多孔阳极氧化铝的制造方法、和表面具有微细凹凸结构的成形体的制造方法、以及表面具有微细凹凸结构的成形体技术

本发明专利技术涉及一种多孔阳极氧化铝的制造方法，其特征在于，其是铝基材的表面形成有具有多个细孔的氧化覆膜的多孔阳极氧化铝的制造方法，该方法包括：工序(a)，将铝基材浸渍在混合有多种酸的电解液中；工序(b)，对浸渍在前述电解液中的前述铝基材施加电压；工序(c)，实质上不对前述铝基材施加电压，保持将前述铝基材浸渍在电解液中的状态；以及工序(d)，交替重复前述工序(b)和前述工序(c)。根据本发明专利技术可以提供使用简便的装置、且以较少的工序数简便地制造铝基材的表面形成有具有多个细孔的氧化覆膜的多孔阳极氧化铝的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多孔阳极氧化铝的制造方法、和表面具有微细凹凸结构的成形体的制造方法、以及表面具有微细凹凸结构的成形体
本专利技术涉及铝基材的表面形成有具有多个细孔的氧化覆膜的多孔阳极氧化铝的制造方法、和表面具有微细凹凸结构的成形体的制造方法、以及表面具有微细凹凸结构的成形体。本专利技术主张2012年12月10日在日本提出申请的特愿2012-269685号的优先权，在此引用其全部内容。
技术介绍
近年，随着微细加工技术的进步，对成形体表面赋予纳米级的微细凹凸结构成为可能。尤其，已知被称作蛾眼(Moth-Eye)结构的微细凹凸结构，其从空气的折射率到材料的折射率连续增大从而显现有效的防反射功能。如此，表面具有周期为可见光波长以下的微细凹凸结构、即蛾眼结构的光学薄膜显现防反射功能等，因此其有用性受到注目。另外，除防反射功能之外，显现像被称作荷叶效应的拒水功能这样的源于结构的功能，因此积极进行在工业上利用纳米级的微细凹凸结构的研究。对成形体的表面赋予微细凹凸结构的技术多样。其中，将铸模的表面形成的微细凹凸结构转印到成形体主体的表面的方法用于对成形体表面赋予微细凹凸结构的工序数少、且简便，因此适应工业生产。作为简便制造表面具有微细凹凸结构的大面积的铸模的方法，近年，利用对铝基材进行阳极氧化而形成的、具有多个细孔的氧化覆膜(多孔阳极氧化铝)的方法受到瞩目。在制造多孔阳极氧化铝时，为了兼顾适宜的细孔深度和细孔的规则排列，将阳极氧化分二阶段实施的方法是适宜的。即，依次进行下述工序(I)～工序(III)，使铸模得到适宜的细孔的方法。工序(I)：对铝基材的表面进行阳极氧化来形成氧化覆膜，忽视细孔的深度而使细孔规则排列的工序。工序(II)：去除工序(I)中形成的氧化覆膜的一部分或全部的工序。工序(III)：在工序(II)之后，再次对铝基材进行阳极氧化，保持规则排列地形成任意深度的细孔的工序。前述方法具有重复进行对铝基材进行阳极氧化来形成具有多个细孔的氧化覆膜的工序(I)、和扩大细孔孔径的工序(II)的工序(III)，从而可以制造具有所期望的细孔形状的多孔阳极氧化铝。例如专利文献1公开了通过重复阳极氧化工序和蚀刻工序而在金属基体上形成锥状细孔的方法。现有专利文献专利文献专利文献1：日本国特许第4849183号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，专利文献1中记载的方法中，由于重复进行阳极氧化工序和蚀刻工序，因此需要分别准备进行阳极氧化的槽、和进行蚀刻的槽，并且按照工序顺序依次将铝基材从各槽中提起，然后使铝基材浸渍在其它槽中的操作。因此增加装置和工序数，存在制造方法变得繁杂的问题。本专利技术是鉴于上述情况而提出的，提供一种方法，其可以简便地制造铝基材的表面形成有具有多个细孔的氧化覆膜的多孔阳极氧化铝。用于解决问题的方案本专利技术人等为了解决上述课题进行了深入研究，结果发现通过使用在阳极氧化工序中有用的酸和在蚀刻工序中有用的酸的混合液从而可以在1个反应槽中实施阳极氧化工序和蚀刻工序。即，将铝基材浸渍在混合有多种酸的电解液中，施加电压时进行铝基材表面的阳极氧化来深化细孔，中断电压的施加时在电解液中进行铝基材表面的蚀刻使细孔扩大。如此，发现通过对浸渍在混合有多种酸的电解液中的铝基材间歇地施加电压，从而可以简便地制造具有锥状细孔的多孔阳极氧化铝，从而完成本专利技术。由此，由于可以在1个反应槽中进行这两工序，从而不需要在阳极氧化工序结束后将铝基材从槽中提起，使其浸渍在其它槽中进行蚀刻处理这样的操作，使制造工序、和装置简略化成为可能。即，本专利技术具有以下技术方案。[1]一种多孔阳极氧化铝的制造方法，其特征在于，其是铝基材的表面形成有具有多个细孔的氧化覆膜的多孔阳极氧化铝的制造方法，该方法包括：工序(a)，将铝基材浸渍在混合有多种酸的电解液中；工序(b)，对浸渍在前述电解液中的前述铝基材施加电压；工序(c)，实质上不对前述铝基材施加电压，保持将前述铝基材浸渍在电解液中的状态；以及工序(d)，交替重复前述工序(b)和前述工序(c)；[2]根据[1]所述的多孔阳极氧化铝的制造方法，其特征在于，前述多种酸为选自硫酸、磷酸、草酸、丙二酸、酒石酸、琥珀酸、苹果酸、和柠檬酸中的至少两种酸；[3]根据[1]或[2]所述的多孔阳极氧化铝的制造方法，其特征在于，前述多种酸包含草酸和磷酸；[4]根据[3]所述的多孔阳极氧化铝的制造方法，其特征在于，前述电解液的温度为10℃以上且不足25℃，前述磷酸的浓度M(mol/L)与将前述铝基材浸渍在前述电解液中保持的时间T(分钟)满足下述式(1)和式(2)；1≤T≤90···(1)-90(2M-1)≤T···(2)[5]根据[4]所述的多孔阳极氧化铝的制造方法，其特征在于，前述电解液的温度为10℃以上且不足25℃，前述磷酸的浓度M(mol/L)与将前述铝基材浸渍在前述电解液中保持的时间T(分钟)满足上述式(2)和下述式(3)；1≤T≤45···(3)[6]根据[3]所述的多孔阳极氧化铝的制造方法，其特征在于，前述电解液的温度为25℃以上且不足35℃，前述磷酸的浓度M’(mol/L)与将前述铝基材浸渍在前述电解液中保持的时间T’(分钟)满足下述式(4)和式(5)；1≤T’≤70···(4)-200M’+70≤T’≤-12.5M’+70···(5)[7]根据[6]所述的多孔阳极氧化铝的制造方法，其特征在于，前述电解液的温度为25℃以上且不足35℃，前述磷酸的浓度M’(mol/L)与将前述铝基材浸渍在前述电解液中保持的时间T’(分钟)满足上述式(4)和下述式(6)；1≤T’≤45···(6)[8]根据[3]所述的多孔阳极氧化铝的制造方法，其特征在于，前述电解液的温度为35℃以上，前述磷酸的浓度M”(mol/L)与将前述铝基材浸渍在前述电解液中保持的时间T”(分钟)满足下述式(7)；T”≤-20M”+70···(7)[9]根据[8]所述的多孔阳极氧化铝的制造方法，其特征在于，前述电解液的温度为35℃以上，前述磷酸的浓度M”(mol/L)与将前述铝基材浸渍在前述电解液中保持的时间T”(分钟)满足上述式(7)和下述式(8)；1≤T”≤45···(8)[10]根据[1]～[9]中任一项所述的多孔阳极氧化铝的制造方法，其特征在于，前述工序(b)中，对铝基材施加的电压为20V～120V；[11]一种铸模，其特征在于，其是微细凹凸结构的转印中使用的铸模，该铸模由通过[1]～[10]中任一项所述的制造方法得到的多孔阳极氧化铝形成；[12]根据[11]所述的铸模，其特征在于，其是微细凹凸结构的转印中使用的铸模，前述微细凹凸结构的间距为80～250nm、深度为100～400nm；[13]一种表面具有微细凹凸结构的成形体，其特征在于，其是表面具有微细凹凸结构的成形体，前述微细凹凸结构是形成在[12]所述的铸模的表面的、包含多个细孔的微细凹凸结构的反转结构；[14]根据[1]～[10]中任一项所述的多孔阳极氧化铝的制造方法，其中，前述工序(b)～(d)在一个反应槽中进行；[15]根据[1]～[10]和[14]中任一项所述的多孔阳极氧化铝的制造方法，其中，前述工序(a)中，浸渍在前述电解液中的铝基材在表面具有作为阳极氧化的细孔产生点的凹坑。专利技术的效果根据本专利技术的多孔阳极氧化铝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多孔阳极氧化铝的制造方法，其特征在于，其是铝基材的表面形成有具有多个细孔的氧化覆膜的多孔阳极氧化铝的制造方法，该方法包括：工序(a)，将铝基材浸渍在混合有多种酸的电解液中；工序(b)，对浸渍在所述电解液中的所述铝基材施加电压；工序(c)，实质上不对所述铝基材施加电压，保持将所述铝基材浸渍在电解液中的状态；以及工序(d)，交替重复所述工序(b)和所述工序(c)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.12.10 JP 2012-2696851.一种多孔阳极氧化铝的制造方法，其特征在于，其是铝基材的表面形成有具有多个细孔的氧化覆膜的多孔阳极氧化铝的制造方法，该方法包括：工序(a)，将铝基材浸渍在混合有多种酸的电解液中；工序(b)，对浸渍在所述电解液中的所述铝基材施加电压；工序(c)，实质上不对所述铝基材施加电压，保持将所述铝基材浸渍在电解液中的状态；以及工序(d)，交替重复所述工序(b)和所述工序(c)，所述多种酸包含草酸和磷酸，在所述工序(c)中，所述电解液的温度为10℃以上且不足25℃，所述磷酸的浓度M与将所述铝基材浸渍在所述电解液中保持的时间T满足下述式(1)和式(2)，1≤T≤90…(1)-90(2M-1)≤T…(2)，所述磷酸的浓度M以mol/L计，所述时间T以分钟计，所述时间T为所述工序(c)的铝基材在电解液中每1次的蚀刻时间。2.根据权利要求1所述的多孔阳极氧化铝的制造方法，其特征在于，在所述工序(c)中，所述电解液的温度为10℃以上且不足25℃，所述磷酸的浓度M与将所述铝基材浸渍在所述电解液中保持的时间T满足上述式(2)和下述式(3)，1≤T≤45…(3)，所述磷酸的浓度M以mol/L计，所述时间T以分钟计，所述时间T为所述工序(c)的铝基材在电解液中每1次的蚀刻时间。3.一种多孔阳极氧化铝的制造方法，其特征在于，其是铝基材的表面形成有具有多个细孔的氧化覆膜的多孔阳极氧化铝的制造方法，该方法包括：工序(a)，将铝基材浸渍在混合有多种酸的电解液中；工序(b)，对浸渍在所述电解液中的所述铝基材施加电压；工序(c)，实质上不对所述铝基材施加电压，保持将所述铝基材浸渍在电解液中的状态；以及工序(d)，交替重复所述工序(b)和所述工序(c)，所述多种酸包含草酸和磷酸，在所述工序(c)中，所述电解液的温度为25℃以上且不足35℃，所述磷酸的浓度M’与将所述铝基材浸渍在所述电解液中保持的时间T’满足下述式(4)和式(5)，1≤T’≤70…(4)-200M’+70≤T’≤-12.5M’+70…(5)，所述磷酸的浓度M’以mol/L计，所述时间T’以分钟计，所述时间T’为所述工序(c)的铝基材在电解液中每1次的蚀刻时间。4.根据权利要求3所述的多孔阳极氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：尾野本广志，广幡实男，冈本英子，松原雄二，井川雅资，益田秀树，柳下崇，
申请(专利权)人：三菱丽阳株式会社，公益财团法人神奈川科学技术研究院，
类型：发明
国别省市：日本;JP