KR20190139284A - 알루미늄 복합 재료 - Google Patents

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KR20190139284A
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후지필름 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 담체와 담지물의 밀착성이 우수한 알루미늄 복합 재료를 제공하는 것을 과제로 한다. 본 발명의 알루미늄 복합 재료는, 알루미늄 기재의 표면의 적어도 일부에 산화막을 갖는 산화막 포함 알루미늄 기재와, 산화막 포함 알루미늄 기재의 표면에 담지되는 담지물을 갖는 알루미늄 복합 재료로서, 산화막의 평균 막두께가, 1nm 이상 100nm 미만이고, 알루미늄 기재의 산화막 측의 표면이, 평균 개구 직경이 5μm 초과 100μm 이하인 오목부를 포함하는 요철 구조, 평균 개구 직경이 0.5μm 초과 5μm 이하인 오목부를 포함하는 요철 구조, 및 평균 개구 직경이 0.01μm 초과 0.5μm 이하인 오목부를 포함하는 요철 구조로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1개의 요철 구조를 갖는, 알루미늄 복합 재료이다.

Description

알루미늄 복합 재료
본 발명은, 알루미늄 복합 재료에 관한 것이다.
촉매 등의 담지물을 담지시키는 담체에 대해서는, 다양한 재료가 알려져 있다.
예를 들면, 특허문헌 1에는, 평균 파장 5~100μm의 요철, 평균 파장 0.5~5μm의 요철 및 평균 파장 0.01~0.5μm의 요철로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1개를 표면에 갖는 다공질 알루미나 담체가 기재되어 있다([청구항 1]).
또, 특허문헌 2에는, "파형 또는 요철상으로 프레스 성형되고, 주연(周緣)에 요크상 돌기 또는 버를 갖는 관통 구멍이 상기 파형 또는 요철상의 산부 또는 골부에 천설(穿設)된 스테인리스강대를 스파이럴상으로 권취한 구조를 가지며, 또한 상기 스테인리스강대의 표면에 알루미늄 산화물 피막이 형성되어 있는 촉매 담체"가 기재되어 있다([청구항 1]).
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2007-245116호 특허문헌 2: 일본 공개특허공보 2015-157272호
본 발명자는, 특허문헌 1 및 2 등에 기재된 촉매 등의 담지물을 담지시킨 담지체에 대하여 검토한바, 담체와 담지물의 밀착성이 불충분하고, 특히 장기간 사용한 경우나, 휨 응력이 더해진 경우 등에, 담체로부터 담지물이 탈락하는 문제가 있는 것을 명확히 했다.
따라서, 본 발명은, 담체와 담지물의 밀착성이 우수한 알루미늄 복합 재료를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명자는, 상기 과제를 달성하기 위하여 예의 연구한 결과, 알루미늄 기재의 표면의 적어도 일부에 소정의 막두께의 산화막을 갖고, 또한 알루미늄 기재의 표면에 소정의 요철 구조를 갖는 산화막 포함 알루미늄 기재가, 담지물과의 밀착성이 우수한 것을 발견하여, 본 발명을 완성시켰다.
즉, 이하의 구성에 의하여 상기 과제를 달성할 수 있는 것을 발견했다.
[1] 알루미늄 기재의 표면의 적어도 일부에 산화막을 갖는 산화막 포함 알루미늄 기재와 산화막 포함 알루미늄 기재의 표면에 담지되는 담지물을 갖는 알루미늄 복합 재료로서,
산화막의 평균 막두께가, 1nm 이상 100nm 미만이고,
알루미늄 기재의 산화막 측의 표면이, 평균 개구 직경이 5μm 초과 100μm 이하인 오목부를 포함하는 요철 구조, 평균 개구 직경이 0.5μm 초과 5μm 이하인 오목부를 포함하는 요철 구조, 및 평균 개구 직경이 0.01μm 초과 0.5μm 이하인 오목부를 포함하는 요철 구조로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1개의 요철 구조를 갖는, 알루미늄 복합 재료.
[2] 알루미늄 기재의 산화막 측의 표면에 있어서의 표면적차 ΔS가 10% 이상인, [1]에 기재된 알루미늄 복합 재료.
여기에서, 표면적차 ΔS는, 원자간력 현미경을 이용하여, 표면의 50μm×50μm의 범위를 512×512점 측정하여 얻어지는 3차원 데이터로부터 근사 3점법에 의하여 구해지는 실면적 Sx와, 기하학적 측정 면적 S0으로부터, 하기 식 (1)에 의하여 산출되는 값이다.
ΔS=(Sx-S0)/S0×100(%) …(1)
[3] 담지물이, 평균 원상당 직경이 100μm 미만의 입자인, [1] 또는 [2]에 기재된 알루미늄 복합 재료.
[4] 담지물의 열전도율이 100~2000W/m·K인, [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 기재된 알루미늄 복합 재료.
[5] 담지물이, 질화 알루미늄 입자, 은 입자, 카본 나노 튜브, 질화 붕소 나노 튜브, 구리 입자, 알루미늄 입자, 그래파이트와 구리와의 복합재 입자, 및 그래파이트와 알루미늄과의 복합재 입자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인, [4]에 기재된 알루미늄 복합 재료.
[6] 담지물의 열전도율이 0.01~35W/m·K인, [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 기재된 알루미늄 복합 재료.
[7] 담지물이, 알루미나 입자, 중공(中空) 실리카 입자, 규산 칼슘 입자, 및 셀룰로스 섬유로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인, [6]에 기재된 알루미늄 복합 재료.
[8] 담지물의 380~780nm의 파장에 있어서의 광흡수율이 70~95%인, [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 기재된 알루미늄 복합 재료.
[9] 담지물이, 카본 블랙, 그래파이트, 금속염, 유기 미립자, 및 유리 비즈로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인, [8]에 기재된 알루미늄 복합 재료.
[10] 담지물의 380~780nm의 파장에 있어서의 광반사율이 70~98%인 [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 기재된 알루미늄 복합 재료.
[11] 담지물이 발포 폴리에틸렌테레프탈레이트, 발포 폴리프로필렌, 알루미나 입자, 산화 타이타늄 입자, 및 산화 아연 입자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인, [10]에 기재된 알루미늄 복합 재료.
[12] 담지물이 고체 촉매인, [1] 또는 [2]에 기재된 알루미늄 복합 재료.
[13] 고체 촉매가, Pd 20% 함유 카본 입자, 구리 산화 아연 복합 입자, Ni 입자, 백금 알루미나 복합 입자, Mo와 V의 복합 산화물 입자, Co 산화물 입자, Mn 산화물 입자, Cr 산화물 입자, Fe 산화물 입자, Rh 입자, Pd 입자, 및 Ru 입자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 입자인, [12]에 기재된 알루미늄 복합 재료.
[14] 담지물이, 항균성의 입자인 [1] 또는 [2]에 기재된 알루미늄 복합 재료.
[15] 항균성의 입자가, 구리 입자, 아연 입자, 은 입자, 및 은을 제올라이트에 담지시킨 입자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 입자인, [14]에 기재된 알루미늄 복합 재료.
[16] 담지물의 체적 고유 저항이 109~1014Ω·cm인, [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 기재된 알루미늄 복합 재료.
[17] 담지물이, 운모(雲母), 알루미나 입자, 지르코니아 입자, 및 유리 입자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인, [16]에 기재된 알루미늄 복합 재료.
본 발명에 의하면, 담체와 담지물의 밀착성이 우수한 알루미늄 복합 재료를 제공할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 알루미늄 복합 재료의 일례를 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 2는, 알루미늄 기재의 산화막 측의 표면에 있어서의 요철 구조의 일례를 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 3은, 알루미늄 기재의 산화막 측의 표면에 있어서의 요철 구조의 다른 일례를 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 4는, 알루미늄 기재의 산화막 측의 표면에 있어서의 요철 구조의 다른 일례를 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 5는, 알루미늄 기재의 전기 화학적 조면화 처리에 이용되는 교번(交番) 파형 전류 파형도의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 6은, 알루미늄 기재의 제작에 있어서의 교류를 이용한 전기 화학적 조면화 처리에 있어서의 레이디얼형 셀의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 7은, 알루미늄 기재의 제작에 있어서의 기계 조면화 처리에 이용되는 브러시 그레이닝의 공정의 개념을 나타내는 측면도이다.
이하, 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.
이하에 기재하는 구성 요건의 설명은, 본 발명의 대표적인 실시형태에 근거하여 이루어지는 경우가 있지만, 본 발명은 이와 같은 실시형태에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본원 명세서에 있어서, "~"를 이용하여 나타나는 수치 범위는, "~"의 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 범위를 의미한다.
본 발명의 알루미늄 복합 재료는, 알루미늄 기재의 표면의 적어도 일부에 산화막을 갖는 산화막 포함 알루미늄 기재와, 산화막 포함 알루미늄 기재(이하, "담체"라고도 함)의 표면에 담지되는 담지물을 갖는다.
또, 본 발명의 알루미늄 복합 재료는, 산화막의 평균 막두께가, 1nm 이상 100nm 미만이다.
또, 본 발명의 알루미늄 복합 재료는, 알루미늄 기재의 산화막 측의 표면(이하, "산화막 측 표면"이라고도 함)이, 평균 개구 직경이 5μm 초과 100μm 이하인 오목부를 포함하는 요철 구조, 평균 개구 직경이 0.5μm 초과 5μm 이하인 오목부를 포함하는 요철 구조, 및 평균 개구 직경이 0.01μm 초과 0.5μm 이하인 오목부를 포함하는 요철 구조로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1개의 요철 구조(이하, "소정의 요철 구조"라고도 함)를 갖는다.
도 1에, 본 발명의 알루미늄 복합 재료의 일례를 모식적인 단면도로 나타낸다.
도 1에 나타내는 알루미늄 복합 재료(10)는, 알루미늄 기재(1)의 표면에 산화막(2)을 갖는 산화막 포함 알루미늄 기재(3)와, 산화막 포함 알루미늄 기재(3)의 표면에 담지되는 담지물(4)을 갖는다.
또, 도 1에 나타내는 알루미늄 복합 재료(10)는, 알루미늄 기재(1)의 산화막 측 표면이 소정의 요철 구조를 갖고 있다.
본 발명에 있어서는, 상술한 바와 같이, 알루미늄 기재의 표면의 적어도 일부에 소정의 막두께의 산화막을 갖는 산화막 포함 알루미늄 기재에 있어서, 알루미늄 기재의 산화막 측의 표면에 소정의 요철 구조를 마련함으로써, 담지물과의 밀착성이 양호해진다.
이것은, 상세하게는 명확하지 않지만, 본 발명자는 이하와 같이 추측하고 있다.
즉, 알루미늄 기재의 표면에 소정의 요철 구조를 가짐으로써, 담지물이 전체적으로 유지되기 쉬워지고, 또 알루미늄 기재의 표면에 소정의 막두께의 산화막을 가짐으로써, 가압 등에 의하여 담지물을 담지시킬 때에, 산화막이 박리되지 않으며, 담지물이 산화막의 일부를 찢는 것이 가능해져, 그 결과, 담지물의 일부가 알루미늄 기재의 표면에 파고 듦으로써, 밀착성이 양호해졌다고 생각된다.
이하, 본 발명의 알루미늄 복합 재료의 각 구성 요건에 대하여 상세하게 설명한다.
[알루미늄 기재]
본 발명의 알루미늄 복합 재료가 갖는 알루미늄 기재는, 특별히 한정되지 않고, 그 구체예로서는, 순알루미늄 기재; 알루미늄을 주성분(50질량% 초과)으로 하여, 미량의 이원소(異元素)를 포함하는 합금 기재; 저순도의 알루미늄(예를 들면, 리사이클 재료)에 고순도 알루미늄을 증착시킨 기재; 실리콘 웨이퍼, 석영 및 유리 등의 표면에, 증착 및 스퍼터 등의 방법에 의하여 고순도 알루미늄을 피복시킨 기재 등을 들 수 있다.
또, 합금 기재에 포함되어도 되는 이원소로서는, 구체적으로는 예를 들면 규소, 철, 구리, 망가니즈, 마그네슘, 크로뮴, 아연, 비스무트, 니켈, 타이타늄 등을 들 수 있으며, 합금 중의 이원소의 함유량은 10질량% 이하인 것이 바람직하다.
또, 기재를 구성하는 알루미늄은, 후술하는 표면 처리의 균일성 등의 관점에서, 그 순도가 97% 이상인 것이 바람직하고, 98% 이상이 보다 바람직하며, 99% 이상이 더 바람직하고, 99.5% 이상이 특히 바람직하다.
알루미늄 기재로서는, 예를 들면 알루미늄 핸드북 제4판(1990년, 경금속 협회 발행)에 기재되어 있는 종래 공지의 소재를 이용할 수 있으며, 구체적으로는 JIS A1050, JIS A1100, JIS A1070, Mn을 포함하는 JIS A3004, 국제 등록 합금 3103A 등의 Al-Mn계 알루미늄 기재를 적절히 이용할 수 있다.
또, 인장 강도를 향상시키는 관점에서, 0.1질량% 이상의 마그네슘을 첨가한 Al-Mg계 합금, Al-Mn-Mg계 합금(JIS A3005)을 이용할 수도 있다.
또한, Zr을 첨가한 Al-Zr계 합금, Si를 첨가한 Al-Si계 합금, Mg 및 Si를 첨가한 Al-Mg-Si계 합금을 이용할 수도 있다.
알루미늄 합금을 판재로 하려면, 예를 들면 하기 방법을 채용할 수 있다.
먼저, 소정의 합금 성분 함유량에 조제한 알루미늄 합금 용탕에, 상법에 따라, 청정화 처리를 행하여 주조한다.
청정화 처리로서는, 용탕 중의 수소 등의 불요 가스를 제거하기 위하여, 플럭스 처리, 아르곤 가스, 염소 가스 등을 이용하는 탈가스 처리; 세라믹 튜브 필터, 세라믹 폼 필터 등의 이른바 리지드 미디어 필터나, 알루미나 플레이크, 알루미나 볼 등을 여과재로 하는 필터나, 글래스 크로스 필터 등을 이용하는 필터링 처리; 탈가스 처리와 필터링 처리를 조합한 처리 등을 들 수 있다.
이들의 청정화 처리는, 용탕 중의 비금속 개재물, 산화물 등의 이물에 의한 결함이나, 용탕에 용해된 가스에 의한 결함을 방지하기 위하여 실시되는 것이 바람직하다.
다음으로, 상술한 바와 같이 청정화 처리가 실시된 용탕을 이용하여 주조를 행한다.
주조 방법에 관해서는, 반연속(Direct Chill: DC) 주조법으로 대표되는 고정 주형을 이용하는 방법과, 연속 주조법으로 대표되는 구동 주형을 이용하는 방법이 있으며, 어느 방법을 이용해도 된다.
DC 주조를 행한 경우, 판두께 300~800mm의 주괴(主塊)를 제조할 수 있다. 그 주괴를, 상법에 따라, 필요에 따라 면삭을 행하여, 통상 표층의 1~30mm, 바람직하게는 1~10mm를 절삭한다. 그 전후에 있어서, 필요에 따라, 균열화 처리를 행한다. 그 후, 열간 압연, 냉간 압연을 행하여 알루미늄 기재의 압연판으로 한다. 열간 압연 전 혹은 후, 또는 그 도중에 있어서, 중간 소둔(燒鈍) 처리를 행해도 된다. 중간 소둔 처리의 조건은, 배치(batch)식 소둔로나 연속 소둔로를 이용할 수 있다.
이상의 공정에 의하여, 소정의 두께로 완성된 알루미늄 기재는, 또한 롤러 레벨러, 텐션 레벨러 등의 교정 장치에 의하여 평면성을 개선해도 된다.
평면성의 개선은, 알루미늄 기재를 시트상으로 절단한 후에 행해도 되지만, 생산성을 향상시키기 위해서는, 연속된 코일 상태에서 행하는 것이 바람직하다.
또, 소정의 판폭으로 가공하기 위하여, 슬리터 라인을 통해도 된다.
또, 알루미늄 기재끼리의 마찰에 의한 흠집의 발생을 방지하기 위하여, 알루미늄 기재의 표면에 얇은 유막(油膜)을 마련해도 된다. 유막에는, 필요에 따라, 휘발성인 것이나, 불휘발성인 것이 적절히 이용된다.
본 발명에 있어서는, 상기 알루미늄 기재는, 알루미늄 웨브여도 되고, 매엽상(枚葉狀) 시트여도 된다.
또, 상기 알루미늄 기재의 두께는, 0.01~1.0mm 정도인 것이 바람직하고, 0.02~0.5mm인 것이 보다 바람직하며, 0.1~0.4mm인 것이 더 바람직하다. 이 두께는, 담지물의 용도에 따라 적절히 변경할 수 있다.
〔요철 구조〕
알루미늄 기재의 산화막 측 표면은, 평균 개구 직경이 5μm 초과 100μm 이하인 오목부를 포함하는 요철 구조(이하, "대파(大波) 구조"라고도 함), 평균 개구 직경이 0.5μm 초과 5μm 이하인 오목부를 포함하는 요철 구조(이하, "중파(中波) 구조"라고도 함), 및 평균 개구 직경이 0.01μm 초과 0.5μm 이하인 오목부를 포함하는 요철 구조(이하, "소파(小波) 구조"라고도 함)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1개의 요철 구조를 갖는다.
여기에서, 상기 대파 구조, 상기 중파 구조 및 상기 소파 구조의 평균 개구 직경의 측정 방법은, 이하와 같다.
(1) 대파 구조의 평균 개구 직경
촉침식 조도계로 2차원 조도 측정을 행하여, ISO 4287에 규정되어 있는 평균 산 간격 Sm을 5회 측정하고, 그 평균값을 평균 개구 직경으로 한다.
또한, 대파 구조의 평균 개구 직경은, 8~80μm인 것이 바람직하고, 10~70μm인 것이 보다 바람직하다.
(2) 중파 구조의 평균 개구 직경
고분해능 주사형 전자 현미경(Scanning Electron Microscope: SEM)을 이용하여 알루미늄 기재의 표면을 바로 위에서 배율 2000배로 촬영하고, 얻어진 SEM 사진에 있어서, 주위가 환상에 이어지는 중파 구조의 오목부를 적어도 50개 추출하며, 그 직경을 독출하여 개구 직경으로 하여, 평균 개구 직경을 산출한다.
또한, 중파 구조의 평균 개구 직경은, 1~5μm인 것이 바람직하고, 2~4μm인 것이 보다 바람직하다.
(3) 소파 구조의 평균 개구 직경(평균 파장)
고분해능 주사형 전자 현미경(SEM)을 이용하여 알루미늄 기재의 표면을 바로 위에서 배율 50000배로 촬영하고, 얻어진 SEM 사진에 있어서, 소파 구조의 오목부를 적어도 50개 추출하며, 그 직경을 독출하여 개구 직경으로 하여, 평균 개구 직경을 산출한다.
또한, 소파 구조의 평균 개구 직경은, 0.02~0.40μm인 것이 바람직하고, 0.05~0.20μm인 것이 보다 바람직하다.
도 2~도 4에, 알루미늄 기재의 산화막 측 표면에 있어서의 요철 구조의 일례를 모식적인 단면도로 나타낸다.
도 2에 나타내는 알루미늄 기재(1)의 산화막 측 표면은, 평균 개구 직경 5μm 초과 100μm 이하의 오목부(5a) 및 볼록부(5b)를 포함하는 요철 구조(대파 구조)(5)의 표면을 갖는 것이다.
여기에서, 도 2에 나타내는 바와 같이, 오목부(5a)의 개구 직경은, 오목부(5a)(오목부(5a)를 형성하는 환상에 이어지는 주위)의 직경이며, 평균 개구 직경이란, 그 평균이다.
또, 오목부를 포함하는 요철 구조란, 도 2에 나타내는 바와 같이 파형의 구조인 것이어도 되고, 도 3에 나타내는 바와 같이 볼록부(5b)가 표면의 평탄 부분으로 구성되는 오목부의 반복 구조여도 된다.
본 발명에 있어서는, 담지물과의 밀착성이 보다 양호해지는 이유에서, 대파 구조, 중파 구조 및 소파 구조 중, 적어도 2개의 구조가 중첩된 요철 구조를 갖고 있는 것이 바람직하고, 3개의 구조가 중첩된 요철 구조를 갖고 있는 것이 보다 바람직하다.
구체적으로는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 알루미늄 기재(1)의 산화막 측 표면이, 평균 개구 직경이 5μm 초과 100μm 이하인 오목부(5a) 및 볼록부(5b)를 포함하는 요철 구조(대파 구조)(5)에, 평균 개구 직경이 0.5μm 초과 5μm 이하인 오목부(6a) 및 볼록부(6b)를 포함하는 요철 구조(중파 구조)(6)가 중첩된 요철 구조를 갖고 있는 것이 바람직하다.
여기에서, 대파 구조에 중파 구조가 중첩된 요철 구조는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 중파 구조는 대파 구조의 표면에 균일하게 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또, 도시하지 않지만, 소파 구조를 갖는 경우, 소파 구조와 중파 구조가 중첩되는 경우, 소파 구조는 중파 구조의 표면에 균일하게 형성되는 것이 바람직하고, 소파 구조와 대파 구조가 중첩되는 경우, 소파 구조는 대파 구조의 표면에 균일하게 형성되는 것이 바람직하다.
〔표면적차 ΔS〕
본 발명에 있어서는, 담지물과의 밀착성이 보다 양호해지는 이유에서, 알루미늄 기재의 산화막 측 표면에 있어서의 표면적차 ΔS가 10% 이상인 것이 바람직하고, 20% 이상인 것이 보다 바람직하며, 30% 이상인 것이 더 바람직하다.
여기에서, 표면적차 ΔS는, 원자간력 현미경을 이용하여, 표면의 50μm×50μm의 범위를 512×512점 측정하여 얻어지는 3차원 데이터로부터 근사 3점법에 의하여 구해지는 실면적 Sx와, 기하학적 측정 면적 S0으로부터, 하기 식 (1)에 의하여 산출되는 값이다.
ΔS=(Sx-S0)/S0×100(%) …(1)
본 발명에 있어서는, 표면적차 ΔS를 구하기 위하여, 원자간력 현미경(Atomic Force Microscope: AFM)에 의하여 표면 형상을 측정하고, 3차원 데이터를 구한다. 측정은, 예를 들면 이하의 조건으로 행할 수 있다.
즉, 알루미늄 기재를 1cm 모서리의 크기로 잘라내어, 피에조 스캐너 상의 수평인 시료대에 세팅하고, 캔틸레버를 시료 표면에 어프로치하여, 원자간력이 작용하는 영역에 도달한 시점에서, XY 방향으로 스캔하며, 그때, 시료의 요철을 Z 방향의 피에조의 변위로 파악한다. 피에조 스캐너는, XY 방향에 대하여 150μm, Z 방향에 대하여 10μm, 주사 가능한 것을 사용한다. 캔틸레버는 공진 주파수 120~150kHz, 스프링 상수 12~20N/m인 것(SI-DF20, NANOPROBE사제)을 이용하여 DFM 모드(Dynamic Force Mode)로 측정한다. 또, 구한 3차원 데이터를 최소 제곱 근사함으로써 시료의 약간의 기울기를 보정하여 기준면을 구한다. 계측 시는, 표면의 50μm×50μm의 범위를 512×512점 측정한다. XY 방향의 분해능은 0.1μm, Z 방향의 분해능은 1nm, 스캔 속도는 60μm/sec로 한다.
상기로 구해진 3차원 데이터(f(x, y))를 이용하여, 인접하는 3점을 추출하고, 그 3점에서 형성되는 미소(微小) 삼각형의 면적의 총합을 구하여, 실면적 Sx로 한다. 표면적차 ΔS는, 얻어진 실면적 Sx와 기하학적 측정 면적 S0으로부터, 상기 식 (1)에 의하여 구해진다.
〔알루미늄 기재의 제작 방법〕
알루미늄 기재의 제작 방법은, 산화막 표면에 상술한 요철 구조를 형성할 수 있으면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 조면화 처리를 포함하는 표면 처리를 실시하는 방법을 들 수 있다.
<표면 처리>
상술한 표면 형상을 형성시키기 위한 대표적 방법으로서, 예를 들면 알루미늄 기재에 기계적 조면화 처리, 알칼리 에칭 처리, 산에 의한 디스멋 처리 및 전해액을 이용한 전기 화학적 조면화 처리를 순차적으로 실시하는 방법; 알루미늄 기재에 기계적 조면화 처리, 알칼리 에칭 처리, 산에 의한 디스멋 처리 및 다른 전해액을 이용한 전기 화학적 조면화 처리를 복수 회 실시하는 방법; 알루미늄 기재에 알칼리 에칭 처리, 산에 의한 디스멋 처리 및 전해액을 이용한 전기 화학적 조면화 처리를 순차적으로 실시하는 방법; 알루미늄 기재에 알칼리 에칭 처리, 산에 의한 디스멋 처리 및 다른 전해액을 이용한 전기 화학적 조면화 처리를 복수 회 실시하는 방법 등을 들 수 있지만, 본 발명은 이들에 한정되지 않는다. 이들의 방법에 있어서, 전기 화학적 조면화 처리의 후, 추가로 알칼리 에칭 처리 및 산에 의한 디스멋 처리를 실시해도 된다.
구체적으로는, 다른 처리(알칼리 에칭 처리 등)의 조건에도 따르지만, 대파 구조, 중파 구조 및 소파 구조가 중첩된 표면 형상을 형성시키려면, 기계적 조면화 처리, 질산을 주체로 하는 전해액을 이용한 전기 화학적 조면화 처리 및 염산을 주체로 하는 전해액을 이용한 전기 화학적 조면화 처리를 순차적으로 실시하는 방법을 적합하게 들 수 있다.
이하, 표면 처리의 각 공정에 대하여, 상세하게 설명한다.
(기계적 조면화 처리)
기계적 조면화 처리는, 전기 화학적 조면화 처리와 비교하여, 보다 저가로, 평균 개구 직경이 5μm 초과 100μm 이하인 오목부를 포함하는 요철 구조를 형성할 수 있기 때문에, 대파 구조를 형성시키는 조면화 처리의 수단으로서 유효하다.
기계적 조면화 처리 방법으로서는, 예를 들면 알루미늄 표면을 금속 와이어로 긁는 와이어 브러시 그레이닝법, 연마구와 연마제로 알루미늄 표면을 그레이닝하는 볼 그레이닝법, 일본 공개특허공보 평6-135175호 및 일본 공개특허공보 소50-040047호에 기재되어 있는 나일론 브러시와 연마제로 표면을 그레이닝하는 브러시 그레이닝법을 이용할 수 있다.
또, 요철면을 알루미늄 기재에 압접하는 전사 방법을 이용할 수도 있다. 즉, 일본 공개특허공보 소55-074898호, 일본 공개특허공보 소60-036195호, 일본 공개특허공보 소60-203496호의 각 공보에 기재되어 있는 방법 이외에, 전사를 수회 행하는 것을 특징으로 하는 일본 공개특허공보 평6-055871호, 표면이 탄성인 것을 특징으로 하는 일본 공개특허공보 평6-024168호에 기재되어 있는 방법도 적용 가능하다.
그 외에도, 기계적 조면화 처리로서는, 일본 공개특허공보 소61-162351호, 일본 공개특허공보 소63-104889호 등에 기재되어 있는 방법을 이용할 수도 있다.
본 발명에 있어서는, 생산성 등을 고려하여 상술한 각각의 방법을 병용할 수도 있다.
이하, 기계적 조면화 처리로서 적합하게 이용되는 브러시 그레이닝법에 대하여 설명한다.
브러시 그레이닝법은, 일반적으로, 원기둥상의 몸통의 표면에, 나일론(상표), 프로필렌, 염화 바이닐 수지 등의 합성 수지로 이루어지는 합성 수지모 등의 브러시 모를 다수 식설(植設)한 롤러상 브러시를 이용하여, 회전하는 롤러상 브러시에 연마제를 함유하는 슬러리액을 분사하면서, 상기 알루미늄 기재의 표면의 한쪽 또는 양쪽 모두를 마찰시킴으로써 행하는 방법이다.
상기 롤러상 브러시 및 슬러리액 대신에, 표면에 연마층을 마련한 롤러인 연마 롤러를 이용할 수도 있다.
롤러상 브러시를 이용하는 경우, 휨 탄성율이 바람직하게는 1,000~4,000MPa, 보다 바람직하게는 1,500~3,500MPa이며, 또한 모의 강도가 바람직하게는 5N 이하, 보다 바람직하게는 4N 이하인 브러시 모를 이용한다. 브러시 모의 직경은, 일반적으로는 0.2~0.9mm이다. 브러시 모의 길이는, 롤러상 브러시의 외경 및 몸통의 직경에 따라 적절히 결정할 수 있지만, 일반적으로는 10~100mm이다.
연마제는 공지의 것을 이용할 수 있다. 예를 들면, 퍼미스톤, 규사, 수산화 알루미늄, 알루미나 분말, 탄화 규소, 질화 규소, 화산재, 카보런덤, 금강사(金剛砂) 등의 연마제; 이들 혼합물을 이용할 수 있다.
기계적 조면화 처리에 적절한 장치로서는, 예를 들면 일본 공개특허공보 소50-040047호에 기재된 장치를 들 수 있다.
(전기 화학적 조면화 처리)
전기 화학적 조면화 처리(이하, "전해 조면화 처리"라고도 함)에는, 통상의 교류를 이용한 전기 화학적 조면화 처리에 이용되는 전해액을 이용할 수 있다. 그 중에서도, 염산 또는 질산을 주체로 하는 전해액을 이용하는 것이, 상술한 표면 형상을 얻기 쉽기 때문에 바람직하다.
전해 조면화 처리는, 예를 들면 일본 공개특허공보 소48-028123호 및 영국 특허공보 제896,563호에 기재되어 있는 전기 화학적 그레이닝법(전해 그레이닝법)에 따를 수 있다. 이 전해 그레이닝법은, 정현파(正弦波)형의 교류 전류를 이용하는 것이지만, 일본 공개특허공보 소52-058602호에 기재되어 있는 특수한 파형을 이용하여 행해도 된다. 또, 일본 공개특허공보 평3-079799호에 기재되어 있는 파형을 이용할 수도 있다. 또, 일본 공개특허공보 소55-158298호, 일본 공개특허공보 소56-028898호, 일본 공개특허공보 소52-058602호, 일본 공개특허공보 소52-152302호, 일본 공개특허공보 소54-085802호, 일본 공개특허공보 소60-190392호, 일본 공개특허공보 소58-120531호, 일본 공개특허공보 소63-176187호, 일본 공개특허공보 평1-005889호, 일본 공개특허공보 평1-280590호, 일본 공개특허공보 평1-118489호, 일본 공개특허공보 평1-148592호, 일본 공개특허공보 평1-178496호, 일본 공개특허공보 평1-188315호, 일본 공개특허공보 평1-154797호, 일본 공개특허공보 평2-235794호, 일본 공개특허공보 평3-260100호, 일본 공개특허공보 평3-253600호, 일본 공개특허공보 평4-072079호, 일본 공개특허공보 평4-072098호, 일본 공개특허공보 평3-267400호, 일본 공개특허공보 평1-141094의 각 공보에 기재되어 있는 방법도 적용할 수 있다. 또, 상술한 것 이외에, 전기 분해 콘덴서의 제조 방법으로서 제안되고 있는 특수한 주파수의 교번 전류를 이용하여 전해하는 것도 가능하다. 예를 들면, 일본 공개특허공보 소58-207400호, 미국 특허공보 제4,276,129호 및 동 제4,676,879호에 기재되어 있다.
전해조 및 전원에 대해서는, 다양하게 제안되고 있지만, 미국 특허공보 제4203637호, 일본 공개특허공보 소56-123400호, 일본 공개특허공보 소57-059770호, 일본 공개특허공보 소53-012738호, 일본 공개특허공보 소53-032821호, 일본 공개특허공보 소53-032822호, 일본 공개특허공보 소53-032823호, 일본 공개특허공보 소55-122896호, 일본 공개특허공보 소55-132884호, 일본 공개특허공보 소62-127500호, 일본 공개특허공보 평1-052100호, 일본 공개특허공보 평1-052098호, 일본 공개특허공보 소60-067700호, 일본 공개특허공보 평1-230800호, 일본 공개특허공보 평3-257199호의 각 공보 등에 기재되어 있는 것을 이용할 수 있다. 또, 일본 공개특허공보 소52-058602호, 일본 공개특허공보 소52-152302호, 일본 공개특허공보 소53-012738호, 일본 공개특허공보 소53-012739호, 일본 공개특허공보 소53-032821호, 일본 공개특허공보 소53-032822호, 일본 공개특허공보 소53-032833호, 일본 공개특허공보 소53-032824호, 일본 공개특허공보 소53-032825호, 일본 공개특허공보 소54-085802호, 일본 공개특허공보 소55-122896호, 일본 공개특허공보 소55-132884호, 일본 공고특허공보 소48-028123호, 일본 공고특허공보 소51-007081호, 일본 공개특허공보 소52-133838호, 일본 공개특허공보 소52-133840호, 일본 공개특허공보 소52-133844호, 일본 공개특허공보 소52-133845호, 일본 공개특허공보 소53-149135호, 일본 공개특허공보 소54-146234호의 각 공보 등에 기재되어 있는 것 등도 이용할 수 있다.
전해액인 산성 용액으로서는, 질산, 염산 이외에, 미국 특허공보 제4,671,859호, 동 제4,661,219호, 동 제4,618,405호, 동 제4,600,482호, 동 제4,566,960호, 동 제4,566,958호, 동 제4,566,959호, 동 제4,416,972호, 동 제4,374,710호, 동 제4,336,113호, 동 제4,184,932호의 각 명세서 등에 기재되어 있는 전해액을 이용할 수도 있다.
산성 용액의 농도는 0.5~2.5질량%인 것이 바람직하지만, 상기의 스멋 제거 처리에서의 사용을 고려하면, 0.7~2.0질량%인 것이 특히 바람직하다. 또, 액온은 20~80℃인 것이 바람직하고, 30~60℃인 것이 보다 바람직하다.
염산 또는 질산을 주체로 하는 수용액은, 농도 1~100g/L의 염산 또는 질산의 수용액에, 질산 알루미늄, 질산 나트륨, 질산 암모늄 등의 질산 이온을 갖는 질산 화합물 또는 염화 알루미늄, 염화 나트륨, 염화 암모늄 등의 염산 이온을 갖는 염산 화합물 중 적어도 하나를 1g/L로부터 포화할 때까지의 범위에서 첨가하여 사용할 수 있다. 또, 염산 또는 질산을 주체로 하는 수용액에는, 철, 구리, 망가니즈, 니켈, 타이타늄, 마그네슘, 실리카 등의 알루미늄 합금 중에 포함되는 금속이 용해되어 있어도 된다. 바람직하게는, 염산 또는 질산의 농도 0.5~2질량%의 수용액에 알루미늄 이온이 3~50g/L가 되도록, 염화 알루미늄, 질산 알루미늄 등을 첨가한 액을 이용하는 것이 바람직하다.
또한, Cu와 착체를 형성할 수 있는 화합물을 첨가하여 사용함으로써 Cu를 많이 함유하는 알루미늄 기재에 대해서도 균일하게 그레이닝하는 것이 가능해진다. Cu와 착체를 형성할 수 있는 화합물로서는, 예를 들면 암모니아; 메틸아민, 에틸아민, 다이메틸아민, 다이에틸아민, 트라이메틸아민, 사이클로헥실아민, 트라이에탄올아민, 트라이아이소프로판올아민, EDTA(에틸렌다이아민 사아세트산) 등의 암모니아의 수소 원자를 탄화 수소기(지방족, 방향족 등) 등으로 치환하여 얻어지는 아민류; 탄산 나트륨, 탄산 칼륨, 탄산 수소 칼륨 등의 금속 탄산 염류를 들 수 있다. 또, 질산 암모늄, 염화 암모늄, 황산 암모늄, 인산 암모늄, 탄산 암모늄 등의 암모늄염도 들 수 있다. 온도는 10~60℃가 바람직하고, 20~50℃가 보다 바람직하다.
전기 화학적 조면화 처리에 이용되는 교류 전원파는, 특별히 한정되지 않고, 사인파, 직사각형파, 사다리꼴파, 삼각파 등이 이용되지만, 직사각형파 또는 사다리꼴파가 바람직하고, 사다리꼴파가 특히 바람직하다. 사다리꼴파란, 도 5에 나타낸 것을 말한다. 이 사다리꼴파에 있어서 전류가 제로부터 피크에 달할 때까지의 시간 (TP)는 1~3msec인 것이 바람직하다.
사다리꼴파 교류의 duty비는 1:2~2:1인 것이 사용 가능하지만, 일본 공개특허공보 평5-195300호에 기재되어 있는 바와 같이, 알루미늄에 컨덕터 롤을 이용하지 않는 간접 급전 방식에 있어서는 duty비가 1:1인 것이 바람직하다. 사다리꼴파 교류의 주파수는 0.1~120Hz인 것을 이용하는 것이 가능하지만, 50~70Hz가 설비상 바람직하다.
전해조에는 1개 이상의 교류 전원을 접속할 수 있다. 주극에 대향하는 알루미늄 기재에 더해지는 교류의 양극과 음극과의 전류비를 컨트롤하고, 균일한 그레이닝을 행하는 것과, 주극의 카본을 용해하는 것을 목적으로 하여, 도 6에 나타낸 바와 같이, 보조 양극을 설치하고, 교류 전류의 일부를 분류시키는 것이 바람직하다. 도 6에 있어서, 11은 알루미늄 기재이고, 12는 레이디얼 드럼 롤러이며, 13a 및 13b는 주극이고, 14는 전해 처리액이며, 15는 전해액 공급구이고, 16은 슬릿이며, 17은 전해액 통로이고, 18은 보조 양극이며, 19a 및 19b는 싸이리스터이고, 20은 교류 전원이며, 21은 주전해조이고, 22는 보조 양극조이다. 정류 소자 또는 스위칭 소자를 통하여 전류값의 일부를 2개의 주전극과는 다른 조에 마련한 보조 양극에 직류 전류로서 분류시킴으로써, 주극에 대향하는 알루미늄 기재 상에서 작용하는 애노드 반응을 맡는 전류값과, 캐소드 반응을 맡는 전류값과의 비를 제어할 수 있다. 주극에 대향하는 알루미늄 기재 상에서, 음극 반응과 양극 반응을 맡는 전기량의 비(음극 시 전기량/양극 시 전기량)는, 0.3~0.95인 것이 바람직하다.
전해조는, 종형, 플랫형, 레이디얼형 등의 공지의 표면 처리에 이용하는 전해조가 사용 가능하지만, 일본 공개특허공보 평5-195300호에 기재되어 있는 레이디얼형 전해조가 특히 바람직하다. 전해조 내를 통과하는 전해액은, 알루미늄 웹의 진행 방향에 대하여 패럴렐이어도 되고 카운터여도 된다.
(질산 전해)
질산을 주체로 하는 전해액을 이용한 전기 화학적 조면화 처리에 의하여, 평균 개구 직경 0.5μm 초과 5μm 이하의 중파 구조를 형성시킬 수 있다. 단, 전기량을 비교적 많게 했을 때는, 전해 반응이 집중하여, 파장 5μm를 초과하는 대파 구조도 생성한다.
평균 개구 직경 0.5μm 초과 5μm 이하의 중파 구조를 형성시키는 경우에는, 전해 반응이 종료한 시점에서의 알루미늄 기재의 애노드 반응을 맡는 전기량의 총합이, 10~350C/dm2인 것이 바람직하고, 50~300C/dm2인 것이 보다 바람직하다. 이때의 전류 밀도는 10~100A/dm2인 것이 바람직하다.
평균 개구 직경 5μm를 초과하는 대파 구조를 형성시키는 경우에는, 알루미늄 기재의 애노드 반응을 맡는 전기량의 총합이, 350~1000C/dm2인 것이 바람직하고, 400~800C/dm2인 것이 보다 바람직하다. 이때의 전류 밀도는 10~100A/dm2인 것이 바람직하다.
또, 예를 들면 고농도, 예를 들면 질산 농도 15~35질량%의 질산 전해액을 이용하여 30~60℃에서 전해를 행하거나, 질산 농도 0.7~2질량%의 질산 전해액을 이용하여 고온, 예를 들면 80℃ 이상에서 전해를 행하거나 함으로써, 평균 파장 0.20μm 이하의 소파 구조를 형성시키는 것도 가능하다.
(염산 전해)
염산은 그 자신의 알루미늄 용해력이 강하기 때문에, 약간의 전해를 더하는 것만으로 표면에 미세한 소파 구조를 형성시키는 것이 가능하다. 이 미세한 소파 구조는, 평균 개구 직경 0.01μm 초과 0.5μm 이하이며, 알루미늄 기재의 표면의 전면에 균일하게 생성된다.
이와 같은 표면 형상을 얻기 위해서는 전해 반응이 종료한 시점에서의 알루미늄 기재의 애노드 반응을 맡는 전기량의 총합이, 1~100C/dm2인 것이 바람직하고, 20~80C/dm2인 것이 보다 바람직하다. 이때의 전류 밀도는 10~50A/dm2인 것이 바람직하다.
이와 같은 염산을 주체로 하는 전해액에서의 전기 화학적 조면화 처리에서는, 애노드 반응을 맡는 전기량의 총합을 350~1000C/dm2로 크게 함으로써 크레이터상의 큰 굴곡을 동시에 형성하는 것도 가능하다.
표면적차 ΔS를 크게 하려면, 작은 요철을 표면에 다수 마련하는 것이 유효하다. 이와 같이 작은 요철을 표면에 다수 마련하는 방법으로서는, 예를 들면 염산을 주체로 하는 전해액 중에서 전해 처리를 행하고, 평균 개구 직경이 0.01μm 초과 0.5μm 이하인 오목부를 포함하는 소파 구조를 형성하는 전해 방법을 적합하게 들 수 있다. 물론, 대파 구조, 중파 구조 및 소파 구조를 중첩시키는 것도 표면적차 ΔS의 증가에 유효하다.
(알칼리 에칭 처리)
알칼리 에칭 처리는, 상기 알루미늄 기재를 알칼리 용액에 접촉시킴으로써, 표층을 용해시키는 처리이다.
전해 조면화 처리보다 전에 행해지는 알칼리 에칭 처리는, 기계적 조면화 처리를 행하지 않은 경우에는, 알루미늄 기재(압연 알루미늄)의 표면의 압연유, 오염, 자연 산화 피막 등을 제거하는 것을 목적으로 하고, 또 이미 기계적 조면화 처리를 행하고 있는 경우에는, 기계적 조면화 처리에 의하여 생성된 요철의 에지 부분을 용해시켜, 급준한 요철을 매끄러운 굴곡을 갖는 표면으로 바꾸는 것을 목적으로서 행해진다.
알칼리 에칭 처리 전에 기계적 조면화 처리를 행하지 않는 경우, 에칭양은, 0.1~10g/m2인 것이 바람직하고, 1~5g/m2인 것이 보다 바람직하다. 에칭양이 1~10g/m2이면, 표면의 압연유, 오염, 자연 산화 피막 등의 제거가 충분히 행해진다.
알칼리 에칭 처리 전에 기계적 조면화 처리를 행하는 경우, 에칭양은, 3~20g/m2인 것이 바람직하고, 5~15g/m2인 것이 보다 바람직하다.
전해 조면화 처리의 직후에 행하는 알칼리 에칭 처리는, 산성 전해액 중에서 생성된 스멋을 용해시키는 것과, 전해 조면화 처리에 의하여 형성된 요철의 에지 부분을 용해시키는 것을 목적으로서 행해진다. 전해 조면화 처리로 형성되는 요철은 전해액의 종류에 따라 다르기 때문에 그 최적인 에칭양도 다르지만, 전해 조면화 처리 후에 행하는 알칼리 에칭 처리의 에칭양은, 0.1~5g/m2인 것이 바람직하다. 질산 전해액을 이용한 경우, 염산 전해액을 이용한 경우보다 에칭양은 많게 설정할 필요가 있다. 전해 조면화 처리가 복수 회 행해지는 경우에는, 각각의 처리 후에, 필요에 따라 알칼리 에칭 처리를 행할 수 있다.
알칼리 용액에 이용되는 알칼리로서는, 예를 들면 가성 알칼리, 알칼리 금속염을 들 수 있다. 특히, 가성 소다의 수용액이 바람직하다.
알칼리 용액의 농도는, 에칭양에 따라 결정할 수 있지만, 1~50질량%인 것이 바람직하고, 10~35질량%인 것이 보다 바람직하다. 알칼리 용액 중에 알루미늄 이온이 용해되어 있는 경우에는, 알루미늄 이온의 농도는, 0.01~10질량%인 것이 바람직하고, 3~8질량%인 것이 보다 바람직하다. 알칼리 용액의 온도는 20~90℃인 것이 바람직하다. 처리 시간은 1~120초인 것이 바람직하다.
알루미늄 기재를 알칼리 용액에 접촉시키는 방법으로서는, 예를 들면 알루미늄 기재를 알칼리 용액을 넣은 조 중을 통과시키는 방법, 알루미늄 기재를 알칼리 용액을 넣은 조 중에 침적시키는 방법, 알칼리 용액을 알루미늄 기재의 표면에 분사하는 방법을 들 수 있다.
(디스멋 처리)
전해 조면화 처리 또는 알칼리 에칭 처리를 행한 후, 표면에 잔류하는 부식성 생물을 제거하기 위하여 산 세정(디스멋 처리)을 하는 것이 바람직하다.
이용되는 산으로서는, 예를 들면 질산, 황산, 염산 등이 일반적이지만, 그 외의 산을 이용해도 된다.
상기 디스멋 처리는, 예를 들면 상기 알루미늄 기재를 염산, 질산, 황산 등의 농도 0.5~30질량%의 산성 용액(알루미늄 이온 0.01~5질량%를 함유함)에 접촉시킴으로써 행한다.
알루미늄 기재를 산성 용액에 접촉시키는 방법으로서는, 예를 들면 알루미늄 기재를 산성 용액을 넣은 조 중을 통과시키는 방법, 알루미늄 기재를 산성 용액을 넣은 조 중에 침적시키는 방법, 산성 용액을 알루미늄 기재의 표면에 분사하는 방법을 들 수 있다.
디스멋 처리 후의 알루미늄 기재의 표면 상태는, 그 후의 자연 산화 피막 성장에 영향을 주기 때문에, 산의 선택이나, 농도, 온도 조건은, 목적에 따라 적절히 선정된다.
(수세 처리)
상술한 각 처리의 공정 종료 후에는 수세를 행하는 것이 필요하다. 특히 공정 마지막에 행하는 수세는, 그 후의 자연 산화 피막 성장에 영향을 주기 때문에, 순수, 우물물, 수돗물 등을 이용하여 충분히 행할 필요가 있다.
(건조)
마지막 수세 처리를 행한 후는, 신속하게 표면의 수분을 제거 혹은 건조하는 것이 중요하다.
(보관)
동일한 이유로, 수세, 건조 후의 보관 조건도, 표면의 자연 산화 피막 성장에 영향을 주므로, 본 발명에서는 중요하다.
[산화막]
본 발명의 알루미늄 복합 재료가 갖는 산화막은, 상술한 알루미늄 기재의 표면의 적어도 일부에 형성되는 이른바 자연 산화 피막이다.
본 발명에 있어서는, 산화막의 평균 막두께는 1nm 이상 100nm 미만이며, 1~50nm인 것이 바람직하고, 1~20nm인 것이 보다 바람직하다.
여기에서, 산화막의 "평균 막두께"는, 알루미늄 복합 재료 또는 산화막 포함 알루미늄 기재를 두께 방향에 대하여 집속(集束) 이온빔(Focused Ion Beam: FIB)으로 절삭 가공하고, 그 단면을 투과형 전자 현미경(Transmission Electron Microscope: TEM)에 의하여 표면 사진(배율: 10만 배~130만 배)을 촬영하고, 10점 측정한 평균값으로서 산출했다. 또한, 배율은, 산화막의 두께에 따라, 상기 범위에서 측정하기 쉬운 배율로 적절히 변경했다.
[담지물]
본 발명의 알루미늄 복합 재료가 갖는 담지물은, 산화막 포함 알루미늄 기재의 표면에 담지되는 담지물이지만, 목적에 따라 적절히 선정되기 때문에 특별히 한정되지 않는다.
상기 담지물로서는, 예를 들면 촉매; 열전도성, 흡광도, 반사율 등의 특성이 우수한 무기 재료나 유기 재료로 이루어지는 입자; 항균제 등을 들 수 있으며, 목적에 따른 담지물을 적절히 이용할 수 있다.
〔촉매〕
담지물로서 촉매를 이용하는 경우, 고체 촉매를 이용하는 것이 바람직하다.
상기 고체 촉매가, 금속 촉매(예를 들면, Pt-Re/AL2O3, Pd/C, Cu/ZnO, Ni), 금속 산화물 촉매(예를 들면, Mo, V 복합 산화물, Co, Mn 산화물, Cr, Fe 산화물, 제올라이트, 헤테로폴리산 등), 착체 촉매(예를 들면, Rh, Ru, Pd 착체 등), 황화물(예를 들면, 황화 몰리브데넘 등), 염화물(예를 들면, 염화 철(III) 등)을 들 수 있다.
구체적으로는, 입자의 형태로 사용하는 것이 용이한 이유에서, Pd 20% 함유 카본 입자, 구리 산화 아연 복합 입자, Ni 입자, 백금 알루미나 복합 입자, Mo와 V의 복합 산화물 입자, Co 산화물 입자, Mn 산화물 입자, Cr 산화물 입자, Fe 산화물 입자, Rh 입자, Pd 입자, 및 Ru 입자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 입자인 것이 바람직하다.
〔입자〕
담지물로서 입자를 이용하는 경우, 상술한 요철 구조로 유지되는 것이 용이해지는 이유에서, 평균 원상당 직경이 100μm 미만인 입자를 이용하는 것이 바람직하다. 이하, 담지물로서 이용하는 입자를 "담지물 입자"로 약기한다.
여기에서, 평균 원상당 직경은, 전계 방사형 주사 전자 현미경(Field Emission Scanning Electron Microscope: FE-SEM)으로 입자를 관찰하여 얻은 상으로부터 임의로 선택한 200개의 평판 입자의 주평면 직경(최대 길이)의 평균값을 말한다.
담지물 입자에 의하여 열전도성을 향상시키는 경우에는, 담지물 입자로서는, 알루미늄 단체의 열전도율 236W/m·K에 대하여, 동등 내지 충분히 크게 하는 관점에서, 담지물의 열전도율이 100~2000W/m·K가 되는 입자가 바람직하다.
여기에서, 열전도율은, 단위 길이, 단위 면적의 판의 양단에 1℃의 온도차가 있는 경우에, 1초간에 흐르는 열량에 상당하는 값을 말하고, 보호 열판법(GHP법), 열류 계측법(HFM법) 등의 JIS A1412-2에 규정되는 방법을 사용하여 측정할 수 있다.
이와 같은 열전도율을 충족시키는 담지물을 구성하는 입자로서는, 구체적으로는 예를 들면 질화 알루미늄 입자, 은 입자, 카본 나노 튜브(carbon nanotube: CNT), 질화 붕소 나노 튜브(boron nitride nanotube: BNNT), 구리 입자, 알루미늄 입자, 그래파이트와 구리와의 복합재 입자, 및 그래파이트와 알루미늄과의 복합재 입자 등을 들 수 있으며, 이들을 1종 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.
또, 담지물 입자에 의하여 단열성을 향상시키는 경우에는, 담지물 입자로서는, 단열성의 담지물로 하는 관점에서, 담지물의 열전도율이 0.01~35W/m·K가 되는 입자가 바람직하다.
이와 같은 열전도율을 충족시키는 담지물을 구성하는 입자로서는, 구체적으로는 예를 들면 알루미나 입자, 중공 실리카 입자, 규산 칼슘 입자, 및 셀룰로스 섬유 등을 들 수 있으며, 이들을 1종 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.
또, 담지물 입자에 의하여 가시광의 흡수율을 향상시키는 경우에는, 담지물 입자로서는, 가시광 영역의 광을 충분히 흡수하는 관점에서, 담지물의 380~780nm의 파장에 있어서의 광흡수율이 70~95%가 되는 입자가 바람직하다.
여기에서, 광흡수율은, 방사율과 동일하고, 물체가 열방사로 방출하는 광의 에너지를, 동일한 온도의 흑체(黑體)가 방출하는 광의 에너지를 100%로 했을 때의 값을 말하며, 푸리에 변환형 적외 분광 광도계를 사용하여 측정할 수 있다.
이와 같은 광흡수율을 충족시키는 담지물을 구성하는 입자로서는, 구체적으로는 예를 들면 카본 블랙, 그래파이트, 금속염(예를 들면, 흑색 산화 철), 유기 미립자(예를 들면, 염료나 안료로 착색한 아크릴 미립자), 및 유리 비즈(예를 들면, 착색한 유리 미립자) 등을 들 수 있으며, 이들을 1종 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.
또, 담지물 입자에 의하여 가시광의 반사율을 향상시키는 경우에는, 담지물 입자로서는, 가시광 영역의 광을 충분히 반사하는 관점에서, 담지물의 380~780nm의 파장에 있어서의 광반사율이 70~98%가 되는 재질로 구성되는 입자가 바람직하다.
여기에서, 광반사율은, 거울면 반사광과 확산 반사광을 합산한, 상대 전체 광선 반사 측정에 의한 값을 말하고, 적분구(積分求)를 이용하여, 거울면 반사광과 확산 반사광의 합계를 측정하는 방법으로 산출할 수 있다. 또한, 광반사율에 대해서는, 입자의 입경의 영향을 받기 때문에, 입자가 아닌, 벌크의 재료로 측정한 값을 채용한다.
이와 같은 광반사율을 충족시키는 담지물을 구성하는 입자로서는, 담지물이 유기 재료인 경우, 예를 들면 발포 폴리에틸렌테레프탈레이트, 및 발포 폴리프로필렌 등을 들 수 있고, 담지물이 무기 재료인 경우, 예를 들면 알루미나 입자, 산화 타이타늄 입자, 및 산화 아연 입자 등을 들 수 있으며, 이들을 1종 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.
또, 담지물 입자에 의하여 표면의 절연성을 향상시키는 경우에는, 담지물 입자로서는, 충분한 절연성을 발현시키는 관점에서, 담지물의 체적 고유 저항이 109~1015Ω·cm가 되는 재질로 구성되는 입자가 바람직하다.
여기에서, 체적 고유 저항은, 4단자법을 이용하여 측정한 값을 말한다. 또한, 체적 고유 저항은, 광반사율과 동일하게, 입자의 입경의 영향을 받기 때문에, 입자가 아닌, 벌크의 재료로 측정한 값을 채용한다.
이와 같은 체적 고유 저항을 충족시키는 담지물을 구성하는 입자로서는, 구체적으로는 예를 들면 운모, 알루미나 입자, 지르코니아 입자, 및 유리 입자 등을 들 수 있으며, 이들을 1종 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.
또, 담지물 입자에 의하여 항균성을 향상시키는 경우에는, 담지물 입자로서는, 본 발명의 알루미늄 복합 재료를 의료 기관이나 공공 시설에 있어서 항균성을 갖게 한 벽재 등의 용도에 적용시키는 관점에서, 항균성의 입자가 바람직하다.
여기에서, "항균성"이란, 세균의 증식을 억제하는 특성을 말하고, 예를 들면 황색 포도상구균, 대장균, 녹농균, 칸디다균, 말라세지아균 등에 대하여, 증식을 저지하거나, 또는 균수를 감소시키는 특성을 말한다.
이와 같은 항균성의 입자로서는, 구체적으로는 예를 들면 구리 입자, 아연 입자, 은 입자, 및 은을 제올라이트에 담지시킨 입자 등을 들 수 있으며, 이들을 1종 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.
〔담지 방법〕
담지의 방법은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 종래 공지의 방법을 이용할 수 있다.
구체적으로는, 담지물을 상술한 산화막 포함 알루미늄 기재의 표면에 직접 올려놓고, 가압하여 압착하는 방법; 담지물을 바인더와 혼련하고, 산화막 포함 알루미늄 기재의 표면에 도포하여, 건조시킨 후, 필요에 따라 가압하는 방법; 담지물을 산화막 포함 알루미늄 기재의 표면에 전착(電着)시키는 방법; 담지물을 산화막 포함 알루미늄 기재의 표면에 증착시키는 방법 등을 들 수 있다.
실시예
이하에, 실시예를 들어 본 발명을 더 상세하게 설명한다. 이하의 실시예에 나타내는 재료, 사용량, 비율, 처리 내용, 처리 절차 등은, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한 적절히 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 이하에 나타내는 실시예에 의하여 한정적으로 해석되어야 할 것은 아니다.
[산화막 포함 알루미늄 기재(담체 1~37)의 제작]
〔알루미늄 기재의 제작〕
Si: 0.06질량%, Fe: 0.30질량%, Cu: 0.02질량%, Mn: 0.001질량%, Mg: 0.001질량%, Zn: 0.001질량%, Ti: 0.03질량%를 함유하고, 잔부는 Al과 불가피 불순물의 알루미늄 합금을 이용하여 용탕을 조제하여, 용탕 처리 및 여과를 행한 다음, 두께 500mm, 폭 1200mm의 주괴를 DC 주조법으로 제작했다.
이어서, 표면을 평균 10mm의 두께로 면삭기에 의하여 깎아낸 후, 550℃에서, 약 5시간 균열 유지하고, 온도 400℃로 내렸을 때, 열간 압연기를 이용하여 두께 2.7mm의 압연판으로 했다.
또한, 연속 소둔기를 이용하여 열처리를 500℃에서 행한 후, 냉간 압연으로, 두께 0.24mm로 완성하여, JIS 1050재의 알루미늄 기재를 얻었다.
〔조면화 처리〕
이 알루미늄 기재를 폭 1030mm로 한 후, 하기 표 1에 나타내는 조면화 처리 조건으로 조면화 처리를 실시하고, 하기 표 1에 나타내는 보관 조건으로 보관함으로써, 하기 표 2에 평균 개구 직경의 요철 구조(대파 구조, 중파 구조, 소파 구조) 및 표면적차 ΔS를 가지며, 또한 하기 표 2에 나타내는 평균 막두께의 산화막을 갖는 산화막 포함 알루미늄 기재(담체 1~37)를 제작했다.
또한, 하기 표 1에 나타내는 조면화 처리 조건 및 보관 조건의 상세는 이하에 나타내는 바와 같이, 하기 표 1 및 표 2 중, "-"을 교부한 란은, 해당하는 요철 구조를 형성하는 조면화 처리를 실시하지 않아, 해당하는 요철 구조를 갖고 있지 않은 것을 의미한다.
<조건 L1>
도 7에 나타낸 장치를 사용하여, 연마제(퍼미스)와 물의 현탁액(비중 1.12)을 연마 슬러리액으로서 알루미늄 기재의 표면에 공급하면서, 회전하는 롤러상 나일론 브러시에 의하여 기계적 조면화 처리를 행했다.
도 7에 있어서, 51은 알루미늄 기재, 52는 롤러상 브러시, 53은 연마 슬러리액, 54는 지지 롤러이다. 연마제의 평균 입경은 40μm, 최대 입경은 100μm였다. 나일론 브러시의 재질은 6·10 나일론, 모의 길이는 50mm, 모의 직경은 0.3mm였다. 나일론 브러시는 φ300mm의 스테인리스제의 통에 구멍을 뚫어 조밀해지도록 식모했다. 회전 브러시는 3개 사용했다. 브러시 하부의 2개의 지지 롤러(φ200mm)의 거리는 300mm였다. 브러시 롤러는 브러시를 회전시키는 구동 모터의 부하가, 브러시 롤러를 알루미늄 기재에 억누르기 전의 부하에 대하여 7kW플러스가 될 때까지 억눌렀다. 브러시의 회전 방향은 알루미늄 기재의 이동 방향과 동일했다. 브러시의 회전수는 250rpm이었다. 또한, 표면을 알칼리 수용액으로 세정하고, 연마제의 잔사를 제거함과 함께, 표면이 급준한 부분을 용해하여, 수세 후, 황산 수용액으로 중화와 산 세정을 행하며, 그 후 수세 및 건조를 행했다. 수세 건조 후의 표면의 산술 평균 조도 Ra는 0.55μm였다.
<조건 L2>
교류 전압을 이용하여 연속적으로 전기 화학적인 조면화 처리를 행했다. 사용한 전해조는 도 6에 나타내는 것을 사용했다. 여기서는, 질산 농도=10g/l, 알루미늄 이온 농도=5g/l, 액 온도 35℃, 통전량을 애노드 측의 통전량 환산으로 600 c/dm2가 되도록 했다. 또한 표면을 알칼리 수용액으로 세정하고, 전해 조면화 시의 표면 잔차로서 남는 수산화 알루미늄을 주로 하는 스멋을 제거함과 함께, 표면이 급준한 부분을 용해하여, 수세 후, 황산 수용액으로 중화와 산 세정을 행하며, 그 후 수세 및 건조를 행했다. 수세 건조 후의 표면의 산술 평균 조도 Ra는 0.55μm였다.
<조건 L3>
교류 전원을 이용하여 연속적으로 전기 화학적인 조면화 처리를 행했다. 사용한 전해조는 도 6에 나타내는 것을 사용했다. 여기서는, 염산 농도=10g/l, 알루미늄 이온 농도=5g/l, 액 온도 35℃, 통전량을 애노드 측의 통전량 환산으로 600 c/dm2가 되도록 했다. 또한 표면을 알칼리 수용액으로 세정하고, 전해 조면화 시의 표면 잔차로서 남는 수산화 알루미늄을 주로 하는 스멋을 제거함과 함께, 표면이 급준한 부분을 용해하여, 수세 후, 황산 수용액으로 중화와 산 세정을 행하며, 그 후 수세 및 건조를 행했다. 수세 건조 후의 표면의 산술 평균 조도 Ra는 0.55μm였다.
<조건 L4>
알루미늄 기재의 최종 압연 공정에서, 알루미늄 기재의 표면에 조면을 전사했다.
알루미늄 기재의 제조 공정의 압연 공정에 있어서, 최종 압연을 조면화한 압연 롤로 행함으로써 알루미늄 기재의 표면에 조면을 전사한다. 압연 조건을 제어함으로써 알루미늄 기재 표면에 전사되는 조면의 조도를 제어한다.
여기서는, 원래의 알루미늄 기재의 산술 평균 조도 Ra가 0.12μm인 판을 사용하여, 전사 후, 표면을 알칼리 수용액으로 세정하고 전사 시에 발생한 금속 분말를 제거, 수세 후, 황산 수용액으로 중화와 산 세정을 행하며, 그 후 수세 및 건조를 행했다. 수세 건조 후의 표면의 산술 평균 조도 Ra가 0.55μm가 되도록 전사 조건을 설정했다.
<조건 M1>
60Hz의 교류 전압을 이용하여 연속적으로 전기 화학적인 조면화 처리를 행했다. 이때의 전해액은, 질산 9g/L 수용액(알루미늄 이온을 5g/L), 액온 50℃였다. 교류 전원 파형은 도 5에 나타낸 파형이며, 전류값이 제로부터 피크에 달할 때까지의 시간 TP가 0.8msec, duty비 1:1, 사다리꼴의 직사각형파 교류를 이용하여, 카본 전극을 반대극으로서 전기 화학적인 조면화 처리를 행했다. 보조 애노드에는 페라이트를 이용했다. 사용한 전해조는 도 6에 나타내는 것을 사용했다. 전류 밀도는 전류의 피크값으로 30A/dm2, 전기량은 알루미늄 기재가 양극 시의 전기량의 총합으로 180C/dm2였다. 보조 양극에는 전원으로부터 흐르는 전류의 5%를 분류시켰다. 그 후, 스프레이에 의한 수세를 행했다.
또한 표면을 알칼리 수용액으로 세정하고 전해 조면화 시의 표면 잔차로서 남는 수산화 알루미늄을 주로 하는 스멋을 제거함과 함께, 표면이 급준한 부분을 용해하여, 수세 후, 황산 수용액으로 중화와 산 세정을 행하며, 그 후 수세 및 건조를 행했다.
<조건 M2>
조건 M1과 동일한 교류 전원 파형 및 전해조를 사용하고, 전해액은, 질산 11g/L 수용액(알루미늄 이온을 5g/L), 액온 30℃, 전류 밀도는 전류의 피크값으로 30A/dm2, 전기량은 알루미늄 기재가 양극 시의 전기량의 총합으로 250C/dm2였다.
<조건 E1>
60Hz의 교류 전압을 이용하여 연속적으로 전기 화학적인 조면화 처리를 행했다. 이때의 전해액은, 염산 7.5g/L 수용액(알루미늄 이온을 5g/L 포함함), 온도 35℃였다. 교류 전원 파형은 도 5에 나타낸 파형이며, 전류값이 제로부터 피크에 달할 때까지의 시간 TP가 0.8msec, duty비 1:1, 사다리꼴의 직사각형파 교류를 이용하여, 카본 전극을 반대극으로서 전기 화학적 조면화 처리를 행했다. 보조 애노드에는 페라이트를 이용했다. 사용한 전해조는 도 6에 나타내는 것과 동형의 장치를 사용했다. 전류 밀도는 전류의 피크값으로 25A/dm2, 전기량은 알루미늄 기재가 양극 시의 전기량의 총합으로 70C/dm2였다. 그 후, 스프레이에 의한 수세를 행했다.
또한 표면을 알칼리 수용액으로 세정하고, 전해 조면화 시의 표면 잔차로서 남는 수산화 알루미늄을 주로 하는 스멋을 제거함과 함께, 표면이 급준한 부분을 용해하여, 수세 후, 황산 수용액으로 중화와 산 세정을 행하며, 그 후 수세 및 건조를 행했다.
<조건 E2>
조건 E1과 동일한 조건으로, 조면화 처리를 행한 후, 표면의 알칼리 수용액에 의한 세정은 행하지 않고, 전해 조면화 시의 표면 잔차로서 남는 수산화 알루미늄을 주로 하는 스멋을 황산 수용액으로 용해하여 제거하며, 그 후 수세 및 건조를 행했다.
〔보관 조건〕
<조건 K1>
조면화 처리 종료 시의, 최종 수세 후에, 표면의 수분을 열풍 건조로 제거하고, 25℃, 습도 70% 환경에서 3개월간 보존했다.
<조건 K2>
조면화 처리 종료 시의, 최종 수세 후에, 표면의 수분을 열풍 건조로 제거 후, 25℃, 습도 7% 환경에서 3개월간 보존했다.
<조건 K3>
조면화 처리 종료 시의, 최종 수세 후에, 자연 건조시키고, 60℃, 습도 85% 환경에서 3개월간 보존했다.
제작한 산화막 포함 알루미늄 기재(담체 1~37)에 대하여, 상술한 방법에 의하여, 오목부의 평균 개구 직경 및 표면적차 ΔS 및 산화막의 평균 막두께를 측정했다. 결과를 하기 표 2에 나타낸다.
[표 1]
Figure pct00001
[표 2]
Figure pct00002
[실시예 1~22 및 비교예 1~15]
제작한 산화막 포함 알루미늄 기재(담체 1~37)의 표면에, 가압 롤을 이용하여 Pd 20% 함유 카본 입자(평균 원상당 직경: 100nm 이하, 엔·이 켐캣사제)를 압착시키고, 두께 20μm가 되도록 담지한 담지체를 제작했다.
[실시예 23~70 및 비교예 16~21]
제작한 산화막 포함 알루미늄 기재(담체 1~9)의 표면에, 가압 롤을 이용하여, 하기 표 4 및 5에 나타내는 입자를 압착시켜 담지한 담지체를 제작했다.
또한, 하기 표 4 및 5에 나타내는 입자의 상세는 이하에 나타내는 바와 같다.
·은 이온 담지 제올라이트(평균 원상당 직경: 2μm, 시나넨 제오믹사제)
·지르코니아 입자(평균 원상당 직경: 50μm, 체적 고유 저항: 1013Ω·cm, 도소사제)
·질화 알루미늄 입자(평균 원상당 직경: 1μm, 열전도율: 150W/m·K, 도쿠야마사제)
·알루미나 입자(평균 원상당 직경: 4μm, 열전도율: 32W/m·K, 체적 고유 저항: 1013Ω·cm, 쇼와 덴코사제)
·카본 블랙(평균 원상당 직경: 100nm 이하, 광흡수율: 95%, 아사히 카본사제)
·TiO2(평균 원상당 직경: 0.3μm, 광반사율: 90%, 이시하라 산교사제)
[평가]
담지물과 담체의 밀착성에 대하여, 담지물의 탈락 유무에 대하여, 평가를 행했다.
구체적으로는, 가압 롤에 의하여 담지물을 압착시킨 직후, 건조시키고 추가로 1일 경과한 직후, 및 곡률 반경 10mm의 곡면을 따라 휨 가공(휨 시험)을 행한 직후의 3 단계에 있어서, 이하의 기준으로 평가했다. 결과를 하기 표 3~5에 나타낸다. 또한, A 및 B가 합격 레벨이다.
A: 육안으로 담지물의 탈락을 확인할 수 없는 경우
B: 알루미늄 기재 표면이 노출되지 않는 정도의 경미한 탈락이 발생한 경우
C: 알루미늄 기재 표면이 부분적으로 노출되는 탈락이 발생한 경우
[표 3]
Figure pct00003
[표 4]
Figure pct00004
[표 5]
Figure pct00005
표 1~5에 나타내는 결과로부터, 알루미늄 기재의 표면의 적어도 일부에 소정의 막두께의 산화막을 갖고, 또한 알루미늄 기재의 표면에 소정의 요철 구조를 갖는 산화막 포함 알루미늄 기재(담체 1~5, 7~17 및 19~24)를 이용함으로써, 휨 시험을 행한 후에 있어서도 담지물의 탈락을 억제할 수 있으며, 담체와 담지물의 밀착성이 우수한 알루미늄 복합 재료인 것을 알 수 있었다(실시예 1~70).
이에 대하여, 소정의 요철 구조를 갖지 않는 산화막 포함 알루미늄 기재(담체 6, 18, 30 및 37) 및 산화막의 막두께가 100nm 이상인 담체(담체 25~36)를 이용한 경우에는, 담지물을 압착시켜, 건조 후에 1일 경시(經時)한 단계에서 담지물의 탈락을 확인할 수 있으며, 담체와 담지물의 밀착성이 뒤떨어지는 알루미늄 복합 재료인 것을 알 수 있었다(비교예 1~21).
1 알루미늄 기재
2 산화막
3 산화막 포함 알루미늄 기재
4 담지물
5, 6 요철 구조
5a, 6a 오목부
5b, 6b 볼록부
10 알루미늄 복합 재료
11 알루미늄 기재
12 레이디얼 드럼 롤러
13a, 13b 주극
14 전해 처리액
15 전해액 공급구
16 슬릿
17 전해액 통로
18 보조 양극
19a, 19b 싸이리스터
20 교류 전원
21 주전해조
22 보조 양극조
51 알루미늄 기재
52 롤러상 브러시
53 연마 슬러리액
54 지지 롤러

Claims (17)

  1. 알루미늄 기재의 표면의 적어도 일부에 산화막을 갖는 산화막 포함 알루미늄 기재와, 상기 산화막 포함 알루미늄 기재의 표면에 담지되는 담지물을 갖는 알루미늄 복합 재료로서,
    상기 산화막의 평균 막두께가, 1nm 이상 100nm 미만이고,
    상기 알루미늄 기재의 상기 산화막 측의 표면이, 평균 개구 직경이 5μm 초과 100μm 이하인 오목부를 포함하는 요철 구조, 평균 개구 직경이 0.5μm 초과 5μm 이하인 오목부를 포함하는 요철 구조, 및 평균 개구 직경이 0.01μm 초과 0.5μm 이하인 오목부를 포함하는 요철 구조로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1개의 요철 구조를 갖는, 알루미늄 복합 재료.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 알루미늄 기재의 상기 산화막 측의 표면에 있어서의 표면적차 ΔS가 10% 이상인, 알루미늄 복합 재료.
    여기에서, 표면적차 ΔS는, 원자간력 현미경을 이용하여, 표면의 50μm×50μm의 범위를 512×512점 측정하여 얻어지는 3차원 데이터로부터 근사 3점법에 의하여 구해지는 실면적 Sx와, 기하학적 측정 면적 S0으로부터, 하기 식 (1)에 의하여 산출되는 값이다.
    ΔS=(Sx-S0)/S0×100(%) …(1)
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 담지물이 평균 원상당 직경이 100μm 미만의 입자인, 알루미늄 복합 재료.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 담지물의 열전도율이 100~2000W/m·K인, 알루미늄 복합 재료.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 담지물이 질화 알루미늄 입자, 은 입자, 카본 나노 튜브, 질화 붕소 나노 튜브, 구리 입자, 알루미늄 입자, 그래파이트와 구리와의 복합재 입자, 및 그래파이트와 알루미늄과의 복합재 입자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인, 알루미늄 복합 재료.
  6. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 담지물의 열전도율이 0.01~35W/m·K인, 알루미늄 복합 재료.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 담지물이 알루미나 입자, 중공 실리카 입자, 규산 칼슘 입자, 및 셀룰로스 섬유로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인, 알루미늄 복합 재료.
  8. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 담지물의 380~780nm의 파장에 있어서의 광흡수율이 70~95%인, 알루미늄 복합 재료.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 담지물이 카본 블랙, 그래파이트, 금속염, 유기 미립자, 및 유리 비즈로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인, 알루미늄 복합 재료.
  10. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 담지물의 380~780nm의 파장에 있어서의 광반사율이 70~98%인 알루미늄 복합 재료.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 담지물이 발포 폴리에틸렌테레프탈레이트, 발포 폴리프로필렌, 알루미나 입자, 산화 타이타늄 입자, 및 산화 아연 입자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인, 알루미늄 복합 재료.
  12. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 담지물이 고체 촉매인, 알루미늄 복합 재료.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 고체 촉매가, Pd 20% 함유 카본 입자, 구리 산화 아연 복합 입자, Ni 입자, 백금 알루미나 복합 입자, Mo와 V의 복합 산화물 입자, Co 산화물 입자, Mn 산화물 입자, Cr 산화물 입자, Fe 산화물 입자, Rh 입자, Pd 입자, 및 Ru 입자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 입자인, 알루미늄 복합 재료.
  14. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 담지물이 항균성의 입자인 알루미늄 복합 재료.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 항균성의 입자가, 구리 입자, 아연 입자, 은 입자, 및 은을 제올라이트에 담지시킨 입자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 입자인, 알루미늄 복합 재료.
  16. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 담지물의 체적 고유 저항이 109~1014Ω·cm인, 알루미늄 복합 재료.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 담지물이 운모, 알루미나 입자, 지르코니아 입자, 및 유리 입자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인, 알루미늄 복합 재료.
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