JPH0610175A - アルミニウム条の連続脱脂、焼鈍方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アルミニウム条の幅方向及び長さ方向の表面
特性（付着油分、酸化膜厚等）の均一性が高く、生産性
の高い連続脱脂及び焼鈍方法の開発。 【構成】 アルミニウム条製造工程におけるセパレータ
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
程のアルミニウム条が一枚で走行している工程におい
て、レーザー処理を行い、アルミニウム条表面の純水と
の接触角が８０°未満とする連続脱脂焼鈍方法。

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・焼鈍方法、特にアルミニウ
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、生産性が高いアルミニウム条
の連続脱脂・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ための条件
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
条の幅方向及び長さ方向の表面特性（脱脂、酸化膜等）
の均一性が高く、生産性の高い連続的脱脂及び焼鈍方法
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、アルミニウム条の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８
０°未満とすることを特徴とするアルミニウム条の連続
脱脂、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。

【００１９】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る前であ
ればその工程は問わない。

【００２０】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、アルミニウム条の厚さ、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、レーザー発生機の出
力エネルギー、周波数、ビーム径、パルス幅、走査速度
（処理時間）、アルミニウム条をライン速度、油の吸収
係数、付着量は実験的にあらかじめ測定しておくことが
好ましい。

【００２１】一般的にはレーザー照射後のアルミニウム
条として、水との接触角が８０°未満であれば通常の使
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レーザー処理を行
うことが必要となる。

【００２２】レーザー処理工程で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）に応じレーザー処理工程の各種条件を設定
する必要がある。

【００２３】特に水濡れ性良好（アルミニウム条表面と
純水との接触角が３０℃以下）のアルミニウム条を製造
しようとするとき、レーザーで両面処理すると、強く焼
鈍されて機械的強度（調質）はＯ材（焼きなましにより
最も軟らかい状態になったもの）程度となるが、パスラ
インを工夫して冷却ロール等を用いて冷却しながら片面
づつ交互にレーザー照射を行うと、Ｏ材よりも高い強度
（例えばＨ２４〜Ｈ２６）のアルミニウム条を得ること
ができる。

【００２４】なお、レーザー発生機の平均出力（出力エ
ネルギー×周波数）が過大な場合は、アルミニウム条の
ライン速度によってはアルミニウム表面が溶解し、品質
上の問題が発生するのでレーザーの平均出力とライン速
度は厳しく注意することが必要である。

【００２５】ついでレーザー照射により連続脱脂・焼鈍
されたアルミニウム条はコイル状に巻き取られる。

【００２６】

【作用】本発明はバッチ焼鈍に代えて、レーザーにて連
続脱脂・焼鈍することにより長時間を必要としたバッチ
焼鈍工程の省略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。

【００２７】本発明方法におけるレーザー照射処理は、
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・焼鈍するので、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。

【００２８】そしてこの脱脂はバッチ焼鈍に比して効率
的であるため、脱脂度に支配されず、完全脱脂された必
要な機械的強度のアルミニウム条を目的とした調質が可
能となった。

【００２９】

【実施例】

《レーザーによる連続脱脂・焼鈍方法》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、レーザービームをデフォーカスして連続脱脂・焼鈍
を行い、処理後の接触角、酸化膜厚さ、機械的強度を求
めた。表１にレーザー処理条件、処理後の接触角、酸化
膜厚、機械的強度を示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【発明の効果】本発明のレーザーによる連続脱脂・焼鈍
をしたアルミニウム条の焼鈍方法は以下の利点を有す
る。 単にレーザー照射をするだけで連続的に脱脂・焼鈍
をすることができるため、工程の所要時間を大幅に短縮
でき、高生産性が確保できる。 レーザーによる連続脱脂、焼鈍処理はアルミニウム
条を一枚で走行させた状態で行うため、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。 脱脂はバッチ焼鈍に比して極めて効率的であるた
め、冷却と組み合わせることにより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。 一段または二段のレーザー照射装置を付けるだけ
で、長時間の加熱処理を必要とするバッチ焼鈍工程が不
要となるため装置の大幅な簡略化ができた。

───────────────────────────────────────────────────── 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 (1)

【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
   の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８０°未満とすることを特徴
   とするアルミニウム条の連続脱脂、焼鈍方法。