(57)【要約】【課題】本発明は、膜厚が薄く、かつ、破断強度に優れたアルミニウム箔を提供することを課題とする。【解決手段】本発明の実施形態に係るアルミニウム箔は、結晶の配向が（２００）配向であるアルミニウム箔、である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
結晶の配向が（２００）配向であるアルミニウム箔。
【請求項２】
厚さが１μｍ以上、２０μｍ以下である、請求項１に記載のアルミニウム箔。
【請求項３】
破断強度が７０ＭＰａ以上である、請求項１又は請求項２に記載のアルミニウム箔。
【請求項４】
電解液中で、電流密度が６０ｍＡ/ｃｍ２以上、１００ｍＡ/ｃｍ２以下となるように電流を制御して溶融塩電解を行なうことで、平板状もしくは円筒状の基材の表面にアルミニウム膜を電着させる電解工程と、
前記基材と前記アルミニウム膜とを分離する分離工程と、
を有するアルミニウム箔の製造方法であって、
前記電解液は、
（Ａ）アルミニウムハロゲン化物と、
（Ｂ）アルキルイミダゾリウムハロゲン化物、アルキルピリジニウムハロゲン化物及び尿素化合物からなる群より選択されるいずれか１種以上の化合物と、
を成分として含み、
前記（Ａ）成分と前記（Ｂ）成分との混合比はモル比で１：１〜３：１の範囲にある、
アルミニウム箔の製造方法。
【請求項５】
電解液中で、電流密度が３０ｍＡ/ｃｍ２以上、６０ｍＡ/ｃｍ２以下となるように電流を制御して溶融塩電解を行なうことで、平板状もしくは円筒状の基材の表面にアルミニウム膜を電着させる電解工程と、
前記基材と前記アルミニウム膜とを分離する分離工程と、
を有するアルミニウム箔の製造方法であって、
前記電解液は、
（Ａ）アルミニウムハロゲン化物と、
（Ｂ）アルキルイミダゾリウムハロゲン化物、アルキルピリジニウムハロゲン化物及び尿素化合物からなる群より選択されるいずれか１種以上の化合物と、
（Ｃ）平滑化剤と、
を成分として含み、
前記（Ａ）成分と前記（Ｂ）成分との混合比はモル比で１：１〜３：１の範囲にある、
アルミニウム箔の製造方法。
【請求項６】
前記平滑化剤は、塩化１，１０−フェナントロリン一水和物、１，１０−フェナントロリン一水和物、１，１０−フェナントロリン、３−ベンゾイルピリジン及びキシレンからなる群より選択されるいずれか一種以上である、請求項５に記載のアルミニウム箔の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアルミニウム箔とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウム箔は熱伝導性、防湿性、非通気性、軽量性、遮光性等に優れた材料であるため、種々の物品の包装材として用いられる。また、電気伝導性にも優れているため、電解コンデンサやリチウムイオン電池の陽極材料としても使用されている。
【０００３】
例えば、リチウムイオン電池においてはアルミニウム箔が陽極集電体として用いられている。この場合には、電池容量を高めるために多数枚のアルミニウム箔を積層して用いたり、巻回して用いたりしている。
【０００４】
従来のアルミニウム箔は、一般に、ストリップ状のアルミニウムを圧延することによって製造されている。例えば、特許文献１（特開平１−１３８００３号公報）には、圧延によってアルミニウム箔を製造する方法が記載されている。
また、電解めっき法によってアルミニウム箔を製造する方法も知られている。例えば、特許文献２（特開２０１５−０６７８７２号公報）には、ジアルキルスルホン、アルミニウムハロゲン化物、及び含窒素化合物を含む箔形成用めっき液から電析によって電解アルミニウム箔を製造する方法が記載されている。そして、これにより得られる電解アルミニウム箔は、炭素量が０．０３質量％以上、０．３０質量％以下であり、引張強度が１５０ＭＰａ以上となる旨が記載されている。
【０００５】
また、非特許文献１には、ジメチルスルホンに塩化アルミニウム及びトリメチルアミン塩酸塩を溶解させたアルミニウム電解液を用いて、電解処理によってチタン板の表面にアルミニウムを析出させる方法と、当該方法によって得られたアルミニウム箔の諸物性を評価した結果が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１−１３８００３号公報
【特許文献２】特開２０１５−０６７８７２号公報
【０００７】
【非特許文献１】岡本篤志、他２名、「電析法によるアルミニウム箔の作製とその物性評価」、表面技術、一般社団法人表面技術協会、２０１２年、第６３巻、第１０号、ｐ．６４１−６５０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
例えば、リチウムイオン電池の陽極集電体としてアルミニウム箔を用いる場合には、電池を小型化するために、できるたけ膜厚の薄いアルミニウム箔を用いることが好ましい。しかしながら、圧延機を用いてアルミニウム箔を製造する場合には、膜厚が１５μｍ程度よりも薄いアルミニウム箔を作製することはできない。
【０００９】
また、特許文献２に記載されているように、アルミニウム箔は炭素を固溶することで強度を高めることができる。しかしながら炭素量が多くなり過ぎると、炭素がアルミニウムの結晶粒界に析出し、アルミニウム箔の強度が低下してしまう。
【００１０】
また、非特許文献１には、電解法によって作製したアルミニウム箔をＸ線回折によって解析した結果、２θ＝３８．４７°の（１１１）面の回折強度が強く現れることが記載されている。なお、市販のアルミニウム箔（アルミニウム合金番号：Ａ３００３）の場合には２θ＝６５．１３°の（２２０）面の回折強度が強く現れることが記載されている。しかしながら、非特許文献１には、アルミニウムの結晶の配向性と物性との相関については記載されていない。
【００１１】
本発明は、膜厚が薄く、かつ、破断強度に優れたアルミニウム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】
【００１２】
本発明の一態様に係るアルミニウム箔は、
（１）結晶の配向が（２００）配向であるアルミニウム箔、である。
【発明の効果】
【００１３】
上記発明によれば、膜厚が薄く、かつ、破断強度に優れたアルミニウム箔を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［本発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
（１）本発明の一態様に係るアルミニウム箔は、
結晶の配向が（２００）配向であるアルミニウム箔、である。
なお、結晶の配向が（２００）配向であるとは、Ｘ線回折によってアルミニウム箔を解析した場合に得られる（１１１）面の回折強度に対する（２００）面の回折強度の比、すなわち、［（２００）の回折強度／（１１１）の回折強度］が１．０以上であることをいうものとする。
上記（１）に記載の発明によれば、膜厚が薄く、かつ、破断強度に優れたアルミニウム箔を提供することができる。
【００１５】
（２）上記（１）に記載のアルミニウム箔は、厚さが１μｍ以上、２０μｍ以下であることが好ましい。
上記（２）に記載の発明の態様によれば、破断強度が高く、かつ、膜厚がより薄いアルミニウム箔を提供することができる。
【００１６】
（３）上記（１）又は上記（２）に記載のアルミニウム箔は、破断強度が７０ＭＰａ以上であることが好ましい。
上記（３）に記載の発明の態様によれば、膜厚が薄く、かつ、破断強度により優れたアルミニウム箔を提供することができる。
【００１７】
（４）本発明の一態様に係るアルミニウム箔の製造方法は、
電解液中で、電流密度が６０ｍＡ/ｃｍ２以上、１００ｍＡ/ｃｍ２以下となるように電流を制御して溶融塩電解を行なうことで、平板状もしくは円筒状の基材の表面にアルミニウム膜を電着させる電解工程と、
前記基材と前記アルミニウム膜とを分離する分離工程と、
を有するアルミニウム箔の製造方法であって、
前記電解液は、
（Ａ）アルミニウムハロゲン化物と、
（Ｂ）アルキルイミダゾリウムハロゲン化物、アルキルピリジニウムハロゲン化物及び尿素化合物からなる群より選択されるいずれか１種以上の化合物と、
を成分として含み、
前記（Ａ）成分と前記（Ｂ）成分との混合比はモル比で１：１〜３：１の範囲にある、
アルミニウム箔の製造方法、である。
上記（４）に記載の発明によれば、膜厚が薄く、かつ、破断強度に優れるアルミニウム箔の製造方法を提供することができる。
【００１８】
（５）本発明の一態様に係るアルミニウム箔の製造方法は、
電解液中で、電流密度が３０ｍＡ/ｃｍ２以上、６０ｍＡ/ｃｍ２以下となるように電流を制御して溶融塩電解を行なうことで、平板状もしくは円筒状の基材の表面にアルミニウム膜を電着させる電解工程と、
前記基材と前記アルミニウム膜とを分離する分離工程と、
を有するアルミニウム箔の製造方法であって、
前記電解液は、
（Ａ）アルミニウムハロゲン化物と、
（Ｂ）アルキルイミダゾリウムハロゲン化物、アルキルピリジニウムハロゲン化物及び尿素化合物からなる群より選択されるいずれか１種以上の化合物と、
（Ｃ）平滑化剤と、
を成分として含み、
前記（Ａ）成分と前記（Ｂ）成分との混合比はモル比で１：１〜３：１の範囲にある、
アルミニウム箔の製造方法、である。
上記（５）に記載の発明によれば、膜厚が薄く、破断強度に優れ、更に、表面平滑性に優れるアルミニウム箔の製造方法を提供することができる。
【００１９】
（６）上記（５）に記載のアルミニウム箔の製造方法は、前記平滑化剤が、塩化１，１０−フェナントロリン一水和物、１，１０−フェナントロリン一水和物、１，１０−フェナントロリン、３−ベンゾイルピリジン及びキシレンからなる群より選択されるいずれか一種以上であることが好ましい。
上記（６）に記載の発明の態様によれば、表面が平滑で鏡面状のアルミニウム箔の製造方法を提供することができる。
【００２０】
［本発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態に係るアルミニウム箔等の具体例を以下に説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【００２１】
＜アルミニウム箔＞
本発明の実施形態に係るアルミニウム箔は、結晶の配向が（２００）配向であるアルミニウム箔である。
前記非特許文献１に記載のように、従来のアルミニウム箔の結晶の配向性は、圧延法によって製造したものは（２２０）配向であり、電解法によって製造したものは（１１１）配向となっている。これに対して本発明の実施形態に係るアルミニウム箔は、結晶の配向が（２００）配向となっており、これによってアルミニウム箔の破断強度が高くなっている。
【００２２】
本発明の実施形態に係るアルミニウム箔は、結晶の配向が完全に（２００）配向である必要はなく、Ｘ線回折によって解析した場合に得られる（１１１）面の回折強度に対して（２００）面の回折強度が１．０倍以上になっていればよい。（１１１）面の回折強度に対して（２００）面の回折強度の比が大きいほど、アルミニウム箔の破断強度を高くすることができる。
上記の観点から、（１１１）面の回折強度に対する（２００）面の回折強度の比、すなわち［（２００）面の回折強度／（１１１）面の回折強度］（以下では、単に「強度比」とも記載する）は、１．５以上であることが好ましく、２．０以上であることがより好ましい。
なお、後述するように、（２００）配向のアルミニウム箔は、従来の電解法によるアルミニウム箔の製造方法に改良を加えることで製造することができる。
【００２３】
本発明の実施形態に係るアルミニウム箔は、厚さが１μｍ以上、２０μｍ以下であることが好ましい。後述するように、本発明の実施形態に係るアルミニウム箔は、溶融塩電解によって基材表面にアルミニウム箔を析出させることによって得られるものであるため、従来の圧延法によるアルミニウム箔よりも厚さを薄くすることができる。
アルミニウム箔の厚さが１μｍ以上であることにより、アルミニウム箔の破断強度を高くすることができ、また、取り扱い性を向上させることができる。また、アルミニウム箔の厚さが２０μｍ以下であることにより、例えば、アルミニウム箔をリチウムイオン電池等の陽極集電体に用いる場合に、電池の小型化に寄与することが可能となる。これらの観点から、本発明の実施形態に係るアルミニウム箔の厚さは、５．０μｍ以上、１５μｍ以下であることがより好ましく、８．０μｍ以上、１２μｍ以下であることが更に好ましい。
【００２４】
本発明の実施形態に係るアルミニウム箔は、破断強度が７０ＭＰａ以上であることが好ましい。上述のように本発明の実施形態に係るアルミニウム箔は、従来のアルミニウム箔と異なり結晶の配向性が（２００）配向となっているため、破断強度が高くなっている。このため、従来のアルミニウム箔と同程度の厚さとする場合にはより高強度のアルミニウム箔を提供することができ、また、従来のアルミニウム箔と同程度の強度とする場合にはより厚さが薄いアルミニウム箔を提供することができる。
【００２５】
＜アルミニウム箔の製造方法＞
本発明の実施形態に係るアルミニウム箔の製造方法は、電解液中で基材の表面にアルミニウム膜を電着させる電解工程と、前記基材と前記アルミニウム膜とを分離する分離工程と、を有する。以下に、各工程を詳述する。
【００２６】
−電解工程−
電解工程は電解液中で基材の表面にアルミニウム膜を電着させる工程である。
（電解液）
電解液は、以下の（Ａ）成分及び（Ｂ）成分を含むものか、あるいは（Ａ）成分、（Ｂ）成分及び（Ｃ）成分を含むものを用いる。
（Ａ）成分：アルミニウムハロゲン化物
（Ｂ）成分：アルキルイミダゾリウムハロゲン化物、アルキルピリジニウムハロゲン化物及び尿素化合物からなる群より選択されるいずれか１種以上の化合物
（Ｃ）成分：平滑化剤
なお、電解液には、不可避的不純物として他の成分を含んでいても構わない。また、膜厚が薄く、かつ、破断強度に優れたアルミニウム箔を製造できるという本発明の実施形態に係るアルミニウム箔の製造方法の効果を損なわない範囲において、意図的に他の成分を含有していても構わない。
【００２７】
前記（Ａ）成分であるアルミニウムハロゲン化物は、前記（Ｂ）成分と混合した場合に１１０℃程度以下で溶融塩を形成するものであれば良好に用いることができる。例えば、塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ３）、臭化アルミニウム（ＡｌＢｒ３）、ヨウ化アルミニウム（ＡｌＩ３）等が挙げられるが、これらの中でも塩化アルミニウムが最も好ましい。
【００２８】
前記（Ｂ）成分のアルキルイミダゾリウムハロゲン化物も、前記（Ａ）成分と混合した場合に１１０℃程度以下で溶融塩を形成するものを良好に用いることができる。
例えば、１，３位にアルキル基（炭素原子数１〜５）を持つイミダゾリウムクロリド、１，２，３位にアルキル基（炭素原子数１〜５）を持つイミダゾリウムクロリド、１，３位にアルキル基（炭素原子数１〜５）を持つイミダゾリウムヨーシド等が挙げられる。
より具体的には、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムクロリド（ＥＭＩＣ）、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムクロリド（ＢＭＩＣ）、１−メチル−３−プロピルイミダゾリウムクロリド（ＭＰＩＣ）等が挙げられるが、これらの中でも１−エチル−３−メチルイミダゾリウムクロリド（ＥＭＩＣ）を最も好ましく用いることができる。
【００２９】
前記（Ｂ）成分のアルキルピリジニウムハロゲン化物は、前記（Ａ）成分と混合した場合に１１０℃程度以下で溶融塩を形成するものを良好に用いることができる。
例えば、１−ブチルピリジニウムクロリド（ＢＰＣ）、１−エチルピリジニウムクロリド（ＥＰＣ）、１−ブチル−３−メチルピリジニウムクロリド（ＢＭＰＣ）等が挙げられるが、これらの中でも１−ブチルピリジニウムクロリドが最も好ましい。
【００３０】
前記（Ｂ）成分の尿素化合物は、尿素及びその誘導体を意味するものであり、前記（Ａ）成分と混合した場合に１１０℃程度以下で溶融塩を形成するものを良好に用いることができる。
例えば、下記式（１）で表される化合物を好ましく用いることができる。
【００３１】
【化１】
2017048444.tif 000002
【００３２】
但し、式（１）においてＲは、水素原子、炭素原子数が１個〜６個のアルキル基、又はフェニル基であり、互いに同一であっても、異なっていてもよい。
前記尿素化合物は上記の中でも、尿素、ジメチル尿素を特に好ましく用いることができる。
【００３３】
前記電解液は、前記（Ａ）成分と前記（Ｂ）成分との混合比が、モル比で１：１〜３：１の範囲にあるようにすることで、前記基材の表面にアルミニウム膜を電着させるのに適した電解液（めっき液）となる。
前記（Ｂ）成分を１とした場合の前記（Ａ）成分のモル比が１未満の場合にはアルミニウムの電析反応が生じない。また、前記（Ｂ）成分を１とした場合の前記（Ａ）成分のモル比が３を超える場合には、電解液中に塩化アルミニウムが析出し、アルミニウム膜に取り込まれ、膜の品質が低下する。
【００３４】
前記（Ｃ）成分である平滑化剤は、形成されるアルミニウム箔を平滑にすることができるものであれば特に限定されるものではないが、具体的には、次の化合物であることが好ましい。
すなわち、前記平滑化剤は、塩化１，１０−フェナントロリン一水和物、１，１０−フェナントロリン一水和物、１，１０−フェナントロリン、３−ベンゾイルピリジン及びキシレンからなる群より選択されるいずれか一種以上であることが好ましい。電解液にこれらの平滑化剤が含まれていることにより、基材の表面に形成されるアルミニウム膜の表面を平滑にして鏡面状にすることができる。
なお、アルミニウム膜の表面が鏡面状であるとは、レーザー顕微鏡により測定されるアルミニウム膜の表面の算術平均粗さＲａが０．１０μｍ以下であることをいう。
【００３５】
電解液における前記（Ｃ）成分の濃度は、用いる（Ｃ）成分の種類に応じて適宜変更すればよい。
例えば、前記（Ｃ）成分として、塩化１，１０−フェナントロリン一水和物を用いる場合には、電解液中の濃度を０．０３ｇ/Ｌ以上、７．５ｇ/Ｌ以下とすることが好ましく、０．１ｇ/Ｌ以上、５．０ｇ/Ｌ以下にすることがより好ましく、０．３ｇ/Ｌ以上、１．５ｇ/Ｌ以下にすることが更に好ましい。電解液中の塩化１，１０−フェナントロリン一水和物の濃度を０．０３ｇ/Ｌ以上とすることにより、平滑性に優れた鏡面状のアルミニウム箔を得ることができる。また、電解液中の塩化１，１０−フェナントロリン一水和物の濃度を７．５ｇ/Ｌ以下とすることにより、アルミニウム膜中に残留する応力が大きくなりすぎることを抑制することができる。
【００３６】
また、前記（Ｃ）成分として、１，１０−フェナントロリン一水和物を用いる場合には、電解液中の濃度を０．０５ｇ/Ｌ以上、７．５ｇ/Ｌ以下とすることが好ましく、０．１ｇ/Ｌ以上、２．０ｇ/Ｌ以下にすることがより好ましく、０．３ｇ/Ｌ以上、１．０ｇ/Ｌ以下にすることが更に好ましい。電解液中の１，１０−フェナントロリン一水和物の濃度を０．０５ｇ/Ｌ以上とすることにより、平滑性に優れた鏡面状のアルミニウム箔を得ることができる。また、電解液中の１，１０−フェナントロリン一水和物の濃度を７．５ｇ/Ｌ以下とすることにより、アルミニウム膜中に残留する応力が大きくなりすぎることを抑制することができる。
【００３７】
また、前記（Ｃ）成分として、１，１０−フェナントロリンを用いる場合には、電解液中の濃度を０．１ｇ/Ｌ以上、１０ｇ/Ｌ以下とすることが好ましく、０．２５ｇ/Ｌ以上、７ｇ/Ｌ以下とすることがより好ましく、２．５ｇ/Ｌ以上、５ｇ/Ｌ以下とすることが更に好ましい。電解液中の１，１０−フェナントロリンの濃度を０．１ｇ/Ｌ以上とすることにより、平滑性に優れた鏡面状のアルミニウム箔を得ることができる。また、電解液中の１，１０−フェナントロリンの濃度を１０ｇ/Ｌ以下とすることにより、アルミニウム膜中に残留する応力が大きくなりすぎることを抑制することができる。
【００３８】
また、前記（Ｃ）成分として、３−ベンゾイルピリジンを用いる場合には、電解液中の濃度を０．０５ｇ/Ｌ以上、７．５ｇ/Ｌ以下とすることが好ましく、０．１ｇ/Ｌ以上、５．０ｇ/Ｌ以下とすることがより好ましく、０．５ｇ/Ｌ以上、２．５ｇ/Ｌ以下とすることが更に好ましい。電解液中の３−ベンゾイルピリジンの濃度を０．０５ｇ/Ｌ以上とすることにより、平滑性に優れた鏡面状のアルミニウム箔を得ることができる。また、電解液中の３−ベンゾイルピリジンの濃度を７．５ｇ/Ｌ以下とすることにより、アルミニウム膜中に残留する応力が大きくなりすぎることを抑制することができる。
【００３９】
また、前記（Ｃ）成分として、キシレンを用いる場合には、電解液中の濃度を１００ｇ/Ｌ以上、５００ｇ/Ｌ以下とすることが好ましく、１５０ｇ/Ｌ以上、４００ｇ/Ｌ以下とすることがより好ましく、２５０ｇ/Ｌ以上、３５０ｇ/Ｌ以下とすることが更に好ましい。電解液中のキシレンの濃度を１００ｇ/Ｌ以上とすることにより、平滑性に優れた鏡面状のアルミニウム箔を得ることができる。また、電解液中のキシレンの濃度を５００ｇ/Ｌ以下とすることにより、アルミニウム膜中に残留する応力が大きくなり過ぎることを抑制することができる。
なお、前記キシレンとしては、ｏ−キシレン、ｍ−キシレン、ｐ−キシレンの３種類の異性体の混合物として市販されているものを用いることができる。３種類の異性体の中でも、ｍ−キシレンのみを用いた場合が、得られるアルミニウム箔の平滑性が最も向上するため好ましい。
【００４０】
（基材）
基材の形状は、平板状もしくは円筒状であればよい。また、基材の材質は、導電性を有しており、かつ、電解液中で溶融塩電解を行なっても化学的に安定なものであればよい。具体的には、銅、鉄鋼（ＳＵＳ）、チタンなどを基材として用いることができる。
【００４１】
（溶融塩電解）
溶融塩電解は次のようにして行なうことができる。
すなわち、まず、電解液中に基材とアルミニウムとを配置し、基材を整流器の陰極側に接続し、アルミニウムを陽極側に接続して電圧を印加する。
このとき、電解液が前記（Ｃ）成分を含まずに、前記（Ａ）成分及び前記（Ｂ）成分を含むものである場合には、電流密度が６０ｍＡ/ｃｍ２以上、１００ｍＡ/ｃｍ２以下となるように電圧を印加して電流を制御する。電解液が前記（Ｃ）成分を含まない場合には、電流密度を６０ｍＡ/ｃｍ２以上にすることにより、結晶の配向が（２００）配向のアルミニウム膜を基材の表面に電着させることができる。電流密度を高くするほど（２００）配向が強いアルミニウム膜を基材に電着させることができる。また、電解液が前記（Ｃ）成分を含まない場合には電流密度を１００ｍＡ/ｃｍ２以下とすることにより、形成されるアルミニウム膜が黒色に変化するコゲの発生を抑制することができる。これらの観点から、電解液が前記（Ｃ）成分を含まない場合には、電流密度を６０ｍＡ/ｃｍ２以上、８０ｍＡ/ｃｍ２以下とすることが好ましく、６０ｍＡ/ｃｍ２以上、７０ｍＡ/ｃｍ２以下とすることがより好ましい。
【００４２】
電解液が前記（Ｃ）成分を含む場合、すなわち、前記（Ａ）成分、前記（Ｂ）成分及び前記（Ｃ）成分を含むものである場合には、電流密度が３０ｍＡ/ｃｍ２以上、６０ｍＡ/ｃｍ２以下となるように電圧を印加して電流を制御することによって溶融塩電解を行なう。電解液が前記（Ｃ）成分を含む場合には、電流密度を３０ｍＡ/ｃｍ２以上とすることにより、結晶の配向が（２００）配向のアルミニウム膜を基材の表面に電着させることができる。前記（Ｃ）成分を含む場合にも、電流密度を高くするほど（２００）配向が強いアルミニウム膜を基材に電着させることができる。また、電解液が前記（Ｃ）成分を含む場合には、電流密度を６０ｍＡ/ｃｍ２以下とすることにより、形成されるアルミニウム膜が黒色に変化するコゲの発生を抑制することができる。これらの観点から、電解液が前記（Ｃ）成分を含む場合には、電流密度を３０ｍＡ/ｃｍ２以上、５０ｍＡ/ｃｍ２以下とすることが好ましく、３５ｍＡ/ｃｍ２以上、４５ｍＡ/ｃｍ２以下とすることがより好ましい。
【００４３】
電流密度は、基材のアルミニウム膜が形成される側の表面の面積を基準にして計算するものとする。本発明の実施形態に係るアルミニウム箔の製造方法においては、平板状もしくは円筒状の基材を用いるため、平板状の基材の場合には基材のアルミニウム膜が電着する側の表面の面積を基準とし、また、円筒状の基材の場合には陽極のアルミニウムと対向している部分の面積を基準とする。
なお、基材が三次元網目状構造を有する多孔体の場合には、一般に、電流密度は多孔体の「みかけの面積」を基準にして計算される。しかしながら多孔体の実際の表面積はみかけの面積よりも大きいものであるため、多孔体を基材にして（２００）配向のアルミニウム膜を形成するためには、多孔体の実際の表面積を基準にして電流密度を定める必要がある。
【００４４】
従来は、溶融塩電解時に電流密度を高くしすぎると、電流が集中しやすい基材の端部や給電部に近い部分において、アルミニウムが黒色に変化するというコゲが発生してしまうため、電流密度を高くすることができなかった。本発明者等の検討の結果、コゲの発生を抑制するためには電解液を攪拌することが有効であるものの、従来の攪拌子を用いた電解液の攪拌では、基材の端部での電流の集中を抑制しきれないため、コゲが発生してしまっていたことが見出された。
このため、本発明の実施形態に係るアルミニウム箔の製造方法においては、電解工程において、電解液中の基材の陽極と対向する側の表面に窒素、アルゴン、二酸化炭素、ヘリウム、又はこれらの混合ガスなどの不活性ガスを均一に供給することが好ましい。これにより、溶融塩電界時に電流密度を高くしてもコゲを発生させることなく、アルミニウム膜を基材表面に電着させることができる。基材の陽極と対向する側の表面への不活性ガスの供給は、例えば、バブリング等によって行なえばよい。
【００４５】
基材が平板状の場合には、陽極として用いるアルミニウムも平板状のものを用い、当該アルミニウム板と基材とを電解液中で向かい合わせに配置することが好ましい。このとき、アルミニウム板が基材よりも大きいサイズのものであると、基材の表面に均一なアルミニウム膜を効率よく電着させることができる。
基材が円筒状、すなわち給電ドラムの場合には、軸を水平にして概ね下半分が電解液に浸るように配置する。この場合には、陽極として用いるアルミニウム板は、陰極ドラムの曲面に沿って湾曲させ、陰極ドラムと略一定の距離を保つように配置することで、陰極ドラムの表面に効率よくアルミニウム膜を電着させることができる。給電ドラムを所定の速度で回転させることにより、給電ドラムの電解液に浸っている部分の表面にアルミニウムが電着させることができる。
【００４６】
−分離工程−
分離工程は、基材と、当該基材の表面に形成されたアルミニウム膜とを分離する工程である。基材とアルミニウム膜を分離する方法は特に限定されるものではなく、アルミニウム膜が破断しないようにして分離すればよい。
基材が平板状の場合には、例えば、ピンセット等を用いてアルミニウム膜を基材から剥離したり、基材を薬剤で溶解除去したりすることによって基材とアルミニウム膜とを分離することでアルミニウム箔を製造することができる。
また、基材が円筒状の陰極ドラムの場合には、電解液中で所定の膜厚になったアルミニウム膜を剥離することで、連続的にアルミニウム箔を製造することができる。
【００４７】
以上のようにして製造されるアルミニウム箔は、結晶の配向が（２００）配向となっていて破断強度に優れたアルミニウム箔である。また、圧延法では困難な１μｍ程度の薄い膜厚のアルミニウム箔も製造することができる。
【実施例】
【００４８】
以下、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、これらの実施例は例示であって、本発明のアルミニウム箔等はこれらに限定されるものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲の範囲によって示され、特許請求の範囲の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００４９】
［実施例１］
−電解工程−
（基材）
基材として５ｃｍ×８ｃｍ×０．０３ｍｍの平板状の銅（Ｃｕ）板を用いた。
（電解液）
塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ３）と１−エチル−３−メチルイミダゾリウムクロリド（ＥＭＩＣ）との混合比がモル比で２：１となるように混合して電解液１を準備した。電解液１は温度を４５℃に保つようにした。
＜溶融塩電解＞
上記で用意した電解液１中に、基材としての銅板と、６ｃｍ×８ｃｍ×５ｍｍのアルミニウム板（純度９９．９９質量％）を配置した。そして、銅板を整流器の陰極側に、アルミニウム板を整流器の陽極側に接続した。
そして、銅板の陽極（アルミニウム板）に対向している側の表面に均一に窒素をバブリングによって供給しつつ、電流密度が６０ｍＡ/ｃｍ2となるように電流を制御して溶融塩電解を行ない、基材の表面にアルミニウム膜を電着させて厚さが１０μｍとなるようにした。
【００５０】
−分離工程−
基材とアルミニウム膜とを洗浄した後に、基材とアルミニウム膜を濃硝酸に浸漬し、基材の銅を溶解してアルミニウム箔１を得た。
同様に、電流密度が表１に示すものとなるように電流を制御してアルミニウム箔２、３を作製した。
【００５１】
［実施例２］
実施例１において用いた電解液１に塩化１，１０−フェナントロリン一水和物を０．３ｇ/Ｌの濃度となるように添加して電解液２を作製した。当該電解液２を用いた以外は実施例１と同様にしてアルミニウム箔４〜６を作製した。
なお、アルミニウム箔４〜６の作製においては電流密度が表１に示す通りのものとなるように電流を制御した。
【００５２】
［実施例３］
実施例１においてアルミニウム膜の厚さが１μｍとなるようした以外は実施例１と同様にしてアルミニウム箔７〜９を作製した。
なお、アルミニウム箔７〜９の作製においては電流密度が表１に示す通りのものとなるように電流を制御した。
【００５３】
［実施例４］
実施例２においてアルミニウム膜の厚さが１μｍとなるようした以外は実施例２と同様にしてアルミニウム箔１０〜１２を作製した。
なお、アルミニウム箔１０〜１２の作製においては電流密度が表１に示す通りのものとなるように電流を制御した。
【００５４】
［比較例１］
実施例１において、電流密度が表１に示すものとなるよう電流を制御した以外は実施例１と同様にしてアルミニウム箔１３、１４を作製した。なお、電流密度が１００ｍＡ/ｃｍ2を超えるようにして作製したアルミニウム箔１４は、アルミニウムが黒色化してボロボロと崩れてしまい、基材から剥離することができなかった。
【００５５】
［比較例２］
実施例２において、電流密度が表１に示すものとなるよう電流を制御した以外は実施例２と同様にしてアルミニウム箔１５、１６を作製した。なお、電流密度が６０ｍＡ/ｃｍ2を超えるようにして作製したアルミニウム箔１６は、アルミニウムが黒色化してボロボロと崩れてしまい、基材から剥離することができなかった。
【００５６】
［比較例３］
純度が９９．９９質量％のアルミニウム板を厚さが１０μｍになるまで圧延加工した。これを５ｃｍ×８ｃｍに切断し、アルミニウム箔１７とした。
【００５７】
［比較例４］
実施例２において、電流密度が表１に示すものとなるよう電流を制御した点と、基材の表面に不活性ガスを供給せずに、φ５ｍｍの長さ１５ｍｍの撹拌子を用いてスターラーで５００ｒｐｍの回転速度にて電解液を撹拌した点以外は、実施例２と同様にしてアルミニウム箔１８を作製した。
攪拌子を用いて攪拌しながら作製したアルミニウム箔１８は、アルミニウム箔の端部が黒色化してボロボロと崩れてしまい、基材から剥離する際に破れが生じ、引張試験片を得ることができなかった。
【００５８】
《アルミニウム箔の結晶の配向性》
実施例１〜４及び比較例１〜３で得られたそれぞれのアルミニウム箔の結晶の配向性、すなわち（１１１）面の回折強度に対する（２００）面の回折強度の比をＸ線回折装置によって解析して調べた。その結果を表１に示す。
《アルミニウム膜の破断強度の測定》
実施例１〜４及び比較例１〜３で得られたそれぞれのアルミニウム箔の破断強度は、引張試験を行ってアルミニウム箔が破断した際の荷重に基づいて応力を算出することにより求めた。
【００５９】
【表１】
2017048444.tif 000003
【００６０】
［参考例１］
気孔率９６体積％、セル数４６個／インチ、セル径約５５０μｍ、厚さ１．０ｍｍのウレタン発砲体を準備し、これを１００ｍｍ×１００ｍｍ角に切断した。当該ウレタン発砲体をカーボン懸濁液に浸漬し乾燥することで、ウレタン発砲体の骨格の表面を導電化した。カーボン懸濁液の成分は、カーボンブラック、樹脂バインダー、浸透剤、及び消泡剤を含むものとした。カーボンブラックの粒径は０．０２μｍとした。
基材を上記の導電化処理したウレタン発泡体を用いた以外は実施例１と同様にしてウレタン発泡体の表面にアルミニウム膜を形成した。電流密度は、導電化処理したウレタン発泡体のみかけの面積を基準にして６０ｍＡ/ｃｍ2とした。
アルミニウム膜の結晶の配向性をＸ線回折装置によって解析して調べた結果、（２００）の回折強度は（１１１）の回折強度よりも低く、その比である［（２００）の回折強度／（１１１）の回折強度］は０．６８であった。
導電化処理したウレタン発泡体の表面積はみかけの面積よりも大きいため、みかけの面積を基準とした電流密度（６０ｍＡ/ｃｍ2）では、アルミニウムの配向が（２００）配向となるのに必要な電流が供給されていなかったと考えられる。
【００６１】
［参考例２］
基材を参考例１で作製した導電化処理したウレタン発泡体を用いた以外は実施例２と同様にしてウレタン発泡体の表面にアルミニウム膜を形成した。電流密度は、導電化処理したウレタン発泡体のみかけの面積を基準にして３０ｍＡ/ｃｍ2とした。
アルミニウム膜の結晶の配向性をＸ線回折装置によって解析して調べた結果、（２００）の回折強度は（１１１）の回折強度よりも低く、その比である［（２００）の回折強度／（１１１）の回折強度］は０．８８であった。
参考例１と同様に、導電化処理したウレタン発泡体のみかけの面積を基準とした電流密度（３０ｍＡ/ｃｍ2）では、アルミニウムの配向が（２００）配向となるのに必要な電流が供給されていなかったと考えられる。