(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム箔に微小貫通孔を形成させるための腐食用液であって、無機酸及び有機酸から選択される少なくとも１種の酸、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の塩化物及びノニオン系界面活性剤を有効成分として含有することを特徴とするアルミニウム箔腐食用液。
【請求項２】
ＪＩＳＨ４１６０に規定される合金番号１０８５から８０７９に属するアルミニウム箔に用いられる請求項１に記載のアルミニウム箔腐食用液。
【請求項３】
酸の含有量が１．０重量％以上、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の塩化物の含有量が塩素イオン濃度換算で３．５〜７０ｇ／ｌ及びノニオン系界面活性剤の含有量が０．０５〜１０ｇ／ｌである請求項１又は２に記載のアルミニウム箔腐食用液。
【請求項４】
アルミニウム箔を請求項１に記載のアルミニウム箔腐食用液と接触させることを特徴とするアルミニウム箔に微小貫通孔を形成させる方法。
【請求項５】
アルミニウム箔がＪＩＳＨ４１６０に規定される合金番号１０８５から８０７９に属するものである請求項４に記載の方法。
【請求項６】
接触が、アルミニウム箔を４０〜７０℃の温度条件下１０〜１２０秒間腐食液中に浸漬することにより行なわれる請求項４又は５に記載の方法。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれかに記載の方法により得られ、不均一な多数の微小貫通孔が形成されており且つ該微小貫通孔の形成による重量減少が１０〜６０重量％であることを特徴とする、微小貫通孔を有するアルミニウム箔。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルミニウム箔に微小貫通孔を形成させる方法、該方法のための腐食用液及び微小貫通孔を有するアルミニウム箔に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、アルミニウム箔に多数の微小貫通孔を形成させ、得られるアルミニウム箔を各種粉末等の担持体等として利用する試みはなされている。この微小貫通孔を形成させる方法としては、化学的手段や機械的手段が知られている。化学的手段としては、金属アルミニウムが酸及びアルカリ水溶液によって腐食される性質を利用して、例えば酸及びアルカリに耐え得るフォトレジストにてアルミニウム箔表面を被覆し、該マスクを介して露光、現像し、次いで酸又はアルカリ処理して、非マスク部分を腐食させて所望の貫通孔を形成させ、最終的にレジストを剥離する手段が知られている。機械的手段としては、パンチングやレーザー光線照射等による穿孔が知られている。
【０００３】
しかしながら、従来の化学的及び機械的手段は、いずれも高価な装置を要したり、煩雑な操作を要する不利がある。しかも、之等方法により形成される貫通孔は、通常、アルミニウム箔に対して垂直方向に貫通しており、同一径を有しており、しかも規則正しく配列される。かかる規則正しく配列された同一孔径の直線上貫通孔を有するアルミニウム箔は、ある種の用途には有効であるが、用途によっては必ずしもかかる貫通孔は要求されず、むしろ各種粉末等を担持するための担持体としての用途等では、不規則、不均一な孔径、形状の多数の微小貫通孔を有する、空隙密度の高いものが要求される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記従来の化学的手段及び機械的手段によっては、形成できない不規則不均一な孔径、形状の多数の微小貫通孔を設けたアルミニウム箔及びその製造技術を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記目的より鋭意研究を重ねる過程において、アルミニウム箔の酸による腐食は、本来アルミニウム箔全体に亘って区別なく同時に進行するが、かかる腐食をアルミニウム箔を構成する金属成分に対して部分的に行なうことができれば、上記目的に合致する微小貫通孔が形成できるとの着想から、更に引き続き研究を重ねた。その結果、上記腐食を行なわせる酸液にある種の界面活性剤を添加存在させるときには、該腐食用液との接触によってアルミニウム箔が不規則不均一に部分的に腐食され、かくして目的とする微小貫通孔が形成されるという事実を見出した。本発明はかかる知見を基礎として完成されたものである。
【０００６】
本発明によれば、アルミニウム箔に微小貫通孔を形成させるための腐食用液であって、無機酸及び有機酸から選択される少なくとも１種の酸、無機塩素化合物及びノニオン系界面活性剤を有効成分として含有することを特徴とするアルミニウム箔腐食用液が提供される。
【０００７】
本発明に係わるアルミニウム箔腐食用液は、より好ましくは、酸の含有量が１．０重量％以上、無機塩素化合物の含有量が塩素イオン濃度換算で３．５〜７０ｇ／ｌ及びノニオン系界面活性剤の含有量が０．０５〜１０ｇ／ｌである。
【０００８】
また、本発明によれば、アルミニウム箔を上記アルミニウム箔腐食用液と接触させることを特徴とするアルミニウム箔に微小貫通孔を形成させる方法、より好適には、アルミニウム箔がＪＩＳＨ４１６０に規定される合金番号１０８５から８０７９に属するものである上記方法及び接触が、アルミニウム箔を４０〜７０℃程度の温度条件下、１０〜１２０秒間程度腐食用液中に浸漬することにより行なわれる上記方法が提供される。
【０００９】
更に、本発明によれば、上記方法により得られ、不均一な多数の微小貫通孔が形成されており且つ該微小貫通孔の形成による重量減少が１０〜６０重量％である微小貫通孔を有するアルミニウム箔が提供される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に係わる微小貫通孔を有するアルミニウム箔は、従来例を見ない特有の構造、即ち不均一な孔径、形状の多数の微小貫通孔を有する形態、より具体的には不規則な孔径、形状の網目を有するいわゆるメッシュ状形態を有している。従って、これは、例えば各種粉末等の担持体として有効である。
【００１１】
該微小貫通孔を有するアルミニウム箔は、本発明に係わるアルミニウム箔腐食用液の利用により容易に製造できる。以下この腐食用液につき詳述する。
【００１２】
本発明腐食用液において、第一の有効成分とする酸は、無機酸及び有機酸から選択することができる。かかる酸はアルミニウムの腐食し得ること、即ち金属アルミニウムに作用してこれをイオン化できることを前提として、特に限定されるものではなく、現在知られているおよそ全ての酸がこれに包含される。
【００１３】
好ましく利用できる無機酸の具体例としては、例えば硫酸、硝酸、塩酸、リン酸等を挙げることができる。之等の無機酸は、比較的少量の使用で、短時間に目的とする腐食を速やかに行なうことができ、コスト的にも安価であるため好ましい。特にかかる無機酸の内では、硫酸、リン酸等が、使用される条件下において気化等による損失や環境問題を伴うおそれが少ないため、より好ましい。また、有機酸の好ましい具体例としては、例えば蟻酸、酢酸、蓚酸、クエン酸、メタンスルホン酸、フェノールスルホン酸等のカルボン酸類及びスルホン酸類を挙げることができる。上記酸は通常その１種を単独で用いられるが、勿論、２種以上を併用することも可能である。之等の酸は水溶液形態で本発明腐食用液に用いられる。
【００１４】
その使用量（濃度）は、これが上記アルミニウム箔の腐食作用を発揮できる限り特に限定されない。上記濃度の下限は、通常約１重量％とされるのがよい。該濃度の上限は、飽和濃度であり、これは利用する酸の種類に応じてそれぞれ異なっている。取扱性や気化による環境に対する危険性等を考慮すると、上記濃度の上限は、硫酸では４５重量％、リン酸では５０重量％、塩酸では２８重量％、硝酸では３５重量％、各種有機酸では４０重量％程度（又はそれ以下の飽和濃度を有するものではその飽和濃度）とするのが好ましい。
【００１５】
本発明腐食用液において、第２の有効成分とする無機塩素化合物は、その塩素イオンが、上記酸によるアルミニウム箔の腐食によって生じるアルミニウムイオンを液中に安定に保持（溶液化）し、該液中にアルミニウム沈殿物の析出を防止する作用を奏し得る。かかる無機塩化合物には、例えば塩化リチウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム等のアルカリ金属の塩化物；塩化バリウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム等のアルカリ土類金属の塩化物；塩化鉄等が包含される。但し、之等の無機塩素化合物は、第一の必須成分とする酸との併用によっても沈殿を生じるおそれのないものから選択される必要がある。このことを考慮すると、特に上記の内でも塩化ナトリウム、塩化カリウム等の利用が好ましい。
【００１６】
上記無機塩素化合物の使用量は、塩素イオン濃度換算で３．５〜７０ｇ／ｌの範囲、より好ましくは１０〜５０ｇ／ｌの範囲から選ばれるのが適当である。これはモル濃度では約０．１〜２．０モル／ｌの範囲に相当する。該使用量範囲を下回る使用量では、アルミニウム箔の腐食速度が遅くなりすぎて、実用的でなくなる不利がある。逆に上回る使用量では液中に不溶解物が析出して、アルミニウム箔の腐食が停止する不具合が生じるおそれがある。
【００１７】
第３の有効成分とするノニオン系界面活性剤は、アルミニウム箔のある部分のみを腐食させ、微小貫通孔を形成させるために必須のものである。このノニオン系界面活性剤の利用によって、本発明所期の微小貫通孔が形成される理由は、明らかではないが、おそらく該界面活性剤がアルミニウム箔表面の特定部分に吸着し、該部分の上記酸による腐食を抑制するためと考えられる。
【００１８】
上記ノニオン系界面活性剤は、本発明腐食用液中でも安定な、適当な耐酸性を有するものから選ばれる。該界面活性剤には、例えばアルキルポリオキシエチレンエーテル型、アルキルポリオキシエチレンポリオキシプロピレンエーテル型のものが包含される。之等の内では特にアルキルフェノールや高級アルコールのエチレンオキサイド及び／又はプロピレンオキサイド付加物が好適である。また、好ましい界面活性剤は、アルミニウム箔を処理する温度条件に応じて適宜選択することができ、通常６０℃以上の雲点、より好ましくは８０℃以上の雲点を有しているのがよい。
【００１９】
上記界面活性剤の使用量は、０．０５〜１０ｇ／ｌ、より好ましくは０．１〜５ｇ／ｌの範囲から選択できる。該範囲を下回る量の利用では、本発明の目的とする選択的腐食による微小貫通孔の形成は困難となり、アルミニウム箔全体が均一に腐食される結果となる。逆に上記範囲を上回る量で用いる場合は、腐食速度を遅延させるだけでなく、アルミニウム箔全体が徐々に腐食され、同様に微小貫通孔の形成は困難となる。
【００２０】
本発明腐食用液は、上記特定の３成分を混合、又は更に水を配合することにより容易に調製できる。
【００２１】
かくして得られる本発明腐食用液は、これとアルミニウム箔とを接触させることによって、アルミニウム箔に所望の微小貫通孔を形成させ得る。本発明はかかる方法をも提供するものである。以下、本発明方法につき詳述する。
【００２２】
本発明方法において被処理対象とするアルミニウム箔は、通常のアルミニウム箔であることができる。その具体例としては、例えばＪＩＳＨ４１６０に規定されている合金番号１０８５から８０７９に属するものを例示できる。特に被処理対象として好ましいアルミニウム箔は、比較的鉄成分含量の多い例えば合金番号８０２１や８０７９のものである。之等アルミニウム箔の厚さは、特に限定されるものではないが、通常０．００５〜０．１ｍｍ程度であるのが普通である。本発明方法の適用できる特に好ましい厚さとしては、０．０１〜０．０５ｍｍ程度を挙げることができる。
【００２３】
本発明方法は、本発明腐食用液とアルミニウム箔とが接触する限り、特にその接触方法に限定はない。該方法は、単に本発明腐食用液中にアルミニウム箔を浸漬する方法によることもでき、また、例えばアルミニウム箔に本発明腐食用液を噴霧、塗布する方法によることもできる。上記浸漬法も、バッチ法及び連続法のいずれによってもよい。尚、バッチ法の場合、予め本発明腐食用液中の各成分濃度を比較的高めに設定した液を用いるのが好ましく、連続法では、同各成分濃度を比較的低めに設定して、連続運転中適宜各成分を補給するのが好ましい。
【００２４】
上記接触時の条件は、本発明腐食用液を構成する各成分の種類や濃度、接触時間、被処理対象とするアルミニウム箔の厚さ等に応じて、適宜決定することができる。好ましい接触時の温度及び時間条件としては、例えば厚さ０．０２ｍｍのアルミニウム箔を例にとれば、該アルミニウム箔を、本発明腐食用液中に、液温４０〜７０℃程度下で約１０〜１２０秒間浸漬する条件を採用することができる。上記条件はまた、浸漬時に本発明腐食用液を攪拌したり、アルミニウム箔を揺動する操作等を採用することによって、適宜変更（緩和）することができる。本発明方法では勿論かかる液の攪拌操作や被処理アルミニウム箔の揺動操作を適宜採用することができる。
【００２５】
かくして、本発明所期の微小貫通孔を有するアルミニウム箔を製造することができる。
【００２６】
得られる処理アルミニウム箔は、不均一な多数の微小貫通孔が形成された構造を有しており、該貫通孔の直径は、一般には約２０〜２００μｍの範囲にある。また、該処理アルミニウム箔は、処理前の重量より１０〜６０％の重量減少が認められる。即ち、該アルミニウム箔は重量でその１０〜６０％の部分が微小貫通孔となっている。
【００２７】
上記処理アルミニウム箔に認められる微小貫通孔は、従来知られているレジスト法や機械的加工によって得られるそれらと比較して、各孔の径が不均一であること、各孔がアルミニウム箔に対して垂直方向に直線的に形成されるのではなくて、アルミニウム箔全般にわたって迷走的に形成されていることによって特徴付けられる。本発明はかかる特有の微小貫通孔を有するアルミニウム箔をも提供するものである。
【００２８】
本発明に係わるアルミニウム箔は、上記特有の微小貫通孔を有する特徴を利用して、通常の各種粉体の担持体として利用することができる。特にこれはアルミニウム箔であることより、導電性の担持体として利用できる。また、これを常法に従いアルマイト処理すれば、非導電性の担持体として利用することもできる。
【００２９】
【実施例】
以下、本発明を更に詳しく説明するため、実施例を挙げる。
実施例１〜６及び比較例１〜２
ＪＩＳＨ４１６０に規定される合金番号８０７９のアルミニウム箔（厚さ０．０２ｍｍ）を、１０ｃｍ×１０ｃｍ切り取って試料とした。
【００３０】
予め上記試料の重量を測定し、その後、前処理として該試料を硫酸１００ｍｌ／ｌ中に「トップアルクリーンＳＯ−４」（奥野製薬工業株式会社製、界面活性剤系脱脂剤）を２０ｍｌ／ｌ添加した液中に３０℃下に５分間浸漬して脱脂し、その後水洗した。
【００３１】
次いで、上記試料を表１に示す組成の本発明腐食用液中に、表１に示した所定温度条件下に所定時間浸漬処理した。
【００３２】
尚、本発明腐食用液に用いた各薬品は全て試薬級のものであり、ノニオン界面活性剤としてはそれぞれ次のものを用いた。
界面活性剤ａ…「エマルゲン９１１」（花王株式会社製、ノニルフェノールのエチレンオキサイド付加物、雲点：７４℃）
界面活性剤ｂ…「アデカトールＬＡ−８７５」（旭電化工業株式会社製、ラウリルアルコールのエチレンオキサイド付加物、雲点：７０℃）
かくして、本発明の微小貫通孔を有するアルミニウム箔を得た。
【００３３】
得られた処理アルミニウム箔について、その微小貫通孔の形状を目視観察し、微小貫通孔が形成されているものを○、微小貫通孔が形成できないもの又はアルミニウム箔全体が腐食溶出したものを×として評価した結果、及びその重量減少率を測定、算出した結果を、表１に併記する。
【００３４】
【表１】
0004595096.tif 000002
【００３５】
また、得られた本発明アルミニウム箔の顕微鏡写真（倍率：×５０）を、図１に示す。該図において、黒色部分が形成された微小貫通孔を示している。
【００３６】
上記表１及び図１より、本発明処理アルミニウム箔は、不均一な孔径の多数の微小貫通孔が迷走的に形成された特有の構造を有することが明らかであり、このことから各種粉体等の担持体として有用であることが判る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる微小貫通孔を有するアルミニウム箔（金属組織）を撮影した図面に代わる顕微鏡写真である。
【図１】
0004595096.tif 000003