JPH06272015A - フィルム積層用アルミニウム板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 アルミニウム板の表面を鉱酸または有機酸ま
たはその混酸、あるいはアルカリ性溶液、あるいは４０
〜１００℃の水で洗浄し、その後大気中で２５０〜６５
０℃の温度範囲で２時間以上焼鈍し、表面の酸化皮膜の
厚さが２０オングストローム以上であるフィルム積層用
アルミニウム板の製造方法。 【効果】 フィルムの密着性が向上して成型性に優れ
た、容器、コンデンサーケース材、炊飯ジャー等に好適
なフィルム積層用アルミニウム板を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は容器、コンデンサ−ケ−
ス材、炊飯ジャ−内釜等の深絞り成型を伴う用途に適す
るフィルム積層用アルミニウム板に関する。なお、本発
明においては「アルミニウム」とは純アルミニウムなら
びにアルミニウム合金を意味し、また「アルミニウム
板」とは純アルミニウム板ならびにアルミニウム合金板
を意味するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、容器、コンデンサ−ケ−ス材、炊
飯ジャ−内釜等に用いられるフィルム積層アルミニウム
板の製造は、一般に鋳造、圧延により作成したアルミニ
ウム板を、深絞り成形性を向上させるために炉内で焼鈍
して軟化処理を施してＯ材とし、その後樹脂フィルムを
積層することにより行われている。このように酸素を含
む雰囲気中で焼鈍することによりアルミニウム板表面に
酸化皮膜が生成されるが、この酸化皮膜はフィルムとの
密着性を向上させる優れた性能を発揮するため、フィル
ム積層用アルミニウム板としては酸化皮膜の有無、状態
等の良否は重要な要素となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする問題点】従来は上記の軟化処
理の焼鈍において圧延板をそのまま炉内で焼鈍している
ために圧延板表面に付着している圧延油・金属粉等の汚
れが焼鈍中に焼き付き、それが外観不良や密着性不良等
の不具合を生じる場合が多かった。この圧延油や金属粉
等の焼き付けを除去するために、焼鈍後に酸洗浄・アル
カリ洗浄・湯洗等の洗浄処理を行うことが行われるが、
焼鈍中に生成した酸化皮膜までも除去されてしまい、そ
の結果フィルムとの密着性が低下するという問題があっ
た。この失われた酸化皮膜を補うために、洗浄後にさら
に機械的粗面化処理、陽極酸化処理、水和酸化処理、電
解処理等を行う場合があるが、工程が増えまたコストが
増加するという問題があった。また、圧延後に酸化皮膜
を設けた後に焼鈍を施すことも行われており、例えば特
開昭６３−１４３２９０号公報記載の発明は、冷間圧延
板を機械的に粗面化後、陽極酸化または水和酸化処理で
皮膜量≦５０ｍｇ／ｄｍ2 とする処理を施し、その後、
加熱調質した表面に合成樹脂皮膜を形成するものであ
る。また特開昭６３−１２６７２８号公報記載の発明
は、アルミニウム板表面に水和酸化皮膜層を設け、その
表面に熱可塑性フッ素樹脂層を形成後、４フッ化エチレ
ン樹脂フィルムを形成させるものである。このようなア
ルミニウム板を圧延した後に陽極酸化等の処理で表面に
酸化皮膜等を設け、その後加熱処理してアルミニウム板
を調質し、その後に合成樹脂皮膜を形成するものでは圧
延後の酸化皮膜等を設ける処理が複雑であり、また処理
時間が長いためにコストが増加するという問題があっ
た。

【０００４】本発明は、焼鈍前後にアルミニウム板表面
に酸化皮膜を設ける等の処理を必要とせず、Ｏ材を作製
するうえで必須の工程である焼鈍工程においてアルミニ
ウム板表面に形成される酸化皮膜を有効に利用すること
により、外観不良が無く、フィルムとの密着性に優れた
アルミニウム板を低コストで得ることを目的としたもの
である。

【０００５】

【問題を解決するための手段】発明者らは上記問題を解
決するために素材の成分組成、機械的ないし表面特性な
らびに製造方法について鋭意研究努力の結果、本発明を
為すに至った。すなわち本発明は、

【０００６】アルミニウム板の表面を洗浄し、その後大
気中で２５０〜６５０℃の温度範囲で２時間以上焼鈍
し、表面の酸化皮膜の厚さが２０オングストローム以上
であることを特徴とするフィルム積層用アルミニウム板
の製造方法であり、

【０００７】アルミニウム板の表面を鉱酸または有機酸
またはその混酸で洗浄し、その後大気中で２５０〜６５
０℃の温度範囲で２時間以上焼鈍し、表面の酸化皮膜の
厚さが２０オングストローム以上であることを特徴とす
るフィルム積層用アルミニウム板の製造方法であり、

【０００８】アルミニウム板の表面をアルカリ性溶液で
洗浄し、その後大気中で２５０〜６５０℃の温度範囲で
２時間以上焼鈍し、表面の酸化皮膜の厚さが２０オング
ストローム以上であることを特徴とするフィルム積層用
アルミニウム板の製造方法であり、

【０００９】アルミニウム板の表面を４０〜１００℃の
水で洗浄し、その後大気中で２５０〜６５０℃の温度範
囲で２時間以上焼鈍し、表面の酸化皮膜の厚さが２０オ
ングストローム以上であることを特徴とするフィルム積
層用アルミニウム板の製造方法である。

【００１０】以上のように、本発明は焼鈍に先だってあ
らかじめアルミニウム板を洗浄し表面に付着している圧
延油、金属粉等の汚れを除去し、その後焼鈍することに
よりアルミニウム板全面に清浄で均一な酸化皮膜を形成
させる製造方法である。

【００１１】洗浄方法としては、１）酸性水溶液による
洗浄、２）アルカリ性水溶液による洗浄、３）湯洗によ
る洗浄が上げられる。各々について以下順次説明する。

【００１２】１）酸性水溶液による洗浄としては、硫
酸、リン酸、硝酸、塩酸等の鉱酸、またはスルホン酸等
の有機酸の内の１種またはその混酸の水溶液中に浸漬洗
浄またはスプレ−洗浄した後、水洗する。酸濃度、浴
温、時間はライン速度、汚れの程度等から適宜選択すれ
ば良いが、酸濃度としては１〜６０ｗｔ％程度、浴温と
しては常温〜９０℃程度、洗浄時間としては１秒〜数分
程度が良い。特に生産性、装置のライニング等を考慮す
ると、濃度＝２〜３０ｗｔ％、浴温＝３０〜８０℃、時
間は２〜３０秒程度が好ましい。また、さらに洗浄力を
上げるために、上記酸性水溶液中にＨＬＢが約８〜１４
程度のポリオキシエチレンアルキルフェニルエ−テルの
ような界面活性剤、ＥＤＴＡのようなキレ−ト剤を添加
しても良い。

【００１３】２）アルカリ性溶液による洗浄としては、
苛性ソ−ダ、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化
物、リン酸３ナトリウム等のリン酸塩、炭酸ナトリウム
等の炭酸塩等の内の１種または２種以上の混合物の水溶
液中に浸漬洗浄またはスプレ−洗浄した後、水洗する。
アルカリ濃度、浴温、時間はライン速度、汚れの程度等
から適宜選択すれば良いが、アルカリ濃度としては１〜
５０ｗｔ％程度、浴温としては常温〜９０℃程度、洗浄
時間としては１秒〜数分程度で良い。特に生産性、装置
のライニング等を考慮すると、濃度＝２〜３０ｗｔ％、
浴温＝３０〜８０℃、時間は２〜３０秒程度が好まし
い。さらに洗浄力を上げるために、上記アルカリ性水溶
液中にＨＬＢが約８〜１４程度のポリオキシエチレンア
ルキルエ−テルのような界面活性剤、グルコン酸ナトリ
ウム等のキレ−ト剤を添加しても良い。また、アルカリ
性水溶液で洗浄した後さらに、１）に記載したような酸
性水溶液による洗浄をおこなっても良い。

【００１４】３）湯洗による洗浄としては、水道水、工
業用水、軟水、純水等で浸漬洗浄またはスプレ−洗浄す
る。水温、洗浄時間はライン速度、汚れの程度等から適
宜選択すれば良いが、水温としては４０〜９０℃程度、
洗浄時間としては１秒〜数分程度で良い。生産性、装置
のライニング等を考慮すると、浴温＝５０〜８０℃、時
間は２〜６０秒程度が好ましい。さらに洗浄力を上げる
ために、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムのよう
な界面活性剤、ＥＤＴＡ・２Ｎａ等のキレ−ト剤を添加
しても良い。ただし、この場合は湯洗後、これらを含ま
ない水または湯で洗浄することが好ましい。

【００１５】洗浄後の焼鈍は、焼鈍温度は２５０〜６５
０℃、好ましくは３５０〜５５０℃程度が良く、また焼
鈍時間は積層するフィルムとの十分な密着性を満たす程
度に酸化皮膜が生成されれば良く、適宜選択すれば良い
が２〜３０時間の間が好ましい。

【００１６】積層するフィルムとしては、ポリエチレン
テレフタレ−ト等のポリエステルフィルム、ポリアクリ
ル酸、メタクリル酸等のアクリル樹脂フィルム、ナイロ
ン等のポリアミド・ポリアミノフィルム、４フッ化エチ
レン等のフッソ樹脂フィルム、ビスフェノ−ルＡ型等の
エポキシ樹脂フィルム等が上げられる。また、ウレタン
系、アクリレ−ト系、エポキシ系、オレフィン系等の糊
を塗布してあっても良い。

【００１７】積層フィルムの熱圧着条件は、同一材質で
あってもフィルムの特質により大きく変わるので特定で
きないが、一般的には圧力＝１〜１０ｋｇ／ｃｍ2、温
度＝５０〜３５０℃、時間＝１〜２０分程度が良い。

【００１８】

【作用】アルミニウム板を酸素を含む雰囲気中で焼鈍す
ることにより酸化皮膜がアルミニウム表面に形成され
る。この酸化皮膜の構造は焼鈍温度により変化するが、
２５０℃以上の高温で焼鈍するとγ−アルミナのような
活性を有する酸化皮膜が生成し、この皮膜は積層された
ポリマ−フィルムの官能基との結合力が高く、したがっ
て高い密着性を発揮する。しかし、アルミニウム板表面
に圧延油等が付着している場合には圧延油の焼き付き等
によりポリマ−フィルムとの結合を阻害するだけでな
く、アルミニウム表面への酸素の拡散−酸化皮膜形成そ
のものを阻害し、このため部分的に非常に薄いかあるい
は隙間だらけの酸化皮膜が形成され、密着力が低下す
る。しかも、このアルミニウム板表面の圧延油成分の一
部は６００℃を越えても残留するものがあるので通常行
われている焼鈍温度（２５０〜５５０℃）程度では除去
できないばかりか、アルミニウム合金系の中には融点が
６００℃以下のものも多く、従って事実上焼鈍中に除去
することは不可能である。これに対し、本発明のように
焼鈍に先立ち洗浄して圧延油、金属粉等を除去し、その
後焼鈍を施すことにより、アルミニウム表面への酸素拡
散が阻害されることがなくなり、よって酸化皮膜の形成
が促進され板の全面が均一の酸化皮膜で覆われその結果
高い密着力を得ることができる。

【００１９】焼鈍に先立つ洗浄の方法としては上述した
ように酸性水溶液による洗浄、アルカリ性水溶液による
洗浄、温水による洗浄のいずれを用いても良いが、各々
については以下のような特質があり、どの方法を採用す
るかはアルミニウム板の汚れの程度、設備費用等を勘案
して決定すれば良い。

【００２０】酸性水溶液による洗浄は、洗浄力は中程度
であるが、アルカリ洗浄と異なりスマットが付きにく
い。但し装置は耐酸性のライニングまたは材料を必要と
し、ミスト飛散に対する処置も必要であり、処理装置設
置費用は割高となる。アルカリ水溶液による洗浄は、洗
浄力が強く、油分をケン化する作用を持つので効率的で
ある。ただしスマットが付き易くこれが接着性に悪影響
を及ぼす場合がある。温水による洗浄は、簡単な設備で
も良く、低コストである。また環境汚染や廃液処理、作
業環境の点でも有利である。ただし洗浄力は３種の洗浄
方法のうちで最も弱い。

【００２１】焼鈍温度は２５０℃未満では表面の酸化皮
膜の生成が不充分であり、一方６５０℃を超えるとアル
ミニウム板の融点近傍となるため板の軟化が激しくなり
あるいは部分溶融が始まり、製造上問題となる。従って
焼鈍温度は２５０〜６５０℃とする。その範囲内でも特
に酸化物の生成が均一にかつ速やかに進行し、また板の
軟化等の問題の無い３５０〜５５０℃の温度範囲が特に
好ましい。また焼鈍時間は積層するフィルムとの十分な
密着性を満たす程度に酸化皮膜が生成されれば良く、適
宜選択すれば良いが２〜３０時間の間が好ましい。２時
間未満では一般に酸化物の生成が不充分となり好ましく
なく、また３０時間を超えて焼鈍を行っても酸化物の生
成は飽和してしまい、単にエネルギーを消費するのみで
酸化物はそれ以上生成しないため無駄である。従って２
〜３０時間が好ましい。なお積層するフィルムの材質に
よりアルミニウム地肌との密着性、酸化皮膜との密着性
が異なり、従って必要とする酸化皮膜厚さは異なる。こ
のため上記温度範囲、時間範囲内で適宜選択することが
望ましい。

【００２２】焼鈍条件が高温短時間保持の条件の場合、
ＣＡＬ（連続焼鈍炉）などを用いることになる。しか
し、本発明の用途である容器、コンデンサーケース材、
炊飯ジャー内釜等においてはフィルム積層用アルミニウ
ム板の板厚は薄いものが多く用いられており、特にコン
デンサーケースにおいては板厚は０．３ｍｍあるいはそ
れ以下と薄く、また合金の種類も合金元素の少ない１０
００系が多く、さらに質別も軟質化してＯ材とすること
が多い。このように合金の種類、質別ともに軟質のもの
でしかも板厚が薄いことから、ＣＡＬ（連続焼鈍炉）の
ように張力をかけて通板しながら焼鈍する方法では軟化
のための撓み変形、それによる炉内壁との擦り疵あるい
は張力が強すぎることによる板切れなどの問題が発生す
る。本発明においては、焼鈍条件として２５０〜６５０
℃で２時間以上とすることによりＣＡＬ（連続焼鈍炉）
を用いなくとも良く、通常のバッチ炉により焼鈍を行う
ことができることから、上記のような軟質材をＣＡＬで
焼鈍する際の撓み、擦り傷、板切れなどの発生が無く、
従って今後さらに板厚の薄いものが要求された場合でも
なんら問題無く製造することが可能である。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。

【００２４】

【表１】

【００２５】（実施例１）ＪＩＳ１１００アルミニウム
板を冷間圧延して０．３ｍｍｔの板材とし、これを表１
に掲げる条件の酸水溶液により洗浄した後、大気中にて
５００℃で８時間焼鈍してＯ材とした。この時得られた
供試材の酸化皮膜厚さを表１に示す。その後、この板に
厚さ３０μｍのフッ素系樹脂フィルムを圧力＝７ｋｇ／
ｃｍ2 、温度＝３００℃、時間＝１０分の条件で熱圧着
し積層板を作製した。この積層板を総シゴキ率４０％で
成型し、直径５ｍｍ、高さ１１ｍｍの円筒容器とした。
この円筒容器をトリミング後、１２５℃（沸点）で保持
したパ−クロルエチレン中に１５分浸漬し切り口の皮膜
付着状況を観察したところ、いずれも樹脂皮膜の剥離が
無く、良好であった。

【００２６】（実施例２）ＪＩＳ１１００アルミニウム
板を冷間圧延して０．３ｍｍｔの板材とし、これを表１
に掲げる条件のアルカリ性水溶液により洗浄した後、大
気中にて４５０℃で３時間焼鈍しＯ材とした。この時得
られた供試材の酸化皮膜厚さを表１に示す。その後、こ
の板に厚さ３０μｍのナイロン系樹脂フィルムを圧力＝
５ｋｇ／ｃｍ2 、温度＝２３０℃、時間＝１０分の条件
で熱圧着し積層板を作製した。この積層板を総シゴキ率
４０％で成型し、直径５ｍｍ、高さ１１ｍｍの円筒容器
とした。この円筒容器をトリミング後、１２５℃（沸
点）で保持したパ−クロルエチレン中に１５分浸漬し切
り口の皮膜付着状況を観察したところ、いずれも樹脂皮
膜の剥離が無く、良好であった。

【００２７】（実施例３）ＪＩＳ１１００アルミニウム
板を冷間圧延して０．３ｍｍｔの板材とし、これを、表
１に掲げる条件の湯洗により洗浄した後、大気中にて３
５０℃で１６時間焼鈍しＯ材とした。この時得られた供
試材の酸化皮膜厚さを表１に示す。その後、この板に厚
さ３０μｍのＰＥＴ系樹脂フィルムを熱圧着し積層板を
作製した。この積層板を総シゴキ率４０％で成型し、直
径５ｍｍ、高さ１１ｍｍの円筒容器とした。この円筒容
器をトリミング後、１２５℃（沸点）で保持したパ−ク
ロルエチレン中に１５分浸漬し、切り口の皮膜付着状況
を観察したところ、いずれも樹脂皮膜の剥離が無く、良
好であった。

【００２８】（比較例１）ＪＩＳ１１００アルミニウム
板を冷間圧延して０．３ｍｍｔの板材とし、これを、洗
浄せずにそのまま大気中にて５００℃８時間、４５０℃
３時間、３５０℃１６時間の焼鈍を施しＯ材とした。こ
の時得られた供試材の酸化皮膜厚さを表１に示す。その
後、これらの板にそれぞれ厚さ３０μｍのフッ素系、ナ
イロン系、ＰＥＴ系の樹脂フィルムを実施例と同様の条
件で積層し積層板を作製した。この積層板を総シゴキ率
４０％で成型し、直径５ｍｍ、高さ１１ｍｍの円筒容器
とした。この円筒容器をトリミング後、１２５℃（沸
点）で保持したパ−クロルエチレン中に１５分浸漬し、
切り口の皮膜付着状況を観察したところ、いずれも樹脂
皮膜が剥離した。

【００２９】（比較例２）ＪＩＳ１１００アルミニウム
板を冷間圧延して０．３ｍｍｔの板材とし、これを、表
１に掲げる条件で洗浄した後、大気中にて２５０℃３０
分の焼鈍を施しＯ材とした。この時得られた供試材の酸
化皮膜厚さを表１に示す。その後、これらの板にそれぞ
れ厚さ３０μｍのフッ素系、ナイロン系、ＰＥＴ系の樹
脂フィルムを実施例と同様の条件で積層し積層板を作製
した。この積層板を総シゴキ率４０％で成型し、直径５
ｍｍ、高さ１１ｍｍの円筒容器とした。この円筒容器を
トリミング後、１２５℃（沸点）で保持したパ−クロル
エチレン中に１５分浸漬し、切り口の皮膜付着状況を観
察したところ、いずれも樹脂皮膜が剥離した。

【００３０】

【効果】本発明によれば、焼鈍に先立ちアルミニウム板
表面を酸洗浄またはアルカリ洗浄または湯洗した後、該
アルミニウム材をＯ材とするために必須の２５０℃以上
の焼鈍工程を施すことにより、フィルムとの密着性の良
い酸化皮膜をアルミニウム板表面にムラ無く均一に形成
することができ、従ってフィルムの密着性が向上して成
型性に優れた、容器、コンデンサーケース材、炊飯ジャ
ー等に好適なフィルム積層用アルミニウム板を得ること
ができる。また焼鈍中に形成される酸化皮膜を有効に利
用できるため、焼鈍後に電解処理や粗面化処理といった
表面処理をあらためて行う必要が無いので全体として工
程が簡略になり生産性が向上する。また焼鈍条件として
バッチ炉を用いることができるためアルミニウム板に余
分な張力をかけることがなく、従って板厚の薄い場合で
も支障無く製造することができる。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルミニウム板の表面を洗浄し、その後
   大気中で２５０〜６５０℃の温度範囲で２時間以上焼鈍
   し、表面の酸化皮膜の厚さが２０オングストローム以上
   であることを特徴とするフィルム積層用アルミニウム板
   の製造方法。
2. 【請求項２】 アルミニウム板の表面を鉱酸または有機
   酸またはその混酸で洗浄し、その後大気中で２５０〜６
   ５０℃の温度範囲で２時間以上焼鈍し、表面の酸化皮膜
   の厚さが２０オングストローム以上であることを特徴と
   するフィルム積層用アルミニウム板の製造方法。
3. 【請求項３】 アルミニウム板の表面をアルカリ性溶液
   で洗浄し、その後大気中で２５０〜６５０℃の温度範囲
   で２時間以上焼鈍し、表面の酸化皮膜の厚さが２０オン
   グストローム以上であることを特徴とするフィルム積層
   用アルミニウム板の製造方法。
4. 【請求項４】 アルミニウム板の表面を４０〜１００℃
   の水で洗浄し、その後大気中で２５０〜６５０℃の温度
   範囲で２時間以上焼鈍し、表面の酸化皮膜の厚さが２０
   オングストローム以上であることを特徴とするフィルム
   積層用アルミニウム板の製造方法。