(57)【要約】【課題】良好な静電容量と優れた加工性とを兼ね備えた電極箔を与えるエッチング用アルミニウム箔を提供する。【解決手段】エッチングに供されるアルミニウム箔であって、当該アルミニウム箔の一部に特定領域を有し、当該特定領域は、その酸化皮膜厚みがその周囲の酸化皮膜厚みの２倍以上であることを特徴とするエッチング用アルミニウム箔に係る。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
エッチングに供されるアルミニウム箔であって、当該アルミニウム箔の一部に特定領域を有し、当該特定領域は、その酸化皮膜厚みがその周囲の酸化皮膜厚みの２倍以上であることを特徴とするエッチング用アルミニウム箔。
【請求項２】
前記特定領域の酸化皮膜厚みが５０Å以上である、請求項１に記載のエッチング用アルミニウム箔。
【請求項３】
前記特定領域の総面積がアルミニウム箔の１０％以下である、請求項１又は２に記載のエッチング用アルミニウム箔。
【請求項４】
前記特定領域が陽極酸化処理を施すことによって形成されたものである、請求項１〜３のいずれかに記載のエッチング用アルミニウム箔。
【請求項５】
陽極酸化処理が、電解液を含浸した柔軟性多孔体をアルミニウム箔の一部に接触させながら通電することによって行われる、請求項４に記載のエッチング用アルミニウム箔。
【請求項６】
電解液を含浸した柔軟性多孔体をアルミニウム箔の一部に接触させながら通電することにより前記接触部分の陽極酸化処理を行う工程を含む、請求項１に記載のエッチング用アルミニウム箔を製造する方法。
【請求項７】
電解液を含浸した柔軟性多孔体を表面に備えたローラーを回転させながらアルミニウム箔を通過させることにより、電解液を含浸した柔軟性多孔体をアルミニウム箔の一部に接触させる、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれかに記載のエッチング用アルミニウム箔をエッチング処理した後、陽極酸化処理することにより得られる電解コンデンサ用アルミニウム電極箔。
【請求項９】
前記特定領域を芯部としてロール状に巻かれている、請求項８に記載の電解コンデンサ用アルミニウム電極箔。
【請求項１０】
前記特定領域にリード端子が固定されている、請求項８又は９に記載の電解コンデンサ用アルミニウム電極箔。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解コンデンサ製造のために用いられるエッチング用アルミニウム箔に関する。さらに、本発明は、エッチング及び陽極酸化処理の後に高い静電容量及び易加工性を達成できる電解コンデンサ用アルミニウム箔に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウム箔は、エッチング処理を行い、エッチングピットを形成することにより、表面積を増大させることができる。そして、その表面に陽極酸化処理を施すことにより、酸化皮膜を形成し、これが誘電体として機能する。このため、アルミニウム箔をエッチング処理し、その表面に使用電圧に応じた種々の電圧で陽極酸化皮膜を形成することにより、用途に適合する各種のコンデンサを製造することができる。
【０００３】
エッチング処理で形成されるエッチングピットは、陽極酸化電圧に対応した形状に処理される。
【０００４】
具体的には、中高圧用のコンデンサ用途には、厚い酸化皮膜を形成する必要がある。このため、そのような厚い酸化皮膜でエッチングピットが埋まらないように、中高圧陽極用アルミニウム箔では、主に直流エッチングを行うことによりエッチングピット形状をトンネルタイプとし、電圧に応じた太さに処理される。
【０００５】
一方、低圧用コンデンサ用途では、細かいエッチングピットが必要であり、主には交流エッチングによって海綿状のエッチングピットを形成させる。
【０００６】
コンデンサの容量を向上させるためには、単位面積当たりの表面積を拡大することが有効であり、各種エッチング処理及び各種エッチング処理用アルミニウム箔が製造されている。
ところが、上記のように単位面積当りの表面積を拡大した上に陽極酸化皮膜を形成した電極箔は非常に脆くなり、電極にリード端子を固定する際に接合不良が生じたり、小さな形状に巻く際に折れることがある。
【０００７】
これらの問題を解決する方法として、アルミニウム箔表面にパターンを形成し、未エッチング部分を生じさせることにより強度を確保すること方法が提案されている。
【０００８】
例えば、特許文献１には、純度９９．９質量％以上のアルミニウム箔の片面若しくは両面にアルカリ除去型レジストインキにより線幅０．１〜５ｍｍ、線間隔０．５〜１０ｍｍの多線状パターンを３〜２０％の面積比で塗布形成したことを特徴とする電解コンデンサ電極用アルミニウム箔が開示されている。しかしながら、この方法では、エッチング後にレジストインキ部の除去工程が必要であり、それだけ操作が煩雑になる。
【０００９】
特許文献２には、純度９９．９質量％以上のアルミニウム箔の両面に皮膜耐電圧が２〜２０Ｖである酸化皮膜を縞状に形成させた電解コンデンサ電極用アルミニウム箔が開示されている。しかしながら、上記の箔を得る方法として挙げられている手段は、アルミニウム箔の表面に適切なエネルギー及び波長のレーザー光を照射であり、この方法では、得られた酸化皮膜が不均一になりやすく、十分な未エッチング部分を形成できないという問題がある。
【特許文献１】特開昭６０−３１２１７号公報
【特許文献２】特開昭６２−１９８１１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
このように、上記のいずれの電解コンデンサ用アルミニウム箔も、電極箔としたときにその静電容量を維持した上でリード端子固定の際の接合不良や小形状への巻き取りの際の破損不良を低減させるという点では十分なものとは言えず、加工の容易性も含めてさらなる改良の余地がある。
【００１１】
従って、本発明の主な目的は、良好な静電容量と優れた加工性とを兼ね備えた電極箔を与えるエッチング用アルミニウム箔を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者は、従来技術の問題点を解決するために鋭意研究を重ねた結果、特定条件下でアルミニウム箔を製造することによって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。
【００１３】
すなわち、本発明は、下記のエッチング用アルミニウム箔及び電解コンデンサ用アルミニウム電極箔に係る。
１．  エッチングに供されるアルミニウム箔であって、当該アルミニウム箔の一部に特定領域を有し、当該特定領域は、その酸化皮膜厚みがその周囲の酸化皮膜厚みの２倍以上であることを特徴とするエッチング用アルミニウム箔。
２．  前記特定領域の酸化皮膜厚みが５０Å以上である、前記項１に記載のエッチング用アルミニウム箔。
３．  前記特定領域の総面積がアルミニウム箔の１０％以下である、前記項１又は２に記載のエッチング用アルミニウム箔。
４．  前記特定領域が陽極酸化処理を施すことによって形成されたものである、前記項１〜３のいずれかに記載のエッチング用アルミニウム箔。
５．  陽極酸化処理が、電解液を含浸した柔軟性多孔体をアルミニウム箔の一部に接触させながら通電することによって行われる、前記項４に記載のエッチング用アルミニウム箔。
６．  電解液を含浸した柔軟性多孔体をアルミニウム箔の一部に接触させながら通電することにより前記接触部分の陽極酸化処理を行う工程を含む、前記項１に記載のエッチング用アルミニウム箔を製造する方法。
７．  電解液を含浸した柔軟性多孔体を表面に備えたローラーを回転させながらアルミニウム箔を通過させることにより、電解液を含浸した柔軟性多孔体をアルミニウム箔の一部に接触させる、前記項６に記載の方法。
８．  前記項１〜６のいずれかに記載のエッチング用アルミニウム箔をエッチング処理した後、陽極酸化処理することにより得られる電解コンデンサ用アルミニウム電極箔。
９．  前記特定領域を芯部としてロール状に巻かれている、前記項８に記載の電解コンデンサ用アルミニウム電極箔。
１０．  前記特定領域にリード端子が固定されている、前記項８又は９に記載の電解コンデンサ用アルミニウム電極箔。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のエッチング用アルミニウム箔によれば、酸化皮膜厚みがその他の部分よりも厚い特定領域を有することから、従来法で得られる電極箔と同等の静電容量を維持しつつ、加工性に優れた電極箔を提供することができる。
【００１５】
また、本発明の製造方法では、比較的簡便な方法で部分的な陽極酸化処理を行うことができるので、本発明のエッチング用アルミニウム箔を効率的に生産することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明のエッチング用アルミニウム箔（以下「エッチング用Ａｌ箔」ともいう。）は、エッチングに供されるアルミニウム箔であって、当該アルミニウム箔の一部に特定領域を有し、当該特定領域は、その酸化皮膜厚みがその周囲の酸化皮膜厚みの２倍以上であることを特徴とする。
（１）エッチング用Ａｌ箔における特定領域
特定領域は、アルミニウム箔の所望の位置に形成すれば良い。また、特定領域は、アルミニウム箔上の少なくとも一方の面に形成すれば良い。
【００１７】
特定領域の形状（平面形状）は限定的でなく、例えば多角形、方形、円形、楕円形、不定形等のいずれでも良い。また、特定領域をストライプ状又は網目状に形成することもできる。この場合には、エッチング用Ａｌ箔全体の強度を上げることもできる。
【００１８】
特定領域の総面積は、一般的にはアルミニウム箔の１０％以下、特に５％以下とすることが望ましい。前記総面積が、アルミニウム箔の１０％を超えると、得られるエッチング箔の静電容量が低下するおそれがある。なお、前記総面積の下限値は限定されないが、通常は０．０１％以上とすれば良い。
【００１９】
また、１つ当たりの特定領域の面積の下限値は、形成可能であれば特に限定されないが、一般に５ｍｍ２以上とすれば良い。また、上限値は、１００ｍｍ２以下とすれば良い。
【００２０】
このようなエッチング用Ａｌ箔は、静電容量が高く、特定領域のエッチングピットの密度が少なく、成長速度が遅いため、エッチング後に陽極酸化処理を施して電極箔としたときに特定領域の強度を周囲組織のそれよりも高くすることができる。
【００２１】
（２）エッチング用Ａｌ箔の組成等
エッチング用Ａｌ箔の組成は限定的ではないが、特にアルミニウム純度が「ＪＩＳ Ｈ ２１１１」に記載された方法に準じて測定された値で９９質量％以上のものが好ましい。このようなアルミニウム箔としては、Ｐｂ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｖ、Ｇａ、Ｎｉ及びＢの少なくとも１種の有意又は不可避の不純物元素を必要範囲内において配合又は規制したアルミニウム箔も包含される。
【００２２】
具体的なエッチング用Ａｌ箔の組成としては、例えばＳｉ：５〜１５０ｐｐｍ、Ｆｅ：５〜１５０ｐｐｍ及びＣｕ：２０〜２００ｐｐｍ含有するアルミニウム箔を好適に用いることができる。
【００２３】
エッチング用Ａｌ箔の厚みは限定的でないが、通常は２０〜２００μｍ、特に５０〜１５０μｍとすることが望ましい。
（３）エッチング用Ａｌ箔の調製
所定の組成を有するアルミニウム溶湯を調製し、これを鋳造して得られた鋳塊を４５０〜６６０℃で均質化処理した後、熱間圧延及び冷間圧延を施すことにより圧延箔を得ることができる。また、所定の組成を有するアルミニウム溶湯を調製し、これを直接鋳造圧延した後冷間圧延により圧延箔を得ることもできる。これらの場合の圧延箔の厚みは限定的ではないが、一般的に２０〜２００μｍとすることが好ましい。
【００２４】
上記圧延箔は工程途中で適宜焼鈍しても良く、圧延箔を焼鈍して軟質箔としても良い。３００℃以上で焼鈍する場合、焼鈍雰囲気は真空又は不活性ガスとすることが望ましい。
【００２５】
エッチング用Ａｌ箔は、硬質箔、軟質箔のいずれを問わず、前記所定の特定領域を形成できる限り、その製法は特に制限されない。例えば、アルミニウム原料から圧延箔を経て所定のアルミニウム箔を製造するに際し、熱間圧延工程より後のいずれかの工程において、前記特定領域を形成するための工程を実施すれば良い。
【００２６】
特定領域の形成方法としては、熱間圧延工程より後のいずれかの工程で、アルミニウム箔の一部に熱的、機械的又は化学的な処理を施すことにより所定の酸化皮膜を付与すれば良い。特に、本発明では、陽極酸化処理により特定領域を形成する方法が好ましい。
【００２７】
陽極酸化処理の方法としては限定的でなく、例えば印刷法を利用した湿式又は乾式エッチング処理、スタンプ法を利用した腐食処理等のように所望の寸法精度で加工できる方法であれば特に限定されない。
【００２８】
より具体的には、エッチング用Ａｌ箔を陽極とし、特定領域に電解液を接触させて陽極酸化を行う方法が好ましい。電解液は、陽極酸化皮膜を形成することができれば特に限定されず、リン酸、硫酸、ホウ酸、シュウ酸溶液などが好適に使用される。
【００２９】
本発明では、電解液を含浸した柔軟性多孔体（例えば、多孔性樹脂、発泡体、スポンジ等）をアルミニウム箔の一部に接触させながら通電する方法を好適に採用することができる。この方法では、柔軟性多孔体を所望の形状・寸法に設計することにより、それに対応した形状・寸法を有する特定領域を比較的容易かつ確実に形成することができる。これにより、従来技術で必要とされたマスキング等の処理を省略することができる。
【００３０】
さらに、本発明では、電解液を含浸した柔軟性多孔体を表面に備えたローラーを回転させながらアルミニウム箔を通過させることにより、電解液を含浸した柔軟性多孔体をアルミニウム箔の一部に接触させれば、連続的に特定領域を形成することができる。このときの通電方法（電圧印加方法）としては、例えば導電性のローラー（軸）を電源（−極）に接続し、アルミニウム箔を巻き取る軸を電源（＋極）に接続すれば良い。これらの工程を含む方法は、本発明のエッチング用Ａｌ箔の製造方法に包含される。
【００３１】
エッチング用Ａｌ箔における酸化皮膜厚みの平均値は１００Å以下、好ましくは５０Å以下、さらに好ましくは２０Å以下である。酸化皮膜厚みが１００Åより大きくなると静電容量が低下するおそれがある。なお、下限値は、特に限定されないが、通常５Åである。
【００３２】
エッチング用Ａｌ箔の特定領域における酸化皮膜厚み（平均値）は、その周囲の酸化皮膜厚みの平均値の２倍以上、好ましくは５倍以上である。エッチング用Ａｌ箔の特定領域における酸化皮膜厚みの平均値は、その周囲の酸化皮膜厚みの平均値の２倍より小さいと、特定領域が十分な強度を持たないおそれがある。
【００３３】
特定領域は、エッチング処理及び陽極酸化処理を施し電極箔としたときに強度が要求される部分として利用することが望ましい。電極箔としたときに強度が要求される部分としては、例えば巻き込みの芯部、リード端子の固定部等となるような部位が挙げられる。
【００３４】
本発明のエッチング用Ａｌ箔に対し、必要に応じて脱脂、表面調整等の公知の処理を施した後、常法に従ってエッチング処理及び陽極酸化処理を実施すれば、本発明の電解コンデンサ用アルミニウム電極箔を得ることができる。すなわち、本発明のエッチング用Ａｌ箔に上記処理を施して得られたアルミニウム箔は、電解コンデンサ用アルミニウム電極箔として好適に用いることができる。
【実施例】
【００３５】
以下に実施例及び従来例を示し、本発明の特徴をさらに明確にする。ただし、本発明の範囲は、これら実施例に限定されるものではない。
【００３６】
以下の実施例と従来例に従って電解コンデンサ用アルミニウム箔を作製した。なお、実施例と比較するために比較例１を作製した。
【００３７】
１）各実施例等では、まずエッチング用アルミニウム箔を作製し、得られたアルミニウム箔を、次に示す条件でエッチング処理し、次いでホウ酸水溶液（６５ｇ／Ｌ）中で２００Ｖの陽極酸化処理を施して電極箔とした。
＜エッチング処理条件＞
・一次エッチング
エッチング液：塩酸及び硫酸の混合液（塩酸濃度：１モル／Ｌ、硫酸濃度：３モル／Ｌ、８０℃）
電解：ＤＣ２００ｍＡ／ｃｍ２×２分
・二次エッチング
エッチング液：塩酸及びシュウ酸の混合液（塩酸濃度：２モル／Ｌ、シュウ酸濃度：０．０１モル／Ｌ、８０℃）
電解：ＤＣ５０ｍＡ／ｃｍ２×９分
２）得られたアルミニウム箔について、１３質量％アジピン酸アンモニウム水溶液（液温２５℃）で、対極を同純度アルミニウム箔として、測定領域にＤＣ０．４ｍＡの定電流を流し、電圧−時間曲線の屈曲点の電圧（Ｖ）を測定し、次式に従って酸化皮膜厚みを求めた。
【００３８】
＜酸化皮膜厚み＞
酸化皮膜厚み（Å）＝１３（Å／Ｖ）×屈曲点の電圧（Ｖ）・・・  （式）
３）得られた電極箔について、その静電容量及び強度を次のように測定した。
【００３９】
＜静電容量＞
ＬＣＲメーターを用い、ホウ酸アンモニウム水溶液（８g／Ｌ）にて測定した。なお、測定面積はそれぞれ３０ｍｍ×３０ｍｍとし、測定面積における特定領域の割合がアルミニウム箔総面積における特定領域の割合とほぼ等しくなるように、２０枚以上の平均値を求め、従来例を１００としたときの相対値で示した。
【００４０】
＜強度＞
・折曲強度
周囲の２倍以上の酸化皮膜厚みを持つ特定領域が被折曲部分になるようにした上で、ＪＩＳ  Ｐ  ８１１５に準じて、ＭＩＴ形自動折曲試験機により測定した。曲率半径１ｍｍ、荷重２５０ｇ、折曲角度左右各９０°の条件とし、９０°の折曲を１回として切断されるまでの回数を測定した。周囲と異なる集合組織を持つ部位がない場合は、任意の部位を測定した。
・リード端子固定強度
周囲の２倍以上の酸化皮膜厚みを持つ特定領域が被固定部分になるようにし、２５ｍｍ×５０ｍｍの電極箔に厚さ１５０μｍ、幅２ｍｍ、固定長さ７ｍｍ、全長２０ｍｍの平角純アルミニウム線をリード端子として２個所スポット溶接した。１０個の試料を作成し、リード端子固定状態を目視で観察し、次のＡ〜Ｃで評価した。周囲の２倍以上の酸化皮膜厚みを持つ部位がない場合は、任意の部位を被試験部分とした。
【００４１】
Ａ：リード端子全てが圧着され、電極箔に破損がない
Ｂ：リード端子全てが圧着されているが、電極箔に亀裂がある
Ｃ：リード端子又は電極箔に脱落部分がある
（従来例）
アルミニウム溶湯（Ｓｉ：２０ｐｐｍ、Ｆｅ：１０ｐｐｍ、Ｃｕ：５０ｐｐｍ、残部：Ａｌ及び不可避不純物）を半連続鋳造して、厚さ５００ｍｍの鋳塊を得た。この鋳塊を５５０℃で均質化処理をした後、熱間圧延により５ｍｍとし、続いて冷間圧延を実施して１００μｍとすることによりエッチング用アルミニウム箔を得た。また、このアルミニウム箔を前記の方法によって処理することにより電極箔を得た。これらアルミニウム箔及び電極箔の評価結果を表１に示す。
【００４２】
（実施例１）
従来例で得られた１００μｍの冷間圧延箔に対し、電極箔としたときに所望の位置及び形状になる部位の片面に１容量％ホウ酸水溶液を含浸した多孔質樹脂を押し当て、ＤＣ５Ｖの電圧を１０秒間印加した後、温水洗浄及び乾燥してエッチング用アルミニウム箔を得た。また、このアルミニウム箔を前記の方法によって処理することにより電極箔を得た。これらアルミニウム箔及び電極箔の評価結果を表１に示す。
【００４３】
図１に得られた電極箔の模式図を示す。幅５００ｍｍ長さ３００ｍのロール状電極箔から、幅２０ｍｍ長さ６００ｍｍを切り出して電極箔製品単位とする。電極箔製品単位の中で、リード線取付け部分にあたる左上部５ｍｍ×５ｍｍを特定領域とした。
【００４４】
（実施例２）
ＤＣ１０Ｖの電圧を１０秒間印加したほかは実施例１と同様にして、アルミニウム箔及び電極箔を得た。評価結果を表１に示す。
【００４５】
（実施例３）
ＤＣ２０Ｖの電圧を１０秒間印加したほかは実施例１と同様にして、アルミニウム箔及び電極箔を得た。評価結果を表１に示す。
【００４６】
（比較例１）
ＤＣ２Ｖの電圧を１秒間印加したほかは実施例１と同様にして、アルミニウム箔及び電極箔を得た。評価結果を表１に示す。
【００４７】
【表１】
2006274375.tif 000002
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】実施例１で得られた電極箔の模式図（平面図）を示す。
【符号の説明】
【００４９】
（１）電極箔
（２）周囲とは異なる酸化皮膜厚みを持つ部分
（３）最終製品単位となる部分
【図１】
2006274375.tif 000003