JP4021714B2

JP4021714B2 - 耐アルカリ性に優れた容器用アルミ箔の製造方法

Info

Publication number: JP4021714B2
Application number: JP2002174686A
Authority: JP
Inventors: 恵太郎山口
Original assignee: Mitsubishi Aluminum Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Aluminum Co Ltd
Priority date: 2002-06-14
Filing date: 2002-06-14
Publication date: 2007-12-12
Anticipated expiration: 2022-06-14
Also published as: JP2004018927A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐アルカリ性に優れた容器用アルミ箔の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、アルミ箔成形容器は、携帯用容器や食品を盛るために広く使用されており、流動性食品（例えば、カレー、シチュー、ラーメン、グラタン、煮物、スープなど）や、薄肉食品（例えばピザ、ハム、チーズなど）を入れる容器として利用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年、このようなアルミ箔成形容器に食品を収容し、冷蔵又は冷凍した状態で流通させ、アルミ箔成形容器ごとコンロやオーブンで加熱して収容された食品を調理する形態のものが知られている。このような食品は、調理した際に酸性やアルカリ性の汁を生じる場合が多く、特にアルミニウムは酸性よりもアルカリに腐食され易いことから、調理により容器がアルカリ腐食を受け変色する場合がある。また、厳しい腐食を受けると加工の厳しい側壁部で穴あきが生じることがあった。
【０００４】
また、上記の用途に用いられるアルミ箔成形容器としては、容器側壁部にしわを形成して強度を増したしわ付きアルミ箔成形容器がある。このしわ付き容器は強度に優れることから、より容量の大きな食品容器として用いられており、アルミ箔を打ち抜きした後、絞り加工してしわを形成した容器とし、更にしわを延ばさずにダイに押し込んで均一なしわを発生した後、縁巻きを行うことで作製する。
このようなしわ付き容器では、食品を入れた後加熱殺菌し、冷凍して保存することが多いが、この場合にはグラタンやシチューなどの塩分を含む汁と長時間接触した状態で保持されるため、塩分による腐食を受けることがあり、特にしわ付き容器ではしわの狭小な隙間に汁や汁に含まれるアルカリ成分が入り込み、隙間腐食を生じて穴あきを生じさせ、内部の食品の汁が漏れるおそれがあった。
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、アルカリ性の汁を含む食品の保存及び加熱調理に好適なアルミ箔成形容器に用いられ、特に、長時間に渡りアルカリ成分と接触しても腐食することのない、耐アルカリ性に優れた容器用アルミ箔の製造方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る耐アルカリ性に優れた容器用アルミ箔の製造方法は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる箔基材の表面に、膜厚２０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の陽極酸化皮膜を形成するにあたって、ｐＨ１０．３以上１２．５以下の珪酸塩を含むアルカリ性水溶液中で直流電解処理することを特徴としている。
上記製造方法によれば、電解処理により形成される陽極酸化皮膜にアルカリ成分が取り込まれることで、皮膜の耐アルカリ性を向上させることができる。電解液のｐＨが８未満の場合には、皮膜に取り込まれるアルカリ成分が少なく、耐アルカリ性を向上させる効果を得られない。また、電解液のｐＨが１４に近くなると陽極酸化皮膜の形成効率が低下し、所望の膜厚を得るための処理時間が長くなり、製造効率が低下する。上記から、耐アルカリ性に優れる陽極酸化皮膜を効率よく形成するために、ｐＨ１０．３〜１２．５の範囲とすることがより好ましい。
また、本発明に係る製造方法では、陽極酸化皮膜を直流電解処理により形成する。これは、交流電解処理により形成された皮膜は、膜厚を厚くし難く、特に、アルカリ水溶液中での電解処理ではその傾向が顕著なものとなる。また、形成された皮膜が多孔質化し易く、皮膜の一部にアルカリ溶解を強く受けた皮膜欠陥が生じやすくなるため好ましくない。
さらに、交流の特性上、基材表面の陽極酸化と溶解が交互に生じるため、緻密な皮膜が形成し難く、耐食性が十分でないことにより変色や穴あきを生じやすくなる。
上記製造方法によれば、アルカリ腐食に対する耐性に優れ、アルカリ性の汁を含む食品を長期保存する容器に用いても変色や穴あきが生じることのない耐アルカリ性に優れた容器用アルミ箔を提供することができる。以下、本発明に係る容器用アルミ箔の構成要件について説明する。
【０００７】
膜厚（２０〜７００ｎｍ）：膜厚が２０ｎｍ未満では、陽極酸化皮膜の耐食性が不足してアルカリ性の汁により変色を生じる場合がある。変色や穴あきに対する耐性の点からは膜厚は５０ｎｍ以上とすることが好ましい。
一方、膜厚が７００ｎｍを越えると、容器への成形加工時に陽極酸化皮膜にクラックを生じやすくなりこのクラックに起因する穴あきが生じる場合がある。また、電解工程の処理時間が長くなりコスト高となる。
【０００８】
有孔率（５％以下）：本発明に係る容器用アルミ箔では、有孔率５％以下のほぼ無孔質の陽極酸化皮膜が用いられる。無孔質陽極酸化皮膜とは、皮膜成長時に電解液による局所溶解が起こらず、緻密で微細孔のない陽極酸化皮膜を指す。本発明に係る容器用アルミ箔では、この無孔質陽極酸化皮膜の緻密性による優れた耐食性を利用し、効果的にアルカリ腐食を防止することができる。従って、本発明に係る陽極酸化皮膜では有孔率は可能な限り低くすることが好ましい。
尚、皮膜の有孔率は、電子顕微鏡観察における所定視野内の微細孔の総面積を皮膜の面積で除して導出することができる。
【０００９】
また、ｐＨ１０．３以上１２．５以下の珪酸塩を含むアルカリ性水溶液中で直流電解処理により形成した陽極酸化皮膜を備えることで、アルカリに対する耐食性に優れた容器用アルミ箔とされている。
【００１０】
次に、本発明に係る容器用アルミ箔においては、前記陽極酸化皮膜の有孔率が、５％以下とされ、前記陽極酸化皮膜の膜厚が、３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下とされることが好ましい。膜厚が３００ｎｍを越える陽極酸化皮膜は、しわ付きのアルミ箔成形容器に適用した場合に、加工度の大きいしわの部分で穴あきを生じる場合があるため、しわ付き容器のような強加工を施される容器に適用する場合には、陽極酸化皮膜の膜厚を３００ｎｍ以下とすることが好ましい。
また、強く加工された部分では、他の部位よりも厳しい腐食環境となるため、有孔率を５％以下として陽極酸化皮膜の耐食性を向上させておくことが好ましい。
【００１２】
次に、本発明に係るアルミ箔成形容器は、先のいずれかに記載の容器用アルミ箔を器状に成形したことを特徴とする。
次に、本発明に係るしわ付きのアルミ箔成形容器は、先に記載の容器用アルミ箔を成形することにより底壁と、該底壁の周縁から立ち上がる周壁とが形成され、前記周壁にしわが付与されたことを特徴とする。
上記本発明に係るアルミ箔成形容器によれば、耐アルカリ性に優れる食品容器を提供することができる。特に、アルカリ性の汁を含む食品を長期保存するための食品容器として好適である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る容器用アルミ箔の製造方法の実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。
まず、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる箔基材を用意する。本発明に係る容器用アルミ箔に適用する箔基材としては、特に限定されず、容器用アルミ箔として従来から用いられている３００４等の３０００系アルミニウム合金を問題なく用いることができる。また、基材の厚さも通常用いられている３０〜１５０μｍ程度、あるいはそれ以上の厚みを有するものであってもよい。
【００１４】
また、上記の基材上に無孔質陽極酸化皮膜を形成するにあたっては、前記基材の表面に前処理を行うことが好ましい。この前処理としては、特に限定されず、要は素材の表面に付着した油脂分を除去し、素材表面の不均質な酸化物皮膜が除去できるものであればよい。例えば、弱アルカリ性の脱脂液による脱脂処理を施したのち、水酸化ナトリウム水溶液でアルカリエッチングをしたのち、硝酸水溶液中でデスマット処理を行う方法や脱脂処理後に酸洗浄を行う方法などが適宜選択して用いられる。
【００１５】
次に、上記箔基材の表面に陽極酸化皮膜を電解処理により形成する。本発明に係る製造方法では、電解液としてｐＨ８以上のアルカリ性水溶液を用い、直流電解処理することで有孔率２０％以下の陽極酸化皮膜を箔基材の表面に形成する。上記電解液としては、生成する陽極酸化皮膜を溶解しにくく、かつ無孔質の陽極酸化皮膜を生成する電解質である炭酸塩、アルカリ金属の水酸化物、珪酸塩、ホウ酸、ホウ酸塩、リン酸塩、アジピン酸塩、フタル酸塩、安息香酸塩、酒石酸塩、クエン酸塩などの群から選ばれる１種または２種以上を溶解した水溶液が用いられる。これらの電解質のなかでも炭酸塩、珪酸塩、リン酸塩が酸化皮膜の性状、コストなどの点で好ましい。電解液のｐＨ調整は、例えば電解液に適量のＮａＯＨを添加することにより容易に調整することが可能である。また、陽極酸化皮膜の膜厚の調整は電解時間により調整することができる。
尚、電解液中の電解質濃度は２重量％からその電解質の飽和濃度の範囲で選ばれる。電解浴の浴温は１５〜５０℃の範囲で十分であり、浴温を５０℃を越える高温とする必要はない。
直流電解処理にあたっては、箔基材を陽極とし、陰極には電解液に不溶性の導電材料が用いられ、例えば炭素電極が陰極とされる。
そして、電解処理後の箔基材表面を水洗して、本発明に係る容器用アルミ箔を得ることができる。
【００１６】
（アルミ箔成形容器）
図１及び図２は、本発明に係る容器用アルミ箔を形成して作製できるアルミ箔成形容器の斜視構成図であり、図１に示すアルミ箔成形容器１０は、比較的底浅の底壁１１とその周縁から立ち上がる周壁１２と、周壁１２の上端部から外周側へ延出されたフランジ部１３とから概略構成されており、周壁１２にはその立設方向に多数のしわ１４が形成されている。係るアルミ箔成形容器は、底壁１１形成後に絞り加工してしわ１４を付与しながら周壁１２を形成し、その後フランジ部１３を形成し、その外周を縁巻き加工することで作製することができる。
また、図２に示すアルミ箔成形容器１５は、周壁１２にしわが形成されていないしわ無し容器である。
【００１７】
図１及び図２に示すアルミ箔成形容器１０は、耐アルカリ性に優れる本発明の容器用アルミ箔により構成されていることで、アルカリ性の汁を含む食品を長期保存しても、汁によるアルカリ腐食で変色することがなく、アルカリ性の食品の調理や保存に好適なアルミ箔成形容器である。特に、図１に示すしわ付き容器にあっては、従来しわの隙間で隙間腐食が生じることによる穴あきが問題となっていたが、本発明に係る耐アルカリ性に優れるアルミ箔を用いることで、変色や穴あきの生じない優れた食品容器を実現している。
【００１８】
【実施例】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、以下の実施例は本発明の技術範囲を限定するものではない。
本例では、上記実施の形態の製造方法により容器用アルミ箔を作製し、得られたアルミ箔を成形して図１に示すしわ付き容器及び図２に示すしわ無し容器を作製して、アルミ箔成形容器の耐変色性、及び穴あきについて検証した。
【００１９】
まず、８０μｍ厚のＡ３００４のＯ材箔基材を用意し、５０℃の１０％ＮａＯＨで１０秒間エッチングした後、１０秒間水洗し、次いで、２５％の１０％硝酸で１０秒間の中和処理を行い、１０秒間水洗した。上記いずれの処理もスプレー処理により行った。
次に、表１に示す構成の各種電解液を用意し、上記の処理が終了した箔基材を陽極とし、炭素板を陰極として電解処理を行い、箔基材の表面に陽極酸化皮膜を形成した。表１に示す電解液のｐＨは、ＮａＯＨを適宜添加することにより調整した。そして、電解処理後の箔基材を１０秒間水洗した後、１２０℃で２０秒間乾燥させ、アルミ箔を得た。尚、ＮＯ．１１については、陽極酸化皮膜の形成に際して交流電解処理を行った。
次に、得られたアルミ箔を、ブランキング、ドローイング、ワイプダウン、カーリングの成形工程に供することで、図１に示す縁の付いたしわ付き容器及び図２に示すしわ無し容器を作製した。
【００２０】
（評価）
上記にて得られた各アルミ箔容器について、変色性、穴あきの評価、及び膜厚と有孔率の測定を行った。これらの評価及び測定結果を表１に併記する。また、評価方法、及び測定方法を以下に示す。
【００２１】
＜変色性＞ｐＨ９のシチューを各アルミ箔容器に入れ、３分間煮立てた後、内容物を取り出して容器を水洗、乾燥させて、変色の有無及び変色の程度を目視観察した。評価基準は、アルミ箔容器に明らかな変色が観察された場合を×、変色が全く観察されない場合を○とした。
【００２２】
＜穴あき性＞各アルミ箔容器に１０％に希釈したｐＨ８の醤油を入れ、４０℃で７日間保持し、容器の穴あき状態を目視観察した。特に、穴あきが生じやすいしわ部についても詳細に観察した。評価基準は、穴あきの全く生じないものを○、穴あきには到らないが、腐食が生じたものを△、穴あきが生じたものを×とした。
【００２３】
＜膜厚の測定＞膜厚は、表１に示す各試料を切断し、その断面を透過電子顕微鏡で観察し、顕微鏡像中の任意の１０点の膜厚の平均値から求めた。
【００２４】
＜有孔率の測定＞有孔率は、箔基材表面に形成した陽極酸化皮膜の表面を１０万倍の電子顕微鏡で観察し、任意の１０箇所について、全観察面積に対する孔部の面積比により求めた。但し、試料内に存在する金属化合物周辺の膜質の不均一な部位は除外した。
【００２５】
表１に示すように、本発明の要件を満たすアルミ箔を用いて作製されたＮＯ．１〜８のアルミ箔成形容器は、アルカリ性のシチューを煮立てた場合に、しわの有無に関わらず表面に変色を生じることがなく、耐食性に優れる容器であることが確認された。
また、穴あき性に関しては、しわ無し容器（ＮＯ．１〜３）及びしわ付き容器のうち陽極酸化皮膜の膜厚が３０〜３００ｎｍとされ、有孔率が５％以下とされたもの（ＮＯ．４〜６）については全く穴あきが生じることは無かった。しわ付き容器で陽極酸化皮膜の膜厚が比較的厚いもの（ＮＯ．７）及び有孔率が比較的大きいもの（ＮＯ．８）では、穴あきには到らない腐食が観察された。
これに対して、本発明の要件を満たさないＮＯ．９〜１３では、いずれも容器表面に変色が生じ、また穴あきが観察された。
【００２６】
【表１】

【００２７】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明に係る耐アルカリ性に優れた容器用アルミ箔の製造方法は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる箔基材の表面に、膜厚２０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の陽極酸化皮膜を形成するにあたって、ｐＨ１０．３以上１２．５以下の珪酸塩を含むアルカリ性水溶液中で直流電解処理することで、アルカリ腐食に対する耐性に優れ、アルカリ性の汁を含む食品を長期保存する容器に用いても変色や穴あきが生じることのない耐アルカリ性に優れた容器用アルミ箔を提供することができる。
【００２８】
また、陽極酸化皮膜の膜厚を３０〜３００ｎｍとし、有孔率を５％以下とするならば、しわ付き容器のように強度に加工された容器を構成する場合にも、優れた耐食性を得ることができる。
【００２９】
本発明に係るアルミ箔成形容器は、上記本発明のアルミ箔により構成されるので、耐アルカリ性に優れ、特に、アルカリ性の汁を含む食品の保存に用いる容器として好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係るアルミ箔成形容器の一実施の形態であるしわ付き容器の斜視構成図である。
【図２】図２は、本発明に係るアルミ箔形成容器の一実施の形態であるしわ無し容器の斜視構成図である。
【符号の説明】
１０しわ付き容器（アルミ箔成形容器）
１５しわ無し容器（アルミ箔成形容器）
１１底壁
１２周壁
１３フランジ部
１４しわ

Claims

アルミニウム又はアルミニウム合金からなる箔基材の表面に、膜厚２０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の陽極酸化皮膜が形成されたアルミ箔成形容器であって、アルカリ性の汁を含む食品の保存及び加熱調理に用いられる耐アルカリ性に優れた容器用アルミ箔の製造方法であって、
前記箔基材の表面に陽極酸化皮膜を形成するにあたって、ｐＨ１０．３以上１２．５以下の珪酸塩を含むアルカリ性水溶液中で直流電解処理することを特徴とする耐アルカリ性に優れた容器用アルミ箔の製造方法。