(57)【要約】    【課題】フクレの発生が抑制されたニッケル材と、このようなニッケル材を簡便に作製可能なニッケル材製造方法との提供を課題としている。    【解決手段】ニッケルの厚みに対する水素含有量が所定の関係を満たしていることを特徴としているニッケル材を提供する。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量でニッケルが９９％以上含有され、０．２ｍｍ以下の厚みに形成されており、前記厚みに対する水素含有量が下記式（１）を満たしていることを特徴とするニッケル材。
【数１】
2011012330.tif 000005
（ただし、ＸHは、水素含有量（ｐｐｍ）であり、ｔはニッケル材の厚み（ｍｍ）である）
【請求項２】
連続鋳造法を用いて、質量でニッケルが９９％以上含有されている被圧延材を作製し、該被圧延材を熱間圧延した後に、空気中で７００℃以上の温度での連続焼鈍を実施することを特徴とするニッケル材製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ニッケル材とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来ニッケルの含有率が高い板材を用いて、半導体リードフレームやバッテリーパックのリード材などを形成することが行われている。
例えば、下記特許文献１には、ニッケルが質量で２０〜８５％含有されている高Ｎｉ合金鋼板を用いてブラウン管のシャドウマスクやＩＣリードフレームなどに用いられる板材を形成させることが記載されている。
このような板材の形成には、生産効率を向上させることが求められており、下記特許文献１には、連続鋳造法によって形成させたスラブを被圧延材として用いて、所定の設備によって熱間圧延を実施することでエッジ割れを防止して製品の歩留りを向上させることが記載されている。
【０００３】
ところで、近年、携帯電話などの小型電子機器に用いるバッテリーパックには、ニッケルを主原料としてなる板材がリード材として用いられたりしている。
そして、電池の小型化の要望にともなってリード材にも薄肉化が求められており、厚みの薄いニッケル板材がこのような用途に対する需要を著しく増大させる状況となっている。
【０００４】
このニッケル薄板においては、製造条件によっては、薄板内部に気泡が形成されて表面にフクレが発生される場合がある。
しかしながらこのフクレの防止についての有効な手段は、これまでに十分な検討がなされておらず、その対策も確立されてはいない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２０５４５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、フクレの発生が抑制されたニッケル材と、このようなニッケル材を簡便に作製可能なニッケル材製造方法との提供を課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、このニッケル材におけるフクレが、ニッケル材を製造する各過程において混入された水素が、介在物の近傍やニッケル材の内部に形成されている擬似圧着層などに集積し、焼鈍などの熱処理時においてガス化することを主たる要因としており、ニッケル材の水素含有量を所定以下の量とすることでフクレを抑制させうることを見出した。
【０００８】
すなわち、ニッケル材に係る本発明は、質量でニッケルが９９％以上含有され、０．２ｍｍ以下の厚みに形成されており、前記厚みに対する水素含有量が下記式（１）を満たしていることを特徴としている。
【数１】
2011012330.tif 000002
（ただし、ＸHは、水素含有量（ｐｐｍ）であり、ｔはニッケル材の厚み（ｍｍ）である）
【０００９】
また、ニッケル材製造方法に係る本発明は、連続鋳造法を用いて、質量でニッケルが９９％以上含有されている被圧延材を作製し、該被圧延材を熱間圧延した後に、空気中で７００℃以上の温度での連続焼鈍を実施することを特徴としている。
【００１０】
なお、本明細書中における“ニッケル材”との用語は、板材のみならず、線材、管材なども含む意味で用いている。
したがって、“ニッケル材の厚み”とは、例えば、断面円形の線材であれば、その円形断面の直径を意味し、管材であれば、管壁の肉厚を意味するものである。
【発明の効果】
【００１１】
ニッケル材中に含有されている水素は、拡散されやすいことから、介在物などが存在すると、その箇所に集中されやすく、例えば、ニッケル材を加熱すると該水素の拡散性が向上されることからこの介在物の近傍に水素が蓄積されてガス化し、ニッケル材の表面にフクレを発生させてしまうこととなる。
また、水素の蓄積が生じてもその内部圧力に抗する剛性をニッケル材が有している場合には、フクレの発生には至らない可能性がある一方で、厚みが薄い場合には、僅かなガス圧でフクレを発生させるおそれがあり、水素の含有量をニッケル材の厚みと関連付けて所定以下とすることがフクレの防止に有効なる手立てとなる。
【００１２】
このような点に関し、本発明によれば、上記式（１）に示されているように、水素の含有量がニッケル材の厚みに関連付けて制限されることからフクレの発生が抑制されうる。
【００１３】
また、本発明のニッケル材製造方法においては、連続鋳造法を用いて被圧延材を作製し、該被圧延材を熱間圧延するという広く一般に用いられている手法が採用される。
しかも、前記熱間圧延した後に、７００℃以上の温度での連続焼鈍を空気中で実施することから連続鋳造や熱間圧延において水素が混入されたとしても、この空気中の酸素を混入された水素と反応させることができ、水分として系外に排出させうる。
したがって、簡便な方法でありながら水素含有量の低いニッケル材を作製することができ、上記式（１）を満足させるニッケル材の製造に好適な方法であるといえる。
【００１４】
すなわち、本発明によれば、フクレの発生が抑制されたニッケル材と、このようなニッケル材を簡便に作製可能なニッケル材製造方法が提供され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】ニッケル材（ニッケル薄板）における水素含有量とフクレの発生上との関係を示すグラフ。
【図２】ニッケル材の厚みとフクレが発生しない水素含有量との関係を示すグラフ。
【図３】連続焼鈍温度と、水素含有量との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明のニッケル材に係る実施の形態として、バッテリーパックのリード材などに有用なニッケル薄板を例に説明する。
本実施形態におけるニッケル材は、質量でニッケルが９９％以上含有されており、ニッケル薄板を構成するニッケル以外の成分としては、例えば、Ｃ、Ｓ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｂ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｐ、Ｍｇ、Ｃｕ及びＭｎの内の１種以上などが挙げられる。
なお、中でも、ＴｉやＢは、介在物との反応によって水素のガス化抑制に有効となるとともにニッケル薄板の強度向上によってフクレの発生を抑制させ得る点において有用なる成分であるといえる。
【００１７】
また、このニッケル薄板は、０．２ｍｍ以下厚みとなるように形成されており、このニッケル薄板の厚みに値する水素含有量は、下記式（１）を満たしている。
【００１８】
【数２】
2011012330.tif 000003
（ただし、ＸHは、水素含有量（ｐｐｍ）であり、ｔはニッケル材の厚み（ｍｍ）である）
【００１９】
なお、上記水素含有量については、不活性ガス融解法（不活性ガス気流中で試料を黒鉛るつぼ中で融解し、試料に含まれている水素を他のガスとともに放出させる方法）によって得られたガスを、熱伝導度法（水素を含むガスを、熱伝導度セルを含む一定容積中に捕集し、水素による熱伝導度の変化を測定し水素量を算出する方法）により解析して求めることができる。
【００２０】
本実施形態に係るニッケル薄板の厚みが、０．２ｍｍ以下であるのは、通常使用されているリード材がこの程度の厚みであることによる。
この厚みを超えるようなニッケル材は、その厚みによる強度で許容できる水素濃度が高くなり、含有元素による材料強度や、介在物、析出物の種類や量などにもよるが、通常、１００〜１５０ｐｐｍ程度までは許容可能である。
ただし、そのような厚みの厚いニッケル材であっても、安全を考慮すると、水素濃度は５０ｐｐｍ以下にされることが好ましい。
このような点からは、ニッケル薄板の厚みがより薄い方が本発明の効果がより顕著に発揮されるといえる。
例えば、ニッケル薄板の厚みが０．３ｍｍ以下、好ましくは０．２ｍｍ以下、より好ましくは０．１ｍｍ以下において、本発明の効果が、より顕著に発揮されうる。
なお、ニッケル薄板の厚みの下限は、特に限定されるものではないが、例えば、上記式（１）において、厚みが０．０５ｍｍ未満（０．０４４ｍｍ）となると、水素含有量を０ｐｐｍとさせてしまうことから、その製造を困難にさせてしまうこととなる。
したがって、ニッケル薄板の厚みは、０．０５ｍｍ以上とすることが好ましい。
【００２１】
本実施形態に係るニッケル薄板には、より簡便な方法で作製可能であることが求められており、その点において、以下のようなニッケル材作製方法によって形成されることが重要である。
【００２２】
すなわち、本実施形態に係るニッケル材製造方法においては、連続鋳造法を用いて、質量でニッケルが９９％以上含有されている連続鋳造スラブ（被圧延材）が作製され、該連続鋳造スラブが熱間圧延された後に、空気中で７００℃以上の温度での連続焼鈍が実施される。
【００２３】
この熱間圧延後における連続焼鈍を、空気中で、しかも、７００℃以上の温度で実施することにより、熱間圧延されたコイル表面に酸化膜を形成させるとともにコイル内に含有されている水素を、この空気中の酸素と反応させて水蒸気として除去することができる。
したがって、前記連続鋳造において形成される連続鋳造スラブに対する水素の混入をある程度許容することができる。
すなわち、このような水素除去のプロセスが熱間圧延後の連続焼鈍に設けられていることで、前記連続鋳造スラブの作製において、その方法が、真空状態での連続鋳造のような特別な方法に限定されることを防止でき、より簡便な空気中での連続鋳造を採用させ得る。
例えば、この連続鋳造スラブの作製において、空気中での連続鋳造を採用し、前記連続鋳造スラブに１０ｐｐｍ程度の水素を含有させたとしても、後段の連続焼鈍によってフクレ防止が可能なレベル以下に水素含有量を低減させることができる。
【００２４】
前記連続焼鈍の温度が７００℃以上とされているのは、コイル内の水素が表面側に移動して、酸素と反応する効果が、７００℃よりも低い温度では十分に発揮されないおそれを有するためであり、この連続焼鈍の温度は、７００〜９００℃の範囲のいずれかの温度とされることが好ましい。
【００２５】
また、コイル内の水素をコイル表面から十分に除去するためには、当該コイルの厚みがある程度の薄さであることが好ましく、１０ｍｍ以下とされていることが好ましい。
このようなコイルに対して実施される連続焼鈍の時間は、上記温度やコイルの厚みやコイル中の水素含有量などにもよるが、通常、１〜３０分の範囲の内のいずれかとされ得る。
【００２６】
この連続焼鈍後には、酸洗、冷間圧延、焼鈍などの工程を適宜実施してコイルを所定の厚みにまで圧延してニッケル薄板（本発明のニッケル材）を作製することができる。
本実施形態においては、前記連続焼鈍においてコイル内の水素が除去されることから、この冷間圧延後における焼鈍や、得られたニッケル薄板に対して、更なる熱処理などが実施された場合において、その表面にフクレが発生されることが防止されることとなる。
【００２７】
なお、ここでは詳述しないが、ニッケル材に対するフクレ防止効果については、ニッケル材が上記薄板状である場合にのみ発揮されるものではなく、ニッケル材が線材や管材であっても同じであり、これらの形状のニッケル材や、これらの形状のニッケル材を作製するニッケル材製造方法についても本発明の意図する範囲である。
また、ニッケル材やニッケル材製造方法について従来公知の技術事項を、本発明の効果が著しく損なわれない範囲において、上記例示のニッケル材やニッケル材製造方法に付加したり、上記例示の技術事項の一部と転換したりすることが可能である。
【実施例】
【００２８】
次に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２９】
（ニッケル薄板の作製）
まず、４０Ｔ電気炉で溶解し真空脱ガス脱炭設備（ＶＯＤ）にて吹酸、脱炭精錬を行った後に連続鋳造機にて１５０ｍｍ厚のスラブを鋳造した。
次いで、この連続鋳造スラブを、熱間圧延機によって４〜６ｍｍ厚みのホットコイルに圧延した。
そして、得られたコイルを大気中での連続焼鈍にて脱水素を行い、最終的に０．１ｍｍのニッケル薄板となるように、冷間圧延及び光輝（ＢＡ）焼鈍を行った。
また、同様にして、０．０７ｍｍのニッケル薄板を作製した。
【００３０】
（フクレの観察）
含有される水素の量が変化するように条件を変更して、この０．１ｍｍ厚みと０．０７ｍｍ厚みのニッケル薄板を作製し、ニッケル薄板の表面の見られるフクレを目視にて観察した。
そして、圧延方向の長さ１００ｍあたりに発生しているフクレの個数を算出した。
結果を、図１に示す。
【００３１】
この図１には、０．０７ｍｍ厚みのニッケル薄板では、水素含有量が１ｐｐｍを超えた段階でフクレが発生しており、０．１ｍｍ厚みのニッケル薄板では、水素含有量が２ｐｐｍを超えたあたりでフクレの発生が見られることが示されている。
この結果における、フクレの発生が見られなかった水素含有量とニッケル薄板との厚みとの関係を図２示す。
そして、この図２の結果に基づいて水素含有量（ＸH：ｐｐｍ）とニッケル材の厚み（ｔ：ｍｍ）とを計算したところ、下記式（２）が得られた。
【００３２】
【数３】
2011012330.tif 000004
【００３３】
したがって、これ以下に水素含有量を抑制させることでニッケル薄板に対するフクレの発生が抑制されることとなる。
【００３４】
また、連続焼鈍の温度条件を変化させて水素含有量の変化を確認したところ、図３に示す通りとなった。
なお、図３におけるは、厚み６．０ｍｍの熱間圧延後のホットコイルについて検討を行ったもので、ホットコイル段階で水素含有量の少ない「ＳａｍｐｌｅＡ」と、この「ＳａｍｐｌｅＡ」よりも水素含有量の多い「ＳａｍｐｌｅＢ」とを焼鈍温度を変化させて検討したものである。
そして、焼鈍時間「０分」とは、その温度に到達された時点で焼鈍炉から取り出されたものであり、焼鈍時間「１２分」とは、その温度に到達された後、１２分経過した後に取り出されたものであることを表している。
【００３５】
この図３からは、厚みの厚いニッケル板であっても７００℃以上の温度での大気中の焼鈍を実施することで、水素含有量の低減に、特に有効となることがわかる。
以上に示したように、本発明によれば、フクレの発生が抑制されたニッケル材と、このようなニッケル材を簡便に作製可能なニッケル材製造方法とが提供されることがわかる。
【図１】
2011012330.tif 000006
【図２】
2011012330.tif 000007
【図３】
2011012330.tif 000008