特許 6097904 アルミ基材の表面加工方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6097904

(24)【登録日】2017年3月3日

(45)【発行日】2017年3月22日

(54)【発明の名称】アルミ基材の表面加工方法

(51)【国際特許分類】

   B24C 5/02 20060101AFI20170313BHJP

   B24C 1/06 20060101ALI20170313BHJP

   B24C 11/00 20060101ALI20170313BHJP

   B24C 3/00 20060101ALI20170313BHJP

【ＦＩ】

   B24C5/02 C

   B24C1/06

   B24C11/00 G

   B24C3/00 A

【請求項の数】7

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2013-133411(P2013-133411)

(22)【出願日】2013年6月26日

(65)【公開番号】特開2015-6719(P2015-6719A)

(43)【公開日】2015年1月15日

【審査請求日】2015年8月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004743

【氏名又は名称】日本軽金属株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100132230

【弁理士】

【氏名又は名称】佐々木 一也

(74)【代理人】

【識別番号】100082739

【弁理士】

【氏名又は名称】成瀬 勝夫

(74)【代理人】

【識別番号】100198269

【弁理士】

【氏名又は名称】久本 秀治

(74)【代理人】

【識別番号】100087343

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 智廣

(72)【発明者】

【氏名】関 雄輔

(72)【発明者】

【氏名】海老原 健

【審査官】 亀田 貴志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−１８７９５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２６９３４６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２４Ｃ １／００ − １１／００

ＤＷＰＩ（Ｔｈｏｍｓｏｎ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

アルミニウム又はアルミニウム合金で形成されたアルミ基材の表面に、この表面を鏡面状態又は鏡面に近い状態の被加工面に加工する鏡面加工を施し、次いで前記鏡面加工後のアルミ基材の被加工面に、球状微粒子を分散させて調製した加工液を噴射する噴射ノズル走査により、前記被加工面を微細な凹凸を有する微細粗面に加工する微細粗面加工を施し、アルミ基材の表面に微細粗面を形成するアルミ基材の表面加工方法であって、
前記微細粗面加工の噴射ノズル走査において処理継ぎ目が発生しないものであって、この微細粗面加工の際に用いられる加工液中の球状微粒子の目標粒径が３〜１００μmの中にある特定の数値であり、また、前記微細粗面加工の際における加工液の噴射圧力が０．１５〜０．４MPaであると共に、この微細粗面加工時に微細粗面が形成されるまでの間にアルミ基材の被加工面に噴射する球状微粒子の粒子総数(目標粒径換算)が１×１０⁷〜５×１０⁸個/mm²であることを特徴とするアルミ基材の表面加工方法。

【請求項2】

前記加工液を形成する球状微粒子は、その目標粒径から±３０%以内の分布を有する請求項１に記載のアルミ基材の表面加工方法。

【請求項3】

前記微細粗面加工で形成された微細粗面に対し、化学的溶解処理又は電解研磨処理を施し、算術平均粗さＲa(JIS B0601:2001)に対する十点平均粗さＲ_zjis(JIS B0601:2001)の比（Ｒ_zjis／Ｒz）がＲ_zjis／Ｒa＜５となるように調整する請求項１又は２に記載のアルミ基材の表面加工方法。

【請求項4】

アルミニウム又はアルミニウム合金で形成されたアルミ基材の表面に、この表面を鏡面状態又は鏡面に近い状態の被加工面に加工する鏡面加工を施し、次いで前記鏡面加工後のアルミ基材の被加工面に、球状微粒子を分散させて調製した加工液を噴射する噴射ノズル走査により、前記被加工面を微細な凹凸を有する微細粗面に加工する微細粗面加工を施し、アルミ基材の表面に微細粗面を形成するアルミ基材の表面加工方法であって、
この微細粗面加工の際に用いられる加工液中の球状微粒子の目標粒径が３〜１００μmの中にある特定の数値であり、また、前記微細粗面加工の際における加工液の噴射圧力が０．１〜０．４MPaであると共に、この微細粗面加工時に微細粗面が形成されるまでの間にアルミ基材の被加工面に噴射する球状微粒子の粒子総数(目標粒径換算)が１×１０⁴〜５×１０⁸個/mm²であり、
前記微細粗面加工の噴射ノズル走査において処理継ぎ目が発生するものであって、鏡面加工後のアルミ基材の被加工面に噴射する球状微粒子の粒子総数を複数のＮ画（Ｎは２以上の自然数）に分割し、この分画された各画の粒子数の球状微粒子を含むＮ画の分割加工液を調製し、微細粗面加工時には前記アルミ基材の被加工面の全面に亘って各分割加工液を噴射する加工液噴射操作をＮ回繰り返して実施することを特徴とするアルミ基材の表面加工方法。

【請求項5】

前記各分割加工液の粒子濃度は、前記微細粗面加工時にアルミ基材の被加工面に噴射される球状微粒子の粒子総数が１回の加工液噴射操作で達成される際に使用される加工液の粒子濃度よりも低い請求項４に記載のアルミ基材の表面加工方法。

【請求項6】

前記加工液を形成する球状微粒子は、その目標粒径から±３０%以内の分布を有する請求項４又は５に記載のアルミ基材の表面加工方法。

【請求項7】

前記微細粗面加工で形成された微細粗面に対し、化学的溶解処理又は電解研磨処理を施し、算術平均粗さＲa(JIS B0601:2001)に対する十点平均粗さＲ_zjis(JIS B0601:2001)の比（Ｒ_zjis／Ｒz）がＲ_zjis／Ｒa＜５となるように調整する請求項４〜６のいずれかに記載のアルミ基材の表面加工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、アルミニウム又はアルミニウム合金で形成され、鏡面又は鏡面に近い状態に鏡面加工された鏡面加工後のアルミ基材の表面に、球状微粒子を含む粒子分散液を噴射する微細粗面加工を施し、アルミ基材の表面に微細な凹凸が均一に付与された微細粗面を形成するアルミ基材の表面加工方法に関し、特に限定するものではないが、液晶表示装置、ＣＲＴディスプレイ、ＥＬディスプレイ等の画像表示装置の視認性を向上させる防眩フィルムを製造するためのエンボスロール等の金型を始めとして、印刷用ロール、陽極酸化用ロール、光学部品用ロール等の用途に用いるロール材などを製造する上で有用なアルミ基材の表面加工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

アルミニウム又はアルミニウム合金で形成されたアルミ基材の表面に、微細な凹凸が付与された微細粗面を形成する微細粗面加工の方法としては、酸性溶液又はアルカリ性溶液でのエッチング処理等の化学的な方法が知られており、この方法はエッチング液を用いてアルミ基材の表面を化学的に溶解することによりその表面に凹凸を付与するものである。

【0003】

しかしながら、この化学的な方法においては、酸性溶液又はアルカリ性溶液を用いてアルミ基材の表面を溶解することから、アルミ基材中に含まれる第二相化合物に起因する表面欠陥が生じたり、局所的に過剰な溶解が生じて表面処理が不均一になる等の問題があるほか、溶解によってアルミ基材の表面に減肉が発生し、板材では平坦度が低下し、また、ロール材では真円度が低下し、所望の規定形状を維持できないという問題もある。

【0004】

また、アルミ基材の表面に微細粗面を形成する微細粗面加工の方法として、液体ホーニングやドライブラスト等の物理的・機械的な手法も知られており、この手法はアルミ基材の表面に研磨材を吹き付け、この吹き付けられた研磨材により表面を削りながら凹凸を付与するものである。このような物理的・機械的な手法としては、例えば以下のような方法が提案されている。

【0005】

特許文献１〜３においては、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素等からなる粒径２０〜８０μmの研磨材（特許文献１）、ポリマー微粉末からなる粒径２０〜２００μmの研磨材（特許文献２）、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素等からなる平均粒径１０〜５０μmの研磨材（特許文献３）を用い、湿式ホーニング法により電子写真感光体用導電性基体（アルミニウムパイプ）の表面を粗面化することが開示されている。

【0006】

また、特許文献４においては、鉄やアルミニウム等の金属製円筒ロールの表面に、ニッケル及び／又はクロムの金属メッキ層を設け、この金属メッキ層の表面を鏡面研磨した後に、炭化珪素、アルミナ、酸化クロム、酸化ジルコニウム等（セラミックビース）からなる平均粒径１〜１００μmの研磨材を用いてブラスト処理し、表面に微細な凹凸を有するエンボスロールを製造することが開示されている。

【0007】

更に、特許文献５においては、鉄製ベースロールの表面に銅めっき層を設け、この銅めっき層を鏡面研磨した後、鏡面研磨後の銅めっき層にエッチング液と砥粒を含んだウエットブラスト処理を施して、銅めっき層の表面に凹凸が形成されたエンボスロールを製造することが開示されている。

【0008】

更にまた、特許文献６には、研磨された金属（アルミニウム板等）の表面にジルコニアやアルミナ等のセラミック系ビーズ、スチール製等の金属系ビーズ等の微粒子をぶつけて凹凸を形成し、その凹凸面に無電解ニッケルメッキを施して防眩フィルム製造用の金型とすることが記載されており、また、特許文献７には、アルミニウムロール等の金属の表面に銅めっき又はニッケルめっきを施し、そのめっき面を研磨した後、その研磨面にジルコニアやアルミナ等のセラミック系ビーズ、スチール製等の金属系ビーズ等の微粒子をぶつけて凹凸を形成し、その凹凸面にクロムめっきを施して防眩フィルム製造用の金型とすることが記載されている。

【0009】

しかしながら、上記の特許文献１〜３及び５〜７に記載されている液体ホーニングの方法は、研磨材を含んだ液体（加工液）を吹き付けることにより、アルミ基材の表面を削り落しながら凹凸を付与する方法であり、不可避的にアルミ基材の減肉が発生し、化学的な方法の場合と同様に、板材では平坦度が低下し、また、ロール材では真円度が低下し、所望の規定形状を維持できないという問題がある。

【0010】

しかも、このような研磨材を含む液体（加工液）をアルミ基材の表面に吹き付けて凹凸を付与する液体ホーニングの方法においては、アルミ基材表面の被加工面が噴射ノズルの幅寸法を超えて大きくなると、この被加工面の全面を微細粗面に加工するためには、被加工面に向けて加工液を噴射する噴射ノズル走査を複数回に分けて実施しなければならなくなり、各噴射ノズル走査を行った際に、噴射された加工液中の研磨材が被加工面に衝突して形成され、噴射ノズルの幅寸法に応じて生じる走査処理後の走査処理面の走査方向両端（最初の噴射ノズル走査と最後の噴射ノズル走査では片端）において、加工液が重複して噴射され、重複して加工処理される部分（以下、「処理継ぎ目」という。）が不可避的に発生する。また、このような処理継ぎ目は、単に加工液が被加工面に衝突して形成される処理面の走査方向両端（又は片端）において発生するだけでなく、例えばエンボスロールの製造時においては各噴射ノズル走査の開始部分と終了部分においても不可避的に発生する。そして、このような複数回の噴射ノズル走査により発生した処理継ぎ目は、アルミ基材の表面に形成された微細粗面において帯状に観察され、加工後に得られたエンボスロール等の金型を始めとする製品の美観を損ねるだけでなく、エンボスロール等の金型を用いて製造される防眩フィルムにも転写され、特に高画質が求められる画像表示装置で用いられるとその視認性を低下させる原因にもなる。

【0011】

また、特許文献４に記載されているドライブラストの方法においては、ブラスト装置から噴霧された気体に乗せて研磨材のセラミックビーズを飛ばす必要があることから、使用するビーズはそのサイズや比重が必然的に大きくなり、また、球状でないものも含まれ、均一で微細な凹凸面の加工には不向きである。このドライブラストの方法で数μm〜数十μmの微小なサイズの研磨材を使用すると、ブラスト装置から噴射した微小な研磨材は大気の抵抗を受けて拡散してしまい、広い範囲のアルミ基材を均一に処理することは困難である。

【0012】

なお、アルミ基材の表面に微細な凹凸を形成する方法として、エキシマレーザー等による加工方法もあるが、この方法ではその加工限界が最小径については２０μmφ程度であって、最小深さについては１０μm程度であり、加工時間が長くなるほか加工コストも高く、例えば３００mm×３００mmを超える大面積への加工は不得意である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0013】

【特許文献1】特開平04-300,163号公報

【特許文献2】特開平09-054,444号公報

【特許文献3】特開平09-179,324号公報

【特許文献4】特開2004-090,187号公報

【特許文献5】特開2008-221,562号公報

【特許文献6】特開2006-053,371号公報

【特許文献7】特開2007-187,952号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0014】

そこで、本発明者らは、鏡面加工後のアルミ基材の被加工面（鏡面）に微細粗面加工を施して微細粗面を形成するに際し、微細粗面加工前に形成された硬度の平坦度や真円度を損なうことがなく、被加工面（鏡面）に微細な凹凸が均一に付与された微細粗面を形成することができるアルミ基材の表面加工方法について鋭意検討した結果、微細粗面加工の際に用いる加工液中の球状微粒子の目標粒径と、微細粗面加工の際の加工液の噴射圧力と、微細粗面加工時にアルミ基材の被加工面に衝突する球状微粒子の粒子総数(目標粒径換算)を所定の範囲に調整することにより、目的を達成できることを見出し、本発明を完成した。

【0015】

従って、本発明の目的は、鏡面加工後のアルミ基材の被加工面（鏡面）に微細粗面加工を施して微細粗面を形成するに際し、微細粗面加工前に形成された高度の平坦度や真円度を損なうことがなく、被加工面（鏡面）に微細な凹凸が均一に付与された微細粗面を形成することができるアルミ基材の表面加工方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0016】

すなわち、本発明は、アルミニウム又はアルミニウム合金で形成されたアルミ基材の表面に、この表面を鏡面状態又は鏡面に近い状態の被加工面に加工する鏡面加工を施し、次いで前記鏡面加工後のアルミ基材の被加工面に球状微粒子を分散させて調製した加工液を噴射する噴射ノズル走査により、前記被加工面を微細な凹凸を有する微細粗面に加工する微細粗面加工を施し、アルミ基材の表面に微細粗面を形成するアルミ基材の表面加工方法であって、
前記微細粗面加工の噴射ノズル走査において処理継ぎ目が発生しないものであって、この微細粗面加工の際に用いられる加工液中の球状微粒子の目標粒径が３〜１００μmであり、また、前記微細粗面加工の際における加工液の噴射圧力が０．１５〜０．４MPaであると共に、この微細粗面加工時に微細粗面が形成されるまでの間にアルミ基材の被加工面に噴射する球状微粒子の粒子総数(目標粒径換算)が１×１０⁷〜５×１０⁸個/mm²であり、前記微細粗面加工後の微細粗面において、鏡面加工後で微細粗面加工前のアルミ基材の被加工面における平坦度及び／又は真円度が実質的に維持されることを特徴とするアルミ基材の表面加工方法である。

【0017】

また、本発明は、アルミニウム又はアルミニウム合金で形成されたアルミ基材の表面に、この表面を鏡面状態又は鏡面に近い状態の被加工面に加工する鏡面加工を施し、次いで前記鏡面加工後のアルミ基材の被加工面に、球状微粒子を分散させて調製した加工液を噴射する噴射ノズル走査により、前記被加工面を微細な凹凸を有する微細粗面に加工する微細粗面加工を施し、アルミ基材の表面に微細粗面を形成するアルミ基材の表面加工方法であって、
この微細粗面加工の際に用いられる加工液中の球状微粒子の目標粒径が３〜１００μmの中にある特定の数値であり、また、前記微細粗面加工の際における加工液の噴射圧力が０．１〜０．４MPaであると共に、この微細粗面加工時に微細粗面が形成されるまでの間にアルミ基材の被加工面に噴射する球状微粒子の粒子総数(目標粒径換算)が１×１０⁴〜５×１０⁸個/mm²であり、
前記微細粗面加工の噴射ノズル走査において処理継ぎ目が発生するものであって、鏡面加工後のアルミ基材の被加工面に噴射する球状微粒子の粒子総数を複数のＮ画（Ｎは２以上の自然数）に分割し、この分画された各画の粒子数の球状微粒子を含むＮ画の分割加工液を調製し、微細粗面加工時には前記アルミ基材の被加工面の全面に亘って各分割加工液を噴射する加工液噴射操作をＮ回繰り返して実施することを特徴とするアルミ基材の表面加工方法。

【0018】

本発明において、上記アルミ基材の材質や形状については、それがアルミニウム又はアルミニウム合金で形成されており、また、全体的にあるいは部分的に所望の平坦度や真円度を付与するために鏡面加工を適用することができる形状であれば、特に制限されるものではなく、本発明で提供されるアルミ基材の用途に応じて要求される強度、耐食性、加工性等の種々の物性や形状に基づいて、適宜選択して使用することができる。

【0019】

また、アルミ基材に所定の平坦度や真円度を付与する鏡面加工についても、機械的な又は化学的な種々の加工を適用することができ、例えばＮＣ旋盤やマシニングセンタ等を用いた切削加工、超硬ツール等を用いたバニッシング加工等の機械的な加工や、ダイヤモンドペースト、酸化マグネシウム等を用いた化学研磨や電解研磨等の化学的な加工や、機械的な加工の後に化学的な加工を行う併用方法等を例示できる。特に、低コストで広い面積の表面を鏡面状態又は鏡面に近い状態に加工するためには、切削加工やバニッシング加工あるいはこれら切削加工とバニッシング加工の組合せにより鏡面加工を行うのがよい。この鏡面加工により、鏡面であって引き続いて実施される微細粗面加工の被加工面となる高い平坦度又は真円度の表面を有するアルミ基材が得られる。

【0020】

本発明においては、前記鏡面加工後のアルミ基材の被加工面に、球状微粒子を分散させて調製した加工液を噴射する微細粗面加工を施し、前記被加工面を微細な凹凸を有する微細粗面に加工する。

【0021】

ここで、鏡面加工後のアルミ基材の被加工面に微細粗面加工を施すための加工液については、球状微粒子を分散させて調製した球状微粒子分散液が用いられるが、この加工液を調製するための球状微粒子としては、例えば、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素、アルミナ、ジルコニア、酸化クロム等のセラミック系ビーズ、スチール製等の金属系ビーズ、ホウケイ酸ガラス等のガラス系ビーズ等を挙げることができるが、好ましくは比較的低比重で容易に入手し得るホウケイ酸ガラスビーズの使用が好ましく、また、加工液を調製するための溶剤としては、低粘度で前記球状微粒子と反応せず、加工液中で球状微粒子の凝集を防止し得るものであるのがよく、加工液噴射装置で使用できるものであれば特に限定されないが、好ましくは安価で入手し易い水道水、蒸留水、脱イオン水等を例示することができる。

【0022】

本発明において、加工液の調製に使用する球状微粒子については、目標粒径（形状を付けるための粒径の狙い値）が、３μm以上１００μm以下の範囲中の特定の数値であり、狙い値は適宜選択される。また、目標粒径を最頻粒子径とした粒子を使用するのが好ましい。更に、噴射される粒子が粒度分布の分布幅が狭い粒子である程、小粒子の基材への埋め込みを低減することができる。すなわち、その目標粒径を中心に分布が±３０%以内、好ましくは２０%以内であるのがよい。粒子径分布が目標粒径の±３０%を超えて広がると、加工液噴射操作の際に、アルミ基材の被加工面に対して先に衝突した比較的小粒径の小粒子に比較的大粒径の大粒子が追突し、小粒子が被加工面に埋め込まれ、形成された微細粗面に埋没粒子が残存し、例えばその後に陽極酸化処理や脱脂処理等を行うとその処理条件によっては皮膜欠陥等の問題が生じる虞がある。

【0023】

なお、本発明において、「球状」とは粒子の電子顕微鏡写真から短径と長径とを測定し、短径／長径比を真球度としたとき、測定された粒子の真球度が０．７以上、好ましくは０．８以上、より好ましくは０．９以上であることを意味する。また、「目標粒径」とは微細粗面を形成する微細な凹凸について目標とする大きさの凹みを形成するのに必要な球状微粒子の粒径であり、目標とする粒径の狙い値である。更に、微細粗面加工の加工液噴射操作の際に、アルミ基材の被加工面に埋め込まれ、微細粗面に残存した埋没粒子は、走査型電子顕微鏡による表面観察、ＧＤ-ＯＥＳ（グロー放電発光分析法）等の方法でアルミ基材表面の元素を分析し、例えば球状微粒子がホウケイ酸ガラスビーズであれば、ＳiやＢの元素を調べることにより、容易に判定できる。

【0024】

また、前記鏡面加工後のアルミ基材の被加工面に微細粗面加工を施すための加工液については、噴射されてアルミ基材の被加工面に衝突させる際の噴射圧力が０．１MPa以上０．４MPa以下、好ましくは０．１５以上０．２５MPa以下であって、微細粗面加工を開始して終了するまでに被加工面に噴射する微細粒子の粒子総数が目標粒径に換算して１mm²当り１×１０⁴個以上５×１０⁸個以下、好ましくは１×１０⁵個以上１×１０⁸個以下である必要がある。噴射圧力が０．１MPaより低いと、アルミ基材の被加工面における塑性変形が不十分になって、目標粒径に応じて設定される目標の大きさの凹みを有する凹凸の形成が難しくなり、反対に、０．４MPaを超えて高くすると、この微細粗面加工で形成された微細粗面に球状微粒子が埋め込まれる粒子埋没現象が発生し、連続的で均一な微細粗面の形成が難しくなるほか、その後に陽極酸化や脱脂処理を行う場合にその条件によっては皮膜欠陥等の問題を引き起こす虞がある。また、被加工面に噴射する微細粒子の粒子総数(目標粒径換算)が１×１０⁴個/mm²より少ないと、被加工面に微細粗面が形成されない領域が残る虞があり、反対に５×１０⁸個/mm²より多くなると、被加工面に必要以上の多数の球状微粒子が衝突することになり、初めにできた連続的で均一な微細粗面の凹凸形状が次に衝突する球状微粒子によって潰され、結果として連続的で均一な微細粗面の形成が困難になる。

【0025】

ところで、鏡面加工後のアルミ基材の被加工面に加工液を吹き付けて微細粗面を形成する微細粗面加工の加工液噴射操作においては、図１に示すように、アルミ基材が板材１aでその被加工面２が広くて１回の噴射ノズル３による走査では被加工面２の全面をカバーしきれない場合、複数回の噴射ノズル走査を実施することになるが、この際には各噴射ノズル走査において噴射された加工液４中の球状微粒子が板材１aの被加工面２に噴射して形成され、噴射ノズル３の幅寸法に応じて生じる走査処理後の走査処理面５の走査方向両端（最初の噴射ノズル走査と最後の噴射ノズル走査では片端）において、加工液４が重複して噴射され、この噴射された加工液が被加工面２に到達する間に僅かに拡がり、この広がった部分で重複して加工処理される処理継ぎ目６の領域が不可避的に生じる。また同様に、図２に示すように、アルミ基材がロール材１bの場合には、少なくとも加工液４の噴射ノズル走査の開始部分と終了部分において重複して噴射される処理継ぎ目６の領域が不可避的に生じる。そして、このような処理継ぎ目６は、アルミ基材の表面に形成された微細粗面において薄い帯状に観察され、加工後に得られたエンボスロール等の金型を始めとする製品の美観を損ねるだけでなく、エンボスロール等の金型を用いて製造される防眩フィルムにも転写され、特に高画質が求められる画像表示装置で用いられるとその視認性を低下させる原因にもなる。また、このような問題は、アルミ基材が板材の場合でもまたロール材の場合でも、その被加工面が広ければ広いほど発生し易くなる。これは、微細粗面加工の際に、処理継ぎ目の領域において衝突する球状微粒子の粒子数が他の領域よりも多くなることに起因する。

【0026】

そこで、本発明においては、この問題を解決するために、前記微細粗面加工において、鏡面加工後のアルミ基材の被加工面に噴射する球状微粒子の粒子総数をＮ画に分割し、この分画された各画の粒子数の球状微粒子を含むＮ画の分割加工液を調製し、微細粗面加工時には複数回の噴射ノズル走査により被加工面全面に各分割加工液を噴射する加工液噴射操作をＮ回繰り返して実施する。すなわち、微細粗面加工時に鏡面加工後のアルミ基材の被加工面に向けて噴射する加工液中の球状微粒子の粒子総数については微細粗面加工を１回の加工液噴射操作で行う場合の粒子総数と実質的に同じに設計するが、この球状微粒子の粒子総数をＮ画に分割し、この分画された各画の粒子数の球状微粒子を含むＮ画の分割加工液を調製し、微細粗面加工時には調製した各分割加工液を用いて複数回の噴射ノズル走査で被加工面全面に各分割加工液を噴射する加工液噴射操作をＮ回繰り返すものであり、好ましくは、各分割加工液の粒子濃度を、１回の加工液噴射操作で微細粗面加工を行う場合に使用する加工液の粒子濃度よりも、低い濃度に調整するのがよい。

【0027】

ここで、球状微粒子の粒子総数を分画して形成される分割加工液のＮ画については、その数が増加すればするほど、アルミ基材の表面に形成された微細粗面において処理継ぎ目が帯状に観察されるのを防止することができるが、特に視認性の向上が求められる高画質ディスプレイの如き画像表示装置の防眩フィルムを製造するエンボスロール等の金型を製造するためには、好ましくは球状微粒子の粒子総数を３画以上２０画以下、より好ましくは５画以上１５画以下の画数に分割し、画数に応じて調製された分割加工液を用いて加工液噴射操作を繰り返すのがよい。なお、各分割加工液の粒子濃度については、使用する加工液噴射装置の噴射条件等を考慮して設定され、各分割加工液において同じ濃度であっても、また、必要により互いに異なる濃度であってもよい。

【0028】

また、本発明において、アルミ基材の被加工面に対して加工液を噴射する加工液噴射操作の噴射方法については、液体ホーニングやウエットブラスト処理等の方法等で採用されている通常の高圧ポンプや圧縮空気による方法等を採用することができる。そして、加工液噴射装置の噴射ノズルの幅寸法と被加工面の幅寸法との関係で、噴射ノズルの幅寸法が被加工面の幅寸法より大きい場合には、加工液噴射操作を１回の噴射ノズル走査で実施してもよいほか、必要により複数回の噴射ノズル走査で実施してもよく、また、噴射ノズルの幅寸法が被加工面の幅寸法より小さい場合（アルミ基材の被加工面が広い面積を有する場合）には、必然的に加工液噴射操作を複数回の噴射ノズル走査で実施することになるが、この際には、加工液をＮ画に分割し、Ｎ画の分割加工液を調製してＮ回の加工液噴射操作を実施するのがよい。

【0029】

更に、本発明の加工液噴射操作において、微細粗面が形成されるまでの間にアルミ基材の被加工面に噴射する球状微粒子の粒子総数(目標粒径換算)を調整する方法についても、例えば、アルミ基材がロール材であって、ロール材を回転させながら、かつ、噴射ノズルをロール材の軸方向に移動させながら噴射ノズル走査を行う場合には、ロール材の回転速度や噴射ノズルの走査速度を調整することにより、被加工面に噴射する球状微粒子の粒子総数(目標粒径換算)を目標とする範囲内に調整することができる。

【0030】

ところで、微細粗面加工の加工液噴射操作によりアルミ基材が塑性変形を起こし、微細粗面の凹みが隣接する箇所でエッジ部が盛り上がり、一般面に比べて著しく高い隆起箇所が生じることがある。そこで、微細粗面加工の際に形成された微細粗面に隆起箇所が生じている場合には、化学的溶解法や電解研磨法で隆起箇所を除去し、実質的に隆起箇所の無い微細粗面を形成するようにしてもよい。

【0031】

ここで、隆起箇所が存在するか否かの確認や隆起箇所が除去されたか否かの確認は、微細粗面の表面粗さをレーザー顕微鏡等で測定し、表面粗さのパラメーターである十点平均粗さ（Rzjis：JIS B0601-2001）と算術平均粗さ（Ra：JIS B0601-2001）を求め、その比（Rzjis／Ra）がRzjis／Ra＜5であるか否かで判断するのがよく、このRzjis／Raが５以上であると微細粗面に局所的に凸な箇所（隆起箇所）が存在すると判定する。

【0032】

また、微細粗面の隆起箇所を除去するための化学的溶解法や電解研磨法は、アルミニウム又はアルミニウム合金で一般的に採用されている方法でよく、例えば、化学的溶解法についてはリン酸やアルカリによる化学的研磨が、また、電解研磨法については過塩素酸−エタノール溶液やリン酸−硫酸浴中での短時間の電解研磨がある。この微細粗面の隆起箇所を除去するための処理は、微細粗面の視認性や平坦度又は真円度を損なうことなく隆起箇所を除去する必要があり、処理条件については、例えば、採用する化学的溶解法や電解研磨法に応じて予め実験的に求めることができる。

【発明の効果】

【0033】

本発明の方法によれば、鏡面加工後のアルミ基材の被加工面（鏡面）に微細粗面加工を施して微細粗面を形成するに際し、微細粗面加工前に形成された高度の平坦度や真円度を損なうことがなく、被加工面（鏡面）に微細な凹凸が均一に付与された微細粗面を容易に形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0034】

【図1】図１は、板材からなるアルミ基材の被加工面に対して複数回の噴射ノズル走査で微細粗面加工を行う場合に、処理継ぎ目が発生する状況を説明するための説明図である。

【0035】

【図2】図２は、ロール材からなるアルミ基材の被加工面に対して複数回の噴射ノズル走査で微細粗面加工を行う場合に、処理継ぎ目が発生する状況を説明するための説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0036】

以下、実施例、参考例、及び比較例に基づいて、本発明の好適な実施の形態を具体的に説明する。

【0037】

〔参考例１〕
厚さ１０mm及び純度９９．９９%のアルミニウム製のアルミロールに切削用バニッシングロールを押し付け、このアルミロールから繰り出される板状アルミニウム材の表面に機械的鏡面加工を施し、この鏡面加工後の板状アルミニウム材から厚さ１０mm×幅２５mm×長さ５０mmのアルミ板材（アルミ基材）を切り出した。得られた鏡面加工後のアルミ板材の表面（微細粗面加工の被加工面）は、その最大断面高さ(Rt)がＲt＜０．２μmに鏡面加工されていた。

【0038】

次に、調製された鏡面加工後のアルミ板材の被加工面に対して、加工液噴霧装置として幅寸法２５mmの噴射ノズルを備えた噴射装置（マコー社製：Baby BlastII）を用い、また、目標粒径５μmのガラスビーズ（球状微粒子、ポッターズ・バロティーニ社製商品名：EMB-10、真球度0.8以上、比重2.6、粒径範囲0.5〜11μm）を常温の水道水に８０g/Lの粒子濃度で分散させた加工液を用い、噴射ノズル走査幅２５mm、噴射圧力０．１MPa、及び同じ面に対する加工液噴射操作回数１回の条件で、また、被加工面に噴射するガラスビーズの粒子総数（目標粒径換算）が５×１０⁷個/mm²となるように微細粗面加工を実施し、アルミ板材に微細粗面を形成した。

【0039】

〔アルミ板材微細粗面の均一性評価〕
この参考例１で得られたアルミ板材の微細粗面について、照度２０００Lux以上の蛍光灯下で目視観察を行い、以下に示す評価基準に基づいて微細粗面の均一性を評価した。◎：未処理部が無く全体が均一である、○：未処理部が殆ど認められず全体が概ね均一である、△：未処理部が僅かに認められる、×：未処理部が明確に認められる。
このアルミ板材の微細粗面の均一性評価の結果を表１に示す。

【0040】

〔アルミ板材微細粗面の埋没粒子評価〕
この参考例１で得られたアルミ板材について、その微細粗面の凡そ５０μm×５０μmの範囲（3000倍程度の視野に相当）を走査型顕微鏡で観察し、微細粗面に埋め込まれて残留したガラスビーズが存在するか否かを調べ、以下に示す評価基準に従って埋没粒子評価を行った。◎：殆ど埋没粒子が観察されない、○：視野中に１〜２個の埋没粒子が観察される、△：視野中に３〜１０個の埋没粒子が観察されるが用途によって使用可能である、×：視野中に１０個を超える埋没粒子が観察される。
このアルミ板材の微細粗面の埋没粒子評価の結果を表１に示す。

【0041】

〔実施例２〕
噴射圧力を０．２MPaとした以外は参考例１と同様にしてアルミ板材（アルミ基材）に微細粗面を形成し、参考例１と同様にして微細粗面の評価（均一性評価及び埋没粒子評価）を行った。結果を表１に示す。

【0042】

〔実施例３〕
噴射圧力を０．３MPaとした以外は参考例１と同様にしてアルミ板材（アルミ基材）に微細粗面を形成し、参考例１と同様にして微細粗面の評価（均一性評価及び埋没粒子評価）を行った。結果を表１に示す。

【0043】

〔参考例４〕
微細粗面加工時の粒子総数（目標粒径換算）を２×１０⁶個/mm²とし、また、噴射圧力を０．２MPaとした以外は参考例１と同様にしてアルミ板材（アルミ基材）に微細粗面を形成し、参考例１と同様にして微細粗面の評価（均一性評価及び埋没粒子評価）を行った。結果を表１に示す。

【0044】

〔実施例５〕
微細粗面加工時の粒子総数（目標粒径換算）を２×１０⁸個/mm²とし、また、噴射圧力を０．２MPaとした以外は参考例１と同様にしてアルミ板材（アルミ基材）に微細粗面を形成し、参考例１と同様にして微細粗面の評価（均一性評価及び埋没粒子評価）を行った。結果を表１に示す。

【0045】

〔実施例６〕
目標粒径５μmのガラスビーズ（球状微粒子、ブライト標識工業(株)製商品名：E2-10、真球度0.8以上、比重2.6、粒径範囲4〜6μm）を用い、噴射圧力を０．２MPaとした以外は参考例１と同様にしてアルミ板材（アルミ基材）に微細粗面を形成し、参考例１と同様にして微細粗面の評価（均一性評価及び埋没粒子評価）を行った。結果を表１に示す。

【0046】

〔実施例７〕
目標粒径２０μmのガラスビーズ（球状微粒子、ブライト標識工業(株)製商品名：E2-20、真球度0.8以上、比重2.6、粒径範囲15〜25μm）を用い、噴射圧力を０．２MPaとした以外は参考例１と同様にしてアルミ板材（アルミ基材）に微細粗面を形成し、参考例１と同様にして微細粗面の評価（均一性評価及び埋没粒子評価）を行った。結果を表１に示す。

【0047】

〔実施例８〕
実施例２と同様にして得られたアルミ板材（アルミ基材）の微細粗面に対して、エタノール８０質量%、過塩素酸１４質量%、及び水６質量%の組成を有する電解浴を用い、電解電圧３０V、初期電流密度１２０００A/m²、定常期電流密度４００A/m²、電流制御：無し、浴温度０℃、及び処理時間１０秒の処理条件で陽極電解処理を施し、微細粗面の表面粗さをRzjis/Ra＜５に調整した。調整されたアルミ板材の微細粗面について、参考例１と同様にして微細粗面の評価（均一性評価及び埋没粒子評価）を行った。結果を表１に示す。

【0048】

〔実施例９〕
実施例２と同様にして得られたアルミ板材（アルミ基材）の微細粗面に対して、硫酸１０質量%、リン酸７０質量%、及び水２０質量%の組成を有する電解浴を用い、浴温度７０℃、及び処理時間２０秒の処理条件とした以外は実施例８と同様にして陽極電解処理を施し、微細粗面の表面粗さをRzjis/Ra＜５に調整した。調整されたアルミ板材の微細粗面について、参考例１と同様にして微細粗面の評価（均一性評価及び埋没粒子評価）を行った。結果を表１に示す。

【0049】

〔実施例１０〕
実施例２と同様にして得られたアルミ板材（アルミ基材）の微細粗面に対して、リン酸８０質量%、硝酸５質量%及び水１５質量%の組成を有する浸漬液を用い、浸漬温度９０℃及び処理時間１５秒の条件で化学研磨を行った以外は実施例８と同様にして微細粗面の表面粗さをRzjis/Ra＜５に調整した。調整されたアルミ板材の微細粗面について、参考例１と同様にして微細粗面の評価（均一性評価及び埋没粒子評価）を行った。結果を表１に示す。

【0050】

〔実施例１１〕
参考例１と同様にして得られた厚さ１０mm×幅５０×長さ５０mmのアルミ板材（アルミ基材）を用い、また、目標粒径５μmのガラスビーズ（球状微粒子、ポッターズ・バロティーニ社製商品名：EMB-10、真球度0.8以上、比重2.6、粒径範囲0.5〜11μm）を常温の水道水に１６g/Lの粒子濃度で分散させた加工液（分割加工液）を用い、アルミ板材の加工面に対して、２回の噴射ノズル走査で加工面全面にガラスビーズを衝突させる加工液噴射操作を５回繰り返して実施し、加工面に噴射したガラスビーズの粒子総数を５×１０⁷個/mm²に調整した以外は実施例２と同様にしてアルミ板材に微細粗面を形成し、以下のようにして微細粗面の均一性評価を行うと共に、参考例１と同様にして微細粗面の埋没粒子評価を行った。結果を表１に示す。

【0051】

〔アルミ板材微細粗面の均一性評価〕
この実施例１１で得られたアルミ板材の微細粗面については、参考例１の場合と同様に、照度２０００Lux以上の蛍光灯下で目視観察を行い、以下に示す評価基準に基づいて微細粗面の均一性を評価した。◎：処理継ぎ目が全く認められない／未処理部が無く全体が均一である、○：処理継ぎ目が殆ど認められない／未処理部が殆ど認められず全体が概ね均一である、△：処理継ぎ目が僅かに認められる／未処理部が僅かに認められる、×：処理継ぎ目が明確に認められる／未処理部が明確に認められる。

【0052】

〔実施例１２〕
粒子濃度８g/Lの加工液を用い、加工液噴射操作を１０回繰り返してアルミ板材（アルミ基材）に微細粗面を形成した以外は実施例１１と同様にしてアルミ板材に微細粗面を形成し、実施例１１と同様にして微細粗面の評価（均一性評価及び埋没粒子評価）を行った。結果を表１に示す。

【0053】

〔実施例１３〕
アルミ基材として純度９９．９９%のアルミニウム製のアルミロールに切削用のバニッシングロールを押し付け、このアルミロールから繰り出されるアルミロールの表面の凹凸を押しこみながら切削刃を送り、アルミロール表面の最大断面高さ(Rt)をRｔ＜０．２μmにする機械的鏡面加工を施し、機械的鏡面加工後の直径２０mmのアルミロール材（アルミ基材）を作製した。

【0054】

得られた機械的鏡面加工後のアルミロール材の被加工面に対して、加工液噴霧装置として幅寸法２５mmの噴射ノズルを備えたマコー(株)社製噴射装置：Baby blast IIを用い、また、目標粒径５μmのガラスビーズ（球状微粒子、ブライト標識工業(株)製商品名：E2-10、真球度0.8以上、比重2.6、粒径範囲0.5〜11μm）を常温の水道水に１６０g/Lの粒子濃度で分散させた加工液（分割加工液）を用い、噴射ノズル走査幅２５mm、噴射圧力０．２MPa、アルミロール材の回転数１３０rpm、及び同じ面に対する加工液噴射操作回数５回の条件で、また、被加工面に噴射するガラスビーズの粒子総数（目標粒径換算）が１×１０⁷個/mm²となるようにアルミロール材の被加工面に微細粗面加工を施し、表面に微細粗面を有するアルミロール材を作製した。

【0055】

この実施例１３で得られたアルミロール材の微細粗面について、実施例１１と同様にして微細粗面の評価（均一性評価及び埋没粒子評価）を行った。結果を表１に示す。

【0056】

〔実施例１４〕
実施例１３と同様にして得られたアルミロール材を用い、加工液の粒子濃度を８０g/Lとし、アルミロール材の回転数を２６０rpmとし、また、同じ面に対する加工液噴射操作回数１０回とした以外は実施例１３と同様にしてアルミロール材に微細粗面を形成し、実施例１１と同様にして微細粗面の評価（均一性評価及び埋没粒子評価）を行った。結果を表１に示す。

【0057】

〔実施例１５〕
実施例１３と同様にして得られたアルミロール材を用い、目標粒径５μmのガラスビーズ（球状微粒子、ブライト標識工業(株)製 商品名：E2-10、真球度0.8以上、比重2.6、粒径範囲4〜6μm）を用いた以外は実施例１３と同様にしてアルミロール材に微細粗面を形成し、実施例１１と同様にして微細粗面の評価（均一性評価及び埋没粒子評価）を行った。結果を表１に示す。

【0058】

〔実施例１６〕
実施例１３と同様にして得られたアルミロール材の微細粗面に対して、エタノール８０質量%、過塩素酸１４質量%、及び水６質量%の組成を有する電解浴を用い、電解電圧３０V、初期電流密度１２０００A/m²、定常期電流密度４００A/m²、電流制御：無し、浴温度０℃、及び処理時間１０秒の処理条件で陽極電解処理を施し、微細粗面の表面粗さをRzjis/Ra＜５に調整した。調整されたアルミ板材の微細粗面について、実施例１１と同様にして微細粗面の評価（均一性評価及び埋没粒子評価）を行った。結果を表１に示す。

【0059】

【表1】

【0060】

〔比較例１〕
噴射圧力を０．０５MPaとし、加工液の粒子濃度を８０g/Lとし、被加工面に噴射させる粒子総数を１×１０⁷個/mm²として処理した以外は参考例１と同様にしてアルミ板材の微細粗面を形成し、参考例１と同様にして微細粗面の評価（均一性評価及び埋没粒子評価）を行った。結果を表２に示す。

【0061】

〔比較例２〕
噴射圧力を０．５MPaとした以外は比較例１と同様にしてアルミ板材の微細粗面を形成し、参考例１と同様にして微細粗面の評価（均一性評価及び埋没粒子評価）を行った。結果を表２に示す。

【0062】

〔比較例３〕
噴射圧力を０．２MPaとし、加工液の粒子濃度を０．０４g/Lとし、被加工面に噴射させる粒子総数を５×１０³個/mm²として処理した以外は比較例１と同様にしてアルミ板材の微細粗面を形成し、参考例１と同様にして微細粗面の評価（均一性評価及び埋没粒子評価）を行った。結果を表２に示す。

【0063】

〔比較例４〕
噴射圧力を０．２MPaとし、被加工面に噴射させる粒子総数を１×１０¹⁰個/mm²とした以外は比較例１と同様にしてアルミ板材の微細粗面を形成し、参考例１と同様にして微細粗面の評価（均一性評価及び埋没粒子評価）を行った。結果を表２に示す。

【0064】

〔比較例５〕
実施例１１の比較例であって、加工液の粒子濃度を８０g/Lとし、被加工面に噴射させる粒子総数を１×１０⁷個/mm²とし、また、同じ面に対する加工液噴射操作回数を１回とした以外は実施例１１と同様にしてアルミ板材の微細粗面を形成し、実施例１１と同様にして微細粗面の評価（均一性評価及び埋没粒子評価）を行った。結果を表２に示す。

【0065】

〔実施例１７〕
加工液（分割加工液）の粒子濃度を４０g/Lとし、被加工面に噴射させる粒子総数を１×１０⁷個/mm²をとし、また、同じ面に対する加工液噴射操作回数を２回とした以外は実施例１１と同様にしてアルミ板材の微細粗面を形成し、実施例１１と同様にして微細粗面の評価（均一性評価及び埋没粒子評価）を行った。結果を表２に示す。

【0066】

〔比較例７〕
実施例１３の比較例であって、この実施例１３と同様にして得られたアルミロール材の被加工面に対して、アルミロール材の回転数を４０rpmとし、また、同じ面に対する加工液噴射操作回数を１回とした以外は実施例１３と同様にしてアルミロール材に微細粗面を形成し、実施例１１と同様にして微細粗面の評価（均一性評価及び埋没粒子評価）を行った。結果を表２に示す。

【0067】

〔実施例１８〕
実施例１３と同様にして得られたアルミロール材の被加工面に対して、目標粒径が６μmのガラスビーズ（球状微粒子、ブライト標識工業(株)製商品名：E2-10、真球度0.8以上、比重2.6、粒径範囲0.5〜11μm）を用いて調製した加工液（分割加工液）を使用し、アルミロール材の回転数を１２８rpmとし、被加工面に噴射させる粒子総数を１×１０⁸個/mm²とし、また、同じ面に対する加工液噴射操作回数を３回とした以外は実施例１３と同様にしてアルミロール材に微細粗面を形成し、実施例１１と同様にして微細粗面の評価（均一性評価及び埋没粒子評価）を行った。結果を表２に示す。

【0068】

【表2】

【産業上の利用可能性】

【0069】

本発明のアルミ基材の表面加工方法は、鏡面加工後のアルミ基材における鏡面（被加工面）の高度な平坦度や真円度を損なうことなく、この鏡面（被加工面）に微細粗面加工を施して微細な凹凸が均一に付与された微細粗面を形成することができるので、画像表示装置の視認性を向上させる防眩フィルムを製造するためのエンボスロール等の金型を始めとして、印刷用ロール、陽極酸化用ロール、光学部品用ロール等の用途に用いるロール材等を製造する上で、工業的に極めて有用である。

【符号の説明】

【0070】

１a…板材（アルミ基材）、１b…ロール材（アルミ基材）、２…被加工面、３…噴射ノズル、４…加工液、５…走査処理面、６…処理継ぎ目。

【図1】

【図2】