JPS63143266A - 深絞り用アルミニウム複合板の製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、アルミニウム板の表面に合成樹脂被膜を形成
した深絞り用の複合板の製法に関する。

（従来技術） アルミニウムまたはアルミニウム合金の板（以下「アル
ミ板」と総称する）の表面に、合成樹脂の被膜を形成し
た複合板は、各種用途に用いられている。

この複合板で重要なことは、アルミ板と樹脂被膜とが強
固に密着しており容易に剥離しないことであり、そのた
め、アルミ板の表面を下地処理して密着性を向上する方
法が各種提案されている。

その一つの効果的な方法として、アルミ板表面をサンド
ブラスト等で機械的に粗面化処理した後、化成処理や電
解エツチング等の化学的あるいは電気化学的処理を施す
方法が知られている。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、深絞り加工に供する複合板、例えば飲料用の
缶、食缶、容器のキャップ、電解コンデンサのケース等
に用いる複合板の製造においては、アルミ板としｔＨ２
２、Ｈ２４，０材といつた調質のもので、しかも厚さＱ
、５ｍｍ以下の薄手の板が用いられるため、機械的粗面
化処理の際にアルミ板が変形したり歪を持ちやすく、深
絞り加工に支障をきたすという特有の問題がある。

そのため、深絞り加工性と密着性とを同時に満足するこ
とは困難であった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、特に優れた密着性を要求される深絞り用複合
板を、深絞り性を損うことなく製造し得る方法であって
、硬質の冷間圧延アルミ板を調質を施すことなくそのま
ま使用し、特定の表面処理を施した後に加熱調質処理し
て、アルミ板に深絞り加工に適した延性を付与すると同
時に、表面処理時の歪や変形を除去する点に特徴がある
。

以下本発明を工程順に具体的に説明する。

本発明方法において用いる冷間圧延アルミ板は、冷間圧
延後に通常行われる調質がなされていない状態のものを
指し、調質Ｈ１８といったものである。

このアルミ板としては、純アルミのほか、アルミニウム
ーマグネシウム合金、アルミニウムーマンガン合金など
を用いることができる。

板厚は、深絞り用途に通常用いられる０、１〜０．５ｍ
ｍの範囲であって、コイル状の長尺品を巻出し、巻戻し
しながら以下の処理に供するのが便利である。

この冷間圧延板は、加工硬化しており、また圧延方向に
沿って強度に方向性があるため、そのままでは深絞り用
には適していないが、後続の機械的粗面化処理の際に変
形等の程度が小さいという利点がある。

次いでこの圧延板に機械的粗面化処理を行う。

処理方法としては、サンドブラスト、ブラシ研磨、等方
向な粗面を有するロールによる圧延等があるが、凹凸の
高さや密度の調整が容易なサンドブラスト法が実用的で
ある。

この粗面化は、圧延板表面の圧延筋を消して表面を等力
比するとともに、多数の凹凸を密に付与して表面積を増
大させ、後続工程で形成する化成陵頓とあいまって樹脂
被膜の密着性を高めるものである。

この粗面化は、ＪＩＳ　　８０６０１に規定する中心線
平均粗さ（Ｒａ　）が約０．４〜１．０μｍ、山の数が
１００個／２．５ｍｍ以上となるように行なう。

Ｒａが０．４μｍ未満では密着性改良効果が小さく、ま
た１、Ｏｕｎを越えると必然的に山の密度が小さくなり
、かえって密着性が低下する。

なお上記の山の数は、ＪＩＳ　　ＢＯ６０１に従って粗
さ曲線を得て、その中心線から１μｍ下に引いた線と交
差する山数をもとめ、艮ざ２，５ｍｍ当りに換算したも
のである。

次に、前記粗面に（：、ｒ　、　ｚｒまたはＴｉ系の化
成処理皮膜を形成する。

化成処理は、それ自体公知の方法により、次のように行
なえばよい。

＜１　）Ｃｒ系の化成処理 クロム酸系、リン酸クロム酸塩系、重クロム酸系、アル
カリ−クロム酸塩系等があるが、この中で、リン酸クロ
ム酸塩系の皮膜が皮ｉｌＳ！安定性、生産性の面で好ま
しい。

リン酸クロム酸塩処理の一例を挙げれば、浴組一 戒として、２〜１０％のＰＯ４，０，６〜２％のＣｒＯ
３、その他Ｆ　等を含むものを使用し、２０〜５０℃で
５〜３０秒浸漬あるいはスプレーする。

２）Ｚｒ系の化成処理 フッ化ジルコニウムのアルカリ金属塩、アンモニウムジ
ルコニウムカーボネート等を含む水溶液によって処理し
た皮膜があり、これら水溶液中にポリアクリル酸、ポリ
アクリル酸のアルカリ金属塩等の水溶性高分子化合物を
含んでいてもよい。

条件は例えばフッ化ジルコニウム塩浴中での処理の場合
、濃度１〜１０％、温度４０〜８０℃で１０〜３０秒浸
漬またはスプレーすればよい。

＜３）Ｔｉ系の化成処理 水溶性チタン化合物、例えばリン酸塩、リン酸塩にタン
ニンのチタン塩またはタンニン酸のチタン塩を含有した
混合物等を、濃度１〜１０％、１）８２．５〜４．５に
調整した水溶液とし、温度２０〜５０℃で５〜３０秒浸
漬またはスプレーすることにより得られる。

これらの化成皮膜は、付着量がＣｒ　％　Ｚ　ｒまたは
Ｔｉ邑として２〜２０Ｍ（＋／１２となるように形成す
ることが重要である。２＋ｅ　ｏ　／ｍ　２未満では、
皮膜が粗面化されたアルミ板表面を完全に覆わないので
十分な密着力が得られず、２０Ｉ１ｇ／！１２を越える
と、１１ｆ＠の加熱調質時に化成皮膜の凝集力が低下し
、かえって密着性が劣化するという問題が生じる。

以上の表面処理により、機械的に付与された密な凹凸が
薄く化成皮膜に覆われて、樹脂被膜との密着性のよい表
面が得られる。

次に本発明方法においては、圧延板を加熱して、アルミ
板に所望の特性を付与する。

即ちこの加熱は、板を炊き戻して軟化し、深絞り加工性
を向上させるとともに、機械的粗面化処理の際に生じた
歪や変形を除去して均質で平面性のよい板とし、さらに
は加熱によりアルミ板と化成皮膜との接着性を高めるた
めのものである。

加熱は、雰囲気４ａ’１５０〜３６０℃、加熱時間３〜
２０時間の範囲で行なえばよいが、温度４００〜６００
℃において短時間加熱することによっても可能である。

この加熱条件を調整することにより、加熱後の状態で１
ｉｆｆＨ２４、Ｈ２２、あるいは０材相当といったごと
く用途に応じた所望の特性の板が得られ、また本発明に
おいては、硬質の冷開圧延板を機械的粗面化処理に供す
ることにより従来よりも歪や変形の程度が小さいため、
この調質に適した条件内でそれらを除去することが可能
になる。

次にこのアルミ板の処理面に合成樹脂の被膜を形成する
。

樹脂としては、延性のよい各種汎用樹脂、例えばポリ塩
化ビニル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル
等を用いることができる。

特に深絞りの程度が大きい用途では、動的弾性率（測定
温度；２０℃）が１０〜１０ダイン／　ｃｍ２程度のも
の、例えばウレタン−塩ビ共重合体、ＥＶＡ、エチレン
−アクリル酸共重合体、各種エラストマー等が好適に使
用できる。

被膜の形成方法としては、合成樹脂フィルムを接着剤に
より貼り合せるドライラミネート方法、樹脂の焼付は塗
装、樹脂を溶融接着する方法等があるが、特にピンホー
ルがなく製造効率のよい溶融接着法が好ましい。具体的
には、樹脂をシート状に溶融押出しながらアルミ板に加
圧被覆する押出被覆法、加熱したアルミ板に樹脂フィル
ムを加圧一体化して樹脂を溶融接着させる方法等がある
。

樹脂被膜の厚さは、２〜２００μ禦程度の範囲が好適で
ある。

このようにして得られた複合板は、アルミ板と樹脂被覆
との密着性が高く、変形や残留歪がな（、深絞りに適し
た延性を有したものとなり、特に絞り串が０．５以下の
深絞り用途や、しごき、かしめ、引張りなどを伴う苛酷
な用途に好適である。

（実施例） 実施例１ 厚さ０．４Ｉｌ１ｍ、幅５００　ｍｍの冷間圧延アルミ
板（Ｊ　ＩＳｌ　０５０、ト１１８）に次の順序で処理
を施して複合板を得た。

１）機械的粗面化 アランダムをエアーブラスト法で投射圧力１゜０ｋＯ／
ｃｍ２　テ吹付け、Ｒａが０．８μ、山数が１００個／
２．５ｆｆｌ１１の精面とした後、洗浄した。

２）化成処理 ボンデライト＃３７５１　（商品名、日本バー力ライジ
ング社製）を用いたｒＩＨ２，７の浴に、３５〜４０℃
において約１５秒浸漬し、Ｔｉを主成分とする化成皮膜
をＴｉ付着門として２１１１ｇ、７＠２で形成し、ｉｏ
ｏ℃で１５秒乾燥した。

３）加熱調質 雰囲気温度３００℃の大気炉中で６時間加熱し、アルミ
板をＯ材相当のものにした。

４）樹脂被覆 アルミ板を３００℃に加熱し、その処理面に厚さ３０μ
ｍのポリアミドフィルムをピンチロールにより線圧１５
ｋｏ／ｃｍで積層した。

このようにして得られた複合板を、ランスリットによる
順送り絞り金型を用いて、総絞り率０゜３２、総しごき
率３５％の条件で７段で絞り、しごぎ加工して、直径１
０１１長ざ２２ｍｍの円筒容器を得た。

ここで総絞り率はり、／　Ｄ、　（Ｄ、　：絞り加工後
の円筒の直径、Ｄｏ；較り加工前のブランクの直径）、
総しごき率は（ｔ、−ｔ２）　／ｌ、Ｘ　１００　（％
）（１，；もとの壁厚、ｔ２；シごき加工後の壁厚）で
定義されるものである。

そしてトリミング後、パークロルエチレン中に８０℃で
１０分浸漬して脱脂し、円筒容器の開口先端部をかしめ
加工して深さ１　ｍｍの溝を形成した。

加工は、かしめごまが容器周辺を０．５秒間に８回転す
る条件で行なった。

複合板は、いずれの工程においても樹脂被膜の剥離がな
く、得られた容器の寸法、外観も極めて優れたものであ
った。

比較例１ サンドブラスト処３ＪＩｌを行なわないこと以外は実施
例１と同様にして複合板の製造、加工を行なったところ
、パークロルエチレンによる洗浄時に樹脂被膜が剥離し
た。

比較例２ 化成処理を行なわないこと以外は実施例１と同様にして
複合板の製造、加工を行なったところ、絞り加工時に樹
脂被膜が剥離した。

比較例３ 化成処理後の加熱調質を行なわずに、厚さ０゜４ｍｍの
調質済みのＯ材を用いること以外は実施例１と同様にし
て、複合板の製造加工を行なったところ、サンドブラス
ト後のアルミ板には激しいそりが発生し、絞り加工金型
へのセットが困難であった。

比較例４ 実施例１においてサンドブラスト時の投射圧力を０　、
２　ｋｇ、／　ｃｍ２として、Ｒａを０．３μｍ　、山
数を３５個／２．５ｍｍとした以外は実施例１と同様に
して複合板の製造、加工を行なったところ、かしめ加工
時に、かしめ部の樹脂被覆が剥離した。

実施例２〜５ 第１表に示す条件で複合板を製造し、これらを実施例１
と同様にして容器に加工した。

なお機械的粗面化は、実施例２．４においてはアルミ板
に還元鉄粉をエアーブラスト法で投射圧力１　、０　Ｋ
Ｏ、／ｃｍ２にて吹付けて行ない、実施例３．５ではブ
ラシ研磨により行なった。

またＣｒ系、Ｚｒ系の化成処理は、次の条件で行なった
。

（１）Ｃｒ系 日本ペイント社製、商品名　アロジン＃４０１を２．５
％、アロジン＃４５を０．３５％含むリン酸クロメート
処理液を用い、４５℃でスプレー処理する。

（２）Ｚｒ系 フッ化ジルコニウムカリウム＜　ＫＺ　Ｚ　ｒ　Ｆ６）
の１％水溶液中に、温度６０〜６５℃で約２０秒浸ｉ１
する。

＜３）Ｔｉ系 実施例２〜５で得られた複合板は、いずれも平坦で絞り
、かしめ加工が容易であり１、加工後も樹脂被膜の剥離
がなく、得られた容器は寸法、外観とも浸れていた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （ａ）厚さ０．１〜０．５ｍｍのアルミニウムまたはア
   ルミニウム合金の冷間圧延板の少なくとも一面を機械的
   に粗面化して、中心線平均粗さ（Ｒａ）が０．４〜１．
   ０μｍ、粗さ曲線の中心線から１μｍ下の線と交差する
   山の数が１００個／２．５ｍｍ以上の粗面とし、 （ｂ）その粗面に、Ｃｒ、ＺｒまたはＴｉ系の化成処理
   皮膜を、付着量が上記元素量で２〜２０ｍｇ／ｍ＾２と
   なるように形成し、 （ｃ）次いでその板を加熱調質処理した後、 （ｄ）前記粗面に合成樹脂被膜を形成する ことを特徴とする深絞り用アルミニウム複合板の製法。