(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円柱状のローラと、このローラの両端面に装着されたベアリングと、このベアリングに嵌め込まれた回転軸と、上記回転軸に対して円柱状のローラが回転自在となるように構成された化成装置の搬送用ローラにおいて、上記円柱状のローラの外周面にローラの幅よりも短く、かつエッチング箔の幅よりも短くした円弧状で、その円弧状の長さ方向の中心部が最も深くなるように構成された断面がＶ型の溝を回転方向に等間隔に複数個設けてなる化成装置の搬送用ローラ。
【請求項２】
円弧状のＶ型の溝の長さを円柱状のローラの長さの中心から左右対称に均一の長さにした請求項１に記載の化成装置の搬送用ローラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアルミ電解コンデンサ用電極箔の化成処理に用いられる化成装置の搬送用ローラおよびこれを用いたアルミ電解コンデンサ用電極箔の化成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的なアルミ電解コンデンサは、エッチング処理によって実効表面積を拡大させたアルミニウム箔（以下、エッチング箔と称す）の表面に化成処理により化成皮膜を形成した陽極箔と、エッチング処理をしたアルミニウム箔を陰極箔として、この陽極箔と陰極箔とをその間にセパレータを介して巻回することによりコンデンサ素子を構成し、このコンデンサ素子に駆動用電解液を含浸させるとともに、このコンデンサ素子を金属ケース内に封止することにより構成されている。
【０００３】
図７は一般的なアルミ電解コンデンサ用電極箔の化成方法の製造工程を示した化成装置の概念図である。同図において、５１はエッチング箔で、厚さ０．０７〜０．１２ｍｍ、幅が５００ｍｍ、長さ５００〜１０００ｍのものが一般的に用いられている。このエッチング箔５１は第１直流電源５３の陽極側に接続された給電ローラ５２を通り、搬送用ローラ５４ａを介して化成槽５６内に入る。この化成槽５６の中にはエッチング箔５１と対向するように複数の陰極板５５が平行に配置され、また、化成液（図示せず）で満たされている。そして、この化成槽５６内でエッチング箔５１を陽極として化成処理されて化成皮膜が形成される。続いて、化成槽５６内から引き上げられた化成皮膜が形成されたエッチング箔５１は減極処理槽５７を経て、第２直流電源５８に接続された複数の陰極板５９，６１が配置された第１再化成槽６０、第２再化成槽６２で再化成処理を連続的に行い、最後に後処理槽６３を経てロール状に巻き取られた陽極箔６４を得るようにしたものである。
【０００４】
また、上記各化成槽の上部に配置された搬送用ローラ５４ａ〜５４ｆは、エッチング箔５１を連続的に処理するように走行させるためのものであるが、この搬送用ローラ５４ａ〜５４ｆは、図８（ａ）に示すようなローラ軸方向に凸部７１、凹部７２を有したものや、同図８（ｂ）に示すようなローラ８１の両端に切り欠き溝８２を有したもの、また、同図８（ｃ）に示すようなローラの回転方向に硬度の違う材質９１，９２を交互に有したもので、そのローラ径はφ１４０〜２００ｍｍのものを用いていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記図７に示す化成装置において、図８に示したような搬送用ローラを用いて化成処理するとエッチング箔５１のサイド部分が化成装置の途中で湾曲して均一に巻き取れなかったり、湾曲した所から切れてしまい、生産ができなくなるといった工程上の問題や、静電容量、耐電圧などの品質ばらつきが大きくなるという課題を有している。
【０００６】
上記課題の解決方法として、特開平７−２０１６８４号公報に開示された技術は、エッチング箔の走行方向に対して一定の張力を与え、エッチング箔の幅方向の中央部のみがローラに接するようにして化成皮膜を形成することにより、エッチング箔の端部の変形を防止することができるということが提案されている。
【０００７】
しかし、このような方法においても、化成処理は化成皮膜の形成→減極処理→再化成という工程を経るため、エッチング箔にかかる応力によりエッチング箔が変形しようとする。特に、化成電圧が高くなると、その化成皮膜の厚みが増すため、ますますエッチング箔にかかる応力が高まり、エッチング箔のサイドが湾曲したり、亀裂が生じやすくなり、その対策に苦慮しているのが現状である。
【０００８】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、陽極箔の長さ方向および幅方向の静電容量、耐電圧などの品質ばらつきを低減し、化成電圧の高い化成処理を安定に生産することができる化成装置の搬送ローラとこれを用いたアルミ電解コンデンサ用電極箔の化成方法を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の請求項１に記載の発明は、円柱状のローラと、このローラの両端面に装着されたベアリングと、このベアリングに嵌め込まれた回転軸と、上記回転軸に対して円柱状のローラが回転自在となるように構成された化成装置の搬送用ローラにおいて、上記円柱状のローラの外周面にローラの幅よりも短く、かつエッチング箔の幅よりも短くした円弧状で、その円弧状の長さ方向の中心部が最も深くなるように構成された断面がＶ型の溝を回転方向に等間隔に複数個設けた構成とするものであり、エッチング箔を連続的に化成処理してもその両サイドの湾曲や亀裂の発生を抑制することができ、エッチング箔を安定して搬送させることができるという作用を有する。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、円弧状のＶ型の溝の長さを円柱状のローラの長さの中心から左右対称に均一の長さにしたものであり、エッチング箔を安定して搬送することができるという作用を有する。
【００１１】
また、上記円柱状のローラの幅方向の両端に端部に向かって径が小さくなるようなテーパーを設けることにより、エッチング箔の表面に化成槽の沈殿物が付着するのを防ぐことができるという作用を有する。
【００１２】
なお、円柱状のローラの径を８０〜１２０ｍｍの範囲にすることにより、搬送用ローラの径を従来よりも小さい径にしても、エッチング箔の両サイドが湾曲しないという作用を有する。
【００１３】
また、円弧状のＶ型の溝を円柱状のローラの円周に対して１５〜２０等分の範囲で設けるようにすることにより、請求項１に記載の発明により得られる作用効果と同様の作用を有する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００１５】
図１は化成装置の化成槽の上部に配設される搬送用ローラの斜視図である。１は円柱状ローラ、２は円柱状ローラ１の両端面の中心に取り付けられたベアリング、３はこのベアリング２に嵌め込まれた回転軸、４は円柱状ローラ１の表面に形成された円弧状で断面がＶ型の溝である。
【００１６】
この円弧状のＶ型の溝４は、図２（ａ），（ｂ）に示すように円柱状ローラ１の長さの中心から左右対称に、かつ、円弧状のＶ型の溝４の深さをその長さ方向に対して中心部を一番深くして両サイドが一番浅くなるように形成されている。また、円弧状のＶ型の溝４の長さは搬送されるエッチング箔の幅よりも狭くなるように形成されている。
【００１７】
さらに、円柱状ローラ１は、円弧状のＶ型の溝４が形成されている部分の外径よりも両端部分の外径を小さくしてテーパー部５を設けた形状を有するものである。
【００１８】
このような化成装置の搬送用ローラは、化成処理をする際搬送するエッチング箔の両サイドが湾曲するようなことはなく、また、搬送用ローラに付着した化成槽の沈殿物をエッチング箔と接触する外に除去することができるので、エッチング箔の表面に化成槽の沈殿物が付着するのを防ぐことができるというものである。
【００１９】
次に、上記化成装置の搬送用ローラを用いて化成処理をする化成装置について説明をする。
【００２０】
図３はエッチング箔を化成処理するときの製造工程を示す化成装置の概念図である。同図において、２１はエッチング箔、２２は第１直流電源２３の陽極側を接続した給電ローラ、２５は純水ボイル槽、２７は化成槽で、この化成槽２７の上部には図１で示したような搬送用ローラ２４ａ，２４ｂが配置され、また、化成槽２７内には複数の陰極板２６が配置されている。２９は給電槽、３２，３４は再化成槽であり、第２直流電源３０の陽極側を給電槽２９内に配置された複数の電極板２８に接続し、陰極側を再化成槽３２，３４内に配置された複数の陰極板３１，３３にそれぞれ接続している。また、再化成槽３２，３４の上部にも図１で示したような搬送用ローラ２４ｃ，２４ｄ，２４ｅ，２４ｆがそれぞれ配置されている。３５は後処理槽であり、最後にロール状に巻き取られて陽極箔３６が得られるように構成されているものである。
【００２１】
なお、各槽の間には水洗槽が設置されるのが普通であるが、この図３では省略する。
【００２２】
上記化成装置において、まず、純水ボイル槽２５でエッチング箔２１の表面に水和皮膜を形成する。次に、化成槽２７で所定の耐電圧を有した化成皮膜を形成し、続いて第２直流電源３０の陽極側に接続された給電槽２９の電極板２８よりエッチング箔２１に給電して再化成槽３２および再化成槽３４により再化成皮膜を形成して最終目的とする耐電圧を有した化成皮膜を得ることができる。
【００２３】
ここで、化成槽２７および再化成槽３２，３４の各上部に配置された搬送用ローラ２４ａ〜２４ｆは、エッチング箔２１を安定して搬送できれば問題はないが、エッチング箔２１に化成皮膜を形成したり、化成皮膜が形成されたエッチング箔に給電をしたりすると、エッチング箔２１に不均一な応力がかかり、特にエッチング箔２１の両サイド側が湾曲しやすくなる。
【００２４】
そこで、搬送用ローラを図１に示したような構成にすることにより、エッチング箔２１に化成皮膜を形成したり、給電槽から給電して再度化成皮膜を形成しても、エッチング箔２１が湾曲やサイドからの亀裂を抑制することができるものである。
【００２５】
図４はエッチング箔２１が搬送用ローラの表面と接触して搬送されるときの状態を示したものである。同図４（ａ）は本発明の搬送用ローラを用いたときで、（ｂ）は従来の搬送用ローラ（図８（ａ）と同じもの）を用いたときのものである。
【００２６】
従来の搬送用ローラでは、ローラ軸方向の凹凸がエッチング箔５１の幅よりも広く形成されており、エッチング箔５１が上記搬送用ローラと接触するとき、エッチング箔５１の長さ方向に対して接触する部分（点線部分）と接触しない部分（ローラの凹部分）と交互になり、エッチング箔５１が搬送用ローラと接触しないときに、エッチング箔５１の両サイドに応力が集中して湾曲として現れてくる。このような搬送用ローラは、その径を大きくしてできるだけ接触面積を増やすことにより、エッチング箔５１にかかる応力を多少緩和することができるが、化成電圧が高くなると化成皮膜の厚みが増すために、このような構成のものでは、エッチング箔５１の湾曲を防止することはできない。
【００２７】
これに対して本発明の搬送用ローラは、エッチング箔２１の幅方向に対して接触する部分（点線部分）が殆どで、接触しない部分（円弧状のＶ溝部分）は僅かになるので、その応力は僅かしか発生しない。このことから搬送用ローラの径を８０〜１２０ｍｍにしてもエッチング箔２１が湾曲や亀裂という問題を発生することはなく、化成装置の小型化も図ることができるものである。
【００２８】
このようにして得られた陽極箔３６は、化成槽２７の上部に円弧状のＶ型の溝４を有した搬送用ローラを用いて化成処理され、エッチング箔２１を安定して搬送することができることから、陽極箔３６の長さ方向および幅方向の静電容量、耐電圧などの品質ばらつきを低減することができるという効果を有するものである。
【００２９】
次に本実施の形態の具体的な実施例について説明をする。
【００３０】
（実施例１）
上記図３の化成処理の製造工程を示す化成装置において、各化成槽の上部に図１に示した構成の搬送用ローラ（ローラ径１００ｍｍ）を配置して、エッチング箔２１を（表１）に示す化成条件で陽極箔３６を作製した。
【００３１】
【表１】
0003960047.tif 000002
【００３２】
（比較例１）
上記実施例１において、各化成槽の上部に図８の（ａ）に示した構成の搬送用ローラ（ローラ径１００ｍｍ）を配置した以外は実施例と同様にして陽極箔３６を作製した。
【００３３】
以上の実施例１および比較例１の陽極箔３６について、静電容量および耐電圧を測定した。その結果を図５（実施例１）および図６（比較例１）に示す。
【００３４】
なお、静電容量および耐電圧の測定は、陽極箔３６を１０ｃｍ2に切断した試験片を用意し、静電容量はアジピン酸アンモニウム１５０ｇ／ｌ、３０℃の水溶液中で測定し、耐電圧はアジピン酸アンモニウム３０ｇ／ｌ、７０℃の水溶液中で、０．２ｍＡ／ｃｍ2で電流を流し、所望電圧の９０％の電圧値に到達後、一分間保持したときの電圧を値とした。
【００３５】
図５および図６から明らかなように、実施例１の化成処理した陽極箔３６は、化成槽２７および再化成槽３２，３４で湾曲するようなことはなく、化成槽２７から後処理槽３５までを安定してエッチング箔２１を搬送させることができるので、陽極箔３６の長さ方向の静電容量、耐電圧のばらつきを低減することができる。これに対して比較例１の陽極箔３６は、再化成槽３２，３４で湾曲が発生し、エッチング箔２１を安定して搬送することができず、陽極箔３６の長さ方向の静電容量、耐電圧のばらつきが大きかった。
【００３６】
上記実施例１の陽極箔３６の静電容量、耐電圧のばらつきは、静電容量が２．５４％、耐電圧が１．５９％に対して、比較例１の陽極箔３６の静電容量および耐電圧のばらつきは、静電容量が３．８４％、耐電圧が２．８６％であった。
【００３７】
（実施例２〜６）
上記図３の化成処理の製造工程を示す化成装置において、化成槽２７を２槽用い、また、各化成槽の上部に図１に示した構成の搬送用ローラ（ローラ径１００ｍｍ）を配置して、エッチング箔２１を化成電圧７００Ｖで化成処理して陽極箔３６を作製した。
【００３８】
このときの化成槽２７の条件を（表２）に示し、給電槽２９および再化成槽３２，３４の条件を（表３）に示し、実施例２〜６および比較例２は全て同じ条件で行った。なお、上記比較例２は、各化成槽の上部に図８（ａ）に示した構成の搬送用ローラ（ローラ径１００ｍｍ）を配置して陽極箔３６を作製した。
【００３９】
【表２】
0003960047.tif 000003
【００４０】
【表３】
0003960047.tif 000004
【００４１】
以上の実施例２〜６と比較例２の陽極箔３６について、静電容量および耐電圧と折曲げ試験（φ１．０ｍｍ、５０ｇ荷重、折曲げ角度９０度の条件下で１往復を１回とする）を測定した。その結果を（表４）に示す。
【００４２】
【表４】
0003960047.tif 000005
【００４３】
なお、（表４）の値は、各実施例の陽極箔３６を１０ｍごとにサンプリングして、各ｎ＝５０の平均値であり、静電容量および耐電圧の測定は、陽極箔３６を１０ｃｍ2に切断した試験片を用意し、静電容量はアジピン酸アンモニウム１５０ｇ／ｌ、３０℃の水溶液中で測定し、耐電圧はアジピン酸アンモニウム３０ｇ／ｌ、７０℃の水溶液中で、０．２ｍＡ／ｃｍ2で電流を流し、所望電圧の９０％の電圧値に到達後、一分間保持したときの電圧を値とした。
【００４４】
（表４）から明らかなように、本実施例２〜６の陽極箔３６は、図１に示した構成の搬送用ローラを用いることにより、化成電圧を７００Ｖに高くしても化成処理中にエッチング箔が切れることなく生産をすることができ（比較例２は再化成中に湾曲が発生し、箔切れした）静電容量および耐電圧のばらつきを低く抑えることができる。
【００４５】
また、飽和脂肪族ジカルボン酸の中でもアジピン酸を用いた実施例２は、静電容量および耐電圧のばらつきが大きくなり、化成電圧が７００Ｖの高電圧化にするときはピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸を用いるのが好ましい。
【００４６】
上記実施の形態において、搬送用ローラの径が１００ｍｍのものを用いたが、本発明の搬送用ローラの径は８０〜１２０ｍｍの範囲であれば同様の効果を得ることができる。
【００４７】
また、上記化成装置は一実施の形態に過ぎず、減極処理の設置や化成槽数の追加、後処理方法の変更等をすることもできる。この減極処理の方法としては、酸性溶液の浸漬或いは熱処理方法などを用いることができる。
【００４８】
また、給電槽２９の上部にも上記本発明の搬送用ローラを配置することにより、化成槽２７と同様の効果を得ることができる。
【００４９】
【発明の効果】
以上のように本発明は、円柱状のローラと、このローラの両端面に装着されたベアリングと、このベアリングに嵌め込まれた回転軸と、上記回転軸に対して円柱状のローラが回転自在となるように構成された化成装置の搬送用ローラにおいて、上記円柱状のローラの外周面にローラの幅よりも短く、かつエッチング箔の幅よりも短くした円弧状で、その円弧状の長さ方向の中心部が最も深くなるように構成された断面がＶ型の溝を回転方向に等間隔で複数個設けた構成とするものであり、エッチング箔を連続的に化成処理してもその両サイドが湾曲するようなことはなく、また、エッチング箔の表面に化成槽の沈殿物が付着するのを防ぐことができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施の形態による化成装置の搬送用ローラの構成を示す斜視図
【図２】  （ａ）同実施の形態による化成装置の搬送用ローラの要部断面正面図
（ｂ）同化成装置の搬送用ローラのＡ−Ａ線断面図
【図３】  同実施の形態による化成処理の製造工程を示す化成装置の概念図
【図４】  （ａ）同実施の形態による本発明の搬送用ローラにエッチング箔が接触したときの平面図
（ｂ）従来の搬送用ローラにエッチング箔が接触したときの平面図
【図５】  同実施例により得られた陽極箔の特性を示す特性図
【図６】  同比較例により得られた陽極箔の特性を示す特性図
【図７】  従来の化成処理の製造工程を示す化成装置の概念図
【図８】  （ａ）同化成装置に用いられる搬送用ローラの構成を示す斜視図
（ｂ）同化成装置に用いられる他の搬送用ローラの構成を示す斜視図
（ｃ）同化成装置に用いられる他の搬送用ローラの構成を示す斜視図
【符号の説明】
１  円柱状ローラ
２  ベアリング
３  回転軸
４  円弧状のＶ型の溝
【図１】
0003960047.tif 000006
【図２】
0003960047.tif 000007
【図３】
0003960047.tif 000008
【図４】
0003960047.tif 000009
【図５】
0003960047.tif 000010
【図６】
0003960047.tif 000011
【図７】
0003960047.tif 000012
【図８】
0003960047.tif 000013