TWI741186B

TWI741186B - 鋁積層體及其製造方法

Info

Publication number: TWI741186B
Application number: TW107118632A
Authority: TW
Inventors: 新宮享; 大八木光成
Original assignee: 日商東洋鋁股份有限公司
Priority date: 2017-05-31
Filing date: 2018-05-31
Publication date: 2021-10-01
Also published as: CN110678584B; WO2018221435A1; TW201903216A; JPWO2018221435A1; CN110678584A; JP7065087B2

Abstract

本發明之鋁積層體(10)具備：鋁基材(1)，其具有第1面(1A)；及陽極氧化皮膜(2)，其接於第1面(1A)而形成，且具有於與第1面(1A)交叉之方向上位於遠離第1面(1A)之位置之第2面(2A)。鋁基材(1)之包含第1面(1A)之表層含有純度99.9質量%以上之鋁、及0.001質量%以上且0.052質量%以下之鐵。陽極氧化皮膜(2)之第2面(2A)之表面粗糙度Ra為20 nm以下。陽極氧化皮膜(2)之第2面(2A)之平均凹凸間距離RSm未達30 μm。陽極氧化皮膜(2)之交叉方向之厚度為9 μm以上且26 μm以下。

Description

鋁積層體及其製造方法

本發明係關於一種鋁積層體及其製造方法。

鋁之表面通常形成有自然氧化皮膜。然而，自然氧化膜容易因濕氣或水分而腐蝕。因此，通常於在包含濕氣或水分等會使鋁腐蝕之腐蝕環境下所使用之鋁板之表面形成陽極氧化皮膜，以保護該表面免受腐蝕，。陽極氧化皮膜之厚度越厚，則陽極氧化皮膜之耐蝕性作用越高。

另一方面，鋁板可用作照明之反射板或設計性建築材料用面板。於此種用途中，要求具有較高之光澤度及較高之全反射率之鋁板。

然而，先前認為，越增加陽極氧化皮膜之厚度，則鋁板之光澤度與全反射率越降低。

於日本專利特開2008-174764號公報(專利文獻1)中，揭示有具備厚度為100 nm以上且500 nm以下之障壁型陽極氧化皮膜之鋁材。於上述專利文獻1中，記載有若厚度超過500 nm，則陽極氧化皮膜對可見光線之吸收之影響增大而正反射性較差，因此必須將障壁型陽極氧化皮膜之厚度設為500 nm以下。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2008-174764號公報

[發明所欲解決之問題]

專利文獻1中記載之厚度為500 nm以下之障壁型陽極氧化皮膜無法充分防止例如於廚房周圍、室外之包含大量濕氣或水分之腐蝕環境下所使用之鋁板之腐蝕。

又，近年來，伴隨設計之多樣化，對建築材料用面板用鋁板要求較高之圖像清晰度。然而，上述專利文獻1中未考慮到圖像清晰度。

因此，本發明之目的在於提供一種具有較高之光澤度、較高之全反射率及較高之圖像清晰度，並且具有較高之耐蝕性的鋁積層體。 [解決問題之技術手段]

本發明者等人為了解決上述課題，經過反覆努力研究，結果發現極端增大陽極氧化皮膜之厚度，可獲得一種不僅具有較高之耐蝕性及表面硬度，且具有較高之光澤度、較高之全反射率及較高之圖像清晰度的鋁積層體。

即，本實施形態之鋁積層體具有以下之特徵。本實施形態之鋁積層體具備：鋁基材，其具有第1面；及陽極氧化皮膜，其接於第1面而形成，且具有於與第1面交叉之方向上位於遠離第1面之位置之第2面。鋁基材之包含第1面之表層含有純度99.9質量%以上之鋁、及0.001質量%以上且0.052質量%以下之鐵。陽極氧化皮膜之第2面之表面粗糙度Ra為20 nm以下。陽極氧化皮膜之第2面之平均凹凸間距離RSm未達30 μm。陽極氧化皮膜之交叉方向之厚度為9 μm以上且26 μm以下。

先前，已知伴隨陽極氧化皮膜之厚度增加，具備其之鋁積層體之正反射率降低。此時之正反射率並非隨著膜厚增加單調降低，而是顯示一面反覆出現降低傾向與上升傾向一面緩緩降低之傾向。於上述專利文獻1之圖1中，若將陽極氧化皮膜之厚度自0 nm緩緩增加至550 nm左右，則鋁積層體之正反射率顯示一面週期性地反覆減小與增大一面緩緩降低之傾向。於上述專利文獻1中，基於該傾向，得到如下結論：陽極氧化皮膜之厚度較佳為150 nm±30 nm或300 nm±20 nm。認為出現上述傾向之原因在於鋁基材之第1面上之反射光與陽極氧化皮膜之第2面上之反射光發生干涉。

針對此種情況，本發明者等人確認：與具備厚度為150 nm以上且300 nm以下左右之陽極氧化皮膜之鋁積層體相比，具備厚度為9 μm以上且26 μm以下之陽極氧化皮膜之本實施形態之鋁積層體具有較高之可見光全反射率(詳細內容參照下述實施例)。又，確認與具備厚度為600 nm以上且未達9 μm之陽極氧化皮膜之鋁積層體相比，鋁積層體不僅具有同等程度以上之較高之光澤度、可見光全反射率及圖像清晰度，且亦具有較高之耐蝕性(詳細內容參照下述實施例)。即，本發明者等人確認：於9 μm以上且26 μm以下之相對廣泛之陽極氧化皮膜之厚度數值範圍內，可實現較高之光澤度、較高之可見光全反射率及較高之圖像清晰度。

本發明者等人認為：不同於上述因干涉而產生之正反射率一面反覆增減一面緩緩減小之傾向，此次所發現之上述傾向係藉由與干涉作用不同之作用而實現。

於上述鋁積層體中，陽極氧化皮膜為硫酸陽極氧化皮膜。於上述鋁積層體中，鋁基材及陽極氧化皮膜之交叉方向之厚度的合計值為60 μm以上且1000 μm以下。

上述鋁積層體之製造方法包括如下步驟：準備第1面之表面粗糙度Ra為15 nm以下之鋁基材；及於鋁基材之第1面上，使用包含硫酸之電解液，形成交叉方向之厚度為9 μm以上且26 μm以下之陽極氧化皮膜。 [發明之效果]

根據本發明，可提供一種具備較高之光澤度、較高之全反射率及較高之圖像清晰度，並且具有較高之耐蝕性的鋁積層體。

以下，參照圖式對本發明之實施形態進行說明。再者，於以下之圖式中，對相同部分或與之相當的部分標註同一參照編號，不重複其說明。 [鋁積層體之構成] 如圖1所示，本實施形態之鋁積層體10具備鋁基材1及陽極氧化皮膜2。

鋁基材1具有第1面1A、及位於與第1面1A之相反側之第3面1B。構成鋁基材1之材料包含鋁(Al)。鋁基材1例如為鋁箔。

鋁基材1之包含第1面1A之表層之鋁純度為99.9質量%以上。

鋁基材1之包含第1面1A之表層包含0.001質量%以上且0.052質量%以下之鐵(Fe)。若鐵之含量未達0.001質量%，則鋁基材1之強度降低。另一方面，由於鐵在鋁中之固溶度較小，故而於鋁之鑄造時，FeAl₃ 等金屬間化合物容易晶出。該等晶出物與鋁生坯相比，可見光區域之反射率較低，會導致製成鋁基材時之光澤度及可見光反射率降低。又，若存在FeAl₃ 等金屬間化合物，則陽極氧化皮膜變得不均勻，不僅陽極氧化皮膜之透明性明顯變差而反射率降低，且陽極氧化皮膜之硬度亦降低。因此，必須將鐵之含量設為0.052質量%以下。

鋁基材1之包含第1面1A之表層亦可包含例如0.001%質量%以上且0.09質量%以下之矽(Si)。矽於鋁中之固溶度較大而不易形成晶出物，因此只要為不會生成晶出物之程度之含量，則不會降低可見光區域之反射率。又，與不固溶有矽之鋁基材1之機械強度相比，固溶有0.001%質量%以上之矽之鋁基材1之機械強度因固溶強化而提高。因此，例如固溶有0.001%質量%以上之矽之鋁基材1不僅可維持與不固溶有矽之鋁基材1同等程度之機械強度，且亦可容易地軋製成厚度更薄之箔。另一方面，於鋁基材1包含多於0.09質量%之矽之情形時，若增加陽極氧化皮膜2之厚度，則陽極氧化皮膜2之透明性降低而反射率降低。進而，陽極氧化皮膜2之第2面2A之硬度亦降低。因此，必須將矽之含量設為0.09質量%以下。

鋁基材1之包含第1面1A之表層中之除Al、Fe及Si以外之剩餘部分包含雜質。該雜質例如為不可避免之雜質，但除不可避免雜質以外，亦可包含不會對光澤度、可見光之全反射率、圖像清晰度及耐蝕性產生較大影響之微量雜質。上述雜質例如包含選自由銅(Cu)、錳(Mn)、鎂(Mg)、鋅(Zn)、鈦(Ti)、釩(V)、鎳(Ni)、鉻(Cr)、鋯(Zr)、硼(B)、鎵(Ga)及鉍(Bi)等所組成之群中之至少一種元素。各雜質元素各自之含量為0.01質量%以下。

鋁基材1之包含第1面1A之上述表層係於與第1面1A交叉之方向(深度方向)上距離第1面1A達5 μm之區域。較佳為第1面1A之表面粗糙度Ra為15 nm以下。更佳為第1面1A之表面粗糙度Ra為10 nm以下。作為使鋁基材1之第1面1A具有如此較小之表面粗糙度Ra之方法，有物理研磨、電解研磨、化學研磨等研磨加工，或使用表面為鏡面狀態之軋製輥之冷軋等。發明者發現，於電解研磨及化學研磨為濕式法，且第1面1A之研磨前之表面粗糙度Ra高達29 nm以上之情形時，即便將該第1面研磨至表面粗糙度Ra成為15 nm以下，其平均凹凸間距離RSm亦成為30 μm以上。於該情形時，形成於該第1面上之陽極氧化皮膜之第2面之平均凹凸間距離RSm亦會成為30 μm以上，該第2面不具有較高之圖像清晰度。較佳為藉由物理研磨或冷軋而使第1面1A之表面粗糙度Ra成為15 nm以下。根據此種方法，即便於研磨前之第1面1A之表面粗糙度Ra為29 nm以上之情形時，亦可藉由該方法而獲得平均凹凸間距離RSm與表面粗糙度Ra均被抑制為較小之研磨面。例如於藉由物理研磨或冷軋而使鋁基材1之第1面1A之表面粗糙度Ra成為10 nm以下之情形時，第1面1A之平均凹凸間距離RSm可成為20 μm以下。因此，形成於該第1面1A上之陽極氧化皮膜2之第2面2A之平均凹凸間距離RSm可成為未達30 μm，故第2面2A可具有較高之圖像清晰度。

上述表層以外之鋁基材1之其他部分之組成並無特別限制，鋁基材1亦可例如以披覆材料之形式構成。

陽極氧化皮膜2係接於第1面1A而形成。陽極氧化皮膜2具有：接於第1面1A之面、及於與第1面1A交叉之方向上位於遠離第1面1A之位置之第2面2A。陽極氧化皮膜2係藉由對鋁基材1之第1面1A進行陽極氧化處理而形成。陽極氧化處理只要為公知之陽極氧化處理方法即可，例如使用包含硫酸、硼酸、草酸及磷酸中之至少任一種之電解液之陽極氧化處理。陽極氧化皮膜2較佳為藉由使用包含硫酸之電解液之陽極氧化處理而形成。即，陽極氧化皮膜2較佳為硫酸陽極氧化皮膜。陽極氧化皮膜2較佳為透明。

陽極氧化皮膜2之上述交叉方向之厚度為9 μm以上且26 μm以下。陽極氧化皮膜2之上述交叉方向之厚度係於陽極氧化皮膜2中同第1面1A接觸之面與第2面2A之間之距離。於陽極氧化皮膜之上述交叉方向之厚度小於9 μm之情形時，入射至陽極氧化皮膜之第2面之光於鋁基材之第1面上之反射光會與該入射光於第2面上之反射光發生干涉。於該情形時，於陽極氧化皮膜之第2面上產生干涉色或白色渾濁，鋁積層體無法實現較高之光澤度、較高之可見光全反射率或較高之圖像清晰度。又，於陽極氧化皮膜2之上述交叉方向之厚度小於9 μm之情形時，無法滿足可於室外使用之鋁積層體10所要求之耐蝕性，又，第2面2A之表面硬度亦降低。

另一方面，於陽極氧化皮膜2之上述交叉方向之厚度大於26 μm之情形時，於陽極氧化處理中陽極氧化皮膜之溶解亦會增進，故而陽極氧化皮膜2之膜質降低，第2面2A之表面硬度降低。

因此，藉由陽極氧化皮膜2之上述交叉方向之厚度為9 μm以上且26 μm以下，該第2面2A不僅具有較高之光澤度、較高之可見光全反射率及較高之圖像清晰度，且亦具有較高之表面硬度。

較佳為陽極氧化皮膜2之上述交叉方向之厚度為12 μm以上且20 μm以下。具備此種陽極氧化皮膜2之鋁積層體10不僅生產性提高，並且於第2面2A具有較高之光澤度、較高之全反射率及較高之圖像清晰度，且具有較高之耐蝕性。

陽極氧化皮膜2之第2面2A之表面粗糙度Ra為20 nm以下。入射至鋁積層體10之光之一部分於陽極氧化皮膜2之第2面2A上反射，剩餘部分於第2面2A上折射後到達鋁基材1之第1面1A。於陽極氧化皮膜2之第2面2A之表面粗糙度Ra超過20 nm之情形時，於第2面2A上反射之光或於第2面2A上折射之光會發生擴散，導致第2面2A之光澤度及全反射率降低。若陽極氧化皮膜2之第2面2A之表面粗糙度Ra為20 nm以下，則可抑制於第2面2A上反射之光或於第2面2A上折射之光發生擴散，而使第2面2A具有較高之光澤度及較高之全反射率。再者，陽極氧化皮膜2之第2面2A之表面粗糙度Ra係將JIS B0601(2001年版)及ISO4287(1997年版)中所定義之算術平均粗糙度Ra以可應用於面之方式進行三維擴展所算出之值。

陽極氧化皮膜2之第2面2A之平均凹凸間距離RSm未達30 μm。於第2面2A內相互正交之任意兩個方向上之平均凹凸間距離RSm未達30 μm。例如於經由軋製步驟製造鋁基材1之情形時，鋁基材1之軋製方向(RD方向)與同其正交之方向(TD方向)上之第2面2A之平均凹凸間距離RSm未達30 μm。於陽極氧化皮膜2之第2面2A之平均凹凸間距離RSm為30 μm以上之情形時，第2面2A之圖像清晰度降低。若陽極氧化皮膜2之第2面2A之平均凹凸間距離RSm未達30 μm，則該第2面2A具有較高之圖像清晰度。再者，平均凹凸間距離係基於JIS標準JIS B0601(2001年版)之規定。

為了將陽極氧化皮膜2之第2面2A之表面粗糙度Ra及平均凹凸間距離RSm設為上述數值範圍，較佳為減小鋁基材1之第1面1A之表面粗糙度Ra。如上所述，鋁基材1之第1面1A之表面粗糙度Ra較佳為15 nm以下。

鋁基材1及陽極氧化皮膜2之上述交叉方向之厚度的合計值較佳為60 μm以上且1000 μm以下。若該合計值未達60 μm，則陽極氧化皮膜之厚度大於鋁基材之厚度。因此，鋁積層體變脆，容易產生破裂等不良情況。另一方面，若上述合計值超過1000 μm，則鋁積層體之重量增大，故而欠佳。鋁基材1及陽極氧化皮膜2之上述交叉方向之厚度的合計值更佳為100 μm以上且800 μm以下。為了獲得鋁基材1及陽極氧化皮膜2之上述交叉方向之厚度的合計值為上述數值範圍內之鋁積層體10，只要對藉由根據通常之製造方法之鑄造及軋製所獲得之鋁基材1實施陽極氧化處理即可。

＜鋁積層體之製造方法＞其次，對本實施形態之鋁積層體之製造方法之一例進行說明。如圖2所示，本實施形態之鋁積層體之製造方法包括如下步驟：準備鑄塊(S10)；對鑄塊進行均質化處理(S20)；將鑄塊進行熱軋(S30)；將藉由熱軋所獲得之熱軋材進行冷軋(S40)；將藉由冷軋所獲得之冷軋材進行作為最終加工之冷軋(以下稱為最終加工冷軋)而形成鋁基材(S50)；及形成陽極氧化皮膜(S60)。

首先，準備鑄塊(步驟(S10))。具體而言，製備特定組成之鋁之熔液，藉由使鋁之熔液凝固而鑄造(例如半連續鑄造)鑄塊。熔液中之Fe、Mn、Si等金屬元素之含量係以鋁基材1之上述表層中之鋁純度成為99.9質量%以上之方式控制。熔液中之Fe之含量係以鋁基材1之上述表層中之Fe之含量成為0.001質量%以上且0.052質量%以下之方式控制。熔液中之Si之含量較佳為以鋁基材1之上述表層中之Si之含量成為0.001%質量%以上且0.09質量%以下之方式控制。

繼而，對所獲得之鑄塊進行均質化熱處理(步驟(S20))。均質化熱處理只要處於通常之操作條件之範圍內即可，例如於將加熱溫度設為400℃以上且630℃以下，將加熱時間設為1小時以上且20小時以下之條件下進行。

繼而，將鑄塊進行熱軋(步驟(S30))。藉由本步驟，可獲得具有特定厚度W1之熱軋材。熱軋可進行一次或進行複數次。再者，於藉由連續鑄造製造薄板之鋁鑄塊之情形時，該薄板狀之鑄塊亦可不經由本步驟而直接冷軋。

繼而，將藉由熱軋所獲得之熱軋材進行冷軋(步驟(S40))。藉由本步驟，可獲得具有特定厚度W2之冷軋材(最終加工冷軋步驟(S50)中之被軋材)。於本步驟中，冷軋例如係間隔有中間退火步驟而進行複數次。例如，首先對熱軋材實施第1冷軋步驟(S40A)而形成小於熱軋材之厚度W1且大於冷軋材之厚度W2之輥軋材。繼而，對所獲得之輥軋材實施中間退火步驟(S40B)。中間退火只要處於通常之操作條件之範圍內即可，例如於將退火溫度設為50℃以上且500℃以下，將退火時間設為1秒以上且20小時以下之條件下進行。繼而，對退火後之輥軋材實施第2冷軋步驟(S40C)而形成厚度W2之冷軋材。

繼而，將冷軋材進行最終加工冷軋(步驟(S50))。於本步驟中，使用軋製輥將被軋材進行最終加工冷軋。軋製輥具有與被軋材接觸而進行軋製之輥面。較佳為隔著被軋材所配置之一對軋製輥中之至少一個軋製輥之輥面之表面粗糙度Ra為50 nm以下。若使用表面粗糙度大於50 nm之軋製輥將被軋材進行軋製，則所獲得之鋁基材之第1面之表面粗糙度Ra成為20 nm以上。本步驟中所使用之軋製輥之表面粗糙度Ra較佳為儘可能較小，更佳為40 nm以下。以此方式準備鋁基材1。

繼而，於所獲得之鋁基材1之第1面1A上形成陽極氧化皮膜2(步驟(S60))。本步驟(S60)可藉由通常公知之陽極氧化處理方法實施。陽極氧化處理係藉由如下方法進行：例如將選自由硫酸浴、硼酸浴、草酸浴及磷酸浴所組成之群中之至少一種作為電解液，於其中浸漬鋁基材1作為陽極，將浸漬於該電解液中之另一電極作為陰極，使該等之間通電。陽極氧化處理方法之各條件係以陽極氧化皮膜2之厚度成為9 μm以上且26 μm以下，第2面2A之表面粗糙度Ra成為20 nm以下，第2面2A之平均凹凸間距離RSm成為未達30 μm之方式適當選擇。較佳為將硫酸浴用作電解液。以此方式可獲得圖1所示之本實施形態之鋁積層體10。

＜變化例＞鋁基材1之包含第1面1A之表層亦可不含Si。如上所述，Si有助於提高鋁基材1之機械強度，但於藉由厚度等其他參數而能夠確保所要求之機械強度之情形時，鋁基材1亦可不含有Si。於該情形時，鋁基材1之包含第1面1A之表層中之構成Al及Fe以外之剩餘部分之上述雜質之含量之合計只要為0.10質量%以下即可。

如圖3所示，鋁積層體11亦可進而具備以接於鋁基材1之上述第3面1B之方式所設置之第2陽極氧化皮膜3。第2陽極氧化皮膜3具有於上述交叉方向上位於遠離第3面1B之位置之第4面3B。即，鋁積層體11具備：鋁基材1、以及以夾持鋁基材1之方式所設置之陽極氧化皮膜2及第2陽極氧化皮膜3。

於鋁積層體11中，鋁基材1之包含第3面1B之表層係與包含第1面1A之表層同樣地，鋁純度為99.9質量%以上，包含0.001質量%以上且0.052質量%以下之鐵。此種鋁基材1可藉由與上述鋁積層體10之製造方法之上述步驟(S10)～(S50)相同之方法而準備。

於鋁積層體11中，第2陽極氧化皮膜3係與上述陽極氧化皮膜2同樣地，上述交叉方向之厚度為9 μm以上且26 μm以下，第4面3B之表面粗糙度Ra為20 nm以下，第4面3B之平均之凸間距離RSm未達30 μm。此種第2陽極氧化皮膜3可藉由與上述鋁積層體10之製造方法之上述步驟(S60)相同之方法而形成。關於此種鋁積層體11，陽極氧化皮膜2之第2面2A及第2陽極氧化皮膜3之第4面3B具有較高之光澤度、較高之全反射率及較高之圖像清晰度。

於上述鋁積層體11中，鋁基材1之包含第3面1B之表層之組成亦可與包含第1面1A之表層之組成不同，但較佳為相同。鋁基材1例如可如披覆材料般，包含第1面1A之表層及包含第3面1B之表層之各組成、與夾持於該等間之中間層之組成不同。

如圖4所示，於上述鋁積層體之製造方法中，亦可於上述步驟(S50)之後且上述步驟(S60)之前，實施對藉由最終加工冷軋所獲得之鋁基材進行研磨加工之步驟(S70)。於本步驟(S70)中，對於上述鋁基材中應成為第1面1A之表面進行研磨加工，而形成具有第1面1A之鋁基材1。於上述鋁積層體11之製造方法中，對於應成為第1面1A之表面及應成為第3面1B之表面進行研磨加工，而形成具有第1面1A及第3面1B之鋁基材1。研磨加工方法可自物理研磨、電解研磨及化學研磨等中選擇，但並不限定於此。較佳為於本步驟(S70)中實施物理研磨。

於上述鋁積層體之製造方法中，亦可於上述步驟(S50)之後且上述步驟(S60)之前，實施將藉由最終加工冷軋所獲得之鋁基材成形為特定形狀之步驟。或亦可於上述步驟(S60)之後，實施將藉由步驟(S60)所獲得之上述鋁積層體10、11進行成型之步驟。又，亦可於上述步驟(S60)之後，實施於鋁積層體10之至少一個面上，例如於鋁基材1之第3面1B上形成皮膜之步驟。構成該皮膜之材料為選自由樹脂、金屬及陶瓷等所組成之群中之至少一種。上述皮膜例如為接著層，亦可於形成上述皮膜之步驟之後，實施經由該皮膜而使鋁積層體10、11接著於其他構件或壁等之步驟。 [實施例]

如下說明般製作本實施形態之實施例與比較例之反射構件之試樣，評價該等之光澤度、全反射率、圖像清晰度及耐蝕性。

首先，使用表1及表2所示之鋁純度及Fe之含量不同之鋁，根據以下所示之製造步驟，製作實施例及比較例之鋁基材。

[表1]

[表2]

將藉由DC鑄造所獲得之鋁之鑄塊於加熱爐中進行均質化熱處理。其後，進行熱軋直至厚度成為約6.5 mm。對所獲得之熱軋材進行複數次冷軋直至厚度成為特定值。複數次冷軋係間隔有中間退火而實施，製作表1及表2所示之厚度之鋁基材。

此處，針對實施例1～10、13及比較例1～11，於最終加工冷軋中使用表面粗糙度Ra為40 nm之軋製輥進行軋製。針對實施例11、12及比較例12、13，於最終加工冷軋中使用表面粗糙度Ra為50 nm之軋製輥進行軋製。針對比較例14～21，於最終加工冷軋中使用表面粗糙度Ra為100 nm之軋製輥進行軋製。針對比較例22～25，於最終加工冷軋中使用表面粗糙度Ra為150 nm之軋製輥進行軋製。

進而，針對實施例9、10及比較例10、11、18～21，對藉由最終加工冷軋所獲得之鋁基材之應成為第1面之面(經軋製輥軋製之面)，進行電解研磨。電解研磨係藉由在包含60體積%之磷酸與20體積%硫酸之浴溫度70℃之水溶液中，將上述鋁基材於電流密度2000 A/m² 之條件下浸漬20分鐘而進行。

再者，針對各試樣，於將加熱溫度設為400℃以上且630℃以下，將加熱時間設為1小時以上且20小時以下之條件下進行均質化熱處理。針對各試樣，於例如將退火溫度設為50℃以上且500℃以下，將退火時間設為1秒以上且20小時以下之條件下進行中間退火。

針對所獲得之鋁基材，測定第1面之表面粗糙度Ra及平均凹凸間距離RSm。將測定結果示於表3及表4。再者，各鋁基材之第1面之表面粗糙度Ra及平均凹凸間距離RSm之測定方法係採用與下述鋁積層體之第2面之表面粗糙度Ra及平均凹凸間距離RSm之測定方法相同之方法。

[表3]

[表4]

如表3所示，使用表面粗糙度Ra為50 nm以下之軋製輥進行冷軋之各實施例之鋁基材之第1面之表面粗糙度Ra為15 nm以下，平均凹凸間距離RSm未達30 μm。各比較例之鋁基材之第1面之表面粗糙度Ra如表4所示。如表4所示，使用表面粗糙度Ra為100 nm之軋製輥進行冷軋，其後實施電解研磨之比較例18～21之第1面之表面粗糙度Ra均為15 nm以下，但各第1面之平均凹凸間距離RSm為30 μm以上，尤其於相對於軋製方向垂直之方向(TD)上超過60 μm。

針對以如上方式所獲得之鋁基材進行陽極氧化處理。電解液係使用包含15體積%之硫酸之浴溫度21℃之水溶液。將各試樣浸漬於該電解液中作為陽極，於其與陰極之間使電流密度130 mA/m² 之電流流動特定時間，而進行陽極氧化處理。各試樣之陽極氧化處理時間係設為可獲得特定厚度之陽極氧化被覆層之時間。即，對各試樣之陽極氧化處理條件除陽極氧化處理時間以外設為相同。

進而，對所有試樣以相同條件進行封孔處理。封孔處理係藉由將形成有陽極氧化皮膜之各試樣於包含濃度5 g/L之乙酸鎳與濃度5 g/L之硼酸之浴溫度90℃之水溶液中浸漬20分鐘，繼而於溫度98℃之純水中浸漬20分鐘而進行。

根據以下之評價方法，評價以此方式所製作之各試樣。＜評價方法＞所獲得之陽極氧化皮膜之厚度係使用Fischer Instruments製造之渦電流式膜厚計ISOSCOPE FMP10，利用FTA3.3H探針進行測定。又，所獲得之鋁積層體之厚度係利用Mitutoyo股份有限公司製造之數位式測微計MDC-MX IP65進行測定。

利用原子力顯微鏡之表面凹凸之觀察係使用Hitachi High-Tech Science股份有限公司製造之掃描型探針顯微鏡AFM5000II，以動態力模式(Dynamic Force Mode)方式(非接觸)針對80 μm×80 μm之矩形視野下之表面形狀進行。針對所獲得之觀察結果，藉由利用最小平方近似法求出曲面並進行擬合之三次曲面自動斜率修正而修正試樣之斜率，測定表面粗糙度Ra。表面粗糙度Ra係將JIS B0601(2001年版)及ISO4287(1997年版)中所定義之算術平均粗糙度Ra以可應用於所觀察之整個表面之方式進行三維擴展所算出之值。

平均凹凸間距離RSm係使用東京精密股份有限公司製造之SURFCOM 1400D，測定JIS B0601(2001年版)及ISO4287(1997年版)中所定義之算術平均凹凸間距離RSm。測定類別為粗糙度測定，形狀去除為最小平方直線法，評價長度為4 mm，截止類別為2RC相位非補償，截止波長λc係於本測定中所獲得之Ra未達0.1 μm之情形時設為0.25 mm，於0.1 μm以上之情形時設為0.8 mm進行測定。測定係於軋製方向(RD)與相對於軋製方向垂直之方向(TD)兩個方向上進行測定，評價各個方向之值。

光澤度之測定係使用日本電色工業股份有限公司製造之Gloss meter VG7000，以光入射角60°測定光澤度。光澤度之測定係於軋製方向(RD)與相對於軋製方向垂直之方向(TD)兩個方向上進行測定，評價各個方向之值。光澤度越高，則越可獲得金屬光澤感。

全反射率之測定係使用日本分光股份有限公司製造之紫外可見分光光度計V570，以Labsphere公司製造之積分球用標準白板Spectralon作為參考，測定波長區域250 nm～2000 nm之範圍內之積分球方式下之全反射率。由所獲得之全反射率測定值，求出波長區域400 nm～800 nm之可見光之平均值。全反射率之測定係於軋製方向(RD)與相對於軋製方向垂直之方向(TD)兩個方向上進行測定，採用該等之平均值來評價全反射率。

於圖像清晰度之評價中，使用RHOPOINT INSTRUMENTS製造之多合一光澤計IQ3，採用依據ASTM D5767之DOI(Distinctness of Image，圖像清晰度)值來評價圖像清晰度。測定係於軋製方向(RD)與相對於軋製方向垂直之方向(TD)兩個方向上進行測定，評價各個方向之值。

表面硬度係藉由維氏硬度進行評價。測定所獲得之各實施例及比較例之相對於陽極氧化皮膜之第2面交叉之方向(深度方向)之維氏硬度。維氏硬度係以表面之損傷難易度作為指標，使用島津製作所製造之維氏硬度計HMV-1，進行使金剛石壓頭以壓力490 mN下壓5秒後之維氏硬度測定試驗。

耐蝕性係進行CASS試驗，根據以下之內容進行評價。CASS試驗係於JIS H8681-2(1999年版)中記載之試驗條件下實施，試驗時間係以JIS H8601(1999年版)之第6.2.2節中記載之用途例作為參考，設為假定室外使用之32小時。評價係使用JIS H8681-2(1999年版)中記載之基準，如JIS H8601(1999年版)第6.3節中之記載，將額定數值9以上設為合格(表7、8中為A)，將額定數值未達9設為不合格(表7、8中為F)。

＜評價結果＞將藉由上述評價方法之評價結果示於表5～表8。

[表5]

[表6]

[表7]

[表8]

實施例1～13係鋁純度為99.9質量%以上且包含0.001質量%以上且0.052質量%以下之鐵之鋁基材，厚度為9 μm以上且26 μm以下，第2面之表面粗糙度Ra為20 nm以下，第2面之RD方向及TD方向之平均凹凸間距離RSm未達30 μm。進而，實施例1～13之鋁基材及陽極氧化皮膜之厚度的合計值為60 μm以上且1000 μm以下。此種實施例1～13於RD方向及TD方向上之光澤度為63%以上，可見光全反射率為83%以上，於RD方向及TD方向上之DOI值為80以上，具有較高之光澤度、較高之全反射率及較高之圖像清晰度。進而，實施例1～13之維氏硬度為300 HV以上，於CASS試驗中合格，具有較高之耐蝕性。又，於實施例1～13中，未確認到伴隨陽極氧化被膜之厚度於9 μm以上且26 μm以下之範圍內增加，光澤度、可見光全反射率及圖像清晰度降低之傾向。

相對於此，比較例1～11之最終加工冷軋之條件與實施例1～10相同，但鋁之化學組成、鋁基材之厚度、電解研磨之有無及陽極氧化皮膜之厚度之至少任一者不同。

鋁基材之鋁純度為99.9質量%以上、但鋁基材之Fe之含量大於0.052質量%之比較例1之光澤度未達63%，不具有較高之光澤度。認為其原因在於：比較例1之鋁基材之第1面晶出大量包含Fe之金屬間化合物，導致鋁基材之光澤度降低。

鋁基材之鋁純度低於99.9質量%、且鋁基材之Fe之含量大於0.052質量%之比較例2～4之光澤度未達63%，可見光全反射率未達83%，不具有較高之光澤度及較高之全反射率。進而，陽極氧化皮膜之厚度為9 μm以上且26 μm以下之比較例4於RD方向及TD方向之DOI值為80以下，不具有較高之圖像清晰度。認為其原因在於：比較例2～4之鋁基材之第1面晶出大量包含Fe之金屬間化合物，導致鋁基材之光澤度及全反射率降低，並且陽極氧化皮膜之透明性明顯降低。進而，陽極氧化皮膜之厚度未達9 μm之比較例2及3之陽極氧化皮膜之維氏硬度為290 HV以下，於CASS試驗中不合格，不具有較高之耐蝕性。認為其原因在於：鋁基材上存在之上述晶出物導致陽極氧化皮膜之膜質變得不均勻，此外，未形成足夠厚之陽極氧化皮膜。

設為與實施例6～8相比僅陽極氧化皮膜之厚度不同，該厚度未達9 μm之比較例5～8之維氏硬度為290 HV以下，於CASS試驗中不合格，不具有較高之耐蝕性。進而，陽極氧化皮膜之厚度為0.5 μm以下之比較例5及6之可見光全反射率未達83%，不具有較高之可見光全反射率。認為其原因在於：入射至陽極氧化皮膜之第2面之光於鋁基材之第1面之反射光、與該入射光於第2面之反射光發生干涉。

設為與實施例6～8相比僅陽極氧化皮膜之厚度不同，該厚度超過26 μm之比較例9之維氏硬度為290 HV以下，表面硬度較低，不具有充分高之耐蝕性(耐擦傷性)。

設為與實施例9、10相比僅陽極氧化皮膜之厚度不同，該厚度未達9 μm之比較例10、11之維氏硬度為290 HV以下，於CASS試驗中不合格，不具有較高之耐蝕性。

設為與實施例11、12相比僅陽極氧化皮膜之厚度不同，該厚度未達9 μm之比較例12、13於TD方向之光澤度未達63%，可見光全反射率未達83%，不具有較高之光澤度及較高之可見光全反射率。認為其原因在於：入射至陽極氧化皮膜之第2面之光於鋁基材之第1面之反射光、與該入射光於第2面之反射光發生干涉。進而，比較例12、13之維氏硬度為290 HV以下，於CASS試驗中不合格，不具有較高之耐蝕性。

比較例14～17之陽極氧化皮膜之第2面之表面粗糙度Ra超過20 nm，第2面於RD方向及TD方向之平均凹凸間距離RSm為30 μm以上。該比較例14～17於RD方向及TD方向之光澤度未達63%，可見光全反射率未達83%，不具有較高之光澤度及較高之可見光全反射率。進而，於比較例14～17中，確認到陽極氧化皮膜之厚度越增大則TD方向之DOI值越降低之傾向。陽極氧化皮膜之厚度為7.2 μm以上之比較例15～17於TD方向之DOI值為80以下，不具有較高之圖像清晰度。

比較例18～21之陽極氧化皮膜之第2面之表面粗糙度Ra為20 nm以下，但第2面於RD方向及TD方向之平均凹凸間距離RSm為30 μm以上，尤其是第2面於TD方向之平均凹凸間距離RSm大於TD方向之平均凹凸間距離RSm，為57 μm以上。該比較例18～21於TD方向之DOI值未達80，不具有較高之圖像清晰度。進而，於比較例18～21中，確認到陽極氧化皮膜之厚度越減小則維氏硬度越降低之傾向。陽極氧化皮膜之厚度未達9 μm之比較例18、19之維氏硬度為290 HV以下，於CASS試驗中不合格，不具有較高之耐蝕性。

比較例22～25之陽極氧化皮膜之第2面之表面粗糙度Ra超過74 nm，第2面於RD方向及TD方向之平均凹凸間距離RSm為30 μm以上。尤其是比較例22～25之第2面於TD方向之平均凹凸間距離RSm為300 μm以上。該比較例22～25於RD方向及TD方向之光澤度未達63%，可見光全反射率未達83%，TD方向之DOI值為80以下，不具有較高之光澤度及較高之可見光全反射率及較高之圖像清晰度。

根據以上之結果，確認藉由本實施形態，可提供一種具有較高之光澤度、較高之全反射率及較高之圖像清晰度，並且具有較高之耐蝕性之鋁積層體。本實施形態之鋁積層體尤其適於在廚房周圍或室外等包含大量濕氣或水分之腐蝕環境下所使用之照明之反射板或建築材料用面板。

本次所揭示之實施形態與實施例應認為是於所有方面均為例示且非限制性。本發明之範圍並非以上之實施形態與實施例，包括申請專利範圍所揭示之與申請專利範圍具有均等含義以及範圍內之所有修正及變化在內。

1‧‧‧鋁基材1A‧‧‧第1面1B‧‧‧第3面2‧‧‧第1塗層2A‧‧‧第2面3‧‧‧第2塗層3B‧‧‧第4面4‧‧‧基板10‧‧‧反射構件11‧‧‧反射構件

圖1係表示本實施形態之反射構件之概略剖視圖。圖2係表示本實施形態之反射構件之製造方法之流程圖。圖3係表示本實施形態之反射構件之變化例之概略剖視圖。圖4係表示本實施形態之反射構件之製造方法之變化例之流程圖。

1‧‧‧鋁基材

1A‧‧‧第1面

1B‧‧‧第3面

2‧‧‧第1塗層

2A‧‧‧第2面

10‧‧‧反射構件

Claims

一種鋁積層體，其具備：鋁基材，其具有第1面；及陽極氧化皮膜，其接於上述第1面而形成，且具有於與上述第1面交叉之方向上位於遠離上述第1面之位置之第2面；並且上述鋁基材之包含上述第1面之表層含有純度99.9質量%以上之鋁、及0.001質量%以上且0.052質量%以下之鐵，上述陽極氧化皮膜之上述第2面之表面粗糙度Ra為20 nm以下，上述陽極氧化皮膜之上述第2面之平均凹凸間距離RSm未達30 μm，上述陽極氧化皮膜之上述交叉方向之厚度為9 μm以上且26 μm以下。
如請求項1之鋁積層體，其中上述陽極氧化皮膜為硫酸陽極氧化皮膜。
如請求項1或2之鋁積層體，其中上述鋁基材及上述陽極氧化皮膜之上述交叉方向之厚度的合計值為60 μm以上且1000 μm以下。
一種鋁積層體之製造方法，其係製造如請求項1或2之鋁積層體之方法，包括如下步驟：準備上述第1面之表面粗糙度Ra為15 nm以下之上述鋁基材；及於上述鋁基材之上述第1面上，使用包含硫酸之電解液，形成上述交叉方向之厚度為9 μm以上且26 μm以下之陽極氧化皮膜。