JP2020043203A - Manufacturing method of electrode for electrolytic capacitor - Google Patents

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Junichi Yokota
潤一 横田
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Abstract

To provide a manufacturing method of electrode for electrolytic capacitor, capable of reducing carbon residual in an electrode for an electrolytic capacitor and suppressing a leakage current in the electrolytic capacitor.SOLUTION: The manufacturing method of electrode for electrolytic capacitor includes: a process of applying slurry containing metal powder 4 and at least one type of solvent to a surface of metal foil 1 and forming a coating film 2; and a process of heating the coating film 2 and sintering the metal powder 4. The viscosity of solvent at 25°C is 400 Pa s or more and 500 Pa s or less and the viscosity of solvent in a range of 40°C or more and 60°C or less is 0.2 Pa s or more and 20 Pa s or less.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電解コンデンサ用電極の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for manufacturing an electrode for an electrolytic capacitor.

従来の電解コンデンサ用電極(陽極)の製造方法では、弁作用を有する金属箔のエッチングにより、金属箔の表面から内部へ延びる多数の細孔が形成され、金属箔の比表面積が増加する。エッチング後の金属箔の表面を酸化することにより、金属箔の表面を覆う誘電体膜が形成される。エッチングに用いるエッチング液は金属箔の内部まで十分に作用しないことがあるため、内部の十分な酸化が可能な金属箔の厚さは最大でも150μm程度に制限される。エッチングを行うことなく比表面積の大きい電極を製造する方法としては、下記のように、弁作用を有する金属粉末を用いて電極を形成する方法が知られている。   In a conventional method for manufacturing an electrode (anode) for an electrolytic capacitor, a large number of pores extending from the surface of the metal foil to the inside are formed by etching the metal foil having a valve action, and the specific surface area of the metal foil increases. By oxidizing the surface of the metal foil after the etching, a dielectric film covering the surface of the metal foil is formed. Since the etching solution used for etching may not sufficiently act on the inside of the metal foil, the thickness of the metal foil capable of sufficiently oxidizing the inside is limited to at most about 150 μm. As a method of manufacturing an electrode having a large specific surface area without performing etching, a method of forming an electrode using metal powder having a valve action as described below is known.

例えば、下記特許文献1に記載の固体電解コンデンサの製造方法では、タンタル等の金属粉末と有機バインダと溶媒を含むスラリーを金属箔の表面に塗布して、スラリー層を形成する。スラリー層の加熱及び乾燥により有機バインダと溶媒をスラリー層から除去した後、スラリー層中の金属粉末を焼結する。その結果、多孔質の金属からなる焼結層が金属箔の表面に形成される。孔の内壁を含む焼結層の表面を酸化することにより、200μm程度の厚さを有する陽極が得られる。   For example, in a method for manufacturing a solid electrolytic capacitor described in Patent Document 1, a slurry containing metal powder such as tantalum, an organic binder, and a solvent is applied to the surface of a metal foil to form a slurry layer. After removing the organic binder and the solvent from the slurry layer by heating and drying the slurry layer, the metal powder in the slurry layer is sintered. As a result, a sintered layer made of a porous metal is formed on the surface of the metal foil. By oxidizing the surface of the sintered layer including the inner wall of the hole, an anode having a thickness of about 200 μm is obtained.

下記特許文献2には、金属粉末と有機バインダから造粒物を得る工程と、造粒物のプレス成型により成形体を金属箔(金属リード)の表面に形成する工程と、成形体を焼結して焼結体を形成する工程と、焼結体を電解洗浄する工程と、電解洗浄後の焼結体を酸化して誘電体膜を形成する工程とを備える固体電解コンデンサの製造方法が開示されている。   Patent Document 2 listed below discloses a step of obtaining a granulated material from a metal powder and an organic binder, a step of forming a molded body on the surface of a metal foil (metal lead) by press molding of the granulated substance, and a step of sintering the molded body. Discloses a method for manufacturing a solid electrolytic capacitor comprising: a step of forming a sintered body by performing electrolytic cleaning of a sintered body; a step of oxidizing the sintered body after the electrolytic cleaning to form a dielectric film. Have been.

以上のように、有機バインダを介して結着した金属粉末を焼結する方法によれば、エッチングを用いる従来の製法では達成困難である電極の厚さと比表面積を達成することができる。   As described above, according to the method of sintering the metal powder bound via the organic binder, it is possible to achieve the electrode thickness and the specific surface area, which are difficult to achieve by the conventional manufacturing method using etching.

特開2003−243262号公報JP 2003-243262 A 特開2009−064846号公報JP 2009-064846 A

上記のように、電極の材料として、金属粉末と共に有機バインダ及び溶媒を用いることにより、金属粉末を含むスラリーの成形性が向上したり、金属粉末から形成される塗膜(上記のスラリー層又は成形体)の形状が保持され易くなったりする。しかし、有機バインダ及び溶媒等の材料の残渣が、最終的に得られる電極中に残存した場合、電極及び電解コンデンサの性能及び信頼性が損なわれる。例えば、金属粉末の焼結に伴って有機バインダが加熱されることにより、有機バインダを構成する樹脂成分(樹脂系のポリマー)が炭素残渣になり、炭素残渣が電極中に残ってしまう。炭素残渣は導電性を有するため、電極中の炭素残渣は電解コンデンサにおける漏れ電流を引き起こし、電解コンデンサの信頼性が損なわれる。   As described above, by using an organic binder and a solvent together with a metal powder as a material for the electrode, the moldability of a slurry containing the metal powder can be improved, or a coating film formed from the metal powder (the above-described slurry layer or the formed Or the shape of the body) is easily maintained. However, when residues of materials such as an organic binder and a solvent remain in the finally obtained electrode, the performance and reliability of the electrode and the electrolytic capacitor are impaired. For example, when the organic binder is heated as the metal powder is sintered, the resin component (resin-based polymer) constituting the organic binder becomes a carbon residue, and the carbon residue remains in the electrode. Since the carbon residue has conductivity, the carbon residue in the electrode causes a leakage current in the electrolytic capacitor, thereby impairing the reliability of the electrolytic capacitor.

上記のような問題を解決するためには、金属粉末の焼結層(焼結体)を酸化して誘電体膜を形成する前に、有機バインダ及び溶媒を加熱、乾燥又は洗浄により除去することが望ましい。しかしながら、有機バインダ及び溶媒の除去(特に有機バインダの除去)には以下の問題が伴う。   In order to solve the above problems, the organic binder and the solvent are removed by heating, drying or washing before oxidizing the sintered layer (sintered body) of the metal powder to form the dielectric film. Is desirable. However, removal of the organic binder and the solvent (particularly, removal of the organic binder) involves the following problems.

金属箔の表面に形成された塗膜中の有機バインダを脱脂するためには、約200℃以上400℃以下の高温で数時間にわたって塗膜を加熱する必要がある。その結果、電極の製造のリードタイム及びコストが増大する。塗膜において金属箔と接している面からは、有機バインダ及び溶媒が除去され難い。特に塗膜が厚いほど、有機バインダ及び溶媒が塗膜から除去され難い。塗膜を急速に加熱することにより、有機バインダ及び溶媒に由来するガスが発生する。ガスの圧力により、金属粉末同士が分離したり、塗膜が金属箔から剥離したりする。有機バインダを焼結前の塗膜から除去し過ぎた場合、塗膜の形状が保持され難くなり、塗膜から形成される焼結層の割れ、剥離、皺及び欠け等の欠陥が生じ易い。有機バインダに由来する炭素残渣を除去するために酸化前の焼結層を洗浄する工程が追加される場合、電極の製造のリードタイムが長くなる。更に、洗浄液に用いた水(純水等)又は有機溶剤が焼結層に残存した場合、焼結層の酸化(誘電体膜の形成)に伴って焼結層の欠陥が生じる。その結果、電極の性能が低下し、電極及び電解コンデンサにおける漏れ電流が増加し易い。   In order to degrease the organic binder in the coating film formed on the surface of the metal foil, it is necessary to heat the coating film at a high temperature of about 200 ° C. to 400 ° C. for several hours. As a result, the lead time and cost of manufacturing the electrodes are increased. It is difficult to remove the organic binder and the solvent from the surface of the coating film in contact with the metal foil. In particular, the thicker the coating, the more difficult it is to remove the organic binder and the solvent from the coating. By rapidly heating the coating, gas derived from the organic binder and the solvent is generated. Depending on the pressure of the gas, the metal powders are separated from each other, or the coating film is separated from the metal foil. When the organic binder is excessively removed from the coating film before sintering, the shape of the coating film is hardly maintained, and defects such as cracks, peeling, wrinkles, and chipping of the sintered layer formed from the coating film are likely to occur. When a step of cleaning the sintered layer before oxidation is added to remove carbon residues derived from the organic binder, the lead time for manufacturing the electrode becomes longer. Further, when water (such as pure water) or an organic solvent used for the cleaning liquid remains in the sintered layer, defects in the sintered layer occur due to oxidation of the sintered layer (formation of a dielectric film). As a result, the performance of the electrode decreases, and the leakage current in the electrode and the electrolytic capacitor tends to increase.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、電解コンデンサ用電極中の炭素残渣を低減し、且つ電解コンデンサにおける漏れ電流を低減する電解コンデンサ用電極の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a method for manufacturing an electrode for an electrolytic capacitor, which reduces carbon residues in the electrode for an electrolytic capacitor and reduces leakage current in the electrolytic capacitor. I do.

本発明の第一の側面に係る電解コンデンサ用電極の製造方法は、金属粉末と少なくとも一種の溶媒とを含むスラリーを金属箔の表面に塗布して、塗膜を形成する工程と、塗膜を加熱して、金属粉末を焼結する工程と、を備え、25℃における溶媒の粘度が、400Pa・s以上500Pa・s以下であり、40℃以上60℃以下である範囲における溶媒の粘度が、0.2Pa・s以上20Pa・s以下である。   The method for manufacturing an electrode for an electrolytic capacitor according to the first aspect of the present invention, a step of applying a slurry containing metal powder and at least one solvent to the surface of a metal foil to form a coating film, Heating, and sintering the metal powder, wherein the viscosity of the solvent at 25 ° C is 400 Pa · s or more and 500 Pa · s or less, and the viscosity of the solvent in the range of 40 ° C or more and 60 ° C or less is It is 0.2 Pa · s or more and 20 Pa · s or less.

本発明の第一の側面に係る電解コンデンサ用電極の製造方法において、溶媒が、ボルナン、及びボルナンの誘導体のうち少なくともいずれかであってよい。   In the method for producing an electrode for an electrolytic capacitor according to the first aspect of the present invention, the solvent may be at least one of bornane and a derivative of bornane.

本発明の第二の側面に係る電解コンデンサ用電極の製造方法は、金属粉末と少なくとも一種の溶媒とを含むスラリーを金属箔の表面に塗布して、塗膜を形成する工程と、塗膜を加熱して、金属粉末を焼結する工程と、を備え、溶媒が、ボルナン、及びボルナンの誘導体のうち少なくともいずれかである。   A method for producing an electrode for an electrolytic capacitor according to the second aspect of the present invention, a step of applying a slurry containing metal powder and at least one solvent to the surface of a metal foil to form a coating film, Heating and sintering the metal powder, wherein the solvent is at least one of bornane and a derivative of bornane.

本発明の第一の側面及び第二の側面において、溶媒が下記構造式(1)で表されてよい。

Figure 2020043203
In the first and second aspects of the present invention, the solvent may be represented by the following structural formula (1).
Figure 2020043203

本発明の第一の側面及び第二の側面において、溶媒がイソボルニルシクロヘキサノールであってよい。   In the first and second aspects of the invention, the solvent may be isobornylcyclohexanol.

本発明の第一の側面及び第二の側面において、スラリーがポリマーを含まなくてよい。   In the first and second aspects of the invention, the slurry may be free of polymer.

本発明によれば、電解コンデンサ用電極中の炭素残渣を低減し、且つ電解コンデンサにおける漏れ電流を低減する電解コンデンサ用電極の製造方法が提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the electrode for electrolytic capacitors which reduces the carbon residue in the electrode for electrolytic capacitors and the leakage current in an electrolytic capacitor is provided.

図1中の(a)は、本発明の一実施形形態に係る電解コンデンサ用電極の断面(焼結工程前の電極の断面)を示し、図1中の(b)は、本発明の一実施形形態に係る電解コンデンサ用電極の断面(焼結工程後の電極の断面)を示す。FIG. 1A shows a cross section of an electrode for an electrolytic capacitor according to an embodiment of the present invention (a cross section of the electrode before a sintering step), and FIG. 1 shows a cross section (a cross section of an electrode after a sintering step) of an electrode for an electrolytic capacitor according to an embodiment. 図2は、本発明の実施例で用いられる溶媒(イソボニルシクロヘキサノール)の粘度の温度特性を示す。FIG. 2 shows the temperature characteristics of the viscosity of the solvent (isobonylcyclohexanol) used in the examples of the present invention.

以下、図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について説明する。本発明は下記実施形態に限定されるものではない。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following embodiments.

本実施形態に係る電解コンデンサ用電極(陽極)の製造方法は、金属粉末と少なくとも一種の溶媒とを含むスラリーを金属箔の表面に塗布して、塗膜を形成する工程(塗布工程)と、塗膜を加熱して、金属粉末を焼結する工程(焼結工程)と、を備える。これらの工程の具体例は、図1中の(a)及び(b)に示される。図1中の(a)に示される塗膜2は、上記のスラリーから形成され、金属粉末4と少なくとも一種の溶媒とを含む。図示の便宜上、図1中の(a)において溶媒は示されていないが、溶媒は、金属粉末4を構成する金属粒子の間に介在している。塗膜2は、金属箔1の表面の一部又は全体を覆っていてよい。塗膜2は金属箔1の両方の表面を覆っていてよく、塗膜2は金属箔1の片方の表面のみを覆ってもよい。塗膜2を加熱することにより、金属粉末4を構成する金属粒子同士が焼結して、且つ金属箔1に面する金属粒子が金属箔1と焼結する。その結果、多孔質の焼結層3が金属箔1の表面に形成される。塗膜2中の溶媒の一部は、焼結工程前に実施される乾燥工程によって、塗膜2から除去されてよい。塗膜2中の溶媒は、乾燥工程を経ることなく、焼結工程において塗膜2から除去されてもよい。   The method for producing an electrode (anode) for an electrolytic capacitor according to the present embodiment includes a step of applying a slurry containing a metal powder and at least one solvent to a surface of a metal foil to form a coating film (application step); Heating the coating film and sintering the metal powder (sintering step). Specific examples of these steps are shown in (a) and (b) of FIG. The coating film 2 shown in (a) of FIG. 1 is formed from the above slurry, and includes a metal powder 4 and at least one solvent. Although the solvent is not shown in FIG. 1A for convenience of illustration, the solvent is interposed between the metal particles constituting the metal powder 4. The coating film 2 may cover part or all of the surface of the metal foil 1. The coating 2 may cover both surfaces of the metal foil 1, and the coating 2 may cover only one surface of the metal foil 1. By heating the coating film 2, the metal particles constituting the metal powder 4 are sintered together, and the metal particles facing the metal foil 1 are sintered with the metal foil 1. As a result, a porous sintered layer 3 is formed on the surface of the metal foil 1. Some of the solvent in the coating film 2 may be removed from the coating film 2 by a drying process performed before the sintering process. The solvent in the coating film 2 may be removed from the coating film 2 in the sintering step without going through the drying step.

常温(25℃)における溶媒の粘度は、400Pa・s以上500Pa・s以下であり、40℃以上60℃以下である範囲における溶媒の粘度は、0.2Pa・s以上20Pa・s以下である。40℃以上60℃以下である範囲全域において、溶媒の粘度が0.2Pa・s以上20Pa・s以下であってよく、40℃以上60℃以下である範囲の一部において、溶媒の粘度が0.2Pa・s以上20Pa・s以下であってもよい。各温度における溶媒の粘度は、レオメーター(動的粘弾性測定装置)により、1[1/s]のせん断速度の下で測定される値であってよい。以下に記載される「粘度特性」とは、25℃における溶媒の粘度が、400Pa・s以上500Pa・s以下であり、且つ40℃以上60℃以下である範囲における溶媒の粘度が、0.2Pa・s以上20Pa・s以下であることを意味する。以下では、上記の粘度特性を有する溶媒が「第一溶媒」と表記される場合がある。   The viscosity of the solvent at room temperature (25 ° C.) is 400 Pa · s or more and 500 Pa · s or less, and the viscosity of the solvent in the range of 40 ° C. or more and 60 ° C. or less is 0.2 Pa · s or more and 20 Pa · s or less. The viscosity of the solvent may be 0.2 Pa · s or more and 20 Pa · s or less throughout the range of 40 ° C. or more and 60 ° C. or less. It may be 2 Pa · s or more and 20 Pa · s or less. The viscosity of the solvent at each temperature may be a value measured by a rheometer (dynamic viscoelasticity measuring device) under a shear rate of 1 [1 / s]. The "viscosity characteristics" described below means that the viscosity of the solvent at 25 ° C is 400 Pa · s or more and 500 Pa · s or less, and the viscosity of the solvent in the range of 40 ° C or more and 60 ° C or less is 0.2 Pa It means that it is not less than s and not more than 20 Pa · s. Hereinafter, a solvent having the above viscosity characteristics may be referred to as a “first solvent”.

第一溶媒を含むスラリーは、有機バインダ(樹脂系のポリマー)を含む従来のスラリーと同じ程度の高い粘度を有することができる。つまり本実施形態に係るスラリーは、上記の粘度特性を有する第一溶媒を含むことにより十分に高い粘度を有することができるので、有機バインダ(樹脂系のポリマー)を含まなくてよい。したがって、本実施形態によれば、有機バインダ等に由来する炭素残渣が電極中に残り難く、電極中の炭素残渣に起因する電解コンデンサの漏れ電流が抑制され、電解コンデンサの信頼性が向上する。ただし本発明の効果が阻害されない限りにおいて、スラリーは第一溶媒に加えて少量の有機バインダを含んでもよい。   The slurry containing the first solvent can have a viscosity as high as that of a conventional slurry containing an organic binder (resin-based polymer). That is, since the slurry according to the present embodiment can have a sufficiently high viscosity by including the first solvent having the above-described viscosity characteristics, it does not need to include the organic binder (resin-based polymer). Therefore, according to this embodiment, the carbon residue derived from the organic binder or the like hardly remains in the electrode, the leakage current of the electrolytic capacitor caused by the carbon residue in the electrode is suppressed, and the reliability of the electrolytic capacitor is improved. However, as long as the effect of the present invention is not impaired, the slurry may contain a small amount of an organic binder in addition to the first solvent.

本実施形態に係るスラリーは有機バインダ(樹脂系のポリマー)を含まなくてよいため、スラリーから形成された塗膜2中の有機バインダを脱脂する工程が不要であり、脱脂のために塗膜2を高温で数時間にわたって塗膜を加熱する必要がない。その結果、電極の製造のリードタイム及びコストが低減される。   Since the slurry according to the present embodiment does not need to include an organic binder (resin-based polymer), a step of degreasing the organic binder in the coating film 2 formed from the slurry is unnecessary, and the coating film 2 is used for degreasing. There is no need to heat the coating at elevated temperatures for several hours. As a result, the lead time and cost of manufacturing the electrodes are reduced.

塗膜が有機バインダを含む場合、塗膜2が厚いほど有機バインダが塗膜から除去され難いので、塗膜2の厚さを増加させることが困難であり、塗膜2から形成される焼結層3の厚さを増加させることも困難である。一方、本実施形態に係るスラリーは、有機バインダ(樹脂系のポリマー)を含まなくても十分に高い粘度を有することができるため、有機バインダの除去のために塗膜2を薄くする必要がない。したがって本実施形態によれば、十分に厚い焼結層3及び電極を容易に形成することができる。   When the coating contains an organic binder, it is difficult to increase the thickness of the coating 2 since the organic binder is harder to remove from the coating as the coating 2 is thicker, and the sintering formed from the coating 2 is difficult. It is also difficult to increase the thickness of layer 3. On the other hand, since the slurry according to the present embodiment can have a sufficiently high viscosity without containing an organic binder (resin-based polymer), it is not necessary to make the coating film 2 thin for removing the organic binder. . Therefore, according to this embodiment, a sufficiently thick sintered layer 3 and electrodes can be easily formed.

本実施形態では、塗膜2が有機バインダを含む必要がないため、塗膜2の急速な加熱に伴って有機バインダに由来するガスが発生する現象を防止又は抑制することができる。したがって、ガスの圧力により、金属粉末4同士が分離したり、塗膜2が金属箔1から剥離したりする現象も防止又は抑制される。また塗膜2が第一溶媒を含むことにより、塗膜2の形状が保持され易く、塗膜2から形成される焼結層3の割れ、剥離、皺及び欠け等の欠陥が抑制される。これらの理由により、本実施形態によれば、塗膜2中の金属粉末4が欠陥を伴うことなく焼結し易く、外観及び電気的性能に優れた電極が得られる。   In the present embodiment, since the coating film 2 does not need to include an organic binder, a phenomenon that a gas derived from the organic binder is generated due to rapid heating of the coating film 2 can be prevented or suppressed. Therefore, the phenomenon that the metal powders 4 are separated from each other or the coating film 2 peels off from the metal foil 1 due to the gas pressure is also prevented or suppressed. In addition, since the coating film 2 contains the first solvent, the shape of the coating film 2 is easily maintained, and defects such as cracking, peeling, wrinkling, and chipping of the sintered layer 3 formed from the coating film 2 are suppressed. For these reasons, according to the present embodiment, the metal powder 4 in the coating film 2 can be easily sintered without defects, and an electrode having excellent appearance and electrical performance can be obtained.

本実施形態に係るスラリーは有機バインダ(樹脂成分等のポリマー)を含まなくてもよいため、本実施形態に係る電極の製造方法では、有機バインダに由来する炭素残渣を焼結層3から除去するための洗浄工程が不要である。したがって実施形態によれば、電極の製造のリードタイムが短縮され、洗浄液に由来する残渣が焼結層3に残存する現象が防止又は抑制される。   Since the slurry according to the present embodiment does not need to include an organic binder (a polymer such as a resin component), in the method for manufacturing an electrode according to the present embodiment, the carbon residue derived from the organic binder is removed from the sintered layer 3. Cleaning process is not required. Therefore, according to the embodiment, the lead time for manufacturing the electrode is shortened, and the phenomenon that the residue derived from the cleaning liquid remains in the sintered layer 3 is prevented or suppressed.

第一溶媒が上記の粘度特性を有し易いことから、第一溶媒は、ボルナン(bornane)、及びボルナンの誘導体のうち少なくともいずれかであってよい。ボルナンの誘導体は、例えば、ボルニル(bornyl)、ボルネオール(borneol)、イソボルネオール(isoborneol)、カンファー(camphor)、カンホルキノン(camphorquinone)、カンシラート(camsylate)、カンフェン(camphene)、ノルボルナン(norbornane)、ノルボルニル(norbornyl)、ノルボルナジエン(norbornadiene)、ノルカンファー(norcamphor)、トリシクレン(tricyclene)、クアドリシクラン(quadricyclane)、カンファン酸(camphanic acid)及びこれらの誘導体からなる群より選ばれる少なくとも一種であってよい。第一溶媒が上記の粘度特性を有し易いことから、第一溶媒は下記構造式(1)で表されるイソボルニルであることが好ましく、第一溶媒は下記構造式(2)で表されるイソボルニルシクロヘキサノールであることがより好ましい。第一溶媒はイソボルニルフェノールであってもよい。スラリーは、第一溶媒として、上記の化合物のうち複数種の溶媒を含んでよい。

Figure 2020043203

Figure 2020043203
Since the first solvent tends to have the above-mentioned viscosity characteristics, the first solvent may be at least one of bornane and a derivative of bornane. Derivatives of bornane are, for example, bornyl, borneol, isoborneol, camphor, camphorquinone, camsylate, camsylate, camphene, norbornane, norbornane, norbornane at least one selected from the group consisting of norbornyl, norbornadiene, norcamphor, tricyclene, quadricycle, camphanic acid, and derivatives thereof. The first solvent is preferably isobornyl represented by the following structural formula (1), and the first solvent is represented by the following structural formula (2) because the first solvent easily has the above viscosity characteristics. More preferably, it is isobornylcyclohexanol. The first solvent may be isobornylphenol. The slurry may contain, as the first solvent, plural kinds of solvents among the above compounds.
Figure 2020043203

Figure 2020043203

上述の第一溶媒は、スラリーの粘度を高める機能を有する。つまり第一溶媒の粘度特性により、スラリーの成形性が向上し、スラリーから形成される塗膜の形状が保持され易くなる。スラリーは、金属粉末4及び第一溶媒に加えて、第二溶媒を更に含んでよい。第二溶媒は、スラリーを希釈してスラリー全体の粘度を調整して、スラリーの成形性とスラリー中の金属粉末4の分散性を向上させる機能を有している。第一溶媒及び第二溶媒のいずれも、従来から有機バインダとして用いられてきた樹脂系のポリマーではない。樹脂系のポリマーとは、例えば、エチルセルロース又はアクリル樹脂等である。スラリーの粘度は、金属粉末4、第一溶媒及び第二溶媒の配合比により、所望の粘度に自在に調整されるため、スラリーは有機バインダ(樹脂系のポリマー)を含む必要がない。   The first solvent has a function of increasing the viscosity of the slurry. That is, due to the viscosity characteristics of the first solvent, the moldability of the slurry is improved, and the shape of the coating film formed from the slurry is easily maintained. The slurry may further include a second solvent in addition to the metal powder 4 and the first solvent. The second solvent has a function of diluting the slurry and adjusting the viscosity of the entire slurry to improve the formability of the slurry and the dispersibility of the metal powder 4 in the slurry. Neither the first solvent nor the second solvent is a resin-based polymer conventionally used as an organic binder. The resin-based polymer is, for example, ethyl cellulose or acrylic resin. The viscosity of the slurry is freely adjusted to a desired viscosity depending on the mixing ratio of the metal powder 4, the first solvent, and the second solvent, so that the slurry does not need to include an organic binder (resin-based polymer).

第二溶媒は、第一溶媒以外の溶媒であり、且つ樹脂系のポリマー以外の化合物であればよく、特に限定されない。第二溶媒の沸点は、例えば、80℃以上300℃以下であってよい。第二溶媒は、芳香族炭化水素、エーテル類、ケトン類、エステル類、アルコール類、セルソルブ類、アミド類及び水からなる群より選ばれる少なくとも一種であってよい。具体的な第二溶媒は、例えば、シクロヘキサノン、アニソール、キシレン、トルエン、ジオキサン、酢酸エチル、アセトン、メチルエチルケトン、イソホロン、メタノール、イソプロピルアルコール、ベンジルアルコール、ジエチレングリコール、メチルセルソルブ、N,N‐ジメチルホルムアミド及び水からなる群より選ばれる少なくとも一種であってよい。スラリーは、第二溶媒として、上記の化合物のうち複数種の溶媒を含んでよい。   The second solvent is a solvent other than the first solvent and may be any compound other than the resin-based polymer, and is not particularly limited. The boiling point of the second solvent may be, for example, 80 ° C or more and 300 ° C or less. The second solvent may be at least one selected from the group consisting of aromatic hydrocarbons, ethers, ketones, esters, alcohols, cellosolves, amides, and water. Specific second solvents include, for example, cyclohexanone, anisole, xylene, toluene, dioxane, ethyl acetate, acetone, methyl ethyl ketone, isophorone, methanol, isopropyl alcohol, benzyl alcohol, diethylene glycol, methyl cellosolve, N, N-dimethylformamide and It may be at least one selected from the group consisting of water. The slurry may contain, as the second solvent, a plurality of solvents among the above compounds.

スラリーに含まれる第一溶媒の質量は、100質量部の金属粉末4に対して、1質量部以上30質量部以下であってよい。スラリーに含まれる第二溶媒の質量は、100質量部の金属粉末4に対して、0質量部以上50質量部以下であってよい。25℃におけるスラリー全体の粘度は、1Pa・s以上100Pa・s以下であってよく、40℃以上60℃以下である範囲におけるスラリー全体の粘度は、0.1Pa・s以上50Pa・s以下であってよい。   The mass of the first solvent contained in the slurry may be from 1 part by mass to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the metal powder 4. The mass of the second solvent contained in the slurry may be 0 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the metal powder 4. The viscosity of the whole slurry at 25 ° C. may be 1 Pa · s to 100 Pa · s, and the viscosity of the whole slurry in the range of 40 ° C. to 60 ° C. is 0.1 Pa · s to 50 Pa · s. May be.

金属粉末4は、弁作用を有する金属粉末であればよい。金属粉末4は、例えば、タンタル、ニオブ、及びアルミニウムからなる群より選ばれる少なくとも一種であってよい。金属粉末4は、例えば、タンタル、ニオブ、及びアルミニウムからなる群より選ばれる少なくとも一種を含む合金であってもよい。金属粉末4の純度は、例えば、99.8質量%以上100質量%以下であってよい。金属粉末4は、不可避的不純物として、上記以外の元素を含んでもよい。金属粉末4は、上記の元素に加えて、珪素、鉄、銅、マグネシウム、マンガン、チタン、クロム、亜鉛、ガリウム、バナジウム、ニッケル、鉛、及びホウ素からなる群より選ばれる少なくとも一種の元素を更に含んでもよい。金属粉末4を構成する個々の金属粒子の形状は、特に限定されず、球状、不定形状、鱗片状、又は繊維状等であってよい。金属粉末4の平均粒径は、例えば、2μm以上10μm以下であってよい。金属粉末4の粒径が小さいほど、電極の比表面積が増加して、電解コンデンサの静電容量が増加する。金属粉末4の粒径が大きいほど、酸化により電極の表面に形成される誘電体膜を厚くするこができるため、電解コンデンサの耐電圧性が向上する。   The metal powder 4 may be a metal powder having a valve action. The metal powder 4 may be, for example, at least one selected from the group consisting of tantalum, niobium, and aluminum. The metal powder 4 may be, for example, an alloy containing at least one selected from the group consisting of tantalum, niobium, and aluminum. The purity of the metal powder 4 may be, for example, 99.8% by mass or more and 100% by mass or less. The metal powder 4 may contain elements other than the above as inevitable impurities. The metal powder 4 further contains at least one element selected from the group consisting of silicon, iron, copper, magnesium, manganese, titanium, chromium, zinc, gallium, vanadium, nickel, lead, and boron, in addition to the above elements. May be included. The shape of the individual metal particles constituting the metal powder 4 is not particularly limited, and may be spherical, irregular, scaly, fibrous, or the like. The average particle size of the metal powder 4 may be, for example, 2 μm or more and 10 μm or less. As the particle size of the metal powder 4 is smaller, the specific surface area of the electrode increases, and the capacitance of the electrolytic capacitor increases. As the particle size of the metal powder 4 is larger, the dielectric film formed on the surface of the electrode by oxidation can be made thicker, so that the withstand voltage of the electrolytic capacitor is improved.

金属箔1は、弁作用を有する金属箔であればよい。金属箔1は、例えば、タンタル、ニオブ、及びアルミニウムからなる群より選ばれる少なくとも一種であってよい。金属箔1は、例えば、タンタル、ニオブ、及びアルミニウムからなる群より選ばれる少なくとも一種を含む合金であってもよい。金属箔1の純度は、例えば、99.8質量%以上100質量%以下であってよい。金属箔1は、不可避的不純物として、上記以外の元素を含んでもよい。金属箔1は、上記の元素に加えて、珪素、鉄、銅、マグネシウム、マンガン、チタン、クロム、亜鉛、ガリウム、バナジウム、ニッケル、鉛、及びホウ素からなる群より選ばれる少なくとも一種の元素を更に含んでもよい。金属箔1の厚さは、例えば、10μm以上150μm以下であってよい。金属箔1が薄いほど、金属箔1の機械的強度が低く、金属箔1の取り扱い及び加工が困難である。金属箔1が厚いほど、金属箔1の柔軟性が低く、金属箔1の取り扱い及び加工が困難である。   The metal foil 1 may be a metal foil having a valve action. The metal foil 1 may be, for example, at least one selected from the group consisting of tantalum, niobium, and aluminum. The metal foil 1 may be, for example, an alloy containing at least one selected from the group consisting of tantalum, niobium, and aluminum. The purity of the metal foil 1 may be, for example, 99.8% by mass or more and 100% by mass or less. The metal foil 1 may contain elements other than the above as inevitable impurities. The metal foil 1 further includes at least one element selected from the group consisting of silicon, iron, copper, magnesium, manganese, titanium, chromium, zinc, gallium, vanadium, nickel, lead, and boron, in addition to the above elements. May be included. The thickness of the metal foil 1 may be, for example, 10 μm or more and 150 μm or less. As the metal foil 1 is thinner, the mechanical strength of the metal foil 1 is lower, and handling and processing of the metal foil 1 are more difficult. As the metal foil 1 is thicker, the flexibility of the metal foil 1 is lower, and handling and processing of the metal foil 1 are more difficult.

焼結層3の厚さは、例えば、50μm以上1000μm以下であってよい。焼結層3が薄いほど、電解コンデンサの容量密度が低い。焼結層3が厚いほど、その前駆体である塗膜2が厚くなければならない。しかし、塗膜2が厚いほど、金属粉末4同士の焼結に因る塗膜2の収縮を制御し難く、焼結層3の割れ、剥離、皺及び欠け等の欠陥が発生し易い。また塗膜2が厚いほど、溶媒が塗膜2から除去され難い。   The thickness of the sintered layer 3 may be, for example, not less than 50 μm and not more than 1000 μm. The thinner the sintered layer 3, the lower the capacitance density of the electrolytic capacitor. The thicker the sintering layer 3, the thicker the coating film 2 as its precursor must be. However, as the coating film 2 is thicker, the shrinkage of the coating film 2 due to sintering of the metal powders 4 is more difficult to control, and defects such as cracking, peeling, wrinkling, and chipping of the sintered layer 3 are likely to occur. Further, the thicker the coating film 2, the more difficult it is for the solvent to be removed from the coating film 2.

上述のスラリーは、金属粉末4と上記の溶媒を、各種の混練・分散機で混合して、金属粉末4を溶媒中に分散させることにより、調製されてよい。混練・分散機としては、攪拌機を用いてよい。混練・分散機としては、二本ロール及び三本ロール等のロール型混練機を用いてもよい。混練・分散機としては、縦型ニーダー、加圧ニーダー及びプラネタリーミキサー等の羽根型混練機を用いてもよい。混練・分散機としては、ボール型回転ミル、サンドミル及びアトライター等の分散機を用いてもよい。混練・分散機としては、超音波分散機又はナノマイザーを用いてもよい。スラリーは、ロール印刷又はスクリーン印刷等の種々の方法によって、金属箔1に塗布されてよい。   The above-mentioned slurry may be prepared by mixing the metal powder 4 and the solvent with various kneading / dispersing machines and dispersing the metal powder 4 in the solvent. As the kneading / dispersing machine, a stirrer may be used. As the kneading / dispersing machine, a roll-type kneading machine such as a two-roll mill and a three-roll mill may be used. As the kneading / dispersing machine, a blade-type kneading machine such as a vertical kneader, a pressure kneader, and a planetary mixer may be used. As the kneading / dispersing machine, a dispersing machine such as a ball-type rotary mill, a sand mill and an attritor may be used. As the kneading / dispersing machine, an ultrasonic dispersing machine or a nanomizer may be used. The slurry may be applied to the metal foil 1 by various methods such as roll printing or screen printing.

上述の通り、塗膜2中の溶媒の一部は、焼結工程前に実施される乾燥工程によって、塗膜2から除去されてよい。例えば、塗膜2を50℃以上150℃以下である温度(乾燥温度)で加熱することにより、塗膜2を乾燥してよい。乾燥後の塗膜2の形状が保持され易いように、適量の第一溶媒(及び第二溶媒)を乾燥後の塗膜2中に残存させたほうがよい。例えば、乾燥後の塗膜2中に残存する全溶媒の質量は、塗膜2全体の質量に対して、3.0質量%以上20.0質量%以下、好ましくは5.0質量%以上15.0質量%以下であってよい。乾燥温度が低いほど、溶媒の除去に要する時間が長く、乾燥温度が高いほど、乾燥後の塗膜2中に残存する溶媒の量が制御され難い。乾燥後の塗膜2中に残存する溶媒が少ないほど、塗膜2の取り扱い及び加工が困難であり、焼結層3の割れ、剥離、皺及び欠け等の欠陥が発生し易い。乾燥後の塗膜2中に残存する溶媒が多いほど、炭素残渣が電極中に残存し易く、電極の性能が低下し易い。乾燥の方法は、特に限定されず、熱風乾燥、真空乾燥、蒸気乾燥、バレル乾燥、スピン乾燥、マランゴニー乾燥、及び赤外線乾燥からなる群より選ばれる少なくとも一種の方法であってよい。また、塗膜2の密度の増加、及び塗膜2の厚さの均一化のために、乾燥の前後いずれかの時点において塗膜2のプレス処理又はカレンダー処理が実施されてもよい。   As described above, a part of the solvent in the coating film 2 may be removed from the coating film 2 by a drying step performed before the sintering step. For example, the coating film 2 may be dried by heating the coating film 2 at a temperature of 50 ° C. or more and 150 ° C. or less (drying temperature). It is preferable to leave an appropriate amount of the first solvent (and the second solvent) in the dried coating film 2 so that the shape of the dried coating film 2 is easily maintained. For example, the total amount of the solvent remaining in the coating film 2 after drying is from 3.0% by mass to 20.0% by mass, preferably from 5.0% by mass to 0.0% by mass or less. The lower the drying temperature is, the longer the time required for removing the solvent is. The higher the drying temperature is, the more difficult it is to control the amount of the solvent remaining in the dried coating film 2. The smaller the amount of the solvent remaining in the dried coating film 2, the more difficult it is to handle and process the coating film 2, and the easier the occurrence of defects such as cracking, peeling, wrinkles, and chipping of the sintered layer 3. As the amount of the solvent remaining in the dried coating film 2 increases, the carbon residue tends to remain in the electrode, and the performance of the electrode tends to decrease. The method of drying is not particularly limited, and may be at least one method selected from the group consisting of hot air drying, vacuum drying, steam drying, barrel drying, spin drying, Marangoni drying, and infrared drying. Further, in order to increase the density of the coating film 2 and to make the thickness of the coating film 2 uniform, a pressing process or a calendering process of the coating film 2 may be performed at any time before or after drying.

焼結工程では、塗膜2を550℃以上700℃以下である温度(焼結温度)で加熱してよく、好ましくは、塗膜2を600℃以上650℃以下である焼結温度で加熱してよい。焼結温度が低いほど、塗膜2が十分に焼結し難く、焼結層3の割れ、剥離、皺及び欠け等の欠陥が発生し易い。焼結温度が高いほど、塗膜2が過剰に焼結し易く、電極の性能が低下し易く、電解コンデンサの静電容量が著しく低下し易い。焼結時の雰囲気は、特に限定されず、大気、真空、不活性ガス、又は還元ガス等であってよい。塗膜2中の金属粉末4の酸化を抑制し易い観点において、焼結時の雰囲気は、アルゴンガスであることが好ましい。大気雰囲気で塗膜2を焼結する場合、金属粉末4を構成する個々の金属粒子の表面に酸化物が形成され易く、塗膜2が焼結し難い。特に金属粉末4が、酸化され易いアルミニウムである場合、焼結工程における金属粉末4の酸化を抑制することが好ましい。   In the sintering step, the coating film 2 may be heated at a temperature (sintering temperature) of 550 ° C. or more and 700 ° C. or less, and preferably, the coating film 2 is heated at a sintering temperature of 600 ° C. or more and 650 ° C. or less. May be. As the sintering temperature is lower, the coating film 2 is less likely to be sufficiently sintered, and the sintered layer 3 is more likely to have defects such as cracks, peeling, wrinkles and chips. The higher the sintering temperature, the more easily the coating film 2 is sintered, the lower the performance of the electrode is, and the lower the capacitance of the electrolytic capacitor is. The atmosphere during sintering is not particularly limited, and may be air, vacuum, an inert gas, a reducing gas, or the like. From the viewpoint of easily suppressing the oxidation of the metal powder 4 in the coating film 2, the atmosphere during sintering is preferably argon gas. When sintering the coating film 2 in an air atmosphere, an oxide is easily formed on the surface of each metal particle constituting the metal powder 4, and the coating film 2 is not easily sintered. In particular, when the metal powder 4 is aluminum which is easily oxidized, it is preferable to suppress the oxidation of the metal powder 4 in the sintering step.

以下の酸化工程(化成工程)前に、焼結層3の前処理が実施されてよい。前処理は、例えば、脱脂処理、UV処理、ブラスト処理、研磨処理、及びエッチング処理からなる群より選ばれる少なくとも一種であってよい。前処理により、焼結層3の表面が清浄になったり、焼結層3の表面が粗くなって焼結層3の比表面積が増加したりする。ただし、焼結層3の前処理は実施されなくてもよい。   Before the following oxidation step (chemical formation step), a pretreatment of the sintered layer 3 may be performed. The pre-treatment may be, for example, at least one selected from the group consisting of a degreasing treatment, a UV treatment, a blast treatment, a polishing treatment, and an etching treatment. By the pretreatment, the surface of the sintered layer 3 becomes clean, or the surface of the sintered layer 3 becomes rough and the specific surface area of the sintered layer 3 increases. However, the pretreatment of the sintered layer 3 may not be performed.

電解コンデンサ用電極の製造方法は、上述の塗布工程及び焼結工程に加えて、焼結層3の表面を酸化して、焼結層3の表面を覆う誘電体膜を形成する工程(酸化工程)を更に備える。焼結層3の表面とは、焼結層3の外表面に加えて、焼結層3に形成された多数の細孔の内壁の表面を含む。以下では、焼結層3と焼結層3で覆われた金属箔1とを有する積層体が、「未酸化電極」表記される。   The method for manufacturing an electrode for an electrolytic capacitor includes, in addition to the above-described coating step and sintering step, a step of oxidizing the surface of the sintered layer 3 to form a dielectric film covering the surface of the sintered layer 3 (oxidizing step). ) Is further provided. The surface of the sintered layer 3 includes, in addition to the outer surface of the sintered layer 3, the surface of the inner wall of a large number of pores formed in the sintered layer 3. Hereinafter, a laminate having the sintered layer 3 and the metal foil 1 covered with the sintered layer 3 is referred to as an “unoxidized electrode”.

酸化工程(化成工程)では、例えば、電解液中に配置された未酸化電極と対極との間に電圧が印加される。未酸化電極の電位は対極の電位よりも高い値に調整される。その結果、未酸化電極(焼結層3)の表面が酸化され、誘電体膜になる。酸化工程用の電解液は、例えば、ホウ酸、リン酸、硫酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、フマル酸、マレイン酸、乳酸、リンゴ酸、クエン酸、安息香酸、フタル酸、及びこれらの塩(例えば、アンモニウム塩又はナトリウム塩)からなる群より選ばれる一種を含有する溶液(例えば水溶液)であってよい。   In the oxidation step (chemical formation step), for example, a voltage is applied between an unoxidized electrode arranged in the electrolytic solution and the counter electrode. The potential of the unoxidized electrode is adjusted to a value higher than the potential of the counter electrode. As a result, the surface of the unoxidized electrode (sintered layer 3) is oxidized to form a dielectric film. Electrolyte for the oxidation step, for example, boric acid, phosphoric acid, sulfuric acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, fumaric acid, maleic acid, lactic acid, malic acid, citric acid, benzoic acid, A solution (for example, an aqueous solution) containing one selected from the group consisting of phthalic acid and a salt thereof (for example, an ammonium salt or a sodium salt) may be used.

以上の塗布工程、焼結工程及び酸化工程を経て、電解コンデンサ用電極(陽極箔)が完成する。   An electrode (anode foil) for an electrolytic capacitor is completed through the above-described coating step, sintering step, and oxidation step.

以下では実施例及び比較例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

(実施例1)
[塗布工程]
アルミニウム粉末(金属粉末)、イソボニルシクロヘキサノール(第一溶媒)及びメチルセルソルブ(第二溶媒)を混合して、アルミニウム粉末が分散したスラリーを調製した。アルミニウム粉末の平均粒径は4μmであった。スラリーに含まれるイソボニルシクロヘキサノールの質量は、100質量部のアルミニウム粉末に対して、20質量部であった。スラリーに含まれるメチルセルソルブの質量は、100質量部のアルミニウム粉末に対して、50質量部であった。
(Example 1)
[Coating process]
Aluminum powder (metal powder), isobonylcyclohexanol (first solvent) and methylcellosolve (second solvent) were mixed to prepare a slurry in which aluminum powder was dispersed. The average particle size of the aluminum powder was 4 μm. The mass of isobonylcyclohexanol contained in the slurry was 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of aluminum powder. The mass of methyl cellosolve contained in the slurry was 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of aluminum powder.

上記のスラリーをアルミニウム箔の片方の表面に塗布して、長方形状の複数の塗膜を形成した。アルミニウム箔の厚さは60μmであり、アルミニウム箔の純度は99.9質量%以上であった。塗膜の半乾燥後、上記のスラリーをアルミニウム箔の裏面に塗布して、長方形状の複数の塗膜を形成した。   The slurry was applied to one surface of an aluminum foil to form a plurality of rectangular coating films. The thickness of the aluminum foil was 60 μm, and the purity of the aluminum foil was 99.9% by mass or more. After the coating film was semi-dried, the slurry was applied to the back surface of the aluminum foil to form a plurality of rectangular coating films.

[乾燥工程]
塗膜をアルミニウム箔の両面に形成した後、アルミニウム箔の両面を100℃で30分間加熱することにより、各塗膜を乾燥した。アルミニウム箔の両面に形成された各塗膜の寸法は、縦30mm×横20mmであった。
[Drying process]
After forming a coating film on both surfaces of the aluminum foil, each coating film was dried by heating both surfaces of the aluminum foil at 100 ° C. for 30 minutes. The dimensions of each coating film formed on both surfaces of the aluminum foil were 30 mm long × 20 mm wide.

[焼結工程]
アルミニウム箔の両面に形成された各塗膜をアルゴンガス雰囲気中において650℃で焼結することにより、焼結層と焼結層で覆われた金属箔とを有する積層体(未酸化電極)を得た。積層体の全体の厚さは、500μmであった。
[Sintering process]
By sintering each coating film formed on both sides of the aluminum foil at 650 ° C. in an argon gas atmosphere, a laminate (unoxidized electrode) having a sintered layer and a metal foil covered with the sintered layer is formed Obtained. The total thickness of the laminate was 500 μm.

[酸化工程]
各焼結層の表面のうち引き出し電極部となる部分をマスクで覆った後、以下の酸化工程により、焼結層の表面の全体(マスクで覆われた部分を除く。)を酸化して、酸化被膜を形成した。
[Oxidation step]
After covering the portion to be the extraction electrode portion on the surface of each sintered layer with a mask, the entire surface of the sintered layer (excluding the portion covered with the mask) is oxidized by the following oxidation step. An oxide film was formed.

上記の積層体を、沸騰した純水中に浸漬して、積層体が有する各塗膜の表面に擬似ベーマイトを形成した。続く酸化処理では、上記の積層体と対極とを電解液中に配置した状態で、上記の積層体と対極との間に500Vの電圧を印加した。つまり、積層体の電位は対極に対して500Vに調整された。電解液としては、ホウ酸の水溶液を用いた。   The laminate was immersed in boiling pure water to form pseudo-boehmite on the surface of each coating film of the laminate. In the subsequent oxidation treatment, a voltage of 500 V was applied between the laminate and the counter electrode while the laminate and the counter electrode were arranged in the electrolytic solution. That is, the potential of the stacked body was adjusted to 500 V with respect to the counter electrode. An aqueous solution of boric acid was used as an electrolyte.

上記の酸化処理後、熱処理、減極処理及び酸化処理を繰り返した。最後に積層体を洗浄し、乾燥することにより、化成工程を終了した。   After the above oxidation treatment, the heat treatment, the depolarization treatment and the oxidation treatment were repeated. Finally, the laminate was washed and dried to complete the chemical conversion step.

化成工程後、積層体を切り分けることにより、電解コンデンサ用電極(陽極箔)を得た。   After the chemical conversion step, the laminate was cut out to obtain an electrode (anode foil) for an electrolytic capacitor.

(実施例2)
実施例2の乾燥工程では、アルミニウム箔の両面を100℃で10分間加熱することにより、各塗膜を乾燥した。乾燥工程以外は実施例1と同様の方法で、実施例2の電解コンデンサ用電極(陽極箔)を作製した。
(Example 2)
In the drying step of Example 2, each coating film was dried by heating both surfaces of the aluminum foil at 100 ° C. for 10 minutes. Except for the drying step, an electrode (anode foil) for an electrolytic capacitor of Example 2 was produced in the same manner as in Example 1.

(比較例1)
比較例1のスラリーの調製では、イソボニルシクロヘキサノールの代わりに、有機バインダ(樹脂系のポリマー)であるアクリル樹脂を用いた。スラリーに含まれるアクリル樹脂の質量は、100質量部のアルミニウム粉末に対して、20質量部であった。
(Comparative Example 1)
In preparing the slurry of Comparative Example 1, an acrylic resin as an organic binder (resin-based polymer) was used instead of isobonylcyclohexanol. The mass of the acrylic resin contained in the slurry was 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the aluminum powder.

比較例1の場合、乾燥工程後、アルミニウム箔の両面をアルゴン雰囲気中において300℃で5時間加熱することにより、各塗膜に含まれるアクリル樹脂を分解除去した。   In the case of Comparative Example 1, after the drying step, the acrylic resin contained in each coating film was decomposed and removed by heating both surfaces of the aluminum foil at 300 ° C. for 5 hours in an argon atmosphere.

以上の事項以外は実施例1と同様の方法で、比較例1の電解コンデンサ用電極(陽極箔)を作製した。   Except for the above, an electrode (anode foil) for an electrolytic capacitor of Comparative Example 1 was produced in the same manner as in Example 1.

<イソボニルシクロヘキサノールの粘度の測定>
1[1/s]のせん断速度の下で、25℃以上60℃以下である温度範囲におけるイソボニルシクロヘキサノールの粘度を測定した。測定装置としては、HAAKETM レオストレス6000を用いた。各温度におけるイソボニルシクロヘキサノールの粘度の測定値は、表1及び図2に示される。
<Measurement of viscosity of isobonylcyclohexanol>
At a shear rate of 1 [1 / s], the viscosity of isobornylcyclohexanol was measured in a temperature range of 25 ° C. or more and 60 ° C. or less. HAAKE TM Rheostress 6000 was used as a measuring device. The measured values of the viscosity of isobonylcyclohexanol at each temperature are shown in Table 1 and FIG.

Figure 2020043203
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<炭素残渣量の測定>
実施例1の電極を細かく粉砕して、試料を作製した。試料における炭素の含有量(炭素残渣量)を高周波燃焼赤外線吸収法によって測定した。測定装置としては、LECOジャパン株式会社製のCSLS‐600を用いた。
<Measurement of carbon residue>
A sample was prepared by finely pulverizing the electrode of Example 1. The content of carbon (amount of carbon residue) in the sample was measured by a high-frequency combustion infrared absorption method. As a measuring device, CSLS-600 manufactured by LECO Japan Ltd. was used.

実施例1と同様の方法で、実施例2及び比較例1其々の炭素残渣量を個別に測定した。炭素残渣量の測定結果は、下記表2に示される。   In the same manner as in Example 1, the amounts of carbon residues in Example 2 and Comparative Example 1 were individually measured. The measurement results of the carbon residue amount are shown in Table 2 below.

<漏れ電流の測定>
測定用の試料としては、50個の実施例1の電極(陽極箔)を用いた。いずれの電極も、陽極酸化処理(化成工程)を経た電極であった。測定液としてホウ酸水溶液を用いた。株式会社アドバンデスト製の微小電流計を用いて、各試料における漏れ電流を5分間測定した。50個の試料における漏れ電流の平均値を算出した。実施例1の漏れ電流の平均値は、下記表2に示される。
<Measurement of leakage current>
As samples for measurement, 50 electrodes (anode foils) of Example 1 were used. Each electrode was an electrode that had undergone anodizing treatment (chemical conversion step). An aqueous boric acid solution was used as a measurement solution. The leakage current of each sample was measured for 5 minutes using a micro ammeter manufactured by Advandes. The average value of the leakage current in 50 samples was calculated. The average value of the leakage current in Example 1 is shown in Table 2 below.

実施例1と同様の方法で、50個の実施例2の電極における漏れ電流を測定した。実施例2の漏れ電流の平均値は、下記表2に示される。   In the same manner as in Example 1, the leakage current at 50 electrodes of Example 2 was measured. The average value of the leakage current in Example 2 is shown in Table 2 below.

実施例1と同様の方法で、50個の比較例1の電極における漏れ電流を測定した。比較例1の漏れ電流の平均値は、下記表2に示される。   In the same manner as in Example 1, the leakage current at 50 electrodes of Comparative Example 1 was measured. The average value of the leakage current of Comparative Example 1 is shown in Table 2 below.

Figure 2020043203
Figure 2020043203

表2に示されるように、実施例1及び2其々の炭素残渣量は、比較例1の炭素残渣量よりも少なかった。実施例1及び2其々の漏れ電流は、比較例1の漏れ電流よりも小さかった。実施例1及び2其々の炭素残渣量は同じであったが、実施例1の漏れ電流は実施例2の漏れ電流よりも小さかった。   As shown in Table 2, the amount of carbon residue in each of Examples 1 and 2 was smaller than the amount of carbon residue in Comparative Example 1. The leakage current of each of Examples 1 and 2 was smaller than the leakage current of Comparative Example 1. Although the amounts of carbon residues in Examples 1 and 2 were the same, the leakage current of Example 1 was smaller than the leakage current of Example 2.

本発明に係る電解コンデンサ用電極の製造方法によれば、電気特性に対する信頼性の高い電極を製造することが可能である。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the manufacturing method of the electrode for electrolytic capacitors which concerns on this invention, it is possible to manufacture an electrode with high reliability with respect to electrical characteristics.

1…金属箔、2…塗膜、3…焼結層、4…金属粉末。

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Metal foil, 2 ... Coating, 3 ... Sintered layer, 4 ... Metal powder.

Claims (6)

金属粉末と少なくとも一種の溶媒とを含むスラリーを金属箔の表面に塗布して、塗膜を形成する工程と、
前記塗膜を加熱して、前記金属粉末を焼結する工程と、
を備え、
25℃における前記溶媒の粘度が、400Pa・s以上500Pa・s以下であり、
40℃以上60℃以下である範囲における前記溶媒の粘度が、0.2Pa・s以上20Pa・s以下である、
電解コンデンサ用電極の製造方法。
A step of applying a slurry containing metal powder and at least one solvent to the surface of the metal foil to form a coating film,
Heating the coating film and sintering the metal powder;
With
The viscosity of the solvent at 25 ° C. is 400 Pa · s or more and 500 Pa · s or less,
The viscosity of the solvent in a range of 40 ° C. or more and 60 ° C. or less is 0.2 Pa · s or more and 20 Pa · s or less,
A method for manufacturing an electrode for an electrolytic capacitor.
前記溶媒が、ボルナン、及びボルナンの誘導体のうち少なくともいずれかである、
請求項1に記載の電解コンデンサ用電極の製造方法。
The solvent is at least one of bornane and a derivative of bornane;
A method for producing an electrode for an electrolytic capacitor according to claim 1.
金属粉末と少なくとも一種の溶媒とを含むスラリーを金属箔の表面に塗布して、塗膜を形成する工程と、
前記塗膜を加熱して、前記金属粉末を焼結する工程と、
を備え、
前記溶媒が、ボルナン、及びボルナンの誘導体のうち少なくともいずれかである、
電解コンデンサ用電極の製造方法。
A step of applying a slurry containing metal powder and at least one solvent to the surface of the metal foil to form a coating film,
Heating the coating film and sintering the metal powder;
With
The solvent is at least one of bornane and a derivative of bornane;
A method for manufacturing an electrode for an electrolytic capacitor.
前記溶媒が、下記構造式(1)で表される、
請求項1〜3のいずれか一項に記載の電解コンデンサ用電極の製造方法。
Figure 2020043203
The solvent is represented by the following structural formula (1):
A method for producing an electrode for an electrolytic capacitor according to claim 1.
Figure 2020043203
前記溶媒が、イソボルニルシクロヘキサノールである、
請求項1〜4のいずれか一項に記載の電解コンデンサ用電極の製造方法。
The solvent is isobornylcyclohexanol,
A method for producing an electrode for an electrolytic capacitor according to claim 1.
前記スラリーが、ポリマーを含まない、
請求項1〜5のいずれか一項に記載の電解コンデンサ用電極の製造方法。

The slurry does not contain a polymer;
A method for producing an electrode for an electrolytic capacitor according to claim 1.

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