合金

阅读:754发布:2020-05-11

专利汇可以提供合金专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供一种 铝 合金 箔成形容器,其由具有一定以上的 电阻 率 值的 铝合金 箔 单体 形成,成形性和耐蚀性优异,且适合于利用电磁烹调器进行加热烹调。将铝合金的熔液以100℃/秒以上的冷却速度 铸造 成10mm以下的厚度,接着 冷轧 至50~300μm的厚度,接着实施在300℃以上的 温度 下加热保持时间为10分钟以内的 退火 ,形成厚度为50~200μm、电阻率值为6.0μΩcm以上的铝合金箔,将其加压成形,得到具有底壁(11)、周壁(12)和边缘(13)的铝合金箔成形容器(10)。该容器(10)的成形性(特别是耐针孔性)、耐蚀性优异,且具有适合于利用电磁烹调器进行加热烹调的电阻。,下面是合金专利的具体信息内容。

1.一种合金箔,通过如下方式得到,厚度为50~200μm,电阻率值为6.0μΩ·cm以上,
铝合金的熔液以100℃/秒以上的冷却速度铸造成10mm以下的厚度,接着冷轧至50~300μm的厚度,
接着实施在300℃以上的温度下加热保持时间为10分钟以内的退火
2.根据权利要求1所述的铝合金箔,其中,平均结晶粒径为1~30μm。
3.根据权利要求1或2所述的铝合金箔,其中,含有0.5≤Mn≤3.0质量%的Mn、
0.0001≤Cr<0.20质量%的Cr、0.2≤Mg≤1.8质量%的Mg、0.0001≤Ti≤0.6质量%的Ti、0<Cu≤0.005质量%的Cu、0<Si≤0.1质量%的Si、和0<Fe≤0.2质量%的Fe,余部由铝和不可避免的杂质构成。
4.一种铝合金箔成形容器,由权利要求1~3中任一项所述的铝合金箔形成,至少具有底壁和从底壁立起的周壁。
5.一种食品包装体,是在权利要求4所述的铝合金箔成形容器中装纳食品而成的。

说明书全文

合金

技术领域

[0001] 本发明涉及:适合于利用电磁烹调器进行加热烹调的食品包装体,及用作该食品包装体的容器的铝合金箔成形容器,及该容器的原材料即用特定的制造方法得到的具有特定厚度和电阻率值的铝合金箔,及该铝合金箔的制造方法。

背景技术

[0002] 在铝箔成形容器中装纳面类、火锅等食品而成的食品包装体,由于不必转移至其它容器,直接加热烹调就能够进食,进食后可以将容器扔掉,因而很便利,在便利店被销售等而广为普及。
[0003] 以往,一般将这些食品包装体通过气灶等用火直接加热烹调,然而近年来,从对火灾的安全性等出发,迅速普及了电磁烹调器,因而需要能够用电磁烹调器进行加热烹调的食品包装体。
[0004] 这样的电磁烹调器的加热原理的概要如下:
[0005] 在内置于电磁烹调器的线圈中流过交流电流,如果在其上放置金属制的容器,则因线的变化而发生电磁感应,为防止磁力线的变化在容器的底面产生涡电流。
[0006] 如果该涡电流流过容器,则由于作为容器原材料的金属所具有的电阻而产生热,结果使装纳于容器中的食品被加热。
[0007] 然而,如果将以往用于利用煤气灶等进行加热的食品包装体的铝箔成形容器在电磁烹调器上使用,则有时加热效率变差。
[0008] 另外,以“锅确认灯”等为一般消费者所知的、判断电磁烹调器能否工作的标准,因制造厂商而异,因此,铝箔成形容器有时无法在部分的品牌、型号的电磁烹调器上使用。
[0009] 为解决这些问题,有必要提高铝箔成形容器的电阻值来提高发热性能,或使之能工作于各种电磁烹调器。
[0010] 提高电阻值的最简单的方法是将铝箔的厚度制薄,然而如果过薄,则铝箔成形容器的强度降低,有可能不能保持食品或发生变形
[0011] 作为提高电阻值的其它方法,有添加杂质的方法,但装纳于容器中的食品多含盐分,若由于杂质的添加而使铝箔成形容器的耐蚀性变差,则有可能容器变色、或内容物从腐蚀孔漏出。
[0012] 如此,将箔的厚度制薄、或增加杂质的添加量是有限度的。
[0013] 因此,如下所述,设计了各种为了适于用电磁烹调器进行加热烹调而进行了改良的铝箔成形容器。
[0014] 例如,在专利文献1中公开了层叠2片以上的铝箔并在其外面设有隔热层的铝箔成形容器。
[0015] 另外,在专利文献2中公开了重叠箔和铝箔并成形得到的容器。
[0016] 在专利文献3中公开了至少将底面形成为平面状,并且将厚度形成为12μm~96μm的铝箔成形容器。
[0017] 在专利文献4中,公开了由0.15~0.35重量%的Si、2.2~2.8重量%的Mg、0.10~0.35重量%的Cr、合计1.5重量%以下的微量元素、和100重量%中余部为Al而构成的铝箔成形容器。
[0018] 另外公开了由0.15~0.35重量%的Si、1.0~1.8重量%的Mn、0.8~1.8重量%的Mg、合计1.5重量%以下的微量元素、和100重量%中余部为Al而构成的铝箔成形容器。
[0019] 在专利文献5中,公开了至少底壁为层叠2片以上的铝箔而成,且层叠的箔之间部分相互接触的铝箔成形容器。
[0020] 在专利文献6中,公开了由如下复合铝箔形成的成形容器,所述复合铝箔在铝合金芯材的单面或双面上被覆有铝合金表皮,所述铝合金芯材含有0.1~2.0质量%的Mg和0.03~0.5质量%的Cr、且100质量%中余部为铝和不可避免的杂质,所述铝合金表皮含有0.01~0.05质量%的Cr和0.05~0.5质量%的Ti、且100质量%中余部为铝和不可避免的杂质。
[0021] 但是,专利文献1中所述的容器不适于冷冻保存,另外隔热层为纸等时,在空烧时有燃烧的危险。
[0022] 另外,专利文献2所述的容器,有制造工序复杂且重量变大的问题。
[0023] 专利文献3和专利文献4所述的容器,由于达不到足够的电阻值,因而有无法利用部分电磁烹调器进行加热烹调的问题。
[0024] 专利文献5所述的容器,由于若容器底壁所层叠的铝箔的接触面积不同则电阻值也变得不同,因而,例如,如果填充内容物时底面发生变形而使接触面积增加,则电阻值变小,得不到必要的电阻值。
[0025] 专利文献6所述的容器,若芯材和表皮的组成不同则加工性也不同,因而作为复合箔而得到的容器的形状受限,不能应对需要富有创意性的容器的市场需求,另外,工时累加,因而有作为一次性的铝箔容器变得昂贵的问题。
[0026] 另外,在本申请人在先申请的特愿2007-57474号中,记载了使用如下铝合金的铝箔成形容器,所述铝合金是在100质量%中含有93质量%以上的Al、2~5质量%的Mg、0.2~1.0质量%的Cr、0.01~3.0质量%的Mn、0.005~0.6质量%的Ti、0.005质量%以下的Cu、0.1质量%以下的Si、和0.2质量%以下的Fe,电阻率值为5~10μΩcm的铝合金。
[0027] 但是,此时,由于在铝箔上结晶析出Al-Cr-Mn系的硬、粗大的金属间化合物,因而由铝箔成型容器时,考虑有发生针孔等缺陷的可能性,对于耐针孔性而言,存有改良的余地。
[0028] 这样,上述任一种都存有问题或改良的余地,如果能设计出由具有一定以上的电阻率值的铝合金箔单体形成、成形性和耐蚀性优异、适合于利用电磁烹调器进行加热烹调的铝合金箔成形容器,则可以解决上述所有问题。
[0029] 专利文献1:实开昭61-194293号公报
[0030] 专利文献2:特开平7-33133号公报
[0031] 专利文献3:特开2002-51906号公报
[0032] 专利文献4:特开2003-153802号公报
[0033] 专利文献5:特开2004-379号公报
[0034] 专利文献6:特开2002-19835号公报

发明内容

[0035] 因此,本发明的课题在于提供如下的铝合金箔成形容器等,即,由具有一定以上的电阻率值的铝合金箔单体形成、成形性和耐蚀性优异、且适合于利用电磁烹调器进行加热烹调的铝合金箔成形容器等。
[0036] 本发明人等经过精心研究,结果发现,由特定的制造方法得到的具有特定厚度和电阻率值的铝合金箔具有优异的性质,从而完成了本发明。
[0037] 具体而言,本发明所述的铝合金箔通过如下方式得到,即,将铝合金的熔液以100℃/秒以上的冷却速度铸造成10mm以下的厚度,接着冷轧至50~300μm的厚度,接着实施在300℃以上的温度下加热保持时间为10分钟以内的退火;并使得厚度为50~
200μm、电阻率值为6.0μΩcm以上。
[0038] 上述这样的铝合金箔的成形性(特别是耐针孔性)和耐蚀性优异,对于电阻率值而言,由该合金箔成型容器时,该电阻适合于用电磁烹调器进行的加热烹调。
[0039] 另外,本发明所述的铝合金箔成形容器是由该铝合金箔形成的,至少具有底壁和从底壁立起的周壁。
[0040] 进而,本发明所述的食品包装体是在该铝合金箔成形容器中装纳食品而形成的。
[0041] 在此,该铝合金箔的退火优选设为在350℃以上的保持时间为1分钟以内。
[0042] 另外,铝合金箔的平均结晶粒径优选为1~30μm。
[0043] 该铝合金箔的组成更优选为,含有0.5≤Mn≤3.0质量%的Mn、0.0001≤Cr<0.20质量%的Cr、0.2≤Mg≤1.8质量%的Mg、0.0001≤Ti ≤0.6质量%的Ti、0<Cu≤0.005质量%的Cu、0<Si≤0.1质量%的Si、0<Fe 0.2质量%的Fe,余部为铝和不可避免的杂质。
[0044] 从方法的观点设计本发明,则可理解为如下的铝合金箔的制造方法,即,包括如下工序:将铝合金的熔液以100℃/秒以上的冷却速度铸造成10mm以下的厚度的工序;接着冷轧至50~300μm的厚度的工序;接着实施在300℃以上的温度下加热保持时间为10分钟以内的退火的工序。
[0045] 经上述工序,通过形成具有上述厚度和电阻率值的铝合金箔,可以得到以铝合金箔单体形成、成形性和耐蚀性优异、适合于利用电磁烹调器进行加热烹调的铝合金箔成形容器等。附图说明
[0046] 图1:铝合金箔成形容器的立体图。
[0047] 图2:(a)为铝合金箔成形容器的俯视图,(b)为(a)的II-II箭头截面图。
[0048] 符号说明
[0049] 10 铝合金箔成形容器
[0050] 11 底壁
[0051] 12 周壁
[0052] 13 边缘

具体实施方式

[0053] 图1和图2所示的实施方式的铝合金箔成形容器10,是用公知的方法将铝合金箔单体成形而得的,由圆正方形的底壁11、从底壁11周缘扩展立起的周壁12、和从周壁12上缘平伸出的边缘13构成。
[0054] 如图所示,底壁11上形成有多个压纹,周壁12上形成有多个纵肋,边缘13的外周设有缘卷边。
[0055] 该铝合金箔成形容器10在装纳了面类、火锅等食品的状态下,主要用于利用电磁烹调器的加热烹调。
[0056] 在此,底壁11的投影面积优选约70~255cm2。因为如果小于70cm2,则不能进行2
利用电磁烹调器的加热(温度无法上升),如果超过255cm,则作为容器的强度变得不够。
[0057] 当然,该容器10也可以用于煤气灶等利用直火的加热烹调。
[0058] 铝合金箔的厚度优选50~200μm,更优选60~100μm。
[0059] 因为如果小于50μm,则铝合金箔成形容器10的强度降低,有可能不能保持食品、或发生变形,如果超过200μm,则有可能难以加工成成形容器。
[0060] 另外,因为如果小于50μm,则在成形为容器时以硬、粗大的金属间化合物等为起点有可能发生针孔等的缺陷,如果超过200μm,则难以得到所希望的电阻值。
[0061] 铝合金箔成形容器10的铝合金箔的电阻率值为6.0μΩcm以上,优选6~10μΩcm、更优选6.5~10μΩcm。
[0062] 因为如果电阻率值小于6.0μΩcm,则为了得到电磁烹调器的使用所必需的电阻值,必须将铝合金箔的厚度制薄,有可能成形容器10的强度降低而不能保持内容物或发生变形。
[0063] 电阻率值的上限没有特别限定,一般为10μΩcm左右。
[0064] 因为虽然通过对电阻率贡献率大的合金元素的固熔、加工变形的导入可以增大电阻率值,但如果电阻率值超过10μΩcm,则有可能难以加工成成形容器。
[0065] 具有所希望的电阻率值的铝合金箔可以通过如下方式得到:制备具有规定组成的熔液后,以100℃/秒以上的冷却速度铸造成10mm以下的厚度,对得到的铝合金实施冷轧而压延至厚度为50~300μm,实施在300℃以上加热保持时间为10分钟以内的退火,然后如果需要的话,进一步实施冷轧而使厚度为50~200μm。
[0066] 将铸造时的冷却速度设在100℃/秒以上,是为了抑制所添加的合金元素的结晶析出而促进固熔,从而使电阻率为6μΩcm以上。
[0067] 另外,将铸造厚度设为10mm以下的厚度,是为了使板厚中心部的铸造时的冷却速度为100℃/秒以上。
[0068] 作为这样的铸造方法,可以举出各种的连续铸造压延法,例如(1)在平行的制带和两侧的模之间制成的模具中注入熔液的带式、(2)代替上述的带而使用连接模块的连接模块式、(3)在一对辊之间用陶瓷制的喷嘴注入熔液的双辊式等。
[0069] 使冷轧后的箔厚为50~300μm,是为了直到退火为止都赋予充分的加工变形来控制平均结晶粒径。
[0070] 为了容易加工成成形容器,得到的冷轧箔在300~600℃下进行退火。
[0071] 此时,将300℃以上的保持时间设在10分钟以内,是为了抑制所添加的合金元素的结晶析出而促进固熔,从而使电阻率为6μΩcm以上。
[0072] 更优选的是,将350℃以上的保持时间设在1分钟以内,保持时间的下限约为1秒。
[0073] 作为这样的退火方法,可以举出连续退火线(CAL)等。
[0074] 另外,铝合金箔的平均结晶粒径没有限定,但优选1~30μm,更优选5~20μm,进一步优选5~10μm。
[0075] 因为如果超过30μm则有可能难以加工成成形容器,另外,因为虽然优选平均结晶粒径小,但通常为1μm左右。
[0076] 这样的铝合金箔可以如下得到:以100℃/秒以上的冷却速度铸造成10mm以下的厚度,将得到的铝合金冷轧至50~300μm,然后进行退火。
[0077] 本发明所说的结晶粒径是指,相对于冷轧方向为垂直方向的结晶粒的最大宽度。
[0078] 铝合金箔的组成没有特别限定,但更优选在Al中含有0.5≤Mn≤3.0质量%的Mn、0.0001≤Cr<0.20质量%的Cr、0.2≤Mg≤1.8质量%的Mg、0.0001≤Ti≤0.6质量%的Ti、0<Cu≤0.005质量%的Cu、0<Si≤0.1质量%的Si、和0<Fe≤0.2质量%的Fe。
[0079] 如果Mn小于0.5质量%,则无法得到作为电磁烹调用的成形容器10所必需的电阻率值,另外,如果超过3.0质量%,则强度变得过大,有可能变得难以进行容器10的成型。
[0080] 如果Cr小于0.0001质量%,则无法得到作为电磁烹调用的成形容器10所必需的电阻率值,另外,如果为0.20质量%以上,则与其它添加元素一起结晶析出硬、粗大的金属间化合物,因而在由铝合金箔成型容器时,有可能发生针孔等的缺陷。
[0081] 如果Mg小于0.2质量%,则无法得到作为电磁烹调用的成形容器10所必需的强度,另外,如果超过1.8质量%,则强度变得过大,有可能变得难以进行容器10的成型。
[0082] 如果Ti小于0.0001质量%,则无法得到作为电磁烹调用的成形容器10所必需的电阻率值,铝合金箔的平均结晶粒径变大,有可能变得难以进行容器10的成型。
[0083] 另外,如果超过0.6质量%,则强度变得过大,有可能变得难以进行容器10的成型。
[0084] 如果Cu超过0.005质量%,则有可能由于装纳于成形容器10中的食品,而铝合金箔发生变色、或形成腐蚀孔
[0085] Cu含有率的下限没有特别限定,一般为0.0005质量%左右。
[0086] 如果Si超过0.1质量%,则有可能由于装纳于成形容器10中的食品,而铝合金箔发生变色、或形成腐蚀孔。
[0087] Si含有率的下限没有特别限定,一般为0.0005质量%左右。
[0088] 如果Fe超过0.2质量%,则有可能由于装纳于成形容器10中的食品,而铝合金箔发生变色、或形成腐蚀孔。
[0089] Fe含有率的下限没有特别限定,一般为0.0005质量%左右。
[0090] 作为铝合金的主要组成的Al由于传热性优异、轻量、价廉、加工容易等,因而作为一次性容器的原料而广为使用。
[0091] 在此,一般在铝的炼制、精制、熔制过程中混入Fe、Si、Cu、Ti、V、Ga等元素作为杂质元素,通过组合各种品质(成色)的铝进行配合,可以调整这些元素的含量。
[0092] 本发明中的铝合金可以通过如下方式制造:在如此调整杂质元素后,添加配合某种元素作为有意义的元素。
[0093] 实施例
[0094] 以下示出实施例和比较例,进一步明确发明的特征。不过,本发明的范围不限于这些实施例。
[0095] 在实施例和比较例中使用了表1所示组成的铝合金。另外,箔的组成分析是用ICP发光分光分析装置进行的。
[0096] 表1
[0097]
[0098] 实施例和比较例的铝合金箔,是制备铝合金熔液后,在表2所示的条件下进行铸造、压延和退火,而制成厚度为100μm的试样。
[0099] 表2
[0100]
[0101] 表2中带下划线的数值表示在本发明的铝合金箔铸造时的冷却速度、铸造厚度、退火的加热保持时间的范围之外。
[0102] 下面,在表3中示出实施例和比较例的铝合金箔的电阻率的值、平均结晶粒径、耐蚀性和成形性的测试结果。
[0103] 表3
[0104]
[0105] 在实施例和比较例中得到的试样的电阻率和平均结晶粒径是如下测定的。
[0106] 首先,电阻率是在温度293K下用直流四端子法测定的,表3中带下划线的数值表示在本发明的铝合金箔的电阻率的范围之外。
[0107] 接着,平均结晶粒径是如下求出的:对用光学显微镜拍摄的结晶粒照片中任意的100个结晶粒,测定相对于冷轧方向为垂直方向的结晶粒的最大宽度,求其平均值。
[0108] 表3中带下划线的数值表示在本发明的铝合金箔的特别优选的平均结晶粒径的范围之外。
[0109] 另外,耐蚀性通过如下方式评价:在10cm×17cm的塑料制桶中装入500ml的酱油,将3cm×6cm的试样浸渍其中,在20℃保持10天后,用目视观察表面的腐蚀状态。
[0110] 表3中○表示未看到变色,×表示看到腐蚀孔。
[0111] 进而,成形性A通过如下方式评价:将30cm×30cm的试样各100片加压成形为图1和图2所示的形状,对各成形容器进行目视观察。
[0112] 表3中○表示在底壁和从底壁立起的周壁上看到破裂的成形容器完全没有,×表示看到破裂的成形容器为1个以上。
[0113] 另外,成形性B通过如下方式评价:将30cm×30cm的试样各100片加压成形为图1和图2所示的形状,用针孔检测机对各成形容器进行有无针孔的确认。
[0114] 表3中○表示检测出针孔的成形容器完全没有,×表示检测出针孔的成形容器为1个以上。
[0115] 由表3可知,在实施例中,均为成形性、耐蚀性优异,电阻率显示出对于采用电磁烹调器的加热烹调而言为足够的值。
[0116] 特别是由成形性B的测试可知,在实施例中,成型时的耐针孔性非常优异。
[0117] 与此相对,在比较例2中,成形性A差;在比较例1、2中,成形性B差;在比较例3、4中,耐蚀性差;在比较例2、3、4中,电阻率小而发热性不足。可知所有的比较例都比实施例差。
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