专利名称：铝箔和容器的制作方法
技术领域：
本发明一般而言涉及铝箔和容器，特别而言涉及成形加工用铝箔和使用该铝箔进行成形加工而得到的容器。需要说明的是，本说明书中的“铝箔”一词不仅用来表示纯铝箔， 还包括铝合金箔。
背景技术：
以往，作为拉深成形性等成形加工性优良的铝材料，开发了由JISH 4000-2006规定的5000系、6000系的铝合金。但是，这些铝合金在制造中需要多种添加元素，制造成本高，并且根据用途不同而分别使用，广泛应用性较差。此外，上述铝合金由于延展性低，因而不适合压延加工成薄箔。因此，虽然从制造成本、广泛使用性、延展性的观点出发，希望使用 1000系的纯铝、8000系的铝合金，但目前为止，工业上还未开发出成形加工性优良的、厚度为IOym以上的铝箔。例如，日本特开平9_27四38号公报中提出了一种强度高且具有延伸性的拉延成形性良好的铝箔及其制造方法。此外，日本专利第27讨沈3号公报中提出了一种强度和成形加工性优良、且针孔少的铝箔及其制造方法。但是，日本特开平9_27四38号公报中记载的铝箔，不仅对其组成进行了限定，即含有!^e 0. 10 0. 8重量％、Ti :0. 001 0. 02重量％、余量由不可避免的杂质及Al构成、 且不可避免的杂质中的Si小于0. 15重量％，而且其制造方法还被限定为用于连续铸造压延材料，因此缺乏广泛使用性，不适合工业生产。此外，日本专利第27讨沈3号公报中记载的铝箔，同样不仅对其组成进行了限定， 即！^e :0. 8 2.0重量％、Si :0. 15重量％以下、并且i^e/Si比值为15以上、不可避免的杂质分别为0. 05重量％以下，而且，在其制造方法中，实施均质化热处理时，必须使加热温度T(°C )在400°C以上且500°C以下的范围内，并且必须使保持时间t (小时)满足式 t^ (55-0. 1T)(其中，10)，因此工序管理困难。此外，该制造方法由于均质化热处理温度低，因而不能得到充分均质化的板坯，因此之后被压延后的铝箔在质量方面的不均大， 因此，日本专利第27讨沈3号公报中记载的铝箔也不适合工业生产。总之，工业上尚未开发出对组成没有限定而具有广泛使用性、并且成形加工性优良的厚度为10 μ m以上的铝箔。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供不需要特别添加除铁以外的元素、具有广泛应用性且成形加工性优良的铝箔及使用该铝箔进行成形加工而得到的容器。本发明人为了解决上述问题而反复进行了深入研究，结果发现，不需要添加元素且具有特定物性的铝箔的成形加工性优良。即，本发明的铝箔和使用该铝箔进行成形加工而得到的容器具有以下的特征。
本发明的铝箔，含有0. 7质量％以上且1. 7质量％以下的铁，厚度为10 μ m以上且 150μπι以下，在X射线衍射中，表示(100)面的衍射强度相对于总衍射强度的比率为30% 以上且50%以下，表示(110)面的衍射强度相对于所述总衍射强度的比率为15%以上且 40%以下，其中所述总衍射强度为分别表示(111)面、(100)面、(110)面及(311)面的各衍射强度的总和。本发明的一个方案的容器，通过对具有上述特征的铝箔进行成形加工而制造。此外，本发明的另一个方案的容器，通过对含有具有上述特征的铝箔和树脂膜的层压材料进行成形加工而制造。此外，本发明的再一个方案的容器，通过对含有具有上述特征的铝箔、树脂膜和热胶粘层的层压材料进行成形加工而制造。发明效果具有上述特征的本发明的铝箔，由于显示出高的杯突值，因此具有良好的成形性。 因此，根据本发明，能够得到不需要特别添加除铁以外的元素、具有广泛应用性且成形加工性优良的铝箔。并且，通过对本发明的铝箔进行成形加工，能够得到成形深度大的容器，而且能够得到不容易出现成形裂纹等不良情况的容器。此外，通过对含有本发明的铝箔和树脂膜的层压材料进行成形加工，能够得到成形深度大的层压材料容器，而且能够得到不容易出现成形裂纹等不良情况的层压材料容
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具体实施例方式以下，对本发明的实施方式进行说明。本发明的铝箔，含有0. 7质量％以上且1. 7质量％以下的铁(Fe)。狗的含量优选为0.95质量％以上且1.7质量％以下，更优选为1. 1质量％以上且1.7质量％以下。为了使铝结晶粒微细化，抑制粗大的金属间化合物的产生，并且确保适度的强度和伸长率，狗的含量在0. 7质量％以上且1. 7质量％以下的范围内是合适的。但是，当狗的含量小于0. 7 质量％时，使铝结晶粒微细化的效果不充分，箔的强度也不充分，冷压延后可能会产生较多的针孔。另一方面，当狗的含量大于1. 7质量％时，变得容易产生粗大的金属间化合物，因此，加工性(压延性、成形性)变差，同时也变得容易产生针孔。本发明的铝箔中硅(Si)的含量优选为0.30质量％以下，更优选为0.15质量以下。当Si的含量大于0.30质量％时，容易产生粗大的结晶，使铝结晶粒微细化的效果有降低的倾向，并且强度和加工性也有降低的倾向。另外，由于Si不可避免地存在于工业用铝中，因此可以使Si含量的下限值为0. 01质量％。本发明的铝箔中铜(Cu)的含量优选为0.05质量％以下，更优选为0.02质量％以下。当Cu的含量大于0.05质量％时，加工性和耐腐蚀性可能降低。另外，由于Cu不可避免地存在于工业用铝中，因此，可以使Cu含量的下限值为0. 001质量％。本发明的铝箔中，除上述元素以外的余量为铝(Al)。但是，本发明的铝箔可以含有各自为0. 05质量％以下的上述Fe、Si、Cu以外的微量元素。作为微量元素，可以列举锰 (Mn)、镁(Mg)、锌(Zn)、钛(Ti)、错(Zr)、镓(Ga)、铬(Cr)、钒(V)等。这些元素有时作为微CN 102383006 A
量、不可避免的杂质元素存在于铝中。以上，对本发明的铝箔的组成进行了说明，但本发明的铝箔的组成优选与例如工业上市售的由JIS H 4160-1994规定的合金编号8021和8079相当的组成。因此，本发明的铝箔是不需要昂贵的添加元素、且具有8000系的组成或与8000系相近的组成的具有广泛应用性的铝箔，并且成形加工性优良。本发明的铝箔的厚度为10 μ m以上且150 μ m以下，优选为20 μ m以上且80 μ m以
下。当铝箔的厚度小于10 μ m时，成形时有可能发生破裂或产生针孔(或针孔扩大)。当铝箔的厚度大于150 μ m时，不仅难以得到本发明规定范围的X射线衍射强度比，而且在成形加工成容器时，重量增加，成形压力上升。本发明的铝箔的X射线衍射中，表示(100)面的衍射强度相对于总衍射强度的比率为30%以上且50%以下，其中所述总衍射强度为分别表示(111)面、(100)面、(110)面及(311)面的各衍射强度的总和。此外，表示(110)面的衍射强度相对于上述总衍射强度的比率为15%以上且40%以下。通过将表示(100)面的衍射强度的比率与表示(110)面的衍射强度的比率限定在上述范围内，能够得到优良的成形加工性。X射线衍射中，表示(100)面的衍射强度的比率(Piqq)如下计算利用X射线衍射装置，测定衍射图上分别表示(111)面、(100)面、(110)面及(311)面的各衍射强度除去本底(BG)后的积分强度，再由以下的式1计算其相对于作为上述各衍射强度的总和的总衍射强度的比率。实际的积分强度的测定如下进行通过使用作为所使用的X射线衍射装置的分析软件的积分强度计算程序进行读取。此外，X射线衍射的强度的本底的去除，使用上述积分强度计算程序中的手动法进行。P100= [{(100)面的衍射强度}/{(111)面、(100)面、(110)面及(311)面的各衍射强度的总和}]X100[% ]…式1X射线衍射中，表示(110)面的衍射强度的比率(Plltl)也可以同样地求得。即，可将上式的分子替换成“(110)面的衍射强度”。需要说明的是，测定X射线衍射强度的面为铝箔的压延面，即制造铝箔时在冷压延中与压延辊接触的面。本发明的铝箔的成形加工性由铝箔的杯突试验(JIS Z 2247)测定的杯突值(深度)进行评价。通过使该杯突值升高，能够改善铝箔的成形加工性。为了使铝箔的杯突值升高，对通常使拉伸试验中的拉伸伸长率提高的方法进行了研究，作为提高拉伸伸长率的一般方法，期望使铝结晶粒微细化。但是，本发明的铝箔，铝的平均结晶粒径为约5 μ m 约10 μ m,期望结晶粒进一步微细化在技术上很困难。因此，难以使拉伸伸长率进一步提高。因此，本发明人反复进行了深入研究，结果发现，就厚度为10 150 μ m的铝箔而言，铝箔的杯突值的提高，比起与拉伸伸长率，与预定的结晶方位更具相关性。即发现，就由X射线衍射测得的衍射强度而言，只要表示(100)面的衍射强度相对于上述总衍射强度的比率在30%以上且50%以下的范围内，并且表示(110)面的衍射强度相对于上述总衍射强度的比率在15%以上且40%以下的范围内，则该铝箔的杯突值优良。当表示(100)面和(110)面的衍射强度的各比率在上述范围以外时，各结晶方位的平衡变差，结果杯突值降低。而且，虽然用于使表示(100)面和(110)面的衍射强度的各比率在预定范围内的方法没有特殊限制，但在对上述铝箔组成的铸锭进行均质化热处理时，可以在使均质化热
5处理温度高于现有的一般实施温度(约500°C 约540°C )的温度(例如570°C 630°C ) 下进行均质化热处理，可以将之后的制板工序(热压延、冷压延、中间退火)的操作条件和制箔工序(冷压延)的操作条件设定为一般的条件。通过对这样得到的厚度为10 150 μ m 的铝箔进行最终退火，能够稳定地制造杯突值高的铝箔。另外，通过使用本发明的铝箔，还能提高含有铝箔和树脂膜的层压材料的成形加工性。如上所述，本发明的铝箔的制造方法没有特殊限定，但优选通过工业上实施的压延法进行制造。例如，对由半连续铸造法得到的具有预定成分的板坯进行均质化热处理 (也称为均热处理)，然后，通过热压延、中间退火、冷压延、最终退火的工序，能够得到本发明的铝箔。这里，优选使均质化热处理的条件为570°C以上来进行，更优选在600°C以上进行。通过这样操作，容易得到具有本发明规定的适当的X射线衍射强度比的铝箔。均质化热处理时间可以根据板坯的大小和热处理炉的性能来适当决定，通常为约1小时 约20小时，优选为约2小时 约10小时。均质化热处理后，在400°C 500°C的温度下进行热压延， 冷却至室温附近后，可以实施冷压延直至达到预定的厚度。可以根据需要在冷压延的中途实施中间退火(300 400°C )。冷压延结束后，在约250°C 约450°C下实施最终退火。另外，各热处理时间可以根据炉的容量、制品(或试样)的量及大小来适当决定，但通常可以为数小时至数十小时。另外，工业量产时需要热压延工序，但在实验室基础上的实验和试制时，并不一定需要热压延工序。本发明的铝箔可以直接利用压力成形机等进行成形加工(优选为冷成形加工)来制造容器，也可以在适当层压树脂膜和/或热胶粘层(密封剂膜等)后，通过冷成形来制造容器。作为树脂膜，优选厚度为5 μ m 500 μ m的树脂膜。树脂膜的材质，例如可以选自以下各种树脂低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、聚丙烯、 乙烯-丙烯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、离聚物树脂、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、聚丁烯类树脂、聚氯乙烯类树脂、聚乙酸乙烯酯类树脂、聚偏氯乙烯类树脂、氯乙烯-偏氯乙烯共聚物、聚(甲基)丙烯酸类树脂、聚丙烯腈类树脂、聚苯乙烯类树脂、丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS类树脂)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS类树脂)、聚酯类树脂、聚酰胺类树脂、聚碳酸酯类树脂、聚乙烯醇类树脂、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的皂化物、含氟树脂、二烯类树脂、聚缩醛类树脂、 聚氨酯类树脂、硝酸纤维素、玻璃纸等。树脂膜可以是沿单轴方向或双轴方向拉伸后的树脂膜。此外，可以根据需要在树脂膜表面涂敷底涂剂等来实施表面平滑化处理等。通过层压树脂膜，能够提高耐腐蚀性、绝缘性、安全性、强度、耐突刺性、耐磨耗性等。作为热胶粘层，可以通过层压以如下成分作为主要成分的热胶粘剂或热胶粘性膜而形成，所述成分例如为低密度聚乙烯，中密度聚乙烯，高密度聚乙烯，直链(线性)低密度聚乙烯，聚丙烯，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，离聚物树脂，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、马来酸、马来酸酐、富马酸、衣康酸等不饱和羧酸使聚乙烯或聚丙烯等聚烯烃类树脂改性得到的酸改性聚烯烃类树脂，聚乙酸乙烯酯类树脂、聚(甲基)丙烯酸类树脂、聚氯乙烯类树脂等。通过层压热胶粘层，能够赋予铝箔密封性、经时稳定性等。树脂膜和/或热胶粘层的层压方法没有特别的限制，可以采用干式层压法、挤出层压法、湿式层压法、热层压法、辊涂法、利用凹版印刷的涂布等公知的方法。将本发明的铝箔直接或在对本发明的铝箔层叠(层压)上述树脂膜和/或热胶粘层后的状态下，利用压力成形机等进行成形加工(优选为冷成形加工、冷塑性加工)，由此可以制造容器(优选为带有凸缘的容器)。制得的容器能够适用于食品、饮品、角膜接触镜、 化学品、电子部件、药品、药剂等的收容容器、电池的外包装容器等。(实施例)按照以下说明制作本发明的实施例和比较例的铝箔的试样。使用表1所示的合金A F，根据表2所示的制造工序A J，制作表3所示的实施例1 12和比较例1 6的铝箔的试样。需要说明的是，表1中的“其他元素合计”表示除JIS规定的元素以外的不可避免的杂质元素(B、Bi、Pb、Na等)的总含量。如表2所示，就制造工序A F而言，在预定的温度和时间条件下，利用加热炉对由DC铸造得到的铝合金的铸锭进行均质化热处理。然后，不进行热压延而进行多次冷压延，并且在冷压延的中途以预定的温度和时间实施中间退火，然后再进行冷压延，直至厚度成为50 μ m。进而，通过在预定的温度和时间条件下进行最终退火，制作如表3所示厚度为 50 μ m的铝箔的试样。另外，就制造工序A F而言，铸锭的制造工序以外的工序1、3 6 利用研究设备来进行。此外，如表2所示，就制造工序G J而言，在预定的温度和时间条件下，利用加热炉对由DC铸造得到的铝合金的铸锭进行均质化热处理。然后，以480°C的开始温度进行热压延，直至厚度成为约6. 5mm。使用所得的热压延材料，进行多次冷压延，并且在冷压延的中途以预定的温度和时间实施中间退火，然后再进行冷压延，直至厚度成为预定的值。进而， 通过在预定的温度和时间条件下进行最终退火，制作如表3所示厚度的铝箔的试样。另外， 就制造工序G J而言，不仅铸锭的制造工序，所有的工序1 6均通过量产机来进行。此外，就制造工序G J而言，由于均质化热处理温度为高温，因此只要铸锭的温度达到均质化热处理温度即可，可以在之后将铸锭冷却至热压延能够开始的温度。而且，均质化热处理时间只要在一般的处理时间内即可，并不限定为表2所示的时间。中间退火条件对本发明的特性不产生较大影响，因此不受表2所示温度和时间的限制，只要在一般操作条件的范围内即可。对于所得的铝箔的各试样，为了计算表示(100)面的衍射强度的比率和表示 (110)面的衍射强度的比率，对X射线衍射强度进行了测定。此外，为了对铝箔的各试样的成形加工性进行评价，对杯突值进行了测定。另外，还对铝箔的各试样的拉伸强度、耐力及伸长率进行了测定。X射线衍射强度的测定通过如下方法进行使用株式会社U另々制(形式 RINT-2000)的X射线衍射装置，在CuK α射线、40kV、40mA的条件下进行X射线衍射，在X 射线衍射下测定(111)面、(100)面、(110)面及(311)面的X射线衍射强度(除去本底后的积分强度)。使用所得的各面的X射线衍射强度的值，由上述式1计算其相对的衍射强度比率。杯突试验使用株式会社安田精机制作所制造的电动杯突涂膜试验机(516-M)、根据JIS Z 2M7-2006进行。根据JIS Z 8401-1999，由杯突试验测定的杯突值使用四舍五入到小数点后第一位的值。其中，作为试验时在铝箔的试样上涂布的润滑脂，使用喷雾式长效润滑脂(株式会社々^ * 一二一W 〃制)，将润滑脂仅涂布于试验冲头接触的铝箔的表面 (一个表面)。通过使用拉伸试验机(株式会社东洋精机型，7卜π ^，7 VE50D，应变速度 20mm/分钟，试样宽度15mm，卡盘间距离100mm)，测定拉伸强度、耐力及伸长率。将以上测定结果示于表3。另外，表3中带有下划线的值表示衍射强度比率在本发明的范围之外。此外，对于使用合金A和合金B制作的试样(实施例1 8和比较例1 4)，以使用在最低温度下实施均质化热处理后得到的铸锭制作的试样的杯突值作为基准， 参考示出了杯突值的增减率。(表 1)
权利要求
1.一种铝箔，其含有0. 7质量％以上且1. 7质量％以下的铁，厚度为10 μ m以上且 150μπι以下，在X射线衍射中，表示(100)面的衍射强度相对于总衍射强度的比率为30% 以上且50%以下，表示(110)面的衍射强度相对于所述总衍射强度的比率为15%以上且 40%以下，其中所述总衍射强度为分别表示(111)面、(100)面、(110)面及(311)面的各衍射强度的总和。
2.一种容器，通过对权利要求1所述的铝箔进行成形加工而制造。
3.一种容器，通过对含有权利要求1所述的铝箔和树脂膜的层压材料进行成形加工而制造。
4.一种容器，通过对含有权利要求1所述的铝箔、树脂膜和热胶粘层的层压材料进行成形加工而制造。
全文摘要
本发明提供铝箔和容器，该铝箔不需要特别添加除铁以外的元素，具有广泛应用性且成形加工性优良，该容器使用该铝箔进行成形加工而得到。所述铝箔含有0.7质量％以上且1.7质量％以下的铁，厚度为10μm以上且150μm以下，在X射线衍射中，表示(100)面的衍射强度相对于总衍射强度的比率为30％以上且50％以下，表示(110)面的衍射强度相对于所述总衍射强度的比率为15％以上且40％以下，其中所述总衍射强度为分别表示(111)面、(100)面、(110)面及(311)面的各衍射强度的总和。
文档编号C22C21/00GK102383006SQ20111026312
公开日2012年3月21日 申请日期2011年8月31日 优先权日2010年8月31日
发明者今村隆大, 吕明哲, 大八木光成 申请人:东洋铝株式会社