(57)【要約】【課題】クラックの発生を抑制することが可能な陽極酸化アルミナ膜の製造方法を提供する。【解決手段】この発明に従った陽極酸化アルミナ膜の製造方法は、アルミニウムを含み、主表面を有する下地材料１０を準備する工程と、下地材料１０の主表面が凸形状となるように下地材料に応力を加えることにより下地材料を変形させる工程（保持部材１１に下地材料１０をセットする工程）と、下地材料１０の主表面が凸形状となった状態で、当該主表面に陽極酸化処理を行なうことで陽極酸化アルミナ膜を形成する工程である陽極酸化工程とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウムを含み、主表面を有する下地材料を準備する工程と、
前記下地材料の主表面が凸形状となるように前記下地材料に応力を加えることにより前記下地材料を変形させる工程と、
前記下地材料の主表面が凸形状となった状態で、前記主表面に陽極酸化処理を行なうことで陽極酸化アルミナ膜を形成する工程とを備える、陽極酸化アルミナ膜の製造方法。
【請求項２】
前記下地材料を変形させる工程は、前記下地材料において前記主表面と反対側に位置する裏面を押圧部材により押圧する工程を含む、請求項１に記載の陽極酸化アルミナ膜の製造方法。
【請求項３】
前記押圧部材は、前記下地材料と接触する部分が導電性材料からなる、請求項２に記載の陽極酸化アルミナ膜の製造方法。
【請求項４】
前記導電性材料は、金、白金、チタン、炭素、銀、ニッケル、コバルトからなる群から選択される少なくとも１つを含む、請求項３に記載の陽極酸化アルミナ膜の製造方法。
【請求項５】
前記押圧部材が、前記下地材料の前記裏面を含む気密領域に配置されている、請求項２〜４のいずれか１項に記載の陽極酸化アルミナ膜の製造方法。
【請求項６】
前記下地材料を変形させる工程は、
前記下地材料を保持するベース部材に前記下地材料を固定する工程と、
前記下地材料の前記裏面を押圧するように、前記押圧部材を前記ベース部材に対して固定する工程とを含み、
前記押圧部材が、前記押圧部材の前記ベース部材に対する位置を固定する固定機構を有する、請求項２〜５のいずれか１項に記載の陽極酸化アルミナ膜の製造方法。
【請求項７】
前記下地材料を変形させる工程は、
前記下地材料を保持するベース部材に、前記下地材料の前記主表面が凸形状となるように前記下地材料に前記応力を加えた状態で、前記下地材料を固定する工程を含み、
前記ベース部材が、前記下地材料に前記応力を加える応力付与機構を有する、請求項１に記載の陽極酸化アルミナ膜の製造方法。
【請求項８】
前記下地材料を変形させる工程では、前記凸形状の高さをＷ、有効内接円の直径をＬとした場合に０．００１≦Ｗ／Ｌ≦０．０５という条件を満足する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の陽極酸化アルミナ膜の製造方法。
【請求項９】
前記陽極酸化アルミナ膜を形成する工程の後、前記陽極酸化アルミナ膜が形成された前記下地材料に加えられていた前記応力を解除する工程をさらに備え、
前記陽極酸化アルミナ膜を形成する工程は、室温以下の処理温度条件で実施され、
前記下地材料を変形させる工程および前記応力を解除する工程は、前記陽極酸化アルミナ膜を形成する工程の前記処理温度条件以上の温度条件で実施される、請求項１〜８のいずれか１項に記載の陽極酸化アルミナ膜の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、陽極酸化アルミナ膜の製造方法に関し、より特定的には、亀裂などの欠陥の発生を抑制することが可能な陽極酸化アルミナ膜の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、陽極酸化処理はアルミニウム材料の重要な表面処理法の一つとしてよく知られていたが、この処理でアルミニウムの表面層に形成される陽極酸化アルミナ膜はナノレベルで膜自体の組織制御ができることから近年、新たなナノテクノロジーの一つとして注目されている。このような陽極酸化アルミナ膜には処理条件により緻密組織と多孔質組織とを選択形成することができる。特に後者の多孔質組織については、機能性材料として利用するためにその厚みを厚く形成する方法が検討されている（たとえば、特許文献１および非特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１では、陽極酸化皮膜形成時の膜表面温度を処理液の直噴斜方向流によって１０℃以下に維持することで、十分厚い膜厚の陽極酸化アルミナ自立膜を得る事ができるとしている。また、非特許文献１では、アルミニウム板の両面に厚みが約２ｍｍのシュウ酸アルマイトを形成したことが報告されている。
【０００４】
しかし、上記のように陽極酸化アルミナ膜の厚みを厚くする場合には、アルミナ膜でのクラックの発生が問題となっている（たとえば、非特許文献２および非特許文献３参照）。非特許文献２では、アルミナ膜では引張り応力が問題となることが指摘されるとともに、アルミナ膜でのクラックの発生要因について検討されている。また、非特許文献３では、陽極酸化皮膜の割れについて、アルミニウム素地の角部に着目して理論的に検討し、角部のＲ加工を施すことが割れの発生防止に有効であるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１２０８９２号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】益田秀樹、馬場宣良、「シュウ酸アルマイトの厚膜化−２ｍｍの厚膜作成」、ＡＲＳコンフェレンス講演予稿集  Ｖｏｌ．９（１９９２）、ｐ．７０
【非特許文献２】前嶋  正受  他２名、「硫酸皮膜のクラックの発生とその防止に関する基礎的実験」、アルトピア、２００７年１０月号、ｐ．３２
【非特許文献３】岩崎  晶夫  他２名、「アルミ素地角部における陽極酸化皮膜割れの理論的検討」、表面技術、Ｖｏｌ．５５、Ｎｏ．１１（２００４）、ｐ．７３１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のように、陽極酸化アルミナ膜の膜厚を厚く形成する場合には、陽極酸化アルミナ膜でのクラックの発生が従来から問題となっていたが、陽極酸化アルミナ膜の全面についてクラックの発生を抑制することは従来困難であった。そして、このようなクラックの発生により、陽極酸化アルミナ膜の膜厚についてはせいぜい２００μｍ台が工業的に生産できる限界であると考えられており、陽極酸化アルミナの厚膜化を進めるためには安定な成膜条件とともにクラックの発生を抑制する技術の開発が不可欠である。
【０００８】
この発明は、上記のような課題を解決するために成されたものであり、この発明の目的は、クラックの発生を抑制することが可能な陽極酸化アルミナ膜の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に従った陽極酸化アルミナ膜の製造方法は、アルミニウムを含み、主表面を有する下地材料を準備する工程と、下地材料の主表面が凸形状となるように下地材料に応力を加えることにより下地材料を変形させる工程と、下地材料の主表面が凸形状となった状態で、当該主表面に陽極酸化処理を行なうことで陽極酸化アルミナ膜を形成する工程とを備える。
【００１０】
このようにすれば、陽極酸化アルミナ膜が形成されるとその体積膨張に起因して下地材料の主表面では平面形状での陽極酸化アルミナ膜形成よりも高い圧縮応力が加えられた状態で当該陽極酸化アルミナ膜を形成する工程を実施できるので、全プロセス工程で暴露される温度変化、各種外的応力による引張応力を相殺することができる。このため、当該引張応力の発生に起因するクラックの発生を抑制することができる。この結果、当該クラックの発生に起因する陽極酸化アルミナ膜の不良（ミクロ亀裂や成長・伝播したマクロ割れなど）の発生を抑制できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、陽極酸化アルミナ膜におけるクラックの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に従った陽極酸化アルミナ膜の製造方法を示すフローチャートである。
【図２】図１に示した陽極酸化工程を説明するための模式図である。
【図３】図２に示した陽極酸化工程における下地部材の保持部を示す模式図である。
【図４】図３に示した保持構造体の変形例を示す断面模式図である。
【図５】下地部材の凸形状の高さを説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。
【００１４】
図１〜図４を参照して、本発明による陽極酸化アルミナ膜の製造方法の実施の形態を説明する。
【００１５】
図１を参照して、本発明による陽極酸化アルミナ膜の製造方法では、まず準備工程（Ｓ１０）を実施する。具体的には、たとえば純アルミニウムからなる基板である下地材料１０（図２参照）を準備する。準備する下地材料１０としては、任意のサイズ、任意の形態のものを用いることができる。たとえば準備する下地材料１０として平面形状は実質的に正方形状（たとえば縦６０ｍｍ×横６０ｍｍ）あるいは円形状（たとえば直径が６０ｍｍ）であって板厚が０．２ｍｍ以上２ｍｍ以下、好ましくは０．５ｍｍといったサイズの基板を用いることができる。
【００１６】
そして、当該下地材料１０を保持構造体１１（図２参照）に固定する。このとき、下地材料１０の主表面（陽極酸化アルミナ膜が形成される側の表面）が凸形状となるように、下地材料１０に応力を加えた状態とする。この応力を加える方法の詳細については後述する。
【００１７】
次に、図１に示すように、陽極酸化工程（Ｓ２０）を実施する。具体的には、上記準備工程（Ｓ１０）で準備した、応力が印加された下地材料１０を保持する保持構造体１１を、図２に示すように処理槽１中に配置する。当該処理槽１中には、保持構造体１１に保持される下地材料１０の主表面と対向する位置に負極３が配置されている。また、処理槽１中には処理液が満たされている。下地材料１０には陽極２が接続されている。陽極２は下地材料１０の裏面側（陽極酸化アルミナ膜が形成される面である主表面と反対側に位置する裏面側）に接続されている。図２から分かるように、下地材料１０は処理槽１中において負極３側に主表面が対向するとともに、当該主表面が負極３側に向けて凸形状となるように配置されている。陽極２と負極３（陰極ともいう）とは図示しない電源および当該電源のＯＮ／ＯＦＦを制御する制御部に接続されている。
【００１８】
そして、図２のように処理液４中に陽極２と接続された下地材料１０および負極３を配置した状態で、陽極２と負極３との間に所定の電圧を負荷する。この結果、下地材料１０の主表面（負極３と対向する表面）が陽極酸化処理され、複数の非貫通孔（この過程では表面のみが開孔しているナノホール）が基板の表面に対して交差する方向（たとえばほぼ垂直な方向）に延びる状態の陽極酸化アルミナ膜が形成される。陽極酸化アルミナ膜の膜厚は、陽極酸化処理の処理時間を調整することで任意に調整することができるが、たとえばその膜厚を２３０μｍ以上、より好ましくは３００μｍ以上とすることができる。
【００１９】
なお、ここで用いる処理液４としてはたとえば濃度が０．５ｍｏｌ％以上１ｍｏｌ％以下の希硫酸液を用いることができる。また、このときの処理液の処理温度としてはたとえば５℃以上１５℃以下とすることができる。また、上述した負極３としてはたとえばプラチナ（Ｐｔ）からなる板状の電極を用いることができる。
【００２０】
上述したように形成された陽極酸化アルミナ膜では、陽極酸化処理時には負極３側に向かう方向に凸形状となるように、下地材料１０に対して応力が加えられているため、当該陽極酸化処理時に発生する圧縮応力は、アルミニウムが酸化アルミナになる時の体積膨張が２倍程度になることから、予め下地材料１０の変形により印加されていた引張応力に対しては十分に相殺する。そのため、当該引張応力などに起因するクラックの発生を抑制することができる。
【００２１】
次に、図１に示したように後処理工程（Ｓ３０）を実施する。具体的には、保持構造体１１を処理槽１から取り出し、陽極酸化アルミナ膜が主表面に形成された下地材料１０に対する応力の印加を停止する（つまり下地材料１０の変形を解除する）。このような応力の印加の停止は、たとえば陽極酸化アルミナ膜が形成された下地材料１０を保持構造体１１から取り外すことにより行ってもよい。この場合も下地材料１０は凸状から平坦に戻ることにより陽極酸化アルミナ膜にはさらに圧縮応力が残留することになるためクラック回避に有効である。
【００２２】
また、後処理工程（Ｓ３０）では、陽極酸化アルミナ膜が形成された下地材料１０から、未反応の下地材料部分（アルミナ膜にならず残存するアルミニウム基板部分）を除去する除去工程を実施してもよい。この工程においては、従来周知の任意の方法を用いることができる。たとえば、臭素濃度が５体積％以上１０体積％以下の臭素メタノール混合液を２５℃以下の温度に保持した状態で、当該臭素メタノール混合液に陽極酸化アルミナ膜が形成された下地材料１０を１時間以上２４時間以下の時間浸漬（あるいは、攪拌を併用しても良い）することにより、当該陽極酸化アルミナ膜から陽極酸化処理されていないアルミニウムの部分を溶解除去することができる。このようにして、陽極酸化アルミナ膜からなる自立基板を得ることができる。
【００２３】
上述のように本発明では陽極酸化工程（Ｓ２０）において下地材料１０を負極３側に凸形状となるように応力を印加しているが、当該応力の印加方法としては任意の方法を用いることができる。たとえば、図３に示すような保持構造体１１を用いて下地材料１０を保持すると共に、下地材料１０に応力を加えて凸形状となるように変形させることができる。以下、図３を参照して本発明に従った陽極酸化アルミナ膜の製造方法において用いる製造装置の一部である保持構造体１１を説明する。
【００２４】
図３を参照して、保持構造体１１は表面に凹部２０が形成されたベース部材１２と、当該凹部２０の底壁に形成された貫通穴２１に挿入固定される押圧ねじ部材１４と、押圧ねじ部材１４の先端側（凹部２０の内部側）に接続された裏面電極１３とを備える。凹部２０の側壁には、下地材料１０の円周端部を保持するための固定用凹部１８が形成されている。固定用凹部１８の内部には気密シール部材１９が配置されている。押圧ねじ部材１４には、気密ねじ部１５が形成されている。また、貫通穴２１の内壁には上記気密ねじ部１５と噛み合い押圧ねじ部材１４をベース部材１２に固定するねじ部が形成されている。押圧ねじ部材１４を貫通穴２１に挿入するとともに、押圧ねじ部材１４の気密ねじ部１５を貫通穴２１内壁のねじ部と噛み合わせて固定する。このようにして、ベース部材１２に押圧ねじ部材１４を接続固定するとともに、貫通穴２１と押圧ねじ部材１４との接続部の気密性を確保する。なお、この気密性を確保する方法として押圧ねじ部材１４の外部側（図３では保持構造体１１から飛び出しているネジ部）に樹脂製シールパッキングをナットで締め付けることもできる。また、押圧ねじ部材１４と裏面電極１３とは種々の方法（例えば、押圧ねじ部材１４の中心部に導電性材を埋め込み、導電性材端面が裏面電極１３と表面で電気的接合を形成し、一方、前記導電性材端面の他方端面は保持構造体１１外側で電気的接合箇所を提供するといった方法）で導電性を確保できる構成を適用することで、下地材料１０と負極３間に電圧を負荷することができる。このようにして、図２に示した陽極２を構成する。
【００２５】
なお、下地材料１０を保持構造体１１に組み込むには、下地材料１０の円周端部を、凹部２０の側壁に形成された固定用凹部１８に挿入する。このとき、下地材料１０の端部は気密シール部材１９と接触する。そして、押圧ねじ部材１４を図３の矢印１６に示す方向に進むように矢印１７のように回転させることで、裏面電極１３を下地材料１０の裏面に接触させる。押圧ねじ部材１４を矢印１６に示す方向にさらに移動させることで、裏面電極１３が下地材料１０の裏面を押圧し、結果的に下地材料１０の端部が固定用凹部１８の内部において気密シール部材１９に押し付けられる。このため、固定用凹部１８の内壁と下地材料１０の円周端部との間の隙間を気密シール部材１９が埋めるようになり、下地材料１０と凹部２０の内壁とで囲まれた領域が保持構造体１１の外部から気密に封止される。
【００２６】
また、押圧ねじ部材１４の回転数（すなわち下地材料１０側への押し込み量）を調整することで、下地材料１０の凸形状における高さを任意に設定することができる。ここで、下地材料１０の凸形状における高さ（押込み量）とは、図５を参照して、応力を印加していない状態での下地材料１０の裏面の位置を示す基準面２５から、応力を印加した状態での下地材料１０の裏面２６のうち当該基準面２５より最も離れた部分と基準面２５との間の距離Ｗを意味する。
【００２７】
裏面電極１３の形状は、任意の形状とすることができるが、図３に示すように下地材料１０に対向する表面が曲面状となっていてもよい。裏面電極１３は下地材料１０の裏面中央部において下地材料１０に接触するとともに下地材料１０を押圧している。
【００２８】
また、保持構造体１１の構造としては、他の構造を採用してもよい。たとえば、図４に示すような構造の保持構造体１１を用いてもよい。図４は、保持構造体の変形例を示す断面模式図である。図４を参照して、保持構造体１１の変形例を説明する。
【００２９】
図４に示す保持構造体１１は、基本的には図３に示した保持構造体１１と同様の構造を備えるが、下地材料１０を凸形状とするための応力負荷の機構が異なっている。具体的には、保持構造体１１は表面に、平面形状が円形状の凹部２０が形成されたベース部材１２と、当該凹部２０の底壁に形成された貫通穴２１の上面（凹部２０の底壁面）を構成する裏面電極１３と、当該貫通穴２１に挿入固定される押圧ねじ部材１４と、凹部２０の上部開口の外周においてベース部材１２にねじ込まれて固定される締付ネジリング３１とを備える。凹部２０の側壁には、下地材料１０の円周端部を保持するための固定用凹部１８が形成されている。固定用凹部１８の上部（凹部２０の上部開口側）は開放された状態となっている。固定用凹部１８の内部には、下地材料１０の円周端部を挟むように気密シール部材１９が配置されている。気密シール部材１９は、凹部２０の外周に沿った円環状の平面形状を有する。
【００３０】
押圧ねじ部材１４には、気密ねじ部１５が形成されている。また、貫通穴２１の内壁には上記気密ねじ部１５と噛み合い押圧ねじ部材１４をベース部材１２に固定するねじ部が形成されている。押圧ねじ部材１４を貫通穴２１に挿入するとともに、押圧ねじ部材１４の気密ねじ部１５を貫通穴２１内壁のねじ部と噛み合わせて固定する。また、押圧ねじ部材１４の上端は裏面電極１３と接触する。このようにして、ベース部材１２に押圧ねじ部材１４を接続固定するとともに、貫通穴２１と押圧ねじ部材１４との接続部の気密性を確保する。なお、この気密性を確保する方法として、図３に示した保持構造体１１と同様に、押圧ねじ部材１４の外部側（図４では保持構造体１１から飛び出しているネジ部）に樹脂製シールパッキングをナットで締め付けることもできる。また、押圧ねじ部材１４と裏面電極１３とは、図３に示した保持構造体１１と同様に、種々の方法で導電性を確保できる構成を適用してもよい。
【００３１】
そして、ベース部材１２の凹部２０における上部開口側から、締付ネジリング３１を回転させてベース部材１２の上部にねじ込み固定する。このとき、締付ネジリング３１が凹部２０の底壁側にねじ込まれることで、締付ネジリング３１の底部により気密シール部材１９の上部が凹部２０の底壁側に押圧される。そして、下地材料１０の裏面中央部は、裏面電極１３に接触することでその位置が固定される一方、下地材料１０の円周端部は締付ネジリング３１のねじ込みにより凹部２０の底壁側へ移動する。この結果、下地材料１０が表面（凹部２０の底面と対向する裏面と反対側の表面）側へ凸となるように反った形状となる。このようにして、図３に示した場合と同様に、下地材料１０と負極３間に電圧を負荷することが可能な陽極２（図２参照）を構成することができる。
【００３２】
なお、下地材料１０を図４に示した保持構造体１１に組み込むには、下地材料１０の円周端部を、凹部２０の側壁に形成された固定用凹部１８に挿入する。このとき、下地材料１０の端部は気密シール部材１９にはさまれた状態とする。そして、締付ネジリング３１を図４の凹部２０における底壁側へ進むように回転させることで、下地材料１０の円周端部を凹部２０の底面側へ移動させることができる。このとき、下地材料１０の裏面中央部は凹部２０の底面に露出する裏面電極１３に接触した状態であり、当該裏面中央部の位置は固定されている。このため、締付ネジリング３１を凹部２０の底面側へねじ込むことで、裏面電極１３が下地材料１０の裏面を押圧するとともに、下地材料１０の端部が固定用凹部１８の内部において気密シール部材１９に押し付けられる。このため、固定用凹部１８の内壁および締付ネジリング３１の下部表面と下地材料１０の円周端部との間の隙間を気密シール部材１９が埋めるようになり、下地材料１０と凹部２０の内壁とで囲まれた領域が保持構造体１１の外部から気密に封止される。
【００３３】
また、締付ネジリング３１（および押圧ねじ部材１４）の回転数（すなわち凹部２０の底面側あるいは下地材料１０側への押し込み量）を調整することで、下地材料１０の凸形状における高さを任意に設定することができる。
【００３４】
裏面電極１３の形状は、任意の形状とすることができるが、図４に示すように下地材料１０に対向する表面が曲面状となっていてもよいし、凹部２０の曲面状となっている底壁の形状に沿った形状となっていてもよい。なお、凹部２０の底壁は、その平面中央部がもっとも高くなっている曲面状の形状を有する。裏面電極１３は下地材料１０の裏面中央部において下地材料１０に接触するとともに下地材料１０を押圧している。
【００３５】
以下、上述した実施の形態と一部重複する部分もあるが、本発明の特徴的な構成を列挙する。
【００３６】
この発明に従った陽極酸化アルミナ膜の製造方法は、アルミニウムを含み、主表面を有する下地材料１０を準備する工程（準備工程（Ｓ１０）において下地材料１０を準備する工程）と、下地材料１０の主表面が凸形状となるように下地材料に応力を加えることにより下地材料を変形させる工程（準備工程（Ｓ１０）において保持構造体１１に下地材料１０をセットする工程）と、下地材料１０の主表面が凸形状となった状態で、当該主表面に陽極酸化処理を行なうことで陽極酸化アルミナ膜を形成する工程である陽極酸化工程（Ｓ２０）とを備える。
【００３７】
このようにすれば、陽極酸化アルミナ膜が形成される下地材料１０の主表面に圧縮応力が残留する状態の当該陽極酸化アルミナ膜を形成する陽極酸化工程（Ｓ２０）を実施でき、さらに陽極酸化処理後に残留する下地材料１０のアルミニウム残留部を除去する時でも、クラックの発生を抑制することができる。この結果、当該クラックの発生に起因する陽極酸化アルミナ膜の不良（ミクロ亀裂や成長・伝播したマクロ割れなど）の発生を抑制できる。
【００３８】
上記陽極酸化アルミナ膜の製造方法において、下地材料１０を変形させる工程（準備工程（Ｓ１０）において保持構造体１１に下地材料１０をセットする工程）は、図３および図４に示すように、下地材料１０において主表面と反対側に位置する裏面２６を押圧部材としての裏面電極１３および押圧ねじ部材１４により押圧する工程を含んでいてもよい。この場合、押圧部材（たとえば裏面電極１３および押圧ねじ部材１４）の裏面２６に対する押圧圧力を調整することで、下地材料１０の材質や形状などに応じて下地材料１０の変形量（図５に示したベース部材の凹部２０で与えられる有効内接円の直径Ｌ（凹部２０の内径）に対する凸形状における高さである距離Ｗ）を容易に調整することができる。また、このように押圧部材（たとえば裏面電極１３および押圧ねじ部材１４）により裏面２６を押圧するので、陽極酸化アルミナ膜が形成される主表面については別部材により覆われるといったことがない。そのため、下地材料１０の主表面の全面に陽極酸化アルミナ膜を形成することができ、大面積陽極酸化自立膜も形成可能である。
【００３９】
また、押圧部材の一部（たとえば裏面電極１３）は、図３〜図５に示すように下地材料１０の裏面の中央部を押圧することが好ましい。この場合、下地材料１０の主表面を、その中心部を中心として対称に変形させることができる。このため、主表面における引張応力の分布を、主表面の中心部を中心とした点対称となるように設定できる。
【００４０】
また、上記陽極酸化アルミナ膜の製造方法において、押圧部材（たとえば裏面電極１３および押圧ねじ部材１４）は、下地材料１０と接触する部分（裏面電極１３）が導電性材料からなっている。但し、この裏面電極１３と電気的に接続された外部導通路は、保持構造体１１外に出て処理系外の電源部に接続されていてもよい。また、外部導通路の内、処理液に接する部分は例えば、樹脂製絶縁性材料などでシールされていてもよい。この場合、押圧部材（たとえば裏面電極１３および押圧ねじ部材１４）を陽極酸化アルミナ膜の形成のために下地材料１０に電圧を印加するための電極（図２における陽極２）として作用させることができる（なお、この場合も処理液に暴露される部分は樹脂シール等でその表面が絶縁されていることが好ましい）。このため、下地材料１０に電圧を印加するため押圧部材とは別に電極を準備する場合より、陽極酸化アルミナ膜を形成するための製造装置の構成を簡略化できる。このため、当該製造装置のコストが増大することを抑制できるので、陽極酸化アルミナ膜の製造コストの上昇を避けることができる。
【００４１】
上記陽極酸化アルミナ膜の製造方法において、導電性材料（たとえば裏面電極１３を構成する導電性材料）は、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、チタン（Ｔｉ）、炭素（Ｃ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）からなる群から選択される少なくとも１つを含んでいてもよい。このような材料は、導電性、加工性、耐久性、耐蝕性といった観点から、特に裏面電極１３を構成する導電性材料の材質として適している。
【００４２】
上記陽極酸化アルミナ膜の製造方法において、押圧部材（たとえば裏面電極１３）は、下地材料１０の裏面２６を含む気密領域（図３および図４に示した凹部２０の側壁および底壁と下地材料１０の裏面とにより囲まれた領域）に配置されていることが望ましい。この場合、裏面電極１３が当該気密空間に配置されることで、裏面電極１３が陽極酸化処理の処理液４と接触することを防止できる。そのため、裏面電極１３が処理液４により損傷を受けることを防止できる。
【００４３】
上記陽極酸化アルミナ膜の製造方法において、下地材料１０を変形させる工程は、下地材料１０を保持するベース部材１２に下地材料１０を固定する工程（たとえば図３の下地材料１０の端部をベース部材１２の固定用凹部１８内部に配置する工程）と、下地材料１０の裏面を押圧するように、押圧部材（たとえば裏面電極１３および押圧ねじ部材１４）をベース部材１２に対して固定する工程（たとえば押圧ねじ部材１４をベース部材１２の貫通穴２１にねじ込んで固定する工程）とを含んでいてもよい。押圧部材（たとえば裏面電極１３および押圧ねじ部材１４）は、押圧部材のベース部材１２に対する位置を固定する固定機構（たとえば気密ねじ部１５）を有していてもよい。
【００４４】
この場合、気密ねじ部１５によってベース部材１２に対する押圧部材（たとえば裏面電極１３および押圧ねじ部材１４）の相対的な位置を精度良く決定することができる。そのため、ベース部材１２に保持された下地材料１０に対する裏面電極１３の位置も精度良く決定できるので、結果的に下地材料１０における有効内接円の直径（有効直径とも言う）に対して変形量を高い精度で再現性良く制御することができる。
【００４５】
上記陽極酸化アルミナ膜の製造方法において、下地材料１０を変形させる工程は、下地材料１０を保持するベース部材１２に、下地材料１０の主表面が凸形状となるように下地材料１０に応力を加えた状態で、下地材料１０を固定する工程を含んでいてもよい。ベース部材１２は、下地材料１０に応力を加える応力付与機構（たとえば図４に示した締付ネジリング３１）を有していてもよい。
【００４６】
この場合、下地材料１０の主表面が凸形状となるように下地材料１０に応力を加えた状態で、下地材料をベース部材１２に固定することができるので、ベース部材１２に下地材料１０を固定した後、ベース部材１２とは別部材の押圧部材などを用いて下地材料１０に応力を加える場合より、製造工程数を少なくすることができる。
【００４７】
上記陽極酸化アルミナ膜の製造方法において、下地材料１０を変形させる工程では、図５に示した対応する凸形状の高さＷが、下地材料１０の処理液に暴露している表面について有効内接円を選択した場合の直径をＬとした場合にＷ／Ｌの値が０．００１≦Ｗ／Ｌ≦０．０５という関係を満たすように設定されている。この場合、形成される陽極酸化アルミナ膜には凸状表面にすることによって生じている引張応力を十分に相殺する圧縮応力が発生するため、下地材料１０を凸状に変形させる押圧を解除した後においても十分な圧縮応力が残留しているためクラックの発生が抑制できる。なお、上記凸形状の高さが前記Ｗ／Ｌの値を用いてＷ／Ｌ＜０．００１の関係を満たす場合には、下地材料１０を凸状に変形させる押圧を除圧した状態で下地材料１０の主表面に形成した陽極酸化アルミナ膜には十分な圧縮応力が残留されず、結果的に形成される陽極酸化アルミナ膜でのクラックの発生を十分抑制できない。また、凸形状の高さ（図５の距離Ｗ）が前記Ｗ／Ｌの値を用いて０．０５＞Ｗ／Ｌの関係を満たす場合には、形成された陽極酸化アルミナ膜自体が下地材料１０を凸状に変形させる押圧を解除した後においても凸形状を有し、平坦性が悪くなるという問題が顕著になる。
【００４８】
上記陽極酸化アルミナ膜の製造方法は、陽極酸化アルミナ膜を形成する工程（陽極酸化工程（Ｓ２０））の後、陽極酸化アルミナ膜が形成された下地材料１０に加えられていた応力を解除する工程（図３に示した後処理工程（Ｓ３０）））をさらに備えていてもよい。陽極酸化アルミナ膜を形成する工程（陽極酸化工程（Ｓ２０））は、室温以下の処理温度条件で実施されてもよい。下地材料１０を変形させる工程および応力を解除する工程（後処理工程（Ｓ３０））は、陽極酸化アルミナ膜を形成する工程（陽極酸化工程（Ｓ２０））の処理温度条件以上の温度条件で実施されてもよい。
【００４９】
この場合、下地材料１０を凸状に変形させる押圧を付与する工程および押圧を解除する工程を、下地材料１０（および／または陽極酸化アルミナ膜）に作用する圧縮応力が十分作用している状態（または引張応力の値が小さい状態）で行うことで、陽極酸化アルミナ膜でのクラックの発生をより確実に抑制できる。
【００５０】
（実施例）
本発明の効果を確認するべく、以下のような実験を行なった。
【００５１】
（試料）
下地材料として、３種類の厚みｔ（ｔ＝０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、２．０ｍｍ）であり、かつ４種類の有効内接円の直径Ｌ（Ｌ＝１０ｍｍ、５０ｍｍ、１００ｍｍ，２００ｍｍ）となる平面形状が円形状であり、材質がＡ１０５０系純アルミニウムである（合計１２種類の）基板を準備した。各種類の基板は、実験条件の数に対応するようにそれぞれ１３枚づつ準備した。
【００５２】
（陽極酸化処理）
準備した下地材料を、図３で示した保持構造体に組み込み、所定の押圧を下地材料の裏面側から裏面電極を押し付けることにより付与した。なお、押圧を与える所定の変位量（すなわち、図５に示した凸形状の高さＷ）は、後述する表１に示す１３種類の値となるように、押圧ねじ部材１４（図３参照）のねじ込み量を変更することにより設定した。
【００５３】
そして、所定の凸形状の高さＷとなるように保持構造体に設置された下地材料に対して、陽極酸化処理を行なった。陽極酸化処理の処理条件としては、処理液として希硫酸処理液を用い、処理温度を５℃、印加する直流電圧を２５Ｖとし、陽極酸化処理時間を８時間とした。
【００５４】
（測定）
上記のように陽極酸化処理を行い、作製した陽極酸化アルミナ膜の表面を光学顕微鏡により観察することによって、マクロクラックの有無を調べた。また、陽極酸化アルミナ膜の平面性（形状）については、定盤上に陽極酸化アルミナ膜を置き、陽極酸化アルミナ膜の凸形状となっている部分の高さを測定した。
【００５５】
（結果）
各試料の条件と測定結果を表１に示す。また、表２は表１において各試料に関して示された測定結果の評価内容を説明するものである。
【００５６】
【表１】
2012107279.tif 000003
【００５７】
【表２】
2012107279.tif 000004
【００５８】
表２に示すように、マクロクラックの発生が無く、かつ平面性が良好である場合の評価を○、マクロクラックの発生は有るが、平面性が良好である場合の評価を△、マクロクラックは発生しないが、平面性については凸形状が残留していたものの評価を×とした。そして、表１から分かるように、結果的にＷ／Ｌの値が０．００１以上０．０５以下のものでは、マクロクラックは観察されず、また、平面性も良好であった。一方、ｗ／Ｌ＜０．００１の場合、平面性は良好であったが、いずれの作製条件でもマクロクラックが発生していた。また、０．０５＜ｗ／Ｌの場合、マクロクラックは発生していないものの、押圧を受けていた中央部を頂点とする凸状の形態を示していた。
【００５９】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態および実施例ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、特に膜厚の厚い陽極酸化アルミナ膜の製造方法に有利に適用できる。
【符号の説明】
【００６１】
１  処理槽、２  陽極、３  負極、４  処理液、１０  下地材料、１１  保持部材、１２  ベース部材、１３  裏面電極、１４  押圧ねじ部材、１５  気密ねじ部、１６，１７  矢印、１８  固定用凹部、１９  気密シール部材、２０  凹部、２１  貫通穴、２５  基準面、２６  裏面、３１  締付ネジリング。
【図１】
2012107279.tif 000005
【図２】
2012107279.tif 000006
【図３】
2012107279.tif 000007
【図４】
2012107279.tif 000008
【図５】
2012107279.tif 000009