專利名稱：鋁箔和容器的制作方法
技術領域：
本發明一般而言涉及鋁箔和容器，特別而言涉及成形加工用鋁箔和使用該鋁箔進行成形加工而得到的容器。需要說明的是，本說明書中的“鋁箔”一詞不僅用來表示純鋁箔， 還包括鋁合金箔。
背景技術：
以往，作為拉深成形性等成形加工性優良的鋁材料，開發了由JISH 4000-2006規定的5000系、6000系的鋁合金。但是，這些鋁合金在制造中需要多種添加元素，制造成本高，并且根據用途不同而分別使用，廣泛應用性較差。此外，上述鋁合金由于延展性低，因而不適合壓延加工成薄箔。因此，雖然從制造成本、廣泛使用性、延展性的觀點出發，希望使用 1000系的純鋁、8000系的鋁合金，但目前為止，工業上還未開發出成形加工性優良的、厚度為IOym以上的鋁箔。例如，日本特開平9_27四38號公報中提出了一種強度高且具有延伸性的拉延成形性良好的鋁箔及其制造方法。此外，日本專利第27討沈3號公報中提出了一種強度和成形加工性優良、且針孔少的鋁箔及其制造方法。但是，日本特開平9_27四38號公報中記載的鋁箔，不僅對其組成進行了限定，即含有!^e 0. 10 0. 8重量％、Ti :0. 001 0. 02重量％、余量由不可避免的雜質及Al構成、 且不可避免的雜質中的Si小于0. 15重量％，而且其制造方法還被限定為用于連續鑄造壓延材料，因此缺乏廣泛使用性，不適合工業生產。此外，日本專利第27討沈3號公報中記載的鋁箔，同樣不僅對其組成進行了限定， 即！^e :0. 8 2.0重量％、Si :0. 15重量％以下、并且i^e/Si比值為15以上、不可避免的雜質分別為0. 05重量％以下，而且，在其制造方法中，實施均質化熱處理時，必須使加熱溫度T(°C )在400°C以上且500°C以下的范圍內，并且必須使保持時間t (小時)滿足式 t^ (55-0. 1T)(其中，10)，因此工序管理困難。此外，該制造方法由于均質化熱處理溫度低，因而不能得到充分均質化的板坯，因此之后被壓延后的鋁箔在質量方面的不均大， 因此，日本專利第27討沈3號公報中記載的鋁箔也不適合工業生產。總之，工業上尚未開發出對組成沒有限定而具有廣泛使用性、并且成形加工性優良的厚度為10 μ m以上的鋁箔。
發明內容
因此，本發明的目的在于，提供不需要特別添加除鐵以外的元素、具有廣泛應用性且成形加工性優良的鋁箔及使用該鋁箔進行成形加工而得到的容器。本發明人為了解決上述問題而反復進行了深入研究，結果發現，不需要添加元素且具有特定物性的鋁箔的成形加工性優良。即，本發明的鋁箔和使用該鋁箔進行成形加工而得到的容器具有以下的特征。
本發明的鋁箔，含有0. 7質量％以上且1. 7質量％以下的鐵，厚度為10 μ m以上且 150μπι以下，在X射線衍射中，表示(100)面的衍射強度相對于總衍射強度的比率為30% 以上且50%以下，表示(110)面的衍射強度相對于所述總衍射強度的比率為15%以上且 40%以下，其中所述總衍射強度為分別表示(111)面、(100)面、(110)面及(311)面的各衍射強度的總和。本發明的一個方案的容器，通過對具有上述特征的鋁箔進行成形加工而制造。此外，本發明的另一個方案的容器，通過對含有具有上述特征的鋁箔和樹脂膜的層壓材料進行成形加工而制造。此外，本發明的再一個方案的容器，通過對含有具有上述特征的鋁箔、樹脂膜和熱膠粘層的層壓材料進行成形加工而制造。發明效果具有上述特征的本發明的鋁箔，由于顯示出高的杯突值，因此具有良好的成形性。 因此，根據本發明，能夠得到不需要特別添加除鐵以外的元素、具有廣泛應用性且成形加工性優良的鋁箔。并且，通過對本發明的鋁箔進行成形加工，能夠得到成形深度大的容器，而且能夠得到不容易出現成形裂紋等不良情況的容器。此外，通過對含有本發明的鋁箔和樹脂膜的層壓材料進行成形加工，能夠得到成形深度大的層壓材料容器，而且能夠得到不容易出現成形裂紋等不良情況的層壓材料容
ο
具體實施例方式以下，對本發明的實施方式進行說明。本發明的鋁箔，含有0. 7質量％以上且1. 7質量％以下的鐵(Fe)。狗的含量優選為0.95質量％以上且1.7質量％以下，更優選為1. 1質量％以上且1.7質量％以下。為了使鋁結晶粒微細化，抑制粗大的金屬間化合物的產生，并且確保適度的強度和伸長率，狗的含量在0. 7質量％以上且1. 7質量％以下的范圍內是合適的。但是，當狗的含量小于0. 7 質量％時，使鋁結晶粒微細化的效果不充分，箔的強度也不充分，冷壓延后可能會產生較多的針孔。另一方面，當狗的含量大于1. 7質量％時，變得容易產生粗大的金屬間化合物，因此，加工性(壓延性、成形性)變差，同時也變得容易產生針孔。本發明的鋁箔中硅(Si)的含量優選為0.30質量％以下，更優選為0.15質量以下。當Si的含量大于0.30質量％時，容易產生粗大的結晶，使鋁結晶粒微細化的效果有降低的傾向，并且強度和加工性也有降低的傾向。另外，由于Si不可避免地存在于工業用鋁中，因此可以使Si含量的下限值為0. 01質量％。本發明的鋁箔中銅(Cu)的含量優選為0.05質量％以下，更優選為0.02質量％以下。當Cu的含量大于0.05質量％時，加工性和耐腐蝕性可能降低。另外，由于Cu不可避免地存在于工業用鋁中，因此，可以使Cu含量的下限值為0. 001質量％。本發明的鋁箔中，除上述元素以外的余量為鋁(Al)。但是，本發明的鋁箔可以含有各自為0. 05質量％以下的上述Fe、Si、Cu以外的微量元素。作為微量元素，可以列舉錳 (Mn)、鎂(Mg)、鋅(Zn)、鈦(Ti)、錯(Zr)、鎵(Ga)、鉻(Cr)、釩(V)等。這些元素有時作為微CN 102383006 A
量、不可避免的雜質元素存在于鋁中。以上，對本發明的鋁箔的組成進行了說明，但本發明的鋁箔的組成優選與例如工業上市售的由JIS H 4160-1994規定的合金編號8021和8079相當的組成。因此，本發明的鋁箔是不需要昂貴的添加元素、且具有8000系的組成或與8000系相近的組成的具有廣泛應用性的鋁箔，并且成形加工性優良。本發明的鋁箔的厚度為10 μ m以上且150 μ m以下，優選為20 μ m以上且80 μ m以
下。當鋁箔的厚度小于10 μ m時，成形時有可能發生破裂或產生針孔(或針孔擴大)。當鋁箔的厚度大于150 μ m時，不僅難以得到本發明規定范圍的X射線衍射強度比，而且在成形加工成容器時，重量增加，成形壓力上升。本發明的鋁箔的X射線衍射中，表示(100)面的衍射強度相對于總衍射強度的比率為30%以上且50%以下，其中所述總衍射強度為分別表示(111)面、(100)面、(110)面及(311)面的各衍射強度的總和。此外，表示(110)面的衍射強度相對于上述總衍射強度的比率為15%以上且40%以下。通過將表示(100)面的衍射強度的比率與表示(110)面的衍射強度的比率限定在上述范圍內，能夠得到優良的成形加工性。X射線衍射中，表示(100)面的衍射強度的比率(Piqq)如下計算利用X射線衍射裝置，測定衍射圖上分別表示(111)面、(100)面、(110)面及(311)面的各衍射強度除去本底(BG)后的積分強度，再由以下的式1計算其相對于作為上述各衍射強度的總和的總衍射強度的比率。實際的積分強度的測定如下進行通過使用作為所使用的X射線衍射裝置的分析軟件的積分強度計算程序進行讀取。此外，X射線衍射的強度的本底的去除，使用上述積分強度計算程序中的手動法進行。P100= [{(100)面的衍射強度}/{(111)面、(100)面、(110)面及(311)面的各衍射強度的總和}]X100[% ]…式1X射線衍射中，表示(110)面的衍射強度的比率(Plltl)也可以同樣地求得。即，可將上式的分子替換成“(110)面的衍射強度”。需要說明的是，測定X射線衍射強度的面為鋁箔的壓延面，即制造鋁箔時在冷壓延中與壓延輥接觸的面。本發明的鋁箔的成形加工性由鋁箔的杯突試驗(JIS Z 2247)測定的杯突值(深度)進行評價。通過使該杯突值升高，能夠改善鋁箔的成形加工性。為了使鋁箔的杯突值升高，對通常使拉伸試驗中的拉伸伸長率提高的方法進行了研究，作為提高拉伸伸長率的一般方法，期望使鋁結晶粒微細化。但是，本發明的鋁箔，鋁的平均結晶粒徑為約5 μ m 約10 μ m,期望結晶粒進一步微細化在技術上很困難。因此，難以使拉伸伸長率進一步提高。因此，本發明人反復進行了深入研究，結果發現，就厚度為10 150 μ m的鋁箔而言，鋁箔的杯突值的提高，比起與拉伸伸長率，與預定的結晶方位更具相關性。即發現，就由X射線衍射測得的衍射強度而言，只要表示(100)面的衍射強度相對于上述總衍射強度的比率在30%以上且50%以下的范圍內，并且表示(110)面的衍射強度相對于上述總衍射強度的比率在15%以上且40%以下的范圍內，則該鋁箔的杯突值優良。當表示(100)面和(110)面的衍射強度的各比率在上述范圍以外時，各結晶方位的平衡變差，結果杯突值降低。而且，雖然用于使表示(100)面和(110)面的衍射強度的各比率在預定范圍內的方法沒有特殊限制，但在對上述鋁箔組成的鑄錠進行均質化熱處理時，可以在使均質化熱
5處理溫度高于現有的一般實施溫度(約500°C 約540°C )的溫度(例如570°C 630°C ) 下進行均質化熱處理，可以將之后的制板工序(熱壓延、冷壓延、中間退火)的操作條件和制箔工序(冷壓延)的操作條件設定為一般的條件。通過對這樣得到的厚度為10 150 μ m 的鋁箔進行最終退火，能夠穩定地制造杯突值高的鋁箔。另外，通過使用本發明的鋁箔，還能提高含有鋁箔和樹脂膜的層壓材料的成形加工性。如上所述，本發明的鋁箔的制造方法沒有特殊限定，但優選通過工業上實施的壓延法進行制造。例如，對由半連續鑄造法得到的具有預定成分的板坯進行均質化熱處理 (也稱為均熱處理)，然后，通過熱壓延、中間退火、冷壓延、最終退火的工序，能夠得到本發明的鋁箔。這里，優選使均質化熱處理的條件為570°C以上來進行，更優選在600°C以上進行。通過這樣操作，容易得到具有本發明規定的適當的X射線衍射強度比的鋁箔。均質化熱處理時間可以根據板坯的大小和熱處理爐的性能來適當決定，通常為約1小時 約20小時，優選為約2小時 約10小時。均質化熱處理后，在400°C 500°C的溫度下進行熱壓延， 冷卻至室溫附近后，可以實施冷壓延直至達到預定的厚度。可以根據需要在冷壓延的中途實施中間退火(300 400°C )。冷壓延結束后，在約250°C 約450°C下實施最終退火。另外，各熱處理時間可以根據爐的容量、制品(或試樣)的量及大小來適當決定，但通常可以為數小時至數十小時。另外，工業量產時需要熱壓延工序，但在實驗室基礎上的實驗和試制時，并不一定需要熱壓延工序。本發明的鋁箔可以直接利用壓力成形機等進行成形加工(優選為冷成形加工)來制造容器，也可以在適當層壓樹脂膜和/或熱膠粘層(密封劑膜等)后，通過冷成形來制造容器。作為樹脂膜，優選厚度為5 μ m 500 μ m的樹脂膜。樹脂膜的材質，例如可以選自以下各種樹脂低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯、聚丙烯、 乙烯-丙烯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、離聚物樹脂、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物或乙烯-甲基丙烯酸共聚物、甲基戊烯聚合物、聚丁烯類樹脂、聚氯乙烯類樹脂、聚乙酸乙烯酯類樹脂、聚偏氯乙烯類樹脂、氯乙烯-偏氯乙烯共聚物、聚(甲基)丙烯酸類樹脂、聚丙烯腈類樹脂、聚苯乙烯類樹脂、丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS類樹脂)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS類樹脂)、聚酯類樹脂、聚酰胺類樹脂、聚碳酸酯類樹脂、聚乙烯醇類樹脂、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的皂化物、含氟樹脂、二烯類樹脂、聚縮醛類樹脂、 聚氨酯類樹脂、硝酸纖維素、玻璃紙等。樹脂膜可以是沿單軸方向或雙軸方向拉伸后的樹脂膜。此外，可以根據需要在樹脂膜表面涂敷底涂劑等來實施表面平滑化處理等。通過層壓樹脂膜，能夠提高耐腐蝕性、絕緣性、安全性、強度、耐突刺性、耐磨耗性等。作為熱膠粘層，可以通過層壓以如下成分作為主要成分的熱膠粘劑或熱膠粘性膜而形成，所述成分例如為低密度聚乙烯，中密度聚乙烯，高密度聚乙烯，直鏈(線性)低密度聚乙烯，聚丙烯，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，離聚物樹脂，乙烯-丙烯酸共聚物，乙烯-丙烯酸乙酯共聚物，乙烯-甲基丙烯酸共聚物，乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物，乙烯-丙烯共聚物，甲基戊烯聚合物，聚丁烯聚合物，利用丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸、馬來酸酐、富馬酸、衣康酸等不飽和羧酸使聚乙烯或聚丙烯等聚烯烴類樹脂改性得到的酸改性聚烯烴類樹脂，聚乙酸乙烯酯類樹脂、聚(甲基)丙烯酸類樹脂、聚氯乙烯類樹脂等。通過層壓熱膠粘層，能夠賦予鋁箔密封性、經時穩定性等。樹脂膜和/或熱膠粘層的層壓方法沒有特別的限制，可以采用干式層壓法、擠出層壓法、濕式層壓法、熱層壓法、輥涂法、利用凹版印刷的涂布等公知的方法。將本發明的鋁箔直接或在對本發明的鋁箔層疊(層壓)上述樹脂膜和/或熱膠粘層后的狀態下，利用壓力成形機等進行成形加工(優選為冷成形加工、冷塑性加工)，由此可以制造容器(優選為帶有凸緣的容器)。制得的容器能夠適用于食品、飲品、角膜接觸鏡、 化學品、電子部件、藥品、藥劑等的收容容器、電池的外包裝容器等。(實施例)按照以下說明制作本發明的實施例和比較例的鋁箔的試樣。使用表1所示的合金A F，根據表2所示的制造工序A J，制作表3所示的實施例1 12和比較例1 6的鋁箔的試樣。需要說明的是，表1中的“其他元素合計”表示除JIS規定的元素以外的不可避免的雜質元素(B、Bi、Pb、Na等)的總含量。如表2所示，就制造工序A F而言，在預定的溫度和時間條件下，利用加熱爐對由DC鑄造得到的鋁合金的鑄錠進行均質化熱處理。然后，不進行熱壓延而進行多次冷壓延，并且在冷壓延的中途以預定的溫度和時間實施中間退火，然后再進行冷壓延，直至厚度成為50 μ m。進而，通過在預定的溫度和時間條件下進行最終退火，制作如表3所示厚度為 50 μ m的鋁箔的試樣。另外，就制造工序A F而言，鑄錠的制造工序以外的工序1、3 6 利用研究設備來進行。此外，如表2所示，就制造工序G J而言，在預定的溫度和時間條件下，利用加熱爐對由DC鑄造得到的鋁合金的鑄錠進行均質化熱處理。然后，以480°C的開始溫度進行熱壓延，直至厚度成為約6. 5mm。使用所得的熱壓延材料，進行多次冷壓延，并且在冷壓延的中途以預定的溫度和時間實施中間退火，然后再進行冷壓延，直至厚度成為預定的值。進而， 通過在預定的溫度和時間條件下進行最終退火，制作如表3所示厚度的鋁箔的試樣。另外， 就制造工序G J而言，不僅鑄錠的制造工序，所有的工序1 6均通過量產機來進行。此外，就制造工序G J而言，由于均質化熱處理溫度為高溫，因此只要鑄錠的溫度達到均質化熱處理溫度即可，可以在之后將鑄錠冷卻至熱壓延能夠開始的溫度。而且，均質化熱處理時間只要在一般的處理時間內即可，并不限定為表2所示的時間。中間退火條件對本發明的特性不產生較大影響，因此不受表2所示溫度和時間的限制，只要在一般操作條件的范圍內即可。對于所得的鋁箔的各試樣，為了計算表示(100)面的衍射強度的比率和表示 (110)面的衍射強度的比率，對X射線衍射強度進行了測定。此外，為了對鋁箔的各試樣的成形加工性進行評價，對杯突值進行了測定。另外，還對鋁箔的各試樣的拉伸強度、耐力及伸長率進行了測定。X射線衍射強度的測定通過如下方法進行使用株式會社U另々制(形式 RINT-2000)的X射線衍射裝置，在CuK α射線、40kV、40mA的條件下進行X射線衍射，在X 射線衍射下測定(111)面、(100)面、(110)面及(311)面的X射線衍射強度(除去本底后的積分強度)。使用所得的各面的X射線衍射強度的值，由上述式1計算其相對的衍射強度比率。杯突試驗使用株式會社安田精機制作所制造的電動杯突涂膜試驗機(516-M)、根據JIS Z 2M7-2006進行。根據JIS Z 8401-1999，由杯突試驗測定的杯突值使用四舍五入到小數點后第一位的值。其中，作為試驗時在鋁箔的試樣上涂布的潤滑脂，使用噴霧式長效潤滑脂(株式會社々^ * 一二一W 〃制)，將潤滑脂僅涂布于試驗沖頭接觸的鋁箔的表面 (一個表面)。通過使用拉伸試驗機(株式會社東洋精機型，7卜π ^，7 VE50D，應變速度 20mm/分鐘，試樣寬度15mm，卡盤間距離100mm)，測定拉伸強度、耐力及伸長率。將以上測定結果示于表3。另外，表3中帶有下劃線的值表示衍射強度比率在本發明的范圍之外。此外，對于使用合金A和合金B制作的試樣(實施例1 8和比較例1 4)，以使用在最低溫度下實施均質化熱處理后得到的鑄錠制作的試樣的杯突值作為基準， 參考示出了杯突值的增減率。(表 1)
權利要求
1.一種鋁箔，其含有0. 7質量％以上且1. 7質量％以下的鐵，厚度為10 μ m以上且 150μπι以下，在X射線衍射中，表示(100)面的衍射強度相對于總衍射強度的比率為30% 以上且50%以下，表示(110)面的衍射強度相對于所述總衍射強度的比率為15%以上且 40%以下，其中所述總衍射強度為分別表示(111)面、(100)面、(110)面及(311)面的各衍射強度的總和。
2.一種容器，通過對權利要求1所述的鋁箔進行成形加工而制造。
3.一種容器，通過對含有權利要求1所述的鋁箔和樹脂膜的層壓材料進行成形加工而制造。
4.一種容器，通過對含有權利要求1所述的鋁箔、樹脂膜和熱膠粘層的層壓材料進行成形加工而制造。
全文摘要
本發明提供鋁箔和容器，該鋁箔不需要特別添加除鐵以外的元素，具有廣泛應用性且成形加工性優良，該容器使用該鋁箔進行成形加工而得到。所述鋁箔含有0.7質量％以上且1.7質量％以下的鐵，厚度為10μm以上且150μm以下，在X射線衍射中，表示(100)面的衍射強度相對于總衍射強度的比率為30％以上且50％以下，表示(110)面的衍射強度相對于所述總衍射強度的比率為15％以上且40％以下，其中所述總衍射強度為分別表示(111)面、(100)面、(110)面及(311)面的各衍射強度的總和。
文檔編號C22C21/00GK102383006SQ20111026312
公開日2012年3月21日 申請日期2011年8月31日 優先權日2010年8月31日
發明者今村隆大, 呂明哲, 大八木光成 申請人:東洋鋁株式會社