JP2002224710A

JP2002224710A - アルミニウム合金箔の製造方法

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Publication number: JP2002224710A
Application number: JP2001029179A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Sugita; 知之杉田; Kenji Tokuda; 健二徳田
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2001-02-06
Filing date: 2001-02-06
Publication date: 2002-08-13
Anticipated expiration: 2021-02-06
Also published as: JP3907095B2

Abstract

(57)【要約】【課題】圧延割れを起こすことなく、中間焼鈍工程を
省略したアルミニウム合金箔の製造方法により、良好な
軟質箔強度を有するアルミニウム合金箔を提供する【解決手段】Ｆｅを０．８０質量％以上〜１．７０質
量％未満、Ｓｉを０．０５質量％以上〜０．３０質量％
未満含有し、残部がＡｌと不可避的成分であるアルミニ
ウム合金箔の圧延を所定回数行うことにより、所望の箔
厚のアルミニウム合金箔を得るアルミニウム合金箔の製
造方法であって、全箔圧延工程におけるアルミニウム合
金箔の圧延後のコイル温度を７０℃〜１１０℃以下に制
御することを特徴とするアルミニウム合金箔の製造方
法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、薬品、食品などの
包装に用いられるアルミニウム合金箔の製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、薬品や、食品などの包装材料
として、アルミニウム合金箔（以下「箔」という。）が
用いられてきた。この箔は、一般的に、その用途によ
り、５μｍ〜１００μｍ程度の箔厚で使い分けられてい
る。そして、この箔は、以下の手順によって製造されて
きた。まず、半連続鋳造などの方法により作成したアル
ミニウム合金のスラブを、均熱、熱間圧延して箔厚が２
ｍｍ〜８ｍｍになるようにホットコイルを作製する。次
に、このホットコイルをさらに冷間圧延工程で、箔厚が
０．２ｍｍ〜０．３ｍｍ程度になるまで圧延して箔地と
する。そして、材料強度を軟質化してより圧延し易くす
るために前記冷間圧延工程の間に板厚０．４ｍｍ〜０．
８ｍｍで中間焼鈍を入れる。さらに、図１に示されるよ
うに、数回の箔圧延を行うことにより、箔厚が５μｍ〜
１００μｍの箔が製造されることとなる。

【０００３】一方、箔の製造現場では、箔のコスト削減
の要請による生産工程の合理化が強く求められているた
め、工程数の削減が課題とされてきた。そして、この課
題を解消するべく、前記中間焼鈍工程を省略した箔を使
用する方法が提言されるに至った。その理由は、前記中
間焼鈍工程を省略することにより、中間焼鈍に必要なエ
ネルギー費用や焼鈍設備を省略でき、ひいては、箔の製
造コストを削減できるからである。その他にも、中間処
理にかかる時間削減による製造納期の短縮を図ることが
でき、また、工程の簡略化を通じて作業性の向上を図る
ことができるからである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記中
間焼鈍工程を省略することにより得られた、いわゆる直
通箔は、加工硬化が進んでいるために、必要以上に箔の
強度が高いので、箔圧延時に破断の不良が生じやすかっ
た。また、前記直通箔は、中間焼鈍を行うことにより得
られる、いわゆる中鈍箔に比べて熱により鈍りやすいた
め、箔圧延時にコイルの中伸び等の形状変形を起こすこ
とに起因して圧延が困難であった。そのため、前記問題
を解決する、前記中間焼鈍工程を省略した箔の製造方法
の提供が課題とされてきた。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
前記課題を解決するべく鋭意研究した結果、後に説明す
る本発明の解決原理に基づいて、箔圧延後のコイル温度
を所定の温度に制御することにより、前記課題を解決で
きることを見出した。

【０００６】即ち、本発明は、Ｆｅを０．８０質量％以
上１．７０質量％未満、Ｓｉを０．０５質量％以上０．
３０質量％未満含有し、残部がＡｌと不可避的成分であ
るアルミニウム合金の圧延を所定回数行うことにより、
所望の箔厚のアルミニウム合金箔を得るアルミニウム合
金箔の製造方法であって、全箔圧延工程におけるアルミ
ニウム合金箔の圧延後のコイル温度を７０℃以上１１０
℃以下に制御することを特徴とするアルミニウム合金箔
の製造方法として構成した。この場合、好ましくは、前
記コイル温度は、８０℃以上１１０℃以下に制御され
る。

【０００７】このように構成したため、中間焼鈍を省略
しても圧延工程で破断を起こすことなく、良好な軟質箔
強度を有するアルミニウム合金箔が製造されることとな
る。そのため、前記中間焼鈍工程を省略した箔の製造方
法が提供されることとなるため、箔の製造コストを削減
できると共に、作業工程の簡略化を図ることが可能とな
る。尚、本明細書において、「強度」とは、引張試験に
よって求められる引張強度を示しており、曲げ強度等と
は無関係である。

【０００８】また、好ましい態様において、少なくと
も、（１）圧延時の全ての圧延パスの圧下率を３５％以
上６０％未満に制御すること、又は、（２）圧延時の全
圧延パス工程の各圧延に使用する圧延ロールの粗度Ｒａ
を０．０７μｍ以上０．１８μｍ以下に制御することの
いずれか一方の制御を行うことにより、アルミニウム合
金箔の圧延後のコイル温度を、７０℃以上１１０℃以下
に制御することを特徴とするアルミニウム合金箔の製造
方法が提供される。この場合、最も好ましくは、前記圧
下率は５０％〜６０％に制御され、圧延ロールの粗度Ｒ
ａは０．１５μｍ〜０．１８μｍ以下に制御される。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら、詳細に説明していく。尚、本発明は、
この実施の形態に限定されるものではない。本発明は、
箔圧延後のコイル温度を制御することにより、箔を製造
することを発明の要旨とするものである。そこで、図３
及び図４に示されるグラフを用いて、本発明の解決原理
である、箔圧延後のコイル温度を制御した理由について
説明していく。図３は、ＪＩＳ８０２１箔について、
中間焼鈍を行った場合とそうでない場合の、それぞれの
箔の焼鈍温度に対する伸び（％）を表わすグラフであ
る。このグラフ中、実線で示される曲線（又は○プロッ
ト）は、前記中間焼鈍工程を省略した箔（以下、「直通
箔」という。）の焼鈍温度に対する伸び挙動を表わして
いる。また、点線で示される曲線（又は□プロット）
は、前記中間焼鈍工程を行った箔（以下、「中鈍箔」と
いう。）の焼鈍温度に対する伸び挙動を表わしている。
このグラフから、中鈍箔の場合、焼鈍温度２２０℃前後
で伸びが急激に低下し、そして、焼鈍温度２００℃以下
で伸びが３％前後に安定することが分かる。

【００１０】一方、直通箔の場合、焼鈍温度２２０℃前
後で伸びが急激に低下し、焼鈍温度２００℃において伸
びが最低になった後、焼鈍温度が下がるにつれて伸びが
徐々に増加し、その後、焼鈍温度１００℃以下で伸びが
５％前後に安定することが分かる。以上の結果より、中
鈍箔と直通箔の伸び挙動を比較した場合、中鈍箔は、約
２００℃以下の焼鈍温度において安定した伸び挙動を示
すのに対し、直通箔は、１００℃前後以下の焼鈍温度に
おいて５％前後の安定した伸び挙動を示すことが分かっ
た。

【００１１】そこで、本発明者らは、直通箔が１００℃
前後以下の焼鈍温度において５％前後の安定した伸び挙
動を示すことに着目した。そして、前記８０２１箔につ
いて、後に説明するコイル温度の測定条件で、箔圧延後
のコイル温度と被圧延材料の伸びの関係について検討し
た。この検討によって得られた、箔圧延後のコイル温度
と被圧延材料の伸びの関係を、図４にグラフとして表わ
す。このグラフから分かるように、本発明者らは、箔圧
延後コイル温度が１１０℃以下において、箔の伸びが５
％前後になることを知見した。そして、本発明者らは、
この知見をアルミニウム合金箔の製造に応用することに
より、前記課題を解決するに至ったのである。いいかえ
れば、かかる知見が本発明の解決原理となっている。

【００１２】次に、本発明に係るアルミニウム合金箔の
製造方法の圧延条件について説明していく。（圧延後の箔コイル温度）本発明に係るアルミニウム合
金箔の製造方法にあっては、前記解決原理に基づいて、
圧延後の箔コイル温度は、７０℃以上１１０℃以下に制
御されて圧延が行われる。圧延後の箔コイルの温度が１
１０℃より高いと材料が鈍るため、コイルの変形や破断
などの原因になるからである。また、圧延後の箔コイル
の温度が７０℃未満では、得られる効果が同じであるこ
とより、経済的観点より、圧延後の箔コイルの温度は、
７０℃以上の温度に制御される。

【００１３】（圧延手段）本発明に係るアルミニウム合
金箔の製造に用いられる圧延手段は、従来公知の装置が
使用される。圧延手段は、箔圧延後の箔コイル温度を制
御できるものであれば、特に限定されない。好ましく
は、圧下率及び圧延ロール粗度を調整可能な圧延手段が
用いられる。ここで、前記圧延後の箔コイルの温度は、
例えば、圧延手段の圧下率及び圧延ロール粗度を調整す
ることにより制御される。そして、圧下率は、３５％以
上６０％未満に制御される。３５％未満だと、得られる
効果が３５％の場合と同等であるにもかかわらず、箔圧
延１回当たりの箔厚の減少が少ないため、圧延回数を増
加しなければ、所定の箔厚を得ることができないことよ
り、生産性が低下するからである。また、圧下率が６０
％以上だと、箔圧延時に材料が発熱するため、箔圧延後
のコイル温度が１１０℃以上となって、コイルの変形
や、破断が生じる原因となるからである。また、圧延ロ
ール粗度Ｒａは、０．０７μｍ以上０．１８μｍ以下に
制御される。０．０７μｍ未満では、箔圧延後のコイル
の発熱を抑える効果が０．０７μｍの場合と同等である
にもかかわらず、圧延ロールを研磨する必要が生じて、
生産性の低下をもたらすからである。また、圧延ロール
粗度Ｒａが０．１８μｍよりも高くなると、コイルの変
形や、破断などが生じやすくなるからである。

【００１４】次に、本発明において箔を製造するのに使
用されるアルミニウム合金の成分について説明してい
く。（Ｆｅ）Ｆｅは、材料の強度を向上させる目的でアルミ
ニウム地金に添加される。Ｆｅ含有量が高くなるほど強
度が高くなる。Ｆｅ含有量は、０．８質量％以上１．７
質量％未満である。Ｆｅ含有量が０．８質量％未満だ
と、強度向上効果が不十分であり、軟質強度が不足する
ことになるからである。また、Ｆｅ含有量が１．７質量
％以上だと、箔圧延中の強度が高くなりすぎるため、圧
延中に割れが生じるからである。

【００１５】（Ｓｉ）Ｓｉは、固体―液体共存領域液を
拡大する目的で加えられる。Ｓｉ含有量は、０．０３質
量％以上０．３０質量％未満である。Ｓｉ含有量が０．
０３質量％未満だと、鋳造時に湯漏れが発生しやすくな
るからである。また、Ｓｉ含有量が０．３０質量％以上
だと、箔の加工硬化挙動が不安定になり、製品箔の強度
が低下するからである。

【００１６】（任意成分）前記成分以外にも、任意成分
として、Ｃｕ，Ｔｉ，Ｍｎ，Ｍｇ，Ｚｎ，Ｃｒ等が、Ｊ
ＩＳに規定された８０７９合金の成分範囲内で必要に応
じて添加される。この場合の、Ｃｕ，Ｔｉ，Ｍｎ，Ｍ
ｇ，Ｃｒのそれぞれの含有量は０．００５質量％〜０．
０５質量％である。Ｚｎの含有量は０．００５質量％〜
０．１質量％である。全任意成分の総含有量は、０．０
１質量％〜０．１５質量％であることが好ましい。

【００１７】本発明に係る箔は、アルミニウム地金にＦ
ｅ及びＳｉを所定の量添加し、また、所望により前記任
意成分を所定の量添加し、その後、溶融、冷却して得ら
れた鋳塊に、前記圧延条件で圧延を行うことにより得ら
れる。尚、アルミニウム地金としては、９９．７％純度
以上のものを用いるものが好ましい。また、前記アルミ
ニウム鋳塊に、従来公知の方法に従って均質化処理等を
行ってもよい。

【００１８】

【実施例】以下、実施例を示して本発明についてさらに
具体的に説明するが、本発明が下記実施例に限定されな
い。

【００１９】＜実施例１〜１０及び比較例１〜１０＞表
１に記載された通りにＦｅ及びＳｉ、並びにＣｕ及びＭ
ｎの含有量が調整された、残部がＡｌである鋳塊を作成
した。そして、この鋳塊を従来公知の方法に従って均質
化処理し、その後、表１に示される圧延スケジュール、
箔圧延後コイル温度、箔圧延時圧下率及び箔圧延ロール
粗度の条件で、圧延を行うことによりアルミニウム合金
箔を得た。

【００２０】表１の圧延スケジュールの欄に記載されて
いる数値は、左から順に第１圧延前（前記鋳塊の箔
厚）、第１圧延後、第２圧延後、第３圧延後、第４圧延
後の箔厚を示している。また、表１の箔圧延後のコイル
温度の欄に記載されている数値は、左から順に第１圧延
後、第２圧延後、第３圧延後、第４圧延後のコイル温度
を示している。この箔圧延後のコイル温度は、図２に示
されるように、コイル最外周と最内周の中間点の温度
を、圧延終了後１５分間以内に、接触式の温度計により
測定したものである。さらに、表１の箔圧延時圧下率の
欄に記載されている数値は、左から順に第１圧延時、第
２圧延時、第３圧延時、第４圧延時の圧下率（％）を示
している。

【００２１】次に、このアルミニウム合金箔の性能を調
べるために、アルミニウム合金箔の箔圧延時の破断の評
価、及び、軟質箔強度の測定を行った。得られた試験結
果を表２にまとめて示す。ここで、破断の評価は、表１
に示される材料を、表１に記載された条件下で箔圧延を
行い、破断の生じた回数を測定した。そして、次式で表
わされるように、割れが生じた回数を、得られた製品箔
の質量（トン数）で除して得られた値により破断を評価
した。破断＝（破断が生じた回数）／（得られた製品箔のトン
数）この場合、１．５（回／１トン）未満のものを、「圧延
性が良好である」と評価し、１．５（回／１トン）以上
のものを、「圧延性が劣る」として評価した。また、軟
質箔強度は、引張試験機を用いて、軟質箔強度の測定を
行った。そして、引張強度が７０（Ｎ／ｍｍ²）以上の
ものを良好と評価した。

【００２２】

【表１】

【００２３】

【表２】

【００２４】以上の試験結果より、以下のことがいえ
た。（直通箔と中鈍箔の関係）実施例１〜１０（直通箔）の
破断は、比較例１０（中鈍箔）の破断に劣らなかった。
また、実施例１〜１０（直通箔）の軟質箔強度は、比較
例１０（中鈍箔）の軟質箔強度よりも高かった。このこ
とより、本発明に係る箔は、中間焼鈍工程を省略した箔
であるにも係わらず、破断及び軟質箔強度に関して、中
間焼鈍を行った箔と同等かそれ以上の性能を有していた
ことが分かった。

【００２５】（箔圧延後のコイル温度の影響）箔圧延後
のコイル温度が１１０℃以下の場合（実施例１〜１
０）、箔の破断は、０．０回／トン〜１．０回／トンで
あった。一方、箔圧延後のコイル温度が１１０℃を超え
た場合（比較例５〜９）、破断は、２．５回／トン〜
３．５回／トンとなった。このことより、圧延後のコイ
ル温度が１１０℃以下の場合、破断を防止できることが
分かった。

【００２６】（Ｆｅ成分の影響）Ｆｅ含有量が０．８質
量％〜１．６質量％の場合（実施例１〜１０）、破断
は、０．０回／トン〜１．０回／トンであり、また、軟
質箔強度は７４Ｎ／ｍｍ²〜１１０Ｎ／ｍｍ²であった。
一方、Ｆｅ含有量が０．６質量％の場合（比較例１）、
破断はなかったものの、軟質箔強度が低下した。また、
Ｆｅ含有量が１．８質量％の場合（比較例２）、破断が
生じたが、軟質箔強度は向上した。

【００２７】（Ｓｉ成分の影響）Ｓｉ含有量が０．０７
質量％〜０．１５質量％の場合（実施例１〜１０）、破
断は、０．０回／トン〜１．０回／トンであり、また、
軟質箔強度は７４Ｎ／ｍｍ ²〜１１０Ｎ／ｍｍ²であっ
た。一方、Ｓｉ含有量が０．０２質量％の場合（比較例
３）、鋳造できなかった。また、Ｓｉ含有量が０．３１
質量％の場合（比較例４）、破断は０．５回／トンであ
ったが、軟質箔強度は低下して６８Ｎ／ｍｍ²になっ
た。（Ｃｕ及びＭｎ成分の影響）実施例６及び７から分かる
ように、Ｃｕ及びＭｎを添加したことにより、軟質箔強
度が向上した。

【００２８】本発明に係る方法により得られたアルミニ
ウム合金箔は、圧延性や、強度が優れている他に、断湿
性（耐ピンホール特性）についても従来のものと同等か
それ以上であったため、包装材料等の用途に好適に使用
することができる。

【００２９】

【発明の効果】本発明に係るアルミニウム合金箔の製造
方法によれば、中間焼鈍工程を省略したにもかかわら
ず、破断を起こすことなく、良好な軟質箔強度を有する
アルミニウム合金箔が製造されることとなる。そのた
め、アルミニウム合金箔の製造工程の簡略化を通じて、
アルミニウム合金箔の製造コストを削減することが可能
となる（請求項１及び請求項２）。また、本発明に係る
中間焼鈍工程を省略したアルミニウム合金箔の製造方法
によれば、前記の成分組成を有するアルミニウム合金を
用いることにより、さらに良好な軟質箔強度を有するア
ルミニウム合金箔が製造されることとなる（請求項１及
び請求項２）。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は箔圧延の模式図である。

【図２】図２はコイル温度の測定位置を表わす図であ
る。

【図３】図３は中間焼鈍を行った場合とそうでない場合
の箔の焼鈍温度に対する伸びを表わす（箔の軟化特性）
を表わすグラフである。

【図４】図４は箔圧延後のコイル温度と被圧延材料の伸
びの関係を表わすグラフである。

【符号の説明】

１箔の圧延手段２コイル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ２２Ｆ 1/00 ６３０Ｃ２２Ｆ 1/00 ６３０Ｋ６９４６９４Ａ６９４Ｂ６９４Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｆｅを０．８０質量％以上１．７０質量
％未満、Ｓｉを０．０５質量％以上０．３０質量％未満
含有し、残部がＡｌと不可避的成分であるアルミニウム
合金の圧延を所定回数行うことにより、所望の箔厚のア
ルミニウム合金箔を得るアルミニウム合金箔の製造方法
であって、全箔圧延工程におけるアルミニウム合金箔の圧延後のコ
イル温度を７０℃以上１１０℃以下に制御することを特
徴とするアルミニウム合金箔の製造方法。
【請求項２】少なくとも、（１）圧延時の全ての圧延
パスの圧下率を３５％以上６０％未満に制御すること、
又は、（２）圧延時の全圧延パス工程の各圧延に使用す
る圧延ロールの粗度Ｒａを０．０７μｍ以上０．１８μ
ｍ以下に制御することのいずれか一方の制御を行うこと
により、アルミニウム合金箔の圧延後のコイル温度を、
７０℃以上１１０℃以下に制御することを特徴とする請
求項１に記載のアルミニウム合金箔の製造方法。