JP4203311B2 - アルミニウム電解コンデンサ用陽極箔の製造装置および製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルミニウム電解コンデンサ用陽極箔の製造装置および製造方法に関するものであり、特に化成処理を行う製造装置および製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
アルミニウム電解コンデンサの陽極箔は、エッチングにより粗面化されたアルミニウム箔の表面に、誘電体となる陽極酸化皮膜を形成する化成処理が行われている。化成処理を行う製造装置は、ロール状のアルミニウム箔を引き出しつつ、アルミニウム箔と化成槽内に設けられた陰極板との間に直流を印加して化成処理を行い、次に陽極箔の漏れ電流を低減するため化成皮膜内に生成した欠陥部を露出させる減極処理を行った後、欠陥部を修復する化成を行い乾燥して巻き取っていた（例えば、非特許文献１参照）。しかし、アルミニウム箔の固有抵抗が影響し、印加電圧だけでの電源制御では化成皮膜の耐電圧を一定に保つことができず、陽極箔の長さ方向、幅方向の耐電圧にばらつきが発生するため、各化成槽の出口側に電圧検出器を設けて各化成槽毎の直流電源をフィードバック制御する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【非特許文献１】
永田伊佐也，「電解液陰極アルミニウム電解コンデンサ」，日本蓄電器工業株式会社，平成９年２月２４日，ｐ．３２８−３２９
【特許文献１】
特開２００２−８９４９号公報（第２−３頁、図１−２）
【０００４】
【課題を解決するための手段】
図２は特開２００２−８９４９号公報で開示された技術を用いた陽極箔の製造装置である。エッチングされたアルミニウム箔１は、厚さ７０〜１２０μｍ、幅が５００ｍｍのものが一般的に用いられている。アルミニウム箔１は第１直流電源の陽極側に接続された給電ローラー２に接触し、駆動ローラー３を介して化成槽４に送られる。化成槽４ではアルミニウム箔１と対向するように複数の陰極板５が配置されており、アルミニウム箔を陽極として陽極酸化され誘電体となる化成皮膜がアルミニウム箔表面に形成される。形成された化成皮膜の耐電圧は、直流電源１１の出力電圧によって決まるが、アルミニウム箔の実効表面積や化成液の液抵抗等により変化するため、化成槽４の出口ローラー６と陰極板５とを電圧検出器２１で接続して化成皮膜の耐電圧を検出し、検出値を直流電源にフィードバックして直流電源の出力電圧を制御することで、アルミニウム箔１に形成される化成皮膜の耐電圧を一定に保っている。以後各化成段毎、同様に直流電源の出力電圧を制御する。アルミニウム箔の表面に化成皮膜が成長するに伴い、化成皮膜中に欠陥部が生成する。この欠陥部は、陽極箔の漏れ電流の原因となるため、化成の途中で減極処理と呼ばれるリン酸等の酸性溶液を満たした減極処理槽７に浸漬して化成皮膜の一部を溶解して欠陥部を露出させた後、露出した欠陥部を化成槽８で修復化成を行う。
【０００５】
しかしながら、近年、装置の大型化による電源の大電流化に伴い、従来の方法では減極処理後の化成用電源の電流が大きく変動して電源電圧も大きく変動するという問題があり、特開２００２−８９４９に提案されている各化成槽の出口ローラーで電圧検出してフィードバック制御する方法でも、減極処理後の箔の耐電圧変動が大きいため電源電圧のハンチング現象（出力電圧がオーバーシュートとアンダーシュートを繰り返す現象）が発生し、化成箔の耐電圧が大きく変動するという問題があった。
【０００６】
この現象は、３０Ｖ以下の低圧用陽極箔の製造装置において、特に顕著であり、化成箔の耐電圧ばらつき発生だけでなく、生産速度を高められないという問題があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するため種々検討した結果見出したものであり、
ローラを用いてアルミニウム箔を連続走行させることにより、第１化成槽内で前記アルミニウム箔に第１化成用電源から電流を供給し、複数の陰極板の間を通過させることによりアルミニウム箔の表面に化成皮膜を形成する第１の化成工程と、減極処理槽内で化成皮膜内に生じた欠陥部を露出させる減極処理工程と、第２化成槽内で前記アルミニウム箔に第２化成用電源から電流を供給し、複数の陰極板の間を通過させることにより露出した欠陥部を修復する第２の化成工程とを実行して、アルミニウム電解コンデンサ用陽極箔を製造する製造装置において、
前記減極処理工程後で、かつ前記第２の化成工程前のアルミニウム箔と前記第１化成槽内の前記陰極板との間の電圧を検出する第１の電圧検出器を設けて該第１の電圧検出器で検出された電圧を前記第１化成用電源にフィードバックして前記第１化成用電源の出力電圧を制御する機構と、
前記第２化成工程後のアルミニウム箔と前記第２化成槽内の前記陰極板との間の電圧を検出する第２の電圧検出器を設けて該第２の電圧検出器で検出された電圧を前記第２化成用電源にフィードバックして前記第２化成用電源の出力電圧を制御する機構と
を備えたことを特徴とするアルミニウム電解コンデンサ用陽極箔の製造装置である。
また、ローラを用いてアルミニウム箔を連続走行させることにより、第１化成槽内で前記アルミニウム箔に第１化成用電源から電流を供給し、複数の陰極板の間を通過させることによりアルミニウム箔の表面に化成皮膜を形成する第１の化成工程と、減極処理槽内で化成皮膜内に生じた欠陥部を露出させる減極処理工程と、第２化成槽内で前記アルミニウム箔に第２化成用電源から電流を供給し、複数の陰極板の間を通過させることにより露出した欠陥部を修復する第２の化成工程とを実行して、アルミニウム電解コンデンサ用陽極箔を製造するアルミニウム電解コンデンサ用陽極箔の製造方法において、
前記減極処理工程後で、かつ前記第２の化成工程前のアルミニウム箔と前記第１化成槽内の前記陰極板との間の電圧を検出して、検出された電圧を前記第１化成用電源にフィードバックして前記第１化成用電源の出力電圧を制御し、
前記第２化成工程後のアルミニウム箔と前記第２化成槽内の前記陰極板との間の電圧を検出して、検出された電圧を前記第２化成用電源にフィードバックして前記第２化成用電源の出力電圧を制御することを特徴とするアルミニウム電解コンデンサ用陽極箔の製造方法である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明を図面に基づき具体的に説明する。図１は本発明による製造装置の概念図であり、従来と同様のものについては、同じ番号を付したのでその説明を省略する。従来の製造装置である図２と大きく異なる点は、本実施例は第１の直流電源を制御するための電圧検知器を化成槽４の出口ローラ６に接続するのではなく、減極処理槽の出口ローラ９と接続した点にある。アルミニウム箔の表面状態、エッチングによる実効表面積、化成条件の自然変動等により化成皮膜に生成する欠陥は一様でないため、減極処理による化成皮膜の耐電圧低下も変動する。特に近年の製造装置の大型化、生産速度の向上で顕著になってきた。そこで、本実施例では減極処理後の化成皮膜の耐電圧で直流電源の出力電圧をフィードバック制御することにより、欠陥部を修復する化成に必要な電流が安定し、直流電源のハンチング現象が抑制されるものと考えられる。
【０００９】
本実施例と従来の製造装置である図２について、特にハンチング現象が出やすい生産開始後の直流電源の出力電流値の変化を調査し、図３の結果を得た。図３より本実施例は５分後に出力電流が安定しているが、従来例は２５分後まで出力電流が安定していないことが分かる。
【００１０】
出力電流安定後、巻始め、巻の中間、巻終わりで陽極箔をサンプリングし、陽極箔の耐電圧と静電容量を測定し、表１の結果を得た。
【００１１】
【表１】
表１より本願発明は従来例と比較して、耐電圧・静電容量のばらつきが少なく品質が安定していることが分かる。
【００１３】
なお、本発明は実施例に限定されるものではなく、化成前処理や最終化成後にリン酸アンモニウム等に浸漬する化成皮膜安定化処理等を実施してもよく、化成工程の間に熱処理工程を設ける等の公知技術を導入してもよい。
【００１４】
また、本実施例では出口ローラーに電圧検出器を接続したが、第１化成の電圧検出器は減極処理後から修復化成前までのいずれかのローラーに接続すればよく、修復化成（最終化成）の電圧検出器は、修復化成後から陽極箔の巻き取りまでのいずれかのローラーに接続すればよい。
【００１５】
【発明の効果】
以上のとおり、アルミニウム電解コンデンサ用陽極箔の化成を連続で行う製造装置において、減極処理後の箔の耐電圧を測定して直流電源を制御するとともに、最終化成後の箔の耐電圧を測定して最終化成用電源を制御することで、運転開始時等の変動要因が多い場合であっても、短時間で安定した化成箔を生産でき、さらに箔の長さ方向の特性ばらつきを少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による実施例の製造装置概念図である。
【図２】従来の製造装置の概念図である。
【図３】実施例と従来例による生産開始直後の電源出力電流の経時変化である。
【符号の説明】
１ エッチング箔
２ 給電ローラー
３ 駆動ローラー
４ 第１化成槽
５ 陰極板
６ 化成槽出口ローラー
７ 減極処理槽
８ 第２化成槽（修復化成槽）
９ 減極処理槽出口ローラー
１０ 乾燥炉
１１ 第１化成用電源
１２ 第２化成用電源
２１ 第１化成用電圧検出器
２２ 第２化成用電圧検出器
Claims (2)
- ローラを用いてアルミニウム箔を連続走行させることにより、
第１化成槽内で前記アルミニウム箔に第１化成用電源から電流を供給し、複数の陰極板の間を通過させることによりアルミニウム箔の表面に化成皮膜を形成する第１の化成工程と、
減極処理槽内で化成皮膜内に生じた欠陥部を露出させる減極処理工程と、
第２化成槽内で前記アルミニウム箔に第２化成用電源から電流を供給し、複数の陰極板の間を通過させることにより露出した欠陥部を修復する第２の化成工程と
を実行して、アルミニウム電解コンデンサ用陽極箔を製造する製造装置において、
前記減極処理工程後で、かつ前記第２の化成工程前のアルミニウム箔と前記第１化成槽内の前記陰極板との間の電圧を検出する第１の電圧検出器を設けて該第１の電圧検出器で検出された電圧を前記第１化成用電源にフィードバックして前記第１化成用電源の出力電圧を制御する機構と、
前記第２化成工程後のアルミニウム箔と前記第２化成槽内の前記陰極板との間の電圧を検出する第２の電圧検出器を設けて該第２の電圧検出器で検出された電圧を前記第２化成用電源にフィードバックして前記第２化成用電源の出力電圧を制御する機構と
を備えたことを特徴とするアルミニウム電解コンデンサ用陽極箔の製造装置。 - ローラを用いてアルミニウム箔を連続走行させることにより、
第１化成槽内で前記アルミニウム箔に第１化成用電源から電流を供給し、複数の陰極板の間を通過させることによりアルミニウム箔の表面に化成皮膜を形成する第１の化成工程と、
減極処理槽内で化成皮膜内に生じた欠陥部を露出させる減極処理工程と、
第２化成槽内で前記アルミニウム箔に第２化成用電源から電流を供給し、複数の陰極板の間を通過させることにより露出した欠陥部を修復する第２の化成工程と
を実行して、アルミニウム電解コンデンサ用陽極箔を製造するアルミニウム電解コンデンサ用陽極箔の製造方法において、
前記減極処理工程後で、かつ前記第２の化成工程前のアルミニウム箔と前記第１化成槽内の前記陰極板との間の電圧を検出して、検出された電圧を前記第１化成用電源にフィードバックして前記第１化成用電源の出力電圧を制御し、
前記第２化成工程後のアルミニウム箔と前記第２化成槽内の前記陰極板との間の電圧を検出して、検出された電圧を前記第２化成用電源にフィードバックして前記第２化成用電源の出力電圧を制御することを特徴とするアルミニウム電解コンデンサ用陽極箔の製造方法。
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