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(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】
(24)【登録日】2024-02-13
(45)【発行日】2024-02-21
(54)【発明の名称】アルミニウム部材及びその製造方法
(51)【国際特許分類】
C25D 11/04 20060101AFI20240214BHJP
C25D 11/12 20060101ALI20240214BHJP
C25D 11/14 20060101ALI20240214BHJP
C25D 11/16 20060101ALI20240214BHJP
【ＦＩ】
C25D11/04 302
C25D11/04 313
C25D11/12 301
C25D11/14 F
C25D11/16 301
【請求項の数】
14
(21)【出願番号】P 2020178051
(22)【出願日】2020-10-23
(65)【公開番号】P2022069083
(43)【公開日】2022-05-11
【審査請求日】2023-03-15
(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】100083806
【弁理士】
【氏名又は名称】三好 秀和
(74)【代理人】
【識別番号】100101247
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 俊一
(74)【代理人】
【識別番号】100095500
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 正和
(72)【発明者】
【氏名】山口 隆幸
(72)【発明者】
【氏名】田口 喜弘
【審査官】岡田 隆介
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１７－０２５３８４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－０７６１１８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０７５３８３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－０９０８９７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－０３９０６０（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０２０／１１０９０３（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００３－２７２８４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－５９２００（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１２２２６７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－０９４５５３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ２５Ｄ １１／０４－１１／２４
(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により形成される基材と、前記基材の表面と接するバリア層と、前記バリア層の前記基材とは反対側の面に接する第１ポーラス層と、前記第１ポーラス層の前記バリア層とは反対の面に接し、前記第１ポーラス層と接する面から露出する表面に向かって整列して直線状に延びる複数の孔を有する第２ポーラス層とを含む陽極酸化皮膜と、
を備えるアルミニウム部材であって、
前記第１ポーラス層は複数の分岐する孔及び前記第２ポーラス層よりも大きい平均孔径の複数の孔の少なくともいずれか一方を有し、
前記陽極酸化皮膜側から測定した前記アルミニウム部材のＬ ＊ ａ ＊ ｂ ＊ 表色系におけるＬ ＊ 値は８２．５～１００であり、ａ ＊ 値は－１～＋１であり、ｂ ＊ 値は－１．５～＋１．５であり、
ゴニオフォトメーターを用いて前記陽極酸化皮膜側の反射強度を－８０度～＋１０度の検出器角度で測定した場合において、最小反射強度に対する最大反射強度の比が４００以下であり、
前記バリア層の厚さは３００ｎｍ未満であり、
前記第１ポーラス層の厚さは５０００ｎｍ以下である、アルミニウム部材。
【請求項2】
前記基材の表面の算術平均高さＳａは０．１μｍ～０．５μｍであり、最大高さＳｚは０．２μｍ～５μｍであり、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍは０．５μｍ～１０μｍである、請求項１に記載のアルミニウム部材。
【請求項3】
前記第１ポーラス層の前記孔内には顔料が充填されていない、請求項１又は２に記載のアルミニウム部材。
【請求項4】
第１ポーラス層は、カルボキシル基を含む酸及びこれらの塩類、並びに、ケイ酸塩、アンモニウム塩からなる群より選択される少なくとも１つを含む、請求項１～３のいずれか一項に記載のアルミニウム部材。
【請求項5】
前記第１ポーラス層は複数の分岐する孔を有する、請求項１～４のいずれか一項に記載のアルミニウム部材。
【請求項6】
前記第１ポーラス層の厚さは４０００ｎｍ以下であり、前記第２ポーラス層の厚さは５μｍ以上である、請求項１～５のいずれか一項に記載のアルミニウム部材。
【請求項7】
前記第２ポーラス層の平均孔径は１００ｎｍ以下である、請求項１～６のいずれか一項に記載のアルミニウム部材。
【請求項8】
アルミニウム又はアルミニウム合金により形成される基材を、整列して直線状に延びる複数の孔を形成可能な電解液で第１陽極酸化する第１陽極酸化工程と、前記第１陽極酸化された基材を電解液で第２陽極酸化する第２陽極酸化工程と、
を含み、
前記第２陽極酸化の電解液は、複数の分岐する孔及び前記直線状に延びる複数の孔よりも大きい平均孔径を有する複数の孔の少なくともいずれか一方を形成可能な電解液である、請求項１又は２に記載のアルミニウム部材の製造方法。
【請求項9】
前記第１陽極酸化の電解液は酸性電解液であり、前記第２陽極酸化の電解液は酸性又はアルカリ性電解液である、請求項８に記載のアルミニウム部材の製造方法。
【請求項10】
前記基材の表面に凹凸を形成する粗面化処理工程をさらに備え、前記第１陽極酸化工程では前記凹凸が形成された基材を第１陽極酸化する、請求項８又は９に記載のアルミニウム部材の製造方法。
【請求項11】
前記粗面化処理工程では２０μｍ以下の平均粒子径を有する粒子を前記基材の表面に衝突させて前記凹凸を形成する、請求項１０に記載のアルミニウム部材の製造方法。
【請求項12】
前記第１陽極酸化の電解液は硫酸、アミド硫酸及びカルボキシル基を有する化合物からなる群より選択される少なくとも一種を含む、請求項８～１１のいずれか一項に記載のアルミニウム部材の製造方法。
【請求項13】
前記第２陽極酸化の電解液はカルボキシル基を有する化合物及びリン酸並びにこれらの塩からなる群より選択される少なくとも一種を含む、請求項８～１２のいずれか一項に記載のアルミニウム部材の製造方法。
【請求項14】
前記第２陽極酸化の電解液はナトリウム、カリウム及びアンモニアからなる群より選択される少なくとも一種を含有する、請求項８～１３のいずれか一項に記載のアルミニウム部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、アルミニウム部材及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、例えば携帯機器やパソコン筐体を、紙のような白色の外観にしたいという要望が増加している。このような要望に応えるため、アルミニウム又はアルミニウム合金により形成された基材の表面に陽極酸化皮膜を形成することによって、アルミニウム部材の外観を白色にする試みがなされている。
【0003】
特許文献１には、基材の表面の算術平均高さＳａが０．１μｍ～０．５μｍであり、最大高さＳｚが０．２μｍ～５μｍであり、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが０．５μｍ～１０μｍであるアルミニウム部材が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特許第６５２５０３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１のアルミニウム部材によれば、基材の算術平均高さＳａ、最大高さＳｚ及び粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍを所定の範囲内とすることにより、白色の外観を有するアルミニウム部材が得られる。しかしながら、斜めから見た場合の白色度を向上させ、さらに紙に近い外観を有するアルミニウム部材が求められている。
【0006】
本発明は、このような従来技術が有する課題に鑑みてなされたものである。そして、本発明の目的は、白色を有し、角度依存性が低いアルミニウム部材及びそ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】
【0007】
本発明の第１の態様に係るアルミニウム部材は、アルミニウム又はアルミニウム合金により形成される基材を備える。アルミニウム部材は、基材の表面と接するバリア層と、バリア層の基材とは反対側の面に接する第１ポーラス層と、第１ポーラス層のバリア層とは反対の面に接し、第１ポーラス層と接する面から露出する表面に向かって整列して直線状に延びる複数の孔を有する第２ポーラス層とを含む陽極酸化皮膜を備える。第１ポーラス層は複数の分岐する孔及び第２ポーラス層よりも大きい平均孔径の複数の孔の少なくともいずれか一方を有する。
【0008】
本発明の第２の態様に係るアルミニウム部材の製造方法は、アルミニウム又はアルミニウム合金により形成される基材を、整列して直線状に延びる複数の孔を形成可能な電解液で第１陽極酸化する第１陽極酸化工程を含む。上記方法は、第１陽極酸化された基材を電解液で第２陽極酸化する第２陽極酸化工程を含む。第２陽極酸化の電解液は、複数の分岐する孔及び直線状に延びる複数の孔よりも大きい平均孔径を有する複数の孔の少なくともいずれか一方を形成可能な電解液である。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、白色を有し、角度依存性が低いアルミニウム部材及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本実施形態に係るアルミニウム部材の一例を示す断面図である。
【図2】本実施形態に係るアルミニウム部材の製造方法の一例を示す図である。
【図3】ゴニオフォトメーターを用いて白色度の角度依存性を評価する方法を説明する図である。
【図4】実施例１、比較例１及び参考例（コピー用紙）の角度依存性を示すグラフである。
【図5】実施例１２のアルミニウム部材の断面をＦＩＢ（集束イオンビーム）加工し、ＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）で２，５５０倍に拡大した画像である。
【図6】実施例１２のアルミニウム部材の断面をＦＩＢ（集束イオンビーム）加工し、ＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）で１９，５００倍に拡大した画像である。
【図7】実施例１２のアルミニウム部材の断面をＦＩＢ（集束イオンビーム）加工し、ＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）で４３，０００倍に拡大した画像である。
【図8】比較例６のアルミニウム部材の断面をＦＩＢ（集束イオンビーム）加工し、ＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）で２，５５０倍に拡大した画像である。
【図9】比較例６のアルミニウム部材の断面をＦＩＢ（集束イオンビーム）加工し、ＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）で１９，５００倍に拡大した画像である。
【図10】比較例６のアルミニウム部材の断面をＦＩＢ（集束イオンビーム）加工し、ＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）で４３，０００倍に拡大した画像である。
【図11】比較例７のアルミニウム部材の断面をＦＩＢ（集束イオンビーム）加工し、ＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）で２，５５０倍に拡大した画像である。
【図12】比較例７のアルミニウム部材の断面をＦＩＢ（集束イオンビーム）加工し、ＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）で１９，５００倍に拡大した画像である。
【図13】比較例７のアルミニウム部材の断面をＦＩＢ（集束イオンビーム）加工し、ＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）で４３，０００倍に拡大した画像である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、図面を用いて本実施形態に係るアルミニウム部材及びアルミニウム部材の製造方法について詳細に説明する。なお、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。
【0012】
［アルミニウム部材］
図１に示すように、本実施形態のアルミニウム部材１は、基材１０と、陽極酸化皮膜２０とを備える。以下において、これらの構成要素を説明する。
図１に示すように、本実施形態のアルミニウム部材１は、基材１０と、陽極酸化皮膜２０とを備える。以下において、これらの構成要素を説明する。
【0013】
（基材１０）
基材１０は、アルミニウム又はアルミニウム合金により形成される。基材１０は、例えば、１０００系合金、３０００系合金、５０００系合金、６０００系合金又は７０００系合金で形成されていてもよい。基材１０は、０質量％～１０質量％のマグネシウムと、０．１質量％以下の鉄と、０．１質量％以下のケイ素とを含有し、残部がアルミニウム及び不可避不純物であるアルミニウム又はアルミニウム合金により形成されてもよい。基材１０は、０質量％～１０質量％のマグネシウムと、０．１質量％以下の鉄と、０．１質量％以下のケイ素と、１０質量％以下の亜鉛とを含有し、残部がアルミニウム及び不可避不純物であるアルミニウム又はアルミニウム合金により形成されてもよい。
基材１０は、アルミニウム又はアルミニウム合金により形成される。基材１０は、例えば、１０００系合金、３０００系合金、５０００系合金、６０００系合金又は７０００系合金で形成されていてもよい。基材１０は、０質量％～１０質量％のマグネシウムと、０．１質量％以下の鉄と、０．１質量％以下のケイ素とを含有し、残部がアルミニウム及び不可避不純物であるアルミニウム又はアルミニウム合金により形成されてもよい。基材１０は、０質量％～１０質量％のマグネシウムと、０．１質量％以下の鉄と、０．１質量％以下のケイ素と、１０質量％以下の亜鉛とを含有し、残部がアルミニウム及び不可避不純物であるアルミニウム又はアルミニウム合金により形成されてもよい。
【0014】
マグネシウムは必ずしも基材１０に含有されている必要はないが、基材１０がマグネシウムを含有していると、アルミニウムとマグネシウムとが固溶して、基材１０の強度を向上させることができる。また、マグネシウムの含有量を１０質量％以下とすることにより、基材１０の耐食性の低下を抑制しつつ、基材１０の強度を向上させることができる。マグネシウムの含有量は、０．５質量％以上であることが好ましく、１質量％以上であることがより好ましい。また、マグネシウムの含有量は、８質量％以下であることが好ましく、５質量％以下であることがより好ましい。
【0015】
鉄及びケイ素はアルミニウムと固溶しにくい。そのため、基材１０がこれらの元素を含有する場合、これらの元素は陽極酸化皮膜２０内に鉄又はケイ素を含む第二相として析出しやすい。陽極酸化皮膜２０がこれらのような第二相を含有する場合、陽極酸化皮膜２０内を透過する光の一部が第二相に吸収されるため、アルミニウム部材１が黄色を帯びた色のように見えてしまうことがある。基材１０は０．０５質量％以下の鉄を含有していることが好ましい。また、基材１０は０．０５質量％以下のケイ素を含有していることが好ましい。
【0016】
亜鉛は必ずしも基材１０に含有されている必要はないが、基材１０が亜鉛を含有していると、基材１０の強度を維持することができる。また、亜鉛の含有量を１０質量％以下とすることにより、基材１０の強度を維持しつつアルミニウム部材１の外観が損なわれない。亜鉛の含有量は８質量％以下であることが好ましい。
【0017】
基材１０は不可避不純物を含有していてもよい。本実施形態において、不可避不純物とは、原料中に存在したり、製造工程において不可避的に混入したりするものを意味する。不可避不純物は、本来は不要なものであるが、微量であり、アルミニウム又はアルミニウム合金中の特性に影響を及ぼさないため、許容されている不純物である。アルミニウム又はアルミニウム合金中に含有される可能性がある不可避不純物は、アルミニウム、マグネシウム、鉄、及びケイ素以外の元素である。アルミニウム又はアルミニウム合金中に含有される可能性がある不可避不純物としては、例えば、銅、マンガン、クロム、亜鉛、チタン、ガリウム、ホウ素、バナジウム、ジルコニウム、鉛、カルシウム及びコバルトなどが挙げられる。不可避不純物の量は、アルミニウム又はアルミニウム合金中に合計で０．５質量％以下であることが好ましく、０．２質量％以下であることがより好ましく、０．１５質量％以下がさらに好ましく、０．１０質量％以下が特に好ましい。また、不可避不純物として含まれる個々の元素の含有量は０．０５質量％以下であることが好ましく、０．０３質量％以下であることがより好ましく、０．０１質量％以下であることがさらに好ましい。
【0018】
基材１０は陽極酸化皮膜２０側の表面１１に凹凸を有していてもよい。アルミニウム部材１は、表面１１に形成された凹凸によって陽極酸化皮膜２０を透過する光を拡散反射することができる。表面１１の凹凸は、後述する粗面化処理によって形成することができる。基材１０の表面１１の算術平均高さＳａは０．１μｍ～０．５μｍであり、最大高さＳｚは０．２μｍ～５μｍであり、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍは０．５μｍ～１０μｍであることが好ましい。
【0019】
算術平均高さＳａを０．１μｍ以上とすることにより、陽極酸化皮膜２０を透過した光が基材１０の表面１１で拡散反射するため、アルミニウム部材１を斜めから見た場合の白色度をさらに高くすることができる。また、算術平均高さＳａを０．５μｍ以下とすることにより、陽極酸化皮膜２０を透過した光が基材１０の表面１１の凹凸間で捕捉されるのを抑制することができるため、アルミニウム部材１の外観が灰色になるのを抑制することができる。算術平均高さＳａは０．４μｍ以下であることがより好ましい。算術平均高さＳａは、ＩＳＯ２５１７８に準じて測定することができる。
【0020】
最大高さＳｚを０．２μｍ以上とすることにより、陽極酸化皮膜２０を透過した光が基材１０の表面１１で拡散反射するため、アルミニウム部材１を斜めから見た場合の白色度をさらに高くすることができる。また、最大高さＳｚを５μｍ以下とすることにより、陽極酸化皮膜２０を透過した光が基材１０の表面１１の凹凸間で捕捉されるのを抑制することができるため、アルミニウム部材１の外観が灰色になるのを抑制することができる。最大高さＳｚは、１μｍ以上であることがより好ましく、４．７μｍ以下であることがより好ましい。最大高さＳｚは、ＩＳＯ２５１７８に準じて測定することができる。
【0021】
粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍを０．５μｍ以上とすることにより、基材１０の表面１１の凹凸のピッチが小さくなりすぎないため、陽極酸化皮膜２０を透過した光が基材１０の表面１１の凹凸間で捕捉されるのを抑制することができる。したがって、アルミニウム部材１の外観が灰色になるのを抑制することができる。また、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍを１０μｍ以下とすることにより、基材１０の表面１１の凹凸のピッチが大きくなりすぎない。そのため、陽極酸化皮膜２０を透過した光が基材１０の表面１１で拡散反射し、アルミニウム部材１を斜めから見た場合の白色度をさらに高くすることができる。粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍは、５μｍ以上であることがより好ましく、９．５μｍ以下であることがより好ましい。粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍは、ＪＩＳ Ｂ０６０１：２０１３（ＩＳＯ ４２８７：１９９７，Ａｍｄ．１：２００９）に準じて測定することができる。
【0022】
基材１０の表面１１の算術平均高さＳａ、最大高さＳｚ及び粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍは、基材１０から陽極酸化皮膜２０を除去することにより測定することができる。なお、基材１０の表面１１の凹凸は陽極酸化によって滑らかになるため、陽極酸化前の基材１０の表面１１の凹凸と陽極酸化後の基材１０の表面１１の凹凸とは形状が異なっているおそれがある。そのため、本実施形態では、陽極酸化皮膜２０除去後の基材１０の表面１１の形状を測定している。基材１０から陽極酸化皮膜２０を除去する方法は特に限定されない。例えばＪＩＳ Ｈ８６８８：２０１３（アルミニウム及びアルミニウム合金の陽極酸化皮膜の単位面積当たりの質量測定方法）に準じ、アルミニウム部材１をリン酸クロム酸（ＶＩ）溶液に浸し、陽極酸化皮膜２０を溶解して除去することができる。
【0023】
基材１０の形状や厚さは特に限定されず、用途に応じて適宜変更することができる。また、基材１０は、加工処理又は熱処理などがされていてもよい。
【0024】
（陽極酸化皮膜２０）
陽極酸化皮膜２０は、基材１０の表面１１に設けられる。このような陽極酸化皮膜２０により、耐食性や耐摩耗性などを向上させることができる。陽極酸化皮膜２０は、バリア層２１と、第１ポーラス層２２と、第２ポーラス層２３とを含む。
陽極酸化皮膜２０は、基材１０の表面１１に設けられる。このような陽極酸化皮膜２０により、耐食性や耐摩耗性などを向上させることができる。陽極酸化皮膜２０は、バリア層２１と、第１ポーラス層２２と、第２ポーラス層２３とを含む。
【0025】
バリア層２１は基材１０の表面１１と接している。バリア層２１は緻密な無孔質の層である。バリア層２１の厚さは特に限定されないが、例えば１ｎｍ以上であってもよく、１０ｎｍ以上であってもよい。また、バリア層２１の厚さは、５００ｎｍ以下であってもよく、３００ｎｍ以下であってもよい。
【0026】
バリア層２１は、酸化アルミニウムを含んでいる。また、バリア層２１は、アルミニウム及び酸素の他、陽極酸化で用いた電解液の溶液の成分に由来する元素である、硫黄、炭素、ナトリウム、カリウム、リン、ケイ素、アンモニアの構成元素である窒素などの元素を含んでいてもよい。ポーラスタイプ電解液を組み合わせた２段電解法により生成したバリア層２１及び第１ポーラス層２２では、電解液成分で得られた皮膜自体の色調及び入射光の屈折により、アルミニウム部材１の白色度をさらに高くすることができる。
【0027】
第１ポーラス層２２はバリア層２１の基材１０とは反対側の面に接している。第１ポーラス層２２は複数の分岐する孔を有していてもよい。第１ポーラス層２２の各孔は樹状構造を有しており、第１ポーラス層２２にはバリア層２１の表面から第２ポーラス層２３に向かって分岐しながら延びる複数の孔が設けられてもよい。第１ポーラス層２２は、バリア層２１の表面から第２ポーラス層２３に向かって延びる直線状の孔が設けられており、直線状の孔から分岐する孔が設けられていてもよい。第１ポーラス層２２の複数の孔の平均孔径は、例えば５ｎｍ～３５０ｎｍの範囲内である。第１ポーラス層２２の平均孔径は、１０ｎｍ以上であってもよく、２０ｎｍ以上であってもよい。また、第１ポーラス層２２の平均孔径は、３００ｎｍ以下であってもよい。第１ポーラス層２２の平均孔径は、第２ポーラス層２３の平均孔径よりも大きくてもよい。
【0028】
第１ポーラス層２２の厚さは、特に限定されないが、１０ｎｍ以上５０００ｎｍ以下であることが好ましい。第１ポーラス層２２の厚さを１０ｎｍ以上とすることにより、アルミニウム部材１の白さをより向上させることができる。第１ポーラス層２２を５０００ｎｍ以下とすることにより、陽極酸化皮膜２０を形成した際の白色度を高い状態で維持することができる。第１ポーラス層２２の厚さは、５０ｎｍ以上であってもよく、１００ｎｍ以上であってもよい。第１ポーラス層２２の厚さは、４０００ｎｍ以下であってもよく、３５００ｎｍ以下であってもよい。
【0029】
第１ポーラス層２２は、酸化アルミニウムを含んでいる。また、第１ポーラス層２２は、アルミニウム及び酸素の他、陽極酸化の電解液に由来する硫酸、リン酸及びこれらの塩類、蓚酸、サリチル酸、クエン酸、マレイン酸及び酒石酸等のようなカルボキシル基を含む酸並びにこれらの塩類、並びに、ケイ酸塩、アンモニウム塩などの化合物を含んでいてもよい。塩としては、ナトリウム塩及びカリウム塩などが挙げられる。第１ポーラス層２２が上記元素を含むことにより、第１ポーラス層２２が白色になることから、白色度のさらに高いアルミニウム部材１が得られる。
【0030】
第２ポーラス層２３は、第１ポーラス層２２のバリア層２１とは反対の面に接する。第２ポーラス層２３は、第１ポーラス層２２と接する面から露出する表面２４に向かって整列して直線状に延びる複数の孔を有する。第２ポーラス層２３の孔は、第１ポーラス層２２の孔と連なっていてもよい。第２ポーラス層２３の複数の孔の平均孔径は、例えば５ｎｍ～２００ｎｍの範囲内である。第２ポーラス層２３の平均孔径は、８ｎｍ以上であってもよく、１０ｎｍ以上であってもよい。また、第２ポーラス層２３の平均孔径は、１００ｎｍ以下であってもよく、５０ｎｍ以下であってもよく、３０ｎｍ以下であってもよい。
【0031】
第２ポーラス層２３の厚さは、特に限定されないが、２μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。第２ポーラス層２３の厚さを２μｍ以上とすることにより、基材１０の上に生成された陽極酸化皮膜２０の干渉色を抑制することができ、アルミニウム部材１のＬ＊値を向上させることができる。第２ポーラス層２３の厚さを５０μｍ以下とすることにより、陽極酸化皮膜２０を形成する際の溶解を低減することができる。第２ポーラス層２３の厚さは、５μｍ以上であってもよく、８μｍ以上であってもよい。また、第２ポーラス層２３の厚さは、２５μｍ以下であってもよく、１５μｍ以下であってもよい。
【0032】
第２ポーラス層２３は、酸化アルミニウムを含んでいる。また、第２ポーラス層２３は、酸化アルミニウムに加え、陽極酸化の電解液に由来する硫酸、アミド硫酸、リン酸及びこれらの塩類、蓚酸、サリチル酸、クエン酸、マレイン酸及び酒石酸等のようなカルボキシル基を含む酸並びにこれらの塩類、並びに、ケイ酸塩、アンモニウム塩などの化合物を含んでいてもよい。塩としては、ナトリウム塩及びカリウム塩などが挙げられる。第２ポーラス層２３が上記化合物を含むことにより、第２ポーラス層２３の透明性が高くなることから、第１ポーラス層２２で拡散された光を透過しやすくなり、白色度を高い状態で維持したアルミニウム部材１が得られる。
【0033】
第１ポーラス層２２は複数の分岐する孔及び第２ポーラス層２３よりも大きい平均孔径の複数の孔の少なくともいずれか一方を有する。すなわち、第１ポーラス層２２は、複数の分岐する孔を有していてもよく、第２ポーラス層２３よりも大きい平均孔径の複数の孔を有していてもよく、第２ポーラス層２３よりも大きい平均孔径の複数の分岐する孔を有していてもよい。これにより、第１ポーラス層２２での拡散反射を促進し、白色度の角度依存性を低減することができる。なお、本明細書において、平均孔径は、透過型電子顕微鏡でアルミニウム部材１の断面を観察して１０以上の孔を測定した平均値である。
【0034】
第１ポーラス層２２の複数の孔、及び第２ポーラス層２３の複数の孔の酸化アルミニウムの水和物は、酢酸ニッケル系の封孔剤、フッ化ニッケル系の封孔剤、ケイ酸系の封孔剤及び温水並びにこれらの水蒸気法による封孔方法で封孔されていてもよく、封孔されていなくてもよい。また、封孔処理の代わりに透明の有機系材料、無機系材料、複合材料でコーティングされてもよい。有機系材料のコーティングの例としては、アクリル樹脂、ウレタン樹脂及びフッ素樹脂のような樹脂コーティングなどが挙げられる。無機系材料のコーティングの例としては、ＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ－ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）、ケイ素などの金属がスパッタリングされたスパッタ膜、及び株式会社ディ・アンド・ディ製のパーミエイト（登録商標）シリーズ等でコーティングされた無機成分を含有する無機コーティング膜などが挙げられる。複合材料のコーティングの例としては、樹脂と無機物質とを含むコーティングなどが挙げられる。
【0035】
陽極酸化皮膜２０の露出する表面２４の算術平均高さＳａは０μｍ～０．４５μｍであることが好ましい。表面２４の算術平均高さＳａを０．４５μｍ以下とすることにより陽極酸化皮膜２０の表面２４で光の一部が反射するため、アルミニウム部材１の白色度をより向上させることができる。算術平均高さＳａは、ＩＳＯ２５１７８に準じて測定することができる。また、陽極酸化皮膜２０の表面２４の算術平均高さＳａは、表面２４を研磨するなどして調整することができる。
【0036】
陽極酸化皮膜２０側から測定したアルミニウム部材１のＬ＊ａ＊ｂ＊表色系におけるＬ＊値は８２．５～１００であり、ａ＊値は－１～＋１であり、ｂ＊値は－１．５～＋１．５であることが好ましい。Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系におけるＬ＊値、ａ＊値及びｂ＊値は、ＪＩＳ Ｚ８７８１－４：２０１３（測色－第４部：ＣＩＥ １９７６ Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間）に準じて求めることができる。Ｌ＊値、ａ＊値及びｂ＊値は色彩色差計などを用いて測定することができ、拡散照明垂直受光方式（Ｄ／０）、視野角２°、Ｃ光源のような条件で測定することができる。
【0037】
Ｌ＊値を８２．５以上とすることにより、明度が向上することから、アルミニウム部材１の白色度をより向上させることができる。また、Ｌ＊値の上限は特に限定されず、Ｌ＊の最大値である１００である。
【0038】
また、ａ＊値を－１～＋１、ｂ＊値を－１．５～＋１．５とすることで、彩度が０に近くなることから、アルミニウム部材１が赤色、黄色、緑色、青色などを帯びることを抑制することができ、アルミニウム部材１の白色度をより向上させることができる。なお、ａ＊値は－０．８～＋０．８、ｂ＊値は－０．８～＋０．８であることが好ましい。
【0039】
ゴニオフォトメーターを用いて陽極酸化皮膜２０側の反射強度を－８０度～＋１０度の検出器角度で測定した場合において、最小反射強度に対する最大反射強度の比が４００以下であることが好ましい。上記比が４００以下であると、様々な角度からアルミニウム部材１を見た場合であっても白色に見えるため、白色度の角度依存性をさらに低くすることができる。上記比は小さい程好ましいため、上記比の下限値は１である。
【0040】
以上の通り、本実施形態に係るアルミニウム部材１は、アルミニウム又はアルミニウム合金により形成される基材１０と、陽極酸化皮膜２０とを備える。陽極酸化皮膜２０は、基材１０の表面１１と接するバリア層２１と、バリア層２１の基材１０とは反対側の面に接する第１ポーラス層２２とを含む。陽極酸化皮膜２０は、第１ポーラス層２２のバリア層２１とは反対の面に接し、第１ポーラス層２２と接する面から露出する表面２４に向かって整列して直線状に延びる複数の孔を有する第２ポーラス層２３を含む。第１ポーラス層２２は複数の分岐する孔及び第２ポーラス層２３よりも大きい平均孔径の複数の孔の少なくともいずれか一方を有する。
【0041】
第２ポーラス層２３は、直線状に延びる複数の孔を有するために透光性が高く、入射光の大部分が第２ポーラス層２３で吸収されずに第１ポーラス層２２まで到達する。第１ポーラス層２２は複数の分岐する孔及び第２ポーラス層２３よりも大きい平均孔径の複数の孔の少なくともいずれか一方を有する。そのため、第１ポーラス層２２を通過した光が第１ポーラス層２２で拡散反射する。基材１０の表面１１で反射された光は、第１ポーラス層２２でさらに拡散反射し、第２ポーラス層２３を通過する。そのため、本実施形態のアルミニウム部材１は、白色度の角度依存性が低いと推定される。また、上述のように、第２ポーラス層２３の透光性は高く、多くの光が第２ポーラス層２３で吸収されずに基材１０の表面１１で反射するため、白色度の高いアルミニウム部材１が得られる。アルミニウム部材１は、紙のような白色の外観を有するため、例えばスマートフォンやパソコンなどの筐体に好ましく用いることができる。
【0042】
［アルミニウム部材の製造方法］
アルミニウム部材１の製造方法は、図２に示すように、粗面化処理工程Ｓ１と、エッチング工程Ｓ２と、第１陽極酸化工程Ｓ３と、第２陽極酸化工程Ｓ４と、封孔処理工程Ｓ５とを含んでいる。以下、各工程について詳細に説明する。
アルミニウム部材１の製造方法は、図２に示すように、粗面化処理工程Ｓ１と、エッチング工程Ｓ２と、第１陽極酸化工程Ｓ３と、第２陽極酸化工程Ｓ４と、封孔処理工程Ｓ５とを含んでいる。以下、各工程について詳細に説明する。
【0043】
（粗面化処理工程Ｓ１）
粗面化処理工程Ｓ１では、アルミニウム又はアルミニウム合金により形成される基材１０の表面１１に凹凸を形成する。粗面化処理工程Ｓ１は必須の工程ではないが、アルミニウム部材１の外観をより白色にすることができる。凹凸を形成する基材１０は、例えば、所定の元素を有する溶湯の調製、鋳造、圧延、熱処理などにより作製してもよい。また、凹凸を形成する基材１０は、鋳造後、圧延後又は熱処理後、特段の表面処理をせずに、そのまま用いてもよい。また、凹凸を形成する基材１０は、フライス盤による研削、並びに、エメリー紙、バフ研磨、化学研磨及び電解研磨等により表面１１を研磨して用いてもよい。凹凸を形成する基材１０の表面１１は、算術平均高さＳａを１００ｎｍ未満程度に研磨してもよい。基材１０の表面１１の算術平均高さＳａを１００ｎｍ未満とすることにより基材１０の明度が高くなる。そのため、表面１１の凹凸形成、エッチング工程Ｓ２、第１陽極酸化工程Ｓ３及び第２陽極酸化工程Ｓ４を経ても、より紙に近い白色外観を有するアルミニウム部材１を得ることができる。
粗面化処理工程Ｓ１では、アルミニウム又はアルミニウム合金により形成される基材１０の表面１１に凹凸を形成する。粗面化処理工程Ｓ１は必須の工程ではないが、アルミニウム部材１の外観をより白色にすることができる。凹凸を形成する基材１０は、例えば、所定の元素を有する溶湯の調製、鋳造、圧延、熱処理などにより作製してもよい。また、凹凸を形成する基材１０は、鋳造後、圧延後又は熱処理後、特段の表面処理をせずに、そのまま用いてもよい。また、凹凸を形成する基材１０は、フライス盤による研削、並びに、エメリー紙、バフ研磨、化学研磨及び電解研磨等により表面１１を研磨して用いてもよい。凹凸を形成する基材１０の表面１１は、算術平均高さＳａを１００ｎｍ未満程度に研磨してもよい。基材１０の表面１１の算術平均高さＳａを１００ｎｍ未満とすることにより基材１０の明度が高くなる。そのため、表面１１の凹凸形成、エッチング工程Ｓ２、第１陽極酸化工程Ｓ３及び第２陽極酸化工程Ｓ４を経ても、より紙に近い白色外観を有するアルミニウム部材１を得ることができる。
【0044】
基材１０の表面１１の凹凸は例えばブラスト処理で形成してもよい。ブラスト処理では、基材１０の表面１１に粒子を衝突させて凹凸を形成することができる。ブラスト処理の方法は特に限定されず、例えばウェットブラスト及びドライブラストの少なくともいずれか一方を用いることができる。粗面化処理工程Ｓ１では２０μｍ以下の平均粒子径を有する粒子を基材１０の表面１１に衝突させて凹凸を形成することが好ましい。平均粒子径を２０μｍ以下とすることにより、陽極酸化皮膜２０を通過した光が基材１０の表面１１の凹凸で吸収されるのを抑制することができ、アルミニウム部材１の外観をより白色にすることができる。
【0045】
ブラスト処理の粒子の平均粒子径は、１０．５μｍ以下であることがより好ましい。一方、平均粒子径の下限は特に限定されないが、２μｍ以上であることが好ましい。平均粒子径を２μｍ以上とすることにより、基材１０の表面１１に適度に凹凸が形成されることから、陽極酸化皮膜２０を通過してきた光を拡散反射させることができる。そのため、角度を変えて斜めから見た場合でも、アルミニウム部材１が白く見えるため、アルミニウム部材１を紙のような白色にすることができる。なお、平均粒子径は、体積基準における粒度分布の累積値が５０％の時の粒子径を表し、例えば、レーザー回折・散乱法により測定することができる。
【0046】
ブラスト処理に用いられる粒子としては、例えば、炭化ケイ素、炭化ホウ素、窒化ホウ素、アルミナ、ジルコニアなどを含むセラミックビーズ、ステンレス、スチールなどを含む金属ビーズ、ナイロン、ポリエステル、メラミン樹脂などを含む樹脂ビーズ、ガラスなどを含むガラスビーズなどが挙げられる。なお、ウェットブラストの場合は、粒子を水などの液体に混ぜて基材１０に吹き付けることができる。ブラスト処理の際の噴射圧力、粒子総数などの条件は特に限定されず、基材１０の状態などに応じて適宜変更することができる。
【0047】
基材１０の表面１１に凹凸を形成する方法はブラスト処理に限定されず、レーザー加工及び粗面化処理剤などを用いたエッチング処理などの他の方法で形成してもよい。レーザー加工では、基材１０の表面１１にレーザー光を照射することで凹凸を形成する。基材１０の表面１１の凹部及び凸部の径、深さ及びピッチなどは、レーザー光のスポット径、波長、出力、周波数及びパルス幅、基材１０に対するレーザー光の移動速度などを調節することによって変更することができる。エッチング処理による粗面化処理は、例えば、奥野製薬工業株式会社のアルサテン（登録商標）ＯＬ－２５等のフッ化物を含有した薬品を用いてエッチング処理することで凹凸を形成する。基材１０の表面１１の凹部の深さ及び凸部の高さなどは、エッチング液の温度、濃度及び時間などを調節することによって変更することができる。
【0048】
（エッチング工程Ｓ２）
エッチング工程Ｓ２は、必須の工程ではないが、粗面化処理工程Ｓ１で形成された基材１０の表面１１の凹凸の角を取り除き、凹凸を滑らかにすることができる。エッチングの条件は特に限定されず、白色度の高いアルミニウム部材１が得られればよい。
エッチング工程Ｓ２は、必須の工程ではないが、粗面化処理工程Ｓ１で形成された基材１０の表面１１の凹凸の角を取り除き、凹凸を滑らかにすることができる。エッチングの条件は特に限定されず、白色度の高いアルミニウム部材１が得られればよい。
【0049】
エッチング工程Ｓ２では、粗面化された基材１０を、酸性溶液及びアルカリ性溶液の少なくともいずれか一方によりエッチングすることが好ましい。酸性溶液としては、例えば、塩酸、硫酸及び硝酸などの水溶液を用いることができる。また、アルカリ性溶液としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム及び炭酸ナトリウムなどの水溶液を用いることができる。酸性溶液及びアルカリ性溶液の濃度などは特に限定されないが、水酸化ナトリウム水溶液を用いる場合、例えば１０ｇ／Ｌ～１００ｇ／Ｌであってもよい。
【0050】
エッチング時間やエッチング温度も特に限定されず、基材１０の状態やエッチング液に応じて適宜調整することができる。一例を挙げると、エッチング時間は５秒～９０秒、エッチング温度は４０℃～６０℃である。
【0051】
（第１陽極酸化工程Ｓ３）
第１陽極酸化工程Ｓ３では、凹凸が形成された基材１０を、整列して直線状に延びる複数の孔を形成可能な電解液で第１陽極酸化する。第１陽極酸化で用いられる電解液は、第２ポーラス層２３中にストレート状の複数の孔を形成可能であれば特に限定されない。電解液は、例えば、硫酸、アミド硫酸、カルボキシル基を含む酸並びにこれらの塩からなる群より選択される少なくとも１種の電解質を含む水溶液であってもよい。カルボキシル基を含む酸としては、蓚酸、サリチル酸、クエン酸、マレイン酸及び酒石酸からなる群より選択される少なくとも１種の酸が挙げられる。これらの中でも、第１陽極酸化の電解液は硫酸、アミド硫酸及びカルボキシル基を有する化合物からなる群より選択される少なくとも一種を含むことが好ましい。第１陽極酸化の電解液は酸性電解液であることが好ましく、電解液のｐＨは例えば０～２である。電解液における上記電解質の濃度は、例えば１０ｇ／Ｌ～６００ｇ／Ｌである。
第１陽極酸化工程Ｓ３では、凹凸が形成された基材１０を、整列して直線状に延びる複数の孔を形成可能な電解液で第１陽極酸化する。第１陽極酸化で用いられる電解液は、第２ポーラス層２３中にストレート状の複数の孔を形成可能であれば特に限定されない。電解液は、例えば、硫酸、アミド硫酸、カルボキシル基を含む酸並びにこれらの塩からなる群より選択される少なくとも１種の電解質を含む水溶液であってもよい。カルボキシル基を含む酸としては、蓚酸、サリチル酸、クエン酸、マレイン酸及び酒石酸からなる群より選択される少なくとも１種の酸が挙げられる。これらの中でも、第１陽極酸化の電解液は硫酸、アミド硫酸及びカルボキシル基を有する化合物からなる群より選択される少なくとも一種を含むことが好ましい。第１陽極酸化の電解液は酸性電解液であることが好ましく、電解液のｐＨは例えば０～２である。電解液における上記電解質の濃度は、例えば１０ｇ／Ｌ～６００ｇ／Ｌである。
【0052】
第１陽極酸化の条件は特に制限されず、基材１０の状態などに応じて適宜調整することができる。電解液の温度は、例えば０℃～３０℃であってもよい。電流密度は、例えば１ｍＡ／ｃｍ２～５０ｍＡ／ｃｍ２であってもよい。電解時間は、例えば１０分～５０分であってもよい。
【0053】
（第２陽極酸化工程Ｓ４）
第２陽極酸化工程Ｓ４では、第１陽極酸化された基材１０を電解液で第２陽極酸化する。第２陽極酸化の電解液は、複数の分岐する孔及び上記直線状に延びる複数の孔よりも大きい平均孔径を有する複数の孔の少なくともいずれか一方を形成可能な電解液である。第２陽極酸化工程Ｓ４で用いられる電解液は、第１ポーラス層２２中に複数の分岐する孔及び上記直線状に延びる複数の孔よりも大きい平均孔径を有する複数の孔の少なくともいずれか一方を形成可能であれば特に限定されない。電解液は、例えば酒石酸などのようなカルボキシル基を有する化合物、リン酸、クロム酸、ホウ酸及びこれらの塩からなる群より選択される少なくとも一種の電解質を含む水溶液であってもよい。これらの中でも、第２陽極酸化の電解液は、カルボキシル基を有する化合物及びリン酸並びにこれらの塩からなる群より選択される少なくとも一種を含むことが好ましい。具体的には、第２陽極酸化の電解液は酒石酸塩水溶液であることが好ましい。酒石酸塩水溶液は、少なくとも複数の分岐する孔を形成することができる。また、第２陽極酸化の電解液はリン酸水溶液であることも好ましい。リン酸水溶液は上記直線状に延びる複数の孔よりも大きい平均孔径を有する複数の孔を形成することができる。第２陽極酸化の電解液はナトリウム、カリウム及びアンモニアからなる群より選択される少なくとも一種を含有していてもよい。第２陽極酸化の電解液は酸性又はアルカリ性電解液であってもよい。第２陽極酸化の電解液がアルカリ性電解液である場合、電解液のｐＨは例えば９～１４である。電解液をアルカリ性にするため、電解液に水酸化ナトリウムなどを混合してもよい。電解液における上記電解質の濃度は、例えば０．５ｇ／Ｌ～２００ｇ／Ｌである。
第２陽極酸化工程Ｓ４では、第１陽極酸化された基材１０を電解液で第２陽極酸化する。第２陽極酸化の電解液は、複数の分岐する孔及び上記直線状に延びる複数の孔よりも大きい平均孔径を有する複数の孔の少なくともいずれか一方を形成可能な電解液である。第２陽極酸化工程Ｓ４で用いられる電解液は、第１ポーラス層２２中に複数の分岐する孔及び上記直線状に延びる複数の孔よりも大きい平均孔径を有する複数の孔の少なくともいずれか一方を形成可能であれば特に限定されない。電解液は、例えば酒石酸などのようなカルボキシル基を有する化合物、リン酸、クロム酸、ホウ酸及びこれらの塩からなる群より選択される少なくとも一種の電解質を含む水溶液であってもよい。これらの中でも、第２陽極酸化の電解液は、カルボキシル基を有する化合物及びリン酸並びにこれらの塩からなる群より選択される少なくとも一種を含むことが好ましい。具体的には、第２陽極酸化の電解液は酒石酸塩水溶液であることが好ましい。酒石酸塩水溶液は、少なくとも複数の分岐する孔を形成することができる。また、第２陽極酸化の電解液はリン酸水溶液であることも好ましい。リン酸水溶液は上記直線状に延びる複数の孔よりも大きい平均孔径を有する複数の孔を形成することができる。第２陽極酸化の電解液はナトリウム、カリウム及びアンモニアからなる群より選択される少なくとも一種を含有していてもよい。第２陽極酸化の電解液は酸性又はアルカリ性電解液であってもよい。第２陽極酸化の電解液がアルカリ性電解液である場合、電解液のｐＨは例えば９～１４である。電解液をアルカリ性にするため、電解液に水酸化ナトリウムなどを混合してもよい。電解液における上記電解質の濃度は、例えば０．５ｇ／Ｌ～２００ｇ／Ｌである。
【0054】
第２陽極酸化の条件は特に制限されず、基材１０の状態などに応じて適宜調整することができる。一例を挙げると、電解液の温度は、例えば０℃～４０℃であってもよい。電圧は、例えば２Ｖ～５００Ｖであってもよい。単位面積当たりの電気量は、例えば０．０５Ｃ／ｃｍ２～４０Ｃ／ｃｍ２であってもよい。電解時間は、例えば０．１分～１８０分であってもよい。
【0055】
（封孔処理工程Ｓ５）
封孔処理工程Ｓ５は必須の工程ではないが、第１ポーラス層２２の孔及び第２ポーラス層２３の孔の酸化アルミニウムの水和物を封孔することにより、アルミニウム部材１の耐食性を向上させることができる。封孔処理は公知の方法で実施することができ、例えば、高温の水蒸気、酢酸ニッケル水溶液又はフッ化ニッケル等などを用いて実施することができる。
封孔処理工程Ｓ５は必須の工程ではないが、第１ポーラス層２２の孔及び第２ポーラス層２３の孔の酸化アルミニウムの水和物を封孔することにより、アルミニウム部材１の耐食性を向上させることができる。封孔処理は公知の方法で実施することができ、例えば、高温の水蒸気、酢酸ニッケル水溶液又はフッ化ニッケル等などを用いて実施することができる。
【0056】
以上の通り、本実施形態に係るアルミニウム部材１の製造方法は、アルミニウム又はアルミニウム合金により形成される基材１０を、整列して直線状に延びる複数の孔を形成可能な電解液で第１陽極酸化する第１陽極酸化工程Ｓ３を含む。上記方法は、第１陽極酸化された基材１０を電解液で第２陽極酸化する第２陽極酸化工程Ｓ４を含む。第２陽極酸化の電解液は、複数の分岐する孔及び直線状に延びる複数の孔よりも大きい平均孔径を有する複数の孔の少なくともいずれか一方を形成可能な電解液である。
【0057】
上記方法は、第１陽極酸化工程Ｓ３及び第２陽極酸化工程Ｓ４を含むため、陽極酸化皮膜２０が形成される。第１陽極酸化工程Ｓ３では整列して直線状に延びる複数の孔が陽極酸化皮膜２０に形成される。第２陽極酸化工程Ｓ４では複数の分岐する孔及び直線状に延びる複数の孔よりも大きい平均孔径を有する複数の孔の少なくともいずれか一方が陽極酸化皮膜２０に形成される。そのため、第１陽極酸化工程Ｓ３及び第２陽極酸化工程Ｓ４によって、バリア層２１と、第１ポーラス層２２と、第２ポーラス層２３とを含む陽極酸化皮膜２０が形成される。したがって、上記方法によって上述したアルミニウム部材１を製造することができる。
【実施例】
【0058】
以下、本実施形態を実施例及び比較例によりさらに詳細に説明するが、本実施形態はこれらに限定されるものではない。
【0059】
［実施例１］
（粗面化処理）
圧延及び焼鈍した厚さ３ｍｍの５０００系アルミニウム合金板を、長さ５０ｍｍ及び幅５０ｍｍに切り出したものを基材とした。５０００系アルミニウム合金は、マグネシウム４．３１質量％、鉄０．０２質量％及びケイ素０．０２質量％を含有し、残部がアルミニウム（Ａｌ）及び不可避不純物である。
（粗面化処理）
圧延及び焼鈍した厚さ３ｍｍの５０００系アルミニウム合金板を、長さ５０ｍｍ及び幅５０ｍｍに切り出したものを基材とした。５０００系アルミニウム合金は、マグネシウム４．３１質量％、鉄０．０２質量％及びケイ素０．０２質量％を含有し、残部がアルミニウム（Ａｌ）及び不可避不純物である。
【0060】
上記基材にドライブラストで粒子を衝突させ、基材の表面に凹凸を形成した。粒子は、株式会社不二製作所製のフジランダムＷＡ 粒番号１２００（アルミナ粒子、最大粒子径２７．０μｍ 平均粒子径９．５±０．８μｍ）を用いた。ブラスト処理後、基材を２００ｇ／Ｌの硝酸水溶液に室温（約２０℃）で３分間浸漬させて脱脂した。
【0061】
（エッチング）
凹凸が形成された基材を、温度５０℃で濃度５０ｇ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液に６０秒間浸漬してエッチングした後、濃度２００ｇ／Ｌの硝酸水溶液に室温（約２０℃）で２分間浸漬してスマットを除去した。
凹凸が形成された基材を、温度５０℃で濃度５０ｇ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液に６０秒間浸漬してエッチングした後、濃度２００ｇ／Ｌの硝酸水溶液に室温（約２０℃）で２分間浸漬してスマットを除去した。
【0062】
（第１陽極酸化）
エッチングされた基材を、濃度１８０ｇ／Ｌの硫酸を含むｐＨ０の酸性水溶液に浸漬し、温度１８℃、電流密度１５ｍＡ／ｃｍ２及び電解時間３３分の電解条件で第１陽極酸化した。
エッチングされた基材を、濃度１８０ｇ／Ｌの硫酸を含むｐＨ０の酸性水溶液に浸漬し、温度１８℃、電流密度１５ｍＡ／ｃｍ２及び電解時間３３分の電解条件で第１陽極酸化した。
【0063】
（第２陽極酸化）
第１陽極酸化された部材を、濃度１０６ｇ／Ｌの酒石酸二ナトリウム・２水和物と濃度３ｇ／Ｌの水酸化ナトリウムとを含有するｐＨ１３のアルカリ性水溶液に浸漬させた。そして、上記部材を、温度５℃、電圧１００Ｖ、電気量１Ｃ／ｃｍ２、昇圧速度１Ｖ／秒及び電解時間約４分の電解条件で第２陽極酸化した。
第１陽極酸化された部材を、濃度１０６ｇ／Ｌの酒石酸二ナトリウム・２水和物と濃度３ｇ／Ｌの水酸化ナトリウムとを含有するｐＨ１３のアルカリ性水溶液に浸漬させた。そして、上記部材を、温度５℃、電圧１００Ｖ、電気量１Ｃ／ｃｍ２、昇圧速度１Ｖ／秒及び電解時間約４分の電解条件で第２陽極酸化した。
【0064】
（封孔処理）
第２陽極酸化された部材を、酢酸ニッケル系封孔材によって９０℃で３０分間封孔処理した。このようにして、本例のアルミニウム部材を作製した。
第２陽極酸化された部材を、酢酸ニッケル系封孔材によって９０℃で３０分間封孔処理した。このようにして、本例のアルミニウム部材を作製した。
【0065】
［実施例２］
第２陽極酸化の電圧を１６０Ｖとした以外は実施例１と同様にして本例のアルミニウム部材を作製した。
第２陽極酸化の電圧を１６０Ｖとした以外は実施例１と同様にして本例のアルミニウム部材を作製した。
【0066】
［実施例３］
基材として圧延及びＴ６処理した７０００系アルミニウム合金板を用いた以外は実施例２と同様にアルミニウム部材を作製した。上記７０００系アルミニウム合金板は、０質量％～１０質量％のマグネシウムと、０．１質量％以下の鉄と、０．１質量％以下のケイ素と、１０質量％以下の亜鉛とを含有し、残部がアルミニウム及び不可避不純物である。
基材として圧延及びＴ６処理した７０００系アルミニウム合金板を用いた以外は実施例２と同様にアルミニウム部材を作製した。上記７０００系アルミニウム合金板は、０質量％～１０質量％のマグネシウムと、０．１質量％以下の鉄と、０．１質量％以下のケイ素と、１０質量％以下の亜鉛とを含有し、残部がアルミニウム及び不可避不純物である。
【0067】
［実施例４］
基材をブラスト処理せず、第２陽極酸化の電圧を２０Ｖとした以外は、実施例１と同様にしてアルミニウム部材を作製した。
基材をブラスト処理せず、第２陽極酸化の電圧を２０Ｖとした以外は、実施例１と同様にしてアルミニウム部材を作製した。
【0068】
［実施例５］
基材をブラスト処理せず、第２陽極酸化の電圧を４０Ｖとした以外は、実施例１と同様にしてアルミニウム部材を作製した。
基材をブラスト処理せず、第２陽極酸化の電圧を４０Ｖとした以外は、実施例１と同様にしてアルミニウム部材を作製した。
【0069】
［実施例６］
基材をブラスト処理せず、第２陽極酸化の電圧を８０Ｖとした以外は、実施例１と同様にしてアルミニウム部材を作製した。
基材をブラスト処理せず、第２陽極酸化の電圧を８０Ｖとした以外は、実施例１と同様にしてアルミニウム部材を作製した。
【0070】
［実施例７］
基材をブラスト処理せず、第２陽極酸化の電圧を１２０Ｖとした以外は、実施例１と同様にしてアルミニウム部材を作製した。
基材をブラスト処理せず、第２陽極酸化の電圧を１２０Ｖとした以外は、実施例１と同様にしてアルミニウム部材を作製した。
【0071】
［実施例８］
基材をブラスト処理せず、第２陽極酸化の電圧を１６０Ｖとした以外は、実施例１と同様にしてアルミニウム部材を作製した。
基材をブラスト処理せず、第２陽極酸化の電圧を１６０Ｖとした以外は、実施例１と同様にしてアルミニウム部材を作製した。
【0072】
［実施例９］
基材をブラスト処理せず、第２陽極酸化の電圧を２００Ｖとした以外は、実施例１と同様にしてアルミニウム部材を作製した。
基材をブラスト処理せず、第２陽極酸化の電圧を２００Ｖとした以外は、実施例１と同様にしてアルミニウム部材を作製した。
【0073】
［実施例１０］
基材をブラスト処理せず、第２陽極酸化の電圧を２４０Ｖとした以外は、実施例１と同様にしてアルミニウム部材を作製した。
基材をブラスト処理せず、第２陽極酸化の電圧を２４０Ｖとした以外は、実施例１と同様にしてアルミニウム部材を作製した。
【0074】
［実施例１１］
第１陽極酸化された部材を、濃度９８ｇ／Ｌのリン酸水溶液（ｐＨ１）に浸漬させた。そして、上記部材を、温度５℃、電圧１００Ｖ、電気量１Ｃ／ｃｍ２、昇圧速度１Ｖ／秒及び電解時間約４分の電解条件で第２陽極酸化した。上記以外は実施例１と同様にしてアルミニウム部材を作製した。
第１陽極酸化された部材を、濃度９８ｇ／Ｌのリン酸水溶液（ｐＨ１）に浸漬させた。そして、上記部材を、温度５℃、電圧１００Ｖ、電気量１Ｃ／ｃｍ２、昇圧速度１Ｖ／秒及び電解時間約４分の電解条件で第２陽極酸化した。上記以外は実施例１と同様にしてアルミニウム部材を作製した。
【0075】
［比較例１］
第２陽極酸化をせず、第１陽極酸化された部材を封孔処理した以外は実施例１と同様にして本例のアルミニウム部材を作製した。
第２陽極酸化をせず、第１陽極酸化された部材を封孔処理した以外は実施例１と同様にして本例のアルミニウム部材を作製した。
【0076】
［比較例２］
エッチングされた基材を、濃度１０６ｇ／Ｌの酒石酸二ナトリウム・２水和物と濃度４ｇ／Ｌの水酸化ナトリウムとを含有するｐＨ１３の水溶液に浸漬させた。そして、上記部材を、温度５℃、電圧１６０Ｖ、電気量２０Ｃ／ｃｍ２、昇圧速度１Ｖ／秒及び電解時間約４分の条件で陽極酸化した後、封孔処理した。上記以外は、実施例１と同様にしてアルミニウム部材を作製した。
エッチングされた基材を、濃度１０６ｇ／Ｌの酒石酸二ナトリウム・２水和物と濃度４ｇ／Ｌの水酸化ナトリウムとを含有するｐＨ１３の水溶液に浸漬させた。そして、上記部材を、温度５℃、電圧１６０Ｖ、電気量２０Ｃ／ｃｍ２、昇圧速度１Ｖ／秒及び電解時間約４分の条件で陽極酸化した後、封孔処理した。上記以外は、実施例１と同様にしてアルミニウム部材を作製した。
【0077】
［比較例３］
基材をブラスト処理しなかった以外は、比較例２と同様にしてアルミニウム部材を作製した。
基材をブラスト処理しなかった以外は、比較例２と同様にしてアルミニウム部材を作製した。
【0078】
［比較例４］
基材をブラスト処理しなかった以外は、比較例１と同様にしてアルミニウム部材を作製した。
基材をブラスト処理しなかった以外は、比較例１と同様にしてアルミニウム部材を作製した。
【0079】
［比較例５］
エッチングされた基材を、濃度９８ｇ／Ｌのリン酸水溶液（ｐＨ１）に浸漬させた。そして、上記部材を、温度５℃、電圧１００Ｖ、電気量２０Ｃ／ｃｍ２、昇圧速度１Ｖ／秒及び電解時間約４分の電解条件で陽極酸化した。上記以外は実施例１と同様にしてアルミニウム部材を作製した。
エッチングされた基材を、濃度９８ｇ／Ｌのリン酸水溶液（ｐＨ１）に浸漬させた。そして、上記部材を、温度５℃、電圧１００Ｖ、電気量２０Ｃ／ｃｍ２、昇圧速度１Ｖ／秒及び電解時間約４分の電解条件で陽極酸化した。上記以外は実施例１と同様にしてアルミニウム部材を作製した。
【0080】
［評価］
各例で得られたアルミニウム部材の基材表面の凹凸、第１ポーラス層及び第２ポーラス層の平均孔径、アルミニウム部材の色調並びに白色度の角度依存性を以下の通り評価した。
各例で得られたアルミニウム部材の基材表面の凹凸、第１ポーラス層及び第２ポーラス層の平均孔径、アルミニウム部材の色調並びに白色度の角度依存性を以下の通り評価した。
【0081】
（算術平均高さＳａ及び最大高さＳｚ）
まず、ＪＩＳ Ｈ８６８８：２０１３に準じ、上記のようにして得られたアルミニウム部材をリン酸クロム酸（ＶＩ）溶液に浸し、陽極酸化皮膜を溶解させて除去した。次に、基材の陽極酸化皮膜側の表面の算術平均高さＳａ及び最大高さＳｚを、ブルカー・エイエックスエス株式会社の３次元白色干渉型顕微鏡ＣｏｎｔｏｕｒＧＴ－Ｉを用いて、ＩＳＯ２５１７８に準じて測定した。算術平均高さＳａ及び最大高さＳｚは、測定範囲を６０μｍ×７９μｍ、対物レンズを１１５倍、内部レンズを１倍の条件で測定した。
まず、ＪＩＳ Ｈ８６８８：２０１３に準じ、上記のようにして得られたアルミニウム部材をリン酸クロム酸（ＶＩ）溶液に浸し、陽極酸化皮膜を溶解させて除去した。次に、基材の陽極酸化皮膜側の表面の算術平均高さＳａ及び最大高さＳｚを、ブルカー・エイエックスエス株式会社の３次元白色干渉型顕微鏡ＣｏｎｔｏｕｒＧＴ－Ｉを用いて、ＩＳＯ２５１７８に準じて測定した。算術平均高さＳａ及び最大高さＳｚは、測定範囲を６０μｍ×７９μｍ、対物レンズを１１５倍、内部レンズを１倍の条件で測定した。
【0082】
（粗さ曲線要素の平均長さＲｓｍ）
まず、ＪＩＳ Ｈ８６８８：２０１３に準じ、上記のようにして得られたアルミニウム部材の陽極酸化皮膜をリン酸クロム酸（ＶＩ）溶液に溶解させて除去した。次に、基材の陽極酸化皮膜側の表面における粗さ曲線要素の平均長さＲｓｍを、ブルカー・エイエックスエス株式会社の３次元白色干渉型顕微鏡ＣｏｎｔｏｕｒＧＴ－Ｉを用いて、ＪＩＳ Ｂ０６０１：２０１３に準じて測定した。粗さ曲線要素の平均長さＲｓｍは、カットオフλｃを８０μｍ、対物レンズを１１５倍、内部レンズを１倍、測定距離を７９μｍの条件で測定した。
まず、ＪＩＳ Ｈ８６８８：２０１３に準じ、上記のようにして得られたアルミニウム部材の陽極酸化皮膜をリン酸クロム酸（ＶＩ）溶液に溶解させて除去した。次に、基材の陽極酸化皮膜側の表面における粗さ曲線要素の平均長さＲｓｍを、ブルカー・エイエックスエス株式会社の３次元白色干渉型顕微鏡ＣｏｎｔｏｕｒＧＴ－Ｉを用いて、ＪＩＳ Ｂ０６０１：２０１３に準じて測定した。粗さ曲線要素の平均長さＲｓｍは、カットオフλｃを８０μｍ、対物レンズを１１５倍、内部レンズを１倍、測定距離を７９μｍの条件で測定した。
【0083】
（平均孔径）
アルミニウム部材の断面を透過型電子顕微鏡で観察し、ポーラス層の平均孔径を測定した。
アルミニウム部材の断面を透過型電子顕微鏡で観察し、ポーラス層の平均孔径を測定した。
【0084】
（色調）
ＪＩＳ Ｚ８７２２に準拠し、コニカミノルタジャパン株式会社製の色彩色差計ＣＲ４００を用い、陽極酸化皮膜の表面からアルミニウム部材の色調を測色し、Ｌ＊値、ａ＊値及びｂ＊値を求めた。色調は、照明・受光光学系を拡散照明垂直受光方式（Ｄ／０）、観察条件をＣＩＥ２°視野等色関数近似、光源をＣ光源、及び、表色系をＬ＊ａ＊ｂ＊の条件で測定した。
ＪＩＳ Ｚ８７２２に準拠し、コニカミノルタジャパン株式会社製の色彩色差計ＣＲ４００を用い、陽極酸化皮膜の表面からアルミニウム部材の色調を測色し、Ｌ＊値、ａ＊値及びｂ＊値を求めた。色調は、照明・受光光学系を拡散照明垂直受光方式（Ｄ／０）、観察条件をＣＩＥ２°視野等色関数近似、光源をＣ光源、及び、表色系をＬ＊ａ＊ｂ＊の条件で測定した。
【0085】
（角度依存性）
アルミニウム部材の白色度の角度依存性を、ニッカ電測株式会社製のゴニオフォトメーター（ＧＰ－２型）を用いて評価した。具体的には、図３に示すように、アルミニウム部材１０１に対して光を照射し、検出器１０２が受光する光の強度を測定した。検出器１０２は、アルミニウム部材１０１を中心として所定の距離をおいて回転可能に設けられている。入射光１０３の入射角が４５度及び反射光１０４の反射角が４５度の位置に検出器１０２が配置される場合を検出器角度０度とした。検出器角度が－８０度～＋３０度の範囲において０．５度間隔でアルミニウム部材１０１が反射する反射光１０４の陽極酸化皮膜側の反射強度を測定した。そして、検出器角度が－８０度～＋１０度の範囲における最小反射強度に対する最大反射強度（最大反射強度／最小反射強度）の比を算出した。上記比が４００以下である場合には角度依存性が「良」と判定し、記比が４００より大きい場合には角度依存性が「否」と判定した。
アルミニウム部材の白色度の角度依存性を、ニッカ電測株式会社製のゴニオフォトメーター（ＧＰ－２型）を用いて評価した。具体的には、図３に示すように、アルミニウム部材１０１に対して光を照射し、検出器１０２が受光する光の強度を測定した。検出器１０２は、アルミニウム部材１０１を中心として所定の距離をおいて回転可能に設けられている。入射光１０３の入射角が４５度及び反射光１０４の反射角が４５度の位置に検出器１０２が配置される場合を検出器角度０度とした。検出器角度が－８０度～＋３０度の範囲において０．５度間隔でアルミニウム部材１０１が反射する反射光１０４の陽極酸化皮膜側の反射強度を測定した。そして、検出器角度が－８０度～＋１０度の範囲における最小反射強度に対する最大反射強度（最大反射強度／最小反射強度）の比を算出した。上記比が４００以下である場合には角度依存性が「良」と判定し、記比が４００より大きい場合には角度依存性が「否」と判定した。
【0086】
【表1】
【0087】
【表2】
【0088】
【表3】
【0089】
【表4】
【0090】
表１に示すように、実施例１～実施例１１のアルミニウム部材では、Ｌ＊値が８５～１００であり、ａ＊値が－１～＋１であり、ｂ＊値が－１．５～＋１．５であった。また、図４に示すように、実施例１のアルミニウム部材は、比較例１のアルミニウム部材と比較して検出器角度－８０度～－４０度における反射強度が大きく、参考例のコピー用紙のように光の反射強度の角度依存性が低かった。さらに、実施例１～実施例１１のアルミニウム部材では、ゴニオフォトメーターを用いて前記陽極酸化皮膜側の反射強度を－８０度～＋１０度の検出器角度で測定した場合において、最小反射強度に対する最大反射強度の比が４００以下であった。
【0091】
一方、比較例１～比較例５のアルミニウム部材では、第１陽極酸化及び第２陽極酸化を実施しなかったため、Ｌ＊値が低いか、又は、角度依存性が高かった。比較例２、比較例３及び比較例５のように、複数の分岐する孔又は直線状に延びる複数の孔よりも大きい平均孔径を有する複数の孔の形成を目的とする電解液を用いた陽極酸化だけでは高いＬ＊値を有するアルミニウム部材が得られない。また、比較例１及び比較例４のように、硫酸水溶液を用いた陽極酸化だけでは高いＬ＊値を有するアルミニウム部材が得られるが、角度依存性の低いアルミニウム部材が得られない。そのため、これらの２種類の陽極酸化によって、白色度が高く、白色度の角度依存性が低いアルミニウム部材が得られると推定される。
【0092】
次に、透過型電子顕微鏡で断面を観察するためにアルミニウム部材を以下のようにして作製した。
【0093】
［実施例１２］
第１陽極酸化の電解時間を１１分とし、第２陽極酸化の電解時間を８０秒とし、封孔処理を実施しなかった以外は実施例２と同様にしてアルミニウム部材を作製した。
第１陽極酸化の電解時間を１１分とし、第２陽極酸化の電解時間を８０秒とし、封孔処理を実施しなかった以外は実施例２と同様にしてアルミニウム部材を作製した。
【0094】
［比較例６］
第２陽極酸化を実施しなかった以外は実施例１２と同様にして本例のアルミニウム部材を作製した。
第２陽極酸化を実施しなかった以外は実施例１２と同様にして本例のアルミニウム部材を作製した。
【0095】
［比較例７］
第１陽極酸化を実施せず、第２陽極酸化の電圧を１１０Ｖ、電解時間を１１分とした以外は実施例１２と同様にしてアルミニウム部材を作製した。
第１陽極酸化を実施せず、第２陽極酸化の電圧を１１０Ｖ、電解時間を１１分とした以外は実施例１２と同様にしてアルミニウム部材を作製した。
【0096】
図５、図６及び図７は、実施例１２のアルミニウム部材の断面をＦＩＢ（集束イオンビーム）加工し、透過型電子顕微鏡で２，５５０倍、１９，５００倍及び４３，０００倍にそれぞれ拡大した画像である。図８、図９及び図１０は、比較例６のアルミニウム部材の断面をＦＩＢ（集束イオンビーム）加工し、透過型電子顕微鏡で２，５５０倍、１９，５００倍及び４３，０００倍にそれぞれ拡大した画像である。図１１、図１２及び図１３は、比較例７のアルミニウム部材の断面をＦＩＢ（集束イオンビーム）加工し、透過型電子顕微鏡で２，５５０倍、１９，５００倍及び４３，０００倍にそれぞれ拡大した画像である。図５～図１３に示すように、第１ポーラス層は複数の分岐する孔を有し、第２ポーラス層は直線状に延びる複数の孔を有することが分かる。図５～図１３並びに図示しないＥＤＳ（エネルギー分散型Ｘ線分光法）による元素分析の結果から、陽極酸化皮膜は、第２陽極酸化に由来するバリア層及び第１ポーラス層が基材の表面に形成されていることが分かった。また、第１陽極酸化に由来する第２ポーラス層が第１ポーラス層の表面に形成されていることが分かった。
【0097】
なお、実施例１～実施例１０のアルミニウム部材についても、第１ポーラス層は複数の分岐する孔を有し、第２ポーラス層は直線状に延びる複数の孔を有していた。実施例１１のアルミニウム部材については、第２ポーラス層は直線状に延びる複数の孔を有していたが、第１ポーラス層は複数の分岐する孔を有していなかった。しかしながら、第１ポーラス層は、表１に示すように、第２ポーラス層よりも大きい平均孔径の複数の孔を有していた。以上の結果から、第１ポーラス層と第２ポーラス層を備え、第１ポーラス層が複数の分岐する孔及び第２ポーラス層よりも大きい平均孔径の複数の孔の少なくともいずれか一方を有するアルミニウム部材は、白色を有し、角度依存性が低いことが分かる。
【0098】
以上、本実施形態を実施例及び比較例によって説明したが、本実施形態はこれらに限定されるものではなく、本実施形態の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【0099】
１ アルミニウム部材
１０ 基材
１１ 表面
２０ 陽極酸化皮膜
２１ バリア層
２２ 第１ポーラス層
２３ 第２ポーラス層
２４ 表面
１０ 基材
１１ 表面
２０ 陽極酸化皮膜
２１ バリア層
２２ 第１ポーラス層
２３ 第２ポーラス層
２４ 表面
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
