KR20090097780A - 전해콘덴서용 금속박의 제조방법 및 전해콘덴서 - Google Patents

전해콘덴서용 금속박의 제조방법 및 전해콘덴서 Download PDF

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KR20090097780A
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산요덴키가부시키가이샤
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Abstract

에칭처리된 폭이 넓은 띠모양 금속시트를 절단칼날에 의해 소정 사이즈로 재단하는 경우에, 가열된 띠모양 금속시트의 재단부를 재단하는 것에 의해, 재단면에서의 버나 크랙이 적은 전해(電解)콘덴서용 금속박을 얻을 수 있다.

Description

전해콘덴서용 금속박의 제조방법 및 전해콘덴서{METHOD OF MANUFACTURING METAL FOIL FOR ELECTROLYTIC CAPACITOR AND ELECTROLYTIC CAPACITOR}
본 발명은 전해(電解)콘덴서의 양극박이나 음극박에 이용되는 금속박의 제조방법 및 그 금속박을 이용한 전해콘덴서에 관한 것이다.
현대 사회에 있어서, 텔레비젼이나 퍼스널 컴퓨터를 필두로 하는 전자제품이나 자동차는 생활에 불가결(不可缺) 할 정도로 보급되어 있다. 이러한 고기능화는 전해콘덴서 등의 전자부품의 고성능화에 힘 입은 바가 크다.
일반적인 전해콘덴서에서는 알루미늄, 탄탈(tantal), 티탄 등의 밸브작용을 가지는 금속으로 이루어진 금속박(金屬箔, metalic foil)이 전극박(電極箔)으로서 이용되고 있다. 예를 들면, 직사각형 모양의 양극박(陽極箔)과 음극박(陰極箔)을 감아 돌려 콘덴서 소자를 형성하고, 상기 양극박과 음극박과의 사이에 구동용 전해액을 함침(含浸)시킨 후, 케이스 내에 콘덴서 소자를 수납(收納)한 전해콘덴서가 제품화 되어 있다. 또, 구동용 전해액 대신에 전기전도도가 뛰어난 폴리티오펜(polythiophene), 폴리피롤(polypyrrole) 등으로 이루어지는 고체전해질을 이용한 고체전해콘덴서가 제품화 되어 있다.
상기와 같은 전해콘덴서용 금속박의 제조방법으로서는, 예를 들면, 우선 폭이 넓은 띠모양 금속시트에 에칭처리를 행하여 표면적을 확대한다. 다음으로, 그 폭이 넓은 띠모양 금속시트의 표면에 양극(陽極)산화처리를 행하여 양극산화피막(皮膜)을 형성한 양극박용 금속시트와, 폭이 넓은 띠모양 금속시트에 에칭처리만을 행한 음극박용 금속시트를 제작한다. 그리고, 슬릿공정에서 이를 폭이 넓은 각 띠모양 금속시트를 절단칼날에 의해 소정 폭으로 재단한다. 또한, 절단공정에서 재단한 금속시트를 절단장치에 의해 낱개의 조각으로 절단하여 직사각형 모양의 금속박이 제작되고 있다(예를 들면, 일본국 특개2007-152436호 공보).
그런데, 자동차 등은 고기능화를 위해서 여러 가지 전자부품이 탑재되는 경향이 있다. 그 때문에 25V나 35V의 높은 정격(定格)전압을 가지는 고내압(高耐壓) 전해콘덴서가 요구되고 있다.
그렇지만, 이와 같은 고내압 전해콘덴서는 제조시에 단락(短絡)불량이 발생하기 쉽다고 하는 문제가 있다. 본 발명자의 검토에 의하면, 이것은 고내압 전해콘덴서의 제조에 이용되는 양극박이나 음극박의 재단면에 발생한 버(burr)나 크랙이 원인이라고 생각된다. 즉, 상기한 바와 같이 전해콘덴서의 양극박이나 음극박은 에칭처리된 띠모양 금속시트를 소정 폭으로 재단하는 슬릿공정을 거쳐 제작되지만, 고내압 전해콘덴서용 양극박이나 음극박에는 에칭 피트(pit)가 큰 금속박을 이용할 필요가 있다. 그 때문에, 띠모양 금속시트를 재단했을 때에 재단면의 요철(凹凸)이 크게 되고, 그것에 의해서 재단면에 버나 크랙이 발생하기 쉬워진다. 특히, 양극박용 금속시트는 그 표면에 딱딱한 양극산화피막이 형성되어 있기 때문에, 절단칼날 에 의한 예리함이 저하해 재단면에 버나 크랙이 발생하기 쉽다.
이 재단면에 버나 크랙이 발생한 금속박을 이용하여 전해콘덴서가 제조된 경우, 버가 전극박 사이를 도통(導通)시키는 것에 의해 누설 전류의 증대나 단락이 발생하기 쉽다. 또, 크랙의 진행에 의해서 누설 전류가 증대하거나 용량이 저하하기 쉽다. 이 때문에, 공업적인 생산에서는 상기와 같은 단락 등의 문제가 발생하는 불량품이 증가해 생산비율이 저하된다고 하는 문제가 있다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 에칭처리된 띠모양 금속시트를 절단칼날에 의해 재단하여 전해콘덴서용 금속박을 제작하는 경우에 재단면에서 버나 크랙의 발생이 적은 금속박을 제조하고, 따라서 단락 등의 문제가 발생하는 불량품수를 저감시키는 것이다.
본 발명의 한 국면(局面)에 의하면, 폭이 넓은 띠모양 금속시트를 에칭처리하고, 상기 에칭처리된 띠모양 금속시트를 절단칼날로 소정 사이즈로 재단하는 공정을 가지는 전해콘덴서용 금속박의 제조방법으로서, 상기 절단칼날과 맞닿는 상기 띠모양 금속시트의 재단부가 가열되는 제조방법이 제공된다.
또, 본 발명의 다른 국면에 의하면, 에칭처리된 폭이 넓은 띠모양 금속시트에 용매를 공급하여, 상기 띠모양 금속시트의 에칭부에 용매를 충전하고,
상기 에칭부에 용매가 충전된 띠모양 금속시트를 절단칼날과 상기 절단칼날과 대향(對向)배치된 절단칼날 받이부재와의 사이에서 소정 사이즈로 재단하는 공정을 가지는 전해콘덴서용 금속박의 제조방법이 제공된다.
본 발명에 의하면, 에칭처리된 띠모양 금속시트를 재단하여 금속박을 제조하는 경우에, 재단면에서의 버나 크랙의 발생을 저감시킬 수 있다. 이 때문에, 단락 등의 문제가 발생하는 불량품의 발생수를 저감시킬 수 있다.
띠모양 금속시트의 에칭처리방법은 종래 공지의 케미컬 에칭법이나 전해에칭법을 사용할 수 있다. 예를 들면, 알루미늄, 탄탈, 티탄 등의 밸브작용금속으로 이루어진 폭이 넓은 금속시트를 황산, 질산, 인산(燐酸), 수산(蓚酸) 등의 산을 첨가한 산성수용액 등의 용액 중에서 전기화학적으로 처리하는 것에 의해, 금속시트의 표면에 다수의 세공(細孔)이 형성되어 금속시트의 표면적을 확대 할 수 있다. 이미 설명한 바와 같이, 고내압 전해콘덴서용 금속박은 큰 에칭 피트가 형성되기 때문에, 재단면의 요철이 크게 된다. 또, 양극박용 금속시트는 양극산화피막의 형성에 의해 고경도를 가지고 있다. 이 때문에, 재단면에 버나 크랙이 발생하기 쉽다. 특히, 최근에는 대용량화를 위해서 에칭처리에 의해 0.3 ~ 5㎛의 크기를 가지는 에칭 피트가 금속시트에 형성됨과 동시에, 80 ~ 150㎛의 두께를 가지는 금속시트가 이용되고 있다. 이 때문에, 절단칼날이 조기에 마모되기 쉬워진다. 또, 상기와 같은 다공질화에 의해 금속시트의 강성(剛性)이 약하게 됨과 동시에, 절단칼날이 에칭부에서 걸리기 쉬워진다. 그 때문에, 재단면에 버나 크랙이 발생하기 쉬워진다. 따라서, 상기와 같은 크기의 에칭 피트를 가지는 두꺼운 띠모양 금속시트가 이용되는 경우, 본 실시형태의 제조방법이 특히 유효하다. 띠모양 금속시트를 양극박용 금속시트로서 사용하는 경우에는, 에칭처리 후, 더욱 양극산화처리를 행하는 것에 의해, 띠모양 금속시트의 표면에 양극산화피막을 형성할 수 있다. 이하, 본 실시형태의 제조방법을 구체적으로 설명한다.
실시형태 1
본 실시형태에서는 상기와 같이 하여 에칭처리된 띠모양 금속시트를 절단칼날로 소정 사이즈로 재단하는 슬릿공정에서 띠모양 금속시트를 가열하고, 가열상태에 있는 재단부를 절단칼날에 의해 재단한다. 띠모양 금속시트를 가열하는 것에 의해, 금속시트의 경도를 저하시킬 수 있기 때문에, 재단성을 향상시킬 수 있고, 그것에 의해 재단면에서의 버나 크랙의 발생을 저감시킬 수 있다.
도 1은 본 실시형태의 제조방법의 일례를 나타내는 개략도이고, 도 2는 도 1의 제조장치를 띠모양 금속시트(1)의 송출(送出)방향에서 본 재단상태를 나타내는 부분개략도이다. 이 도 1의 제조장치는 롤·투·롤(roll·to·roll) 방식으로 불리는 권출(卷出)과 권취(卷取)를 동시에 행하는 형식의 제조장치이다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 이 제조장치는 절단수단으로서 띠모양 금속시트(1)의 일면 측으로부터 맞닿는 주연(周緣)에 칼날부를 가지는 회전칼날인 제1 절단칼날(S1)과, 제1 절단칼날(S1)과 대향배치되고, 띠모양 금속시트(1)의 다른 면 측으로부터 맞닿는 절단칼날 받이부재인 제1 회전지지 롤(R1)을 각각 복수 구비하고 있다. 또, 도 2에 나타내는 바와 같이, 이 제조장치는 제1 절단칼날(S1)과 제1 회전지지 롤(R1)로 이루어지는 1조(組)의 절단수단을 상하 역전시킨 제2 절단칼날(S2)과 제2 회전지지 롤(R2)로 이루어지는 1조의 절단수단을 복수 구비하고 있다. 이 절단칼날(S1, S2)로서는 종래 공지의 초경강(超硬鋼), 하이스강(고속도강, high speed steel), 다이스강(dies steel) 등으로 이루어지는 절단칼날을 이용할 수 있다. 그리고, 도 1에 나타내는 바와 같이, 이 제조장치는 띠모양 금속시트(1)와 이들 절단칼날(S1, S2)이 맞닿는 재단부(1a)에 열풍을 송풍하고, 띠모양 금속시트(1)를 가열하기 위한 가 열수단으로서 블로워(blower)(2)를 구비하고 있다. 또한, 재단부(1a)의 온도를 높일 수 있으면, 블로워(2)는 더욱 상류 측에 배치되어도 된다. 띠모양 금속시트(1)를 재단할 때에는 소정간격으로 상하방향으로 떨어진 절단칼날(S1, S2)과 회전지지 롤(R1, R2)과의 사이에 일정속도로 띠모양 금속시트(1)를 송출함과 동시에, 블로워(2)로부터 열풍을 재단부(1a)에 송풍하여 띠모양 금속시트(1)를 가열한다. 그리고, 절단칼날(S1, S2)과 회전지지 롤(R1, R2)을 근접시키는 것에 의해, 절단칼날(S1, S2)로부터 재단부(1a)에 전단력(剪斷力)이 부여되어 소정 폭으로 띠모양 금속시트(1)가 재단된다. 이 때, 재단부(1a)에서의 띠모양 금속시트(1)는 블로워(2)로부터의 열에 의해 경도가 저하되고 있기 때문에, 재단성 좋게 띠모양 금속시트(1)를 재단할 수 있다. 가열온도는 특별히 한정되지 않지만, 너무 고온이 되면 띠모양 금속시트(1)가 팽창해 소정 사이즈로 재단하는 것이 어렵게 된다. 그 때문에, 재단부(1a) 근방의 온도가 40 ~ 150℃가 되도록 띠모양 금속시트(1)를 가열하는 것이 바람직하고, 70 ~ 100℃가 되도록 띠모양 금속시트(1)를 가열하는 것이 보다 바람직하다.
도 3은 본 실시형태의 제조방법의 다른 일례를 나타내는 개략도이다. 도면 중, 도 1과 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 설명을 생략한다. 이 제조장치에서는 절단칼날(S1, S2)의 각 회전축의 내부에 히터(3)가 배치되어 있다. 따라서, 가열된 제1 절단칼날(S1)과 제2 절단칼날(S2)에 의해, 이들 절단칼날(S1, S2)과 맞닿는 띠모양 금속시트(1)의 재단부(1a)가 가열되고, 그에 따라 금속시트(1)의 경도를 저하시킬 수 있다.
실시형태 2
본 실시형태에서는 상기와 같이 하여 에칭처리된 띠모양 금속시트를 절단칼날로 소정 사이즈로 재단하는 슬릿공정에 있어서, 띠모양 금속시트에 용매를 공급하여, 띠모양 금속시트의 에칭부에 용매를 충전하고, 이 에칭부에 용매가 충전된 띠모양 금속시트를 절단칼날과 상기 절단칼날과 대향배치된 절단칼날 받이부재와의 사이에서 재단한다. 띠모양 금속시트에 용매를 공급하고, 이 에칭부에 용매가 충전되면, 에칭부의 세공이 용매로 채워지며, 그에 따라 금속시트에 강성을 부여할 수 있다. 이것은 물에 적신 스펀지가 건조 스펀지보다도 재단면이 평탄하게 되는 것과 동일한 현상이 용매가 충전된 에칭부에서 일어나고 있기 때문이라고 생각된다. 또, 절단칼날과 절단칼날 받이부재와의 사이에서 금속시트를 재단하는 경우, 에칭부에 용매를 충전하는 것에 의해, 재단부의 금속시트가 절단칼날 받이부재에 달라 붙기 때문에, 띠모양 금속시트를 절단칼날 받이부재에 밀착시킬 수 있다. 이것에 의해, 절단칼날에 의한 예리함이 향상되어 재단면에서의 버나 크랙의 발생을 저감시킬 수 있다.
도 4는 본 실시형태의 제조방법의 일례를 나타내는 개략도이고, 가열수단 대신에 용매공급수단이 설치되어 있는 것 이외는 실시형태 1의 도 1 및 2의 구성과 동일한 구성을 구비하고 있다. 도면 중, 도 1과 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 설명을 생략한다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 이 제조장치에서는 재단부(1a)보다도 상류 측에 띠모양 금속시트(1)의 각 면에 용매를 공급하기 위한 스프레이식 용매공급수단(4, 4)이 배치되어 있다. 따라서, 띠모양 금속시트(1)가 절단칼날(S1, S2)과 회전지지 롤(R1. R2)과의 사이를 향하여 송출되면, 띠모양 금속시트(1)에 용매공급수단(4, 4)으로부터 용매가 공급되는 것에 의해, 띠모양 금속시트(1)의 각 면이 용매로 적셔져 에칭부의 세공에 용매가 충전된다. 이것에 의해, 금속시트(1)에 강성을 부여할 수 있다. 또, 띠모양 금속시트(1)의 각 면이 용매에 의해서 적셔지기 때문에, 재단부(1a)의 띠모양 금속시트(1)가 회전지지 롤(R1, R2)의 표면에 달라 붙어, 띠모양 금속시트(1)가 회전지지 롤(R1, R2)의 표면에 밀착된 상태가 된다. 이것에 의해, 재단부(1a)의 띠모양 금속시트(1)가 회전지지 롤(R1, R2) 위에서 고정되어 재단성을 향상시킬 수 있다.
도 5는 본 실시형태의 제조방법의 다른 일례를 나타내는 개략도이다. 도면 중, 도 1과 같은 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 설명을 생략한다. 이 제조장치는 제1 회전지지 롤(R1)의 표면에 용매를 공급하기 위한 용매공급수단(4)이 제1 회전지지 롤(R1)에 인접하여 배치되어 있다. 또한, 도시하지 않으나, 제2 회전지지 롤(R2)의 표면에 용매를 공급하기 위한 용매공급수단이 제2 회전지지 롤(R2)에 인접하여 배치되어 있다. 이것에 의해, 회전지지 롤(R1, R2)이 띠모양 금속시트(1)에 각각 맞닿을 때에 회전지지 롤(R1, R2)의 표면에 공급된 용매가 띠모양 금속시트(1)의 각 면에 전사(轉寫)되기 때문에, 띠모양 금속시트(1)를 회전지지 롤(R1, R2)에 밀착시킬 수 있음과 동시에, 에칭부에 용매를 충전할 수 있다.
용매로서는 휘발성을 가지고, 상온에서 액체인 용매이면 특별히 제한되지 않고 사용할 수 있다. 이와 같은 용매로서는, 구체적으로는, 예를 들면, 메탄올, 에탄올, 이소프로필 알코올(isopropyl alcohol) 등의 알코올류, 아세톤, 메틸 에틸 케톤(methyl ethyl ketone) 등의 케톤류, 물 등을 들 수 있다.
용매의 공급량은 띠모양 금속시트의 에칭의 크기에 의해서 적의변경하면 되고, 특별히 한정되지 않지만, 통상, 띠모양 금속시트의 일면 측에서 1㎠ 당 2.5 ~ 10.0㎕이며, 바람직하게는 2.5 ~ 4.5㎕이다. 용매의 공급량이 2.5㎕/㎠ 이상이면, 띠모양 금속시트와 절단칼날 받이부재와의 밀착성을 향상시킬 수 있음과 동시에, 에칭부에 용매를 충분히 충전할 수 있다. 한편, 용매의 공급량이 10.0㎕/㎠ 이하이면, 재단시에 용매의 비산(飛散)이 억제되어 재단 부스러기가 금속시트에 부착하는 것을 저감시킬 수 있다.
실시형태 3
본 실시형태의 제조방법은 상기 실시형태 1 및 2의 구성을 조합한 제조방법이다. 즉, 본 실시형태에서는 상기와 같이 하여 에칭처리된 띠모양 금속시트를 절단칼날로 소정 사이즈로 재단하는 슬릿공정에 있어서, 띠모양 금속시트에 용매를 공급하여, 띠모양 금속시트의 에칭부에 용매를 충전함과 동시에, 띠모양 금속시트를 가열하고, 가열상태에 있는 재단부를 절단칼날에 의해 재단한다. 또한, 띠모양 금속시트로의 용매의 공급은 띠모양 금속시트의 가열의 전후 중 언제라도 좋다.
본 실시형태의 제조방법에 의하면, 실시형태 1에서 서술한 바와 같이, 띠모양 금속시트를 가열하는 것에 의해, 재단부에 있어서의 금속시트의 경도를 저하시킬 수 있다. 또, 실시형태 2에서 서술한 바와 같이, 띠모양 금속시트에 용매를 공급하고, 이 에칭부에 용매가 충전되면, 에칭부의 세공이 용매로 채워지며, 그에 따라 금속시트에 강성을 부여할 수 있다. 또한, 절단칼날과 대향배치되는 회전지지 롤을 이용하면, 띠모양 금속시트가 회전지지 롤의 표면에 밀착된 상태가 되어, 재단부의 금속시트를 회전지지 롤에 고정할 수 있다. 이 때문에, 더욱 재단성을 향상시킬 수 있다.
도 6은 본 실시형태의 제조방법의 일례를 나타내는 개략도이다. 도면 중, 도 1과 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 설명을 생략한다. 이 제조장치에서는 블로워(2)보다도 하류 측에 띠모양 금속시트(1)의 양면에 용매를 공급하기 위한 용매공급수단(4, 4)이 배치되어 있다. 따라서, 띠모양 금속시트(1)가 절단칼날(S1, S2)과 회전지지 롤(R1, R2)과의 사이를 향하여 송출되면, 우선 블로워(2)로부터의 열풍에 의해 띠모양 금속시트(1)가 가열된다. 이것에 의해, 띠모양 금속시트(1)의 경도를 저하시킬 수 있다. 그리고, 가열된 띠모양 금속시트(1)에 용매공급수단(4, 4)으로부터 용매가 공급되는 것에 의해, 띠모양 금속시트(1)의 각 면이 용매로 적셔져 에칭부의 세공에 용매가 충전된다. 이것에 의해, 금속시트(1)에 강성을 부여할 수 있다. 또, 띠모양 금속시트(1)의 각 면이 용매에 의해서 적셔지기 때문에, 재단부(1a)의 띠모양 금속시트(1)가 회전지지 롤(R1, R2)의 표면에 달라 붙어, 띠모양 금속시트(1)가 회전지지 롤(R1, R2)의 표면에 밀착된 상태가 된다. 이것에 의해, 재단성을 더욱 향상시킬 수 있다.
본 실시형태에 있어서, 금속시트의 가열온도, 용매의 종류 및 그 공급량은 실시형태 1 및 2의 구성과 같은 구성을 채용할 수 있다.
도 7은 본 실시형태의 제조방법의 다른 일례를 나타내는 개략도이다. 도면 중, 도 1과 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 설명을 생략한다. 이 제조장치는 회전지지 롤(R1)의 표면에 용매를 공급하기 위한 용매공급수단(4)이 제1 회전지지 롤(R1)에 인접하여 배치되어 있다. 또한, 도시하지 않으나, 제2 회전지지 롤(R2)의 표면에 용매를 공급하기 위한 용매공급수단이 제2 회전지지 롤(R2)에 인접하여 배치되어 있다. 이것에 의해, 회전지지 롤(R1. R2)이 띠모양 금속시트(1)에 각각 맞닿을 때에 회전지지 롤(R1, R2)의 각 표면에 공급된 용매가 띠모양 금속시트(1)의 각 면에 전사된다. 이 때문에, 재단부(1a)의 띠모양 금속시트(1)를 회전지지 롤(R1, R2)에 밀착시킬 수 있음과 동시에, 에칭부에 용매를 충전할 수 있다.
또, 도 7에 나타내는 바와 같이, 이 제조장치는 띠모양 금속시트(1)와 절단칼날(S1, S2)이 맞닿는 재단부(1a)에 열풍을 송풍하고, 띠모양 금속시트(1)를 가열하기 위한 가열수단으로서 블로워(2)를 구비하고 있다. 이것에 의해, 재단부(1a)에서의 띠모양 금속시트(1)의 경도를 저하시킬 수 있다.
그 외의 실시형태
(1) 상기 실시형태에서는 재단부를 가열하기 위한 가열수단으로서 블로워 또는 절단칼날 내의 히터가 이용되고 있지만, 가열수단은 반드시 이것들로 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 1의 제조장치에서는 적외선이나 전열(電熱)히터 등의 가열수단을 이용하여 금속시트가 가열되어도 된다. 또, 도 3의 제조장치에서는 절단칼날의 축부가 열매체(熱媒體)에 의해 가열되어도 된다. 또한, 도 1, 3, 6 및 7의 제조장치에서는 절단칼날 받이부재를 가열하는 것에 의해 금속시트가 가열되어도 된다.
(2) 상기 실시형태에서는 띠모양 금속시트의 양면 측에 절단칼날(S1, S2)이 설치되어 있지만, 한쪽 면 측에만 절단칼날이 설치되어도 된다. 또, 도 8에 나타내는 바와 같이, 한쪽 면 측에 절단칼날(S1)만을 다른 쪽 면 측에 절단칼날 받이부재(R1)만을 가지는 절단수단이 이용되어도 된다.
(3) 상기 실시형태에서는 절단칼날과, 이 절단칼날과 대향배치된 절단칼날 받이부재로 이루어지는 절단수단이 이용되고 있지만, 절단수단은 반드시 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 9에 나타내는 바와 같이, 제1 절단칼날(S1)과 제2 절단칼날(S2)이 대향배치된 절단수단이 이용되어도 된다.
(4) 상기 실시형태에 있어서, 도 4 ~ 7의 제조장치에서는 띠모양 금속시트의 양면 측으로부터 용매가 공급되고 있다. 그렇지만, 한쪽 면 측으로부터만 용매가 띠모양 금속시트에 공급되어도 된다.
(전해콘덴서의 제조)
본 실시형태에서는 이상과 같이 하여 소정 폭으로 재단된 금속시트를 절단의치 등에 의해 소정 길이로 절단하는 것에 의해 금속박이 제작된다, 상기의 제조방법에 따라 제조되는 금속박은 절단칼날에 의해서 띠모양 금속시트를 재단할 때의 버나 크랙의 발생이 적다. 따라서, 이 금속박을 양극박, 음극박 중 어느 하나 또는 양쪽에 사용하면, 단락 등이 발생하는 불량품수를 저감시킬 수 있다.
권회형(卷回型) 전해콘덴서를 제작하는 경우, 예를 들면, 에칭처리 및 양극산화처리를 실시한 띠모양 금속시트로부터 얻어지는 금속박을 양극박으로서, 에칭처리만을 실시한 띠모양 금속시트로부터 얻어지는 금속박을 음극박으로서 이용한다. 그리고, 각 금속박에 리드 탭(lead tab)을 접합한다. 다음으로, 양극박과 음극 박을 세퍼레이터(separator)를 통하여 감아 돌려 콘덴서 소자를 형성한다. 또한, 콘덴서 소자의 단면(斷面) 화성(化成) 및 150 ~ 300℃의 열처리를 행한 후, 콘덴서 소자에 구동용 전해액을 함침시킨다. 그리고, 리드 탭에 밀봉용 고무 패킹을 삽입해 콘덴서 소자를 케이스 내에 수납고정한 후, 케이스의 개구부를 횡방향 조임·컬(curl) 처리를 행하는 것에 의해 전해콘덴서를 제조할 수 있다. 또, 구동용 전해액 대신에, 콘덴서 소자에 티오펜(thiophene), 피롤(pyrrole) 등의 모너머(monomer)와, p-톨루엔 설폰산(p-toluenesulfonic acid) 제2철 등의 산화제를 함유하는 중합용액을 함침시켜, 모노머를 중합하여 양극박과 음극박 사이에 고체전해질층을 형성하는 것에 의해, 고체 전해콘덴서를 제조할 수 있다, 또, 상기와 같이 하여 제조되는 금속박을 적층하면, 적층형 고체 전해콘덴서를 제조할 수 있다.
이하, 실시예를 들어 더욱 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예로 한정되는 것이 아니다.
(실시예 1)
에칭처리 및 양극산화처리를 실시한 띠모양 알루미늄 시트(두께 : 120㎛, 에칭 피트 : 1㎛)가 도 1에 나타내는 제조장치(절단칼날 : 하이스강)를 이용하여 소정 폭으로 재단되었다. 재단에 있어서는 금속시트의 온도가 80℃가 되도록 블로워로부터 열풍이 금속시트로 송풍되었다.
(실시예 2)
도 6에 나타낸 제조장치를 이용하여 금속시트의 일면 측에서의 용매의 공급량이 2.5㎕/㎠가 되도록 용매공급수단으로부터 에탄올이 금속시트에 공급된 것 이 외는 실시예 1과 동일하게 하여 금속시트가 재단되었다.
(실시예 3)
도 7에 나타낸 제조장치를 이용하여 금속시트의 일면 측에서의 용매의 공급량이 3.5㎕/㎠가 되도록 용매공급수단으로부터 에탄올이 회전지지 롤에 공급된 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 금속시트가 재단되었다.
(실시예 4)
금속시트의 온도가 70℃가 되도록 금속시트가 가열된 것 이외는 실시예 2와 동일하게 하여 금속시트가 재단되었다.
(실시예 5)
금속시트의 온도가 100℃가 되도록 금속시트가 가열된 것 이외는 실시예 2와 동일하게 하여 금속시트가 재단되었다.
(실시예 6)
에칭처리 및 양극산화처리를 실시한 띠모양 알루미늄 시트(두께 : 120㎛, 에칭 피트 : 1㎛)가 도 4에 나타낸 제조장치(절단칼날 : 하이스강)를 이용하여, 소정 폭으로 재단되었다. 재단에 있어서는 금속시트의 일면 측에서의 용매의 공급량이 2.5㎕/㎠가 되도록 용매공급수단으로부터 에탄올이 공급되었다.
(실시예 7)
도 5에 나타낸 제조장치를 이용하여 금속시트의 일면 측에서의 용매의 공급량이 2.5㎕/㎠가 되도록 용매공급수단으로부터 에탄올이 회전지지 롤에 공급된 것 이외는 실시예 6과 동일하게 하여 금속시트가 재단되었다.
(비교예 1)
블로워로부터 열풍을 송풍하지 않은 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 금속시트가 재단되었다.
상기와 같이 하여 제작한 실시예 및 비교예의 각 금속시트의 재단면 300㎜를 현미경으로 관찰하고, 10㎛이상의 크기의 버의 발생수 및 크랙의 발생의 유무를 관찰했다.
또 상기의 실시예 및 비교예에서 제작한 각 금속시트로부터 얻어진 금속박을 양극박으로서 사용하고, 권회형 고체 전해콘덴서(정격전압 25V - 정격용량 10㎌)를 각 50개 제작했다. 그리고, 각 고체 전해콘덴서에 정격전압의 1.15배의 전압을 인가하면서, 온도 125℃로 약 1시간 에이징(aging)을 행하였을 때에 단락이 발생한 불량품수를 평가했다. 표 1은 이러한 결과를 나타낸다.
Figure 112009007793942-PAT00001
상기 표 1에 나타내는 바와 같이, 띠모양 금속시트를 가열하면서 재단한 실시예의 금속시트나, 용매가 공급된 띠모양 금속시트를 절단칼날과 절단칼날 받이부재와의 사이에서 재단하여 얻어진 실시예의 금속시트는 재단면에서 버 및 크랙의 발생이 적은 것을 알 수 있다. 특히, 용매가 공급된 띠모양 금속시트를 가열하면서 재단하여 얻어진 실시예의 금속시트는 버 및 크랙의 발생이 지극히 적은 것을 알 수 있다.
또, 실시예에서 얻어진 금속박을 이용하여 제작된 고체 전해콘덴서는 단락 발생수가 적은 것을 알 수 있다. 따라서, 본 실시예에 의하면, 불량품의 발생수를 억제하여 수율 좋게 전해콘덴서를 제조할 수 있다.
이상 상술한 바와 같이, 본 발명의 한 국면에 의하면, 에칭처리된 폭이 넓은 띠모양 금속시트를 절단칼날로 소정 사이즈로 재단하는 공정을 가지는 전해콘덴서용 금속박의 제조방법으로서, 상기 절단칼날과 맞닿는 상기 띠모양 금속시트의 재단부가 가열되는 제조방법이 제공된다.
상기 제조방법에 의하면, 띠모양 금속시트의 재단부가 가열되어 있기 때문에, 재단부의 금속시트의 경도를 저하시킬 수 있고, 그에 따라 절단칼날에 의한 재단성을 향상시킬 수 있다.
상기 제조방법에 있어서, 상기 띠모양 금속시트의 재단부는 상기 띠모양 금속시트로의 열풍의 송풍 또는 상기 절단칼날의 가열에 의해서 가열되어도 된다. 상기 제조방법에 의하면, 간이한 방법으로 재단부를 가열할 수 있다.
상기 제조방법에 있어서, 상기 재단부의 에칭부는 용매가 충전되어 있는 것이 바람직하다. 에칭처리된 금속시트는 에칭부가 다공질로 되어 있다. 이 때문에, 이 에칭부에 용매를 충전하는 것에 의해, 금속시트에 강성을 부여할 수 있다.
상기 제조방법에 있어서, 금속시트는 상기 절단칼날과, 상기 절단칼날과 대향배치된 절단칼날 받이부재와의 사이에서 재단되어도 된다. 절단칼날 받이부재를 사용하는 것에 의해 띠모양 금속시트의 안정적인 주행이 얻어진다. 또, 절단칼날과 절단칼날 받이부재와의 사이에서 용매가 재단부의 에칭부에 충전된 금속시트가 재단되면, 용매에 의해서 띠모양 금속시트가 절단칼날 받이부재에 달라 붙어, 띠모양 금속시트를 절단칼날 받이부재에 밀착시킬 수 있다. 이 때문에, 재단성을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 띠모양 금속시트는 제1 절단칼날과 상기 제1 절단칼날과 대향배치된 제2 절단칼날과의 사이에서 재단되어도 된다. 상기 제조방법에 의하면, 절단칼날로부터의 전단력을 재단부에 집중시킬 수 있다.
또, 본 발명의 다른 국면에 의하면, 에칭처리된 폭이 넓은 띠모양 금속시트에 용매를 공급하여, 상기 띠모양 금속시트의 에칭부에 용매를 충전하고,
상기 에칭부에 용매가 충전된 띠모양 금속시트를 절단칼날과 상기 절단칼날과 대향배치된 절단칼날 받이부재와의 사이에서 소정 사이즈로 재단하는 공정을 가지는 전해콘덴서용 금속박의 제조방법이 제공된다.
띠모양 금속시트에 용매를 공급하고, 이 에칭부에 용매가 충전되면, 금속시트에 강성을 부여할 수 있다. 또, 에칭부에 용매가 충전된 띠모양 금속시트를 재단하는 경우에, 절단칼날과 절단칼날 받이부재와의 사이에서 금속시트를 재단하면, 용매에 의해서 띠모양 금속시트가 절단칼날 받이부재에 달라 붙기 때문에, 띠모양 금속시트를 절단칼날 받이부재에 밀착시킬 수 있다.
상기 제조방법에 있어서, 상기 용매의 공급량은 상기 띠모양 금속시트 1㎠ 당 2.5 ~ 10.0㎕가 바람직하다. 상기 용매의 공급량으로 하면, 띠모양 금속시트와 절단칼날 받이부재와의 밀착성을 더욱 향상시킬 수 있음과 동시에, 에칭부의 세공에 용매를 충분히 충전시킬 수 있기 때문에, 더욱 금속시트에 강성을 부여할 수 있다.
그리고, 본 발명의 또 다른 국면에 의하면, 상기의 제조방법에 따라 제조된 금속박을 양극박, 음극박 중 어느 하나 또는 양쪽에 가지는 전해콘덴서가 제공된다. 상기 제조방법에 따라 제조되는 금속박은 재단면에 버나 크랙의 발생이 적다. 이 때문에, 상기 제조방법에 따라 제조되는 금속박을 양극박이나 음극박을 이용하면, 단락 등의 문제가 발생하는 불량품수를 저감시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태 1에 관한 제조방법의 일례를 나타내는 개략도.
도 2는 도 1을 띠모양 금속시트의 송출(送出)방향에서 본 재단상태를 나타내는 부분개략도.
도 3은 본 발명의 실시형태 1에 관한 제조방법의 다른 일례를 나타내는 개략도.
도 4는 본 발명의 실시형태 2에 관한 제조방법의 일례를 나타내는 개략도.
도 5는 본 발명의 실시형태 2에 관한 제조방법의 다른 일례를 나타내는 개략도.
도 6은 본 발명의 실시형태 3에 관한 제조방법의 일례를 나타내는 개략도.
도 7은 본 발명의 실시형태 3에 관한 제조방법의 다른 일례를 나타내는 개략도.
도 8은 본 발명의 실시형태에 관한 절단수단의 다른 일례를 나타내는 부분개략도.
도 9는 본 발명의 실시형태에 관한 절단수단의 다른 일례를 나타내는 부분 개략도.

Claims (9)

  1. 에칭처리된 폭이 넓은 띠모양 금속시트를 절단칼날로 소정 사이즈로 재단(裁斷)하는 공정을 가지는 전해(電解)콘덴서용 금속박(金屬箔)의 제조방법으로서, 상기 절단칼날과 맞닿는 상기 띠모양 금속시트의 재단부가 가열되어 있는 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 띠모양 금속시트의 재단부는 상기 띠모양 금속시트로의 열풍(熱風)의 송풍 또는 상기 절단칼날의 가열에 의해서 가열되는 전해콘덴서용 금속박의 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 재단부의 에칭부는 용매(溶媒)가 충전되어 있는 전해콘덴서용 금속박의 제조방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 띠모양 금속시트는 상기 절단칼날과 상기 절단칼날과 대향(對向)배치된 절단칼날 받이부재와의 사이에서 재단되는 전해콘덴서용 금속박의 제조방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 띠모양 금속시트는 제1 절단칼날과 상기 제1 절단칼날과 대향배치된 제2 절단칼날과의 사이에서 재단되는 전해콘덴서용 금속박의 제조방법.
  6. 청구항 1에 기재한 제조방법에 의해서 제조된 금속박을 양극박(陽極箔), 음극박(陰極箔) 중 어느 하나에 또는 양쪽에 가지는 전해콘덴서.
  7. 에칭처리된 폭이 넓은 띠모양 금속시트에 용매를 공급하여, 상기 띠모양 금속시트의 에칭부에 용매를 충전하고,
    상기 에칭부에 용매가 충전된 띠모양 금속시트를 절단칼날과 상기 절단칼날과 대향배치된 절단칼날 받이부재와의 사이에서 소정 사이즈로 재단하는 공정을 가지는 전해콘덴서용 금속박의 제조방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 용매의 공급량이 상기 띠모양 금속시트 1㎠ 당 2.5 ~ 10.0㎕인 전해콘덴서용 금속박의 제조방법.
  9. 청구항 7에 기재한 제조방법에 의해서 제조된 금속박을 양극박, 음극박 중 어느 하나에 또는 양쪽에 가지는 전해콘덴서.
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