KR20160040215A - 가시광 반사재용 알루미늄박과 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

알루미늄박은, 미리 정해진 표면적에 존재하는 정출물의 총표면적의 비율이 2 % 이하이고, 정출물의 1 개당의 평균 표면적이 2 ㎛2 이하이고, 압연 방향에 대해 수직인 방향의 표면 조도 Rz 가 40 ㎚ 이하이고, 또한 표면 조도 Ra 가 10 ㎚ 이하이다. 표면 조도 Ra 가 40 ㎚ 이하인 압연 롤을 사용하여 압하율이 35 % 이상인 조건에서 알루미늄박을 최종 마무리 냉간 압연함으로써 가시광 반사재용 알루미늄박을 제조한다.

Description

가시광 반사재용 알루미늄박과 그 제조 방법{ALUMINUM FOIL FOR VISIBLE-LIGHT-REFLECTING MATERIAL AND METHOD FOR PRODUCING SAID FOIL}
본 발명은, 가시광 반사재용 알루미늄박과 그 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 본 명세서에 있어서는,「알루미늄박」이라는 용어는 순알루미늄박뿐만 아니라, 알루미늄 합금박도 포함하는 의미로 사용된다.
최근, 환경에 대한 영향을 저감시키는 관점에서, 태양광, 조명광 등의 광을 효율적으로 이용하는 것이 요망되고 있다. 광의 효율적인 이용으로서, 예를 들어, 태양광을 소정의 지점에 모아 발전시키는 방법 또는 발열시키는 방법을 들 수 있다. 광을 효율적으로 이용하기 위해서는, 광을 최소한의 에너지 손실로 반사시킬 필요가 있다. 이러기 위해서는, 사용되는 반사재는 최소한의 로스로 광이라는 전자파를 반사시킴과 동시에, 반사된 전자파를 소정의 지점에 낭비 없이 전달하여 모으기 위해서는, 전자파를 가능한 한 산란시키지 않고 반사시키는 것이 요망된다. 즉, 반사재에 요구되는 중요한 성능으로는, 반사재에 입사되는 각도와 동일한 각도로 전자파를 반사시킨다는 정반사가 최소한의 에너지 손실로 실시되는 것이다.
정반사의 정도는, 광택도 (JIS Z 8740) 에 의해 규정되는 수치에 의해 평가된다. 광택도는, 일방향으로부터 특정한 각도 θ 로, 예를 들어 60 도의 각도로 입사된 광을 특정한 각도 θ 로, 예를 들어 60 도로 반사된 광을 수광하고, 그 수광량에 의해 평가된다.
정반사의 정도가 높고, 또한 가시광 영역에서의 반사율이 높은 반사재로서 은, 알루미늄을 들 수 있다. 특히 알루미늄은 밀도가 작고 경량이며, 열전도성도 양호하고, 금속 중에서도 비교적 저렴하고 또한 반사율이 높은 재료로서 가시광 반사재의 용도로서 주목받고 있다.
일본 공개특허공보 2003-170205호 (이하, 특허문헌 1 이라고 한다) 에 기재되어 있는 바와 같이, 알루미늄박의 반사 특성으로서 광택도는 일반적으로 60 ∼ 70 % 정도이다.
한편, 일본 공개특허공보 2002-143904호 (이하, 특허문헌 2 라고 한다) 에는, 고광택 알루미늄판을 제조하는 방법으로서, 필름 연마 혹은 키스 롤 연마에 의해 표면 마무리된 압연 롤에 의해 알루미늄판을 최종 마무리 냉간 압연하는 것이 기재되어 있다. 이 방법을 사용하여, 충분히 연마한 롤의 낮은 표면 조도를 알루미늄판의 표면에 전사함으로써, 표면 조도 Ra 가 0.20 ∼ 0.60 ㎛ 정도인 알루미늄판을 얻고 있다.
일본 공개특허공보 2003-170205호 일본 공개특허공보 2002-143904호
특허문헌 1 에 기재되어 있는 바와 같이, 알루미늄박의 반사 특성으로서 광택도는 일반적으로 60 ∼ 70 % 정도이다.
특허문헌 2 에서 얻어진 표면 조도 Ra 가 0.20 ∼ 0.60 ㎛ 정도인 알루미늄판에서는, 알루미늄판의 표면의 요철이 크고, 입사광은 표면의 요철부에서 난반사되어, 정반사되는 광이 감소한다는 문제가 있다.
또, 표면 조도 Ra 가 40 ㎚ 이하인 저조도로 충분히 연마한 압연 롤로 알루미늄박을 최종 마무리 냉간 압연하는 방법을 사용해도, 발명자에 의하면, 광택도가 최대여도 82.2 % 의 알루미늄박밖에 얻을 수 없다. 이 정도 광택도의 알루미늄박으로는, 보다 높은 반사율을 갖는 반사재의 용도에 부응할 수 없다.
그래서, 본 발명의 목적은, 보다 높은 광택도를 갖는 가시광 반사재용 알루미늄박과 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명자들은 상기한 과제를 해결하기 위해 예의 검토를 거듭한 결과, 표면 조도뿐만 아니라, 알루미늄박 표면에 존재하는 정출물을 제어하면, 알루미늄박의 광택도가 향상되는 것을 알아냈다. 즉, 본 발명의 가시광 반사재용 알루미늄박과 그 제조 방법은, 이하의 특징을 갖는다.
본 발명에 따른 가시광 반사재용 알루미늄박은, 미리 정해진 표면적에 존재하는 정출물의 총표면적의 비율이 2 % 이하이고, 상기한 정출물의 1 개당의 평균 표면적이 2 ㎛2 이하이고, 압연 방향에 대해 수직인 방향의 표면 조도 Rz 가 40 ㎚ 이하이고, 또한 표면 조도 Ra 가 10 ㎚ 이하이다.
본 발명의 가시광 반사재용 알루미늄박에 있어서, 당해 알루미늄박의 두께는 4 ㎛ 이상 200 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.
상기 서술한 특징을 갖는 가시광 반사재용 알루미늄박을 제조하는 방법에서는, 표면 조도 Ra 가 40 ㎚ 이하인 압연 롤을 사용하여 압하율이 35 % 이상인 조건에서 알루미늄박을 최종 마무리 냉간 압연한다.
이상의 특징을 갖는 본 발명의 가시광 반사재용 알루미늄박은, 종래보다 높은 광택도를 가지므로, 본 발명의 가시광 반사재용 알루미늄박을 반사재에 적용한 경우에 광의 에너지 손실을 보다 저감시켜 광을 전송할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시형태를 설명한다.
본 발명의 알루미늄박은, 알루미늄박의 미리 정해진 표면적에 존재하는 정출물의 총표면적의 비율이 2 % 이하이고, 정출물의 1 개당의 평균 표면적이 2 ㎛2 이하이고, 압연 방향에 대해 수직인 방향, 즉 TD 방향의 표면 조도 Rz 가 40 ㎚ 이하이고, 표면 조도 Ra 가 10 ㎚ 이하이다.
본 발명의 알루미늄박이 상기한 구성을 가짐으로써, 정반사의 지표가 되는 광택도가 82.2 % 를 초과할 수 있다. 또한, 정출물이란, 예를 들어, Al-Fe 계, Al-Fe-Mn 계, Al-Mg-Si 계, Al-Mn 계 등의 여러 가지 금속간 화합물을 말한다. 정출물의 표면에 입사된 전자파의 반사율은, 알루미늄 자체의 표면에 입사된 전자파의 반사율보다 낮다. 또한, 본 발명에서 말하는 알루미늄박의 표면이란, 알루미늄박의 외관에 있어서 육안, 현미경 등에 의해 확인될 수 있는 영역을 말한다. 엄밀하게는, 알루미늄박과 알루미늄박의 표면에 존재하는 정출물의 표면에는 산화 피막이 형성되어 있는데, 본 발명에서 말하는 알루미늄박의 표면이란, 이들 산화 피막을 제외한 알루미늄박의 표면을 말한다.
알루미늄박의 표면적에 대한 정출물의 총표면적의 비율이 2 % 를 초과할 정도로 정출물이 알루미늄박의 표면에 존재하고 있으면, 알루미늄박의 반사율은 저하된다. 정출물의 1 개당의 평균 표면적이 2 ㎛2 보다 크면, 알루미늄박의 표면의 반사율에 불균일이 발생한다.
또한, 알루미늄박의 미리 정해진 표면적에 존재하는 정출물의 총표면적의 비율의 하한값은 이상적 (이론적) 으로는 0 % 이다. 그러나, 후술하는 정출물의 1 개당의 평균 표면적의 하한값을 고려하면 0.01 % 이다. 또, 정출물은 광학 현미경으로 관찰되기 때문에, 정출물의 표면적의 검출 한계값은 0.01 ㎛2 정도이므로, 정출물의 1 개당의 평균 표면적의 하한값은 0.01 ㎛2 이다.
또, 알루미늄박의 표면에 존재하는 정출물은, 알루미늄박 본래의 반사율을 저하시킬 뿐만 아니라, 알루미늄박의 표면에 요철을 발생시킨다. 알루미늄박을 제조하는 프로세스 중 하나인 냉간 압연에 있어서, 정출물은 알루미늄의 소지보다 단단하기 때문에, 알루미늄이 우선적으로 소성 변형을 일으킨다. 정출물은, 소성 변형되어 있는 알루미늄박의 표면 위를 구르고, 일부의 정출물은 알루미늄박의 표면으로부터 결락되어 알루미늄박의 표면에 요철을 발생시킨다. 이 때문에, 정출물의 총표면적이 크면, 즉 정출물의 양이 많으면, 알루미늄박의 표면에 요철을 발생시키는 정도가 커진다. 또한, 정출물의 1 개당의 평균 표면적이 크면, 정출물이 알루미늄박의 표면으로부터 결락되었을 때에 형성되는 오목부는 커진다. 이러한 결과, 알루미늄박의 표면에 입사된 가시광이 알루미늄박의 표면에 형성된 요철부에 있어서 난반사되므로, 반사율이 저하된다.
또한, 본 발명의 알루미늄박에 있어서, 압연 방향에 대해 수직인 TD 방향의 표면 조도 Rz 가 40 ㎚ 이하이고, 표면 조도 Ra 가 10 ㎚ 이하임으로써, 알루미늄박의 표면의 요철이 저감되므로, 알루미늄박의 표면의 요철부에서 반사된 가시광이 다른 요철부에 다시 닿아 반사광이 감쇠되는 것을 억제할 수 있다.
일반적으로 알루미늄박은 냉간 압연에 의해 제조된다. 이 냉간 압연이 알루미늄박에 실시되면, 알루미늄박의 표면에 압연 롤의 전사 줄무늬가 존재한다. 이 압연 롤의 전사 줄무늬가 알루미늄박의 표면에 요철을 발생시키게 된다. 일정 이상의 크기의 전사 줄무늬로 이루어지는 요철은, 가시광의 반사 각도에 이방성을 초래한다. 이 때문에, 특히 자외선역에 가까운 파장, 예를 들어, 380 ∼ 600 ㎚ 의 파장에 있어서 반사율이 저하된다. 이 압연 롤의 전사 줄무늬에서 기인하는 표면 조도는, 압연 방향에 대해 수직인 방향, 즉 TD 방향의 표면 조도 Rz 의 값으로서 평가할 수 있다.
본 발명의 알루미늄박에서는, TD 방향의 표면 조도 Rz 를 40 ㎚ 이하로 제어함으로써, 자외선역에 가까운 가시광역 (예를 들어, 380 ∼ 600 ㎚ 의 파장) 의 광의 반사율이 높아져, 가시광 전역에서 높은 반사율을 가질 수 있다. 이로써, 알루미늄박의 표면에 대한 가시광 영역의 평균 반사율을 향상시킬 수 있다.
그런데, 자연 법칙에 기초하면, 입사된 가시광의 전자파가 어느 표면에서 반사될 때, 그 표면에 요철이 있으면 입사된 지점에 따라 반사되는 각도는 변화한다. 경우에 따라서는 어느 요철부에서 반사된 광은, 예를 들어, 그 요철부의 근처에 존재하는 요철부에 추가로 닿아 (입사되어), 복수 회 반사를 일으킬 가능성이 생긴다. 1 회의 반사에 있어서 반사광은 감쇠되는 것은 알려져 있지만, 복수 회 반사되면, 그 광은 그만큼 반사율이 저하된다. 그래서, 본 발명의 알루미늄박에서는 표면 조도 Ra 가 10 ㎚ 이하로 제어되어 있다.
또한, 상기한 표면 조도 Rz 와 Ra 를 얻는 방법으로는, 물리적인 연마, 전해 연마, 화학 연마 등의 연마 가공, 혹은 표면이 경면 상태인 압연 롤을 사용한 냉간 압연 등이 있다. 표면이 경면 상태인 압연 롤을 사용한 냉간 압연에 대해서는 후술한다.
본 발명의 알루미늄박의 두께는 4 ㎛ 이상 200 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 알루미늄박의 두께가 4 ㎛ 미만이면, 알루미늄박으로서 기계적 강도를 유지할 수 없어, 제조시의 핸들링 등에 의해 알루미늄박의 표면에 주름이 발생한다. 알루미늄박의 두께가 200 ㎛ 를 초과하면, 알루미늄박의 중량이 증대될 뿐만 아니라, 성형 등의 가공에 제한이 더해지므로 바람직하지 않다. 더욱 바람직하게는 알루미늄박의 두께는 6 ㎛ 이상 200 ㎛ 이하이다. 알루미늄박의 두께를 상기 범위로 하기 위해서는, 일반적인 알루미늄박의 제조 방법에 따라 주조와 압연을 실시하면 된다.
압연 방향에 대해 수직인 TD 방향의 표면 조도 Rz 를 40 ㎚ 이하, 표면 조도 Ra 를 10 ㎚ 이하로 하는 방법 중 하나로서, 이하의 제조 방법을 채용하는 것이 바람직하다.
구체적으로는, 소정의 조성의 알루미늄의 용탕을 조제하고, 알루미늄의 용탕을 응고시킴으로써 주괴를 제조한다. 얻어진 주괴에 400 ∼ 630 ℃ 정도의 온도에서 1 ∼ 20 시간 정도의 균질화 처리를 실시해도 된다. 그 후, 주괴에 열간 압연과 냉간 압연을 실시함으로써 소정의 두께의 알루미늄박이 될 때까지 압연한다. 또한, 연속 주조에 의해 박판의 알루미늄을 제조하는 경우에는, 연속 주조 후, 직접 냉간 압연에 의해 원하는 두께의 알루미늄박을 얻을 수도 있다.
그 후, 최종 마무리 냉간 압연 공정에 있어서, 표면 조도 Ra 가 40 ㎚ 이하인 압연 롤을 사용하여, 35 % 이상의 압하율로 압연하는 것이 바람직하다.
최종 마무리 냉간 압연 공정에 있어서 표면 조도 Ra 가 40 ㎚ 이하인 압연 롤을 사용하는 이유는 이하와 같다. 최종 마무리 냉간 압연 공정에서 사용하는 압연 롤의 표면 조도는, 최종 마무리 냉간 압연 공정 후에 얻어지는 알루미늄박의 표면 조도에 크게 영향을 미친다. 표면 조도 Ra 가 40 ㎚ 보다 큰 압연 롤을 사용하여 알루미늄박을 압연하면, 얻어진 알루미늄박은 압연 방향에 대해 수직인 TD 방향의 표면 조도 Rz 가 40 ㎚ 보다 커지고, 표면 조도 Ra 도 10 ㎚ 보다 커진다. 최종 마무리 냉간 압연 공정에서 사용하는 압연 롤의 표면 조도 Ra 는, 가능한 한 작은 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 30 ㎚ 이하이다. 또한, 압연 롤의 표면 조도 Ra 는 JIS B 0601 (1982년판) 에서 정의되어 있는 중심선 평균 조도 Ra 이고, 한편 알루미늄박의 표면 조도 Ra 는 JIS B 0601 (1982년판) 에서 정의되어 있는 중심선 평균 조도 Ra 를, 면에 대해 적용할 수 있도록 삼차원으로 확장시켜 산출된 값이다.
최종 마무리 냉간 압연 공정에 있어서의 압하율이 35 % 이상인 이유는 이하와 같다. 일반적으로 압하율이 낮아지면, 압연 롤과 알루미늄박 사이에 말려 들어가는 압연 유막량이 증가하는 경향이 있다. 이 때문에, 압연 공정 후의 알루미늄박의 표면에 압연유가 밀려 들어가서 생긴 깊이가 수 ∼ 수십 ㎛ 의 오일 피트가 증가한다. 그 결과, 얻어진 알루미늄박의 표면은, 오일 피트에 의한 요철이 증가한다. 따라서, 35 % 보다 작은 압하율로 압연을 실시하면, 얻어지는 알루미늄박의 표면 조도 Ra 는, 오일 피트에 의한 요철에 크게 영향을 받고, 10 ㎚ 보다 커진다. 압하율의 상한값은 특별히 한정되지 않지만, 압연성을 고려하면, 바람직하게는 60 % 이다.
또한, 연질의 알루미늄박을 제조하는 경우에는, 알루미늄박에 250 ∼ 450 ℃ 정도의 온도에서 1 ∼ 30 시간 정도의 열처리를 실시하면 된다.
얻어진 가시광 반사재용 알루미늄박의 표면을 더욱 연마함으로써 광택도를 향상시키는 처리를 실시해도 된다. 표면을 보호할 목적으로 표면 보호층을 알루미늄박의 표면에 형성해도 된다. 표면 보호층은, 알루미늄박의 표면에 필름을 첩합 (貼合) 하여 적층하는 것, 수지 등을 코팅하는 것, 예를 들어 SiO 계의 무기물층을 이온 플라즈마 처리에 의해 형성하는 것, 이온 플레이팅 처리를 실시하는 것, 스퍼터링 처리를 실시하는 것, 증착 처리를 실시하는 것, 도금 처리를 실시하는 것, 양극 산화에 의해 산화 피막층을 형성하는 것 등에 의해 알루미늄박의 표면에 형성되어도 된다.
얻어진 가시광 반사재용 알루미늄박을 임의의 형상으로 성형하여 사용해도 된다. 구체적으로는, 장출 성형 가공 또는 딥 드로잉 성형 가공에 의해 임의의 형상으로 가공해도 되고, 혹은 절곡 가공 또는 만곡 가공에 의해 목적에 따른 형상으로 가공해도 된다.
얻어진 가시광 반사재용 알루미늄박의 일방의 표면을 반사재로서 사용하고, 다른 일방의 표면을 다른 부품에 첩부 (貼付) 하여 사용해도 되고, 금속, 수지 등의 판 또는 필름에 첩합하여 사용해도 된다. 또한 예를 들어, 알루미늄박의 표면을 수지 필름에 첩합한 후, 그 표면에 레지스트층을 선택적으로 형성하고, 에칭 처리를 실시함으로써 배선 패턴을 형성하여 사용해도 된다.
본 발명의 알루미늄박의 조성은 특별히 한정되지 않지만, 철 (Fe) 의 함유량은 0.001 % 질량 이상 0.5 질량% 이하인 것이 바람직하다. 철은 알루미늄에 대한 고용도가 작기 때문에, 알루미늄의 주조시에 FeAl3 등의 금속간 화합물이 정출되기 쉬워진다. 이들 정출물은, 알루미늄 소지보다 가시광 영역의 반사율이 낮아, 알루미늄박으로서의 가시광 반사율을 저하시키는 원인이 된다. 철의 함유량이 0.5 질량% 이상이 되면, 첨가되어 있는 철이 모두 정출된 경우, Al-Fe 계 금속간 화합물로서의 FeAl3 의 정출량이 1.2 질량% 를 초과하여 존재하게 되고, 광택도는 82.2 % 보다 낮아진다. 이 때문에, 철의 함유량을 0.5 질량% 이하로 할 필요가 있다. 또, 철의 함유량이 0.001 질량% 미만이면, 알루미늄박의 강도가 저하된다.
또, 본 발명의 알루미늄박에 있어서 망간 (Mn) 의 함유량은 0.5 질량% 이하인 것이 바람직하다. 철과 마찬가지로 망간도 알루미늄에 대한 고용도가 작기 때문에, 알루미늄의 주조시에 Al-Fe-Mn 계의 화합물 등이 정출되기 쉬워진다. Al-Fe-Mn 계의 정출물은, Al-Fe 계의 정출물보다 미세하지만, 이들 정출물은 알루미늄 소지보다 가시광 영역의 반사율이 낮아, 알루미늄박으로서의 가시광 반사율을 저하시키는 원인이 된다. 망간의 함유량이 0.5 질량% 이상이 되면, 첨가되어 있는 망간이 모두 정출된 경우, Al-Fe-Mn 계 금속간 화합물이 1.5 질량% 를 초과하여 존재하게 되고, 광택도는 82.2 % 보다 낮아진다. 이 때문에, 망간의 함유량을 0.5 질량% 이하로 할 필요가 있다.
또한, 본 발명의 알루미늄박에 있어서 실리콘 (Si) 의 함유량은 0.001 % 질량% 이상 0.3 질량% 이하인 것이 바람직하다. 실리콘은 알루미늄에 대한 고용도가 커서 정출물을 형성하기 어렵기 때문에, 알루미늄박에 있어서 정출물을 생성시키지 않을 정도의 함유량이면 가시광 영역의 반사율을 저하시키지 않는다. 또, 실리콘을 함유하면 고용 강화에 의해 알루미늄박의 기계적 강도를 향상시킬 수 있으므로, 두께가 얇은 박의 압연을 용이하게 할 수 있다. 실리콘의 함유량이 0.001 질량% 미만에서는, 상기 서술한 효과를 충분히 얻을 수 없다. 실리콘의 함유량이 0.3 질량% 를 초과하면, 조대한 정출물이 발생하기 쉬워져, 반사 특성이 저하될 뿐만 아니라, 결정립의 미세화 효과도 저해되기 때문에, 강도와 가공성도 저하되는 경향이 있다.
본 발명의 알루미늄박에 있어서 마그네슘 (Mg) 의 함유량은 3 질량% 이하인 것이 바람직하다. 마그네슘은 알루미늄에 대한 고용도가 최대로 18 질량% 로 커서 정출물의 발생이 매우 적기 때문에, 알루미늄박의 반사 특성에 큰 영향을 미치지 않고, 알루미늄박의 기계적 강도를 개선시킬 수 있다. 그러나, 마그네슘의 함유량이 3 질량% 를 초과하면, 알루미늄박의 기계적 강도가 지나치게 높아지므로, 알루미늄박의 압연성이 저하된다. 알루미늄박의 바람직한 반사 특성과 기계적 강도를 겸비하기 위해서는, 마그네슘의 함유량을 2 질량% 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 본 발명의 알루미늄박은, 상기한 특성과 효과에 영향을 주지 않을 정도의 함유량으로, 구리 (Cu), 아연 (Zn), 티탄 (Ti), 바나듐 (V), 니켈 (Ni), 크롬 (Cr), 지르코늄 (Zr), 붕소 (B), 갈륨 (Ga), 비스매스 (Bi) 등의 원소를 함유하고 있어도 된다.
상기에서 설명해 온 바와 같이 본 발명의 알루미늄박은, 문자 그대로「박」으로서, 일반적으로 두께가 500 ㎛ 정도 이상이 되는「알루미늄판」과는 달리 이하와 같은 여러 가지 메리트를 갖는다. 즉, 알루미늄박은, 경량화가 특히 우수함과 함께 성형 가공이 용이하고, 또 알루미늄판으로는 곤란한 만곡물에 대한 첩부 등의 형상 추종성이나 플렉시블성을 나타낸다는 메리트가 있다. 또, 폐기물의 감량으로 이어지는 등, 환경에 대한 부하의 면에서도 알루미늄판에 대한 메리트를 갖는다.
따라서, 이와 같은 본 발명의 알루미늄박은, 상기한 메리트를 살려 조명 기기의 반사재, 주택 등의 채광용 반사재, 스트로보 반사재, 솔라 쿠커 (태양광의 집광에 의한 조리 기구용 반사재), 포장재, 장식재 등의 용도에 바람직하게 이용할 수 있다.
실시예
이하에 설명하는 바와 같이 본 발명의 실시예와 비교예의 알루미늄박의 시료를 제조하였다.
표 1 에 나타내는 조성 A ∼ F 의 알루미늄을 사용하여, 표 2 에 나타내는 제조 공정에 따라, 표 3 에 나타내는 실시예 1 ∼ 5 와 비교예 1 ∼ 9 의 알루미늄박의 시료를 제조하였다. 또한, 표 1 에 있어서「기타 원소계」란, JIS 에서 규정되는 원소 이외의 불가피 불순물 원소 (B, Bi, Pb, Na 등) 의 합계 함유량을 나타낸다.
표 2 에 나타내는 바와 같이, 제조 공정은 DC 주조에 의해 얻어진 알루미늄의 주괴를 가열로에서 소정의 온도와 시간으로 균질화 열처리를 실시하였다. 그 후, 두께가 약 6.5 mm 가 될 때까지 열간 압연을 실시하였다. 얻어진 열간 압연재를 사용하여 복수 회의 냉간 압연을 실시하고, 냉간 압연의 도중에 소정의 온도와 시간으로 중간 어닐링을 실시하고, 두께가 소정의 값이 될 때까지 냉간 압연을 실시하여, 표 3 에 나타내는 두께의 알루미늄박의 시료를 제조하였다. 이 때, 실시예 1 ∼ 5 와 비교예 1 ∼ 4, 9 에 대해서는, 최종 마무리 냉간 압연에 있어서 표면 조도 Ra 가 40 ㎚ 인 압연 롤을 사용하고, 35 % 의 압하율로 압연을 실시하였다. 비교예 5 에 대해서는, 최종 마무리 냉간 압연에 있어서 표면 조도 Ra 가 40 ㎚ 인 압연 롤을 사용하고, 33 % (35 % 보다 작다) 의 압하율로 압연을 실시하였다. 비교예 6 ∼ 8 에 대해서는, 최종 마무리 냉간 압연에 있어서 표면 조도 Ra 가 150 ㎚ (40 ㎚ 보다 크다) 인 압연 롤을 사용하고, 35 % 의 압하율로 압연을 실시하였다.
또한, 균질화 열처리 시간은, 일반적인 처리 시간 내이면 되고, 표 2 에 나타내는 시간에 한정되는 것은 아니다. 중간 어닐링 조건은, 표 2 에 나타내는 온도와 시간에 한정되는 것은 아니고, 일반적인 조업 조건의 범위 내이면 된다.
얻어진 알루미늄박의 각 시료에 대해, 광학 현미경으로 표면 상태를 관찰하고, 정출물의 표면적과 1 개당의 평균 표면적을 측정하였다. 또, 알루미늄박의 각 시료에 대해 표면 요철을 평가하기 위해 원자간력 현미경에 의한 관찰에 기초하여 표면 조도 Ra 와 TD 방향의 표면 조도 Rz 의 값을 측정하였다. 또한, 알루미늄박의 각 시료에 대해 반사 특성을 평가하기 위해 가시광의 전반사율을 측정하였다. 이하, 이들 측정 방법에 대해 설명한다.
광학 현미경 관찰은, 니콘 주식회사 제조의 ECLIPSE L200 을 사용하고, 500 배의 배율로 알루미늄박의 표면을 관찰하였다. 얻어진 174 ㎛ × 134 ㎛ 의 사각형의 시야에 있어서의 표면 관찰 화상으로부터, 정출물과 알루미늄 소지를 2 치화하여, 시야 내에 존재하는 모든 정출물의 표면적을 측정하였다. 개개의 정출물의 표면적의 측정값과 시야의 표면적으로부터, 시야의 표면적에 대한 모든 정출물의 총표면적의 비율을 산출하고, 개개의 정출물의 표면적의 측정값과 시야 내에서 관찰되는 정출물의 개수로부터 정출물의 1 개당의 평균 표면적을 산출하였다. 표면 관찰 화상은 시료의 폭 방향에서 중앙부 부근을 5 점 취하고, 각각의 시야 내마다 산출한 정출물의 총표면적의 비율과 정출물의 1 개당의 평균 표면적에 대해 5 점의 평균값을 표 3 에 나타낸다.
원자간력 현미경에 의한 표면 요철의 관찰은, 세이코 인스트루먼트 주식회사 제조의 주사형 프로브 현미경 Nanopics1000 을 사용하고, 덤핑 방식 (비접촉) 에 의한 표면 형상을 80 ㎛ × 80 ㎛ 의 사각형의 시야로 실시하였다. 얻어진 관찰 결과에 대해, 최소 제곱 근사에 의해 곡면을 구하여 피팅을 실시하는 3 차 곡면 자동 기울기 보정으로 시료의 기울기를 보정하고, 표면 조도 Ra 와 압연 방향에 대해 수직인 폭 (TD) 방향의 표면 조도 Rz 를 측정하였다. 표면 조도 Ra 는, JIS B 0601 (1982년판) 에서 정의되어 있는 중심선 평균 조도 Ra 를, 관찰된 표면 전체에 대해 적용할 수 있도록 삼차원으로 확장시켜 산출된 값이다. 폭 (TD) 방향의 표면 조도 Rz 는, 동 시야 내의 임의의 폭 (TD) 방향의 단면에 있어서의 2 차원에서의 Rz 값을 JIS B 0601 (1982년판) 에 기초한 평가 방법으로 측정하였다. 표면 조도 Ra 와 Rz 의 값을 표 3 에 나타낸다.
광택도의 측정은, 닛폰 전색 공업 주식회사 제조의 Gloss meter VG7000 을 사용하고, 광 입사각 60°로 광택도를 측정하였다. 광택도의 측정은 압연 방향 (MD) 과 압연 방향에 대해 수직인 방향 (TD) 의 2 개의 방향에서 측정하고, 이들의 평균값으로서 광택도를 평가하였다. 이들 광택도의 측정값과 평균값을 표 3 에 나타낸다.
Figure pct00001
Figure pct00002
Figure pct00003
표 3 에 나타내는 결과로부터, 알루미늄박의 표면에 존재하는 정출물의 총표면적의 비율이 2 % 이하이고, 정출물의 1 개당의 평균 표면적이 2 ㎛2 이하이고, 또한 TD 방향의 표면 조도 Rz 가 40 ㎚ 이하, 표면 조도 Ra 가 10 ㎚ 이하인 실시예 1 ∼ 5 의 알루미늄박은 높은 반사 특성을 나타내고, 광택도는 82.2 % 보다 높은 값이 얻어졌다.
이에 반해, 비교예 1 ∼ 9 의 알루미늄박에서는, 알루미늄박의 표면에 존재하는 정출물의 총표면적, 정출물의 1 개당의 평균 표면적, TD 방향의 표면 조도 Rz 및 표면 조도 Ra 중 적어도 어느 하나가 상기한 범위로부터 벗어나 있음으로써, 광택도는 82.2 % 보다 작은 값이 되고, 기존의 알루미늄박과 동등 또는 그 이하이다. 또한, 실시예 4 와 비교예 9 에서는, 동일한 조성 F 를 사용하고, 동일한 제조 공정임에도 불구하고, 정출물의 총표면적 및 평균 표면적이 상이하다. 이것은, 상기 서술한 DC 주조의 냉각 속도를 바꿈으로써 정출물의 양이 변화하는 것에 따른 것이다.
이상의 결과로부터, 본 발명에 의해 종래 실현되지 않았던 높은 광택도를 갖고 있는 알루미늄박을 얻을 수 있었음을 알 수 있다.
이번에 개시된 실시형태와 실시예는 모든 점에서 예시로서, 제한적인 것은 아닌 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 이상의 실시형태와 실시예가 아니라 청구범위에 의해 나타나며, 청구범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 수정과 변형을 포함하는 것임이 의도된다.
산업상 이용가능성
본 발명의 가시광 반사재용 알루미늄박은, 종래보다 높은 광택도를 가지므로, 본 발명의 가시광 반사재용 알루미늄박을 반사재에 적용한 경우에 광의 에너지 손실을 보다 저감시켜 광을 전송할 수 있다.

Claims (3)

  1. 미리 정해진 표면적에 존재하는 정출물의 총표면적의 비율이 2 % 이하이고,
    상기 정출물의 1 개당의 평균 표면적이 2 ㎛2 이하이고,
    압연 방향과 수직인 방향의 표면 조도 Rz 가 40 ㎚ 이하이고, 또한
    표면 조도 Ra 가 10 ㎚ 이하인, 가시광 반사재용 알루미늄박.
  2. 제 1 항에 있어서,
    당해 알루미늄박의 두께가 4 ㎛ 이상 200 ㎛ 이하인, 가시광 반사재용 알루미늄박.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 가시광 반사재용 알루미늄박을 제조하는 방법으로서,
    표면 조도 Ra 가 40 ㎚ 이하인 압연 롤을 사용하여 압하율이 35 % 이상인 조건에서 알루미늄박을 최종 마무리 냉간 압연하는 것을 포함하는, 가시광 반사재용 알루미늄박의 제조 방법.
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