JP2008126249A - Ｄｉ缶 - Google Patents

Abstract

【課題】ピンホールの発生を防ぐ。
【解決手段】アルミニウム合金の板材に絞りしごき加工を施して形成された有底筒状のＤＩ缶であって、前記板材は、最終圧下率が４５％〜８０％とされ、前記胴部１１の中心軸線Ｏに直交する断面形状は、周方向に９０°の間隔をあけて外方に突出する凸形状部１６を備え、前記凸形状部１６の前記胴部１１における周方向位置は、前記底部の中心における前記板材の圧延方向に対する交差角が４５°に対応して形成されていることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、内容物が密封される缶体に用いられるＤＩ缶に関するものである。

飲料等の内容物が充填、密封される缶体として、開口端部に缶蓋が巻締められるフランジ部が形成された缶や、開口端部にキャップが螺着されるボトル缶が、広く市場において流通している。このような缶体に用いられるＤＩ缶は、従来、ＪＩＳ３００４（ＡＡ３００４）またはＪＩＳ３１０４（ＡＡ３１０４）などのＡｌ合金からなる板材に絞りしごき加工（Ｄｒａｗｉｎｇ ＆ Ｉｒｏｎｉｎｇ）を施すことにより形成されている。

従来から、缶体の流通過程において、その胴部に、例えば先鋭体が接触又は衝突することにより発生する微細な孔、又は缶と缶の間に異物が挟まった状態で擦れることにより生じる微細な孔や破断等のいわゆる流通ピンホール（以下、ピンホールという。）が発生し、その内容物が漏洩する等の問題があった。このような問題を解決するための手段として、例えば下記特許文献１に示されるような、胴部に樹脂フィルムを配設した構成が知られている。
特開平０８−３２５５１４号公報

しかしながら、前記従来の缶体では、上記のようなＡｌ合金を用いてＤＩ缶を成形すると、内容物が充填された状態において缶体の中心軸線Ｏに直交する胴部の断面形状は略真円か周方向に６０°間隔をあけて外方に突出され、その結果、缶の底部の中心におけるＡｌ合金の板材の圧延方向に対する交差角度が４５°に対応する胴部の周方向位置は、Ａｌ合金材料の異方性によって同一缶の他の部位に比較して引張強度や耐力が低いために突き刺し強度が低く、ピンホールが発生しやすいという問題があった。

このような問題を解決するための手段として、胴部の肉厚を大きくすることでピンホールの発生をし難くしてピンホール特性（この明細書において、ピンホール特性とは、ピンホールが発生し難さを意味する）を向上させることが考えられるが、この場合、各種製造装置について部品の交換や再調整等が必要になることがあり、また、缶重量も増大するのでやはり製造コストが増大することを回避できない。

上記のように、缶体重量の増加を抑制しつつ缶体の耐圧強度を確保し、さらに、缶体の製造を容易に安定して行うことを課題とし、この課題を解決するために、本発明の発明者らが鋭意研究した結果、以下のような知見を得た。
ＤＩ缶を製造する場合の材料及び製造方法に関して、ＤＩ缶には、例えば、引張強度等の耐圧強度に係る材料強度とピンホール特性が製品特性として要求され、缶体胴部のしごき易さを表す特性（以下、ＤＩ成形性という。）とＤＩ缶のネック部の成形し易さを表す特性（以下、ネック成形性という。）がＤＩ缶を容易に製造するための特性として要求され、これらの特性が相互に密接に関連して他の特性の阻害要因となっていることを突き止めた。

すなわち、ＤＩ缶に要求される特性である耐圧強度を増加させるためには、ＤＩ缶を構成する壁部の材料強度が高いことに加えて、充分に加工硬化していることが好ましく、これは薄肉化の実現に重要である。しかし、成分を調整して材料強度自体を高くした場合、ＤＩ成形性やネック成形性は低下する傾向にあり、また、加工硬化を進行させることにより耐圧強度を確保させようとすると、缶体が変形したときに塑性変形が進行しやすく、外力が加わり変形が始まってから破断に至るまでに許容される変形（歪）の余裕が小さくなるためにピンホール特性が低下する結果となる。
このように、加工硬化に関して、耐圧強度とピンホール特性とは相反する特性であるといえ、材料強度自体が増加することは、ＤＩ加工性、ネック加工性といった成形性を低下させることになる。

一方、製造工程においてしごき率を小さくしてＤＩ成形性を向上させる場合、胴部の最終的な肉厚が一定の場合には、材料の厚さを薄くしてしごき率を低くすることが有効であるが、材料の厚さを薄くすることはＤＩ缶の底部などの耐圧強度の低下を招く。
また、耐圧強度を向上させるために材料強度を高くさせ、又は加工硬化を進行させることは、ネック成形性を低下させる結果となる。

また、ＤＩ成形性、ネック成形性を向上させるために材料強度自体を低下させると、耐圧強度や、ピンホール特性を低下し、耐圧強度や、ピンホール特性を向上させると、ＤＩ成形性、ネック成形性が低下するという互いに相反する関係にある。
以上、得られた知見から、引張強度等の材料強度や材料の加工硬化に基づく耐圧強度とピンホール特性、ＤＩ成形性とネック成形性といった、材料特性と成形方法に関してＤＩ缶に要求される特性を、従来の製造技術にとらわれることなく抜本的に見直すことにより画期的な改善を行うこととした。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、製造コストを増大させることなくピンホールの発生を防ぐことができるＤＩ缶を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に記載された発明は、アルミニウム合金の板材に絞りしごき加工を施して形成された有底筒状のＤＩ缶であって、前記板材は、最終圧下率が４５％〜８０％とされ、前記絞りしごき加工は、しごき率が、５１．４％以上６０．４％以下とされ、胴部の中心軸線Ｏに直交する断面形状は、前記胴部の周方向に９０°の間隔をあけて外方に突出する凸形状部を備え、前記凸形状部の前記胴部における周方向位置は、底部の中心における前記板材の圧延方向に対する交差角が４５°に対応して形成されていることを特徴とする。

請求項２に記載された発明は、請求項１記載のＤＩ缶であって、前記底部を通り缶軸方向に形成される中心軸線Ｏから前記凸形状部の径方向距離は、前記凸形状部以外の部位の径方向距離よりも０．１ｍｍ以上０．６ｍｍ以下の範囲内で大きく形成されていることを特徴とする。

請求項３に記載された発明は、請求項１又は請求項２に記載のＤＩ缶であって、内容物が充填された状態における前記中心軸線Ｏから前記凸形状部の径方向距離は、前記凸形状部以外の部位の径方向距離よりも０．０５ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下の範囲内で大きく形成されていることを特徴とする。

請求項４に記載された発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載のＤＩ缶であって、前記アルミニウム合金は、質量％が、Ｓｉ：０．１〜０．５％、Ｆｅ：０．３〜０．７％、Ｃｕ：０．０５〜０．５％、Ｍｎ：０．５〜１．５％、Ｍｇ：０．４〜１．５％、Ｃｒ：０．００１〜０．１０％、Ｚｎ：０．０５〜０．３０％、Ｔｉ：０．０５〜０．１０％を含有し、残部が不可避的不純物を含むＡｌとされていることを特徴とする。

この発明に係るＤＩ缶は、鋳塊に熱間圧延、冷間圧延および焼鈍を施して所定板厚とした中間板材に、最終圧下率が４５％〜８０％の冷間仕上げ圧延を施して形成されたアルミニウム合金の板材に、しごき率が、５１．４％以上６０．４％以下とされる絞りしごき加工が施されているので、缶の底部の中心における板材の圧延方向に対する交差角が４５°とされる胴部の周方向位置に、胴部の周方向に９０°の間隔をあけて缶軸方向に延在し、胴部の外方に突出する凸形状部が形成される。
その結果、突き刺し強度が高められてピンホール特性が向上する。

この発明に係るＤＩ缶に上記凸形状部が形成されるメカニズムは明確ではないが、突き刺し強度が高められてピンホール特性が向上するのは、圧延方向に対する交差角度が４５°とされて材料強度（引張強度、耐力）が最も低いとされる周方向位置に外方に突出して曲率が大きな凸形状部が形成されることにより、径方向内方に押圧された際に、胴部の内方に凹み始めてから破断に至るまでの塑性変形量が大きくなるために、塑性変形により消費されるエネルギー及び対応可能な応力が増大するためであると推測される。

また、上記アルミニウム合金の板材が、最終圧下率が４５％〜８０％とされることにより、ＤＩ加工による加工硬化で十分な強度が確保される一方で、加工硬化が加工限度よりも充分に低い状態とされるため、この板材にしごき率が、５１．４％以上６０．４％以下の絞りしごき加工を施した場合に、凸形状部に突起物や砂が押込まれて加工硬化が進行しても加工限度よりも小さな値に抑えられ、その結果、材料強度が最も低いとされる圧延方向に対する交差角度が４５°とされる位置に形成された凸形状部に加工限度に対する余裕が確保され、破断が抑制されるものと推測される。

ここで、最終圧下率とは、図４のフロー図に示したように、中間板材（焼鈍を挟むことなく最後に施される冷間圧延の前における板材）の厚さｔ１と、最終板材（前述の冷間圧延の後における板材）の厚さ（最終板厚）ｔｆとにより、
最終圧下率＝（（ｔ１−ｔｆ）／ｔ１）×１００（％）
で算出され、
例えば、図４（Ａ）のように熱間圧延（Ｈ）後に、中間焼鈍（ＩＡ）と最終の冷間圧延（ＣＦ）を施す場合には、熱間圧延（Ｈ）が施された段階、すなわち冷間圧延（Ｃ１）前の板の厚さがｔ１とされ、最終の冷間圧延（ＣＦ）が終了した段階の板の厚さがｔｆとされる。この場合、熱間圧延（Ｈ）の終了直後の温度が充分高く、中間焼鈍を行わなくとも自然に再結晶が生じる場合には、中間焼鈍を省略する場合もある。また、例えば、図４（Ｂ）のように熱間圧延（Ｈ）後に、冷間圧延（Ｃ１）と焼鈍が施される場合には、最終的に中間焼鈍（ＩＡ）が行なわれた段階の板の厚みをｔ１とし、最終の冷間圧延（ＣＦ）が終了した段階の板の厚さｔｆとされる。この場合、図４（Ｂ）において２点鎖線で示したフローが、複数回、例えば、４〜５回行なわれる場合もあるが、その回数には依存しない。

本発明に係るＤＩ缶によれば、製造コストを増大させることなくピンホールの発生を防ぐことができる。

以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。
図１は、この発明の一実施形態として示したＤＩ缶の製造方法を示すものであり、図２、図３は、一実施形態に係るＤＩ缶を示す図であり、この図において符号１０は、ＤＩ缶を示している。

ＤＩ缶１０は、缶軸方向の大きさ、すなわち高さが約１２３．５ｍｍ、外径が６５ｍｍ以上６７ｍｍ以下とされ、底部１２は、図２に示すように、胴部１１の缶軸方向における内側に向けて凹むドーム部１２ａを備えるとともに、このドーム部１２ａの外周縁部が胴部１１の缶軸方向における外側に向けて突出する環状凸部１２ｃとされている。この環状凸部１２ｃの缶軸方向における頂部が、ＤＩ缶１０が正立姿勢となるように、このＤＩ缶１０を接地面Ｌ上に配置したときに接地面Ｌに接する接地部１２ｂとされる。

また、ＤＩ缶１０は、アルミニウム合金の板材Ｗに絞りしごき加工を施して有底筒状に形成され、缶の中心軸線Ｏに直交する胴部１１の断面形状が、胴部１１の周方向に９０°の間隔をあけて缶軸方向に延在し、胴部１１の外方に突出する凸形状部１６を備えており、凸形状部１６の胴部１１における周方向位置は、底部１２の中心（中心軸線Ｏが通過する位置）における板材Ｗの圧延方向（図３の０°又は１８０°方向）に対する交差角が４５°に対応する位置Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４とされている。

ＤＩ缶１０に内容物が充填されていない状態では、凸形状部１６は、接地部１２ｂからの高さが２０ｍｍ〜８５ｍｍの範囲内において、中心軸線Ｏからの径方向距離Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４は、凸形状部１６以外の部位の径方向距離の最小値Ｄｍｉｎよりも０．１ｍｍ以上０．６ｍｍ以下の範囲内で大きく形成されている。
また、ＤＩ缶１０に内容物が充填された状態では、凸形状部１６は、接地部１２ｂからの高さが２０ｍｍ〜８５ｍｍの範囲内において、中心軸線Ｏからの径方向距離Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４は、凸形状部１６以外の部位の径方向距離の最小値Ｄｍｉｎよりも０．０５ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下の範囲内で大きく形成されている。
ここで、内容物が充填された状態とは、炭酸水を充填して缶蓋を巻き締めて、缶の内圧を、室温２０℃において０．２４５ＭＰａとしたＤＩ缶１０である。
また、中心軸線Ｏとは、底部１２の中心を通過して缶軸方向に延在する軸線であり、具体的には、底部１２の中心とＤＩ缶１０の開口部の中心を通過する軸線である。

また、ＤＩ缶１０は、ポリエステル系塗料を使用して、文字情報等の印刷部分も含め、胴部１１の外面を印刷、塗装し、この外面印刷及び外面塗装がされたＤＩ缶１０を１８０℃×３０秒間加熱することにより５０ｍｇ／ｄｍ^２の塗膜を形成させた後に、ＤＩ缶１０の内面にエポキシ系塗料を使用して内面塗装し、２００℃×６０秒間加熱することにより４０ｍｇ／ｄｍ^２の塗膜を形成させた外面印刷、外面塗装及び内面塗装がされている。

つぎに、このＤＩ缶１０の成形に用いるアルミニウム合金の板材の製造方法について説明する。
まず、ＪＩＳ３００４（ＡＡ３００４）またはＪＩＳ３１０４（ＡＡ３１０４）に係る組成のＡｌ合金の溶湯を常法により脱ガス、介在物除去を行い、半連続鋳造により厚さ５５０ｍｍ、幅１．５ｍ、長さ４．５ｍのスラブに鋳造し、スラブに均熱化処理を施した後、厚さが６．５ｍｍになるまで熱間圧延を施し、その後、冷間圧延を施す。

そして、加熱速度１００℃／秒、５３０〜５５０℃の温度範囲に２０秒間保持し、冷却速度１００℃／秒なる条件で焼鈍を行い、その後、７６％の最終圧下率で冷間仕上圧延加工を施し、最終板厚０．２７ｍｍとされた板材（製品コイル）を得た。なお、均質化処理はいずれも６００℃×６時間とする。

Ａｌ合金の鋳塊に熱間圧延、冷間圧延および焼鈍を施して所定板厚の中間板材が形成された後に、該中間板材に最終圧下率４５％〜８０％の冷間仕上げ圧延を施すことにより最終板厚（０．２４ｍｍ以上０．２８ｍｍ以下）の板材Ｗに形成され、アフターベーキング耐力が、２７５ＭＰａ〜２８４ＭＰａとされている。ここで、アフターベーキング耐力とは、Ａｌ合金素材の評価方法であり、Ａｌ合金の板材を２１０℃×１０分間加熱した後の引張り試験による耐力である

次に、板材Ｗを打ち抜いて直径が約１５０ｍｍとされた円板状の板材（ブランク）Ｗを成形する。
次に、この板材Ｗをカッピングプレスによって絞り加工することによりカップ状体Ｗ１に成形する。

次いで、ＤＩ加工装置によって、カップ状体Ｗ１に再絞りしごき加工を施して有底筒状体Ｗ２を形成する。このときの、しごき率は、６０．４％で胴部１１の最薄部における肉厚が０．１０５ｍｍになるまで絞りしごき加工が施される。
再絞りしごき加工に用いるＤＩ加工装置は、再絞り加工するための円形の貫通孔を有する一枚の再絞りダイと、この再絞りダイと同軸に配列される円形の貫通孔を有する複数枚（例えば、３枚）のアイアニング・ダイ（しごきダイ）と、アイアニング・ダイと同軸とされ、上記それぞれのアイアニング・ダイの各貫通孔の内部に嵌合可能とされ、軸方向に移動自在とされる円筒状のパンチスリーブと、このパンチスリーブの外側に嵌合された円筒状のカップホルダースリーブとを備えている。

ＤＩ加工装置による再絞り加工は、カップＷ１をパンチスリーブと再絞りダイとの間に配置して、カップホルダースリーブ及びパンチスリーブを前進させてカップホルダースリーブが、再絞りダイの端面にカップＷ１の底面を押し付けてカップ押し付け動作を行ないながら、パンチスリーブがカップＷ１を再絞りダイの貫通孔内に押し込むことにより行われる。その結果、所定の内径を有する再絞り加工されたカップが成形される。引き続き、再絞り加工されたカップを複数のアイアニング・ダイを順次通過させて徐々にしごき加工をして、カップ状体の側壁をしごいて側壁を延伸させて側壁高さを高くするとともに壁厚を薄くして有底筒状体Ｗ２を形成する。

しごき加工が終了した有底筒状体Ｗ２は、パンチスリーブがさらに前方に押し出して底部をボトム成形金型に押圧することにより、底部が、例えばドーム形状に形成される。
この有底筒状体Ｗ２は、側壁がしごかれることで冷間加工硬化されて強度が高くなる。

次に、有底筒状体Ｗ２の開口端部Ｗ２ａをトリミングする。
ＤＩ加工装置によって形成された有底筒状体Ｗ２の開口端部Ｗ２ａは、その缶軸方向に波打つような凹凸形状とされ不均一であるため、有底筒状体Ｗ２の開口端部Ｗ２ａを切断してトリミングすることにより缶軸方向における側壁の高さを全周に亙って均一にする。このようにして、胴部１１と底部１２とを有する横断面円形のＤＩ缶１０を形成される。

このようにして形成されたＤＩ缶１０は、洗浄して潤滑油等を除去した後に表面処理を施して乾燥し、次いで外面印刷、外面塗装を施し、その後内面塗装を施す。
外面塗装は、例えば、ポリエステル系塗料を使用して、ＤＩ缶１０の胴部の外面に印刷、塗装をし、この外面印刷及び外面塗装がされたＤＩ缶１０を１８０℃×３０秒間以上加熱して行ない、内面塗装は、外面に塗装が施されたＤＩ缶１０の内面に、例えば、エポキシ系塗料を使用して内面塗装し、２００℃×６０秒間以上加熱することにより行なう。

次いで、ＤＩ缶１０にネッキング加工及びフランジング加工を施して、ＤＩ缶１０の胴部１１が開口端に向かって縮径されたネック部１３と、ネック部１３の開口端に接続されるフランジ部１４を形成させる。
ネッキング加工をする場合、例えば、開口端部の外側に同心に配置された円環状のネッキングダイに対して、開口端部側をＤＩ缶１０の軸線方向に複数回にわたって押し当てることにより、ＤＩ缶１０の開口端部を順次縮径して、ネック部１３を形成する。

この実施の形態において、板材（ブランク）Ｗは、直径１４５ｍｍ以上１５５ｍｍ以下、厚さが０．２４ｍｍ以上０．２８ｍｍ以下の円板形状とされ、カップ状体Ｗ１は、軸線方向における大きさが約４２ｍｍ、外径が約９０ｍｍとされている。
また、カップ状体Ｗ１に施される再絞りしごき加工は、有底筒状体Ｗ２に形成されたときのしごき率が５１．４％以上６０．４％以下となるように設定されている。

ここで、しごき率とは、
しごき率＝（板材Ｗの厚さ−胴部１１の厚さ）／板材Ｗの厚さ×１００（％）
により算出される。
胴部１１の厚さとは、胴部１１の最薄部、例えば接地部１２ｂから缶軸方向上方に６０ｍｍ離れた部分における胴部１１の肉厚とされる。そして、この胴部１１の厚さは０．１０５ｍｍ以上０．１２５ｍｍ以下とされる。

また、アルミニウム合金の板材Ｗは、重量％（以下、同じ）でＳｉ：０．１〜０．５％、Ｆｅ：０．３〜０．７％、Ｃｕ：０．０５〜０．５％、Ｍｎ：０．５〜１．５％、Ｍｇ：０．４〜１．５％、Ｃｒ：０．００１〜０．１０％、Ｚｎ：０．０５〜０．３０％、Ｔｉ：０．０５〜０．１０％を含有し、残部が不可避的不純物を含むＡｌからなる組成のものを用いることが好ましい。

シリコン（Ｓｉ）は同時に含有されるＭｇとともに化合物を形成し、固溶硬化、析出硬化、分散硬化作用を及ぼすほか、Ａｌ、Ｍｎ、Ｆｅなどとも金属間化合物を形成して、しごき成形時にダイスに対する焼き付きを防止する効果を発揮する。Ｓｉ含有量が０．１％未満では、所望の潤滑性能を発揮できず、ダイスへの焼き付きを防止するのに不十分である。一方、Ｓｉ含有量が０．５％を越えると脆くなり加工性が劣化する。従ってＳｉの適正含有量は、０．１〜０．５％に設定することが好ましい。

鉄（Ｆｅ）及びクロム（Ｃｒ）は結晶の微細化と、しごき成形加工時にダイスに対する焼き付きを防止する効果を発揮する。Ｆｅは、含有量が０．３％未満では所望の効果が得られず、一方、Ｆｅ含有量が０．７％を越えると脆くなり加工性が劣化する。従ってＦｅの含有量は、０．３〜０．７％に設定することが好ましい。
また、Ｃｒを添加する場合には、所望の効果を得るためには、Ｃｒ含有量を０．００１％以上とし、脆くなり加工性が劣化するのを抑制するためにＣｒ含有量を０．１０％以下とすることが好ましい。従って、Ｃｒを添加する場合には、Ｃｒの含有量は０．００１〜０．１０％に設定することが好ましい。

銅（Ｃｕ）はＭｇと金属間化合物を形成し、固溶硬化、析出硬化、分散硬化作用を及ぼす。Ｃｕ含有量が０．０５％未満ではこれらの効果が乏しく、またＣｕ含有量が０．５％を越えると加工性が劣化する。従って、Ｃｕの含有量は０．０５〜０．５％に設定することが好ましい。

マンガン（Ｍｎ）はＦｅ、Ｓｉ、Ａｌとともに金属間化合物を形成し、晶出相及び分散相となって分散硬化作用を発揮するとともに、しごき成形加工時にダイスに対する焼き付きを防止する効果を発揮する。Ｍｎ含有量が０．５％未満では、所望の硬化特性が得られず、一方、Ｍｎ含有量が１．５％を越えると脆くなり加工性が劣化する。従ってＭｎの含有量は、０．５〜１．５％に設定することが好ましい。

マグネシウム（Ｍｇ）は固溶体強化作用を有し、圧延加工時に加工硬化性を高めるとともに、前記ＳｉやＣｕと共存することで分散硬化と析出硬化作用を発揮する。Ｍｇ含有量が０．４％未満ではこれらの作用効果が十分発揮されず、またＭｇ含有量が１．５％を越えると加工性が劣化し、特にカール加工性が低下する。従って、Ｍｇの含有量は０．４〜１．５％、好ましくは１．１〜１．３％に設定することが好ましい。

亜鉛（Ｚｎ）は析出するＭｇ、Ｓｉ、Ｃｕの金属間化合物を微細化する作用を有する。 Ｚｎを添加する場合には、所望の効果を得るためには、含有量を０．０５％以上とし、加工性と耐食性の劣化を抑制するためには、Ｚｎ含有量が０．３０％以下であることが好ましい。従ってＺｎの含有量は０．０５〜０．３０％に設定することが好ましい。
チタン（Ｔｉ）は結晶粒を微細化し、加工性を改善する効果を発揮する。
Ｔｉを添加する場合には、所望の効果を得るためには、含有量を０．０５％以上とし、粗大な化合物が形成されることにより加工性が劣化するのを抑制するためには、含有量が０．１０％以下であることが好ましい。従って、Ｔｉの含有量は０．０５〜０．１０％に設定することが好ましい。

また、ＤＩ缶１０の胴部１１は、引張強度が３１５ＭＰａ以上、０．２％耐力が２９０ＭＰａ以上で、かつこれらの引張強度と０．２％耐力との差が２７．５ＭＰａ以上、好ましくは２９ＭＰａ以上とされていることが好ましい。

以下、表１に、上記実施の形態に係る凸形状部の突出量の大きさが異なる２つのＤＩ缶を実施例として、底部１２の中心における圧延方向に対する交差角θとその交差角θに対応する周方向位置における突き刺し強度（単位：Ｎ）の関係を示す。
＜表１＞
交差角θ ０° ４５° ９０°
実施例１ ４２Ｎ ４５Ｎ ４３Ｎ
実施例２ ４２Ｎ ４７Ｎ ４３Ｎ
比較例１ ４２Ｎ ４２Ｎ ４３Ｎ
比較例２ ４１Ｎ ４０Ｎ ４３Ｎ
上記表１において、実施例１は、上記実施形態に係るＤＩ缶であって、凸形状部の突出量が約０．１ｍｍのものを、実施例２は、上記実施形態に係るＤＩ缶であって、凸形状部の突出量が約０．６ｍｍのものを、比較例１は、従来材料で成形されたＤＩ缶（圧延方向に対する交差角度が４５°の位置における突出が０．１ｍｍ以下のもの）を、比較例２は、実施例２相当の突出量が０．６ｍｍの胴部１１を展開して平板としたもの（交差角θは展開前の周方向位置を示している）である。上記実施例１、２及び比較例１、２における突出量は、内容物が充填されていないときの数値である。

また、突き刺し強度は、ＤＩ缶１０の胴部の缶軸方向に接地部から上方に６０ｍｍ離れた位置（缶軸方向に缶の略中央の位置）の外面に、曲率半径０．５ｍｍの押圧子を胴部の径方向内方に向かって５０ｍｍ／ｍｉｎで移動させて、缶の胴部に穴があいたときの押圧力の大きさを測定し、それを突き刺し強度とした。

上記、実施例により、本発明に係るＤＩ缶は、凸形状部の突出量が、０．１ｍｍから０．６ｍｍの範囲内において、０．６ｍｍのほうが、突き刺し強度がより高いことが確認できた。
また、実施例１、２の突き刺し強度が、実施例１の従来のＤＩ缶に比較して高いことにより、ＤＩ缶を成形する板材の圧延方向の異方性による強度の低下が、最終圧下率が４５％〜８０％とされ、絞りしごき加工におけるしごき率が、５１．４％以上６０．４％以下とされることにより改善することが確認された。
また、本発明に係るＤＩ缶は、交差角度４５°における突き刺し強度が、比較例２の平板に比較して高いことから、実施例１、２のＤＩ缶では材料の異方性による強度低下が改善されるばかりでなく、交差角度４５°に相当する位置が凸形状部とされていることが突き刺し強度の向上に寄与していることが確認された。

以上説明したように、上記実施形態に係るＤＩ缶１０は、最終圧下率が４５％〜８０％の冷間仕上げ圧延を施し、この板材に絞りしごき加工する際のしごき率が、５１．４％以上６０．４％以下とされるので、缶の底部１２の中心における板材Ｗの圧延方向に対する交差角が４５°に対応する胴部１１の周方向位置Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４に、周方向に９０°の間隔をあけて、缶軸方向に延在する胴部１１の外方に突出する凸形状部１６が形成され、その結果、突き刺し強度が高められてピンホール特性が向上し、ピンホールの発生が抑制される。
また、缶体の製造コストの増大を抑制して現行同等の缶重量を維持することが可能とされる。

また、上記実施形態のＤＩ缶１０によれば、胴部１１の外径が６５ｍｍ以上６７ｍｍ以下とされ、高さが約１２３．５ｍｍとされ、胴部１１の最薄部における肉厚が０．１０５ｍｍ以上０．１２５ｍｍ以下とされた内容量が３５０ｍｌ用の缶体が形成されるため、缶重量の過度の増大、高さ不足、製造コストの増大、バックリング強度の低下を生じさせることなく、突き刺し強度を向上させることができる。

なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能であり、例えば、前記実施形態では、厚さが０．２４ｍｍ以上０．２８ｍｍ以下、外径が１４５ｍｍ以上１５５ｍｍ以下とされた円板状の板材Ｗに絞りしごき加工を施すことによりＤＩ缶１０を形成したが、絞りしごき加工におけるしごき率を５１．４％以上６０．４％以下の範囲内とすることにより、前記厚さ、外径、容量の異なるＤＩ缶１０を形成することも可能である。

また、板材Ｗを最終圧下率４５％〜８０％の冷間仕上げ圧延を施すことにより最終板厚として形成したが、上記冷間仕上げ圧延による製造方法に限られるものではない。
また、上記実施の形態で記載した以外の内面塗装、外面塗装を施すことも可能である。

また、上記実施の形態においては、開口端部に缶蓋を巻締めるフランジ部を有するＤＩ缶について説明したが、このＤＩ缶を、開口端部にネッキング加工を施して肩部とキャップが螺着可能とされる口金部とを有するボトル缶に用いることも可能である。

ピンホールが発生することを防ぐことができるＤＩ缶を提供することができる。

本発明の一実施形態として示したＤＩ缶の製造方法を示す工程図である。 図１に示すＤＩ缶の縦断面図である。 図１に示すＤＩ缶の缶胴を缶軸方向からみたときの横断面図である。 本発明の一実施形態における最終圧下率を説明するための図である。

符号の説明

１０ ＤＩ缶
１１ 胴部
１２ 底部
１６ 凸形状部
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４ 径方向距離（凸形状部）
Ｄｍｉｎ 径方向距離（凸形状部以外の部位のうち最小値）
Ｏ 中心軸線
Ｗ 板材

Claims (4)

1. アルミニウム合金の板材に絞りしごき加工を施して形成された有底筒状のＤＩ缶であって、
   前記板材は、最終圧下率が４５％〜８０％とされ、
   前記絞りしごき加工は、しごき率が、５１．４％以上６０．４％以下とされ、
   胴部の中心軸線Ｏに直交する断面形状は、前記胴部の周方向に９０°の間隔をあけて外方に突出する凸形状部を備え、
   前記凸形状部の前記胴部における周方向位置は、底部の中心における前記板材の圧延方向に対する交差角が４５°に対応して形成されていることを特徴とするＤＩ缶。
2. 請求項１記載のＤＩ缶であって、
   前記底部を通り缶軸方向に形成される中心軸線Ｏから前記凸形状部の径方向距離は、
   前記凸形状部以外の部位の径方向距離よりも０．１ｍｍ以上０．６ｍｍ以下の範囲内で大きく形成されていることを特徴とするＤＩ缶。
3. 請求項１又は請求項２に記載のＤＩ缶であって、
   内容物が充填された状態における前記中心軸線Ｏから前記凸形状部の径方向距離は、
   前記凸形状部以外の部位の径方向距離よりも０．０５ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下の範囲内で大きく形成されていることを特徴とするＤＩ缶。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載のＤＩ缶であって、
   前記アルミニウム合金は、質量％が、Ｓｉ：０．１〜０．５％、Ｆｅ：０．３〜０．７％、Ｃｕ：０．０５〜０．５％、Ｍｎ：０．５〜１．５％、Ｍｇ：０．４〜１．５％、Ｃｒ：０．００１〜０．１０％、Ｚｎ：０．０５〜０．３０％、Ｔｉ：０．０５〜０．１０％を含有し、残部が不可避的不純物を含むＡｌとされていることを特徴とするＤＩ缶。

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