CN116635572A - 水性组合物、使用其的不锈钢表面的粗糙化处理方法、以及粗糙化不锈钢的制造方法 - Google Patents

水性组合物、使用其的不锈钢表面的粗糙化处理方法、以及粗糙化不锈钢的制造方法 Download PDF

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Abstract

提供水性组合物，其对不锈钢的表面通过少的工序进行充分且高效的粗糙化，并且处理后的不锈钢的厚度等品质保持良好。上述课题通过如下的用于对不锈钢的表面进行粗糙化的水性组合物解决。即水性组合物中：以水性组合物的总量计，包含0.1～10质量％的过氧化氢；以水性组合物的总量计，包含1～30质量％的卤化物离子；以水性组合物的总量计，包含0～3质量％的铜离子。

Description

水性组合物、使用其的不锈钢表面的粗糙化处理方法、以及粗 糙化不锈钢的制造方法
技术领域
本发明涉及用于不锈钢的表面处理的水性组合物、使用水性组合物的不锈钢表面的粗糙化处理方法等。
背景技术
不锈钢由于优异的耐久性、耐气候性特性，近年来正在研究向各种领域的展开。例如，在电子部件、电池集电箔、汽车部件的壳体中，不锈钢的采用正在推进。具体而言，在电池集电箔、汽车部件壳体中使用不锈钢的情况下，出于附着电介质物质、有机物的目的而将不锈钢的表面粗糙化。另外，在作为散热用途使用不锈钢的情况下，出于促进散热的目的而将不锈钢表面粗糙化。
这样的用途中在各制品中使用不锈钢的情况下，存在使表面积增大的要求。因此，已知有例如用含有铁的氯化物的处理液对不锈钢的表面进行处理的方法等(例如专利文献1)。但是，根据该处理方法，由于在处理后的不锈钢的表面也存在很多平坦的面，因此为了用于上述用途，未必充分粗糙化。
另外，作为对不锈钢的表面进行粗糙化的方法，发现组合了湿式喷丸和利用药液的粗糙化处理的方法(例如，专利文献2)，但根据这些方法，需要在粗糙化处理之前利用特定的方法对表面进行处理的工序。因此，关于粗糙化处理的效率化，确认到改善的余地。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-168017号公报
专利文献2：日本特开2015-183239号公报
发明内容
发明要解决的问题
如上所述，在以往的不锈钢表面的粗糙化处理中，粗糙化水平未必充分，并且，需要复杂的工序，因此处理时间、成本增大。因此期望一种能够以简单的工序高效地对不锈钢的表面实施充分的粗糙化处理的方法。
另外，也存在粗糙化处理过的不锈钢的品质成为问题的情况。特别是，可知在厚度小的不锈钢箔的粗糙化处理中难以得到处理后品质良好的箔。即，还期望提高粗糙化处理后的不锈钢的表面品质等。例如，已知在粗糙化处理中得到的不锈钢的表面的厚度不均匀的问题，特别是在被处理的不锈钢为薄的箔的情况下，可能产生对产品化造成障碍的针孔的发生等问题点。
本发明的课题在于，能够以简单的工序高效地对不锈钢的表面实施充分的粗糙化处理，并且稳定地得到厚度等品质良好的粗糙化不锈钢的方法等的实现。
用于解决问题的方案
本发明人们为了实现上述课题而反复进行深入研究，结果发现通过使用特定组成的水性组合物，能够对不锈钢的表面进行充分且使用少的工序高效地进行粗糙化，并且能够实现防止厚度极薄的区域、针孔的产生的品质良好的不锈钢，从而完成了本发明。
即，本发明如下所述。
[1]一种水性组合物，其用于对不锈钢的表面进行粗糙化，该水性组合物中：
以前述水性组合物的总量计，包含0.1～10质量％的过氧化氢、
以前述水性组合物的总量计，包含1～30质量％的卤化物离子、以前述水性组合物的总量计，包含0～3质量％的铜离子。
[2]根据上述[1]所述的水性组合物，其中，供给前述卤化物离子的化合物包含选自由盐酸、氯化钠、及铜的氯化物组成的组中的1种以上。
[3]根据上述[1]或[2]所述的水性组合物，其中，以前述水性组合物的总量计，所述铜离子的含量为1.5质量％以下。
[4]根据上述[1]～[3]中的任一项所述的水性组合物，其中，以前述水性组合物的总量计，前述过氧化氢的含量为0.1～3质量％。
[5]一种不锈钢的粗糙化处理方法，其包括：使用上述[1]～[4]中的任一项所述的水性组合物对不锈钢表面进行粗糙化处理的粗糙化处理工序。
[6]根据上述[5]所述的不锈钢的粗糙化处理方法，其中，进行前述粗糙化处理的不锈钢的区域至少具有15μm以下的厚度的部位。
[7]根据上述[6]所述的不锈钢的粗糙化处理方法，其中，进行前述粗糙化处理的不锈钢的全区域的厚度为15μm以下。
[8]根据上述[5]～[7]中的任一项所述的不锈钢的粗糙化处理方法，其中，前述不锈钢为不锈钢箔。
[9]根据上述[5]～[8]中的任一项所述的不锈钢的粗糙化处理方法，其中，粗糙化处理过的不锈钢表面的JIS B 0601-2001规定的最大高度(Rz)为1.0μm以上。
[10]根据上述[5]～[9]中的任一项所述的不锈钢的粗糙化处理方法，其中，粗糙化处理过的不锈钢表面的JIS B 0601-2001规定的最大高度(Rz)为5.0μm以下。
[11]根据上述[5]～[10]中的任一项所述的不锈钢的粗糙化处理方法，其中，粗糙化处理过的不锈钢表面的JIS B 0601-2001规定的最大高度(Rz)的值比未处理的不锈钢表面的最大高度(Rz)的值大0.3μm以上。
[12]根据上述[5]～[11]中的任一项所述的不锈钢的粗糙化处理方法，其中，粗糙化处理过的不锈钢表面的JIS B 0601-2001规定的算术平均粗糙度(Ra)为0.1μm以上。
[13]根据上述[5]～[12]中的任一项所述的不锈钢的粗糙化处理方法，其中，粗糙化处理过的不锈钢表面的JIS B 0601-2001规定的算术平均粗糙度(Ra)为1.0μm以下。
[14]根据上述[5]～[13]中的任一项所述的不锈钢的粗糙化处理方法，其中，粗糙化处理过的不锈钢表面的JIS B 0601-2001规定的算术平均粗糙度(Ra)比未处理的不锈钢表面的算术平均粗糙度(Ra)大0.04μm以上。
[15]根据上述[5]～[14]中的任一项所述的不锈钢的粗糙化处理方法，其中，前述不锈钢为JISG4305规格规定的：
包含SUS304、SUS316、SUS321、SUS347、及SUS329J1的铬镍不锈钢；
包含SUS405、SUS430、SUS434、SUS444、SUS447、SUSXM27的铁素体系不锈钢(铬不锈钢)；及
包含SUS630、SUS631、SUH660的析出硬化系(铬镍不锈钢)；
中的至少任意一者。
[16]一种粗糙化不锈钢的制造方法，其具有：使用上述[1]～[4]中的任一项所述的水性组合物对不锈钢表面进行粗糙化处理的粗糙化处理工序。
[17]根据上述[16]所述的粗糙化不锈钢的制造方法，其中，前述不锈钢为JISG4305规格规定的：
包含SUS304、SUS316、SUS321、SUS347、及SUS329J1的铬镍不锈钢；
包含SUS405、SUS430、SUS434、SUS444、SUS447、SUSXM27的铁素体系不锈钢(铬不锈钢)；及
包含SUS630、SUS631、SUH660的析出硬化系(铬镍不锈钢)；
中的至少任意一者。
[18]根据上述[16]或[17]所述的粗糙化不锈钢的制造方法，其中，前述不锈钢为不锈钢箔。
[19]根据上述[16]～[18]中的任一项所述的粗糙化不锈钢的制造方法，其中，进行前述粗糙化处理的不锈钢的区域至少具有15μm以下的厚度的部位。
[20]根据上述[19]所述的不锈钢的制造方法，其中，进行前述粗糙化处理的不锈钢的全区域的厚度为15μm以下。
[21]一种电池用集电箔、太阳能电池基材、电子器件用柔性基板、蓄电器件用基板、催化剂载体、电磁波屏蔽构件、或散热构件，其包含通过上述[16]～[20]中的任一项所述的制造方法制造的粗糙化不锈钢。
发明的效果
根据本发明，通过工序数少的高效的方法，能够使不锈钢的表面充分粗糙化，能够稳定地得到防止厚度非常薄的区域、针孔的产生的品质良好的粗糙化不锈钢。
具体实施方式
以下，对本发明进行详细说明，但本发明并不限定于下述内容，在不脱离其主旨的范围内能够进行各种变形。
[1.水性组合物]
本发明的水性组合物适合用于金属表面的粗糙化处理，即用于使金属表面粗糙而扩大凹凸的处理。作为通过本发明的水性组合物进行粗糙化处理的优选对象，可举出后述详细的各种不锈钢。
本发明的水性组合物均以水性组合物的总量计，包含0.1～10质量％的过氧化氢、1～30质量％的卤化物离子、及0～3质量％的铜离子。除这些成分以外，水性组合物也可以含有水等，特别是离子交换水或超纯水。
以下，对水性组合物的各成分进行说明。
(1-1.过氧化氢)
水性组合物中包含的过氧化氢通常以适度浓度的水溶液的形式与其他成分混合。水性组合物的制造中使用的过氧化氢水溶液中的过氧化氢的浓度没有特别限定，例如可以为10～90％，优选为沿工业用规格的35％～60％。
另外，过氧化氢中可以含有0.01质量％左右的稳定剂，作为可允许的稳定剂，可以举出硫酸、磷酸等。过氧化氢的制造工序、获得的路径没有限定，例如可以使用通过蒽醌法制造者等。
以水性组合物的总量(总体的质量)计，水性组合物中的过氧化氢的浓度为0.1～10质量％，优选为0.12～7质量％，更优选为0.15～5质量％，或者为0.1～3质量％，也可以为0.1～2质量％(不足)。
另外，以水性组合物的总量(总体的质量)计，水性组合物中的过氧化氢的浓度的下限值例如可以为0.001质量％、0.01质量％、0.05质量％、0.15质量％、0.2质量％、0.3质量％、0.5质量％、1.0质量％、1.5质量％、2.0质量％，以水性组合物的总量(总体的质量)计，水性组合物中包含的过氧化氢的浓度的上限值例如可以为15质量％、12质量％、10质量％、7质量％、6质量％、5质量％、4质量％、3.5质量％、3质量％、2.5质量％、2质量％、1.5质量％等。过氧化氢的浓度范围可以从适当组合上述下限值和上限值的范围中适当选择。例如0.001～15质量％、0.01～15质量％、0.05～12质量％、0.05～7质量％、0.1～7质量％、0.1～5质量％、0.1～3质量％、0.1～2质量％、0.2～10质量％、0.2～7质量％、0.2～6质量％、0.2～5质量％、0.3～3质量％等。
通过将过氧化氢的浓度设为上述的范围，具有能够更适宜地达成本发明的作用效果的倾向，并且即使后述的铜离子、卤化物离子等共存于水性组合物中，也能够抑制伴随过氧化氢的分解的发热或发泡的可能性，确保作业安全性。
(1-2.卤化物离子(卤素离子))
水性组合物中包含的卤化物离子的种类没有特别限定，例如可以为氟化物离子、氯化物离子、溴化物离子、碘化物离子，但出于处理容易性、经济性的观点出发，更优选氯化物离子。
作为提供卤化物离子的卤素化合物，没有特别限定，例如可以举出卤化钠和卤化钾等碱金属的卤化物、卤化钙等碱土类金属的卤化物、卤化铵、铜的卤化物、卤化氢。其中，出于更有效且可靠地发挥本发明的作用效果的观点，优选碱金属的卤化物或卤化氢，更优选盐酸或氯化钠。
卤素化合物可以单独使用1种，或者将2种以上组合使用。需要说明的是，卤素化合物也可以与下述的铜化合物重复。例如，在使用铜的卤化物作为卤化物离子的供给源的情况下，该铜的卤化物也相当于下述的作为铜离子源的铜化合物。作为铜的卤化物，优选铜的氯化物。卤素化合物(卤化物离子)在不锈钢表面的粗糙化处理中引起对钝化膜的点蚀作用。
以水性组合物的总量(总体的质量)计，水性组合物中的卤化物离子的浓度为1～30质量％，优选为2.0～25质量％、更优选为4.0～22质量％或3.0～20质量％、特别优选为5.0～15质量％、8～15质量％、或10～15质量％。
另外，以水性组合物的总量(总体的质量)计，作为水性组合物中的卤化物离子的浓度的范围，可以将0.01质量％、0.1质量％、0.5质量％、1.0质量％、2.0质量％、3.0质量％、5.0质量％和8.0质量％中的任意者作为下限值，以水性组合物的总量计，可以将24质量％、22质量％、20质量％、15质量％、12质量％和10质量％中的任意者作为上限值。卤化物离子浓度的范围可以从适当组合上述下限值和上限值的范围中适当选择，例如0.1～24质量％、1.0～24质量％、0.1～22质量％、1.0～22质量％、0.01～20质量％、0.05～20质量％、0.1～20质量％、1.0～15质量％、1.5～15质量％、2.0～15质量％、3.0～12质量％、5.0～12质量％、8.0～10质量％等。
通过将卤化物离子的浓度设为上述的范围，具有能够更适宜地达成本发明的作用效果的倾向。更具体而言，在卤化物离子的浓度在上述范围内的水性组合物中，能够防止不锈钢的点蚀反应的进行，且显现粗糙化形状，并且能够防止过氧化氢的分解反应而确保安全性。
(1-3.铜离子)
以水性组合物的总量(总体的质量)计，水性组合物中的铜离子的浓度为0～3质量％。即，本发明中的水性组合物不含有铜离子，或者以水性组合物的总量(总体的质量)计，铜离子的含量为3质量％以下。水性组合物中的铜离子可以通过将作为铜离子源的铜化合物与其他成分混合而产生。关于铜离子源的种类，只要是能够在水性组合物中供给铜离子的铜化合物，就没有特别限定。
例如，可以是无水物，也可以是五水合物，可以举出硫酸铜等铜的硫酸化物、氯化铜等铜的氯化物、铜的四氟硼酸化物、溴化铜、氧化铜、铜的磷酸化物、铜的乙酸化物、铜的甲酸化物、铜的硝酸化物等。其中，出于更有效且可靠地发挥本发明的作用效果的方面、出于操作容易性、经济性的观点，优选铜的硫酸化物或铜的氯化物，更优选硫酸铜或氯化铜，进一步优选硫酸铜。它们可以单独使用1种，或者组合使用2种以上。
推测通过水性组合物中包含的铜离子，在粗糙化处理中，对作为不锈钢的成分的镍和铬发生置换反应，然后，通过除去源自铜离子的置换反应产物而得到粗糙化形状。
另外，在粗糙化处理后的不锈钢的品质，特别是厚度小的不锈钢箔的处理中使用的水性组合物中，如后所述，为了防止厚度极薄的区域、针孔的产生，优选调整铜离子的含量。
水性组合物中包含的铜离子的浓度为3质量％以下，优选为2质量％以下、为不足1.5质量％或为1.5质量％以下，更优选为1.2质量％以下或1.0质量％以下，可以为0.75质量％以下、0.5质量％以下、不足0.25质量％。铜离子的浓度范围为0～3质量％，优选为0～2质量％，更优选为0～1.5质量％，进一步优选为0.1～1.5质量％，可以为0.2～1.5质量％。
以水性组合物的总量(总体的质量)计，水性组合物中的铜离子的浓度的下限值为0质量％，例如可以为0.00001质量％(0.1质量ppm)、0.0001质量％(1质量ppm)、0.001质量％、0.01质量％、0.02质量％、0.03质量％、0.05质量％、0.07质量％、0.1质量％。
另外，以水性组合物的总量计，水性组合物中的铜离子的浓度的上限值例如可以为3质量％、2.5质量％、2质量％、1.7质量％、1.5质量％、1质量％、0.5质量％、0.3质量％、0.22质量％、0.16质量％、0.14质量％等。铜离子的浓度范围可以从适当组合上述下限值和上限值的范围中适当选择，例如0.0001～3质量％、0.001～3质量％、0.01～2质量％、0.01～1.7质量％、0.01～1.5质量％、0.02～1质量％、0.03～0.25质量％、0.03～0.20质量％、0.05～0.15质量％、0.05～0.12质量％等。
通过将铜离子的浓度设为上述的范围，具有能够更适宜地达成本发明的作用效果的倾向。
另一方面，若水性组合物中的铜离子的浓度过高，则粗糙化处理后的不锈钢容易产生针孔、厚度极薄的区域，若铜离子的浓度过低，则粗糙化处理有可能无法高效地进行。
(1-4.水性组合物中包含的添加剂)
对于本发明的水性组合物，在发挥本发明的效果的范围内，作为上述过氧化氢、铜离子及卤化物离子以外的成分，可以含有添加剂。作为添加剂，例如可举出杂环氮化合物(唑系化合物)、有机溶剂等。它们可以单独使用1种或组合2种以上使用。另外，作为添加剂，还可以举出表面活性剂、pH调节剂等，但这些不包含在本发明的水性组合物中较好。
水性组合物中可以含有的添加剂的浓度优选为10质量％以下，更优选为5.0质量％以下，更优选为2.0质量％以下，特别优选为1.0质量％以下。
(1-5.水)
本发明的水性组合物可以含有水，优选含有水。作为水，没有特别限定，但优选通过蒸馏、离子交换处理、过滤处理、各种吸附处理等除去金属离子、有机杂质、颗粒等的水，更优选为纯水，特别优选为超纯水。
本发明的水性组合物中的水的含量为上述的各成分及详细内容后述的添加剂的剩余部分，没有特别限定，以水性组合物的总量(总体的质量)计，优选为50～98质量％，更优选为60～95质量％，进一步优选为75～93质量％，特别优选为85～90质量％。
需要说明的是，本发明的水性组合物优选为溶解液，优选不含有相对于作为溶解液的组合物的非溶解性的成分，例如研磨颗粒等固体颗粒。
(1-6.水性组合物的功能及性状)
认为包含上述各成分的水性组合物在不锈钢表面的粗糙化处理中发挥如下功能。
卤化物离子起到将通常形成于不锈钢的表面的氧化膜点蚀的作用。如上所述，认为铜离子具有相对于作为不锈钢的成分的镍和铬产生置换反应的作用，之后，源自铜离子的置换反应产物被除去，在不锈钢的表面形成Rz大的凹凸，即粗糙化形状。
另外，过氧化氢起到除去上述的置换反应后的源自铜离子的置换反应产物的作用。
而且，通过包含在适度的范围内调整了含量的铜离子等的水性组合物，在粗糙化处理后的不锈钢、特别是不锈钢箔中，能够防止厚度极薄的区域、针孔的产生。
本发明的水性组合物如下制备：添加上述的含过氧化氢成分、卤化物离子供给成分及水、与根据需要的铜离子供给成分、其他成分并搅拌至均匀，从而制备。
水性组合物的性状没有特别限定，pH值优选为-1.0～4.0、更优选为-0.5～3.0、进一步优选为-0.25～2.5、特别优选为-0.1～2.0、0.0～1.5、0.005～1.0或0.01～0.5。pH值可以通过实施例中记载的方法进行测定。
[2.不锈钢的粗糙化处理方法]
在对本发明的不锈钢的表面进行粗糙化的粗糙化处理方法(本说明书中，也称为不锈钢的粗糙化处理方法)中，进行粗糙化处理工序。即，本发明的粗糙化处理方法包括使用上述水性组合物进行不锈钢表面的粗糙化处理的粗糙化处理工序。此处，使用水性组合物进行不锈钢表面的粗糙化处理是指使用于处理的水性组合物与不锈钢表面接触。由此可知，本发明的不锈钢的粗糙化处理方法至少包括使水性组合物与不锈钢表面接触的工序。
(2-1.粗糙化处理工序)
粗糙化处理工序是使上述水性组合物与成为粗糙化处理的对象的不锈钢接触的进行粗糙化处理的工序。
粗糙化处理工序中，粗糙化处理的温度优选为20～60℃，进一步优选为25～55℃，特别优选为30～50℃。如此，即使在不是那么高的温度下，例如出于在25℃的室温下也进行不锈钢表面粗糙化的角度，本发明的不锈钢的粗糙化处理方法优异。此处，粗糙化处理的温度是指使水性组合物与不锈钢表面接触时的温度，特别是指与不锈钢的表面接触的水性组合物的液温。
另外，在粗糙化处理工序中，粗糙化处理的时间优选为30秒～120秒，进一步优选为40秒～100秒，特别优选为50秒～90秒。如此，出于即使不那么长时间也进行不锈钢的粗糙化的角度，本发明的不锈钢的粗糙化处理方法优异。此处，粗糙化处理的时间是指使水性组合物与不锈钢表面接触的时间。例如，将不锈钢浸渍于水性组合物中的时间、从向不锈钢的表面喷雾水性组合物时开始至通过水等将水性组合物除去为止时的时间。
使水性组合物与不锈钢表面接触的方法没有特别限定，例如可以采用通过滴加或喷雾(喷雾处理)等形式使水性组合物与不锈钢接触的方法、或者使不锈钢浸渍于水性组合物的方法等。在本发明中，可以采用任意方法。例如，可举出：对加工成特定形状的不锈钢喷雾水性组合物而得到粗糙化处理过的不锈钢的方法；在不锈钢箔卷间设置水性组合物的滴加装置、喷雾装置或浸渍装置，通过卷对卷的方法，从卷绕有未处理的不锈钢箔的卷上铺展不锈钢箔并使其移动时，通过上述装置的附近而供给水性组合物，将粗糙化处理后的不锈钢箔卷绕而得到卷的方法等。
需要说明的是，详细如后所述，也可以对在粗糙化处理工序中粗糙化处理过的不锈钢实施水洗等处理。
(2-2.粗糙化处理后的不锈钢的表面粗糙度)
根据本发明的不锈钢的粗糙化处理方法，也能够将粗糙化处理过的不锈钢(本说明书中也称为粗糙化不锈钢，不锈钢箔(膜或片)也包含于不锈钢内)的表面的最大高度(Rz)设为1.0μm以上、2.0μm以上、或3.0μm以上。
即，在本发明的不锈钢的粗糙化处理方法中，即使在刚刚进行粗糙化处理工序之后的不锈钢中，以及不锈钢的水洗等所有处理结束而最终得到的粗糙化不锈钢的表面中，也能够将表面的最大高度(Rz)设为1.0μm以上、2.0μm以上、2.5μm以上、3.0μm以上或3.5μm以上。
如此，在刚进行粗糙化处理工序之后、最终产品的不锈钢的表面实现作为目标的粗糙化水平这一点，对于以下的表面粗糙度的参数(包括Ra)也是同样的。
本发明的不锈钢的粗糙化处理方法中，在粗糙化处理工序后，粗糙化不锈钢表面的最大高度(Rz)优选为1.0μm以上，更优选为1.5μm以上，也可为2.0μm以上、2.5μm以上或3.0μm以上。
另外，粗糙化处理过的不锈钢表面的最大高度(Rz)的上限值没有特别限定，例如为5.0μm以下，可以为4.0μm以下或3.0μm以下。
需要说明的是，未实施粗糙化处理的状态的不锈钢(本说明书中，也称为未处理的不锈钢)的表面的最大高度(Rz)没有特别限定，例如为0.2～2.0μm等，为0.5～1.5μm左右。
本发明的不锈钢的粗糙化处理方法中，在粗糙化处理工序后，粗糙化不锈钢表面的最大高度(Rz)可以设为比未处理的不锈钢表面的最大高度(Rz)的值大0.1μm以上的值，优选设为比未处理的不锈钢大0.3μm以上的值，更优选设为大0.5μm以上的值，进一步优选设为大1.0μm以上的值，也可以设为大1.5μm以上的值。
在本发明的不锈钢的粗糙化处理方法中，在粗糙化处理工序后，粗糙化不锈钢的表面的算术平均粗糙度(Ra)可设为0.1μm以上。在本发明的不锈钢的粗糙化处理方法中，在粗糙化处理工序后，粗糙化不锈钢的表面的算术平均粗糙度(Ra)优选为0.15μm以上或0.2μm以上，更优选为0.3μm以上或0.4μm以上，也可以为0.5μm以上或0.6μm以上。
另外，粗糙化不锈钢的表面的算术平均粗糙度(Ra)的上限值没有特别限定，例如为1.0μm以下，可以为0.8μm以下或0.7μm以下。
需要说明的是，未处理的不锈钢的算术平均粗糙度(Ra)没有特别限定，但例如为0.03～1.0μm，优选为0.05～0.5μm。
本发明的不锈钢的粗糙化处理方法中，在粗糙化处理工序后，粗糙化不锈钢的表面的算术平均粗糙度(Ra)可以设为比未处理的不锈钢的平面的算术平均粗糙度(Ra)大0.02μm以上的值，优选设为比未处理的不锈钢大0.04μm以上的值，更优选设为大0.10μm以上的值，进一步优选设为大0.20μm以上的值，特别优选设为大0.30μm以上的值，也可以设为大0.40μm以上或大0.50μm以上的值。
上述最大高度(Rz)及算术平均粗糙度(Ra)依据JIS B0601-2001而算出。测定中使用的装置没有特别限定，例如可以使用激光显微镜。
需要说明的是，从粗糙化处理后产生了析出物的粗糙化不锈钢的表面通过具有粘接性的带等物理手段除去析出物后，可以测定粗糙化处理工序后的最大高度(Rz)和算术平均粗糙度(Ra)的值。但是，这样的物理手段作为制造工序的一环并不一定是实用的。
粗糙化处理工序中的不锈钢的蚀刻速率没有特别限定，例如为0.1μm/分钟以上，优选为0.5μm/分钟以上，更优选为0.7μm/分钟以上，进一步优选为1.0μm/分钟以上，可以为1.5μm/分钟以上、2.0μm/分钟以上、2.5μm/分钟以上、3.0μm/分钟以上或3.5μm/分钟以上。
根据上述不锈钢的粗糙化处理方法，通过实质上一个阶段的处理即仅使本发明的水性组合物与成为处理对象的不锈钢的表面接触的粗糙化处理，或者根据需要仅再进行适度的清洗(例如水洗)，就能够得到表面的凹凸扩大的不锈钢。
另外，如上所述，粗糙化处理中的处理条件温和，所需时间也短，因此根据本发明，能够高效地进行不锈钢的粗糙化处理。
[3.不锈钢]
作为基于本发明的水性组合物的粗糙化处理的对象的不锈钢的种类，没有特别限定，例如可以举出以下的物质。
即，JISG4305规格中规定的包含SUS304、SUS316、SUS321、SUS347及SUS329J1的铬镍不锈钢；包含SUS405、SUS430、SUS434、SUS444、SUS447、SUSXM27的铁素体系不锈钢(铬不锈钢)；及包含SUS630、SUS631、SUH660的析出硬化系(铬镍不锈钢)等。
作为基于水性组合物的粗糙化处理的对象，更优选上述不锈钢中的SUS304和SUS444。
而且如上所述，粗糙化处理过的不锈钢表面的最大高度(Rz)例如为1.0μm以上，优选为1.5μm以上，也可以为2.0μm以上、2.5μm以上或3.0μm以上。
另外，粗糙化处理过的不锈钢表面的最大高度(Rz)的上限值没有特别限定，例如为5.0μm以下，可以为4.0μm以下或3.0μm以下。
粗糙化不锈钢的表面的算术平均粗糙度(Ra)例如为0.1μm以上，优选为0.15μm以上或0.2μm以上，更优选为0.3μm以上或0.4μm以上，也可以为0.5μm以上。
另外，粗糙化不锈钢的表面的算术平均粗糙度(Ra)的上限值没有特别限定，例如为1.0μm以下，可以为0.8μm以下或0.7μm以下。
作为粗糙化处理的对象的不锈钢的尺寸、厚度、形状没有特别限定，例如，也可以对不锈钢箔进行。
作为本发明的粗糙化处理方法的对象的不锈钢的厚度没有特别限定，例如为1μm以上且500μm以下，优选为5μm以上且100μm以下。不锈钢的厚度更优选为15μm以下。
特别是，虽然作为粗糙化处理的对象的不锈钢的厚度通常是均匀的，但进行粗糙化处理的不锈钢的区域优选至少具有15μm以下的厚度的部位，另外，进行粗糙化处理的不锈钢的全区域的厚度也可以为15μm以下。
如此，即使将厚度小的不锈钢作为对象，也能够通过使用了具有上述成分的水性组合物的粗糙化处理，得到实施粗糙化处理的部分的厚度大致均匀(除去表面的微细的凹凸)的粗糙化不锈钢，能够防止厚度极薄的区域、针孔的产生。
作为粗糙化处理的对象的不锈钢或不锈钢箔的厚度例如可以为12μm以下，也可以为10μm以下、8μm以下、6μm以下。但是，也可以将厚度为20μm以下、30μm以下、50μm以下等的不锈钢或不锈钢箔作为粗糙化处理的对象。
另外，不锈钢或不锈钢箔的厚度的下限值没有特别限定，例如为1.0μm。不锈钢或不锈钢箔的厚度例如可以为1.5μm以上、2.0μm以上、3.0μm以上、5.0μm以上。
而且，对于不锈钢或不锈钢箔的进行粗糙化处理的区域，优选至少具有上述厚度范围的部位。另外，作为不锈钢的粗糙化处理的对象的全区域的厚度优选在上述的范围内，进而，不论粗糙化处理的对象区域，不锈钢的整体的区域优选在上述的范围内。
[4.不锈钢的制造方法]
本发明的不锈钢的制造方法至少具有上述粗糙化处理工序。根据本发明的不锈钢的制造方法，能够制造表面比粗糙化处理之前粗糙，即，具有凹凸比处理前的表面扩大的表面的不锈钢。
作为本发明的不锈钢的制造方法的对象的不锈钢如上述[3.不锈钢]一栏中所述。
通过本发明的不锈钢的制造方法得到的粗糙化处理过的不锈钢表面的最大高度(Rz)及算术平均粗糙度(Ra)如上述[3.不锈钢]一栏中所述。
通过本发明的不锈钢的制造方法得到的粗糙化处理过的不锈钢例如可以用于固体电池、锂离子电池等电池用集电箔、太阳能电池基材、电子器件用柔性基板、蓄电设备用基板、废气净化催化剂等的载体、电磁波屏蔽构件及散热构件等用途。通过本发明的不锈钢的制造方法得到的粗糙化处理过的不锈钢箔例如适合用作电池用集电箔。
实施例
以下，通过实施例更详细地说明本发明，但本发明并不限定于这些实施例。
(不锈钢箔的表面粗糙度的测定)
对于原材料的不锈钢箔、以及实施例及比较例中得到的表面处理箔，使用激光显微镜(KEYENCE CORPORATION制、产品名“VK-X250”)，依据JIS B 0601-2001测定最大高度(Rz)及算术平均粗糙度(Ra)。
(针孔的有无的确认)
对于实施例和比较例中得到的表面处理箔，通过目视观察表面形状。在未确认到针孔(微细的贯通孔)产生的情况下，评价为“良好”，在确认到针孔的情况下，评价为“不良”。
(pH值的测定)
对于实施例和比较例中的水性组合物的pH值，在25℃下使用pH计(株式会社堀场制作所制的pH计F-52)进行测定。
(蚀刻速率(E.R.)的测定)
对于实施例和比较例中得到的表面处理箔，基于水性组合物的处理前后的不锈钢箔的质量差(D)除以使用的不锈钢箔的面积S(基于水性组合物的处理面积)、不锈钢箔的密度(ρ)和处理时间(T)，由此计算E.R.的值(μm/分钟)。
即，如下述式(1)所示。需要说明的是，通过式(1)直接算出的E.R.的值的单位为(cm/分钟)，但将转换为(μm/分钟)的单位的值表示于下述
表1和表2。
[实施例1]
准备厚度为10μm、纵向和横向的长度为30mm×30mm、材质为SUS304的不锈钢(箔)。根据上述(不锈钢箔的表面粗糙度的测定)测定的该不锈钢箔的Rz为1.26μm，Ra为0.08μm。将未处理的不锈钢箔的表面粗糙度的值作为参考例表示于下述表1中。
准备如下的水性组合物：在130ml超纯水中，以最终成为0.5质量％的量(60wt％的过氧化氢水溶液1.7g)添加过氧化氢、以34质量％(68.6g)添加盐酸的35wt％水溶液。以水性组合物总量计，该组合物中的源自盐酸的卤化物离子(Cl-)的浓度为12质量％。
将上述不锈钢箔在液温35℃的上述水性组合物中浸渍60秒钟。接着，将浸渍后的不锈钢箔用超纯水充分水洗后，充分干燥，得到表面处理箔。对于得到的表面处理箔，根据上述(不锈钢箔的表面粗糙度的测定)进行测定，结果Rz的值为1.17μm，Ra的值为0.12μm。另外，根据上述(针孔有无的确认)，以目视观察表面形状，结果未观察到针孔(微细的贯通孔)的产生，评价为“良好”。
[实施例2]
在实施例1中，将2.0g的硫酸铜五水合物进一步添加到水溶液中，制成表1中记载的组成，除此之外，与实施例1同样地对不锈钢薄进行粗糙化处理，得到表面处理箔。
以水性组合物总量计，该水性组合物中的源自硫酸铜的铜离子(Cu2+)的浓度为0.25质量％。
将得到的表面处理箔的Rz的值、Ra的值等结果示于表1。
[实施例3～6、12～15及比较例1]
将水性组合物中的过氧化氢、氯化物离子和铜离子(Cu2+)的至少任一者的浓度变更为表1中记载的组成，除此之外，与实施例1同样地对不锈钢箔进行粗糙化处理，得到表面处理箔。
将得到的表面处理箔的Rz的值、Ra的值等的结果示于表1。
[表1]
[实施例7～11]
使用材质为SUS444的不锈钢(箔)(Rz为0.88μm，Ra为0.09μm)，将水性组合物中的过氧化氢、铜离子(Cu2+)和卤化物离子(Cl-)的浓度调整为下述表2所示，除此之外，与实施例1同样地对不锈钢箔进行粗糙化处理，得到表面处理箔。
将得到的表面处理箔的Rz的值、Ra的值等的结果示于表2。
[表2]
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产业上的可利用性
根据本发明，通过使用特定组成的水性组合物，能够使不锈钢的表面通过少的工序和短的时间充分地、高效地粗糙化，进而能够实现良好品质的不锈钢、特别是具有均匀的厚度、没有针孔等缺陷者。而且，如此，若将外观良好且表面粗糙的不锈钢、特别是不锈钢箔用于电池集电箔、汽车部件壳体等，则能够有效地附着或保持介电物质、有机物。另外，在用于散热的构件中，也可以适宜使用表面粗糙化的不锈钢。
因此，本发明在材料的构件、例如上述制品中使用的不锈钢的表面的粗糙化处理的领域中，有产业上的可利用性。

Claims (21)

1.一种水性组合物，其用于对不锈钢的表面进行粗糙化，该水性组合物中：
以所述水性组合物的总量计，包含0.1～10质量％的过氧化氢、
以所述水性组合物的总量计，包含1～30质量％的卤化物离子、
以所述水性组合物的总量计，包含0～3质量％的铜离子。
2.根据权利要求1所述的水性组合物，其中，供给所述卤化物离子的化合物包含选自由盐酸、氯化钠、及铜的氯化物组成的组中的1种以上。
3.根据权利要求1或2所述的水性组合物，其中，以所述水性组合物的总量计，所述铜离子的含量为1.5质量％以下。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的水性组合物，其中，以所述水性组合物的总量计，所述过氧化氢的含量为0.1～3质量％。
5.一种不锈钢的粗糙化处理方法，其包括：使用权利要求1～4中的任一项所述的水性组合物对不锈钢表面进行粗糙化处理的粗糙化处理工序。
6.根据权利要求5所述的不锈钢的粗糙化处理方法，其中，进行所述粗糙化处理的不锈钢的区域至少具有15μm以下的厚度的部位。
7.根据权利要求6所述的不锈钢的粗糙化处理方法，其中，进行所述粗糙化处理的不锈钢的全区域的厚度为15μm以下。
8.根据权利要求5～7中的任一项所述的不锈钢的粗糙化处理方法，其中，所述不锈钢为不锈钢箔。
9.根据权利要求5～8中的任一项所述的不锈钢的粗糙化处理方法，其中，粗糙化处理过的不锈钢表面的JIS B 0601-2001规定的最大高度(Rz)为1.0μm以上。
10.根据权利要求5～9中的任一项所述的不锈钢的粗糙化处理方法，其中，粗糙化处理过的不锈钢表面的JIS B 0601-2001规定的最大高度(Rz)为5.0μm以下。
11.根据权利要求5～10中的任一项所述的不锈钢的粗糙化处理方法，其中，粗糙化处理过的不锈钢表面的JIS B 0601-2001规定的最大高度(Rz)的值比未处理的不锈钢表面的最大高度(Rz)的值大0.3μm以上。
12.根据权利要求5～11中的任一项所述的不锈钢的粗糙化处理方法，其中，粗糙化处理过的不锈钢表面的JIS B 0601-2001规定的算术平均粗糙度(Ra)为0.1μm以上。
13.根据权利要求5～12中的任一项所述的不锈钢的粗糙化处理方法，其中，粗糙化处理过的不锈钢表面的JIS B 0601-2001规定的算术平均粗糙度(Ra)为1.0μm以下。
14.根据权利要求5～13中的任一项所述的不锈钢的粗糙化处理方法，其中，粗糙化处理过的不锈钢表面的JIS B 0601-2001规定的算术平均粗糙度(Ra)比未处理的不锈钢表面的算术平均粗糙度(Ra)大0.04μm以上。
15.根据权利要求5～14中的任一项所述的不锈钢的粗糙化处理方法，其中，所述不锈钢为JISG4305规格规定的：
包含SUS304、SUS316、SUS321、SUS347、及SUS329J1的铬镍不锈钢；
包含SUS405、SUS430、SUS434、SUS444、SUS447、SUSXM27的铁素体系不锈钢(铬不锈钢)；及
包含SUS630、SUS631、SUH660的析出硬化系(铬镍不锈钢)；
中的至少任意一者。
16.一种粗糙化不锈钢的制造方法，其具有：使用权利要求1～4中的任一项所述的水性组合物对不锈钢表面进行粗糙化处理的粗糙化处理工序。
17.根据权利要求16所述的粗糙化不锈钢的制造方法，其中，所述不锈钢为JISG4305规格规定的：
包含SUS304、SUS316、SUS321、SUS347、及SUS329J1的铬镍不锈钢；
包含SUS405、SUS430、SUS434、SUS444、SUS447、SUSXM27的铁素体系不锈钢(铬不锈钢)；及
包含SUS630、SUS631、SUH660的析出硬化系(铬镍不锈钢)；
中的至少任意一者。
18.根据权利要求16或17所述的粗糙化不锈钢的制造方法，其中，所述不锈钢为不锈钢箔。
19.根据权利要求16～18中的任一项所述的粗糙化不锈钢的制造方法，其中，进行所述粗糙化处理的不锈钢的区域至少具有15μm以下的厚度的部位。
20.根据权利要求19所述的不锈钢的制造方法，其中，进行所述粗糙化处理的不锈钢的全区域的厚度为15μm以下。
21.一种电池用集电箔、太阳能电池基材、电子器件用柔性基板、蓄电器件用基板、催化剂载体、电磁波屏蔽构件、或散热构件，其包含通过权利要求16～20中的任一项所述的制造方法制造的粗糙化不锈钢。
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