JP4291603B2 - 中高圧アルミニウム電解コンデンサ用陽極箔の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、中高圧アルミニウム電解コンデンサ用陽極箔の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、アルミニウム電解コンデンサ用陽極箔は、拡面処理を施した高純度アルミニウム箔を高温純水に浸漬した後、主にホウ酸系電解液で陽極酸化による化成処理を行なって、結晶性の酸化アルミニウムを表面に生成し、これを誘電体皮膜として利用している。上記陽極酸化による化成処理においては、皮膜の生成と同時に極微量のアルミニウムイオンが溶出する。アルミニウムイオンはホウ酸系電解液に対する溶解度が非常に低いため、水酸化アルミニウムとして析出し、処理量が多くなると電解液は白濁し、その白濁がひどくなると電解液の更新を行なっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の白濁物質を放置すると、槽内でスケールに変化し、箔に対し、傷の原因をもたらし、また、電解液の更新は、陽極酸化処理を中断することとなり、生産性を低下させる。
【０００４】
また、拡面処理を施した高純度アルミニウム箔には、箔圧延の際に混入した熱酸化物、拡面処理の際に発生した酸化皮膜、および拡面処理後陽極酸化処理を行なうまでに発生した自然酸化皮膜等が存在し、この箔を高温純水に浸漬して水和皮膜を生成しても、上記酸化物が水和反応を妨害し、局部的に、水和皮膜量の少ない部分が生じ、この部分は陽極酸化処理を行なっても結晶性の低い皮膜となって生じる。
【０００５】
一般的に結晶性の低い陽極酸化皮膜は、電解液に対する溶解性が高いため、同じ処理を行っても、陽極酸化処理時のアルミニウム溶出量は多くなり、アルミニウム水酸化物の発生量を増加させていた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は、アルミニウム水酸化物の発生量を抑制し、液寿命の延長をはかることを目的としたものであり、その目的を達成するために、拡面処理を施した高純度アルミニウム箔を、高温純水に浸漬して水和処理し、次いで、化成処理して成る中高圧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、前記水和処理の前に、直鎖ポリカルボン酸に浸漬する工程を加え、前記箔表面に発生した酸化皮膜を溶解せしめることを特徴とするものである。
【０００７】
また、直鎖ポリカルボン酸が、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、クエン酸乃至酒石酸から成る。
【０００８】
【作用】
しかして、上記によれば、高温純水に浸漬して水和皮膜を生成する水和処理工程の前に、直鎖ポリカルボン酸に浸漬する工程を加えて成るので、該工程によって箔表面の酸化皮膜は溶解され、従って、引き続いて行われる水和処理工程において、均一かつ緻密な水和酸化物を生成することができ、陽極酸化による化成処理では、結晶性の高い酸化アルミニウムが生成される。そのため陽極酸化処理時のアルミニウム水酸化物の発生量を抑制でき、液寿命を延長させることができる。
【０００９】
特に、本発明において、直鎖ポリカルボン酸を選択したのは、比較的アルミニウムに対する溶解性が低く、溶解量をコントロールし易いこと、直鎖ポリカルボン酸が表面に残存しても、陽極酸化処理工程で電気化学的反応を妨害しないことによる。
【００１０】
なお、上記において、浸漬処理時の溶解量が少ないと、その効果が現れず、また、溶解量が多すぎると、拡面処理を施した箔の表面積を低下させ、静電容量を低下させてしまうので、好ましくは、見掛け表面積当りの溶解量を０．０５〜４ｇ／ｍ^２の範囲に規定される。
なお、この溶解量は、浸漬処理時に箔から水溶液中に溶け出したアルミニウムイオン量を示す。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を、実施例と比較例との関係において詳述する。
（実施例１）
拡面処理を施した９９．９９％以上の高純度アルミニウム箔を、８５℃、１％のシュウ酸水溶液中に２分間浸漬処理（以下前処理工程という）を施した後、引き続いて、９５℃の純水中に１０分間浸漬（水和処理工程）し、８５℃の８ｗｔ％ホウ酸水溶液中で２０ｍＡ／ｃｍ^２の化成電圧４００Ｖの陽極酸化（化成処理）した後、２０分間定電圧保持を行なった。この処理を５回繰り返した後、電解液中のアルミニウム量を測定し、単位面積当りのアルミニウム溶解量に換算した。また、化成処理した箔の静電容量を測定した。
【００１２】
（実施例２）
拡面処理を施した９９．９９％以上の高純度アルミニウム箔を６０℃、５％のコハク酸水溶液中に２分間浸漬処理（前処理工程）を施した後、引き続いて、９５℃の純水中に１０分間浸漬（水和処理工程）し、８５℃の８ｗｔ％ホウ酸水溶液中で２０ｍＡ／ｃｍ^２の化成電圧４００Ｖの陽極酸化（化成処理）した後、２０分間定電圧保持を行なった。この処理を５回繰り返した後、電解液中のアルミニウム量を測定し、単位面積当りのアルミニウム溶解量に換算した。また、化成処理した箔の静電容量を測定した。
【００１３】
（比較例１）
比較例１は、実施例１において、前処理工程を行なわなかった場合を例示している。
すなわち、拡面処理を施した９９．９９％以上の高純度アルミニウム箔を、９５℃の純水中に１０分間浸漬し、８５℃の８ｗｔ％ホウ酸水溶液中で２０ｍＡ／ｃｍ^２の化成電圧４００Ｖの陽極酸化した後、２０分間定電圧保持を行なった。この処理を５回繰り返した後、電解液中のアルミニウム量を測定し、単位面積当りのアルミニウム溶解量に換算した。また、化成処理した箔の静電容量を測定した。
【００１４】
（比較例２）
比較例２は、実施例１において、前処理工程時の溶解量の低かった場合を例示している。
すなわち、拡面処理を施した９９．９９％以上の高純度アルミニウム箔を２５℃、０．０１％のシュウ酸水溶液中に０．５分間浸漬処理を施した後、９５℃の純水中に１０分間浸漬し、８５℃の８ｗｔ％ホウ酸水溶液中で、２０ｍＡ／ｃｍ^２の化成電圧４００Ｖの陽極酸化した後、２０分間定電圧保持を行なった。この処理を５回繰り返した後、電解液中のアルミニウム量を測定し、単位面積当りのアルミニウム溶解量に換算した。また、化成処理した箔の静電容量を測定した。
【００１５】
（比較例３）
比較例３は、実施例１において、前処理工程時の溶解量の多かった場合を例示している。
すなわち、拡面処理を施した９９．９９％以上の高純度アルミニウム箔を、８５℃、１％のシュウ酸水溶液中に１０分間浸漬処理を施した後、９５℃の純水中に１０分間浸漬し、８５℃の８ｗｔ％ホウ酸水溶液中で２０ｍＡ／ｃｍ^２の化成電圧４００Ｖの陽極酸化した後２０分間定電圧保持を行なった。この処理を５回繰り返した後、電解液中のアルミニウム量を測定し、単位面積当りのアルミニウム溶解量に換算した。また、化成処理した箔の静電容量を測定した。
【００１６】
上記の結果を表１で示す。

【００１７】
以上の結果から明らかなように、実施例１、２のアルミニウム水酸化物の発生量は、前処理工程を行なわなかった比較例１の場合と比して１／２まで低下している。また前処理工程を行なっても、その際の溶解量が少ないと効果は現れず（比較例２）、また、その前処理工程を行なった際の溶解量が多すぎると、アルミニウム水酸化物の発生量は低下するが、箔の静電容量も低下（比較例３）する。
従って、好ましい見掛け表面積当りの溶解量は、０．０５〜４ｇ／ｍ^２であった。
【００１８】
【発明の効果】
以上のように、拡面処理を施した高純度アルミニウム箔を、高温純水に浸漬して水和皮膜を生成する水和処理前に、溶解性を有する直鎖ポリカルボン酸に浸漬することによって、陽極酸化処理時のアルミニウム水酸化物量を半減することができ、液寿命も約２倍まで延長することができるという利点を有する。

Claims (4)

1. 拡面処理を施した高純度アルミニウム箔を、高温純水に浸漬して水和処理し、次いで、化成処理して成る中高圧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、前記水和処理の前に、直鎖ポリカルボン酸に浸漬する工程を加え、前記箔表面に発生した酸化皮膜を溶解せしめることを特徴とした中高圧アルミニウム電解コンデンサ用陽極箔の製造方法。
2. 前記直鎖ポリカルボン酸が、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、クエン酸乃至酒石酸から成る請求項１記載の中高圧アルミニウム電解コンデンサ用陽極箔の製造方法。
3. 前記直鎖ポリカルボン酸の浸漬は、８５℃、１％のシュウ酸水溶液中に２分間浸漬処理を施すことを特徴とする請求項１記載の中高圧アルミニウム電解コンデンサ用陽極箔の製造方法。
4. 前記直鎖ポリカルボン酸の浸漬は、６０℃、５％のコハク酸水溶液中に２分間浸漬処理を施すことを特徴とする請求項１記載の中高圧アルミニウム電解コンデンサ用陽極箔の製造方法。