特許 7053412 アルミニウム製物品表面のコーティング状態の検査方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-04-04

(45)【発行日】2022-04-12

(54)【発明の名称】アルミニウム製物品表面のコーティング状態の検査方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 17/04 20060101AFI20220405BHJP

   G01N 21/84 20060101ALI20220405BHJP

   G01N 21/95 20060101ALI20220405BHJP

   G01N 31/00 20060101ALI20220405BHJP

【ＦＩ】

G01N17/04

G01N21/84 D

G01N21/95 Z

G01N31/00 S

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2018164388

(22)【出願日】2018-09-03

(65)【公開番号】P2020038082

(43)【公開日】2020-03-12

【審査請求日】2021-07-15

(73)【特許権者】

【識別番号】501428187

【氏名又は名称】昭和電工パッケージング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106091

【弁理士】

【氏名又は名称】松村 直都

(74)【代理人】

【識別番号】100079038

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邉 彰

(74)【代理人】

【識別番号】100060874

【氏名又は名称】岸本 瑛之助

(72)【発明者】

【氏名】池内 昌尋

【審査官】外川 敬之

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－０６８３９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－２７１２２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／１６９０２８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平０７－０４８６７６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ １７／０４

Ｇ０１Ｎ ２１／８４

Ｇ０１Ｎ ２１／９５

Ｇ０１Ｎ ３３／２０４５

Ｇ０１Ｎ ３１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

表面の全体または一部に透明のコート層が形成されるアルミニウム製の物品について、前記コート層による表面のコーティング状態を検査するための方法であって、
前記物品を、２５℃におけるＨ_２Ｏの成分比が９９．９質量％以上でありかつＳｉＯ_２：２～４０質量ｐｐｍおよびＣａ：３～８０質量ｐｐｍを含有する検査水に浸漬して、９０℃以上の温度で煮沸する第１の工程と、煮沸した前記物品の表面を目視で観察して色の変化の有無により未コート部分の存在の有無を確認する第２の工程とを含んでいる、アルミニウム製物品表面のコーティング状態の検査方法。

【請求項2】

前記第１の工程において、前記検査水として、電気伝導率が１０～１０００μＳ／ｃｍであるものを使用する、請求項１記載のアルミニウム製物品表面のコーティング状態の検査方法。

【請求項3】

前記第１の工程において、前記検査水を、前記物品の表面積１ｃｍ^２当たり１ｃｃ以上使用する、請求項１または２記載のアルミニウム製物品表面のコーティング状態の検査方法。

【請求項4】

前記第１の工程において、前記物品を前記検査水により煮沸する時間を１５分以上とする、請求項１～３のいずれか１つに記載のアルミニウム製物品表面のコーティング状態の検査方法。

【請求項5】

前記物品が、両面のうち少なくとも一方の面に透明のコート層が形成されるアルミニウム箔である、請求項１～４のいずれか１つに記載のアルミニウム製物品表面のコーティング状態の検査方法。

【請求項6】

前記アルミニウム箔が、前記少なくとも一方の面に前記コート層の上から樹脂フィルムが積層されて包材を形成するものである、請求項５記載のアルミニウム製物品表面のコーティング状態の検査方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、表面に透明のコート層が形成されるアルミニウム製物品について、前記コート層による表面のコーティング状態を検査するための方法に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、電池用包材、レトルト食品用包材、乳製品等の食品を充填包装する容器用の蓋材のようなシート状の包材にあっては、内容物をガスや水分等から保護するため、ガスや水分等を透過させないバリア層を有するものが広く用いられている。このバリア層としては、一般にアルミニウム箔が使用されている。
しかしながら、アルミニウム箔は、酸やアルカリに対する耐腐食性に欠けるため、内容物によってはアルミニウム箔の表面に変色やピンホール等が生じ、それによって外観が損なわれたり、バリア性が損なわれたりするおそれがある。
そこで、アルミニウム箔の表面を保護するために、アルミニウム箔の片面または両面に接着剤層を介して樹脂フィルムを積層してなる積層体が、包材として用いられることが多い。この際、アルミニウム箔の表面には、例えばリン酸クロムなどのリン酸塩や希土類酸化物等よりなるコート剤を塗工して下地層（コート層）を予め形成しておき、その上から接着剤を塗布して樹脂フィルムを貼り合わせることにより、デラミネーション等の剥離を防止するようになされている。また、この下地層自体も、アルミニウム箔の腐食を防止する効果を奏するものとなっている（例えば下記の特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１８－１１００９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記の下地層は無色透明の薄いものであるため、アルミニウム箔の表面に下地層が形成されているか否かを目視によって確認することが困難である。
そのため、アルミニウム箔の表面に下地層が形成されていない状態で、接着剤を塗布して樹脂フィルムを貼り合わせることにより、積層体にデラミネーション等の剥離が生じることがあった。
また、下地層が形成されていることが認識できたとしても、下地層の状態までは確認できないため、コート剤の塗工が不完全であって、例えば斑状に塗工されていた場合には、下地層の一部に抜けが生じ、それによって積層体にデラミネーション等が発生するおそれがあった。

【0005】

この発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、表面に透明のコート層が形成されるアルミニウム箔等のアルミニウム製物品について、コート層による表面のコーティング状態を簡単に確認することができる検査方法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】

この発明は、上記の目的を達成するために、以下の態様からなる。

【0007】

１）表面の全体または一部に透明のコート層が形成されるアルミニウム製の物品について、前記コート層による表面のコーティング状態を検査するための方法であって、
前記物品を、２５℃におけるＨ_２Ｏの成分比が９９．９質量％以上でありかつＳｉＯ_２：２～４０質量ｐｐｍおよびＣａ：３～８０質量ｐｐｍを含有する検査水に浸漬して、９０℃以上の温度で煮沸する第１の工程と、煮沸した前記物品の表面を目視で観察して色の変化の有無により未コート部分の存在の有無を確認する第２の工程とを含んでいる、アルミニウム製物品表面のコーティング状態の検査方法。

【0008】

２）前記第１の工程において、前記検査水として、電気伝導率が１０～１０００μＳ／ｃｍであるものを使用する、前記１）のアルミニウム製物品表面のコーティング状態の検査方法。

【0009】

３）前記第１の工程において、前記検査水を、前記物品の表面積１ｃｍ^２当たり１ｃｃ以上使用する、前記１）または２）のアルミニウム製物品表面のコーティング状態の検査方法。

【0010】

４）前記第１の工程において、前記物品を前記検査水により煮沸する時間を１５分以上とする、前記１）～３）のいずれか１つのアルミニウム製物品表面のコーティング状態の検査方法。

【0011】

５）前記物品が、両面のうち少なくとも一方の面に透明のコート層が形成されるアルミニウム箔である、前記１）～４）のいずれか１つのアルミニウム製物品表面のコーティング状態の検査方法。

【0012】

６）前記アルミニウム箔が、前記少なくとも一方の面に前記コート層の上から樹脂フィルムが積層されて包材を形成するものである、前記５）のアルミニウム製物品表面のコーティング状態の検査方法。

【発明の効果】

【0013】

前記１）の検査方法にあっては、検査対象とされるアルミニウム製物品を、前記検査水に浸漬して煮沸させると、物品の表面にコート層がなく露出した部分があれば、同部分のアルミニウムが、検査水に含まれるＳｉＯ_２およびＣａと反応して、変色を起こす。したがって、煮沸後の物品の表面を目視で観察して、色の変化があれば未コート部分があり、色の変化がなければ未コート部分がないことを確認することができる。
したがって、前記１）の検査方法によれば、透明なコート層によるアルミニウム製表面のコーティング状態の検査を、簡単にかつ確実に行うことができる。

【0014】

前記２）の検査方法によれば、検査水として電気伝導率が１０～１０００μＳ／ｃｍであるものを使用するので、適当なイオンが、コート層によって十分な被覆がなされていないアルミニウム表面部分のみを対象として、同部分に反応し変色させる。

【0015】

前記３）の検査方法によれば、検査水を、アルミニウム製物品の表面積１ｃｍ^２当たり１ｃｃ以上使用するので、コート層がなく露出した表面部分のアルミニウムと十分に反応しうるＳｉＯ_２およびＣａの成分量が確保され、安定した検査結果が得られる。

【0016】

前記４）の検査方法によれば、アルミニウム製物品を検査水により煮沸する時間を１５分以上とするので、コート層がなく露出した表面部分のアルミニウムと、検査水に含まれるＳｉＯ_２およびＣａとの反応が十分に行われ、安定した検査結果が得られる。

【0017】

前記５）の検査方法によれば、アルミニウム箔の両面または片面に透明のコート層が確実に形成されているか否かを、簡単に確認することができ、また、コート層によって耐腐食性が高められたアルミニウム箔を確実に得ることができる。

【0018】

前記６）の検査方法によれば、アルミニウム箔とその両面または片面に積層された樹脂フィルムとの間でのデラミネーション等が生じるおそれのない包材が確実に得られる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】この発明の実施形態による検査方法の検査対象を示すものであって、下地層を有するアルミニウム箔の部分拡大断面図である。

【図2】同検査方法の第１の工程を示すものであって、（ａ）は検査サンプルを示す斜視図、（ｂ）は検査サンプル等の煮沸工程を示す正面図である。

【図3】同検査方法の第２の工程を示すものであって、煮沸後の検査サンプルの状態を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、この発明の実施形態を、図１～図３を参照して説明する。
以下の実施形態は、この発明によるアルミニウム製物品表面のコーティング状態の検査方法を、例えば電池用包材等の包材の材料として用いられるアルミニウム箔に適用したものである。

【0021】

図１に示すように、アルミニウム箔(1)は、その両面に下地層(2)が形成されているものである。
アルミニウム箔(1)としては、例えばＪＩＳ Ｈ４１６０（２００６）で規定されたＡ８０７９Ｈ－Ｏ、Ａ８０２１Ｈ－Ｏ、またはＡ１Ｎ３０Ｈ－Ｏよりなるものが用いられる。アルミニウム箔(1)の厚さは、特に限定されないが、例えば６～１５０μｍ程度となされる。
下地層(2)は、例えば、脱脂処理を行ったアルミニウム箔の表面に、リン酸と、アクリル系樹脂、キトサン誘導体樹脂及びフェノール系樹脂からなる群より選ばれる少なくとも１種の樹脂と、クロム酸及びクロム（III）塩からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物と、フッ化物の金属塩及びフッ化物の非金属塩からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物と、を含む混合物の水溶液を塗工した後、乾燥することにより、得ることができる。
前記下地層(2)は、クロム付着量（片面当たり）として０．１ｍｇ／ｍ^２～５０ｍｇ／ｍ^２が好ましく、特に２ｍｇ／ｍ^２～２０ｍｇ／ｍ^２が好ましい。

【0022】

詳しい図示は省略したが、上記アルミニウム箔(1)は、その両面の下地層(2)の上に、例えばウレタン樹脂系接着剤やオレフィン樹脂系接着剤等よりなる接着剤を塗布しておいてから、例えばポリエチレン樹脂（ＰＥ）やポリプロピレン樹脂（ＰＰ）といったポリオレフィン樹脂、６ナイロン樹脂や６，６ナイロン樹脂といったポリアミド樹脂（ＰＡ）、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）やポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ）といったポリエステル樹脂等よりなる延伸または無延伸の樹脂フィルムを貼り合わせることにより、包材を形成するものである。

【0023】

そして、この発明による表面のコーティング状態の検査方法は、検査対象である前記アルミニウム箔を、２５℃におけるＨ_２Ｏの成分比が９９．９質量％以上でありかつＳｉＯ_２：２～４０質量ｐｐｍおよびＣａ：３～８０質量ｐｐｍを含有する検査水(H)に浸漬して、９０℃以上の温度で煮沸する第１の工程と、煮沸したアルミニウム箔(1)の表面を目視で観察して色の変化の有無により未コート部分(10)の存在の有無を確認する第２の工程とよりなるものである。

【0024】

第１の工程において、アルミニウム箔(1)は、図２に示すように、例えばコイル体から塗工範囲となるコイル全幅×数１０ｍｍ程度のサイズにカットしたものを、検査サンプル(11)として使用する。
また、より好ましくは、検査が支障なく行われていることを確認するために、両面に下地層が形成されていないアルミニウム箔（プレーン箔）を上記検査サンプル(11)と同じサイズにカットしたものを、リファレンス(12)として用意し、検査サンプル(11)とともに検査を行う。なお、アルミニウム箔の片面のみに下地層（コート層）が形成されている場合や、アルミニウム箔の両面のうち特定の一部の領域のみに下地層（コート層）が形成されている場合には、リファレンスを用意しなくてもよい。
検査水(H)は、上記組成の条件を満たすものであれば、上水（水道水）、ミネラルウォーター等の飲料水などであってよく、これらを蒸留水、純粋、イオン交換水で希釈して使用することも可能である。また、これらの水に、ＳｉＯ_２成分（例えばケイ酸ナトリウム（Ｎａ_２ＳｉＯ_３）等）およびＣａ成分（例えば塩化カルシウム（ＣａＣｌ_２）等）を適量だけ混合溶解させて調合したものを使用しても良い。
また、検査水(H)は、電気伝導率が１０～１０００μＳ／ｃｍ（１～１００ｍＳ／ｍ）であるものを使用するのが好ましい。
検査水(H)は、容器(C)等に入れられて、例えばヒータ（図示略）等の加熱手段によって９０°以上に沸騰させられるようになっている。
ここで、検査水(H)の量は、検査サンプル(11)およびリファレンス(12)の合計表面積１ｃｍ^２当たり１ｃｃ以上使用するのが好ましい。具体的には、例えば、検査サンプル(11)およびリファレンス(12)の各表面積の上限が５００ｃｍ^２／リットルとなるようにすればよく、目安としては、５００ｍｍ幅×５０ｍｍで６枚／３リットル、６９５ｍｍ幅×５０ｍｍで４枚／３リットル、８２０ｍｍ幅×５０ｍｍで３枚／３リットルである。また、検査水(H)による検査サンプル(11)およびリファレンス(12)の煮沸は、１５分以上行われるのが好ましい。検査水(H)に検査サンプル(11)およびリファレンス(12)を投入するタイミングは、検査水(H)が９０°以上に沸騰する前でも後でも構わない。以上により、検査サンプル(11)の表面のうち下地層(2)がなく露出した部分のアルミニウムと、検査水(H)に含まれるＳｉＯ_２成分およびＣａ成分とが、十分に反応して、変色の判別が容易となり、安定した検査結果が得られる。
なお、使用済の検査液(H)は、再利用できないため、検査終了後に廃棄する。

【0025】

第２の工程では、煮沸後の検査サンプル(11)およびリファレンス(12)を検査水(H)から取り出して、これらの表面を目視により観察する。
まず、リファレンス(12)は、その両面が下地層で覆われていないプレーン箔であるため、両面全体にわたって露出したアルミニウムが検査水(H)中のＳｉＯ_２成分およびＣａ成分と反応して、茶色ないし黒色に変色しているはずである。この変色の状態を確認することにより、検査が適切に行われていることを検証することができる。
次いで、検査サンプル(11)の表面を目視で観察し、リファレンス(12)と同様に変色した部分があるかどうかを確認する。そして、変色している部分(10)があれば、同部分は未コートであって、下地層(2)が存在せず、アルミニウム箔(1)がそのまま露出していることが判明する。

【0026】

上記実施形態の検査方法によれば、アルミニウム箔(1)の両面（または片面）に透明の下地層（コート層）(2)が良好に形成されているか否かを、簡単にかつ確実に確認することができる。
また、上記方法によれば、下地層（コート層）(2)によって耐腐食性が高められたアルミニウム箔(1)を確実に得ることができる。

【0027】

なお、この発明による表面のコーティング状態の検査方法は、アルミニウム箔以外のアルミニウム製物品、例えば、アルミニウム製のシート、板、ブロック等であって、表面に下地層等のコート層を形成するものであれば、上記実施形態と同様にして適用することができる。
また、この発明による表面のコーティング状態の検査方法は、アルミニウム以外の金属、例えば、鉄、銅、亜鉛、ニッケル等よりなる物品についても、適用可能であると考えられる。

【実施例】

【0028】

［検査サンプルおよびリファレンスの作製］
ＪＩＳ Ｈ４１６０（２００６）で規定されたＡ８０７９Ｈ－Ｏよりなる厚さ４０μｍのアルミニウム箔の両面に、リン酸、ポリアクリル酸（アクリル系樹脂）、クロム(III)塩化合物、水、アルコールからなる塗工液を塗布した後、１８０℃で乾燥させることにより、化成皮膜よりなる下地層を形成してなる幅５００ｍｍのコート箔のコイル体を用意した。この化成皮膜のクロム付着量は片面当たり１０ｍｇ／ｍ^２であった。そして、このコイル体を、コイル全幅（５００ｍｍ）×５０ｍｍのサイズにカットして、検査サンプルを作製した。
また、上記と同じアルミニウム組成および厚さであって両面に下地層が形成されていないプレーン箔のコイル体を用意し、このコイル体を、検査サンプルと同サイズにカットして、リファレンスを作製した。

【0029】

［試験水の調合］
イオン交換水１リットルに対して、ケイ酸ナトリウム（Ｎａ_２ＳｉＯ_３）２４．５ｍｇおよび塩化カルシウム（ＣａＣｌ_２）５７．５ｍｇを溶解させて、試験水を調合した。
試験水の電気伝導率を、堀場製作所製のコンパクト電気伝導率（導電率ＥＣ）計「ＬＡＱＵＡｔｗｉｎ」によって計測したところ、１８０μＳ／ｃｍであった。

【0030】

［煮沸工程］
試験水３リットルを容器に注入してヒータによって加熱し、試験水の温度が９０℃になった時点で、検査サンプルおよびリファレンスを投入した。ヒータによる加熱は、そのまま継続し、試験水が９０℃以上に保たれるようにして、検査サンプルおよびリファレンスを煮沸した。

【0031】

[確認工程]
投入から１５分経過後に、検査サンプルおよびリファレンスを検査水から取り出し、まず、リファレンスの表面を目視で観察したところ、茶色ないしは黒色に変色していることが確認された。
次いで、検査サンプルの表面を目視で観察したところ、変色は見られなかった。これにより、アルミニウム箔の表面全体に下地層が良好に形成されていることが確認できた。

【産業上の利用可能性】

【0032】

この発明は、表面に透明のコート層が形成されるアルミニウム箔等のアルミニウム製物品について、コート層による表面のコーティング状態を検査するための方法として、好適に使用することができる。

【符号の説明】

【0033】

(1)：アルミニウム箔
(2)：下地層（コート層）
(10)：未コート部分
(11)：検査サンプル
(12)：リファレンス
(H)：検査水
(C)：容器

【図1】

【図2】

【図3】