(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
皮膜耐電圧１Ｖ以上２０Ｖ未満であり且つ膜厚が１０Å以上２００Å未満である酸化皮膜を有するアルミニウム箔を使用し、前記酸化皮膜が少なくとも外側になるように、前記アルミニウム箔を建材表面に積層することを特徴とする、建材の耐火被覆方法。
【請求項２】
前記皮膜耐電圧が、６Ｖ以上２０Ｖ未満である、請求項１に記載の耐火被覆方法。
【請求項３】
前記酸化皮膜の膜厚が６０Å以上２００Å未満である、請求項１に記載の耐火被覆方法。
【請求項４】
前記アルミニウム箔の厚みが５μｍ以上であって、かつ、箔表面から深さ５μｍまでの表層部における平均アルミニウム純度が９３質量％以上である、請求項１〜３のいずれかに記載の耐火被覆方法。
【請求項５】
建材が木質材料である、請求項１に記載の耐火被覆方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐食性に優れたアルミニウム箔及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
これまで防火地域への木造建築物の建設に対しては厳しい規制がなされてきたが、近年では、木造耐火建築物の建設も認められつつある。木造建築物のなかでもデザイン性に優れるツーバイフォー工法が、防火地域にも適用されようとしている。
【０００３】
ところで、木造耐火建築物とするためには、建材を表面処理しなければならない。この表面処理には、従来より、塗料、フィルム又は金属箔が用いられている。しかし、塗料又はフィルムは環境に有害な物質を含むことがあるという点で問題がある。また、金属箔、特にアルミニウム箔がよく使用されているが、耐候性という点においてさらなる改善が必要とされている。
【０００４】
そこで、金属箔に対する表面処理に関してさまざまな検討がなされており、種々の処理方法が開発されている（特許文献１〜５）。
【０００５】
特許文献１には、ヒートシール性を有する樹脂をインフレーション加工してなるフィルム状の扁平チューブの両面に、アルミニウム箔と耐熱性を有する樹脂フィルムを貼り合わせた積層ラミネート箔のアルミニウム箔面をラミネートしたことを特徴とする包装用袋材が開示されている。しかしながら、アルミニウム箔を樹脂フィルムとの積層体として使用すれば、使用後の分別回収が困難になるほか、焼却時に樹脂フィルムに起因する有害ガスの発生を伴う場合がある。
【０００６】
特許文献２には、Ｒ１Ｓｉ（ＯＲ２）３（但し式中Ｒ１はアルキル基、ビニル基、フェニル基またはアミノアルキル基であり、Ｒ２はアルキル基である。）の加水分解及びその後の重縮合による得られるゾルを塗布し、乾燥して形成された酸化物皮膜あるいは乾燥後さらに焼成して形成された酸化物皮膜が、内外両面のうち少なくとも内面に形成されている耐食性アルミニウム箔容器が開示されている。しかしながら、その製造工程が複雑である上、上記アルミニウム箔は柔軟性に欠ける。このため、これを建材の表面処理（耐火処理）等に利用すべく建材に積層又は被覆する場合、建材の角部、凹凸部等に追従させることが困難であり、建材を効果的に保護することができなくなるおそれがある。
【０００７】
特許文献３には、基材が、０．９〜２．０％（ｍａｓｓ％、以下同じ）のＭｎを含有し、不純物としてのＦｅを０．２０％以下、Ｓｉを０．１３％以下に規制し、残部がＡｌとその他不可避的不純物からなる組成のＡｌ−Ｍｎ系合金板材であり、基材中に円相当径０．０３〜１．０μｍのＡｌ―Ｍｎ系金属間化合物粒子が１０６個／ｍｍ２以上分散し、その面積率が１．８％以上でかつ円相当径１．０μｍを超えるサイズのＡｌ―Ｍｎ系金属間化合物粒子の面積率より大きく、表面に厚さ０．７〜７．０μｍの陽極酸化皮膜が形成され、６０°鏡面反射率が５２％以下の光沢が抑制された灰色を呈することを特徴とする後成形性良好なアルミニウム合金陽極酸化処理板が開示されている。しかしながら、かかる処理板は、色調が限定される上、柔軟性にも欠ける。
【０００８】
特許文献４には、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる箔基材の表面に、膜厚２０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の陽極酸化皮膜が形成されており、前記陽極酸化皮膜の有孔率が２０％以下とされ、ｐＨ８以上のアルカリ性水溶液中で直流電解処理して形成されたものであることを特徴とする容器用アルミ箔が開示されている。特許文献５には、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる箔基材の表面に、膜厚２０ｎｍ以上８００ｎｍ以下の陽極酸化皮膜が形成されており、前記陽極酸化皮膜が、有孔率２０％以下の無孔質層を有するとともに、皮膜外面における有孔率が６０％以下とされており、前記無孔質層の厚さが２０ｎｍ以上６００ｎｍ以下とされたことを特徴とする容器用アルミ箔が開示されている。しかしながら、これらのアルミニウム箔においても、柔軟性に欠けるという問題がある。
【特許文献１】特開２００２−２９５６３号公報
【特許文献２】特開平１１−１５８６４３号公報
【特許文献３】特開２００４−１３７５１７号公報
【特許文献４】特開２００４−１８９２７号公報
【特許文献５】特開２００４−１８９２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、これら従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、良好な耐食性及び耐候性を有するとともに、柔軟性にも優れたアルミニウム箔を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、従来技術の問題点を解決するために鋭意研究を重ねた結果、特定の方法により得られる構造をもつアルミニウム箔が上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明は、下記の建材の耐火被覆方法に係る。
１．  皮膜耐電圧１Ｖ以上２０Ｖ未満であり且つ膜厚が１０Å以上２００Å未満である酸化皮膜を有するアルミニウム箔を使用し、前記酸化皮膜が少なくとも外側になるように、前記アルミニウム箔を建材表面に積層することを特徴とする、建材の耐火被覆方法。
２．  前記皮膜耐電圧が、６Ｖ以上２０Ｖ未満である、前記項１に記載の耐火被覆方法。
３．  前記酸化皮膜の膜厚が６０Å以上２００Å未満である、前記項１に記載の耐火被覆方法。
４．  前記アルミニウム箔の厚みが５μｍ以上であって、かつ、箔表面から深さ５μｍまでの表層部における平均アルミニウム純度が９３質量％以上である、前記項１〜３のいずれかに記載の耐火被覆方法。
５．  建材が木質材料である、前記項１に記載の耐火被覆方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のアルミニウム箔によれば、所定の酸化皮膜を有することから、良好な耐食性、耐候性等を有するとともに、優れた柔軟性を得ることができる。特に、耐候性劣化の原因となるクラックが生じにくいため、建材等の保護用として最適である。
【００１３】
また、本発明のアルミニウム箔は、比較的簡便な方法で酸化処理を行うことにより製造できるので、工業的規模での生産に有利である。
【００１４】
このような特徴を有する本発明アルミニウム箔は、例えば容器・包装用、装飾用、建材用、電子用材料等として幅広く用いることができる。とりわけ、建材（特に木質材料）の耐火処理用として有効である。
【００１５】
耐火処理用として用いる場合は、例えば酸化皮膜が少なくとも外側になるように、本発明アルミニウム箔を建材表面に積層すれば良い。この場合の積層方法としては、連結部材（くぎ、ビス等）、難燃性接着剤・粘着剤等の公知の積層方法に従えば良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明のアルミニウム箔は、皮膜耐電圧１Ｖ以上２０Ｖ未満の酸化皮膜を有することに特徴をもつ。
【００１７】
本発明における酸化皮膜は、酸化処理による酸化皮膜に加え、自然酸化皮膜も含む。従って、酸化処理の被処理体であるアルミニウム箔基材において、酸化処理する前に自然酸化皮膜が形成されている場合は、その自然酸化皮膜と酸化処理による酸化皮膜の両者を含むことになる。
酸化皮膜の皮膜耐電圧は、前記のとおり１Ｖ以上２０Ｖ未満であるが、好ましくは６Ｖ以上２０Ｖ未満、より好ましくは６Ｖ以上１８Ｖ以下とする。酸化皮膜厚みが１Ｖ未満であると、所望の耐食性及び耐候性が得られなくなる。また、２０Ｖ以上になると柔軟性が損なわれ、また成型時に変形部分の酸化皮膜にクラックが生じ、耐食性が低下する。
【００１８】
また、酸化皮膜の具体的な厚みとしては、１０Å以上２００Å未満、好ましくは２０Å以上１９０Å以下、より好ましくは６０Å以上１８０Å以下である。酸化皮膜厚みが１０Å未満であると、耐食性及び耐候性が充分でなく、２００Å以上になると柔軟性が損なわれ、また成型時に変形部分の酸化皮膜にクラックが生じ、耐食性が低下する。
なお、上記の酸化皮膜は、アルミニウム箔の両面又は片面のいずれであっても良い。
【００１９】
本発明のアルミニウム箔は、例えばアルミニウム箔基材（原料アルミニウム箔）を酸化処理することによって好適に製造することができる。以下、この態様を実施形態の一例として説明する。
（１）アルミニウム箔基材の純度及び組成
アルミニウム箔基材の純度は、限定的ではないが、「ＪＩＳ Ｈ ２１１１」に記載された方法に準じて測定された値で９３質量％以上のものが好ましい。特に、アルミニウム箔基材の厚みが５μｍ以上である場合は、箔表面から深さ５μｍまでの表層部における平均アルミニウム純度が９３質量％以上であることが好ましい。
【００２０】
表層部のアルミニウム純度が９３質量％未満になると、合金元素や不可避不純物が金属間化合物として析出し、その表面には酸化皮膜の形成はされないが周囲のアルミマトリックスには健全な酸化皮膜が形成される。これに対し、アルミニウム純度が高いと陽極酸化が容易に進むため、圧延油等の除去や表面酸化皮膜の除去を目的とした前処理工程等を省略することができる。
【００２１】
アルミニウム箔基材の組成としては、例えばＳｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｃｒ、Ｚｎ及びＴｉの少なくとも１種の有意又は不可避の不純物元素を必要範囲内において配合又は規制したアルミニウム箔のほか、表層部に上記アルミニウムを配置したクラッド材も包含される。
【００２２】
具体的には、例えばＳｉ：０〜５質量％、Ｆｅ：０〜５質量％及びＣｕ：０〜５質量％含有するアルミニウム箔基材を好適に用いることができる。
（２）アルミニウム箔基材の調製
本発明のアルミニウム箔基材は、公知の方法にならって得られる圧延箔を用いることができる。
【００２３】
圧延箔は、例えば所定の組成を有するアルミニウム溶湯を調製し、これを鋳造して得られた鋳塊を４５０〜６６０℃で均質化処理した後、熱間圧延及び冷間圧延を施すことにより得ることができる。また、所定の組成を有するアルミニウム溶湯を調製し、これを直接鋳造圧延した後に冷間圧延により得ることもできる。また、必要に応じて、圧延の途中で合金材または異種金属を芯材として皮材として上記アルミニウムとしたクラッド材を用いることもできる。これらの場合のアルミニウム箔基材（圧延箔）の厚みは限定的ではないが、一般的に５〜２００μｍ（特に２０〜１００μｍ）程度とすることが好ましい。
また、圧延箔は、工程途中で適宜焼鈍しても良く、圧延箔を焼鈍して軟質箔としても良い。すなわち、アルミニウム箔基材は、所望の耐電圧を有する酸化皮膜を形成できる限り、硬質箔又は軟質箔であっても良い。例えば、アルミニウム原料から圧延箔を経て所定のアルミニウム箔を製造し陽極酸化を実施すれば良い。
（３）アルミニウム箔基材の酸化処理
上記のアルミニウム箔の片面又は両面に酸化処理を施すことによって所定の酸化皮膜を形成する。一般にアルミニウム箔基材の表面は薄い自然酸化皮膜により覆われているが、不均一で欠陥が多いために十分な耐食性を維持することができない。これに対し、酸化処理を施すことによって、自然酸化皮膜を補完し、所望の酸化皮膜を形成することができる。
【００２４】
酸化処理の方法は、アルミニウム箔基材の表面に所定の酸化皮膜を形成できる限り、特に限定されない。例えば、熱処理により熱酸化皮膜を付与する方法、電気化学的に陽極酸化皮膜を付与する方法等を適宜利用できる。特に、陽極酸化により酸化皮膜を補完する方法が好ましい。
【００２５】
陽極酸化処理の方法は特に限定されず、アルミニウム箔基材を陽極とし、直流電流を通電して陽極酸化を行えばよい。電解液は、陽極酸化皮膜を形成することができれば特に限定されない。例えば、リン酸、硫酸、ホウ酸、シュウ酸等の無機酸の溶液（水溶液）などが好適に使用される。この場合、電解液の無機酸の濃度は、０．１〜１０％程度とすれば良い。温度は１０〜９５℃程度とすれば良い。処理時間は1秒〜５分程度とすれば良い。
【実施例】
【００２６】
以下に実施例及び従来例を示し、本発明の特徴をさらに明確にする。ただし、本発明の範囲は、これら実施例に限定されるものではない。
【００２７】
下記に示す実施例と従来例に従ってアルミニウム箔を作製した。なお、実施例と比較するために比較例を作製した。得られたアルミニウム箔の酸化皮膜厚み、耐食性、酸化皮膜健全性及び柔軟性を評価した。その結果を表１に示す。
＜皮膜耐電圧＞
３容量％ホウ酸水溶液中にアルミニウム箔１０ｃｍ２を浸漬し、直流電流０．３ｍＡを流し、電圧上昇カーブを記録し、電圧の変曲点を測定し、皮膜耐電圧とした。
＜酸化皮膜厚み＞
測定された皮膜耐電圧から、下記式に基づく計算により算出した。
【００２８】
酸化皮膜厚み（Å）＝１０（Å／Ｖ）×皮膜耐電圧（Ｖ）
＜耐食性＞
１０重量％の食塩水中に２４時間浸漬した後、水洗、乾燥しマイクロスコープで１０００倍に拡大し、表面の腐食の発生の有無を目視にて評価した。
＜酸化皮膜健全性＞
上記耐食性試験を行った後、アルミニウム箔１０ｃｍ２を３容量％ホウ酸水溶液中に浸漬し、直流電流１ｍＡを流し、電圧上昇カーブを記録し、電圧の変曲点を測定し、酸化皮膜の健全性を評価した。一般に、変曲点電圧が高いほど酸化皮膜の健全性が高くなる。
＜柔軟性＞
ＪＩＳ  Ｐ  ８１１５に準じて、のＭＩＴ形自動折り曲げ試験機により測定した。曲率半径１ｍｍ、荷重２５０ｇ、折曲角度左右各９０°の条件とし、９０°の折曲を１回として１０回折り曲げた後、マイクロスコープで５０００倍に拡大し、表面の酸化皮膜のクラックの発生の有無を目視にて評価した。
（従来例）
アルミニウム溶湯（Ｓｉ：０．１２質量％、Ｆｅ：０．６０質量％、Ｃｕ：０．１５質量％、Ｍｎ：１．０質量％、Ｍｇ：１．０質量％、残部：Ａｌ及び不可避不純物）を半連続鋳造して、厚さ５００ｍｍの鋳塊を得た。この鋳塊を５００℃で均質化処理をした後、熱間圧延により５ｍｍとし、続いて冷間圧延を実施して７０μｍとすることによりアルミニウム箔を得た。
【００２９】
従来例及び実施例３の耐食性評価に用いたマイクロスコープ観察によるイメージ図を図１及び図２にそれぞれ示す。
（実施例１〜４）
従来例１で得られたアルミニウム箔に対し、１容量％ホウ酸水溶液中で、ＤＣ３〜２０Ｖの電圧を１０秒間印加した後、温水洗浄及び乾燥して本発明アルミニウム箔を得た。
（実施例５）
アルミニウムの組成を（Ｓｉ：０．０２質量％、Ｆｅ：０．０３質量％、Ｃｕ：０．０１質量％、Ｍｎ：０．００質量％、Ｍｇ：０．００質量％、残部：Ａｌ及び不可避不純物）としたほかは、実施例１と同様にして１５Ｖの電圧を１０秒間印加し、本発明アルミニウム箔を得た。
（比較例）
ＤＣ５０Ｖの電圧を１０秒間印加したほかは、実施例１と同様にしてアルミニウム箔を得た。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
表１の結果より、本発明のアルミニウム箔は、いずれの特性においても良好な結果を示すことがわかる。特に、耐候性劣化の原因となるクラックが生じにくいことから、優れた耐候性を発揮できるアルミニウム箔を提供できることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】従来例の耐食性評価に用いたマイクロスコープ観察によるイメージ図である。
【図２】実施例３の耐食性評価に用いたマイクロスコープ観察によるイメージ図である。
【図１】
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【図２】
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