(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エッチング処理された幅広の帯状金属シートに溶媒を供給して、前記帯状金属シートのエッチング部に溶媒を充填し、
前記エッチング部に溶媒が充填された帯状金属シートを、切断刃と前記切断刃と対向配置された切断刃受け部材との間で所定サイズに裁断するスリット工程を有し、
前記スリット工程は、前記溶媒により前記帯状金属シートを前記切断刃受け部材に密着させる工程を含む、電解コンデンサ用金属箔の製造方法。
【請求項２】
前記溶媒の供給量が、前記帯状金属シート１ｃｍ２あたり２．５〜１０．０μｌである請求項１に記載の電解コンデンサ用金属箔の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の製造方法によって製造された金属箔を陽極箔、陰極箔のいずれかまたは両方に用いた電解コンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解コンデンサの陽極箔や陰極箔に用いられる金属箔の製造方法、及びその金属箔を用いた電解コンデンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
現代社会において、テレビやパーソナルコンピュータをはじめとする電化製品や自動車は生活に不可欠なほど普及している。これらの高機能化は電解コンデンサなどの電子部品の高性能化に負うところが大きい。
一般的な電解コンデンサでは、アルミニウム、タンタル、チタンなどの弁作用を有する金属からなる金属箔が電極箔として用いられている。例えば、矩形状の陽極箔と陰極箔とを巻回したコンデンサ素子を形成し、陽極箔と陰極箔との間に駆動用電解液を含浸させた後、ケース内にコンデンサ素子を収納した電解コンデンサや、駆動用電解液の代わりに電気電導度に優れるポリチオフェン、ポリピロールなどからなる固体電解質を用いた固体電解コンデンサなどが製品化されている。
【０００３】
上記のような電解コンデンサ用金属箔の製造方法としては、例えば、まず幅広の帯状金属シートにエッチング処理を行って表面積を拡大し、さらにその表面に陽極酸化処理を行って陽極酸化皮膜を形成した陽極箔用金属シートと、幅広の帯状金属シートにエッチング処理のみを行って表面積を拡大した陰極箔用金属シートとを作製する。そして、スリット工程においてこの幅広の帯状金属シートを切断刃により所定幅に裁断し、さらに切断工程において裁断した金属シートを切断装置により個片に切断して矩形状の金属箔を作製している（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００７−１５２４３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、自動車などは高機能化のために様々な電子部品が搭載される傾向にあり、そのため２５Ｖや３５Ｖの高い定格電圧を有する高耐圧電解コンデンサが求められている。
【０００５】
しかしながら、このような高耐圧電解コンデンサは製造時に短絡不良が発生しやすいという問題がある。これは、高耐圧電解コンデンサの製造に用いられる陽極箔や陰極箔の裁断面に発生したバリやクラックが原因と考えられる。すなわち、上記したように電解コンデンサの陽極箔や陰極箔は、エッチング処理された帯状金属シートを所定幅に裁断するスリット工程を経て作製されるが、高耐圧電解コンデンサ用の陽極箔や陰極箔には、エッチングピットの大きな金属箔を用いる必要がある。そのため、帯状金属シートを裁断した際に裁断面の凹凸が大きくなり、それによってバリやクラックが発生しやすくなる。特に、陽極箔用金属シートは、その表面に硬い陽極酸化皮膜が形成されているため、切断刃による切れ味が低下し、裁断面にバリやクラックが発生しやすい。
【０００６】
この裁断面にバリやクラックが発生した金属箔を用いて電解コンデンサを製造した場合、バリが電極箔間を導通させることにより漏れ電流の増大や短絡が発生したり、クラックの進行によって漏れ電流の増大や容量の低下が起こる。このため、工業的な生産においては上記のような短絡などの問題が発生する不良品が増加し、歩留まりが低下するという問題がある。
【０００７】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、帯状金属シートを切断刃により裁断して電解コンデンサ用金属箔を作製する場合に、裁断面でバリやクラックの発生の少ない金属箔を製造し、もって短絡などの問題が発生する不良品数を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、エッチング処理された幅広の帯状金属シートに溶媒を供給して、前記帯状金属シートのエッチング部に溶媒を充填し、
前記エッチング部に溶媒が充填された帯状金属シートを、切断刃と前記切断刃と対向配置された切断刃受け部材との間で所定サイズに裁断するスリット工程を有する電解コンデンサ用金属箔の製造方法である。帯状金属シートに溶媒を供給し、該エッチング部に溶媒が充填されれば、金属シートに腰を持たせることができる。また、エッチング部に溶媒が充填された帯状金属シートを裁断する場合に、切断刃と切断刃受け部材との間で金属シートを裁断すれば、溶媒によって帯状金属シートが切断刃受け部材に張り付くため、帯状金属シートを切断刃受け部材に密着させることができる。
【０００９】
上記溶媒の供給量は、前記帯状金属シート１ｃｍ２あたり２．５〜１０．０μｌが好ましい。上記溶媒の供給量であれば、帯状金属シートと切断刃受け部材との密着性をさらに向上することができるとともに、エッチング部の細孔に溶媒を十分充填させることができるため、さらに金属シートに腰を持たせることができる。
【００１０】
そして、本発明は上記の製造方法によって製造された金属箔を陽極箔、陰極箔のいずれかまたは両方に用いた電解コンデンサである。上記製造方法によって製造される金属箔は、裁断面にバリやクラックの発生が少ない。このため、上記製造方法によって製造される金属箔を陽極箔や陰極箔に用いれば、短絡などの問題が発生する不良品数を低減することができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明によれば、帯状金属シートを裁断して金属箔を製造する場合に、裁断面でのバリやクラックの発生を低減することができる。このため、短絡などの問題が発生する不良品の発生数を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
帯状金属シートのエッチング処理方法は、従来公知のケミカルエッチング法や電解エッチング法を使用することができる。例えば、アルミニウム、タンタル、チタンなどの弁作用金属からなる金属シートを硫酸、硝酸、燐酸、蓚酸などの酸を添加した酸性水溶液中などで電気化学的に処理することにより、金属シートの表面に多数の細孔が形成され、金属シートの表面積を拡大することができる。既述したように、高耐圧電解コンデンサ用の金属箔は大きなエッチングピットが形成されるため、裁断面の凹凸が大きくなり、また陽極箔用金属シートは陽極酸化皮膜により硬度が高くなっているため、バリやクラックが発生しやすい。特に、最近では大容量化のためにエッチング処理により０．３〜５μｍの大きさを有するエッチングピットを形成するとともに、８０〜１５０μｍの厚みを有する金属シートが用いられている。このため、切断刃が早期に摩耗しやすくなり、また多孔質化により金属シートの腰が弱くなるとともに、切断刃がエッチング部で引っかかりやすくなって、裁断面にバリやクラックが発生しやすくなる。従って、上記のような大きさのエッチングピットを有する厚い帯状金属シートが用いられる場合、本実施の形態の製造方法が特に有効である。帯状金属シートを陽極箔用金属シートとして使用する場合には、エッチング処理後、さらに陽極酸化処理を行うことにより、帯状金属シートの表面に陽極酸化皮膜を形成することができる。
【００１３】
本実施の形態では、上記のようにしてエッチング処理された帯状金属シートを所定サイズに裁断するスリット工程において、帯状金属シートに溶媒を供給して、帯状金属シートのエッチング部に溶媒を充填し、エッチング部に溶媒が充填された帯状金属シートを、切断刃と前記切断刃と対向配置された切断刃受け部材との間で所定サイズに裁断する。帯状金属シートに溶媒を供給し、該エッチング部に溶媒が充填されれば、エッチング部の細孔が溶媒で満たされ、それによって金属シートに腰を持たせることができる。これは、水を含ませたスポンジが、乾燥スポンジよりも、裁断面が平坦になるのと同様の現象が溶媒が充填されたエッチング部で起こっているためと考えられる。また、切断刃と切断刃受け部材との間で金属シートを裁断する場合、エッチング部に溶媒を充填することにより、裁断部の金属シートが切断刃受け部材に張り付くため、帯状金属シートを切断刃受け部材に密着させることができる。これにより、切断刃による切れ味が向上し、裁断面でのバリやクラックの発生を低減することができる。
【００１４】
図１は、本実施の形態の製造方法の一例を示す概略図であり、図２は、図１の製造装置を帯状金属シート１の送り出し方向から見た裁断状態を示す部分概略図である。この図１の製造装置は、ロール・トウ・ロール方式と呼ばれる巻出しと巻取りとを同時に行う形式のものである。図２に示すように、この製造装置は、切断手段として、帯状金属シート１の一面側から当接する周縁に刃部を有する回転刃である第１の切断刃Ｓ１と、第１の切断刃Ｓ１と対向配置され、帯状金属シート１の他面側から当接する切断刃受け部材である第１の回転支持ロールＲ１とを複数備えている。また、図２に示すように、この製造装置は、第１の切断刃Ｓ１と第１の回転支持ロールＲ１とからなる１組の切断手段を上下逆転させた第２の切断刃Ｓ２と第２の回転支持ロールＲ２とからなる１組の切断手段を複数備えている。帯状金属シート１を裁断する際には、切断刃Ｓ１，Ｓ２と回転支持ロールＲ１，Ｒ２とを相対的に近接させ、切断刃Ｓ１，Ｓ２から帯状金属シート１に剪断力を付与することにより所定幅に帯状金属シートが裁断される。この切断刃Ｓ１，Ｓ２としては、従来公知の超硬鋼、ハイス鋼、ダイス鋼などからなる切断刃を用いることができる。そして、図１に示すように、この製造装置では、裁断部１ａよりも上流側に帯状金属シート１の各面に溶媒を供給するための溶媒供給手段２が配置されている。従って、帯状金属シート１が切断刃Ｓ１，Ｓ２と回転支持ロールＲ１，Ｒ２との間に向かって送り出されると、帯状金属シート１に溶媒供給手段２から溶媒が供給されることにより、帯状金属シート１の各面が溶媒で濡らされ、エッチング部の細孔に溶媒が充填される。これにより、金属シート１に腰を持たせることができる。また、帯状金属シート１の両面が溶媒によって濡らされるため、裁断部１ａの帯状金属シート１が回転支持ロールＲ１，Ｒ２の表面に張り付き、帯状金属シート１が回転支持ロールＲ１，Ｒ２の表面に密着した状態となる。これにより、裁断部１ａの帯状金属シート１が固定され、裁断性を向上することができる。
【００１５】
図３は、本実施の形態の製造方法の他の一例を示す概略図である。図中、図１と同様の構成については同符号を付して説明を省略する。この製造装置は、第１の回転支持ロールＲ１の表面に溶媒を供給するための溶媒供給手段２が第１の回転支持ロールＲ１に隣接して配置されている。なお、図示しないが、第２の回転支持ロールＲ２の表面に溶媒を供給するための溶媒供給手段が第２の回転支持ロールＲ２に隣接して配置されている。これにより、回転支持ロールＲ１，Ｒ２が帯状金属シート１にそれぞれ当接する際に、回転支持ロールＲ１，Ｒ２の表面に供給された溶媒が帯状金属シート１の各面に転写されるため、帯状金属シート１を回転支持ロールＲ１，Ｒ２に密着させることができるとともに、エッチング部に溶媒を充填することができる。
【００１６】
溶媒としては、揮発性を有し、常温で液体の溶媒であれば特に制限されることなく使用することができる。このような溶媒としては、具体的には、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコールなどのアルコール類、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類、水などが挙げられる。
【００１７】
溶媒の供給量は、帯状金属シートのエッチングの大きさによって適宜変更すればよく、特に限定されないが、通常、帯状金属シートの一面側で１ｃｍ２あたり２．５〜１０．０μｌである。溶媒の供給量が２．５μｌ以上であれば、帯状金属シートと切断刃受け部材との密着性を向上できるとともに、エッチング部に溶媒を十分に充填することができる。一方、溶媒の供給量が１０．０μｌ以下であれば、裁断時に溶媒の飛散が抑えられ、裁断屑の金属シートへの付着を低減することができる。
【００１８】
本実施の形態では、以上のようにして所定幅で裁断された金属シートを、切断装置などによって所定長さに切断して金属箔が作製される。上記の製造方法によって製造される金属箔は、切断刃によって帯状金属シートを裁断する際のバリやクラックの発生が少ない。従って、この金属箔を陽極箔、陰極箔のいずれかまたは両方に使用すれば、短絡などが発生する不良品数を低減することができる。
【００１９】
巻回型の電解コンデンサを作製する場合、例えば、エッチング処理及び陽極酸化処理を施した帯状金属シートから得られる金属箔を陽極箔として、エッチング処理のみを行った帯状金属シートから得られる金属箔を陰極箔として用い、各金属箔にリードタブを接合する。次に、陽極箔と陰極箔とをセパレータを介して巻回してコンデンサ素子を形成し、コンデンサ素子の切り口化成、及び１５０〜３００℃の熱処理を行った後、コンデンサ素子に駆動用電解液を含浸させる。そして、リードタブに封止用のゴムパッキンを挿入し、これをケース内に収納固定した後、ケースの開口部を横絞り・カール処理することにより、電解コンデンサを製造することができる。駆動用電解液の代わりに、コンデンサ素子にチオフェン、ピロールなどのモノマーと、ｐ−トルエンスルホン酸第二鉄などの酸化剤とを含有する重合溶液を含浸させ、モノマーを重合して陽極箔と陰極箔との間に固体電解質層を形成すれば、固体電解コンデンサを製造することができる。また、上記のようにして製造される金属箔を積層すれば、積層型の固体電解コンデンサを製造することができる。
【００２０】
（その他）
（１）上記実施の形態では、帯状金属シートの両面に溶媒を供給しているが、片面側にのみ溶媒を供給してもよい。
（２）上記実施の形態では、一面側、他面側にそれぞれ切断刃Ｓ１と切断刃Ｓ２を設け、それぞれの切断刃と対向するように切断刃受け部材Ｒ１，Ｒ２を配置した切断手段が用いられているが、切断手段は必ずしもこれに限定されない。例えば、図４に示すように、片面側に切断刃Ｓ１のみを、他面側に切断刃受け部材Ｒ１のみを設けた切断手段を用いてもよい。
【００２１】
以下、実施例を挙げてさらに本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００２２】
（実施例１）
エッチング処理及び陽極酸化処理を施した帯状アルミニウムシート（厚み：１２０μｍ，エッチングピット：１μｍ）を図１に示す製造装置（切断刃：ハイス鋼）を用いて、所定幅に裁断した。裁断にあたっては、金属シートの一面側での溶媒の供給量が２．５μｌ／ｃｍ２となるように溶媒供給手段からエタノールを供給した。
【００２３】
（実施例２）
図３に示す製造装置を用い、エタノールを回転支持ロールに供給した以外は、実施例１と同様にして金属シートを裁断した。裁断にあたっては、金属シートの一面側での溶媒の供給量が３．５μｌ／ｃｍ２となるように溶媒供給手段からエタノールを供給した。
【００２４】
（比較例１）
エタノールを供給しなかった以外は、実施例１と同様にして金属シートを裁断した。
【００２５】
上記のようにして作製した実施例及び比較例の各金属シートの裁断面３００ｍｍをマイクロスコープにより観察し、１０μｍ以上の大きさのバリの発生数、及びクラックの発生の有無を観察した。
また、上記の実施例及び比較例で作製した各金属シートから得られた金属箔を陽極箔として使用し、巻回型の固体電解コンデンサ（２５Ｖ−１０μＦ）を各５０個作製した。そして、各固体電解コンデンサに定格電圧の１．１５倍の電圧を印加しながら、温度１２５℃で約１時間エージングを行った際に短絡が発生した不良品数を評価した。表１はこの結果を示す。
【００２６】
【表１】
0005137666.tif 000002
【００２７】
上記表１に示すように、溶媒が供給された帯状金属シートを切断刃と切断刃受け部材との間で裁断して得られた実施例の金属シートは裁断面でバリの発生が少なく、クラックの発生が少ないことが分かる。
また、実施例で作製された金属箔を用いて作製された固体電解コンデンサは、不良品の発生数が少ないことが分かる。従って、本実施例によれば、不良品の発生数を抑え、歩留まりよく電解コンデンサを製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態に係る製造方法の一例を示す概略図である。
【図２】図１を、帯状金属シートの送り出し方向から見た裁断状態を示す部分概略図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る製造方法の他の一例を示す概略図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る切断手段の他の一例を示す部分概略図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  帯状金属シート
２  溶媒供給手段
Ｓ１，Ｓ２  切断刃
Ｒ１，Ｒ２  回転支持ロール
【図１】
0005137666.tif 000003
【図２】
0005137666.tif 000004
【図３】
0005137666.tif 000005
【図４】
0005137666.tif 000006