(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼層及び前記鋼層上に形成されたＡｌ含有金属層を有する芯層と、
前記芯層の前記Ａｌ含有金属層上に積層されたＡｌ層と、を具備してなり、
厚さ方向と切断方向とが平行な断面で見た場合に、前記Ａｌ含有金属層中に、前記鋼層から離間して分散されたＦｅ−Ａｌ合金粒が含まれていることを特徴とする鋼アルミニウム複合箔。
【請求項２】
前記断面で見た場合に、前記Ａｌ含有金属層中に含まれる前記鋼層から離間して分散された前記Ｆｅ−Ａｌ合金粒の面積分率が、前記断面中に含まれるＦｅ−Ａｌ合金粒に対して、７．５面積％以上５０面積％未満の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の鋼アルミニウム複合箔。
【請求項３】
前記Ａｌ含有金属層中に含まれる前記鋼層から離間して分散された前記Ｆｅ−Ａｌ合金粒の粒径が、０．１〜５μｍの範囲であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の鋼アルミニウム複合箔。
【請求項４】
前記断面で見た場合に、前記Ａｌ層中に、前記鋼層から離間して分散されたＦｅ−Ａｌ合金粒が含まれていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の鋼アルミニウム複合箔。
【請求項５】
前記断面で見た場合に、前記Ａｌ層中に含まれる前記鋼層から離間して分散された前記Ｆｅ−Ａｌ合金粒の面積分率が、前記断面中に含まれるＦｅ−Ａｌ合金粒に対して、７．５面積％以上４０面積％未満の範囲であることを特徴とする請求項４に記載の鋼アルミニウム複合箔。
【請求項６】
前記Ａｌ層中に含まれる前記鋼層から離間して分散された前記Ｆｅ−Ａｌ合金粒の粒径が、０．１〜５μｍの範囲であることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の鋼アルミニウム複合箔。
【請求項７】
前記厚さ方向を法線とする前記鋼層の２つの外面を鋼層面としたとき、前記Ａｌ含有金属層が、それぞれの前記鋼層面上に配されることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の鋼アルミニウム複合箔。
【請求項８】
前記厚さ方向を法線とする前記Ａｌ含有金属層の２つの外面をＡｌ含有金属層面としたとき、前記Ａｌ層が、それぞれの前記Ａｌ含有金属層面上に配されることを特徴とする請求項７に記載の鋼アルミニウム複合箔。
【請求項９】
前記断面中に含まれるボイドが、円相当径で１μｍ未満であることを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載の鋼アルミニウム複合箔。
【請求項１０】
前記Ａｌ含有金属層の化学成分が、１〜１５質量％のＳｉを含有し、残部がＡｌ及び不純物からなることを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載の鋼アルミニウム複合箔。
【請求項１１】
前記Ｆｅ−Ａｌ合金粒が、ＦｅＡｌ３、Ｆｅ２Ａｌ８Ｓｉ、ＦｅＡｌ５Ｓｉから選択される少なくとも１つの金属間化合物を含むことを特徴とする請求項１〜１０の何れか一項に記載の鋼アルミニウム複合箔。
【請求項１２】
前記Ａｌ層の化学成分が、９９．０質量％以上のＡｌ及び不純物からなることを特徴とする請求項１〜１１の何れか一項に記載の鋼アルミニウム複合箔。
【請求項１３】
前記Ａｌ層の表面の表面粗さＲａが、１０〜２５ｎｍであることを特徴とする請求項１〜１２の何れか一項に記載の鋼アルミニウム複合箔。
【請求項１４】
前記Ａｌ層の表面に、さらに、ＡｌＮ層及びＡｌ２Ｏ３層から選択される少なくとも１つが備えられていることを特徴とする請求項１〜１３の何れか一項に記載の鋼アルミニウム複合箔。
【請求項１５】
前記Ａｌ層の表面に、さらに、ゾルゲル層及びラミネート層から選択される少なくとも１つが備えられていることを特徴とする請求項１〜１３の何れか一項に記載の鋼アルミニウム複合箔。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼アルミニウム複合箔に関する。
本願は、２０１３年２月２８日に、日本に出願された特願２０１３−３９７０６号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＩＧＳ（Ｃｏｐｐｅｒ−Ｉｎｄｉｕｍ−Ｇａｌｌｉｕｍ−Ｓｅｌｅｎｉｕｍ）、ＣＩＳ（Ｃｏｐｐｅｒ−Ｉｎｄｉｕｍ−Ｓｅｌｅｎｉｕｍ，）、ＣｄＴｅ（Ｃａｄｍｉｕｍ−Ｔｅｌｌｕｒ）等の化合物系太陽電池、アモルファスＳｉ等の薄膜系太陽電池、それらを複数層積層させたハイブリッド型太陽電池、または有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）照明には、ＣＩＧＳ層、ＣＩＳ層、ＣｄＴｅ層、アモルファスＳｉ層、または有機ＥＬ層等を強度的に支える目的で、基材と呼ばれる土台が使用される。【０００３】
従来、上記基材として、特許文献１に記載のように、ガラス基材が使用されることが多かった。ガラスは割れやすいので、厚みを大きくして強度を向上させる必要がある。しかし、ガラスの厚みを大きくすると、太陽電池や有機ＥＬ照明そのものが重くなる問題がある。【０００４】
一方、ガラス基材に代わる基材として、割れにくくかつ厚みを小さくすることに適した金属箔を使用することが試みられている。基材としての金属箔には、耐食性、表面平滑性、及び弾塑性変形性の何れもが良好である要求がある。【０００５】
基材の耐食性は、基材として用いる金属箔が、２０年以上の長期間に渡って屋外環境に曝されることを可能とするために必要とされる。【０００６】
基材の表面平滑性は、基材表面に存在する突起状欠陥によって、基材上に積層される太陽電池層や有機ＥＬ層が、物理的な損傷を受けることを避けるために必要とされる。基材表面は、突起状欠陥を有さない平滑な表面であることが望まれる。【０００７】
基材の弾塑性変形性は、基材をロール形状へ巻き取ることを可能とするために必要とされる。基材をロール形状へ巻き取ることが可能になれば、太陽電池等の製造工程を、従来のＢａｔｃｈ処理から、硬質なガラス基材では不可能であったＲｏｌｌ  ｔｏ  Ｒｏｌｌ処理のような連続処理に変更することが可能となる。その結果、太陽電池や有機ＥＬ照明の製造コストの大幅な低減が可能になる。【０００８】
基材用金属箔として、一般的に、耐食性に優れるステンレス鋼を用いた金属箔（ステンレス箔という）の使用が進められている。特許文献２では、ステンレス箔上に、更に有機被膜を形成した基材が使用されている。【０００９】
ステンレス箔は、優れた耐食性を有しているため、基材用金属箔として用いられる。しかし、ステンレス箔は、クロムを含むため価格が高い問題がある。加えて、ステンレス箔は、ステンレス鋼自体の硬度が高いために圧延が容易ではなく、箔にするための製造コストが高い問題も有している。そのため、ガラス基材と比べると使用頻度は低い。【００１０】
一方、普通鋼（炭素鋼）を用いた金属箔（以下、普通鋼箔という）は、ステンレス鋼よりも材料自体が安価であり、また、高い塑性変形能を有しているので、製造コストもステンレス箔に比べて大幅に低い。しかし、普通鋼箔そのものは、基材用金属箔として要求される耐食性を満足できない。基材用金属箔に要求される上記の耐食性、表面平滑性、及び弾塑性変形性を満足する普通鋼箔があれば、太陽電池や有機ＥＬ照明などの製造コストを大幅に低減することが期待できる。【００１１】
耐食性を高めた普通鋼箔として、アルミニウムめっき層等のＡｌ含有金属層を備えた普通鋼箔が検討されている。しかし、従来のＡｌ含有金属層を有する普通鋼箔は、表面平滑性が十分ではない。【００１２】
また、太陽電池や有機ＥＬ照明の製造工程では、各種の目的で熱処理を行うために、ＣＩＧＳ層や有機ＥＬ層などの積層膜が形成された後の基材用金属箔を、数百℃程度に加熱してから冷却する場合がある。しかしながら、例えば上記のＡｌ含有金属層を有する普通鋼箔では、このような熱処理を行うと、アルミニウムめっき層の剥離や割れが生じるおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】日本国特開２００６−８０３７０号公報
【特許文献２】日本国特開２００６−２９５０３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、太陽電池や有機ＥＬ照明の基材用金属箔として要求される耐食性、表面平滑性、及び弾塑性変形性を同時に満足するとともに、高温に加熱して冷却した場合にもＡｌ含有金属層などの剥離や割れが生じにくい鋼アルミニウム複合箔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】
【００１５】
本発明の要旨は以下の通りである。
（１）本発明の一態様にかかる鋼アルミニウム複合箔は、鋼層及び前記鋼層上に形成されたＡｌ含有金属層を有する芯層と、前記芯層の前記Ａｌ含有金属層上に積層されたＡｌ層と、を備え、厚さ方向と切断方向とが平行な断面で見た場合に、前記Ａｌ含有金属層中に、前記鋼層から離間して分散されたＦｅ−Ａｌ合金粒が含まれる。
（２）上記（１）に記載の鋼アルミニウム複合箔では、前記断面で見た場合に、前記Ａｌ含有金属層中に含まれる前記鋼層から離間して分散された前記Ｆｅ−Ａｌ合金粒の面積分率が、前記断面中に含まれるＦｅ−Ａｌ合金粒に対して、７．５面積％以上５０面積％未満の範囲であってもよい。
（３）上記（１）または（２）に記載の鋼アルミニウム複合箔では、前記Ａｌ含有金属層中に含まれる前記鋼層から離間して分散された前記Ｆｅ−Ａｌ合金粒の粒径が、０．１〜５μｍの範囲であってもよい。
（４）上記（１）〜（３）の何れか一項に記載の鋼アルミニウム複合箔では、前記断面で見た場合に、前記Ａｌ層中に、前記鋼層から離間して分散されたＦｅ−Ａｌ合金粒が含まれてもよい。
（５）上記（４）に記載の鋼アルミニウム複合箔では、前記断面で見た場合に、前記Ａｌ層中に含まれる前記鋼層から離間して分散された前記Ｆｅ−Ａｌ合金粒の面積分率が、前記断面中に含まれるＦｅ−Ａｌ合金粒に対して、７．５面積％以上４０面積％未満の範囲であってもよい。
（６）上記（４）または（５）に記載の鋼アルミニウム複合箔では、前記Ａｌ層中に含まれる前記鋼層から離間して分散された前記Ｆｅ−Ａｌ合金粒の粒径が、０．１〜５μｍの範囲であってもよい。
（７）上記（１）〜（６）の何れか一項に記載の鋼アルミニウム複合箔では、前記厚さ方向を法線とする前記鋼層の２つの外面を鋼層面としたとき、前記Ａｌ含有金属層が、それぞれの前記鋼層面上に配されてもよい。
（８）上記（７）に記載の鋼アルミニウム複合箔では、前記厚さ方向を法線とする前記Ａｌ含有金属層の２つの外面をＡｌ含有金属層面としたとき、前記Ａｌ層が、それぞれの前記Ａｌ含有金属層面上に配されてもよい。
（９）上記（１）〜（８）の何れか一項に記載の鋼アルミニウム複合箔では、前記断面中に含まれるボイドが、円相当径で１μｍ未満であってもよい。
（１０）上記（１）〜（９）の何れか一項に記載の鋼アルミニウム複合箔では、前記Ａｌ含有金属層の化学成分が、１〜１５質量％のＳｉを含有し、残部がＡｌ及び不純物からなってもよい。
（１１）上記（１）〜（１０）の何れか一項に記載の鋼アルミニウム複合箔では、前記Ｆｅ−Ａｌ合金粒が、ＦｅＡｌ３、Ｆｅ２Ａｌ８Ｓｉ、ＦｅＡｌ５Ｓｉから選択される少なくとも１つの金属間化合物を含んでもよい。
（１２）上記（１）〜（１１）の何れか一項に記載の鋼アルミニウム複合箔では、前記Ａｌ層の化学成分が、９９．０質量％以上のＡｌ及び不純物からなってもよい。
（１３）上記（１）〜（１２）の何れか一項に記載の鋼アルミニウム複合箔では、前記Ａｌ層の表面の表面粗さＲａが、１０〜２５ｎｍであってもよい。
（１４）上記（１）〜（１３）の何れか一項に記載の鋼アルミニウム複合箔では、前記Ａｌ層の表面に、さらに、ＡｌＮ層及びＡｌ２Ｏ３層から選択される少なくとも１つが備えられてもよい。
（１５）上記（１）〜（１３）の何れか一項に記載の鋼アルミニウム複合箔では、前記Ａｌ層の表面に、さらに、ゾルゲル層及びラミネート層から選択される少なくとも１つが備えられてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の上記態様によれば、太陽電池や有機ＥＬ照明の基材用金属箔として要求される耐食性、表面平滑性、及び弾塑性変形性を同時に満足するするとともに、高温に加熱して冷却した場合にもＡｌ含有金属層などの剥離や割れが生じにくい鋼アルミニウム複合箔を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る鋼アルミニウム複合箔の要部を示す拡大断面模式図である。
【図２】本実施形態に係る鋼アルミニウム複合箔の変形例の要部を示す拡大断面模式図である。
【図３】本実施形態に係る鋼アルミニウム複合箔に含まれるＦｅ−Ａｌ合金粒とその近傍とを示す拡大断面模式図である。
【図４】本実施形態に係る鋼アルミニウム複合箔の変形例の要部を示す拡大断面模式図である。
【図５】本実施形態に係る鋼アルミニウム複合箔の断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
太陽電池または有機ＥＬ照明に用いる基材用金属箔として、アルミニウム箔やステンレス箔の他に、アルミニウムめっき鋼箔が候補として挙げられる。このアルミニウムめっき鋼箔は、普通鋼である鋼板上に、Ａｌ含有金属層であるアルミニウムめっき層が配された金属箔である。アルミニウムめっき鋼箔は、強度に優れ、原料費や製造費などのコストにも優れることから、アルミニウム箔やステンレス箔よりも基材用金属箔として有望と言える。ただ、アルミニウムめっき鋼箔を基材として使用するためには、表面平滑性のさらなる向上や、剥離や割れのさらなる抑制などが必要となる。
【００１９】
一般に、アルミニウムめっき鋼箔は、アルミニウムめっき鋼板を箔状になるまで圧延することで製造される。また一般に、上記圧延前のアルミニウムめっき鋼板は、普通鋼である鋼板を溶融アルミニウムめっき浴に浸漬することで製造される。この溶融アルミニウムめっき浴には、溶融温度を低下させる目的で、Ｓｉを含有させる場合がある。この場合、アルミニウムめっき層には、Ａｌ相とＳｉ相との共晶組織が生成される。また、溶融アルミニウムめっきを行うことによって、アルミニウムめっき層と鋼層（地鉄）との界面（境界）には、Ｆｅ−Ａｌ合金層も形成される。
【００２０】
アルミニウムめっき鋼箔を基材として用いる場合、アルミニウムめっき鋼箔のアルミニウムめっき層上に、太陽電池の発電層や有機ＥＬ素子を形成する。そのため、このアルミニウムめっき層の表面には高い平坦性（表面平滑性）が求められる。しかし、上述したＡｌ相とＳｉ相との共晶組織がアルミニウムめっき層に存在する場合、Ａｌ相とＳｉ相との界面に起因して、アルミニウムめっき層の表面に凹凸が生じやすい。すなわち、Ｓｉ等の合金成分を含むアルミニウムめっき層では、その表面平滑性の向上に限界があると言える。
【００２１】
また、太陽電池や有機ＥＬ照明の製造工程には、基材を比較的高温に加熱してから冷却する工程が含まれる。このような熱履歴をアルミニウムめっき鋼箔が受けると、鋼層とアルミニウムめっき層との剥離が生じることがあり、またアルミニウムめっき層で割れが起きることがある。このような剥離や割れの発生は、鋼層の熱膨張係数とアルミニウムめっき層の熱膨張係数との差が大きいことや、鋼層とアルミニウムめっき層との界面にＦｅ−Ａｌ合金層が存在することなどに起因する。
【００２２】
このように、アルミニウムめっき鋼箔を基材として用いるためには、表面平滑性を向上させるとともに、アルミニウムめっき層の剥がれや割れを防止する必要がある。
【００２３】
これらの課題に対して、アルミニウムめっき鋼箔の表面平滑性を高める方法として、クラッド圧延によってアルミニウムめっき鋼板上に純アルミニウム材を積層させることが検討されている。純アルミニウム材は共晶組織を有さずＡｌ相単相であるので、クラッド圧延して得られる鋼アルミニウム複合箔は、基材として要求される表面平滑性を満足する。しかし、この鋼アルミニウム複合箔は、アルミニウムめっき層と鋼層との剥離やアルミニウムめっき層の割れなどの問題を依然として有する。
【００２４】
本発明者らは、Ａｌ含有金属層であるアルミニウムめっき層を改質することで、アルミニウムめっき層と鋼層との剥離やアルミニウムめっき層の割れが防止可能であるかを鋭意検討した。その結果、以下に説明する鋼アルミニウム複合箔を見出した。
【００２５】
以下、本発明の一実施形態に係る鋼アルミニウム複合箔ついて詳細に説明する。
【００２６】
本実施形態に係る鋼アルミニウム複合箔１は、図１に示すように、芯層２上にＡｌ層３が積層されて構成されている。また、芯層２は、鋼層４及び鋼層４上に形成されたＡｌ含有金属層５から構成されている。なお、図１は、厚さ方向と切断方向とが平行な断面で見た場合の鋼アルミニウム複合箔１を示しており、かつ芯層２の一部とこの芯層２上に積層されたＡｌ層３とを拡大して示している。
【００２７】
芯層２を構成する鋼層４は、厚さが５〜２００μｍ程度であり、普通鋼（炭素鋼）であることが好ましい。厚さがこの範囲であれば、十分な強度と優れた弾塑性変形性とを保つことができる。厚さが２００μｍ以下であれば、鋼アルミニウム複合箔１の質量が過剰に重くなることがない。また、厚さが５μｍ以上であれば、十分な強度が得られる。鋼層４の厚さのより好ましい範囲は１０〜１６０μｍである。
【００２８】
芯層２を構成するＡｌ含有金属層５は、Ａｌ含有めっきにより形成されたものであり、より具体的には溶融アルミニウムめっきにより形成されたものである。このＡｌ含有金属層５を鋼層４上に形成することで、鋼層４の耐食性を高めることができる。Ａｌ含有金属層５の化学成分は、平均として、１〜１５質量％のＳｉを含有し、残部がＡｌ及び不純物からなることが好ましい。なお、本実施形態での「不純物」とは、原料または製造環境等から混入するものを指す。また、平均としての化学成分とは、複数個所で複数回の測定を行ったときの平均値を意味する。
【００２９】
溶融アルミニウムめっき浴にＳｉを含有させることで、溶融アルミニウムめっき浴の融点を好ましく低下させることができる。その結果、溶融めっきの操業をより容易にできる。さらに、溶融アルミニウムめっき浴にＳｉを含有させることで、鋼層４とＡｌ含有金属層５との界面６に生成する硬質なＦｅ−Ａｌ合金層の過大な成長を好ましく抑制することができる。Ｓｉの含有率が１５質量％以下であれば、Ａｌ含有金属層５中に粗大なＳｉが析出することがなく、耐食性、めっき密着性を損なうおそれがない。また、Ｓｉ含有率が低いとＡｌ含有金属層５の全部のＡｌが鋼層４（地鉄）のＦｅと合金化してしまうおそれがあるので、Ｓｉ含有率は、１質量％以上が好ましく、４質量％以上がより好ましい。
【００３０】
Ａｌ含有金属層５の厚さは、０．３〜２５μｍの範囲が好ましく、１〜２５μｍの範囲がより好ましく、３〜２５μｍの範囲が更に好ましく、８〜２５μｍの範囲が最も好ましい。厚さが０．３μｍ以上であれば、好適な耐食効果が得られる。また、厚さが２５μｍ以下であれば、Ａｌを大量にめっきする必要がなく、生産コストを向上できる。
【００３１】
図１に示すように、鋼層４とＡｌ含有金属層５との界面６には、Ｆｅ−Ａｌ合金粒７が分散して形成される。溶融アルミニウムめっきを行う際に、鋼層４とＡｌ含有金属層５との界面６にはＦｅ−Ａｌ合金相が層状に形成される。Ｆｅ−Ａｌ合金粒７は、このＦｅ−Ａｌ合金層を分散させることにより形成されたものである。Ｆｅ−Ａｌ合金粒７は、例えば、ＦｅＡｌ３、Ｆｅ２Ａｌ８Ｓｉ、ＦｅＡｌ５Ｓｉから選択される少なくとも１つの金属間化合物を含むことが好ましい。Ｆｅ−Ａｌ合金層は非常に硬くて脆いため、層状のままだと鋼アルミニウム複合箔１を弾塑性変形させた際の変形に追随できず、鋼層４とＡｌ含有金属層５との剥離、及び、Ａｌ含有金属層５の割れを誘発する。しかしながら、本実施形態の鋼アルミニウム複合箔１では、Ｆｅ−Ａｌ合金粒７が分散されていることで、鋼アルミニウム複合箔１を弾塑性変形させた際に、鋼層４とＡｌ含有金属層５との剥離、及び、Ａｌ含有金属層５の割れを防止できる。
【００３２】
鋼層４とＡｌ含有金属層５との界面６に形成されるＦｅ−Ａｌ合金層は、化学成分が、平均として、Ｆｅ：１０〜３５原子％、Ａｌ：５０〜８０原子％、Ｓｉ：０．５〜２０原子％、かつＦｅとＡｌとＳｉとの合計が９５原子％以上となることが好ましい。このＦｅ−Ａｌ合金層から形成されるＦｅ−Ａｌ合金粒７の化学成分も、平均として、Ｆｅ：１０〜３５原子％、Ａｌ：５０〜８０原子％、Ｓｉ：０．５〜２０原子％、かつＦｅとＡｌとＳｉとの合計が９５原子％以上となることが好ましい。ただ、Ｆｅ−Ａｌ合金粒７は、粒ごとに異なる化学成分を有する場合がある。Ｆｅ−Ａｌ合金粒７の化学成分は、平均として、Ｆｅ：１５〜２５原子％、Ａｌ：６０〜７５原子％、Ｓｉ：１〜１５原子％であることがより好ましい。
【００３３】
Ｆｅ−Ａｌ合金粒７には、鋼層４に接した状態で鋼層４とＡｌ含有金属層５との界面６に分散されたＦｅ−Ａｌ合金粒７ａと、鋼層４から離間した状態でＡｌ含有金属層５中に分散されたＦｅ−Ａｌ合金粒７ｂとが含まれる。このうち、鋼層４から離間した状態でＡｌ含有金属層５中に分散されたＦｅ−Ａｌ合金粒７ｂが存在することで、弾塑性変形性を向上できる。
【００３４】
ここで、鋼層４の熱膨張係数（例えば１０．５〜１２．２×１０−６／Ｋ）と、Ａｌ含有金属層５をなすＡｌの熱膨張係数（例えば２２．３×１０−６／Ｋ）との差は大きい。しかし、Ｆｅ−Ａｌ合金粒７が鋼層４から離間してＡｌ含有金属層５中に分散することで、Ａｌ含有金属層５に対する熱膨張のピン留め効果が発揮される。その結果、本実施形態の鋼アルミニウム複合箔１が、太陽電池や有機ＥＬ照明等の製造プロセス中で数百℃に加熱され、その後室温近くまで冷却される熱履歴を受けたとしても、鋼層４とＡｌ含有金属層５との剥離、及びＡｌ含有金属層５の割れが防止される。この効果は、Ａｌ含有金属層５の熱膨張係数がＦｅ−Ａｌ合金粒７ｂによって見かけ上で低下して、鋼層４の熱膨張係数とＡｌ含有金属層５の熱膨張係数との差が小さくなることに起因すると推測される。なお、Ｆｅ−Ａｌ合金粒７ｂをＡｌ含有金属層５中に分散させるには、クラッド圧延後の冷間圧延条件を制御すればよい。
【００３５】
厚さ方向と切断方向とが平行な断面で見た場合に、Ａｌ含有金属層５中に含まれる鋼層４から離間して分散されたＦｅ−Ａｌ合金粒７ｂの面積分率は、上記断面中に含まれるＦｅ−Ａｌ合金粒７に対して、７．５面積％以上５０面積％未満の範囲が好ましい。このＦｅ−Ａｌ合金粒７ｂの面積分率の下限は、１０面積％がより好ましく、１５面積％が更に好ましい。また、このＦｅ−Ａｌ合金粒７ｂの面積分率の上限は、４０面積％がより好ましく、３５面積％が更に好ましい。Ｆｅ−Ａｌ合金粒７ｂの面積分率が７．５面積％以上であれば、鋼層４とＡｌ含有金属層５との剥離、及び、Ａｌ含有金属層５の割れを効果的に防止できる。Ｆｅ−Ａｌ合金粒７ｂの面積分率は大きいほど好ましいが、５０面積％以上にするのは製造工程の制約上困難なので、５０面積％未満を上限とする。なお、Ｆｅ−Ａｌ合金粒７が鋼層４から離間しているか否かは、鋼層４とＡｌ含有金属層５との上記断面を観察して判断すればよい。
【００３６】
Ａｌ含有金属層５中に含まれる鋼層４から離間して分散されたＦｅ−Ａｌ合金粒７ｂの粒径は、０．１〜５μｍの範囲であることが好ましい。このＦｅ−Ａｌ合金粒７ｂの粒径の下限は、０．２μｍがより好ましい。また、このＦｅ−Ａｌ合金粒７ｂの粒径の上限は、４μｍがより好ましく、３μｍが更に好ましい。Ｆｅ−Ａｌ合金粒７ｂの粒径が５μｍを超えると、鋼アルミニウム複合箔１が変形された際にＡｌ含有金属層５が割れるおそれがある。また、Ｆｅ−Ａｌ合金粒７ｂの粒径が０．１μｍ未満であると、Ｆｅ−Ａｌ合金粒７ｂがＡｌ含有金属層５中に分散したとしても、熱膨張のピン留め効果が十分に発揮されないおそれがある。
【００３７】
鋼層４とＡｌ含有金属層５との界面６は、平坦ではなく凹凸面となっていることが好ましい。この凹凸状の界面６は、クラッド圧延後の冷間圧延によってＦｅ−Ａｌ合金層がＦｅ−Ａｌ合金粒７として分散された際に、Ｆｅ−Ａｌ合金粒７が鋼層４及びＡｌ含有金属層５にそれぞれ食い込むことで形成されると推測される。このように、鋼層４とＡｌ含有金属層５との界面６が凹凸面となることで、高温下で鋼層４とＡｌ含有金属層５とが熱膨張した際にアンカー効果が発揮され、鋼層４とＡｌ含有金属層５との剥離をより効果的に防止できる。
【００３８】
また、Ａｌ層３は、芯層２のＡｌ含有金属層５上に積層されている。このＡｌ層３は、芯材（アルミニウムめっき鋼板）とＡｌ材とをクラッド圧延し、更に冷間圧延することで形成される。Ａｌ層３の厚さは、１〜１４０μｍの範囲が好ましい。Ａｌ層３の厚さの下限は、３μｍがより好ましく、５μｍが更に好ましい。Ａｌ層３の厚さの上限は、５０μｍがより好ましく、３０μｍが更に好ましい。Ａｌ層３の厚さが１μｍ以上であれば、Ａｌ層３の表面３ａを平坦化するのに好ましい厚さとなる。また、この厚さが１４０μｍ以下であれば、Ａｌ層３の質量が増大することがなく、鋼アルミニウム複合箔１の軽量化が図られるので好ましい。
【００３９】
Ａｌ層３は、化学成分が、平均として、９９．０質量％以上のＡｌ及び不純物からなることが好ましい。また、Ａｌ層３は、９９．９質量％以上のＡｌを含むことがより好ましい。これにより、Ａｌ層３中に共晶組織が生成することがなく、Ａｌ層３の表面３ａの表面平滑性を好ましく高めることができる。
【００４０】
Ａｌ層３の表面３ａは、その表面粗さＲａが６００ｎｍ以下であるとき許容できる表面平滑性となるが、Ａｌ層３の表面３ａの表面粗さＲａは、１０〜２５ｎｍの範囲が好ましく、１０〜２０ｎｍの範囲がより好ましい。Ａｌ層３の表面粗さＲａが２５ｎｍ以下であれば、太陽電池や有機ＥＬ照明の基材として要求される表面平滑性を好ましく満足できる。Ａｌ層３の表面粗さＲａは小さければ小さいほどよいが、表面粗さＲａを１０ｎｍ未満にすることは、平坦化プロセスのコスト増となる。なお、Ａｌ層３の表面粗さＲａの制御は、クラッド圧延後の冷間圧延工程で実施する。
【００４１】
図２は、本実施形態に係る鋼アルミニウム複合箔１の変形例の要部を示す拡大断面模式図である。なお、この図２は、図１と同様に、厚さ方向と切断方向とが平行な断面で見た場合の鋼アルミニウム複合箔１を示しており、かつ芯層２の一部とこの芯層２上に積層されたＡｌ層３とを拡大して示している。この図２に示すように、本実施形態に係る鋼アルミニウム複合箔１では、Ａｌ層３中に、鋼層４から離間して分散されたＦｅ−Ａｌ合金粒７ｃが含まれてもよい。
【００４２】
鋼層４から離間して分散されたＦｅ−Ａｌ合金粒７ｃがＡｌ層３中に含まれるとき、Ａｌ層３に対する熱膨張のピン留め効果が好ましく発揮される。その結果、鋼アルミニウム複合箔１が、数百℃に加熱され、その後室温近くまで冷却される熱履歴を受けたとしても、Ａｌ層３とＡｌ含有金属層５との剥離、Ａｌ含有金属層５と鋼層４との剥離、Ａｌ層３の割れ、及びＡｌ含有金属層５の割れが好ましく防止される。この効果は、Ａｌ層３の熱膨張係数がＦｅ−Ａｌ合金粒７ｃによって見かけ上で低下して、鋼層４の熱膨張係数とＡｌ層３の熱膨張係数との差、及びＡｌ含有金属層５の熱膨張係数とＡｌ層３の熱膨張係数との差が小さくなることに起因すると推測される。なお、Ｆｅ−Ａｌ合金粒７ｃをＡｌ層３中に分散させるには、Ａｌ含有金属層５の厚さが、Ｆｅ−Ａｌ合金粒７の粒径範囲の最大値を２倍した値よりも小さくなるように、素材となる鋼板のめっき付着量（Ａｌ含有金属層５の厚さ）と、Ｆｅ−Ａｌ合金層の厚さとを制御すれば良い。このようにすれば、鋼層４から離間して分散されたＦｅ−Ａｌ合金粒７の一部が、冷間圧延工程で、Ａｌ含有金属層５を経てさらにＡｌ層３中へと分散する。
【００４３】
厚さ方向と切断方向とが平行な断面で見た場合に、Ａｌ層３中に含まれる鋼層４から離間して分散されたＦｅ−Ａｌ合金粒７ｃの面積分率は、上記断面中に含まれるＦｅ−Ａｌ合金粒７に対して、７．５面積％以上４０面積％未満の範囲が好ましい。このＦｅ−Ａｌ合金粒７ｃの面積分率の下限は、１０面積％がより好ましく、１５面積％が更に好ましい。また、このＦｅ−Ａｌ合金粒７ｃの面積分率の上限は、３０面積％がより好ましく、２５面積％が更に好ましい。Ｆｅ−Ａｌ合金粒７ｃの面積分率が７．５面積％以上であれば、Ａｌ層３とＡｌ含有金属層５との剥離、Ａｌ含有金属層５と鋼層４との剥離、Ａｌ層３の割れ、及びＡｌ含有金属層５の割れを好ましく防止できる。Ｆｅ−Ａｌ合金粒７ｃの面積分率は大きいほど好ましいが、４０面積％以上にするのは製造工程の制約上困難なので、４０面積％未満を上限とする。
【００４４】
Ａｌ層３中に含まれる鋼層４から離間して分散されたＦｅ−Ａｌ合金粒７ｃの粒径は、０，１〜５μｍの範囲であることが好ましい。このＦｅ−Ａｌ合金粒７ｃの粒径の下限は、０．２μｍがより好ましく、０．３μｍが更に好ましい。また、このＦｅ−Ａｌ合金粒７ｃの粒径の上限は、４μｍがより好ましく、３．５μｍが更に好ましい。Ｆｅ−Ａｌ合金粒７ｃの粒径が５μｍを超えると、鋼アルミニウム複合箔１が変形された際にＡｌ層３またはＡｌ含有金属層５が割れるおそれがある。また、Ｆｅ−Ａｌ合金粒７ｃの粒径が０．１μｍ未満であると、Ｆｅ−Ａｌ合金粒７ｃがＡｌ層３中に分散したとしても、熱膨張のピン留め効果が十分に発揮されないおそれがある。なお、Ｆｅ−Ａｌ合金粒７ｃの粒径は、Ａｌ層３の厚さよりも必ず小さくなる。
【００４５】
図３は、本実施形態に係る鋼アルミニウム複合箔１に含まれるＦｅ−Ａｌ合金粒７とその近傍とを示す拡大断面模式図である。この図３は、図１及び図２と同様に、厚さ方向と切断方向とが平行な断面で見た場合の鋼アルミニウム複合箔１を示している。この図３に示すように、本実施形態に係る鋼アルミニウム複合箔１には、ボイド９が含まれる場合がある。
【００４６】
このボイド９は、鋼アルミニウム複合箔１が数百℃に加熱された後に室温近くまで冷却される熱履歴を受けたときに、鋼層４とＡｌ含有金属層５との剥離、Ａｌ含有金属層５とＡｌ層３との剥離、Ａｌ含有金属層５の割れ、またはＡｌ層３の割れなどの原因となる可能性がある。そのため、鋼アルミニウム複合箔１の電気抵抗が高まり、光電変換効率が低下し、耐温度サイクル性が低下するおそれがある。よって、このボイド９のサイズは小さいことが好ましい。具体的には、厚さ方向と切断方向とが平行な断面で見た場合に、断面中に含まれるボイド９が、円相当径（円相当直径）で１μｍ未満であることが好ましい。ボイド９の円相当径が１μｍ未満であれば、鋼層４とＡｌ含有金属層５との剥離、Ａｌ含有金属層５とＡｌ層３との剥離、Ａｌ含有金属層５の割れ、またはＡｌ層３の割れなどを引き起こす可能性が小さい。なお、ボイド９の円相当径を制御するには、クラッド圧延工程前のアルミニウムめっき層（Ａｌ含有金属層）及びＡｌ材の合計の厚さと、クラッド圧延及び冷間圧延での合計の圧下率とを制御すればよい。
【００４７】
図４は、本実施形態に係る鋼アルミニウム複合箔１の変形例の要部を示す拡大断面模式図である。この図４に示すように、本実施形態の鋼アルミニウム複合箔１のＡｌ層３上に、各種の被覆層８を形成してもよい。また、被覆層８は、その表面粗さＲａが６００ｎｍ以下であるとき許容できる表面平滑性となるが、これらの被覆層８の表面粗さＲａは、これらの被覆層８を形成しない場合のＡｌ層３の表面３ａと同様に、１０〜２５ｎｍの範囲が好ましく、１０〜２０ｎｍの範囲がより好ましい。
【００４８】
被覆層８として例えば、Ａｌ層３の上に、厚さ０．０１〜４μｍのＡｌＮ層または厚さ０．０５〜５０μｍのＡｌ２Ｏ３層を形成することが好ましい。ＡｌＮ層の厚さが０．０１μｍ以上、またはＡｌ２Ｏ３層の厚さが０．０５μｍ以上のとき、Ａｌ層３の表面を絶縁性にすることができ、太陽電池や有機ＥＬ照明の絶縁性下地膜として機能させることができるので好ましい。厚さ４μｍ超のＡｌＮ層や厚さ５０μｍ超のＡｌ２Ｏ３層を生成することは、生産コストが上昇するので、好ましくない。
【００４９】
また、ＡｌＮ層やＡｌ２Ｏ３層に代えて、Ａｌ層３の上に、厚さ０．００１〜８μｍのゾルゲル層を形成してもよい。ゾルゲル層は、三次元網目構造状に発達したシロキサン結合を主骨格とした無機骨格を有し、この骨格の架橋酸素の少なくとも１個が有機基および／または水素原子で置換されたゾルゲル層である。ゾルゲル層を有することで、ＡｌＮ層及びＡｌ２Ｏ３層と同様の効果が得られる。より好ましくは、０．１μｍ以上の厚さとすると上述の効果がより増すのでよい。ゾルゲル層の厚さが０．００１μｍ未満では、上述の効果が得られない。厚さが８μｍ超では、生産コストが上昇する。
【００５０】
また、ＡｌＮ層やＡｌ２Ｏ３層に代えて、Ａｌ層３の上に、厚さ１〜５０μｍのラミネート層を形成してもよい。ラミネート層は、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミドから選ばれるプラスティックフィルムなどから構成されるラミネート層を例示できる。ラミネート層を有することで、ＡｌＮ層及びＡｌ２Ｏ３層と同様の効果を得ることができる。ラミネート層の厚さが１μｍ未満では、上述の効果が得られない。厚さが５０μｍ超では、生産コストが上昇する。
【００５１】
上記の構造とすることで、例えばＣＩＧＳの太陽電池セルが直列に接続されたモジュール回路で、５００Ｖ以上の耐電圧が確保でき、絶縁破壊を回避できる。また、絶縁破壊に至らずとも、漏れ電流が存在すると太陽電池モジュールの光電変換効率低下の要因となるが、上記の構造とすることでそのような漏れを防止できる。
【００５２】
また、本実施形態の鋼アルミニウム複合箔１上に形成する光電変換層としては、ＣＩＧＳ、ＣＩＳ、ＣｄＴｅ等の化合物系太陽電池、アモルファスＳｉ等の薄膜系太陽電池、それらを複数層積層させたハイブリッド型太陽電池が使用できる。また、鋼アルミニウム複合箔１上には有機ＥＬ照明回路を形成することもできる。特に、上記のＣＩＧＳ、ＣＩＳの主成分は特に制限されず、少なくとも１種のカルコパイライト構造の化合物半導体であることが好ましく、また、光電変換層の主成分は、Ｉｂ族元素とＩＩＩｂ族元素とＶＩｂ族元素とを含む少なくとも１種の化合物半導体であることが好ましい。さらに、光吸収率が高く、高い光電変換効率が得られることから、上記光電変換層の主成分は、Ｃｕ及びＡｇ等より選択された少なくとも１種のＩｂ族元素と、Ａｌ、Ｇａ及びＩｎ等より選択された少なくとも１種のＩＩＩｂ族元素と、Ｓ、Ｓｅ、及びＴｅ等から選択された少なくとも１種のＶＩｂ族元素とを含む少なくとも１種の化合物半導体であることが好ましい。具体的には、上記化合物半導体としては、ＣｕＡｌＳ２、ＣｕＧａＳ２、ＣｕＩｎＳ２、ＣｕＡｌＳｅ２、ＣｕＧａＳｅ２、ＣｕＩｎＳｅ２（ＣＩＳ）、ＡｇＡｌＳ２、ＡｇＧａＳ２、ＡｇＩｎＳ２、ＡｇＡｌＳｅ２、ＡｇＧａＳｅ２、ＡｇＩｎＳｅ２、ＡｇＡｌＴｅ２、ＡｇＧａＴｅ２、ＡｇＩｎＴｅ２、Ｃｕ（Ｉｎ１−ｘＧａｘ）Ｓｅ２（ＣＩＧＳ）、Ｃｕ（Ｉｎ１−ｘＡｌｘ）Ｓｅ２、Ｃｕ（Ｉｎ１−ｘＧａｘ）（Ｓ，Ｓｅ）２、Ａｇ（Ｉｎ１−ｘＧａｘ）Ｓｅ２及びＡｇ（Ｉｎ１−ｘＧａｘ）（Ｓ，Ｓｅ）２等が使用できる。
【００５３】
本実施形態に係る鋼アルミニウム複合箔１は、太陽電池の発電層や有機ＥＬ素子を形成する側である一方の箔面に、Ａｌ含有金属層５及びＡｌ層３を有していればよい。ただ、本実施形態に係る鋼アルミニウム複合箔１は、太陽電池の発電層や有機ＥＬ素子を形成する側である一方の箔面と反対の箔面である他方の箔面にも、Ａｌ含有金属層５を有してもよい。または、本実施形態に係る鋼アルミニウム複合箔１は、太陽電池の発電層や有機ＥＬ素子を形成する側である一方の箔面と反対の箔面である他方の箔面にも、Ａｌ含有金属層５及びＡｌ層３を有してもよい。
【００５４】
図５は、本実施形態に係る鋼アルミニウム複合箔の断面模式図であり、本実施形態に係る鋼アルミニウム複合箔１が、太陽電池の発電層や有機ＥＬ素子を形成する側である一方の箔面とその他方の箔面とに、Ａｌ含有金属層５及びＡｌ層３を有する場合を例示している。図５に示すように、厚さ方向と切断方向とが平行な断面で見た場合に、厚さ方向を法線とする鋼層４の２つの外面を鋼層面４ａ（鋼層面４ａが界面６となる）としたとき、Ａｌ含有金属層５が、それぞれの鋼層面４ａ上に配されることが好ましい。そして、上記断面で見た場合に、厚さ方向を法線とするＡｌ含有金属層５の２つの外面をＡｌ含有金属層面５ａとしたとき、Ａｌ層３が、それぞれのＡｌ含有金属層面５ａ上に配されることが好ましい。なお、図５では、Ｆｅ−Ａｌ合金粒７（７ａ、７ｂ、７ｃ）、ボイド９、または各種の被覆層８などの図示を省略している。
【００５５】
例えば、一方の箔面にのみＡｌ含有金属層５及びＡｌ層３を有する鋼アルミニウム複合箔１がロール状に巻き取られている場合、太陽電池や有機ＥＬ照明等の製造時に、ロール状に巻き取られている鋼アルミニウム複合箔１の巻き取り方向を反転させなければいけないこともある。これに対して、一方の箔面にＡｌ含有金属層５及びＡｌ層３を有し、かつ他方の箔面にもＡｌ含有金属層５及びＡｌ層３を有する鋼アルミニウム複合箔１では、太陽電池や有機ＥＬ照明等の製造時にどちらの箔面上にも太陽電池の発電層や有機ＥＬ素子を形成することができるので操業性に優れる。
【００５６】
加えて、一方の箔面にのみＡｌ含有金属層５及びＡｌ層３を有する鋼アルミニウム複合箔１では、鋼層４とＡｌ含有金属層５との間の塑性変形能や機械的性質の差、鋼層４とＡｌ層３との間の塑性変形能や機械的性質の差、及びＡｌ含有金属層５とＡｌ層３との間の塑性変形能や機械的性質の差に起因して、クラッド圧延に続く冷間圧延後に、鋼アルミニウム複合箔１に反りが発生する場合がある。鋼アルミニウム複合箔１に反りが発生すると、鋼アルミニウム複合箔１上に太陽電池の発電層や有機ＥＬ素子を形成することが困難になることもある。これに対して、太陽電池の発電層や有機ＥＬ素子を形成する側である一方の箔面と反対の箔面である他方の箔面にも、Ａｌ含有金属層５を有する鋼アルミニウム複合箔１では、クラッド圧延に続く冷間圧延後に、鋼アルミニウム複合箔１に反りが発生しにくいので好ましい。また、太陽電池の発電層や有機ＥＬ素子を形成する側である一方の箔面と反対の箔面である他方の箔面にも、Ａｌ含有金属層５及びＡｌ層３を有する鋼アルミニウム複合箔１では、クラッド圧延に続く冷間圧延後に、鋼アルミニウム複合箔１に反りがさらに発生しにくいので好ましい。
【００５７】
なお、鋼板を溶融アルミニウムめっき浴に浸漬することでアルミニウムめっき鋼板を製造する場合、厚さ方向と切断方向とが平行な断面で見たときに、鋼層４の輪郭線の全周に渡ってＡｌ含有金属層５が形成される。この場合、Ａｌ含有金属層５の２つのＡｌ含有金属層面５ａのうちの一つのＡｌ含有金属層面５ａ上にのみＡｌ層３を積層してもよく、またはＡｌ含有金属層５の２つのＡｌ含有金属層面５ａ上にＡｌ層３を積層してもよい。一方、鋼層４の輪郭線の全周に渡ってＡｌ含有金属層５が形成されたアルミニウムめっき鋼板の側縁（鋼板の板幅方向の端部でかつ、鋼板の長手方向に沿った部分）を切断する場合もある。側縁が切断されたアルミニウムめっき鋼板では、厚さ方向と切断方向とが平行な断面で見たときに、厚さ方向を法線とする鋼層４の２つの鋼層面４ａ上にのみＡｌ含有金属層５が配される。この場合、Ａｌ含有金属層５の２つのＡｌ含有金属層面５ａのうちの一つのＡｌ含有金属層面５ａ上にのみＡｌ層３を積層してもよく、またはＡｌ含有金属層５の２つのＡｌ含有金属層面５ａ上にＡｌ層３を積層してもよい。すなわち、本実施形態に係る鋼アルミニウム複合箔１では、Ａｌ含有金属層５が、鋼層４の輪郭線の全周に渡って配されてもよく、鋼層４の２つの鋼層面４ａ上にのみ配されてもよい。そして、本実施形態に係る鋼アルミニウム複合箔１では、必要に応じて、Ａｌ含有金属層５の２つのＡｌ含有金属層面５ａのうちの一つのＡｌ含有金属層面５ａ上にのみＡｌ層３を積層してもよく、またはＡｌ含有金属層５の２つのＡｌ含有金属層面５ａ上にＡｌ層３を積層してもよい。なお、カーテンコーター等でアルミニウムめっき鋼板を製造する場合、厚さ方向と切断方向とが平行な断面で見たときに、厚さ方向を法線とする鋼層４の２つの鋼層面４ａのうちの一つの鋼層面４ａ上にのみＡｌ含有金属層５が配される。この場合には、形成されたＡｌ含有金属層５上にＡｌ層３を積層すればよい。
【００５８】
上述した、鋼層４の厚さ、Ａｌ含有金属層５の厚さ、Ａｌ含有金属層５の化学成分、Ａｌ層３の厚さ、Ａｌ層３の化学成分、Ａｌ層３の表面粗さＲａ、Ｆｅ−Ａｌ合金粒７（７ａ、７ｂ、７ｃ）の粒径、Ｆｅ−Ａｌ合金粒７（７ａ、７ｂ、７ｃ）の面積分率、Ｆｅ−Ａｌ合金粒７（７ａ、７ｂ、７ｃ）の構成相、及びボイド９の円相当径を測定する方法は、圧延方向と直交する板幅方向が観察面となるように厚さ方向に沿って平面切断した切断面を観察すればよい。なお、複数の切断面内の複数の観察視野から測定した各測定値を平均することが好ましい。
【００５９】
上記の切断面の金属組織を画像解析することで、平均厚さ、粒径、面積分率、表面粗さＲａなどを求めることができる。画像解析は、観察視野が板幅方向で２００μｍ以内となる倍率で行い、板幅方向の合計視野が３０００μｍ以上となるように、少なくとも１５視野以上を解析することが好ましい。また、解析視野内で観察された各Ｆｅ−Ａｌ合金粒７（７ａ、７ｂ、７ｃ）の円相当径を粒径として測定し、粒径範囲を調べた。また、鋼層４から離間したＦｅ−Ａｌ合金粒７がＡｌ含有金属層５とＡｌ層３の両方にまたがる位置に存在する場合、Ａｌ含有金属層５に含まれる部分をＦｅ−Ａｌ合金粒７ｂ、Ａｌ層３に含まれる部分をＦｅ−Ａｌ合金粒７ｃとして、それぞれ面積分率と円相当径（粒径）とを算出した。なお、上記の表面粗さＲａは、表面粗さ測定機を用いて測定してもよい。
【００６０】
また、上記の切断面の金属組織を画像解析することで、ボイド９の円相当径を求めることができる。画像解析は、観察視野が板幅方向で２００μｍ以内となる倍率で行い、板幅方向の合計視野が３０００μｍ以上となるように、複数視野を解析することが好ましい。
【００６１】
また、上記の切断面で、ＥＰＭＡ（電子線マイクロ分析、Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｐｒｏｂｅ  Ｍｉｃｒｏ  Ａｎａｌｙｓｉｓ）やＥＤＸ（エネルギー分散型Ｘ線分析、Ｅｎｅｒｇｙ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ  Ｘ−Ｒａｙ  Ａｎａｌｙｓｉｓ）などを用いて分析することで、化学成分、構成相などを求めることができる。なお、上記の化学成分は、グロー放電発光分析装置（一般に高周波ＧＤＳとも呼ばれる）を用いて分析してもよい。
【００６２】
上述の各種の被覆層８の厚さ及び化学成分を測定する方法は、スパッタ法により金属箔の表面から膜厚方向に掘り下げながら分析する手法や、金属箔の膜厚方向の切断面にて線分析または点分析を行う手法が有効である。スパッタ法を利用した手法では、測定深さが大きくなると測定時間が掛かり過ぎるが、切断面を線分析または点分析する手法では、断面全体での濃度分布の測定や再現性の確認等を行うのが比較的容易である。線分析または点分析で、分析の精度を向上させたい場合には、線分析にて分析間隔を狭くして分析したり、点分析にて分析領域を拡大して分析したりすることも有効である。各種の被覆層８の同定は、標準試料（即ち濃度１００％）の値をあらかじめ測定しておき、上記化学成分の分析でその濃度が５０％以上となる領域を判別することで行う。これらの分析に用いる分析装置として、ＥＰＭＡ、ＥＤＸ、ＧＤＳ、ＡＥＳ（オージェ電子分光法、Ａｕｇｅｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）、ＴＥＭ（透過型電子顕微鏡、Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）等が利用できる。なお、各種の被覆層８の厚さが上述した数値限定を満たすかどうかの判定は、各種の被覆層８の平均厚さによって評価される。局所的に各種の被覆層８の厚さが数値限定を満たさない場合があったとしても、上記判定に考慮しない。
【００６３】
次に、本発明の一実施形態に係る鋼アルミニウム複合箔の製造方法ついて詳細に説明する。
【００６４】
本実施形態の鋼アルミニウム複合箔１の製造方法は、芯材とＡｌ材とをクラッド圧延してクラッド材とするクラッド圧延工程と、このクラッド材を冷間圧延して鋼アルミニウム複合箔１を得る冷間圧延工程と、を備えている。また、クラッド圧延工程前に、芯材であるアルミニウムめっき鋼板を得るための溶融めっき工程をさらに有してもよい。また、冷間圧延工程後に、鋼アルミニウム複合箔１に各種の被覆層８を形成する成膜工程をさらに有してもよい。以下、各工程について順次説明する。
【００６５】
溶融めっき工程
鋼板（鋼層）上にアルミニウムめっき層（Ａｌ含有金属層）が配されるアルミニウムめっき鋼板（芯材）を製造する工程は特に限定されない。例えば、溶射法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、蒸着法、電気めっき法などを採用してもよい。ただ、芯材として、普通鋼である鋼板に溶融アルミニウムめっきが施されたアルミニウムめっき鋼板を用いることが好ましい。すなわち、クラッド圧延工程前に、１〜１５質量％のＳｉを含有し、残部がＡｌ及び不純物からなる化学成分の溶融アルミニウムめっき浴を用いて鋼板をめっきする溶融めっき工程を行うことが好ましく、この溶融めっき工程によって、鋼板（鋼層）上にアルミニウムめっき層（Ａｌ含有金属層）が配されるアルミニウムめっき鋼板（芯材）を得ることが好ましい。溶融アルミニウムめっき法では、アルミニウムめっき層を有するアルミニウムめっき鋼板を安価に大量生産できる。また、上記の化学成分を有する溶融アルミニウムめっき浴を用いることで、溶融アルミニウムめっき浴の融点を好ましく低下させることができ、比較的低温で溶融アルミニウムめっきを行うことができる。鋼板とアルミニウムめっき層との界面６には、鋼板のＦｅとアルミニウムめっき層のＡｌとが合金化してなるＦｅ−Ａｌ合金層が形成される。
【００６６】
溶融めっき工程後でクラッド圧延工程前のアルミニウムめっき層の厚さは、１〜６０μｍの範囲が好ましい。また、このアルミニウムめっき層の厚さの下限は、５μｍがより好ましく、１０μｍが更に好ましい。このアルミニウムめっき層の厚さの上限は、４０μｍがより好ましく、３０μｍが更に好ましい。アルミニウムめっき層の厚さを上記範囲内とすることで、冷間圧延工程後の鋼アルミニウム複合箔１のＡｌ含有金属層５の厚さを、上述した好ましい範囲に制御できる。
【００６７】
また、溶融めっき工程後でクラッド圧延工程前の鋼板の厚さは、５０〜２０００μｍの範囲が好ましい。また、この鋼板の厚さの下限は、１００μｍがより好ましく、２００μｍが更に好ましい。この鋼板の厚さの上限は、１５００μｍがより好ましく、１２００μｍが更に好ましい。鋼板の厚さが５０μｍ未満では、冷間圧延後の鋼アルミニウム複合箔１の厚さが薄くなりすぎて強度不足となるおそれがある。また、鋼板の厚さが２０００μｍ超では、アルミニウムめっき鋼板の厚さが厚すぎて後工程に負荷がかかり、また圧延パス数が多くなってコスト増となるおそれがある。
【００６８】
また、溶融めっき工程では、厚さ方向を法線とする鋼板（鋼層）の２つの板面を鋼板面としたとき、アルミニウムめっき層（Ａｌ含有金属層）が、それぞれの鋼板面上に形成されてもよい。鋼板の２つの鋼板面上にアルミニウムめっき層が形成されている場合、クラッド圧延に続く冷間圧延後に、鋼アルミニウム複合箔１に反りが発生しにくく、そのため後工程でのハンドリングが容易となり好ましい。なお、溶融アルミニウムめっきに供する鋼板は、最終的に鋼アルミニウム複合箔１の鋼層４となり、溶融アルミニウムめっきによって形成されるアルミニウムめっき層は、最終的に鋼アルミニウム複合箔１のＡｌ含有金属層５となる。
【００６９】
クラッド圧延工程
クラッド圧延工程では、Ｆｅ−Ａｌ合金層を含むアルミニウムめっき層（Ａｌ含有金属層）が鋼板（鋼層）上に形成されてなる芯材（アルミニウムめっき鋼板）とＡｌ材とを重ね合わせた状態でクラッド圧延してクラッド材を得る。クラッド圧延工程では、アルミニウムめっき層（Ａｌ含有金属層）上にＡｌ材が接合されればよく、クラッド圧延の圧延条件は特に限定されない。クラッド圧延の温度は室温から５００℃の間であればよい。例えば、加熱温度４００℃及び圧下率９％の条件でクラッド圧延を行ってもよく、または温度２０℃（室温）及び圧下率１５％の条件でクラッド圧延を行ってもよい。また、圧下率は１５％よりも大きくても良い。
【００７０】
また、クラッド圧延工程に供するＡｌ材は、９９．０質量％以上のＡｌ及び不純物からなるＡｌ板が好ましく、９９．９％質量以上のＡｌ及び不純物からなるＡｌ板がより好ましい。このようなＡｌ材では共晶組織が生成することがないので、冷間圧延後の鋼アルミニウム複合箔１のＡｌ層３の表面３ａの表面平滑性を好ましく高めることができる。
【００７１】
クラッド圧延工程に供するＡｌ材の厚さは、１〜１５００μｍの範囲が好ましい。また、このＡｌ材の厚さの下限は、１０μｍがより好ましく、４０μｍが更に好ましい。このＡｌ材の厚さの上限は、１０００μｍがより好ましく、５００μｍが更に好ましい。Ａｌ材の厚さが１μｍ未満では、薄すぎてクラッド圧延の際の取り扱いが困難となるおそれがある。また、Ａｌ材の厚さが１５００μｍ超では、基材として適した厚さまで圧延する圧延パス数が多くなってコスト増となるおそれがある。
【００７２】
また、クラッド圧延工程では、厚さ方向を法線とするアルミニウムめっき層（Ａｌ含有金属層）の２つの板面（芯材の２つの板面）をめっき面としたとき、Ａｌ材が、それぞれのめっき面上にクラッド圧延により接合されてもよい。アルミニウムめっき層（Ａｌ含有金属層）の２つのめっき面上にＡｌ層が形成されている場合、クラッド圧延に続く冷間圧延後に、鋼アルミニウム複合箔１に反りが発生しにくく、そのため後工程でのハンドリングが容易となり好ましい。なお、クラッド圧延に供するＡｌ材は、最終的に鋼アルミニウム複合箔１のＡｌ層３となる。
【００７３】
冷間圧延工程
冷間圧延工程では、クラッド圧延工程で得られたクラッド材を冷間圧延することにより、Ａｌ含有金属層（アルミニウムめっき層）中のＦｅ−Ａｌ合金層の一部を、鋼層（鋼板）から離間させてＡｌ含有金属層中に分散したＦｅ−Ａｌ合金粒に制御して、鋼アルミニウム複合箔１を得る。
【００７４】
冷間圧延は、タンデム冷間圧延設備またはリバース圧延設備のいずれかを用いて、複数回の圧延パスを行うことにより実施する。特に、圧延パスごとに圧下率及び通板速度を調整可能なリバース圧延設備を用いて冷間圧延を行うことが好ましい。圧延パスごとに圧下率及び通板速度を調整しつつ冷間圧延を行うことで、Ｆｅ−Ａｌ合金粒の一部をＡｌ含有金属層中に好ましく分散させることができる。また、Ａｌ層の表面粗さＲａを好ましく低減できる。
【００７５】
冷間圧延の通板速度は、３０〜４００ｍ／分の範囲で圧延パスごとに設定することが好ましい。通板速度は、クラッド材の塑性変形に用いられるエネルギーに相当し、一定以上のエネルギーを加えることで、Ｆｅ−Ａｌ合金粒の一部をＡｌ含有金属層中に分散させることができる。特に、通板速度を３０ｍ／分以上とすることで、一定以上のエネルギーをクラッド材に加えることができ、Ａｌ含有金属層がＦｅ−Ａｌ合金粒と鋼層との密着を破り、Ｆｅ−Ａｌ合金粒を包み込むようにＡｌ含有金属層が塑性変形し、結果としてＦｅ−Ａｌ合金粒がＡｌ含有金属層中および／またはＡｌ層中に分散する。クラッド材に与えるエネルギーが小さいと、Ｆｅ−Ａｌ合金粒は鋼層とＡｌ含有金属層との界面に留まったままとなるおそれがあり、また、Ａｌ含有金属層がＦｅ−Ａｌ合金粒を包み込むように塑性変形できずに粗大なボイドが形成されるおそれがある。また、通板速度が４００ｍ／分以下であれば、板破断を起こすおそれがない。より好ましい冷間圧延の通板速度は、３０〜３００ｍ／分である。
【００７６】
なお、冷間圧延の通板速度は、すべての圧延パスの通板速度を同じにしてもよく、圧延パスごとに変更してもよい。さらに、通板速度による合金粒の分散効果は、より早い段階での圧延パスの影響が大きく、圧延パスを経るにつれて分散効果が得にくくなる。したがって、通板速度を圧延パスごとに速くすることで、合金粒の分散をより好ましい範囲に制御しつつ生産効率を向上できる。一方で、通板速度を圧延パスごとに遅くすることで、合金粒の分散をより好ましい範囲に制御しつつ箔形状を容易に制御することができる。
【００７７】
冷間圧延の各圧延パスの圧下率は、第１圧延パス及び第２圧延パスの各圧下率を１５〜４０％の範囲とすることが好ましい。また、第２圧延パス以降の圧延パスにおける圧下率は、直前の圧延パスの圧下率以下にすることが好ましい。このように各圧延パスの圧下率を制御することにより、各圧延パスでＡｌ含有金属層に対する十分な塑性変形量を与えることができ、Ｆｅ−Ａｌ合金粒の分散を好ましく生じさせることができる。具体的には、圧延パスの圧下率が上記の範囲であれば、Ａｌ含有金属層に対する塑性変形量が十分になって、Ｆｅ−Ａｌ合金層がＦｅ−Ａｌ合金粒に分断されるとともに、Ａｌ含有金属層の一部がＦｅ−Ａｌ合金粒と鋼層（地鉄）との界面に侵入し、結果的にＦｅ−Ａｌ合金粒がＡｌ含有金属層中および／またはＡｌ層中に分散する。特に、後半の圧延パスでは加工硬化により大きな圧下率が得られなくなるため、第１圧延パスで高圧下することが好ましい。
【００７８】
第１圧延パス及び第２圧延パスにおけるそれぞれの圧下率が１５％以上であれば、Ａｌ含有金属層の塑性変形量が大きくなり、Ｆｅ−Ａｌ合金層を分断させてＦｅ−Ａｌ合金粒を得ることのみならず、Ｆｅ−Ａｌ合金粒をＡｌ含有金属層中および／またはＡｌ層中に分散させることができるので好ましい。また、第１圧延パス及び第２圧延パスにおけるそれぞれの圧下率が３０％以下であれば、鋼アルミニウム複合箔１の形状制御が容易になるため好ましい。
【００７９】
なお、Ｆｅ−Ａｌ合金粒のＡｌ含有金属層および／またはＡｌ層への分散は、冷間圧延工程でクラッド材に与えるエネルギー量とＡｌ含有金属層の塑性変形量とが所定以上の時に好ましく達成される。従って、通板速度と圧下率との両方を本実施形態の上記範囲内に制御することが好ましい。いずれか一方を制御するだけでは、Ｆｅ−Ａｌ合金粒の分散が起こらないおそれがある。
【００８０】
なお、Ａｌ層３の表面粗さの制御は、最終パスに使用するワークロールとして、ロール粗度（表面粗さＲａ）１０ｎｍ以下の鏡面ロールを用いるとともに、Ａｌ層３のＡｌ純度を９９．０質量％以上の範囲で制御すればよい。上記の条件を満足するとき、冷間圧延後の鋼アルミニウム複合箔１のＡｌ層３の表面３ａの表面粗さＲａを、１０〜２５ｎｍの範囲に好ましく制御することができる。
【００８１】
また、クラッド圧延工程前のアルミニウムめっき層（Ａｌ含有金属層）の厚さとＡｌ材の厚さとが合計で２０μｍ以上であり、かつクラッド圧延工程と冷間圧延工程とでの合計圧下率が６５％以上であることが好ましい。上記の条件を満足するとき、冷間圧延後の鋼アルミニウム複合箔１が含まれるボイド９を、円相当径で１μｍ未満に好ましく制御することができる。
【００８２】
クラッド圧延工程及び冷間圧延工程でのアルミニウムめっき層（Ａｌ含有金属層）及びＡｌ材（Ａｌ層）の塑性変形には、圧延方向に引き延ばされる変形と、ボイドを埋めるような変形との２種が含まれる。クラッド圧延工程前の芯材のアルミニウムめっき層（Ａｌ含有金属層）とＡｌ材（Ａｌ層）との合計での厚さが上記条件を満足するとき、圧延方向に引き延ばされる変形だけでなく、ボイドを埋めるような変形も好ましく生じる。一方、上記の厚さが上記条件を満足しないとき、アルミニウムめっき層（Ａｌ含有金属層）とＡｌ材（Ａｌ層）との合計の体積が不足するために圧延方向に引き延ばされる変形しか生じず、その結果、ボイドが残存するおそれがある。また、クラッド圧延工程と冷間圧延工程とでの合計圧下率が上記条件を満足するとき、ボイドを埋めるような変形が好ましく生じる。
【００８３】
クラッド圧延工程と冷間圧延工程との合計圧下率は、「クラッド圧延前の鋼板（鋼層）、アルミニウムめっき層（Ａｌ含有金属層）、及びＡｌ材（Ａｌ層）の合計の厚さ（クラッド圧延前の素材の合計厚さ）」に対する、「クラッド圧延前の素材の合計厚さから、冷間圧延後の鋼アルミニウム複合箔の厚さにするまでに減少させた厚さ」の割合として定義する。すなわち、（クラッド圧延工程と冷間圧延工程との合計圧下率）＝［（クラッド圧延前の鋼層、Ａｌ含有金属層、及びＡｌ層の合計の厚さ）−（冷間圧延後の鋼アルミニウム複合箔の厚さ）］÷（クラッド圧延前の鋼層、Ａｌ含有金属層、及びＡｌ層の合計の厚さ）×１００、である。
【００８４】
成膜工程
クラッド圧延工程及び冷間圧延工程によって、本実施形態の鋼アルミニウム複合箔１が製造される。成膜工程として、必要に応じて、冷間圧延工程後の鋼アルミニウム複合箔１のＡｌ層３の表面３ａに各種の被覆層８を形成してもよい。
【００８５】
鋼アルミニウム複合箔１のＡｌ層３の表面３ａに、被覆層８としてＡｌＮ層を形成するには、加熱処理を行うことが好ましい。加熱処理は例えば、鋼アルミニウム複合箔１を、アンモニアまたはヒドラジンを１０体積％±２体積％含有する不活性ガス（アルゴン、窒素、窒素と水素の混合ガス等）中にて、５００〜６００℃の温度範囲で１〜１０時間の加熱を行えばよい。
【００８６】
鋼アルミニウム複合箔１のＡｌ層３の表面３ａに、Ａｌ２Ｏ３層を形成するには、Ａｌ層３の表面３ａを陽極酸化処理することが好ましい。
【００８７】
鋼アルミニウム複合箔１のＡｌ層３の表面３ａに、ゾルゲル層を形成するには、ゾルゲル層の成膜処理を行うことが好ましい。例えば、最終的な焼き付け工程で得られる被膜中の水素濃度［Ｈ］（ｍｏｌ／ｌ）とシリコン濃度［Ｓｉ］（ｍｏｌ／ｌ）との比が、０．１≦［Ｈ］／［Ｓｉ］≦１０となるようなゾルを調製する。次いで、調製したゾルをＡｌ層３の表面３ａに塗布して乾燥させる。最後に乾燥した後に焼付けを行うことによって、無機有機ハイブリッド膜被覆を備えた鋼アルミニウム複合箔１を製造できる。
【００８８】
鋼アルミニウム複合箔１のＡｌ層３の表面３ａに、ラミネート層を形成するには、ラミネート層の成膜処理を行うことが好ましい。例えば、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミドなどから選ばれるプラスティックフィルムを、ナイロン系接着剤を介して、Ａｌ層３の表面３ａに積層した後に加熱し、１ＭＰａ程度の圧力で熱圧着する。このような熱ラミネート法によって、ラミネート層を備える鋼アルミニウム複合箔１を製造できる。尚、ポリイミドから選ばれるプラスティックフィルムの代わりに、ポリイミドから成る耐熱樹脂を使うこともできる。
【００８９】
以上説明したように、本実施形態の鋼アルミニウム複合箔１によれば、鋼層４とＡｌ層３との間に位置するＡｌ含有金属層５中に、鋼層４から離間して分散されたＦｅ−Ａｌ合金粒７ｂが含まれているため、Ａｌ含有金属層５の熱膨張係数が、鋼層４の熱膨張係数とＡｌ層３の熱膨張係数との中間程度になるものと推測される。これにより、鋼アルミニウム複合箔１が４００℃以上に加熱された後に室温近くまで冷却される熱履歴を受けたとしても、Ａｌ含有金属層５などの剥離や割れが生じにくい。
【００９０】
また、本実施形態の鋼アルミニウム複合箔１では、鋼層４がＡｌ含有金属層５及びＡｌ層３に被覆されているので、耐食性に優れる。また、本実施形態の鋼アルミニウム複合箔１では、Ａｌ含有金属層５上にＡｌ層３が配されるので、表面平滑性に優れる。また、本実施形態の鋼アルミニウム複合箔１では、Ｆｅ−Ａｌ合金層が分断してＦｅ−Ａｌ合金粒７として分散するので、弾塑性変形性に優れる。
【００９１】
すなわち、本実施形態の鋼アルミニウム複合箔１は、太陽電池や有機ＥＬ照明の基材用金属箔として要求される耐食性、表面平滑性、及び弾塑性変形性を同時に満足するするとともに、高温に加熱して冷却した場合にもＡｌ含有金属層５などの剥離や割れが好ましく抑制される。従って、本実施形態の鋼アルミニウム複合箔１は、太陽電池や有機ＥＬ照明の基材用金属箔として好適に用いることができる。
【００９２】
加えて、本実施形態の鋼アルミニウム複合箔１のＡｌ層３中に鋼層４から離間して分散されたＦｅ−Ａｌ合金粒７ｃが含まれるとき、鋼アルミニウム複合箔１が４００℃以上に加熱された後に室温近くまで冷却される熱履歴を受けたとしても、Ａｌ層３とＡｌ含有金属層５との剥離、Ａｌ含有金属層５と鋼層４との剥離、Ａｌ層３の割れ、及びＡｌ含有金属層５の割れがさらに好ましく防止される。
【００９３】
また、本実施形態の鋼アルミニウム複合箔１のＡｌ層３が９９．０質量％以上のＡｌを含有するとき、Ａｌ層３中に共晶組織が生成しない。このため、共晶組織に由来する微小な凹凸がＡｌ層３の表面３ａに現れず、鋼アルミニウム複合箔１の表面平滑性をより高めることができる。
【００９４】
また、本実施形態の鋼アルミニウム複合箔１に含まれるボイド９が円相当径で１μｍ未満であるとき、鋼層４とＡｌ含有金属層５との剥離、Ａｌ含有金属層５とＡｌ層３との剥離、Ａｌ含有金属層５の割れ、またはＡｌ層３の割れがさらに好ましく防止される。
【００９５】
本実施形態の鋼アルミニウム複合箔１の製造方法によれば、芯材とＡｌ材とをクラッド圧延してクラッド材とし、このクラッド材を冷間圧延して、Ａｌ含有金属層５中のＦｅ−Ａｌ合金層の一部を、鋼層から離間させＡｌ含有金属層５中および／またはＡｌ層３中に分散したＦｅ−Ａｌ合金粒７ｂ及び７ｃとする。そのため、Ａｌ含有金属層５の熱膨張係数を、鋼層４の熱膨張係数とＡｌ層３の熱膨張係数との中間程度にできると推測される。
【００９６】
また、本実施形態の鋼アルミニウム複合箔１の製造方法では、クラッド圧延及び冷間圧延によって、鋼層とＡｌ含有金属層との界面に存在するＡｌ−Ｆｅ合金層を分断し、冷間圧延によって、Ａｌ含有金属層中および／またはＡｌ層３中にＦｅ−Ａｌ合金粒７ｂ及び７ｃを分散させる。そのため、従来ではアルミニウムめっき層が剥離したり割れたりする原因であったＡｌ−Ｆｅ合金層を、有用な組織形態に変化させることができる。
【００９７】
すなわち、本実施形態の鋼アルミニウム複合箔１の製造方法は、太陽電池や有機ＥＬ照明の基材用金属箔として要求される耐食性、表面平滑性、及び弾塑性変形性を同時に満足するとともに、高温に加熱して冷却した場合にもＡｌ含有金属層などの剥離や割れが生じにくい基材用金属箔を製造できる。
【実施例１】
【００９８】
実施例により本発明の一態様の効果を更に具体的に説明するが、実施例での条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明は、この一条件例に限定されない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限り、種々の条件を採用し得る。【００９９】
（実験例１）
鋼板として、厚さ０．０５〜２ｍｍのＳＰＣＣ（Ｓｔｅｅｌ  Ｐｌａｔｅ  Ｃｏｌｄ  Ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ）を用意した。この鋼板の片面または両面に対して、表１〜表９に示す溶融アルミニウムめっき浴を用いて溶融アルミニウムめっきを施し、アルミニウムめっき鋼板とした。得られたアルミニウムめっき層と鋼板との界面には、表１〜表９に示す化学成分及び平均厚さを有するＦｅ−Ａｌ合金層が形成されていた。なお、溶融アルミニウムめっき浴の化学成分は、表１〜表９に示すＳｉ以外の残部はＡｌ及び不純物であった。なお、本実施例では、表中に示す「―」は、未使用、未実施、または該当なしを表す。【０１００】
次に、アルミニウムめっき鋼板を芯材とし、この芯材の片面または両面に対して、表１〜表９に示すＡｌ材を皮材として用いて、表１０〜表１８に示す温度及び圧下率でクラッド圧延を行うことにより、クラッド材を製造した。更に得られたクラッド材を冷間圧延することにより、実施例１〜２２２の鋼アルミニウム複合箔を製造した。また、比較例１〜６の金属箔も製造した。表１０〜表１８に冷間圧延条件を示す。なお、冷間圧延はリバース圧延機で行い、必要に応じて、仕上げパスの圧延をロール粗度（表面粗さＲａ）を１０ｎｍ以下に加工した鏡面ロールを用いて実施した。【０１０１】
実施例１〜２２２の鋼アルミニウム複合箔及び比較例１〜６の金属箔について、圧延方向と直交する板幅方向が観察面となるように厚さ方向に沿って平面切断した切断面を観察した。そして、鋼アルミニウム複合箔の平均厚さ、鋼層の平均厚さ、Ａｌ含有金属層の平均厚さ、Ａｌ含有金属層の化学成分、Ａｌ含有金属層中に含まれる鋼層から離間して分散されたＦｅ−Ａｌ合金粒の粒径範囲、Ａｌ含有金属層中に含まれる鋼層から離間して分散されたＦｅ−Ａｌ合金粒の全Ｆｅ−Ａｌ合金粒に対する面積分率、Ａｌ層の平均厚さ、Ａｌ層の表面粗さＲａ、Ａｌ層中に含まれる鋼層から離間して分散されたＦｅ−Ａｌ合金粒の粒径範囲、Ａｌ層中に含まれる鋼層から離間して分散されたＦｅ−Ａｌ合金粒の全Ｆｅ−Ａｌ合金粒に対する面積分率、ボイドの円相当径を測定した。【０１０２】
鋼層、Ａｌ含有金属層、及びＡｌ層の平均厚さは、任意に選択した２０箇所の厚さを測定してその平均値とした。また、Ａｌ含有金属層及びＡｌ層の化学成分は、グロー放電発光分析装置（一般に高周波ＧＤＳとも呼ばれる）を用いて、元素分析を行うことにより求めた。なお、Ａｌ含有金属層の化学成分は、表１９〜表２７に示すＳｉ以外の残部はＡｌ及び不純物であった。そして、Ａｌ層の化学成分は、表１９〜表２７に示すＡｌ以外の残部は不純物であった。また、Ａｌ含有金属層及びＡｌ層中に含まれる鋼層から離間して分散されたＦｅ−Ａｌ合金粒の金属間化合物は、表１〜表９に示すＦｅ−Ａｌ合金層の金属間化合物と対応していた。【０１０３】
Ｆｅ−Ａｌ合金粒の粒径範囲及び面積分率、ボイドの円相当径は、画像解析から求めた。画像解析は、観察視野が板幅方向で２００μｍ以内となる倍率で行い、板幅方向の合計視野が３０００μｍ以上となるように、少なくとも１５視野以上を観察した。１５視野以上の観察結果から、Ａｌ含有金属層中に含まれる鋼層から離間して分散されたＦｅ−Ａｌ合金粒、及びＡｌ層中に含まれる、鋼層から離間して分散されたＦｅ−Ａｌ合金粒の粒径範囲を求めた。また、１５視野以上の観察結果から、Ａｌ含有金属層中に含まれる鋼層から離間して分散されたＦｅ−Ａｌ合金粒の全Ｆｅ−Ａｌ合金粒に対する面積分率、及びＡｌ層中に含まれる鋼層から離間して分散されたＦｅ−Ａｌ合金粒の全Ｆｅ−Ａｌ合金粒に対する面積分率を求めた。【０１０４】
また、ボイドは、上記断面をＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）で観察し、金属組織を画像解析することで評価した。板幅方向の合計視野が３０００μｍ以上となるように、複数視野で観察した。このすべての観察視野内で、円相当直径が１μｍ超であるボイドが１つも視認されなければ「無し」と判断し、円相当直径が１μｍ超であるボイドが１つでも視認されれば「有り」と判断した。【０１０５】
表面平滑性の評価
鋼アルミニウム複合箔のＡｌ層の表面粗さＲａが、６００ｎｍ以下であるとき表面平滑性が許容できると判断し、２５ｎｍ以下であるとき表面平滑性に特に優れると判断した。これらの結果を表１９〜表２７に示す。【０１０６】
更に、実施例１〜２２２の鋼アルミニウム複合箔について、耐食試験、１８０度密着曲げ試験、ＣＩＧＳ成膜後の欠陥数試験、ＣＩＧＳの変換効率試験、及び温度サイクル試験を行った。比較例１〜６の金属箔についても、必要に応じて、上記の各試験を行った。表２８〜表３６に、耐食試験、１８０度曲げ試験、ＣＩＧＳ成膜後の欠陥数試験、ＣＩＧＳの変換効率試験、及び温度サイクル試験の結果を記す。なお、片方の箔面にのみＡｌ層が形成されている鋼アルミニウム複合箔については、Ａｌ層が形成されている箔面を評価の対象とした。また、両方の箔面にＡｌ層が形成されている鋼アルミニウム複合箔については、任意の一方の箔面を評価の対象とした。【０１０７】
耐食性の評価
耐食試験は、塩水噴霧試験（ＳＳＴ）によって評価した。３５℃に保持された５％ＮａＣｌ水を鋼アルミニウム複合箔のＡｌ層の表面に噴霧し、４００時間以上目視で腐食を確認できない場合をＶＧ（Ｖｅｒｙ  Ｇｏｏｄ）、３００時間以上をＧ（Ｇｏｏｄ）、１２０時間以上をＡ（Ａｃｃｅｐｔａｂｌｅ）、１００時間以上をＮＧ（Ｎｏｔ  Ｇｏｏｄ）、１００時間未満をＢ（Ｂａｄ）とした。そして、ＶＧ、Ｇ、Ａを合格とし、ＮＧ、Ｂを不合格とした。【０１０８】
弾塑性変形性の評価
１８０度密着曲げ試験は、鋼アルミニウム複合箔に、内側半径がゼロで、曲げ角度が１８０°となる１８０度密着曲げ加工を繰り返すことで実施した。そして、鋼アルミニウム複合箔のＡｌ層またはＡｌ含有金属層の剥離または亀裂が生じる加工回数を調査した。鋼アルミニウム複合箔のＡｌ層またはＡｌ含有金属層の剥離または亀裂の観察は、１８０度密着曲げ加工の１サイクル毎に、鋼アルミニウム複合箔の曲げ外周部を光学顕微鏡で観察することで行った。鋼アルミニウム複合箔のＡｌ層またはＡｌ含有金属層の剥離または亀裂が、光学顕微鏡で観察された時点の加工回数を破壊回数とした。破壊回数が２回以上であるとき弾塑性変形性が許容できると判断し、破壊回数が３回以上であるとき弾塑性変形性が特に良好であると判断した。【０１０９】
高温に加熱して冷却した後の剥離や割れの評価
ＣＩＧＳ成膜後の欠陥数試験は、鋼アルミニウム複合箔上にＭｏ電極及びＣＩＧＳ光発電層を成膜することで実施した。なお、Ｍｏ電極及びＣＩＧＳ光発電層を形成する際に、鋼アルミニウム複合箔は、最高で４００℃以上に加熱され、室温まで冷却された。そして、圧延方向と直交する板幅方向が観察面となるように厚さ方向に沿って平面切断した切断面を観察することで、成膜プロセスで加わる熱によって生じる欠陥の有無を調べた。観察視野が板幅方向で２００μｍ以内となる倍率で、１サンプルあたり１０視野以上の観察を１０サンプルで実施した。鋼層とＡｌ含有金属層との剥離、Ａｌ含有金属層の割れ、Ａｌ含有金属層とＡｌ層との剥離、及びＡｌ層の割れの発生しているサンプルの合計数を、ＣＩＧＳ成膜後の欠陥数と定義した。ＣＩＧＳ成膜後の欠陥数が５サンプル以下であるとき許容できると判断し、ＣＩＧＳ成膜後の欠陥数が２サンプル以下であるとき特に良好であると判断した。【０１１０】
ＣＩＧＳ光電変換効率の評価
鋼アルミニウム複合箔上にＭｏ電極及びＣＩＧＳ光発電層を成膜してサブモジュールを作製し、ＣＩＧＳ光電変換効率を調べた。ＣＩＧＳ光電変換効率は、７％未満をＮＧ（ＮｏｔＧｏｏｄ）、７％以上８％未満をＡ（Ａｃｃｅｐｔａｂｌｅ）、８％以上１０％未満をＧ（Ｇｏｏｄ）、１０以上１２％未満をＶＧ（Ｖｅｒｙ  Ｇｏｏｄ）、１２％以上をＧＧ（Ｇｒｅａｔｌｙ  Ｇｏｏｄ）として評価した。そして、Ａ、Ｇ、ＶＧ、ＧＧを合格とし、ＮＧを不合格とした。【０１１１】
温度サイクル試験
鋼アルミニウム複合箔上にＭｏ電極及びＣＩＧＳ光発電層を成膜してサブモジュールを作製し、温度サイクル試験を行うことで温度変化に対する信頼性を評価した。温度サイクル試験は、試験材である上記サブモジュールに対して、−４０℃で１５分保持した後８５℃で１５分保持する１サイクルの雰囲気変化を、２００サイクル実施した。そして、２００サイクル試験の前後でサブモジュールの発電効率を測定し、発電効率の低下を調べた。２００サイクル試験前と試験後とで、サブモジュールの発電効率の低下が５％以内の場合をＧ（Ｇｏｏｄ）、５％超の低下の場合をＮＧ（ＮｏｔＧｏｏｄ）と判断した。そして、ＮＧを不合格とした。これらの結果を表２８〜表３６に示す。【０１１２】
（実験例２）
実験例２では、実験例１で作製した鋼アルミニウム複合箔のＡｌ層上に、ＡｌＮ層、Ａｌ２Ｏ３層、ゾルゲル層、またはラミネート層を形成させ、更にこれらの上にＭｏ電極及びＣＩＧＳ光発電層を成膜してサブモジュールを作製した。Ｍｏ電極及びＣＩＧＳ光発電層を形成する際に、鋼アルミニウム複合箔は、最高で４００℃以上に加熱され、室温まで冷却された。これら実施例２２３〜２４０について、耐電圧、表面粗さＲａ、及びＣＩＧＳ光電変換効率を調べた。耐電圧が５００Ｖ以上であるとき、耐電圧性に優れると判断した。表面粗さＲａが２５ｎｍ以下であるとき、表面平滑性に特に優れると判断した。また、ＣＩＧＳ光電変換効率は、７％未満をＮＧ（ＮｏｔＧｏｏｄ）、７％以上８％未満をＡ（Ａｃｃｅｐｔａｂｌｅ）、８％以上１０％未満をＧ（Ｇｏｏｄ）、１０以上１２％未満をＶＧ（Ｖｅｒｙ  Ｇｏｏｄ）、１２％以上をＧＧ（Ｇｒｅａｔｌｙ  Ｇｏｏｄ）として評価した。そして、ＮＧを不合格とした。これらの結果を表３７に示す。【０１１３】
なお、ＡｌＮ層は、アンモニア含有する不活性ガスを用いた加熱処理により作製した。Ａｌ２Ｏ３層は硫酸溶液中で直流電流による陽極酸化を行うことで作製した。【０１１４】
また、ゾルゲル層の形成では、ゾル調製の出発原料として１０モルのメチルトリエトキシシランと１０モルのテトラエトキシシランの混合物を用い、この混合物に２０モルのエタノールを加えて良く撹拌した。その後、撹拌しながら、２モルの酢酸と１００モルの水とを混合した酢酸水溶液を滴下し加水分解を行った。この様にして得たゾルに１００モルのエタノールを加えて最終的なゾルを得た。ディップコーティング法によって鋼アルミニウム複合箔の表面にこのゾルを塗布した後、空気中で１００℃、１分間の乾燥を行った。その後、窒素雰囲気中で昇温速度１０℃／分として室温から４００℃まで昇温し、４００℃で３０分間焼き付けてゾルゲル層を得た。【０１１５】
また、ラミネート層の形成では、ナイロン系接着剤をクレゾールとキシレンの質量比７０：３０の混合溶剤に１５質量％の濃度で溶解し、その溶解物を樹脂に塗布した後、その樹脂を３００℃に加熱された鋼アルミニウム複合箔に１ＭＰａの圧力で熱圧着することで熱ラミネートした。【０１１６】
表１〜表３７に示すように、実施例１〜２４０は、耐食性、表面平滑性、及び弾塑性変形性に優れ、かつ高温に加熱して冷却した場合でもＡｌ含有金属層やＡｌ層の剥離や割れが抑制されていた。【０１１７】
一方、比較例１〜６は、耐食性、表面平滑性、または弾塑性変形性のいずれかが不十分となっており、または高温に加熱して冷却した場合にＡｌ含有金属層やＡｌ層の剥離や割れが発生した。【０１１８】
【表１】
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【０１１９】
【表２】
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【０１２０】
【表３】
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【０１２１】
【表４】
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【０１２２】
【表５】
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【０１２３】
【表６】
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【０１２４】
【表７】
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【０１２５】
【表８】
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【０１２６】
【表９】
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【０１２７】
【表１０】
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【０１２８】
【表１１】
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【０１２９】
【表１２】
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【０１３０】
【表１３】
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【０１３１】
【表１４】
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【０１３２】
【表１５】
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【０１３３】
【表１６】
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【０１３４】
【表１７】
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【０１３５】
【表１８】
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【０１３６】
【表１９】
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【０１３７】
【表２０】
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【０１３８】
【表２１】
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【０１３９】
【表２２】
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【０１４０】
【表２３】
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【０１４１】
【表２４】
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【０１４２】
【表２５】
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【０１４３】
【表２６】
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【０１４４】
【表２７】
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【０１４５】
【表２８】
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【０１４６】
【表２９】
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【０１４７】
【表３０】
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【０１４８】
【表３１】
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【０１４９】
【表３２】
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【０１５０】
【表３３】
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【０１５１】
【表３４】
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【０１５２】
【表３５】
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【０１５３】
【表３６】
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【０１５４】
【表３７】
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【産業上の利用可能性】
【０１５５】
本発明の上記態様によれば、太陽電池や有機ＥＬ照明の基材用金属箔として要求される耐食性、表面平滑性、及び弾塑性変形性を同時に満足するするとともに、高温に加熱して冷却した場合にもＡｌ含有金属層などの剥離や割れが生じにくい鋼アルミニウム複合箔を提供できる。そのため、産業上の利用可能性が高い。
【符号の説明】
【０１５６】
１…鋼アルミニウム複合箔
２…芯層
３…Ａｌ層
３ａ…Ａｌ層３の表面
４…鋼層
４ａ…鋼層４の鋼層面
５…Ａｌ含有金属層
５ａ…Ａｌ含有金属層５のＡｌ含有金属層面
６…界面
７…Ｆｅ−Ａｌ合金粒
７ａ…界面６上に分散されたＦｅ−Ａｌ合金粒
７ｂ…Ａｌ含有金属層５中に分散されたＦｅ−Ａｌ合金粒
７ｃ…Ａｌ層３中に分散されたＦｅ−Ａｌ合金粒
８…各種の被覆層
９…ボイド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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