JP5093423B2 - エアゾール缶底蓋用鋼板及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、エアゾール缶の底蓋に用いられる鋼板及びその製造方法に関する。
本願は、２０１０年１２月６日に、日本に出願された特願２０１０−２７１９４４号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

エアゾール缶は、一般的に、内圧を利用して内容物を缶外に噴射させる構造となっている。この内圧に耐えるため、缶の素材としては鋼板が用いられることが多い。また、エアゾール缶は、缶胴部、マウンテンキャップ、底蓋の３つの部材から構成された容器を備えていて、それぞれの部材に対して内圧に耐えるような素材の選択や、形状の設計がなされている。

これらの部材の内、底蓋は、鋼板を円形に打ち抜いた後、この円形の鋼板を主にプレス加工によってドーム状に成型して作製され、巻き締めによって缶胴部に取り付けられている。底蓋のドーム形状の凸部を缶内部に向けて突出させて底蓋を缶胴部に取り付けることにより、底蓋が、内圧を分散させ、缶の強度を保つ役割を果たしている。

このような使用に供されるエアゾール缶底蓋の素材として求められる機械的特性は、耐圧強度、形状凍結性、気密性、耐ストレッチャーストレイン（以下、ストレッチャーストレインをＳｔ−Ｓｔという）の４項目である。

これらの機械的特性の内、鋼板の耐圧強度は主にＹＰ（降伏応力）によって規定される。この耐圧強度を向上させるための手法としては、鋼中に固溶物を残存させる方法（固溶強化）と、調質圧延（以下、調圧と略す場合もある）によって鋼中に転位を導入する方法（加工強化）とが主に用いられている。固溶物を確保するために鋼中にＣ、Ｎを適量添加した後、圧延率１％前後の一般的な調圧を施す従来製法でのＹＰは、４００〜４５０ＭＰａに留まる。一方、潤滑剤を用いて圧延率２０〜３０％で調圧する所謂２ＣＲ製法（２回の冷間圧延）では、材料のＹＰを確実に５００ＭＰａ以上まで高めることができるが、この高いＹＰは加工強化によって得られており、材料中に新たな可動転位を導入することができないため、材料の全伸びは数％しか出ない。

形状凍結性、気密性の観点からは全伸びのよい鋼板が好ましいため、高い耐圧強度と形状凍結性、気密性との両立は困難であった。しかしながら、これまではＪＩＳ Ｇ ３３０３に規定された調質度Ｔ−５レベルまでの比較的軟質な鋼板をエアゾール缶の底蓋として使用しても、耐圧強度が問題になるような大きな内圧がエアゾール缶に付与されることが少なかったため、鋼板の改善ニーズに乏しかった。また、鋼板に軽微なＳｔ−Ｓｔが発生してもこのＳｔ−Ｓｔが外観上の課題に留まっていたため、エアゾール缶底蓋用として特別に設計された鋼板は存在しなかった。また、プレス加工や巻き締め加工時には軟らかく、製缶後に強度が増すように工夫されたエアゾール缶底蓋用の鋼板も存在しなかった。

日本国特開２０１０−０４３３４９号公報 日本国特開２００９−００７６０７号公報

しかし、近年、エアゾール缶の内容物の多様化が進んだことに伴い、より高い内圧に耐えられる底蓋の材料のニーズが高まっている。高圧ガス保安法では、エアゾール缶が内圧１５ｋｇｆ／ｃｍ^２で破壊しない耐圧性能を有する必要があることが定められている。特にダスター類やクリーナー類などでは内圧が高いため、製缶メーカーからは現行基準を超える１６ｋｇｆ／ｃｍ^２以上、望ましくは１８ｋｇｆ／ｃｍ^２以上の耐圧強度が要求されている。素材の硬質化でこの要求を解決しようとすると、先述のようにプレス加工時の形状凍結性が悪化するだけでなく、底蓋を缶胴部に巻き締める際に隙間や皺を生じてエアゾール缶の生命線である気密性が低下するという問題が生じる。

これまでの技術として、例えば特許文献１に開示されている高強度容器用鋼板を用いる方法があるが、この鋼板では、全伸びが大幅に不足しており、エアゾール缶底蓋としての製缶性が劣る。加えて、この特許文献１では、焼鈍後に高温での過時効処理が行われているため、本発明で必要な固溶Ｎ量が得られず、十分な歪時効効果が得られない。また、特許文献２には１０％以上の全伸びを有するＤＲ鋼板が開示されているが、この全伸びの値でも形状凍結性や気密性を解決するには十分ではなかった。

また、従来では外観上の問題でしかなかったプレス加工時に生じるＳｔ−Ｓｔも、内圧が上がることでエアゾール缶の強度を左右する因子となってきている。つまり、Ｓｔ−Ｓｔによって底蓋のドーム形状の凸部に不均一な部分が生じて応力集中が発生し、底蓋の変形、破壊が起きやすくなる場合がある。特に、フラワードームと呼ばれる規則正しい花びら状の変形は、底蓋の耐圧強度を著しく低下させる問題がある。

これらの課題に対しては、従来のＴ−５レベルの材料の板厚を上げることで耐圧強度を保持してきたが、缶コストの面からはゲージダウンの要請が強く、またＳｔ−Ｓｔについても抜本的な対策が見いだせていない。このため、耐圧強度と形状凍結性、気密性、耐Ｓｔ−Ｓｔの全てが所定の水準を満たしたエアゾール缶底蓋用鋼板が望まれていた。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、高い内圧のエアゾール缶の底蓋に好ましく用いられ、高強度でストレッチャーストレインが少なく、巻き締めによる缶胴部への取り付けの際の加工性に優れたエアゾール缶底蓋用鋼板及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明の要旨は、以下の通りである。
（１）本発明の一態様に係るエアゾール缶底蓋用鋼板は、Ｃ：０．０２５〜０．０６５質量％、Ｍｎ：０．１０〜０．２８質量％、Ｐ：０．００５〜０．０３質量％、Ａｌ：０．０１〜０．０４質量％、Ｎ：０．００７５〜０．０１３質量％を含有し、Ｓｉ：０．０５質量％以下、Ｓ：０．００９質量％以下に制限し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる化学組成を有し、時効処理後の圧延方向の降伏強度ＹＰが４６０〜５４０ＭＰａの範囲であり、前記時効処理後の圧延方向の全伸びが１５％以上であり、前記時効処理後の圧延方向の降伏点伸びＥＬ_ＹＰが６％以下であり、ｍｍ単位での板厚ｔと、ＭＰａ単位での前記時効処理後の圧延方向の降伏強度ＹＰと、％単位での前記時効処理後の圧延方向の降伏点伸びＥＬ_ＹＰ-とが下記（式１）を満たす。
１３０≦ｔ×ＹＰ×（１−ＥＬ_ＹＰ／１００） ・・・（式１）

（２）上記（１）に記載のエアゾール缶底蓋用鋼板では、固溶Ｎを０．００４質量％以上含有してもよい。

（３）上記（２）に記載のエアゾール缶底蓋用鋼板では、前記固溶Ｎを０．００６質量％以上含有してもよい。

（４）本発明の一態様に係るエアゾール缶底蓋用鋼板の製造方法は、上記（１）〜（３）のいずれか一項に記載のエアゾール缶底蓋用鋼板の製造方法であって、Ｃ：０．０２５〜０．０６５質量％、Ｍｎ：０．１０〜０．２８質量％、Ｐ：０．００５〜０．０３質量％、Ａｌ：０．０１〜０．０４質量％、Ｎ：０．００７５〜０．０１３質量％を含有し、Ｓｉ：０．０５質量％以下、Ｓ：０．００９質量％以下に制限し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる化学組成を有する鋼に対して、Ａｒ３変態点以上の仕上げ温度で熱延を行い；前記鋼を６００℃以下の温度で巻き取り；前記鋼に対して酸洗、冷延、焼鈍を行い；質量％単位でのＮ量［Ｎ］と、％単位での調質圧延率λとが下記（式２）を満たすように、かつ前記調質圧延率λが５〜１０％の範囲になるように前記鋼に対して調質圧延を施す。
０．０５０≦［Ｎ］×λ≦０．１００ ・・・（式２）

（５）上記（４）に記載のエアゾール缶底蓋用鋼板の製造方法では、前記熱延前に、前記鋼を１０５０℃以上の均熱温度に加熱してもよい。

（６）上記（５）に記載のエアゾール缶底蓋用鋼板の製造方法では、前記均熱温度が１１００℃以上であってもよい。

本発明によれば、高い内圧のエアゾール缶の底蓋に用いられ、高強度でストレッチャーストレインが少なく、巻き締めによる缶胴部への取り付けの際の加工性に優れたエアゾール缶底蓋用鋼板及びその製造方法を提供できる。

缶底蓋に成形された鋼板のうち、ストレッチャーストレインが発生しなかった鋼板の一例を示す斜視図である。 缶底蓋に成形された鋼板のうち、フラワードーム状のストレッチャーストレインが発生した鋼板の一例を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るエアゾール缶底蓋用鋼板の製造方法の概略を示すフローチャートである。

本発明者らは、Ｎによる固溶強化と調圧による加工強化とのバランスを取ることで、エアゾール缶の底蓋として最適な特性が得られると考えた。さらに、本発明者らは、応力歪曲線における不均一変形領域を超える予歪を付与して母材の降伏点伸び（ＥＬ_ＹＰ）を低減することで、Ｓｔ−Ｓｔの発生を抑制し耐圧強度を向上できると考えた。今回の発明の要点は、その最適点を見出したことにある。

具体的には、鋼中にＮを添加し、得られた鋼板に対して０．０５０≦Ｎ（質量％）×調質圧延率≦０．１００を満たすように５〜１０％の範囲で調質圧延を施す。さらに、本発明者らは、固溶Ｎを鋼中に０．００６質量％以上残存させることで、底蓋のプレス加工、取り付け加工時の歪時効を利用して、エアゾール缶底蓋に重要な耐圧強度及び巻き締め強度を向上させることに成功した。

本発明に係るエアゾール缶底蓋用鋼板は、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓ、Ａｌ及びＮを所定の範囲で含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、時効処理後の圧延方向の降伏強度（ＹＰ）が５００±４０ＭＰａの範囲であり、時効処理後の圧延方向の全伸びが１５％以上であり、時効処理後の圧延方向の降伏点伸び（ＥＬ_ＹＰ）が６％以下であり、板厚ｔと、時効処理後の圧延方向の降伏強度ＹＰと、時効処理後の圧延方向の降伏点伸びＥＬ_ＹＰとが１３０≦板厚（ｍｍ）×ＹＰ（ＭＰａ）×（１−ＥＬ_ＹＰ（％）／１００）を満たす。また、このエアゾール缶底蓋用鋼板が、固溶Ｎを０．００４質量％以上または０．００６質量％以上含有することが好ましい。
以下、本発明の一実施形態に係るエアゾール缶底蓋用鋼板について、鋼成分の限定理由と、降伏強度や降伏点伸びなどの機械的特性の限定理由とを説明する。

（Ｃ：０．０２５〜０．０６５質量％）
Ｃは、本実施形態で重要な高強度を確保するために重要な元素であり、４６０ＭＰａ以上のＹＰを確保するためには鋼中のＣ量が０．０２５質量％以上であることが必要である。また、Ｃ量が多いと、硬質化が進み、製造過程での割れや底蓋の巻き締め不具合、Ｓｔ−Ｓｔを誘起するため、Ｃ量の上限を０．０６５質量％に制限する。強度をより高める場合には、Ｃ量が、０．０３０質量％以上であることが好ましく、０．０３５質量％以上であることがより好ましい。硬質化をさらに抑制する場合には、Ｃ量が、０．０６０質量％以下であることが好ましく、０．０５５質量％以下であることがより好ましい。

（Ｓｉ：０．０５質量％以下）
鋼がＳｉを多量に含有すると耐食性が劣化する。従って、Ｓｉ量の上限を０．０５質量％に規定する。特に耐食性が必要とされる内容物をエアゾール缶に充填する場合には、Ｓｉ量の上限を、０．０４質量％に規定することが望ましく、０．０３質量％に規定することがより望ましい。Ｓｉは、不可避的に鋼中に含まれるため、Ｓｉ量の下限は、特に制限する必要がなく、０質量％である。

（Ｍｎ：０．１０〜０．２８質量％）
ＭｎはＳと結合して熱延での赤熱脆性を防止するため、鋼中のＭｎ量が０．１０質量％以上であることが必要である。しかしながら、多量のＭｎを鋼中に添加すると耐食性の劣化や材料の硬質化を促進させるため、加工性を重視するエアゾール底蓋の素材としては、Ｍｎ量の上限は、０．２８質量％である。強度をより高める場合には、Ｍｎ量が、０．１５質量％以上であることが好ましく、０．１６質量％以上であることがより好ましい。耐食性の劣化及び硬質化をさらに抑制する場合には、Ｍｎ量が、０．２５質量％以下であることが好ましく、０．２４質量％以下であることがより好ましい。

（Ｐ：０．００５〜０．０３質量％以下）
Ｐは、耐食性を劣化させるため、その量の上限を規制すべき有害な元素である。ここでは、エアゾール底蓋用鋼板として使用するため、Ｐ量の上限を０．０３質量％に規制する。しかし、Ｐは鋼を硬質化させる効果も有するため、Ｐ量の下限は、０．００５質量％である。耐食性をより高める場合には、Ｐ量が、０．０２０質量％以下であることが好ましく、０．０１５質量％以下であることがより好ましい。強度をより高める場合には、Ｐ量が、０．０１０質量％以上であることが好ましく、０．０１５質量％以上であることがより好ましい。

（Ｓ：０．００９質量％以下）
Ｓは、介在物として鋼を脆化させ、耐食性を劣化させる。よって、その上限を０．００９質量％に制限する。Ｓ量の下限は、特に制限する必要がなく、０質量％である。

（Ａｌ：０．０１〜０．０４質量％）
Ａｌは、製鋼での脱酸材として鋼中に添加され、十分な脱酸効果を得るためには０．０１質量％以上のＡｌ量が必要である。一方、Ａｌを鋼中に多量に添加すると固溶Ｎを全て析出させてしまい、本実施形態において重要な固溶強化による材料の強度確保、及び歪時効の発現が難しくなるため、Ａｌ量の上限を０．０４質量％に規制する。

（Ｎ：０．００７５〜０．０１３質量％）
固溶強化のためにＮを鋼中に積極的に添加する。但し、Ｎ量が０．０１３質量％を超えると、その効果が頭打ちとなり、逆に過剰な固溶ＮがＳｔ−Ｓｔの原因となるため、Ｎ量の上限を０．０１３質量％に規定する。なお、Ｎ量の下限は、次項で述べるＮ量と調質圧延率との関係から決定される値以上である。また、固溶強化に必要なＮ量を考慮すると、Ｎ量の下限は、０．００７５質量％以上であることが必要であり、０．００８０質量％以上であることが好ましく、０．００９０質量％以上であることがより好ましい。

以上の元素は、本実施形態における鋼の基本成分（基本元素）であり、この基本元素を含み、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなる化学組成が、本実施形態の基本組成である。

（０．０５０≦Ｎ量（質量％）×調質圧延率（％）≦０．１００）
本実施形態では、調質圧延率λが５〜１０％の範囲であり、かつ質量％単位でのＮ量［Ｎ］と、％単位での調質圧延率λとが０．０５０≦［Ｎ］×λ≦０．１００を満たすことを規定した。この理由は、本実施形態が立脚するＮ量と調質圧延率とのバランス、つまり固溶強化と加工強化との関係が非常に変動しやすく、綿密に規定する必要があるためである。調質圧延率λが５〜１０％の範囲内であっても、鋼中に添加したＮ量が多い場合にはエアゾール底蓋に求められる形状凍結性や気密性が低下することがあった。本発明者らは、この原因が固溶強化と加工強化との双方が強すぎて鋼板が硬化したためであると推定し、実験を繰り返した結果、Ｎ量［Ｎ］（質量％）と、調質圧延率λ（％）とが０．０５０≦［Ｎ］×λ≦０．１００を満たすように、かつ調質圧延率λが５〜１０％の範囲になるように調質圧延を施した鋼のみが耐圧強度、形状凍結性、気密性の全てを満足し、その鋼の機械的特性について、時効処理後の圧延方向（例えば、鋼板（コイル）の長手方向）のＹＰが５００±４０ＭＰａ（すなわち、４６０〜５４０ＭＰａ）であり、時効処理後の圧延方向の全伸びが１５％以上であることを知見した。また、本発明者らは、上記の鋼ではプレス加工時のＳｔ−Ｓｔが軽微であり、時効後のＥＬ_ＹＰを測定した結果、Ｎを添加しているにもかかわらずＥＬ_ＹＰが６％以下に抑制されていることを知見した。これは、５〜１０％の調質圧延率の制御により、応力歪曲線の不均一変形領域を超えた予歪を鋼板に与えることができたためと思われる。なお、固溶強化と加工強化とのバランスをより最適化するために、Ｎ量［Ｎ］（質量％）と、調質圧延率λ（％）とが、０．０６４≦［Ｎ］×λ≦０．１００を満たすことが好ましく、Ｎ量［Ｎ］（質量％）と、調質圧延率λ（％）とが０．０７２≦［Ｎ］×λ≦０．１００を満たすことがより好ましい。また、加工強化と全伸びのバランスを最適化するために、調質圧延率λ（％）は６≦λ≦１０を満たすことが好ましく、６≦λ≦８を満たすことがより好ましい。

（固溶Ｎ）
固溶Ｎは、鋼自体を強化する効果のみでなく、底蓋のプレス加工時、及び底蓋を缶胴部に取り付ける際の巻き締め加工時に導入される転位を数時間〜数日間かけて固着し、加工時よりも強度を増す（歪時効）効果も持っている。そのため、固溶Ｎ量が、０．００４質量％以上であることが好ましい。エアゾール缶に高圧を付与すると、ある圧力で底蓋の凸部が変形を開始（この変形開始時の強度をバックル強度という）し、次に巻き締め部が外れて破壊に至る（この破壊時の強度をバースト強度という）が、歪時効を活用することによりバックル強度、バースト強度のどちらも向上させることができる。この効果を得るためには、少なくとも０．００６質量％以上の固溶Ｎを鋼中に含有させる必要がある。そのため、固溶Ｎ量が、０．００６質量％以上であることがより好ましい。なお、この場合も、５〜１０％の調質圧延率の調圧を鋼板に付与することでＳｔ−Ｓｔを改善することができる。なお、上述のＮ量を考慮すると、全てのＮが固溶Ｎであってもよいため、固溶Ｎ量の上限は、Ｎ量の上限（例えば、０．０１３質量％）と同じ値である。

（時効処理後の圧延方向の降伏強度（ＹＰ）：５００±４０ＭＰａ）
時効処理後の圧延方向の降伏強度（ＹＰ）は、４６０〜５４０ＭＰａの範囲が好ましい。ＹＰが４６０ＭＰａ以上であれば、内圧が１６ｋｇｆ／ｃｍ^２以上になるエアゾール缶の底蓋として十分な強度が得られる。また、ＹＰが５４０ＭＰａ以下であれば、鋼板が過剰に硬くならず、底蓋のプレス加工、及び底蓋を缶胴部に取り付ける際の巻き締め加工を支障なく行うことが可能になり、エアゾール缶を製造した際の形状凍結性及び気密性が良好になる。

（時効処理後の圧延方向の全伸び：１５％以上）
時効処理後の圧延方向の全伸びは１５％以上が好ましい。全伸びを１５％以上にすることで、底蓋を缶胴部に取り付ける際の巻き締め加工を支障なく行うことが可能になり、エアゾール缶を製造した際の気密性が良好になる。全伸びは、１６％以上がより好ましく、２０％以上が最も好ましい。なお、この全伸びの上限は、特に制限する必要がなく、例えば、５０％であってもよい。

（時効処理後の圧延方向の降伏点伸び（ＥＬ_ＹＰ）：６％以下）
時効処理後の圧延方向の降伏点伸び（ＥＬ_ＹＰ）は６％以下が好ましい。降伏点伸び（ＥＬ_ＹＰ）を６％以下にすることで、Ｓｔ−Ｓｔの発生を低減して耐圧強度を向上できる。なお、降伏点伸び（ＥＬ_ＹＰ）の下限は、特に制限する必要がなく、０％である。

なお、本実施形態では、ＹＰ、全伸び、ＥＬ_ＹＰを測定する前に行う時効処理において、鋼板を、２±１℃／ｓの平均加熱速度で２１０℃まで加熱し、２１０±５℃の平均温度で３０分間保持し、自然放冷（空冷）で室温まで冷却している。この条件は、エアゾール缶の製造工程である塗装焼付、もしくは予め図柄が印刷されたフィルムを鋼板に貼り付ける際の温度履歴を再現するものであるが、一方でこの条件の時効処理によって時効が完全に進み、この完全な時効によって普遍的な機械的特性（すなわち、この普遍的な機械的特性は、時間の経過によって殆ど変化しない）を得ることができる。したがって、鋼板に対して時効が完全に行われれば、本実施形態における時効処理後の各機械的特性を同様に測定することができる。例えば、時効時間（保持時間）は、時効が完全に行われる所定時間以上であればよい。なお、高すぎる時効温度（保持温度）は、塗装焼付やフィルム貼付の温度を再現できないばかりか、時効と異なる鋼板特性の変化（固溶Ｎの析出等）が生じるため、時効温度（保持温度）の上限は、２５０℃であることが好ましい。
また、実際にエアゾール缶底蓋用鋼板を使用する際には、意図的に上記の時効処理を行う必要はなく、例えば焼付け塗装等の工程で鋼板を時効させてもよい。

（強度指標：１３０≦板厚（ｍｍ）×ＹＰ（ＭＰａ）×（１−ＥＬ_ＹＰ（％）／１００））
本発明の背景には、エアゾール缶底蓋用鋼板に対するゲージダウン要求の高まりがある。ただ実際に製缶を行う場合には、コスト面から内容物や内圧に応じた必要最小限の板厚を種々に選択することが一般的であり、板厚の強度への影響が大きいため、板厚、及びＹＰを用いた普遍的な強度指標が必要である。そこで、本発明者らは、板厚とＹＰのみでなく、前述のようにＳｔ−Ｓｔによる応力集中の影響を考慮し、板厚（ｍｍ）×ＹＰ（ＭＰａ）×（１−ＥＬ_ＹＰ（％）／１００）という強度指標を定義している。さらに、実際にエアゾール缶を試作し、耐圧強度を評価した結果、この強度指標、すなわち、ｍｍ単位での板厚ｔと、ＭＰａ単位での時効処理後の圧延方向の降伏強度ＹＰと、％単位での時効処理後の圧延方向の降伏点伸びＥＬ_ＹＰとが１３０≦ｔ×ＹＰ×（１−ＥＬ_ＹＰ／１００）を満たす場合に限り、エアゾール缶の耐圧強度が１６ｋｇｆ／ｃｍ^２以上になることを確認した。この強度指標の上限は、特に制限する必要がなく、例えば、２７０であってもよい。

なお、エアゾール缶底蓋用鋼板は、錫メッキやクロメート皮膜、ラミネート皮膜などの表面処理皮膜を鋼板（母材）表面に有してもよい。また、エアゾール缶底蓋用鋼板は、時効前の鋼板及び時効後の鋼板の両方を含む。

次に、本発明の一実施形態に係るエアゾール缶底蓋用鋼板の製造方法について説明する。なお、図３に、本実施形態に係るエアゾール缶底蓋用鋼板の製造方法の概略を示す。
上記実施形態の成分組成（化学組成）を有する溶鋼（鋼）を、連続鋳造によってスラブにし、このスラブ（鋼）を熱延して鋼板にする（Ｓ２）。固溶Ｎ量を規制しない場合には、熱延直前の均熱温度（均熱炉における取出し温度）は特に規定しない。一方、固溶Ｎ量を十分に高める場合には、固溶Ｎを確保するためにスラブに対して加熱を行う必要があり、熱延直前の均熱温度を１０５０℃以上に規定する（Ｓ１）。確実に固溶Ｎ量を０．００６質量％以上まで高める場合には、この均熱温度が１１００℃以上であることが好ましい。均熱温度の上限は、特に規定しないが、オーステナイト粒の粗大化を防ぐために、１３００℃以下であることが好ましい。フェライト粒の粗大化による材質不均一を防止するため、仕上げ温度をＡｒ３変態点以上にする必要がある。仕上温度の上限は、特に規定しないが、例えば、１０００℃以下であってもよい。さらに、熱延後の鋼板（鋼）を巻き取る（Ｓ３）。ここで、鋼中のＡｌと結びついて固溶Ｎが析出してしまうのを防止するため、巻取り温度を６００℃以下にする必要がある。巻き取り温度の下限は、特に規定しないが、巻き取りの負荷を抑制するために、４００℃であってもよい。

次に、巻き取り後の鋼板（鋼）に対して、酸洗を行った（Ｓ４）後、冷延を行う（Ｓ５）。冷延での圧下率は、組織の均質化のため８０％以上が望ましく、かつ冷間圧延機の負荷を軽減するため９５％以下が望ましい。この冷延での圧下率は、１００％未満である。

次に、冷延後の鋼板（鋼）に対して、焼鈍を行う（Ｓ６）。この焼鈍の目的は、再結晶によるミクロ組織の最適化であり、焼鈍温度が再結晶温度以上であれば焼鈍の条件は問わない。しかしながら、あまり高温かつ低速で鋼板を焼鈍すると固溶Ｎが析出する恐れがあるため、焼鈍温度は６５０℃以下が望ましい。なお、固溶Ｎ確保の観点から連続焼鈍が好ましく、ＢＡＦ焼鈍（箱焼鈍炉によるバッチ焼鈍）は好ましくない。

次に、焼鈍後の鋼板（鋼）に対して、調圧を行う（Ｓ７）。この調圧では、製品全長に渡って圧下率（調質圧延率）が５〜１０％になるように制御する必要がある。これは、５％未満の圧下率ではＹＰが不足し、１０％を超える圧下率では時効処理後の圧延方向の全伸びが１５％以上に達しないからである。加えて、Ｎ量［Ｎ］（質量％）と、調質圧延率λ（％）とが０．０５０≦［Ｎ］×λ≦０．１００を満たすように調圧を制御する必要がある。

また、調圧後の鋼板（鋼）に対しては、耐食性を持たせるべく、錫メッキやＣｒ酸処理、ラミネート処理などの表面処理を行ってもよい。そのため、エアゾール缶底蓋用鋼板の製品には、表面処理された鋼板も含まれている。

以上の製造条件を満たすことにより、時効処理後の圧延方向の降伏強度（ＹＰ）が５００±４０ＭＰａの範囲であり、時効処理後の圧延方向の全伸びが１５％以上であり、時効処理後の圧延方向の降伏点伸び（ＥＬ_ＹＰ）が６％以下であり、板厚ｔと、時効処理後の圧延方向の降伏強度ＹＰと、時効処理後の圧延方向の降伏点伸びＥＬ_ＹＰとが１３０≦ｔ×ＹＰ×（１−ＥＬ_ＹＰ／１００）を満たすエアゾール缶底蓋用鋼板が得られる。

表１に示す化学成分を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる化学組成を有する鋼を、転炉で溶製し、連続鋳造設備にてスラブにした。これらのスラブを、１０５０℃、または１２３０℃に加熱後、抽出し（取り出し）、Ａｒ３変態点以上である８９０℃の温度で板厚が３．０ｍｍとなるように熱延して鋼板にし、この鋼板を５５０℃で巻き取った。次いで、巻き取り後の鋼板に対して、酸洗後、０．３０〜０．３６ｍｍの板厚になるまで冷延を行い、６５０℃で連続焼鈍を施した。

次に、連続焼鈍後のコイル（鋼板）を４〜１１％の圧延率で調圧した。この圧下率を得るため、鋼板と圧延ロールとの間に合成エステルベースの潤滑液（日本クエーカーケミカル社製チノール１０８を純水で０．２％に希釈した水溶液）を用いた。こうして得られた０．２７〜０．３４ｍｍのコイルに対してＣｒ酸処理を連続的に行い、ティンフリースチールを得た。これらの製造条件及び固溶Ｎ量を表２及び表３に整理する。なお、固溶Ｎ量は、以下の方法で測定した。ここでは、鋼中の析出物は殆どがＡｌＮである。そのため、ティンフリースチールをヨウ素メタノール溶液で溶解し、この溶液を目孔径０．２μｍのフィルター、例えばＧＥ社製ニュークルポアフィルターで濾過して抽出残渣（析出物）を採取する。得られた抽出残渣の質量からＡｌＮ中のＮ量を算出して、全Ｎ量とこのＡｌＮ中のＮ量との差から固溶Ｎ量が求められる。

以上の工程で製造したティンフリースチールに、２±１℃／ｓの平均加熱速度で２１０℃まで加熱し、２１０±５℃の平均温度で３０分間保持し、自然放冷（空冷）で室温まで冷却する時効処理を行った。この時効処理後のティンフリースチールをＪＩＳ５号試験片に加工してＪＩＳ Ｚ ２２４１（１９９８）に規定の引張試験を実施した。また、これらのティンフリースチールから実際に缶を製造して、形状凍結性、耐圧強度、気密性を評価した。形状凍結性の評価では、プレス後の底蓋形状を測定し、底蓋形状と金型形状との間に差異がなければ“Ａ”、この差異があれば“Ｃ”と評価した。

また、耐圧強度については市販の耐圧試験機を用いて缶容器が破壊した時の圧力を測定した。さらに、気密性については成型後の缶に１２ｂａｒのエアーを充填して漏れの有無を測定した。この測定により、漏れが生じた場合には気密性を“Ａ”、漏れが生じなかった場合には“Ｃ”と評価した。なお、気密性に問題のある缶（気密性が“Ｃ”と評価された缶）については耐圧強度の測定ができなかった。この場合、耐圧強度を“測定不可”と評価した。耐Ｓｔ−Ｓｔ性については、成型後の底蓋の表面を観察し、触診でＳｔ−Ｓｔによる変形が認められる場合を“Ｃ”、触診では滑らかな表面だがＳｔ−Ｓｔ模様がはっきり認められる場合を“Ｂ”、Ｓｔ−Ｓｔが確認できないか、あっても軽微な場合を“Ａ”と評価した。Ｓｔ−Ｓｔが発生しなかった底蓋の実例を図１に、Ｓｔ−Ｓｔが発生した底蓋の実例を図２に示し、各測定で得られた結果を表４及び表５に示す。なお、表４及び表５中の強度指標は、上述のように、板厚（ｍｍ）×ＹＰ（ＭＰａ）×（１−ＥＬ_ＹＰ（％）／１００を示している。

表４及び表５に示すように、実施例１−１〜１−５及び２−１〜２−５の鋼板は、いずれも、耐圧強度が１６ｋｇｆ／ｃｍ^２以上となり、形状凍結性、気密性、耐Ｓｔ−Ｓｔ性が良好であった。一方、比較例１−１〜１−６及び２−１〜２〜６の鋼板は、耐圧強度、形状凍結性、気密性、耐Ｓｔ−Ｓｔ性のいずれかが十分でなかった。

高い内圧のエアゾール缶の底蓋用として、高強度でストレッチャーストレインが少なく、且つ巻き締めによって缶胴部に取り付けられる際の加工性に優れた鋼板を提供することができる。

Claims (6)

1. Ｃ：０．０２５〜０．０６５質量％、
   Ｍｎ：０．１０〜０．２８質量％、
   Ｐ：０．００５〜０．０３質量％、
   Ａｌ：０．０１〜０．０４質量％、
   Ｎ：０．００７５〜０．０１３質量％
   を含有し、
   Ｓｉ：０．０５質量％以下、
   Ｓ：０．００９質量％以下
   に制限し、
   残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる化学組成を有し、
   時効処理後の圧延方向の降伏強度ＹＰが４６０〜５４０ＭＰａの範囲であり、前記時効処理後の圧延方向の全伸びが１５％以上であり、前記時効処理後の圧延方向の降伏点伸びＥＬ_ＹＰが６％以下であり、ｍｍ単位での板厚ｔと、ＭＰａ単位での前記時効処理後の圧延方向の降伏強度ＹＰと、％単位での前記時効処理後の圧延方向の降伏点伸びＥＬ_ＹＰとが下記（式１）を満たすことを特徴とするエアゾール缶底蓋用鋼板。
   １３０≦ｔ×ＹＰ×（１−ＥＬ_ＹＰ／１００） ・・・（式１）
2. 固溶Ｎを０．００４質量％以上含有することを特徴とする請求項１に記載のエアゾール缶底蓋用鋼板。
3. 前記固溶Ｎを０．００６質量％以上含有することを特徴とする請求項２に記載のエアゾール缶底蓋用鋼板。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のエアゾール缶底蓋用鋼板の製造方法であって、
   Ｃ：０．０２５〜０．０６５質量％、
   Ｍｎ：０．１０〜０．２８質量％、
   Ｐ：０．００５〜０．０３質量％、
   Ａｌ：０．０１〜０．０４質量％、
   Ｎ：０．００７５〜０．０１３質量％
   を含有し、
   Ｓｉ：０．０５質量％以下、
   Ｓ：０．００９質量％以下
   に制限し、
   残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる化学組成を有する鋼に対して、Ａｒ３変態点以上の仕上げ温度で熱延を行い；
   前記鋼を６００℃以下の温度で巻き取り；
   前記鋼に対して酸洗、冷延、焼鈍を行い；
   質量％単位でのＮ量［Ｎ］と、％単位での調質圧延率λとが下記（式２）を満たすように、かつ前記調質圧延率λが５〜１０％の範囲になるように前記鋼に対して調質圧延を施す；
   ことを特徴とするエアゾール缶底蓋用鋼板の製造方法。
   ０．０５０≦［Ｎ］×λ≦０．１００ ・・・（２）
5. 前記熱延前に、前記鋼を１０５０℃以上の均熱温度に加熱することを特徴とする請求項４に記載のエアゾール缶底蓋用鋼板の製造方法。
6. 前記均熱温度が１１００℃以上であることを特徴とする請求項５に記載のエアゾール缶底蓋用鋼板の製造方法。

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