JP3274712B2 - アルミニウム条の脱脂装置及び製造方法 - Google Patents

アルミニウム条の脱脂装置及び製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は圧延後のアルミニウム条
(本発明においてアルミニウム条とは厚さ5μm〜3m
mのアルミニウムまたはアルミニウム合金の箔または板
状体を意味する。)脱脂工程においてアルミニウム条の
幅方向及び長さ方向にその水濡れ性、酸化膜等の表面特
性の均一性が高く、生産性が高い、特に硬質アルミニウ
ム条の製造のために適した装置及びアルミニウム条の製
造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】アルミニウムは加工性が優れているこ
と、金属であることの故に有用であり、アルミニウム箔
または板状体として安価に大量に供給され、包装材、電
気材料、工業用材料、日用品、装飾品等に広く利用され
ている。
【0003】アルミニウム条の焼なましの目的は、アル
ミニウム条自体の軟質化のほかにアルミニウム条を製造
する際に使用した圧延油の除去も目的としており、通常
はアルミニウム条の軟質化のためより後者の圧延油の除
去の目的のために焼なましの温度、時間等が定められて
いるのが実状である。
【0004】焼なまし処理においては、アルミニウム条
の焼なましと同時に圧延油の除去が行われるが、圧延油
の除去が不十分であるとそれ以後行われる多くの二次加
工、例えばプラスチックフィルム等との貼りあわせ、印
刷、着色、化学処理等の工程においてトラブルの原因と
もなり易いので、アルミニウム条の軟質化の条件よりも
圧延油の除去を完全に行うべく焼なまし条件が選ばれ
る。
【0005】アルミニウム条焼鈍工程中の圧延油の除去
について、処理温度や時間に影響を与える因子として圧
延油の種類が問題となるほか、製品の幅や巻径、巻硬さ
等が大きく影響を与える。特にアルミニウム条は最近ま
すます広幅、長尺製品の要求が多くなってきているが、
これは圧延油のコイルからの逸失に抵抗を大きくする方
向であり、圧延油の除去を完全とするためには熱処理に
高温、長時間を必要とすることになり、必然的に希望し
ていないアルミニウム条の軟質化を伴うことになる。
【0006】このようにコイル状のままでの焼なましに
よって圧延油の完全除去とコイル幅方向及び長さ方向の
表面特性の均一性(酸化膜厚、水濡れ性)を確保するた
めには、300℃程度の温度で長時間の加熱(例えば5
0〜100時間)処理することが必要と言われている
(Aluminium Foil Productio
n.1975,Vol.20,pp185〜207)
が、それでも幅方向に均一な製品は得にくい。
【0007】特に広幅、長尺製品のコイルの幅の中央部
のコイルの中心部の圧延油にあっては、外表面から遠
い、かつクリアランスの狭い(巻硬さが硬いとき)とこ
ろから逸失するための距離は長く、熱の供給は少なく、
逸失抵抗が大きくなるため一層幅方向の表面特性の均一
性を確保することは困難となり、均一性を確保するため
には高温、長時間の焼なましが必要となり、アルミニウ
ム条の軟質化を一層促進することになる。
【0008】一方、圧延油の完全除去を必要とするが、
剛性の高いアルミニウム条を必要とする分野、例えば医
薬品用PTP箔、ミニカップ等、あるいはキャップシー
ル用材料のような印刷のピッチ、ズレが問題となる用途
等、特定の用途に対しては剛性の高い材料(例えば30
03,Al−Fe系合金)が使用することが要求される
が、長時間のコイル焼鈍した純アルミを使用すると、そ
れでも軟質化が進み機械的強度の低下が著しく種々問題
を発生する。
【0009】従って剛性の高いアルミニウム条の製造に
おいては、圧延後セパレーターまたはスリッター等の工
程の巻き取り中において圧延工程で付着してきた油分を
自然蒸発させ、あるいは更に印刷、接着などの加工直前
においてコロナ放電処理、アンカーコート処理などを行
って圧延油の残留の影響を除去してきた。この場合コロ
ナ放電処理は処理後の時間の経過に従いその効果が弱く
なるので次工程の直前に処理しなければならない制限が
ある。またアンカーコート処理はアンカーコート剤の塗
布、溶剤の蒸発工程、更には環境保全のためには溶剤回
収装置など装置及び工程が複雑となるデメリットがあ
る。
【0010】また紙、板紙、プラスチック等のラミネー
トにおいて、フレーム処理(火災処理とも言う。:「最
近ラミネート加工便覧,p43,発行所加工技術研究
会,1989年6月30日発行)を行うことが述べられ
ているが、アルミニウム条の圧延油の脱脂については触
れられていない。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、アルミニウ
ム条の脱脂において幅方向及び長さ方向の表面特性(水
濡れ性、酸化膜厚等)の均一性が良く、脱脂してもアル
ミニウム条の剛性が高く、高速で高生産性の脱脂装置並
びに該装置を使用して所望の性質のアルミニウム条を製
造する方法の開発を目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、 (a)温度調節可能な高速回転ロール (b)該ロール表面の一部をアルミニウム条が巻きつ
き、高速走行するようにしたテンションリール等の補助
ロール (c)該高速回転ロール表面上にあるアルミニウム条を
フレーム処理できるように設けたバーナーからなること
を特徴とするアルミニウム条の脱脂装置、および回転す
る冷却ロール表面に巻きつき走行するセパレート済また
はスリット済アルミニウム条の表面を高温のフレームに
より処理することを特徴とする硬質アルミニウム条の製
造方法、さらに回転する加熱ロール上表面に巻きつき走
行するセパレート済またはスリット済のアルミニウム条
の表面を高温のフレームにより処理することを特徴とす
る半硬質または軟質アルミニウム条の製造方法を開発す
ることにより上記の目的を達成した。
【0013】本発明の対象となるアルミニウム条は一般
工業用の純アルミニウム(電解コンデンサ用及び普通の
純アルミニウムを含む。)、アルミニウム合金であっ
て、特に制限はない。アルミニウム条の厚さも特に制限
があるわけでないが、一般には5μm〜3mm位であ
る。
【0014】フレーム処理は圧延工程のセパレーター、
スリッター等のアルミニウム条が一枚で走っているとこ
ろ、もしくはセパレーター、スリッター等からアルミニ
ウム条巻取機までの工程の間のいずれかのライン中に設
けたフレーム処理装置により、またはセパレーター、ス
リッター等を経て巻き取られたコイル状のアルミニウム
条をラインとは別のオフラインのフレーム処理装置を設
置した工程で行うことができる。操作の容易性、生産性
を考慮するときはインライン方式で一挙に行うほうが簡
単である。
【0015】フレーム処理装置としては、例えば圧延し
たアルミニウム条をセパレートし、ロールに巻き取った
材料をフレーム処理する場合には図1に示すごときもの
(片面処理用)がある。
【0016】ロール状に巻きとられたアルミニウム条
(1)はダンサーロール(2)を経てバーナー(3)が
設置されたブライドルロール(4)に供給される。この
ブライドルロール(4)はモーター(図示していな
い。)で駆動され、アルミニウム条は他のテンションリ
ール等の助けで該ロールの円周の約半分以上のわたって
巻きつくようにする。またロールは冷却水などを循環さ
せて冷却させておく。
【0017】バーナー(3)はブライドルロール(4)
からわずかに離して、ロール表面のアルミニウム条
(8)にフレームを吹きつけるように設けられる。ここ
で表面のみ加熱され油分が焼却されたアルミニウム条は
接している冷却ロールで冷やされると共にフレームを離
れた後も冷却され、アルミニウム条の焼なましが防止さ
れる。次いで油分を除去されたアルミニウム条(8)は
シワ防止のためのゴムロール(5)、ブライドルロール
(6)、テンションリール(7)などの補助ロールを経
て巻き取り機(9)でロール状に巻き取られる。
【0018】上記の説明では片面処理の装置を示した
が、温度調節可能なブライドルロールおよびフレーム用
バーナーをもう一セット設け、アルミニウム条の他の面
のフレーム処理ができるようにすれば両面フレーム処理
が一挙にできることになる。
【0019】またブライドルロール(4)は冷却する場
合についての説明であったが、加熱オイル循環あるいは
電熱機封入などした加熱ロールとしたときには半硬質ま
たは軟質アルミニウム条をワンパスで製造できる装置と
することができる。
【0020】また、上記の説明においては一旦セパレー
トし、巻き取ったアルミニウム条について説明したが、
フレーム処理部分をセパレーターまたはスリッターと巻
き取り機の間のライン中に設置して、連続処理するよう
にしても良いことはもちろんである。
【0021】本発明のフレーム処理は、バーナーの発熱
量、アルミニウム条の厚さ、圧延油の種類及び残油量、
目標とする製品アルミニウム条の純水との接触角、イン
ラインかオフラインかなどにより異なるが、一般的には
約100〜800m/分程度の高速度処理が可能であ
る。
【0022】フレーム処理に先立ち、アルミニウム条に
付着している圧延油の種類、圧延油付着量、目的とする
製品アルミニウム条のアルミニウム材質、機械的強度、
条の厚さ、目的とするアルミニウム条の水との接触角な
どの性質により面積あたりの供給エネルギーは変わるの
で実験的に測定しておくことが好ましい。別の焼鈍工程
で充分な焼なましをするときには脱脂は少量であって良
いし、これとは別に機械的強度が高いアルミニウム条が
必要なときにはフレーム処理のみで充分な圧延油除去が
必要となるからである。
【0023】一般的にはフレーム処理後のアルミニウム
条として水との接触角が70°以下、好ましくは60°
以下であれば通常の使用に支障のない性質のあるアルミ
ニウム条となるので、目標としてこの数値範囲になるよ
うにフレーム処理を行うことが必要となる。
【0024】フレームとして供給される熱量も各種条件
により異なるが、一般の用途においては約0.1〜10
kcal/m2 (片面)であり、特に脱脂度を高くした
いときはこれより若干高い数値になる。
【0025】冷却ロールの温度も目標とする製品アルミ
ニウム条の剛性、バーナーの能力、アルミニウム条厚
さ、走行速度等により変わり、限定的でないが剛性条の
場合は約40℃以下、半硬質では約180〜300℃程
度、軟質では約250〜600℃程度となる。もし、得
られたアルミニウム条が目標の剛性より硬質であったと
きはロール温度を高くし、軟質であったときはロール温
度を低下させることによって製造しても良い。
【0026】もちろん目標の剛性より高いアルミニウム
条を一旦製造し、従来のバッチ焼鈍(ロール状に巻いた
ままアルミニウム条を焼鈍する。)と組み合わせ焼なま
しすることも可能である。この時はフレーム処理での脱
脂は完全でなくとも良くなり、またバッチ焼鈍の所要時
間も大幅に短縮できることはもちろんである。
【0027】
【作用】圧延アルミニウム条の表面に付着した残油の除
去(焼却)に、紙、プラスチック等をラミネートする際
の表面処理に用いられていたフレーム処理方法を適用す
るに際し、フレーム処理を水冷ロール上において行うこ
とによりその軟質化を防止しながらアルミニウム条表面
にある圧延油の除去に成功したものである。
【0028】その機構については明らかにはできなかっ
たがアルミニウムが熱の良導体であるためアルミニウム
条のフレームに接している面まで強く冷却され、ほとん
ど温度上昇が起こらず、わずかにその表面層にある残油
層のみが焼却されるためと推定している。
【0029】なお、水冷ロールを加熱ロールに代えるこ
とにより脱脂と同時に焼鈍が行えることも見いだした。
以下実施例により具体的に説明する。
【0030】
【実施例】1N30,厚さ7μmのセパレート後、ロー
ル状に巻き取ったアルミニウム箔を図1に示すごとき、
装置を用いてフレーム処理した。結果を表1に示す。酸
化膜厚さの測定はハンターホール法によった。
【0031】
【表1】
【0032】以上の結果より本発明方法はフレーム処理
スピードが極めても速くとも、アルミニウム条表面の水
との接触角は97°から約60°まで脱脂できること、
またフレーム処理をしても酸化膜の厚さに変化がないこ
と、引張強度も圧延後のアルミニウム条と誤差の範囲内
で一致しており、強度の低下が認められない。
【0033】
【発明の効果】本発明の脱脂装置は、ガスバーナーまた
は石油バーナーのフレームによりアルミニウム条表面の
圧延油を除去する装置であって、熱供給能力は極めて大
きくすることが可能であるため、アルミニウム条を高速
で処理することが可能である。
【0034】また本発明方法は、従来のバッチ焼鈍によ
る脱脂で問題となっていた幅方向及び長さ方向の表面特
性(水濡れ性、酸化膜厚等)の不均一性も大きく改善さ
れ、更に冷却ロールを用いることにより脱脂をした剛性
の高い硬質アルミニウム条も製造できた。
【0035】また半硬質または軟質条が必要な場合に
は、冷却ロールに代えて加熱ロールを用いるか、あるい
はフレーム処理とバッチ焼鈍を組み合わせることにより
製造が可能となる。この場合あらかじめ脱脂が行われて
いるため、必要となるバッチ焼鈍の時間を大幅に短縮で
きる等、高速、高生産性のアルミニウム条製造方法であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の片面フレーム処理に用いた装置の概念
図である。
【符号の説明】
1 ペイオフ 2 ダンサーロール 3 バーナー 4 ブライドルロール 5 シワ防止ロール 6 ブライドルロール 7 テンションリール 8 アルミニウム条 9 巻き取り機
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−94024(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B21B 45/02 330 C22F 1/04

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)温度調節可能な高速回転ロール (b)該ロール表面の一部をアルミニウム条が巻きつ
    き、高速走行するようにしたテンションリール等の補助
    ロール (c)該高速回転ロール表面上にあるアルミニウム条を
    フレーム処理できるように設けたバーナーからなること
    を特徴とするアルミニウム条の脱脂装置。
  2. 【請求項2】 回転する冷却ロール表面に巻きつき走行
    するセパレート済またはスリット済アルミニウム条の表
    面を高温のフレームにより処理することを特徴とする硬
    質アルミニウム条の製造方法。
  3. 【請求項3】 回転する加熱ロール上表面に巻きつき走
    行するセパレート済またはスリット済のアルミニウム条
    の表面を高温のフレームにより処理することを特徴とす
    る半硬質または軟質アルミニウム条の製造方法。
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