表面處理鋁材及其制造方法以及被覆樹脂的表面處理鋁材的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供在鋁材的整個(gè)表面上粘結(jié)性及密接性優(yōu)異的表面處理鋁材及其制造方法。本發(fā)明提供一種表面處理鋁材，其特征在于，其為至少一側(cè)表面上形成有氧化被膜的鋁材，上述氧化被膜由形成于表面?zhèn)鹊暮穸葹?0～500nm的多孔性氧化鋁被膜層和形成于基體側(cè)的厚度為3～30nm的隔離型氧化鋁被膜層構(gòu)成，在上述多孔性氧化鋁被膜層中形成有直徑為5～30nm的小孔，在該鋁材表面整體中的上述多孔性氧化鋁被膜層和隔離型氧化鋁被膜層的合計(jì)厚度的變動(dòng)幅度為該合計(jì)厚度的算術(shù)平均值的±50％以內(nèi)；本發(fā)明還提供上述表面處理鋁材的制造方法。
【專利說(shuō)明】表面處理鋁材及其制造方法以及被覆樹脂的表面處理鋁材

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種實(shí)施了表面處理的鋁材及其制造方法以及被覆樹脂的表面處理 鋁材，詳細(xì)地，涉及表面上具有氧化鋁被膜的、粘接性以及密接性優(yōu)異的表面處理鋁材以及 穩(wěn)定制造其的方法，以及使用了表面處理鋁材的被覆樹脂的表面處理鋁材。

【背景技術(shù)】
[0002] 由于純鋁材或者鋁合金材（以下稱為鋁材）具有輕量且適度的機(jī)械的特性，并且 具有美感、成形加工性、耐蝕性等優(yōu)異的特征，因此廣泛用于各種容器類、結(jié)構(gòu)材、機(jī)械部件 等中。這些鋁材一方面可以直接使用，另一方面也多以通過(guò)實(shí)施各種表面處理從而附加以 及提高耐蝕性、耐磨性、樹脂密接性、親水性、拒水性、抗菌性、圖案設(shè)計(jì)性、紅外放射性、高 反射性等功能來(lái)使用。
[0003] 例如，目前廣泛使用陽(yáng)極氧化處理（所謂鋁陽(yáng)極化處理）作為使耐蝕性以及耐磨 性提高的表面處理法。具體地，如非專利文獻(xiàn)1、2中所記載，其根據(jù)用途提出了的種種處理 方法以通過(guò)將鋁材浸漬于酸性電解液中并借助直流電流進(jìn)行電解處理來(lái)使鋁材表面上形 成有厚度為數(shù)?數(shù)十μm的陽(yáng)極氧化被膜。
[0004] 此外，特別地，作為使樹脂密接性提高的表面處理法，提出了如專利文獻(xiàn)1的堿性 交流電解法。S卩，使用浴溫40?90°C的堿性溶液，以4?50A/dm 2的電流密度使電量超過(guò) 80C/dm2的時(shí)間進(jìn)行交流電解處理。由此，得到形成有500?5000埃的膜厚的氧化被膜的 罐蓋用鋁合金涂裝用板。
[0005] 然而，即使使用專利文獻(xiàn)1的技術(shù)且在同一電解條件下進(jìn)行處理的情況中，也存 在由電解處理的時(shí)機(jī)而引起密接性極低的情況。具體地，部分鋁材表面呈現(xiàn)色相的變化 (多為棕色或白濁色），相應(yīng)部分的密接性變得極低。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007] 非專利文獻(xiàn)
[0008] 非專利文獻(xiàn)1 :鋁手冊(cè)第7版，179?190頁(yè)，2007年，一般社團(tuán)法人日本鋁協(xié)會(huì)
[0009] 非專利文獻(xiàn)2 :日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JIS H8601 "鋁以及鋁合金的陽(yáng)極氧化被膜"（1999) [0010] 專利文獻(xiàn)
[0011] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開平3-229895號(hào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 發(fā)明所要解決的課題
[0013] 本發(fā)明的目的是提供在鋁材的整個(gè)表面上粘接性以及密接性優(yōu)異的表面處理鋁 材以及這種表面處理鋁材的穩(wěn)定制造方法，以及使用表面處理鋁材的被覆樹脂的表面處理 鋁材。
[0014] 解決課題的方法
[0015] 本發(fā)明人為了解決上述課題進(jìn)行了反復(fù)研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在合理化鋁材表面整體 上的上述多孔性氧化鋁被膜層和隔離型（Barrier Type)氧化鋁被膜層的合計(jì)厚度的變動(dòng) 幅度時(shí)，鋁材表面整體中的氧化被膜的形成不均是粘接性、密接性的降低原因，此外，為了 防止粘接性、密接性的降低，控制堿性交流電解處理中使用的電解處理液中含有的溶解鋁 濃度是有效的。
[0016] 即，本發(fā)明的第1方面是表面處理鋁材，其特征在于，其是至少一側(cè)表面上形成有 氧化被膜的鋁材，上述氧化被膜由形成于表面?zhèn)鹊暮穸葹?0?500nm的多孔性氧化鋁被膜 層和形成于基體側(cè)的厚度為3?30nm的隔離型氧化鋁被膜層構(gòu)成，在上述多孔性氧化鋁被 膜層中形成有直徑為5?30nm的小孔，在該鋁材表面整體中的上述多孔性氧化鋁被膜層和 隔離型氧化鋁被膜層的合計(jì)厚度的變動(dòng)幅度為合計(jì)厚度的算術(shù)平均值的±50%以內(nèi)。
[0017] 在本發(fā)明的第1方面中，進(jìn)一步地，將上述表面處理鋁材以氧化被膜側(cè)凸突出的 形式以5R彎曲180度時(shí)，鋁基體的露出率為5%以下。
[0018] 此外，本發(fā)明的第2方面是表面處理鋁材的制造方法，其特征在于，其是第1方面 中的表面處理鋁材的制造方法，使用待表面處理的鋁材的電極和對(duì)電極，將pH為9?13、液 溫為35?80°C、并且溶解鋁濃度為5ppm以上且lOOOppm以下的堿性水溶液用作電解液， 在20?100Hz的頻率、4?50A/dm 2的電流密度以及5?60秒的電解時(shí)間的條件下，通過(guò) 交流電解處理在面向?qū)﹄姌O的上述鋁材的表面上形成氧化被膜。
[0019] 在本發(fā)明的第2方面中，將石墨電極用作對(duì)電極。
[0020] 此外，在本發(fā)明的第2方面中，進(jìn)一步地，上述待表面處理的鋁材的電極和對(duì)電極 共為平板狀。
[0021] 此外，在權(quán)利要求6中，本發(fā)明是被覆樹脂的表面處理鋁材，其特征在于，在權(quán)利 要求1或2所述的表面處理鋁材的氧化被膜的表面上被覆有樹脂層。
[0022] 發(fā)明效果
[0023] 在本發(fā)明中，由于在鋁材的表面均勻形成對(duì)于樹脂等具有高粘接性且高密接性的 氧化被膜，因此能夠穩(wěn)定得到在鋁材的整個(gè)表面上粘接性以及密接性優(yōu)異的表面處理鋁 材。
[0024] 具體地，將鋁材表面的氧化被膜設(shè)為多孔性氧化鋁被膜層和隔離型氧化鋁被膜層 的二層結(jié)構(gòu)。然后，通過(guò)形成于鋁材表面?zhèn)鹊木哂?0?500nm的厚度且具有5?30nm的 直徑的小孔的多孔性氧化鋁被膜層，抑制其自身凝聚破壞的同時(shí)使其表面積增大，從而使 密接性提高。此外，通過(guò)形成于鋁基體側(cè)的具有3?30nm的厚度的隔離型氧化鋁被膜，抑 制其自身凝聚破壞的同時(shí)將鋁基體和多孔性氧化鋁被膜層結(jié)合，從而使粘接性以及密接性 提高。進(jìn)一步地，通過(guò)將鋁材表面整體中的氧化被膜的合計(jì)厚度的變動(dòng)幅度設(shè)為該合計(jì)厚 度的算術(shù)平均值的±50%以內(nèi)來(lái)使在鋁材的整個(gè)表面上發(fā)揮與將要接合的樹脂層等的優(yōu) 異的粘接性以及密接性。
[0025] 就由此能夠得到的鋁材而言，利用其優(yōu)異的粘接性，在將基于現(xiàn)有技術(shù)的各種粘 接劑用于上述樹脂層的情況中，能夠得到極大的粘接強(qiáng)度。此外，利用其優(yōu)異的密接性，例 如，將基于現(xiàn)有技術(shù)的各種涂料，具體如水性涂料、溶劑性涂料、粉體涂料、電裝涂料等作為 上述樹脂層來(lái)用作涂裝時(shí)的基礎(chǔ)處理的情況中，能夠得到極大的涂層密接強(qiáng)度。
[0026] 具體地，作為在本發(fā)明的表面處理鋁材的氧化被膜的表面上具備熱塑性樹脂、熱 固性樹脂等樹脂層而成的接合體的被覆樹脂的表面處理鋁材，能夠用于在比以往增加的作 為鋁材的各種各樣的用途中。例如，可以舉出關(guān)注近年鋁板所具有的高熱傳導(dǎo)性的印刷布 線基板的用途。即，隨著近年電機(jī)、電子設(shè)備的小型化、輕量化，在印刷布線基板中，逐漸要 求高于以往的多層化、高集成化以及高密度化。然而，在使用以往的絕緣體的基板中，無(wú)法 散發(fā)由高密度組裝的電子部件發(fā)出的熱量，從而導(dǎo)致電路的不穩(wěn)定化。對(duì)此，通過(guò)將熱傳導(dǎo) 性優(yōu)異的鋁板作為基板來(lái)采用，使由基板自身引起的電子部件的冷卻成為可能，從而能夠 使電路整體的性能提商。
[0027] 這種印刷布線基板是通過(guò)將銅箔等金屬箔粘貼于鋁板而制造的。此時(shí)，作為粘接 齊U，可以使用環(huán)氧系樹脂、聚酰亞胺系樹脂等。在此，將作為上述粘接劑的樹脂層被覆在本 發(fā)明的表面處理鋁材的氧化被膜的表面，通過(guò)使用這樣的被覆樹脂的表面處理鋁材，并借 助上述特定結(jié)構(gòu)的氧化被膜的填充，能夠使表面處理鋁材和樹脂層的密接性格外提高的同 時(shí)由樹脂層將鋁材和金屬箔粘接。
[0028] 此外，在根據(jù)本發(fā)明的制造方法中，通過(guò)合理設(shè)定交流電解處理?xiàng)l件，能夠穩(wěn)定制 造上述表面處理鋁材。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0029] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的表面處理鋁材的模式圖。

【具體實(shí)施方式】
[0030] 以下，依次說(shuō)明本發(fā)明的詳細(xì)內(nèi)容。如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的表面處理鋁材1， 在其一側(cè)表面上形成有氧化被膜2,該氧化被膜2由形成于表面?zhèn)鹊亩嗫仔匝趸X被膜層3 和形成于基體5側(cè)的隔離型氧化鋁被膜層4構(gòu)成。并且，在多孔性氧化鋁被膜層3中形成 有小孔31。
[0031] A.鋁材
[0032] 作為本發(fā)明中使用的鋁材，可以使用純鋁或者鋁合金。鋁合金的成分沒有特別限 制，可以使用以JIS中規(guī)定的合金為主的各種合金。其形狀沒有特別限制，從能夠形成穩(wěn)定 的處理被膜考慮，可以優(yōu)選使用平板狀?？梢愿鶕?jù)用途合理選擇板厚，從輕量化和成形性的 觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選〇· 05?2. 0mm，更優(yōu)選0· 1?1. 0mm。
[0033] B.氣化被臘
[0034] 在本發(fā)明中使用的鋁材的表面上，設(shè)置了形成于表面?zhèn)鹊亩嗫仔匝趸X被膜層和 形成于基體側(cè)的隔離型氧化鋁被膜層。即，在鋁材表面上，設(shè)置了由多孔性氧化鋁被膜層和 隔離型氧化鋁被膜層的二層構(gòu)成的氧化被膜。一方面，多孔性氧化鋁被膜層發(fā)揮強(qiáng)有力的 粘接性、密接性，另一方面，利用隔離型氧化鋁被膜層將氧化鋁被膜層整體與鋁基體牢固地 結(jié)合。
[0035] B-1.多孔性氧化鋁被膜層
[0036] 多孔性氧化鋁被膜層的厚度為20?500nm。由于小于20nm時(shí)厚度不足，因此容易 使后述小孔結(jié)構(gòu)的形成不足，從而使粘接力、密接力降低。另一方面，如果大于500nm，則多 孔性氧化鋁被膜層自身容易凝聚破壞，從而使粘接力、密接力降低。
[0037] 如圖1所示，在多孔性氧化鋁被膜層3中，具有從其表面向深度方向延伸小孔31。 小孔的直徑為5?30nm，優(yōu)選10?20nm。該小孔使樹脂層、粘接劑等與氧化錯(cuò)被膜的接觸 面積增大，從而發(fā)揮使粘接力、密接力增大的效果。如果小孔的直徑小于5nm，則由于接觸面 積不足而不能夠得到充足的粘接力、密接力。另一方面，如果小孔的直徑大于30nm，則多孔 性氧化鋁被膜層整體變脆而發(fā)生凝聚破壞，從而使粘接力、密接力降低。
[0038] 對(duì)于小孔的全孔面積與多孔性氧化鋁被膜層表面積之比，沒有特別限制。作為小 孔的全孔面積與多孔性氧化鋁被膜層的外觀上的表面積（不考慮表面的微小凹凸等，由長(zhǎng) 度和寬度相乘而表示的面積）之比，優(yōu)選25?75%。小于25%時(shí)，使接觸面積不足，從而 存在不能得到充足的粘接力、密接力的情況。另一方面，如果大于75%，則存在多孔性氧化 鋁被膜層整體變脆而發(fā)生凝聚破壞，從而使粘接力、密接力降低的情況。
[0039] B-2.隔離型氧化鋁被膜層
[0040] 隔離型氧化鋁被膜層的厚度為3?30nm。小于3nm時(shí)，作為填充層不能夠?yàn)槎嗫?性氧化鋁被膜層和鋁基體的結(jié)合提供充足的結(jié)合力，特別地，在高溫、多濕等苛刻環(huán)境中的 結(jié)合力變得不足。另一方面，如果大于30nm，則由致密性導(dǎo)致隔離型氧化鋁被膜層容易凝聚 破壞，反而使粘接力、密接力降低。
[0041] B-3.氧化被膜的整體厚度的變動(dòng)幅度
[0042] 氧化被膜整體的厚度，即，B-1中記述的多孔性氧化鋁被膜層和B-2中記述的隔離 型氧化鋁被膜層的厚度的合計(jì)，在鋁材的任何位置測(cè)量，其變動(dòng)幅度都要在±50%以內(nèi)，優(yōu) 選在± 20 %以內(nèi)。即，將在鋁材表面中的任意多處（最好10處以上，這些各處最好取10個(gè) 點(diǎn)以上的測(cè)量點(diǎn)）測(cè)量的氧化被膜整體厚度的平均設(shè)為T(nm)時(shí)，這些多個(gè)測(cè)量處的氧化 被膜整體厚度全部要存在于（〇. 5XT)?（1.5XT)的范圍內(nèi)。如果存在小于（0. 5XT)之 處，則該處的氧化被膜會(huì)比其周圍薄。如果這樣，則在該薄處中，將要粘接的粘接劑、將要 密接的樹脂層等與氧化被膜之間容易產(chǎn)生間隙，從而不能夠確保充足的接觸面積而使粘接 力、密接力降低。
[0043] 另一方面，如果存在大于（1. 5XT)之處，則該處的氧化被膜會(huì)比其周圍厚。如果 這樣，則在該厚處中，由將要密接的樹脂層等產(chǎn)生的應(yīng)力會(huì)集中，從而導(dǎo)致氧化被膜的凝聚 破壞而使粘接力、密接力降低。
[0044] 另外，在如上所述的氧化被膜的整體厚度為薄處、厚處中，由于與周圍相比，其光 學(xué)特性不同，因此存在肉眼可見的棕色、白濁色這樣的色相變化的情況。
[0045] B-4.彎曲性
[0046] 在根據(jù)本發(fā)明的表面處理鋁材用于印刷布線基板等的情況中，存在以彎曲的狀態(tài) 使用的情況。通常，鋁材為彎曲的狀態(tài)時(shí)，在表面的氧化被膜中容易產(chǎn)生裂紋。通過(guò)使根據(jù) 本發(fā)明的表面處理鋁材的氧化被膜具備上述特定結(jié)構(gòu)，從而使氧化被膜彎曲性優(yōu)異而難以 凝聚破壞。因此，即使表面處理鋁材以彎曲的狀態(tài)使用，也能夠抑制氧化被膜的裂紋產(chǎn)生。
[0047] 這種彎曲性可以通過(guò)，例如，將表面處理鋁材以氧化被膜側(cè)凸出的形式以5R彎曲 180度時(shí)，基于氧化被膜層的裂紋產(chǎn)生的鋁基體的露出率來(lái)評(píng)價(jià)。具體地，將在彎曲部分中 產(chǎn)生裂紋的總長(zhǎng)度設(shè)為L(zhǎng)，通過(guò)將其除以彎曲全長(zhǎng)T，從而將（L/T) X 100(%)作為基于裂紋 產(chǎn)生的鋁基體的露出率。在該情況中，為了不對(duì)氧化被膜層的密接性產(chǎn)生影響，優(yōu)選將基于 裂紋產(chǎn)生的露出率控制在5%以下，更優(yōu)選控制在2%以下。
[0048] C.制誥方法
[0049] 作為用于制造表面上備有滿足如上所述條件的氧化被膜的表面處理鋁材的一種 方法，可以舉出如下方法：使用待表面處理的鋁材的電極和作為對(duì)電極的后述材質(zhì)的電極， 將pH為9?13、液溫為35?80°C、并且溶解鋁濃度為5ppm以上且lOOOppm以下的堿性水 溶液用作電解液，在20?100Hz的頻率、4?50A/dm 2的電流密度以及5?60秒的電解時(shí) 間的條件下，通過(guò)交流電解處理將氧化被膜形成于面向?qū)﹄姌O的上述鋁材表面。
[0050] 在交流電解處理工序中，用作電解液的堿性水溶液可以使用磷酸鈉、磷酸氫鉀、焦 磷酸鈉、焦磷酸鉀以及甲基磷酸鈉等磷酸鹽，氫氧化鈉以及氫氧化鉀等堿金屬氫氧化物，碳 酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鉀等碳酸鹽，氫氧化銨，或者，它們的混合物的水溶液。如下所述，由于 有必要將電解液的pH確保在特定的范圍內(nèi)，因此優(yōu)選使用含有能夠期待緩沖效果的磷酸 鹽系物質(zhì)的堿性水溶液。這種堿性成分的濃度能夠調(diào)整以使電解液的pH達(dá)到希望的值，通 常為1 X ΚΓ4?1摩爾/升。另外，在這些堿性水溶液中，為了提高對(duì)污濁成分的除去能力， 還可以添加表面活性劑。
[0051] 電解液的pH有必要控制為9?13,優(yōu)選控制為9. 5?12。pH小于9時(shí)，由于電解 液的堿性蝕刻力不足，因此多孔性氧化鋁被膜層的多孔性結(jié)構(gòu)形成不完全。另一方面，如果 pH大于13,則由于堿性蝕刻力過(guò)強(qiáng)，因此多孔性氧化鋁被膜層難以生長(zhǎng)，進(jìn)一步地，還能夠 阻礙隔離型氧化鋁被膜層的形成。
[0052] 電解液溫度有必要設(shè)為35?80°C，優(yōu)選設(shè)為40?70°C。電解液溫度小于35°C 時(shí)，由于堿性蝕刻力不足，因此多孔性氧化鋁被膜層的多孔性結(jié)構(gòu)形成不完全。另一方面， 如果大于80°C，則由于堿性蝕刻力過(guò)強(qiáng)，因此能夠同時(shí)阻礙多孔性氧化鋁被膜層以及隔離 型氧化鋁被膜層的生長(zhǎng)。
[0053] 電解液中含有的溶解鋁濃度有必要設(shè)為5ppm以上且lOOOppm以下。溶解鋁濃度 小于5ppm時(shí)，由于使電解反應(yīng)初期中的氧化被膜的形成反應(yīng)激烈進(jìn)行，因此容易受到處理 工序的偏差（鋁材表面的污濁狀態(tài)、鋁材的放置狀態(tài)等）的影響。其結(jié)果形成局部性的厚 的氧化被膜。另一方面，溶解鋁濃度大于lOOOppm時(shí)，電解液的粘度增大，從而在電解工序 中妨礙鋁材表面付近的均勻?qū)α鞯耐瑫r(shí)，溶解鋁轉(zhuǎn)而起抑制被膜形成的作用。其結(jié)果形成 局部性的薄的氧化被膜。如果溶解鋁的濃度偏離上述范圍，則難以將鋁材表面整體的氧化 被膜的合計(jì)厚度的變動(dòng)幅度控制在該合計(jì)厚度的算數(shù)平均值的±50%以內(nèi)。其結(jié)果出現(xiàn)如 下情況：得到的氧化被膜的粘接力、密接力的降低、與樹脂層接合時(shí)不能夠得到良好的彎曲 性。
[0054] 在堿性交流電解中，包含多孔性氧化鋁被膜層和隔離型氧化鋁被膜層的氧化被膜 整體厚度由電量、即電流密度與電解時(shí)間的乘積來(lái)控制，基本上，電量越大，氧化膜整體厚 度越增加。從該觀點(diǎn)考慮，多孔性氧化鋁被膜層以及隔離型氧化鋁被膜層的交流電解條件 應(yīng)滿足以下條件。
[0055] 使用的頻率為20?100Hz。小于20Hz時(shí)，作為電解的直流性要素提高，其結(jié)果不 能進(jìn)行多孔性氧化鋁被膜層的多孔性結(jié)構(gòu)的形成，從而導(dǎo)致形成致密結(jié)構(gòu)。另一方面，如果 大于100Hz，由于陽(yáng)極與陰極的反轉(zhuǎn)過(guò)快，因此使氧化被膜整體的形成變得極慢，從而在得 到多孔性氧化鋁被膜層以及隔離型氧化鋁被膜層的規(guī)定的厚度中需要的時(shí)間變得極長(zhǎng)。
[0056] 電流密度有必要設(shè)為4?50A/dm2。電流密度小于4A/dm2時(shí)，由于只優(yōu)先形成隔 離型氧化鋁被膜層，因此不能夠得到多孔性氧化鋁被膜層。另一方面，如果大于50A/dm 2,則 由于電流過(guò)大，因此難以控制多孔性氧化鋁被膜層以及隔離型氧化鋁被膜層的厚度，從而 容易引起處理不均。
[0057] 電解時(shí)間有必要設(shè)為5?60秒。處理時(shí)間小于5秒時(shí)，由于多孔性氧化鋁被膜層 以及隔離型氧化鋁被膜層的形成過(guò)于激烈，因此任何氧化被膜層都不能充足地形成，這是 因?yàn)樾纬闪擞刹欢ㄐ窝趸X物構(gòu)成的氧化被膜。另一方面，如果大于60秒，則不僅存在多 孔性氧化鋁被膜層以及隔離型氧化鋁被膜層形成過(guò)厚或者再溶解的擔(dān)憂，而且生產(chǎn)性也降 低。
[0058] 在交流電解處理中使用的一對(duì)電極中一個(gè)電極是將要由電解處理來(lái)進(jìn)行表面處 理的鋁材。作為另外的對(duì)電極，例如，可以使用石墨、鋁、鈦電極等公知的電極，在本發(fā)明中， 有必要使用不會(huì)因電解液的堿性成分、溫度而惡化，導(dǎo)電性優(yōu)異，而且其自身不會(huì)引起電化 學(xué)的反應(yīng)的材質(zhì)的電極。從該方面考慮，優(yōu)選使用石墨電極作為對(duì)電極。這是因?yàn)槭?極化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定且價(jià)格低廉而容易獲得，除此之外，由于通過(guò)石墨電極中存在的大量的氣 孔的作用使交流電解工序中電力線適度擴(kuò)散，因此多孔性氧化鋁被膜層以及隔離型氧化鋁 被膜層容易更加均勻地同時(shí)形成。
[0059] 在本發(fā)明中，優(yōu)選使用的待電解處理鋁材以及對(duì)電極都為平板狀，將相互面向的 鋁材和對(duì)極的面的長(zhǎng)寬尺寸設(shè)為大體相同，在靜止?fàn)顟B(tài)下對(duì)兩電極進(jìn)行電解操作。在該情 況中，使氧化被膜形成于面向?qū)﹄姌O的鋁材表面。在此，為了在沒有面向?qū)﹄姌O的其他表面 上也形成氧化被膜，則將氧化被膜形成于一側(cè)表面并暫時(shí)結(jié)束交流電解處理，然后，將其余 表面設(shè)置成面向?qū)﹄姌O并進(jìn)行相同的交流電解處理即可。
[0060] 此外，在鋁材的形狀為除板材以外的棒材、方材的情況中，在電解工序中，通過(guò)將 沒有面向?qū)﹄姌O的表面重新設(shè)置成面向?qū)﹄姌O并重復(fù)電解工序，就能夠?qū)⒀趸荒ば纬捎?希望的表面上。
[0061] 在本發(fā)明中的多孔性氧化鋁被膜層和隔離型氧化鋁被膜層的結(jié)構(gòu)觀察和厚度測(cè) 量中，可以優(yōu)選使用利用透射電子顯微鏡（TEM)的截面觀察。具體地，多孔性氧化鋁被膜層 以及隔離型氧化鋁被膜層的厚度，以及多孔性氧化鋁被膜層的小孔的直徑，可以利用超薄 切片機(jī)制作薄片試樣后，利用TEM觀察來(lái)測(cè)量。
[0062] D.被覆樹脂的表面處理鋁材
[0063] 通過(guò)將樹脂層進(jìn)一步被覆于本發(fā)明的表面處理鋁材的處理面來(lái)作為被覆樹脂的 表面處理鋁材，從而能夠在更多的用途中使用。在此，作為樹脂層，可以是任意的熱固性樹 脂和熱塑性樹脂，與在本發(fā)明中規(guī)定的特定結(jié)構(gòu)的氧化被膜相結(jié)合能夠賦予各種各樣的效 果。通常，就鋁材與樹脂層的接合體而言，與鋁材相比，由于樹脂的熱膨脹率大，因此容易在 鋁材和樹脂層的界面中產(chǎn)生剝落、裂紋、切斷等損傷。然而，就本發(fā)明的被覆樹脂的表面處 理鋁材而言，由于表面處理鋁材的氧化被膜薄，并且具有特定結(jié)構(gòu)，從而具備如下特征：彎 曲性優(yōu)異、容易消除樹脂層的膨脹的影響、難以產(chǎn)生在鋁材和樹脂層的界面中的上述損傷。 [0064] 如上所述的損傷產(chǎn)生可以通過(guò)，例如，使電解水溶液存在于將被覆樹脂的表面處 理鋁材以樹脂層凸出的形式以5R彎曲180度時(shí)產(chǎn)生的剝落部分等中，借助電阻的大小來(lái)評(píng) 價(jià)。剝落部分等的損傷越大，由電解水溶液引起的電阻越小。
[0065] 使用熱塑性樹脂作為樹脂層的被覆樹脂的表面處理鋁材能夠作為輕量、高剛性的 復(fù)合材料良好地使用。樹脂層的形成方法包括加熱熱塑性樹脂使其成為流動(dòng)狀態(tài)，使其接 觸、浸透多孔性氧化鋁被膜層、冷卻固化熱塑性樹脂層。取而代之，也可以將熱塑性樹脂薄 膜層疊于表面處理鋁材上。作為熱塑性樹脂，可以使用聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴，聚氯乙烯， 聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯等聚酯，聚酰胺，聚苯硫醚，聚醚醚酮、聚醚 酮等芳香族聚醚酮，聚苯乙烯，聚四氟乙烯、聚氯三氟乙烯等氟樹脂，聚甲基丙烯酸甲酯等 丙烯酸樹脂，ABS樹脂，聚碳酸酯，熱塑性聚酰亞胺等。被覆這種熱塑性樹脂而成的被覆樹脂 的表面處理鋁材可以用于要求輕量、高剛性的各種移動(dòng)體，具體可以用于航空、航天領(lǐng)域、 汽車、船舶、鐵路車輛等結(jié)構(gòu)部件的用途。
[0066] 使用熱固性樹脂作為樹脂層的被覆樹脂的表面處理鋁材能夠良好地用于印刷布 線基板用途。樹脂層的形成方法包括將熱固性樹脂形成流動(dòng)狀態(tài)，使其接觸、浸透多孔性氧 化鋁被膜層、然后加熱固化熱固性樹脂。作為熱固性樹脂，可以使用酚類樹脂，雙酚A型以 及酚醛清漆型等環(huán)氧樹脂，三聚氰胺樹脂，尿素樹脂，不飽和聚酯樹脂，醇酸樹脂，聚氨酯， 熱固性聚酰亞胺等。
[0067] 另外，上述熱塑性樹脂和熱固性樹脂各自可以使用單一樹脂，也可以使用混合2 種以上的聚合物合金。此外，在上述熱塑性樹脂和熱固性樹脂中，可以通過(guò)各自添加各種填 料來(lái)改善樹脂的強(qiáng)度、熱膨脹率等物性。作為這種填料，可以使用玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖 維等各種纖維，碳酸鈣、碳酸鎂、二氧化硅、滑石、玻璃等無(wú)機(jī)物質(zhì)，粘土等公知物質(zhì)。
[0068] 實(shí)施例
[0069] 以下，基于實(shí)施例以及比較例，具體說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。
[0070] 實(shí)施例1?15以及比較例1?13
[0071] 使用了長(zhǎng)200mmX寬400mmX板厚1. 0mm的JIS5052-H34合金板作為鋁材。將該 錯(cuò)合金板用作一側(cè)的電極，將具有長(zhǎng)300mmX寬500mmX板厚2. 0mm的平板形狀石墨板或 者鈦板用作對(duì)電極。設(shè)置兩個(gè)電極，使鋁合金板的一面與對(duì)電極相對(duì)，以使表面?zhèn)鹊亩嗫仔?氧化鋁被膜層和基體側(cè)的隔離型氧化鋁被膜層形成于該相對(duì)的一面的表層上。將以焦磷酸 鈉為主成分的堿性水溶液用作電解液。電解液的堿性成分濃度為0. 5摩爾/升，同時(shí)利用 鹽酸以及氫氧化鈉水溶液（濃度都為〇. 1摩爾/升）進(jìn)行pH調(diào)整。根據(jù)表1所示的電解 條件實(shí)施交流電解處理來(lái)形成多孔性氧化鋁被膜層以及隔離型氧化鋁被膜層。另外，在比 較例13中，實(shí)施基于以往技術(shù)的硫酸鋁陽(yáng)極化處理（厚度2. 5 μ m、封孔處理）來(lái)替代堿性 交流電解處理。
[0072] 表 1
[0073]

【權(quán)利要求】
1. 一種表面處理鋁材，其特征在于，其為表面上形成有氧化被膜的鋁材，所述氧化被 膜由形成于表面?zhèn)鹊暮穸葹?0?500nm的多孔性氧化鋁被膜層和形成于基體側(cè)的厚度為 3?30nm的隔離型氧化鋁被膜層構(gòu)成，在所述多孔性氧化鋁被膜層中形成有直徑為5? 30nm的小孔，在所述鋁材表面整體中的所述多孔性氧化鋁被膜層和隔離型氧化鋁被膜層的 合計(jì)厚度的變動(dòng)幅度為該合計(jì)厚度的算術(shù)平均值的±50%以內(nèi)。
2. 如權(quán)利要求1所述的表面處理鋁材，將所述表面處理鋁材以氧化被膜側(cè)凸出的形式 以5R彎曲180度時(shí)，鋁基體的露出率為5%以下。
3. -種表面處理鋁材的制造方法，其特征在于，其為權(quán)利要求1或2所述的表面處理鋁 材的制造方法，使用待表面處理的鋁材的電極和對(duì)電極，將pH為9?13、液溫為35?80°C 并且溶解鋁濃度為5ppm以上且lOOOppm以下的堿性水溶液用作電解液，在20?100Hz的 頻率、4?50A/dm 2的電流密度以及5?60秒的電解時(shí)間的條件下，通過(guò)交流電解處理將氧 化被膜形成于面向?qū)﹄姌O的所述鋁材表面。
4. 如權(quán)利要求3所述的表面處理鋁材的制造方法，將石墨電極用作所述對(duì)電極。
5. 如權(quán)利要求3或4所述的表面處理鋁材的制造方法，所述待表面處理的鋁材的電極 和對(duì)電極同為平板狀。
6. -種被覆樹脂的表面處理鋁材，其特征在于，在權(quán)利要求1或2所述的表面處理鋁材 的氧化被膜的表面上被覆有樹脂層。
【文檔編號(hào)】C25D11/06GK104114752SQ201380009043
【公開日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2013年2月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月12日
【發(fā)明者】長(zhǎng)谷川真一, 兒島洋一 申請(qǐng)人:株式會(huì)社Uacj