(57)【要約】【課題】  アルミニウム箔と樹脂とを貼り合わせた包装材において、深底の収容部を有する包装容器体の製造を可能にする。【解決手段】  Ｆｅ：０．５〜２．０％、Ｓｉ：０．４％以下を含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなるアルミニウム合金に４５０〜５８０℃の均質化処理後、熱間圧延、冷間圧延、中間焼鈍、最終冷間圧延を行い、その後、２５０〜４００℃の最終焼鈍を行って、厚さ２０〜６０μｍ、圧延方向の０°、４５°、９０°方向の伸びがすべて１１％以上であるアルミニウム箔を得る。高い成形性が要求される包装容器体への適用が可能になり、深底の収容部を張出成形によって形成できる。貼り合わせた樹脂による弾性力で成形加工後に形状が不安定になることもない。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚さが２０〜６０μｍであって、圧延方向の０°、４５°、９０°方向の伸びがすべて１１％以上であることを特徴とする包装材用高成形性アルミニウム箔。
【請求項２】
質量％で、Ｆｅ：０．５〜２．０％、Ｓｉ：０．４％以下を含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなることを特徴とする請求項１記載の包装材用高成形性アルミニウム箔。
【請求項３】
アルミニウム合金に４５０〜５８０℃の均質化処理後、熱間圧延、冷間圧延、中間焼鈍、最終冷間圧延を行って、その後、２００〜４００℃の最終焼鈍を行い、厚さ２０〜６０μｍ、圧延方向の０°、４５°、９０°方向の伸びがすべて１１％以上であるアルミニウム箔を得ることを特徴とする包装材用高成形性アルミニウム箔の製造方法。
【請求項４】
前記アルミニウム合金は、質量％で、Ｆｅ：０．５〜２．０％、Ｓｉ：０．４％以下を含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなることを特徴とする請求項３記載の包装材用高成形性アルミニウム箔の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム箔であってポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ナイロン（ＮＹ）、ポリエチレン（ＰＥ）等の単体或いは共重合体に貼り合わせてアルミニウム合金箔包装材とし、これを張出し加工などの成形加工によって包装容器体や包装容器の蓋材などとする高成形性アルミニウム箔及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液状、ペースト状、粉状、顆粒状或いは粒状の化粧品、或いは薬品等、調味料や食料等の飲食品の包装容器体に用いる素材には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ナイロン（ＮＹ）、ポリエチレン（ＰＥ）等の単体或いは共重合体が用いられることが多い。また、このような包装容器体で使用時に２種の溶液等を混合して使用したいような場合には、容器体に２つの収容部を形成し、収容部間にハーフカット部を設けたものが使用されている。この容器体では、上記収容部にそれぞれ異なる収容物を収容しておき、使用時に上記ハーフカット部を介して容器体を折り曲げることで蓋が剥がれてそれぞれの収容部内から収容物が流出するようになっている（例えば特許文献１）。
ところで、化粧品、薬品、調味料、食料等に前記の包装材料を透過する成分が含有する場合がある。例えば、髪染め材に含まれる脱色成分の過酸化水がこのような特性をもっている。
このため、化粧品、薬品、調味料、食料等の成分が透過できないアルミニウム合金箔に、前記したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ナイロン（ＮＹ）、ポリエチレン（ＰＥ）等の単体或いは共重合体を貼り合わせて包装材とし、これを成形加工することによって包装容器体や蓋材にすることが考えられている。
【特許文献１】特許第３１４００１６号特許公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで上記ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの樹脂とアルミニウム箔を貼り合わせた包装材では、張出し等の加工率の高い成形加工を施して包装体や蓋材とするため、高い伸び特性を有することが要求される。また、最近では、上記２液混合型のように容器の小型化、収容部の深底化などによって伸び特性に対する要求はますます増大している。しかし、アルミニウム箔において伸び特性の向上を重視した材料設計を行った場合には、アルミニウム箔の強度が低下するため、包装体に加工した後、樹脂の弾性力によって形状復帰するように変形して保型性が損なわれるという問題が発生する。
【０００４】
本発明は、上記事情を背景としてなされたものであり、内容物の透過問題を解決するとともに、成形加工が容易で保型性にも優れた包装材用高成形性アルミニウム箔及びその製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
すなわち、本発明の包装材用高成形性アルミニウム箔のうち第１の発明は、厚さが２０〜６０μｍであって、圧延方向の０°、４５°、９０°方向の伸びがすべて１１％以上であることを特徴とする。
【０００６】
第２の発明の包装材用高成形性アルミニウム箔は、第１の発明において、質量％で、Ｆｅ：０．５〜２．０％、Ｓｉ：０．４％以下を含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなることを特徴とする。
【０００７】
また、包装材用高成形性アルミニウム箔の製造方法のうち第１の発明は、アルミニウム合金に４５０〜５８０℃の均質化処理後、熱間圧延、冷間圧延、中間焼鈍、最終冷間圧延を行い、その後、２００〜４００℃の最終焼鈍を行って、厚さ２０〜６０μｍ、圧延方向の０°、４５°、９０°方向の伸びがすべて１１％以上であるアルミニウム箔を得ることを特徴とする。
【０００８】
第２の発明の包装材用高成形性アルミニウム箔の製造方法は、第１の発明の製造方法において、前記アルミニウム合金は、質量％で、Ｆｅ：０．５〜２．０％、Ｓｉ：０．４％以下を含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなることを特徴とする。
【０００９】
以下に、本発明で限定する事項について説明する。
アルミニウム合金箔の厚さ：２０〜６０μｍ
アルミニウム合金箔の厚さは、２０μｍ未満では、所定形状の容器などに成形した後に、貼り合わせた樹脂によって成形体の形状が安定しにくい。一方、厚さが６０μｍを超えると、アルミニウム合金の使用量が多くなり、コストが高くなる。また、厚さが増すことによって二液混合容器としたような場合に容器が割れにくくなり、ユーザーが内容物を出しにくいため、厚さ上限を６０μｍとする。なお、同様の理由で下限を２５μｍ、上限を５０μｍ未満とするのが望ましい。
【００１０】
圧延方向の０°、４５°、９０°方向の伸び：１１％以上
伸びの値が包装材を容器などに成形する時の成形性に大きく影響を及ぼす。いずれかの方向の伸び値が１１％未満であると、成形の時に亀裂が発生し、所定内容量の容器や細かい凹凸を有する蓋材の成形ができなくなる。なお、同様の理由でそれぞれ１３％以上であるのが望ましい。また、本発明では、０°、４５°、９０°方向の強度に大きなばらつきがなく、例えば全ての方向で引張強さが７０ＭＰａ以上であるのが望ましい。
【００１１】
アルミニウム合金箔のＦｅ含有量：０．５〜２．０％
Ｆｅは、アルミニウム合金箔の強度を向上させ、また再結晶粒を小さくし、伸びを上げる効果がある。０．５％未満では、前述の効果が不十分であり、２．０％を超えると、鋳造時に粗大な晶出物が生成し、成形性が大きく劣化する。このため、Ｆｅ、Ｓｉ量を規定するアルミニウム合金箔では、Ｆｅの含有量を０．５〜２．０％に定める。なお、上記と同様の理由で下限を０．６％、上限を１．８％とするのが望ましい。
【００１２】
アルミニウム合金箔のＳｉ含有量：０．４％以下
Ｓｉは、通常、不可避不純物としてアルミニウム中に存在する。少量の場合、強度を向上させる効果があるが、０．４％を超えると、鋳造時に粗大な晶出物が生成し、成形性が大きく劣化する。このため、Ｆｅ、Ｓｉ量を規定するアルミニウム合金箔ではＳｉの上限を０．４％と定める。
なお、アルミニウム合金箔では、Ｆｅ、Ｓｉ以外に不可避不純物を含んでいるものでもよく、例えばＣｕ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｔｉが不純物として例示される。
【００１３】
上記板厚、伸び特性を有する包装材用高成形性アルミニウム箔を製造するための好適な方法では、特定条件での均質化処理と最終焼鈍とが施される。以下に、本発明の製造方法について説明する。
【００１４】
均質化処理温度：４５０〜５８０℃
均質化処理は、鋳造時に生じたＦｅ、Ｓｉのミクロ偏析を無くし、粗大な準安定晶出物粒子を比較的小さい安定相粒子に変えて、アルミニウム合金箔の伸びを向上させる効果がある。４５０℃未満では、均質化処理の効果が不十分で、５８０℃を超えると、局部融溶が生じる。なお、同様の理由で下限を４７０℃、上限を５７０℃として保持時間を３〜１０時間とするのが望ましい。
【００１５】
熱間圧延、冷間圧延は常法により行うことができ、本発明としては特定の条件に限定されるものではない。ただし、冷間圧延中途での少なくとも１回の中間焼鈍は必須である。本発明としては中間焼鈍は特定の条件に限定されないが、再結晶を十分完了させる必要がある。代表的には、バッチ炉では３００〜４５０℃で４〜１０時間の条件で連続炉では３００〜５００℃で１０〜６０秒の条件で行うことができる。なお、中間焼鈍前の冷間圧延においては、圧延率５０％超で圧延を行うのが望ましい。これは、再結晶の核生成を十分させ、再結晶粒を微細化させるためである。
【００１６】
最終焼鈍温度：２００〜４００℃
冷間圧延を完了して得られるアルミニウム箔に対しては最終焼鈍が行われる。最終焼鈍は、アルミニウム合金箔を再結晶させ、伸びと成形性を向上させる効果がある。最終焼鈍温度が２００℃未満であると、再結晶が不十分で、伸びと成形性が不十分である。一方、最終焼鈍温度が４００℃を超えると、結晶粒サイズが大きくなり、成形性が劣化する。なお、同様の理由で下限を２２０℃、上限を３８０℃とするのが望ましい。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明の包装材用高成形性アルミニウム箔によれば、厚さが２０〜６０μｍであって、圧延方向の０°、４５°、９０°方向の伸びがすべて１１％以上であるので、張出し加工を高い絞り比で行うことができ、２液混合容器のように小型で高い成形性が要求される包装容器体や細かい凹凸を有する蓋材への適用も可能になる。さらに、適度な厚さを有することにより貼り合わせた樹脂による弾性力で成形加工後に形状が不安定になることがなく、保型性に優れている。
【００１８】
また、本発明の包装材用高成形性アルミニウム箔の製造方法によれば、上記特性を有する包装材用高成形性アルミニウム箔を確実に得ることができる。また、特に強度を損なうことなく高い成形性が得られるので、上記保型性をより優れたものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明の一実施形態の製造工程を図１に基づいて説明する。
好適には、Ｆｅ：０．５〜２．０％、Ｓｉ：０．４％以下を含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなる組成に調整したアルミニウム合金を溶製する。該アルミニウム合金の製造方法は特に限定されるものではなく、常法により製造することができる。
【００２０】
上記アルミニウム合金は、バッチ炉または連続炉において均質化処理を行う。該均質化処理では、アルミニウム合金を４５０〜５８０℃（より好適には４７０〜５７０℃）で加熱する。加熱時間は、３〜１０時間とする。
【００２１】
均質化処理を行ったアルミニウム合金材は常法により熱間圧延を行い、その後、冷間圧延を行う。冷間圧延中は少なくとも１回の中間焼鈍を行う。なお、中間焼鈍前の冷間圧延では、好適には５０％超の圧延率で冷間圧延を行う。中間焼鈍は例えば、３６０℃で６時間の加熱処理によって行う。なお、中間焼鈍は連続炉で行うこともできる（例えば、４２０℃で３０ｓｅｃ）。最後の中間焼鈍後、さらに冷間圧延を行って２０〜６０μｍ厚のアルミニウム箔とする。
【００２２】
上記により得られたアルミニウム箔には、その後、２００〜４００℃に加熱する最終焼鈍を行う。保持時間は１０〜３０時間とする。
【００２３】
上記工程により本発明の包装材用高成形性アルミニウム箔が得られる。該アルミニウム箔は、圧延方向の０°、４５°、９０°方向の伸びがすべて１１％以上であり、優れた成形性を備えている。例えば、長さ６５ｍｍ、幅４５ｍｍ、Ｒ１５ｍｍのポンチで張出し加工を行うと、１６ｍｍ以上の張出高さが得られる。
【００２４】
上記アルミニウム箔は、包装材とするために、その片面または両面に樹脂を被覆する。樹脂材料は本発明としては特定のものに限定されないが、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ナイロン（ＮＹ）、ポリエチレン（ＰＥ）、エチレンメタクリル酸樹脂（ＥＭＡＡ）等の単体或いは共重合体を例示することができる。なお、両面に貼り合わせを行う場合、それぞれの面で貼り合わせるものが異なっていてもよく、異種または同種のものを多層に積層してもよい。
また、上記樹脂と本発明のアルミニウム箔との貼り合わせ方法も特に限定されるものではなく、常法により行うこともできる。例えば、上記アルミニウム箔と樹脂フィルムとをローラ間で加熱圧着することで貼り合わせを行うことができる。また、溶融樹脂を上記アルミニウム箔とローラ間に流し込み、該樹脂をアルミニウム箔上にフィルム状に固化させることで貼り合わせを行うことができる。
【００２５】
上記貼り合わせにより得られる包装材１は、図２に示すように液、粉などの収容物を収容するための収容部２を例えば張出加工によって形成する。該加工においては、アルミニウム箔１ａが優れた成形性を備えていることから深い収容部の形成も可能である。張出加工後には、アルミニウム箔１ａに貼り合わされている樹脂層１ｂ、１ｃの弾性によって収容部２が変形することもなく形状安定性に優れている。なお、樹脂層１ｂ、１ｃは、必要に応じて同材質としても異なる材質としてもよい。
図２に示す容器体１０は、２液混合型のものであり、２つの収容部２、２が形成されている。収容部２に液などの収容物２０を収容した後は、蓋材１２によって封止する。
【００２６】
図３は、上記蓋材１２を示す平面図であり、上記容器体１０と同様に本発明の包装材１によって構成されている。すなわち、包装材１によって蓋材外形形状に加工し、周縁部を除いて浅い凸部を上方側に形成する。該凸部は、左右に分割されており、図３に示す左方凸部１３ａと右方凸部１３ｂとは、蛇行するように間隙を設けて形成されている。この間隙がハーフカット部１６として機能する。また、左方凸部１３ａ、右方凸部１３ｂともに左右に伸長する複数の凸条１４ａ…１４ａ、１４ｂ…１４ｂが中央寄りに形成されており、さらに突起高さを大きくした凸条１５ａ、１５ｂが互いに位置をずらして同様に左右に伸長するように形成されている。蓋材１２は、上記凸条１４ａ、１４ｂ、１５ａ、１５ｂで左右方向の補強がなされており、左右方向から折り曲げ力が加わると、応力が蛇行するハーフカット部１６に集中して該ハーフカット部１６に沿って容易に折り曲げることができる。
【００２７】
該蓋材１２と容器体１０とは、収容物２０を上記該容器体１０に収容した後、図４に示すように接着剤などにより固着されて一体化される。容器体１０では、収容物がアルミニウム箔１ａを透過することがなく、安定した品質を維持することができる。使用時には、上記ハーフカット部１６を介して容器体１０を折り曲げることで蓋材１２がやぶれ、収容物を取り出して混合などすることができる。
なお、上記実施形態では、蓋材、容器体にそれぞれ本発明の包装材を用いるものとして用いたが、蓋材、容器体の一方にのみ本発明の包装材を用いるものであってもよく、蓋を有しない容器体に用いるものであってもよい。
また、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において適宜変更することが可能である。
【実施例１】
【００２８】
次に本発明を実施例を用いてさらに説明する。
表１に示す組成のアルミニウム合金を溶製し、スラブに鋳造した。さらに表１に示す温度で８時間の均質化処理を行い、熱間圧延で板厚６ｍｍとした。ついで０．４８ｍｍに冷間圧延して、３６０℃で６時間加熱する中間焼鈍を施して、表１に示す最終厚さに冷間圧延し、最終焼鈍を行った。その後、圧延方向（０°）、圧延の４５°と９０°方向から平行部長さ１００ｍｍ、幅１５ｍｍの試験片を切出し、機械的性質を測定し、結果を表２に示した。さらに、アルミニウム合金箔の片面にナイロン（ＮＹ）２５μｍ、反対側にエチレンメタクリル酸樹脂（ＥＭＡＡ）２０μｍ、その上にポリエチレン（ＰＥ）７０μｍを貼り合わせて成形性を評価した。成形性の評価は具体的には、長さ６５ｍｍ、幅４５ｍｍ、１５ｍｍＲのポンチで成形を行い、ピンホールが発生しない最大張出高さで評価した。最大高さの測定結果を表２に示した。最大張出高さ１６ｍｍ未満の場合、張出部の容積が小さく、所定量の内容物が充填できないため、不合格と判断した。表から明らかなように本発明のアルミニウム合金箔を用いた供試材は、強度が高く、また、容器深さも十分に大きくすることができ、成形性に優れていた。
【００２９】
【表１】
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【００３０】
【表２】
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【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態の工程を示す図である。
【図２】本発明のアルミニウム箔を用いた容器体を示す斜視図である。
【図３】同じく蓋材を示す斜視図である。
【図４】同じく容器体と蓋材とを固着した容器の断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１    包装材
１ａ  アルミニウム箔
１ｂ  樹脂
１ｃ  樹脂
２    収容部
１０    包装体
１２    蓋材
１６    ハーフカット部
２０    収容物
【図１】
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【図２】
2005163077.tif 000006
【図３】
2005163077.tif 000007
【図４】
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