JP7338683B2 - アルミニウム化成箔の製造方法 - Google Patents
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Description
30μmから150μmの間隔で複数設けるものとすることができる。このようなクラックを設ければ、陽極酸化によって第1化成皮膜が成長した場合でも、第1化成皮膜によりクラックが閉じられてしまうことを、防止或いは抑制できる。
アルミニウム箔が硬くなり過ぎない。従って、アルミニウム箔に応力を発生させたときに、アルミニウム箔が破断し難い。また、本発明によれば、陽極酸化時の電圧が所定の陽極酸化電圧に達するまでにクラック形成処理を行うので、第1化成皮膜が厚くなり過ぎず、アルミニウム箔が硬くなり過ぎないので、アルミニウム箔に応力を発生させることにより、第1多孔質層の表面に複数のクラックを均一に設けることができる。ここで、第1多孔質層の表面に複数のクラックを均一に設けることができれば、陽極酸化時の電圧が所定の陽極酸化電圧に達した後の陽極酸化によって第1化成皮膜が厚く形成される場合でも、折曲げ強度の低下を抑制できる。
アルミニウム化成箔を用いてアルミニウム電解コンデンサを製造するには、アルミニウム化成箔(アルミニウム電解コンデンサ用電極)からなる陽極箔と、陰極箔とをセパレータを介在させて積層し、巻回して、コンデンサ素子を形成する。次に、コンデンサ素子を電解液(ペースト)に含浸する。しかる後に、電解液を含んだコンデンサ素子を外装ケースに収納し、封口体でケースを封口する。
図1は、本発明のアルミニウム化成箔の表面を走査型電子顕微鏡により拡大して撮影した写真である。図2は、図1のアルミニウム化成箔を長手方向に沿って切断した断面を走査型電子顕微鏡により拡大して撮影した写真である。図3は、アルミニウム化成箔において、多孔質層を構成する粉体と化成皮膜との関係を表す説明図である。図3では、アルミニウム化成箔を構成するベース層、粉体および化成皮膜を模式的に示す。図4は、アルミニウム化成箔の表面に設けられたクラックの間隔を測定する測定方法の説明図である。
本例のアルミニウム化成箔1は、多孔質層(第1多孔質層3および第2多孔質層4)の表面に300μm以上の長さでY方向に延在するクラック7を備える。また、クラック7は、アルミニウム化成箔1のX方向において30μmから150μmの間隔で、複数、設けられる。このような複数のクラック7を備えるアルミニウム化成箔1では、陽極酸化によって隣り合う粉体11が化成皮膜(第1化成皮膜5および第2化成皮膜)を介して結合しているアルミニウム箔に折れ曲がりが発生した場合でも、変形に起因して発生した応力を陽極酸化の完了後にクラック7となる部分から逃がすことができる。これにより、粉体11間の結合に局所的な割れが発生することを防止或いは抑制できるので、この割れが広がってアルミニウム箔が破断することを防止或いは抑制できる。
図6は、アルミニウム化成箔1の基材となるアルミニウム箔の説明図である。図6では、アルミニウム箔を模式的に示す。図7は、アルミニウム化成箔1の第1の製造方法を示すフローチャートである。図8は、アルミニウム化成箔1の第2の製造方法を示すフローチャートである。図9はアルミニウム化成箔1の第3の製造方法を示すフローチャートである。図10は、アルミニウム化成箔1の第4の製造方法を示すフローチャートである。図11は、アルミニウム化成箔1の第5の製造方法を示すフローチャートである。
本例のアルミニウム化成箔1の製造方法では、化成工程ST1においてアルミニウム箔10に応力を発生させることにより、多孔質層(第1多孔質層3および第2多孔質層4)の表面にY方向に延在するクラック7をX方向に離間させて、複数、設ける。また、クラック7の形成後に、アルミニウム箔10に陽極酸化を施す後陽極酸化処理ST3Aを行う。ここで、化成工程ST1の途中で多孔質層(第1多孔質層3および第2多孔質層4)にクラック7を形成しておくことで、その後の陽極酸化により化成皮膜(第1化成皮膜5および第2化成皮膜6)が成長した場合でも、化成皮膜(第1化成皮膜5および第2化成皮膜6)によってクラック7が閉じられてしまうことを抑制できる。よって、複数のクラック7を備えるアルミニウム化成箔1を得ることができる。従って、化成皮膜(第1化成皮膜5および第2化成皮膜6)の成長に伴って隣り合う粉体11が化成皮膜(第1化成皮膜5および第2化成皮膜6)を介して結合しているアルミニウム箔10に折れ曲がりが発生した場合でも、変形に起因して発生した応力をクラック7から逃がすことができる。これにより、粉体11間の結合に局所的な割れが発生することを防止或いは抑制できるので、局所的な割れが広がってアルミニウム箔10が破断することを防止或いは抑制できる。また、クラック7を形成した後にアルミニウム箔10に陽極酸化を施すので、クラック7が生じた後の多孔質層(第1多孔質層3および第2多孔質層4)に化成皮膜(第1化成皮膜5および第2化成皮膜6)を再形成することができる。これにより、クラック7の形成によって多孔質層(第1多孔質層3および第2多孔質層4)の表面に露出したアルミニウム新生面(剥き出しになった金属アルミニウムの表面)を、再形成した化成皮膜(第1化成皮膜5および第2化成皮膜6)により被覆することができる。したがって、クラック7によって生じる陽極酸化中のアルミニウム箔10またはアルミニウム電解コンデンサ用電極の漏れ電流を低減しながら、破断することを防止或いは抑制できる。
図13は、実施例1~5のアルミニウム化成箔1の製造方法において、クラック形成処理ST11を行うタイミングを説明した表である。図14は、実施例1~5のアルミニウム化成箔1の製造方法において、クラック形成処理ST11を行うタイミングの説明図である。実施例1~5のアルミニウム化成箔1の製造方法は、クラック形成処理ST11を行うタイミングが相違するが、化成工程ST1において、アルミニウム箔10に施される処理は同一である。
図25は、アルミニウム化成箔1の第6の製造方法のフローチャートである。図26は、アルミニウム化成箔1の第7の製造方法のフローチャートである。アルミニウム化成箔1の第6の製造方法では、図8に示す第2の製造方法において、クラック形成処理ST11に引き続いてアルミニウム箔10に水和皮膜を形成する再水和処理ST21を備える。すなわち、図25に示すように、アルミニウム化成箔1の第6の製造方法は、水和工程ST2と陽極酸化工程ST3との間に、クラック形成処理ST11および再水和処理ST21を連続して行う。このようすれば、クラック形成処理ST11により設けたクラック7を介して露出するアルミニウム新生面に対し、再水和処理ST21により水和皮膜を設けることができる。従って、その後の陽極酸化工程ST3における後陽極酸化処理ST3Aにおいて化成皮膜(第1化成皮膜5および第2化成皮膜6)が成長したときに、化成皮膜(第1化成皮膜5および第2化成皮膜6)によりクラック7が閉じられてしまうことを、防止或いは抑制しやすい。
Claims (10)
- アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる箔状のベース層の両面のうち、第1面にアルミニウムまたはアルミニウム合金の粉体同士が空隙を維持しながら焼結して繋がっている焼結体からなる第1多孔質層が積層されたアルミニウム箔に第1化成皮膜を形成する化成工程を備え、
前記化成工程は、前記アルミニウム箔に陽極酸化を施す陽極酸化工程を備え、
前記化成工程では、前記アルミニウム箔に応力を発生させて前記第1多孔質層の表面に第1方向に延在するクラックを前記第1方向に直交する第2方向で離間して複数設けるクラック形成処理を行い、
前記陽極酸化工程では、前記クラック形成処理前に所定の陽極酸化電圧に達するまで前記アルミニウム箔に陽極酸化を施すクラック形成前陽極酸化処理と、前記クラック形成処理後に前記アルミニウム箔に陽極酸化を施すクラック形成後陽極酸化処理を行い、
前記クラック形成前陽極酸化処理における前記所定の陽極酸化電圧が200V以上且つ400V以下であり、
前記クラック形成後陽極酸化処理における陽極酸化電圧が、前記クラック形成前陽極酸化処理において達していた前記所定の陽極酸化電圧よりも高い電圧であることを特徴とするアルミニウム化成箔の製造方法。 - 前記クラック形成処理では、300μm以上の長さで前記第1方向に延在する前記クラックを、前記第2方向において95μmから150μmの間隔で複数設けることを特徴とする請求項1に記載のアルミニウム化成箔の製造方法。
- 前記クラック形成処理では、300μm以上の長さで前記第1方向に延在する前記クラックを、前記第2方向において30μmから150μmの間隔で複数設けることを特徴とする請求項1に記載のアルミニウム化成箔の製造方法。
- 前記クラック形成処理では、各クラックを前記ベース層と前記第1多孔質層との境界まで到達させることを特徴とする請求項1から3のうちのいずれか一項に記載のアルミニウム化成箔の製造方法。
- 前記クラック形成処理では、前記第1方向に延在する第1クラック形成用ローラを、前
記アルミニウム箔の両面のうち前記第1面とは反対側の第2面に接触させて当該アルミニウム箔と当該第1クラック形成用ローラとを前記第2方向に相対移動させることを特徴とする請求項1から4のうちのいずれか一項に記載のアルミニウム化成箔の製造方法。 - 前記化成工程では、前記第2方向に沿って配置された複数のローラによって前記アルミニウム箔を前記第2方向に走行させ、
複数の前記ローラのうち、他のローラよりも径が小さいローラが前記第1クラック形成用ローラとして配置されていることを特徴とする請求項5に記載のアルミニウム化成箔の製造方法。 - 前記アルミニウム箔には、前記ベース層の前記第1面とは反対の第2面に、アルミニウムまたはアルミニウム合金の粉体の焼結体からなる第2多孔質層が積層されており、
前記化成工程では、前記第2多孔質層に第2化成皮膜を形成し、
前記クラック形成処理では、前記第1方向に延在する第2クラック形成用ローラを、前記第2方向で前記第1クラック形成用ローラとは異なる位置で前記第1面に接触させて当該アルミニウム箔と前記第2クラック形成用ローラとを前記第2方向に相対移動させることを特徴とする請求項5または6に記載のアルミニウム化成箔の製造方法。 - 前記化成工程は、前記陽極酸化工程の前に、前記アルミニウム箔に水和皮膜を形成する水和工程を備え、
前記陽極酸化工程は、前記水和皮膜が形成された前記アルミニウム箔に陽極酸化を施し、
前記クラック形成処理は、前記水和工程の途中に行うことを特徴とする請求項1から7のうちのいずれか一項に記載のアルミニウム化成箔の製造方法。 - 前記化成工程は、前記陽極酸化工程の前に、前記アルミニウム箔に水和皮膜を形成する水和工程を備え、
前記陽極酸化工程は、前記水和皮膜が形成された前記アルミニウム箔に陽極酸化を施し、
前記クラック形成処理は、前記水和工程の後に行うことを特徴とする請求項1から8のうちのいずれか一項に記載のアルミニウム化成箔の製造方法。 - 前記クラック形成処理に引き続いて前記アルミニウム箔に水和皮膜を形成する再水和処理を備えることを特徴とする請求項9に記載のアルミニウム化成箔の製造方法。
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