actual pressure-resistant cans are sometimes placed in a very high-temperature atmosphere such as in a car in summer, and under such conditions, the internal pressure further increases even after the buckling of the lid, resulting in 8 kgf / The pressure may be as high as cm 2 or more.
【０００５】薄い板厚のアルミニウムを使用した蓋で
は、蓋がバックリングを生ずるような内圧以上の内圧下
では、蓋の一部に亀裂が入り、内容物が漏れ出したり或
いは蓋の強化環状溝のラジアス部周辺部に長さが半周に
わたるような大亀裂が入り、内容物が爆発的に噴き出す
危険があった。このバックリング時或いはバックリング
後の圧力上昇による亀裂の発生は、アルミニウム素材の
強度増加や耐圧形状の変更ではもはや解決できない問題
であり、むしろ素材の強度を増加させればさせる程また
蓋の形状を耐圧変形性に優れたものにすればする程顕著
に表れるものであった。[0005] In a lid made of a thin aluminum plate, under an internal pressure higher than an internal pressure at which the lid causes buckling, a part of the lid is cracked, contents leak out, or a reinforced annular groove of the lid. There was a risk that a large crack was formed around the radius of the area, and the contents exploded. The occurrence of cracks due to pressure increase during or after buckling is a problem that can no longer be solved by increasing the strength of the aluminum material or changing the pressure-resistant shape. Rather, the more the strength of the material is increased, the more the shape of the lid Was more remarkable as the material was more excellent in pressure-resistant deformation.
【０００６】従って、本発明の目的は、アルミニウム素
材の板厚が薄くされた場合にも、高内圧時の破壊耐性に
優れたアルミニウム製蓋を提供するにある。本発明の他
の目的は、所定のバックリング耐性を有すると共に、缶
内圧がバックリング耐性を越えた場合にも亀裂発生等に
よる破壊が有効に防止されるアルミニウム製蓋を提供す
るにある。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an aluminum lid excellent in breaking resistance under high internal pressure even when the thickness of the aluminum material is reduced. It is another object of the present invention to provide an aluminum lid having a predetermined buckling resistance and effectively preventing breakage due to cracking or the like even when the internal pressure of the can exceeds the buckling resistance.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、有機樹
脂被覆アルミニウム板を中央パネルとその周縁の強化環
状溝とから成る蓋形状に成形して成るアルミニウム製造
において、有機樹脂被覆アルミニウム板が、Ｍｇ ２．
０〜６．０重量％、Ｍｎ ０．０５〜１．０重量％、Ｃ
ｒ ０．０２〜０．４０重量％、Ｃｕ ０．０２〜０．
２０重量％、Ｓｉ ０．５重量％以下、Ｆｅ ０．５重
量％以下、Ｚｎ ０．５重量％以下及び残部がＡｌと不
可避不純物とから成るアルミニウム合金を基体とし且つ
被覆後の曲げ伸ばし引張り強度が５Ｎ／ｍｍ2 以上であ
る被膜アルミニウム板であり、強化環状溝のラジアス部
の中央パネルからの深さ（Ｈ）が１．５乃至４．５ｍｍ
及びラジアス部の曲率半径（Ｒ）が０．２０乃至１．０
０ｍｍの範囲にあることを特徴とする高内圧時の破壊耐
性に優れたアルミニウム製蓋が提供される。According to the present invention, there is provided a method for manufacturing aluminum by forming an organic resin-coated aluminum plate into a lid shape comprising a central panel and a reinforced annular groove on the periphery of the organic panel. , Mg 2.
0-6.0% by weight, Mn 0.05-1.0% by weight, C
r 0.02 to 0.40% by weight, Cu 0.02 to 0.
20% by weight of Si, 0.5% by weight or less of Si, 0.5% by weight or less of Fe, 0.5% by weight or less of Zn, the balance being the aluminum alloy composed of Al and unavoidable impurities, and the bending and tensile strength after coating. Is a coated aluminum plate having a thickness of 5 N / mm 2 or more, and a depth (H) of the radiating portion of the reinforced annular groove from the central panel is 1.5 to 4.5 mm.
And the radius of curvature (R) of the radius portion is 0.20 to 1.0.
An aluminum lid excellent in fracture resistance at high internal pressure, which is characterized by being within a range of 0 mm, is provided.
【０００８】[0008]
【作用】本発明によれば、蓋に成形する有機樹脂被膜ア
ルミニウム板として、Ｍｇ２．０〜６．０重量％、Ｍｎ
０．０５〜１．０重量％、Ｃｒ０．０２〜０．４０重量
％、Ｃｕ０．０２〜０．２０重量％、Ｓｉ０．５重量％
以下、Ｆｅ０．５重量％以下、Ｚｎ０．５重量％以下及
び残部がＡｌと不可避不純物とから成るアルミニウム合
金を基体とし且つ被覆後の曲げ伸ばし引張り強度が５Ｎ
／ｍｍ2 以上である被膜アルミニウム板を選択し、使用
する。According to the present invention, as an organic resin-coated aluminum plate to be formed into a lid, Mg 2.0 to 6.0% by weight, Mn
0.05-1.0 wt%, Cr 0.02-0.40 wt%, Cu 0.02-0.20 wt%, Si 0.5 wt%
Hereinafter, an aluminum alloy containing 0.5% by weight or less of Fe, 0.5% by weight or less of Zn, and the balance being Al and unavoidable impurities is used as a base material, and has a bending and tensile strength after coating of 5N.
/ Mm 2 or more is selected and used.
【０００９】本発明における曲げ伸し引張り強度とは、
下記の測定法で求められる強度をいう。 有機被膜を被覆したアルミニウム板から圧延方向に
長さ１５ｍｍ、圧延と直角方向に長さ４０ｍｍの長方形
の試験片を切り出す。 図１に示すプリベンド用治具を用い試験片（１）を
圧延と平行に１８０度折り曲げる。 試験片と同一厚みのアルミニウム板２枚をプリベン
ドした試験片に挟み、図２に示す、加工装置の基盤
（２）上に置き、３ｋｇの錘（３）を４５０ｍｍ高さか
らで落下させて衝撃的な折曲げ加工を行なう。 折曲げ加工された試験片を、開き角度が約９０度に
なるように開き、先に用いた２枚のアルミニウム板を取
り除いた後、開き部が下になるように再度図２に示す加
工装置の基盤上に置き、３ｋｇの錘を４５０ｍｍの高さ
からで落下させ、試験片を平板状にする。 引張り試験機を用い、曲げ伸ばし加工された部分の
引張り強度を測定する。[0009] The bending and elongation tensile strength in the present invention is:
It refers to the strength determined by the following measurement method. A rectangular test piece having a length of 15 mm in the rolling direction and a length of 40 mm in a direction perpendicular to the rolling is cut out from the aluminum plate coated with the organic coating. The test piece (1) is bent 180 degrees in parallel with the rolling using the pre-bend jig shown in FIG. Two aluminum plates having the same thickness as the test piece are sandwiched between the pre-bend test pieces, placed on the base (2) of the processing apparatus shown in FIG. Bending process is performed. The bent test piece is opened so that the opening angle is about 90 degrees, the two aluminum plates used earlier are removed, and then the processing apparatus shown in FIG. And a 3 kg weight is dropped from a height of 450 mm to form a test piece into a flat plate. Using a tensile tester, the tensile strength of the bent and stretched portion is measured.
【００１０】従来、アルミニウム製蓋のバックリング時
或いはバックリング後の圧力上昇による亀裂の発生がア
ルミニウム素材の如何なる物性と関係しているかは全く
未知であったが、本発明では、この亀裂の発生が上記方
法により測定される曲げ伸し引張り強度と密接な関係が
あり、この曲げ伸し引張り強度が５Ｎ／ｍｍ2 以上であ
ると、バックリング発生時或いは発生後における亀裂の
発生が有効に防止されることがわかった。Conventionally, it was completely unknown what kind of physical properties of the aluminum material caused cracking due to pressure rise during or after buckling of the aluminum lid. Has a close relationship with the bending and elongation tensile strength measured by the above method, and when the bending and elongation tensile strength is 5 N / mm 2 or more, the generation of cracks during or after buckling is effectively prevented. It turned out to be.
【００１１】後述する実施例及び比較例を参照された
い。これらの例では、種々の引張り強度、耐力及び曲げ
伸し引張り強度の塗装アルミニウム板から製造した蓋に
ついて、これを炭酸飲料を充填した缶に巻締し、８０℃
で２４時間保存した場合の結果が述べられている（表
２）。これらの結果によると、塗装アルミニウム板の引
張り強度と亀裂の発生との間には目立った傾向がなく、
また耐力と、亀裂の発生とでは耐力の大きいものに亀裂
が発生しているという傾向が認められるが、曲げ伸し引
張り強度と亀裂の発生との関係でみると、曲げ伸し引張
り強度が５Ｎ／ｍｍ 2 未満のものでは、例外なしに亀裂
が発生しているのに対して、この曲げ伸し引張り強度が
５Ｎ／ｍｍ2 以上のものでは亀裂の発生が完全に防止さ
れていることがわかる。Reference was made to Examples and Comparative Examples described below.
No. In these examples, various tensile strengths, proof stresses and bending
For lids made from painted aluminum plate with stretch and tensile strength
Then, it is wound around a can filled with carbonated beverage,
The results when stored for 24 hours are described (Table
2). According to these results, the draw of painted aluminum plate
There is no noticeable tendency between tensile strength and cracking,
In addition, the proof stress and the occurrence of crack
Tend to occur, but bending and stretching
Looking at the relationship between tensile strength and crack initiation,
5N / mm Two In less than, crack without exception
This bending and extension tensile strength is
5N / mmTwo With the above, cracking is completely prevented.
You can see that it is.
【００１２】かくして、蓋に成形する有機被覆アルミニ
ウム板として、曲げ伸し引張強度が５Ｎ／ｍｍ2 以上の
ものを選択することが高内圧時の蓋の破壊を防止する上
で重要であることが了解される。本発明において、曲げ
伸し引張り強度を、有機樹脂被覆後の値として規定して
いるのは、有機樹脂被覆時の加熱の影響により、曲げ伸
し引張り強度も変化することによる（これについては後
に説明する）。Thus, it is important to select an organic-coated aluminum plate having a tensile strength of 5 N / mm 2 or more as the organic coated aluminum plate to be formed on the lid in order to prevent the lid from breaking at a high internal pressure. I understand. In the present invention, the bending and stretching tensile strength is defined as a value after coating with the organic resin, because the bending and stretching tensile strength also changes due to the influence of heating during coating with the organic resin (this will be described later). explain).
【００１３】本発明では、アルミニウム板を薄くした場
合にも、耐性強度やバックリング耐圧が基準値以上であ
ることが必要であり、このため前述した合金組成のアル
ミニウム基体を使用する。In the present invention, even when the aluminum plate is made thinner, it is necessary that the resistance strength and the buckling withstand voltage are equal to or higher than the reference values. Therefore, the aluminum base having the above-described alloy composition is used.
【００１４】合金組成を前記のごとく限定したのは次の
理由による。Ｍｇは強度を向上させるために添加したも
ので、その含有量を２．０〜６．０ｗｔ％と限定したの
は、２．０ｗｔ％未満では所望の強度が得られず、６．
０ｗｔ％を越えると圧延の際に耳割れが大きくなるため
である。Ｍｎ、Ｃｒは強度と耐熱性を向上し、更に限界
絞り比を向上さるとともに、結晶粒を微細化するため
で、その含有量をＭｎ０．０５〜１．０ｗｔ％、Ｃｒ
０．０２〜０．４０ｗｔ％と限定したのは、いずれも下
限未満では上記効果が少なく、上限を越えると限界絞り
比が減少し、製蓋工程で割れが発生するようになるため
である。Ｃｕは強度を向上し、その含有量を０．０２〜
０．２０ｗｔ％と限定したのは、下限未満では効果が少
なく、上限を越えると鋳造時に割れが発生するようにな
るためである。Ｓｉ及びＦｅは成形性を改善するため
で、その含有量をＳｉ０．５ｗｔ％以下、Ｆｅ０．５ｗ
ｔ％以下と限定したのは、何れも０．５ｗｔ％を越える
と巨大晶出物をつくりやすくなり、成形性を劣化するた
めである。Ｚｎは強度向上、軟化防止、耐熱性向上に有
効であるが、その含有量が上限を越えると巨大晶出物を
つくりやすくなり、成形性を劣化するためである。The reasons for limiting the alloy composition as described above are as follows. Mg was added in order to improve the strength, and the content was limited to 2.0 to 6.0 wt%. If the content was less than 2.0 wt%, the desired strength could not be obtained.
If the amount exceeds 0 wt%, ear cracks will increase during rolling. Mn and Cr improve the strength and heat resistance, further improve the limit drawing ratio, and refine the crystal grains.
The reason why the content is limited to 0.02 to 0.40% by weight is that the effect is small when the value is less than the lower limit, and the limiting draw ratio decreases when the value exceeds the upper limit, and cracks occur in the lid making process. Cu improves the strength, and its content is 0.02-
The reason why the content is limited to 0.20 wt% is that if the content is less than the lower limit, the effect is small, and if the content exceeds the upper limit, cracks occur during casting. Si and Fe are used to improve the formability.
The reason why the content is limited to t% or less is that if the content exceeds 0.5% by weight, it is easy to form a giant crystal, and the moldability is deteriorated. Zn is effective in improving strength, preventing softening, and improving heat resistance. However, if its content exceeds the upper limit, it is easy to form a giant crystallized product, which deteriorates moldability.
【００１５】本発明では、一般に厚みが０．１５乃至
０．４０ｍｍ、特に０．２０乃至０．３０ｍｍのアルミ
ニウム板が使用可能であり、この厚みで７．０ｋｇｆ／
ｃｍ2以上のバックリング耐圧が得られるように、強化
環状溝のラジアス部の中央パネル部からの深さ（Ｈ）
を、１．５乃至４．５ｍｍ、特に１．８乃至４．０ｍ
ｍ、最も好適には２．０乃至３．５ｍｍとすると共に、
ラジアス部の曲率半径（Ｒ）も０．２０乃至１．００ｍ
ｍ、特に０．２０乃至０．９０ｍｍ、最も好適には０．
２０乃至０．７０ｍｍとする。In the present invention, generally, an aluminum plate having a thickness of 0.15 to 0.40 mm, particularly 0.20 to 0.30 mm can be used.
Depth (H) of the radiused portion of the reinforced annular groove from the center panel so that a buckling pressure of at least 2 cm 2 can be obtained.
From 1.5 to 4.5 mm, especially from 1.8 to 4.0 m
m, most preferably from 2.0 to 3.5 mm,
The radius of curvature (R) of the radius portion is also 0.20 to 1.00 m
m, especially 0.20 to 0.90 mm, most preferably 0.
20 to 0.70 mm.
【００１６】本発明によれば、以上により、薄いアルミ
ニウム板を使用しながら、所定のバックリング耐圧が得
られると共に、高温雰囲気での内圧異常上昇によるバッ
クリングが生じても、バックリングによる亀裂の発生が
防止され、耐破壊性が顕著に向上した。According to the present invention, as described above, a predetermined buckling withstand voltage can be obtained while using a thin aluminum plate, and even if buckling occurs due to an abnormal increase in internal pressure in a high-temperature atmosphere, cracking due to buckling occurs. Generation was prevented, and the fracture resistance was significantly improved.
【００１７】[0017]
蓋の構造 本発明の蓋の一例（イージイオープン缶蓋）の一例を示
す図３（上面図）及び図４（拡大断面図）において、こ
の蓋４は中央パネル部５、強化環状溝６及び最外周の巻
締部から成っている。中央パネル部５には、スコア７で
囲まれた開口予定部８があり、また開封用タブ９がリベ
ット１０を介して固着されている。開封用タブ９は把持
用リング１１と押込用先端９と、リベット固定用舌片１
３とを備えており、押込用先端１２が開口予定部８と重
なるように取付けてある。強化環状溝６は、内壁部１
４、ラジアス部１５及び外壁部（チャックウォール）１
６とから成っており、この外壁部１６は、シーミングパ
ネル部１７及びカール部１８に接続されている。シーミ
ングパネル部１７及びカール部１８の裏側は溝１９とな
っており、この溝１９には、密封用ゴム組成物（図示せ
ず）がライニングされ、缶胴フランジ（図示せず）との
間に二重巻締による密封が行われることになる。3 (top view) and FIG. 4 (enlarged sectional view) showing an example of the lid (Easy open can lid) of the present invention, the lid 4 has a central panel portion 5, a reinforced annular groove 6, It consists of the outermost winding part. The central panel portion 5 has a scheduled opening portion 8 surrounded by a score 7, and an opening tab 9 is fixed via a rivet 10. The opening tab 9 includes a gripping ring 11, a pushing tip 9, and a rivet fixing tongue piece 1.
3, and is mounted such that the pushing tip 12 overlaps with the scheduled opening portion 8. The reinforced annular groove 6 is provided on the inner wall 1.
4. Radius part 15 and outer wall part (chuck wall) 1
The outer wall portion 16 is connected to a seaming panel portion 17 and a curl portion 18. A groove 19 is formed on the back side of the seaming panel portion 17 and the curl portion 18. The groove 19 is lined with a sealing rubber composition (not shown), and is provided between the groove 19 and a can body flange (not shown). The sealing by double winding is performed.
【００１８】本発明の蓋では、中央パネル部２から強化
環状溝６のラジアス部１５に至る深さＨを１．５乃至
４．５ｍｍの比較的大きい範囲にする一方で、ラジアス
部１２の曲率半径（Ｒ）を０．２０乃至１．００ｍｍの
比較的小さい範囲にすることで、バックリング耐圧性を
大きくしている。また、外壁部（チャックウォール）１
６は全体として上向きに開いたテーパー状となっている
が、強化環状溝６内の内壁部１４及び外壁部１６は実質
上垂直乃至垂直に近い面となっていることが耐バックリ
ング圧の点で好ましい。In the lid of the present invention, the depth H from the central panel portion 2 to the radius portion 15 of the reinforcing annular groove 6 is set to a relatively large range of 1.5 to 4.5 mm, while the curvature of the radius portion 12 is set. By setting the radius (R) within a relatively small range of 0.20 to 1.00 mm, the buckling pressure resistance is increased. The outer wall (chuck wall) 1
6, the inner wall portion 14 and the outer wall portion 16 in the reinforced annular groove 6 are substantially vertical or almost vertical surfaces in view of the buckling pressure resistance. Is preferred.
【００１９】蓋素材 本発明に用いる蓋素材は、Ｍｇ２．０〜６．０重量％、
Ｍｎ０．０５〜１．０重量％、Ｃｒ０．０２〜０．４０
重量％、Ｃｕ０．０２〜０．２０重量％、Ｓｉ０．５重
量％以下、Ｆｅ０．５重量％以下、Ｚｎ０．５重量％以
下及び残部がＡｌと不可避不純物とから成るアルミニウ
ム合金を、鋳造、均質化処理、熱間圧延、最終冷間圧延
して薄板を製造し、この薄板に有機樹脂を被覆すること
により製造される。上記熱間圧延と最終冷間圧延との間
に、冷間圧延及び焼鈍の工程を組合で追加することもで
きる。これらの工程は、最終有機樹脂被覆アルミ板の曲
げ伸し引張強度が５Ｎ／ｍｍ 2 以上、特に１５Ｎ／ｍｍ
2 以上となるように制御すべきである。Lid Material The lid material used in the present invention is Mg 2.0 to 6.0% by weight,
Mn 0.05-1.0% by weight, Cr 0.02-0.40
Wt%, Cu 0.02-0.20 wt%, Si 0.5 weight
% Or less, Fe 0.5% by weight or less, Zn 0.5% by weight or less
Aluminum consisting of Al and unavoidable impurities at the bottom and the remainder
Alloy, casting, homogenization, hot rolling, final cold rolling
To manufacture a thin plate, and coating the thin plate with an organic resin
It is manufactured by Between the above hot rolling and final cold rolling
In addition, it is possible to add cold rolling and annealing
Wear. These steps involve bending the final organic resin-coated aluminum plate.
Tensile strength of 5N / mm Two Above, especially 15 N / mm
Two Control should be performed as described above.
【００２０】一般的傾向として最終冷間圧延の圧延率が
大きくなると、曲げ伸し引張り強度は小さくなる傾向が
あるので、最終冷間圧延率は８０％以下、特に７０％以
下とするのが望ましい。また、最終冷間圧延率を小さく
して薄い板を製造する目的には、熱間圧延に続いて、一
次冷間圧延と焼鈍とを行った後最終冷間圧延を行うのも
有効である。As a general tendency, when the rolling ratio of the final cold rolling increases, the bending and elongation tensile strength tends to decrease. Therefore, it is desirable that the final cold rolling ratio be 80% or less, particularly 70% or less. . For the purpose of producing a thin plate with a low final cold rolling reduction, it is also effective to perform primary cold rolling and annealing and then final cold rolling after hot rolling.
【００２１】更に、最終冷間圧延率を８０乃至９０％の
ように大きくしながら、しかも曲げ伸し引張り強度の大
きいアルミニウム素材を得ることもでき、この場合には
焼鈍を１５０乃至６００℃の温度で行えばよい。Further, it is also possible to obtain an aluminum material having a large tensile strength in bending and elongation while increasing the final cold rolling reduction to 80 to 90%. In this case, annealing is performed at a temperature of 150 to 600 ° C. It should be done in.
【００２２】アルミニウム基板に対する有機樹脂被覆の
形成は、有機樹脂塗料の塗装により、また有機樹脂フィ
ルムの熱ラミネートにより行うことができる。これらの
被覆にはアルミニウム基板の加熱を伴うが、一般にこの
温度が高い程被覆金属板の曲げ伸ばし引張り強度は高く
なる。The formation of the organic resin coating on the aluminum substrate can be performed by applying an organic resin paint or by heat laminating an organic resin film. These coatings involve heating of the aluminum substrate, but generally the higher the temperature, the higher the bending and elongation tensile strength of the coated metal plate.
【００２３】以上のとおり、被覆アルミニウム板の曲げ
伸し引張り強度は、アルミニウム板最終冷間圧延率と、
有機樹脂被覆時の温度及び時間との２つの要因によって
左右されるので、最終冷間圧延率と被覆時の温度及び時
間とを、前述した曲げ伸し引張強度が得られるように組
合せるのがよい。一般に有機樹脂被膜時の加熱条件は、
アルミニウム基板のピーク温度が２００乃至３５０℃で
全加熱時間が１０秒乃至３０分間となるように行うのが
よく、最終冷間圧延率が低い場合には、低い温度及び短
かい時間が許容される。As described above, the bending and elongation tensile strength of the coated aluminum plate is determined by the final cold rolling ratio of the aluminum plate and
Since it depends on two factors, the temperature and time at the time of coating the organic resin, it is necessary to combine the final cold rolling rate and the temperature and time at the time of coating so that the above-described bending and tensile strength is obtained. Good. In general, the heating conditions during organic resin coating are as follows:
It is preferable that the aluminum substrate has a peak temperature of 200 to 350 ° C. and a total heating time of 10 seconds to 30 minutes. If the final cold rolling reduction is low, a low temperature and a short time are acceptable. .
【００２４】蓋素材中のアルミニウム基板の厚みは０．
１５乃至０．４０ｍｍ、特に０．２０乃至０．３０ｍｍ
の範囲にあるのがよく、上記範囲を越えて厚い場合に
は、材料コスト的に不利であり、一方上記範囲よりも薄
いと耐圧性や蓋の変形の点で不満足となる。また、その
引張り強度は３３０Ｎ／ｍｍ2 以上、耐力（永久伸び
０．２％時の強度）は２６０Ｎ／ｍｍ2 以上であること
が、厚みを小さくしながら、耐圧力を大きくする点で好
ましい。[0024] The thickness of the aluminum substrate in the lid material is 0.
15 to 0.40 mm, especially 0.20 to 0.30 mm
When the thickness is larger than the above range, the material cost is disadvantageous. On the other hand, when the thickness is smaller than the above range, the pressure resistance and the deformation of the lid become unsatisfactory. Further, the tensile strength of 330N / mm 2 or more, proof stress (strength at elongation of 0.2%) is 260 N / mm 2 or more, while reducing the thickness is preferable in terms of increasing the pressure resistance.
【００２５】アルミニウム基体に施こす有機樹脂とし
て、塗料の場合、熱硬化性樹脂塗料、例えば、フェノー
ル−ホルムアルデヒド樹脂、フラン−ホルムアルデヒド
樹脂、キシレン−ホルムアルデヒド樹脂、ケトン−ホル
ムアルデヒド樹脂、尿素ホルムアルデヒド樹脂、メラミ
ン−ホルムアルデヒド樹脂、アルキド樹脂、不飽和ポリ
エステル樹脂、エポキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂、ト
リアリルシアヌレート樹脂、熱硬化型アクリル樹脂、シ
リコーン樹脂、油性樹脂、或いは熱可塑性樹脂塗料、例
えば塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢
酸ビニル共重合体部分ケン化物、塩化ビニル−マレイン
酸共重合体、塩化ビニル−マレイン酸−酢酸ビニル共重
合体、アクリル重合体、飽和ポリエステル樹脂等を挙げ
ることができる。これらの樹脂塗料は単独でも２種以上
の組合せでも使用される。これらの内でも、エポキシ−
フェノール系塗料、エポキシ−アミノ系塗料、ビニル塗
料、ビニル−エポキシ−フェノール系塗料等が好適であ
る。As the organic resin applied to the aluminum substrate, in the case of a paint, a thermosetting resin paint, for example, a phenol-formaldehyde resin, a furan-formaldehyde resin, a xylene-formaldehyde resin, a ketone-formaldehyde resin, a urea-formaldehyde resin, a melamine resin Formaldehyde resin, alkyd resin, unsaturated polyester resin, epoxy resin, bismaleimide resin, triallyl cyanurate resin, thermosetting acrylic resin, silicone resin, oily resin, or thermoplastic resin paint, such as vinyl chloride-vinyl acetate copolymer And a partially saponified vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, a vinyl chloride-maleic acid copolymer, a vinyl chloride-maleic acid-vinyl acetate copolymer, an acrylic polymer, and a saturated polyester resin. These resin coatings may be used alone or in combination of two or more. Among these, epoxy-
Phenolic paints, epoxy-amino paints, vinyl paints, vinyl-epoxy-phenol paints and the like are preferred.
【００２６】塗料の厚みは、乾燥時において、２乃至２
０μｍ、特に３乃至１５μｍの範囲にあるのがよい。塗
装は、ローラコート、ブレードコート、スプレーコート
等のそれ自体公知の手段で行われ、塗膜の焼付は前記条
件を満足するように、熱風炉、赤外線加熱炉等で行う。The thickness of the paint is 2 to 2 when dried.
It is preferably in the range of 0 μm, especially 3 to 15 μm. The coating is performed by a means known per se, such as roller coating, blade coating, spray coating, etc., and baking of the coating film is performed in a hot air oven, an infrared heating oven, or the like so as to satisfy the above conditions.
【００２７】一方、有機樹脂被覆がフィルムである場
合、エチレンテレフタレート単位を主体とするポリエス
テル系フィルム、各種ナイロン系フィルム、オレフィン
系樹脂フィルム等が使用され、これらは二軸延伸された
フィルムであることが好ましいが、未延伸乃至一軸延伸
のものでも使用される。フィルムの厚みは１０乃至５０
μｍ、特に１０乃至４０μｍの範囲にあるのがよい。On the other hand, when the organic resin coating is a film, a polyester film mainly composed of ethylene terephthalate units, various nylon films, an olefin resin film and the like are used, and these are biaxially stretched films. However, a non-stretched or uniaxially stretched one is also used. Film thickness is 10 to 50
μm, especially in the range of 10 to 40 μm.
【００２８】フィルムのラミネートは、フィルムがＡｌ
に対して熱接着性を有する場合には、アルミニウム板と
フィルムとを重ね合せ、直接熱接着させることにより行
われるが、両者の間に接着プライマーや接着剤層或いは
アンカー剤を介在させて行うことができる。接着プライ
マーや接着剤としては、エポキシ−フェノール系プライ
マーや、ウレタン系接着剤、エポキシ系接着剤、酸変性
オレフィン系接着剤が挙げられ、アンカー剤としては有
機チタネート系或いはイソシアネート系アンカー剤等が
挙げられる。ラミネートは、アルミニウム板にフィルム
を貼り合せ、必要により仮接着させた後、アルミニウム
板を高周波誘導加熱或いは通電加熱し、これらを圧接ロ
ーラー等に通すことにより容易に行われるが、この際の
加熱条件を前記条件を満足するようにする。When laminating the film, the film is made of Al
When it has thermal adhesiveness to aluminum, it is performed by laminating an aluminum plate and a film and direct thermal bonding, but with an adhesive primer, adhesive layer or anchor agent between them. Can be. Adhesive primers and adhesives include epoxy-phenolic primers, urethane-based adhesives, epoxy-based adhesives, acid-modified olefin-based adhesives, and anchor agents include organic titanate-based or isocyanate-based anchor agents. Can be Lamination is performed easily by laminating a film on an aluminum plate and temporarily bonding the film as necessary, and then subjecting the aluminum plate to high-frequency induction heating or electric heating and passing them through a pressure roller or the like. Is set to satisfy the above condition.
【００２９】蓋の成形 本発明の蓋の成形は、前述した蓋素材を使用し、且つ強
化環状溝の寸法を前記の範囲とする点を除けば、それ自
体公知の成形法で行うことができる。先ず、被覆アルミ
ニウム板乃至コイルを所定の形状及び寸法に打抜き、次
いで、或いは同時にプレス型で蓋に成形する。プレス型
としては、前に引用した特開平３−２７５４４３号公報
記載のものを使用することができるが、勿論これに限定
されない。Molding of the lid The molding of the lid of the present invention can be carried out by a molding method known per se except that the above-mentioned lid material is used and the size of the reinforced annular groove is within the above-mentioned range. . First, a coated aluminum plate or coil is punched into a predetermined shape and dimensions, and then or simultaneously formed into a lid by a press die. As the press die, the one described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-275443 cited above can be used, but is not limited to this.
【００３０】[0030]
【実施例】本発明を次の例で更に説明する。実施例、及
び比較例の評価は下記のように行なった。The present invention is further described by the following examples. The examples and comparative examples were evaluated as follows.
【００３１】蓋の成形 （１）実施例１〜５、比較例１〜３における２００径蓋
の成形 板厚０．２２ｍｍのアルミニウム基体にエポキシ−フェ
ノール系塗料を乾燥時における厚みが１０μｍとなるよ
うに塗装した有機樹脂被覆アルミニウム板を使用し、特
開平３−２７５４４３号公報記載の方法にて、強化環状
溝のラジアス部の中央パネルからの深さ（Ｈ）が２．５
ｍｍ、及びラジアス部の曲率半径（Ｒ）が０．５０ｍｍ
である２００径の蓋を成形した。 （２）実施例６〜１３、比較例４〜８における２０６径
蓋の成形 板厚０．２５ｍｍのアルミニウム基体にエポキシ−フェ
ノール系塗料を乾燥時における厚みが１０μｍとなるよ
うに塗装した有機樹脂被覆アルミニウム板を使用し、特
開平３−２７５４４３号公報記載の方法にて、強化環状
溝のラジアス部の中央パネルからの深さ（Ｈ）が２．５
ｍｍ、及びラジアス部の曲率半径（Ｒ）が０．５０ｍｍ
である２０６径の蓋を成形した。Molding of lid (1) Molding of 200-diameter lid in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 An epoxy-phenol paint was dried on an aluminum substrate having a thickness of 0.22 mm to a thickness of 10 μm. Using an organic resin-coated aluminum plate coated in a thickness of 2.5 mm, the depth (H) of the radial portion of the reinforced annular groove from the center panel was 2.5 in accordance with the method described in JP-A-3-275443.
mm and the radius of curvature (R) of the radius part is 0.50 mm
A 200-diameter lid was molded. (2) Forming of a 206-diameter lid in Examples 6 to 13 and Comparative Examples 4 to 8 An organic resin coating in which an epoxy-phenol-based paint was applied to an aluminum substrate having a thickness of 0.25 mm so that the thickness when dried was 10 μm. Using an aluminum plate, the depth (H) of the radiused portion of the reinforced annular groove from the center panel is 2.5 by the method described in JP-A-3-275443.
mm and the radius of curvature (R) of the radius part is 0.50 mm
A lid having a diameter of 206 was formed.
【００３２】耐圧測定 内容量２５０ｇ、３５０ｇのスチール製ＤＩ缶に、内容
量の約９０％の水を充填し、蓋を巻締めた。缶胴の一部
に穴を開け、プラスチック製のチューブを接着剤で接合
し、チューブの他端を圧力計の設置してある加圧装置に
接続した。圧力を上げていき、蓋の一部がバックリング
したときの圧力を読み取り、耐圧とした。Pressure Resistance Measurement A steel DI can having a content of 250 g or 350 g was filled with water of about 90% of the content, and the lid was closed. A hole was made in a part of the can body, a plastic tube was bonded with an adhesive, and the other end of the tube was connected to a pressure device provided with a pressure gauge. The pressure was increased, and the pressure when a part of the lid was buckled was read to be regarded as the pressure resistance.
【００３３】蓋の高圧時の破壊耐性の評価 内容量２５０ｇ、３５０ｇのスチール製ＤＩ缶に、ガス
ボリューム４．０の炭酸飲料を充填し、蓋を巻締めた
後、８０℃の恒温室に２４時間保存した。試験数は各１
００缶とした。２４時間後に蓋の状態を肉眼観察し、蓋
の微小亀裂により内容物が漏洩した缶数、蓋のチャック
ウォール周辺部に長さが半周にわたるような大亀裂が入
り内容物が爆発的に噴き出した缶数で評価した。また、
以上の微小亀裂、大亀裂が発生しなかった蓋について
は、バックリングで生じた折れ曲がり部の断面観察を
し、亀裂の前兆現象である板厚のくびれ発生缶数で評価
した。Evaluation of fracture resistance of lid under high pressure A carbon steel drink having a gas volume of 4.0 was filled in a steel DI can having an internal capacity of 250 g and 350 g, and the lid was tightly wound. Saved time. The number of tests is 1 for each
00 cans. Twenty-four hours later, the state of the lid was visually observed, and the number of cans whose contents had leaked due to the minute cracks in the lid, and a large crack having a length of about half a circle around the chuck wall of the lid, exploding the contents explosively. It was evaluated by the number of cans. Also,
With respect to the lid in which the above small cracks and large cracks did not occur, the cross section of the bent portion generated by the buckling was observed, and evaluated by the number of cans in which the plate thickness, which is a precursor of the crack, was generated.
【００３４】実施例、及び比較例を以下に示す。 実施例１〜１３、及び比較例１〜８ 表１に、実施例１〜１３、及び比較例１〜８の有機樹脂
被覆アルミニウム板におけるアルミニウム基体の成分組
成、最終冷間圧延率、及び有機樹脂の塗装条件を示す。
表２に、実施例１〜１３、及び比較例１〜８の有機樹脂
被覆アルミニウム板の曲げ伸ばし引張り強度、引張り強
度、耐力、及び該有機樹脂被覆アルミニウム板を使用し
て成形した蓋の耐圧、高圧時の破壊耐性評価結果を示
す。実施例１〜１３にあるとおり、曲げ伸ばし引張り強
度が５Ｎ／ｍｍ2 以上の有機樹脂被覆アルミニウム板を
使用した蓋は、蓋がバックリングを生ずるような内圧以
上の内圧下において、蓋の微小亀裂により内容物が漏洩
したり、あるいは蓋のチャックウォール周辺部に長さが
半周にわたるような大亀裂が入り内容物が爆発的に噴き
出すようなことはなく、高圧時の破壊耐性が優れてい
る。Examples and comparative examples are shown below. Examples 1 to 13 and Comparative Examples 1 to 8 Table 1 shows the component composition of the aluminum substrate, the final cold rolling reduction, and the organic resin in the organic resin-coated aluminum plates of Examples 1 to 13 and Comparative Examples 1 to 8. Shows the coating conditions.
In Table 2, the bending and elongation tensile strength, tensile strength, and proof stress of the organic resin-coated aluminum plates of Examples 1 to 13 and Comparative Examples 1 to 8, and the pressure resistance of the lid formed using the organic resin-coated aluminum plate, The results of the evaluation of the fracture resistance under high pressure are shown. As described in Examples 1 to 13, a lid using an organic resin-coated aluminum plate having a bending / stretching tensile strength of 5 N / mm 2 or more has a small crack in the lid under an internal pressure not lower than an internal pressure at which the lid causes buckling. Therefore, the contents do not leak, or a large crack having a length of half a circumference is formed around the chuck wall of the lid, and the contents do not explosively erupt.
【００３５】[0035]
【表１】 [Table 1]
【００３６】[0036]
【表２】 [Table 2]
【００３７】[0037]
【発明の効果】本発明によれば、被覆アルミニウム蓋材
として、特定の合金組成を有するアルミニウム合金を基
体とし且被覆後の曲げ伸し引張り強度が５Ｎ／ｍｍ2 以
上であるものを選択し、これを耐圧強化環状溝を備えた
蓋に成形したことにより、厚みが薄い場合にも十分なバ
ックリング耐圧が保持されると共に、高温雰囲気等によ
り内圧が異状に上昇してバックリングを生じた場合に
も、亀裂の発生が有効に防止され、高内圧時の破壊耐性
を付与することが可能である。According to the present invention, as the coated aluminum lid material, an aluminum alloy having a specific alloy composition as a base and having a flexural tensile strength after coating of 5 N / mm 2 or more is selected. By forming this into a lid with a pressure-resistant annular groove, sufficient buckling pressure is maintained even when the thickness is thin, and when the internal pressure rises abnormally due to high temperature atmosphere, buckling occurs. In addition, the generation of cracks can be effectively prevented, and it is possible to impart fracture resistance at high internal pressure.
【図１】曲げ伸し引張り強度の測定に用いる試料の曲げ
工程を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory view showing a bending step of a sample used for measuring bending and elongation tensile strength.
【図２】曲げ伸し引張り強度の測定に用いる試料の伸し
工程を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory view showing a stretching step of a sample used for measurement of bending and stretching tensile strength.
【図３】本発明の蓋の１例の上面図である。FIG. 3 is a top view of an example of the lid of the present invention.
【図４】図３の蓋の線Ａ−Ａにおける拡大断面図であ
る。FIG. 4 is an enlarged sectional view taken along line AA of the lid of FIG. 3;
１ 有機樹脂被覆アルミニウム板 ２ 基盤 ３ 錘 ４ イージーオープン缶蓋 ５ 中央パネル部 ６ 強化環状溝 ７ スコア ８ 開口予定部 ９ 開封用タブ １０ リベット １１ 把持用リング １２ 押込用先端 １３ リベット固定用舌片 １４ 内壁部 １５ ラジアス部 １６ 外壁部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Organic resin-coated aluminum plate 2 Base 3 Weight 4 Easy open can lid 5 Center panel part 6 Reinforced annular groove 7 Score 8 Pre-opening part 9 Opening tab 10 Rivet 11 Holding ring 12 Pushing tip 13 Tongue for fixing rivet 14 Inner wall 15 Radius 16 Outer wall
Claims (2)
ルとその周縁の強化環状溝とから成る蓋形状に成形して
成るアルミニウム製蓋において、 有機樹脂被膜アルミニウム板が、Ｍｇ ２．０〜６．０
重量％、Ｍｎ ０．０５〜１．０重量％、Ｃｒ ０．０
２〜０．４０重量％、Ｃｕ ０．０２〜０．２０重量
％、Ｓｉ ０．５重量％以下、Ｆｅ ０．５重量％以
下、Ｚｎ ０．５重量％以下及び残部がＡｌと不可避不
純物とから成るアルミニウム合金を基体とし且つ被覆後
の曲げ伸ばし引張り強度が５Ｎ／ｍｍ2 以上である被覆
アルミニウム板であり、強化環状溝のラジアス部の中央
パネルからの深さ（Ｈ）が１．５乃至４．５ｍｍ及びラ
ジアス部の曲率半径（Ｒ）が０．２０乃至１．００ｍｍ
の範囲にあることを特徴とする高内圧時の破壊耐性に優
れたアルミニウム製蓋。1. An aluminum lid formed by molding an organic resin-coated aluminum plate into a lid shape comprising a central panel and a reinforced annular groove on the periphery thereof, wherein the organic resin-coated aluminum plate has a Mg content of 2.0 to 6.0.
Wt%, Mn 0.05-1.0 wt%, Cr 0.0
2 to 0.40% by weight, Cu 0.02 to 0.20% by weight, Si 0.5% by weight or less, Fe 0.5% by weight or less, Zn 0.5% by weight or less, with the balance being Al and inevitable impurities. A coated aluminum plate having a base of an aluminum alloy consisting of: and having a tensile strength of 5N / mm 2 or more after coating, wherein the depth (H) of the radiating portion of the reinforced annular groove from the center panel is 1.5 to 1.5 mm. 4.5 mm and radius of curvature (R) of the radius portion is 0.20 to 1.00 mm
An aluminum lid excellent in fracture resistance at high internal pressure, characterized by being in the range of
至３３０Ｎ／ｍｍ2の耐力を有し且つ基体の厚みが０．
１５乃至０．４０ｍｍの範囲にあるものである請求項１
記載のアルミニウム製蓋。2. The organic resin-coated aluminum plate has a yield strength of 260 to 330 N / mm 2 and a thickness of the substrate of 0.1 to 0.2 N / mm 2 .
2. The method according to claim 1, wherein the distance is in the range of 15 to 0.40 mm.
The aluminum lid as described.
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