CN108778540B - 紫外线反射材用铝箔及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种紫外线反射材用铝箔，其相比现有的铝箔，对于波长区域250nm～400nm的紫外线具有85％以上的高反射率，对于波长区域254nm～265nm的深紫外线具有80％以上的高反射率。压入或附着在预定的表面积的区域的铝粒子的总表面积，相对于该区域的表面积为0.05％以下。存在于上述区域内的晶化物的总表面积，相对于上述区域的表面积为2％以下。每一个晶化物的平均表面积为2μm2以下。上述区域的表面粗糙度Ra低于20nm。

Description

紫外线反射材用铝箔及其制造方法
技术领域
本发明涉及紫外线反射材用铝箔及其制造方法。还有，在本说明书中，“铝箔”这样的用语，不仅是纯铝箔的意思，也在包括铝合金箔的意思下使用。
背景技术
利用了紫外线的装置虽有各种各样，但其中，作为用于杀灭细菌等的装置，已知有具备利用了紫外线杀菌效果的深紫外线灯的紫外线杀菌装置。因为从深紫外线灯照射出的紫外线呈放射状传播，所以为了提高紫外线对特定的杀菌对象物的杀菌效果，优选使从深紫外线灯照射出的紫外线会聚到杀菌对象物的周围。
作为对于波长区域250nm～400nm的紫外线的反射率高的材料，唯独可列举铝(Al)。此外，作为紫外线反射材，轻量且具有高加工性的铝箔是适合的。
国际公开第2015/019960号(专利文献1)中，公开有一种铝箔，其在也包括接近紫外线区域的可见光区域(譬如，380～600nm的波长)在内的全部可见光区域具有高反射率。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2015/019960号
但是，本发明者们对于上述专利文献1的铝箔，将其相对于波长区域250nm～400nm的紫外线的反射率作为基于积分球的全反射率进行测量时，低于85％，聚光的效果说不上充分。特别是对于紫外线杀菌效果高的波长区域254nm～265nm的深紫外线的反射率，最大也不过低于80％，得不到充分的聚光效果。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种紫外线反射材用铝箔及其制造方法，其相比现有的铝箔，对于波长区域250nm～400nm的紫外线，具有85％以上的高反射率，对于波长区域254nm～265nm的深紫外线，具有80％以上的高反射率。
本发明者们为了解决上述的课题反复锐意研究的结果发现，若不只控制表面粗糙度，而且控制铝箔表面存在的晶化物和由于压入或附着而存在的铝粒子，则会提高对于紫外线的反射率。即，本发明的紫外线反射材用铝箔及其制造方法，具有以下的特征。
遵循本发明的紫外线反射材用铝箔，在预定表面积的区域压入或附着的铝粒子的总表面积相对于该区域的表面积为0.05％以下。上述区域内的存在的晶化物的总表面积相对于上述区域的表面积为2％以下。每一个晶化物的平均表面积为2μm 2以下。上述区域的表面粗糙度Ra低于20nm。
在上述紫外线反射材用铝箔中，优选与轧制方向垂直的方向的表面粗糙度RzJIS为100nm以下。
在上述紫外线反射材用铝箔中，优选该铝箔的厚度为4μm以上且300μm以下。
上述紫外线反射材用铝箔也可以具备形成于上述区域之上的保护层。保护层的表面相对于波长区域254nm以上且265nm以下的深紫外线的全反射率为80％以上。
在上述紫外线反射材用铝箔中，优选构成保护层的材料含有有机硅组合物和氟树脂中的至少任意一种。
在上述紫外线反射材用铝箔中，优选上述保护层的表面的表面粗糙度Ra为10nm以下。
制造具有上述的特征的紫外线反射材用铝箔的方法，具备如下工序：使用表面粗糙度Ra在40nm以下轧辊，以压下率为25％以上的条件对铝箔进行最终精冷轧。
制造具有上述的特征的紫外线反射材用铝箔的方法，优选还具备如下工序：在最终精冷轧后，对铝箔的表面的至少一部分使用酸溶液或碱溶液进行清洗、或进行电解研磨。
制造具有上述的特征的紫外线反射材用铝箔的方法，也可以还具备如下工序：在上述最终精冷轧的工序后，在上述表面的至少一部分上形成含有有机硅组合物和氟树脂中的至少任意一种的保护层。
根据本发明，能够提供具有比现有的铝反射率高的紫外线反射材用铝箔。
附图说明
图1是用于说明本实施方式的铝箔的立体图。
图2是用于说明铝粒子、晶化物和它们的表面积的俯视图。
图3是用于说明铝粒子、晶化物和它们的表面积的剖面图。
图4是本实施方式的铝箔的制造方法的流程图。
图5是用于说明本实施方式的铝箔的制造方法中的冷轧的剖面图。
图6是本实施方式的铝箔的制造方法的变形例的流程图。
图7是表示本实施方式的铝箔的变形例的剖面图。
图8是本实施方式的铝箔的变形例的制造方法的流程图。
图9是本实施方式的铝箔的变形例的制造方法的流程图。
图10是用于说明本实施方式的辊对辊用铝箔的立体图。
具体实施方式
以下，参照附图，说明本发明的实施方式。还有，在以下的附图中，对相同或相当的部分附加同一参照编号，并不重复其说明。
＜铝箔的构成＞
在本实施方式的铝箔1(参照图1)中，存在于预定的表面积的区域内，且在该区域压入或附着的铝粒子的总表面积，相对于该区域的表面积为0.05％以下。存在于上述区域内的晶化物的总表面积，相对于该区域的表面积为2％以下。上述每一个晶化物的平均表面积为2μm 2以下。上述区域的表面粗糙度Ra低于20nm。
所谓预定的表面积的区域，可以是铝箔的整个表面，也可以是一部分。在此，所谓铝箔的表面，是指在铝箔的外观下，能够通过目视、显微镜等确认的表面。因此，所谓预定的表面积的区域，例如是以显微镜等观察时的观察视野中的区域。就是说，关于铝粒子、晶化物的上述参数和表面粗糙度Ra、RzJIS，是在由显微镜等观察铝箔的表面时，分别在预定的表面积的观察视野内测量。铝粒子的总表面积，例如在扫描型电子显微镜的预定的观察视野内进行观察、测量。晶化物的总表面积和平均表面积，例如在光学显微镜的预定的观察视野内进行观察、测量。表面粗糙度Ra、RzJIS，例如在原子力显微镜的预定的观察视野内测量。预定的表面积的区域，是分别含有测量铝粒子的总表面积时的观察视野，测量晶化物的总表面积和平均表面积时的观察视野和测量表面粗糙度Ra、RzJIS时的观察视野的区域。
如图1所示，铝箔1具有在表面之中表面积最大的第一主面1A和第二主面1B。图2是在后述的铝箔的制造方法中表面清洗前的冷轧材11(参照图5)的表面11A(表面清洗后应该成为铝箔1的第一主面1A的表面)的俯视图。如图2所示，预定的区域E，例如是第一主面1A的一部分区域。区域E的平面形状是任意的形状即可，例如为矩形。区域E包括如下区域：用于测量铝粒子的总表面积的扫描型电子显微镜的任意的倍率下的观察视野内的观察区域F；测量晶化物的总表面积和平均表面积时的观察视野内的观察区域G；测量表面粗糙度Ra、RzJIS时的观察视野内的观察区域H。关于观察区域F、G、H，面积和在区域E的位置可以分别任意地选择。各观察区域F、G、H可以至少有一部分相互重叠，也可以不重叠。
铝粒子主要由铝(Al)构成。铝粒子的外径，例如为数百nm～数μm。如图3所示，铝粒子C被压入铝箔1的表面，或附着于表面。铝粒子C由后述的铝箔1的制造方法中的冷轧工序生成。如图3所示，所谓铝粒子C的总表面积，是从相对于具有观察区域F的面(例如第一主面1A)构成的角度为90°±2°的方向(大体垂直的方向)观看观察区域F时，观察到的铝粒子C向与该方向垂直的平面的投影面积S1的总和。
所谓晶化物，例如，是指Al‐铁(Fe)系、Al‐Fe‐锰(Mn)系、Al‐Mg‐硅(Si)系、Al‐Mn系等各种的金属间化合物。如图3所示，所谓晶化物D的总表面积，是从相对于具有观察区域G的面(例如第一主面1A)构成的角度为90°±2°的方向(大致垂直的方向)观看观察区域G时，确认到的晶化物D向与该方向垂直的平面的投影面积S2的总和。所谓上述每一个晶化物的平均表面积，就是用晶化物D的上述总表面积除以观察区域G内存在的晶化物D的个数。
铝箔1的表面粗糙度Ra，是对JIS B0601(2001年版)和ISO4287(1997年版)所定义的算术平均粗糙度Ra，以使之能够对于面适用的方式，进行三维扩展而计算出的值。
铝箔在该制造方法中被冷轧。因此，在铝箔的表面(第一主面1A和第二主面1B)，形成有沿着轧制方向X(参照图1)延长的轧辊的转印条纹(未图示)。在铝箔的表面，形成有因转印条纹引起的凹凸。由一定程度以上大小的转印条纹构成的铝箔的表面的凹凸给紫外线的反射角度带来各向异性，引起反射光的漫反射。因此，在铝箔中形成有一定程度以上的大小的转印条纹的部分对于紫外线的反射率低。因这样的轧辊的转印条纹引起的凹凸，能够作为相对于轧制方向X垂直的方向Y，即TD方向的表面粗糙度RzJIS的值进行评价。
铝箔1在上述区域E中，与轧制方向X垂直的方向Y(参照图1)的表面粗糙度RzJIS优选为100nm以下。更优选区域E的RzJIS为80nm以下。还有，垂直的方向Y的表面粗糙度RzJIS，是以基于JIS B0601(2001年版)和ISO4287(1997年版)的评价方法，对于沿垂直的方向Y的截面中二维的RzJIS值进行测量的值。还有，作为得到上述的表面粗糙度Ra和RzJIS的方法，有物理性的研磨、电解研磨、化学研磨等的研磨加工，或使用表面为镜面状态的轧辊进行冷轧等。关于使用表面为镜面状态的轧辊的冷轧进行后述。
铝箔1的厚度T(参照图1)优选为4μm以上且300μm以下。若铝箔的厚度低于4μm，则作为铝箔不能维持机械的强度，由于制造时的处理等导致铝箔的表面发生皱纹。若铝箔的厚度高于300μm，则不仅铝箔的重量增大，而且对成形等的加工造成限制，因此不为优选。进一步优选铝箔1的厚度为6μm以上且250μm以下。为了使铝箔的厚度处于上述范围，遵循一般的铝箔的制造方法进行铸造和轧制即可。
本实施方式的铝箔1的组成没有特别限定，但优选Fe的含量为0.001％质量以上且0.5质量％以下。因为Fe对铝的固溶度小，所以在铝的铸造时容易析出FeAl3等的金属间化合物。这些晶化物相比铝基体而言，紫外线的反射率低，成为使铝箔的紫外线反射率降低的原因。若Fe的含量达到0.5质量％以上，则添加的Fe全部析出时，作为Al‐Fe系金属间化合物的FeAl3的析出量将高于1.2质量％而存在，250nm～400nm的紫外线全反射率有低于85％的倾向。因此，优选使Fe的含量为0.5质量％以下。另外，若Fe的含量低于0.001质量％，则铝箔的强度有降低的倾向。
另外，在本实施方式的铝箔中，优选Mn的含量为0.5质量％以下。与Fe同样，Mn向铝的固溶度也小，因此在铝的铸造时，容易析出Al‐Fe‐Mn系的化合物等。Al‐Fe‐Mn系的晶化物，比Al‐Fe系的晶化物微细，但这些晶化物比铝基体的紫外线反射率低，成为使铝箔的紫外线反射率降低的原因。若锰的含量变成0.5质量％以上，则添加的Mn全部析出时，Al‐Fe‐Mn系金属间化合物将高于1.5质量％而存在，250nm～400nm的紫外线全反射率有低于85％的倾向。因此，优选使Mn的含量处于0.5质量％以下。
此外，在本实施方式的铝箔中，优选Si的含量为0.001％质量％以上、0.3质量％以下。Si对铝的固溶度大，难以形成晶化物，因此在铝箔中，如果是不生成晶化物这种程度的含量，则不会使紫外线的反射率降低。另外，若含有Si，则能够借助固溶强化而使铝箔的机械的强度提高，因此能够使厚度薄的箔的轧制变得容易。Si的含量低于0.001质量％时，有不能充分得到上述效果的倾向。若Si的含量高于0.3质量％，则粗大的晶化物容易发生，不仅反射特性降低，而且晶粒的微细化效果也受损，因此有强度和加工性也降低的倾向。
在本实施方式的铝箔中，优选Mg的含量为3质量％以下。Mg对铝的固溶度最大高达18质量％，晶化物的发生极少，因此对铝箔的反射特性不会带来巨大影响，能够改善铝箔的机械强度。但是，若Mg的含量高于3质量％，则铝箔的机械强度过高，因此铝箔的轧制性有降低的倾向。为了兼具铝箔的理想的反射特性和机械强度，更优选使Mg的含量为2质量％以下。
还有，本实施方式的铝箔，在不影响上述的特性和效果的程度的含量下，也可以含有铜(Cu)、锌(Zn)、钛(Ti)、钒(V)、镍(Ni)、铬(Cr)、锆(Zr)、硼(B)、镓(Ga)、铋(Bi)等元素。
＜铝箔的制造方法＞
接着，对于本实施方式的铝箔的制造方法的一例进行说明。如图4所示，本实施方式的铝箔的制造方法，具备如下工序：准备铸块的工序(S10)；对铸块进行均质化处理的工序(S20)；热轧铸块的工序(S30)；对于经热轧得到的热轧材进行冷轧的工序(S40)；对于经冷轧得到的冷轧材作为最终加工而进行冷轧(以下，称为最终精冷轧)，形成铝箔的工序(S50)。此外，本实施方式的铝箔的制造方法，优选具备对于经由最终精冷轧而得到的冷轧材进行表面清洗的工序(S60)。
首先，准备铸块(工序(S10))。具体来说，就是调制规定的组成的铝的熔液，使铝的熔液凝固，从而铸造铸块(例如半连续铸造)。熔液中的Fe、Mn、Si等的金属元素的含量，其控制方式为，使铝箔中存在于预定的表面积的区域内的晶化物的总表面积相对于该区域的表面积为2％以下，且使每一个晶化物的平均表面积为2μm2以下。
其次，对于得到的铸块进行均质化热处理(工序(S20))。均质化热处理，例如以如下条件进行，使加热温度为400℃以上且630℃以下，使加热时间为1小时以上且20小时以下。
接着，热轧铸块(工序(S30))。通过本工序，得到具有规定的厚度W1的热轧材。热轧进行一次或多次都可以。还有，由连续铸造制造薄板铝铸块时，该薄板状的铸块也可以不经由本工序而进行冷轧。
接着，对于经由热轧得到的热轧材进行冷轧(工序(S40))。通过本工序，能够得到具有规定的厚度W2的冷轧材(最终精冷轧工序(S50)的被轧制材)。在本工序中，冷轧例如夹隔中间退火工序而进行多次。例如，首先对于热轧材实施第一冷轧工序(S40A)，形成比热轧材的厚度W1薄，且比冷轧材的厚度W2厚的轧制材。其次，对于所得到的轧制材实施中间退火工序(S40B)。中间退火，例如在退火温度为50℃以上且500℃以下，退火时间为1秒以上且20小时以下的条件下进行。接着，对于退火后的轧制材实施第二冷轧工序(S40C)，形成厚度W2的冷轧材。
接下来，如图5所示，对于冷轧材(被轧制材10)进行最终精冷轧的(工序(S50))。在本工序中，使用轧辊101、102，以压下率为25％以上的条件，对被轧制材10进行最终精冷轧。轧辊101、102具有与被轧制材接触而进行轧制的辊面。夹隔被轧制材10而配置的一对轧辊101、102之中，至少一方的轧辊101的辊面的表面粗糙度Ra为40nm以下。
最终精冷轧使用的轧制油的种类没有特别限定，但优选轧制油的粘度低的方面。轧制油的粘度优选在油温为37.8℃(100°F)时在1.7cSt以上、3.5cSt以下，更优选为2.0cSt以上、3.0cSt以下。
接着，也可以对于经由最终精冷轧得到的冷轧材11(参照图5)进行表面清洗(工序(S60))。在本工序中，用酸性溶液或碱性溶液清洗冷轧材11的表面的至少一部分。在冷轧材11中经表面清洗的表面，包含在最终精冷轧工序(S50)中被表面粗糙度Ra为40nm以下轧辊101(参照图5)延展的表面11A(参照图5)。关于酸性溶液，例如能够从氢氟酸、磷酸、盐酸和硫酸等的强酸性溶液中选择。碱性溶液，例如能够从氢氧化钠等的强碱性溶液中选择。关于表面清洗的其他条件，能够适宜选择。
如此，能够得到图1所示的本实施方式的铝箔1。铝箔1的上述区域E，是在最终精冷轧工序(S50)中，被表面粗糙度Ra为40nm以下的轧辊轧制所形成的面(例如第一主面1A)上的区域，此外在轧制后，在表面清洗工序(S60)中经过表面清洗而形成的面(例如第一主面1A)上的区域。即，上述区域E不限于只在铝箔1的第一主面1A上形成的情况，也可以只形成于第二主面1B上，也可以形成于第一主面1A和第二主面1B这两面上。
＜作用效果＞
本发明者们确认，这样的铝箔1与现有的铝箔相比，对于波长区域250nm～400nm的紫外线具有更高的反射率(详情参照后述的实施例)。
压入或附着在铝箔的表面的铝粒子在铝箔的制造方法中的冷轧工序(包括后述的冷轧工序(S40)和最终精冷轧工序(S50))中生成。具体来说，如图5所示，被轧制材10(热轧材或冷轧材)经冷轧而发生塑性变形，被薄薄地延展开时，该被轧制材10同时发生剪切变形。由此，冷轧中被轧制材10的表面的一部分受到碎裂，生成数百nm～数μm外径的铝粒子(未图示)。该铝粒子夹在轧辊101、102和铝材之间，从而被压入冷轧材11中，或在轧制后再附着于冷轧材11的表面11A、11B上。这时，若被氧化膜覆盖的铝粒子压入或再附着于冷轧材11，则认为在铝箔的表面入射的紫外线由于铝粒子或该氧化膜而发生漫反射或干涉。因此，本发明者们认为，在铝箔中，若铝粒子存在于铝箔表面的程度，达到铝粒子的总表面积相对于预定的表面积的比例高于0.05％，则铝箔对于紫外线的反射率会降低。
对此，根据铝箔1，存在于预定的表面积的区域内，且压入或附着于该区域的铝粒子的总表面积，相对于该区域的表面积为0.05％以下。因此认为，铝箔1中，因为因铝粒子引起的漫反射或干涉受到抑制，所以对于紫外线具有高反射率。
在晶化物的表面入射的紫外线的反射率，比在铝本身的表面入射的紫外线的反射率低。因此，若铝箔中晶化物存在于铝箔的表面的程度，达到预定的表面积的区域存在的晶化物的总表面积相对于该区域的表面积而高于2％，则铝箔对于紫外线的反射率降低。若每一个晶化物的平均表面积大至超过2μm 2，则铝箔的表面内对于紫外线的反射率的不均变大。
此外，存在于铝箔的表面的晶化物使铝箔的表面发生凹凸。特别是在经最终精冷轧的被轧制材(冷轧材)的表面存在晶化物时，因为晶化物比铝的基体硬，所以铝优先发生塑性变形。晶化物在塑性变形的铝箔的表面之上发生滚动，或一部分的晶化物从铝箔的表面脱落而使铝箔的表面发生凹凸。因此，若晶化物存在于铝箔的表面的程度，达到晶化物的总表面积相对于上述表面积而高于2％，则使铝箔的表面发生凹凸的程度变大。此外，若每一个晶化物的平均表面积大到高于2μm2的程度，则晶化物从铝箔的表面脱落时所形成的凹部变大。这些结果是，在铝箔的表面入射的紫外线，在形成于铝箔的表面的凹凸部发生漫反射，因此反射率降低。
相对于此，根据铝箔1，存在于预定的表面积的区域内的晶化物的总表面积相对于该区域的表面积为2％以下。因此，铝箔1对于紫外线具有高反射率。此外，铝箔1存在于上述区域内的每一个晶化物的平均表面积为2μm 2以下。因此，铝箔1对于紫外线的反射率的不均得到抑制。
若表面粗糙度Ra为20nm以上，则由于表面的凹凸导致铝箔对于紫外线的反射率降低。若基于自然法则，则入射的紫外线在某一表面反射时，如果该表面有凹凸，则由于入射之处导致反射的角度发生变化。根据情况不同，由某一凹凸部反射的光，例如，再射中(入射)该凹凸部的邻域存在的凹凸部，则发生引起多次反射的可能性。在一次反射中，可知反射光衰减，若多次反射，则该光的这部分量的反射率降低。
相对于此，由于预定的表面积的区域的表面粗糙度Ra低于20nm，从而铝箔的表面的凹凸减少，因此能够抑制由铝箔的表面的凹凸部反射的紫外线再射中其他的凹凸部而导致反射光衰减。此外，铝箔1优选方向Y(参照图1)的表面粗糙度RzJIS为100nm以下。由此，因为铝箔的表面的凹凸进一步减少，所以能够进一步抑制由铝箔的表面的凹凸部反射的紫外线再射中其他的凹凸部而导致反射光衰减。
本实施方式的铝箔的制造方法中，也可以具备表面清洗工序。通过本工序，在最终精冷轧工序中压入或附着于冷轧材(铝箔)的表面的铝粒子，能够被酸性溶液或碱性溶液溶解除去或缩小。因此，根据本实施方式的铝箔的制造方法，能够更容易地制造在预定的表面积的区域内存在，且压入或附着在该区域的铝粒子的总表面积相对于该区域的表面积为0.05％以下的铝箔。
在本实施方式的铝箔的制造方法的最终精冷轧工序中，使用表面粗糙度Ra为40nm以下轧辊的理由如下。最终精冷轧工序中使用的轧辊的表面粗糙度，严重影响到最终精冷轧工序后所得到的铝箔的表面粗糙度。若使用表面粗糙度Ra大于40nm的轧辊轧制铝箔，则所得到的铝箔相对于轧制方向X垂直的方向Y的表面粗糙度RzJIS比100nm大，表面粗糙度Ra也在20nm以上。最终精冷轧工序中使用的轧辊的表面粗糙度Ra，优选尽可能小，更优选为30nm以下。
最终精冷轧工序中的压下率为25％以上的理由如下。一般来说，若压下率变低，则啮入轧辊与被轧制材之间的轧制油膜量处于增加的倾向。因此，以低压下率进行最终精冷轧时，轧制油被压入被轧制材的表面，由此导致在该表面形成深度数十～数百nm的多个油坑。其结果是，在所得到的冷轧材的表面，形成许多因油坑引起的凹凸。特别是若以小于25％的压下率进行轧制，则得到的铝箔的表面粗糙度Ra，极大影响到因油坑造成的凹凸成为20nm以上。另外，形成于被轧制材的表面的油坑造成的凹凸会成为铝粒子的发生要因。因此，如果使最终精冷轧工序中的压下率为25％以上，则能够抑制铝箔的表面粗糙度Ra，能够抑制因铝箔的表面的凹凸引起的反射光的衰减。此外，如果使最终精冷轧工序的压下率为25％以上，则能够抑制铝粒子的发生，能够抑制因铝粒子引起的反射率的降低。压下率的上限值没有特别限定，但优选为60％。如果是60％以上的压下率时，不仅轧制性差，而且轧制中的剪切力变高，铝粒子的生成变多。
优选最终精冷轧所使用的轧制油的粘度低的方面，其理由如下。轧制油粘度越低，啮入轧辊与铝箔之间的轧制油的润滑越高，在最终精冷轧工序中，轧制油能够压入铝箔表面的油坑越难以生成。因此，能够将经由本工序而得到的冷轧材的表面粗糙度Ra抑制得较低，且更能够抑制铝粒子的发生。特别是通过将油温在37.8℃(100°F)之时，粘度为1.7cSt以上、3.5cSt以下轧制油用于最终精冷轧，从而能够将所得到的冷轧材的表面粗糙度Ra抑制得更低，且能够进一步抑制铝粒子的发生。此外，通过将油温为37.8℃(100°F)之时，粘度在2.0cSt以上、3.0cSt以下轧制油用于最终精冷轧，则能够将所得到的冷轧材的表面粗糙度Ra抑制得进一步更低，且能够再进一步抑制铝粒子的发生。
＜变形例＞
如图6所示，铝箔的制造方法中，也可以具备对于经由最终精冷轧得到的冷轧材11(参照图5)的表面进行电解研磨的工序(S70)，以之取代图4所示的表面清洗工序(S60)。在冷轧材11中经电解研磨的表面，包含在最终精冷轧工序(S50)中由表面粗糙度Ra为40nm以下轧辊101(参照图5)延展而成的表面11A(参照图5)。即便如此，在最终精冷轧工序中压入或附着于冷轧材的表面的铝粒子也能够通过电解研磨被研磨而除去或缩小。因此，根据图6所示的铝箔的制造方法，也能够制造在预定的表面积的区域内存在且压入或附着于该区域的铝粒子的总表面积相对于该区域的表面积为0.05％以下的铝箔。此外，还能够通过电解研磨而提高铝箔的表面的平滑性。
另外，图4所示的铝箔的制造方法，在表面清洗工序(S60)之后，也可以还具备对于经过表面清洗的铝箔的表面进行电解研磨的工序。
另外，铝箔的制造方法中，在表面清洗工序(S60)或电解研磨工序(S70)后，也可以还具备加热铝箔的工序。例如也可以对于铝箔，实施加热温度为250℃以上、450℃以下左右，加热时间为1～30小时左右的热处理。若是如此，则能够制造对于紫外线具有高反射率，且软质的铝箔。
铝箔也可以仅是上述的具有预定的表面积的区域的表面的一部分作为紫外线反射材使用，铝箔的表面的其余部分固定于其他的构件上。
铝箔也可以在上述的具有预定的表面积的区域的表面上，形成用于保护该表面的保护层(表面保护层)。
如图7所示，铝箔1也可以在上述的具有预定的表面积的区域的至少一个面(例如上述第一主面1A)之上具备表面保护层12。表面保护层12的作为表面的第三主面12A相对于波长区域254nm～265nm的深紫外线的全反射率为80％以上。
构成表面保护层12的材料，例如含有有机硅组合物和氟树脂中的至少任意一种。在此，所谓有机硅组合物，是指含有硅(Si)和氧(O)的材料。有机硅组合物可以是结晶质，也可以是非晶质。有机硅组合物，例如也可以是作为结晶质的硅氧化物。优选构成表面保护层12的材料中所含的树脂等的有机物抑制在总量的半数以下。优选构成表面保护层12的材料中不包含树脂等的有机物。树脂等的有机物，若照射紫外线则被分解。因此，表面保护层12中所含的有机物若高于总量的半数，则表面保护层12持续照射紫外线时，会显著地随时间劣化。相对于此，如果表面保护层12中所含的有机物在总量的半数以下，则表面保护层12持续照射紫外线时不会显著地随时间劣化。
优选表面保护层12为透明。如果表面保护层12透明，则上述的铝箔1的表面对于紫外线的反射特性，不会因表面保护层12而大幅受损。若是如此，则波长区域254nm～265nm的深紫外线照射到表面保护层12的第三主面12A上时的深紫外线的反射率，能够达到80％以上。
优选表面保护层12的第三主面12A的表面粗糙度Ra为10nm以下。如上述，若基于自然法则，入射的紫外线由某一表面反射时，如果在该表面有凹凸，则因入射之处导致反射的角度发生变化。根据情况不同，由某一凹凸部反射的光，例如，再射中(入射)存在于该凹凸部的邻域的凹凸部，引起多次反射的可能性发生。可知一次反射中反射光衰减，但若多次反射，则该光的该部分量的反射率降低。因此，表面保护层12的第三主面12A的表面粗糙度Ra高于10nm时，与表面保护层12的第三主面12A的表面粗糙度Ra在10nm以下的情况相比，表面保护层12的第三主面12A被照射波长区域254nm～265nm的深紫外线时的全反射率有可能显著降低。
如图8所示，形成表面保护层12的工序(S80)，能够在最终精冷轧工序(S50)之后实施。优选如图9所示，形成表面保护层12的工序(S80)，能够在表面清洗工序(S60)之后实施。或形成表面保护层12的工序(S80)，能够在电解研磨工序(S70)之后实施。表面保护层12，能够由任意的方法形成。表面保护层12，例如可以通过在铝箔的该表面上贴合由任意的树脂等构成的薄膜而形成。另外，表面保护层12，例如也可以通过在铝箔的该表面上涂布具有流动性的任意的树脂并经固化而形成。另外，表面保护层12，例如也可以在铝箔的该表面上，通过等离子体处理、离子镀处理，溅射处理、蒸镀处理等形成由氧化硅(SiO2)等构成的无机层。另外，表面保护层，例如也可以通过在铝箔的该表面上，由镀覆处理形成由镍等构成的金属层。另外，表面保护层，例如也可以是对于铝箔的该表面经阳极氧化处理而形成的氧化皮膜层。
还有，上述这样的表面保护层，例如也可以由辊对辊工艺形成。这种情况下，如图10所示，铝箔1也可以呈卷状地被卷在卷芯2上，构成辊对辊用铝箔3。
铝箔也可以成型为任意的形状。铝箔的成型，例如可以通过胀大成型和深拉延成型等实施，也可以通过折曲或弯曲成型为对应目标的形状。
铝箔也可以在具有上述的预定的表面积的区域的表面的一部分上形成布线图案。这样的布线图案，例如能够由如下方式形成。首先，在铝箔的表面的这一部以外的其余部分上，形成作为蚀刻掩模的表面保护层。其次，在铝箔的表面的上述一部分上，作为蚀刻掩模也形成掩模图案。掩模图案例如通过光致抗蚀剂等的感光性材料经照相制版等而形成。接着，对于铝箔的表面的上述一部分，以铝和掩模图案的蚀刻选择比能够设定得高的条件实施蚀刻。
如上述说明的，本实施方式的铝箔，如文字是“箔”，与厚度一般为500μm级以上的“铝板”不同，具有以下这样的各种优点。即，铝箔在轻量化方面特别优异，并且成形加工容易，另外具有的优点是，显示出用铝板有困难的向弯曲物贴状等的形状追随性和柔软性。另外，涉及到废物的减量等，其在对于环境的负荷方面，相对于铝板也具有优势。
因此，本实施方式的铝箔，灵活运用上述的优点，能够特别有利地适用于水和海水的杀菌、有机物的分解、紫外线治疗、光催化剂、树脂固化中所使用的紫外线灯的反射板用途。
实施例
如以下说明这样，制作本发明的实施例和比较例的铝箔的试样。
使用表1所示的组成A～E的铝，按照表2所示的制造工序，制作表3所示的实施例1～10和比较例1～15的铝箔的试样。还有，在表1中所谓“其他元素计”，表示JIS所规定的元素以外的不可避免的杂质元素(B、Bi、Pb、Na等)的合计含量。
[表1]
Figure BDA0001795576750000141
[表2]
Figure BDA0001795576750000142
如表2所示，制造工序中，对于经由DC(Direct Casting)铸造得到的铝的铸块，用加热炉以规定的温度和时间进行均质化热处理。之后，进行热轧至厚度大约达到6.5mm为止。使用所得到的热轧材进行多次冷轧，在冷轧的途中以规定的温度和时间实施中间退火，进行冷轧(含最终精冷轧)直至厚度达到规定的值为止，制作表3所示的厚度的铝箔的试样。这时，关于实施例1～10和比较例3～13、15，在最终精冷轧中使用表面粗糙度Ra为40nm的轧辊，以25％的压下率进行轧制。关于比较例1，在最终精冷轧中使用表面粗糙度Ra为50nm的轧辊，以35％的压下率进行轧制。关于比较例2和14，在最终精冷轧中使用表面粗糙度Ra为150nm的轧辊，以35％的压下率进行轧制。
关于比较例5～8、11～14，在最终精冷轧后，进行后述的各评价。关于实施例1～5和7～10与比较例1、2、9、10、15，在最终精冷轧后，使之浸渍于液温35℃、1质量％的氢氧化钠水溶液中20秒钟，进行表面清洗。关于实施例6，在最终精冷轧后，使之浸渍于液温35℃、1质量％的氢氧化钠水溶液中10分钟，进行表面清洗。关于比较例3，在最终精冷轧后，使之浸渍于液温35℃、1质量％的氢氧化钠水溶液中2秒钟，进行表面清洗。关于比较例4，在最终精冷轧后，使之浸渍于液温35℃、1质量％的氢氧化钠水溶液中1秒钟，进行表面清洗。
还有，均质化热处理时间，在一般的处理时间内即可，不受表2所示的时间限定。中间退火条件，不受表2所示的温度与时间限定，在一般的操作条件的范围内即可。
对于得到的铝箔的各试样，用扫描型电子显微镜观察表面状态，测量铝粒子的表面积。以光学显微镜观察表面状态，测量晶化物的表面积和每一个的平均表面积。另外，对于铝箔的各试样，为了评价表面凹凸而用原子力显微镜进行观察，基于此观察，测量表面粗糙度Ra和相对于轧制方向垂直的宽度(TD)方向的表面粗糙度RzJIS的值。
此外，对于实施例8～10和比较例15，在上述表面清洗后，在表面积最大的表面的一者上形成保护层。
关于实施例8，构成保护层的材料为硅氧化物(JSR株式会社制グラスカT2202A和T2202B，具体来说是对于30份的T2202A调合10份T2202B而成的)。在实施例9中，构成保护层的材料为非晶质有机硅组合物(セラミックコート株式会社制SPクリアーHT)。在实施例10中，构成保护层的材料为氟树脂(日本ペイント株式会社制FPG－TA001)。各实施例8～10中，保护层的形成，通过使用旋涂机(ミカサ株式会社制SpinCoraterMS－A150)涂布上述各材料来进行。具体来说，首先对于上述各材料，以溶剂加以稀释，使固体成分浓度达到10％以下，并准备了三种涂层剂。其次，使用上述旋涂机，分别在实施例8～10上涂布各涂层剂。涂布条件为最终的保护层的膜厚为70nm这样的条件，具体来说，转速为500rpm以上、7000rpm以下，旋转时间为10秒钟。接着，对实施例8～10分别以180℃进行1分钟焙烧。由此，准备实施例8～10。
在比较例15中，构成保护层的材料为铝氧化物。具体来说，对于上述表面清洗后的比较例15，在硫酸浴中实施阳极氧化处理。接着，对于实施过阳极氧化处理的比较例15实施封孔处理。
对于得到的实施例8～10和比较例15的各试样，基于为了评价保护层的表面凹凸而以原子力显微镜进行的观察，测量表面粗糙度Ra。
此外，对于实施例1～10和比较例1～15的各铝箔，为了评价反射特性而测量紫外线的全反射率。以下，对于这些测量方法进行说明。
扫描型电子显微镜观察，使用日本电子株式会社制JSM－5510，以2000倍的倍率，由二次电子像观察铝箔的表面。根据所得到的64μm×48μm的矩形的视野中的表面观察图像，使压入或附着在铝箔的表面的铝粒子和铝基体二值化，测量存在于视野内的全部的铝粒子的表面积。根据各个铝粒子的表面积的测量值和视野的表面积，计算全部的铝粒子的总表面积对于视野的表面积的比例。表面观察图像在试样的宽度方向，于中央部附近取5点，关于在各视野内分别计算出的铝粒子(Al粒子)的总表面积的比例，将5点的平均值显示在表3中。
光学显微镜观察，使用ニコン株式会社制的ECLIPSE L200，以500倍的倍率观察铝箔的表面。由所得到的174μm×134μm的矩形的视野中的表面观察图像，使晶化物和铝基体二值化，测量存在于视野内的全部的晶化物的表面积。根据各个晶化物的表面积的测量值和视野的表面积，计算全部的晶化物的总表面积对于视野的表面积的比例。此外，再根据各个晶化物的表面积的测量值和视野内观察到的晶化物的个数，计算每一个晶化物的平均表面积。表面观察图像在试样的宽度方向，于中央部附近取5点，关于在各视野内分别计算出的晶化物的总表面积的比例和每个晶化物的平均表面积，将5点的平均值显示在表3中。还有，严格来说，也不能否定在视野中存在析出物的可能性，但在本说明书中，视野中观察到的金属间化合物全部为晶化物。
由原子力显微镜对表面凹凸的观察，是使用株式会社日立ハイテクサイエンス制的扫描型探针显微镜AFM5000II，通过在80μm×80μm的矩形的视野中，以动态力模式的方式(非接触)得到的表面形状来进行。对于得到的观察结果，通过由最小二乘逼近求得曲面，进行了拟合的三维曲面自动倾斜校正，对试样的倾斜校正，测量表面粗糙度Ra和相对于轧制方向垂直的宽度(TD)方向的表面粗糙度RzJIS。表面粗糙度Ra，是将JIS B0601(2001年版)和ISO4287(1997年版)所定义的算术平均粗糙度Ra，以使之对于观察到的表面整体能够适用的方式进行三维扩展而计算出的值。宽度(TD)方向的表面粗糙度RzJIS，是以基于JIS B0601(2001年版)和ISO4287(1997年版)的评价方法，测量同视野内的任意的宽度(TD)方向的截面的二维下的RzJIS值。铝箔(Al箔)的表面粗糙度Ra和RzJIS的值显示在表3中。
保护层的膜厚测量使用株式会社バイテック静Filmetric F20。对保护层的表面照射可见光，根据所得到的反射光，获得波长范围400nm～1100nm的反射率光谱。该反射率光谱与理论上的反射率光谱的一致度为95％以上的膜厚，作为保护层的膜厚。
保护层的表面粗糙度Ra与上述铝箔的表面粗糙度Ra同样，使用原子力显微镜计测。原子力显微镜对表面凹凸的观察，是使用株式会社日立ハイテクサイエンス制的扫描型探针显微镜AFM5000II，通过在80μm×80μm的矩形的视野中，以动态力模式的方式(非接触)获得的表面形状而进行。对于所得到的观察结果，通过由最小二乘逼近求得曲面，进行了拟合的三维曲面自动倾斜校正，对试样的倾斜校正，测量表面粗糙度Ra。表面粗糙度Ra是将JIS B0601(2001年版)和ISO4287(1997年版)所定义的算术平均粗糙度Ra，以使之对于观察到的表面整体能够适用的方式进行三维扩展而计算出的值。保护层的表面粗糙度Ra的值显示在表3中。
全反射率的测量，使用日本分光株式会社制紫外可视分光光度计V570，以Labsphere社制积分球用标准白板作为基准，在波长区域250nm～2000nm的范围测量积分球的全反射率。根据所得到的全反射率测量值，求得波长区域250nm～400nm的紫外线的平均值，和波长区域254nm～265nm的紫外线的平均值。全反射率的测量在轧制方向(MD)和与轧制方向垂直的方向(TD)这两个方向上测量，作为其平均值而评价全反射率。其全反射率的平均值显示在表3中。
Figure BDA0001795576750000191
根据表3所示的结果，实施例1～10的铝箔，压入或附着在铝箔的表面的64μm×48μm的区域的铝粒子的总表面积相对于该区域的面积为0.05％以下，存在于174μm×134μm的区域的晶化物的总表面积相对于该区域的面积为2％以下，并且每一个晶化物的平均表面积为2μm2以下，并且，80μm×80μm的视野中的表面粗糙度Ra低于20nm。另外，实施例1～10的铝箔，TD方向的表面粗糙度RzJIS为100nm以下。
实施例1～10的铝箔，波长区域254nm～265nm的深紫外线的全反射率为80％以上，可确认对于深紫外线具有高反射率。另外，实施例1～7的铝箔，波长区域250nm～400nm的紫外线的全反射率也高达85％以上，可确认不限于深紫外线，在紫外线的宽阔的波长区域都具有高反射特性。另外，实施例8～10的铝箔，尽管形成有保护层，但波长区域250nm～400nm的紫外线的全反射率也高达80％以上，可确认不限于深紫外线，在紫外线的宽的波长区域都具有高反射特性。
相对于此，比较例1～15的铝箔中，相对于64μm×48μm的区域的表面积压入或附着在该区域的铝粒子的总表面积的比例、相对于174μm×134μm的区域的面积存在于该区域的晶化物的总表面积的比例、和表面粗糙度Ra中的至少一个脱离上述范围。于是，比较例1～14的铝箔，可确认波长区域254nm～265nm的深紫外线的全反射率低至不足80％。可确认到，不限于深紫外线，波长区域250nm～400nm的紫外线的全反射率也低至不足85％。
由以上的结果可知，根据本发明所能够得到的铝箔，对于紫外线具有前所未有的高反射率。
应该认为，本发明的实施方式和实施例全部的要点均为例示，而非限制性的。本发明的范围，意思并不是以上的实施方式和实施例，而是权利要求的范围所示，包含在权利要求的范围和均等的意思和范围内的全部的修改和变形。
产业上的可利用性
本发明的紫外线反射材用铝箔，能够特别有利地适用于水和海水的杀菌、有机物的分解、紫外线治疗、光催化剂、树脂固化所使用的紫外线反射材。
符号的说明
1铝箔，10被轧制材，11冷轧材，12保护层，101、102轧辊。

Claims (9)

1.一种紫外线反射材用铝箔，其中，压入或附着于预定的表面积的区域的铝粒子的总表面积相对于所述区域的表面积为0.05％以下，
以存在于所述区域内的金属间化合物的全部作为晶化物，存在于所述区域内的所述晶化物的总表面积相对于所述区域的表面积为2％以下，
每一个所述晶化物的平均表面积为2μm2以下，
所述区域的表面粗糙度Ra低于20nm。
2.根据权利要求1所述的紫外线反射材用铝箔，其中，与轧制方向垂直的方向的表面粗糙度RzJIS为100nm以下。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的紫外线反射材用铝箔，其中，该铝箔的厚度为4μm以上且300μm以下。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的紫外线反射材用铝箔，其中，具备形成于所述区域之上的保护层，
所述保护层的表面相对于波长区域254nm以上且265nm以下的深紫外线的全反射率为80％以上。
5.根据权利要求4所述的紫外线反射材用铝箔，其中，构成所述保护层的材料含有有机硅组合物和氟树脂中的至少任意一种。
6.根据权利要求4所述的紫外线反射材用铝箔，其中，所述保护层的所述表面的表面粗糙度Ra为10nm以下。
7.一种紫外线反射材用铝箔的制造方法，是制造权利要求1或权利要求2所述的紫外线反射材用铝箔的方法，其中，
具备如下工序：使用表面粗糙度Ra为40nm以下的轧辊，以压下率为25％以上的条件对铝箔进行最终精冷轧。
8.根据权利要求7所述的紫外线反射材用铝箔的制造方法，其中，在所述最终精冷轧的工序后，还具备对所述铝箔的表面的至少一部分使用酸溶液或碱溶液进行清洗、或者进行电解研磨的工序。
9.根据权利要求7所述的紫外线反射材用铝箔的制造方法，其中，在所述最终精冷轧的工序后，还具备在所述表面的至少一部分上形成含有有机硅组合物和氟树脂中的至少任意一种的保护层的工序。
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