(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状のカーボン板と、このカーボン板の片面の両端に一対で設けられカーボン板よりも長く形成されてカーボン板から突出する部分を配線接続部とした金属板と、この一対の金属板の配線接続部を除く部分を上記カーボン板に密着させてシールしたシール部材により構成され、上記カーボン板の露出部分に複数の貫通孔を設けてなるエッチング用カーボン電極。
【請求項２】
金属板を設ける部分の面積がカーボン板の面積に対して２０〜５０％である請求項１に記載のエッチング用カーボン電極。
【請求項３】
金属板が銅またはその合金である請求項１に記載のエッチング用カーボン電極。
【請求項４】
貫通孔の直径をＴ１、カーボン板の板厚をＴ２としたとき、Ｔ１≧Ｔ２になるようにした請求項１に記載のエッチング用カーボン電極。
【請求項５】
貫通孔の総面積をカーボン板の露出部分の面積の５〜１０％とした請求項１に記載のエッチング用カーボン電極。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一つに記載のエッチング用カーボン電極を一対でエッチング槽内に配設し、この一対のエッチング用カーボン電極の間をアルミニウム箔を通過させて交流電流を印加して交流エッチングを行うようにしたアルミ電解コンデンサ用電極箔のエッチング方法。
【請求項７】
交流電流を印加して交流エッチングを行う際の電流密度を０．１〜３．０Ａ／ｃｍ2の範囲とした請求項６に記載のアルミ電解コンデンサ用電極箔のエッチング方法。
【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に用いられる電極箔を製造する際に、その電極箔のエッチングに使用されるエッチング用カーボン電極およびこれを用いたアルミ電解コンデンサ用電極箔のエッチング方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３は従来のアルミニウム箔をエッチングするときに使用されるカーボン電極の構成を示す正面図であり、同図において、２１はカーボン電極板、２２は電流を通電させる金属ブスバー、２３は金属ブスバー２２をカーボン電極板２１に固定するボルトである。
【０００３】
上記カーボン電極板２１を用いてアルミニウム箔をエッチングするには、酸性溶液が充填されたエッチング槽内に一対のカーボン電極板２１を配置し、この一対のカーボン電極板２１の片方を陽極、他方を陰極として金属ブスバー２２に１０００Ａ〜３０００Ａの交流電流を印加し、アルミニウム箔が一対のカーボン電極板２１間を通過することによりアルミニウム箔の表面がエッチングされるようにしたものである。
【０００４】
また、上記カーボン電極板２１の他の構成としては、特開平９−１７６９００号公報に開示された技術のように、不浸透化した複数の黒鉛板の間に金属板又は金属網を介在させ、この黒鉛板の間をシールした構成を有したもので、エッチングのバラツキを改善し、エッチング効率を高めることができるということが記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来のカーボン電極板２１では、金属ブスバー２２に比べてカーボン電極板２１の比抵抗が高く、カーボン電極板２１の大型化に伴い、カーボン電極板２１の幅方向や長さ方向で電流密度にバラツキが生じ、アルミニウム箔のエッチングを均一にすることができないという課題を有していた。
【０００６】
一方、特開平９−１７６９００号公報の技術では、カーボン電極板２１が黒鉛板と黒鉛板の間に金属板又は金属網を介在させてシールする構造をしているため、長期に使用すると金属板の発熱や酸性溶液によるシールの劣化などによりシール部やカーボンネジに応力が掛かり、黒鉛板と金属板に隙間が生じ、電流効率が悪くなるという課題を有していた。
【０００７】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、カーボン電極の電流密度を均一にし、長期使用に耐えるエッチング用カーボン電極およびこれを用いたアルミ電解コンデンサ用電極箔のエッチング方法を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【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、板状のカーボン板と、このカーボン板の片面の両端に一対で設けられカーボン板よりも長く形成されてカーボン板から突出する部分を配線接続部とした金属板と、この一対の金属板の配線接続部を除く部分を上記カーボン板に密着させてシールしたシール部材により構成され、上記カーボン板の露出部分に複数の貫通孔を設けてなる構成とするもので、この構成により、カーボン電極の電流密度が均一になり、アルミニウム箔のエッチングのバラツキを少なくすることができ、また、金属板を左右両端に分離することにより長寿命化を図ることができるという作用を有する。
【０００９】
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、金属板を設ける部分の面積がカーボン板の面積に対して２０〜５０％の範囲にした構成としたものであり、この構成により、カーボン電極の電流密度を均一にし、エッチングの生産性を高めることができるという作用を有する。
【００１０】
なお、金属板を設ける面積がカーボン板の面積に対して２０％未満では金属板の抵抗が高くなり、電流密度を均一にすることができない。また、５０％を越えると有効エッチング面積が狭くなり、生産性が悪くなるので好ましくない。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、金属板が銅またはその合金である構成とするもので、この構成により、カーボン電極の電流密度を均一にすることができるという作用を有する。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、貫通孔の直径をＴ１、カーボン板の板厚をＴ２としたとき、Ｔ１≧Ｔ２になるようにした構成とするもので、請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、貫通孔の総面積をカーボン板の露出部分の面積の５〜１０％とする構成とするもので、この構成により、エッチングのときに発生する水素ガスをカーボン電極の裏面に逃がして、エッチングのバラツキを低減することができるという作用を有する。
【００１３】
なお、貫通孔の直径Ｔ１をカーボン板の板厚Ｔ２よりも小さくすると、エッチングのときに発生する水素ガスをカーボン電極の裏面に逃がしづらくなる。また、貫通孔の総面積をカーボン板の露出部分の面積の５％未満にすると水素ガスをカーボン電極の裏面に逃がしづらくなり、貫通孔の総面積がカーボン板の露出部分の面積の１０％を越えるとカーボン電極の電流密度が不均一となり、エッチングのバラツキを生じてしまうので好ましくない。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一つに記載のエッチング用カーボン電極を一対でエッチング槽内に配設し、この一対のエッチング用カーボン電極の間をアルミニウム箔を通過させて交流電流を印加して交流エッチングを行うようにしたエッチング方法とするものであり、この方法により、エッチングのバラツキの少ない高容量のエッチングされたアルミニウム箔を得ることができるという作用を有する。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、交流電流を印加して交流エッチングを行う際の電流密度を０．１〜３．０Ａ／ｃｍ2の範囲とした方法とするものであり、この方法により、生産性を向上させてエッチングのバラツキの少ないアルミニウム箔を得ることができ、しかもカーボン電極の長寿命化を図ることができるという作用を有する。
【００１６】
なお、電流密度が０．１Ａ／ｃｍ2未満ではエッチング効率が悪くなり、３．０Ａ／ｃｍ2越えるとエッチング効率を高めることはできるが、金属板が発熱してカーボン電極の寿命を短くしてしまうので好ましくない。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１８】
図１（ａ）は本発明の実施の形態によるエッチング用カーボン電極の正面図であり、同図１（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。同図１において、１はカーボン板、２は上記カーボン板１の左右両端に設けられた金属板、３はカーボン板１の露出部分の面積内に設けた貫通孔、４は上記金属板２を電流の配線を接続する部分を露出させて上記カーボン板１に密着させたシール部である。
【００１９】
上記カーボン板１は、コークスの粉末をピッチなどの結合剤ともに混練した後、粉砕、成形、焼成炭化および黒鉛化して得られたものである。
【００２０】
上記金属板２の長さはカーボン板１よりも長く、一部がカーボン板１の上部からはみ出すように形成し、このはみ出し部は電流の配線を接続する部分としたものである。
【００２１】
この金属板２は、その幅が広いほどカーボン板１の電流密度は高くなるが、カーボン板１の露出部分の面積が狭くなるため、エッチングをするアルミニウム箔の幅も狭くなり、生産性が悪くなってしまう。また、逆に金属板２の幅が狭いと、カーボン板１の電流密度を均一にすることができない。従って、金属板２を設ける面積はカーボン板１の面積の２０〜５０％の範囲が好ましく、最適な範囲は３０〜４０％の範囲である。
【００２２】
上記金属板２に用いられる金属は銅またはその合金を用いることができる。この銅またはその合金はカーボンに比べて比抵抗が約３桁低いので、カーボン板１の電流を均一にすることができる。
【００２３】
上記金属板２は、金属板２の電流の配線を接続する部分を露出させてそれ以外をカーボン板１に密着させてシール４をする。このシール４は耐酸性、耐熱性に優れたゴム状樹脂を用いたもので、金属板２のシール４の寿命を長く持続することができる。
【００２４】
上記カーボン板１において、そのカーボン板１の露出部分の面積内には複数の貫通孔３が設けられている。この貫通孔３はエッチングのときに発生する水素ガスをカーボン板１の裏面に逃がす役目をするもので、水素ガスによるエッチング効率の低下を防ぐことができる。
【００２５】
この貫通孔３の径は、貫通孔３の直径をＴ１、カーボン板１の板厚をＴ２としたとき、Ｔ１≧Ｔ２になるようにして、また、貫通孔３の総面積をカーボン板１の露出部分の面積の５〜１０％とすることにより、エッチングのときに発生した水素ガスをカーボン板１の裏面にすみやかに逃がすことができる。
【００２６】
このような構成のカーボン電極は、カーボン電極の電流密度が均一になり、アルミニウム箔のエッチングのバラツキを少なくすることができる。また、金属板を左右両端に分離することにより長寿命化を図ることができるものである。
【００２７】
次に、上記カーボン電極を用いたアルミ電解コンデンサ用電極箔のエッチング方法について述べる。
【００２８】
図２は上記カーボン電極が複数配置されたエッチング槽を示す断面図である。同図において、１１はアルミニウム箔、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄはアルミニウム箔１１に対向するように配置された一対のカーボン電極で、それぞれに陽極と陰極の配線が接続される。１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄはエッチング槽１６および１７の上部に配置されたローラー、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄはエッチング槽１６および１７内に配置された槽内ローラー、１５はエッチング液で、→はアルミニウム箔１１の流れる方向を示す。
【００２９】
アルミニウム箔１１のエッチングは、まず、上記エッチング槽１６においてアルミニウム箔１１がローラー１３ａを介してエッチング液１５中に入り、エッチング液１５中でアルミニウム箔１１と対向するように配置された一対のカーボン電極１２ａの間で交流エッチングされる。次に、アルミニウム箔１１が槽内ローラー１４ａ，１４ｂを通過して、再度アルミニウム箔１１と対向するように配置された一対のカーボン電極１２ｂの間で交流エッチングされる。次に、このアルミニウム箔１１はエッチング槽１７に移り、一対のカーボン電極１２ｃの間で交流エッチングされ、続いて、アルミニウム箔１１が槽内ローラー１４ｃ，１４ｄを通過して、再度アルミニウム箔１１と対向するように配置された一対のカーボン電極１２ｄの間で交流エッチングされる。
【００３０】
このエッチング槽１６，１７に用いるエッチング液は、５〜１５％の塩酸水溶液に、硼酸、蓚酸、硫酸、リン酸などを添加したエッチング液１５を用い、交流電流の電流密度は０．１〜０．５Ａ／ｃｍ2の交流電流を印加する。その後水洗をし、脱Ｃｌ処理してエッチングされたアルミニウム箔を得ることができる。
【００３１】
このようにしてエッチングされたアルミ電解コンデンサ用電極箔は、エッチングのバラツキが少なく、均一にエッチングされた電極箔を得ることができるものである。
【００３２】
以下、本実施の形態の実施例について説明をする。
【００３３】
（実施例１）
図２のエッチング槽を用いて、純度９９．９８％、厚み０．１ｍｍ、幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍの高純度アルミニウム箔を、エッチング液は１０ｗｔ％の塩酸溶液に硼酸を０．５ｗｔ％添加した３０℃のエッチング液で、また、一対のカーボン電極には電流密度０．２Ａ／ｃｍ2、周波数２５Ｈｚの交流電流を印加し、毎分１ｍのスピードで交流エッチングをした。その後脱Ｃｌ処理として１０ｗｔ％の硝酸で液温５０℃の溶液中に１分間浸漬し、続いて乾燥してエッチングされたアルミニウム箔を作製した。
【００３４】
なお、上記カーボン電極は、８００×１５００×４０ｍｍの大きさで、その左右両端に１４０×１６５０×１０ｍｍの銅板を設け、この銅板を上部１５０ｍｍを露出させて上記カーボン電極に密着するようにゴムライニングし、上記カーボン電極の中央部（カーボン板の露出部分）に、直径４２ｍｍの貫通孔を等間隔で３０個設けたものを用いた。
【００３５】
（実施例２）
上記実施例１において、カーボン電極を８００×１５００×４０ｍｍの大きさで、その左右両端に１００×１６５０×１０ｍｍの銅板を設け、この銅板を上部１５０ｍｍを露出させて上記カーボン電極に密着するようにゴムライニングし、上記カーボン電極の中央部（カーボン板の露出部分）に直径４２ｍｍの貫通孔を等間隔で５０個開けたものを用いた以外は実施例１と同様にしてエッチングされたアルミニウム箔を作製した。
【００３６】
（実施例３）
上記実施例１において、カーボン電極を８００×１５００×４０ｍｍの大きさで、その左右両端に８０×１６５０×１０ｍｍの銅板を設け、この銅板を上部１５０ｍｍを露出させて上記カーボン電極に密着するようにゴムライニングし、上記カーボン電極の中央部（カーボン板の露出部分）に直径４２ｍｍの貫通孔を等間隔で６８個開けたものを用いた以外は実施例１と同様にしてエッチングされたアルミニウム箔を作製した。
【００３７】
（実施例４）
上記実施例１において、カーボン電極の中央部（カーボン板の露出部分）に、直径６０ｍｍの貫通孔を等間隔で２０個開けたものを用いた以外は実施例１と同様にしてエッチングされたアルミニウム箔を作製した。
【００３８】
（比較例）
上記実施例１において、カーボン電極を図３に示す従来のカーボン電極を用いた以外は実施例１と同様にしてエッチングされたアルミニウム箔を作製した。
【００３９】
上記実施例１〜４と比較例のエッチングされたアルミニウム箔について、１００ｍごとに左側部、中央部、右側部の３ポイントについて静電容量を測定（ＥＩＡＪ法  ＲＣ−２３６４Ａに準じる）し、そのバラツキを調べた結果を（表１）に示す。なお、各ポイントごとの試料数はｎ＝５とした。
【００４０】
【表１】
0004385535.tif 000002
【００４１】
（表１）から明らかなように、金属板を設ける部分の面積がカーボン板の面積に対して２０〜５０％の範囲にし、そのカーボン板の中央部の貫通孔の総面積をカーボン板の露出部分の面積の５〜１０％とした構成のカーボン電極を用いてエッチングされたアルミニウム箔は、比較例のエッチングされたアルミニウム箔に比べて静電容量が高く、そのバラツキが著しく良化している。
【００４２】
なお、上記実施例１〜４ではカーボン電極の大きさが８００×１５００×４０ｍｍのものを用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、エッチング槽の大きさやアルミニウム箔の幅寸法により任意に変更することができる。また、カーボン電極の大きさが変われば、当然、金属板の大きさも変り、金属板を設ける部分の面積がカーボン板の面積に対して２０〜５０％の範囲にした構成のカーボン電極であれば、上記実施例１〜４と同様の特性を得ることができる。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように本発明のエッチング用カーボン電極は、板状のカーボン板と、このカーボン板の片面の両端に一対で設けられカーボン板よりも長く形成されてカーボン板から突出する部分を配線接続部とした金属板と、この一対の金属板の配線接続部を除く部分を上記カーボン板に密着させてシールしたシール部材により構成され、上記カーボン板の露出部分に複数の貫通孔を設けてなる構成とすることにより、カーボン電極の電流密度が均一になり、アルミニウム箔のエッチングのバラツキを少なくすることができる。また、金属板を左右両端に分離することにより長寿命化を図ることができるものである。
【００４４】
さらに、上記カーボン電極を用いて、一対のカーボン電極を複数個備えた複数のエッチング槽内で、アルミニウム箔を一対のカーボン電極の間を通過させて交流電流を印加して交流エッチングを行うことにより、生産性を向上させてエッチングのバラツキの少ないアルミニウム箔を得ることができ、しかもカーボン電極の長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態によるエッチング用カーボン電極を示す正面図
（ｂ）同Ａ−Ａ断面図
【図２】同実施の形態によるカーボン電極が配置されたエッチング槽を示す断面図
【図３】従来のエッチング用カーボン電極を示す正面図
【符号の説明】
１  カーボン板
２  金属板
３  貫通孔
４  シール部
【図１】
0004385535.tif 000003
【図２】
0004385535.tif 000004
【図３】
0004385535.tif 000005