(57)【要約】  本発明は、担体と担持物との密着性に優れたアルミニウム複合材料を提供することを課題とする。本発明のアルミニウム複合材料は、アルミニウム基材の表面の少なくとも一部に酸化膜を有する酸化膜付きアルミニウム基材と、酸化膜付きアルミニウム基材の表面に担持される担持物と、を有するアルミニウム複合材料であって、酸化膜の平均膜厚が、１ｎｍ以上１００ｎｍ未満であり、アルミニウム基材の酸化膜側の表面が、平均開口径が５μｍ超１００μｍ以下の凹部を含む凹凸構造、平均開口径が０．５μｍ超５μｍ以下の凹部を含む凹凸構造、および、平均開口径が０．０１μｍ超０．５μｍ以下の凹部を含む凹凸構造からなる群から選択される少なくとも１つの凹凸構造を有する、アルミニウム複合材料である。
2018235659.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム基材の表面の少なくとも一部に酸化膜を有する酸化膜付きアルミニウム基材と、前記酸化膜付きアルミニウム基材の表面に担持される担持物と、を有するアルミニウム複合材料であって、
前記酸化膜の平均膜厚が、１ｎｍ以上１００ｎｍ未満であり、
前記アルミニウム基材の前記酸化膜側の表面が、平均開口径が５μｍ超１００μｍ以下の凹部を含む凹凸構造、平均開口径が０．５μｍ超５μｍ以下の凹部を含む凹凸構造、および、平均開口径が０．０１μｍ超０．５μｍ以下の凹部を含む凹凸構造からなる群から選択される少なくとも１つの凹凸構造を有する、アルミニウム複合材料。
【請求項２】
前記アルミニウム基材の前記酸化膜側の表面における表面積差ΔＳが１０％以上である、請求項１に記載のアルミニウム複合材料。
ここで、表面積差ΔＳは、原子間力顕微鏡を用いて、表面の５０μｍ×５０μｍの範囲を５１２×５１２点測定して得られる３次元データから近似三点法により求められる実面積Ｓｘと、幾何学的測定面積Ｓ０とから、下記式（１）により算出される値である。
ΔＳ＝（Ｓｘ−Ｓ０）／Ｓ０×１００（％）  ・・・（１）
【請求項３】
前記担持物が、平均円相当直径が１００μｍ未満の粒子である、請求項１または２に記載のアルミニウム複合材料。
【請求項４】
前記担持物の熱伝導率が、１００〜２０００Ｗ／ｍ・Ｋである、請求項１〜３のいずれか１項に記載のアルミニウム複合材料。
【請求項５】
前記担持物が、窒化アルミニウム粒子、銀粒子、カーボンナノチューブ、窒化ホウ素ナノチューブ、銅粒子、アルミニウム粒子、グラファイトと銅との複合材粒子、および、グラファイトとアルミニウムとの複合材粒子からなる群から選択される少なくとも１種である、請求項４に記載のアルミニウム複合材料。
【請求項６】
前記担持物の熱伝導率が、０．０１〜３５Ｗ／ｍ・Ｋである、請求項１〜３のいずれか１項に記載のアルミニウム複合材料。
【請求項７】
前記担持物が、アルミナ粒子、中空シリカ粒子、ケイ酸カルシウム粒子、および、セルロースファイバーからなる群から選択される少なくとも１種である、請求項６に記載のアルミニウム複合材料。
【請求項８】
前記担持物の３８０〜７８０ｎｍの波長における光吸収率が、７０〜９５％である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のアルミニウム複合材料。
【請求項９】
前記担持物が、カーボンブラック、グラファイト、金属塩、有機微粒子、および、ガラスビーズからなる群から選択される少なくとも１種である、請求項８に記載のアルミニウム複合材料。
【請求項１０】
前記担持物の３８０〜７８０ｎｍの波長における光反射率が、７０〜９８％である請求項１〜３のいずれか１項に記載のアルミニウム複合材料。
【請求項１１】
前記担持物が、発泡ポリエチレンテレフタレート、発泡ポリプロピレン、アルミナ粒子、酸化チタン粒子、および、酸化亜鉛粒子からなる群から選択される少なくとも１種である、請求項１０に記載のアルミニウム複合材料。
【請求項１２】
前記担持物が、固体触媒である、請求項１または２に記載のアルミニウム複合材料。
【請求項１３】
前記固体触媒が、Ｐｄ２０％含有カーボン粒子、銅酸化亜鉛複合粒子、Ｎｉ粒子、白金アルミナ複合粒子、ＭｏとＶの複合酸化物粒子、Ｃｏ酸化物粒子、Ｍｎ酸化物粒子、Ｃｒ酸化物粒子、Ｆｅ酸化物粒子、Ｒｈ粒子、Ｐｄ粒子、および、Ｒｕ粒子からなる群から選択される少なくとも１種の粒子である、請求項１２に記載のアルミニウム複合材料。
【請求項１４】
前記担持物が、抗菌性の粒子である請求項１または２に記載のアルミニウム複合材料。
【請求項１５】
前記抗菌性の粒子が、銅粒子、亜鉛粒子、銀粒子、および、銀をゼオライトに担持させた粒子からなる群から選択される少なくとも１種の粒子である、請求項１４に記載のアルミニウム複合材料。
【請求項１６】
前記担持物の体積固有抵抗が、１０９〜１０１４Ω・ｃｍである、請求項１〜３のいずれか１項に記載のアルミニウム複合材料。
【請求項１７】
前記担持物が、雲母、アルミナ粒子、ジルコニア粒子、および、ガラス粒子からなる群から選択される少なくとも１種である、請求項１６に記載のアルミニウム複合材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム複合材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
触媒等の担持物を担持させる担体については、種々の材料が知られている。
例えば、特許文献１では、平均波長５〜１００μｍの凹凸、平均波長０．５〜５μｍの凹凸および平均波長０．０１〜０．５μｍの凹凸からなる群から選ばれる少なくとも一つを表面に有する多孔質アルミナ担体が記載されている（［請求項１］）。
また、特許文献２には、「波形又は凹凸状にプレス成形され、周縁にヨーク状突起又はバリをもつ貫通孔が上記波形又は凹凸状の山部又は谷部に穿設されたステンレス鋼帯を渦巻き状に巻き込んだ構造をもち、かつ上記ステンレス鋼帯の表面にアルミニウム酸化物皮膜が形成されている触媒担体」が記載されている（［請求項１］）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２４５１１６号公報
【特許文献２】特開２０１５−１５７２７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者は、特許文献１および２などに記載された触媒等の担持物を担持させた担持体について検討したところ、担体と担持物との密着性が不十分であり、特に、長期間使用した場合や、曲げ応力が加わった場合などに、担体から担持物が脱落してしまう問題があることを明らかとした。
そこで、本発明は、担体と担持物との密着性に優れたアルミニウム複合材料を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、上記課題を達成すべく鋭意研究した結果、アルミニウム基材の表面の少なくとも一部に所定の膜厚の酸化膜を有し、かつ、アルミニウム基材の表面に所定の凹凸構造を有する酸化膜付きアルミニウム基材が、担持物との密着性に優れていることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、以下の構成により上記課題を達成することができることを見出した。【０００６】
［１］  アルミニウム基材の表面の少なくとも一部に酸化膜を有する酸化膜付きアルミニウム基材と、酸化膜付きアルミニウム基材の表面に担持される担持物と、を有するアルミニウム複合材料であって、
酸化膜の平均膜厚が、１ｎｍ以上１００ｎｍ未満であり、
アルミニウム基材の酸化膜側の表面が、平均開口径が５μｍ超１００μｍ以下の凹部を含む凹凸構造、平均開口径が０．５μｍ超５μｍ以下の凹部を含む凹凸構造、および、平均開口径が０．０１μｍ超０．５μｍ以下の凹部を含む凹凸構造からなる群から選択される少なくとも１つの凹凸構造を有する、アルミニウム複合材料。
［２］  アルミニウム基材の酸化膜側の表面における表面積差ΔＳが１０％以上である、［１］に記載のアルミニウム複合材料。
ここで、表面積差ΔＳは、原子間力顕微鏡を用いて、表面の５０μｍ×５０μｍの範囲を５１２×５１２点測定して得られる３次元データから近似三点法により求められる実面積Ｓｘと、幾何学的測定面積Ｓ０とから、下記式（１）により算出される値である。
ΔＳ＝（Ｓｘ−Ｓ０）／Ｓ０×１００（％）  ・・・（１）【０００７】
［３］  担持物が、平均円相当直径が１００μｍ未満の粒子である、［１］または［２］に記載のアルミニウム複合材料。
［４］  担持物の熱伝導率が、１００〜２０００Ｗ／ｍ・Ｋである、［１］〜［３］のいずれかに記載のアルミニウム複合材料。
［５］  担持物が、窒化アルミニウム粒子、銀粒子、カーボンナノチューブ、窒化ホウ素ナノチューブ、銅粒子、アルミニウム粒子、グラファイトと銅との複合材粒子、および、グラファイトとアルミニウムとの複合材粒子からなる群から選択される少なくとも１種である、［４］に記載のアルミニウム複合材料。
［６］  担持物の熱伝導率が、０．０１〜３５Ｗ／ｍ・Ｋである、［１］〜［３］のいずれかに記載のアルミニウム複合材料。
［７］  担持物が、アルミナ粒子、中空シリカ粒子、ケイ酸カルシウム粒子、および、セルロースファイバーからなる群から選択される少なくとも１種である、［６］に記載のアルミニウム複合材料。
［８］  担持物の３８０〜７８０ｎｍの波長における光吸収率が、７０〜９５％である、［１］〜［３］のいずれかに記載のアルミニウム複合材料。
［９］  担持物が、カーボンブラック、グラファイト、金属塩、有機微粒子、および、ガラスビーズからなる群から選択される少なくとも１種である、［８］に記載のアルミニウム複合材料。
［１０］  担持物の３８０〜７８０ｎｍの波長における光反射率が、７０〜９８％である［１］〜［３］のいずれかに記載のアルミニウム複合材料。
［１１］  担持物が、発泡ポリエチレンテレフタレート、発泡ポリプロピレン、アルミナ粒子、酸化チタン粒子、および、酸化亜鉛粒子からなる群から選択される少なくとも１種である、［１０］に記載のアルミニウム複合材料。
［１２］  担持物が、固体触媒である、［１］または［２］に記載のアルミニウム複合材料。
［１３］  固体触媒が、Ｐｄ２０％含有カーボン粒子、銅酸化亜鉛複合粒子、Ｎｉ粒子、白金アルミナ複合粒子、ＭｏとＶの複合酸化物粒子、Ｃｏ酸化物粒子、Ｍｎ酸化物粒子、Ｃｒ酸化物粒子、Ｆｅ酸化物粒子、Ｒｈ粒子、Ｐｄ粒子、および、Ｒｕ粒子からなる群から選択される少なくとも１種の粒子である、［１２］に記載のアルミニウム複合材料。
［１４］  担持物が、抗菌性の粒子である［１］または［２］に記載のアルミニウム複合材料。
［１５］  抗菌性の粒子が、銅粒子、亜鉛粒子、銀粒子、および、銀をゼオライトに担持させた粒子からなる群から選択される少なくとも１種の粒子である、［１４］に記載のアルミニウム複合材料。
［１６］  担持物の体積固有抵抗が、１０９〜１０１４Ω・ｃｍである、［１］〜［３］のいずれかに記載のアルミニウム複合材料。
［１７］  担持物が、雲母、アルミナ粒子、ジルコニア粒子、および、ガラス粒子からなる群から選択される少なくとも１種である、［１６］に記載のアルミニウム複合材料。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、担体と担持物との密着性に優れたアルミニウム複合材料を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明のアルミニウム複合材料の一例を示す模式的な断面図である。
【図２】図２は、アルミニウム基材の酸化膜側の表面における凹凸構造の一例を示す模式的な断面図である。
【図３】図３は、アルミニウム基材の酸化膜側の表面における凹凸構造の他の一例を示す模式的な断面図である。
【図４】図４は、アルミニウム基材の酸化膜側の表面における凹凸構造の他の一例を示す模式的な断面図である。
【図５】図５は、アルミニウム基材の電気化学的粗面化処理に用いられる交番波形電流波形図の一例を示すグラフである。
【図６】図６は、アルミニウム基材の作製における交流を用いた電気化学的粗面化処理におけるラジアル型セルの一例を示す概略図である。
【図７】図７は、アルミニウム基材の作製における機械粗面化処理に用いられるブラシグレイニングの工程の概念を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明について詳細に説明する。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
なお、本願明細書において、「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
【００１１】
本発明のアルミニウム複合材料は、アルミニウム基材の表面の少なくとも一部に酸化膜を有する酸化膜付きアルミニウム基材と、酸化膜付きアルミニウム基材（以下、「担体」ともいう。）の表面に担持される担持物と、を有する。
また、本発明のアルミニウム複合材料は、酸化膜の平均膜厚が、１ｎｍ以上１００ｎｍ未満である。
また、本発明のアルミニウム複合材料は、アルミニウム基材の酸化膜側の表面（以下、「酸化膜側表面」ともいう。）が、平均開口径が５μｍ超１００μｍ以下の凹部を含む凹凸構造、平均開口径が０．５μｍ超５μｍ以下の凹部を含む凹凸構造、および、平均開口径が０．０１μｍ超０．５μｍ以下の凹部を含む凹凸構造からなる群から選択される少なくとも１つの凹凸構造（以下、「所定の凹凸構造」ともいう。）を有する。
【００１２】
図１に、本発明のアルミニウム複合材料の一例を模式的な断面図で示す。
図１に示すアルミニウム複合材料１０は、アルミニウム基材１の表面に酸化膜２を有する酸化膜付きアルミニウム基材３と、酸化膜付きアルミニウム基材３の表面に担持される担持物４と、を有する。
また、図１に示すアルミニウム複合材料１０は、アルミニウム基材１の酸化膜側表面が所定の凹凸構造を有している。
【００１３】
本発明においては、上述した通り、アルミニウム基材の表面の少なくとも一部に所定の膜厚の酸化膜を有する酸化膜付きアルミニウム基材において、アルミニウム基材の酸化膜側の表面に所定の凹凸構造を設けることにより、担持物との密着性が良好となる。
これは、詳細には明らかではないが、本発明者は以下のように推測している。
すなわち、アルミニウム基材の表面に所定の凹凸構造を有することにより、担持物が全体として保持されやすくなり、また、アルミニウム基材の表面に所定の膜厚の酸化膜を有することにより、加圧などにより担持物を担持させる際に、酸化膜が剥離することなく、担持物が酸化膜の一部を突き破ることが可能となり、その結果、担持物の一部がアルミニウム基材の表面に食い込むことにより、密着性が良好になったと考えられる。
以下、本発明のアルミニウム複合材料の各構成要件について詳細に説明する。
【００１４】
［アルミニウム基材］
本発明のアルミニウム複合材料が有するアルミニウム基材は、特に限定されず、その具体例としては、純アルミニウム基材；アルミニウムを主成分（５０質量％超）とし、微量の異元素を含む合金基材；低純度のアルミニウム（例えば、リサイクル材料）に高純度アルミニウムを蒸着させた基材；シリコンウエハー、石英およびガラスなどの表面に、蒸着およびスパッタなどの方法により高純度アルミニウムを被覆させた基材；等が挙げられる。
また、合金基材に含まれてもよい異元素としては、具体的には、例えば、ケイ素、鉄、銅、マンガン、マグネシウム、クロム、亜鉛、ビスマス、ニッケル、チタン等が挙げられ、合金中の異元素の含有量は１０質量％以下であることが好ましい。
また、基材を構成するアルミニウムは、後述する表面処理の均一性などの観点から、その純度が９７％以上であるのが好ましく、９８％以上がより好ましく、９９％以上が更に好ましく、９９．５％以上が特に好ましい。
【００１５】
アルミニウム基材としては、例えば、アルミニウムハンドブック第４版（１９９０年、軽金属協会発行）に記載されている従来公知の素材を用いることができ、具体的には、ＪＩＳ Ａ１０５０、ＪＩＳ Ａ１１００、ＪＩＳ Ａ１０７０、Ｍｎを含むＪＩＳ Ａ３００４、国際登録合金 ３１０３Ａ等のＡｌ−Ｍｎ系アルミニウム基材を適宜用いることができる。
また、引張強度を向上させる観点から、０．１質量％以上のマグネシウムを添加したＡｌ−Ｍｇ系合金、Ａｌ−Ｍｎ−Ｍｇ系合金（ＪＩＳ Ａ３００５）を用いることもできる。
更に、Ｚｒを添加したＡｌ−Ｚｒ系合金、Ｓｉを添加したＡｌ−Ｓｉ系合金、ＭｇおよびＳｉを添加したＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金を用いることもできる。
【００１６】
アルミニウム合金を板材とするには、例えば、下記の方法を採用することができる。
まず、所定の合金成分含有量に調製したアルミニウム合金溶湯に、常法に従い、清浄化処理を行い、鋳造する。
清浄化処理としては、溶湯中の水素等の不要ガスを除去するために、フラックス処理、アルゴンガス、塩素ガス等を用いる脱ガス処理；セラミックチューブフィルタ、セラミックフォームフィルタ等のいわゆるリジッドメディアフィルタや、アルミナフレーク、アルミナボール等をろ材とするフィルタや、グラスクロスフィルタ等を用いるフィルタリング処理；脱ガス処理とフィルタリング処理とを組み合わせた処理；などが挙げられる。
これらの清浄化処理は、溶湯中の非金属介在物、酸化物等の異物による欠陥や、溶湯に溶け込んだガスによる欠陥を防ぐために実施されることが好ましい。
【００１７】
ついで、上述したように清浄化処理を施された溶湯を用いて鋳造を行う。
鋳造方法に関しては、半連続（Direct Chill：ＤＣ）鋳造法に代表される固定鋳型を用いる方法と、連続鋳造法に代表される駆動鋳型を用いる方法があり、いずれの方法を用いてもよい。
ＤＣ鋳造を行った場合、板厚３００〜８００ｍｍの鋳塊を製造することができる。その鋳塊を、常法に従い、必要に応じて面削を行い、通常、表層の１〜３０ｍｍ、好ましくは１〜１０ｍｍを切削する。その前後において、必要に応じて、均熱化処理を行う。その後、熱間圧延、冷間圧延を行ってアルミニウム基材の圧延板とする。熱間圧延の前もしくは後、またはその途中において、中間焼鈍処理を行ってもよい。中間焼鈍処理の条件は、バッチ式焼鈍炉や連続焼鈍炉を用いることができる。
【００１８】
以上の工程によって、所定の厚さに仕上げられたアルミニウム基材は、更にローラレベラ、テンションレベラ等の矯正装置によって平面性を改善してもよい。
平面性の改善は、アルミニウム基材をシート状にカットした後に行ってもよいが、生産性を向上させるためには、連続したコイルの状態で行うことが好ましい。
また、所定の板幅に加工するため、スリッタラインを通してもよい。
また、アルミニウム基材同士の摩擦による傷の発生を防止するために、アルミニウム基材の表面に薄い油膜を設けてもよい。油膜には、必要に応じて、揮発性のものや、不揮発性のものが適宜用いられる。
【００１９】
本発明においては、上記アルミニウム基材は、アルミニウムウェブであってもよく、枚葉状シートであってもよい。
また、上記アルミニウム基材の厚みは、０．０１〜１．０ｍｍ程度であることが好ましく、０．０２〜０．５ｍｍであることがより好ましく、０．１〜０．４ｍｍであることが更に好ましい。この厚さは、担持物の用途により適宜変更することができる。
【００２０】
〔凹凸構造〕
アルミニウム基材の酸化膜側表面は、平均開口径が５μｍ超１００μｍ以下の凹部を含む凹凸構造（以下、「大波構造」ともいう。）、平均開口径が０．５μｍ超５μｍ以下の凹部を含む凹凸構造（以下、「中波構造」ともいう。）、および、平均開口径が０．０１μｍ超０．５μｍ以下の凹部を含む凹凸構造（以下、「小波構造」ともいう。）からなる群から選択される少なくとも１つの凹凸構造を有する。
【００２１】
ここで、上記大波構造、上記中波構造および上記小波構造の平均開口径の測定方法は、以下の通りである。
（１）大波構造の平均開口径
触針式粗さ計で２次元粗さ測定を行い、ＩＳＯ４２８７に規定されている平均山間隔Ｓｍを５回測定し、その平均値を平均開口径とする。
なお、大波構造の平均開口径は、８〜８０μｍであることが好ましく、１０〜７０μｍであることがより好ましい。
（２）中波構造の平均開口径
高分解能走査型電子顕微鏡（Scanning Electron Microscope：ＳＥＭ）を用いてアルミニウム基材の表面を真上から倍率２０００倍で撮影し、得られたＳＥＭ写真において、周囲が環状に連なっている中波構造の凹部を少なくとも５０個抽出し、その直径を読み取って開口径とし、平均開口径を算出する。
なお、中波構造の平均開口径は、１〜５μｍであることが好ましく、２〜４μｍであることがより好ましい。
（３）小波構造の平均開口径（平均波長）
高分解能走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いてアルミニウム基材の表面を真上から倍率５００００倍で撮影し、得られたＳＥＭ写真において、小波構造の凹部を少なくとも５０個抽出し、その直径を読み取って開口径とし、平均開口径を算出する。
なお、小波構造の平均開口径は、０．０２〜０．４０μｍであることが好ましく、０．０５〜０．２０μｍであることがより好ましい。
【００２２】
図２〜図４に、アルミニウム基材の酸化膜側表面における凹凸構造の一例を模式的な断面図で示す。
図２に示すアルミニウム基材１の酸化膜側表面は、平均開口径５μｍ超１００μｍ以下の凹部５ａおよび凸部５ｂを含む凹凸構造（大波構造）５の表面を有するものである。
ここで、図２に示す通り、凹部５ａの開口径は、凹部５ａ（凹部５ａを形成する環状に連なる周囲）の直径であり、平均開口径とは、その平均である。
また、凹部を含む凹凸構造とは、図２に示すように波型の構造のものであってもよく、図３に示すように凸部５ｂが表面の平坦部分で構成される凹部の繰り返し構造であってもよい。
【００２３】
本発明においては、担持物との密着性がより良好となる理由から、大波構造、中波構造および小波構造のうち、少なくとも２つの構造が重畳された凹凸構造を有していることが好ましく、３つの構造が重畳された凹凸構造を有していることがより好ましい。
具体的には、図４に示す通り、アルミニウム基材１の酸化膜側表面が、平均開口径が５μｍ超１００μｍ以下の凹部５ａおよび凸部５ｂを含む凹凸構造（大波構造）５に、平均開口径が０．５μｍ超５μｍ以下の凹部６ａおよび凸部６ｂを含む凹凸構造（中波構造）６が重畳された凹凸構造を有していることが好ましい。
ここで、大波構造に中波構造が重畳された凹凸構造は、図４に示す通り、中波構造は大波構造の表面に均一に形成されていることが好ましい。また、図示しないが、小波構造を有する場合、小波構造と中波構造とが重畳する場合、小波構造は中波構造の表面に均一に形成されることが好ましく、小波構造と大波構造とが重畳する場合、小波構造は大波構造の表面に均一に形成されることが好ましい。
【００２４】
〔表面積差ΔＳ〕
本発明においては、担持物との密着性がより良好となる理由から、アルミニウム基材の酸化膜側表面における表面積差ΔＳが１０％以上であることが好ましく、２０％以上であることがより好ましく、３０％以上であることが更に好ましい。
ここで、表面積差ΔＳは、原子間力顕微鏡を用いて、表面の５０μｍ×５０μｍの範囲を５１２×５１２点測定して得られる３次元データから近似三点法により求められる実面積Ｓｘと、幾何学的測定面積Ｓ０とから、下記式（１）により算出される値である。
ΔＳ＝（Ｓｘ−Ｓ０）／Ｓ０×１００（％）  ・・・（１）
【００２５】
本発明においては、表面積差ΔＳを求めるために、原子間力顕微鏡（Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：ＡＦＭ）により表面形状を測定し、３次元データを求める。測定は、例えば、以下の条件で行うことができる。
すなわち、アルミニウム基材を１ｃｍ角の大きさに切り取って、ピエゾスキャナー上の水平な試料台にセットし、カンチレバーを試料表面にアプローチし、原子間力が働く領域に達したところで、ＸＹ方向にスキャンし、その際、試料の凹凸をＺ方向のピエゾの変位でとらえる。ピエゾスキャナーは、ＸＹ方向について１５０μｍ、Ｚ方向について１０μｍ、走査可能なものを使用する。カンチレバーは共振周波数１２０〜１５０ｋＨｚ、バネ定数１２〜２０Ｎ／ｍのもの（ＳＩ−ＤＦ２０、ＮＡＮＯＰＲＯＢＥ社製）を用い、ＤＦＭモード（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｏｄｅ）で測定する。また、求めた３次元データを最小二乗近似することにより試料のわずかな傾きを補正し基準面を求める。計測の際は、表面の５０μｍ×５０μｍの範囲を５１２×５１２点測定する。ＸＹ方向の分解能は０．１μｍ、Ｚ方向の分解能は１ｎｍ、スキャン速度は６０μｍ／ｓｅｃとする。
上記で求められた３次元データ（ｆ（ｘ，ｙ））を用い、隣り合う３点を抽出し、その３点で形成される微小三角形の面積の総和を求め、実面積Ｓxとする。表面積差ΔＳは、得られた実面積Ｓｘと幾何学的測定面積Ｓ０とから、上記式（１）により求められる。
【００２６】
〔アルミニウム基材の作製方法〕
アルミニウム基材の作製方法は、酸化膜表面に上述した凹凸構造を形成することができれば特に限定されないが、例えば、粗面化処理を含む表面処理を施す方法が挙げられる。
【００２７】
＜表面処理＞
上述した表面形状を形成させるための代表的方法として、例えば、アルミニウム基材に機械的粗面化処理、アルカリエッチング処理、酸によるデスマット処理および電解液を用いた電気化学的粗面化処理を順次施す方法；アルミニウム基材に機械的粗面化処理、アルカリエッチング処理、酸によるデスマット処理および異なる電解液を用いた電気化学的粗面化処理を複数回施す方法；アルミニウム基材にアルカリエッチング処理、酸によるデスマット処理および電解液を用いた電気化学的粗面化処理を順次施す方法；アルミニウム基材にアルカリエッチング処理、酸によるデスマット処理および異なる電解液を用いた電気化学的粗面化処理を複数回施す方法；等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。これらの方法において、電気化学的粗面化処理の後、更に、アルカリエッチング処理および酸によるデスマット処理を施してもよい。
【００２８】
具体的には、他の処理（アルカリエッチング処理等）の条件にもよるが、大波構造、中波構造および小波構造が重畳した表面形状を形成させるには、機械的粗面化処理、硝酸を主体とする電解液を用いた電気化学的粗面化処理および塩酸を主体とする電解液を用いた電気化学的粗面化処理を順次施す方法が好適に挙げられる。
以下、表面処理の各工程について、詳細に説明する。
【００２９】
（機械的粗面化処理）
機械的粗面化処理は、電気化学的粗面化処理と比較して、より安価に、平均開口径が５μｍ超１００μｍ以下の凹部を含む凹凸構造を形成することができるため、大波構造を形成させる粗面化処理の手段として有効である。
機械的粗面化処理方法としては、例えば、アルミニウム表面を金属ワイヤーでひっかくワイヤーブラシグレイン法、研磨球と研磨剤でアルミニウム表面を砂目立てするボールグレイン法、特開平６−１３５１７５号公報および特公昭５０−４００４７号公報に記載されているナイロンブラシと研磨剤で表面を砂目立てするブラシグレイン法を用いることができる。
また、凹凸面をアルミニウム基材に圧接する転写方法を用いることもできる。即ち、特開昭５５−７４８９８号、特開昭６０−３６１９５号、特開昭６０−２０３４９６号の各公報に記載されている方法のほか、転写を数回行うことを特徴とする特開平６−５５８７１号公報、表面が弾性であることを特徴とする特開平６−２４１６８号公報に記載されている方法も適用可能である。
そのほかにも、機械的粗面化処理としては、特開昭６１−１６２３５１号公報、特開昭６３−１０４８８９号公報等に記載されている方法を用いることもできる。
本発明においては、生産性等を考慮して上述したそれぞれの方法を併用することもできる。
【００３０】
以下、機械的粗面化処理として好適に用いられるブラシグレイン法について説明する。
ブラシグレイン法は、一般に、円柱状の胴の表面に、ナイロン（商標）、プロピレン、塩化ビニル樹脂等の合成樹脂からなる合成樹脂毛等のブラシ毛を多数植設したローラ状ブラシを用い、回転するローラ状ブラシに研磨剤を含有するスラリー液を噴きかけながら、上記アルミニウム基材の表面の一方または両方を擦ることにより行う方法である。
上記ローラ状ブラシおよびスラリー液の代わりに、表面に研磨層を設けたローラである研磨ローラを用いることもできる。
ローラ状ブラシを用いる場合、曲げ弾性率が好ましくは１，０００〜４，０００ＭＰａ、より好ましくは１，５００〜３，５００ＭＰａであり、かつ、毛腰の強さが好ましくは５Ｎ以下、より好ましくは４Ｎ以下であるブラシ毛を用いる。ブラシ毛の直径は、一般的には、０．２〜０．９ｍｍである。ブラシ毛の長さは、ローラ状ブラシの外径および胴の直径に応じて適宜決定することができるが、一般的には、１０〜１００ｍｍである。
【００３１】
研磨剤は公知の物を用いることができる。例えば、パミストン、ケイ砂、水酸化アルミニウム、アルミナ粉、炭化ケイ素、窒化ケイ素、火山灰、カーボランダム、金剛砂等の研磨剤；これらの混合物を用いることができる。
【００３２】
機械的粗面化処理に適した装置としては、例えば、特公昭５０−４００４７号公報に記載された装置を挙げることができる。
【００３３】
（電気化学的粗面化処理）
電気化学的粗面化処理（以下、「電解粗面化処理」ともいう。）には、通常の交流を用いた電気化学的粗面化処理に用いられる電解液を用いることができる。中でも、塩酸または硝酸を主体とする電解液を用いるのが、上述した表面形状を得やすいので好ましい。
【００３４】
電解粗面化処理は、例えば、特公昭４８−２８１２３号公報および英国特許第８９６，５６３号明細書に記載されている電気化学的グレイン法（電解グレイン法）に従うことができる。この電解グレイン法は、正弦波形の交流電流を用いるものであるが、特開昭５２−５８６０２号公報に記載されているような特殊な波形を用いて行ってもよい。また、特開平３−７９７９９号公報に記載されている波形を用いることもできる。また、特開昭５５−１５８２９８号、特開昭５６−２８８９８号、特開昭５２−５８６０２号、特開昭５２−１５２３０２号、特開昭５４−８５８０２号、特開昭６０−１９０３９２号、特開昭５８−１２０５３１号、特開昭６３−１７６１８７号、特開平１−５８８９号、特開平１−２８０５９０号、特開平１−１１８４８９号、特開平１−１４８５９２号、特開平１−１７８４９６号、特開平１−１８８３１５号、特開平１−１５４７９７号、特開平２−２３５７９４号、特開平３−２６０１００号、特開平３−２５３６００号、特開平４−７２０７９号、特開平４−７２０９８号、特開平３−２６７４００号、特開平１−１４１０９４の各公報に記載されている方法も適用できる。また、前述のほかに、電解コンデンサーの製造方法として提案されている特殊な周波数の交番電流を用いて電解することも可能である。例えば、特開昭５８−２０７４００号公報、米国特許第４，２７６，１２９号明細書および同第４，６７６，８７９号明細書に記載されている。
【００３５】
電解槽および電源については、種々提案されているが、米国特許第４２０３６３７号明細書、特開昭５６−１２３４００号、特開昭５７−５９７７０号、特開昭５３−１２７３８号、特開昭５３−３２８２１号、特開昭５３−３２８２２号、特開昭５３−３２８２３号、特開昭５５−１２２８９６号、特開昭５５−１３２８８４号、特開昭６２−１２７５００号、特開平１−５２１００号、特開平１−５２０９８号、特開昭６０−６７７００号、特開平１−２３０８００号、特開平３−２５７１９９号の各公報等に記載されているものを用いることができる。また、特開昭５２−５８６０２号、特開昭５２−１５２３０２号、特開昭５３−１２７３８号、特開昭５３−１２７３９号、特開昭５３−３２８２１号、特開昭５３−３２８２２号、特開昭５３−３２８３３号、特開昭５３−３２８２４号、特開昭５３−３２８２５号、特開昭５４−８５８０２号、特開昭５５−１２２８９６号、特開昭５５−１３２８８４号、特公昭４８−２８１２３号、特公昭５１−７０８１号、特開昭５２−１３３８３８号、特開昭５２−１３３８４０号号、特開昭５２−１３３８４４号、特開昭５２−１３３８４５号、特開昭５３−１４９１３５号、特開昭５４−１４６２３４号の各公報等に記載されているもの等も用いることができる。
【００３６】
電解液である酸性溶液としては、硝酸、塩酸のほかに、米国特許第４，６７１，８５９号、同第４，６６１，２１９号、同第４，６１８，４０５号、同第４，６００，４８２号、同第４，５６６，９６０号、同第４，５６６，９５８号、同第４，５６６，９５９号、同第４，４１６，９７２号、同第４，３７４，７１０号、同第４，３３６，１１３号、同第４，１８４，９３２号の各明細書等に記載されている電解液を用いることもできる。
【００３７】
酸性溶液の濃度は０．５〜２．５質量％であるのが好ましいが、上記のスマット除去処理での使用を考慮すると、０．７〜２．０質量％であるのが特に好ましい。また、液温は２０〜８０℃であるのが好ましく、３０〜６０℃であるのがより好ましい。
【００３８】
塩酸または硝酸を主体とする水溶液は、濃度１〜１００ｇ／Ｌの塩酸または硝酸の水溶液に、硝酸アルミニウム、硝酸ナトリウム、硝酸アンモニウム等の硝酸イオンを有する硝酸化合物または塩化アルミニウム、塩化ナトリウム、塩化アンモニウム等の塩酸イオンを有する塩酸化合物の少なくとも一つを１ｇ／Ｌから飽和するまでの範囲で添加して使用することができる。また、塩酸または硝酸を主体とする水溶液には、鉄、銅、マンガン、ニッケル、チタン、マグネシウム、シリカ等のアルミニウム合金中に含まれる金属が溶解していてもよい。好ましくは、塩酸または硝酸の濃度０．５〜２質量％の水溶液にアルミニウムイオンが３〜５０ｇ／Ｌとなるように、塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム等を添加した液を用いることが好ましい。
【００３９】
更に、Ｃｕと錯体を形成しうる化合物を添加して使用することによりＣｕを多く含有するアルミニウム基材に対しても均一な砂目立てが可能になる。Ｃｕと錯体を形成しうる化合物としては、例えば、アンモニア；メチルアミン、エチルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、トリメチルアミン、シクロヘキシルアミン、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ＥＤＴＡ（エチレンジアミン四酢酸）等のアンモニアの水素原子を炭化水素基（脂肪族、芳香族等）等で置換して得られるアミン類；炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム等の金属炭酸塩類が挙げられる。また、硝酸アンモニウム、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、リン酸アンモニウム、炭酸アンモニウム等のアンモニウム塩も挙げられる。温度は１０〜６０℃が好ましく、２０〜５０℃がより好ましい。
【００４０】
電気化学的粗面化処理に用いられる交流電源波は、特に限定されず、サイン波、矩形波、台形波、三角波等が用いられるが、矩形波または台形波が好ましく、台形波が特に好ましい。台形波とは、図５に示したものをいう。この台形波において電流がゼロからピークに達するまでの時間（ＴＰ）は１〜３ｍｓｅｃであるのが好ましい。
【００４１】
台形波交流のｄｕｔｙ比は１：２〜２：１のものが使用可能であるが、特開平５−１９５３００号公報に記載されているように、アルミニウムにコンダクタロールを用いない間接給電方式においてはｄｕｔｙ比が１：１のものが好ましい。台形波交流の周波数は０．１〜１２０Ｈｚのものを用いることが可能であるが、５０〜７０Ｈｚが設備上好ましい。
【００４２】
電解槽には１個以上の交流電源を接続することができる。主極に対向するアルミニウム基材に加わる交流の陽極と陰極との電流比をコントロールし、均一な砂目立てを行うことと、主極のカーボンを溶解することとを目的として、図６に示したように、補助陽極を設置し、交流電流の一部を分流させることが好ましい。図６において、１１はアルミニウム基材であり、１２はラジアルドラムローラであり、１３ａおよび１３ｂは主極であり、１４は電解処理液であり、１５は電解液供給口であり、１６はスリットであり、１７は電解液通路であり、１８は補助陽極であり、１９ａおよび１９ｂはサイリスタであり、２０は交流電源であり、２１は主電解槽であり、２２は補助陽極槽である。整流素子またはスイッチング素子を介して電流値の一部を二つの主電極とは別の槽に設けた補助陽極に直流電流として分流させることにより、主極に対向するアルミニウム基材上で作用するアノード反応にあずかる電流値と、カソード反応にあずかる電流値との比を制御することができる。主極に対向するアルミニウム基材上で、陰極反応と陽極反応とにあずかる電気量の比（陰極時電気量／陽極時電気量）は、０．３〜０．９５であるのが好ましい。
【００４３】
電解槽は、縦型、フラット型、ラジアル型等の公知の表面処理に用いる電解槽が使用可能であるが、特開平５−１９５３００号公報に記載されているようなラジアル型電解槽が特に好ましい。電解槽内を通過する電解液は、アルミニウムウェブの進行方向に対してパラレルであってもカウンターであってもよい。
【００４４】
（硝酸電解）
硝酸を主体とする電解液を用いた電気化学的粗面化処理により、平均開口径０．５μｍ超５μｍ以下の中波構造を形成させることができる。ただし、電気量を比較的多くしたときは、電解反応が集中し、波長５μｍを超える大波構造も生成する。
平均開口径０．５μｍ超５μｍ以下の中波構造を形成させる場合には、電解反応が終了した時点でのアルミニウム基材のアノード反応にあずかる電気量の総和が、１０〜３５０Ｃ／ｄｍ２であるのが好ましく、５０〜３００Ｃ／ｄｍ２であるのがより好ましい。この際の電流密度は１０〜１００Ａ／ｄｍ２であるのが好ましい。
平均開口径５μｍを超える大波構造を形成させる場合には、アルミニウム基材のアノード反応にあずかる電気量の総和が、３５０〜１０００Ｃ／ｄｍ２であるのが好ましく、４００〜８００Ｃ／ｄｍ２であるのがより好ましい。この際の電流密度は１０〜１００Ａ／ｄｍ２であるのが好ましい。
また、例えば、高濃度、例えば、硝酸濃度１５〜３５質量％の硝酸電解液を用いて３０〜６０℃で電解を行ったり、硝酸濃度０．７〜２質量％の硝酸電解液を用いて高温、例えば、８０℃以上で電解を行ったりすることで、平均波長０．２０μｍ以下の小波構造を形成させることも可能である。
【００４５】
（塩酸電解）
塩酸はそれ自身のアルミニウム溶解力が強いため、わずかな電解を加えるだけで表面に微細な小波構造を形成させることが可能である。この微細な小波構造は、平均開口径０．０１μｍ超０．５μｍ以下であり、アルミニウム基材の表面の全面に均一に生成する。
このような表面形状を得るためには電解反応が終了した時点でのアルミニウム基材のアノード反応にあずかる電気量の総和が、１〜１００Ｃ／ｄｍ２であるのが好ましく、２０〜８０Ｃ／ｄｍ２であるのがより好ましい。この際の電流密度は１０〜５０Ａ／ｄｍ２であるのが好ましい。
【００４６】
このような塩酸を主体とする電解液での電気化学的粗面化処理では、アノード反応にあずかる電気量の総和を３５０〜１０００Ｃ／ｄｍ２と大きくすることでクレーター状の大きなうねりを同時に形成することも可能である。
【００４７】
表面積差ΔＳを大きくするには、小さな凹凸を表面に多数設けることが有効である。このように小さな凹凸を表面に多数設ける方法としては、例えば、塩酸を主体とする電解液中で電解処理を行い、平均開口径が０．０１μｍ超０．５μｍ以下の凹部を含む小波構造を形成する電解方法が好適に挙げられる。もちろん、大波構造、中波構造および小波構造を重畳させることも表面積差ΔＳの増加に有効である。
【００４８】
（アルカリエッチング処理）
アルカリエッチング処理は、上記アルミニウム基材をアルカリ溶液に接触させることにより、表層を溶解させる処理である。
電解粗面化処理より前に行われるアルカリエッチング処理は、機械的粗面化処理を行っていない場合には、アルミニウム基材（圧延アルミ）の表面の圧延油、汚れ、自然酸化皮膜等を除去することを目的として、また、既に機械的粗面化処理を行っている場合には、機械的粗面化処理によって生成した凹凸のエッジ部分を溶解させ、急峻な凹凸を滑らかなうねりを持つ表面に変えることを目的として行われる。
【００４９】
アルカリエッチング処理の前に機械的粗面化処理を行わない場合、エッチング量は、０．１〜１０ｇ／ｍ２であるのが好ましく、１〜５ｇ／ｍ２であるのがより好ましい。エッチング量が１〜１０ｇ／ｍ２であると、表面の圧延油、汚れ、自然酸化皮膜等の除去が十分に行われる。
【００５０】
アルカリエッチング処理の前に機械的粗面化処理を行う場合、エッチング量は、３〜２０ｇ／ｍ２であるのが好ましく、５〜１５ｇ／ｍ２であるのがより好ましい。
【００５１】
電解粗面化処理の直後に行うアルカリエッチング処理は、酸性電解液中で生成したスマットを溶解させることと、電解粗面化処理により形成された凹凸のエッジ部分を溶解させることを目的として行われる。電解粗面化処理で形成される凹凸は電解液の種類によって異なるためにその最適なエッチング量も異なるが、電解粗面化処理後に行うアルカリエッチング処理のエッチング量は、０．１〜５ｇ／ｍ２であるのが好ましい。硝酸電解液を用いた場合、塩酸電解液を用いた場合よりもエッチング量は多めに設定する必要がある。電解粗面化処理が複数回行われる場合には、それぞれの処理後に、必要に応じてアルカリエッチング処理を行うことができる。
【００５２】
アルカリ溶液に用いられるアルカリとしては、例えば、カセイアルカリ、アルカリ金属塩が挙げられる。特に、カセイソーダの水溶液が好ましい。
【００５３】
アルカリ溶液の濃度は、エッチング量に応じて決定することができるが、１〜５０質量％であるのが好ましく、１０〜３５質量％であるのがより好ましい。アルカリ溶液中にアルミニウムイオンが溶解している場合には、アルミニウムイオンの濃度は、０．０１〜１０質量％であるのが好ましく、３〜８質量％であるのがより好ましい。アルカリ溶液の温度は２０〜９０℃であるのが好ましい。処理時間は１〜１２０秒であるのが好ましい。
【００５４】
アルミニウム基材をアルカリ溶液に接触させる方法としては、例えば、アルミニウム基材をアルカリ溶液を入れた槽の中を通過させる方法、アルミニウム基材をアルカリ溶液を入れた槽の中に浸せきさせる方法、アルカリ溶液をアルミニウム基材の表面に噴きかける方法が挙げられる。
【００５５】
（デスマット処理）
電解粗面化処理またはアルカリエッチング処理を行った後、表面に残留する腐食性生物を除去するために酸洗い（デスマット処理）が行われるのが好ましい。
用いられる酸としては、例えば、硝酸、硫酸、塩酸等が一般的であるが、その他の酸を用いてもよい。
上記デスマット処理は、例えば、上記アルミニウム基材を塩酸、硝酸、硫酸等の濃度０．５〜３０質量％の酸性溶液（アルミニウムイオン０．０１〜５質量％を含有する。）に接触させることにより行う。
アルミニウム基材を酸性溶液に接触させる方法としては、例えば、アルミニウム基材を酸性溶液を入れた槽の中を通過させる方法、アルミニウム基材を酸性溶液を入れた槽の中に浸せきさせる方法、酸性溶液をアルミニウム基材の表面に噴きかける方法が挙げられる。
デスマット処理後のアルミニウム基材の表面状態は、その後の自然酸化皮膜成長に影響するため、酸の選択や、濃度、温度条件は、目的に応じて適宜選定される。
【００５６】
（水洗処理）
上述した各処理の工程終了後には水洗を行うのが必要である。特に工程最後に行う水洗は、その後の自然酸化皮膜成長に影響するため、純水、井水、水道水等を用い、十分に行う必要がある。
（乾燥）
最後の水洗処理を行った後は、速やかに表面の水分を除去あるいは乾燥することが重要である。
（保管）
同様の理由で、水洗、乾燥後の保管条件も、表面の自然酸化皮膜成長に影響するので、本発明では重要である。
【００５７】
［酸化膜］
本発明のアルミニウム複合材料が有する酸化膜は、上述したアルミニウム基材の表面の少なくとも一部に形成されるいわゆる自然酸化皮膜である。
本発明においては、酸化膜の平均膜厚を１ｎｍ以上１００ｎｍ未満であり、１〜５０ｎｍであることが好ましく、１〜２０ｎｍであることがより好ましい。
ここで、酸化膜の「平均膜厚」は、アルミニウム複合材料または酸化膜付きアルミニウム基材を厚さ方向に対して集束イオンビーム（Focused Ion Beam：ＦＩＢ）で切削加工し、その断面を透過型電子顕微鏡（Transmission Electron Microscope：ＴＥＭ）により表面写真（倍率：１０万倍〜１３０万倍）を撮影し、１０点測定した平均値として算出した。なお、倍率は、酸化膜の厚みに応じて、上記範囲で測定しやすい倍率に適宜変更した。
【００５８】
［担持物］
本発明のアルミニウム複合材料が有する担持物は、酸化膜付きアルミニウム基材の表面に担持される担持物であるが、目的に応じて適宜選定されるため特に限定されない。
上記担持物としては、例えば、触媒；熱伝導性、吸光度、反射率などの特性に優れた無機材料や有機材料からなる粒子；抗菌剤；などが挙げられ、目的に応じた担持物を適宜用いることができる。
【００５９】
〔触媒〕
担持物として触媒を用いる場合、固体触媒を用いることが好ましい。
上記固体触媒が、金属触媒（例えば、Ｐｔ−Ｒｅ／ＡＬ２Ｏ３、Ｐｄ／Ｃ、Ｃｕ／ＺｎＯ、Ｎｉ）、金属酸化物触媒（例えば、Ｍｏ，Ｖ複合酸化物、Ｃｏ，Ｍｎ酸化物、Ｃｒ，Ｆｅ酸化物、ゼオライト、ヘテロポリ酸など）、錯体触媒（例えば、Ｒｈ、Ｒｕ，Ｐｄ錯体など）、硫化物（例えば、硫化モリブデンなど）、塩化物（例えば、塩化鉄（ＩＩＩ）など）が挙げられる。
具体的には、粒子の形態で使用することが容易である理由から、Ｐｄ２０％含有カーボン粒子、銅酸化亜鉛複合粒子、Ｎｉ粒子、白金アルミナ複合粒子、ＭｏとＶの複合酸化物粒子、Ｃｏ酸化物粒子、Ｍｎ酸化物粒子、Ｃｒ酸化物粒子、Ｆｅ酸化物粒子、Ｒｈ粒子、Ｐｄ粒子、および、Ｒｕ粒子からなる群から選択される少なくとも１種の粒子であることが好ましい。
【００６０】
〔粒子〕
担持物として粒子を用いる場合、上述した凹凸構造に保持されることが容易となる理由から、平均円相当直径が１００μｍ未満の粒子を用いることが好ましい。以下、担持物として用いる粒子を「担持物粒子」とも略す。
ここで、平均円相当直径は、電界放射型走査電子顕微鏡（Field Emission Scanning Electron Microscope：ＦＥ−ＳＥＭ）で粒子を観察して得た像から任意に選んだ２００個の平板粒子の主平面直径（最大長さ）の平均値をいう。
【００６１】
担持物粒子によって熱伝導性を向上させる場合には、担持物粒子としては、アルミニウム単体の熱伝導率２３６Ｗ／ｍ・Ｋに対して、同等ないし十分に大きくする観点から、担持物の熱伝導率が１００〜２０００Ｗ／ｍ・Ｋとなる粒子が好ましい。
ここで、熱伝導率は、単位長さ、単位面積の板の両端に１℃の温度差がある場合に、１秒間に流れる熱量に相当する値をいい、保護熱板法（ＧＨＰ法）、熱流計測法（ＨＦＭ法）等などのＪＩＳ Ａ１４１２−２に規定される方法を使用して測定することができる。
このような熱伝導率を満たす担持物を構成する粒子としては、具体的には、例えば、窒化アルミニウム粒子、銀粒子、カーボンナノチューブ（carbon nanotube：ＣＮＴ）、窒化ホウ素ナノチューブ（boron nitride nanotube：ＢＮＮＴ）、銅粒子、アルミニウム粒子、グラファイトと銅との複合材粒子、および、グラファイトとアルミニウムとの複合材粒子などが挙げられ、これらを１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００６２】
また、担持物粒子によって断熱性を向上させる場合には、担持物粒子としては、断熱性の担持物とする観点から、担持物の熱伝導率が０．０１〜３５Ｗ／ｍ・Ｋとなる粒子が好ましい。
このような熱伝導率を満たす担持物を構成する粒子としては、具体的には、例えば、アルミナ粒子、中空シリカ粒子、ケイ酸カルシウム粒子、および、セルロースファイバーなどが挙げられ、これらを１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００６３】
また、担持物粒子によって可視光の吸収率を向上させる場合には、担持物粒子としては、可視光領域の光を十分吸収する観点から、担持物の３８０〜７８０ｎｍの波長における光吸収率が７０〜９５％となる粒子が好ましい。
ここで、光吸収率は、放射率に等しく、物体が熱放射で放出する光のエネルギーを、同温の黒体が放出する光のエネルギーを１００％としたときの値をいい、フーリエ変換型赤外分光光度計を使用して測定することができる。
このような光吸収率を満たす担持物を構成する粒子としては、具体的には、例えば、カーボンブラック、グラファイト、金属塩（例えば、黒色酸化鉄）、有機微粒子（例えば、染料や顔料で着色したアクリル微粒子）、および、ガラスビーズ（例えば、着色したガラス微粒子）などが挙げられ、これらを１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００６４】
また、担持物粒子によって可視光の反射率を向上させる場合には、担持物粒子としては、可視光領域の光を十分反射する観点から、担持物の３８０〜７８０ｎｍの波長における光反射率が７０〜９８％となる材質で構成される粒子が好ましい。
ここで、光反射率は、鏡面反射光と拡散反射光を合算した、相対全光線反射測定による値をいい、積分球を用いて、鏡面反射光と拡散反射光の合計を測定する方法で算出することができる。なお、光反射率については、粒子の粒径の影響を受けるため、粒子ではなく、バルクの材料で測定した値を採用する。
このような光反射率を満たす担持物を構成する粒子としては、担持物が有機材料である場合、例えば、発泡ポリエチレンテレフタレート、および、発泡ポリプロピレンなどが挙げられ、担持物が無機材料である場合、例えば、アルミナ粒子、酸化チタン粒子、および、酸化亜鉛粒子などが挙げられ、これらを１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００６５】
また、担持物粒子によって表面の絶縁性を向上させる場合には、担持物粒子としては、十分な絶縁性を発現させる観点から、担持物の体積固有抵抗が１０９〜１０１５Ω・ｃｍとなる材質で構成される粒子が好ましい。
ここで、体積固有抵抗は、４端子法を用いて測定した値をいう。なお、体積固有抵抗は、光反射率と同様、粒子の粒径の影響を受けるため、粒子ではなく、バルクの材料で測定した値を採用する。
このような体積固有抵抗を満たす担持物を構成する粒子としては、具体的には、例えば、雲母、アルミナ粒子、ジルコニア粒子、および、ガラス粒子などが挙げられ、これらを１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００６６】
また、担持物粒子によって抗菌性を向上させる場合には、担持物粒子としては、本発明のアルミニウム複合材料を医療機関や公共施設において抗菌性を持たせた壁材等の用途に適用させる観点から、抗菌性の粒子が好ましい。
ここで、「抗菌性」とは、細菌の増殖を抑制する特性をいい、例えば、黄色ブドウ球菌、大腸菌、緑膿菌、カンジタ菌、マラセチア菌等に対して、増殖を阻止、または、菌数を減少させる特性をいう。
このような抗菌性の粒子としては、具体的には、例えば、銅粒子、亜鉛粒子、銀粒子、および、銀をゼオライトに担持させた粒子などが挙げられ、これらを１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００６７】
〔担持方法〕
担持の方法は、特に限定されず、例えば、従来公知の方法を用いることができる。
具体的には、担持物を上述した酸化膜付きアルミニウム基材の表面に直接乗せ、加圧して圧着する方法；担持物をバインダーと混錬し、酸化膜付きアルミニウム基材の表面に塗布し、乾燥させた後、必要に応じて加圧する方法；担持物を酸化膜付きアルミニウム基材の表面に電着させる方法；担持物を酸化膜付きアルミニウム基材の表面に蒸着させる方法；などが挙げられる。
【実施例】
【００６８】
以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す実施例により限定的に解釈されるべきものではない。【００６９】
［酸化膜付きアルミニウム基材（担体１〜３７）の作製］
〔アルミニウム基材の作製〕
Ｓｉ：０．０６質量％、Ｆｅ：０．３０質量％、Ｃｕ：０．０２質量％、Ｍｎ：０．００１質量％、Ｍｇ：０．００１質量％、Ｚｎ：０．００１質量％、Ｔｉ：０．０３質量％を含有し、残部はＡｌと不可避不純物のアルミニウム合金を用いて溶湯を調製し、溶湯処理およびろ過を行った上で、厚さ５００ｍｍ、幅１２００ｍｍの鋳塊をＤＣ鋳造法で作製した。
次いで、表面を平均１０ｍｍの厚さで面削機により削り取った後、５５０℃で、約５時間均熱保持し、温度４００℃に下がったところで、熱間圧延機を用いて厚さ２．７ｍｍの圧延板とした。
更に、連続焼鈍機を用いて熱処理を５００℃で行った後、冷間圧延で、厚さ０．２４ｍｍに仕上げ、ＪＩＳ １０５０材のアルミニウム基材を得た。【００７０】
〔粗面化処理〕
このアルミニウム基材を幅１０３０ｍｍにした後、下記表１に示す粗面化処理条件で粗面化処理を施し、下記表１に示す保管条件で保管することにより、下記表２に平均開口径の凹凸構造（大波構造、中波構造、小波構造）および表面積差ΔＳを有し、かつ、下記表２に示す平均膜厚の酸化膜を有する酸化膜付きアルミニウム基材（担体１〜３７）を作製した。
なお、下記表１に示す粗面化処理条件および保管条件の詳細は以下に示す通りであり、下記表１および表２中、「−」を付した欄は、該当する凹凸構造を形成する粗面化処理を施さず、該当する凹凸構造を有していないことを意味する。【００７１】
＜条件Ｌ１＞
図７に示した装置を使って、研磨剤（パミス）と水との懸濁液（比重１．１２）を研磨スラリー液としてアルミニウム基材の表面に供給しながら、回転するローラ状ナイロンブラシにより機械的粗面化処理を行った。
図７において、５１はアルミニウム基材、５２はローラ状ブラシ、５３は研磨スラリー液、５４は支持ローラである。研磨剤の平均粒径は４０μｍ、最大粒径は１００μｍであった。ナイロンブラシの材質は６・１０ナイロン、毛長は５０ｍｍ、毛の直径は０．３ｍｍであった。ナイロンブラシはφ３００ｍｍのステンレス製の筒に穴をあけて密になるように植毛した。回転ブラシは３本使用した。ブラシ下部の２本の支持ローラ（φ２００ｍｍ）の距離は３００ｍｍであった。ブラシローラはブラシを回転させる駆動モータの負荷が、ブラシローラをアルミニウム基材に押さえつける前の負荷に対して７ｋＷプラスになるまで押さえつけた。ブラシの回転方向はアルミニウム基材の移動方向と同じであった。ブラシの回転数は２５０ｒｐｍであった。更に表面をアルカリ水溶液で洗浄し、研磨剤の残りを除去するとともに、表面の急峻な部分を溶解し、水洗後、硫酸水溶液で中和と酸洗浄を行い、その後、水洗および乾燥を行った。水洗乾燥後の表面の算術平均粗さＲａは０．５５μｍであった。【００７２】
＜条件Ｌ２＞
交流電圧を用いて連続的に電気化学的な粗面化処理を行った。使用した電解槽は図６に示すものを使用した。ここでは、硝酸濃度＝１０ｇ／ｌ、アルミイオン濃度＝５ｇ／ｌ、液温度３５℃、通電量をアノード側の通電量換算で６００ｃ／ｄｍ２になるようにした。更に表面をアルカリ水溶液で洗浄し、電解粗面化時の表面残差として残る水酸化アルミを主とするスマットを除去するとともに、表面の急峻な部分を溶解し、水洗後、硫酸水溶液で中和と酸洗浄を行い、その後、水洗および乾燥を行った。水洗乾燥後の表面の算術平均粗さＲａは０．５５μｍであった。【００７３】
＜条件Ｌ３＞
交流電源を用いて連続的に電気化学的な粗面化処理を行った。使用した電解槽は図６に示すものを使用した。ここでは、塩酸濃度＝１０ｇ／ｌ、アルミイオン濃度＝５ｇ／ｌ、液温度３５℃、通電量をアノード側の通電量換算で６００ｃ／ｄｍ２になるようにした。更に表面をアルカリ水溶液で洗浄し、電解粗面化時の表面残差として残る水酸化アルミを主とするスマットを除去するとともに、表面の急峻な部分を溶解し、水洗後、硫酸水溶液で中和と酸洗浄を行い、その後、水洗および乾燥を行った。水洗乾燥後の表面の算術平均粗さＲａは０．５５μｍであった。【００７４】
＜条件Ｌ４＞
アルミニウム基材の最終圧延工程にて、アルミニウム基材の表面に粗面を転写した。
アルミニウム基材の製造工程の圧延工程において、最終圧延を粗面化した圧延ロールで行うことでアルミニウム基材の表面に粗面を転写する。圧延条件を制御することでアルミニウム基材表面に転写される粗面の粗さを制御する。
ここでは、元のアルミニウム基材の算術平均粗さＲａが０．１２μｍの板を使用し、転写後、表面をアルカリ水溶液で洗浄し転写の際に発生した金属粉を除去、水洗後、硫酸水溶液で中和と酸洗浄を行い、その後、水洗および乾燥を行った。水洗乾燥後の表面の算術平均粗さＲａが０．５５μｍになるように転写条件を設定した。【００７５】
＜条件Ｍ１＞
６０Ｈｚの交流電圧を用いて連続的に電気化学的な粗面化処理を行った。このときの電解液は、硝酸９ｇ／Ｌ水溶液（アルミニウムイオンを５ｇ／Ｌ）、液温５０℃であった。交流電源波形は図５に示した波形であり、電流値がゼロからピークに達するまでの時間ＴＰが０．８ｍｓｅｃ、ｄｕｔｙ比１：１、台形の矩形波交流を用いて、カーボン電極を対極として電気化学的な粗面化処理を行った。補助アノードにはフェライトを用いた。使用した電解槽は図６に示すものを使用した。電流密度は電流のピーク値で３０Ａ／ｄｍ２、電気量はアルミニウム基材が陽極時の電気量の総和で１８０Ｃ／ｄｍ２であった。補助陽極には電源から流れる電流の５％を分流させた。その後、スプレーによる水洗を行った。
更に表面をアルカリ水溶液で洗浄し電解粗面化時の表面残差として残る水酸化アルミを主とするスマットを除去するとともに、表面の急峻な部分を溶解し、水洗後、硫酸水溶液で中和と酸洗浄を行い、その後、水洗および乾燥を行った。【００７６】
＜条件Ｍ２＞
条件Ｍ１と同じ交流電源波形および電解槽を使い、電解液は、硝酸１１ｇ／Ｌ水溶液（アルミニウムイオンを５ｇ／Ｌ）、液温３０℃、電流密度は電流のピーク値で３０Ａ／ｄｍ２、電気量はアルミニウム基材が陽極時の電気量の総和で２５０Ｃ／ｄｍ２であった。【００７７】
＜条件Ｅ１＞
６０Ｈｚの交流電圧を用いて連続的に電気化学的な粗面化処理を行った。このときの電解液は、塩酸７．５ｇ／Ｌ水溶液（アルミニウムイオンを５ｇ／Ｌ含む。）、温度３５℃であった。交流電源波形は図５に示した波形であり、電流値がゼロからピークに達するまでの時間ＴＰが０．８ｍｓｅｃ、ｄｕｔｙ比１：１、台形の矩形波交流を用いて、カーボン電極を対極として電気化学的粗面化処理を行った。補助アノードにはフェライトを用いた。使用した電解槽は図６に示すものと同型の装置を使用した。電流密度は電流のピーク値で２５Ａ／ｄｍ２、電気量はアルミニウム基材が陽極時の電気量の総和で７０Ｃ／ｄｍ２であった。その後、スプレーによる水洗を行った。
更に表面をアルカリ水溶液で洗浄し、電解粗面化時の表面残差として残る水酸化アルミを主とするスマットを除去するとともに、表面の急峻な部分を溶解し、水洗後、硫酸水溶液で中和と酸洗浄を行い、その後、水洗および乾燥を行った。【００７８】
＜条件Ｅ２＞
条件Ｅ１と同じ条件で、粗面化処理を行った後、表面のアルカリ水溶液による洗浄は行わず、電解粗面化時の表面残差として残る水酸化アルミを主とするスマットを硫酸水溶液で溶解して除去し、その後、水洗および乾燥を行った。【００７９】
〔保管条件〕
＜条件Ｋ１＞
粗面化処理終了時の、最終水洗後に、表面の水分を熱風乾燥で除去し、２５℃、湿度７０％環境で３カ月間保存した。
＜条件Ｋ２＞
粗面化処理終了時の、最終水洗後に、表面の水分を熱風乾燥で除去後、２５℃、湿度７％環境で３カ月間保存した。
＜条件Ｋ３＞
粗面化処理終了時の、最終水洗後に、自然乾燥させ、６０℃、湿度８５％環境で３ヶ月間保存した。【００８０】
作製した酸化膜付きアルミニウム基材（担体１〜３７）について、上述した方法により、凹部の平均開口径および表面積差ΔＳならびに酸化膜の平均膜厚を測定した。結果を下記表２に示す。【００８１】
【表１】
2018235659.tif 000003
【００８２】
【表２】
2018235659.tif 000004
【００８３】
［実施例１〜２２および比較例１〜１５］
作製した酸化膜付きアルミニウム基材（担体１〜３７）の表面に、加圧ロールを用いてＰｄ２０％含有カーボン粒子（平均円相当直径：１００ｎｍ以下、エヌ・イーケムキャット社製）を圧着させ、厚さ２０μｍとなるように担持した担持体を作製した。【００８４】
［実施例２３〜７０および比較例１６〜２１］
作製した酸化膜付きアルミニウム基材（担体１〜９）の表面に、加圧ロールを用いて、下記表４および５に示す粒子を圧着させて担持した担持体を作製した。
なお、下記表４および５に示す粒子の詳細は以下に示す通りである。
・銀イオン担持ゼオライト（平均円相当直径：２μｍ、シナネンゼオミック社製）
・ジルコニア粒子（平均円相当直径：５０μｍ、体積固有抵抗：１０１３Ω・ｃｍ、東ソー社製）
・窒化アルミニウム粒子（平均円相当直径：１μｍ、熱伝導率：１５０Ｗ／ｍ・Ｋ、トクヤマ社製）
・アルミナ粒子（平均円相当直径：４μｍ、熱伝導率：３２Ｗ／ｍ・Ｋ、体積固有抵抗：１０１３Ω・ｃｍ、昭和電工社製）
・カーボンブラック（平均円相当直径：１００ｎｍ以下、光吸収率：９５％、旭カーボン社製）
・ＴｉＯ２（平均円相当直径：０．３μｍ、光反射率：９０％、石原産業社製）【００８５】
［評価］
担持物と担体との密着性について、担持物の脱落有無について、評価を行った。
具体的には、加圧ロールにより担持物を圧着させた直後、乾燥させ更に１日経過した直後、および、曲率半径１０ｍｍの曲面に沿って曲げ加工（曲試験）を行った直後、の３段階において、以下の基準で評価した。結果を下記表３〜５に示す。なお、ＡおよびＢが合格レベルである。
Ａ：目視で担持物の脱落が確認できない場合
Ｂ：アルミニウム基材表面が露出しない程度の軽微な脱落が発生した場合
Ｃ：アルミニウム基材表面が部分的に露出するような脱落が発生した場合【００８６】
【表３】
2018235659.tif 000005
【００８７】
【表４】
2018235659.tif 000006
【００８８】
【表５】
2018235659.tif 000007
【００８９】
表１〜５に示す結果から、アルミニウム基材の表面の少なくとも一部に所定の膜厚の酸化膜を有し、かつ、アルミニウム基材の表面に所定の凹凸構造を有する酸化膜付きアルミニウム基材（担体１〜５、７〜１７および１９〜２４）を用いることにより、曲げ試験を行った後においても担持物の脱落を抑制することができ、担体と担持物との密着性に優れたアルミニウム複合材料であることが分かった（実施例１〜７０）。
これに対し、所定の凹凸構造を有しない酸化膜付きアルミニウム基材（担体６、１８、３０および３７）および酸化膜の膜厚が１００ｎｍ以上である担体（担体２５〜３６）を用いた場合には、担持物を圧着させ、乾燥後に１日経時した段階で担持物の脱落が確認でき、担体と担持物との密着性に劣るアルミニウム複合材料であることが分かった（比較例１〜２１）。
【符号の説明】
【００９０】
１  アルミニウム基材
２  酸化膜
３  酸化膜付きアルミニウム基材
４  担持物
５、６  凹凸構造
５ａ、６ａ  凹部
５ｂ、６ｂ  凸部
１０  アルミニウム複合材料
１１  アルミニウム基材
１２  ラジアルドラムローラ
１３ａ、１３ｂ  主極
１４  電解処理液
１５  電解液供給口
１６  スリット
１７  電解液通路
１８  補助陽極
１９ａ、１９ｂ  サイリスタ
２０  交流電源
２１  主電解槽
２２  補助陽極槽
５１  アルミニウム基材
５２  ローラ状ブラシ
５３  研磨スラリー液
５４  支持ローラ
【図１】
2018235659.tif 000008
【図２】
2018235659.tif 000009
【図３】
2018235659.tif 000010
【図４】
2018235659.tif 000011
【図５】
2018235659.tif 000012
【図６】
2018235659.tif 000013
【図７】
2018235659.tif 000014
【国際調査報告】
2018235659.tif 000015
2018235659.tif 000016
2018235659.tif 000017
2018235659.tif 000018