JP2654891B2 - アルミニウム箔の製造方法 - Google Patents

アルミニウム箔の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はアルミニウム箔の製造方
に係わり、特に強度と成形加工性に優れ、且つピンホ
ールの少ないアルミニウム箔の製造方法に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】一般
に、アルミニウム箔は、用途により5〜100μm程度
の範囲の箔厚で使い分けられている。従来、1N30
(JIS H4160)の純アルミニウムが一般に用い
られてきた。しかし、近年、包装用アルミニウム箔にお
いて成形加工が必要とされるものには、8011、80
79のようなAl−Fe合金や、Feの他にMnを添加
した8006等の合金も使用されつつある。
【0003】また、最近、コストダウンの要望から、薄
箔化が指向されているが、薄箔になるほど指数関数的に
ピンホールが増加し、アルミニウム箔の特性である水分
や空気などの遮断性が劣り、使用上問題となる。
【0004】そこで、ピンホールを低減するために、箔
地の製造工程の検討(特公昭60−56786号公報)
のほか、上記のAl−Fe合金、Al−Fe−Mn合金
を15μm以下の薄箔に適用し、成形性及び強度と共に
ピンホール特性に優れるアルミニウム箔を製造する試み
がなされている(特開昭63−26322号公報)。
【0005】しかしながら、これらのAl−Fe合金或
いはAl−Fe−Mn合金を用いて箔製品を製造する場
合には、次のような問題点がある。
【0006】すなわち、これらの合金は、1N30に比
較して、合金元素及び不純物が多いため、晶出物の分布
密度が高いことに起因して、熱処理後の再結晶粒が微細
化されるが、反面、高速圧延中の発熱の影響を受け、箔
製品の成形性・強度が変動し易く、これらの機械的性質
の変動から箔の圧延性が低下し、ピンホール数の増加を
もたらすことがあり、品質が安定しない。
【0007】本発明は、上記従来技術の欠点を解消し、
薄厚箔においても、強度及び成形性に優れ、ピンホール
の少ないアルミニウム箔を提供し、またその製造方法を
提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明者は、種々の成分系及び組成について鋭意研
究を重ねた結果、特定組成のアルミニウムとすることに
より、薄厚箔でも優れた特性が得られることを見い出
し、また同時に固有の製造条件を見い出すに至り、ここ
に本発明を完成したものである。
【0009】すなわち、本発明は、Fe:0.35〜
0.60%、Cu:0.01〜0.020%、Si:
0.10〜0.20%、Ti:0.003〜0.03
%、B:0.0001〜0.001%を含有し、残部が
Al及び不可避的不純物からなり、200℃×2hrの
焼鈍後の耐力が100N/mm2以上の優れた耐軟化性
を有するアルミニウム箔を得ようというもので、上記化
学成分を有するアルミニウムにつき、500〜590℃
×2〜24時間の均質化熱処理後、熱間圧延を450〜
500℃にて開始し、更に冷間圧延を行い、400〜4
50℃×0.5〜24時間の条件で中間焼鈍を行い、更
に冷間圧延を行うことを特徴とするアルミニウム箔の製
造方法である。
【0010】以下に本発明を更に詳細に説明する。
【0011】
【作用】本発明は前述の組成のアルミニウムを用いる
が、その化学成分等の限定理由は以下の通りである。
【0012】 Fe:0.35〜0.60% Feの添加は結晶粒の微細化にも有効であり、強度、成
形性の向上に対して効果があり、このためには0.35
%以上添加する必要がある。しかしながら、0.60%
を超えるとAl−Fe系の金属間化合物が増加・粗大化
し易く、高速箔圧延中の発熱により強度等のバラツキが
発生し易く、かえってピンホールに対し悪影響をもたら
す。したがって、Fe量は0.35〜0.60%とす
る。
【0013】 Cu:0.01〜0.02% Cuは薄箔の焼鈍後の強度、特に200℃前後での焼鈍
後の強度を保持するために添加する。この目的のために
は0.01%以上の添加が必要である。しかし、0.0
20%超の添加をすると、圧延時の強度が高くなりす
ぎ、かえって圧延性を低下する。したがって、Cu量は
0.01〜0.02%とする。なお、このCu添加は、
単に添加するだけでは効果が少なく、中間焼鈍温度条件
との組み合せにて最も効果を発揮する。
【0014】 Si:0.10〜0.20% Siは造塊時の晶出物の形態に大きな影響をもたらし、
Si量が多いと晶出物の大きさが大きくなると共に、再
結晶粒の発生核となる晶出物の数が少なくなり、結果的
に再結晶粒径が大きくなるため、箔製品の強度、成形性
及びピンホールに対して悪影響を及ぼすので、0.20
%以下に抑制する必要がある。しかし、少なすぎると、
圧延時の発熱の影響を受け圧延時の品質が安定せず、焼
鈍時に急激に軟化する等の問題が発生し易いので、0.
10%以上含有していることが必要である。よって、S
i量は0.10〜0.20%とする。
【0015】 Ti:0.003〜0.03% B:0.0001〜0.001% 鋳塊組織が粗大であると、箔でのストリーク模様等の問
題が発生し易く、鋳塊組織は微細化する必要がある。こ
のためには、Al−Ti−Bの中間合金の形で添加する
ことが有効であり、Ti量にて0.003%以上、B量
にて1ppm以上の添加が必要である。しかし、Ti量
が0.03%超、B量が10ppm超では効果が飽和す
ると共に、かえってピンホール欠陥の原因となる。よっ
て、Ti量は0.003〜0.03%、B量は0.00
01〜0.001%とする。
【0016】なお、他の不純物も、熱処理後の再結晶粒
が変動し、箔製品の成形性や強度に対して変動をもたら
すほか、機械的性質の変動から箔の圧延成形性が劣り、
ピンホール数の増加をもたらすことがあるために、極力
少ない方がよく、それぞれ0.05%以下に抑制するの
が好ましい。
【0017】次に本発明の製造条件について説明する。
【0018】上記化学成分を有するアルミニウムは、成
分調整後に鋳塊組織微細化剤を添加後、フィルター処理
後に造塊し、均質化熱処理し、熱間圧延、更に冷間圧延
(中間焼鈍を含む)されるが、以下に説明するように、
均質化熱処理条件、熱間圧延開始温度、中間焼鈍条件を
規制する必要がある。
【0019】フィルター処理は、アルミニウム溶湯中の
介在物、粗大なTi系粒子を除去し、ピンホールの発生
をできる限り少なくするために実施される。
【0020】均質化熱処理を施すのは、晶出物の形態・
分布調整及び析出状態の調整により、冷間圧延後の再結
晶粒の微細化を図ること、圧延時の加工硬化の程度の調
整を行うことが目的である。このためには、500〜5
90℃×2〜24時間の条件で均質化熱処理を行うこと
が必要である。500℃未満×2時間未満ではその硬化
が不十分であり、また590℃超×24hr超では鋳塊
の結晶粒組織が粗大化し易いために好ましくない。
【0021】熱間圧延開始温度は、450〜500℃と
均質化熱処理よりも若干低くすることが必要である。な
お、熱間圧延の順番待ち等がある場合には、実質的な保
持時間は1.5時間以下と短時間に管理することが好ま
しい。保持時間が1.5時間超になると、析出が進む結
果、冷間圧延後の再結晶粒が粗大化し易く、極薄厚箔
(60.μm以下)でのピンホールが増加する傾向とな
る。
【0022】冷間圧延中に中間焼鈍を施すのは、熱間圧
延での粗大な結晶粒組織を微細化するため、並びに固溶
・析出の程度を調整するためである。中間焼鈍温度が4
00℃未満ではこの効果が充分でなく、圧延時の加工硬
化が進み易く、焼鈍時の軟化の抑制効果が十分でない。
また480℃超では、粗大結晶粒が形成され易く、薄厚
箔(6.0μm以下)のピンホール特性を悪化させる。
また、加熱時間が0.5時間未満では軟化硬化が不十分
であるとともに、焼鈍コイル全体としての温度の均質性
が実質的には得がたい。また24時間超では粗大結晶粒
が形成され始めるため好ましくない。したがって、中間
焼鈍条件は400〜480℃×0.5〜24時間とす
る。なお、480℃超でピンホール特性が悪化するの
は、冷間圧延時の加工硬化の程度が大きいためである。
【0023】中間焼鈍までの加工率は、中間焼鈍時の再
結晶粒を微細にするために大きい方がよい。概ね60%
以上が好ましいが、望ましくは70%以上である。
【0024】このようにして製造されたアルミニウム箔
は、例えば、200℃前後の温度で低温軟化焼鈍が行わ
れる。この焼鈍は、箔製品の包装用印刷インキの乾燥焼
付き及び樹脂フィルムとの貼合せのために行うものであ
るが、この焼鈍による強度低下は小さい方が望ましい。
【0025】次に本発明の実施例を示す。
【0026】
【実施例1】アルミニウム溶湯にAl−Ti−Bの中間
合金(鋳塊組織微細化剤)を添加し、脱ガス処理後にフ
ィルターにて濾過処理し、アルミニウム鋳塊を得た。そ
の化学成分を表1に示す。
【0027】
【表1】
【0028】次いで、得られたアルミニウム鋳塊に、5
40℃×5時間の均質化処理を施した後、熱間圧延を4
80℃にて開始し、4mm厚で熱間圧延を終了した。更
に、0.7mm厚まで冷間圧延を行った後、表1に示し
た条件で中間焼鈍を行った。各々の材料の80μm厚で
の圧延のままでの強度、並びに200℃×2時間の焼鈍
後の強度を表2に示す。表2より、本発明例で得られた
アルミニウム箔は耐軟化が優れていることが明らかで
ある。
【0029】
【表2】
【0030】
【実施例2】表3に示す化学成分を有するアルミニウム
につき、脱ガス、フィルター処理後にスラブを作製し、
表3に示す均質化熱処理条件、熱間圧延開始温度にて
3.5mm厚まで熱間圧延を行った。次いで冷間圧延を
行い、同表の条件で中間焼鈍を施した後、6μm厚まで
冷間圧延を行った時の性能を表4に示す。表4より、本
発明例は、特にピンホール数が非常に少なく、したがっ
て、水分及び光の遮断性が非常に優れており、また圧延
性(成形加工性)も優れていることが分かる。
【0031】
【表3】
【0032】
【表4】
【0033】なお、上記各実施例での評価方法・基準は
以下のとおりである。 結晶粒径:光学顕微鏡により観察し、ASTM比較法
にて平均粒径を測定。5箇所観察し、5箇所の平均値に
て示した。 強度、伸び:インストロン式の引張試験機により引張
強さ及び全伸びを測定。引張試験片は幅15mm、有効
長さ100mmの短冊状とした。 ピンホール数:6.0μm箔についてピンホール検知
機によりピンホール数(5μm以上の大きさのピンホー
ルにつき測定)をカウントした。 圧延性:○・・・圧延時にトラブルなく円滑に圧延で
きる。×・・・同一圧延条件では箔厚が落ち難い・幅方
向でのフラットネスが悪い等のトラブルが発生する傾向
が強い。
【0034】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
極薄厚箔においても軟化焼鈍後の強度低下が抑えられ、
成形箔の用途にも適し、また、ピンホールの発生が抑え
られるので現状よりも薄厚化が可能になり、コスト低減
が可能になる。なお、成形加工性の向上から圧延し易く
生産性向上にもつながり、歩留りの向上が得られる等、
優れた効果を有している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−64754(JP,A) 特開 昭57−51247(JP,A) 特開 昭54−98960(JP,A) 特開 平4−337043(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で(以下、同じ)、Fe:0.3
    5〜0.60%、Cu:0.01〜0.020%、S
    i:0.10〜0.20%、Ti:0.003〜0.0
    3%、B:0.0001〜0.001%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につ
    き、500〜590℃×2〜24時間の均質化熱処理
    後、熱間圧延を450〜500℃にて開始し、更に冷間
    圧延を行い、400〜450℃×0.5〜24時間の条
    件で中間焼鈍を行い、更に冷間圧延を行うことを特徴と
    する、200℃×2hrの焼鈍後の耐力が100N/m
    2 以上の優れた耐軟化性を有するアルミニウム箔の製
    造方法。
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