JP2943898B2

JP2943898B2 - 水ぬれ性の良い銅箔

Info

Publication number: JP2943898B2
Application number: JP5352144A
Authority: JP
Inventors: 達夫江口
Original assignee: Nippon Foil Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nippon Foil Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1993-12-31
Filing date: 1993-12-31
Publication date: 1999-08-30
Anticipated expiration: 2014-08-30
Also published as: JPH07201332A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電池の電極や集電体と
して使用するのに適した銅箔に関し、銅箔表面の水ぬれ
性が良好であるため、電池中に用いられる電解液あるい
は活物質との密着性が良好な銅箔に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、銅箔は電気伝導度が大きいた
め、電池の電極等に使用されている。しかしながら、電
池の電極等に使用した場合、銅箔の持つ電気伝導度に対
して、それよりも低い電気伝導度しか示さないことが、
しばしば生じた。即ち、所定の電圧を持つように設定し
て電池を作成しても、所定の電圧を示さないことや、使
用中電圧の低下を来すというとこが、しばしば生じたの
である。本発明者は、この原因が銅箔の製造工程に起因
するのではないかと考えた。

【０００３】ところで、従来の銅箔は、以下のようにし
て製造されている。即ち、銅を溶解して鋳造した後、熱
間圧延を行ない、その後冷間圧延，中間焼鈍を繰り返し
行ない、最終厚さが1.0〜0.1mmとなったところで、中間
焼鈍を行ない、その後最終冷間圧延を施して銅箔が製造
されている。そして、最終冷間圧延時に、冷間圧延を良
好に行なうために、銅薄板や銅箔表面に圧延油が塗布さ
れる。

【０００４】従って、銅箔表面には、圧延油が存在して
いるのである。本発明者は、この圧延油が、電池に使用
される電解液や活物質に対して悪影響を及ぼし、その結
果、銅箔が本来有している電気伝導度を電池中で発揮で
きないと考えた。そして、この考えにしたがって、銅箔
の表面に付着している圧延油を、最終的に除去するた
め、最終工程として有機溶剤での脱脂処理を施した。

【０００５】しかしながら、銅箔表面から完全に圧延油
を除去しても、十分満足のゆく電気伝導度を持つ電極を
得ることはできなかった。この理由は、定かではない
が、銅箔本体自体が、電池に使用される電解液や活物質
に対して、密着性が悪いと推定しうるのである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者は、
銅箔表面に、電池に使用されている電解液や活物質に対
して親和性の良好なものを塗布することを考えた。親和
性の良好なものとしては、各種界面活性剤が存在する。
しかし、一般に使用されている界面活性剤を塗布して
も、この界面活性剤が銅箔本体に対して親和性が十分で
なく、この試みは成功しなかった。しかるに、銅箔本体
に対しても親和性が良好で、且つある特定の界面活性剤
に対しても親和性が良好な物質を介在させて、その界面
活性剤を塗布すれば、電池に使用されている電解液や活
物質と銅箔本体とが良好に密着し、電気伝導度の良好な
銅箔製電極が得られることを、本発明者は見出し、以下
のような発明に到達したのである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、銅箔本
体表面に、アゾール系誘導体を含有する第一皮膜が形成
されており、更に該第一皮膜上にソルビタン系誘導体を
含有する第二皮膜が形成されていることを特徴とする水
ぬれ性の良い銅箔に関するものである。

【０００８】まず、本発明においては、従来公知の任意
の方法で、銅薄板を製造する。例えば、銅を溶解して鋳
造した後、熱間圧延を行なって銅板を得る。この銅板に
冷間圧延，中間焼鈍を繰り返し行なって銅薄板を得る。
銅薄板の厚さは1.0〜0.1mm程度が好ましい。また、得ら
れた銅薄板には中間焼鈍を施してもよい。このような銅
薄板の表面には、冷間圧延中に付与した圧延油及び冷間
圧延中若しくは中間焼鈍中に生じた銅粉が付着している
場合があるので、酸性溶液で洗浄したりあるいは脱脂処
理を施すことが好ましい。

【０００９】このようにして得られた銅薄板は、最終圧
延ロールで圧延されて、その厚みを薄くし、銅箔を得
る。銅箔の厚さは、50μｍ以下程度であるのが好まし
い。この銅箔表面には、最終冷間圧延において塗布され
た圧延油が存在する。従って、この圧延油を除去するた
めに、脱脂処理等を施すのが好ましい。

【００１０】脱脂処理を施した後の銅箔は、その表面に
酸化皮膜が自然に形成される。この酸化皮膜は、電池の
電極等として用いる場合、何ら悪影響を与えるものでは
ないので、表面保護の意味からも、そのままの状態にし
ておくのが好ましい。従って、本発明で使用される銅箔
本体は、一般的に自然酸化皮膜層を持つものである。

【００１１】その後、この銅箔本体表面に、アゾール系
誘導体を含有する溶液が塗布されて、第一皮膜が形成さ
れる。アゾール系誘導体としては、代表的には、ベンゾ
トリアゾール（ベンゾ-1,2,3-トリアゾール又は1,2,3-
ベンゾトリアゾール）が用いられる。また、イミダゾー
ル，ピラゾール，1,2,5-トリアゾール，1,2,4-トリアゾ
ール，1,3,4-トリアゾール，1,2,3,4-テトラゾール，1,
2,3,5-テトラゾール等のアゾールから誘導される物質を
使用することができる。このアゾール系誘導体は、銅箔
本体表面の銅原子と錯体を形成し、銅箔本体表面に化学
的に吸着して、第一皮膜が形成されるのである。

【００１２】また、アゾール系誘導体を含有する溶液
は、アゾール系誘導体を、エタノール，メタノール，ノ
ルマルパラフィン等の溶媒に溶解させることによって、
容易に得ることができる。そして、この溶液中に、銅箔
本体を浸漬すれば、銅箔本体表面にアゾール系誘導体が
塗布され、第一皮膜が形成されるのである。

【００１３】本発明においては、この第一皮膜上に、更
にソルビタン系誘導体を含有する溶液が塗布されて第二
皮膜が形成される。ソルビタン系誘導体としては、代表
的には、ソルビタン脂肪酸エステルが用いられる。ソル
ビタン脂肪酸エステルとしては、ソルビタンラウリン酸
エステル，ソルビタンパルチミン酸エステル，ソルビタ
ンステアリン酸エステル，ソルビタンオレイン酸エステ
ル等が用いられる。その他、ソルビタン脂肪酸エステル
にエチレンオキサイドを付加したもの（いわゆるトウイ
ーン）も用いられる。このソルビタン系誘導体は、アゾ
ール系誘導体との親和性が良好で、アゾール系誘導体に
物理的に吸着して、第二皮膜が形成されるのである。

【００１４】また、ソルビタン系誘導体を含有する溶液
は、ソルビタン系誘導体を、エタノール，メタノール，
ノルマルパラフィン等の溶媒に溶解させることによっ
て、容易に得ることができる。そして、この溶液中に、
銅箔本体表面にアゾール系誘導体を含有する第一皮膜が
形成されたものを浸漬すれば、アゾール系誘導体上に第
二皮膜が形成されるのである。

【００１５】また、本発明においては、アゾール系誘導
体とソルビタン系誘導体を共に溶解させた溶液中に、銅
箔本体を浸漬することによっても、銅箔本体表面に第一
皮膜と第二皮膜とが形成された銅箔を得ることができ
る。これは、アゾール系誘導体の方が銅箔本体表面に吸
着する速度が速いため、まず、銅箔本体表面にはアゾー
ル系誘導体を含有する第一皮膜が形成され、その後ソル
ビタン系誘導体が第一皮膜上に吸着して第二皮膜が形成
されるのである。

【００１６】以上説明したような方法によって、銅箔本
体表面に、アゾール系誘導体を含有する第一皮膜が形成
され、更にこの第一皮膜上にソルビタン系誘導体を含有
する第二皮膜が形成されるのである。そして、このよう
にして得られた銅箔表面には、非イオン系界面活性剤と
してよく使用されるソルビタン系誘導体が存在している
ため、水ぬれ性が良好である。そして、水ぬれ性が良好
であるため、電池に使用される電解液や活物質に対する
密着性が向上するのである。

【００１７】本発明に係る銅箔の水ぬれ性の程度は、ぬ
れ指数（dyne／cm）として測定し、35〜39dyne／cm程度
であるのが好ましい。ぬれ指数が35dyne／cm未満である
と、銅箔表面と電池に使用される電解液や活物質との密
着性が十分に向上しない傾向が生じる。また、ぬれ指数
が39dyne／cmを超えたとしても、電池に使用される電解
液や活物質との密着性が、飽和状態となり、もはや向上
しない傾向となる。なお、ぬれ指数は、JIS K 6768「ポ
リエチレン及びポリプロピレンのぬれ性試験方法」に記
載の方法に準拠して測定されるものである。

【００１８】

【実施例】

実施例１〜４純銅（JIS H 3100，C1100）を使用した銅板に、冷間圧
延，中間焼鈍を繰り返し行ない、最終厚さが0.2mmとな
った銅薄板に中間焼鈍を施す。この銅薄板の表面を、酸
性溶液で洗浄する。その後、この銅薄板を、最終圧延ロ
ールを使用して冷間圧延を施し、次いで脱脂処理を施し
て厚さ10μｍの銅箔本体を準備した。

【００１９】一方、ベンゾトリアゾール０．０５重量％
とソルビタン脂肪酸エステル０．０５重量％とを含有す
るノルマルパラフィン溶液を準備した。そして、このノ
ルマルパラフィン溶液に、準備した銅箔本体を、表１に
示した時間浸漬処理を行った。このようにして、得られ
た銅箔のぬれ指数は表１に示したとおりであった。な
お、ぬれ指数の測定は、銅箔を得て直ちに行った場合
（表１では処理直後と表示）、及び銅箔を得た後、巾２
５０ｍｍのコイルの状態で４０℃で９０％の雰囲気下に
１００時間放置した後に行った場合（表１では４０℃，
９０％放置後と表示）について行った。

【００２０】

【表１】

【００２１】比較例１及び２実施例１で得られた銅箔本体をそのまま使用したものを
比較例１とし、実施例１で得られた銅箔本体に更に脱脂
・洗浄処理を施したものを比較例２とした。そして、こ
れらの銅箔本体についても、ぬれ指数を測定し、表１に
示した。

【００２２】表１の結果から明らかなように、銅箔本体
表面に、ベンゾトリアゾールよりなる第一皮膜と、この
第一皮膜上にソルビタン脂肪酸エステルよりなる第二皮
膜を形成させた銅箔は、水ぬれ性が良好で、そのまま放
置しておいても水ぬれ性は殆ど低下しない。これに対し
て、第一皮膜や第二皮膜を形成していない銅箔本体のみ
からなるもの（比較例１）は、本来的に水ぬれ性が不良
である。また、銅箔本体表面を十分に洗浄及び脱脂した
場合でも（比較例２）、当初は水ぬれ性が良好である
が、しばらくすると水ぬれ性が低下する共に変色する。

【００２３】

【作用】本発明に係る銅箔の水ぬれ性が良好であるの
は、以下の作用によるものと考えられる。即ち、銅箔本
体表面には、銅箔本体と化学的に吸着しているアゾール
系誘導体を含有する第一皮膜が形成されており、この第
一皮膜上には、第一皮膜との親和性が良好であるソルビ
タン系誘導体を含有する第二皮膜が形成されている。従
って、銅箔本体表面に第二皮膜も均一に且つ確実に形成
されている。そして、この第二皮膜は、親水性が良好で
あるため、銅箔表面の水ぬれ性が良好になるのである。
また、この第二皮膜の状態は、経時的に大きく変化する
ものではないので、所定の雰囲気下に放置しておいて
も、水ぬれ性が大きく低下することはない。

【００２４】

【発明の効果】従って、本発明に係る水ぬれ性の良い銅
箔を、電池の電極して使用すれば、電池に使用されてい
る電解液や活物質と良好に密着し、銅箔が本来的に有し
ている電気伝導度が実現できる。依って、本発明に係る
水ぬれ性の良い銅箔を使用すれば、当初に設定した電圧
を持つ電池を容易に得ることができるという効果を奏す
る。即ち、従来の如く、当所設定した電圧が低下したり
あるいは使用中に電圧が狂うということを、本発明は防
止しうるのである。

【００２５】なお、以上主として、本発明に係る水ぬれ
性の良い銅箔が、電池の電極として用いられた場合につ
いて説明したが、この銅箔は、その他の水ぬれ性の良好
さが求められる用途に種々使用しうるものである。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】銅箔本体表面に、アゾール系誘導体を含
有する第一皮膜が形成されており、更に該第一皮膜上に
ソルビタン系誘導体を含有する第二皮膜が形成されてい
ることを特徴とする水ぬれ性の良い銅箔
【請求項２】アゾール系誘導体としてベンゾトリアゾ
ールを用い、且つソルビタン系誘導体としてソルビタン
脂肪酸エステルを用いる請求項１記載の水ぬれ性の良い
銅箔。
【請求項３】ぬれ指数が35〜39dyne／cmである請求項
１又は２記載の水ぬれ性の良い銅箔。