JPH08222018A

JPH08222018A - 技術的照明のための反射器

Info

Publication number: JPH08222018A
Application number: JP7305379A
Authority: JP
Inventors: Volkmar Gillich; ヴォルクマル・ギリッヒ
Original assignee: Alusuisse Lonza Services Ltd
Current assignee: 3A Composites International AG
Priority date: 1994-11-24
Filing date: 1995-11-24
Publication date: 1996-08-30
Also published as: US5856020A; NO954716L; NO319859B1; EP0714039A1; CA2162423A1; CA2162423C; CH689065A5; DE59511012D1; NO954716D0; KR100237502B1; KR960018332A; US5779871A; ES2243931T3; EP0714039B1; ATE302425T1

Abstract

(57)【要約】【課題】技術的照明のための反射器を提供すること。【解決手段】アルミニウムの反射面と、２０℃におい
て６〜１０.５の誘電率を有する、陽極処理によって製
造される酸化アルミニウムの透明な保護無孔バリヤー層
とを有する反射器。バリヤー層の厚さｄは次の条件：
（ａ）強めあう干渉のために、ｄ・ｎ＝ｋ・λ／２±２０
ｎｍ、又は（ｂ）色調が調和した反射器面を得るため
に、［ｋ・λ／２＋２０ｎｍ］＜ｄ・ｎ＜［（ｋ＋１）・
λ／２−２０ｎｍ］、又は（ｃ）反射率を強めるＬＩ／
ＨＩ多層被膜を有する反射器を製造するための出発物質
としての使用のために、ｄ・ｎ＝ｌ・λ／４±２０ｎｍ
［式中、ｎはバリヤー層の屈折率、λは反射器の表面に
衝突する光線の平均波長、ｋは自然数、ｌは奇数である
自然数］、を満たす。バリヤー層の厚さは６０〜４９０
ｎｍの範囲内で、アルミニウム面の全体に渡って、±５
％より大きく変化しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、酸化アルミニウム
の保護層によって物理的及び化学的影響から保護される
アルミニウム面を有する、技術的照明のための反射器
と、その使用方法及びその製造方法とに関する。

【０００２】

【従来の技術】高純度アルミニウム又はＡｌＭｇ合金の
光沢面を有する反射器は、指向的又は拡散的に光を反射
する目的に関して知られている。持続的な光沢を得るた
めに、光沢面を通常有機若しくは無機被膜によって、又
は酸化物層によって保護される。この酸化物層は化学的
酸化又は陽極酸化によって形成することができる。有機
被膜はペイント型コーティング、粉末コーティングによ
って又はプラスチックホイルによるラミネート若しくは
被覆によって形成することができる。無機被膜はＰＶＤ
（物理的蒸着）、ＣＶＤ（化学的蒸着）、エナメリング
（enamelling）又はプラズマ被覆によって形成すること
ができる。

【０００３】反射器面の形成のために広範囲に用いられ
る方法(practice)はガラス上の非常に薄い高純度ＰＶＤ
Ａｌ層の付着であり、このような層は通常、例えばＰ
ＶＤ−Ａｌ₂Ｏ₃、ＰＶＤ−ＳｉＯ₂又はペイント型層に
よって保護される。この層の薄さのために、ＰＶＤ−Ａ
ｌ層は一般に陽極処理することができない。しかし、Ｐ
ＶＤ−Ａｌ₂Ｏ₃又はＰＶＤ−ＳｉＯ₂層の付着は費用が
かかり、良好な反射性を得るために必要な均質性のため
に、ペイント型層の付着は複雑になる。さらに、ペイン
ト型層は一般に、ごく低い、例えば耐引っ掻き性のよう
な機械的性質と、ＵＶ光線に対するしばしば不良な安定
性とを有する。

【０００４】反射器面のために現在しばしば用いられ
る、他の保護層は硫酸電解質中で直流を用いる陽極酸化
によって形成される。得られる保護層は均一な層厚さを
有するが、プロセス自体の結果として、高い孔隙率を有
する。硫酸電解質中での陽極酸化は通常、ｄｃプロセス
と呼ばれる。この方法を用いて充分な反射性を得るため
に、反射器面として役立つべきアルミニウム面は通常、
化学的に又は電解によって磨かれ、次に、透明な保護層
によって（例えば、ｄｃプロセスによって）保護され
る。ｄｃプロセスにおける硫酸濃度は典型的に２０重量
％であり、電解質温度は１５〜３０℃であり、印加電圧
は１２〜３０Ｖであり、電流密度は１〜３Ａ／ｄｍ²で
ある。得られる層の厚さは典型的に１〜１０μｍであ
り、得られる層は無色〜黄色である。

【０００５】ｄｃプロセスによって形成される酸化物層
は一般に２層、すなわち無孔の非常に薄いベース層又は
バリヤー層と、多孔質外部層とから構成される。孔は酸
化物層が電解質に暴露される表面において化学的に、部
分的に再溶解される結果として形成される。酸化物被膜
は被膜成長と溶解が平衡したときにその上限に達し、こ
れは電解質の組成、電流密度及び電解質の温度に依存す
る。

【０００６】腐食から充分な保護を得るために、ｄｃプ
ロセスによって生ずる多孔質層をシールすべきである。
これは通常、沸騰水（＞９６℃）又は水蒸気（＞９８
℃）を用いて実施する。この熱水シーリング中に、酸化
アルミニウムは吸水の結果として膨潤し、孔は閉鎖され
る。プロセスにおいて、酸化アルミニウムの一部はアル
ミニウム一水和物（aluminium monohydrate）に変化す
る。

【０００７】しかし、沸騰水又はスチーム中でのシーリ
ング時に、しばしば好ましくない、堅く接着したシーリ
ング付着物（いわゆる汚れ）が形成される。大気の影響
の結果として、この汚れは、曇ったからイリデンスまで
である、干渉色をもたらす妨害性付着物を生ずる。この
理由から、シーリング付着物を研磨手段によって除去し
なければならない。このようなシーリング付着物を防止
する１つの可能性は、特別なシーリング浴を用いること
である。

【０００８】無色透明である、硫酸中で形成される唯一
の陽極酸化物層は、高純度アルミニウム上に及び高純度
アルミニウム（９９.８５重量％以上）によるＡｌＭｇ
若しくはＡｌＭｇＳｉ合金上に形成される陽極酸化物層
である。大抵の構造用合金では、構造中に存在する異質
な析出物の結果として、多少濁った酸化物層が形成され
る。また、大抵の合金では、熱処理が不適合であるなら
ば、構造中に析出が生じて、例えば局部的熱効果による
斑点のような灰色変色が生ずる。

【０００９】ｄｃプロセスを用いてアルミニウム上に形
成される大抵の保護表面層の場合には、反射器のための
前記層が典型的に１〜１０μｍ厚さであり、特に、例え
ばＡｌ・９９.８５、Ａｌ・９９.８又はＡｌ・９９.５
のような、あまり純粋でない物質の場合には、例えばＦ
ｅ富化又はＳｉ富化金属間相のような合金要素が酸化物
層に混入されて、光線の好ましくない吸収又は散乱を生
じる、すなわち光線が種々な角度に反射される。この結
果、艶出し（brightening）処理後の反射光線の技術的
特性、すなわち、例えば総反射率若しくは指向的反射率
のような値が不利に影響される。

【００１０】ｄｃプロセスによって生ずる−ｄｃプロセ
スに不可避な−酸化物層の大きい厚さのために、表面の
反射率は光線の吸収又は散乱によって低下する。最終的
に、１〜３μｍの通常の厚さ範囲内の酸化物層はしばし
ば、妨害性干渉効果（いわゆるイリデンス）を示す。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
欠点を回避して、反射率の損失のできるかぎり少ない、
入射光線の反射を可能にする、少なくとも１つの面又は
少なくとも１つの面の一部を有する、技術的照明のため
の反射器を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この目的は、本発明によ
ると、技術的照明のための反射器がアルミニウムの反射
面と、２０℃において６〜１０.５の誘電率を有する、
陽極処理によって製造される酸化アルミニウムの透明な
保護無孔バリヤー層とを有し、バリヤー層が下記条件：（ａ）強めあう干渉のために、ｄ・ｎ＝ｋ・λ／２±２０ｎｍ又は（ｂ）色調が調和した反射器面を得るために、［ｋ・λ／２＋２０ｎｍ］＜ｄ・ｎ＜［（ｋ＋１）・λ
／２−２０ｎｍ］又は（ｃ）反射率を強めるＬＩ／ＨＩ多層被膜を有する
反射器を製造するための出発物質としての使用のため
に、ｄ・ｎ＝ｌ・λ／４±２０ｎｍ［式中、ｎはバリヤー層の屈折率であり、λは反射器の
表面に衝突する光線の平均波長であり、ｋは自然数であ
り、ｌは奇数である自然数である］を満たす厚さｄを有
し、バリヤー層の厚さが６０〜４９０ｎｍの範囲内であ
り、アルミニウム面の全体にわたって、±５％より大き
く変化しないことによって達成される。同時に、分散の
ために、屈折率ｎが波長に依存する、すなわち、本明細
書では、ｎは常に反射器の面に衝突する光線の対応波長
に関係することを考慮しなければならない。

【００１３】本発明による反射器のために必要なアルミ
ニウム面は、アルミニウム部品、ストリップ、シート若
しくはホイルの表面、また、複合材料製の物体(item)上
のアルミニウム外部層の表面、特に複合体パネル上のア
ルミニウム外部層の表面、又は任意の材料上に付着した
（例えば、電解によって）アルミニウム層の表面に関す
る。好ましい態様では、アルミニウム表面を形成する物
体は、例えば圧延、押出成形、鍛造又は衝撃押出成形方
法によって製造されたアルミニウム素材に関する。

【００１４】以下の説明においてアルミニウム材料につ
いて言及する場合には、これがあらゆる等級の純度及び
あらゆるアルミニウム合金を含むものとして理解すべき
である。特に、アルミニウムなる用語はアルミニウムの
圧延合金、精錬合金、鋳造合金、鍛造合金及び押出成形
合金の全てを含む。アルミニウム面は９９.９９重量％
Ａｌ以上の純度を有する高純度アルミニウム合金製、例
えばクラッド物質製であるか、又は９９.５〜９９.９９
重量％Ａｌの純度を有する。本発明による反射器のアル
ミニウム面は好ましくは、９９.９９重量％未満の純
度、特に９９.５〜９９.９８重量％Ａｌの純度を有す
る。９９.８〜９９.９８重量％Ａｌの純度を有するアル
ミニウム面が特に好ましい。

【００１５】本発明による反射器上のバリヤー層は、９
９.５〜９９.９９重量％Ａｌの純度のアルミニウム面上
で、本来のアルミニウム面の表面性質に比べて、技術的
照明の特性の変化を本質的に示さない、すなわち、例え
ば艶出し後のような、アルミニウム面の状態がバリヤー
層の形成後に大規模に保持されることである。しかし、
この場合に、表面層の金属純度が得られる光沢に実際に
影響を及ぼしうることを考慮すべきであり、アルミニウ
ム面の光沢に関しては、アルミニウム純度が低ければ低
いほど、得られる光沢は不良であり、それによって、反
射性も不良である。

【００１６】アルミニウム面は任意の形状を有すること
ができ、構造化することができる。圧延アルミニウム面
の場合には、これらの面を例えば高度な仕上げロール又
はデザイナーロール（designer roll）によって処理す
ることができる。構造化アルミニウム面の好ましい用途
は例えば昼間照明に用いられる反射器に、特に、０.１
〜１ｍｍの構造サイズを有する構造化表面にある。

【００１７】バリヤー層は一定の厚さを有し、アルミニ
ウム面の全体にわたって±５％より大きくは変化しな
い。これは、技術的照明用途に電磁波の殆ど損失のない
反射を生ずるための反射器の使用を初めて可能にし、同
様に、バリヤー層の再現可能な、均一な厚さが例えば強
めあう干渉を伴う反射のために、又は正確に定義された
色調を得るために反射器の使用を初めて可能にする。

【００１８】最初に、強めあう干渉が生ずることがで
き、第二に、バリヤー層における光線の吸収ができるだ
け小さいように、反射されるべき電磁波のために透明な
バリヤー層を形成することが、本発明にとって重要であ
る。本発明による反射器の他の重要な特徴はバリヤー層
中に孔の無いことに関する。

【００１９】バリヤー層に浸透する光線ができるかぎり
吸収されず、孔の存在によって生じ、制御が困難である
光線の拡散散乱が最小に維持されるように、バリヤー層
は無孔でなければならない。無孔なる用語は、絶対的に
無孔ではなく、むしろ本発明による反射器のバリヤー層
が本質的に無孔であると理解すべきである。これに関し
て、陽極処理によって得られる酸化アルミニウム層がプ
ロセスの結果として本質的に無孔であることが重要であ
る−−このことは、例えば、酸化アルミニウムを溶解す
る電解質の使用によって孔が生じないことを意味する。
本発明の場合には、無孔バリヤー層は特に１％未満の孔
隙率を有する。

【００２０】バリヤー層の誘電率は、特に、バリヤー層
を形成するための陽極処理中のプロセスパラメータに依
存する。本発明によると、２０℃において生ずるバリヤ
ー層の誘電率はεは６〜１０.５、好ましくは８〜１０
の範囲内である。

【００２１】本発明による反射器の場合には、バリヤー
層の厚さは反射器面が反射光線の強めあう干渉が得られ
るように選択するのが好ましい。強めあう干渉のための
条件はｄ・ｎ＝ｋ・λ／２として表すことができ、式
中、ｄ・ｎは光学的層厚さであり、ｎは屈折率であり、
λは反射器面に衝突する光線の波長であり、ｋは自然数
である。式：ｄ・ｎ＝ｋ・λ／２によって表される強め
あう干渉のための条件が正確には、反射器面に垂直に衝
突する光線に対してのみ有効であることに留意しなけれ
ばならない。

【００２２】バリヤー層の厚さに関して、反射性が本質
的に周期的に変化する、すなわち、特に３λ／２より大
きい光学的層厚さｄ・ｎを有する層の場合には、層厚さ
が増加すると、反射性が技術的照明目的のために不適切
になることが、本発明に関する研究の過程において発見
された。それ故、反射光線の強めあう干渉が得られるこ
とを可能にする厚さを有する層が好ましく、ｋは自然
数、好ましくは１、２又は３であり、１又は２が特に好
ましい。反射性のために、本発明による反射器上のバリ
ヤー層の厚さは６０〜４９０ｎｍ（ナノメーター）の範
囲内であり、７５〜３２０ｎｍの範囲が特に好ましい。

【００２３】本発明に関する研究の過程において、強め
あう干渉のための条件を満たし、ｄ・ｎ＝ｋ・λ／２±
２０ｎｍの範囲内にある厚さのバリヤー層と共に酸化ア
ルミニウム面を含む反射器は本質的に同じ良好な反射性
を有することが発見された。

【００２４】バリヤー層の屈折率ｎは有効には１.５５
〜１.６５の範囲内である。波長λが昼間にヒトの眼に
よって最も良く知覚されることができ、約５５０ｍｍで
ある平均波長に相当することが非常に好ましい。

【００２５】本発明による反射器の好ましい態様では、
バリヤー層が強めあう干渉のための必要条件：ｄ・ｎ＝
ｋ・λ／２±２０ｎｍを満たす厚さを有し、入射光線の
３％未満を吸収するように、バリヤー層を形成する。

【００２６】本発明に関する研究の過程において、反射
器面の全体にわたって一定の均一な層厚さを有する艶出
し（brightened）アルミニウム面上のバリヤー層が、層
厚さを［ｋ・λ／２＋２０ｎｍ］＜ｄ・ｎ＜［（ｋ＋
１）・λ／２−２０ｎｍ］であるように選択するなら
ば、均一な色調を有することが発見された。

【００２７】着色剤を含む大抵の層とは対照的に、これ
らの色調は耐光堅牢性である。さらに、偏光フィルター
を用いて、色彩効果を強める又は除去することができ
る。

【００２８】本発明による反射器の他の態様では、バリ
ヤー層は条件：ｄ・ｎ＝ｌ・λ／２±２０ｎｍ［式中、
ｌは奇数の自然数である］を満たす厚さを有する。この
ような反射器は、反射改良ＬＩ／ＨＩ多層、すなわちＬ
Ｉ／ＨＩ多重層を有する反射器を製造するための出発物
質として適する。ＬＩ／ＨＩ多層とは、低／高屈折率多
層、すなわち異なる屈折率を有する、少なくとも２層か
ら成る多重層を意味する。低い屈折率の層が金属層上に
存在するような、金属面上の異なる屈折率の数対の誘電
性層の組合せが、単一均質層の反射性に比べて反射性の
改良を可能にする。一定の層組成に関して、個々の層の
厚さがλ／４又はその奇数倍に等しいときに、最高の反
射率が得られる。層物質の組成に関して、個々の層の屈
折率の差ができるだけ大きい場合に、最良の反射性が得
られる。

【００２９】本発明によるバリヤー層の厚さはｄｃ陽極
処理によって得られる酸化物層に比べて小さい。その結
果、本発明によるバリヤー層は光線の散乱中心として作
用する異物粒子を殆ど有さない。さらに、本発明による
反射器の場合には、入射光線の線状依存性吸収が小さ
く；その結果、特にバリヤー層の厚さが強めあう干渉が
生ずるように選択される場合には、例えば、ｄｃプロセ
スによって得られる酸化物層付き既知反射器の反射性に
比べて、反射性の増強が得られる。ｄｃ陽極処理によっ
て得られる酸化物層に比べて、本発明による反射器上の
バリヤー層は例えばＦｅ、Ｓｉ、ＡｌＦｅＳｉの粒子の
ような異物粒子によって影響されない、すなわち、バリ
ヤー層中に混入された、このような粒子は総反射率に影
響を与える光吸収にあまり強い影響を与えないし、入射
光線の散乱にも影響を及ぼさない。さらに、バリヤー層
の厚さが小さいために、曲がり縁における、特に酸化物
層の亀裂から生ずる曲がり縁における光の散乱度は通常
は無視できるほど小さい。

【００３０】ｄｃプロセスによって生ずる層厚さの通常
大きい差は選択的な光吸収と、それによるイリデンス問
題とを生ずる。他方では、反射器面上の本発明によるバ
リヤー層の小さく、非常に均一な厚さはイリデンス（虹
色）を生じない。さらに、このバリヤー層の厚さのため
に、反射面の間隔は非常に小さく、イリデンス効果を生
じない。ｄｃ層の場合には、反射面間隔は入射光線の波
長の範囲内であり、その結果、イリデンスが生ずること
になる。

【００３１】赤外領域での酸化物層の強い吸収の結果と
して、ｄｃ陽極処理によって製造される酸化物層を含む
反射器は中程度の反射率のみを有し、このような反射率
は反射器を赤外反射器として不適当にする。これとは対
照的に、本発明による反射器は約１０μｍの厚さまで赤
外波長の有意な吸収を示さない。

【００３２】本発明による反射器にさらに加工を施す場
合にも、これらの反射器は、例えば曲げた時に目視可能
な亀裂すなわち光る縁が形成されないという、既知の最
先端技術の反射器を凌駕する有意な利点を有する。

【００３３】下記表１は、バリヤー層なしの艶出しアル
ミニウム面と１５０ｎｍ厚さバリヤー層を有する種々な
純度を有する艶出しアルミニウム面との典型的な反射率
特性の比較、特に指向性反射値と散乱反射値の数値の比
較を示す。バリヤー層なしの艶出しアルミニウム面は９
９.９重量％Ａｌの純度を有する。バリヤー層付きアル
ミニウム艶出し面は９９.５０、９９.９及び９９.９８
重量％Ａｌの純度を有する。表１の反射率値はドイツ工
業規格ＤＩＮ５０３６に従って測定したものであり、技
術的照明特性を表す、すなわち、反射率測定値は光に対
する眼の感度に従って評価する。得られた値から知るこ
とができるように、反射率はバリヤー層によって最小度
にのみ低下するにすぎない。

【００３４】

【表１】

【００３５】本発明は、陽極処理によって製造される酸
化アルミニウムから形成され、２０℃において６〜１
０.５の誘電率εを有し、アルミニウム面の全体にわた
って±５％より大きく変化しない、一定厚さの透明な無
孔バリヤー層によって保護されるアルミニウム面を特徴
とする、技術的照明のための反射器の製造方法にも関す
る。

【００３６】この目的は、本発明によると、アルミニウ
ム面を、酸化アルミニウム層を溶解しない電解質中で電
解酸化し、ｎｍで測定して、生ずる酸化物層の所望の厚
さｄが、下記判断基準に従って選択される、一定の電解
質電圧Ｕ（ｖｏｌｔ）：ｄ／１.４≦Ｕ≦ｄ／１.２［式中、ｄ／１.４とｄ／１.２とは分子としてのｄと分
母の１.４及び１.２との商を表す］を選択して、設定す
ることによって得られることによって達成される。

【００３７】本発明による方法は、薄い均質な−少なく
とも可視領域における電磁放射線に関して−透明な、均
一厚さのバリヤー層の製造を可能にする。例えば空気の
ような媒質中に光線が広がり、光線の伝播速度の異なる
（屈折率の異なる）他の媒質（例えば、アルミニウム）
に入ると、表面に衝突する光線部分が反射される。それ
故、表面全体にわたって均一な反射率特性を有する反射
器を得るためには、均一な厚さの同質な層を有すること
が必要である。

【００３８】本発明による電解方法では、少なくとも、
酸化されるべきアルミニウム面に既述し、定義した表面
条件を与えて、次に導電性流体、すなわち電解質中に入
れ、陽極としてｄｃ電源に結合させる、この場合に、負
の電極は通常ステンレス鋼、黒鉛、鉛又はアルミニウム
である。本発明によると、電解質は電解プロセス中に形
成される酸化アルミニウムが化学的に溶解しない、すな
わち、酸化アルミニウムが再溶解しないような電解質で
ある。ｄｃ電界では、ガス状水素が陰極に形成され、陽
極にガス状酸素が形成される。アルミニウム面に形成さ
れる酸素はアルミニウムと反応して、プロセス中に酸化
物層の厚さが増大する。バリヤー層の厚さが増大するに
つれて、層の抵抗は急速に増加するので、対応して電流
は低下し、層は成長を停止する。

【００３９】本発明による反射器の製造は清浄な硫酸ア
ルミニウムを必要とする、すなわち、電解酸化すべき表
面は通常、本発明によるプロセスの前に、表面処理（い
わゆる前処理）を受けなければならない。

【００４０】アルミニウム表面は通常、自然に形成さ
れ、その今までの履歴のために、異物によって汚染され
た酸化物層を示す。このような異物は例えば圧延滑沢剤
残渣、輸送目的の保護油、腐食産物又は圧入された異物
粒子等であると考えられる。このような異物を除去する
ために、アルミニウム面を通常、面に作用する洗浄剤に
よって化学的に前処理する。この目的には、酸性水性脱
脂剤を別として、ポリホスフェート及びボレートに基づ
くアルカリ性脱脂剤が特に適切である。例えば苛性ソー
ダ又は硝酸とフッ化水素酸との混合物のような、強アル
カリ性又は酸性溶液による酸洗い又はエッチングは中程
度から顕著なまでの作用と物質除去とを生ずる。その結
果、自然の酸化物層と、それに混入されたあらゆる不純
物は除去される。侵襲性アルカリ作用はしばしば、酸後
処理によって除去しなければならない付着物を生ずる。
表面物質を除去しない洗浄は有機溶剤による又は水性若
しくはアルカリ性洗浄剤による脱脂によって実施する。

【００４１】表面状態に依存して、機械的な手段によっ
て、すなわち研磨材によって表面を除去することも必要
である。このような処理は、例えば磨砕、表面ブラスチ
ング、ブラッシング又は研磨によって、必要な場合に
は、化学的後処理によって補助して、実施することがで
きる。

【００４２】平坦な金属状態において、アルミニウム面
は光及び熱の非常に高い反射能力を有し、そのために、
表面が平滑であればあるほど、指向性反射率は大きくな
り、表面はより光沢を有することになる。高純度のアル
ミニウム及び例えばＡｌＭｇ若しくはＡｌＭｇＳｉのよ
うな特定の合金によって、最大の光沢が得られる。

【００４３】例えば、研磨、ミリング（milling）、最
終ロールパスにおける高度磨きロールによるローリング
によって、又は化学的若しくは電解による艶出しによっ
て、高度な反射面が得られる。研磨は例えばソフトクロ
スのバフホイール（buffingwheel）を用いて、必要な場
合には、研磨用ペーストを用いて実施することができ
る。ローリングによって研磨する場合には、最後のロー
ルパスにおいてロールと、ローリングされるべき物質と
の間に配置される、例えば彫刻ロール又は蝕刻鋼ロール
又は特定の構造を有する物質を用いてアルミニウム面に
一定の構造を与えることも可能である。化学的艶出しは
例えば高濃縮酸混合物を通常訳１００℃を越える高温に
おいて用いることによって実施する。酸性又はアルカリ
性電解質を電解艶出しに用いることができるが、酸性電
解質が通常好ましい。

【００４４】光沢仕上げを維持するために、艶出し面を
化学的及び物理的影響から保護しなければならない。例
えばｄｃ陽極処理又はペイント塗布のような既知の最先
端技術方法は、例えば、大きくて制御し難い層厚さ又は
不均質な層のような、上記欠点を有する。

【００４５】本発明による方法は、バリヤー層／アルミ
ニウム界面において光線が反射されることができるよう
に、可視領域において本質的に透明であるような、均一
厚さの均質バリヤー層を形成する。

【００４６】本発明の方法によって電解的にバリヤー層
を形成することは、バリヤー層の厚さ全体に及ぶ正確な
制御を可能にする。本発明による方法によって得られる
バリヤー層の、ナノメーター（ｎｍ）で測定した、最大
層厚さは印加電圧（ｖｏｌｔ）に大体対応する、すなわ
ち、最大層厚さは陽極処理に関して印加する電圧の線状
関数である。印加電圧Ｕの関数として得られる最大バリ
ヤー層の正確な値は簡単な試行によって算出することが
でき、１.２〜１.４ｎｍ／Ｖの範囲内にあり、印加電圧
の関数としての厚さの正確な値は、用いる電解質に、す
なわちその組成及びその温度に依存する。

【００４７】バリヤー層を再溶解しない電解質を用いる
ことによって、これらの層は殆ど無孔になる、すなわ
ち、生ずる孔は例えば電解質中の汚染物によるか、又は
外部アルミニウム層の構造欠陥によるものであり、電解
質中での酸化アルミニウムの溶解によるものとは殆ど考
えられない。酸化物層の形成中に酸化物層の電気抵抗は
増大するので、ｄｃプロセスにおけるよりも非常に高い
電圧が必要になる。

【００４８】本発明による方法に使用可能である非再溶
解性の電解質は、例えば、一般に水で希釈された、２以
上、好ましくは３以上、特に４以上、７以下、好ましく
は６以下、特に５．５以下のｐＨ値を有する有機酸又は
無機酸である。常温（すなわち、室温）処理可能である
電解質が好ましい。例えば、低温における硫酸若しくは
リン酸、ホウ酸、アジピン酸、クエン酸、酒石酸又はこ
れらの混合物のような、無機酸若しくは有機酸、又は特
に上記酸とこれらの混合物のような、無機酸若しくは有
機酸のアンモニウム塩若しくはナトリウム塩の溶液がが
特に好ましい。塩溶液は電解質中に溶解したアンモニウ
ム塩若しくはナトリウム塩の全体で２０ｇ／ｌ以下、有
効には２〜１５ｇ／ｌの濃度を有する。クエン酸若しく
は酒石酸のアンモニウム塩の溶液又はリン酸のナトリウ
ム塩の溶液が非常に好ましい。

【００４９】非常に高度に好ましい電解質は１〜５重量
％の酒石酸と、ｐＨを所望のレベルに調節するためにこ
れに加えられた適当量の水酸化アンモニウム（ＮＨ₄Ｏ
Ｈ）とを含む。

【００５０】一般に、電解質は水溶液である。

【００５１】最大に可能な陽極酸化電圧は、電解質の誘
電値によって決定される。これは例えば電解質の組成及
び温度に依存し、通常は３００〜６００Ｖの範囲内であ
る。

【００５２】電解質の誘電値を高めるために、電解質に
新たな溶媒としてアルコールを加えることができる。こ
のために特に適するのは、メタノール、エタノール、プ
ロパノール（例えば、ポリプロピルアルコール若しくは
イソプロパノール）又はブタノールである。電解質への
アルコールの添加量は決定的ではなく、電解質対溶媒の
定量比は例えば１：５０になることができる。アルコー
ルの添加によって、電解質の誘電値は例えば１２００Ｖ
まで上昇することができる。しかし、本発明による方法
に関しては、アルコールを含まない電解質が好ましい。

【００５３】本発明による方法のための最適温度は用い
る電解質に依存する；しかし、一般には、これは得られ
るバリヤー層の品質に対してあまり重要ではない。本発
明による方法のために、１５〜４０℃、特に１８〜３０
℃の温度が好ましい。

【００５４】本発明による方法はアルミニウム製コイ
ル、シート、ホイル若しくは物体上に連続的に若しくは
部分的に、又は少なくともアルミニウム外部層を有する
複合物質上にバリヤー層を形成するために特に適する。
このようなものとして、９９.５重量％以上の純度のア
ルミニウムの使用がバリヤー層の品質に有意な影響を与
えないこと、すなわち、アルミニウム面の艶出し後に存
在する表面条件がバリヤー層形成後にも本質的に同じに
留まることが判明している。

【００５５】本発明による方法は、例えば処理ラインを
用いる連続プロセス（例えばストリップ陽極処理プロセ
ス）におけるアルミニウム面の電解酸化に特に適する。

【００５６】本発明による方法は最先端技術のｄｃ陽極
処理に比べて下記利点を有する：・酸化アルミニウムが再溶解せず、塩濃度が通常非常に
低い（約２０ｇ／ｌまで）ので、電解質の消耗が無視で
きる；・シーリング不要；・電流の消費が低い。

【００５７】ｄｃプロセスでは、酸化アルミニウムの再
溶解の結果として、電解質のアルミニウム富化が生じ、
これに応じて、電解質の消費が増大する。さらに、ｄｃ
陽極処理のための電解質は高濃度の酸（すなわち、２０
０ｇ／ｌまで）を必要とする。これに比べて、本発明に
よる方法のための電解液中の塩の濃度は非常に低い（す
なわち、約２０ｇ／ｌまで）。したがって、本発明によ
る方法は酸化物層中への電解質成分の混入を殆ど生じな
い。

【００５８】ｄｃプロセスによる陽極処理による２ｍμ
ｍ厚さの酸化物層の製造は約３５,０００Ａ／ｍ²の電流
消費を生ずるが、これに比べて、本発明による方法によ
って１５０ｎｍの典型的なバリヤー層を形成するための
電流の消費は、約２,５００Ａ／ｍ²であるにすぎない。

【００５９】ｄｃプロセスによ酸化物層の製造は、厚い
酸化物層中に埋封された不溶性粒子による光の吸収若し
くは拡散散乱を防止するため又は干渉効果による好まし
くないイリデンスを防止するために非常に純粋なアルミ
ニウムを必要とするが、本発明による方法の場合には、
バリヤー層の厚さを適当に選択することによって、この
ような層をあまり純粋でないアルミニウムによってもイ
リデンスなく製造することができる。

【００６０】本発明による反射器は技術的照明のための
ランプに、特に、例えばコンピュータモニタースクリー
ンを用いる職場のための機能的ランプに、二次照明に、
スポットランプに、又は例えば光偏向ラメラのような照
明要素に優先的に用いられる。

【００６１】本発明による反射器の好ましい使用は、装
飾用ランプ、特に色調ランプ、又は例えば天井若しくは
壁要素上の装飾面に関してである。

【００６２】本発明による反射器は、照明の角度及び／
又は観察の角度に依存する色調の発生にも好ましく用い
られる。

【００６３】本発明による反射器の他の好ましい使用
は、反射を強化するＬＩ／ＨＩ多層の形成のための出発
物質としてのそれらの使用である。このためには、（ｋ
・λ／４±２０ｎｍ）厚さのＡｌ₂Ｏ₃バリヤー層が必要
である、式中、λは反射器面に衝突する光線の平均波長
であり、ｋは奇数の自然数である。

【００６４】１.６の屈折率を有する、本発明によるバ
リヤー層上に付着するための適当なＨＩ層（高屈折率
層）は、例えば約２.５の屈折率を有する二酸化チタン
（ＴｉＯ₂）層、プラセオジミウム−チタン−オキシド
（Ｐｒ−Ｔｉ−オキシド）層、ランタン−チタン−オキ
シド（Ｌａ−Ｔｉ−オキシド）層、ＺｎＳ層又はＣｅＯ
₂層である。しかし、ＴｉＯ₂、Ｐｒ−Ｔｉ−オキシド又
はＬａ−Ｔｉ−オキシドのＨＩ層が好ましい。ＨＩ層は
ＰＶＤ方法又は所望の金属酸化物を含む有機化合物の分
解（例えば、ＣＶＤ方法によって）によって付着させる
ことができる。

【００６５】

【実施例】用いたアルミニウム面は９９.９重量％純度
の平坦な圧延アルミニウムであり、これに下記前処理を
実施した：（１）５分間沸騰による脱脂；（２）すすぎ洗い；（３）ＨＮＯ₃（濃度ＨＮＯ₃：Ｈ₂Ｏ＝１：１）中での
中和；（４）すすぎ洗い；（５）Ｈ₂Ｏ及び脱イオンＨ₂Ｏ中でのすすぎ洗い；（６）エタノール浴中への浸漬；（７）熱風による乾燥。

【００６６】前処理後に、アルミニウム面を下記操作に
より艶出しする：（１）低温電解質浴中への浸漬；（２）Ｈ₃ＰＯ₄／Ｈ₂ＳＯ₄（比重１.７５５）中で１６
Ｖにおいて６０秒間電解；（３）６０℃のＨ₂Ｏ中ですすぎ洗い；（４）ＮａＯＨ（１００ｇ／ｌ）中で５０℃において３
秒間、電解質付着物の除去；（５）すすぎ洗い；（６）ＨＮＯ₃（濃度ＨＮＯ₃：Ｈ₂Ｏ＝１：１）中での
中和；（７）Ｈ₂Ｏ及び脱イオンＨ₂Ｏ中でのすすぎ洗い；（８）エタノール浴中への浸漬；（９）熱風による乾燥。

【００６７】次に、艶出しアルミニウム面を１ｇ／ｌの
濃度のクエン酸中で室温において陽極処理した、印加電
圧は最初は２０Ｖであり、これを２０Ｖ／分の速度で連
続的に上昇させた。電圧を１０Ｖ上昇させた後に、バリ
ヤー層を有するアルミニウム面の指向性反射率を、各
回、ＤＩＮ６７５３０による方法を用いて表面法線に対
して２０゜の角度において、すなわち、Ａｌミラー（ミ
ラーの反射率は１００％である）に比較して測定した。
２０〜３７０Ｖの全電圧範囲にわたる電解中に測定され
た残留電流は１５ｍＡ／ｄｍ未満であった。

【００６８】図１は、９９.９重量％Ａｌの艶出しアル
ミニウム面の指向性屈折率と、１５０ｎｍバリヤー層を
有する、同じ純度の艶出しアルミニウム面の指向性屈折
率との比較を示すグラフである。図１の縦座標軸に沿っ
て、ＤＩＮ６７５３０に従って測定した反射率値をプロ
ットし、横座標軸に沿っては電解のために印加した電圧
をプロットする。曲線（ａ）は艶出しアルミニウム面上
で測定した反射率値を示し、曲線（ｂ）はバリヤー層を
有する艶出しアルミニウム面上で測定した反射率値を示
す。各場合に、反射率値は基準ミラー（すなわち、アル
ミニウムが蒸着し、ＳｉＯ₂層によって保護されたガラ
ス板）の反射率値の％として記載する。図１に、バリヤ
ー層厚さの測定反射率値も示す、光学的層厚さは本質的
にλ／４（ラムダ／４）と本質的にλ／２（ラムダ／
２）である。

【図面の簡単な説明】

【図１】９９.９重量％Ａｌの艶出しアルミニウム面の
指向性屈折率と、１５０ｎｍバリヤー層を有する、同じ
純度の艶出しアルミニウム面の指向性屈折率との比較を
示すグラフ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミニウムの反射面と、２０℃におい
て６〜１０.５の誘電率を有する、陽極処理によって製
造される酸化アルミニウムの透明な保護無孔バリヤー層
とを有する技術的照明のための反射器であって、バリヤ
ー層の厚さｄが下記条件：（ａ）強めあう干渉のために、ｄ・ｎ＝ｋ・λ／２±２０ｎｍ又は（ｂ）色調が調和した反射器面を得るために、［ｋ・λ／２＋２０ｎｍ］＜ｄ・ｎ＜［（ｋ＋１）・λ
／２−２０ｎｍ］又は（ｃ）反射率を強めるＬＩ／ＨＩ多層被膜を有する
反射器を製造するための出発物質としての使用のため
に、ｄ・ｎ＝ｌ・λ／４±２０ｎｍ［式中、ｎはバリヤー層の屈折率であり、λは反射器の
表面に衝突する光線の平均波長であり、ｋは自然数であ
り、ｌは奇数である自然数である］を満たし、バリヤー
層の厚さが６０〜４９０ｎｍの範囲内であり、アルミニ
ウム面の全体にわたって、±５％より大きく変化しない
前記反射器。
【請求項２】アルミニウム面が９９.５〜９９.９８重
量％の純度を有する請求項１記載の反射器。
【請求項３】バリヤー層の厚さが７５〜３２０ｎｍの
範囲内である請求項１記載の反射器。
【請求項４】 λが日中にヒトの眼によって最も良く知
覚されることができる光の平均波長に相当する請求項１
記載の反射器。
【請求項５】バリヤー層が、強めあう干渉のための条
件：ｄ・ｎ＝ｋ・λ／２±２０ｎｍを満たす厚さｄを有して、入射光線のエネルギーの３％
未満を吸収する請求項１記載の反射器。
【請求項６】アルミニウム面を、酸化アルミニウム層
を溶解しない電解質中で電解酸化し、生ずる酸化物層の
所望の厚さｄ（ｎｍで測定）が、下記判断基準に従って
選択される、一定の電解質電圧Ｕ（ｖｏｌｔ）：ｄ／１.４≦Ｕ≦ｄ／１.２を選択して、設定することによって得られる請求項１記
載の反射器の製造方法。
【請求項７】有機酸又は無機酸を含む溶液を非再溶解
性電解質として用い、前記溶液が２〜７のｐＨ値を有す
る請求項６記載の方法。
【請求項８】非再溶解性電解質が有機酸若しくは無機
酸のアンモニウム塩若しくはナトリウム塩の溶液、又は
有機酸若しくは無機酸のアンモニウム塩若しくはナトリ
ウム塩と対応有機酸若しくは無機酸とを含む溶液であ
り、この溶液が２〜７のｐＨ値を有する請求項６記載の
方法。
【請求項９】電解質がアンモニウム塩又はナトリウム
塩の２０ｇ／ｌ以下の濃度を有する請求項８記載の方
法。
【請求項１０】アルミニウム面の電解酸化を連続処理
ラインにおける連続プロセスとして、好ましくはストリ
ップ材料の陽極処理プロセスにおいて実施する請求項６
記載の方法。
【請求項１１】特にコンピュータモニタースクリーン
を用いる職場の機能ランプ、二次照明、スポットラン
プ、光偏向要素又は光偏向ラメラとしての、特に昼間に
おける、技術的照明用途のランプ用の、バリヤー層の厚
さｄが下記条件：ｄ・ｎ＝ｋ・λ／２±２０ｎｍ［式中、ｋは自然数である］を満たす請求項１〜５のい
ずれかに記載の反射器の使用方法。
【請求項１２】装飾的ランプ又は天井若しくは壁要素
の装飾面用の、バリヤー層の厚さｄが下記条件：［ｋ・λ／２＋２０ｎｍ］＜ｄ・ｎ＜［（ｋ＋１）・λ
／２−２０ｎｍ］［式中、ｋは自然数である］を満たす請求項１〜４のい
ずれかに記載の反射器の使用方法。
【請求項１３】反射率を高めるＬＩ／ＨＩ多層バリヤ
ー層を製造するための出発物質としての、バリヤー層の
厚さｄが下記条件：ｄ・ｎ＝ｌ・λ／４±２０ｎｍ［式中、ｌは奇数の自然数である］を満たす請求項１〜
４のいずれかに記載の反射器の使用方法。
【請求項１４】照明の角度又は観察の角度に依存する
色調を生ずるための、バリヤー層の厚さが下記条件：［ｋ・λ／２＋２０ｎｍ］＜ｄ・ｎ＜［（ｋ＋１）・λ
／２−２０ｎｍ］［式中、ｋは自然数である］を満たす請求項１〜４のい
ずれかに記載の反射器の使用方法。