JP2017071855A - アルミニウム合金箔及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】中間焼鈍を施すことなく、マット面におけるスジ模様の発生が抑制されたアルミニウム合金箔及びその製造方法を提供する。【解決手段】アルミニウム合金箔は、Ｆｅ：０．７０〜１．４０質量％、Ｔｉ：０．００５〜０．０５質量％を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物であり、下記（１）で算出されるアルミニウム合金箔のマット面上の角スペクトルにおける９０°方向の相対ピーク高さが０．２９未満であることを特徴とする。９０°方向の相対ピーク高さ＝９０°方向のピーク高さ÷（０〜２０°及び１６０〜１８０°における最大のピーク高さ）・・・・・（１）（式中、９０°方向は、アルミニウム合金箔の略圧延方向である。）【選択図】なし

Description

本発明は、アルミニウム合金箔及びその製造方法に関する。より詳しくは、中間焼鈍工程を経ないで製造された、外観に優れたアルミニウム合金箔及びその製造方法に関する。

アルミニウム箔及びアルミニウム合金箔（以下、単に「箔」ともいう。）は、日用品、食料品、薬品等の包装用に５〜２００μｍ程度の厚みとして利用されている。この箔は、ポリエチレンやビニール、紙、樹脂等と貼合わされて使用されることが多い。このような用途に使用されるアルミニウム箔及びアルミニウム合金箔は、包装される内容物を大気中の湿気や紫外線から遮断する必要があり、ピンホールや穴疵のない品質が優れたものが要求される。また食品や薬の包装にも多用されるため、外観の美麗さも要求品質となっている。

前記アルミニウム箔及びアルミニウム合金箔についてコスト低減が要求される中で、冷間圧延工程での中間焼鈍の省略が検討されている。中間焼鈍が省略できれば、エネルギ費用や焼鈍設備が不要となる上、生産性も向上するので、コスト的に極めて有利になる。さらに製造納期も短縮されるため、中間焼鈍を省略した製造方法につき、各種提案がなされている。

例えば、特許文献１には、Ｆｅ：０．１〜１．０ｗｔ％、Ｓｉ：０．３ｗｔ％以下、Ｃｕ：０．１０ｗｔ％以下を必須成分とし、Ｍｎ：０．０５ｗｔ％以下、Ｍｇ：０．０１ｗｔ％以下、Ｔｉ：０．０５ｗｔ％以下に抑え、又はこれにＢ：０．０１ｗｔ％以下、Ｚｒ：０．０５ｗｔ％以下の範囲で何れか１種又は２種を添加し、残部がＡｌと通常の不純物からなる合金の鋳塊を均質化処理した後、終了温度が２５０℃以上の熱間圧延を行い、しかる後５０℃／ｈｒ以下の冷却速度で冷却して再結晶組織とし、その後箔地焼鈍を施すことなく所定の箔厚まで冷間圧延するアルミニウム箔地の製造方法が提案されている。
この製造方法は、熱間圧延後の冷却時にＦｅ、Ｓｉを析出させることにより、加工硬化を抑制し、重合圧延におけるピンホール数と箔圧延時の切れ回数を低減させるものである。

また、特許文献２には、Ｆｅ：０．２〜２．８重量％、Ｓｉ：０．０５〜０．３重量％を含有し、残部がＡｌと不可避不純物からなるアルミニウム合金鋳塊に、均質化熱処理、熱間圧延、冷間圧延をこの順に施すアルミニウム合金箔地の製造方法であって、熱間圧延上がりの板厚を３ｍｍ以下とし、冷間圧延の少なくとも最終のパス上がり温度を１００〜１８０℃に制御するアルミニウム合金箔地の製造方法が提案されている。
この製造方法は、冷間圧延温度を高く制御し、加工硬化を抑制することにより、中間焼鈍を実施することなく、重合圧延におけるピンホール数と箔圧延時の切れ回数を低減させるものである。

また、特許文献３には、Ｆｅ：０．５〜２．５質量％、Ｓｉ：０．０１〜０．３質量％を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなる組成を有するアルミニウム合金鋳塊に、均質化処理、熱間圧延を施した後、中間焼鈍を行わずに箔まで冷間圧延を施すアルミニウム合金箔地の製造方法において、固溶Ｆｅが１０〜２００ｐｐｍ、添加Ｓｉ量に対する固溶Ｓｉの比が０．２〜０．７５であるアルミニウム合金箔地の製造方法が提案されている。
この製造方法は、固溶元素量を制御することにより加工硬化特性を制御し、圧延性を向上させると共にピンホール発生数を低減させるものである。

また、特許文献４には、Ｆｅ：０．８〜２．０重量％を含有すると共に、Ｓｉ：０．１５重量％以下に規制し、且つＦｅ／Ｓｉ比を１５以上に調整し、不可避的不純物元素をそれぞれ０．０５重量％以下に規制したアルミニウム合金鋳塊に、均質化熱処理、熱間圧延を施した後、中間焼鈍を行わずに箔製品まで圧延し、箔にて焼鈍することにより結晶粒径を１５μｍ以下とするアルミニウム箔の製造方法が提案されている。
この製造方法は、均熱温度を低くし、保持時間を短時間に制御することにより晶出物数を減少させずに、強度、成形性及びピンホール特性の悪化を防ぐものである。

特開昭６３−１８０４１号公報 特開平１１−２１７６５６号公報 特開２００１−２８８５２４号公報 特開平３−１２０３３２号公報

しかしながら、従来の中間焼鈍を省略した箔の製造方法においては、以下の問題がある。上記のように、特許文献１〜３では、熱間圧延後の冷却時にＦｅ、Ｓｉを析出させたり、冷間圧延温度を高く制御したり、固溶Ｆｅ量、固溶Ｓｉ量を制御したりすることにより、加工硬化特性を制御している。これにより、箔圧延を容易にしたり、箔圧延時の箔切れを抑制したり、ピンホール特性を良好にしたりしている。また、特許文献４では、晶出物数を減少させずに、強度及び成形性の悪化を抑制したり、ピンホール特性の悪化を抑制することでピンホール特性を良好にしたりしている。

しかしながら、中間焼鈍で再結晶させないことは、箔のマクロ組織を微細化させないことである。そして、マクロ組織が粗大であると、自由変形となるマット面（艶消し面）に外観でスジ模様が観察される現象が起きる。このため、中間焼鈍を省略して製造された箔は、中間焼鈍を行って製造された箔に比較し美麗さに改善の余地があり、中間焼鈍を省略して製造された箔は、特定用途に限定してのみ用いられていた。

なお、硬質箔の材料組織は、熱間圧延工程或いは中間焼鈍工程において形成された再結晶粒が、その後の圧延工程及び箔圧延工程によって圧延方向に縦長に延ばされた結晶粒組織状態になる。そして、その結晶粒のアスペクト比（長径／短径）は圧延と箔圧延との総圧延率に応じた値となる。そのため、理論的には、中間焼鈍工程を経ないで製造された硬質箔の結晶粒のアスペクト比は一般的に３００以上、中間焼鈍工程を経て製造された硬質箔の結晶粒のアスペクト比は一般的に１５０以下となる。しかしながら、アスペクト比が１００を超える組織状態では、光学顕微鏡等によるミクロ組織観察手法では結晶粒境界の判別が困難となり、中間焼鈍工程を経たか否かの区別が困難である。

本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、中間焼鈍を施すことなく、マット面におけるスジ模様の発生が抑制されたアルミニウム合金箔及びその製造方法を提供するものである。なお、本発明でスジ模様とは、伸長した材料組織に対応し、マット面上に形成されているごく僅かな凹凸であり、斜光反射にて存在が検知されるものである。

本発明に係る組成のアルミニウム合金鋳塊は、Ｆｅ含有量が多いため、Ａｌ−Ｆｅ系晶出物が多数存在することで熱間粗圧延においても再結晶し易い。しかしながら、熱間粗圧延パス間で再結晶と伸長とを繰り返すため、条件制御が不十分であると粗大な結晶粒組織となり易い。さらに、これを熱間仕上げ圧延すると、３００℃未満の再結晶しない条件で終了する場合、熱間粗圧延での組織が単に伸長した状態となる。また、３００℃以上の再結晶する条件で終了した場合であっても、熱間粗圧延までに形成された伸長結晶粒内が再結晶する、いわゆる同一結晶方位群となり易い。
本発明者等が鋭意研究した結果、重合圧延時に検出されるマット面のスジは、熱間粗圧延組織が伸長した組織若しくは同一結晶方位群が伸長したものであることを究明した。また、従来技術である冷間圧延途中で中間焼鈍を実施する場合、蓄積されたひずみ量が大きいことで熱間粗圧延組織の伸長状態から、微細な再結晶粒組織に変わるため、この状況は解消されていたことを究明した。すなわち、マット面のスジに関して、検出されるマット面模様を改善するためには、熱間粗圧延の最終段階において微細な再結晶粒組織を得ることが必要であることを究明した。

本発明に係るアルミニウム合金箔は、Ｆｅ：０．７０〜１．４０質量％、Ｔｉ：０．００５〜０．０５質量％を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物であり、下記（１）で算出されるアルミニウム合金箔のマット面上の角スペクトルにおける９０°方向の相対ピーク高さが０．２９未満であることとする。
９０°方向の相対ピーク高さ＝９０°方向のピーク高さ÷（０〜２０°及び１６０〜１８０°における最大のピーク高さ）・・・・・（１）
（式中、９０°方向は、アルミニウム合金箔の略圧延方向である。）

また、本発明に係るアルミニウム合金箔は、Ｆｅ：０．７０〜１．４０質量％、Ｔｉ：０．００５〜０．０５質量％を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物であり、表面において、傾角が３０°を超える結晶粒の個数が、圧延方向に対する垂直方向において２個／ｍｍ以下であることとする。

これらのような構成によれば、アルミニウム合金箔は、マット面におけるスジ模様の発生が抑制されている。

本発明に係るアルミニウム合金箔の製造方法は、Ｆｅ：０．７０〜１．４０質量％、Ｔｉ：０．００５〜０．０５質量％を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金鋳塊を熱間圧延して熱間圧延板とする熱間圧延工程と、前記熱間圧延板を焼鈍することなく冷間圧延して冷間圧延板とする冷間圧延工程と、前記冷間圧延板を焼鈍することなく箔圧延して箔圧延箔とする箔圧延工程と、前記箔圧延箔を重合圧延する重合箔圧延工程と、を含み、前記熱間圧延工程は熱間粗圧延及び熱間仕上げ圧延を含み、前記熱間粗圧延における最終パスを、下記（２）で示すＺ因子が１．０Ｅ＋１２〜５．０Ｅ＋１３となる条件で行うものとする。

このような手順によれば、アルミニウム合金箔の製造方法は、熱間圧延工程の粗圧延における最終パスを、Ｚ因子が所定の値となる条件で行うことで、熱間粗圧延の最終段階において微細な再結晶粒組織となる。これにより、マット面におけるスジ模様の発生が抑制される。

本発明のアルミニウム合金箔は、中間焼鈍を施さないため生産性に優れていると共に、マット面におけるスジ模様の発生が抑制されている。
本発明のアルミニウム合金箔の製造方法は、中間焼鈍を施さないため生産性に優れると共に、マット面におけるスジ模様の発生が抑制されたアルミニウム合金箔を得ることができる。

角スペクトルの測定結果の一例を示す模式図である。 傾角が３０°を超える結晶粒の個数の算出の際のサンプリング位置を説明する模式図である。 傾角が３０°を超える結晶粒の組織状態を確認するための箔表面（艶面側）の画像（供試材Ｎｏ．２の画像）である。 傾角が３０°を超える結晶粒の組織状態を確認するための箔表面（艶面側）の画像（供試材Ｎｏ．６の画像）である。

以下、本発明に係るアルミニウム合金箔及びその製造方法について具体的に説明する。
《アルミニウム合金箔》
〈第１実施形態〉
アルミニウム合金箔は、Ｆｅ、Ｔｉを必須成分として所定量含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物である。また、アルミニウム合金箔は、アルミニウム合金箔のマット面上の角スペクトルにおける９０°方向の相対ピーク高さ（以下、適宜、相対ピーク高さという。）を規定したものである。
以下、各構成について説明する。

［Ｆｅ：０．７０〜１．４０質量％］
Ｆｅは、再結晶粒の微細化、アルミニウム合金箔の強度及び加工硬化挙動を制御するために添加する。Ｆｅの含有量が０．７０質量％未満では、強度を向上させる効果が十分ではなく、また、結晶粒が粗大若しくは再結晶が不十分となり、相対ピーク高さの値が大きくなる。一方、Ｆｅの含有量が１．４０質量％を超えると、例えば加工硬化が停滞しても、強度の絶対値が高くなりすぎて箔圧延が困難になり、圧延割れの原因となる。従って、Ｆｅの含有量は０．７０〜１．４０質量％とする。Ｆｅの含有量は、再結晶粒の微細化、強度及び加工硬化挙動をより制御し易くする観点から、好ましくは０．８０質量％以上、より好ましくは０．９０質量％以上である。また、箔圧延をより行い易くする観点から、好ましくは１．３０質量％以下である。

［Ｔｉ：０．００５〜０．０５質量％］
Ｔｉは鋳塊組織の微細化のため添加する。Ｔｉの含有量が０．００５質量％未満では、鋳塊組織の微細化効果が不十分で、相対ピーク高さの値が大きくなり、マット面のスジが観察され易い。一方、Ｔｉの含有量が０．０５質量％を超えると、鋳塊組織の微細化効果は飽和しているため、コストが嵩み経済性に欠ける。従って、Ｔｉの含有量は０．００５〜０．０５質量％とする。Ｔｉの含有量は、鋳塊組織の微細化効果をより向上させる観点から、好ましくは０．００７質量％以上、より好ましくは０．００９質量％以上である。また、コストの低減の観点から、好ましくは０．０３質量％以下、より好ましくは０．０２質量％以下である。

［残部：Ａｌ及び不可避的不純物］
アルミニウム合金箔の成分は前記の他、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなるものである。不可避的不純物としては、例えば８０７９合金や８０２１合金のＪＩＳ規格で規定されている不純物の範囲内で含有されている限り、実質上問題はない。具体的には、不可避的不純物として、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｇａ等を本発明の効果を妨げない範囲で含有又は添加しても良い。詳細には、Ｓｉ：０．３０質量％以下、Ｚｎ：０．１０質量％以下、それ以外の元素は、それぞれ０．０５質量％以下、それ以外の元素の合計で０．１５質量％以下である。

（マット面上の角スペクトルにおける９０°方向の相対ピーク高さ：０．２９未満）
本実施形態に係る箔において、マット面におけるスジ模様の発生を抑制するためには、マット面上の角スペクトルにおける９０°方向の相対ピーク高さの値を小さくする必要がある。具体的には、アルミニウム合金箔は、下記（１）で算出されるアルミニウム合金箔のマット面上の角スペクトルにおける９０°方向の相対ピーク高さを０．２９未満とする。

９０°方向の相対ピーク高さ＝９０°方向のピーク高さ÷（０〜２０°及び１６０〜１８０°における最大のピーク高さ）・・・・・（１）
ここで、式中、９０°方向は、アルミニウム合金箔の略圧延方向である。また、０〜２０°及び１６０〜１８０°における最大のピーク高さとは、０〜２０°の範囲と、１６０〜１８０°の範囲の両方うちで、最大となるピーク高さを意味する。

相対ピーク高さが０．２９以上では、圧延方向に伸長した結晶粒に起因する凹凸が顕著であり、箔におけるマット面のスジが観察され易い。従って、相対ピーク高さは０．２９未満とする。さらに、マット面のスジを観察され難くするには、相対ピーク高さを０．１２以下とするのが好ましい。

この相対ピーク高さは、前記したように、合金成分の含有量を所定範囲とするとともに、後記するように、中間焼鈍を実施することなく熱間粗圧延における最終パスを所定条件で行うことによって制御することができる。

以下、マット面上の角スペクトルにおける９０°方向の相対ピーク高さの算出方法について説明する。
重合圧延を施して得られた箔について、任意の位置から検査用に所定の大きさのサンプルを切り出す。そして、サンプルをガラス板に貼付け、マット面のスジ模様評価を行う。評価に当たっては、株式会社キーエンスの形状解析レーザー顕微鏡ＶＫ−Ｘ２５０を用い、ＩＳＯ２５１７８に従い、測定倍率１０００倍にて測定視野を縦２０２μｍ×横２７０μｍとしてバイオレットレーザーを用い測定する。なお、測定は、箔のマット面側について行う。

所謂マット面は、圧延垂直方向に伸長した“さざなみ”状の粗面であり、圧延方向に測定するとＪＩＳ Ｂ ０６０１：２００１に定められた算術平均粗さＲａで０．２〜０．４μｍ程度である。これに対し、本発明の課題であるスジ模様は、圧延方向に伸長した材料組織に起因する圧延平行方向に伸長した微小な凹凸であり、重合圧延後のマット面で、マット面の粗さとスジ模様の両者は重畳したものとなっており、光学的には検出できても、算術平均粗さＲａでは表せない。

前記レーザー顕微鏡による測定では、角スペクトルで、圧延垂直方向に伸長した“さざなみ”状の粗面形状を反映して、０°と１８０°の値が大きいこと、圧延平行方向に伸長した微小な凹凸を反映して９０°に小さいピークででる特長が出力される。そして、このマット面の状態を、アルミニウム合金箔の圧延方向を９０°とし、圧延方向と垂直な幅方向を０°及び１８０°とした、斜光反射の評価を表す角スペクトル（図１参照）とした場合において、本発明の課題であるスジ模様は９０°の微小な相対ピークとして検出することができる。
なお、本発明において９０°方向のピーク高さにおける「９０°方向」とは、厳密に９０°を意味するものではなく、測定やサンプルのばらつきにより±５°程度のズレがあってもよい。また、角スペクトルのピーク高さは測定視野によるばらつきがあるので、複数のサンプルで測定し、平均値を採用することとする。

〈第２実施形態〉
アルミニウム合金箔は、Ｆｅ、Ｔｉを必須成分として所定量含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物である。また、アルミニウム合金箔は、表面において、傾角が３０°を超える結晶粒の個数が、圧延方向に対する垂直方向において２個／ｍｍ以下である。
以下、各構成について説明する。

［Ｆｅ：０．７０〜１．４０質量％］
Ｆｅは、再結晶粒の微細化、アルミニウム合金箔の強度及び加工硬化挙動を制御するために添加する。Ｆｅの含有量が０．７０質量％未満では、強度を向上させる効果が十分ではなく、また、結晶粒が粗大若しくは再結晶が不十分となり、傾角が３０°を超える結晶粒の個数が増える。一方、Ｆｅの含有量が１．４０質量％を超えると、例えば加工硬化が停滞しても、強度の絶対値が高くなりすぎて箔圧延が困難になり、圧延割れの原因となる。従って、Ｆｅの含有量は０．７０〜１．４０質量％とする。Ｆｅの含有量は、再結晶粒の微細化、強度及び加工硬化挙動をより制御し易くする観点から、好ましくは０．８０質量％以上、より好ましくは０．９０質量％以上である。また、箔圧延をより行い易くする観点から、好ましくは１．３０質量％以下である。

［Ｔｉ：０．００５〜０．０５質量％］
Ｔｉは鋳塊組織の微細化のため添加する。Ｔｉの含有量が０．００５質量％未満では、鋳塊組織の微細化効果が不十分で、傾角が３０°を超える結晶粒の個数が増え、マット面のスジが観察され易い。一方、Ｔｉの含有量が０．０５質量％を超えると、鋳塊組織の微細化効果は飽和しているため、コストが嵩み経済性に欠ける。従って、Ｔｉの含有量は０．００５〜０．０５質量％とする。Ｔｉの含有量は、鋳塊組織の微細化効果をより向上させる観点から、好ましくは０．００７質量％以上、より好ましくは０．００９質量％以上である。また、コストの低減の観点から、好ましくは０．０３質量％以下、より好ましくは０．０２質量％以下である。

［残部：Ａｌ及び不可避的不純物］
アルミニウム合金箔の成分は前記の他、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなるものである。不可避的不純物については第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

（傾角が３０°を超える結晶粒の個数：２個／ｍｍ以下）
本実施形態に係る箔において、マット面におけるスジ模様の発生を抑制するためには、表面における傾角が３０°を超える結晶粒の個数を少なくする必要がある。
ここで、「傾角が３０°を超える結晶粒」とは、箔の表面において、傾角（隣接する結晶粒同士の結晶方位差）が３０°を超える粒界で囲まれた結晶粒である。
後述するＺ因子の値が不十分であると再結晶粒が粗大となり、また、この状態ではランダム方位となり難い。ここで、箔は、熱間圧延において結晶粒が引き伸ばされるが、結晶粒径（通常の再結晶粒は「傾角が１５°超え」で規定）は１００μｍ程度以下（幅方向の寸法）と微細である。一方、スジが検知される箔では、再結晶が不十分なため同一結晶方位群が増加するため、「傾角が３０°超え」で規定すると極めて粗大な結晶粒（同一結晶方位群）が存在する。傾角が極めて大きい組織では、隣接粒と変形のされ方が異なるため、圧延平行方向に伸長した微小な凹凸形状となり、このうちマット面幅方向の凹凸が斜光検知される。一方、スジが観察されない箔は、傾角が３０°を超える結晶粒はほぼ存在せず、肉眼で検知されるような凹凸形状にはならない。
このように「傾角が３０°を超える結晶粒」について規定した理由は、箔のマット面におけるスジ模様の発生が、「傾角が３０°を超える結晶粒」の個数に強く依存していることを数多くの実験結果から突き止めたからである。
なお、結晶構造上、傾角の最大値は６５°である。

そして、傾角が３０°を超える結晶粒の個数が２個／ｍｍを超えると、箔におけるマット面のスジが観察され易い。従って、傾角が３０°を超える結晶粒の個数は２個／ｍｍ以下とする。傾角が３０°を超える結晶粒の個数は、箔のマット面におけるスジ模様の発生をより抑制する観点から、１個／ｍｍ以下が好ましく、０個／ｍｍがより好ましい。なお、結晶粒の個数は、幅方向（圧延方向に対する垂直な方向）における１ｍｍあたりの個数である。

この傾角が３０°を超える結晶粒の個数は、前記したように、合金成分の含有量を所定範囲とするとともに、後記するように、中間焼鈍を実施することなく熱間粗圧延における最終パスを所定条件で行うことによって制御することができる。

なお、アルミニウム合金板の結晶粒の個数の測定は、通常、板表面に対してバフ研磨、電解研磨、及び、電解エッチングを施した後、光学顕微鏡を用いて偏光観察（例えば、観察倍率１００倍）する「バーカー法」によって実施されることが多い。
しかしながら、厚さが１０μｍ以下の薄い箔に対しては、前記のような物理的前処理が困難であり、且つ、結晶粒の個数が少ないため、バーカー法では精度よく測定することはできない。
そこで、本発明者は、前処理が容易であるとともに、所望の傾角（本発明では３０°を超える傾角）の結晶粒の個数を高精度で測定することが可能なＥＢＳＤ法（Electron Back Scatter Diffraction）を測定法として採用した。
例えば、傾角が３０°を超える結晶粒の個数の測定は、箔の表面をイオンエッチングした後、走査型電子顕微鏡を用いて箔の表面を確認し、ＥＢＳＤ法によって算出することができる。

《アルミニウム合金箔の製造方法》
アルミニウム合金箔の製造方法は、ここでは、鋳造工程と、均質化熱処理工程と、熱間圧延工程と、冷間圧延工程と、箔圧延工程と、重合箔圧延工程と、を含み、この順に行う。ただし、中間焼鈍は行わない。以下、各工程について説明する。

（鋳造工程）
鋳造工程は、アルミニウム合金を定法により溶解、鋳造して、下記組成のアルミニウム合金鋳塊を作製する工程である。
アルミニウム合金は、Ｆｅ：０．７０〜１．４０質量％、Ｔｉ：０．００５〜０．０５質量％を必須成分として含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなるものを用いる。
アルミニウム合金の成分の限定理由等については、アルミニウム合金箔の第１実施形態及び第２実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

（均質化熱処理工程）
均質化熱処理工程は、アルミニウム合金鋳塊を均質化熱処理する工程である。均質化熱処理は、鋳塊に熱間圧延を実施するために施されるものである。
均質化熱処理は、４００〜６００℃の均熱温度で２時間以上保持する条件で行うことが好ましい。本発明においてはＺ因子を規定するものであり、均熱温度と保持時間は特に規定するものではない。しかし、均熱温度が４００℃以上であれば、熱間圧延が行い易くなる。一方、均熱温度が６００℃以下であれば、熱間圧延によりアルミニウム合金材の表面に焼付き等の表面異常が発生しにくく、ピンホールが発生しにくくなる。従って、均質化熱処理は４００〜６００℃の均熱温度で行うことが好ましい。均熱温度は、アルミニウム合金材の表面異常の発生をより抑制する観点から、好ましくは５００℃以下である。

また、均質化熱処理の保持時間は短い方が好ましい。しかし、保持時間が２時間以上であれば、鋳塊の幅方向及び長さ方向の組織の均一性が向上し易くなる。従って、均質化熱処理は４００〜６００℃の均熱温度で２時間以上保持することが好ましい。本発明においては、保持時間の上限値は特に規定されるものではないが、経済性の観点から２４時間以下とすることが好ましい。保持時間は、鋳塊の幅方向及び長さ方向の均一性をより向上させる観点から、より好ましくは４時間以上である。また、経済性の観点から、より好ましくは１０時間以下である。

（熱間圧延工程）
熱間圧延工程は、均質化熱処理したアルミニウム合金鋳塊を熱間圧延して熱間圧延板とする工程であり、熱間粗圧延及び熱間仕上げ圧延を含む。

［熱間粗圧延］
熱間粗圧延開始温度は特に規定しない。また、熱間粗圧延中の温度は特に規定しない。但し、Ｚ因子の適正範囲への制御のためには、熱間粗圧延開始温度は、４００〜５００℃の範囲が好ましい。また、Ｚ因子の適正範囲への制御をより行い易くする観点から、熱間粗圧延中の温度は、好ましくは３９０℃以上であり、また、好ましくは４４０℃以下である。

熱間粗圧延は、最終パスをＺ因子が１．０Ｅ＋１２〜５．０Ｅ＋１３となる条件で行う。Ｚ因子の適正範囲は、多くの実験により導き出したものである。最終パスのＺ因子は、ワークロール径、圧延速度、圧下率、圧延温度等により制御することができる。
熱間加工において、アルミニウムの変形応力は、広いひずみ速度範囲においてＺ因子を
用いて整理される。Ｚ因子は（２）式で示されるＺである。

なお、式（２）の各単位は、ひずみ速度：ｓ^−１、活性化エネルギ：ｋＪ・ｍｏｌ^−１、気体定数：Ｊ・ｍｏｌ^−１・Ｋ^−１、絶対温度：Ｋである。
また、熱間加工中に形成される亜結晶粒の粒径ｄは（３）式に従うことが報告されており、次段階の再結晶粒の粒径も同一の関係に従うと考えられている。

上記の関係より、本発明者等は熱間圧延中の再結晶粒を微細とするため、Ｚ因子を制御することとした。すなわち、（２）式においてひずみ速度及び温度を適正に制御すれば、再結晶粒の粒径を微細とすることが出来る点に注目して研究を進めた。ここで、ひずみ速度としては、Ford & Alexanderの式（４）により求めた平均ひずみ速度を用いた。

なお、Ｚ因子の算出に当たり活性化エネルギは１５５ｋＪ・ｍｏｌ^−１を選定し、気体定数は８．３１４Ｊ・ｍｏｌ^−１・Ｋ^−１である。

Ｚ因子が「１．０Ｅ＋１２」未満では、再結晶が完了しない若しくは再結晶粒が粗大なままであり、相対ピーク高さの値が大きくなり、また、傾角が３０°を超える結晶粒の個数が増え、箔におけるマット面のスジの課題が解決しない。一方、Ｚ因子は大きいほど再結晶粒は小さくなるが、Ｚ因子が「５．０Ｅ＋１３」を超える条件では、熱間粗圧延終了後の温度が、次工程の熱間仕上げ圧延を行うための適正温度未満となり、熱間仕上げ圧延が円滑に実施できない。また、Ｚ因子が「５．０Ｅ＋１３」を超える条件では、熱間粗圧延終了パスでの圧下率が大きくなりすぎて表面異常が発生し箔においてピンホール発生につながる等の不具合が生じる。従って、Ｚ因子は１．０Ｅ＋１２〜５．０Ｅ＋１３とする。

［熱間仕上げ圧延］
熱間仕上げ圧延の終了温度及び終了板厚については、マット面のスジ特性を左右するものではないため、特に規定しない。しかし、中間焼鈍を省略して箔を製造するためには、加工硬化の抑制のため加工率が少ないことが好ましく、終了板厚３ｍｍ以下が好ましく、さらには２．５ｍｍ以下が好ましい。また終了温度は、３００℃以上で再結晶組織とさせ、十分に軟化させることにより加工硬化が抑制され、中間焼鈍省略工程に適する。なお、終了温度が３００℃未満の場合は、箔圧延は可能であるが、加工硬化の程度が高くなり、ピンホールが多数発生する恐れがある。

（冷間圧延工程・箔圧延工程）
冷間圧延工程は、前記熱間圧延板を焼鈍することなく冷間圧延して冷間圧延板とする工程である。箔圧延工程は、前記冷間圧延板を焼鈍することなく箔圧延して箔圧延箔とする工程である。箔圧延は冷間圧延の一種である。すなわち、これらの工程は冷間圧延・箔圧延工程として、前記熱間圧延板を焼鈍することなく、冷間圧延・箔圧延して箔（箔圧延箔）とする工程である。
冷間圧延・箔圧延の条件は特に規定されるものでなく、後工程で重合箔圧延を行うのに適した箔厚になるまで圧延を行えばよい。

（重合箔圧延工程）
重合箔圧延工程は、箔圧延箔を重合圧延する工程である。重合圧延とは、箔圧延の最終パスにおいて箔を２枚重ねて上下ワークロールの間に供給し、圧延するものである。重合箔圧延は、冷間圧延及び箔圧延の一種である。
重合箔圧延の条件は特に規定されるものでなく、所望のアルミニウム合金箔の箔厚になるまで圧延を行えばよい。重合箔圧延は、一例として、圧下率が３０〜６０％となる条件で行う。また、重合箔圧延後の箔厚は、一例として、５〜４０μｍである。

アルミニウム合金箔の製造方法は、以上説明したとおりであるが、アルミニウム合金箔の製造を行うにあたり、前記各工程に悪影響を与えない範囲において、前記各工程の間或いは前後に、他の工程を含めてもよい。例えば、鋳塊を面削する表面平滑化工程や、板や箔の表面の異物を除去する異物除去工程や、各工程で発生した不良品を除去する不良品除去工程等を含めてもよい。

このようにして製造されたアルミニウム合金箔は、マット面にスジ模様がないため、或いはマット面にスジ模様が発生しても次工程の貼合せ等の加工にてスジ模様が外観として認められにくくなるため、例えば、日用品、食料品、薬品等の見栄えを重視する包装用に用いることができる。

以上、本発明を実施するための形態について述べてきたが、以下に、本発明の効果を確認した実施例を、本発明の要件を満たさない比較例と対比して具体的に説明する。なお、本発明はこの実施例に限定されるものではない。

〔供試材作製〕
表１に示す組成のアルミニウム合金を溶解し、５００ｍｍ厚に半連続鋳造にて鋳造して表１に記載した組成の鋳塊とした。この鋳塊に面削を施した後に、均質化熱処理を施し、５０ｍｍの厚さまで熱間粗圧延を実施した。熱間粗圧延において、ワークロール径、圧延速度、圧下率、圧延温度を制御し、最終パスのＺ因子を各々の値に制御した。熱間粗圧延終了後、引き続き、熱間仕上げ圧延を実施し、２．３ｍｍ厚にて終了した。冷間圧延は、途中、中間焼鈍を施すことなく、冷間圧延、箔圧延を行い、６．５μｍ箔とした。箔圧延は、箔圧延最終パスの１４μｍ厚から６．５μｍ厚とするまでの圧延を重合圧延とした。各条件は表１に示すとおりである。

〔評価〕
（角スペクトルによる評価）
各アルミニウム合金箔のマット面におけるスジ模様の発生状態について角スペクトルによる評価を次の手順で行った。
（１）重合圧延を施して得られた箔について、任意の位置から縦横２０ｍｍ×２０ｍｍ程度の大きさのサンプルを３枚（ｎ＝３）切り出した。
（２）平らなガラス板（表面の平らなスライドガラス）上に各アルミニウム合金箔の艶面側（光沢面側）を下にして四隅をテープでできるだけ皺のないように貼り付けた。
（３）株式会社キーエンス製の形状解析レーザー顕微鏡ＶＫ−Ｘ２５０を用い、ＩＳＯ２５１７８に従い、バイオレットレーザーを用いてマット面側の角スペクトルを測定した。測定の際、アルミニウム合金箔の圧延方向と角スペクトルの９０°方向とを略一致させた。なお、角スペクトルの測定時の観察倍率は１０００倍で、視野のサイズは、縦２０２μｍ×横２７０μｍとした。角スペクトルの測定結果の一例を図１に示す。
（４）角スペクトルの測定結果を示す半円チャートにおいて９０°方向のピーク高さと、０〜２０°及び１６０〜１８０°における最大のピーク高さとを測長し、上記（１）式を用いて９０°方向の相対ピーク高さを求めた。
（５）前記した３枚（ｎ＝３）における９０°方向の相対ピーク高さを平均した。

（結晶粒の個数による評価）
各アルミニウム合金箔のマット面におけるスジ模様の発生状態について傾角が３０°を超える結晶粒の個数による評価を次の手順で行った。
なお、結晶粒の個数の測定は、マット面側の観察で行うことは困難なため、艶面側を観察することにより行った。マット面におけるスジ模様は、艶面側の組織の状態が反映されるものとなるため、艶面側で結晶粒の個数を測定することで、マット面におけるスジ模様の発生状態を調べることができる。

（１）重合圧延を施して得られた箔について、箔の左端を基準として、圧延幅の幅方向中央部、１／４部及び３／４部の３箇所より、検査用に、それぞれ縦横２０ｍｍ×２０ｍｍ程度の大きさのサンプルを切り出した（図２参照）。
（２）供試材である箔を有機溶剤に浸漬させることにより表面の油分を軽く除去した。
（３）日本電子株式会社製、ＥＳＣＡ（Electron Spectroscopy for Chemical Analysis、型式ＪＰＳ−９０１０ＭＣ）を用い、加速電圧６００Ｖ、電流１３ｍＡにて５００秒間のイオンエッチングを箔の表面に施した。
（４）日本電子株式会社製、ＦＥＳＥＭ（Field Emission Scanning Electron Microscope、型式ＪＳＭ−７００Ｆ）を用い、加速電圧２０ＫＶの条件の下、株式会社ＴＳＬソリューションズ製の測定ソフトであるＴＳＬ−ＯＩＭ（Orientation Imaging Microscope）−Ｄａｔａ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎバージョン５にて箔表面を測定した。測定は、２００倍（０．５μｍステップ、４００μｍ×２００μｍ）で行った。
（５）測定データを、株式会社ＴＳＬソリューションズ製の解析ソフトであるＴＳＬ−ＯＩＭ（Orientation Imaging Microscope）−Ａｎａｌｙｓｉｓバージョン７にて解析を行った。
（６）まず、傾角が３０°を超える結晶粒の定義として、Grain Tolerance Angle:３０°、ピクセル（ステップ）：２と規定し、２ピクセル間で方位差が３０°以下の場合は、それらのピクセルは同一結晶粒であるとした。
（７）Unique Grain Color Quick Map にて結晶粒観察を行い、幅方向の１ｍｍあたりにおける、傾角が３０°を超える結晶粒の個数を求めた。
（８）前記した３箇所（ｎ＝３）における傾角が３０°を超える結晶粒の個数を平均した。

図３、図４は、前記（１）〜（６）の方法に基づいて得られた供試材Ｎｏ．２（図３）とＮｏ．６（図４）の「傾角が３０°を超える結晶粒」の組織状態をそれぞれ示す箔表面（艶面側）の画像であり、圧延幅の幅方向中央部のものである。この図３、４の画像から、後記するマット面スジ評価において５点のもの（Ｎｏ．２）は、１点のもの（Ｎｏ．６）に比べ、「傾角が３０°を超える結晶粒」が少ないことを確認することができる。なお、圧延幅の幅方向１／４部及び３／４部のものも同様であった。

（マット面スジ評価）
各アルミニウム合金箔のマット面におけるスジ模様の発生状態について目視で評価した。
評価は、斜光による肉眼判定にて１〜５点の５段階とし、１点：著しいスジ模様の発生、２点：スジ模様が多く発生、３点：スジ模様が発生し不合格、４点：スジ模様が若干観察される（合格下限）、５点：スジ模様が観察されない、として評価し、４点以上を合格とした。
前記評価のうち、１〜３点は、従来技術のようにマット面のスジ模様に関して不良のものであり、４点、５点は問題ないもので、４点より５点のほうがよりよいものである。なお、５点の評価は、スジ模様が観察されないものであり、４点の評価は、次工程の貼合せ加工での条件によりスジ模様が観察されなくなると認識できるものである。

以上の評価を表１に示す。なお、表１において、「−」は評価ができなかったもの、或いは、表面不良により箔として不向きなため、評価しなかったものである。また、本発明の規定を満たさないものは下線を引いて示す。

表１に示すように、Ｎｏ．１〜５は、本発明の範囲を満たすため、マット面の表面状態に優れていた。即ち、目視によるマット面のスジ模様は観察されなかったか、観察されたとしても極僅かであり、美麗な外観を呈していた。また、角スペクトルによる評価においても９０°（度）方向の相対ピーク高さが所定の値未満であり、スジ模様の発生が抑制されていることがわかった。また、結晶粒の個数による評価においても傾角が３０°を超える結晶粒の個数が所定の値以下であり、スジ模様の発生が抑制されていることがわかった。

一方、Ｎｏ．６〜１３は、本発明の範囲を満たさないため、以下の結果となった。
Ｎｏ．６は、Ｔｉ含有量が不十分で、且つＺ因子の値が低いため、角スペクトルによる評価及び結晶粒の個数による評価が悪く、著しいスジ模様が発生した。
Ｎｏ．７は、Ｚ因子の値は適正であるがＴｉ含有量が不十分であり、角スペクトルによる評価及び結晶粒の個数による評価が悪く、スジ模様が発生した。
Ｎｏ．８は、Ｚ因子の値、Ｔｉ含有量とも適正であるが、Ｆｅ含有量が不十分なため、角スペクトルによる評価及び結晶粒の個数による評価が悪く、スジ模様が発生した。
Ｎｏ．９は、Ｚ因子の値が低いため、角スペクトルによる評価及び結晶粒の個数による評価が悪く、スジ模様が発生した。

Ｎｏ．１０は、Ｚ因子の値、Ｔｉ含有量とも適正であるが、Ｆｅ含有量が多いため、加工硬化が大きく６．５μｍへの圧延時に箔が破断し、評価不可であった。
Ｎｏ．１１は、Ｚ因子の値が低かった。この供試材は、熱間粗圧延開始温度が高すぎて、所定時間内に適正温度域まで下げることが困難であった。また、熱間圧延で焼き付きも発生し、箔に不向きなものであった。
Ｎｏ．１２は、Ｚ因子の値が高かった。この供試材は、熱間粗圧延最終パスにて、速度３０００ｍｍ／ｓ、終了温度３６０℃（熱間仕上げ圧延の終了温度は３００℃）、の圧延を行ったものであり、表面不良となり箔に不向きなものであった。
Ｎｏ．１３は、Ｚ因子の値が高かった。この供試材は、熱間粗圧延最終パスにて、速度２５００ｍｍ／ｓ、終了温度３６０℃（熱間仕上げ圧延の終了温度は３００℃）、の圧延を行ったものであり、表面不良となり箔に不向きなものであった。

以上、本発明について実施の形態及び実施例を示して詳細に説明したが、本発明の趣旨は前記した内容に限定されることなく、その権利範囲は特許請求の範囲の記載に基づいて解釈しなければならない。なお、本発明の内容は、前記した記載に基づいて改変・変更等することができることはいうまでもない。

Claims (3)

1. Ｆｅ：０．７０〜１．４０質量％、Ｔｉ：０．００５〜０．０５質量％を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物であり、
   下記（１）で算出されるアルミニウム合金箔のマット面上の角スペクトルにおける９０°方向の相対ピーク高さが０．２９未満であることを特徴とするアルミニウム合金箔。
   ９０°方向の相対ピーク高さ＝９０°方向のピーク高さ÷（０〜２０°及び１６０〜１８０°における最大のピーク高さ）・・・・・（１）
   （式中、９０°方向は、アルミニウム合金箔の略圧延方向である。）
2. Ｆｅ：０．７０〜１．４０質量％、Ｔｉ：０．００５〜０．０５質量％を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物であり、
   表面において、傾角が３０°を超える結晶粒の個数が、圧延方向に対する垂直方向において２個／ｍｍ以下であることを特徴とするアルミニウム合金箔。
3. Ｆｅ：０．７０〜１．４０質量％、Ｔｉ：０．００５〜０．０５質量％を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金鋳塊を熱間圧延して熱間圧延板とする熱間圧延工程と、
   前記熱間圧延板を焼鈍することなく冷間圧延して冷間圧延板とする冷間圧延工程と、
   前記冷間圧延板を焼鈍することなく箔圧延して箔圧延箔とする箔圧延工程と、
   前記箔圧延箔を重合圧延する重合箔圧延工程と、を含み、
   前記熱間圧延工程は熱間粗圧延及び熱間仕上げ圧延を含み、前記熱間粗圧延における最終パスを、下記（２）で示すＺ因子が１．０Ｅ＋１２〜５．０Ｅ＋１３となる条件で行うことを特徴とするアルミニウム合金箔の製造方法。