CN104508162A - 铝合金箔及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供具有良好的成形性的铝合金箔。本发明的铝合金箔，其含有Fe：0.8～2.0质量％、Si：0.05～0.2质量％、Cu：0.0025～0.5质量％，余量由Al及不可避免的杂质构成，平均结晶粒径为20μm以下、圆当量直径1.0～5.0μm的金属间化合物存在1.0×104个/mm2以上。

Description

铝合金箔及其制造方法
技术领域
本发明涉及具有高成形性的铝合金箔及其制造方法。
背景技术
包装药品的PTP(press through package)多数情况下采取利用容器与盖材的组合进行包装的形式。容器侧要求深拉成形，在通常的带状包装体中，作为容器使用将塑料薄膜、例如聚丙烯等树脂薄膜进行成形而得到的容器。特别是对于在保存时要求水蒸气阻隔性的内容物的片剂等而言，多数情况下也以将阻隔性高的铝箔与树脂薄膜在单面或双面上贴合而成的复合体的形式使用。近年来，药品具有各种形态和大小，对其进行包装的包装体也需要配合它们的形态、进行至今为止更深入地成形。
另外，为了对二次电池的外包装材料也赋予水蒸气阻隔性，使用具有在铝合金箔的双面上贴合有树脂薄膜的复合体结构的材料。近年来，随着移动通讯设备、笔记本型个人电脑、立体声耳机、摄像机等电子设备的小型轻量化，片状且薄型的锂离子二次电池等二次电池作为其驱动源备受重视。对于二次电池而言要求耐受长时间使用的充电容量或者高输出。因此，由电池的电极、隔板构成的元件的结构变得复杂化、多层化，要求更深的凹部成形等的苛刻条件下的成形。
特别是对片状且薄型的锂离子二次电池的外包装材料进行使成形凹部的四角中的肩部和角部的半径R更小、使成形高度更深的方形容器冲压成形。其结果，在成形凹部内能够收容的电极材料的填充量增加，从而可以进一步提高电池容量。另外，在方形容器冲压成形试验时，为了抑制凸缘褶皱的产生，多数情况下负荷高褶皱压力来实施试验。在负荷高褶皱压力时，由于在模具的两面和外包装材料上产生高摩擦力，因此，冲压成形载荷变大。因此，在方形容器冲压成形时为了进行更深的成形，提高锂离子二次电池的外包装材料的强度很重要。即，对于构成锂离子二次电池的外包装材料的铝合金箔要求高强度。
成形用的包装体1通常如图2所示，构成在外包装材料主体8的单面上层压贴合热封层9、在另一面上层压贴合合成树脂制膜10的形状。包装体1如图1所示，为了收容正极集电体2等层压体，以其中央部为凹部、周边部为平坦部的方式成形。因此，外包装材料主体8、热封层9以及合成树脂制薄膜10需要采用成形性良好的材料。
以往，作为外包装材料主体8，为了不对内容物的品质产生不良影响，优选使用水分和空气等难以透过且具有良好成形性的金属箔、特别是铝合金箔。作为该铝合金箔主要使用JIS1100、3003、8079或8021中规定的组成等。
例如，作为外包装材料主体8公开了一种厚度为20～60μm、相对于轧制方向的0度、45度、90度方向的拉伸度全部为11％以上的铝箔(专利文献1)。另外，作为同样的外包装材料主体8公开了一种含有Fe 0.8～2.0％、Cu 0.02～0.05％、Si 0.03～0.1％的耐腐蚀性优良的铝合金箔(专利文献2)。另外，作为同样的外包装材料主体8公开了一种含有Fe 0.8～2.0％、Si 0.2％以下，Mn 0.1％以下、规定了圆当量直径0.2～1.0μm的金属间化合物的高强度的铝合金箔(专利文献3)。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本特开2005-163077号公报
[专利文献2]日本特开2006-312768号公报
[专利文献3]日本特开2005-163097号公报
发明内容
[发明所要解决的课题]
但是，上述文献记载的现有技术中，如最近的锂离子二次电池等中使用的外包装材料那样在褶皱压力高的条件下实施的方形容器冲压成形试验中，难以充分满足要求高成形高度的特性。
专利文献1的铝合金箔中，如果为了形成很深的凹部而进行苛刻的方形容器冲压成形，则有时在成形凹部的肩部周边产生龟裂和针孔。即，对铝合金箔实施比较浅的凹部的成形加工时没有问题，但为了增加内容物容量而使用铝合金箔在包装体的中央部形成很深的凹部时，在外包装材料主体的特别是凹部与平坦部的边界部容易产生龟裂等，水分和空气等容易透过，存在成为对内容物的品质带来不良影响的包装体的缺点。特别是在用作二次电池外包装材料用途的情况下，水分和空气透过时，通过与电池内部的电解液的反应生成氢氟酸(fluorhydric acid)，从而形成容易腐蚀电池内部的环境。另外，专利文献1的铝合金箔中，为了提高成形性，使相对于轧制方向的0度、45度、90度方向的拉伸度值提高，但对于上述各轧制方向的强度不充分，另外，结晶粒径也难以变微小，因此，无法得到更高的成形性。
另外，专利文献2的铝合金箔中，为了提高耐腐蚀性和强度，控制合金成分和金属间化合物的个数，但是，仅通过控制这些物性，强度的提高并不充分，无法得到更高的成形性。
另外，专利文献3的铝合金箔中，提出一种控制金属间化合物的个数的高强度的铝合金箔，不过，仅通过规定这些金属间化合物，结晶粒径的微小化和强度的提高不充分，无法得到更高的成形性。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供具有良好的成形性的铝合金箔及其制造方法。
[用于解决问题的手段]
本发明人对作为成形包装材料使用的铝合金箔进行研究的结果发现，将成分规定在适当的范围内，使金属间化合物的个数和结晶粒径最佳化，大幅提高成形性，从而完成了本发明。
即，根据本发明，提供一种铝合金箔，其特征在于，含有Fe：0.8～2.0质量％、Si：0.05～0.2质量％、Cu：0.0025～0.5质量％，余量由Al及不可避免的杂质构成，平均结晶粒径为20μm以下，圆当量直径1.0～5.0μm的金属间化合物存在1.0×104个/mm2以上。
特别是上述铝合金箔进一步优选相对于轧制方向的0度、45度、90度的拉伸强度的平均值为100N/mm2以上。通过该规定，本发明的铝合金箔即使通过褶皱压力大、成形载荷大的方形容器冲压成形也能够提高成形高度。
另外，根据本发明，优选具备上述铝合金箔的成形包装体材料。根据该成形包装体材料，由于使用上述具有良好的成形性的铝合金箔，因此，能够提高成形高度，作为二次电池用外包装材料等成形包装体材料，能够进行更深的凹部成形。其结果，在成形凹部内能够收容的量增加，从而可以进一步提高容量。
另外，根据本发明，优选提供使用上述成形包装体材料的二次电池。根据该二次电池，由于使用上述具有深凹部成形的成形包装体材料，在二次电池外包装材料的成形凹部内能够收容的电极材料等电池材料的填充量增加，有助于进一步提高电池容量等有利于二次电池的高性能化。
另外，根据本发明，优选提供使用上述成形包装体材料的药品包装容器。根据该药品包装容器，由于使用上述具有深凹部成形的成形包装体材料，因此，能够在药品包装容器的成形凹部内收容，因而，可以进一步提高药品的收容量和形状选择的自由度。
另外，根据本发明，提供一种上述铝合金箔的制造方法，其包括：将铝合金铸块在400℃以上且550℃以下进行1小时以上且6小时以下的匀质化保持的工序，所述铝合金铸块中，Fe：0.8～2.0质量％、Si：0.05～0.2质量％、Cu：0.0025～0.5质量％，余量由Al及不可避免的杂质构成；在该匀质化保持后实施热轧以及冷轧的工序；在该冷轧的过程中实施在350℃以上保持的中间退火的工序；使从该中间退火后直到达到最终箔厚的冷轧率为95％以上来实施冷轧的工序；和在该冷轧后实施最终退火而得到上述铝合金箔的工序。
根据该方法，能够提供一种铝合金箔，其通过特定的工序对特定的组成的铝合金铸块进行处理，适当控制从中间退火后直到达到最终箔厚的冷轧率，由此，能够适当地控制平均结晶粒径、铝合金箔表面的金属间化合物个数，因此，适于像锂离子二次电池等那样要求高成形性的成形包装材料用。
[发明效果]
根据本发明，能够提供一种铝合金箔，其由于适当地控制铝合金箔的组成、平均结晶粒径、铝合金箔的规定的金属间化合物个数，因此，适于像锂离子二次电池和药品包装容器等这样要求高成形性的成形包装体材料。
附图说明
[图1]是表示片状且薄型的锂离子二次电池的内部结构的一例的示意截面图。
[图2]是表示二次电池的外包装材料的一般例的示意截面图。
具体实施方式
(1)铝合金箔的组成
本实施方式中，在铝合金箔中含有的Fe的含量为0.8～2.0质量％。Fe通过在上述范围内添加而具有提高强度和拉伸度的效果。另外，由于能成为重结晶的成核点的圆当量直径1.0～5.0μm的金属间化合物增加，因此，重结晶后的结晶粒径变微小，在方形容器冲压成形时容易均匀地变形，成形性提高。Fe的含量低于0.8质量％时，强度降低，结晶粒径***大，因此成形性降低。另外，Fe的含量超过2.0质量％时，在铸造时容易形成巨大的金属间化合物，从而在冷轧中容易产生裂纹。另外，即使在方形容器冲压试验时也容易成为裂纹的起点，因此成形性降低。从强度和制造上的观点出发，更优选Fe的含量特别为1.1质量％以上且1.7质量％以下。该Fe的含量例如为0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0质量％，可以为在此例示出的数值的任意二个值之间的范围内。
在本实施方式的铝合金箔中含有的Si的含量为0.05～0.2质量％。Si通过在上述范围内添加而使强度提高。
Si的含量低于0.05质量％时，强度降低，因此，成形性降低。另外，需要使用高纯度的金属锭(Al)，在经济上电不优选。另一方面，Si的含量超过0.2质量％时，能成为重结晶的成核点的圆当量直径1.0～5.0μm的金属间化合物减少，因此，最终退火后的结晶粒径变大，因而，在成形时容易引起不均匀的成形，铝合金箔的成形性降低。从强度和结晶粒径的观点出发，优选Si的含量特别为0.06质量％以上且0.1质量％以下。该Si的含量例如为0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.10、0.11、0.12、0.13、0.14、0.15、0.16、0.17、0.18、0.19、0.20质量％，可以为在此例示出的数值的任意二个值之间的范围内。
在本实施方式的铝合金箔中含有的Cu的含量为0.0025～0.5质量％。Cu通过在上述范围内添加而使强度提高。Cu含量如果在上述范围内，则添加的Cu在作为母相的铝合金中大部分发生固溶，因此，在重结晶时能够成为成核点的圆当量直径1.0～5.0μm的金属间化合物的个数几乎不会发生变化。因此，在上述范围内的添加量时，使结晶粒径维持微小粒径，并且由于向铝合金中固溶的Cu的影响，能够得到高强度。
Cu的含量低于0.0025质量％时，强度降低，因此，成形性降低。另一方面，Cu的含量超过0.5质量％时，轧制时的加工固化增大，冷轧时的轧制性降低。从强度和轧制性的观点出发，优选Cu的含量特别为0.005质量％以上且0.4质量％以下。该Cu的含量例如为0.0025、0.005、0.01、0.05、0.1、0.11、0.15、0.2、0.21、0.25、0.3、0.31、0.35、0.4、0.45、0.5质量％，可以为在此例示出的数值的任意二个值之间的范围内。
在本实施方式的铝合金箔中含有的不可避免的杂质分别为0.05质量％以下，合计0.15质量％以下。特别是Ti、Mn、Mg、Zn等不可避免的杂质分别超过0.05质量％、以及合计超过0.15质量％时，轧制时的固化大，容易发生轧制中的断裂。
(2)铝合金箔的物性
本实施方式的铝合金箔中的平均结晶粒径为20μm以下。优选为16μm以下。平均结晶粒径例如为5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20μm以下，可以为在此例示出的数值的任意二个值之间的范围内。平均结晶粒径可以通过公知的方法测定，可以使用例如剪切法测定。剪切法是计数在某个线段内具有几个晶粒、求出线段除以其个数而得到的大小的方法。
铝合金箔的平均结晶粒径受到所添加的元素量和制造时的各种制造条件的影响很大。特别是受到铝合金箔的成分、铝合金箔的金属间化合物的个数、从中间退火后到最终箔厚的冷轧率以及最终退火条件的影响很大。像本实施方式那样，在添加Fe和Si以外还添加有Cu的铝合金成分中，由于在铝合金中固溶的Cu的影响，最终退火时的重结晶变困难。在最终退火时，为了使结晶粒径微小地重结晶，使在重结晶时能够成为成核点的圆当量直径1.0～5.0μm的金属间化合物以1.0×104个/mm2以上存在。
铝合金箔的平均结晶粒径超过20μm时，在板厚截面方向所占的晶粒的个数少，因此，容易引起变形的局部化，成形性降低。另外，在铝合金箔的平均结晶粒径大的情况下，与构成外包装材料的树脂薄膜的密合性也降低，因此，在方形容器冲压成形试验时，也有时树脂薄膜与铝合金箔的界面发生剥离，成为成形性降低的原因。
在本实施方式的铝合金箔中圆当量直径1.0～5.0μm的金属间化合物以1.0×104个/mm2以上存在。优选为1.5×104个/mm2以上。关于金属间化合物的个数，例如为1.0×104、1.5×104、2.0×104、2.5×104、3.0×104个/mm2以上，可以为在此例示出的数值的任意二个值之间的范围内。这些金属间化合物由Al-Fe系或者Al-Fe-Si系构成。这些金属间化合物在重结晶时成为成核点，因此，个数越多则越多，最终退火后的结晶粒径变微小。其结果，铝合金箔的强度提高，在方形容器冲压试验时容易更均匀地变形，因而成形性提高。
金属间化合物的圆当量直径低于1.0μm以及金属间化合物的个数低于1.0×104个/mm2时，作为重结晶时的成核点的效果少，对晶粒微小化的影响少。其结果，无法得到高强度，在方形容器冲压试验时也容易引起变形的局部化。圆当量直径超过5.0μm的金属化合物能够成为针孔的发生起点和冷轧时的裂纹原因，因此，容易成为使生产率降低的原因。另外，在方形容器冲压成形试验时，电容易成为裂纹等的产生起点，因此，成为使成形性降低的原因。
金属间化合物的个数可以通过公知的方法测定。例如，可以通过光学显微镜观察铝合金箔的表面。另外，也可以使用将铝合金箔的表面的显微镜图像输入计算机的图像分析软件进行分析。
本实施方式中，对铝合金箔的表面进行镜面研磨后，以400倍观察10个视野，用图像分析装置测定金属间化合物的个数。然后，求出各个金属间化合物的圆当量直径。关于金属间化合物的个数以及圆当量直径的测定，没有特别限定，可以使用图像分析软件，可以通过使用例如“A像君”(旭化成工程株式会社制)来进行。
需要说明的是，本说明书中，圆当量直径定义为将金属间化合物的面积作为正圆换算而得到的直径。
本实施方式中，关于铝合金箔的强度，相对于轧制方向的0度、45度、90度的拉伸强度的平均值优选为100N/mm2以上。另外，更优选为110N/mm2以上。相对于轧制方向的0度、45度、90度的拉伸强度的平均值例如为100、110、120、130、140、150、200N/mm2以上，可以为在此例示出的数值的任意二个值之间的范围内。
在负荷高褶皱压力的方形容器冲压成形时，外包装材料与模具的摩擦力变大，因此，通过冲的成形载荷变大。因此，在方形容器冲压成形试验时为了使成形高度进一步提高，与使从外包装材料和模具双面产生的摩擦力与在凸缘变形时发生的材料的流入阻力合起来的冲的成形载荷相比，要求外包装材料的侧壁强度更大。即，使外包装材料的侧壁强度提高，但为了使方形容器冲压成形试验中的成形高度提高，构成外包装材料的铝合金箔的拉伸强度越高越优选。另外，在方形容器冲压成形试验中，需要提高在短边部、长边部、凸缘部中的各强度，因此，需要分别提高相对于轧制方向的0度、45度、90度的各方向的强度。上述相对于轧制方向的0度、45度、90度方向的拉伸强度的平均值低于100N/mm2时，在褶皱压力大的方形容器冲压成形时难以得到高成形高度。
本实施方式中的铝合金箔的耐力是任意的，优选相对于轧制方向的0度、45度、90度的0.2％耐力值的平均为65N/mm2以上。耐力值的平均低于65N/mm2时，在负荷高褶皱压力的凸缘部，通过塑性变形，板厚容易减少。其结果，在方形容器冲压成形时，在侧壁部容易引起断裂，因此，有时难以得到高成形高度。
本实施方式中的铝合金箔的拉伸度是任意的，可以通过使平均结晶粒径和强度等变化进行适当调节而得到，为越高的值，成形性也越良好。具体而言，相对于轧制方向的0度、45度、90度方向的拉伸度值的平均为15％以上时，成形性变良好，因此优选。特别是相对于轧制方向的0度、45度、90度方向的拉伸度值的平均更优选为17％以上。
本实施方式中的铝合金箔的厚度是任意的，可根据用途和成形条件等适当调节，通常优选为10～100μm。在制造厚度低于10μm的铝合金箔的情况下，容易产生针孔和轧制时的断裂等，生产效率容易降低。另外，厚度超过100μm时，包装体整体的厚度变得过厚，得到的成形包装体的小型化难以实现，因此不优选。
(3)铝合金箔的制造方法
本实施方式中，铝合金箔通过如下工序来制造，所述工序为：将铝合金铸块在400℃以上且550℃以下进行1小时以上且6小时以下的匀质化保持的工序，所述铝合金铸块中，Fe：0.8～2.0质量％、Si：0.05～0.2质量％、Cu：0.0025～0.5质量％，余量由Al及不可避免的杂质构成；在该匀质化保持后实施热轧以及冷轧的工序；在该冷轧的过程中实施在350℃以上保持的中间退火的工序；使从该中间退火后直到达到最终箔厚的冷轧率为95％以上来实施冷轧的工序；和在该冷轧后实施最终退火而得到上述铝合金箔的工序。以下，对本实施方式中的铝合金箔的制造方法详细进行说明。
本实施方式中的、铝合金箔的制造方法是将具有上述组成的铝合金在溶解后通过半连铸法而得到铸块。然后，在400℃以上且550℃以下进行1小时以上且6小时以下的匀质化保持，在该匀质化保持后开始热轧。在匀质化保持中，其目的在于，使得存在多个在铸造时结晶的重结晶时容易成为成核点的圆当量直径1.0～5.0μm的金属间化合物，使结晶粒径变得微小。在低于400℃的保持温度以及低于1小时的保持时间时，无法充分消除铸块内存在的在铸造时形成的偏析。其结果，冷轧时容易产生裂纹，生产率降低。在实施超过550℃的保持温度以及超过6小时的保持时间的匀质化保持时，在铸造时结晶的金属间化合物发生凝聚，在重结晶时容易成为成核点的圆当量直径1.0～5.0μm的金属间化合物的数减少，结晶粒径***大，强度降低。从为了使金属间化合物以最适合的尺寸分布的观点出发，匀质化保持温度优选为430℃以上且530℃以下。匀质化保持温度例如为400、430、450、470、510、520、530、540、550℃，可以为在此例示出的数值的任意二个值之间的范围内。
上述匀质化保持结束后，实施热轧。热轧开始温度没有特别限定，从生产率的观点出发，优选在匀质化保持结束后快速地实施热轧。例如，热轧开始温度优选为400℃以上。更优选430℃以上。最优选450℃以上。优选热轧时尽可能使铝合金板重结晶，热轧的结束温度优选为250～400℃。从需要更确实地使热轧后的铝合金板重结晶的观点出发，更优选为300～400℃。另外，在上述热轧后实施冷轧。该冷轧可以通过公知的方法进行，没有特别限定。
作为本实施方式中的铝合金箔的制造方法而言，需要在上述冷轧的过程中在350℃以上进行中间退火。优选为370℃以上，更优选为400℃以上。通过实施中间退火，使铝合金板重结晶，因此，提高轧制性。特别是在本实施方式的铝合金中除了添加Fe和Si以外还添加Cu，因此，冷轧时的变形阻力变大。因此，在从热轧后到最终箔厚的冷轧的过程中实施一次中间退火，但需要防止冷轧时的板断裂。
中间退火的实施时间没有特别限定，为了使其重结晶，优选为1小时以上，更优选为2小时以上。另外，在没有实施中间退火的情况下，直到最终箔厚的冷轧率变大，因此，直到最终箔蓄积的变形量增多，在冷轧中容易发生板断裂和裂纹，因此不优选。如果在低于350℃下实施中间退火，则在最终退火时晶粒容易***大，阻碍变形的均匀性，有时使成形高度降低。中间退火温度的上限没有特别限定，例如为350、370、400、430、450、500℃以上，中间退火温度可以为在此例示出的数值的任意二个值之间的范围内。中间退火温度高，热轧时析出的Fe再次在铝合金中固溶，因此，提高最终退火后的强度。
作为本实施方式中的铝合金箔的制造方法而言，以95％以上实施从中间退火后到最终箔厚的冷轧。从中间退火后到最终箔厚的冷轧率对最终退火后的铝合金箔的平均结晶粒径带来很大影响。通过上述匀质化保持，使得存在多个在铸造时结晶的重结晶时容易成为成核点的圆当量直径1.0～5.0μm的金属间化合物，使成为重结晶的驱动力的从中间退火后到最终箔厚的冷轧率为95％以上，由此，能够使最终退火后的平均结晶粒径变微小。
上述冷轧率低于95％时，在冷轧中蓄积的变形量减少，最终退火后的结晶粒径变大，因此，强度降低，成形性降低。需要说明的是，冷轧率的上限没有特别限定，上述冷轧率越大越优选，更优选为97％以上。
在冷轧结束后，实施最终退火，使铝合金箔成为完全的软质箔。从在完全重结晶的同时使轧制油完全挥发的观点出发，最终退火优选在250～400℃下为5小时以上。更优选在250～350℃下为20小时以上。最终退火的温度例如为250、260、270、280、290、300、310、320、330、340、350、360、370、380、390、400℃，可以为在此例示出的数值的任意二个值之间的范围内。最终退火时间例如为5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150小时以上，可以为在此例示出的数值的任意二个值之间的范围内。
最终退火的温度低于250℃时，没有完全重结晶，因此，难以得到期望的箔。另外，最终退火的温度超过400℃时，在退火中结晶***大，因此，有时成形性降低，因而不优选。在最终退火时的保持时间低于5小时时，箔轧制时的轧制油没有充分挥发，因此，箔表面的润湿降低，特别是将本实施方式的铝合金箔作为成形包装体材料的情况下，有时铝合金箔与层叠的树脂薄膜的密合性容易降低。
最终退火时的升温速度，没有特别限定，优选以50℃/小时以下实施。最终退火时的升温速度超过50℃/小时时，晶粒的一部分***大，因此，在方形容器冲压成形时容易引起不均匀的变形，有时铝合金箔的成形性降低。从铝合金箔的平均结晶粒径的尺寸的观点出发，最终退火时的升温速度优选为40℃/小时以下。最终退火时的升温速度例如为50、45、40、35、30、25、20、15、10℃/小时以下，可以为在此例示出的数值的任意二个值之间的范围内。
＜成形包装体材料＞
本实施方式中，铝合金箔可以作为成形包装体材料优选使用。本说明书中的成形包装体材料是指将本实施方式的铝合金箔成形加工成例如二次电池用、PTP用等各种包装用的材料，作为被包装的制品，可以列举例如药品、锂离子二次电池材料等(包括电极、隔板、电解液等)。
本实施方式中的成形包装体材料使用本实施方式中的铝合金箔，因此，能够优选用于作为二次电池或药品包装容器的成形包装体材料的外包装材料，可以有助于作为二次电池的高性能化和药品的使用的自由度提高。
以下，使用附图对本实施方式中的成形包装体材料详细进行说明。以下的成形包装体材料中的实施方式为例示，没有限定。
图1是表示片状且薄型的锂离子二次电池的内部结构的一例的示意截面图。另外，图2是表示二次电池的外包装材料的一般例的示意截面图。
本实施方式中的成形包装体材料1可以为由本实施方式中的铝合金箔8单体或包含本实施方式中的铝合金箔8的多层构成的材料，没有特别限定，但形成多层的情况下，作为至少构成要素需要具备铝合金箔。具体而言，如图2所示，可以例示出依次层叠合成树脂制膜10、铝合金箔8、热封层9而成的箔，层叠结构没有特别限定。
合成树脂制膜10为了进一步提高成形包装体材料1的成形性，或者为了保护作为包装体的主体主要材料的铝合金箔8，或者为了能够进行印刷，是层压贴合到铝合金箔8的单面上的膜。作为这样的合成树脂制膜10，使用聚酯膜和尼龙膜等。本实施方式的成形包装体材料1可以作为二次电池和药品包装容器使用，特别是形成二次电池的情况下，可以使用本实施方式的成形包装体材料作为二次电池外包装材料用。该情况下需要进行在外包装材料内收容的各种电池部件的发热或放热处理等，因此，作为合成树脂制膜10，优选使用耐热性聚酯膜。
热封层9是用于密封包装体的端部7的层。作为热封层9，可以使用以往公知的热粘性合成树脂。特别是如果为与本实施方式中使用的铝合金箔8的附着性优良、能够保护内容物的材料，则可以任意使用。例如，优选使用非拉伸聚丙烯膜、双轴拉伸聚丙烯膜或马来酸改性聚烯烃。
使本实施方式中的成形包装体材料1为多层的情况下，只要使用本实施方式的铝合金箔8，则没有特别限定，只要满足成形性、胶粘性等内容物的适性，则没有特别限定。例如，根据常规方法，可以在铝合金箔8的单面上隔着胶粘性被膜载置非拉伸聚丙烯膜，进行压接，将该铝合金箔8与该非拉伸聚丙烯膜附着后，在该铝合金箔8的另一面上涂布胶粘剂，在其上载置合成树脂制膜10并贴合。
上述铝合金箔8与聚丙烯膜的压接通常在加热下进行。加热条件没有特别限定，为约160～240℃。另外，压接条件没有特别限定，压力为0.5～2kg/cm2，时间为约0.5～3秒。
另外，作为合成树脂制膜10的胶粘剂，使用以往公知的胶粘剂，例如，使用氨基甲酸酯类胶粘剂等。
本实施方式中的成形包装体材料可以通过公知的方法成形，成形方法没有特别限定，能够特别优选用于深拉成形。在此，作为使用本实施方式中的成形包装体材料1得到包装体的方法的一例，将成形包装体材料1剪裁成期望的大小，得到形成为期望的形状的包装材料，对于该包装材料，以中央部为凹部、周边部为平坦部的方式，并且以热封层9一侧为内面的方式，实施深拉成形。使用实施了深拉成形的包装材料2张，使凹部之间相对，并且使周边部的热封层9之间相接来进行胶粘。另外，留出一部分，将其他周边部进行热封，得到包装体。如果为二次电池外包装材料用，则在中央部收容正极集电体2、正极3、隔离材4、负极5、负极集电体6，进一步用电解质浸渗，由此，能够制造二次电池，另外，可以通过使从二次电池主体延伸的导线向外部伸出、再次将袋口热封等公知的方法来制造。
根据本实施方式中的二次电池，由于使用具备上述具有良好的成形性的铝合金箔的成形包装体材料1，因此，使凹部比以往更深等的进一步深拉成形变良好，可以形成收容量大的二次电池用外包装材料，因此，可以得到耐受长时间使用的充电容量或者高输出的二次电池。
在使用本实施方式中的成形包装体材料1得到药品包装容器的情况下，成形方法可以采用上述的方法。例如，如果为PTP用，则可以收容药(片剂、胶囊等)作为药品包装容器使用。本实施方式的药品包装容器可以通过公知的方法制造，制造方法没有特别限定。
对于该药品包装容器而言，由于使用具备上述具有良好的成形性的铝合金箔8的成形包装体材料1，因此，能够进行方形容器冲压成形等苛刻条件下的深拉成形，实现成形包装体材料1的降低化。另外，根据该药品包装容器，适当地控制铝合金箔的平均结晶粒径以及规定的金属间化合物个数，因此，在深拉成形时难以引起不均匀的变形，在成形体的角部的裂纹也少，因此，来自外部的水蒸气难以侵入成形包装体材料1内，在保存时要求水蒸气阻隔性的内容物的片剂等的长期的品质管理性也优良。
以上对本发明的实施方式进行了说明，但只要不脱离本发明的主旨，则也可以采用上述以外的各种构成。
例如，上述实施方式中，得到二次电池用或药品包装用的成形包装体材料1，但不是特别限定的主旨，也可以用于其他包装用途。例如，不仅是二次电池，也可以用于一次电池的成形包装体材料。如果这样，则使凹部比以往更深等的进一步深拉成形变良好，可以形成收容量多的一次电池用外包装材料，因此，可以得到耐受长时间使用的充电容量或者高输出的一次电池。
[实施例]
接下来，通过实验例示出本发明并进一步进行说明，但本发明不限于这些实验例。
准备具有表1所述的组成的铝铸块，实施表1所述的匀质化保持、热轧、冷轧、中间退火、最终退火，作为最终箔得到厚度40μm的铝合金箔。测定所得到的铝合金箔的相对于轧制方向的0度、45度、90度的拉伸强度、0.2％耐力以及拉伸度，示于表2。关于直到最终箔厚的冷轧时的、裂纹发生的有无，示于表2。另外，铝合金箔的平均结晶粒径和铝合金箔表面的金属间化合物的测定数也同样地示于表2。另外，尝试制作模拟了实际的电池外包装材料的层叠复合材料，方形容器冲压成形试验的结果也示于表2。
关于铝合金箔的拉伸强度，使用宽度10mm的长条状试样片，以夹头间距50mm、拉伸速度10mm/min的速度进行拉伸试验，测定对长条状试样片施加的最大载荷，将除以原试样的截面积而得到的应力作为拉伸强度计算。另外，0.2％耐力是由载荷-拉伸度曲线图的初期上升的近似直线所示的弹性区域内的该直线，求出从0.2％的永久变形的值引出平行线，与上述曲线相交的点、即相当于钢材等的屈服点的点的值。另外，拉伸度通过与拉伸强度的情况同样的测定方法，将长条状试样片断裂时的夹头间距设为L(mm)时，用[(L-50)/50]×100进行计算。
接着，为了对使用实验例中的铝合金箔的成形包装体材料的深拉性为何种程度进行试验，进行以下的实验。在实验例中得到的各铝合金箔的单面上涂布平均粒径6～8μm的由马来酸酐改性聚丙烯15重量份和甲苯85重量份构成的有机溶胶，在200℃下20秒的条件下进行干燥，得到厚度2μm的胶粘性被膜。接着，将厚度40μm的聚丙烯膜在温度200℃、压力2kg/cm2、时间1秒的压接条件下压接到胶粘性被膜表面进行粘贴。最后，在铝合金箔的另一个面(没有粘贴挤出膜的面)上通过氨基甲酸酯类胶粘剂粘贴厚度25μm的双轴拉伸尼龙，得到成形包装体材料。
从上述成形包装材料上以120mm×100mm的大小进行剪切，得到方形容器冲压成形试验的样品。使用长度60mm、宽度40mm、肩部R以及角部R为2.0mm的冲头，以褶皱压力1000kgf，实施方形容器冲压成形试验。成形高度以1.0mm至0.5mm节距增高，以各成形高度进行5次上述方形容器冲压成形试验，将5次全部没有产生针孔和裂纹的最大成形高度示于表2。
如下测定铝合金箔的平均结晶粒径。使用5℃以下的20容量％高氯酸+80容量％乙醇混合溶液，在电压20V下对所得到的各铝合金箔进行电解研磨，然后，进行水洗、干燥后，在25℃以下的50容量％磷酸+47容量％甲醇+3容量％氟化氢酸的混合溶液中，在电压20V下形成阳极氧化被膜，然后，通过光学显微镜施加偏光，观察晶粒，拍摄成照片。由拍摄的照片，通过与JIS H0501相当的剪切法，测定平均结晶粒径。剪切法是计数某个线段内的晶粒个数、并求出将线段除以其个数而得的大小的方法。将各平均结晶粒径示于表2。
铝合金箔表面的金属间化合物的个数如下测定。对铝合金箔的表面进行镜面研磨后，使用光学显微镜，以400倍观察10个视野，用图像分析装置测定金属间化合物的个数。然后，将各个金属间化合物的面积作为正圆换算而得到的直径作为圆当量直径。需要说明的是，金属间化合物中的个数以及圆当量直径使用图像分析软件和“A像君”(旭化成工程株式会社制)进行测定。
[表1]
[表2]
由以上的结果可知，实验例1～19、26、28、31中的铝合金箔，通过组成、平均结晶粒径、以及圆当量直径适当地控制1.0～5.0μm的金属间化合物个数，因此，与实验例中的铝合金箔20～25、27、29、30、32～36相比，方形容器冲压成形试验的成形高度大，表示成形性优良。因此可知，使用实验例1～19、26、28、31中的铝合金箔而得到的成形包装体材料，能够良好地进行深拉成形，适于包装厚度比较厚的内容物。另一方面可知，实验例20～25、27、29、30、32～36中的铝合金箔，方形容器冲压成形试验的成形高度低，成形性不良。因此可知，使用实验例20～25、27、29、30、32～36中的铝合金箔而得到的成形包装体材料，不能良好地进行深拉成形，不适于包装厚度比较厚的内容物。
另外，由以上的结果可知，通过特定的工序对特定的组成的铝合金铸块进行处理，因此，实验例1～19中的铝合金箔与实验例中的铝合金箔20～36相比，方形容器冲压成形试验的成形高度大，表示成形性优良。因此可知，使用实验例1～19中的铝合金箔而得到的成形包装体材料，能够良好地进行深拉成形，适于包装厚度比较厚的内容物。
实验例20中，添加Si量少，因此，强度低，成形高度不会提高。
实验例21中，添加Si量多，因此，以圆当量直径计1.0～5.0μm的金属间化合物的个数少，平均结晶粒径增大，成形高度不会提高。
实验例22中，添加Fe量少，因此，强度低，成形高度不会提高。
实验例23中，添加Fe量多，因此，铸造时粗大的金属间化合物发生结晶，冷轧中产生裂纹。另外，成形高度不会提高。实验例24中，添加Cu量少，因此，强度低，成形高度不会提高。
实验例25中，添加Cu量多，因此，冷轧中产生裂纹。另外，成形高度不会提高。
实验例26中，匀质化保持温度低，因此，无法充分消除铸块的偏析，冷轧中产生裂纹。
实验例27中，匀质化保持温度高，因此，以圆当量直径计1.0～5.0μm的金属间化合物的个数少，最终退火后的平均结晶粒径增大，强度也降低，因此，成形高度不会提高。
实验例28中，匀质化保持时的保持时间短，因此，无法充分消除铸块的偏析，冷轧中产生裂纹。
实验例29中，匀质化保持时的保持时间长，因此，以圆当量直径计1.0～5.0μm的金属间化合物的个数少，平均结晶粒径增大，成形高度不会提高。
实验例30中，中间退火温度低，因此，最终退火后的平均结晶粒径增大，强度也降低，因此，成形高度不会提高。
实验例31中，没有实施中间退火，因此，冷轧中产生裂纹。
实验例32中，从中间退火后直到达到最终箔厚的冷轧率少，因此，不仅强度降低，而且晶粒***大，因此，成形高度不会提高。
实验例33中，最终退火温度低，因此，铝合金箔不会发生重结晶，因而成形高度降低。
实验例34中，最终退火温度高，因此，平均结晶粒径增大，强度也降低，成形高度不会提高。
实验例35中，最终退火时的升温速度大，另外，平均结晶粒径大，因此，强度也降低，成形高度不会提高。
实验例36中，最终退火时的保持时间短，因此，铝合金箔不会发生重结晶，因而成形高度降低。
[符号的说明]
1  外包装材料(成形包装体材料)
2  正极集电体
3  正极
4  隔离材料(separator)
5  负极
6  负极集电体
7  外包装材料的端部
8  外包装材料主体(铝合金箔)
9  热封层
10  合成树脂制膜

Claims (7)

1.一种铝合金箔，其特征在于，含有Fe：0.8～2.0质量％、Si：0.05～0.2质量％、Cu：0.0025～0.5质量％，余量由Al及不可避免的杂质构成，平均结晶粒径为20μm以下、圆当量直径1.0～5.0μm的金属间化合物存在1.0×104个/mm2以上。
2.如权利要求1所述的铝合金箔，其特征在于，相对于轧制方向的0度、45度、90度的拉伸强度的平均值为100N/mm2以上。
3.一种成形包装体材料，其具备权利要求1或2所述的铝合金箔。
4.如权利要求3所述的成形包装体材料，其中，还具备：
在上述铝合金箔的一侧层叠的合成树脂制膜，和
在上述铝合金箔的另一侧层叠的热封层。
5.一种二次电池，其使用权利要求4所述的成形包装体材料。
6.一种药品包装容器，其使用权利要求4所述的成形包装体材料。
7.一种权利要求1或权利要求2所述的铝合金箔的制造方法，其包括：
将铝合金铸块在400℃以上且550℃以下进行1小时以上且6小时以下的匀质化保持的工序，所述铝合金铸块中，Fe：0.8～2.0质量％、Si：0.05～0.2质量％、Cu：0.0025～0.5质量％，余量由Al及不可避免的杂质构成；
在该匀质化保持后实施热轧以及冷轧的工序；
在该冷轧的过程中实施在350℃以上保持的中间退火的工序；
使从该中间退火后到最终箔厚为止的冷轧率达到95％以上而实施冷轧的工序；和
在该冷轧后实施最终退火而得到上述铝合金箔的工序。
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