JPH0532457B2

JPH0532457B2 -

Info

Publication number: JPH0532457B2
Application number: JP1067508A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Matsura; Kazuhiro Fukada; Masafumi Mizochi; Yutaka Okuda
Original assignee: Sky Aluminium Co Ltd
Current assignee: Sky Aluminium Co Ltd
Priority date: 1989-03-22
Filing date: 1989-03-22
Publication date: 1993-05-17
Also published as: JPH02247349A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）本発明は、缶胴を鉄とする缶容器の蓋の材料に
使用するアルミニウム合金圧延板に関するもので
ある。（従来の技術）食品容器としての金属缶の組み合わせは、缶胴
にアルミニウム合金、缶蓋にもアルミニウム合金
が使用される場合、缶胴、缶蓋にブリキあるいは
テインフリースチール等の鉄が使用される場合、
そして、缶胴に鉄、缶蓋にアルミニウム合金が使
用される場合が一般的なものである。缶蓋として使用されるアルミニウム合金は、ひ
きちぎれ性、成形性などにすぐれており、一方缶
蓋として使用される鉄は缶蓋強度にすぐれてい
る。しかし鉄蓋のひきちぎれ性は不良であるた
め、EOE缶には使用できないなど用途が限定さ
れる。よつて一般に、缶蓋用材料としては
JIS5052，5182に代表されるＡ−Mg合金が使
用されている。（発明が解決しようとする課題）缶胴、缶蓋すべてがアルミニウム合金からなる
金属缶の場合、塩分などの腐食成分を含んでいて
も何等問題はない。しかしながら、コスト・強度
面から鉄とアルミニウム合金を組み合わせて使用
する場合があり、この場合は孔食が発生すること
がある。すなわち、アルミニウム合金缶蓋の保護
膜である塗装が不充分であつたり、成形により塗
膜の損傷を受けたりすると、Ｃ^-イオン濃度が
高い、あるいは溶存酸素濃度が高いなど腐食条件
が厳しい場合、FeとＡの電位差によるガルバ
ニツク作用により局部溶解・孔食を発生し、穿孔
を生ずる。（課題を解決するための手段）本発明者等は上記に説明したアルミニウム合金
使用上の問題点を解決するために、鋭意研究の結
果優れた耐食性、特に耐孔食性を有する食品容器
用アルミニウム合金圧延板を開発するに至つた。
本発明に係わる耐孔食性に優れた缶容器蓋用アル
ミニウム合金は、 Ti：0.05−1.0wt％を含有し、残部がアルミニ
ウム及び不可避不純物からなり、缶胴を鉄とする
缶容器蓋用アルミニウム合金圧延板を第１の発明
とし、 Ti：0.05〜1.0wt％を含有し、更にMn：2.5wt
％以下、Cu：1.0wt％以下の一種または二種以上
を含有し、残部がアルミニウム及び不可避不純物
からなり、缶胴を鉄とする缶容器蓋用アルミニウ
ム合金圧延板を第２の発明とし、 Ti：0.05〜1.0wt％を含有し、更にMn：2.5wt
％以下、Cu：1.0wt％以下の一種又は二種以上、
およびMg：0.05〜5.0wt％を含有し、残部がアル
ミニウム及び不可避不純物からなり、缶胴を鉄と
する缶容器蓋用アルミニウム合金圧延板を第３発
明とする３つの発明からなるものである。本発明に係わる耐孔食性に優れた食品容器用ア
ルミニウム合金の各成分の限定理由を説明する。 Ti：第１発明から第３発明のいずれにおいてもTi
は耐孔食性向上の基本元素である。従来微細化成
分として考えられていたTiはＢと共にTiB₂を形
成して鋳塊結晶粒微細化に効果がある。しかし、
耐孔食性向上のためにはTiの他にＢがアルミニ
ウム合金中に存在することは必要でなく、むしろ
TiがTiB₂として完全に固定されると、耐孔食性
は向上しない。したがつて、Ｂは全く添加しない
か、あるいは結晶微細化のために添加するにして
も50ppm以下が好ましい。Tiは圧延板表面にこ
れと平行な濃縮層を作る。すなわち、EPMA等
の微小部分定量機器で圧延板表面を測定すると、
全体の平均含有量より２倍以上の高濃度偏析領域
が圧延板表面と平行に存在するのが認められる。
これがTi濃縮層である。 Ti濃縮層は、含有TiによりＣ^-含有液中の腐
食速度を遅延させる働きと共に、腐食進展方向を
圧延面に平行な層状の方向に変えることによつて
孔食を起こり難くし、腐食が圧延板の表面全体で
ゆつくり進行させる働きをもつ。TiがTi濃縮層
に偏析した当然の結果として、Ti濃縮層に接し
てTi濃度が添加含有量よりも低い層状領域が存
在する。このような相対的にTi濃度の低い部分
では腐食速度が速くなり、Ti無添加合金とほぼ
同等のレベルになる。しかしながら、Ti濃縮層
が塩分などの腐食成分のバリヤーとして働き、こ
の結果耐孔食性は飛躍的に向上する。 Ti濃縮層と低Ti濃度層はＡ中のTi固溶量の
差異により生じる。一方Ti鋳造時に初晶として
晶出すると、Ａとの巨大金属間化合物が生成さ
れ、多量の初晶が生成される場合は、Ａ地中の
固溶Ti量は少なくなり、Ti固溶量の差異が少な
くなる。したがつて、Ti濃縮層を積極的に生成
させるためには、連続鋳造法などの冷却速度が速
い鋳造法を採用することが好ましい。耐孔食性は
Ti添加量とともに向上する。 Ti含有量が0.05wt％未満では耐孔食性向上の
効果は弱い。一方、Tiを1.0wt％を越える含有さ
せた場合圧延性・加工性を損なうため上限を
1.0wt％とした。好ましくは、0.15〜0.80wt％の
Ti含有量範囲が耐孔食性にも優れ、加工性にも
優れる。 Cu，Mn： Cu，MnをTiに加えて、さらに添加することに
より、耐孔食性がさらに向上する。CuはＡ合
金のマトリツクスそのものの電位を貴にするた
め、缶蓋が缶胴のブリキの自然電極電位に近付
き、耐孔食性が向上する。Cuを添加した場合、
Tiの添加は少なくすることができ、板の圧延性
および缶蓋の成形性を向上することができる。
Cuを1.0wt％以上を添加した場合、鋳造時に割れ
を発生しやすくなり、操業上好ましくないので、
Cu添加量の上限を1.0wt％とする。Cuの添加量が
0.05wt％未満では耐孔食性向上効果が現われない
ので、Cu添加量の下限は0.05wt％が好ましい。 Mnは孔食の発生を助長するFe系の晶出物ある
いは析出物の発生を防止しかつMn系の晶出物は
電位がアルミニウム合金のマトリツクスと非常に
近いために、Mnは耐孔食性向上に効果がある。
Mnの添加量が0.05wt％以下ではFe量が多い場合
その悪影響を排除することができず、2.5wt％以
上では効果はあるものの板の圧延性および缶蓋の
加工性を劣化するため、好ましい下限を0.05wt
％、上限を2.5wt％とした。なお、MnもCuと同様にTiの添加量を少なく
し、圧延性および加工性を向上することに有効で
ある。したがつて、本発明のTi，Cu，Mnの添加
量範囲内において、耐孔食性と圧延性・加工性が
バランスするようにこれら元素の添加量を定める
ことが必要である。尚、Cu，Mnは強度向上にも
有効な元素である。 Mn，Cuを添加する第２、第３発明ではTi含有
量が0.5％以下で耐孔食性と圧延性・加工性が良
好にバランスした圧延板を得ることができる。 Mg： Mgは、一般に、圧延性を劣化させることが少
なく強度を向上させる耐孔食性を劣化させる。と
ころが、Ti，Cu，MnとともにMgを添加すると
Mg添加による悪影響を顕現させることなく強度
向上が図ることができる。Mgの添加量は強度向
上の効果が現われる0.05wt％を好ましい下限と
し、上限は圧延性上の操業リミツトとなる5.0wt
％とした。 Crは焼付け時の軟化を遅らせるなど耐熱性向
上のために添加してもよいが、Tiと同時に添加
した場合、初晶の発生を促すので、0.2wt％以下
に押さえる必要が有る。上記元素の他、通常のア
ルミニウム合金と同様にFe，Siが不可避不純物
として含有される。これらは、いずれも耐孔食性
を劣化させるので少なければ少ないほど良い。し
かし、Mnが添加される第２、第３発明の圧延板
には総量0.5wt％までの不純物含有が許容される。次に本発明に係わる耐孔食性に優れた食品容器
用アルミニウム合金圧延板の実施例について説明
する。（実施例）第１表に示す含有成分のアルミニウム合金を、
実験室規模で、40mm銅モールド、20mmまたは40mm
鉄モールド、一方向凝固装置および小型連鋳機を
用いて鋳造した。凝固速度は、小型連鋳機＞一方
向凝固（凝固端より15mm）＞40mm鉄モールド＞20
mm鉄モールドの順であつた。鋳造後、一率550℃
×１時間の均熱後、冷間圧延により、0.28mm板厚
のアルミニウム合金板を作製した。耐孔食性腐食
試験は、通常缶蓋で行なわれる塗装焼付け後の試
験より厳しい条件である塗装せずに焼付けに相当
する熱処理（200℃×20分、又は270℃×20秒）の
みを行なつた状態で行なつた。一方の極に供試合
金板を対極にブリキを導線でつなぎ、試験液中に
40℃で24時間浸漬した後の供試合金板の孔食深さ
を測り、耐孔食性を比較した。試験液はクエン酸クエン酸ナトリウムNaC
CuC₂系成分でPH2.94〜3.02，Ｃ濃度が525
〜625ppm，Cu²⁺濃度が1.04〜1.13ppmのもので
ある。表中、「加工性」は、圧延性と、製品圧延板の
成形性を総合して、◎非常に容易、○容易、×難
の三段階で評価した。また、Ti濃縮層数は
EPMAで圧延板表面の深さ100μm当たりの層数
を測定した値である。第１図にTi濃縮層を示す
EPMA写真（1000倍）を示す。本発明合金圧延板No.１〜８のうち、No.１〜３は
Mn，Cu，Mg，Cr，Fe，Siは不純物である第１
発明の実施例であり、No.４〜５はMg，Cr，Fe，
Siが不純物である第２発明の実施例であり、No.６
〜８はCr，Fe，Siが不純物である第３発明の実
施例である。第１表から明らかなように、本発明に係わる合
金圧延板は1100，5052，5082合金と比較して耐孔
食性に優れており、加工性は1100，5052合金と同
等である。また、本発明に係わる合金圧延板の孔食深さ、
Ti濃縮層数及び組成の関係をみると、Ti量が多
く、Ti濃縮層数が多い方が、孔食深さが浅くな
つており（合金１〜３）；Mn，Cuの添加により
一層孔食深さが浅くなつている（合金５）ことが
分かる。なお、Ti添加量、Tiの固溶量に影響する第３
元素の量、鋳造速度などを変化させて、Ti濃縮
層を変化させたところ、Ti濃縮層数は少なくと
も片側（塩分を含む溶液と接触する側）の表面か
ら100μmで８層以上あると耐孔食性が良好な結果
が得られた。表１中の合金６〜合金８はプロセスを従来法の
範囲で調整しても、ベーキング後の耐力で
20kgf／mm²から37kgf／mm²が可能となり、極めて
高強度の缶蓋が得られる。

【表】（発明の効果）このように本発明の耐孔食性に優れた食品容器
用アルミニウム合金圧延板は耐孔食性が極めて良
好であり、深い孔食は発生しないため、特に食塩
を含有した飲料、食品スチール缶の蓋には好適で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る圧延合金板のTi濃縮層
を示すEPMA金属組織写真（倍率1000倍）であ
る。

Claims

【特許請求の範囲】１ Ti：0.05−1.0wt％を含有し、残部がアルミ
ニウム及び不可避不純物からなり、缶胴を鉄とす
る缶容器蓋用アルミニウム合金圧延板。２ Ti：0.05〜1.0wt％を含有し、更にMn：
2.5wt％以下、Cu：1.0wt％以下の一種または二
種以上を含有し、残部がアルミニウム及び不可避
不純物からなり、缶胴を鉄とする缶容器蓋用アル
ミニウム合金圧延板。３ Ti：0.05〜1.0wt％を含有し、更にMn：
2.5wt％以下、Cu：1.0wt％以下の一種又は二種
以上、およびMg：0.05〜5.0wt％を含有し、残部
がアルミニウム及び不可避不純物からなり、缶胴
を鉄とする缶容器蓋用アルミニウム合金圧延板。