JP2553898B2 - 金属箔の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、厚みを薄くしてもピンホールが発生しにく
く、且つ繰り返し曲げ特性等に優れた金属箔の製造方法
に関するものである。

（ロ）従来の技術 従来より、金属箔は食品や薬品等の包装材として、又
は電線等の被覆材として用いられている。これらの用途
に用いられる場合、金属箔に気密性が要求される。金属
箔の気密性を向上させるためには、ピンホールを少なく
する必要がある。

金属箔にピンホールが発生する原因の主なものは、次
のとおりである。即ち、圧延前の金属板の表面に付着
している埃，塵等が、圧延後金属箔の厚さ方向に貫通し
てピンホールが発生する。これは、金属箔の厚さと埃，
塵等の大きさが同時になるからである。鋳塊製造時の
鋳造の段階で混入する気泡、若しくは鋳造時の欠陥（空
洞や微小割れ）が、圧延後成長してピンホールが発生す
る。金属材料に不可避的に混入する不純物等が、圧延
後金属箔の厚さ方向に貫通してピンホールが発生する。
これも、金属箔の厚さと不純物等の大きさが同等になる
からである。

従って、ピンホールの発生を防ぐには、上記の〜
の原因を排除すればよいと考えられる。しかし、の原
因を排除するには、圧延現場から埃，塵等を取り除いて
清浄にしなければならない。例えば、圧延現場をクリー
ンルームにすることが考えられるが、設備設置の費用が
多大であり、製造コストが大幅に向上し、実用的ではな
い。の原因の排除は、鋳造方法の改良に係っている
が、未だ完全な鋳造方法は開発されていない。の原因
を排除するには、不純物を金属材料中に固溶化させた
り、又は不純物を微細化する方法が提案されているが、
不可避的な不純物の混入であるため、完全に排除するこ
とは困難である。また、〜の原因の一つを排除して
も、他の原因が存在すると、やはりピンホールは発生し
てしまい、〜の原因を一挙に排除する必要がある。
しかし、一挙に排除する方法は現在の技術では困難であ
る。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 そこで本発明者等は、上記の〜の原因を排除する
という方向ではなく、これらの原因を帯有させたまま
で、ピンホールの発生を防止することを試みた。本発明
者等は上記の〜の原因が金属材料中に存在する確率
を検討してみたところ、一般的な鋳造又は熱間若しくは
冷間圧延工程を経て得られた金属材は、それほど高い確
率で上記〜の原因を帯有していなかった。本発明者
等はこの点に着目し、上記〜の原因を帯有している
金属材を二枚重ね合わせてみると、上記〜の原因と
なる箇所が厚さ方向において一致することは実質的にな
かった。本発明に係る技術的思想の前提は、この知見に
基づいている。

ところで、この知見を単純に押し進めて行くと、金属
箔を二枚重ね合わせ圧着して一枚の金属箔として扱え
ば、ピンホールが実質的に存在しない金属箔が得られる
ことになる。

しかし、金属箔を二枚重ね合わせ圧着しただけでは、
機械的性能に優れた金属箔は得られない。即ち、単なる
重合金属箔は、それと同じ厚さを持つ一枚の金属箔に比
べて、繰り返し曲げ特性等に劣っているのである。この
理由は、単なる重合金属箔においては、その重合界面が
確実に残存しており、薄い二枚の金属箔を接着剤等で貼
着したものと等価だからである。

以上の如き観点から本発明は、二枚の金属材を重ね合
わせたにも拘わらず、その重合界面が実質的に存在せず
（換言すれば、重合界面を亙る金属結晶を生成せしめ
る）、完全に一枚の箔として取り扱える金属箔の製造方
法を提供しようとするものである。

（ニ）問題点を解決するための手段 即ち本発明は、所定形状の金属材を二枚以上重ね合わ
せて圧着した重合金属材に、合計の圧下率が70％以上と
なるように複数回の圧延を施して、該重合金属材を薄厚
化し重合界面に金属結晶を生成せしめ一枚の金属箔とす
ることを特徴とする金属箔の製造方法に関するものであ
る。

本発明においては、先ず所定形状の金属材を準備す
る。所定形状の金属材とは、鋳造後の鋳塊、熱間粗圧延
後や更に熱間仕上圧延後の厚板、或いは更に冷間圧延後
の板等を意味しており、要するに金属箔を製造する前段
階における金属材を意味している。金属材としては、ア
ルミニウム，鉛，鉛−錫合金，錫，鉄，銅等が用いられ
る。

次に、この金属材を二枚以上重ね合わせて圧着し、重
合金属材を得る。金属材の重合枚数は、一般的に二枚で
あるが、場合によっては三枚若しくはそれ以上であって
もよい。金属材を圧着する前に、予め金属材の表面を脱
脂・洗浄して清浄にしておくのが好ましい。埃や塵、更
に圧延油等を除去しておいた方が、圧着が容易に行える
と共に埃等による欠陥が生じないからである。この点よ
り、金属材の表面の面積が少なくなるように、金属材の
厚みは厚い方が好ましい。また、金属材が鋳塊の場合
は、表面を面削しておくのが好ましい。これも圧着が容
易に行えるからである。

重合金属材を得るには、金属材を重ね合わせて大荷重
下で圧着すればよい。圧着は鉄，銅，アルミニウム等は
加熱して行うが、鉛等の低融点金属では常温で行っても
よい。加熱して行う場合は、熱間圧延工程を通して圧延
しながら加熱・圧着してもよい。また常温で行う場合
も、冷間圧延工程を通して圧延しながら圧着してもよ
い。

得られた重合金属材は、箔と呼称されるほど厚さの薄
いものではなく且つ重合界面が残存しているため、所望
の厚さ（約100μ以下）になるように且つ重合界面が実
質的に不存在となるように圧延を施す。一般的に、一回
の圧延では重合界面が残存するので複数回の圧延を施
し、そして合計の圧下率が70％以上となるようにする。
例えば、冷間圧延を単純に繰り返したり、又は適宜焼鈍
を施しながら冷間圧延を繰り返すことにより、合計の圧
下率を70％以上とし、所望の厚さの金属箔を得る。本発
明において、合計の圧下率が70％未満の場合には、重合
界面を亙る金属結晶を生成し難くなるため採用すること
ができない。

このようにして得られた金属箔は、重合界面において
金属結晶が生成して完全に一体化され、一枚の金属箔と
なる。

（ホ）実施例 実施例１ 厚さ100mm,巾3300mm,長さ4000mmのアルミニウム厚板
の表面に脱脂・洗浄処理を施した後、このアルミニウム
厚板を二枚重ね合わせて、予熱炉で450℃に加熱した。
その後直ちに、熱間圧延して厚さ3mmの重合アルミニウ
ム板を得た。この重合アルミニウム板に、冷間圧延工程
と焼鈍工程とを複数回繰り返して、厚さ30μ（圧延回数
７回，圧下率99％）,20μ（７回,99.3％）,15μ（８回,
99.5％）,10μ（８回,99.7％）のアルミニウム箔を得
た。

比較例１ 実施例１で用いたアルミニウム厚板を重ね合わせるこ
となく、実施例１と同様に冷間圧延工程及び焼鈍工程を
通して、厚さ30μ,20μ,15μ,10μのアルミニウム箔を
得た。

実施例１と比較例１で得られたアルミニウム箔のピン
ホール率と引張強度とを測定した。その結果を第１表に
示す。

この結果より、実施例１で得られたアルミニウム箔
は、比較例１で得られたアルミニウム箔に比べて、ピン
ホール数が少ないことが判る。特に、実施例１において
は箔厚が10μになってもピンホール率が０である。ま
た、引張強度の結果より、いずれのアルミニウム箔も物
性的には同等であることが判る。

実施例２ 厚さ40mm,巾500mm,長さ1000mmの鉛（95％）−錫（５
％）合金の鋳塊の表面を面削し、更に脱 脂処理材を用いて脱脂・洗浄を行った。その後、この鉛
−錫合金の鋳塊を二枚重ね合わせて冷間圧延を行い、重
合鉛−錫合金鋳塊を得た。これに、複数回の冷間圧延を
繰り返して、厚さ60μ（圧延回数14回,99.850％）,50μ
（14回,99.875％）,40μ（15回,99.900％）,30μ（15
回,99.925％）の鉛−錫合金箔を得た。

比較例２ 実施例２で用いた脱脂・洗浄後の鉛−錫合金の鋳塊を
重ね合わせることなく、実施例２と同様に冷間圧延を繰
り返して、厚さ60μ,50μ,40μ,30μの鉛−錫合金箔を
得た。

比較例３ 比較例２の方法で得られた厚さ60μ,50μ,40μ,30μ
の鉛−錫合金箔を、それぞれ二枚重ね合わせて一回冷間
圧延し、圧下率を50％として厚さ厚さ60μ,50μ,40μ,3
0μの鉛−錫合金箔を得た。

実施例２と比較例２及び３で得られた鉛−錫合金箔の
ピンホール率，引張強度及び繰り返し曲げ特性を測定し
た。その結果を第２表に示す。

この結果より、実施例２で得られた鉛−錫合金 箔は、比較例２で得られた鉛−錫合金箔に比べて、ピン
ホール数が少ないことが判る。また、比較例３で得られ
た鉛−錫合金箔に比べて、繰り返し曲げ特性において優
れていることが判る。更に、引張強度の結果より、いず
れの鉛−錫合金箔も物性的には同等であることが判る。

実施例３ 厚さ100μの鉛（95％）−錫（５％）合金箔を二枚重
ね合わせて、冷間圧延し厚さ100μとし、更にもう一度
冷間圧延して厚さ40μ（圧下率80％）の箔を得た。この
箔の重合界面の状態を第１図に示す。この図より明らか
なように、重合界面の痕跡は若干残っているものの、重
合界面を亙る金属結晶が観察できる。従って、この鉛−
錫合金箔は繰り返し曲げ特性に優れている。

実施例４ 厚さ40mmの鉛（95％）−錫（５％）合金板を二枚重ね
合わせて圧着し、その後冷間圧延を14回繰り返して、厚
さ50μ（圧下率99.9％）の箔を得た。この箔の重合界面
の状態を第２図に示す。この図より明らかなように、重
合界面の痕跡も殆ど無く、重合界面以外の部分と同様の
金属結晶となっている。従って完全に一枚の鉛−錫合金
箔と同様であり、繰り返し曲げ特性に優れている。

実施例５ 厚さ40mmの鉛（95％）−錫（５％）合金板を二枚重ね
合わせて圧着し、その後冷間圧延を13回繰り返して、厚
さ100μの箔とし、その後200℃で１時間焼鈍し、更に一
回冷間圧延して厚さ50μ（圧下率99.9％）の箔を得た。
この箔の重合界面の状態を第３図に示す。この図より明
らかなように、重合界面の痕跡も殆ど無く、重合界面以
外の部分と同様の金属結晶となり且つ焼鈍工程により金
属結晶が成長している。従って完全に一枚の鉛−錫合金
箔と同様であり、繰り返し曲げ特性に優れている。

比較例４ 厚さ100μの鉛（95％）−錫（５％）合金箔を二枚重
ね合わせて、冷間圧延し厚さ100μ（圧下率50％）の箔
を得た。この箔の重合界面の状態を第４図に示す。この
図より明らかなように、重合界面が明瞭に存在してお
り、重合界面には金属結晶は存在しない。従って、この
鉛−錫合金箔は実施例３〜５のものに比べて、繰り返し
曲げ特性に劣っている。

比較例５ 厚さ100μの鉛（95％）−錫（５％）合金箔を二枚重
ね合わせて、冷間圧延し厚さ120μとし、更にもう一度
冷間圧延して厚さ80μ（圧下率60％）の箔を得た。この
箔の重合界面の状態を第５図に示す。この図より明らか
なように、重合界面が明瞭に存在しており、重合界面に
は金属結晶は存在しない。従って、この鉛−錫合金箔は
実施例３〜５のものに比べて、繰り返し曲げ特性に劣っ
ている。

（へ）作用及び発明の効果 以上説明したように、ピンホールの原因を帯有してい
る金属材を二枚以上重ね合わせれば、その原因箇所が厚
さ方向に亙って一致することは実質的にない。従って、
重ね合わせた一方の金属材の原因によってピンホールが
開いても、他方の金属材にはピンホールは開かず、その
結果全体としてはピンホールが発生しないことになる。
また、本発明においては特定の圧延を施すため、重合界
面に金属結晶が生成し、重合界面以外の部分と同等の金
属組織となる。従って、その繰り返し曲げ特性は、金属
材や金属箔を重ね合わすこと無く得られた金属箔と同等
の性能を有している。依って、本発明の方法で金属箔を
得れば、ピンホールの少なく且つ繰り返し曲げ特性に優
れた金属箔を得ることができるという効果を奏する。本
発明の方法はピンホールの原因を除去するという方法で
はなく、その原因を帯有させたままで行う方法であるの
で、ピンホールの少ない金属箔を容易に製造しうるとい
う効果をも奏する。

更に、ピンホールが存在せず且つ繰り返し曲げ特性に
優れた金属箔を得る場合、従来技術においてはその厚さ
を厚くしなければ得られなかったが、本発明の方法によ
ればその厚さを薄くしても得ることができる。従って、
低重量でピンホールが存在せず且つ繰り返し曲げ特性に
優れた金属箔が得られ、原料価格を低減化することがで
き、ひいては最終製品である金属箔の価格が安価になる
という効果を奏する。

このような本発明の方法で得られた金属箔は、ピンホ
ールが存在しないこと、低重量であること、繰り返し曲
げ特性に優れていること等より、特に電線被覆材として
好適に用いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は金属組織の顕微鏡写真であり、その
倍率は500倍である。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定形状の金属材を二枚以上重ね合わせて
   圧着した重合金属材に、合計の圧下率が70％以上となる
   ように複数回の圧延を施して、該重合金属材を薄厚化し
   重合界面に金属結晶を生成せしめ一枚の金属箔とするこ
   とを特徴とする金属箔の製造方法。