JPS63143290A - 深絞り用アルミニウム複合板の製造法 - 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
した深絞り用複合板の製造法に関する。

（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ｊ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１？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Ｗ１械的に粗面化処理した１糸、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、アルミ板としてＨ２
２、ｌ−１２４、Ｏ材といった調質のもので、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焼鈍がなされていない状態のも
のを指し、調質ｉ−１１８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〜Ｑ、５ｍ
ｍの範囲であって、コイル状の長尺品を杏出し、巻戻し
しながら以下の処理に洪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１健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１里方法と（）℃は、リーンドブラスト、ブラシ（＋
／を磨、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！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ミクロビットとあいまって
樹脂被膜の密着性を高めるものである。

この川面化は、ＪＩＳ　　ＢＯ６Ｃ）１に規定する中心
線平均粗さ（Ｒａ）が約０．４〜１．０μＩＩＩ、山の
数が１００周一、’　２　、５　ｍｍ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、０ｕｍを越えると必然的に山の密庭が小さくなり
、かえって密着性が低下する。

なお上記の山の故は、ＪＩＳ　　ＢＯ６０１に従って粗
さ曲壕を１って、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、長さ２．５１１１ｆｆｉ当りに
換算したちのである。

次に、陽（４！酸化処理または水相酸化処理により、前
記粗面に、間口径が０．０２〜０．２μｍのミクロビッ
トを有する付着ｆｆ１５０ｍ　Ｑ　／ｄｍ２以下の酸化
皮膜を形成する。

陽…酸化処理方法としては、例えば濃度５〜２０％のリ
ン酸水溶液を用いて、電解温度が室温〜５０℃、処１’
ｌ！　ｍ　Ｉｆ　２０〜４０　Ｖ　（７）　条件テ行％
　エバよ（、それにより開口径が０．０２〜０．０５μ
ｍ程度のミクロビットを持った付肴最が５〜５０１１ｇ
／ｄｍ２の酸化皮膜が形成される。

また水和酸化皮膜は、中性または塩基性の溶液で処理す
ることで形成され、例えば沸＠純水中に浸漬することに
より得られるベーマイト系皮膜、アンモニア、苛性ソー
ダ等の塩基性物質によりｐＨ９〜１２程度に調整された
純水系溶液に浸漬して得られるベーマイト系支脚等があ
る。この場合には、間口径０．０５〜０，２μｍ程度の
ミクロビットを持った付着ｍが４〜２０　ｍ　ｇ　ｙ’
ｄｍ２の酸化皮膜が形成される。

なお、処理溶液中に次亜ハロゲン酸塩、パーオキソホウ
酸塩等を添加すると、ミクロビットが緻密になり、密着
性が一層向上する。

さらには、水和酸化処理後に、ケイ酸塩（水ガラス、ケ
イ酸ナトリウム等）溶液により浸漬あるいは噴霧処理し
て、ケイ素化合物を０．０５〜Ｑ。

５１Ｒｇ、／ｄｍ２　　（ケイ素ｆｆ１）付着させると
、深絞り加工１すの実使用時の密着性をさらに向上させ
ることができる。

ここで重質なことは、酸化皮膜の厚さであって、付＠量
で５０ｍｇ／ｄｍ２を越えると深絞り加工により酸化皮
膜にクラックが入って密着性が低下するという問題が生
じる。

なお酸化皮膜の最低厚さは、十分な密着性が得られる程
度の深さのミクロビットを形成するために、付着量で４
ｍｇ／ｄｍ２は必要である。

以上の表面処理により、機械的に付与された密な凹凸上
に多数のミクロビットが形成された、樹脂被膜との密着
性のよい表面が得られるが、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、板を焼き戻して軟化し、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酸化皮膜との接着性を高めるた
めのものである。

加熱は、雰囲気温度１５０〜３６０’Ｃ１加熱時間３〜
２０時間の範囲で行なえばよい。また温度４００〜６０
０℃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、加熱後の状態で調
質１−（２４、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、硬質の冷間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／二条外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。特に深絞の、例えば、ウレ
タン−塩ビ共重合体、ＥＶ△、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、２〜２００μｍ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、特に絞り率が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７．！！例１ 厚さＱ、４ｍｍ、幅５００　ｍｍの冷間圧延アルミ板Ｌ
Ｊ　ｌ５１０５０．Ｈ２Ｓ）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゜０に！Ｉ
Ｉ／ｃｍ２で吹付け、Ｒａが０．８μ、山数が１００個
／２．５ｍｍの粗面とした後、洗浄した。

２）陽極酸化 ３０℃において、１２０（Ｊ／リットルのリン酸水溶液
中で、処理電圧３０Ｖで陽極酸化し、平均′ミクロビッ
ト径が０．０２μｍの皮膜を付着量５　Ｑｍ　ＣＪ　／
ｄｍ２の厚さに形成した。

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）ＩＭ脂被被 覆ルミ板を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
　ｋｇ、／　ｃｍで積苦した。

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、しごき加工して、直径
１０ｍＩＩｌ、長さ２２ｍｍの円筒容器を得た。

ここで総絞り率はり、／　Ｄｏ（Ｄ、　；絞り加工後の
円筒の直径、Ｄｏ；絞り加工前のブランクの直径）、Ｍ
Ｌどキ率ハ（ｔ、　　ｊ２）　／　ｔＩＸ　１００　（
％）（１，：もとの壁厚、（２；しごき加工後の壁厚）
で定義されろものである。

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１ｍｍ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、外観も極めて浸れたものであ
った。

比較例１ サンドブラスト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、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 陽極酸化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 陽極酸化後の加熱：ＪＪ′Ｒを行なわずに、厚さ０゜４
ｍｍ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、較りｈ
ロエ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、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、
かしめ部の樹脂皮膜が剥離した。

実施ＶＡ２ 実施例１と同じアルミ板に次の順序で処理を施して複合
板を得た。

１）機械的粗面化処理 アルミ板に還元鉄粉をエアーブラスト方法で投射圧力１
　、　ＯＫｏ　、／ｃｍ２にて吹付けて、Ｒａが１４０
μｍ、山数１２０個７２．５ｍｍ（７）粗面とした後、
洗浄した。

２）水１（′］酸化 アルミ板を、次亜流塩素酸ナトリウム水溶液（′Ｉｉ度
２００ｐｐｍ　、ｐ　）−１１０，５）に８５℃におい
て浸漬し、平均ミクロビット径０．１μｍの酸化皮Ｈφ
を付着量５ｍ　ｇ／ｄｍ２の厚さに形成した。

次に１．５％水ガラス溶’ａ　（ｐ　１−１１１．４＞
中に８０℃で浸漬した後水洗し、０．３ｍ　ａ　／ｄｍ
２（ケイ素量）のケイ素化合物を付着させた。

３）加熱調質 雰囲気温度３００　’Ｃの非酸化性炉中で６時間加熱し
、アルミ板をＯ材相当のものにした。

４　）　樹　０旨　被　覆 アルミ板を３００℃に加熱し、その処理面に厚さ２００
ｕ１１１のポリアミドフィルムをピンチロールにより線
圧１５ｋｇ／ｃｍで積層した。

このようにして得られた複合板を実施ｊ９］１と同じ方
法で深絞り加工したところ、いずれの工程においても樹
脂被膜の剥離がなく、加工も容易で、得られた容器の寸
法、外観も極めて浸れたものであった。

実施例３〜５ 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。

なおサンドブラストは、実施例３において（ユ、ブラシ
研磨法により行ない、その他は実施例２と同様に行なっ
た。

また陽極酸化は、実施例１と同じ条件で、水和酸化は実
施例２と同じ条件で行なった。

第１表 実施例３〜５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、外観とも層れていた。

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）その粗面を陽極酸化または水和酸化して、開口径
   が０．０２〜０．２μｍのミクロビットを有する付着量
   ５０ｍｇ／ｄｍ＾２以下の酸化皮膜を形成し、 （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造法
   。