(57)【要約】【課題】  厚みが薄く且つ均一な微細孔を有し、光、ガス、液体等の透過性と導電性、電磁波遮蔽性を合わせ持つ多孔金属箔、及びそれを容易に提供し得るアルミニウム支持体付き多孔金属箔の新規な製造方法を提供する。【解決手段】  アルミニウムから成る支持体のアルミニウム表面に、アルカリ性水溶液を接触させるアルカリ処理工程、前記支持体の前記アルミニウム表面にｐＨ４．５〜９．５の銅めっき液を用いて電気銅めっき処理を施す第一めっき工程、前記第一めっき工程に続けてｐＨ２．０以下の金属めっき液を用いて電気金属めっき処理を施す第二めっき工程、を含むアルミニウム支持体付き多孔金属箔の製造方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウムから成る支持体のアルミニウム表面に、アルカリ性水溶液を接触させるアルカリ処理工程と、
前記支持体の前記アルミニウム表面にｐＨ４．５〜９．５の銅めっき液を用いて電気銅めっき処理を施す第一めっき工程と、
前記第一めっき工程に続けてｐＨ２．０以下の金属めっき液を用いて電気金属めっき処理を施す第二めっき工程と、
を含む、アルミニウム支持体付き多孔金属箔の製造方法。
【請求項２】
前記アルカリ処理工程と第一めっき工程とが連続的に実施されることを特徴とする、請求項１に記載のアルミニウム支持体付き多孔金属箔の製造方法。
【請求項３】
前記第一めっき工程における電流密度が０．４〜１．２Ａ／ｄｍ２であることを特徴とする、請求項１に記載のアルミニウム支持体付き多孔金属箔の製造方法。
【請求項４】
前記アルカリ性水溶液が０．４〜８．０質量％の水酸化ナトリウム水溶液であることを特徴とする、請求項１に記載のアルミニウム支持体付き多孔金属箔の製造方法。
【請求項５】
前記銅めっき液がキレート剤を含むことを特徴とする、請求項１に記載のアルミニウム支持体付き多孔金属箔の製造方法。
【請求項６】
前記アルミニウム支持体付き多孔金属箔の開口率が３〜２５％であることを特徴とする、請求項１に記載のアルミニウム支持体付き多孔金属箔の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、厚みが薄く微細孔を有する多孔金属箔を容易に提供しうる、アルミニウム支持体付き多孔金属箔の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属箔は導電材や電磁波遮蔽材などとして用途が拡大しており、新規用途として光透過性やガス透過性などの機能を有する、薄くて軽い多孔金属箔が求められている。特に、銅箔に微細な孔を設けて透過性を付与した多孔銅箔は、導電性を有するフィルター材などとして多方面での利用が期待される。より薄く軽い多孔金属箔が求められる一方、微細孔の大きさを制御したり、微細孔の均一性を高めたりすることも求められている。
【０００３】
微細孔を有する金属箔を製造する方法としては、特許文献１〜５に開示されるように従来様々な方法が提供されてきている。これらのうち、主に金型やレーザーを用いて金属箔に孔を開けたり、パンチングやエッチング等の手法で孔を開けたりしたものがあるが、薄い金属箔に、微細で均一な孔を形成するのは困難であった。例えば、金属箔の厚みが２０〜１００μｍ程度のものでなければ加工できなかったり、孔径についても、１００μｍ以上といった比較的大きなサイズの孔を開けるのが限界であったりした。
【０００４】
そのため、従来の方法で得られる多孔金属箔では小型化、軽量化した際に均一な透過性を発揮することが出来なかった。より厚みの薄い金属箔であって、より小さなサイズの孔が均一に分布していることで、気体成分や液体成分の透過性に偏りの生じないものが望まれるような分野、例えば、リチウムイオン電池等の負極用電極板、シート状電極板、各種フィルター、フレキシブル回路基板の電磁波遮蔽材などの分野において、十分に満足のいく性能を有する多孔金属箔を製造する方法が強く求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１６９７６６号公報
【特許文献２】特開２００７−２７７６４１号公報
【特許文献３】特開２００９−２４９６４３号公報
【特許文献４】特開２０１２−０２６０１９号公報
【特許文献５】特開２０１３−２２７６３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、厚みが薄く且つ微細孔を有し、導電性や電磁波遮蔽性と、光やガス、液体等の透過性とを合わせ持つ新規な多孔金属箔、及びそれを容易に提供しうるアルミニウム支持体付き多孔金属箔を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、鋭意研究の結果、アルミニウム支持体の表面をアルカリ処理した直後に、特定のｐＨに調整された銅めっき液を用いて銅めっき処理を実施し、更に続けてより酸性度の高い金属めっき液を用いて金属めっき処理を実施することによって厚みが薄く、微細孔を均一に有する多孔金属箔をアルミニウム支持体上に形成できることを見出し、本発明を完成するに到った。
【０００８】
本発明のアルミニウム支持体付き多孔金属箔の製造方法は、アルミニウムから成る支持体のアルミニウム表面に、アルカリ性水溶液を接触させるアルカリ処理工程と、前記支持体の前記アルミニウム表面にｐＨ４．５〜９．５の銅めっき液を用いて電気銅めっき処理を施す第一めっき工程と、前記第一めっき工程に続けてｐＨ２．０以下の金属めっき液を用いて電気金属めっき処理を施す第二めっき工程と、を含む、アルミニウム支持体付き多孔金属箔の製造方法である。
【０００９】
前記アルカリ処理工程と第一めっき工程とが連続的に実施されることが好ましい。
【００１０】
前記第一めっき工程における電流密度が０．４〜１．２Ａ／ｄｍ２であることが好ましい。前記アルカリ性水溶液が０．４〜８．０質量％の水酸化ナトリウム水溶液であることが好ましい。
【００１１】
前記銅めっき液がキレート剤を含むことが好ましい。前記アルミニウム支持体付き多孔金属箔の開口率が３〜２５％であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、厚みが薄く、孔径の小さな微細孔を有する多孔金属箔がアルミニウム支持体上に形成されたものが得られ、これはアルミニウム支持体と多孔金属箔との間に適度の剥離性を有するため、これから多孔金属箔を容易に剥離して使用することができる。得られる多孔金属箔は、均一な微細孔を有しており、光やガス、液体等についての良好な透過性と、導電性、電磁波遮蔽性とを両立したものである。
【００１３】
本発明の方法で製造されるアルミニウム支持体付き多孔金属箔は、アルミニウム支持体と多孔金属箔との間に適度の剥離性を有しており、容易に剥離することができるため使用性に優れる。具体的には、アルミニウム支持体からそのまま多孔金属箔を剥離して利用することもできるし、当該アルミニウム支持体付き多孔金属箔を所望の対象物に貼り付けた後にアルミニウム支持体を剥離して取り除く、という使用方法も採用される。この場合、対象物に多孔金属箔を容易に貼り合わせることができる。対象物としては樹脂、ガラス、セラミックス等からなる物品が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】アルミニウム支持体から剥離された、本発明の多孔金属箔の透過光による撮影画像である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明のアルミニウム支持体付き多孔金属箔の製造方法においては、表面の少なくとも一部にアルミニウムを有する支持体が用いられる。具体的には、合成樹脂フィルムの表面にアルミニウムから成る金属層が形成されたものや、アルミニウム箔、アルミニウム板等が挙げられる。後述するめっき処理工程での作業性の観点から、アルミニウム箔の一方の面に補強材としての樹脂フィルムが貼り合わされたものであることが好ましい。補強材としての樹脂フィルムは、めっき処理工程における薬品に耐性を有するものであることが好ましい。例えば、ポリエステル、ポリイミド、ポリプロピレン等が挙げられる。
【００１６】
アルミニウム支持体のアルミニウム表面を、アルカリ性水溶液を接触させるアルカリ処理工程が最初に実施される。アルカリ性水溶液としては、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液等が挙げられる。アルカリ水溶液の濃度としては、例えば水酸化ナトリウム水溶液の場合であれば０．４〜８．０質量％であることが好ましい。アルミニウム表面に接触させるアルカリ性水溶液の温度は１５〜４５℃であることが好ましく、接触させる時間は３０〜６００秒であることが好ましい。
【００１７】
大気中においては、アルミニウムの表面は酸化されており不動態となっている。アルカリ処理工程ではこの不動態の一部を溶解し、酸化していないアルミニウムを一部露出させる効果を有していると考えられる。不動態となっているアルミニウムの表面では、以降のめっき工程において電気めっきを実施しても金属の析出は見込めない。
【００１８】
アルカリ処理を実施した後、速やかに次の工程である第一めっき工程が実施される。上記のとおり、アルカリ処理工程によって一部の不動態が取り除かれるが、長時間放置すると空気酸化が進み、再度不動態となってしまう。アルカリ処理工程の後、第一めっき工程を実施するまでの時間間隔は１８０秒以内であることが好ましい。
【００１９】
第一めっき工程では、電気銅めっき処理が行なわれる。銅めっき液としては、アルミニウムが溶解しにくいｐＨ４．５〜９．５の銅めっき液が用いられる。銅めっき液の組成としては、従来公知の配合で調製することもできるし、市販の電気銅めっき液を用いることもできる。所望の電気銅めっきを達成できるものであり、前記ｐＨ値の範囲内であれば、その組成については制限されない。
【００２０】
電気銅めっき処理における条件として、電流密度が０．４〜１．２Ａ／ｄｍ２の範囲であることが好ましい。電流密度がこの範囲内であることによって、不動態が除去されたアルミニウム支持体の表面に、多孔金属箔の核となる金属析出が達成される。電流密度が０．４Ａ／ｄｍ２未満であると個別の金属析出が形成されるのみで箔としてシート状にならない虞がある。一方、電流密度が１．２Ａ／ｄｍ２を超えると十分な数の微細孔が形成されないという虞がある。第一めっき工程における電流密度を制御することにより、多孔金属箔の開口率をコントロールすることができる。
【００２１】
第一めっき工程の処理温度は３０〜６０℃であることが好ましく、処理時間は３０〜６００秒であることが好ましい。第一めっき工程の後、必要に応じて水洗、乾燥を実施してもよい。
【００２２】
第一めっき工程に続き、第二めっき工程が実施される。第二めっき工程では、第一めっき工程で形成され、多孔金属箔の核となる銅部分に重ねて金属を析出させ、箔として使用できる厚さにする。第二めっき工程で用いる金属としては、銅、銀、ニッケルなどが挙げられる。
【００２３】
第二めっき工程の電気金属めっき処理温度は１５〜５０℃であることが好ましい。処理時間は３０〜６００秒であることが好ましい。
【００２４】
第二めっき工程における電気金属めっき液としては、目的の金属イオンを含有し、ｐＨ２．０以下である強酸性の金属めっき液等が用いられる。ｐＨ２．０以下の強酸性の金属めっき液とは、本来ｐＨ測定限度を超えるような高濃度の酸性溶液をも概念として含む。ｐＨ２．０以下の範囲であれば、その他の組成物については制限されず、従来公知の配合で金属めっき液を調製することもできるし、市販の電気めっき液を用いることもできる。
【００２５】
本発明のアルミニウム支持体付き多孔金属箔の製造方法によって得られる多孔金属箔において、その開口率が３〜２５％であることが好ましい。開口率がこの範囲内であれば、多孔金属箔として実用的な強度を有するとともに、光、ガス、液体について優れた透過性を達成することができる。また多孔金属箔の全体の厚さは０．５〜５μｍであることが好ましい。厚さがこの範囲であれば、薄膜特有の柔軟性という効果が得られる。
【００２６】
第二めっき工程の後、必要に応じて水洗、乾燥を実施することができる。更に、多孔金属箔に防錆処理等を施すこともできる。  
【実施例】
【００２７】
以下に本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例により何らの制限を受けるものではない。各種物性の測定方法は以下の通りである。
【００２８】
（１）剥離強度
実施例で得られたアルミニウム支持体付き多孔金属箔を幅２．５ｃｍ、長さ１５ｃｍにカットし、その９０°ピール剥離強度を、引張圧縮試験機（株式会社今田製作所製、型式ＳＶ５５  ２０Ｈ）で測定した。引張速度は５０ｍｍ／ｍｉｎである。
【００２９】
（２）開口率
アルミニウム支持体上に形成された多孔金属箔を、アルミニウム支持体から剥離し、その透過光像をマイクロスコープ（株式会社キーエンス製、ＶＨＸ−５０００）で撮影した（図１参照）。撮影した画像から、単位面積あたりの透過光部分面積の百分率（％）を画像処理ソフトウェア（パブリックドメイン、ＩｍａｇｅＪ）にて計算をし、開口率とした。
【００３０】
（３）導電性
アルミニウム支持体上に形成された多孔金属箔を、アルミニウム支持体から剥離し、その表面抵抗値を低抵抗率計（株式会社三菱化学アナリテック製、Ｌｏｒｅｓｕｔａ−ＥＰ  ＭＣＰ−Ｔ３６０）で測定した。
【００３１】
［実施例１］
アルミニウム支持体として、アルミニウム箔（１Ｎ３０、厚み１５μｍ、株式会社ＵＡＣＪ製）の片面に微粘着層付きポリエステル樹脂フィルム（厚み７５μｍ、リンテック株式会社製）を貼り合わせたものを用いた。アルカリ性水溶液として４質量％の水酸化ナトリウム水溶液を使用し、室温（２３℃）にて２２２秒間、アルミニウム支持体を浸漬法にて接触させた。
【００３２】
硫酸銅五水和物５０ｇ／Ｌ、ピロリン酸カリウム１５０ｇ／Ｌ、ｐＨ８．９に調製した電気銅めっき液を用いて第一めっき工程を実施した。電流密度は０．４Ａ／ｄｍ２とし、処理時間を２２２秒とした。めっき液の温度は４０℃であった。
【００３３】
次いで、硫酸銅五水和物２００ｇ／Ｌ、硫酸５５ｍＬ、塩化ナトリウム８５ｍｇ／Ｌ、クッペライトＮＩＡ２−Ａ（日本化学産業株式会社製）０．５ｍＬ／Ｌ、クッペライトＮＩＡ２−Ｂ（日本化学産業株式会社製）２０ｍＬ／Ｌ、ｐＨ２．０以下に調製した電気銅めっき液にて第二めっき工程を実施した。電流密度は３．０Ａ／ｄｍ２であり、処理時間は２２２秒とした。処理温度は２３℃であった。
【００３４】
その後、パルＣ（タツタ電線株式会社製）２０ｍＬ／Ｌの水溶液に２３℃で３０秒浸漬して防錆処理を実施し、アルミニウム支持体付き多孔金属箔を得た。得られた多孔金属箔の厚みは３．７μｍ、開口率は２４．７％であった。
【００３５】
［実施例２〜５］
第一めっき工程における電流密度を０．５Ａ／ｄｍ２（実施例２）、０．６Ａ／ｄｍ２（実施例３）、０．７５Ａ／ｄｍ２（実施例４）、１．０Ａ／ｄｍ２（実施例５）とした以外は実施例１と同様にして、アルミニウム支持体付き多孔金属箔を得た。得られた多孔金属箔の厚み、開口率を表１に示す。また、剥離強度、導電性などの評価についても表１に示す。
【００３６】
［実施例６］
アルミニウム支持体として、アルミニウム箔（１Ｎ３０、厚み１５μｍ、株式会社ＵＡＣＪ製）に微粘着層付きポリエステル樹脂フィルム（厚み７５μｍ、リンテック株式会社製）を貼り合わせたものを用いた。アルカリ性水溶液として４質量％の水酸化ナトリウム水溶液を使用し、室温（２３℃）にて２２２秒間、アルミニウム支持体を浸漬法にて接触させた。
【００３７】
硫酸銅五水和物５０ｇ／Ｌ、ピロリン酸カリウム１５０ｇ／Ｌ、ｐＨ８．９に調製した電気銅めっき液を用いて第一めっき工程を実施した。電流密度は０．６Ａ／ｄｍ２とし、処理時間を２２２秒とした。めっき液の温度は４０℃であった。
【００３８】
次いで、電気銀めっき液（ダインシルバーＧＰＥ−ＳＴ１５、大和化成株式会社製：ｐＨ２．０以下）にて第二めっき工程を実施した。電流密度は０．６Ａ／ｄｍ２であり、処理時間は２２２秒とした。処理温度は２３℃であった。
【００３９】
【表１】
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【図１】
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