(57)【要約】【課題】電磁調理容器用アルミニウム合金箔において、耐食性と成形性を両立することを可能にする。【解決手段】電磁調理容器用アルミニウム合金箔は、Ｓｉ：０．２ｗｔ％以下、Ｆｅ：０．１ｗｔ％以下、Ｍｎ：０．７〜１．６ｗｔ％、Ｍｇ：１．０〜２．０ｗｔ％、Ｃｒ：０．０５ｗｔ％未満を含有し、残部がＡｌと不可避不純物からなり、前記不可避不純物中でＣｕ：０．０１ｗｔ％以下である組成を有し、平均結晶粒径が３０μｍ超〜１００μｍであることにより、優れた耐食性と成形性を有している。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓｉ：０．２ｗｔ％以下、Ｆｅ：０．１ｗｔ％以下、Ｍｎ：０．７〜１．６ｗｔ％、Ｍｇ：１．０〜２．０ｗｔ％、Ｃｒ：０．０５ｗｔ％未満を含有し、残部がＡｌと不可避不純物からなり、前記不可避不純物中でＣｕ：０．０１ｗｔ％以下である組成を有し、平均結晶粒径が３０μｍ超〜１００μｍであることを特徴とする電磁調理容器用アルミニウム合金箔。
【請求項２】
Ｓｉ：０．０１ｗｔ％以上、Ｆｅ：０．０１ｗｔ％以上、Ｃｒ：０．０１ｗｔ％以上であることを特徴とする請求項１記載の電磁調理容器用アルミニウム合金箔。
【請求項３】
箔厚が６５〜１００μｍであることを特徴とする請求項１または２に記載の電磁調理容器用アルミニウム合金箔。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の電磁調理容器用アルミニウム合金箔からなることを特徴とするアルミニウム箔成形容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電磁調理に用いられる電磁調理容器用アルミニウム合金箔およびアルミニウム箔成形容器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウム合金箔は、成形性や熱伝導性に優れ、かつ軽量であることから、麺類や鍋物等の加熱食品用の容器として広く用いられており、電磁調理器を用いた加熱に適用することが要望されている。
しかし、一般に、アルミニウム箔は電気抵抗が小さく、電磁調理では加熱効率が悪い。このため、例えば、特許文献１や特許文献２、３では、アルミニウム箔の電気抵抗を上げるため、アルミニウム箔にＭｇ等の微量元素を含有させている。このアルミニウム箔は、電磁調理で鍋などとして使用されるように成形した容器とされる。容器作製に際してはアルミニウム箔は成形性に優れている必要があり、成形性を高めるためにアルミニウム箔を作製する工程において冷間圧延後に高温での熱処理を施している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２７０３５１号公報
【特許文献２】特開２００９−０９７０７７号公報
【特許文献３】特許第５６１３５７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、アルミニウム合金箔を電磁調理容器として用いる場合、内容物の保管や調理時の調理液などとの接触において腐食が生じないような耐食性が必要とされる。アルミニウム合金箔は、不純物元素が増えるほど耐食性が低下するので、純度を高めることが考えられるが、アルミニウム合金箔の純度が高いほど最終焼鈍後の結晶粒サイズが大きくなり、成形性が低下するという課題がある。耐食性と成形性を両立させるためには不純物元素の量を適正に管理した上で、成形性を高める必要があるが、従来技術では、耐食性と成形性を両立するという点では十分とはいえない。
【０００５】
本発明は、上記事情を背景としてなされたものであり、耐食性と成形性に優れた電磁調理容器用アルミニウム合金箔およびアルミニウム箔成形容器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわち、本発明の電磁調理容器用アルミニウム合金箔のうち、第１の形態は、Ｓｉ：０．２ｗｔ％以下、Ｆｅ：０．１ｗｔ％以下、Ｍｎ：０．７〜１．６ｗｔ％、Ｍｇ：１．０〜２．０ｗｔ％、Ｃｒ：０．０５ｗｔ％未満を含有し、残部がＡｌと不可避不純物からなり、前記不可避不純物中でＣｕ：０．０１ｗｔ％以下である組成を有し、平均結晶粒径が３０μｍ超〜１００μｍであることを特徴とする。
【０００７】
他の形態の電磁調理容器用アルミニウム合金箔の発明は、前記形態の本発明において、Ｓｉ：０．０１ｗｔ％以上、Ｆｅ：０．０１ｗｔ％以上、Ｃｒ：０．０１ｗｔ％以上であることを特徴とする。
【０００８】
他の形態の電磁調理容器用アルミニウム合金箔の発明は、前記形態の本発明において、箔厚が６５〜１００μｍであることを特徴とする。
【０００９】
本発明のアルミニウム箔成形容器は、第１〜第３発明の電磁調理容器用アルミニウム合金箔からなることを特徴とする。
【００１０】
次に、本発明で規定した成分の限定理由およびその作用について説明する。
・Ｓｉ：０．２ｗｔ％以下
Ｓｉの含有は、Ｍｎの晶析出を促進させ、結晶粒を微細化させることにより成形性を向上させる効果がある。ただし、０．２ｗｔ％を越えてＳｉを含有すると耐食性が低下するので、Ｓｉ含有量の上限を０．２ｗｔ％とする。同様の理由で０．１ｗｔ％以下とするのが望ましい。
なお、Ｓｉ含有量が０．０１ｗｔ％未満では最終焼鈍後の結晶粒サイズが粗大となり、成形性を低下させる。また、純度が高くコストアップとなる。このため、Ｓｉ含有量は０．０１ｗｔ％以上とするのが望ましい。同様の理由でＳｉ含有量は０．０３ｗｔ％以上がさらに望ましい。
【００１１】
・Ｆｅ：０．１ｗｔ％以下
Ｆｅの含有は、Ｍｎの晶析出を促進させ、結晶粒を微細化させることにより成形性を向上させる効果がある。ただし、０．１ｗｔ％超のＦｅ含有では、耐食性が低下するので、Ｆｅ含有量の上限を０．１ｗｔ％とする。同様の理由で０．０５ｗｔ％以下が望ましい。
なお、Ｆｅ含有量が０．０１ｗｔ％未満では最終焼鈍後の結晶粒サイズが粗大となり、成形性を低下させる。また、純度が高くコストアップとなる。このため、Ｆｅ含有量は０．０１ｗｔ％以上とするのが望ましい。同様の理由でＦｅ含有量は０．０３ｗｔ％以上がさらに望ましい。
【００１２】
・Ｃｕ：０．０１ｗｔ％以下
Ｃｕは、０．０１ｗｔ超の含有で耐食性が低下するので、上限を０．０１ｗｔ％とする。同様の理由で、０．００５ｗｔ％以下が望ましい。
【００１３】
・Ｍｎ：０．７ｗｔ％〜１．６ｗｔ％
Ｍｎの含有は、電気比抵抗を高める効果がある。０．７ｗｔ％未満のＭｎ含有では十分な電気比抵抗が得られず、また。強度が低下する。このため、Ｍｎ含有量の下限を０．７ｗｔ％とする。同様の理由で０．９ｗｔ％以上が望ましい。
一方、Ｍｎ含有量が１．６ｗｔ％を越えると、粗大な金属間化合物が晶出し、成形性が悪化する。また、１．６ｗｔ％超含有すると、十分に再結晶させるために最終焼鈍温度を高くする必要があり、箔表面の変色が発生する。これらの理由でＭｎ含有量の上限は１．６ｗｔ％とする。同様の理由で１．３ｗｔ％以下が望ましい。
【００１４】
・Ｍｇ：１．０ｗｔ％〜２．０ｗｔ％
Ｍｇの含有は、電気比抵抗を高める効果がある。Ｍｇ含有量が１．０ｗｔ％未満であると十分な電気比抵抗が得られず、また、強度が低下する。このため、Ｍｇ含有量の下限を１．０ｗｔ％とする。同様の理由で１．５ｗｔ％以上とするのが望ましい。
一方、Ｍｇ含有量が２．０ｗｔ％を越えると、強度が高くなり過ぎて、成形性が悪化する。このため、Ｍｇ含有量の上限を２．０ｗｔ％とする。
【００１５】
・Ｃｒ：０．０５ｗｔ％以下未満
Ｃｒは電気比抵抗を高める効果がある。ただしＣｒ含有量が０．０５ｗｔ％以上になると、十分に再結晶させるために最終焼鈍温度を高くする必要があり、箔表面の変色が発生する。このため、Ｃｒ含有量は０．０５ｗｔ％未満とする。
また、Ｃｒ含有量が０．０１ｗｔ％未満であると十分な電気比抵抗が得られないので、０．０１ｗｔ％以上含有するのが望ましい。
【００１６】
・平均結晶粒径：３０μｍ超〜１００μｍ
平均結晶粒径は、１００μｍを超えると成形性が低下する。一方、平均結晶粒径が３０μｍ以下であると、結晶粒が微細過ぎ、０．２％耐力が高くなり過ぎて成形性が低下する。
なお、平均結晶粒径は、光学顕微鏡観察の結晶粒組織から、一定数の結晶粒における長径と短径を算術平均することにより求めることができる。
【００１７】
・箔厚：６５〜１００μｍ
アルミニウム合金箔厚を薄くすることで電気比抵抗を高めることができる。１００μｍ越の箔厚では十分な電気比抵抗が得られないので、箔厚の上限を１００μｍとするのが望ましい。ただし、箔厚が６５μｍ未満になると十分な強度が得られないので箔厚の下限を６５μｍとするのが望ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、優れた耐食性と成形性を兼ね備えた電磁調理容器用アルミニウム合金箔容器を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の組成を有するアルミニウム合金を作製する。本発明としては、アルミニウム合金の作成方法が特定のものに限定されるものではない。例えば、半連続鋳造によって得たスラブを熱間圧延したものを用いることができ、その他に連続鋳造により得られるアルミニウム材を用いるものであってもよい。なお、得られた材料に対しては均質化処理を行うことが好ましい。均質化処理の条件は特に限定されないが、高温長時間で均質化処理を行うことが好ましく、例えば、５００℃〜６００℃で、３時間〜３０時間の条件にて均質化処理を行うことができる。適正な条件の均質化処理によってＭｎの析出を促進することができるが、Ｍｎが析出しすぎるとＭｎによる電気比抵抗を高める効果が十分に得られないため、合金成分や他の製造工程に応じて調整が必要である。
【００２０】
均質化処理後の材料に対し、熱間圧延を行って所望の厚さとした後、冷間圧延を行い、所望の厚さのアルミニウム合金箔を得ることができる。箔厚は特に限定されないが、強度および電気抵抗などの観点から６５〜１００μｍとするのが望ましい。なお、冷間圧延の途中で適宜、３００〜４００℃、２〜１０時間の中間焼鈍を１回以上実施しても差し支えない。適正な条件の中間焼鈍によってＭｎの析出を促進することができるが、Ｍｎが析出しすぎるとＭｎによる電気比抵抗を高める効果が十分に得られないため、合金成分や他の製造工程に応じて調整が必要である。
【００２１】
冷間圧延後のアルミニウム箔に最終焼鈍を実施し、本発明のアルミニウム合金箔を得ることができる。最終焼鈍の条件は２５０℃〜３３０℃の温度で、３時間〜３０時間とするのが望ましい。最終焼鈍温度が２５０℃未満であると箔が十分に再結晶せず、成形性が低下する。一方、最終焼鈍温度が３３０℃を越えると箔表面の変色が発生するおそれがある。
なお、電気比抵抗を上げるためにＭｎを添加するが、固溶Ｍｎは再結晶を遅延させるため、最終焼鈍温度を高温化させ、また、再結晶粒サイズを粗大化させる。そこで、Ｍｎを適度に晶析出させる必要がある。Ｓｉ、Ｆｅを適量添加することでＭｎの晶析出を促進させ、最終焼鈍温度の高温化および再結晶粒の粗大化を防ぎ、成形性を向上させることができる。この結果、得られたアルミニウム箔の平均結晶粒径は、３０μｍ超〜１００μｍを有している。
【００２２】
得られたアルミニウム合金箔は特別に温度を上げる、真空炉を使用する、コイル端部を被覆するなどの特殊な焼鈍を行う必要がなく、表面の変色が抑制され、優れた表面品質を有している。
【００２３】
また、このアルミニウム合金箔を成形することにより、本発明のアルミニウム合金箔成形容器を得ることができる。成形はプレス成形等によって行うことができ、成形容器の形状については特に限定されず、たとえば、底部と、底部の周縁から立ち上がる周壁部と、周壁部の開口部から外側へ伸長するフランジ部を有する加熱調理用のアルミニウム合金箔成形容器とすることができる。
得られたアルミニウム合金箔成形容器は、電気抵抗が大きくて高いＩＨ（誘導加熱）適性を有しており、電磁調理器での加熱に適している。また、この成形容器は、電磁調理に限られず、ガスコンロ等の直火による加熱調理に用いることも可能である。
【実施例１】
【００２４】
以下に、本発明の実施例について説明する。表１の組成（残部はＡｌと、その他不可避不純物）を有し、厚さ６００ｍｍのアルミニウム合金鋳塊を半連続鋳造法によって作製した。
得られた鋳塊を５２０℃×２０時間の均質化処理後、面削して表面の不均一層を除去し、熱間圧延にて厚さ４ｍｍの板材とした。
続いて、厚さ１．５ｍｍまで冷間圧延し、３６０℃×３時間の中間焼鈍を行った。その後、冷間圧延で表１記載の厚さとした後に、各箔が完全に再結晶する温度（表１記載）で２０時間の最終焼鈍を行い、アルミニウム合金軟質箔を得た。得られたアルミニウム合金軟質箔に対し、平均結晶粒径、変色、成形性、ＩＨ適性、および耐食性の評価を、以下の方法で行い、その評価結果を表１に示した。
【００２５】
・平均結晶粒径
平均結晶粒径は光学顕微鏡（倍率１００倍）にて撮影した表面組織写真より、任意の１００個の結晶粒について、各結晶粒の短径と長径の平均をその結晶粒の平均粒径として、その平均値を求めた。
【００２６】
・変色
最終焼鈍前後のアルミニウム合金箔の色調差を目視で判定した。最終焼鈍前後で色調差が見られなければ「○」、一部もしくは全面がわずかに変色していれば「△」、一部もしくは全面が明らかに黄変していれば「×」と判定した。判定△以上であれば実用上問題ないが、○であることが望ましい。
【００２７】
・成形性
アルミニウム合金箔１０００枚をプレス成形してアルミニウム合金箔成形容器（底部径：１１．６ｃｍ、周壁高さ：５．６ｃｍ、フランジ幅部：１．４ｃｍ）を１０００個作製した。作製した成形容器について、容器底部や壁面部に穴あきが発生した容器の割合が１％以下である場合は成形性「○」、１％超の場合は「×」と判定した。
【００２８】
・ＩＨ（Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ  Ｈｅａｔｉｎｇ）適性
電磁調理器用のアルミニウム合金箔として十分な電気比抵抗を有しているかの指標として、ＩＨ適性を評価した。ＩＨ適性評価は、プレス成形後のアルミニウム合金箔成形容器に３００ｃｃの水を入れ、電磁調理器を用いた加熱によって水温が２０℃から９０℃まで上昇するのに要した時間を測定することによって行った。所要時間が１２０秒以下であればＩＨ適性「○」、１２０秒を超え１３０秒以下であれば「△」、１３０秒を超えた場合は「×」と判定した。なお、試験は海抜５２０ｍ地点で実施、電磁調理器は日立製作所製ＨＴ−Ｂ６Ｓ（２００Ｖ、３．０ｋＷ）を用いた。
【００２９】
・耐食性
ガラス容器に市販の醤油（食塩相当量濃度：１６０ｇ／Ｌ）を入れ、アルミニウム合金箔を浸漬して室温で７日間および１４日間保持後、腐食生成物を除去して目視で判定した。１４日後まで貫通孔が発生しないものを「○」、７日後まで貫通孔が発生しなかったが１４日後では貫通孔が発生したものを「△」、７日後までに貫通孔が発生したものを「×」と判定した。
長期の耐食性においては、従来のチルド食品用調理器では容器と調理液が直接接触することがないが、冷凍食品用調理器などとした場合に、冷凍された調理液と容器が接触した状態となるため高い耐食性が求められる。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
評価結果によれば、本発明の規定を満たしている実施例１〜９では、変色、プレス性、ＩＨ適性および耐食性の全ての特性において、良い結果が得られたのに対し、本発明の規定を満たしていない比較例１〜８では、これら特性のいずれかにおいて、良い結果が得られなかった。
なお、箔厚が６０μｍと薄い実施例８では耐食性が△とやや低下し、箔厚が１１０μｍと厚い実施例９ではＩＨ適性が若干低下する結果となった。
【００３２】
以上、本発明について、上記実施形態と実施例に基づいて説明を行ったが、本発明は上記説明の内容に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りは上記実施形態および実施例に対する適宜の変更が可能である。