(57)【要約】【課題】アルミニウム系基材上に樹脂層が積層された積層構造体であって、柔軟性及び層間の接着強度に優れた積層構造体を提供する。【解決手段】アルミニウム系基材と、前記アルミニウム系基材の表面の少なくとも一部に溶着したアルミニウム系粒子と、前記アルミニウム系粒子を被覆する状態で固着した樹脂層とを有することを特徴とする積層構造。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム系基材と、前記アルミニウム系基材の表面の少なくとも一部に溶着したアルミニウム系粒子と、前記アルミニウム系粒子を被覆する状態で固着した樹脂層とを有することを特徴とする積層構造体。
【請求項２】
第１のアルミニウム系基材と、第１のアルミニウム系基材の表面の少なくとも一部に溶着した第１のアルミニウム系粒子とからなる第１の構造体と、
第２のアルミニウム系基材と、第２のアルミニウム系基材の表面の少なくとも一部に溶着した第２のアルミニウム系粒子とからなる第２の構造体とを有し、
第１の構造体と第２の構造体とが樹脂層を介して積層されており、
前記樹脂層は、第１のアルミニウム系粒子及び第２のアルミニウム系粒子の両方を被覆する状態で固着している積層構造体。
【請求項３】
前記アルミニウム系粒子の平均粒径Ｄ５０が１．５μｍ以上１５μｍ以下である、請求項１又は２に記載の積層構造体。
【請求項４】
積層構造体の製造方法であって、
（１）アルミニウム系基材の表面の少なくとも一部にアルミニウム系粒子を含む組成物の皮膜を形成する第１工程、
（２）前記皮膜を熱処理することにより前記アルミニウム系粒子を溶着させる第２工程、
（３）前記アルミニウム系粒子を被覆する状態で固着した樹脂層を形成する第３工程、
を順に有することを特徴とする製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層構造体及びその製造方法に関する。本発明の積層構造体は、包装材料、太陽電池用バックシート、壁紙、遮熱シート、遮光シート、断熱シート、筐体、回路基板の構成部材として有用である。
【背景技術】
【０００２】
従来、アルミニウム箔と他の材料とを接着する際、層間の接着強度を高めるためにアルミニウム箔の表面をアルマイト処理して凹凸部分を設けることが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１は筐体、電子機器及び複合成形方法に関し、請求項１には「金属板と樹脂とを複合成形する方法であって、
前記金属板の少なくとも一部に酸化被膜層を形成する酸化被膜層形成工程と、
酸化被膜層形成工程の後、酸化被膜層に接着剤層を形成する接着剤層形成工程と、
酸化被膜層に接着剤層を介して樹脂を射出し複合成形する樹脂射出工程とを有することを特徴とする複合成形方法。」が開示されている。また、請求項４には、上記金属板がアルミニウム又はアルミニウム合金であり、上記酸化被膜層がアルマイト処理された陽極酸化被膜層である態様が開示されている。
【０００４】
しかしながら、アルマイト処理したアルミニウム箔は柔軟性に乏しく、巻取り加工及び塑性加工が困難である。また、アルマイト処理したアルミニウム箔を無理に曲げようとするとアルマイト表面に亀裂が入るために意匠性を低下させるおそれがある上、亀裂部分の強度が低下するという不都合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２７１４７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、アルミニウム系基材上に樹脂層が積層された積層構造体であって、柔軟性及び層間の接着強度に優れた積層構造体を提供することを目的とする。また、本発明の積層構造体の製造に適した製造方法を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、特定の積層構造からなる積層構造体であれば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。
【０００８】
即ち、本発明は下記の積層構造体及びその製造方法に関する。
１．アルミニウム系基材と、前記アルミニウム系基材の表面の少なくとも一部に溶着したアルミニウム系粒子と、前記アルミニウム系粒子を被覆する状態で固着した樹脂層とを有することを特徴とする積層構造体。
２．第１のアルミニウム系基材と、第１のアルミニウム系基材の表面の少なくとも一部に溶着した第１のアルミニウム系粒子とからなる第１の構造体と、
第２のアルミニウム系基材と、第２のアルミニウム系基材の表面の少なくとも一部に溶着した第２のアルミニウム系粒子とからなる第２の構造体とを有し、
第１の構造体と第２の構造体とが樹脂層を介して積層されており、
前記樹脂層は、第１のアルミニウム系粒子及び第２のアルミニウム系粒子の両方を被覆する状態で固着している積層構造体。
３．前記アルミニウム系粒子の平均粒径Ｄ５０が１．５μｍ以上１５μｍ以下である、上記項１又は２に記載の積層構造体。
４．積層構造体の製造方法であって、
（１）アルミニウム系基材の表面の少なくとも一部にアルミニウム系粒子を含む組成物の皮膜を形成する第１工程、
（２）前記皮膜を熱処理することにより前記アルミニウム系粒子を溶着させる第２工程、
（３）前記アルミニウム系粒子を被覆する状態で固着した樹脂層を形成する第３工程、
を順に有することを特徴とする製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の積層構造体は、アルミニウム系基材の表面の少なくとも一部にアルミニウム系粒子が溶着しており、且つ、アルミニウム系粒子を被覆する状態で樹脂層が固着していることにより、アルミニウム系基材と樹脂層との層間の接着強度に優れている。また、従来技術のように塑性変形能に劣る陽極酸化被膜を利用するものではなく、アルミニウム金属成分と樹脂成分を主体に構成されているので、柔軟性に優れる。このような本発明の積層構造体は、包装材料、太陽電池用バックシート、壁紙、遮熱シート、遮光シート、断熱シート、筐体、回路基板の構成部材として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１で作製した積層構造体の断面写真を示す図である。
【図２】実施例１で作製した積層構造体を剥離後の剥離界面の写真を示す図である。
【図３】比較例２で作製した積層構造体の折り曲げ部の断面写真を示す図である。
【図４】実施例３で作製した積層構造体の折り曲げ部の断面写真を示す図である。
【図５】比較例２で作製した積層構造体の折り曲げ部の断面写真を示す図である。詳細には図３の断面写真を拡大したものであり、アルマイト層の割れが示されている。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
１．積層構造体
本発明の積層構造体は、アルミニウム系基材と、前記アルミニウム系基材の表面の少なくとも一部に溶着したアルミニウム系粒子と、前記アルミニウム系粒子を被覆する状態で固着した樹脂層とを有することを特徴とする。
【００１２】
上記特徴を有する本発明の積層構造体は、アルミニウム系基材の表面の少なくとも一部にアルミニウム系粒子が溶着しており、更にアルミニウム系粒子を被覆する状態で樹脂層が固着しているため、アルミニウム系基材と樹脂層との層間の接着強度に優れている。
【００１３】
以下、積層構造体の主要構成要素について説明する。
【００１４】
本発明では、アルミニウム系基材としてアルミニウム箔を用いることが好ましい。
【００１５】
アルミニウム箔は、特に限定されず、純アルミニウム箔又はアルミニウム合金箔を用いることができる。アルミニウム合金箔を用いる場合には、成分として、珪素（Ｓｉ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、マンガン（Ｍｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、クロム（Ｃｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、ガリウム（Ｇａ）、ニッケル（Ｎｉ）及びホウ素（Ｂ）の少なくとも１種の合金元素を必要範囲内において添加したアルミニウム合金箔、或いは上記合金元素の含有量を限定したアルミニウム箔を用いることができる。
【００１６】
アルミニウム系基材の厚みは、特に限定されない。生産性を考慮するとアルミニウム箔の場合は５μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましく、１５μｍ以上１５０μｍ以下であることが特に好ましい。但し、アルミニウム系基材にはアルミニウム板材も適用することができる。この場合にはアルミニウム板の厚みとしては２００μｍ以上２０００μｍ以下程度を採用することができる。
【００１７】
前記アルミニウム箔は、公知の方法によって製造されるものを使用することができる。例えば、上記の所定の組成を有するアルミニウム又はアルミニウム合金の溶湯を調製し、これを鋳造して得られた鋳塊を適切に均質化処理する。その後、この鋳塊に熱間圧延及び冷間圧延を施すことにより、アルミニウム箔を得ることができる。
【００１８】
なお、上記の冷間圧延工程の途中で５０〜５００℃、特に１５０〜４００℃の範囲内で中間焼鈍処理を施してもよい。また、上記の冷間圧延工程の後に１５０〜６５０℃、特に３５０〜５５０℃の範囲内で焼鈍処理を施して軟質箔としてもよい。
【００１９】
本発明では、アルミニウム系基材の表面は、後述のアルミニウム系粒子を溶着するに先立って粗面化されていてもよい。粗面化方法は特に限定されず、例えば、洗浄、エッチング、ブラスト等の公知の技術を用いることができる。
【００２０】
アルミニウム系基材の表面の少なくとも一部に溶着するアルミニウム系粒子としては、例えば、アルミニウム純度９８．０質量％以上のアルミニウム粒子が好ましい。また、アルミニウム系粒子としては、例えば、珪素（Ｓｉ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、マンガン（Ｍｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、クロム（Ｃｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、ガリウム（Ｇａ）、ニッケル（Ｎｉ）、ホウ素（Ｂ）、ジルコニウム（Ｚｒ）等の元素のうち、１種又は２種以上を合金元素として含むアルミニウム合金粒子を採用することもできる。アルミニウム合金中のこれらの元素の合計含有量は、用途に応じて適宜設定されるが通常２質量％以下、特に１質量％以下とするのが好ましい。なお、本明細書の実施例においては、アルミニウム粒子のことを、アルミニウム粉末ともいう。
【００２１】
アルミニウム系粒子の平均粒径は、積層構造体の製品用途により適宜決めればよいが、溶着前の平均粒径Ｄ５０が１．５μｍ以上１５μｍ以下であることが好ましく、１．５μｍ以上９．５μｍ以下であることがより好ましい。平均粒径Ｄ５０がかかる範囲であれば特に後述する樹脂層との密着性に優れた積層構造体となる。平均粒径Ｄ５０が１．５μｍ未満では積層構造体の層間強度が低くなる傾向がある。一方、１５μｍ超過では積層構造体の厚みが増加してコストや工程の面で効率が悪くなるおそれがある。
【００２２】
なお、本明細書における平均粒径Ｄ５０は、レーザー回折法により粒度分布を体積基準で測定して得た値である。また、溶着後の前記粒子の平均粒径Ｄ５０は、溶着後の断面を走査型電子顕微鏡で観察することによって測定した値である。例えば、溶着後の前記粒子は、一部が溶融又は粒子どうしが繋がった状態となっているが、略円形状を有する部分は近似的に粒状とみなすことができる。溶着後の前記粒子の平均粒径Ｄ５０は、個数基準の粒度分布から体積基準の粒度分布に換算することで求めることができる。なお、上記で求められる溶着前の平均粒径Ｄ５０と溶着後の平均粒径Ｄ５０はほぼ同じである。
【００２３】
前記粒子の形状は、特に限定されず、球状、不定形状、鱗片状、繊維状等のいずれも好適に使用できるが、球状粒子が特に好ましい。
【００２４】
前記粒子は、公知の方法によって製造されるものを使用することができる。例えば、アトマイズ法、メルトスピニング法、回転円盤法、回転電極法、急冷凝固法等が挙げられるが、工業的生産にはアトマイズ法、特にガスアトマイズ法が好ましい。即ち、溶湯をアトマイズすることにより得られる粒子を用いることが好ましい。
【００２５】
溶着後の前記粒子は、二次元的に網目状構造を有していてもよい。また、前記粒子どうしが互いに空隙を維持しながら溶着（焼結）したものであることが好ましい。具体的には、各粒子どうしが空隙を維持しながら溶着（焼結）によって繋がり、三次元網目構造を有していることが好ましい。即ち、三次元網目状構造を有する焼結体となっているのが好ましい。このように、溶着後の前記粒子が多孔質溶着体（溶着層ともいう）を形成することにより、樹脂を含浸して固着した樹脂層との層間強度を向上させることができる。溶着層の空孔率は限定的ではないが、３０体積％以上７０体積％以下が好ましく、４０体積％以上６０体積％以下がより好ましい。なお、本明細書における空孔率は、厚みと質量とから算出した値である。
【００２６】
溶着層はアルミニウム系基材の片面又は両面に形成する。片面に形成する場合は、溶着層の厚みは１．５μｍ以上１５０μｍ以下が好ましく、１．５μｍ以上５０μｍ以下がより好ましい。両面に形成する場合には、アルミニウム系基材を挟んで溶着層を対称に配置することが好ましい。両面に形成された溶着層の総厚みは３μｍ以上３００μｍ以下が好ましく、３μｍ以上１００μｍ以下がより好ましい。なお、溶着層の厚みは、マイクロメーターで７点測定し、最大値と最小値を除いた５点の平均値である。
【００２７】
なお、アルミニウム系基材とアルミニウム系粒子の溶着層との界面強度（接着強度）は、アルミニウム系粒子の溶着層と樹脂層との接着強度より高いことが好ましい。アルミニウム系基材とアルミニウム系粒子の溶着層との界面強度（接着強度）を高くするには、後述する第２工程において、アルミニウム系基材の表面の少なくとも一部に形成したアルミニウム系粒子を含む組成物の皮膜を熱処理することにより、アルミニウム系粒子をアルミニウム系基材上に確実に溶着させればよい。
【００２８】
本発明の積層構造体は、アルミニウム系基材の表面の少なくとも一部に溶着したアルミニウム系粒子を被覆する状態で固着した樹脂層を有する。
【００２９】
樹脂層は、接着剤、粘着剤、ホットメルト、エラストマー等の少なくとも１種を含む。具体的な樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等のポリオレフィン系樹脂、（メタ）アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物、ポリビニルアルコ−ル、ポリカーボネート系樹脂、フッ素系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、アセタ−ル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリアセタール樹脂、液晶ポリマー等のエンジニアリングプラスチック、アクリル系接着剤、ゴム系接着剤、ウレタン系接着剤、ポリエステル系接着剤、シリコーン系接着剤、エチレン−酢酸ビニル樹脂系接着剤、塩化ビニル系接着剤、ＰＶＣ−ＮＢＲブレンドエラストマー、ウレタン系エラストマー等が挙げられる。樹脂層は、これらの樹脂以外に、例えば、可塑剤、安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、滑剤、充填剤、その他の添加剤を任意に含有してもよい。
【００３０】
本発明の積層構造体の具体例としては、例えば、
第１のアルミニウム系基材と、第１のアルミニウム系基材の表面の少なくとも一部に溶着した第１のアルミニウム系粒子とからなる第１の構造体と、
第２のアルミニウム系基材と、第２のアルミニウム系基材の表面の少なくとも一部に溶着した第２のアルミニウム系粒子とからなる第２の構造体とを有し、
第１の構造体と第２の構造体とが樹脂層を介して積層されており、
前記樹脂層は、第１のアルミニウム系粒子及び第２のアルミニウム系粒子の両方を被覆する状態で固着している積層構造体が挙げられる。
【００３１】
本発明の積層構造体は、包装材料、太陽電池用バックシート、壁紙、遮熱シート、遮光シート、断熱シート、筐体、回路基板の構成部材として好適に採用することができる。
【００３２】
本発明の積層構造体は、本発明の効果を妨げない範囲で更に、着色層、防食層、絶縁層、断熱層等を積層してもよい。
【００３３】
２．積層構造体の製造方法
本発明の積層構造体の製造方法は限定的ではないが、
（１）アルミニウム系基材の表面の少なくとも一部にアルミニウム系粒子を含む組成物の皮膜を形成する第１工程、
（２）前記皮膜を熱処理することにより前記アルミニウム系粒子を溶着させる第２工程、
（３）前記アルミニウム系粒子を被覆する状態で固着した樹脂層を形成する第３工程、
を順に有する製造方法（以下、「本発明の製造方法」）を採用することができる。
【００３４】
以下、本発明の製造方法について、工程ごとに説明する。
【００３５】
（第１工程）
第１工程は、アルミニウム系基材の表面の少なくとも一部にアルミニウム系粒子を含む組成物の皮膜を形成する。
【００３６】
アルミニウム系基材の説明は、積層構造体の欄で説明した通りである。
【００３７】
アルミニウム系粒子（アルミニウム粒子及び／又はアルミニウム合金粒子）の組成、平均粒径Ｄ５０、形状、製造方法等の説明は、積層構造体の欄で説明した通りである。
【００３８】
アルミニウム系粒子を含む組成物は、アルミニウム系粒子に加えて樹脂バインダ、溶剤、焼結助剤、界面活性剤等の少なくとも１種を含んでいてもよい。これらはいずれも公知又は市販のものを使用することができる。本発明では、特に樹脂バインダ及び溶剤の少なくとも１種を含有するペースト組成物であることが好ましい。このペースト組成物を用いることにより効率よく皮膜を形成することができる。ペースト組成物中のアルミニウム系粒子の含有量は限定的ではないが、３０質量％以上９０質量％以下が好ましく、４０質量％以上８０質量％以下がより好ましい。
【００３９】
樹脂バインダは限定的ではなく、例えば、カルボキシ変性ポリオレフィン樹脂、酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル樹脂、塩酢ビ共重合樹脂、ビニルアルコール樹脂、ブチラール樹脂、フッ化ビニル樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂、アクリロニトリル樹脂、セルロース樹脂、パラフィンワックス、ポリエチレンワックス等の合成樹脂；ワックス、タール、にかわ、ウルシ、松脂、ミツロウ等の天然樹脂又はワックスが好適に使用できる。これらのバインダには、分子量、樹脂の種類等により、後述の熱処理により揮発するものと、熱処理後にその残渣がアルミニウム系粒子とともに残存するものとがあり用途に応じて使い分けることができる。
【００４０】
溶媒も限定的ではなく、公知のものが使用できる。例えば、水の他、エタノール、トルエン、ケトン類、エステル類等の有機溶剤を使用することができる。
【００４１】
皮膜は、ペースト状組成物を、例えば、ローラー、刷毛、スプレー、ディッピング等の塗布方法を用いて形成できる他、シルクスクリーン印刷等の公知の印刷方法により形成することもできる。
【００４２】
皮膜はアルミニウム系基材の片面又は両面に形成する。アルミニウム系基材の片面に形成する場合の皮膜の厚さは、後述の溶着後に得られる溶着層の厚みが１．５μｍ以上１５０μｍ以下となるように設定することが好ましく、１．５μｍ以上５０μｍ以下となるようにが設定することがより好ましい。他方、アルミニウム系基材の両面に形成する場合は基材を挟んで皮膜を対称に配置することが好ましく、後述の溶着後に得られる溶着層の総厚みが３μｍ以上３００μｍ以下となるように設定することが好ましく、３μｍ以上１００μｍ以下となるようにが設定することがより好ましい。
【００４３】
皮膜は後述の第２工程の熱処理に先立って必要に応じて２０℃以上３００℃以下の温度で乾燥したり、脱脂処理をしたりしてもよい。
【００４４】
（第２工程）
第２工程は、前記皮膜を熱処理することにより前記アルミニウム系粒子を溶着させる。
【００４５】
熱処理温度は、皮膜に含まれるアルミニウム系粒子が溶着する温度であればよく、通常５６０℃以上６６０℃以下の温度が好ましく、５７０℃以上６５０℃以下の温度がより好ましく、５８０℃以上６４０℃以下の温度が最も好ましい。
【００４６】
加熱時間（上記温度での保持時間）は、加熱温度により異なるが、通常は５時間以上２４時間以下程度の範囲内で適宜決定することができる。加熱雰囲気は、特に制限されず、例えば、真空雰囲気、不活性ガス雰囲気、酸化性ガス雰囲気（大気）、還元性雰囲気等のいずれであってもよいが、特に真空雰囲気又は還元性雰囲気とすることが好ましい。また、圧力条件についても、常圧、減圧又は加圧のいずれでも良い。加熱温度が５６０℃未満では粒子の溶着が進まず溶着層の強度が弱くなるおそれがある。６６０℃超過では粒子が過度に溶融する可能性があり、第３工程で溶着層に樹脂が十分に浸透しないおそれがある。
【００４７】
なお、第１工程で得られた皮膜は、前述の通り第２工程に先立って予め脱脂処理されることが好ましい。脱脂処理（加熱処理）の条件としては２００℃以上４５０℃の温度範囲で保持時間が５時間以上であることが好ましい。かかる脱脂処理により不必要に残存する溶媒やバインダ成分を充分に除去することができる。
【００４８】
脱脂処理の加熱雰囲気は特に限定されず、例えば、真空雰囲気、不活性ガス雰囲気又は酸化性ガス雰囲気中のいずれでもよい。また、圧力条件も、常圧、減圧又は加圧のいずれでもよい。なお、ここではアルミニウム系粒子を溶着させる方法として高温加熱における焼結を挙げたが、これに限定されるものではない。例えば、電気を流して抵抗熱で溶着させる方法、レーザービームやプラズマフレームを利用して粒子を半溶融状態にして溶着させる方法等も採用できる。
【００４９】
（第３工程）
第３工程は、前記アルミニウム系粒子を被覆する状態で固着した樹脂層を形成する。
【００５０】
樹脂層を構成する樹脂成分及び任意の添加剤については、積層構造体の欄で説明した通りである。樹脂層を形成するための樹脂組成物には溶剤が含まれ、例えば、エタノール、シクロヘキサン、トルエン、アセトン、ＩＰＡ、ＭＥＫ、プロピレングリコール、ヘキシレングリコール、ブチルジグリコール、ペンタメチレングリコール、ノルマルペンタン、ノルマルヘキサン、ヘキシルアルコール、Ｎ−メチル−２ピロリドン等の有機溶剤を適宜選択することができる。
【００５１】
樹脂組成物を溶着層に被覆するように塗布する方法は特に限定されないが、例えば、ロールコート、グラビアコート、ダイコート、ディップコート、ナイフコート、リバースロールコート、スプレーコート、その他のコーティング方法で塗布又は印刷する方法が挙げられる。また、Ｔダイ押出機、共押出機、押し出しラミネート機、エクストルージョンコーター機、射出成型機、インモールド成型機等を利用してもよい。
【００５２】
樹脂組成物の乾燥後付着量（樹脂層の重量）は０．１ｇ／ｍ２以上１００００ｇ／ｍ２以下とすることができ、好ましくは０．５ｇ／ｍ２以上１００ｇ／ｍ２以下であり、さらに好ましくは１ｇ／ｍ２以上５０ｇ／ｍ２以下である。なお、樹脂層の一部はアルミニム系粒子の溶着層に浸透又は喰い込んだ形態となっているので、樹脂層の正確な厚みの測定は困難であるが、最も厚い部分の厚みで０．２μｍ以上１０ｃｍ以下程度である。
【実施例】
【００５３】
以下、実施例及び比較例を示して本発明を具体的に説明する。但し、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
（接着強度評価用サンプル作製）
接着強度評価用に「第１のアルミニウム箔（１）／接着剤／第２のアルミニウム箔（２）」からなる構成のサンプルを作製した。
【００５４】
アルミニウム箔（１）及びアルミニウム箔（２）の内面側は、必要に応じて表面処理されている。接着剤には、エポキシ系接着剤を用い、接着剤層の乾燥後厚みが１５μｍ程度になるようにドライラミネート法により評価用サンプルを作製した。接着剤層の厚みは、乾燥後の厚みを断面観察により５点測定し、平均した値を採用した。厚みの測定に際し、アルマイト処理アルミニウム箔どうしを貼り合わせた場合は、アルマイト表層から対向したアルマイト膜までの厚みを計測し、アルミニウム粉末溶着アルミニウム箔どうしを貼り合わせた場合は、アルミニウム粉末溶着層表層から対向するアルミニウム粉末溶着層表層までの厚みを計測することとした。表面処理しない場合は、一方のアルミニウム箔表面から、対向するアルミニウム箔表面までの厚みを測定した。
【００５５】
（接着強度評価）
接着強度評価用サンプルは、幅１０ｍｍ、長さ２００ｍｍの短冊形状にカット後、アルミニウム箔（１）／接着剤／アルミニウム箔（２）という構成で、長さ方向一端片側のアルミニウム箔（１）を長さ方向に半分程度剥離させた後、剥離させた部分以外のサンプルを測定用治具に固定後、剥離させたアルミニウム箔（１）を引っ張ることで接着強度を測定した。測定器具は、東洋精機製ストログラフを用いた。測定条件は、引き剥がし角度が９０°で、一定の速度（１００ｍｍ／分）で剥離した際の強度を測定した。
【００５６】
比較例１
１５０μｍ厚みのアルミニウム箔（ＪＩＳ  １Ｎ３０、硬質）を用意し、アルミニウム箔／接着剤／アルミニウム箔という積層構造体の接着強度測定を比較例１とした。接着強度測定時、剥離角度９０°部分で、アルミニウム箔のコシが接着強度に影響するため、脱脂処理を含めて、実施例1と同じ加熱処理を施し、同一の軟化状態にした。
【００５７】
比較例２
１５０μｍ厚みのアルミニウム箔（ＪＩＳ  １Ｎ３０、硬質）に、接着強度改善を目的にした処方で、１．５μｍ厚みの硫酸アルマイト膜を両面に処理したアルミニウム箔を入手した。比較例１と同様、脱脂工程を含めて、実施例1と同じ加熱処理を施し、同一の軟化状態にした。軟化処理の熱膨張差での割れを懸念したがアルマイト膜が割れていないことを走査型電子顕微鏡で確認した。アルミニウム箔（アルマイト処理面）／接着剤／（アルマイト処理面）アルミニウム箔という積層構造体の接着強度結果を比較例２とした。アルマイト膜厚さについて、厚いほど柔軟性が損なわれるため、接着強度改善の効果があるレベルで極力薄いアルマイト膜を生成した箔を選択した。
【００５８】
実施例１
平均粒径Ｄ５０が５．０μｍのアルミニウム粉末（アルミニウム純度９９質量％）２００質量部をセルロース系バインダ１３０質量部（２．５質量％が樹脂分）と混合し、固形分６１．６質量％の塗工液を得た。この塗工液を、１５０μｍ厚みのアルミニウム箔（１Ｎ３０、硬質）の片面側にバーコーターを用いて、溶着後の厚みが１０μｍになるよう塗工し、乾燥した。次に、２５０℃で脱脂し、アルゴンガス雰囲気中にて温度６４０℃で１０時間焼成することによりアルミニウム粉末を溶着したアルミニウム箔を作製した。アルミニウム箔（アルミニウム粉末溶着面）／接着剤／（アルミニウム粉末溶着面）アルミニウム箔という積層構造体の接着強度結果を実施例１とした。なお、アルミニウム粉末の平均粒径Ｄ５０の測定は、粒度分布測定装置(日機装株式会社製 マイクロトラック型番MT3300EXII)を用いて行った。
【００５９】
【表１】
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【００６０】
表１に比較例１、２と実施例１の接着強度及び、強度向上率を示す。強度向上率は比較例１に対する指標である。この結果から、接着強度は、未処理アルミニウム箔  ＜  アルマイト処理アルミニウム箔  ＜  アルミニウム粉末溶着アルミニウム箔の関係にあり、アルミニウム粉末溶着した積層構造体の接着強度改善効果が最も高いことがわかった。
【００６１】
図１に実施例１で作製した積層構造体の断面写真を示す。アルミニウム粉末を溶着することで、アルミニウム粒子どうしおよびアルミニウム粒子とアルミニウム箔との間に隙間が生じ、その隙間に接着剤が含浸している。そのため、基材をはがす際、その隙間が接着剤に対して三次元的に絡まっている状態で、剥れにくくなり接着強度が改善したものと考えられる。
【００６２】
図２に実施例１で作製した積層構造体を剥離後の剥離界面の写真を示す。実施例１の積層構造体を剥離した場合の剥離界面は、接着剤層（樹脂層）とアルミニウム粉末溶着表面間である。図２から、接着剤がアルミニウム粉末溶着層表面で千切れた状態になっていることがわかる。比較例１、２の積層構造体では、それぞれアルミニウム箔界面、アルマイト処理膜界面で剥離していた。それに対し、アルミニウム粉末溶着アルミニウム箔については、比較例と同様にアルミニウム溶着表層の界面で剥離はしているが、同時に、溶着層に含浸した接着剤層と溶着層より上層の接着剤層間で千切れた形状で剥離している。また、溶着層のアルミニウム粉末は脱落している様子が確認できないことから、接着剤の接着強度に十分耐えられるレベルで溶着していることがわかる。
【００６３】
以上から、アルミニウム粉末溶着層の凸凹形状により接着剤と基材の接触面積が向上した効果と、接着剤自身が剥離の際に千切れる力に十分に耐えられる溶着力効果により、アルマイト処理箔と比較し強度改善率が高い結果になったものと考えられる。この結果から、接着剤の凝集力が強いほど効果改善は大きいものと予想される。アルミニウム界面で剥離してしまう問題になっていた用途に特に効果的である。
【００６４】
さらに、当該基材は、エッチング等の公知の表面粗化加工も可能なため、表面積拡大効果を付加することで、更なる接着強度改善も期待できる。
【００６５】
以下では、接着強度の更なる改善検討を行った。実施例１の積層構造体を例に、アルミニウム粉末溶着層の溶着後厚み１０μｍは変更せずに、アルミニウム粉末粒径を変更した場合の影響を調査した。
【００６６】
実施例２
実施例１で使用したアルミニウム粉末を平均粒径Ｄ５０３．０μｍのアルミニウム粉末に変更した積層構造体の接着強度を測定した。
【００６７】
実施例３
実施例１で使用したアルミニウム粉末を平均粒径Ｄ５０９．０μｍのアルミニウム粉末に変更し積層構造体の接着強度を測定した。
【００６８】
【表２】
2017100324.tif 000003
【００６９】
表２に実施例２、３の結果を示した。この結果から、アルミニウム粉末平均粒径Ｄ５０が大きくなるにつれ強度が高くなる傾向にあり、結果、９．０μｍのアルミニウム粉末を溶着させたアルミニウム箔の強度が最も高い結果となった。未処理箔と比較し約２倍の強度改善効果が得られた。
【００７０】
次に、アルミニウム粉末粒径を５．０μｍに統一し、アルミニウム粉末溶着層厚みの変更による効果を検討した。
【００７１】
実施例４
実施例１の積層構造体で、アルミニウム溶着層厚みを１０μｍから５μｍに変更した積層構造体の接着強度を測定した。
【００７２】
実施例５
実施例１の積層構造体で、アルミニウム溶着層厚みを１０μｍから２０μｍに変更した積層構造体の接着強度を測定した。
【００７３】
実施例６
実施例１の積層構造体で、アルミニウム溶着層厚みを１０μｍから３０μｍに変更した積層構造体の接着強度を測定した。
【００７４】
【表３】
2017100324.tif 000004
【００７５】
実施例４〜６の検証結果を表３に示した。この結果から、アルミニウム粉末溶着層の厚みがアルミニウム粉末粒径と同等の厚みの場合、強度向上効果が少なくなった。また、厚みが厚くなることで強度は向上するが、ある一定の厚みからは強度が変わらないことがわかった。アルミニウム粉末粒径と同じ厚みの場合、接着剤と接触する面積は未処理アルミニウム箔よりも増えるため、接着強度向上効果はあるが、接着剤が３次元的に絡まっている領域が減少するため、接着剤の千切れ効果による強度向上効果が少なくなったものと考えられる。それでも、アルマイト処理アルミニウム箔より高い強度を示した為、アルミニウム粉末溶着層の厚みも、要求される性能や用途により適宜使い分けることができる。
【００７６】
次に、アルミニウム箔厚みを変更した検討を実施した。アルミニウム粉末粒径Ｄ５０は５．０μｍを用い、アルミニウム粉末溶着層の厚みは１０μｍ程度で統一させた。
【００７７】
実施例７
２０μｍアルミニウム（アルミニウム粉末溶着面）／接着剤／（アルミニウム粉末溶着面）２０μｍアルミニウム箔の構成で、一方の２０μｍアルミニウム箔側を引っ張り、接着強度測定を行った。同時に、粉末溶着を行っていない未処理のアルミニウム箔どうしの強度も測定し比較を行った。
【００７８】
実施例８
５０μｍアルミニウム（アルミニウム粉末溶着面）／接着剤／（アルミニウム粉末溶着面）５０μｍアルミニウム箔の構成で、一方の５０μｍアルミニウム箔側を引っ張り、接着強度測定を行った。同時に、粉末溶着を行っていない未処理のアルミニウム箔どうしの強度も測定し比較を行った。
【００７９】
実施例９
１２０μｍアルミニウム（アルミニウム粉末溶着面）／接着剤／（アルミニウム粉末溶着面）１２０μｍアルミニウム箔の構成で、一方の１２０μｍアルミニウム箔側を引っ張り、接着強度測定を行った。同時に、粉末溶着を行っていない未処理のアルミニウム箔どうしの強度も測定し比較を行った。
【００８０】
実施例１０
１２０μｍアルミニウム（アルミニウム粉末溶着面）／接着剤／（アルミニウム粉末溶着面）３５０μｍアルミニウム箔の構成で、１２０μｍアルミニウム箔側を引っ張り、接着強度測定を行った。同時に、粉末溶着を行っていない未処理のアルミニウム箔どうしの強度も測定し比較を行った。
【００８１】
実施例１１
１２０μｍアルミニウム（アルミニウム粉末溶着面）／接着剤／（アルミニウム粉末溶着面）１０００μｍアルミニウム板の構成で、１２０μｍアルミニウム箔側を引っ張り、接着強度測定を行った。同時に、粉末溶着を行っていない未処理のアルミニウム箔どうしの強度も測定し比較を行った。
【００８２】
【表４】
2017100324.tif 000005
【００８３】
表４に実施例７〜１１の結果を示す。実施例７、８では、アルミニウム溶着アルミニウム箔積層構造体のみ材料が破断した一方で、未処理品は材料破断が生じず、接着強度が測定できた。この結果から改善効果は明らかだ。箔が破断しない程度の厚みのアルミニウム箔を選択し、同様に接着強度を比較した場合、実施例９〜１１でも接着強度向上効果は確認された。同時に、引っ張る側のアルミニウム箔と反対面の厚みを厚くした検討を行った実施例１０、１１では実施例９と同様の結果となった。接着剤で張り合わせた積層構造体は通常弱い層から剥離する。しかし、実施例９、１０、１１でアルミニウム箔を引っ張る側の界面で接着剤が剥離しており、もう一方のアルミニウム粉末溶着アルミニウム基材側では剥離は生じていなかった。そのため、厚い側のアルミニウム溶着層の接着強度も向上されているものと考えられる。アルミニウム箔が厚い場合は、コシが強くなるため、引っ張ること自身が難しいことで、このような検討・考察を行った。なお、これらの結果から、アルミニウム系基材とアルミニウム系粒子の溶着層との界面強度（接着強度）は、アルミニウム系粒子の溶着層と樹脂層（接着剤層）との接着強度より十分高いことが判る。
【００８４】
以上から、アルミニウム箔、板等、アルミニウム基材の厚みは幅広く適用され、アルミニウムと樹脂との界面の強度を改善することが必要な用途に展開が可能である。
【００８５】
次に基材の柔軟性について検討した。
【００８６】
比較例１、２及び実施例３で用いた積層構造体を手指で１８０°に折り曲げた後、元の形状に戻した際の、折り曲げ部の接着剤層剥れ状態を比較した。
【００８７】
【表５】
2017100324.tif 000006
【００８８】
柔軟性試験の結果を表５に示す。アルミニウム粉末溶着アルミニウム箔の場合、折り曲げ部に接着剤層の浮きがなかったが、未処理アルミニウム箔、および、アルマイト処理アルミニウム箔は浮きが確認された。アルマイト処理アルミニウム箔とアルミニウム粉末溶着アルミニウム箔に関する折り曲げ部の断面写真を図３、図４及び図５に示す。
【００８９】
断面写真の観察結果から、比較例２の積層構造体は、接着剤層が浮いているのに対し実施例３の積層構造体は浮きが生じていない。図５の浮き部分の拡大写真からアルマイト膜が割れていることが確認できるため、膜割れがきっかけで、浮きが生じたものと考えられる。それに対し、実施例３の積層構造体は、アルミニウム粉末溶着層の３次元構造が変形時にかかる応力に対してもしっかり接着剤を捕まえており、浮きは発生しなかった。比較例1で浮きが生じたのは、折り曲げの変形にかかる応力よりも接着界面の接着強度が弱いために浮いたものと考えられる。なお、写真は撮影しなかったが、実施例１、２、４〜９の積層構造体においても上記と同様の折り曲げ試験を実施した結果、実施例３と同様折り曲げ部の浮きは発生しなかった。この結果は、アルミニウム粉末溶着アルミニウム箔は、柔軟性があることと同時に接着強度も向上するという二つの特徴を明確にした。そのため、変形や加工が加わる製品にも用途展開が可能である。
【００９０】
次に耐熱性について検討した。
【００９１】
１６６℃雰囲気で１０日間熱処理を施した積層構造体の接着強度を評価した。結果を表６に示す。
【００９２】
【表６】
2017100324.tif 000007
【００９３】
強度低下率は、初期に対して、熱処理後の強度を百分率で示した数値である。この結果から、未処理アルミニウム箔とは明らかな優位性があり、かつアルマイト処理アルミニウム箔と同等以上の耐熱性があることがわかった。強度低下は接着剤の劣化が主な要因と考えられる。初期の接着強度が弱いほど強度低下率は大きく、逆に初期接着強度が強い場合は接着剤劣化の影響を小さくすることができる。
【００９４】
以上から、耐熱性を必要とする用途にも展開が可能であるものと考えられる。
【００９５】
その他にも、アルミニウム基材の両面にアルミニウム粉末を溶着させた基材を使用することで、電子回路基盤等、放熱性が必要な用途にも展開が可能であり、一方の面が接着強度改善、もう一方の面がアルミニウム粉末溶着による表面積拡大効果で、接着強度改善と良好な放熱性を備えた積層体も提供できる。
【符号の説明】
【００９６】
１．アルミニウム箔
２．アルミニウム系粒子の溶着層
３．接着剤層
４．アルミニウム箔
５．アルマイト層
６．接着剤層
【図１】
2017100324.tif 000008
【図２】
2017100324.tif 000009
【図３】
2017100324.tif 000010
【図４】
2017100324.tif 000011
【図５】
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