JP5116255B2 - Packaging material and electrical / electronic structure member using aluminum alloy - Google Patents
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Description
この発明は、耐食性に優れたアルミニウム合金を用いた包装材および電気電子構造部材に関し、特に、高い強度と成形性を良好にする十分な伸びとを有し、さらに優れた圧延性を示す、飲料・食品や薬品等の包装材、電池包材や電池電極等の電気電子構造部材に関するものである。 This invention relates to packaging materials and electrical and electronic structural members with excellent aluminum alloy in corrosion resistance, in particular, and a sufficient elongation to improve high strength and moldability, showing a better rolling resistance, beverage and food and packaging materials such as chemicals, it relates to electrical and electronic structural member such as a battery packaging material and battery electrodes.
アルミニウム合金のうち、特に醤油や食塩を含有する弱酸性食品の包装材用や、電解液と接触する電子材用には、その耐食性と強度、また、成形性を高めるための十分な伸びを有することが要求されるため、通常厚さ6〜200μm程度のJIS(日本工業規格)呼称3003、3004、5052、1N30、8021および8079等のアルミニウム合金が用いられる。これらの合金の代表的な組成を表1に示す。 Among aluminum alloys, especially for weakly acidic food packaging materials containing soy sauce and salt, and for electronic materials that come into contact with the electrolyte, it has sufficient elongation to enhance its corrosion resistance and strength and formability. Therefore, aluminum alloys such as JIS (Japanese Industrial Standard) names 3003, 3004, 5052, 1N30, 8021, and 8079 having a thickness of about 6 to 200 μm are usually used. Table 1 shows typical compositions of these alloys.
これらの合金では、一般に、孔食と呼ばれる腐食現象が発生しやすい。 In these alloys, a corrosion phenomenon called pitting corrosion is generally likely to occur.
この孔食を防止するために、たとえば、特開平3−261549号公報(特許文献1)には、表面に皮材として高純度のアルミニウム膜を形成したクラッド材が開示されている。また、特開昭60−221546号公報(特許文献2)には、アルミニウム合金に亜鉛を添加することにより、孔食を防止する技術が開示されている。さらに、特開平10−183283号公報(特許文献3)には、皮材として錫を含むアルミニウム合金を用いた、耐食性に優れたアルミニウム合金クラッド材が開示されている。 In order to prevent this pitting corrosion, for example, JP-A-3-261549 (Patent Document 1) discloses a clad material in which a high-purity aluminum film is formed on the surface as a skin material. JP-A-60-221546 (Patent Document 2) discloses a technique for preventing pitting corrosion by adding zinc to an aluminum alloy. Further, JP-A-10-183283 (Patent Document 3) discloses an aluminum alloy clad material excellent in corrosion resistance using an aluminum alloy containing tin as a skin material.
しかしながら、皮材として高純度アルミニウムを用いる場合には、高純度アルミニウムが軟らかすぎるため、成形時に微粉が発生しやすく、汚れの問題が起きる。 However, when high-purity aluminum is used as the skin material, since the high-purity aluminum is too soft, fine powder is likely to be generated at the time of molding, which causes a problem of contamination.
また、亜鉛や錫を添加すると、孔食を防止することはできるが、材料が全面腐食する。そのため、腐食される量が多く、食品等の包装材には適してない。 Further, when zinc or tin is added, pitting corrosion can be prevented, but the material is totally corroded. For this reason, the amount of corrosion is large and it is not suitable for packaging materials such as food.
さらに、食品包装材としてクラッド材を使用することは、薄箔圧延が困難となるなどコスト面から採算が合わない場合が多い。 Furthermore, the use of a clad material as a food packaging material is often unprofitable in terms of cost, such as difficulty in thin foil rolling.
また、飲料・食品や薬品等の包装材として用いるアルミニウム合金には、強度と成形性が必要とされるが、上述の公報に記載されたものでは、これらの特性を十分に満たすものは得られなかった。 In addition, aluminum alloys used as packaging materials for beverages, foods, medicines, and the like require strength and formability, but those described in the above-mentioned publications are sufficient to satisfy these characteristics. There wasn't.
包装材用以外の、すなわち厚さ10μm以下で使用される分野、たとえば、断熱材として使用される建材用、機械部品用、電池包材や電池電極等の電子材用、家庭用および装飾用のアルミニウム合金箔にも、高い耐食性と高い強度が要求される。しかし、上記のJIS呼称3003、3004および5052等のアルミニウム合金では、圧延時の加工硬化が大きく、厚さ10μm以下の箔に圧延することは困難であった。特に、3004および5052アルミニウム合金においては20μm以下のアルミニウム合金箔を得ることは事実上不可能であった。 Fields other than for packaging materials, that is, used in a thickness of 10 μm or less, for example, for building materials used as heat insulating materials, for machine parts, for electronic materials such as battery packaging materials and battery electrodes, for home use and for decoration Aluminum alloy foils are also required to have high corrosion resistance and high strength. However, aluminum alloys such as the above JIS names 3003, 3004, and 5052 have high work hardening during rolling, and it has been difficult to roll into foils having a thickness of 10 μm or less. In particular, in 3004 and 5052 aluminum alloys, it was practically impossible to obtain an aluminum alloy foil of 20 μm or less.
これらの薄箔には、表1に示す通常、JIS呼称8021、8079のようなアルミニウム−鉄合金が用いられる。しかし、これらの合金は、アルミニウム−鉄系の金属間化合物の存在が耐食性の低下をもたらすとともに、十分な強度を得るための結晶粒の微細化を抑制する。したがって、これらのアルミニウム合金は、強度が不十分であり、決して満足のいくものではなかった。 For these thin foils, aluminum-iron alloys such as JIS names 8021 and 8079 shown in Table 1 are usually used. However, in these alloys, the presence of an aluminum-iron-based intermetallic compound causes a decrease in corrosion resistance and suppresses refinement of crystal grains for obtaining sufficient strength. Therefore, these aluminum alloys were insufficient in strength and were never satisfactory.
また、国際公開第WO01/004369号パンフレット(特許文献4)には、0.0001質量%以上0.03質量%以下の銅と、0.0005質量%以上0.2質量%以下のシリコンと、0.5質量%以上4質量%以下のマンガンと、0.5質量%以上3質量%以下の鉄とを含み、残部がアルミニウムと不可避不純物とを含む、アルミニウム合金が開示されている。しかしながら、この合金においても、従来のアルミニウム合金よりは強度、成形性および加工性に優れているものの、孔食および全面腐食の防止は充分でなく、たとえば、電解液中や醤油原液中でも良好な耐食性を維持できるものではなかった。
そこで、本発明は上述のような問題点を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、クラッド材の形態に加工することなく孔食および全面腐食を防止することができ、かつ強度、成形性および加工性に優れたアルミニウム合金を用いた包装材および電気電子構造部材を提供することである。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and the object of the present invention is to prevent pitting corrosion and overall corrosion without processing into the form of a clad material, and strength is to provide a packaging material and electrical and electronic structural members with excellent aluminum alloy in moldability and processability.
上述の課題を解決するために、本発明者らは種々検討した結果、マンガンとともに鉄が存在すると、金属間化合物Al6Mnの他に金属間化合物Al6(Fe、Mn)等が形成され、酸性〜強酸性の環境では、この金属間化合物Al6(Fe、Mn)等がアルミニウム合金の耐食性を極端に低下させることが判明した。 In order to solve the above problems, the present inventors have studied a result, when the iron with manganese is present, the intermetallic compound Al 6 (Fe, Mn) or the like is formed on the other of the intermetallic compound Al 6 Mn, In an acidic to strongly acidic environment, it has been found that this intermetallic compound Al 6 (Fe, Mn) or the like extremely reduces the corrosion resistance of the aluminum alloy.
また、マンガンはアルミニウム合金の耐食性を損なうことなく強度を高め、また適切な含有率と加工方法を選択することにより、成形性を良好にするための十分な伸びと、薄い箔を得るための高い圧延性を付与できる元素であることも判明した。 Manganese increases the strength without impairing the corrosion resistance of the aluminum alloy, and by selecting an appropriate content and processing method, sufficient elongation to improve the formability and high to obtain a thin foil It was also found to be an element that can impart rollability.
さらに、少量のクロム、チタン、ジルコニウムの添加はアルミニウム合金の耐食性を損なうことなく、結晶粒を微細化による強度を高め、また適切な加工方法を選択することにより、成形性を良好にするための十分な伸びと、薄い箔を得るための高い圧延性を付与できる元素であることも判明した。 Furthermore, the addition of a small amount of chromium, titanium and zirconium does not impair the corrosion resistance of the aluminum alloy, increases the strength by refining the crystal grains, and selects an appropriate processing method to improve the formability. It has also been found that the element can provide sufficient elongation and high rollability to obtain a thin foil.
これらの知見によって、耐食性、強度、成形性および圧延性に優れたアルミニウム合金の開発に成功した。 Based on these findings, we have succeeded in developing an aluminum alloy excellent in corrosion resistance, strength, formability and rollability.
これらの知見によりなされた、この発明の一つの局面に従ったアルミニウム合金は、0.1質量%以上6質量%以下のマンガンと、0.001質量%以上0.02質量%以下の鉄と、0.0005質量%以上0.02質量%以下のシリコンと、0.0001質量%以上0.03質量%以下の銅とを含み、残部がアルミニウムと不可避不純物からなる。 An aluminum alloy according to one aspect of the present invention, which has been made based on these findings, includes 0.1% by mass to 6% by mass of manganese, 0.001% by mass to 0.02% by mass of iron, and 0.0005 wt% 0.02 wt% or less of silicon, and a 0.0001 mass% or more 0.03% by mass or less of copper, the balance being aluminum and inevitable impurities.
好ましくは、この発明のアルミニウム合金は、0.0001質量%以上0.01質量%以下の銅と、0.001質量%以上0.02質量%以下の亜鉛と、0.001質量%以上0.02質量%以下のガリウムとを含む。 Preferably, the aluminum alloy of the present invention contains 0.0001% by mass or more and 0.01% by mass or less of copper, 0.001% by mass or more and 0.02% by mass or less of zinc, and 0.001% by mass or more and 0.001% by mass or more. 02% by mass or less of gallium.
また、この発明のもう一つの局面に従ったアルミニウム合金は、上述のいずれかのアルミニウム合金に、0.01質量%以上0.5質量%以下のクロム、0.01質量%以上0.5質量%以下のチタンおよび0.01質量%以上0.5質量%以下のジルコニウムからなる群より選ばれた少なくとも1種を含む。 Further, an aluminum alloy according to another aspect of the present invention is the above-described aluminum alloy, wherein 0.01 mass% or more and 0.5 mass% or less of chromium, 0.01 mass% or more and 0.5 mass% or less. % Or less of titanium and 0.01% by mass or more and 0.5% by mass or less of zirconium.
この発明に従った包装材は、上述のいずれかの組成を有するアルミニウム合金からなり、厚みが6μm以上200μm以下である。 The packaging material according to the present invention is made of an aluminum alloy having any one of the above-described compositions, and has a thickness of 6 μm or more and 200 μm or less.
この発明に従った電気電子構造部材は、上述のいずれかの組成を有するアルミニウム合金からなり、厚みが4μm以上1mm以下である。 The electrical / electronic structural member according to the present invention is made of an aluminum alloy having any one of the above-described compositions, and has a thickness of 4 μm or more and 1 mm or less.
以上のようにこの発明によれば、強度、成形性および圧延性とともに耐食性に優れたアルミニウム合金を得ることができ、また、そのアルミニウム合金からなる包装材と電気電子構造部材を得ることができる。 As described above, according to the present invention, an aluminum alloy having excellent corrosion resistance as well as strength, formability and rollability can be obtained, and a packaging material and an electrical / electronic structure member made of the aluminum alloy can be obtained.
以下、それぞれの元素を添加した理由、その添加量の範囲、その製造方法の条件等について詳細に説明する。 Hereinafter, the reason why each element is added, the range of the amount added, the conditions of the manufacturing method, and the like will be described in detail.
(1)マンガン(Mn):0.1質量%以上6質量%以下
マンガンは、アルミニウム合金の耐食性を大きく低下させることなく、強度を向上させる元素である。マンガンの含有率が0.1質量%未満であると十分な強度が得られない。また、マンガンの含有率が6質量%を超えると、伸び、成形性が低下する。そのため、マンガンの含有率を0.1質量%以上6質量%以下にする必要がある。アルミニウム合金の耐食性、強度、成形性および圧延性を兼ね備えるためには、マンガンの含有率を1.0質量%以上4.0質量%以下とするのがさらに好ましい。
(1) Manganese (Mn): 0.1% by mass or more and 6% by mass or less Manganese is an element that improves the strength without greatly reducing the corrosion resistance of the aluminum alloy. If the manganese content is less than 0.1% by mass, sufficient strength cannot be obtained. Moreover, when the content rate of manganese exceeds 6 mass%, elongation and a moldability will fall. Therefore, it is necessary to make the manganese content 0.1% by mass or more and 6% by mass or less. In order to combine the corrosion resistance, strength, formability, and rollability of the aluminum alloy, it is more preferable that the manganese content is 1.0 mass% or more and 4.0 mass% or less.
(2)鉄(Fe):0.001質量%以上0.02質量%以下
鉄は、上述のマンガンと共にアルミニウム−鉄−マンガンの金属間化合物を形成する。アルミニウム−鉄−マンガン系の金属間化合物は、Al6(Fe、Mn)等で表され、アルミニウム−マンガン系の金属間化合物Al6Mnとは異なり、たとえば、電解液や醤油原液等の酸性〜強酸性の環境では、アルミニウム合金の耐食性を極端に低下させ、孔食および全面腐食の原因となる。
(2) Iron (Fe): 0.001% by mass or more and 0.02% by mass or less Iron forms an aluminum-iron-manganese intermetallic compound together with the above-described manganese. The aluminum-iron-manganese-based intermetallic compound is represented by Al 6 (Fe, Mn) or the like, and is different from the aluminum-manganese-based intermetallic compound Al 6 Mn, for example, an acidic solution such as an electrolyte solution or a soy sauce stock solution, etc. In a strongly acidic environment, the corrosion resistance of the aluminum alloy is extremely reduced, causing pitting corrosion and general corrosion.
言い換えれば、鉄が0.001質量%以上存在する場合には、マンガンを6質量%以下に限定しなければ、孔食および全面腐食の原因となる。 In other words, when iron is present in an amount of 0.001% by mass or more, unless the manganese is limited to 6% by mass or less, it causes pitting corrosion and overall corrosion.
鉄の含有率が0.02質量%を超えると、耐食性が著しく低下する。鉄の含有量の下限値は特に限定されないが、通常0.001質量%程度である。鉄の含有率を0.001質量%未満としても、上述の耐食性向上の効果が飽和する一方、コスト高になるからである。好ましくは、鉄の含有率は0.01質量%以下である。 When the iron content exceeds 0.02% by mass, the corrosion resistance is significantly reduced. The lower limit of the iron content is not particularly limited, but is usually about 0.001% by mass. This is because even if the iron content is less than 0.001% by mass, the above-described effect of improving the corrosion resistance is saturated, but the cost is increased. Preferably, the iron content is 0.01% by mass or less.
なお、この発明において、鉄の含有率を0.02質量%以下とする方法としては、たとえば、高品位の1次電解地金や偏析法、三層電解法による高純度アルミニウム地金を適宜使用すればよい。 In the present invention, as a method for adjusting the iron content to 0.02% by mass or less, for example, a high-grade primary electrolytic metal, a segregation method, or a high-purity aluminum metal by a three-layer electrolytic method is appropriately used. do it.
(3)シリコン(Si):0.0005質量%以上0.02質量%以下
シリコンがアルミニウム合金中に存在すると、酸性の環境ではアルミニウム合金の耐食性を大幅に低下させ、特に孔食の原因となる。また、シリコンの含有率を小さくすると、アルミニウム合金の結晶粒径が小さくなる。これにより、アルミニウム合金の耐力、すなわち強度が大きくなるとともに、アルミニウム合金の伸び、すなわち成形性をも向上させることができる。これらの特性を発揮させるためには、シリコンの含有率を0.0005質量%以上0.02質量%以下とする必要がある。シリコンの含有率を0.0005質量%以上としたのは、シリコンの含有率を0.0005質量%未満としても、上述の耐孔食性向上の効果や、成形性および強度の上昇の効果が飽和する一方、コスト高になるからである。好ましくは、シリコンの含有率は0.1質量%以下である。
(3) Silicon (Si): 0.0005% by mass or more and 0.02% by mass or less If silicon is present in the aluminum alloy, the corrosion resistance of the aluminum alloy is significantly reduced in an acidic environment, and causes pitting corrosion. . Further, when the silicon content is reduced, the crystal grain size of the aluminum alloy is reduced. Thereby, the yield strength of the aluminum alloy, that is, the strength is increased, and the elongation of the aluminum alloy, that is, the formability can be improved. In order to exert these characteristics, it is necessary that the silicon content is 0.0005 mass% or more and 0.02 mass% or less. The silicon content of 0.0005% by mass or more is saturated even if the silicon content is less than 0.0005% by mass, the effect of improving the pitting corrosion resistance and the effect of increasing the formability and strength are saturated. On the other hand, the cost increases. Preferably, the silicon content is 0.1% by mass or less.
(4)銅(Cu):0.0001質量%以上0.03質量%以下
銅はアルミニウム合金内に微量に存在してもアルミニウム合金の耐食性を低下させる。そのため、銅の含有率は0.03質量%以下とする。銅の含有率を0.0001質量%以上としたのは、銅の含有率を0.0001質量%未満としても、耐孔食性向上の効果は飽和する一方、コスト高になるためである。好ましくは、銅の含有率は0.02質量%以下であり、さらに好ましくは0.01質量%以下である。
(4) Copper (Cu): 0.0001 mass% or more and 0.03 mass% or less Copper reduces the corrosion resistance of the aluminum alloy even if it exists in a trace amount in the aluminum alloy. Therefore, the copper content is set to 0.03% by mass or less. The reason why the copper content is set to 0.0001% by mass or more is that even if the copper content is less than 0.0001% by mass, the effect of improving the pitting corrosion resistance is saturated, but the cost is increased. Preferably, the copper content is 0.02 mass% or less, more preferably 0.01 mass% or less.
また、不可避不純物として、0.001質量%以上0.02質量%以下の亜鉛と、0.001質量%以上0.02質量%以下のガリウムが含まれる場合には、好ましくは、銅の含有率は0.01質量%以下であり、さらに好ましくは0.003質量%以下である。 Moreover, as an unavoidable impurity, when 0.001 mass% or more and 0.02 mass% or less zinc and 0.001 mass% or more and 0.02 mass% or less gallium are contained, Preferably, the content rate of copper Is 0.01 mass% or less, More preferably, it is 0.003 mass% or less.
(5)クロム(Cr):0.01質量%以上0.5質量%以下
クロムは、アルミニウム合金の耐食性を大きく低下させることなく、アルミニウム合金の強度を向上させる。クロムの含有率が0.01質量%未満では、強度を向上させる効果が十分に得られない。クロムの含有率が0.5質量%を超えると、成形性が低下する。そのため、クロムの含有率を0.01質量%以上0.5質量%以下とする必要がある。優れた成形性を実現するためには、クロムの含有率を0.25質量%以下とすることが好ましい。
(5) Chromium (Cr): 0.01% by mass or more and 0.5% by mass or less Chromium improves the strength of the aluminum alloy without significantly reducing the corrosion resistance of the aluminum alloy. If the chromium content is less than 0.01% by mass, the effect of improving the strength cannot be obtained sufficiently. If the chromium content exceeds 0.5% by mass, the formability is lowered. Therefore, it is necessary to make the chromium content 0.01% by mass or more and 0.5% by mass or less. In order to achieve excellent formability, the chromium content is preferably 0.25% by mass or less.
(6)チタン(Ti):0.01質量%以上0.5質量%以下
チタンは、アルミニウム合金の耐食性を大きく低下させることなく、アルミニウム合金の強度を向上させる。特に、チタンを添加すると、成形の欠陥となる、粗大なアルミニウム−鉄−マンガンの金属間化合物を微細化する。また、これにより、アルミニウム合金に靭性を与えることができる。チタンの含有率が0.01質量%未満では、強度の向上や靭性の付与等の効果が十分に得られない。チタンの含有率が0.5質量%を超えると、成形性が低下する。そのため、チタンの含有率を0.01質量%以上0.5質量%以下とする必要がある。また、上述の効果をさらに発揮させるためには、チタンの含有率を0.25質量%以下とすることが好ましい。
(6) Titanium (Ti): 0.01% by mass or more and 0.5% by mass or less Titanium improves the strength of the aluminum alloy without significantly reducing the corrosion resistance of the aluminum alloy. In particular, when titanium is added, a coarse aluminum-iron-manganese intermetallic compound that becomes a molding defect is refined. Thereby, toughness can be imparted to the aluminum alloy. When the content of titanium is less than 0.01% by mass, effects such as improvement in strength and imparting toughness cannot be obtained sufficiently. If the content of titanium exceeds 0.5% by mass, the formability is lowered. Therefore, the content of titanium needs to be 0.01% by mass or more and 0.5% by mass or less. Moreover, in order to further exhibit the above-described effects, the titanium content is preferably set to 0.25% by mass or less.
(7)ジルコニウム(Zr):0.01質量%以上0.5質量%以下
ジルコニウムもアルミニウム合金の耐食性を大きく低下させることなく、強度を向上させるが、この効果はクロムやチタンよりも顕著である。これは、ジルコニウムの添加が再結晶粒の微細化に非常に有効であるためであり、その結果、強度の向上と伸びの確保が両立できるとともに圧延性も低下しない。ジルコニウムの含有率が0.01質量%未満であれば、上記の効果を発揮できず、0.5質量%を超えると伸びが低下し、成形性が悪くなる。優れた強度、伸びおよび圧延性を実現するためには、ジルコニウムの含有率を0.35質量%以下とすることが好ましい。
(7) Zirconium (Zr): 0.01% by mass or more and 0.5% by mass or less Zirconium also improves the strength without significantly reducing the corrosion resistance of the aluminum alloy, but this effect is more remarkable than chromium or titanium. . This is because the addition of zirconium is very effective in refining the recrystallized grains, and as a result, both improvement in strength and securing of elongation can be achieved and the rolling property does not deteriorate. If the zirconium content is less than 0.01% by mass, the above effects cannot be exhibited. If the zirconium content exceeds 0.5% by mass, the elongation decreases and the moldability deteriorates. In order to achieve excellent strength, elongation, and rollability, the zirconium content is preferably 0.35% by mass or less.
以上のようにこの発明に従えば、アルミニウム内に上述のような添加元素を最適量添加するため、アルミニウム合金の再結晶組織が超微細化する。これにより、アルミニウム合金の強度と成形性を同時に改善することができるとともに、マンガンと鉄の含有量を最適化することによって孔食および全面腐食を防止することができるだけの耐食性に優れていることが、この発明に従ったアルミニウム合金の特徴である。 As described above, according to the present invention, since the optimum amount of the above-described additive elements is added to aluminum, the recrystallized structure of the aluminum alloy becomes ultrafine. As a result, the strength and formability of the aluminum alloy can be improved at the same time, and the corrosion resistance is excellent enough to prevent pitting corrosion and overall corrosion by optimizing the manganese and iron contents. The characteristics of the aluminum alloy according to the present invention.
なお、本発明のアルミニウム合金は、上記の特性や効果に影響を与えない程度の含有率で、バナジウム(V)、ニッケル(Ni)等の遷移元素、マグネシウム(Mg)、ホウ素(B)、ガリウム(Ga)、亜鉛(Zn)、ビスマス(Bi)等の元素を含んでいてもよい。 The aluminum alloy of the present invention has a content that does not affect the above characteristics and effects, transition elements such as vanadium (V) and nickel (Ni), magnesium (Mg), boron (B), and gallium. Elements such as (Ga), zinc (Zn), and bismuth (Bi) may be included.
(8)包装材用アルミニウム合金の厚み:6μm以上200μm以下
アルミニウム合金の厚みが6μm未満であれば、食品等の包装材としての強度を保てなくなる。また、厚みが200μmを超えると、包装材として成形が困難になるとともに、重量およびコストがかさむ。そのため、アルミニウム合金の厚みを6μm以上200μm以下とする必要がある。さらに好ましくは、アルミニウム合金の厚みは6μm以上100μm以下である。
(8) Thickness of aluminum alloy for packaging material: 6 μm or more and 200 μm or less If the thickness of the aluminum alloy is less than 6 μm, the strength as a packaging material for food or the like cannot be maintained. Moreover, when thickness exceeds 200 micrometers, while shaping | molding as a packaging material becomes difficult, weight and cost increase. Therefore, the thickness of the aluminum alloy needs to be 6 μm or more and 200 μm or less. More preferably, the thickness of the aluminum alloy is 6 μm or more and 100 μm or less.
(9)電気電子構造部材用アルミニウム合金の厚み:4μm以上1mm以下
アルミニウム合金の厚みが4μm未満であれば、電極等の電気電子構造部材としての強度を保てなくなる。また、厚みが1mmを超えると、電気電子構造部材として成形が困難になるとともに、重量およびコストがかさむ。そのため、アルミニウム合金の厚みを4μm以上1mm以下とする必要がある。さらに好ましくは、アルミニウム合金の厚みは10μm以上500μm以下である。
(9) Thickness of aluminum alloy for electrical / electronic structural member: 4 μm or more and 1 mm or less If the thickness of the aluminum alloy is less than 4 μm, the strength as an electrical / electronic structural member such as an electrode cannot be maintained. Moreover, when thickness exceeds 1 mm, while it becomes difficult to shape | mold as an electric-electronic structural member, weight and cost increase. Therefore, the thickness of the aluminum alloy needs to be 4 μm or more and 1 mm or less. More preferably, the aluminum alloy has a thickness of 10 μm or more and 500 μm or less.
アルミニウム合金の厚みを上記範囲とするには、通常の方法に従って、鋳造、圧延を行えばよい。また、適宜熱処理を行ってもよい。 In order to make the thickness of the aluminum alloy within the above range, casting and rolling may be performed according to a normal method. Moreover, you may heat-process suitably.
以上のようにこの発明によれば、孔食および全面腐食のいずれも起こりにくく、かつ強度と伸びを同時に改善することができるアルミニウム合金を提供することができる。このアルミニウム合金をクラッド材の形態に加工しなくても、このままアルミニウム合金箔に加工し、包装材および電気電子構造部材に用いることにより、耐食性に優れ、かつ成形性および強度の高い包装材および電気電子構造部材を低コストで提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide an aluminum alloy in which neither pitting corrosion nor overall corrosion occurs and the strength and elongation can be improved at the same time. Even if this aluminum alloy is not processed into the form of a clad material, it is processed into an aluminum alloy foil as it is and used as a packaging material and an electrical / electronic structural member, so that it has excellent corrosion resistance and has high formability and strength. An electronic structural member can be provided at low cost.
また、本発明で開発されたアルミニウム合金からなる箔は、包装材用および電気電子構造部材としてのみならず、耐食性が要求される薄い箔のすべての分野、すなわち、断熱材としての建材用、機械部品用、食品や薬品の劣化防止を目的とした包材用、電池用、フィン材用、家庭用および装飾用の分野にも十分な効果を発揮することができる。 In addition, the foil made of an aluminum alloy developed in the present invention is used not only for packaging materials and as electrical and electronic structural members, but also in all fields of thin foils that require corrosion resistance, that is, for building materials and machines as heat insulating materials. Sufficient effects can also be exhibited in the fields of parts, packaging for the purpose of preventing the deterioration of food and chemicals, batteries, fins, households and decorations.
なお、上記の食品としては、醤油、味噌、ソース、ケチャップ、マヨネーズ、塩、バター、マーガリン、チーズ等の調味料も含み、液体から固体までのいずれの形態も含むものとする。 The above food includes seasonings such as soy sauce, miso, sauce, ketchup, mayonnaise, salt, butter, margarine and cheese, and includes any form from liquid to solid.
さらに、このアルミニウム合金の組成は、箔地や箔の分野での使用に限らず、耐食性が要求されるさらに厚い板材の組成としても、あるいは粉末冶金用の組成としても十分な効果を発揮するものである。 Furthermore, the composition of this aluminum alloy is not limited to use in the field of foils and foils, but also exhibits a sufficient effect as a composition of a thicker plate material that requires corrosion resistance or a composition for powder metallurgy. It is.
以下、この発明の実施例について説明する。 Examples of the present invention will be described below.
まず、さまざまな組成のアルミニウム合金(組成No.1〜27)を約103℃/秒の冷却速度を有する連続鋳造法で溶解鋳造することによって厚み6mmのアルミニウム合金の板を準備した。なお、組成No.28〜33は、それぞれJIS呼称の3003、3004、5052、1N30、8021、8079の組成を有する。これらの組成を表2に示す。 First, aluminum alloy plates having a thickness of 6 mm were prepared by melting and casting aluminum alloys having various compositions (composition Nos. 1 to 27) by a continuous casting method having a cooling rate of about 10 3 ° C / second. In addition, composition No. 28 to 33 have compositions of JIS names 3003, 3004, 5052, 1N30, 8021, and 8079, respectively. These compositions are shown in Table 2.
これらのアルミニウム合金の板を温度400℃で5時間熱処理し、炉から板を取出した後、圧延により厚み85μmの箔とし、さらに温度350℃で10時間熱処理した。 These aluminum alloy plates were heat-treated at a temperature of 400 ° C. for 5 hours, removed from the furnace, rolled into a foil having a thickness of 85 μm, and further heat-treated at a temperature of 350 ° C. for 10 hours.
得られたアルミニウム合金箔の機械的性質(耐力[N/mm2]およびエリクセン値[mm])を測定した。エリクセン値は、成形性評価の一つとして変形能(張り出し性)を評価するJIS Z 2247に準拠したエリクセン試験にて測定した。 The mechanical properties (proof stress [N / mm 2 ] and Erichsen value [mm]) of the obtained aluminum alloy foil were measured. The Eriksen value was measured by an Erichsen test based on JIS Z 2247, which evaluates deformability (extrusion property) as one of the moldability evaluations.
また、以下の試験A〜Dにて、得られたアルミニウム合金箔を4種の液体(食品・工業材料)に720時間、浸漬して、または、接触させて、腐食状態を観察した。 Further, in the following tests A to D, the obtained aluminum alloy foil was immersed in or brought into contact with four types of liquids (food and industrial materials) for 720 hours, and the corrosion state was observed.
試験A:温度50℃に保持された3質量%食塩水に上記のアルミニウム合金箔を720時間、浸漬または接触させた。 Test A: The above aluminum alloy foil was immersed or brought into contact with 3% by mass saline kept at a temperature of 50 ° C. for 720 hours.
試験B:温度50℃に保持された醤油(キッコーマン株式会社製 商品名キッコーマンしょうゆ濃口)に上記のアルミニウム合金箔を720時間、浸漬または接触させた。 Test B: The above-described aluminum alloy foil was immersed or brought into contact with soy sauce maintained at a temperature of 50 ° C. (trade name Kikkoman Soy Sauce Noguchi, manufactured by Kikkoman Corporation) for 720 hours.
試験C:温度40℃に保持された1モルLiPF6電解液(溶媒はエチレンカーボネート1重量部およびジエチレンカーボネート1重量部)に上記のアルミニウム合金箔を720時間、浸漬または接触させた。 Test C: The above-described aluminum alloy foil was immersed or brought into contact with a 1 mol LiPF 6 electrolyte kept at a temperature of 40 ° C. (the solvent was 1 part by weight of ethylene carbonate and 1 part by weight of diethylene carbonate) for 720 hours.
試験D:チーズ(六甲バター株式会社製 商品名QBBナチュラルチーズ)を温度50℃で溶解することにより作製した液体中に上記のアルミニウム合金箔を浸漬して温度30℃に戻してチーズを再固化させた後、温度30℃で720時間保持した。 Test D: The above aluminum alloy foil is immersed in a liquid prepared by dissolving cheese (trade name QBB natural cheese, manufactured by Rokko Butter Co., Ltd.) at a temperature of 50 ° C., and the cheese is re-solidified by returning to 30 ° C. After that, the temperature was kept at 30 ° C. for 720 hours.
その測定結果を耐食性の良好なものから順に3段階(○、△、×)で評価した。 The measurement results were evaluated in three stages (◯, Δ, ×) in order from the one with good corrosion resistance.
以上の測定結果を表3に示す。 The above measurement results are shown in Table 3.
表2、表3より、この発明に従った組成No.1〜19のアルミニウム合金箔は、従来のJIS呼称3003、3004、5052、1N30、8021および8079のアルミニウム合金(組成No.28〜33)より、耐力、エリクセン値および耐食性のすべてにおいて優れていることがわかる。 From Tables 2 and 3, the composition No. The aluminum alloy foils 1 to 19 are superior in all of the proof stress, Erichsen value and corrosion resistance to the conventional aluminum alloys of JIS names 3003, 3004, 5052, 1N30, 8021 and 8079 (composition Nos. 28 to 33). I understand.
また、本発明の範囲外の組成を有する組成No.20〜27のアルミニウム合金箔に対しても、本発明に従った組成No.1〜19のアルミニウム合金箔は、耐力、エリクセン値および耐食性の総合評価において優れていることがわかる。 In addition, composition No. having a composition outside the scope of the present invention. Also for the 20-27 aluminum alloy foils, the composition no. It can be seen that the aluminum alloy foils 1 to 19 are excellent in the comprehensive evaluation of the proof stress, the Erichsen value, and the corrosion resistance.
また、従来、包装材料用薄箔として用いられてきた、JIS呼称8021、8079のアルミニウム合金の耐力は、厚み10μmでそれぞれ、55N/mm2、35N/mm2程度であり、しかも本発明のアルミニウム合金のような耐食性を全く示さないことから、本発明で開示されたアルミニウム合金は薄箔用としても非常に有効であることがわかる。 Further, conventionally, have been used as a thin foil for packaging material, yield strength of the aluminum alloy of JIS designations 8021,8079 are each a thickness 10 [mu] m, was 55N / mm 2, 35N / mm 2 approximately, moreover aluminum present invention Since it does not show any corrosion resistance as in the alloy, it can be seen that the aluminum alloy disclosed in the present invention is very effective for thin foils.
今回開示された実施の形態や実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は以上の実施の形態や実施例ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正や変形を含むものであることが意図される。 It should be considered that the embodiments and examples disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is shown not by the above embodiments or examples but by the scope of claims, and is intended to include all modifications and variations within the meaning and scope equivalent to the scope of claims. .
この発明に従ったアルミニウム合金は、耐食性に優れ、かつ成形性および強度が高いので、包装材用、電気電子構造部材としてのみならず、耐食性が要求される薄い箔のすべての分野、すなわち、断熱材としての建材用、機械部品用、食品や薬品の劣化防止を目的とした包材用、フィン材用、家庭用および装飾用の分野に利用することができ、さらに、箔地や箔の分野での使用に限らず、耐食性が要求されるさらに厚い板材用としても、あるいは粉末冶金用としても十分に利用され得る。 Since the aluminum alloy according to the present invention has excellent corrosion resistance and high formability and strength, it is not only used as a packaging material and as an electric / electronic structural member, but also in all fields of thin foils that require corrosion resistance, that is, heat insulation. It can be used in the fields of building materials, machine parts, packaging materials for the purpose of preventing the deterioration of food and chemicals, fin materials, household and decorative fields. In addition to the use in the above, it can be sufficiently used for a thicker plate material requiring corrosion resistance or for powder metallurgy.
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