JPH05339765A - アルミニウム条の焼鈍方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アルミニウム条の完全脱脂が可能であり、幅
方向及び長さ方向の表面特性の均一性が高く、焼なまし
工程を低温かつ短時間のバッチ焼鈍が可能である生産性
の高いアルミニウム条の焼鈍方法。 【構成】 セパレーター、スリッター、またはセパレー
ター、スリッターからアルミニウム条巻取機の間の工程
において、レーザーの照射によりあらかじめ予備脱脂し
た後、バッチ焼鈍するアルミニウム条焼鈍方法。

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。）の脱脂方法、特にアルミニウム条の
脱脂工程において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
アルミニウム条の焼鈍方法に関する。

【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
ているが、その大半は焼なまし品が使用されている。

【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】コイル状に巻かれたアルミニウム条コイル
中の条表面から圧延油の完全な除去は、アルミニウム条
を焼なましに必要な高温、長時間熱処理することにより
かなりの程度まで達成できるがなお不十分なことが多
く、圧延油の完全除去を目的として熱処理が高温、長時
間になればなるほどアルミニウム条の焼なましは進み、
その軟質化は避けられないものとなる。またこれ以外に
も製品コイルの焼鈍ダレや条同士のくっつき（ｓｔｉｃ
ｋ）が起き易くなるなど圧延油の完全除去をするために
解決すべき多くの問題が発生している。

【０００７】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。

【０００８】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。

【０００９】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。

【００１０】従ってコイル巻のアルミニウム条の焼なま
し（本発明においてはバッチ焼鈍という。）にあっては
圧延油の完全な除去は困難であるばかりでなく、除去を
完全にしようとすると長時間の熱処理を必要とし、酸化
膜が厚くなること、過剰の焼なましを招来する恐れがあ
り、生産性が低下することが避けられなかった。

【００１１】また圧延上りのアルミニウム条を焼鈍工程
を経ないで直接スリッターにかけてサイズをそろえて硬
質条製品とする場合もある。この場合には揮発性圧延油
を使用して除去工程を経ないで製品とするか、あるいは
溶剤脱脂するなどの処理が行われている。

【００１２】圧延油の除去工程を経ない場合には、アル
ミニウム条表面は少量の圧延油が付着しており、硬質条
として剛性はあるが、印刷、ラミネート等の工程の障害
になるため用途面で問題が発生する。一方、溶剤脱脂等
の工程を経たものは圧延油の問題はないが、別工程で引
火性の高い有機溶剤での溶剤脱脂処理を必要とするので
コストアップになるだけでなく、作業環境の悪化を招く
ことになる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明はアルミニウム
条の焼なまし工程を低温かつ短時間のバッチ焼鈍で完全
な脱脂が可能であり、アルミニウム条の幅方向及び長さ
方向の表面特性（酸化膜厚、水濡れ性）の均一性が高
く、生産性の高い脱脂方法の開発を目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、アルミニウム
条製造工程のセパレーターもしくはスリッター、または
セパレーターもしくはスリッターから巻取機の間の工程
において、アルミニウム条をあらかじめレーザーにて予
備脱脂処理した後、バッチ焼鈍処理をすることを特徴と
するアルミニウム圧延条焼鈍方法を開発することにより
上記の目的を達成した。

【００１５】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。）、アルミニウム合金の条（以
下、特に断らない限りこの両者のアルミニウム条を意味
する。）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〜
３．０ｍｍ位である。

【００１６】レーザー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、またはセパレーター、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、特に薄いアルミ
ニウム条の場合にはセパレーター工程のガイドロール、
硬質ＳＬのガイドロールなどにレーザー処理装置を設置
した工程で行うことが好ましい。

【００１７】レーザー処理装置としては、大出力が可能
なＹＡＧ（少量のネオジウムを加えたイツトリウム−ア
ルミニウム−ガーネット）レーザーまたは炭酸ガスレー
ザーなどが好ましく、パルスタイプであっても連続ビー
ム発生のどちらであっても良い。

【００１８】レーザー発生機からのビームは、レンズま
たは反射鏡などによりアルミニウム条の幅いっぱいにデ
フォーカスして照射できるようにすれば良い。レーザー
の照射工程としては、セパレーターまたはスリッター、
あるいはそれらから巻取機の間の工程の何れかであっ
て、コイル状に巻き取られバッチ焼鈍する前であればそ
の工程は問わない。

【００１９】レーザー処理に先立ち、アルミニウム条に
付着している圧延油の種類（油の吸収係数）、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照射エネ
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。次の焼鈍工程で充分な焼なましを必要とするときに
は予備脱脂は少量であって良いし、機械的強度が高いア
ルミニウム条が必要なときには予備脱脂で充分な圧延油
除去が必要となるからである。

【００２０】一般的には照射後のアルミニウム条として
水との接触角が３０°〜８０°であればバッチ焼鈍する
だけで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レ
ーザー処理を行うことが必要となる。

【００２１】ついでレーザー照射により予備脱脂された
アルミニウム条はコイル状に巻き取られ、バッチ焼鈍工
程に送られる。予備脱脂工程で水との接触角が３０°〜
８０°とされたアルミニウム条は製品アルミニウム条と
して要求される水濡れ性（Ｓレベル：３０°以下、Ａレ
ベル：３１〜５５°、Ｂレベル：５６〜７５°等）に応
じバッチ焼鈍工程の処理温度、処理時間を設定する必要
がある。

【００２２】本発明によるアルミニウム条コイルはあら
かじめレーザー処理による予備脱脂が行われているので
除去されるべき圧延油は大幅に減少しており、予備脱脂
しない場合に比して、バッチ焼鈍の処理温度、処理時間
をマイルドにできる。

【００２３】このことは製品アルミニウム条の焼鈍処理
を圧延油の除去に必要とされる条件に優先して、製品ア
ルミニウム条の機械的強度を考慮したバッチ焼鈍条件を
選択できることを意味する。一般的にこの条件としては
２００〜３５０℃、５〜９０時間以内の適当な条件を選
択すれば良い。

【００２４】

【作用】本発明はバッチ焼鈍に先立ち、あらかじめレー
ザーにて予備脱脂することにより長時間を必要としたバ
ッチ焼鈍の時間の短縮とアルミニウム条の幅方向及び長
さ方向における表面特性（水濡れ性、酸化膜厚さ）の均
一性を確保するものである。

【００２５】本発明方法における予備脱脂は、アルミニ
ウム条が一枚で走行しているときに、その表面にレーザ
ー光を照射して脱脂するので、コイル状に巻き取られた
状態で高温に加熱して脱脂するのに対し、極めて効率的
に脱脂できる利点がある。

【００２６】本発明においては予備脱脂で完全脱脂する
必要はなく、アルミニウム条の焼なまし（バッチ焼鈍）
をするとき更に脱脂が行われるので、この時点では除去
すべき圧延油の大部分を除去するだけで充分である。

【００２７】このように除去すべき圧延油のほとんどが
除去されているので、バッチ焼鈍においてはコイル巻き
された巻芯の中央部からの逸失する圧延油は大幅に減少
し、その抵抗も少なくなるものと考えられ、これがバッ
チ焼鈍条件のマイルド化、時間の短縮を可能にしたもの
と推定している。

【００２８】

【実施例】セパレート済の片面光沢、厚さ３０μｍ、幅
６００ｍｍ、長さ２００ｍの１Ｎ３０アルミニウム箔を
Ｎｄ：ＹＡＧレーザーを用いて、ビームをデフォーカス
して予備脱脂を行った。次いで２４０℃において、コイ
ル状にて焼鈍を行い、コイル巻芯、中央部の接触角が３
０°（純水スプレーテストでＳレベルに合格になるレベ
ル）となる最終焼鈍時間を求めた。また最終焼鈍後のコ
イル巻芯部における幅方向の酸化膜厚さを求めた。表１
にレーザー処理条件、予備脱脂後の接触角、最終焼鈍時
間、最終焼鈍後の酸化膜厚さを示す。

【００２９】

【表１】

【００３０】なお、実施例１〜４のバッチ焼鈍処理済の
コイルの機械的強度は、比較例（予備脱脂なし）のコイ
ルの機械的強度とほぼ同等であった。

【００３１】

【発明の効果】本発明のレーザーによる予備脱脂をした
後バッチ焼鈍処理をするアルミニウム条の焼鈍方法は以
下の利点を有する。 あらかじめ除去すべき圧延油の大部分が除去されて
いるのでバッチ焼鈍の処理条件［温度の低温化と処理時
間］の短縮化（１／３〜３／４）が可能となった。 予備脱脂はアルミニウム条を一枚で走行させた状態
で行うため、バッチ焼鈍した場合であってもアルミニウ
ム条の幅方向及び長さ方向における表面特性（水濡れ
性、酸化膜厚さ等）の均一性の高いものが得られる。 予備脱脂しているため、製品アルミニウム条に要求
される機械的強度に合わせた焼なまし条件を採用可能と
なった。従って機械的強度の高い完全脱脂した広幅、長
尺の硬質箔の製造も可能となった。 予備脱脂として用いられている有機溶剤脱脂法に比
較すると、引火性の高い溶剤を使用しないで済むこと、
有機溶剤による作業環境を汚染しないこと、大規模な回
収装置も不要となるなど装置の大幅な簡略化ができた。

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【手続補正書】

【提出日】平成４年７月１７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２９】

【表１】

フロントページの続き (72)発明者 礒山 永三 大阪府堺市海山町６丁224番地昭和アルミ ニウム株式会社内 (72)発明者 福田 明夫 大阪府堺市海山町６丁224番地昭和アルミ ニウム株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルミニウム条製造工程のセパレーター
   もしくはスリッター、またはセパレーターもしくはスリ
   ッターから巻取機の間の工程において、アルミニウム条
   をあらかじめレーザーにて予備脱脂処理した後、バッチ
   焼鈍処理をすることを特徴とするアルミニウム圧延条焼
   鈍方法。
2. 【請求項２】 レーザー処理を行うことにより処理後の
   アルミニウム条表面と純水との接触角が３０°〜８０°
   とした後、コイル状にて温度２００〜３５０℃でバッチ
   処理をする請求項１記載のアルミニウム圧延条脱脂方
   法。