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JP7747838B2 - Aluminum alloy coated sheet for tubs - Google Patents
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JP7747838B2 - Aluminum alloy coated sheet for tubs - Google Patents

Aluminum alloy coated sheet for tubs

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JP7747838B2 JP2024148649A JP2024148649A JP7747838B2 JP 7747838 B2 JP7747838 B2 JP 7747838B2 JP 2024148649 A JP2024148649 A JP 2024148649A JP 2024148649 A JP2024148649 A JP 2024148649A JP 7747838 B2 JP7747838 B2 JP 7747838B2
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Description

本発明は、タブ用アルミニウム合金塗装板に関する。 The present invention relates to a coated aluminum alloy sheet for use in tubs.

飲料、食品用途に使用される包装容器の1つとして、飲料缶、缶詰等の食品缶が広く流通している。現在、これらの缶の蓋部(エンド)には、缶切り等の器具を使用せずに手で容易に開缶することのできるイージーオープンエンド(EOE)を用いた、いわゆるプルトップ(pull-top)方式が広く用いられており、タブが蓋本体から外れないステイオンタブ式(Stay-on tab,SOT)が、安全性及び環境問題の面から普及している。 Beverage cans, canned food cans, and other food cans are widely distributed as packaging containers used for beverages and food. Currently, the so-called pull-top system, which uses an easy-open end (EOE) that allows the can to be easily opened by hand without the use of a can opener or other tool, is widely used for the lids (ends). However, the stay-on tab (SOT) system, in which the tab does not detach from the lid itself, is becoming more popular due to safety and environmental concerns.

タブを形成するためのタブ材料には、成形性だけでなく、高い強度、繰り返し曲げ性及び高い耐タブ裂け性が要求される。一方、特に近年では、コストダウンの観点からタブの薄肉化が進められており、タブ折れ強度を確保するために、これまで以上の高い材料強度が必要とされている。また、薄肉化とそれに伴う高強度化により、特に耐タブ裂け性の低下が著しく、耐タブ裂け性の高い材料の要求が高まっている。 The tab material used to form the tabs must be easy to form, as well as have high strength, repeated bending resistance, and high tab tear resistance. Meanwhile, particularly in recent years, tabs have become thinner to reduce costs, and higher material strength than ever before is required to ensure tab breakage strength. Furthermore, thinner tabs and the resulting higher strength have significantly reduced tab tear resistance, leading to an increased demand for materials with high tab tear resistance.

例えば、特許文献1には、所定量のSi、Fe、Cu、Mn、Mgを含み、FeとMnの含有量が所定の関係を満たし、さらに板厚中央部におけるAl-Fe-Mn系晶出物とMg-Si系晶出物の面積率の総和と、これらの晶出物の最大サイズを規定した包装容器タブ用アルミニウム合金板が記載されている。このようなアルミニウム合金板から成形されるタブは、開缶時にちぎれ及び裂けが発生しないとされている。 For example, Patent Document 1 describes an aluminum alloy sheet for packaging container tabs that contains specified amounts of Si, Fe, Cu, Mn, and Mg, where the Fe and Mn contents satisfy a specified relationship, and further specifies the sum of the area ratios of Al-Fe-Mn-based crystals and Mg-Si-based crystals in the center of the sheet thickness and the maximum size of these crystals. Tabs formed from such an aluminum alloy sheet are said to be free from tearing or cracking when the can is opened.

例えば、特許文献2には、所定量のMg、Cu、Fe、Si、Mnを含み、FeとMnの含有量が所定の関係を満たし、板厚中央部における最大長が1μm以上のAl-Fe-Mn系金属間化合物とMg-Si系金属間化合物の合計面積率を規定した包装容器タブ用アルミニウム合金板が記載されている。このようなアルミニウム合金板から成形されるタブは、薄肉化しても開缶時に裂け難く、繰返し曲げ性に優れるとされている。 For example, Patent Document 2 describes an aluminum alloy sheet for packaging container tabs that contains specified amounts of Mg, Cu, Fe, Si, and Mn, where the Fe and Mn contents satisfy a specified relationship, and where the total area ratio of Al-Fe-Mn intermetallic compounds and Mg-Si intermetallic compounds with a maximum length of 1 μm or more at the center of the sheet thickness is specified. Tabs formed from such aluminum alloy sheet are said to be resistant to tearing when opening cans, even when thinned, and to have excellent repeated bending properties.

例えば、特許文献3には、所定量のMg、Cu、Fe、Si、Mn、Crを含み、厚み方向における板中央から板表面までの全範囲においてCube方位密度がランダム方位試料の1.5倍以上の集合組織を有するタブ用アルミニウム合金板が記載されている。このようなアルミニウム合金板は、高い強度と優れた曲げ性を両立できるとされている。 For example, Patent Document 3 describes an aluminum alloy sheet for tabs that contains specified amounts of Mg, Cu, Fe, Si, Mn, and Cr and has a texture in which the Cube orientation density is 1.5 times or more that of a randomly oriented sample throughout the entire thickness direction, from the center of the sheet to the surface. Such an aluminum alloy sheet is said to be able to achieve both high strength and excellent bendability.

特開2005-200754号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-200754 特開2011-225977号公報JP 2011-225977 A 特開2017-66458号公報JP 2017-66458 A

しかし近年ではコストダウン、CO削減、省資源化等の観点から、タブ用アルミニウム合金板の薄肉化は従来よりも更に進んだことにより、繰返し曲げで破断する部分の曲げ部表層にかかる曲げ応力は減少したため、従来課題であった繰返し曲げ性の確保は比較的容易となった。またタブ折れ強度に関しても素材の高強度化で対応可能な範囲である。一方で、薄肉化、高強度化が進んだことで、更なるタブ裂け性の向上が必要とされている。 However, in recent years, in order to reduce costs, CO2 emissions, and resource conservation, aluminum alloy sheets for tabs have become thinner than ever before. As a result, the bending stress on the surface of the bent part, which breaks during repeated bending, has decreased, making it relatively easy to ensure repeated bending resistance, which was a previous challenge. Furthermore, the tab breaking strength can be addressed by increasing the strength of the material. On the other hand, with the advances in thinner and stronger sheets, further improvements in tab tear resistance are required.

従って、本発明は、薄肉化しても高い耐タブ裂け性を有するタブ用アルミニウム合金塗装板を提供することを目的とする。 Therefore, the object of the present invention is to provide a coated aluminum alloy sheet for tabs that has high resistance to tab cracking even when thinned.

本発明に係るタブ用アルミニウム合金塗装板は、Si:0.05質量%以上0.40質量%以下、Fe:0.05質量%以上0.50質量%以下、Cu:0.01質量%以上0.30質量%以下、Mn:0.1質量%以上0.6質量%以下、Mg:4.0質量%以上6.0質量%以下を含有し、残部がAl及び不可避不純物からなるアルミニウム合金板と、樹脂層とを備える。タブ用アルミニウム合金塗装板は、板厚中心から両厚さ方向にそれぞれ50nm厚の領域の組織について圧延面の法線方向から観察した時に、5万倍の透過型電子顕微鏡により撮影される画像において205×10-12の領域中に総計40個以上のサブグレインを有する。 The coated aluminum alloy sheet for tabs according to the present invention comprises an aluminum alloy sheet containing from 0.05 to 0.40% by mass of Si, from 0.05 to 0.50% by mass of Fe, from 0.01 to 0.30% by mass of Cu, from 0.1 to 0.6% by mass of Mn, and from 4.0 to 6.0% by mass of Mg, with the balance being Al and inevitable impurities, and a resin layer. When the structure of the coated aluminum alloy sheet for tabs is observed from the normal direction of the rolled surface in a region 50 nm thick from the center of the sheet thickness in both thickness directions, the coated aluminum alloy sheet has a total of 40 or more subgrains in an area of 205 × 10-12 m2 in an image taken with a transmission electron microscope at 50,000 magnification.

本発明によれば、薄肉化しても高い耐タブ裂け性を有するタブ用アルミニウム合金塗装板を提供することができる。 The present invention makes it possible to provide a coated aluminum alloy sheet for tabs that has high resistance to tab cracking even when thinned.

ステイオンタブ式の缶の蓋部の外観及び開缶動作を説明する図であり、図1Aは平面図、図1Bは図1AのA-A断面図、図1Cは開缶動作を説明する断面図及び要部平面図である。1A and 1B are diagrams illustrating the appearance of the lid of a stay-on-tab type can and the can-opening operation, where FIG. 1A is a plan view, FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line A-A in FIG. 1A, and FIG. 1C is a cross-sectional view and a plan view of the main parts illustrating the can-opening operation. アルミニウム合金板の組織の透過型電子顕微鏡画像の一例である。1 is an example of a transmission electron microscope image of the structure of an aluminum alloy plate. タブ裂け模擬荷重の測定方法を説明する模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a method for measuring a tab tearing simulated load. タブ裂け模擬荷重の測定結果の一例である。10 is an example of the measurement results of a simulated tab tear load. タブ裂け模擬荷重と通板間隔との関係を示すグラフである。10 is a graph showing the relationship between a tab cracking simulated load and a plate threading interval. タブ裂け模擬荷重とサブグレインの個数との関係を示すグラフである。1 is a graph showing the relationship between the tab tearing simulated load and the number of subgrains.

以下、本発明の一実施形態に係るタブ用アルミニウム合金塗装板について説明する。但し、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具現化するための一例を例示するものであって、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係などは、説明を明確にするために誇張していることがある。本明細書において「工程」との語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。また組成物中の各成分の含有量は、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。さらに本明細書に記載される数値範囲の上限及び下限は、当該数値を任意に選択して組み合わせることが可能である。 The following describes an aluminum alloy coated sheet for tabs according to one embodiment of the present invention. However, the embodiment described below is merely an example for embodying the technical concept of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiment. The sizes and relative positions of components shown in the drawings may be exaggerated for clarity. In this specification, the term "process" refers not only to an independent process, but also to processes that cannot be clearly distinguished from other processes, as long as the intended purpose of the process is achieved. Furthermore, unless otherwise specified, the content of each component in a composition refers to the total amount of the multiple substances present in the composition. Furthermore, the upper and lower limits of the numerical ranges described in this specification can be arbitrarily selected and combined.

ステイオンタブ式の蓋部は、図1Aに示すように、蓋材2とタブ1とで構成され、円板状の蓋材2(図1Aでは一部を欠いて示す)の略中心に形成されたリベット部21を、タブ1のリベット孔11にかしめることで、タブ1が蓋材2に取り付けられている。リベット孔11は、タブ1の長手方向中心より一端側に寄せた位置に形成され、他端側には指を掛け易いようにリング状の掛止部12が形成されている。また、タブ1は、図1Bに示すように、板材(アルミニウム合金板)を裁断した外周及び掛止部12の内周の縁を下面側に折り曲げて剛性を高め、かつ安全性を確保している。一方、リベット孔11及びその外側のU字型の孔(スリット)状のインナーランス14が形成された領域を1枚の平板状として、変形し易い構造としている。このようなタブ1の材料としては一般的に5182合金等のアルミニウム合金板が広く適用されている。アルミニウム合金板は、表面に塗装、焼付け後、所定の形状に裁断、成形されてタブ1に製造され、タブ1は別の板材を成形してなる蓋材2にリベットにより取り付けられる。蓋材2の、タブ1の前記一端側の延長上には、開缶後に飲み口を形成するための開口領域23がスコア25で囲まれて設けられている。このスコア25は開口領域23の周囲を完全には一周せず、一箇所(図1Aではタブ1が重なる領域)で不連続となるように形成されている。 As shown in Figure 1A, a stay-on-tab lid consists of a lid material 2 and a tab 1. The tab 1 is attached to the lid material 2 by crimping a rivet 21 formed approximately at the center of the disk-shaped lid material 2 (partially removed in Figure 1A) into a rivet hole 11 in the tab 1. The rivet hole 11 is located toward one end of the tab 1 from the longitudinal center, and a ring-shaped hook 12 is formed at the other end for easy finger hooking. As shown in Figure 1B, the outer periphery of the cut aluminum alloy plate and the inner periphery of the hook 12 are bent downward to increase rigidity and ensure safety. The rivet hole 11 and the area surrounding the U-shaped inner lance 14 are formed as a single flat plate, allowing for easy deformation. Aluminum alloy plates, such as 5182 alloy, are commonly used as the material for such tabs 1. The aluminum alloy plate is coated and baked on the surface, then cut and formed into the specified shape to produce the tub 1, which is then rivet-attached to a lid 2 made from another formed plate. An opening area 23, which will form a drinking spout after the can is opened, is provided on the lid 2 on the extension of the one end of the tab 1 and is surrounded by scores 25. This score 25 does not go completely around the perimeter of the opening area 23, but is discontinuous at one point (the area where the tab 1 overlaps in Figure 1A).

開缶においては、タブ1の掛止部12を上方に引っ張ると、図1Cに示すように、これが力点Eとなり、リベット部21近傍が支点Fとなって、リベット部21で固定された領域を残してタブ1が起こされる。詳しくは、タブ1は、インナーランス14で分割されるように、その内側の領域(リベット孔11周辺部)を蓋材2に固定されたまま、掛止部12等の外側の領域が起こされる。そして、タブ1の一端(掛止部12のリベット孔11を挟んだ反対側)が作用点Lとなって、てこの働きで強く下方に押し込まれ、この一端の直下の蓋材2の開口領域23の一部を共に押し下げる。そして、蓋材2は、この押し下げられた部分の近傍からスコア25に沿って亀裂が入り、開口領域23が一部を残して蓋材2の他の部分から切り離されて下方(缶の内部)に押し込まれて、蓋材2に飲み口(開口部)が形成される。開口領域23は蓋材2がスコア25の形成されていない部分で容易に折れ曲がって、蓋材2の他の部分とのつながりを保持し、タブ1はリベット孔11周辺部のインナーランス14の両端の間で容易に折れ曲がって、蓋材2の開口領域23外にあるリベット部21に結合している。このため、開口領域23とタブ1は、それぞれ缶本体(缶胴)から離れない。 When opening the can, the hooking portion 12 of the tab 1 is pulled upward, as shown in Figure 1C. This acts as a force point E, and the vicinity of the rivet portion 21 acts as a fulcrum F, causing the tab 1 to lift, leaving the area secured by the rivet portion 21. Specifically, the tab 1 is split by the inner lance 14, and its outer area, including the hooking portion 12, is lifted, while its inner area (the area around the rivet hole 11) remains secured to the lid 2. One end of the tab 1 (the opposite side of the hooking portion 12 across the rivet hole 11) then acts as a lever, forcing it downward with a force, depressing a portion of the opening area 23 of the lid 2 directly below this end. The lid 2 then cracks along the score 25 near the depressed portion, and the opening area 23 is separated from the rest of the lid 2, leaving only a portion, and pushed downward (into the interior of the can), forming a drinking spout (opening) in the lid 2. The opening region 23 allows the lid material 2 to easily bend where the score 25 is not formed, maintaining its connection to the rest of the lid material 2, and the tab 1 easily bends between both ends of the inner lance 14 around the rivet hole 11, connecting to the rivet portion 21 outside the opening region 23 of the lid material 2. As a result, the opening region 23 and tab 1 do not separate from the can body (can barrel).

このように、タブは、開缶の際に、てことなり、強い外力が掛かる。このため、タブの強度が不足していると、図1Cに示す支点F-力点E間の中心近傍の掛止部12の細い部分や、インナーランス14周辺の細い部分でタブが折れ曲がって(図1C右下部の折れ部4参照)、容易に開缶することが出来なくなったり(タブ折れ)、さらにはちぎれたりする恐れがある。また、掛止部12等のインナーランス14の外側の領域が起こされる際に、その移動方向に沿ってインナーランス14の端部から裂ける(タブ裂け)恐れがある(図1C右下部の裂け部5参照)。 As such, the tab acts as a lever and is subjected to a strong external force when opening the can. For this reason, if the tab is not strong enough, it may bend at the narrow part of the hooking portion 12 near the center between fulcrum F and force point E shown in Figure 1C or at the narrow part around the inner lance 14 (see bent portion 4 in the lower right of Figure 1C), making it difficult to open the can (tab bend) or even causing it to tear. Furthermore, when the outer area of the inner lance 14, such as the hooking portion 12, is raised, there is a risk that the end of the inner lance 14 will tear in the direction of movement (tab tear) (see torn portion 5 in the lower right of Figure 1C).

また、特にステイオンタブ式エンドにおいては、開口領域23が飲料缶の内部に十分に深く押し込まれないと飲料缶の中の飲料を取り出す(飲む)際の妨げになる。このため、タブ1(掛止部12)を垂直近傍まで起こして、さらにはそれ以上に大きく起こして(反対側へ倒して)開缶する。さらに開缶後は、起こしたタブ1が飲料缶の中の飲料を飲む際の妨げにならないように、図1Cの破線で示すように、タブ1を元に戻して(倒して)蓋材2の開口領域23のみを内部に押し込んだ状態にするのが一般的である。つまり、タブ1は、リベット孔11周辺部のインナーランス14の両端の近傍で、90°近傍さらにはそれ以上の角度に曲げられた後に元に戻される(曲げ戻しされる)。また1回の曲げおよび曲げ戻しだけでは十分に開口領域23が押し込まれない場合、再度タブ1を曲げおよび曲げ戻し動作を繰り返す必要があるため、タブ1は、少なくとも4回の変形に耐え、折り曲げ箇所(図1C右下部の破断部6参照)で破断しない成形性が求められる。この特性を繰り返し曲げ性と呼ぶ。 Furthermore, particularly with stay-on-tab ends, if the opening region 23 is not pushed deep enough into the beverage can, it will interfere with removing (drinking) the beverage inside. For this reason, the tab 1 (hooking portion 12) is raised nearly vertically and then raised even further (tilted in the opposite direction) to open the can. After opening the can, to prevent the raised tab 1 from interfering with drinking the beverage inside, it is common to return (tilt) the tab 1 to its original position (as shown by the dashed line in Figure 1C ) so that only the opening region 23 of the lid material 2 is pushed inward. In other words, the tab 1 is bent to an angle of nearly 90° or more near both ends of the inner lance 14 around the rivet hole 11 before being returned to its original position (bent back). Furthermore, if the opening region 23 is not sufficiently pushed in by a single bending and unbending operation, the tab 1 must be bent and unbent again. Therefore, the tab 1 must be moldable enough to withstand at least four deformations and not break at the bending point (see fracture point 6 in the lower right corner of Figure 1C ). This property is called repeated bending resistance.

以上のようにタブ材料には、成形性だけでなく、高い強度、繰り返し曲げ性及び高い耐タブ裂け性が要求される。一方、特に近年では、コストダウンの観点からタブの薄肉化が進められており、タブ折れ強度を確保するために、これまで以上の高い材料強度が必要とされている。また、薄肉化とそれに伴う高強度化により、特に耐タブ裂け性の低下が著しく、耐タブ裂け性の高い材料の要求が高まっている。 As described above, tab materials are required to be not only easily moldable, but also to have high strength, repeated bending resistance, and high tab tear resistance. Meanwhile, particularly in recent years, tabs have become thinner in order to reduce costs, and higher material strength than ever before is required to ensure tab breakage strength. Furthermore, thinner tabs and the resulting higher strength have significantly reduced tab tear resistance, leading to an increased demand for materials with high tab tear resistance.

タブ用アルミニウム合金塗装板
本発明の一実施形態に係るタブ用アルミニウム合金塗装板は、アルミニウム合金板と、アルミニウム合金板の片面又は両面に設けられる樹脂層とを備える。タブ用アルミニウム合金塗装板は、塗装焼付け処理をした状態にて、板厚中心から両厚さ方向にそれぞれ50nm厚の領域(以下、板厚中心部ということがある。)の組織について圧延面の法線方向から観察した時に、5万倍の透過型電子顕微鏡により撮影される画像において205×10-12の領域中に総計40個以上のサブグレインを有する。
1. Coated aluminum alloy sheet for tabs According to one embodiment of the present invention, the coated aluminum alloy sheet for tabs comprises an aluminum alloy sheet and a resin layer provided on one or both sides of the aluminum alloy sheet. When the coated aluminum alloy sheet for tabs has been paint-baked and the structure of a 50-nm-thick region in each of the thickness directions from the center of the sheet thickness (hereinafter sometimes referred to as the center of the sheet thickness) is observed from the normal direction of the rolled surface, the coated aluminum alloy sheet has a total of 40 or more subgrains in an area of 205 × 10 -12 m2 in an image taken with a transmission electron microscope at 50,000 magnification.

アルミニウム合金組成
タブ用アルミニウム合金塗装板を構成するアルミニウム合金板は、例えば、Al-Mg系合金からなる。Al-Mg系合金としては、例えば、一般的なJIS合金、例えば5182等が挙げられる。
Aluminum Alloy Composition The aluminum alloy sheet constituting the coated aluminum alloy sheet for tabs is made of, for example, an Al-Mg alloy. Examples of the Al-Mg alloy include general JIS alloys such as 5182.

アルミニウム合金板は、具体的には、Si:0.05質量%以上0.40質量%以下、Fe:0.05質量%以上0.50質量%以下、Cu:0.01質量%以上0.30質量%以下、Mn:0.1質量%以上0.6質量%以下、Mg:4.0質量%以上6.0質量%以下を含有し、残部がAl及び不可避不純物からなる。以下、アルミニウム合金板に含まれる各成分の含有量と、含有量の限定の理由について説明する。 Specifically, the aluminum alloy plate contains Si: 0.05% to 0.40% by mass, Fe: 0.05% to 0.50% by mass, Cu: 0.01% to 0.30% by mass, Mn: 0.1% to 0.6% by mass, Mg: 4.0% to 6.0% by mass, with the balance being Al and unavoidable impurities. The content of each component contained in the aluminum alloy plate and the reasons for limiting the content are explained below.

(Si:0.05質量%以上0.40質量%以下)
Si含有量が0.05質量%未満では、鋳造時に高純度のアルミニウム地金が必要となりコストが増大する。また、Si含有量が0.40質量%を超えると、鋳造や熱間圧延時に生成される金属間化合物が多数形成され、亀裂の発生や伝播が促進されるため、繰り返し曲げ性、耐タブ裂け性が低下する。Si含有量は、好ましくは0.30質量%以下であり、より好ましくは0.25質量%以下、さらに好ましくは0.20質量%以下である。また、Si含有量は、好ましくは0.06質量%以上である。
(Si: 0.05% by mass or more and 0.40% by mass or less)
If the Si content is less than 0.05% by mass, high-purity aluminum ingots are required during casting, which increases costs. Furthermore, if the Si content exceeds 0.40% by mass, numerous intermetallic compounds are formed during casting and hot rolling, accelerating the initiation and propagation of cracks, thereby reducing repeated bending properties and tab crack resistance. The Si content is preferably 0.30% by mass or less, more preferably 0.25% by mass or less, and even more preferably 0.20% by mass or less. Furthermore, the Si content is preferably 0.06% by mass or more.

(Fe:0.05質量%以上0.50質量%以下)
Fe含有量が0.05質量%未満では、鋳造時に高純度のアルミニウム地金が必要となりコストが増大する。一方、Fe含有量が0.50質量%を超えると、Al-Fe-Mn系金属間化合物が多くなり、亀裂の発生や伝播が促進されるため、繰り返し曲げ性、耐タブ裂け性が低下する。Fe含有量は、好ましくは0.10質量%以上であり、より好ましくは0.15質量%以上である。また、Fe含有量は、好ましくは0.40質量%以下であり、より好ましくは0.35質量%以下であり、さらに好ましくは0.30質量%以下、特に好ましくは0.25質量%以下である。
(Fe: 0.05% by mass or more and 0.50% by mass or less)
If the Fe content is less than 0.05% by mass, high-purity aluminum ingots are required during casting, increasing costs. On the other hand, if the Fe content exceeds 0.50% by mass, the amount of Al-Fe-Mn intermetallic compounds increases, promoting the initiation and propagation of cracks, thereby reducing repeated bending properties and tab crack resistance. The Fe content is preferably 0.10% by mass or more, more preferably 0.15% by mass or more. The Fe content is also preferably 0.40% by mass or less, more preferably 0.35% by mass or less, even more preferably 0.30% by mass or less, and particularly preferably 0.25% by mass or less.

(Cu:0.01質量%以上0.30質量%以下)
Cu含有量が0.01質量%未満では強度が不足し、タブ折れ強度が不足する。一方、Cu含有量が0.30質量%を超えると強度が過大となり、繰り返し曲げなどの曲げ変形等によりタブがちぎれ易くなる。Cu含有量は、好ましくは0.02質量%以上であり、より好ましくは0.03質量%以上である。また、Cu含有量は、好ましくは0.25質量%以下であり、より好ましくは0.20質量%以下であり、さらに好ましくは0.15質量%以下、特に好ましくは0.10質量%以下である。
(Cu: 0.01% by mass or more and 0.30% by mass or less)
If the Cu content is less than 0.01% by mass, the strength is insufficient, resulting in insufficient tab folding strength. On the other hand, if the Cu content exceeds 0.30% by mass, the strength becomes excessive, making the tab more susceptible to tearing due to repeated bending deformation. The Cu content is preferably 0.02% by mass or more, more preferably 0.03% by mass or more. The Cu content is also preferably 0.25% by mass or less, more preferably 0.20% by mass or less, even more preferably 0.15% by mass or less, and particularly preferably 0.10% by mass or less.

(Mn:0.1質量%以上0.6質量%以下)
Mn含有量が0.1質量%未満では強度が不足し、タブ折れ強度が不足する。一方、Mn含有量が0.6質量%を超えると、強度が過大となり、またAl-Fe-Mn系金属間化合物が多くなるため、耐タブ裂け性が低下する。Mn含有量は、好ましくは0.2質量%以上である。また、Mn含有量は、好ましくは0.55質量%以下、より好ましくは0.45質量%以下、特に好ましくは0.35質量%以下である。
(Mn: 0.1% by mass or more and 0.6% by mass or less)
If the Mn content is less than 0.1% by mass, the strength is insufficient, resulting in insufficient tab breaking strength. On the other hand, if the Mn content exceeds 0.6% by mass, the strength becomes excessive and the amount of Al-Fe-Mn intermetallic compounds increases, resulting in reduced tab crack resistance. The Mn content is preferably 0.2% by mass or more. The Mn content is also preferably 0.55% by mass or less, more preferably 0.45% by mass or less, and particularly preferably 0.35% by mass or less.

(Mg:4.0質量%以上6.0質量%以下)
Mg含有量が4.0質量%未満では強度が不足し、タブ折れ強度が不足する。一方、Mg含有量が6.0質量%を超えると強度が過大となり、成形性が低下する。また、Mgの含有量が増加するにつれ、強度とともに加工硬化能が向上するため、繰り返し曲げによりちぎれ易くなる。Mg含有量は、好ましくは4.5質量%以上である。また、Mg含有量は、好ましくは5.5質量%以下であり、より好ましくは5.0質量%以下である。
(Mg: 4.0 mass% or more and 6.0 mass% or less)
If the Mg content is less than 4.0% by mass, the strength is insufficient, resulting in insufficient tab breaking strength. On the other hand, if the Mg content exceeds 6.0% by mass, the strength becomes excessive and formability deteriorates. Furthermore, as the Mg content increases, the strength and work hardening ability improve, making the sheet more susceptible to tearing due to repeated bending. The Mg content is preferably 4.5% by mass or more. Furthermore, the Mg content is preferably 5.5% by mass or less, more preferably 5.0% by mass or less.

(Ti:0.1質量%以下)
アルミニウム合金板はTiを含んでいてよい。Tiは鋳塊組織の微細化を目的に、必要に応じて添加され、その効果は0.01質量%以上の添加により得られる。Ti含有量が0.1質量%を超えると粗大な化合物が形成されタブ裂け荷重が低下する恐れがある。従って、アルミニウム合金中のTi含有量は上記範囲内に制限されてよい。なお、Tiを添加する場合には、例えばTiとBの質量比を5:1とした鋳塊微細化剤(Al-Ti-B)を添加する。ワッフルあるいはロッドの形態で鋳造前の溶湯に添加するため、含有割合に応じたBも必然的に添加される。Ti含有量は、好ましくは0.08質量%以下であり、より好ましくは0.06質量%以下であってよい。
(Ti: 0.1% by mass or less)
The aluminum alloy sheet may contain Ti. Ti is added as needed to refine the ingot structure, and this effect is achieved by adding 0.01% by mass or more. If the Ti content exceeds 0.1% by mass, coarse compounds may be formed, which may reduce the tab tear load. Therefore, the Ti content in the aluminum alloy may be limited within the above range. When Ti is added, for example, an ingot refiner (Al-Ti-B) with a Ti to B mass ratio of 5:1 is added. Since Ti is added to the molten metal before casting in the form of waffles or rods, B is inevitably added according to the content ratio. The Ti content may be preferably 0.08% by mass or less, more preferably 0.06% by mass or less.

(残部:Al及び不可避不純物)
アルミニウム合金板は、Al及び上記合金成分の他に、不可避不純物を含有していてよい。不可避不純物としては、例えば、Cr、Zn、Zr、B、V、Na、Ca、Ni、In、Sn、Gaなどが挙げられる。不可避不純物について許容される含有量は、Crについては、例えば、0.1質量%以下、好ましくは0.05質量%以下である。Zrについては、例えば、0.3質量%以下、好ましくは0.1質量%以下、より好ましくは0.05質量%以下である。その他の元素については、例えば、各0.05質量%以下かつ合計0.15質量%以下であってよい。前記範囲内であれば、不可避不純物として含有した場合に限らず、前記元素を添加する場合であっても、本発明の効果を妨げることが抑制される。
(balance: Al and inevitable impurities)
The aluminum alloy sheet may contain inevitable impurities in addition to Al and the above alloy components. Examples of inevitable impurities include Cr, Zn, Zr, B, V, Na, Ca, Ni, In, Sn, and Ga. The allowable content of inevitable impurities is, for example, 0.1 mass% or less for Cr, preferably 0.05 mass% or less. For example, 0.3 mass% or less for Zr, preferably 0.1 mass% or less, more preferably 0.05 mass% or less. For example, the other elements may each be 0.05 mass% or less and a total of 0.15 mass% or less. Within the above ranges, the effects of the present invention are not hindered even when the elements are added, not just when they are contained as inevitable impurities.

タブ用アルミニウム合金塗装板を構成するアルミニウム合金板の板厚は、例えば0.18mm以上0.40mm以下であってよい。 The thickness of the aluminum alloy plate that makes up the aluminum alloy coated plate for the tab may be, for example, 0.18 mm or more and 0.40 mm or less.

アルミニウム合金板の組織
本発明の一実施形態においては、前記の合金組成とした上で、中間焼鈍を行わずに冷間圧延した後に、塗装焼付け処理で熱処理された状態のアルミニウム合金板の組織が、板厚中心部の所定領域にサブグレインを40個以上有している。アルミニウム合金板の組織がサブグレインを所定数以上有する状態とすることで、強度を維持したままタブ裂け荷重を向上できるという従来は解決が困難であった課題を解決することができる。アルミニウム合金板が有するサブグレインは、板厚中心部の100nm厚みの組織について圧延面の法線方向から観察した時に、205×10-12を5万倍の透過型電子顕微鏡(TEM)で観察して計数される。
In one embodiment of the present invention, the aluminum alloy sheet has the above-described alloy composition, and is cold-rolled without intermediate annealing, and then heat-treated by paint baking. The aluminum alloy sheet has a structure in which 40 or more subgrains are present in a predetermined region in the center of the sheet thickness. By making the aluminum alloy sheet have a predetermined number of subgrains or more, it is possible to solve a problem that has been difficult to solve in the past: that is, the tab tear load can be improved while maintaining strength. The subgrains present in the aluminum alloy sheet are counted by observing a 100 nm-thick structure in the center of the sheet thickness from the normal direction of the rolled surface using a transmission electron microscope (TEM) at 50,000 magnification, at 205 × 10 -12 m 2 .

サブグレインは亜結晶粒とも称され、小さな不定形の粒であり、冷間圧延などにより転位が導入された材料(組織)が、与えられた温度、時間、ひずみのもと、エネルギーの低い構造になろうと回復を進めることによって生じる。 Subgrains, also known as subcrystal grains, are small, irregularly shaped particles that form when a material (structure) into which dislocations have been introduced by cold rolling or other processes undergoes recovery to form a lower-energy structure under given temperature, time, and strain.

すなわち、タブ用アルミニウム合金塗装板の場合、冷間圧延によって導入された転位セル壁、変形帯などの転位密集領域の転位が合体消滅と再配列することにより、シャープな境界をもつサブグレインが生じる。転位密集領域が多数形成されると、新たに移動してきた転位と合体消滅する確率が高くなり、加工硬化指数(n値)が低下するが、サブグレイン組織となることで加工硬化指数(n値)が向上する。加工硬化指数(n値)が向上すると応力集中部の塑性変形域が拡大し、耐タブ裂け性が向上する。このためサブグレインが多いほどタブ裂け荷重が向上する。 That is, in the case of coated aluminum alloy sheets for tabs, subgrains with sharp boundaries are formed when dislocations in dislocation-dense regions such as dislocation cell walls and deformation bands introduced by cold rolling coalesce, annihilate, and rearrange. When numerous dislocation-dense regions are formed, the probability of them coalescing and annihilat- ing with newly arriving dislocations increases, reducing the work hardening exponent (n value). However, the formation of a subgrain structure improves the work hardening exponent (n value). An improved work hardening exponent (n value) expands the plastic deformation region in the stress concentration area, improving tab crack resistance. For this reason, the more subgrains there are, the higher the tab crack load.

観察されるサブグレインの一例を図2に示す。図2は、5万倍の倍率の透過型電子顕微鏡(TEM)画像の一例である。転位密集領域100とサブグレイン200が混在しており、サブグレイン200は、その境界である外縁形状がシャープ(鮮明で明確)な、内部に転位の少ない、小さな1つ1つの不定形の粒として結晶粒の中で識別される。 An example of an observed subgrain is shown in Figure 2. Figure 2 is an example of a transmission electron microscope (TEM) image taken at 50,000x magnification. Dislocation-dense regions 100 and subgrains 200 are mixed together, and the subgrains 200 are distinguishable within the crystal grains as small, individual, irregularly shaped grains with sharp (clear and distinct) outer edge shapes that form their boundaries and few internal dislocations.

このように透過型電子顕微鏡の観察視野において、個々のサブグレインの数を数えることができる。なお、所定の観察視野内に存在するサブグレインの数の代わりに、サブグレインの面積率を測定することも考えられるが、その場合はサブグレインのサイズが考慮されないため、粗大なサブグレイン組織である場合でも高いサブグレイン面積率が得られる。粗大なサブグレイン組織は微細なサブグレイン組織に比べ転位密度が低いため、強度が低くなりタブとして必要な強度が得られなくなる。 In this way, it is possible to count the number of individual subgrains within the observation field of a transmission electron microscope. It is also possible to measure the subgrain area ratio instead of the number of subgrains present within a given observation field, but in this case the size of the subgrains is not taken into account, so a high subgrain area ratio can be obtained even with a coarse subgrain structure. Because a coarse subgrain structure has a lower dislocation density than a fine subgrain structure, the strength is lower and the strength required for a tab cannot be obtained.

したがって、一実施形態において、サブグレインの大きさは、例えば円相当径として1000nm以下、好ましくは800nm以下、より好ましくは600nm以下である。サブグレインの円相当径の下限は例えば50nm以上である。円相当径は、サブグレインの境界長を測定し、境界長と同じ長さの円周長を有する円の直径として算出される。 Therefore, in one embodiment, the size of the subgrains is, for example, 1000 nm or less, preferably 800 nm or less, and more preferably 600 nm or less in terms of equivalent circle diameter. The lower limit of the equivalent circle diameter of the subgrains is, for example, 50 nm or more. The equivalent circle diameter is calculated by measuring the boundary length of the subgrain and calculating it as the diameter of a circle having a circumference length equal to the boundary length.

一実施形態において、タブ用アルミニウム合金塗装板を構成するアルミニウム合金板の板厚中心部の所定領域におけるサブグレインの個数は、40個以上であってよく、好ましくは50個以上、より好ましくは60個以上である。サブグレインの個数の上限は、例えば600個以下、又は400個以下である。 In one embodiment, the number of subgrains in a predetermined region in the center of the thickness of the aluminum alloy plate constituting the coated aluminum alloy plate for tabs may be 40 or more, preferably 50 or more, and more preferably 60 or more. The upper limit of the number of subgrains is, for example, 600 or less, or 400 or less.

アルミニウム合金板の板厚中心部の所定領域におけるサブグレイン化が進行していない場合、サブグレインの個数が40個未満と少ない場合、アルミニウム合金板が高強度となるが、その一方で、優れた耐タブ裂け性とタブ折れ強度(高強度)とを両立することができない場合がある。すなわち、タブ用アルミニウム合金塗装板の高強度を維持したまま耐タブ裂け性を向上できない場合がある。 If subgrain formation is not advanced in a specific region in the center of the plate thickness of an aluminum alloy plate, or if the number of subgrains is as few as 40, the aluminum alloy plate will have high strength, but on the other hand, it may not be possible to achieve both excellent tab crack resistance and tab breakage strength (high strength). In other words, it may not be possible to improve the tab crack resistance while maintaining the high strength of the aluminum alloy coated plate for tabs.

タブ用アルミニウム合金塗装板は、強度と耐タブ裂け性に優れる。タブ用アルミニウム合金塗装板の板強度は、例えば、0.2%耐力として、例えば300MPa以上であってよく、好ましくは320MPa以上、より好ましくは330MPa以上、更に好ましくは340MPa以上である。タブ用アルミニウム合金塗装板の板強度の上限は0.2%耐力として、例えば390MPa以下である。また、タブ用アルミニウム合金塗装板の耐タブ裂け性は、例えば図3に模式的に示す方法で求まるタブ裂け模擬荷重によって評価することができる。図3に示す方法によるタブ裂け模擬荷重は、例えば65N以上であってよく、好ましくは67N以上、より好ましくは68N以上、更に好ましくは70Nであってもよい。また、タブ裂け模擬荷重の上限は、例えば100N以下程度である。0.2%耐力が300MPa以上であって、タブ裂け模擬荷重が65N以上であると、充分な強度を維持しつつ、タブ折れ、タブ裂け等を発生させることなく開缶動作が可能である。なお、タブ裂け模擬荷重の評価方法の詳細については後述する。 The aluminum alloy coated sheet for tabs has excellent strength and tab crack resistance. The sheet strength of the aluminum alloy coated sheet for tabs may be, for example, 300 MPa or more, preferably 320 MPa or more, more preferably 330 MPa or more, and even more preferably 340 MPa or more, as 0.2% proof stress. The upper limit of the sheet strength of the aluminum alloy coated sheet for tabs is, for example, 390 MPa or less, as 0.2% proof stress. Furthermore, the tab crack resistance of the aluminum alloy coated sheet for tabs can be evaluated, for example, by the tab crack simulation load determined by the method schematically shown in Figure 3. The tab crack simulation load according to the method shown in Figure 3 may be, for example, 65 N or more, preferably 67 N or more, more preferably 68 N or more, and even more preferably 70 N. Furthermore, the upper limit of the tab crack simulation load is, for example, approximately 100 N or less. If the 0.2% yield strength is 300 MPa or more and the tab tearing simulated load is 65 N or more, the can can be opened without breaking or tearing the tab while maintaining sufficient strength. Details of the method for evaluating the tab tearing simulated load will be described later.

以上で説明したアルミニウム合金板の組織及び特性は、冷間圧延板(冷間圧延後の板)に塗装及び塗装焼付け処理を施した後のアルミニウム合金塗装板(プレコート板)の組織及び特性である。なお、このような組織及び特性は、塗装及び塗装焼付け処理を施さずとも、あるいはタブに成形せずとも、冷間圧延板に、塗装焼付け処理を模擬した特定条件での熱処理を施した後の、アルミニウム合金板の組織及び特性であってもよい。これらの組織及び特性は、塗装焼付け処理と熱処理との条件が同じであれば、同じか、あるいは僅差により同じと見なすことができる組織及び特性となる。 The structure and properties of the aluminum alloy sheet described above are those of a painted aluminum alloy sheet (pre-coated sheet) after painting and paint baking processes have been applied to a cold-rolled sheet (sheet after cold rolling). Note that these structure and properties may also be those of an aluminum alloy sheet after heat treatment under specific conditions simulating paint baking processes has been applied to a cold-rolled sheet, without painting and paint baking processes or forming into a tab. These structure and properties will be the same, or can be considered to be the same with only slight differences, if the conditions for the paint baking process and the heat treatment are the same.

タブ用アルミニウム合金塗装板は、アルミニウム合金板の片面又は両面に設けられる樹脂層を備えるプレコート板であってよい。樹脂層は、エポキシ系、塩ビゾル系、ポリエステル系等の有機塗料を塗布した後、熱処理して形成される焼付け樹脂層であってよい。有機塗料が塗布されるアルミニウム合金板は、クロメート系、ジルコン系等の表面処理剤で表面処理又は化成処理された表面処理済みアルミニウム合金板であってよい。熱処理の温度は例えば、メタル到達温度(PMT:Peak Metal Temperature)が200℃以上290℃以下程度となる温度であってよい。樹脂層の厚みは、例えば0.5μm以上15μm以下程度であってよい。 The coated aluminum alloy sheet for tabs may be a precoated sheet with a resin layer provided on one or both sides of the aluminum alloy sheet. The resin layer may be a baked resin layer formed by applying an organic paint such as an epoxy-based, vinyl vinyl sol-based, or polyester-based paint and then heat treating it. The aluminum alloy sheet to which the organic paint is applied may be a surface-treated aluminum alloy sheet that has been surface-treated or chemically treated with a surface treatment agent such as a chromate-based or zircon-based agent. The heat treatment temperature may be, for example, a temperature at which the peak metal temperature (PMT) is approximately 200°C or higher and 290°C or lower. The thickness of the resin layer may be, for example, approximately 0.5 μm or higher and 15 μm or lower.

製造方法
タブ用アルミニウム合金塗装板を構成するアルミニウム合金板の製造方法の一例について説明する。アルミニウム合金板の製造方法は、第1工程である鋳造工程と、第2工程である均質化熱処理工程と、第3工程である熱間圧延工程と、第4工程である冷間圧延工程とを含み、これらの工程をこの順に行うものである。
[0023] An example of a method for manufacturing an aluminum alloy sheet for forming an aluminum alloy coated sheet for a tab will now be described. The method for manufacturing an aluminum alloy sheet includes a casting step as a first step, a homogenization heat treatment step as a second step, a hot rolling step as a third step, and a cold rolling step as a fourth step, which are carried out in this order.

(第1工程から第3工程:鋳造工程、均質化熱処理工程、熱間圧延工程)
第1工程は、目的の組成を有する鋳塊を半連続鋳造法にて作製する工程である。第2工程は、第1工程で作製されたアルミニウム合金の鋳塊に均質化熱処理を施す工程である。
(First to third steps: casting, homogenization heat treatment, hot rolling)
The first step is to produce an ingot having a target composition by semi-continuous casting, and the second step is to subject the aluminum alloy ingot produced in the first step to homogenization heat treatment.

第1工程では、半連続鋳造法(DC(direct chill)鋳造)によりアルミニウム合金を鋳造して鋳塊を得る。次に、鋳塊表層の不均一な組織となる領域を面削にて除去する工程と均質化熱処理を施す第2工程を行う。この均質化熱処理は、例えば400℃以上570℃以下の範囲で実施され、続く熱間圧延の予備加熱を兼ねる。 In the first step, an aluminum alloy is cast using a semi-continuous casting method (DC (direct chill) casting) to obtain an ingot. Next, in the second step, areas of the ingot surface that would otherwise have a non-uniform structure are removed by facing, and a homogenization heat treatment is performed. This homogenization heat treatment is carried out, for example, at a temperature in the range of 400°C to 570°C, and also serves as preheating for the subsequent hot rolling.

第3工程は、第2工程で均質化熱処理を施されたアルミニウム合金の鋳塊を熱間圧延する工程である。熱間圧延により得る熱間圧延板の板厚は、通常、冷間圧延して得られる製品板の板厚から冷間圧延による総圧延率を逆算して設定する。 The third step is hot rolling the aluminum alloy ingot that has been subjected to the homogenization heat treatment in the second step. The thickness of the hot-rolled plate obtained by hot rolling is usually determined by back-calculating the total rolling reduction ratio for cold rolling from the thickness of the product plate obtained by cold rolling.

熱間圧延の終了温度である巻き取り温度は、例えば300℃以上400℃以下であり、好ましくは320℃以上370℃以下である。巻き取り温度が300℃以上であると、熱間圧延板の再結晶率が向上して、塗装焼付け後のアルミニウム合金板合金塗装板のタブ裂け模擬荷重がより向上する。一方、巻取り温度が400℃以下であると、板表面に焼付きと呼ばれる表面欠陥が発生することが抑制され、板表面の性状が良化する。 The coiling temperature, which is the temperature at which hot rolling ends, is, for example, 300°C or higher and 400°C or lower, and preferably 320°C or higher and 370°C or lower. A coiling temperature of 300°C or higher improves the recrystallization rate of the hot-rolled sheet, further improving the tab tearing simulated load of the aluminum alloy sheet after paint baking. On the other hand, a coiling temperature of 400°C or lower suppresses the occurrence of a surface defect known as seizure on the sheet surface, improving the sheet surface properties.

第4工程は、第3工程で熱間圧延された熱間圧延板を冷間圧延する工程である。第4工程では、熱間圧延板を、中間焼鈍を施すことなく冷間圧延して、所定の板厚のアルミニウム合金板に仕上げる。冷間圧延は、熱間圧延板が適切な荷重の範囲で製品板の板厚まで圧延されるように、所定の総圧延率となる複数回のパスを設定して行う。なお、パスとは、一対のワークロール間を板が1回通板して圧延されることをいう。 The fourth step is cold rolling the hot-rolled sheet obtained in the third step. In the fourth step, the hot-rolled sheet is cold-rolled without intermediate annealing to finish it into an aluminum alloy sheet of the specified thickness. Cold rolling is performed by setting multiple passes to achieve a specified total rolling reduction so that the hot-rolled sheet is rolled to the thickness of the product sheet within an appropriate load range. A pass refers to the sheet being rolled by passing it between a pair of work rolls once.

冷間圧延の総圧延率は、85.0%以上95.0%以下とすることが好ましく、より好ましくは87.0%以上93.0%以下である。冷間圧延の総圧延率が85.0%以上95.0%以下であると、アルミニウム合金板の強度が充分に得られるほか、転位密度が高くなり、塗装焼付け処理後のサブグレイン化が促進され、本発明で規定する範囲のサブグレイン個数とすることができる。その結果、耐タブ裂け性が向上する傾向がある。 The total cold rolling reduction is preferably 85.0% or more and 95.0% or less, and more preferably 87.0% or more and 93.0% or less. When the total cold rolling reduction is 85.0% or more and 95.0% or less, sufficient strength is obtained for the aluminum alloy sheet, and the dislocation density is increased, promoting the formation of subgrains after paint baking, making it possible to achieve a subgrain number within the range specified in the present invention. As a result, tab crack resistance tends to be improved.

冷間圧延の総圧延率を所定の範囲とすることに加えて、冷間圧延の最終圧延パスとその直前の圧延パスの通板間隔を0.33秒以内とすることが好ましい。上記通板間隔を0.33秒以内とすることで最終圧延パスでの動的回復がより促進され、前記転位密集領域においてサブグレインの形成がより促進され、次工程の塗装焼付時に従来よりも多くのサブグレインが形成される。なお、通板間隔の範囲は、好ましくは0.32秒以内、更に好ましくは0.31秒以内である。 In addition to keeping the total cold rolling reduction within a specified range, it is preferable to keep the sheet threading interval between the final cold rolling pass and the immediately preceding rolling pass within 0.33 seconds. Keeping the sheet threading interval within 0.33 seconds further promotes dynamic recovery in the final rolling pass, further promoting the formation of subgrains in the dislocation-dense regions, and resulting in the formation of more subgrains than conventionally during the subsequent paint baking process. The sheet threading interval is preferably within 0.32 seconds, and more preferably within 0.31 seconds.

以上の工程で製造されるアルミニウム合金板には、クロメート系、ジルコン系などの表面処理剤で化成処理が施される。その後、エポキシ系樹脂、塩ビゾル系、ポリエルテル系などを含む有機塗料が塗布されて塗膜が形成される。形成された塗膜に対して、PMT(メタル到達温度)が200℃以上290℃以下程度で、塗装焼付け処理することで、プレコート板としてのタブ用アルミニウム合金塗装板が製造される。 The aluminum alloy sheet produced through the above process is subjected to a chemical conversion treatment using a surface treatment agent such as a chromate or zirconium-based agent. An organic paint containing an epoxy resin, vinyl chloride sol, or polyester is then applied to form a coating. The resulting coating is then baked at a PMT (Pass-to-Metal Temperature) of approximately 200°C to 290°C, producing a pre-coated aluminum alloy coated sheet for use in tabs.

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 The present invention will be explained in more detail below using examples, but the present invention is not limited to these examples.

(供試材の作製)
表1に示す組成からなるアルミニウム合金を半連続鋳造法にて鋳造し、第1工程及び第2工程として示した方法で面削、均質化熱処理を行い、冷却すること無く、熱間圧延した。熱間圧延の終了温度を巻取り温度として300℃以上370℃以下とした。そして、得られた熱間圧延板を、中間焼鈍を施すこと無く、表1に示す条件で冷間圧延して板厚0.25mmの冷間圧延板としてアルミニウム合金板を得た。なお、表1に示す組成の残部はAlと不可避不純物である。また、冷延率は、冷間圧延における総圧延率であり、通板間隔は、冷間圧延における最終圧延パスとその直前の圧延パス間の所要時間である。
(Preparation of test material)
An aluminum alloy having the composition shown in Table 1 was cast by a semi-continuous casting method, and then subjected to facing and homogenization heat treatment by the methods shown as the first and second steps, followed by hot rolling without cooling. The end temperature of the hot rolling was set to 300°C or more and 370°C or less as the coiling temperature. The obtained hot-rolled sheet was then cold-rolled under the conditions shown in Table 1 without intermediate annealing to obtain an aluminum alloy sheet as a cold-rolled sheet having a sheet thickness of 0.25 mm. The balance of the composition shown in Table 1 is Al and unavoidable impurities. The cold reduction ratio is the total rolling ratio in cold rolling, and the sheet threading interval is the time required between the final rolling pass and the immediately preceding rolling pass in cold rolling.

続いて、得られたアルミニウム合金板に対し、化成処理を施した後、エポキシ系塗料を塗布し、連続焼付け炉により200℃以上290℃以下のPMTで焼付け処理した。なお焼付け温度及び焼付け時間は、No.1からNo.3のいずれの製造例においても同等とした。 The resulting aluminum alloy plate was then subjected to a chemical conversion treatment, after which an epoxy-based paint was applied and baked in a continuous baking furnace at a PMT of 200°C to 290°C. The baking temperature and baking time were the same for all manufacturing examples No. 1 to No. 3.

製造したアルミニウム合金塗装板を供試材とし、以下の方法でサブグレイン個数、0.2%耐力、及びタブ裂け模擬荷重(耐タブ裂け性)を測定した。その結果を表1に示す。 The manufactured aluminum alloy coated sheets were used as test materials, and the number of subgrains, 0.2% yield strength, and tab tear simulated load (tab tear resistance) were measured using the following methods. The results are shown in Table 1.

サブグレインの個数
各供試材の板厚中心から両厚さ方向にそれぞれ50nm厚の領域の組織を圧延面の法線方向から5万倍の倍率の透過型電子顕微鏡(TEM)による観察によりサブグレインをカウントして、サブグレインの個数を算出した。
Number of subgrains The structure of each test material in a region 50 nm thick in both thickness directions from the center of the sheet thickness was observed with a transmission electron microscope (TEM) at a magnification of 50,000 times from the normal direction of the rolled surface, and the number of subgrains was counted to calculate the number of subgrains.

具体的には、前記供試材を機械研磨して、板厚中心から両厚さ方向に0.05mm(厚さ0.1mm)とした後、ツインジェット式電解研磨法にて厚さおよそ100nmの薄膜にし、この薄膜を透過型電子顕微鏡にて、圧延面の法線方向から、5万倍の倍率で205×10-12の領域を撮影した。撮影視野内で測定したサブグレインの数を合計しサブグレインの個数を算出した。なお、サブグレインの個数の上限は特に定めないが、その上限は通常400から600個程度である。 Specifically, the test material was mechanically polished to a thickness of 0.05 mm (0.1 mm) in both thickness directions from the center of the plate thickness, and then a thin film approximately 100 nm thick was formed using a twin-jet electrolytic polishing method. This thin film was then photographed using a transmission electron microscope at a magnification of 50,000 times from the normal direction of the rolled surface, over an area of 205 × 10 −12 m 2. The number of subgrains measured within the photographed field of view was totaled to calculate the number of subgrains. There is no particular upper limit to the number of subgrains, but the upper limit is usually around 400 to 600.

0.2%耐力の測定
各供試材について、引張方向が圧延方向と平行になるJIS-5号引張試験片を作製し、JISZ2241の規定に準じて引張試験を行い、塗膜厚さを除した板厚を算出し0.2%耐力を求めた。0.2%耐力の適性範囲は300MPa以上であり、この範囲であれば薄肉化したタブであってもタブ折れ強度を満足する。なお、0.2%耐力の上限は特に定めないが、成形性等への悪影響を考慮するとその上限は通常390MPa程度である。
Measurement of 0.2% Yield Strength For each test material, a JIS No. 5 tensile test piece was prepared with the tensile direction parallel to the rolling direction, and a tensile test was performed in accordance with the provisions of JIS Z2241. The plate thickness was calculated by dividing the coating thickness to determine the 0.2% yield strength. The appropriate range for 0.2% yield strength is 300 MPa or more, and within this range, even thin-walled tabs will satisfy the tab breaking strength. There is no specific upper limit for 0.2% yield strength, but considering the adverse effects on formability, etc., the upper limit is usually around 390 MPa.

タブ裂け模擬荷重の測定
各供試材から図3Aに示す試験片を作製し、タブ裂けを模擬した引き裂き試験を実施し、タブ裂け模擬荷重を求めた。引き裂き試験は、図3Bに示すように、試験片の部位26と部位27を引張試験機の片側のチャックに挟み、部位28をもう片側のチャックに挟んで固定し、引張試験のチャック速度10mm/minで引き裂き試験を行った。試験片の穴の内径はどちらも2.0mmである。この引き裂き試験により、試験片の穴31及び32でそれぞれ亀裂が発生する際のピーク荷重を図4に示すとおり測定した。試験は同じ供試材から作製した試験片をそれぞれ用いて8回実施し、各試験で測定した2つのピーク荷重の最小の測定結果を抽出し平均した値をタブ裂け模擬荷重とした。なお引き裂き試験で穴31及び穴32が同時に裂ける場合があり、この場合は1回の試験で得られるピーク荷重が1つとなりピーク荷重も高くなる。本発明では引き裂き試験で得られるピーク荷重が1つの場合は試験結果から除外した。タブ裂け模擬荷重の適正範囲は65N以上とした。タブ裂け模擬荷重が65N以上であれば、開缶動作時にタブ裂けを発生させることなく開缶動作を完了することができ、耐タブ裂け性に優れる。
Measurement of Tab Breaking Simulated Load: Test specimens shown in FIG. 3A were prepared from each test material, and a tear test simulating tab breakage was performed to determine the tab breakage simulated load. As shown in FIG. 3B, the test specimens were clamped between portions 26 and 27 of the test specimen in one chuck of a tensile tester, and portion 28 was clamped and fixed in the other chuck. The tear test was performed at a tensile test chucking speed of 10 mm/min. The inner diameter of each hole in the test specimen was 2.0 mm. This tear test measured the peak loads at which cracks occurred in holes 31 and 32 of the test specimen, as shown in FIG. 4. The test was performed eight times using test specimens prepared from the same test material, and the minimum measurement result of the two peak loads measured in each test was extracted and averaged to determine the tab breakage simulated load. Note that in some cases, holes 31 and 32 may tear simultaneously during the tear test. In such cases, a single peak load was obtained in one test, resulting in a higher peak load. In the present invention, cases where only one peak load was obtained in the tear test were excluded from the test results. The appropriate range of the tab tearing simulated load was set to 65 N or more. If the tab tearing simulated load is 65 N or more, the can opening operation can be completed without causing tab tearing, and the can has excellent tab tearing resistance.

表1に示すように、アルミニウム合金塗装板の組成が本発明の規定範囲内のNo.1からNo.3は、サブグレインの個数が本発明の規定範囲内にあるから、実施例に該当する。No.1からNo.3のいずれも、冷間圧延の最終パスとその直前のパスの通板間隔が0.33秒以内であり、タブ裂け模擬荷重(耐タブ裂け性)も合格値に達している。また図5に示すようにタブ裂け模擬荷重と通板間隔は概ね比例関係にあり、線形近似線の傾きからタブ裂け模擬荷重が65N以上となる通板間隔は0.33秒程度となると予想される。また図6に示すようにタブ裂け模擬荷重とサブグレインの個数とは概ね比例関係にあり、線形近似線の傾きからタブ裂け模擬荷重が65N以上となるサブグレインの個数は約40個以上と予想される。 As shown in Table 1, Nos. 1 to 3, whose aluminum alloy coated sheet compositions are within the range specified by the present invention, qualify as examples because the number of subgrains is also within the range specified by the present invention. For all of Nos. 1 to 3, the sheet threading interval between the final cold rolling pass and the pass immediately preceding it was within 0.33 seconds, and the tab tearing simulated load (tab tear resistance) also met the acceptable value. Furthermore, as shown in Figure 5, the tab tearing simulated load and the sheet threading interval are roughly proportional to each other. Based on the slope of the linear approximation line, the sheet threading interval at which the tab tearing simulated load is 65 N or greater is expected to be approximately 0.33 seconds. Furthermore, as shown in Figure 6, the tab tearing simulated load and the number of subgrains are roughly proportional to each other. Based on the slope of the linear approximation line, the number of subgrains at which the tab tearing simulated load is 65 N or greater is expected to be approximately 40 or greater.

1 タブ
2 蓋材
11 リベット穴
14 インナーランス
21 リベット部
100 転位密集領域
200 サブグレイン
1 tab 2 lid material 11 rivet hole 14 inner lance 21 rivet portion 100 dislocation dense region 200 subgrain

Claims (3)

Si:0.05質量%以上0.40質量%以下、Fe:0.05質量%以上0.50質量%以下、Cu:0.01質量%以上0.30質量%以下、Mn:0.1質量%以上0.6質量%以下、Mg:4.0質量%以上6.0質量%以下を含有し、残部がAl及び不可避不純物からなるアルミニウム合金板と、樹脂層とを備え、
板厚中心から両厚さ方向にそれぞれ50nm厚の領域の組織について圧延面の法線方向から観察した時に、5万倍の透過型電子顕微鏡により撮影される画像において205×10-12の領域中に総計50個以上のサブグレインを有するタブ用アルミニウム合金塗装板。
an aluminum alloy plate containing Si: 0.05% by mass or more and 0.40% by mass or less, Fe: 0.05% by mass or more and 0.50% by mass or less, Cu: 0.01% by mass or more and 0.30% by mass or less, Mn: 0.1% by mass or more and 0.6% by mass or less, Mg: 4.0% by mass or more and 6.0% by mass or less, with the balance being Al and inevitable impurities; and a resin layer;
A coated aluminum alloy sheet for tabs having a total of 50 or more subgrains in an area of 205 × 10 −12 m2 in an image taken with a transmission electron microscope at 50,000 magnification, when the structure of a region 50 nm thick from the center of the sheet thickness in both thickness directions is observed from the normal direction of the rolled surface.
前記領域中における前記サブグレインの個数が、総計60個以上である請求項1に記載のタブ用アルミニウム合金塗装板。 The coated aluminum alloy sheet for tabs according to claim 1, wherein the total number of subgrains in the region is 60 or more. 前記アルミニウム合金板は、Ti含有量が0.1質量%以下である請求項1又は2に記載のタブ用アルミニウム合金塗装板。 The coated aluminum alloy sheet for tabs according to claim 1 or 2, wherein the aluminum alloy sheet has a Ti content of 0.1% by mass or less.
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