CN108273848B - 一种双暗面铝箔及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双暗面铝箔，其正面的光泽度如下：测量角度20度下的光泽度GZ20<50Gu，测量角度60度下的光泽度GZ60<150Gu，测量角度85度下的光泽度GZ85<100Gu；其反面的光泽度如下：测量角度20度下的光泽度GF20<50Gu，测量角度60度下的光泽度GF60<150Gu，测量角度85度下的光泽度GF85<100Gu，其中光泽度依据ASTM D523标准测得。本发明还公开了该双暗面铝箔的制备方法，包括将N层铝箔重叠在一起进行轧制，其中N≥3，其中轧制过程中不与轧辊表面接触的那些铝箔即为所述双暗面铝箔。该双暗面铝箔在锂电池行业不仅作为电极材料的新型载体，用于提高表面沉积的导电碳层等涂材的结合强度，该双暗面铝箔还可以在未来的电力电容器用铝箔、其它机电类用铝箔和包装类用铝箔方面提供更多更优的选择。

Description

一种双暗面铝箔及其制备方法
技术领域
本发明涉及金属箔材加工领域，具体涉及一种双暗面铝箔及其制造方法。
背景技术
铝箔具有广泛的工业用途，例如作为各种包装材料等。常规的铝箔制备方法是经过多级轧制技术，先将铝锭轧成铝板、将铝板轧成铝带，再将铝带轧成铝箔，通过调整轧辊之间的缝隙宽度来控制铝箔的厚度。图1示出了传统的轧制工艺示意图。铝箔加工过程中，将铝箔与轧辊接触的那一面称之为亮面，而将铝箔不与轧辊接触的那一面称之为暗面。亮面与暗面的区别在于，亮面与轧辊接触直接受轧辊作用力，因此粗糙度低或表面光滑度高，导致其对光的镜面反射能力很强。而暗面由于不与轧辊直接接触，故表面粗糙度高或表面光滑度低，导致其对光的镜面反射能力弱，而主要发生漫反射，故看起来发暗。
以上亮面和暗面的称呼，是铝加工行业技术人员根据其肉眼所见的光泽度定性区别而得到的俗称。但具体到严谨的材料测试学，有严谨的测试方法来对光泽度进行定量衡量。各种测试标准均大同小异，以其中的ASTM D523标准为例，其在20度、60度和85度三个角度下测量。光泽度单位通常以GU来表示，GU是Gloss Unit的缩写。
如图1所述的传统铝板轧制工艺所生产的常规铝箔，如果仅轧制单层铝箔的话，则得到两面都是亮面的铝箔，如果轧制两层铝箔，则得到一面是亮面而另一面是暗面的铝箔。其中亮面的光泽度通常数值如下：测量角度20度下的光泽度一般大于200Gu，测量角度60度下的光泽度一般大于450Gu，测量角度85度下的光泽度一般大于100Gu。通常在包装材料领域，例如烟草包装领域或印刷领域，人们都希望铝箔亮度比较高，以彰显出铝箔相对于普通纸张材料所特有的高端和庄重的质感，故现在市场上的铝箔，都至少存在一个亮面。市场上从未出现过双暗面铝箔，当然更没有相应的制备方法。
本发明则创新性地发明出了双暗面铝箔及其制备方法，并找到了其独特的用途。
发明内容
本发明的第一方面提供了一种双暗面铝箔，其正面的光泽度如下：测量角度20度下的光泽度GZ20<50Gu，测量角度60度下的光泽度GZ60<150Gu，测量角度85度下的光泽度GZ85<100Gu；其反面的光泽度如下：测量角度20度下的光泽度GF20<50Gu，测量角度60度下的光泽度GF60<150Gu，测量角度85度下的光泽度GF85<100Gu，其中光泽度依据ASTM D523标准测得。其中GZ60和GF60含义如下：GZ是正面光泽度的缩写，GF是反面光泽度的缩写，下标60表示测量角度，以此类推。
在优选实施方案中，本发明的双暗面铝箔的正面的光泽度如下：其正面的光泽度如下：测量角度20度下的光泽度GZ20<30Gu，测量角度60度下的光泽度GZ60<110Gu，测量角度85度下的光泽度GZ85<80Gu；其反面的光泽度如下：测量角度20度下的光泽度GF20<30Gu，测量角度60度下的光泽度GF60<110Gu，测量角度85度下的光泽度GF85<80Gu，其中光泽度依据ASTM D523标准测得。
优选地，本发明的双暗面铝箔的正反两面的同角度下的光泽度相差不超过20％，即|GZ20-GF20|≤10Gu，|GZ60-GF60|≤30Gu，|GZ85-GF85|≤20Gu。
进一步优选地，本发明的双暗面铝箔的正反两面的同角度下的光泽度相差不超过10％，即|GZ20-GF20|≤5Gu，|GZ60-GF60|≤15Gu，|GZ85-GF85|≤10Gu。
更进一步优选地，本发明的双暗面铝箔的正反两面的同角度下的光泽度相差不超过20％，即|GZ20-GF20|≤6Gu，|GZ60-GF60|≤22Gu，|GZ85-GF85|≤16Gu。
仍更进一步优选地，本发明的双暗面铝箔的正反两面的同角度下的光泽度相差不超过10％，即|GZ20-GF20|≤3Gu，|GZ60-GF60|≤11Gu，|GZ85-GF85|≤8Gu。
本发明的第二方面涉及第一方面所述的双暗面铝箔的制备方法，其关键点在于，将N层铝箔重叠在一起进行轧制，其中N≥3，其中轧制过程中不与轧辊表面接触的那些铝箔即为所述双暗面铝箔。
优选地，在叠轧前向所述N层铝箔的每一层间喷施轧制助剂油，业内俗称“双合轧制油”，其在轧制过程中起到对铝箔进行润滑和冷却的作用，保护铝箔表面不受损害。优选地，具体叠轧工艺参数如下：
N层铝箔行进速度400m±50m/min，载荷150KN±10KN，开卷张力50N/mm2±5N/mm2，卷取张力35N/mm2±5N/mm2，轧制油温35‐40℃，轧制油喷射压力0.5‐0.6Mpa，轧制油流量40‐45Lpm，轧制油透光率≥95％。
不排除调整上述工艺参数也能制备出双暗面铝箔的可能性。
通过上述实施例获得的双面暗铝箔力学性能、抗拉强度>180Mpa，伸长率>1.5％，板型平整、表面均匀、附着力强，极大的满足了客户对产品的质量需求。
本发明的第三方面涉及本发明第一方面所述的双暗面铝箔用于提高与在其表面上涂覆的碳层等涂材之间的结合强度的用途。在电池领域，尤其是锂电池领域，铝箔也有应用，主要是用于制备电极材料。通常是作为承载各种特种电极材料的载体。例如，锂电池领域中，将导电碳层等涂材沉积在铝箔上，作为阳极电极。现有的锂电池厂家使用都是双面亮或一面是亮面另一面是暗面的铝箔。本发明人经过5年多的潜心研究和实验发现，在铝箔亮面上沉积的导电碳层等涂材与亮面的结合强不够高，在电池使用条件苛刻的情况下，容易发生导电碳层等涂材脱落现象。而在铝箔暗面上沉积的导电碳层等涂材则与暗面的结合强度大大提高，可以用于改善电极性能。
当然，不排除本发明的双暗面铝箔还有其他用途。
本发明的有益结果：
1、首次制备出双暗面铝箔。
2、用本发明创造的叠轧法简单易行，可以在几乎不改动现有的铝箔轧制设备的情况下方便地轧制出双暗面铝箔。
3、本发明创造的叠轧法生产双暗面铝箔，相比于生产一面亮面另一面是暗面的常规铝箔，生产效率可以成倍提高。例如，N可以为3、4、5或6，即通过对置轧辊一次性就能生产出1、2、3、4张(即N-2张)双暗面铝箔。
4、双暗面铝箔作为电极材料载体时，表面更均匀，两面的一致性更好等等。沉积的导电碳层等涂材在两个暗面上都结合强度高，相比于一面亮而一面暗的传统铝箔，这是一个非常大的性能改进。
附图说明
图1是传统的一面亮一面暗的传统铝箔的辊轧加工过程示意图，其中与轧辊接触过的面为亮面(以A面表示)，而未与轧辊接触的面为暗面(以B面表示)。
图2是本发明的双暗面铝箔的辊轧加工过程示意图，仅以三层叠轧为例举例说明。其中由多层变单层的分层工序由……概括性示意。
以上附图仅仅是示意性地说明本发明的过程，并非严格按照实际尺寸比例绘制。
附图标记含义如下：
1-轧辊；2-双暗面铝箔；3-传统的一面亮一面暗的铝箔。
具体实施方式
下面结合附图说明本发明的具体实施方式。附图仅仅是说明性的，并不打算以任何方式限制本发明的范围。
以四层叠轧为例。每一铝箔卷展开成单层铝箔并按照常规轧制工序正常轧制至0.025mm(不排除其它厚度)，经合卷机将4层铝箔层叠为一个卷(4个单层卷经层叠后在保持单卷重量不变的情况下，截断为4个多层卷毛坯)，双合过程中向各铝箔表面施加轧制油。层叠好的毛坯卷总厚度为0.10mm(不排除其它厚度)。这种分卷和合卷以及施加轧制助剂的工艺在当前一面亮一面暗的铝箔生产中已经有成熟的设备和工艺条件，只需要将原来的两层铝箔分卷和合卷改为4层铝箔分卷和合卷即可。
然后，将叠在一起的四层铝箔通过一对彼此旋转方向相反的对置轧辊1，轧辊之间的缝隙最窄处为0.042mm，通过轧辊后的四层铝箔通过专用分切机将多层铝箔卷分成单层铝箔并剪切为需要宽度。在多层变单层的过程不需要专用设备，就是一个分卷的过程，双合油的作用之一就是使铝箔便于分开。中间两层即为为本发明的双暗面铝箔2。
也可以如图2所示三层铝箔叠在一起进行轧制，则中间一层铝箔为本发明的双暗面铝箔2，以此类推，不再赘述。
根据ASTM D523标准，采用深圳市三恩时科技有限公司公司生产的NHG268型三角度智能型光泽度仪加4mm厚白色胶垫(测试过程中垫在铝箔下面使用)对所得铝箔的光泽度进行测量。每次测量前，按照仪器要求事先检准仪器，然后取A4纸大小的铝箔作为测试样品，测试方向选择为光泽度仪的矩形测试窗口的长边方向与轧制方向相同，每个测试样品在其四角及中心五个位置进行测量，分别记下测试角度为20度、60度、85度下的光泽度数值，并计算每个测试角度下的平均值作为该测试角度下的光泽度结果值。
下表1列出三层叠轧和四层叠轧时各层铝箔的光泽度测量结果。
表1
可见，本发明的方法能够得到双暗面铝箔。
将本发明的双暗面铝箔送到某锂电池厂家进行现场测试，并与双面光或者一面亮一面暗的常规铝箔进行比较，发现亮面上的导电碳层等涂材与铝箔的结合强度只有暗面上的结合强度的一半左右。而各暗面上的导电碳层等涂材的结合强度则彼此相差不多。总之，应用本发明的双暗面铝箔，避免了原来铝箔亮面上的导电碳层等涂材在苛刻条件下剥离脱落的现象。

Claims (10)

1.一种双暗面铝箔，其特征在于，其正面的光泽度如下：测量角度20度下的光泽度GZ20<50Gu，测量角度60度下的光泽度GZ60<150Gu，测量角度85度下的光泽度GZ85<100Gu；其反面的光泽度如下：测量角度20度下的光泽度GF20<50Gu，测量角度60度下的光泽度GF60<150Gu，测量角度85度下的光泽度GF85<100Gu，其中光泽度依据ASTM D523标准测得。
2.根据权利要求1所述的双暗面铝箔，其特征在于，其正面的光泽度如下：测量角度20度下的光泽度GZ20<30Gu，测量角度60度下的光泽度GZ60<110Gu，测量角度85度下的光泽度GZ85<80Gu；其反面的光泽度如下：测量角度20度下的光泽度GF20<30Gu，测量角度60度下的光泽度GF60<110Gu，测量角度85度下的光泽度GF85<80Gu，其中光泽度依据ASTM D523标准测得。
3.根据权利要求1所述的双暗面铝箔，其特征在于，其正反两面的同角度下的光泽度相差不超过20％，即|GZ20-GF20|≤10Gu，|GZ60-GF60|≤30Gu，|GZ85-GF85|≤20Gu。
4.根据权利要求1所述的双暗面铝箔，其特征在于，其正反两面的同角度下的光泽度相差不超过10％，即|GZ20-GF20|≤5Gu，|GZ60-GF60|≤15Gu，|GZ85-GF85|≤10Gu。
5.根据权利要求2所述的双暗面铝箔，其特征在于，其正反两面的同角度下的光泽度相差不超过20％，即|GZ20-GF20|≤6Gu，|GZ60-GF60|≤22Gu，|GZ85-GF85|≤16Gu。
6.根据权利要求2所述的双暗面铝箔，其特征在于，其正反两面的同角度下的光泽度相差不超过10％，即|GZ20-GF20|≤3Gu，|GZ60-GF60|≤11Gu，|GZ85-GF85|≤8Gu。
7.根据权利要求1所述的双暗面铝箔的制备方法，其特征在于，将N层铝箔重叠在一起进行轧制，其中N≥3，其中轧制过程中不与轧辊表面接触的那些铝箔即为所述双暗面铝箔。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在叠轧前向所述N层铝箔的每一层间喷施轧制助剂油。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，具体叠轧工艺参数如下：
N层铝箔行进速度400m±50m/min，载荷150KN±10KN，开卷张力50N/mm2±5N/mm2，卷取张力35N/mm2±5N/mm2，轧制助剂油温35-40℃，轧制助剂油喷射压力0.5-0.6Mpa，轧制助剂油流量40-45Lpm，轧制助剂油透光率≥95％。
10.根据权利要求1或2所述的双暗面铝箔用于提高与在其表面上涂覆的涂材之间的结合强度的用途。
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