WO2017158989A1 - 紫外線反射材用アルミニウム箔およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
従来のアルミニウム箔よりも波長域２５０ｎｍ～４００ｎｍの紫外線に対して８５％以上、波長域２５４ｎｍ～２６５ｎｍの深紫外線に対して８０％以上の高い反射率を有す紫外線反射材用アルミニウム箔を提供する。予め定められた表面積の領域に圧入もしくは付着しているアルミニウム粒子の総表面積が当該領域の表面積に対して０．０５％以下である。上記領域内に存在する晶出物の総表面積が上記領域の表面積に対して２％以下である。晶出物の１個当たりの平均表面積が２μｍ2以下である。上記領域の表面粗さＲａが２０ｎｍ未満である。
Description
本発明は、紫外線反射材用アルミニウム箔とその製造方法に関する。なお、本明細書においては、「アルミニウム箔」という用語は、純アルミニウム箔だけでなく、アルミニウム合金箔も含む意味で用いられる。
紫外線を利用した装置は様々あるが、その中でも細菌などを死滅させるための装置として、紫外線殺菌効果を利用した深紫外線ランプを備える紫外線殺菌装置が知られている。深紫外線ランプから照射された紫外線は放射状に広がるため、特定の殺菌対象物に対する紫外線殺菌効果を高めるためには、深紫外線ランプから照射された紫外線を殺菌対象物の周囲に集光させるのが好ましい。
波長域２５０ｎｍ～４００ｎｍの紫外線に対する反射率が高い材料としては、アルミニウム（Ａｌ）が唯一挙げられる。さらに、紫外線反射材としては、軽量でありかつ高い加工性を有するアルミニウム箔が好適である。
国際公開第２０１５／０１９９６０号（特許文献１）には、紫外線域に近い可視光域（たとえば、３８０～６００ｎｍの波長）も含む可視光全域で高い反射率を有するアルミニウム箔が開示されている。
しかしながら、本発明者らは、上記特許文献１のアルミニウム箔について、波長域２５０ｎｍ～４００ｎｍの紫外線に対する反射率を積分球による全反射率として測定したところ、８５％未満であり、集光の効果は十分とはいえなかった。特に、紫外線殺菌効果が高い波長域２５４ｎｍ～２６５ｎｍの深紫外線に対する反射率は最大でも８０％未満にすぎず、十分な集光の効果を得られなかった。
そこで、本発明の目的は、従来のアルミニウム箔よりも波長域２５０ｎｍ～４００ｎｍの紫外線に対して８５％以上、波長域２５４ｎｍ～２６５ｎｍの深紫外線に対して８０％以上の高い反射率を有する紫外線反射材用アルミニウム箔およびその製造方法を提供することである。
本発明者らは上記の課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、表面粗さだけでなく、アルミニウム箔表面に存在する晶出物および圧入もしくは付着により存在するアルミニウム粒子を制御すると、紫外線に対する反射率が向上することを見出した。すなわち、本発明の紫外線反射材用アルミニウム箔とその製造方法は、以下の特徴を有する。
本発明に従った紫外線反射材用アルミニウム箔は、予め定められた表面積の領域に圧入もしくは付着しているアルミニウム粒子の総表面積が当該領域の表面積に対して０．０５％以下である。上記領域内に存在する晶出物の総表面積が上記領域の表面積に対して２％以下である。晶出物の１個当たりの平均表面積が２μｍ2以下である。上記領域の表面粗さＲａが２０ｎｍ未満である。
上記紫外線反射材用アルミニウム箔において、圧延方向と垂直な方向の表面粗さＲｚＪＩＳが１００ｎｍ以下であることが好ましい。
上記紫外線反射材用アルミニウム箔において、当該アルミニウム箔の厚みは４μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましい。
上記紫外線反射材用アルミニウム箔は、上記領域の上に形成された保護層を備えていてもよい。波長域２５４ｎｍ以上２６５ｎｍ以下の深紫外線に対する保護層の表面の全反射率は８０％以上である。
上記紫外線反射材用アルミニウム箔において、保護層を構成する材料はシリコーン組成物およびフッ素樹脂の少なくともいずれかを含むのが好ましい。
上記紫外線反射材用アルミニウム箔において、上記保護層の表面の表面粗さＲａは１０ｎｍ以下であるのが好ましい。
上述の特徴を有する紫外線反射材用アルミニウム箔を製造する方法は、表面粗さＲａが４０ｎｍ以下である圧延ロールを用いて圧下率が２５％以上の条件でアルミニウム箔を最終仕上げ冷間圧延する工程を備える。
上述の特徴を有する紫外線反射材用アルミニウム箔を製造する方法は、最終仕上げ冷間圧延後に、アルミニウム箔の表面の少なくとも一部を、酸溶液またはアルカリ溶液を用いて洗浄する、または電解研磨する工程をさらに備えることが好ましい。
上述の特徴を有する紫外線反射材用アルミニウム箔を製造する方法は、上記最終仕上げ冷間圧延する工程後に、上記表面の少なくとも一部上にシリコーン組成物およびフッ素樹脂の少なくともいずれかを含む保護層を形成する工程をさらに備えていてもよい。
本発明によれば、従来のアルミニウム箔よりも高い反射率を有す紫外線反射材用アルミニウム箔を提供することができる。
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。
＜アルミニウム箔の構成＞
本実施の形態に係るアルミニウム箔１（図１参照）において、予め定められた表面積の領域内に存在し、かつ当該領域に圧入もしくは付着しているアルミニウム粒子の総表面積は、当該領域の表面積に対して０．０５％以下である。上記領域内に存在する晶出物の総表面積が、当該領域の表面積に対して２％以下である。上記晶出物の１個当たりの平均表面積が２μｍ2以下である。上記領域の表面粗さＲａが２０ｎｍ未満である。
本実施の形態に係るアルミニウム箔１（図１参照）において、予め定められた表面積の領域内に存在し、かつ当該領域に圧入もしくは付着しているアルミニウム粒子の総表面積は、当該領域の表面積に対して０．０５％以下である。上記領域内に存在する晶出物の総表面積が、当該領域の表面積に対して２％以下である。上記晶出物の１個当たりの平均表面積が２μｍ2以下である。上記領域の表面粗さＲａが２０ｎｍ未満である。
予め定められた表面積の領域とは、アルミニウム箔の表面全体であってもよく、また一部であってもよい。ここで、アルミニウム箔の表面とは、アルミニウム箔の外観において目視、顕微鏡等によって確認され得る表面をいう。よって、予め定められた表面積の領域とは、例えば顕微鏡などで観察したときの観察視野における領域である。つまり、アルミニウム粒子、晶出物に関する上記パラメータ、および表面粗さＲａ，ＲｚＪＩＳは、アルミニウム箔の表面を顕微鏡などで観察したときに、それぞれ予め定められた表面積の観察視野内で測定される。アルミニウム粒子の総表面積は、例えば走査型電子顕微鏡の予め定められた観察視野内で観察、測定される。晶出物の総表面積および平均表面積は、例えば光学顕微鏡の予め定められた観察視野内で観察、測定される。表面粗さＲａ，ＲｚＪＩＳは、例えば原子間力顕微鏡の予め定められた観察視野内で測定される。予め定められた表面積の領域は、アルミニウム粒子の総表面積を測定する際の観察視野、晶出物の総表面積および平均表面積を測定する際の観察視野、および表面粗さＲａ，ＲｚＪＩＳを測定する際の観察視野のそれぞれを含む領域である。
図１に示されるように、アルミニウム箔１は、表面のうち最も表面積が大きい第１主面１Ａおよび第２主面１Ｂを有している。図２は、後述するアルミニウム箔の製造方法において表面洗浄前の冷延材１１（図５参照）の表面１１Ａ（表面洗浄後にアルミニウム箔１の第１主面１Ａとなるべき表面）の平面図である。図２に示されるように、予め定められた領域Ｅは、例えば第１主面１Ａの一部領域である。領域Ｅの平面形状は、任意の形状であればよいが例えば矩形状である。領域Ｅは、アルミニウム粒子の総表面積を測定するための走査型電子顕微鏡の任意の倍率での観察視野内の観察領域Ｆと、晶出物の総表面積および平均表面積を測定する際の観察視野内の観察領域Ｇと、表面粗さＲａ，ＲｚＪＩＳを測定する際の観察視野内の観察領域Ｈとを含んでいる。観察領域Ｆ，Ｇ，Ｈの各々は、面積および領域Ｅでの位置が任意に選択され得る。各観察領域Ｆ，Ｇ，Ｈは、少なくとも一部が互いに重なっていてもよいし、重なっていなくてもよい。
アルミニウム粒子は、主にアルミニウム（Ａｌ）からなる。アルミニウム粒子の外径は、例えば数百ｎｍ～数μｍである。図３に示されるように、アルミニウム粒子Ｃは、アルミニウム箔１の表面に圧入されているか、または表面に付着している。アルミニウム粒子Ｃは、後述するアルミニウム箔１の製造方法における冷間圧延工程にて生成される。図３に示されるように、アルミニウム粒子Ｃの総表面積とは、観察領域Ｆを有する面（例えば第１主面１Ａ）に対して成す角度が９０°±２°の方向（略垂直な方向）から観察領域Ｆを見たときに観察されるアルミニウム粒子Ｃの当該方向に垂直な平面への投影面積Ｓ１の総和である。
晶出物とは、例えば、Ａｌ‐鉄（Ｆｅ）系、Ａｌ‐Ｆｅ‐マンガン（Ｍｎ）系、Ａｌ‐Ｍｇ‐珪素（Ｓｉ）系、Ａｌ‐Ｍｎ系等の種々の金属間化合物をいう。図３に示されるように、晶出物Ｄの総表面積とは、観察領域Ｇを有する面（例えば第１主面１Ａ）に対して成す角度が９０°±２°の方向（略垂直な方向）から観察領域Ｇを見たときに確認される晶出物Ｄの当該方向に垂直な平面への投影面積Ｓ２の総和である。上記晶出物の１個当たりの平均表面積とは、晶出物Ｄの上記総表面積を、観察領域Ｇ内に存在する晶出物Ｄの個数で除したものである。
アルミニウム箔１の表面粗さＲａはＪＩＳ Ｂ０６０１（２００１年版）およびＩＳＯ４２８７（１９９７年版）で定義されている算術平均粗さＲａを、面に対して適用できるように三次元に拡張して算出された値である。
アルミニウム箔は、その製造方法において冷間圧延されている。そのため、アルミニウム箔の表面（第１主面１Ａおよび第２主面１Ｂ）には、圧延方向Ｘ（図１参照）に沿って延びる圧延ロールの転写筋（図示しない）が形成されている。アルミニウム箔の表面には、転写筋に起因した凹凸が形成されている。一定以上の大きさの転写筋からなるアルミニウム箔の表面の凹凸は、紫外線の反射角度に異方性をもたらし、反射光の乱反射を引き起こす。そのため、アルミニウム箔において一定以上の大きさの転写筋が形成されている部分は、紫外線に対する反射率が低い。このような圧延ロールの転写筋に起因する凹凸は、圧延方向Ｘに対して垂直な方向Ｙ、すなわちＴＤ方向の表面粗さＲｚＪＩＳの値として評価することができる。
アルミニウム箔１は、上記領域Ｅにおいて、圧延方向Ｘと垂直な方向Ｙ（図１参照）の表面粗さＲｚＪＩＳが１００ｎｍ以下であるのが好ましい。より好ましくは、領域ＥのＲｚＪＩＳは８０ｎｍ以下である。なお、垂直な方向Ｙの表面粗さＲｚＪＩＳは、垂直な方向Ｙに沿った断面における２次元でのＲｚＪＩＳ値をＪＩＳ Ｂ０６０１（２００１年版）およびＩＳＯ４２８７（１９９７年版）に基づいた評価方法で測定される値である。なお、上記の表面粗さＲａとＲｚＪＩＳを得る方法としては、物理的な研磨、電解研磨、化学研磨等の研磨加工、あるいは、表面が鏡面状態である圧延ロールを用いた冷間圧延、等がある。表面が鏡面状態である圧延ロールを用いた冷間圧延については後述する。
アルミニウム箔１の厚みＴ（図１参照）は４μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましい。アルミニウム箔の厚みが４μｍ未満であると、アルミニウム箔として機械的強度を維持することができず、製造時のハンドリング等によってアルミニウム箔の表面にシワが生じる。アルミニウム箔の厚みが３００μｍを超えると、アルミニウム箔の重量が増大するだけでなく、成形等の加工に制限が加えられるので好ましくない。さらに好ましくは、アルミニウム箔１の厚みは６μｍ以上２５０μｍ以下である。アルミニウム箔の厚みを上記範囲にするためには、一般的なアルミニウム箔の製造方法に従って鋳造と圧延を行えばよい。
本実施の形態に係るアルミニウム箔１の組成は特に限定されないが、Ｆｅの含有量は０．００１％質量以上０．５質量％以下であることが好ましい。Ｆｅはアルミニウムへの固溶度が小さいため、アルミニウムの鋳造時にＦｅＡｌ3等の金属間化合物が晶出しやすくなる。これらの晶出物は、アルミニウム素地よりも紫外線の反射率が低く、アルミニウム箔としての紫外線反射率を低下させる原因になる。Ｆｅの含有量が０．５質量％以上になると、添加しているＦｅが全て晶出した場合、Ａｌ‐Ｆｅ系金属間化合物としてのＦｅＡｌ3の晶出量が１．２質量％を超えて存在することになり、２５０ｎｍ～４００ｎｍの紫外線全反射率は８５％よりも低くなる傾向がある。このため、Ｆｅの含有量を０．５質量％以下にするのが望ましい。また、Ｆｅの含有量が０．００１質量％未満であると、アルミニウム箔の強度が低下する傾向がある。
また、本実施の形態に係るアルミニウム箔においてＭｎの含有量は０．５質量％以下であることが好ましい。Ｆｅと同様にＭｎもアルミニウムへの固溶度が小さいため、アルミニウムの鋳造時にＡｌ‐Ｆｅ‐Ｍｎ系の化合物等が晶出しやすくなる。Ａｌ‐Ｆｅ‐Ｍｎ系の晶出物は、Ａｌ‐Ｆｅ系の晶出物よりも微細であるが、これらの晶出物は、アルミニウム素地よりも紫外線の反射率が低く、アルミニウム箔としての紫外線反射率を低下させる原因になる。マンガンの含有量が０．５質量％以上になると、添加しているＭｎが全て晶出した場合、Ａｌ‐Ｆｅ‐Ｍｎ系金属間化合物が１．５質量％を超えて存在することになり、２５０ｎｍ～４００ｎｍの紫外線全反射率は８５％よりも低くなる傾向がある。このため、Ｍｎの含有量を０．５質量％以下にするのが望ましい。
さらに、本実施の形態に係るアルミニウム箔においてＳｉの含有量は０．００１％質量％以上０．３質量％以下であることが好ましい。Ｓｉはアルミニウムへの固溶度が大きく晶出物を形成し難いため、アルミニウム箔において晶出物を生成させない程度の含有量であれば紫外線の反射率を低下させることがない。また、Ｓｉを含むと固溶強化によってアルミニウム箔の機械的強度を向上させることができるので、厚みが薄い箔の圧延を容易にすることができる。Ｓｉの含有量が０．００１質量％未満では、上述の効果を十分に得られない傾向にある。Ｓｉの含有量が０．３質量％を超えると、粗大な晶出物が発生しやすくなり、反射特性が低下するだけでなく、結晶粒の微細化効果も損なわれるため、強度と加工性も低下する傾向にある。
本実施の形態に係るアルミニウム箔においてＭｇの含有量は３質量％以下であることが好ましい。Ｍｇはアルミニウムへの固溶度が最大で１８質量％と大きく、晶出物の発生が極めて少ないため、アルミニウム箔の反射特性に大きな影響をおよぼすことなく、アルミニウム箔の機械的強度を改善することができる。しかし、Ｍｇの含有量が３質量％を超えると、アルミニウム箔の機械的強度が高くなりすぎるので、アルミニウム箔の圧延性が低下する傾向がある。アルミニウム箔の好ましい反射特性と機械的強度とを兼ね備えるためには、Ｍｇの含有量を２質量％以下にすることがさらに好ましい。
なお、本実施の形態に係るアルミニウム箔は、上記の特性と効果に影響を与えない程度の含有量で、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ホウ素（Ｂ）、ガリウム（Ｇａ）、ビスマス（Ｂｉ）等の元素を含んでいてもよい。
＜アルミニウム箔の製造方法＞
次に、本実施の形態に係るアルミニウム箔の製造方法の一例について説明する。図４に示されるように、本実施の形態に係るアルミニウム箔の製造方法は、鋳塊を準備する工程（Ｓ１０）、鋳塊に均質化処理を行う工程（Ｓ２０）、鋳塊を熱間圧延する工程（Ｓ３０）、熱間圧延により得られた熱延材を冷間圧延する工程（Ｓ４０）、冷間圧延により得られた冷延材を最終仕上げとして冷間圧延（以下、最終仕上げ冷間圧延という）してアルミニウム箔を形成する工程（Ｓ５０）とを備える。さらに、本実施の形態に係るアルミニウム箔の製造方法は、最終仕上げ冷間圧延により得られた冷延在を表面洗浄する工程（Ｓ６０）を備えることが好ましい。
次に、本実施の形態に係るアルミニウム箔の製造方法の一例について説明する。図４に示されるように、本実施の形態に係るアルミニウム箔の製造方法は、鋳塊を準備する工程（Ｓ１０）、鋳塊に均質化処理を行う工程（Ｓ２０）、鋳塊を熱間圧延する工程（Ｓ３０）、熱間圧延により得られた熱延材を冷間圧延する工程（Ｓ４０）、冷間圧延により得られた冷延材を最終仕上げとして冷間圧延（以下、最終仕上げ冷間圧延という）してアルミニウム箔を形成する工程（Ｓ５０）とを備える。さらに、本実施の形態に係るアルミニウム箔の製造方法は、最終仕上げ冷間圧延により得られた冷延在を表面洗浄する工程（Ｓ６０）を備えることが好ましい。
まず、鋳塊を準備する（工程（Ｓ１０））。具体的には、所定の組成のアルミニウムの溶湯を調製し、アルミニウムの溶湯を凝固させることにより鋳塊を鋳造（例えば半連続鋳造）する。溶湯中のＦｅ、Ｍｎ、Ｓｉなどの金属元素の含有量は、アルミニウム箔において予め定められた表面積の領域内に存在する晶出物の総表面積が、当該領域の表面積に対して２％以下となり、かつ晶出物の１個当たりの平均表面積が２μｍ2以下となるように制御されている。
次に、得られた鋳塊に均質化熱処理を行う（工程（Ｓ２０））。均質化熱処理は、たとえば加熱温度を４００℃以上６３０℃以下、加熱時間を１時間以上２０時間以下とする条件で行われる。
次に、鋳塊を熱間圧延する（工程（Ｓ３０））。本工程により、所定の厚みＷ１を有する熱延材が得られる。熱間圧延は、１回または複数回行われてもよい。なお、連続鋳造によって薄板のアルミニウム鋳塊を製造する場合には、当該薄板状の鋳塊は本工程を介さずに冷間圧延されてもよい。
次に、熱間圧延により得られた熱延材を冷間圧延する（工程（Ｓ４０））。本工程により、所定の厚みＷ２を有する冷延材（最終仕上げ冷間圧延工程（Ｓ５０）における被圧延材）が得られる。本工程において、冷間圧延はたとえば中間焼鈍工程を挟んで複数回行われる。たとえば、まず熱延材に対し第１冷間圧延工程（Ｓ４０Ａ）を実施して熱延材の厚みＷ１よりも薄く冷延材の厚みＷ２よりも厚い圧延材を形成する。次に、得られた圧延材に対し中間焼鈍工程（Ｓ４０Ｂ）を施す。中間焼鈍は、例えば焼鈍温度を５０℃以上５００℃以下、焼鈍時間を１秒以上２０時間以下とする条件で行われる。次に、焼鈍後の圧延材に対し第２冷間圧延工程（Ｓ４０Ｃ）を実施して厚みＷ２の冷延材を形成する。
次に、図５に示されるように、冷延材（被圧延材１０）を最終仕上げ冷間圧延する（工程（Ｓ５０））。本工程では、圧延ロール１０１，１０２を用いて圧下率が２５％以上の条件で被圧延材１０を最終仕上げ冷間圧延する。圧延ロール１０１，１０２は被圧延材と接触して圧延するロール面を有している。被圧延材１０を挟んで配置される一対の圧延ロール１０１，１０２のうち、少なくとも一方の圧延ロール１０１のロール面の表面粗さＲａが４０ｎｍ以下である。
最終仕上げ冷間圧延に使用する圧延油の種類は特に限定されないが、圧延油の粘度は低い方が好ましい。圧延油の粘度は、油温度が３７．８℃（１００°Ｆ）の時に１．７ｃＳｔ以上３．５ｃＳｔ以下であることが好ましく、より好ましくは２．０ｃＳｔ以上３．０ｃＳｔ以下である。
次に、最終仕上げ冷間圧延により得られた冷延材１１（図５参照）を表面洗浄してもよい（工程（Ｓ６０））。本工程では、冷延材１１の表面の少なくとも一部を酸性溶液またはアルカリ性溶液を用いて洗浄する。冷延材１１において表面洗浄される表面は、最終仕上げ冷間圧延工程（Ｓ５０）において表面粗さＲａが４０ｎｍ以下である圧延ロール１０１（図５参照）により延ばされた表面１１Ａ（図５参照）を含んでいる。酸性溶液は、例えば、フッ酸、リン酸、塩酸、および硫酸などの強酸性溶液から選択され得る。アルカリ性溶液は、例えば水酸化ナトリウムなどの強アルカリ性溶液から選択され得る。表面洗浄に関するその他条件は、適宜選択され得る。
このようにして、図１に示される本実施の形態に係るアルミニウム箔１を得ることができる。アルミニウム箔１の上記領域Ｅは、最終仕上げ冷間圧延工程（Ｓ５０）において表面粗さＲａが４０ｎｍ以下である圧延ロールにより圧延されることにより形成された面（例えば第１主面１Ａ）上の領域、さらに圧延後、表面洗浄工程（Ｓ６０）において表面洗浄されることにより形成された面（例えば第１主面１Ａ）上の領域である。すなわち、上記領域Ｅは、アルミニウム箔１の第１主面１Ａ上にのみ形成される場合に限られるものでは無く、第２主面１Ｂ上にのみ形成されていてもよいし、第１主面１Ａおよび第２主面１Ｂの両面上に形成されていてもよい。
＜作用効果＞
本発明者らは、このようなアルミニウム箔１が従来のアルミニウム箔と比べて波長域２５０ｎｍ～４００ｎｍの紫外線に対して高い反射率を有していることを確認した（詳細は後述する実施例参照）。
本発明者らは、このようなアルミニウム箔１が従来のアルミニウム箔と比べて波長域２５０ｎｍ～４００ｎｍの紫外線に対して高い反射率を有していることを確認した（詳細は後述する実施例参照）。
アルミニウム箔の表面に圧入または付着したアルミニウム粒子は、アルミニウム箔の製造方法中の冷間圧延工程（後述する冷間圧延工程（Ｓ４０）および最終仕上げ冷間圧延工程（Ｓ５０）を含む）において生成される。具体的には、図５に示されるように、被圧延材１０（熱延材または冷延材）が冷間圧延によって塑性変形して薄く延ばされるとき、当該被圧延材１０は同時にせん断変形する。これにより、冷間圧延中に被圧延材１０の表面の一部が切り裂かれ、数百ｎｍ～数μｍの外径のアルミニウム粒子（図示しない）が生成される。該アルミニウム粒子は、圧延ロール１０１，１０２とアルミニウム材との間に挟まれることにより、冷延材１１に圧入されるか、圧延後に冷延材１１の表面１１Ａ，１１Ｂに再付着する。このとき酸化膜に覆われたアルミニウム粒子が冷延材１１に圧入または再付着すると、アルミニウム箔の表面に入射された紫外線はアルミニウム粒子または当該酸化膜によって乱反射や干渉を起こすと考えられる。そのため、本発明者らは、アルミニウム箔において予め定められた表面積に対するアルミニウム粒子の総表面積の割合が０．０５％を超えるほどにアルミニウム粒子がアルミニウム箔の表面に存在していると、アルミニウム箔の紫外線に対する反射率は低下してしまうと考えている。
これに対し、アルミニウム箔１によれば、予め定められた表面積の領域内に存在し、かつ当該領域に圧入もしくは付着しているアルミニウム粒子の総表面積は、当該領域の表面積に対して０．０５％以下である。そのため、アルミニウム箔１は、アルミニウム粒子に起因する乱反射や干渉が抑制されているため、紫外線に対し高い反射率を有していると考えられる。
晶出物の表面に入射された紫外線の反射率は、アルミニウム自体の表面に入射された紫外線の反射率よりも低い。そのため、アルミニウム箔において予め定められた表面積の領域に存在する晶出物の総表面積が当該領域の表面積に対して２％を超えるほどに晶出物がアルミニウム箔の表面に存在していると、アルミニウム箔の紫外線に対する反射率は低下してしまう。晶出物の１個当たりの平均表面積が２μｍ2を超えるほどに大きいと、アルミニウム箔の表面内における紫外線に対する反射率のムラが大きくなる。
さらに、アルミニウム箔の表面に存在する晶出物は、アルミニウム箔の表面に凹凸を生じさせる。特に、最終仕上げ冷間圧延される被圧延材（冷延材）の表面に晶出物が存在する場合、晶出物はアルミニウムの素地よりも硬いため、アルミニウムが優先的に塑性変形を起こす。晶出物は、塑性変形しているアルミニウム箔の表面の上を転がり、一部の晶出物はアルミニウム箔の表面から欠落してアルミニウム箔の表面に凹凸を生じさせる。このため、晶出物の総表面積が上記表面積に対して２％を超えるほどに晶出物がアルミニウム箔の表面に存在していると、アルミニウム箔の表面に凹凸を生じさせる度合いが大きくなる。さらに、晶出物の１個当たりの平均表面積が２μｍ2を超えるほどに大きいと、晶出物がアルミニウム箔の表面から欠落したときに形成される凹部は大きくなる。これらの結果、アルミニウム箔の表面に入射した紫外線が、アルミニウム箔の表面に形成された凹凸部において乱反射するので、反射率が低下する。
これに対し、アルミニウム箔１によれば、予め定められた表面積の領域内に存在する晶出物の総表面積は、当該領域の表面積に対して２％以下である。このため、アルミニウム箔１は紫外線に対して高い反射率を有している。さらに、アルミニウム箔１は、上記領域内に存在する晶出物の１個当たりの平均表面積が２μｍ2以下である。そのため、アルミニウム箔１は、紫外線に対する反射率のムラが抑制されている。
表面粗さＲａが２０ｎｍ以上であると、表面の凹凸によりアルミニウム箔の紫外線に対する反射率が低下してしまう。自然法則に基づくと、入射した紫外線がある表面で反射する際、その表面に凹凸があれば、入射した箇所によって反射する角度は変化する。場合によってはある凹凸部で反射した光は、たとえば、その凹凸部の隣に存在する凹凸部にさらに当たり（入射し）、複数回反射を起こす可能性が生まれる。１回の反射において反射光は減衰することは知られているが、複数回反射すると、その光はその分だけ反射率が低下する。
これに対し、予め定められた表面積の領域の表面粗さＲａが２０ｎｍ未満であることによって、アルミニウム箔の表面の凹凸が低減するので、アルミニウム箔の表面の凹凸部で反射した紫外線が別の凹凸部に再び当たって反射光が減衰することを抑えることができる。さらに、アルミニウム箔１は、方向Ｙ（図１参照）の表面粗さＲｚＪＩＳが１００ｎｍ以下であることが好ましい。これにより、アルミニウム箔の表面の凹凸がさらに低減するので、アルミニウム箔の表面の凹凸部で反射した紫外線が別の凹凸部に再び当たって反射光が減衰することをより抑えることができる。
本実施の形態に係るアルミニウム箔の製造方法は表面洗浄工程を備えていてもよい。本工程により、最終仕上げ冷間圧延工程において冷延材（アルミニウム箔）の表面に圧入または付着したアルミニウム粒子は、酸性溶液またはアルカリ性溶液に溶解されて除去または縮小され得る。そのため、本実施の形態に係るアルミニウム箔の製造方法によれば、予め定められた表面積の領域内に存在し、かつ当該領域に圧入もしくは付着しているアルミニウム粒子の総表面積が、当該領域の表面積に対して０．０５％以下であるアルミニウム箔をより容易に製造することができる。
本実施の形態に係るアルミニウム箔の製造方法の最終仕上げ冷間圧延工程において、表面粗さＲａが４０ｎｍ以下である圧延ロールを用いる理由は以下のとおりである。最終仕上げ冷間圧延工程で使用する圧延ロールの表面粗さは、最終仕上げ冷間圧延工程後に得られるアルミニウム箔の表面粗さに大きく影響する。表面粗さＲａが４０ｎｍより大きい圧延ロールを用いてアルミニウム箔を圧延すると、得られたアルミニウム箔は圧延方向Ｘに対して垂直な方向Ｙの表面粗さＲｚＪＩＳが１００ｎｍよりも大きくなり、表面粗さＲａも２０ｎｍ以上となってしまう。最終仕上げ冷間圧延工程で使用する圧延ロールの表面粗さＲａは、できるだけ小さいことが好ましく、より好ましくは３０ｎｍ以下である。
最終仕上げ冷間圧延工程における圧下率が２５％以上である理由は以下のとおりである。一般的に圧下率が低くなると、圧延ロールと被圧延材との間に噛み込まれる圧延油膜量が増える傾向にある。そのため、低い圧下率で最終仕上げ冷間圧延を行った場合、被圧延材の表面に圧延油が押し込まれることにより、当該表面には深さ数十～数百ｎｍの複数のオイルピットが形成される。その結果、得られた冷延材の表面には、オイルピットに起因した凹凸が多数形成されている。特に、２５％よりも小さい圧下率で圧延を行うと、得られるアルミニウム箔の表面粗さＲａは、オイルピットによる凹凸に大きく影響され、２０ｎｍ以上となってしまう。また、被圧延材の表面に形成されたオイルピットによる凹凸は、アルミニウム粒子の発生要因となり得る。そのため、最終仕上げ冷間圧延工程における圧下率を２５％以上とすれば、アルミニウム箔の表面粗さＲａを抑えることができ、アルミニウム箔の表面の凹凸に起因した反射光の減衰を抑制することができる。さらに、最終仕上げ冷間圧延工程における圧下率を２５％以上とすれば、アルミニウム粒子の発生を抑制することができ、アルミニウム粒子に起因した反射率の低下を抑制することができる。圧下率の上限値は、特に限定されないが、好ましくは６０％である。６０％以上の圧下率では圧延性が悪いだけでなく、圧延中のせん断力が高くなり、アルミニウム粒子の生成が多くなる。
最終仕上げ冷間圧延に使用する圧延油の粘度は低い方が好ましい理由は以下の通りである。圧延油粘度が低い程、圧延ロールとアルミニウム箔との間にかみこまれる圧延油の潤滑がより高くなり、最終仕上げ冷間圧延工程中にアルミニウム箔表面に圧延油が押し込まれてできるオイルピットが生成しにくくなる。そのため、本工程により得られた冷延材の表面粗さＲａを低く抑え、かつアルミニウム粒子の発生を抑制することができる。特に、油温度が３７．８℃（１００°Ｆ）の時に粘度が１．７ｃＳｔ以上３．５ｃＳｔ以下である圧延油を最終仕上げ冷間圧延に用いることにより、得られた冷延材の表面粗さＲａをより低く抑え、かつアルミニウム粒子の発生をより抑制することができる。さらに、油温度が３７．８℃（１００°Ｆ）の時に粘度が２．０ｃＳｔ以上３．０ｃＳｔ以下である圧延油を最終仕上げ冷間圧延に用いることにより、得られた冷延材の表面粗さＲａをさらに低く抑え、かつアルミニウム粒子の発生をさらに抑制することができる。
＜変形例＞
図６に示されるように、アルミニウム箔の製造方法は、図４に示される表面洗浄工程（Ｓ６０）に代えて、最終仕上げ冷間圧延により得られた冷延材１１（図５参照）の表面を電解研磨する工程（Ｓ７０）を備えていてもよい。冷延材１１において電解研磨される表面は、最終仕上げ冷間圧延工程（Ｓ５０）において表面粗さＲａが４０ｎｍ以下である圧延ロール１０１（図５参照）により延ばされた表面１１Ａ（図５参照）を含んでいる。このようにしても、最終仕上げ冷間圧延工程において冷延材の表面に圧入または付着したアルミニウム粒子は、電解研磨により研磨されて除去または縮小され得る。そのため、図６に示されるアルミニウム箔の製造方法によっても、予め定められた表面積の領域内に存在し、かつ当該領域に圧入もしくは付着しているアルミニウム粒子の総表面積が、当該領域の表面積に対して０．０５％以下であるアルミニウム箔を製造することができる。さらに、電解研磨によりアルミニウム箔の表面の平滑性を高めることができる。
図６に示されるように、アルミニウム箔の製造方法は、図４に示される表面洗浄工程（Ｓ６０）に代えて、最終仕上げ冷間圧延により得られた冷延材１１（図５参照）の表面を電解研磨する工程（Ｓ７０）を備えていてもよい。冷延材１１において電解研磨される表面は、最終仕上げ冷間圧延工程（Ｓ５０）において表面粗さＲａが４０ｎｍ以下である圧延ロール１０１（図５参照）により延ばされた表面１１Ａ（図５参照）を含んでいる。このようにしても、最終仕上げ冷間圧延工程において冷延材の表面に圧入または付着したアルミニウム粒子は、電解研磨により研磨されて除去または縮小され得る。そのため、図６に示されるアルミニウム箔の製造方法によっても、予め定められた表面積の領域内に存在し、かつ当該領域に圧入もしくは付着しているアルミニウム粒子の総表面積が、当該領域の表面積に対して０．０５％以下であるアルミニウム箔を製造することができる。さらに、電解研磨によりアルミニウム箔の表面の平滑性を高めることができる。
また、図４に示されるアルミニウム箔の製造方法は、表面洗浄工程（Ｓ６０）の後に、表面洗浄されたアルミニウム箔の表面を電解研磨する工程をさらに備えていてもよい。
また、アルミニウム箔の製造方法は、表面洗浄工程（Ｓ６０）または電解研磨工程（Ｓ７０）後に、アルミニウム箔を加熱する工程をさらに備えていてもよい。例えばアルミニウム箔に対し、加熱温度が２５０℃以上４５０℃以下程度であり、加熱時間が１～３０時間程度の熱処理を施してもよい。このようにすれば、紫外線に対し高い反射率を有し、かつ軟質のアルミニウム箔を製造することができる。
アルミニウム箔は、上述した予め定められた表面積の領域を有する表面の一部のみが紫外線反射材として使用され、アルミニウム箔の表面の残部が他の部品に固定されてもよい。
アルミニウム箔は、上述した予め定められた表面積の領域を有する表面上に当該表面を保護するための保護層（表面保護層）が形成されていてもよい。
図７に示されるように、アルミニウム箔１は上述した予め定められた表面積の領域を有する少なくとも１つの面（例えば上記第１主面１Ａ）の上に表面保護層１２を備えていてもよい。波長域２５４ｎｍ～２６５ｎｍの深紫外線に対する表面保護層１２の表面である第３主面１２Ａの全反射率が８０％以上である。
表面保護層１２を構成する材料は、例えばシリコーン組成物およびフッ素樹脂の少なくともいずれかを含む。ここで、シリコーン組成物とは、珪素（Ｓｉ）および酸素（Ｏ）を含む材料をいう。シリコーン組成物は、結晶質であってもよいし、非晶質であってもよい。シリコーン組成物は、例えば結晶質である珪素酸化物であってもよい。好ましくは、表面保護層１２を構成する材料に含まれる樹脂等の有機物は、総量の半数以下に抑えられている。好ましくは、表面保護層１２を構成する材料には樹脂等の有機物が含まれない。樹脂等の有機物は、紫外線が照射されると分解される。そのため、表面保護層１２に含まれる有機物が総量の半数超えであると、表面保護層１２は紫外線を照射され続けたときに顕著に継時劣化する。これに対し表面保護層１２に含まれる有機物が総量の半数以下であれば、表面保護層１２は紫外線を照射され続けたときに顕著に継時劣化しない。
好ましくは、表面保護層１２は透明である。表面保護層１２が透明であれば、上述したアルミニウム箔１の表面の紫外線に対する反射特性は、表面保護層１２によって大きく損なわれない。このようにすれば、波長域２５４ｎｍ～２６５ｎｍの深紫外線が表面保護層１２の第３主面１２Ａに照射されたときの深紫外線の反射率は、８０％以上とされ得る。
好ましくは、表面保護層１２の第３主面１２Ａの表面粗さＲａは１０ｎｍ以下である。上述のように、自然法則に基づくと、入射した紫外線がある表面で反射する際、その表面に凹凸があれば、入射した箇所によって反射する角度は変化する。場合によってはある凹凸部で反射した光は、たとえば、その凹凸部の隣に存在する凹凸部にさらに当たり（入射し）、複数回反射を起こす可能性が生まれる。１回の反射において反射光は減衰することは知られているが、複数回反射すると、その光はその分だけ反射率が低下する。そのため、表面保護層１２の第３主面１２Ａの表面粗さＲａが１０ｎｍを超えた場合、表面保護層１２の第３主面１２Ａの表面粗さＲａが１０ｎｍ以下である場合と比べて、表面保護層１２に第３主面１２Ａに波長域２５４ｎｍ～２６５ｎｍの深紫外線が照射されたときの全反射率が著しく低下するおそれがある。
図８に示されるように、表面保護層１２を形成する工程（Ｓ８０）は、最終仕上げ冷間圧延工程（Ｓ５０）の後に実施され得る。好ましくは、図９に示されるように、表面保護層１２を形成する工程（Ｓ８０）は、表面洗浄工程（Ｓ６０）の後に実施され得る。または表面保護層１２を形成する工程（Ｓ８０）は、電解研磨工程（Ｓ７０）の後に実施され得る。表面保護層１２は、任意の方法により形成され得る。表面保護層１２は、例えばアルミニウム箔の当該表面上に任意の樹脂などからなるフィルムが貼り合されることにより形成されていてもよい。また、表面保護層１２は、例えばアルミニウム箔の当該表面上に流動性を有する任意の樹脂が塗布されて硬化されることにより形成されていてもよい。また、表面保護層１２は、例えばアルミニウム箔の当該表面上に酸化珪素（ＳｉＯ2）などからなる無機層が、イオンプラズマ処理、イオンプレーティング処理、スパッタリング処理、蒸着処理などにより形成されていてもよい。また、表面保護層は、例えばアルミニウム箔の当該表面上にニッケルなどからなる金属層がめっき処理により形成されていてもよい。また、表面保護層は、例えばアルミニウム箔の当該表面に対する陽極酸化処理により形成された酸化皮膜層であってもよい。
なお、上記のような表面保護層は、例えばロールツーロールプロセスにより形成されてもよい。この場合、図１０に示されるように、アルミニウム箔１は、巻芯２にロール状に巻き付けられて、ロールツーロール用アルミニウム箔３を構成していてもよい。
アルミニウム箔は、任意の形状に成型されていてもよい。アルミニウム箔の成型は、例えば張り出し成型や深絞り成型などで実施されていてもよいし、折り曲げたり湾曲させたりすることで目的に応じた形状に成型されていてもよい。
アルミニウム箔は、上述した予め定められた表面積の領域を有する表面の一部に、配線パターンが形成されていてもよい。このような配線パターンは、例えば以下のように形成され得る。まず、アルミニウム箔の表面の当該一部以外の残部上にエッチングマスクとしての表面保護層が形成される。次に、アルミニウム箔の表面の上記一部上にエッチングマスクとしてもマスクパターンが形成される。マスクパターンは例えばレジストなどの感光性材料が写真製版などされることにより形成される。次に、アルミニウム箔の表面の上記一部に対し、アルミニウムとマスクパターンとのエッチング選択比が大きく設定されうる条件でエッチングが施される。
上記で説明してきたように本実施の形態に係るアルミニウム箔は、文字通り「箔」であって、一般的に厚みが５００μｍ程度以上となる「アルミニウム板」とは異なり以下のような種々のメリットを有する。すなわち、アルミニウム箔は、軽量化に特に優れるとともに成形加工が容易であり、またアルミニウム板では困難である湾曲物への貼り付け等の形状追従性やフレキシブル性を示すというメリットがある。また、廃棄物の減量につながる等、環境に対する負荷の面でもアルミニウム板に対するメリットを有する。
したがって、本実施の形態に係るアルミニウム箔は、上記のメリットを活かし、水や海水の殺菌、有機物の分解、紫外線治療、光触媒、樹脂硬化に使用される紫外線ランプの反射板用途に特に有利に適用され得る。
以下に説明するように本発明の実施例と比較例のアルミニウム箔の試料を作製した。
表１に示す組成Ａ～Ｅのアルミニウムを用いて、表２に示す製造工程に従って、表３に示す実施例１～１０と比較例１～１５のアルミニウム箔の試料を作製した。なお、表１において「その他元素計」とは、ＪＩＳで規定される元素以外の不可避不純物元素（Ｂ、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｎａなど）の合計含有量を示す。
表１に示す組成Ａ～Ｅのアルミニウムを用いて、表２に示す製造工程に従って、表３に示す実施例１～１０と比較例１～１５のアルミニウム箔の試料を作製した。なお、表１において「その他元素計」とは、ＪＩＳで規定される元素以外の不可避不純物元素（Ｂ、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｎａなど）の合計含有量を示す。
表２に示すように、製造工程は、ＤＣ（Direct Casting）鋳造によって得られたアルミニウムの鋳塊を加熱炉にて所定の温度と時間で均質化熱処理を行った。その後、厚みが約６．５ｍｍになるまで熱間圧延を行った。得られた熱間圧延材を用いて複数回の冷間圧延を行い、冷間圧延の途中で所定の温度と時間で中間焼鈍を実施し、厚みが所定の値になるまで冷間圧延（最終仕上げ冷間圧延を含む）を行い、表３に示す厚みのアルミニウム箔の試料を作製した。この際、実施例１～１０と比較例３～１３，１５については、最終仕上げ冷間圧延において表面粗さＲａが４０ｎｍの圧延ロールを使用し、２５％の圧下率で圧延を行った。比較例１については、最終仕上げ冷間圧延において表面粗さＲａが５０ｎｍの圧延ロールを使用し、３５％の圧下率で圧延を行った。比較例２および１４については、最終仕上げ冷間圧延において表面粗さＲａが１５０ｎｍの圧延ロールを使用し、３５％の圧下率で圧延を行った。
比較例５～８、１１～１４については、最終仕上げ冷間圧延後、後述する各評価を行った。実施例１～５および７～１０と、比較例１，２，９，１０，１５については、最終仕上げ冷間圧延後に、液温３５℃、１質量％の水酸化ナトリウム水溶液に２０秒間浸漬させ、表面洗浄を行った。実施例６については、最終仕上げ冷間圧延後に、液温３５℃、１質量％の水酸化ナトリウム水溶液に１０分間浸漬させ、表面洗浄を行った。比較例３については、最終仕上げ冷間圧延後に、液温３５℃、１質量％の水酸化ナトリウム水溶液に２秒間浸漬させ、表面洗浄を行った。比較例４については、最終仕上げ冷間圧延後に、液温３５℃、１質量％の水酸化ナトリウム水溶液に１秒間浸漬させ、表面洗浄を行った。
なお、均質化熱処理時間は、一般的な処理時間内であればよく、表２に示す時間に限定されるものではない。中間焼鈍条件は、表２に示す温度と時間に限定されるものではなく、一般的な操業条件の範囲内であればよい。
得られたアルミニウム箔の各試料について、走査型電子顕微鏡にて表面状態を観察し、アルミニウム粒子の表面積を測定した。光学顕微鏡にて表面状態を観察し、晶出物の表面積と１個当たりの平均表面積を測定した。また、アルミニウム箔の各試料について表面凹凸を評価するために原子間力顕微鏡による観察に基づいて表面粗さＲａと圧延方向に対して垂直な幅（ＴＤ）方向の表面粗さＲｚＪＩＳの値を測定した。
さらに、実施例８～１０および比較例１５については、上記表面洗浄後、最も表面積の大きい表面の一方上に保護層を形成した。
実施例８については、保護層を構成する材料を珪素酸化物（ＪＳＲ株式会社製グラスカＴ２２０２ＡおよびＴ２２０２Ｂ、具体的にはＴ２２０２Ａ３０部に対しＴ２２０２Ｂを１０部配合したもの）とした。実施例９については、保護層を構成する材料を非晶質シリコーン組成物（セラミックコート株式会社製ＳＰクリアーＨＴ）とした。実施例１０については、保護層を構成する材料をフッ素樹脂（日本ペイント株式会社製ＦＰＧ－ＴＡ００１）とした。各実施例８～１０について、保護層の形成は、上記各材料をスピンコータ（ミカサ株式会社製ＳｐｉｎＣｏｒａｔｅｒＭＳ－Ａ１５０）を用いて塗布することにより行った。具体的には、まず上記各材料に対して、固形分濃度が１０％以下になるように溶剤で希釈し、３種のコーティング剤を準備した。次に、上記スピンコータを用いて、実施例８～１０の各々に各コーティング剤を塗布した。塗布条件は最終的な保護層の膜厚が７０ｎｍとなるような条件とし、具体的には回転速度は５００ｒｐｍ以上７０００ｒｐｍ以下、回転時間は１０秒間とした。次に、実施例８～１０の各々を１８０℃で１分間焼成させた。これにより、実施例８～１０が準備された。
比較例１５については、保護層を構成する材料をアルミニウム酸化物とした。具体的には、上記表面洗浄後の比較例１５に対して硫酸浴中にて陽極酸化処理を施した。次に、陽極酸化処理が施された比較例１５に対して封孔処理を施した。
得られた実施例８～１０および比較例１５の各試料について、保護層の表面凹凸を評価するために原子間力顕微鏡による観察に基づいて表面粗さＲａを測定した。
さらに、実施例１～１０および比較例１～１５の各アルミニウム箔について反射特性を評価するために紫外線の全反射率を測定した。以下、これらの測定方法について説明する。
走査型電子顕微鏡観察は、日本電子株式会社製ＪＳＭ－５５１０を用い、２０００倍の倍率にてアルミニウム箔の表面を２次電子像で観察した。得られた６４μｍ×４８μｍの矩形の視野における表面観察画像より、アルミニウム箔の表面に圧入もしくは付着したアルミニウム粒子とアルミニウム素地とを２値化して、視野内に存在するすべてのアルミニウム粒子の表面積を測定した。個々のアルミニウム粒子の表面積の測定値と視野の表面積とから、視野の表面積に対するすべてのアルミニウム粒子の総表面積の割合を算出した。表面観察画像は試料の幅方向で中央部付近を５点取り、それぞれの視野内ごとに算出したアルミニウム粒子（Ａｌ粒子）の総表面積の割合について５点の平均値を表３に示す。
光学顕微鏡観察は、ニコン株式会社製のＥＣＬＩＰＳＥ Ｌ２００を用い、５００倍の倍率にてアルミニウム箔の表面を観察した。得られた１７４μｍ×１３４μｍの矩形の視野における表面観察画像より、晶出物とアルミニウム素地とを２値化して、視野内に存在するすべての晶出物の表面積を測定した。個々の晶出物の表面積の測定値と視野の表面積とから、視野の表面積に対するすべての晶出物の総表面積の割合を算出した。さらに、個々の晶出物の表面積の測定値と視野内で観察される晶出物の個数とから、晶出物の１個当たりの平均表面積を算出した。表面観察画像は試料の幅方向で中央部付近を５点取り、それぞれの視野内ごとに算出した晶出物の総表面積の割合と晶出物の１個当たりの平均表面積について５点の平均値を表３に示す。なお、厳密には視野中に析出物が存在する可能性も否定できないが、本明細書においては、視野中で観察された金属間化合物はすべて晶出物とした。
原子間力顕微鏡による表面凹凸の観察は、株式会社日立ハイテクサイエンス製の走査型プローブ顕微鏡ＡＦＭ５０００ＩＩを用いて、ダイナミックフォースモード方式（非接触）による表面形状を８０μｍ×８０μｍの矩形の視野で行った。得られた観察結果に対して、最小二乗近似によって曲面を求めてフィッティングを行う３次曲面自動傾き補正で試料の傾きを補正し、表面粗さＲａと圧延方向に対して垂直な幅（ＴＤ）方向の表面粗さＲｚＪＩＳとを測定した。表面粗さＲａは、ＪＩＳ Ｂ０６０１（２００１年版）およびＩＳＯ４２８７（１９９７年版）で定義されている算術平均粗さＲａを、観察された表面全体に対して適用できるように三次元に拡張して算出された値である。幅（ＴＤ）方向の表面粗さＲｚＪＩＳは、同視野内の任意の幅（ＴＤ）方向の断面における２次元でのＲｚＪＩＳ値をＪＩＳ Ｂ０６０１（２００１年版）およびＩＳＯ４２８７（１９９７年版）に基づいた評価方法で測定した。アルミニウム箔（Ａｌ箔）の表面粗さＲａとＲｚＪＩＳの値を表３に示す。
保護層の膜厚測定は、株式会社バイテック静Ｆｉｌｍｅｔｒｉｃ Ｆ２０を用いた。保護層の表面に可視光を照射して得られた反射光から波長範囲４００ｎｍ～１１００ｎｍの反射率スペクトラムを得た。当該反射率スペクトラムと理論上の反射率スペクトラムとの一致度が９５％以上となる膜厚を、保護層の膜厚とした。
保護層の表面粗さＲａは、上述したアルミニウム箔の表面粗さＲａと同様に、原子間力顕微鏡を用いて計測した。原子間力顕微鏡による表面凹凸の観察は、株式会社日立ハイテクサイエンス製の走査型プローブ顕微鏡ＡＦＭ５０００ＩＩを用いて、ダイナミックフォースモード方式（非接触）による表面形状を８０μｍ×８０μｍの矩形の視野で行った。得られた観察結果に対して、最小二乗近似によって曲面を求めてフィッティングを行う３次曲面自動傾き補正で試料の傾きを補正し、表面粗さＲａを測定した。表面粗さＲａは、ＪＩＳ Ｂ０６０１（２００１年版）およびＩＳＯ４２８７（１９９７年版）で定義されている算術平均粗さＲａを、観察された表面全体に対して適用できるように三次元に拡張して算出された値である。保護層の表面粗さＲａの値を表３に示す。
全反射率の測定は、日本分光株式会社製紫外可視分光光度計Ｖ５７０を用い、Ｌａｂｓｐｈｅｒｅ社製積分球用標準白板をリファレンスとして積分球での全反射率を波長域２５０ｎｍ～２０００ｎｍの範囲で測定した。得られた全反射率測定値から、波長域２５０ｎｍ～４００ｎｍの紫外線の平均値と、波長域２５４ｎｍ～２６５ｎｍの紫外線の平均値を求めた。全反射率の測定は圧延方向（ＭＤ）と圧延方向に対して垂直な方向（ＴＤ）との二つの方向で測定し、これらの平均値として全反射率を評価した。これらの全反射率の平均値を表３に示す。
表３に示す結果から、実施例１～１０のアルミニウム箔は、アルミニウム箔の表面の６４μｍ×４８μｍの領域に圧入もしくは付着しているアルミニウム粒子の総表面積が当該領域の面積に対して０．０５％以下であり、１７４μｍ×１３４μｍの領域に存在している晶出物の総表面積が当該領域の面積に対して２％以下であるとともに晶出物の１個当たりの平均表面積が２μｍ2以下であり、かつ、８０μｍ×８０μｍの視野における表面粗さＲａが２０ｎｍ未満であった。また、実施例１～１０のアルミニウム箔は、ＴＤ方向の表面粗さＲｚＪＩＳが１００ｎｍ以下であった。
実施例１～１０のアルミニウム箔は、波長域２５４ｎｍ～２６５ｎｍの深紫外線の全反射率が８０％以上であり、深紫外線に対して高い反射率を有していることが確認された。また、実施例１～７のアルミニウム箔は、波長域２５０ｎｍ～４００ｎｍの紫外線の全反射率も８５％以上と高く、深紫外線に限らず紫外線の広い波長域で高い反射特性を有していることが確認された。また、実施例８～１０のアルミニウム箔は、保護層が形成されているにも関わらず波長域２５０ｎｍ～４００ｎｍの紫外線の全反射率も８０％以上と高く、深紫外線に限らず紫外線の広い波長域で高い反射特性を有していることが確認された。
これに対して、比較例１～１５のアルミニウム箔では、６４μｍ×４８μｍの領域の表面積に対する、当該領域に圧入もしくは付着しているアルミニウム粒子の総表面積の割合、１７４μｍ×１３４μｍの領域の面積に対する、当該領域に存在する晶出物の総表面積の割合、および、表面粗さＲａの少なくとも１つが上記範囲から外れていた。そして、比較例１～１４のアルミニウム箔は、波長域２５４ｎｍ～２６５ｎｍの深紫外線の全反射率が８０％未満と低いことが確認された。深紫外線に限らず、波長域２５０ｎｍ～４００ｎｍの紫外線の全反射率も８５％未満と低いことが確認された。
以上の結果より、本発明によって、紫外線に対し従来実現しなかった高い反射率を有しているアルミニウム箔を得ることができたことがわかった。
今回開示された実施の形態と実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は以上の実施の形態と実施例ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正と変形を含むものであることが意図される。
本発明の紫外線反射材用アルミニウム箔は、水や海水の殺菌、有機物の分解、紫外線治療、光触媒、樹脂硬化に使用される紫外線反射材に特に有利に適用され得る。
１ アルミニウム箔、１０ 被圧延材、１１ 冷延材、１２ 保護層、１０１，１０２ 圧延ロール。
Claims (9)
- 予め定められた表面積の領域に圧入もしくは付着しているアルミニウム粒子の総表面積が前記領域の表面積に対して０．０５％以下であり、
前記領域内に存在する晶出物の総表面積が前記領域の表面積に対して２％以下であり、
前記晶出物の１個当たりの平均表面積が２μｍ2以下であり、
前記領域の表面粗さＲａが２０ｎｍ未満である、紫外線反射材用アルミニウム箔。 - 圧延方向と垂直な方向の表面粗さＲｚＪＩＳが１００ｎｍ以下である、請求項１に記載の紫外線反射材用アルミニウム箔。
- 当該アルミニウム箔の厚みが４μｍ以上３００μｍ以下である、請求項１または請求項２に記載の紫外線反射材用アルミニウム箔。
- 前記領域の上に形成された保護層を備え、
波長域２５４ｎｍ以上２６５ｎｍ以下の深紫外線に対する前記保護層の表面の全反射率が８０％以上である、請求項１～３のいずれか１項に記載の紫外線反射材用アルミニウム箔。 - 前記保護層を構成する材料は、シリコーン組成物およびフッ素樹脂の少なくともいずれかを含む、請求項４に記載の紫外線反射材用アルミニウム箔。
- 前記保護層の前記表面の表面粗さＲａは１０ｎｍ以下である、請求項４または５に記載の紫外線反射材用アルミニウム箔。
- 請求項１～請求項６のいずれか１項に記載の紫外線反射材用アルミニウム箔を製造する方法であって、
表面粗さＲａが４０ｎｍ以下である圧延ロールを用いて圧下率が２５％以上の条件でアルミニウム箔を最終仕上げ冷間圧延する工程を備える、紫外線反射材用アルミニウム箔の製造方法。 - 前記最終仕上げ冷間圧延する工程後に、前記アルミニウム箔の表面の少なくとも一部を、酸溶液またはアルカリ溶液を用いて洗浄する、または電解研磨する工程をさらに備える、請求項７に記載の紫外線反射材用アルミニウム箔の製造方法。
- 前記最終仕上げ冷間圧延する工程後に、前記表面の少なくとも一部上にシリコーン組成物およびフッ素樹脂の少なくともいずれかを含む保護層を形成する工程をさらに備える、請求項７または８に記載の紫外線反射材用アルミニウム箔の製造方法。
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