JP4993730B2 - 蒸着用アルミニウム箔材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、蒸着用アルミニウム箔材、とくに電解コンデンサ等の電極用基材として、アルミニウムを蒸着して電極とする場合において使用する蒸着用アルミニウム箔材の製造方法に関する。

電子部品の小型化に伴い、電子部品に組み込まれる電解コンデンサの電極用アルミニウム箔についても静電容量の向上が要望され、そのために電解コンデンサ電極用アルミニウム箔の表面積を拡大させるための多くの試みがなされている。

その中でも、アルミニウム箔の表面積を飛躍的に拡大できる方法として、アルミニウム箔基材上に、アルミニウムをはじめとする弁（バルブ）金属を蒸着させ、高い静電容量を得ることができる電極用アルミニウム材料が提案されている（特許文献１参照）。また、蒸着したアルミニウム粒子層の空隙率や比表面積、粒子径を規定した電極も提案されている（特許文献２参照）。
特開平１１−３１７３３１号公報 特開２００７−１２３８１４号

しかしながら、蒸着用基材として、通常の方法で厚さ１０〜５０μｍとしたアルミニウム箔材を用いると、蒸着層との密着性が十分に得られず、電解コンデンサの電極として巻き取った場合に基材から蒸着層が剥離するという問題がある。

密着性を高めるために、基材に対して前処理が実施されるが、この前処理については,コスト面、蒸着装置の汚染防止の面から軽い前処理を行うのが望ましく、このような軽い前処理を行った場合にも高い密着性が得られるアルミニウム箔材が求められている。

発明者らは、蒸着用基材としてのアルミニウム箔材と蒸着層との密着性向上を目的として、アルミニウム箔材の表面状態に着目し、試験、検討を行った結果、アルミニウム箔材表面の酸化皮膜とアルミニウム箔材表面に残留している油分の制御が密着性向上に対して重要であることを見出した。

本発明は、上記の知見に基づいて、さらに試験、検討を重ねた結果としてなされたものであり、その目的は、基材と蒸着層の高い密着性を確保することができる蒸着用アルミニウム箔材の製造方法を提供することにある。

上記の目的を達成するための本発明による蒸着用アルミニウム箔材の製造方法は、アルミニウム蒸着層を形成するための厚さ１０〜５０μｍのアルミニウム（アルミニウム合金を含む、以下同じ）箔材を製造する方法であって、１００〜３５０℃の温度で１〜６０秒間加熱することにより、箔材表面のハンターホール法で測定した酸化皮膜厚さを０．６Ｖ以下、箔材表面に残留している油分を６００ｍｇ／ｍ^２以下とすることを特徴とする。

本発明によれば、アルミニウム箔材において所定の酸化皮膜と油分の制御を行っているので、表面に酸化皮膜を有する弁金属粒子層を蒸着によって形成する際に基材と蒸着層の高い密着性を確保することができる、蒸着用アルミニウム箔材が提供される。当該蒸着用アルミニウム箔材は、低温加熱処理を行うことによって製造される。

本発明により製造される蒸着用アルミニウム箔材は、厚さ１０〜５０μｍのアルミニウム箔材であり、ハンターホール法で測定した箔材表面の酸化皮膜厚さが０．６Ｖ以下であり、箔材表面に残留している油分が６００ｍｇ／ｍ^２以下であることを特徴とする。

蒸着層と基材との密着性には、主に基材表面の酸化皮膜、基材表面に残留する圧延油分が影響する。酸化皮膜厚さが０．６Ｖより大きいと、蒸着層と基材との剥離が酸化皮膜内で生じ、密着性が低下する。

酸化皮膜厚さを０．６Ｖ以下とするためには、最終焼鈍を行わずに使用するか、低温での短時間加熱、例えば、１００〜３５０℃の温度で１〜６０秒加熱することが有効である。加熱処理は、コイルとして巻き取った厚さ１０〜５０μｍのアルミニウム箔を連続的に巻き出して、加熱ゾーンを通すことにより行われるが、酸化皮膜厚さの増加を防止する目的で、加熱ゾーン内に不活性ガスを導入することが好ましい。酸化皮膜厚さのさらに好ましい範囲は０.３Ｖ以下である。

表面残油が６００ｍｇ／ｍ^２を超えると、蒸着層と基材との間に残油を起因とした炭素層が生じ、密着性が低下する。表面残油のさらに好ましい範囲は４００ｍｇ／ｍ^２以下である。

付着した圧延油分の除去を目的として、コイルとして巻き取った厚さ１０〜５０μｍのアルミニウム箔を連続的に巻き出して、加熱ゾーンを通し、圧延油分が蒸発する温度、すなわち、１００〜３５０℃の温度で１〜６０秒加熱することも有効である。１００℃未満、もしくは１秒未満では圧延油分の蒸発が不充分であり、３５０℃を超える温度、もしくは６０秒を超える時間では、酸化皮膜厚さが増加するのに加え、材料が軟化し通箔が困難となる。なお、酸化皮膜厚さの増加を防止する目的で、加熱ゾーン内に不活性ガスを導入することが好ましい。

以下、本発明の実施例を比較例と対比して説明し、本発明の効果を実証する。これらの実施例は本発明の一実施態様を示すものであり、本発明はこれに限定されない。

実施例、比較例
アルミニウム純度９９．８５％のアルミニウム地金を用いて、常法に従い、溶解、鋳造、面削、熱間圧延、冷間圧延を行い、厚さ３０μｍのアルミニウム箔を製造した。得られたアルミニウム箔を試験材とし、これら試験材について、表１に示す条件で加熱（焼鈍）処理を実施し、以下の密着性評価試験に供した。

密着性評価試験：得られたアルミニウム箔について、基材と蒸着層との密着性の評価を目的として、アルミニウム純度９９．８％アルミニウムを蒸着ソースとし、３×１０^−３トルの窒素と３×１０^−４トルの酸素との雰囲気内で、抵抗加熱式蒸着により、２０μｍ厚さのアルミニウム蒸着層を形成し、その後、ＪＩＳ Ｈ８５０４に準拠するテープ引きはがし試験を行って、基材と蒸着層との密着性を評価し、密着性が良好なもの（剥離しないもの）は○、密着性が不良なもの（剥離したもの）は×とした。密着性評価試験結果を表２に示す。
なお、上記蒸着手法は、前記特許文献１の段落００２５の実施例に記載される手法、すなわち、０．００２トル〜０．００５トルの圧力の窒素と２×１０^−４トル〜５×１０^−４トルの圧力の酸素との無水雰囲気内で３００℃の温度に保持されたアルミニウム箔上に、熱抵抗性蒸着によって蒸着した、に基づくものである。

表２に示すように、本発明に従う試験材３および４はいずれも、酸化皮膜厚さが０．６Ｖ以下、残留油分６００ｍｇ／ｍ^２以下であり、良好な密着性を有していた。

これに対して、試験材５は、前処理を行わなかったため、圧延油の除去が十分でなく、密着性が劣っていた。試験材７は、焼鈍時間が短いため、圧延油の除去が不十分となり密着性が劣っていた。試験材８は、焼鈍時間が長いため、酸化皮膜が厚くなり、密着性不良が生じた。

Claims (1)

1. アルミニウム蒸着層を形成するための厚さ１０〜５０μｍのアルミニウム（アルミニウム合金を含む、以下同じ）箔材を製造する方法であって、１００〜３５０℃の温度で１〜６０秒間加熱することにより、箔材表面のハンターホール法で測定した酸化皮膜厚さを０．６Ｖ以下、箔材表面に残留している油分を６００ｍｇ／ｍ^２以下とすることを特徴とする蒸着用アルミニウム箔材の製造方法。