JP2020007629A - アルミニウム合金箔及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】優れた抗菌性及び加工性を有するアルミニウム合金箔を提供する。【解決手段】アルミニウム合金箔につき、その厚み方向に表面から2μｍ以内の箇所を表層とし、その余の箇所を中間層とした場合に、ＧＤ−ＯＥＳ分析で表層のＦｅの濃度が１．０質量％以上であり、前記表層のＦｅ濃度が、前記中間層のＦｅ濃度より高く、ＩＣＰ分析でアルミニウム合金中のＣｕの含有量が０．０５≦Ｃｕ≦０．３０質量％である構成とした。【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。
近年、食器類や水周り製品、幼児用玩具など、抗菌性を付与した商品が多数見受けられるようになってきている。これらのものに抗菌性を付与するためには、銀に代表されるような金属粉末を樹脂等に混練し成型することにより、抗菌性を有した商品とする手法や、有機系溶出型の抗菌剤を任意に分散させた塗料を塗装する手法が一般的である。
例えば特許文献１には、金属板の表面に有機系溶出型の抗菌、防カビ剤を添加した熱硬化型樹脂を塗装した後、焼付け硬化させる防カビ性塗装金属板の製造方法が開示されている。
また、アルミニウム箔は調理用アルミニウムホイルやアルミニウム製ホイルケースに広く用いられており、例えば特許文献２には、銅の含有量を特定の範囲とすることで、特別な抗菌剤を添加することなく、抗菌性を高めたアルミニウム合金箔が開示されている。
さらに、特許文献３には銅及び／又は銀の含有量を特定の範囲としたアルミニウム製品に特定の条件の熱処理を施すことで、アルミニウム製品の表面に銅及び／又は銀を濃化して、抗菌性、加工性を改善する技術が開示されている。
しかしながら、特許文献１の方法で得られる製品は、コスト増につながり、また比較的短時間で抗菌性を失うといった問題がある。また抗菌剤自身の毒性や脱落の可能性があるため、食器や食品包材といった用途には使用し難いという問題がある。
また、特許文献２には、銅を添加することにより加工性が悪化することが記載されているものの、解決方法は特に記載されておらず、圧延性、成型性の低下からコスト増となるおそれがある。
さらに、特許文献３に記載の技術では、抗菌性の発現が十分ではない。また、加工性についての改善は十分ではなくコストアップを招くという課題がある。さらに近年、銅及び銀の価格の高騰は著しく、高価な金属の添加を抑えながらも、高い抗菌性を持つアルミニウム合金が望まれている。
上記のような事情に鑑み、本発明は、コスト的に安価であり、優れた抗菌性及び加工性を有するアルミニウム合金箔を提供することを目的とする。
前記の目的を達成するため、本願にかかる発明を見出した。この発明は、以下を要旨とする。
従来、銀、銅、亜鉛といった金属については、抗菌性を有することが確認されているが、鉄については抗菌性は無いと考えられ、添加する目的も強度の向上や圧延性の改善であった。
本発明者らは上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、所定量のＣｕを含有するアルミニウム合金箔の表層(箔の厚み方向に表面から2μｍ以内の箇所)中に、Ｆｅを１．０質量％以上濃化させることで、コスト的に安価であり、優れた抗菌性及び加工性を有するアルミニウム合金箔を提供できることを見出した。本発明者らは、かかる知見に基づきさらに研究を重ね、本発明を完成するに至った。
従来、銀、銅、亜鉛といった金属については、抗菌性を有することが確認されているが、鉄については抗菌性は無いと考えられ、添加する目的も強度の向上や圧延性の改善であった。
本発明者らは上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、所定量のＣｕを含有するアルミニウム合金箔の表層(箔の厚み方向に表面から2μｍ以内の箇所)中に、Ｆｅを１．０質量％以上濃化させることで、コスト的に安価であり、優れた抗菌性及び加工性を有するアルミニウム合金箔を提供できることを見出した。本発明者らは、かかる知見に基づきさらに研究を重ね、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は、以下のアルミニウム合金箔及びその製造方法を提供する。
ここで、アルミニウム合金箔の厚み方向に表面から2μｍ以内の箇所を表層とし、その余の箇所を中間層とする。
［１］ＧＤ-ＯＥＳ(グロー放電発光分析装置)分析で表層のＦｅの濃度が１．０質量％以上であり、前記表層のＦｅ濃度が、前記中間層のＦｅ濃度より高く、ＩＣＰ(高周波誘導結合プラズマ発光分光分析法)分析でアルミニウム合金中のＣｕの含有量が０．０５≦Ｃｕ≦０．３０質量％であることを特徴とするアルミニウム合金箔。
［２］表層のＣｕの濃度が０．２質量％以上であり、前記表層のＣｕ濃度が、前記中間層のＣｕ濃度より高いことを特徴とする［１］に記載のアルミニウム合金箔。
ここで、アルミニウム合金箔の厚み方向に表面から2μｍ以内の箇所を表層とし、その余の箇所を中間層とする。
［１］ＧＤ-ＯＥＳ(グロー放電発光分析装置)分析で表層のＦｅの濃度が１．０質量％以上であり、前記表層のＦｅ濃度が、前記中間層のＦｅ濃度より高く、ＩＣＰ(高周波誘導結合プラズマ発光分光分析法)分析でアルミニウム合金中のＣｕの含有量が０．０５≦Ｃｕ≦０．３０質量％であることを特徴とするアルミニウム合金箔。
［２］表層のＣｕの濃度が０．２質量％以上であり、前記表層のＣｕ濃度が、前記中間層のＣｕ濃度より高いことを特徴とする［１］に記載のアルミニウム合金箔。
［３］ＪＩＳ Ｚ ２８０１に規定する抗菌力試験において、抗菌活性値が３．０以上であることを特徴とする［１］又は［２］に記載のアルミニウム合金箔。
［４］引張強度が１００Ｎ／ｍｍ２未満であることを特徴とする、［１］〜［３］のいずれかに記載のアルミニウム合金箔。
［５］０＜Ｓｉ≦０．２０質量％のＳｉ、１．０≦Ｆｅ≦１．７質量％のＦｅ、０．０５≦Ｃｕ≦０．３０質量％のＣｕ、０＜Ｍｎ≦０．２０質量％のＭｎ、０＜Ｍｇ≦０．２０質量％のＭｇ、０＜Ｚｎ≦０．０３質量％のＺｎ、及び０＜Ｔｉ≦０．０３質量％のＴｉを含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物であるアルミニウム合金からなることを特徴とする、［１］〜［４］のいずれかに記載のアルミニウム合金箔。
［４］引張強度が１００Ｎ／ｍｍ２未満であることを特徴とする、［１］〜［３］のいずれかに記載のアルミニウム合金箔。
［５］０＜Ｓｉ≦０．２０質量％のＳｉ、１．０≦Ｆｅ≦１．７質量％のＦｅ、０．０５≦Ｃｕ≦０．３０質量％のＣｕ、０＜Ｍｎ≦０．２０質量％のＭｎ、０＜Ｍｇ≦０．２０質量％のＭｇ、０＜Ｚｎ≦０．０３質量％のＺｎ、及び０＜Ｔｉ≦０．０３質量％のＴｉを含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物であるアルミニウム合金からなることを特徴とする、［１］〜［４］のいずれかに記載のアルミニウム合金箔。
［６］厚さが５μｍ以上、４０μｍ以下である［１］〜［５］のいずれかに記載のアルミニウム合金箔。
［７］０＜Ｓｉ≦０．２０質量％のＳｉ、１．０≦Ｆｅ≦１．７質量％のＦｅ、０．０５≦Ｃｕ≦０．３０質量％のＣｕ、０＜Ｍｎ≦０．２０質量％のＭｎ、０＜Ｍｇ≦０．２０質量％のＭｇ、０＜Ｚｎ≦０．０３質量％のＺｎ、及び０＜Ｔｉ≦０．０３質量％のＴｉを含有し、残部がＡｌと不可避不純物とからなるアルミニウム合金を準備する工程と、前記アルミニウム合金に冷間圧延をおこなう工程と、ついで前記アルミニウム合金を２００〜２９０℃雰囲気で１０〜２０時間保持した後、３００〜３５０℃雰囲気で５〜１５時間保持後冷却する熱処理をおこなう工程と、を含むアルミニウム合金箔の製造方法。
［７］０＜Ｓｉ≦０．２０質量％のＳｉ、１．０≦Ｆｅ≦１．７質量％のＦｅ、０．０５≦Ｃｕ≦０．３０質量％のＣｕ、０＜Ｍｎ≦０．２０質量％のＭｎ、０＜Ｍｇ≦０．２０質量％のＭｇ、０＜Ｚｎ≦０．０３質量％のＺｎ、及び０＜Ｔｉ≦０．０３質量％のＴｉを含有し、残部がＡｌと不可避不純物とからなるアルミニウム合金を準備する工程と、前記アルミニウム合金に冷間圧延をおこなう工程と、ついで前記アルミニウム合金を２００〜２９０℃雰囲気で１０〜２０時間保持した後、３００〜３５０℃雰囲気で５〜１５時間保持後冷却する熱処理をおこなう工程と、を含むアルミニウム合金箔の製造方法。
本発明によると、所定量のＣｕを含有するアルミニウム合金箔の表層中に、Ｆｅを１．０質量％以上濃化させることで、コスト的に安価であり、優れた抗菌性及び加工性を有するアルミニウム合金箔を提供することができる。
以下、本発明の実施形態について説明する。
（表層の鉄濃度）
実施形態のアルミニウム合金箔は、表層（箔の厚み方向に表面から2μｍ以内の箇所）中のＦｅ（鉄）の濃度が１．０質量％以上であることを特徴とする。従来から抗菌性があると考えられてきた銀、銅等の金属については、水中に金属イオンが溶け出すことで抗菌性を発揮すると考えられている。鉄については、これまで抗菌性を有するとは考えられておらず、そのメカニズムは不明であるが、アルミニウム合金箔の表層中の鉄の濃度を１．０質量％以上とすることで、水中への溶出量が増え、十分な抗菌性を発揮すると考えられる。より好ましくは１．２質量％以上である。上限は特に限定されないが、表層中の鉄の濃度を３．０質量％より多くしようとすると、アルミニウム合金中への鉄の添加量を多くする必要が生じ、鋳造及び圧延が困難となるため、３．０質量％以下であることが望ましい。
実施形態のアルミニウム合金箔は、表層（箔の厚み方向に表面から2μｍ以内の箇所）中のＦｅ（鉄）の濃度が１．０質量％以上であることを特徴とする。従来から抗菌性があると考えられてきた銀、銅等の金属については、水中に金属イオンが溶け出すことで抗菌性を発揮すると考えられている。鉄については、これまで抗菌性を有するとは考えられておらず、そのメカニズムは不明であるが、アルミニウム合金箔の表層中の鉄の濃度を１．０質量％以上とすることで、水中への溶出量が増え、十分な抗菌性を発揮すると考えられる。より好ましくは１．２質量％以上である。上限は特に限定されないが、表層中の鉄の濃度を３．０質量％より多くしようとすると、アルミニウム合金中への鉄の添加量を多くする必要が生じ、鋳造及び圧延が困難となるため、３．０質量％以下であることが望ましい。
そして、この表層のＦｅ濃度は、中間層(アルミニウム合金箔の表層以外の箇所、すなわち両表層の間に挟まれた箇所)のＦｅ濃度より高いことを特徴とする。アルミニウム合金箔中の表層中のＦｅ濃度を中間層のＦｅ濃度より高くするので、アルミニウム合金全体としてのＦｅ濃度量を低くすることが可能となり、アルミニウム合金箔の加工性を向上させることができる。
このアルミニウム合金箔中の表層中のＦｅ濃度を中間層のＦｅ濃度より高くする方法としては、後記する熱処理による濃化の方法が挙げられる。
このアルミニウム合金箔中の表層中のＦｅ濃度を中間層のＦｅ濃度より高くする方法としては、後記する熱処理による濃化の方法が挙げられる。
（表層の銅濃度）
実施形態のアルミニウム合金箔を構成するアルミニウム合金は、Ａｌ（アルミニウム）及びＦｅ以外に、後記のように所定量のＣｕ（銅）を含有する。そして、このＣｕを含有するアルミニウム合金からなるアルミニウム合金箔は、表層中のＣｕの濃度が０．２質量％以上であることが好ましい。従来より銅は水中に金属イオンが溶け出すことで抗菌性を発揮すると考えられてきた。アルミニウム合金箔の表層中の銅の濃度を０．２質量％以上とすることで、アルミニウム合金箔の抗菌性をより高めることができる。より好ましくは０．２３質量％以上である。上限は特に限定されないが、表層中の銅の濃度を０．３０質量％より多くしようとすると、アルミニウム合金中への銅の添加量を多くする必要が生じ、コスト増となるため０．３０質量％以下であることが好ましい。
実施形態のアルミニウム合金箔を構成するアルミニウム合金は、Ａｌ（アルミニウム）及びＦｅ以外に、後記のように所定量のＣｕ（銅）を含有する。そして、このＣｕを含有するアルミニウム合金からなるアルミニウム合金箔は、表層中のＣｕの濃度が０．２質量％以上であることが好ましい。従来より銅は水中に金属イオンが溶け出すことで抗菌性を発揮すると考えられてきた。アルミニウム合金箔の表層中の銅の濃度を０．２質量％以上とすることで、アルミニウム合金箔の抗菌性をより高めることができる。より好ましくは０．２３質量％以上である。上限は特に限定されないが、表層中の銅の濃度を０．３０質量％より多くしようとすると、アルミニウム合金中への銅の添加量を多くする必要が生じ、コスト増となるため０．３０質量％以下であることが好ましい。
そして、この表層のＣｕ濃度は、中間層のＣｕ濃度より高いことを特徴とする。アルミニウム合金箔中の表層のＣｕ濃度を中間層のＣｕ濃度より高くするので、アルミニウム合金全体としてのＣｕ濃度量を低くすることが可能となり、アルミニウム合金箔の加工性を向上させることができる。
このアルミニウム合金箔中の表層のＣｕ濃度を中間層のＣｕ濃度より高くする方法としては、後記する熱処理による濃化の方法が挙げられる。
このアルミニウム合金箔中の表層のＣｕ濃度を中間層のＣｕ濃度より高くする方法としては、後記する熱処理による濃化の方法が挙げられる。
（表層濃度の測定）
前記のアルミニウム合金箔の表層及び中間層のＦｅ及びＣｕの濃度は、グロー放電発光分析装置（ＧＤ−ＯＥＳ）（（株）堀場製作所製 ＧＤ−Ｐｒｏｆｉｌｅｒ２）によって測定することができる。より具体的には、測定対象のアルミニウム合金箔を所定のサイズにカットし、所定の金属製治具に貼り付けた後、圧延面法線方向（ＮＤ）にグロー放電発光分析装置で測定を行い、得られた結果の任意の最表面（両面のどちらでも良いが、ブライト面とマット面が存在する場合はブライト面が望ましい）から深さ方向(厚み方向)に鉄及び銅の濃度を測定することができる。測定はＡｌ（アルミニウム）、Ｆｅ（鉄）、Ｃｕ（銅）及びＯ（酸素）について行い、Ａｌ濃度、Ｆｅ濃度、Ｃｕ濃度及びＯ濃度の和を１００質量％として、それぞれの濃度を得た。上記濃度のうち、表層中の最大値（ピーク値）を表層の濃度、中間層中の最大値を中間層の濃度とした。
前記のアルミニウム合金箔の表層及び中間層のＦｅ及びＣｕの濃度は、グロー放電発光分析装置（ＧＤ−ＯＥＳ）（（株）堀場製作所製 ＧＤ−Ｐｒｏｆｉｌｅｒ２）によって測定することができる。より具体的には、測定対象のアルミニウム合金箔を所定のサイズにカットし、所定の金属製治具に貼り付けた後、圧延面法線方向（ＮＤ）にグロー放電発光分析装置で測定を行い、得られた結果の任意の最表面（両面のどちらでも良いが、ブライト面とマット面が存在する場合はブライト面が望ましい）から深さ方向(厚み方向)に鉄及び銅の濃度を測定することができる。測定はＡｌ（アルミニウム）、Ｆｅ（鉄）、Ｃｕ（銅）及びＯ（酸素）について行い、Ａｌ濃度、Ｆｅ濃度、Ｃｕ濃度及びＯ濃度の和を１００質量％として、それぞれの濃度を得た。上記濃度のうち、表層中の最大値（ピーク値）を表層の濃度、中間層中の最大値を中間層の濃度とした。
（抗菌活性値）
実施形態のアルミニウム合金箔は、大腸菌及び黄色ブドウ球菌両菌それぞれで測定した抗菌活性値が３．０以上であることが好ましい。かかる抗菌活性値を有していれば、細菌の増加を効果的に抑えることができ、クッキングホイルや食品包材として好適に用いることが出来る。より好ましくは３．５以上である。
実施形態のアルミニウム合金箔は、大腸菌及び黄色ブドウ球菌両菌それぞれで測定した抗菌活性値が３．０以上であることが好ましい。かかる抗菌活性値を有していれば、細菌の増加を効果的に抑えることができ、クッキングホイルや食品包材として好適に用いることが出来る。より好ましくは３．５以上である。
この抗菌活性値は、ＪＩＳ Ｚ ２８０１（２０１２年版）によって測定することができる。より具体的には、５ｃｍ×５ｃｍのサイズに切り出したアルミニウム合金箔に、１／５００普通ブイヨン培地に懸濁した試験菌を接種し、ポリエチレンフィルムを被せて密着させる。次いで、当該試験片を３５℃相対湿度９０％以上の条件で２４時間培養し、菌液接種直後及び２４時間培養後の試験片３個の生菌数を測定する。そして、２４時間後の無加工試験片の生菌数対数値と２４時間後の試験対象片の生菌数対数値との差によって、抗菌活性値を算出することができる。
（引張強度）
実施形態のアルミニウム合金箔は引張強度が１００Ｎ／ｍｍ２未満であることが好ましい。かかる引張強度を有していれば、アルミニウム合金箔を所望のサイズに切断又は／及び加工しやすい、また、内容物を包みやすいといった使用感において優れている。アルミニウム合金箔の引張強度は４０Ｎ／ｍｍ２以上９９Ｎ／ｍｍ２以下がより好ましく、かかる引張強度を有していれば、優れた使用感を確保しつつ、割れや破れを防ぐために十分な強度を確保することができる。
実施形態のアルミニウム合金箔は引張強度が１００Ｎ／ｍｍ２未満であることが好ましい。かかる引張強度を有していれば、アルミニウム合金箔を所望のサイズに切断又は／及び加工しやすい、また、内容物を包みやすいといった使用感において優れている。アルミニウム合金箔の引張強度は４０Ｎ／ｍｍ２以上９９Ｎ／ｍｍ２以下がより好ましく、かかる引張強度を有していれば、優れた使用感を確保しつつ、割れや破れを防ぐために十分な強度を確保することができる。
この引張強度はＪＩＳ Ｚ ２２４１（１９９３年版）の金属材料引張試験方法に準じて測定することができる。引張方向が圧延方向（ＭＤ方向）と平行になるように１５ｍｍ幅×約２００ｍｍ長さの短冊型試験片を切り出し、歪速度２０ｍｍ／分、チャック間距離１００ｍｍを標点距離として実施した。
（アルミニウム合金）
前記アルミニウム合金箔は、アルミニウム合金から製造される。このアルミニウム合金は、前記Ａｌを主成分とし、前記Ｆｅ及びＣｕを必須成分として含有し、必要に応じて、Ｓｉ（シリコン）、Ｍｎ（マンガン）、Ｍｇ（マグネシウム）等、及び不可避不純物を含有する合金である。
前記アルミニウム合金箔は、アルミニウム合金から製造される。このアルミニウム合金は、前記Ａｌを主成分とし、前記Ｆｅ及びＣｕを必須成分として含有し、必要に応じて、Ｓｉ（シリコン）、Ｍｎ（マンガン）、Ｍｇ（マグネシウム）等、及び不可避不純物を含有する合金である。
なお、アルミニウム合金箔の組成は、誘導結合プラズマ発光分光分析法によって測定することができる。測定装置としては、（株）島津製作所製（ＩＣＰＥ９８００）などが挙げられる。
（Ａｌ：アルミニウム）
本発明のアルミニウム合金箔において、使用されるアルミニウム純度は特に限定されないが、前記不可避不純物の理由で９７．０質量％以上９９．７質量％未満であることが好ましい。前記不可避不純物としては、Ｔｉ（チタン）、Ｖ（バナジウム）、Ｚｒ（ジルコニウム）、Ｃｒ（クロム）、Ｎｉ（ニッケル）等の遷移元素、Ｂ（ホウ素）、Ｇａ（ガリウム）、及びＢｉ（ビスマス）等が挙げられる。
本発明のアルミニウム合金箔において、使用されるアルミニウム純度は特に限定されないが、前記不可避不純物の理由で９７．０質量％以上９９．７質量％未満であることが好ましい。前記不可避不純物としては、Ｔｉ（チタン）、Ｖ（バナジウム）、Ｚｒ（ジルコニウム）、Ｃｒ（クロム）、Ｎｉ（ニッケル）等の遷移元素、Ｂ（ホウ素）、Ｇａ（ガリウム）、及びＢｉ（ビスマス）等が挙げられる。
（Ｆｅ：鉄）
実施形態のアルミニウム合金箔は、該アルミニウム合金箔１００質量％中に、１．０質量％以上１．７質量％以下のＦｅを含有することが好ましい。アルミニウム合金箔中に一定量のＦｅを加えることにより、表層中のＦｅの濃度を特定の範囲とすることができ、抗菌性を有するアルミニウム合金箔とすることができる。アルミニウム合金箔１００質量％中のＦｅの含有量が１．０質量％に満たない場合、後記のように濃化したとしても、表層中のＦｅの濃度が不十分となるおそれがあり、抗菌性が低下するおそれが生じる。
一方、Ｆｅの含有量が１．７質量％を超えると、鋳造及び圧延等が困難となり、加工性が低下する傾向がある。このため、歩留りが悪化しコスト増の原因となる。より好ましくは１．２質量％以上１．５質量％以下である。
実施形態のアルミニウム合金箔は、該アルミニウム合金箔１００質量％中に、１．０質量％以上１．７質量％以下のＦｅを含有することが好ましい。アルミニウム合金箔中に一定量のＦｅを加えることにより、表層中のＦｅの濃度を特定の範囲とすることができ、抗菌性を有するアルミニウム合金箔とすることができる。アルミニウム合金箔１００質量％中のＦｅの含有量が１．０質量％に満たない場合、後記のように濃化したとしても、表層中のＦｅの濃度が不十分となるおそれがあり、抗菌性が低下するおそれが生じる。
一方、Ｆｅの含有量が１．７質量％を超えると、鋳造及び圧延等が困難となり、加工性が低下する傾向がある。このため、歩留りが悪化しコスト増の原因となる。より好ましくは１．２質量％以上１．５質量％以下である。
（Ｃｕ：銅）
実施形態のアルミニウム合金箔は、該アルミニウム合金箔１００質量％中に、０．０５質量％以上０．３質量％以下のＣｕを含有する。アルミニウム合金箔中に一定量のＣｕを加えることにより、表層中のＣｕの濃度を特定の範囲とすることができ、アルミニウム合金箔の抗菌性をより向上させることができる。アルミニウム合金箔１００質量％中のＣｕの含有量が０．０５質量％に満たない場合、後記する濃化をしたとしても、表層中のＣｕの濃度が不十分となるおそれがあり、抗菌性を向上することが困難となるおそれが生じる。
一方、Ｃｕの含有量が０．３質量％を超えると、アルミニウム合金箔の加工性が悪化する傾向が生じる。このため、コスト増の原因となる。さらに耐食性が低下し腐食しやすくなる。より好ましくは０．１２質量％以上０．２質量％以下である。
実施形態のアルミニウム合金箔は、該アルミニウム合金箔１００質量％中に、０．０５質量％以上０．３質量％以下のＣｕを含有する。アルミニウム合金箔中に一定量のＣｕを加えることにより、表層中のＣｕの濃度を特定の範囲とすることができ、アルミニウム合金箔の抗菌性をより向上させることができる。アルミニウム合金箔１００質量％中のＣｕの含有量が０．０５質量％に満たない場合、後記する濃化をしたとしても、表層中のＣｕの濃度が不十分となるおそれがあり、抗菌性を向上することが困難となるおそれが生じる。
一方、Ｃｕの含有量が０．３質量％を超えると、アルミニウム合金箔の加工性が悪化する傾向が生じる。このため、コスト増の原因となる。さらに耐食性が低下し腐食しやすくなる。より好ましくは０．１２質量％以上０．２質量％以下である。
（Ｓｉ：シリコン）
実施形態のアルミニウム合金箔は、該アルミニウム合金箔１００質量％中に、０質量％より多く０．２０質量％以下のＳｉを含有させることが好ましい。Ｓｉは、アルミニウム合金中に存在させると、得られるアルミニウム合金箔の強度を向上させることができるという特徴を発揮することができる。一方、０．２０質量％を越える多量が存在すると、耐食性、圧延性の低下を招く傾向がある。より好ましくは０．０５質量％以上０．１８質量％以下である。
実施形態のアルミニウム合金箔は、該アルミニウム合金箔１００質量％中に、０質量％より多く０．２０質量％以下のＳｉを含有させることが好ましい。Ｓｉは、アルミニウム合金中に存在させると、得られるアルミニウム合金箔の強度を向上させることができるという特徴を発揮することができる。一方、０．２０質量％を越える多量が存在すると、耐食性、圧延性の低下を招く傾向がある。より好ましくは０．０５質量％以上０．１８質量％以下である。
（Ｍｎ：マンガン）
実施形態のアルミニウム合金箔は、該アルミニウム合金箔１００質量％中に、０質量％より多く０．２０質量％以下のＭｎを含有することが好ましい。ＭｎはＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ金属間化合物の生成を促し、本願におけるＦｅの濃化を妨げる要因となるため、０．２０質量％以下とすることが好ましい。
実施形態のアルミニウム合金箔は、該アルミニウム合金箔１００質量％中に、０質量％より多く０．２０質量％以下のＭｎを含有することが好ましい。ＭｎはＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ金属間化合物の生成を促し、本願におけるＦｅの濃化を妨げる要因となるため、０．２０質量％以下とすることが好ましい。
（Ｍｇ：マグネシウム）
実施形態のアルミニウム合金箔は、該アルミニウム合金箔１００質量％中に、０質量％より多く０．２０質量％以下のＭｇを含有することが好ましい。Ｍｇ添加は、著しくアルミニウム合金箔の強度を向上させるが、本願用途のクッキングホイルやホイルケースに適用する場合、添加量によっては、過度の強度向上となるおそれがある。このため、クッキングホイルやホイルケースとしては、使用感を損なう可能性があるので、０．２０質量％以下とすることが好ましい。
実施形態のアルミニウム合金箔は、該アルミニウム合金箔１００質量％中に、０質量％より多く０．２０質量％以下のＭｇを含有することが好ましい。Ｍｇ添加は、著しくアルミニウム合金箔の強度を向上させるが、本願用途のクッキングホイルやホイルケースに適用する場合、添加量によっては、過度の強度向上となるおそれがある。このため、クッキングホイルやホイルケースとしては、使用感を損なう可能性があるので、０．２０質量％以下とすることが好ましい。
（Ｚｎ：亜鉛）
実施形態のアルミニウム合金箔は、該アルミニウム合金箔１００質量％中に、０質量％より多く０．０５質量％以下、好ましくは０．０３質量％以下のＺｎを含有することが好ましい。Ｚｎは、Ｆｅ、Ｃｕ等ほどの抗菌性を有さないが、Ａｌ程度の抗菌性を有する。また、Ｚｎが存在すると、イオン化傾向の関係から、Ａｌの溶出が生じやすくなり、溶出したＡｌによって抗菌性がより高くなる傾向が生じる。ただ、Ｚｎが多すぎると、耐食性が低下するおそれがあるので、Ｚｎの量は、０．０５質量％以下がよく、０．０３質量％以下が好ましくなる。
実施形態のアルミニウム合金箔は、該アルミニウム合金箔１００質量％中に、０質量％より多く０．０５質量％以下、好ましくは０．０３質量％以下のＺｎを含有することが好ましい。Ｚｎは、Ｆｅ、Ｃｕ等ほどの抗菌性を有さないが、Ａｌ程度の抗菌性を有する。また、Ｚｎが存在すると、イオン化傾向の関係から、Ａｌの溶出が生じやすくなり、溶出したＡｌによって抗菌性がより高くなる傾向が生じる。ただ、Ｚｎが多すぎると、耐食性が低下するおそれがあるので、Ｚｎの量は、０．０５質量％以下がよく、０．０３質量％以下が好ましくなる。
（その他）
実施形態のアルミニウム合金箔は、上述した金属元素以外に、Ｔｉ（チタン）、Ｖ（バナジウム）、Ｚｒ（ジルコニウム）、Ｃｒ（クロム）、Ｎｉ（ニッケル）等の遷移元素、Ｂ（ホウ素）、Ｇａ（ガリウム）、及びＢｉ（ビスマス）等からなる群より選択される一種以上の元素を含有してもよい。これら各元素の含有量は、アルミニウム合金箔１００質量％中に、それぞれ０．０５質量％以下とすることが好ましく、それぞれ０．０３質量％以下とすることがより好ましい。また、これら各元素は、必要に応じて含有させればよく、含有させる場合の含有量の下限は、いずれも０質量％を越えればよい。
実施形態のアルミニウム合金箔は、上述した金属元素以外に、Ｔｉ（チタン）、Ｖ（バナジウム）、Ｚｒ（ジルコニウム）、Ｃｒ（クロム）、Ｎｉ（ニッケル）等の遷移元素、Ｂ（ホウ素）、Ｇａ（ガリウム）、及びＢｉ（ビスマス）等からなる群より選択される一種以上の元素を含有してもよい。これら各元素の含有量は、アルミニウム合金箔１００質量％中に、それぞれ０．０５質量％以下とすることが好ましく、それぞれ０．０３質量％以下とすることがより好ましい。また、これら各元素は、必要に応じて含有させればよく、含有させる場合の含有量の下限は、いずれも０質量％を越えればよい。
（アルミニウム合金箔の厚み）
実施形態のアルミニウム合金箔の厚みは、強度及び製造の容易性の観点から、５μｍ以上であることが好ましい。また、使用感（希望のサイズへのカットしやすさ、折り曲げやすさ、取り扱いやすさ）という観点から、アルミニウム合金箔の厚みは４０μｍ以下とすることが好ましい。より好ましくは２０μｍ以下である。さらに好ましくは、７μｍ以上１５μｍ以下とすることが好ましい。アルミニウム合金箔の厚みを上記範囲とするには、常法に従って、鋳造、圧延を行えばよい。
実施形態のアルミニウム合金箔の厚みは、強度及び製造の容易性の観点から、５μｍ以上であることが好ましい。また、使用感（希望のサイズへのカットしやすさ、折り曲げやすさ、取り扱いやすさ）という観点から、アルミニウム合金箔の厚みは４０μｍ以下とすることが好ましい。より好ましくは２０μｍ以下である。さらに好ましくは、７μｍ以上１５μｍ以下とすることが好ましい。アルミニウム合金箔の厚みを上記範囲とするには、常法に従って、鋳造、圧延を行えばよい。
（アルミニウム合金箔の製造方法）
実施形態のアルミニウム合金箔の構成は以上のようであり、次に実施形態のアルミニウム合金箔の製造方法について説明する。
まず、アルミニウム地金を溶解した後、前記の所定の金属成分を加えて所定の成分とした溶湯を凝固させて鋳造することにより、鋳塊を得ることができる。
この鋳造方法としては、特に限定されず、半連続鋳造、連続鋳造、及び金型鋳造等からなる群より選択される方法を採用することができる。
実施形態のアルミニウム合金箔の構成は以上のようであり、次に実施形態のアルミニウム合金箔の製造方法について説明する。
まず、アルミニウム地金を溶解した後、前記の所定の金属成分を加えて所定の成分とした溶湯を凝固させて鋳造することにより、鋳塊を得ることができる。
この鋳造方法としては、特に限定されず、半連続鋳造、連続鋳造、及び金型鋳造等からなる群より選択される方法を採用することができる。
また、得られた鋳塊に、均質化熱処理を行ってもよい。均質化熱処理は、たとえば加熱温度を４００℃以上６３０℃以下、加熱時間を１時間以上２０時間以下とする条件で行うことが好ましい。
次いで、圧延工程に送られる。圧延するための方法としては、熱間圧延、冷間圧延等、公知の圧延方法を広く採用することが可能であり、特に限定はない。
ただし、アルミニウム合金箔の厚みを調整しやすくするという観点から、熱間圧延工程の後に、冷間圧延工程を設けることが好ましい。また、熱間圧延工程における熱間圧延の回数及び冷間圧延工程における冷間圧延の回数は目的とする最終厚みに応じて適宜設定すればよい。
ただし、アルミニウム合金箔の厚みを調整しやすくするという観点から、熱間圧延工程の後に、冷間圧延工程を設けることが好ましい。また、熱間圧延工程における熱間圧延の回数及び冷間圧延工程における冷間圧延の回数は目的とする最終厚みに応じて適宜設定すればよい。
冷間圧延を複数回実施する場合には、中間焼鈍を実施することが好ましい。この場合、冷間圧延工程を、１回または複数回の冷間圧延、中間焼鈍、１回または複数回の冷間圧延の順に実施することが好ましい。中間焼鈍は、焼鈍温度を５０℃以上５００℃以下、焼鈍時間を１秒以上２０時間以下に設定して実施することが好ましい。かかる工程を採用することにより、アルミニウム合金箔の厚みを容易に調整することができる。
次に、熱間圧延工程及び冷間圧延工程の後、さらに、箔圧延工程を実施する。箔圧延工程を設けることにより、アルミニウム合金箔の厚みを調整することが、さらに容易になる。箔圧延工程は、重合圧延により実施してもよい。
箔圧延工程の後に熱処理工程を実施する。熱処理条件は、空気雰囲気中で２００〜２９０℃雰囲気で１０〜２０時間保持し、さらに３００〜３５０℃雰囲気で５〜１５時間保持後、自然冷却する。より好ましい熱処理の条件は、２００〜２５０℃雰囲気で１０〜２０時間保持し、さらに３００〜３５０℃雰囲気で５〜１０時間保持後、自然冷却することである。かかる熱処理工程を行うことにより、アルミニウム合金箔の表面において、ＦｅやＣｕの濃度を効果的に高めることができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
以下、実施例に基づき、本発明の実施形態をより具体的に説明するが、本発明がこれらに限定されるものではない。
（実施例１）
０．１７質量％のＳｉ、１．２８質量％のＦｅ、０．１５質量％のＣｕ、０．０１質量％以下のＭｎ、０．０１質量％以下のＭｇ、０．０３質量％のＺｎ、及び０．０２質量％のＴｉとを含有し、残部がアルミニウムと不可避不純物とからなるアルミニウム合金箔を用い、冷間圧延工程にて１１μｍの厚みまで冷間圧延されたアルミニウム合金箔を準備した。アルミニウム合金箔中の組成の測定は、（株）島津製作所製（ＩＣＰＥ９８００）を用い、誘導結合プラズマ発光分光分析法によって測定した（以下、同様）。
次いで、このアルミニウム合金箔を研究用小型焼鈍炉内に空気雰囲気中に静置し、当該焼鈍炉内２５０℃雰囲気で１１時間保持しついで３００℃で５時間保持後、自然冷却する熱処理工程を行った。
アルミニウム合金箔を幅２００ｍｍ、長さ３００ｍｍのサイズにカットして試料を作製した。
（実施例２）
熱処理工程を２００℃雰囲気で２０時間保持し、３００℃雰囲気で５時間保持後、自然冷却するとした以外は実施例１と同様とした。
（実施例３）
熱処理工程を、２５０℃雰囲気で２０時間保持後、自然冷却するとした以外は実施例１と同様とした。
（実施例４）
アルミニウム合金箔の組成を、０．１７質量％のＳｉ、１．３２質量％のＦｅ、０．０５質量％のＣｕ、０．０１質量％以下のＭｎ、０．０１質量％以下のＭｇ、０．０３質量％のＺｎ、及び０．０２質量％のＴｉとを含有し、残部がアルミニウムと不可避不純物とからなるものとした以外は実施例１と同様とした。
（実施例５）
アルミニウム合金箔の厚みを２０μｍとした以外は実施例１と同様とした。
０．１７質量％のＳｉ、１．２８質量％のＦｅ、０．１５質量％のＣｕ、０．０１質量％以下のＭｎ、０．０１質量％以下のＭｇ、０．０３質量％のＺｎ、及び０．０２質量％のＴｉとを含有し、残部がアルミニウムと不可避不純物とからなるアルミニウム合金箔を用い、冷間圧延工程にて１１μｍの厚みまで冷間圧延されたアルミニウム合金箔を準備した。アルミニウム合金箔中の組成の測定は、（株）島津製作所製（ＩＣＰＥ９８００）を用い、誘導結合プラズマ発光分光分析法によって測定した（以下、同様）。
次いで、このアルミニウム合金箔を研究用小型焼鈍炉内に空気雰囲気中に静置し、当該焼鈍炉内２５０℃雰囲気で１１時間保持しついで３００℃で５時間保持後、自然冷却する熱処理工程を行った。
アルミニウム合金箔を幅２００ｍｍ、長さ３００ｍｍのサイズにカットして試料を作製した。
（実施例２）
熱処理工程を２００℃雰囲気で２０時間保持し、３００℃雰囲気で５時間保持後、自然冷却するとした以外は実施例１と同様とした。
（実施例３）
熱処理工程を、２５０℃雰囲気で２０時間保持後、自然冷却するとした以外は実施例１と同様とした。
（実施例４）
アルミニウム合金箔の組成を、０．１７質量％のＳｉ、１．３２質量％のＦｅ、０．０５質量％のＣｕ、０．０１質量％以下のＭｎ、０．０１質量％以下のＭｇ、０．０３質量％のＺｎ、及び０．０２質量％のＴｉとを含有し、残部がアルミニウムと不可避不純物とからなるものとした以外は実施例１と同様とした。
（実施例５）
アルミニウム合金箔の厚みを２０μｍとした以外は実施例１と同様とした。
（比較例１）
アルミニウム合金箔の組成を０．１７質量％のＳｉ、０．４３質量％のＦｅ、０．０５９質量％のＣｕ、０．０１質量％以下のＭｎ、０．０１質量％以下のＭｇ、０．０３質量％のＺｎ、及び０．０２質量％のＴｉとを含有し、残部がアルミニウムと不可避不純物とからなるものとした以外は実施例１と同様とした。
（比較例２）
アルミニウム合金箔の組成を、０．４質量％のＳｉ、０．７質量％のＦｅ、０．１質量％のＣｕ、０．２質量％のＭｎ、０．０５質量％のＭｇ、０．０５質量％のＣｒ、０．１質量％のＺｎ、及び０．０８質量％のＴｉとを含有し、残部がアルミニウムと不可避不純物とからなるものとした以外は実施例１と同様とした。
（比較例３）
熱処理工程の条件を、焼鈍炉内２５０℃雰囲気で１１時間保持し、３００℃で２０時間保持後、自然冷却する焼鈍処理を行った以外は実施例１と同様とした。
（比較例４）
アルミニウム合金箔の組成を０．１７質量％のＳｉ、１．２８質量％のＦｅ、０．４質量％のＣｕ、０．０１質量％以下のＭｎ、０．０１質量％以下のＭｇ、０．０３質量％のＺｎ、及び０．０２質量％のＴｉとを含有し、残部がアルミニウムと不可避不純物とからなるものとした以外は実施例１と同様とした。
アルミニウム合金箔の組成を０．１７質量％のＳｉ、０．４３質量％のＦｅ、０．０５９質量％のＣｕ、０．０１質量％以下のＭｎ、０．０１質量％以下のＭｇ、０．０３質量％のＺｎ、及び０．０２質量％のＴｉとを含有し、残部がアルミニウムと不可避不純物とからなるものとした以外は実施例１と同様とした。
（比較例２）
アルミニウム合金箔の組成を、０．４質量％のＳｉ、０．７質量％のＦｅ、０．１質量％のＣｕ、０．２質量％のＭｎ、０．０５質量％のＭｇ、０．０５質量％のＣｒ、０．１質量％のＺｎ、及び０．０８質量％のＴｉとを含有し、残部がアルミニウムと不可避不純物とからなるものとした以外は実施例１と同様とした。
（比較例３）
熱処理工程の条件を、焼鈍炉内２５０℃雰囲気で１１時間保持し、３００℃で２０時間保持後、自然冷却する焼鈍処理を行った以外は実施例１と同様とした。
（比較例４）
アルミニウム合金箔の組成を０．１７質量％のＳｉ、１．２８質量％のＦｅ、０．４質量％のＣｕ、０．０１質量％以下のＭｎ、０．０１質量％以下のＭｇ、０．０３質量％のＺｎ、及び０．０２質量％のＴｉとを含有し、残部がアルミニウムと不可避不純物とからなるものとした以外は実施例１と同様とした。
（試験）
得られた試料を用いて、前記した測定方法に従い、アルミニウム合金箔の表層中のＦｅ及びＣｕの濃度、及び抗菌活性値を測定した。
表層濃度は、グロー放電発光分析装置（ＧＤ−ＯＥＳ）（（株）堀場製作所製：ＧＤ−Ｐｒｏｆｉｌｅｒ２）による深さ方向の元素分布を測定した。
抗菌活性値は、測定方法はＪＩＳ Ｚ ２８０１（２０１２年版）にしたがって測定した。
結果を表１に示す。
得られた試料を用いて、前記した測定方法に従い、アルミニウム合金箔の表層中のＦｅ及びＣｕの濃度、及び抗菌活性値を測定した。
表層濃度は、グロー放電発光分析装置（ＧＤ−ＯＥＳ）（（株）堀場製作所製：ＧＤ−Ｐｒｏｆｉｌｅｒ２）による深さ方向の元素分布を測定した。
抗菌活性値は、測定方法はＪＩＳ Ｚ ２８０１（２０１２年版）にしたがって測定した。
結果を表１に示す。
（圧延性）
冷間圧延工程中に、破断せずに作製できた試料を圧延性「○」、破断するなど圧延性が低い試料を圧延性「×」とした。
結果を表２に示す。
冷間圧延工程中に、破断せずに作製できた試料を圧延性「○」、破断するなど圧延性が低い試料を圧延性「×」とした。
結果を表２に示す。
（強度）
焼鈍工程を経て得られた試料を、巾１５ｍｍ長さ２００ｍｍの寸法に裁断し、（株）東洋精機製ストログラフＶＥ５Ｄにて引張強度を測定した。使用感の観点から、強度評価として、１００Ｎ/ｍｍ２未満を「○」、１００Ｎ/ｍｍ２以上を「×」とした。
結果を表２に示す。
焼鈍工程を経て得られた試料を、巾１５ｍｍ長さ２００ｍｍの寸法に裁断し、（株）東洋精機製ストログラフＶＥ５Ｄにて引張強度を測定した。使用感の観点から、強度評価として、１００Ｎ/ｍｍ２未満を「○」、１００Ｎ/ｍｍ２以上を「×」とした。
結果を表２に示す。
表１のように、実施例のアルミニウム合金箔は、抗菌性（抗菌活性値）において、良好な結果を示した。それに比べて各比較例のアルミニウム合金箔は、抗菌性において満足のいく結果が得られなかった。また、表２のように、実施例のアルミニウム合金箔は、圧延性、すなわち加工性において、良好な結果を示した。表２のように、実施例１、２、４及び５のアルミニウム合金箔は、引張強度において、良好な結果を示した。
Claims (7)
- アルミニウム合金箔であって、
その厚み方向に表面から2μｍ以内の箇所を表層とし、その余の箇所を中間層とした場合に、
ＧＤ−ＯＥＳ分析で表層のＦｅの濃度が１．０質量％以上であり、
前記表層のＦｅ濃度が、前記中間層のＦｅ濃度より高く、
ＩＣＰ分析でアルミニウム合金中のＣｕの含有量が０．０５≦Ｃｕ≦０．３０質量％であることを特徴とするアルミニウム合金箔。 - 前記表層のＣｕの濃度が０．２質量％以上であり、
前記表層のＣｕ濃度が、前記中間層のＣｕ濃度より高い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。 - ＪＩＳ Ｚ ２８０１に規定する抗菌力試験において、抗菌活性値が３．０以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のアルミニウム合金箔。
- 引張強度が１００Ｎ／ｍｍ２未満であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のアルミニウム合金箔。
- ０＜Ｓｉ≦０．２０質量％のＳｉ、１．０≦Ｆｅ≦１．７質量％のＦｅ、０．０５≦Ｃｕ≦０．３０質量％のＣｕ、０＜Ｍｎ≦０．２０質量％のＭｎ、０＜Ｍｇ≦０．２０質量％のＭｇ、０＜Ｚｎ≦０．０３質量％のＺｎ、及び０＜Ｔｉ≦０．０３質量％のＴｉを含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物であるアルミニウム合金からなることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のアルミニウム合金箔。
- 厚さが５μｍ以上４０μｍ以下である請求項１〜５のいずれかに記載のアルミニウム合金箔。
- ０＜Ｓｉ≦０．２０質量％のＳｉ、１．０≦Ｆｅ≦１．７質量％のＦｅ、０．０５≦Ｃｕ≦０．３０質量％のＣｕ、０＜Ｍｎ≦０．２０質量％のＭｎ、０＜Ｍｇ≦０．２０質量％のＭｇ、０＜Ｚｎ≦０．０３質量％のＺｎ、及び０＜Ｔｉ≦０．０３質量％のＴｉを含有し、残部がＡｌと不可避不純物とからなるアルミニウム合金を準備する工程と、
前記アルミニウム合金に冷間圧延をおこなう工程と、
ついで前記アルミニウム合金を２００〜２９０℃雰囲気で１０〜２０時間保持した後、３００〜３５０℃雰囲気で５〜１５時間保持後冷却する熱処理をおこなう工程と、を含むアルミニウム合金箔の製造方法。
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