JP2738160B2 - アルミニウム電解コンデンサ用電極箔の製造方法 - Google Patents

アルミニウム電解コンデンサ用電極箔の製造方法

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JP2738160B2 JP6786991A JP6786991A JP2738160B2 JP 2738160 B2 JP2738160 B2 JP 2738160B2 JP 6786991 A JP6786991 A JP 6786991A JP 6786991 A JP6786991 A JP 6786991A JP 2738160 B2 JP2738160 B2 JP 2738160B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はアルミニウム電解コンデ
ンサ用電極箔の製造方法に関し、さらに詳しく言えば、
エッチング箔に良質な酸化皮膜を形成し、コンデンサの
陽極箔の単位面積当りの静電容量を増加させるようにし
たもので、特に低圧用に好適なアルミニウム電解コンデ
ンサ用電極箔の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、アルミニウム電解コンデンサ
は、アルミニウム箔からなる陽極用電極箔と陰極用電極
箔とをセパレータを介して巻回してなるコンデンサ素子
を有し、同コンデンサ素子に電解液を含浸させ、外装ケ
ース内に封入した構造とされている。
【0003】ところで、陽極用電極箔はアルミニウム箔
の表面を粗面化して表面積を拡大するエッチング工程
と、同工程により得られたエッチング箔の表面に酸化皮
膜を形成する化成工程とを経て製造される。
【0004】上記エッチング工程において、アルミニウ
ム箔は塩化物を含む水溶液中でその表面が電気化学的に
溶解されて粗面化され、しかる後、硝酸、蓚酸、燐酸な
どにて脱塩素処理され、水洗後乾燥して巻き取られて次
の化成工程に移される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】陽極用電極箔の単位面
積当りの静電容量は、その値が大きい程、コンデンサ自
体を小型化することができるため、単位面積当りの静電
容量を増大させるための研究が種々行なわれている。
【0006】その方法としては、おおよそ次の2法が知
られている。すなわち、第1の方法はエッチング箔の表
面積の拡大率を大きくする方法であり、第2の方法は化
成によりエッチング箔上にムラのない均一な酸化アルミ
ニウム(Al)の皮膜を形成させる方法である。
【0007】ここで、後者である第2の方法をさらに展
開すると、同法は(a)酸化アルミニウムの皮膜を効率
よく化成させることを目的とする方法と、(b)もっぱ
ら化成後の漏れ電流特性の向上を図ることを目的とする
方法とに分けられる。
【0008】上記(a)においては、100V以下の低
圧用電極の場合、エッチングの後処理もしくは化成の前
処理として、400〜600℃の大気中で数分間熱処理
してエッチング箔上に酸化皮膜を形成する熱酸化を行な
ってから、本化成するようにしている。
【0009】これに対して、上記(b)では例えば特開
昭62−17185号公報で説明されているように、エ
ッチング箔を燐酸を含む水溶液で処理し、次に高温にて
箔表面に熱酸化皮膜を形成した後、酸またはアルカリ溶
液にて処理し、その熱酸化皮膜の一部を残留させてから
化成するようにしている。
【0010】しかしながら、上記(a)(b)の方法で
は、ともに単位面積当りの静電容量をアップさせるこ
と、および化成電力の低減化が未だ不十分である。
【0011】また、酸化アルミニウムの皮膜を均一に形
成するための他の方法として、中高圧用箔については化
成前に熱水処理することが行なわれているが、水和処理
の皮膜は一般に厚いため、同方法を低圧用箔に適用して
も静電容量が増大しないばかりか、却って箔強度の低下
が起こり好ましい結果が得られない。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は上記従来の欠点
を解消するためになされたもので、その構成上の特徴
は、アルミニウム箔の表面を粗面化し、脱塩素処理を行
なったエッチング箔に、温水中へ浸漬する水和処理によ
り水和アルミナを0.5〜100mg/平方dm、好ま
しくは1.0〜70mg/平方dm形成し、乾燥させた
後、水和アルミナを熱分解させた上で、上記エッチング
箔の表面に酸化皮膜を形成する化成処理を行なうことに
ある。なお、平方dm(dm)は100平方cmに等
しい。
【0013】この場合、上記熱分解の温度は230〜5
50℃、好ましくは350〜500℃であり、かつ、そ
の処理時間は0.03〜20時間、好ましくは0.5〜
15時間である。
【0014】
【作用】温水中に浸漬させる水和処理により、アルミニ
ウム表面に水和アルミナ(水酸化アルミニウム)が形成
される。この水和アルミナは乾燥後に熱分解されること
により、良質の酸化アルミニウムに改質される。
【0015】そして、以後の通常の化成処理により、良
質な皮膜を有する複合酸化皮膜が形成される。
【0016】このように本発明によれば、予めエッチン
グ箔表面に良質な酸化アルミニウムが形成されているた
め、化成皮膜形成時の電力消費が低減される。
【0017】また、薄くて耐電圧を有する緻密な複合酸
化皮膜が形成されるため、単位面積当りの静電容量が増
大するとともに、コンデンサの駆動用電解液との反応が
非常に少なくなり、特に漏れ電流の安定したコンデンサ
が得られる。
【0018】
【実施例】以下、本発明の実施例およびそれと比較する
上での比較例について説明する。 《実施例1》 (A)エッチング工程;純度99.9%、厚み90μm
のアルミニウム箔を塩酸10.5%、燐酸0.8%およ
び硝酸0.5%の水溶液からなる温度25℃のエッチン
グ液中に浸漬し、正弦波交流電流で電流密度0.3A/
平方cm、電気量120C/平方cmのエッチングを行
なった。 (B)脱塩素処理;5%硝酸水溶液(液温40℃)中に
1分間浸漬した。 (C)温水処理;温水中に浸漬して水酸化アルミニウム
を0.5mg/平方dm形成した。 (D)熱処理;乾燥させた後、450℃の窒素ガス中で
2時間熱処理した。 《実施例2》 (A)エッチング工程;実施例1に同じ。 (B)脱塩素処理;実施例1に同じ。 (C)温水処理;温水中に浸漬して水酸化アルミニウム
を1.0mg/平方dm形成した。 (D)熱処理;乾燥させた後、400℃の窒素ガス中で
2時間熱処理した。 《実施例3》 (A)エッチング工程;実施例1に同じ。 (B)脱塩素処理;実施例1に同じ。 (C)温水処理;温水中に浸漬して水酸化アルミニウム
を3.0mg/平方dm形成した。 (D)熱処理;乾燥させた後、400℃の大気中で5時
間熱処理した。 《実施例4》 (A)エッチング工程;実施例1に同じ。 (B)脱塩素処理;実施例1に同じ。 (C)温水処理;温水中に浸漬して水酸化アルミニウム
を5.0mg/平方dm形成した。 (D)熱処理;乾燥させた後、400℃の窒素ガスと水
素ガスの混合ガス中で10時間熱処理した。 《実施例5》 (A)エッチング工程;実施例1に同じ。 (B)脱塩素処理;実施例1に同じ。 (C)温水処理;温水中に浸漬して水酸化アルミニウム
を10mg/平方dm形成した。 (D)熱処理;乾燥させた後、400℃の窒素ガスと酸
素ガスの混合ガス中で20時間熱処理した。 《実施例6》 (A)エッチング工程;実施例1に同じ。 (B)脱塩素処理;実施例1に同じ。 (C)温水処理;温水中に浸漬して水酸化アルミニウム
を30mg/平方dm形成した。 (D)熱処理;乾燥させた後、350℃のアルゴンガス
中で0.5時間熱処理した。 《実施例7》 (A)エッチング工程;実施例1に同じ。 (B)脱塩素処理;実施例1に同じ。 (C)温水処理;温水中に浸漬して水酸化アルミニウム
を30mg/平方dm形成した。 (D)熱処理;乾燥させた後、350℃のアルゴンガス
中で0.03時間熱処理した。 《実施例8》 (A)エッチング工程;実施例1に同じ。 (B)脱塩素処理;実施例1に同じ。 (C)温水処理;温水中に浸漬して水酸化アルミニウム
を30mg/平方dm形成した。 (D)熱処理;乾燥させた後、350℃のアルゴンガス
中で20時間熱処理した。 《実施例9》 (A)エッチング工程;実施例1に同じ。 (B)脱塩素処理;実施例1に同じ。 (C)温水処理;温水中に浸漬して水酸化アルミニウム
を50mg/平方dm形成した。 (D)熱処理;乾燥させた後、250℃の大気中で20
時間熱処理した。 《実施例10》 (A)エッチング工程;実施例1に同じ。 (B)脱塩素処理;実施例1に同じ。 (C)温水処理;温水中に浸漬して水酸化アルミニウム
を100mg/平方dm形成した。 (D)熱処理;乾燥させた後、250℃の大気中で2時
間熱処理した。 〈比較例1〉 (A)エッチング工程;実施例1に同じ。 (B)脱塩素処理;実施例1に同じ。 (C)温水処理;温水中に浸漬して水酸化アルミニウム
を300mg/平方dm形成した。 (D)熱処理;乾燥させた後、400℃の窒素ガス中で
20時間熱処理した。 〈比較例2〉 (A)エッチング工程;実施例1に同じ。 (B)脱塩素処理;実施例1に同じ。 (C)温水処理;温水中に浸漬して水酸化アルミニウム
を0.3mg/平方dm形成した。 (D)熱処理;乾燥させた後、500℃の窒素ガス中で
2時間熱処理した。 〈比較例3〉 (A)エッチング工程;実施例1に同じ。 (B)脱塩素処理;実施例1に同じ。 (C)温水処理;温水中に浸漬して水酸化アルミニウム
を50mg/平方dm形成した。 (D)熱処理;なし。 〈比較例4〉 (A)エッチング工程;実施例1に同じ。 (B)脱塩素処理;実施例1に同じ。 (C)温水処理;なし。 (D)熱処理;なし。 〈比較例5〉 (A)エッチング工程;実施例1に同じ。 (B)脱塩素処理;実施例1に同じ。 (C)温水処理;なし。 (D)熱処理;500℃の窒素ガス中で4時間熱処理し
た。 〈比較例6〉 (A)エッチング工程;実施例1に同じ。 (B)脱塩素処理;実施例1に同じ。 (C)燐酸処理;0.3%燐酸水溶液(液温40℃)に
1分間浸漬した。 (D)熱処理;600℃の大気中で1分間熱処理した。 (E)溶解処理;1%の水酸化ナトリウム水溶液(液温
25℃)に2分間浸漬した。
【0019】上記実施例1〜10および比較例1〜6で
得られた各エッチング箔を5%アジピン酸水溶液(液温
85℃)中で35Vの化成電圧を印加して化成を行な
い、それらの単位面積当りの静電容量(μF/平方c
m)と、化成に要した電気量(クーロン/平方cm)を
測定した結果を表1に示す。
【0020】次に、これらの各エッチング箔を陽極箔に
用い、セパレータを介して陰極箔とともに巻回した後、
電解液を含浸させ外装ケース内に封入して、定格25V
・1000μFのアルミニウム電解コンデンサを製作し
た。なお、電解液にはアジピン酸アンモニウム10%、
水10%、そしてエチレングリコール80%のものを用
いた。
【0021】このようにして製作した各コンデンサにつ
いて、85℃の高温貯蔵試験を1000時間行なった後
に漏れ電流(μA)を測定した。その結果を表1に併せ
て示す。
【0022】
【表1】
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来に比べて静電容量が約6〜23%高められる。ま
た、化成電力が低減できるとともに、漏れ電流が少な
く、しかもその特性の安定した電極箔が製造される。
【0024】したがって、アルミニウム電解コンデンサ
の小型化およびコストダウン、さらには長寿命化に寄与
するところ大である。
フロントページの続き (72)発明者 安達 和幸 神奈川県藤沢市辻堂新町2丁目2番1号 エルナ−株式会社内 (72)発明者 神保 晴男 神奈川県藤沢市辻堂新町2丁目2番1号 エルナ−株式会社内 (72)発明者 遠藤 栄治 東京都千代田区丸の内2丁目1番2号 旭硝子株式会社内 (56)参考文献 特開 昭53−16857(JP,A) 特開 平2−45908(JP,A) 特開 平4−279017(JP,A)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アルミニウム箔の表面を粗面化し、脱塩素
    処理を行なったエッチング箔に、温水中へ浸漬する水和
    処理により水和アルミナを0.5〜100mg/平方d
    m形成し、乾燥させた後、水和アルミナを熱分解させた
    上で、上記エッチング箔の表面に酸化皮膜を形成する化
    成処理を行なうことを特徴とするアルミニウム電解コン
    デンサ用電極箔の製造方法。
  2. 【請求項2】上記熱分解の温度は230〜550℃であ
    り、かつ、その処理時間は0.03〜20時間である請
    求項1に記載のアルミニウム電解コンデンサ用電極箔の
    製造方法。
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