JP3344175B2 - アルミニウム多孔体の製造方法 - Google Patents
アルミニウム多孔体の製造方法Info
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Description
する三次元網状のプラスチック基体の表面が金属アルミ
ニウムにて構成されたアルミニウム多孔体を高速で製造
する方法に関する。
構造のアルミニウム多孔体を製造する方法としては、内
部連通空間を有する三次元網状のプラスチック基体に気
相めっき法、特にアーク方式イオンプレーティング法に
よりアルミニウムの蒸着処理を施し、該基体の表面部か
ら最奥部に至る三次元網状の全格子の表面を覆って金属
アルミニウム層を形成し、更に必要により、上記基体を
除去する方法が知られている(特開平6−10077号
公報)。
オンプレーティング法を用いてアルミニウム多孔体を製
造する方法では、成膜速度が遅く生産性に問題があり、
アーク方式イオンプレーティング装置の設備コストも高
価なものである。
価にするために、アーク方式イオンプレーティング法に
代わり、真空蒸着法を用いることは、プラスチック基体
と金属アルミニウム層の密着性に問題が残る。
内部連通空間を有する三次元網状構造のプラスチック基
体にアルミニウム多孔体を安価に、密着性よく、かつ高
速で製造する方法を提供することを目的とする。
達成するため鋭意検討を行った結果、気相めっき法によ
るアルミニウム多孔体の製造方法において、異なる気相
めっき法の組合せによる多層めっき法に着眼した。ここ
で、本発明者は気相めっき法での密着性は、基体に最初
に形成される皮膜、特に初期の数100オングストロー
ムの皮膜特性で決まることを知見し、プラスチック基体
上の第1層の皮膜は密着性を重視した気相めっき法を選
択し、第2層の皮膜は成膜速度を重視した気相めっき法
を選択することにより、密着性のある金属アルミニウム
層を高速で得ることに成功した。
次元網状のプラスチック基体に金属アルミニウム層を形
成する方法において、プラスチック基体上の第1層にア
ーク方式イオンプレーティング法またはスパッタリング
法を用い200オングストローム〜1ミクロンの金属ア
ルミニウム層を形成させた後、第2層に真空蒸着法で金
属アルミニウム層を形成するようにしたものである。
明する。
るプラスチック基体は、内部連通空間を持つ三次元網状
構造を有しているものであり、このようなものとして発
泡プラスチック、プラスチック繊維不織布等が挙げられ
るが、勿論これらに限定されるものではない。発泡プラ
スチックとしては連続気泡構造を有していればいずれの
ものでもよいが、セル膜がなく、実質的に骨格格子のみ
から構成されているものが好ましい。例えば、セル膜を
除去したポリウレタンフォームが好ましく用いられる
が、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポ
リイソシアヌレート、ポリフェノール、ポリプロピレン
等の連続気泡発泡体も好適に使用される。また、プラス
チック繊維不織布としては、ポリプロピレン、ポリエス
テル等の各種プラスチック繊維の不織布を用いることが
できる。
アルミニウム多孔体の用途等に応じ種々選定されるが、
一般的にその平均孔径が数10ミクロン以上であること
が好ましい。更に、基体の形状等にも限定はないが、そ
の厚さは通常0.05〜10mmとされ、アーク方式イ
オンプレーティング法によれば、平均孔径、空隙率が小
さく、厚さが比較的厚い基体を用いた場合も、その最奥
部の格子表面に対して良好にアルミニウム層を形成し得
る。
対し、第1層として、アーク方式イオンプレーティング
法またはスパッタリング法を用い、200オングストロ
ーム〜1ミクロンの金属アルミニウム層を形成するもの
である。ここで、熱速度で薄膜を形成する真空蒸着法に
比べ、熱速度よりも大きい運動エネルギーをもつイオン
で薄膜形成を行うアーク方式イオンプレーティング法ま
たはスパッタリング法で金属アルミニウム層を形成する
ことから、プラスチック基体と金属アルミニウム層の密
着性は向上するものである。
空中でアーク放電により金属ターゲット(カソード)を
蒸発させて被処理物表面に金属膜をコーティングする方
法であり、凹凸状の皮膜が形成される。アーク方式イオ
ンプレーティング法の条件は適宜選定することができる
が、真空度1×10-3〜1×10-4Torrで、典型的
にはアーク電流約100AH、バイアス電圧約30Vと
することができ、200オングストローム〜1ミクロン
の凹凸状の金属アルミニウム層を形成することができ
る。なお、第1層でアーク方式イオンプレーティング法
を用い、凹凸状の金属アルミニウム層を形成することか
ら第2層の表面状態も凹凸状の金属アルミニウム層を形
成する。
れた密閉容器内の両極に高電圧を加えてグロー放電さ
せ、放電に伴うスパッタリング現象によってめっき皮膜
を形成させる方法である。ここで用いられるスパッタリ
ング法は、直流2極スパッタ法、高周波スパッタ法、マ
グネトロンスパッタ法などであり、勿論これらに限定さ
れるものではない。このスパッタリング法でも条件は適
宜選定することができるが、真空度1×10-3〜1×1
0-1Torrでスパッタリングを行い、200オングス
トローム〜2000オングストロームの平滑な金属アル
ミニウム層を形成することができる。なお、第1層でス
パッタリング法を用い、平滑な金属アルミニウム層を形
成することから、第2層の表面状態も平滑な金属アルミ
ニウム層を形成する。
プラスチック基体上に200オングストローム〜1ミク
ロンと極めて薄く形成する。これはプラスチック基体と
金属アルミニウム層の密着力を向上させるための膜厚で
あり、200オングストロームより薄く形成すると密着
力の低下が起こり、金属アルミニウム層を1ミクロンよ
り厚く形成すると高速で製造するのに問題が残る。
ク基体上の第1層にアーク方式イオンプレーティング法
またはスパッタリング法を用い200オングストローム
〜1ミクロンの金属アルミニウム層を形成した後、第2
層として、真空蒸着法を用いて金属アルミニウム層を形
成するものである。
器内で蒸着金属を加熱して、基体に蒸着させ、めっきす
る方法である。この真空蒸着の条件も適宜選定すること
ができるが、5×10-6〜5×10-4Torrで真空蒸
着を行うことが好ましい。また、この真空蒸着による第
2層の金属アルミニウム層の膜厚は、特に限定されな
い。
ウム層と第2層の金属アルミニウム層との形成は、それ
ぞれ別個の装置で行ってもよいが、第1層及び第2層の
金属アルミニウムの形成を同一装置内で連続して行うこ
とが推奨される。即ち、第1層と第2層の金属アルミニ
ウム層は、アルミニウム同士で密着性が良好である他に
アーク方式イオンプレーティング法またはスパッタリン
グ法と真空蒸着法を同一装置内で連続して行うことによ
り、大気中にさらされることなく酸化皮膜等の不純物が
第1層と第2層中に付着しないことから密着性は更に向
上するものである。
図1及び図2は、それぞれアーク方式イオンプレーティ
ング法と真空蒸着法及びスパッタリング法と真空蒸着法
によりプラスチック基体上に金属アルミニウム層を蒸着
する装置の一例を示すもので、図中1は反応装置(真空
チャンバ)、2はアルミニウムターゲット、3は真空ポ
ンプ、4はプラスチック基体を連続的に送り出す送り出
しローラー、5はプラスチック基体を保持するためのロ
ーラー、6はアルミニウム蒸発源、7は真空度を変える
ための仕切板、8はプラスチック基体を連続的に巻くた
めのローラーである。
ローラー4から送り出された三次元網状のプラスチック
シート(基体)Sの表裏面をアルミニウムターゲットか
らの金属アルミニウムでアーク方式イオンプレーティン
グ法によって第1層のアルミニウム層を形成した後、ま
ずこのシートSの一方の面にアルミニウム蒸発源6から
の金属アルミニウムで真空蒸着させ、次いでシートSを
反転して該シートSの他方の面にアルミニウムを真空蒸
着させるものである。また、図2の装置においては、送
り出しローラー4から送り出された三次元網状のプラス
チックシート(基体)Sの一方の面にスパッタリング法
により第1のアルミニウム層を形成し、次いでこの一方
の面にアルミニウムを真空蒸着した後、上記シートSを
反転し、このシートSの他方の面にスパッタリング法に
より第1のアルミニウム層を形成し、次いでこの他方の
面にアルミニウムを真空蒸着するものである。
ウム多孔体はそのまま、即ち網状プラスチック基体の格
子表面にアルミニウム層を形成したままその使用に供す
ることができるが、必要により網状プラスチック基体を
除去し、格子がアルミニウムのみからなるアルミニウム
多孔体、即ち網状プラスチック基体と同一の格子態様を
有するアルミニウムのみから構成されたアルミニウム多
孔体として使用に供することができる。
る方法としては、プラスチックの種類(溶融温度或いは
熱分解温度、化学的溶解性等)に応じて適宜選定し得、
例えば溶融或いは熱分解によりプラスチック基体を除去
する方法、プラスチックを適宜な有機溶媒で溶解する方
法等が採用される。
は、軽量で高耐食性を有し、安価であるため種々の用途
に用いられ、代表的な例として、リチウムイオン2次電
池用正極電極支持体として用いられる。
体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限される
ものではない。
1mm、重量36g/m2)に、以下の成膜条件で5ミ
クロンの金属アルミニウム層を形成し、成膜時間を比較
した。結果を表1に示す。 成膜条件 アーク方式イオンプレーティング法 真空度 1×10-4Torr アーク電流 100AH 成膜時間 0.6分 真空蒸着法 真空度 8×10-5Torr 成膜時間 3.7分 スパッタリング法 真空度 3×10-2Torr 放電電力 600W 成膜時間 1.0分 真空蒸着法 真空度 8×10-5Torr 成膜時間 4.0分 アーク方式イオンプレーティング法 真空度 1×10-4Torr 放電電流 100AH 成膜時間 10.0分
ィング法(単層)に比べ、本発明の実施例の方が金属ア
ルミニウム層の成膜時間が短縮されていることが認めら
れる。
ニウム層を形成し被覆したテストピースに対し、180
度折り曲げテストを表裏10回(計20回)繰り返し、
折り曲げ部の金属アルミニウム層とポリエステル不織布
との密着程度を比較した。結果を表2に示す。 成膜条件 アーク方式イオンプレーティング法 真空度 1×10-4Torr アーク電流 100AH 成膜時間 0.6分 真空蒸着法 真空度 8×10-5Torr 成膜時間 3.7分 スパッタリング法 真空度 3×10-2Torr 放電電力 600W 成膜時間 1.0分 真空蒸着法 真空度 8×10-5Torr 成膜時間 4.0分 真空蒸着法(単層) 真空度 8×10-5Torr 成膜時間 4.0分 アーク方式イオンプレーティング法 真空度 1×10-4Torr 放電電流 100AH 成膜時間 10.0分
ニウム層を形成し被覆したテストピースに対し、市販セ
ロハンテープで90度のテープテストを行い、テープに
付着する繊維状の付着物量と粉付着物量の比較を行った
(×40拡大鏡)。結果を表3に示す。 成膜条件 アーク方式イオンプレーティング法 真空度 1×10-4Torr アーク電流 100AH 成膜時間 0.6分 真空蒸着法 真空度 8×10-5Torr 成膜時間 3.7分 スパッタリング法 真空度 3×10-2Torr 放電電力 600W 成膜時間 1.0分 真空蒸着法 真空度 8×10-5Torr 成膜時間 4.0分 真空蒸着法(単層) 真空度 8×10-6Torr 成膜時間 4.0分 アーク方式イオンプレーティング法 真空度 1×10-4Torr 放電電流 100AH 成膜時間 10.0分
べ、本発明の実施例の方が金属アルミニウム層の密着性
が良好であることが認められる。
体に正極活物質(二酸化マンガン、酸化コバルト、硫化
チタン等)を充填した正極電極を用い、負極としてリチ
ウムを主体とした電極を用いた非水電解液からなる電池
と、従来のアルミニウム薄板を用いた電極基板上に前記
と同じ正極活物質と導電体(黒鉛、カーボン等)とこれ
らを結着させる結着剤とを混練りしたものを塗布した正
極電極を用い、一方負極として前記と同じリチウム極を
用いた上記と同じ非水電解液からなる電池との特性(放
電電気容量・電気出力)を比較した。結果を表4に示
す。
を正極の電極支持体に用いたものがいずれの特性も優れ
ていた。また、本発明によるものは、アーク方式イオン
プレーティング法のみの単層で製法したアルミニウム多
孔体とほぼ同等の特性を示した。
図3〜図6に示す。図3はアーク方式イオンプレーティ
ング法(単層)で5ミクロン成膜された顕微鏡写真、図
4はスパッタリング法で2000オングストローム成膜
された顕微鏡写真、図5はアーク方式イオンプレーティ
ング法(0.3ミクロン成膜)+真空蒸着法(4.7ミ
クロン成膜)で形成された顕微鏡写真、図6はスパッタ
リング法(0.06ミクロン成膜)+真空蒸着法(4.
94ミクロン成膜)で形成された顕微鏡写真である。図
3と図4からわかるように、アーク方式イオンプレーテ
ィング法では凹凸状の金属アルミニウム層が形成され、
スパッタリング法では平滑な金属アルミニウム層が形成
されることがわかる。また、図5と図6からわかるよう
に、プラスチック基体上の第1層をアーク方式イオンプ
レーティング法またはスパッタリング法とすることで第
2層の析出状態が凹凸状になったり、平滑な金属アルミ
ニウム層が形成されることがわかる。なお、これらの顕
微鏡写真の倍率はいずれも750倍である。
三次元網状のプラスチック基体にアルミニウム多孔体を
安価に、密着性よく、かつ高速で製造することができ
る。
ティング法と真空蒸着法との連続処理装置の一例を示す
概略断面図である。
蒸着法との連続処理装置の一例を示す概略断面図であ
る。
5ミクロン成膜された顕微鏡写真である。
成膜された顕微鏡写真である。
クロン成膜)と真空蒸着法(4.7ミクロン成膜)で成
膜された顕微鏡写真である。
真空蒸着法(4.94ミクロン成膜)で成膜された顕微
鏡写真である。
Claims (4)
- 【請求項1】 内部連通空間を有する三次元網状のプラ
スチック基体に金属アルミニウム層を形成する方法にお
いて、プラスチック基体上の第1層にアーク方式イオン
プレーティング法またはスパッタリング法により200
オングストローム〜1ミクロンの金属アルミニウム層を
形成させた後、第2層に真空蒸着法で金属アルミニウム
層を形成させることを特徴とするアルミニウム多孔体の
製造方法。 - 【請求項2】 内部連通空間を有する三次元網状のプラ
スチック基体に第1層及び第2層の金属アルミニウム層
を形成した後、上記基体を除去して、金属アルミニウム
の三次元網状格子からなるアルミニウム多孔体を得るこ
とを特徴とする請求項1記載のアルミニウム多孔体の製
造方法。 - 【請求項3】 アーク方式イオンプレーティングまたは
スパッタリングと真空蒸着とを同一の真空チャンバ内で
行うようにした請求項1又は2記載のアルミニウム多孔
体の製造方法。 - 【請求項4】 アルミニウム多孔体がリチウムイオン2
次電池用正極電極支持体である請求項1、2又は3記載
の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP19919695A JP3344175B2 (ja) | 1995-07-12 | 1995-07-12 | アルミニウム多孔体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19919695A JP3344175B2 (ja) | 1995-07-12 | 1995-07-12 | アルミニウム多孔体の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH0931629A JPH0931629A (ja) | 1997-02-04 |
JP3344175B2 true JP3344175B2 (ja) | 2002-11-11 |
Family
ID=16403746
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19919695A Expired - Lifetime JP3344175B2 (ja) | 1995-07-12 | 1995-07-12 | アルミニウム多孔体の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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Families Citing this family (5)
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CN1308484C (zh) * | 2004-05-20 | 2007-04-04 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 夹具三维运动的控制装置 |
CN108300969B (zh) * | 2018-03-14 | 2020-02-25 | 河南科技大学 | 一种低电阻泡沫金属的制备方法 |
CN108520833B (zh) | 2018-03-16 | 2019-09-17 | 江苏中天科技股份有限公司 | 多孔铝宏观体及其制造***与方法 |
CN114086147B (zh) * | 2021-11-19 | 2024-01-26 | 合肥中隐新材料有限公司 | 一种制备光子晶体薄膜卷绕式真空镀膜设备 |
-
1995
- 1995-07-12 JP JP19919695A patent/JP3344175B2/ja not_active Expired - Lifetime
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