JP4338444B2 - 電解コンデンサ用エッチング箔の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電解コンデンサ用電極箔の製造に関し、詳しくは、化成処理後の電解コンデンサ用電極箔の静電容量を高めることができるエッチング後処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電解コンデンサの小形化に伴い、電解コンデンサ用電極箔も単位面積あたりの静電容量を高める必要性が生じているが、１６０ＷＶ以上の電解コンデンサ用のアルミニウム電極箔を製造する場合、エッチングした後、熱水による水和処理を行ったエッチング箔に対して化成処理を行うと、静電容量が高くなることが知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
【非特許文献１】
永田伊佐也著 「電解液陰極アルミニウム電解コンデンサ」，第２版第１刷，日本蓄電器工業株式会社，ｐ．２６６−２７２、ｐ．２９４−３０４
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、熱水による水和処理は、使用電圧１６０ＷＶを超えるアルミニウム電解コンデンサに対して、静電容量の増大、化成電力量の減少等の面で有効であったが、それより低い使用電圧に対して十分に利用できなかった。
その理由は、熱水とアルミニウムとの反応は極めて激しく、薄い皮膜を与える制御が困難であること、また、表面に生ずる多孔質部分が、低圧用エッチング面に存在する小さな穴を埋めて静電容量を小さくすることによる。
上記のような問題があったため、使用電圧１６０ＷＶ以下のアルミニウム電解コンデンサに対して、熱水とアルミニウムとの反応を制御し、静電容量を増大させることができる電解コンデンサ用電極箔の製造方法が要求されていた。
【０００５】
【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もので、電気化学エッチング工程と、脱塩素処理工程と、後処理工程と、熱処理工程とを有し、上記後処理工程が、水和処理する第１工程と、金属塩水溶液に浸漬する第２工程とからなり、上記第２工程で使用する金属塩が硝酸イットリウムまたは硝酸ジルコニウムで、かつ前記金属塩水溶液の濃度が０．５〜１０．０ｗｔ％であり、上記熱処理工程の温度が２００〜５００℃であることを特徴とする電解コンデンサ用エッチング箔の製造方法である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
エッチングされたアルミニウム箔を水和処理した後、硝酸イットリウム、硝酸ジルコニウムの金属塩水溶液に浸漬することにより、水和皮膜が均一になる。次いで熱処理を行うことにより、均一になった状態で水和皮膜が固定されることになり、熱処理後の化成時における陽極酸化皮膜の結晶化が進み、１６０ＷＶ以下の低圧用アルミニウム電極箔のエッチング面に存在する小さな穴を埋めることがなくなり、静電容量の低下を抑えることができる。
【００１０】
【実施例】
まずアルミニウム箔に酸性溶液中で電気化学エッチングを施す。次に脱塩素処理を施す。この脱塩素処理は、エッチング表面の塩素イオンを除去する目的で行われるもので、硫酸、リン酸または硝酸の水溶液が使われる。
【００１１】
第１工程：上記の脱塩素処理後、水和処理を施す。水和処理は６０℃の温純水に１分間浸漬して行った。
【００１２】
第２工程：上記の水和処理後、３５℃以下の硝酸イットリウム、または硝酸ジルコニウム０．５〜１０．０ｗｔ％水溶液に浸漬する。この濃度が０．５ｗｔ％未満の場合、浸漬による効果が現れない。また、１０．０ｗｔ％を超えるとエッチング箔表面が溶解するためピット破壊が起こり、静電容量が低下する。そして、温度が３５℃を超える場合、エッチング箔表面が溶解するため、ピット破壊が起こり静電容量が低下するので不適当である。
【００１３】
熱処理工程：上記の浸積処理後、熱処理を行う。熱処理の温度は、２００〜５００℃で１〜５分が好ましい。２００℃を下回ると、水和皮膜の均一性が維持できず、水和皮膜が溶解し、静電容量が低下するので不適当である。また、５００℃を超えると、耐電圧が低いγ型の結晶を含む酸化皮膜が成長するので好ましくない。
【００１４】
熱処理の後に行われる化成は、８５℃のアジピン酸アンモニウム８ｗｔ％の水溶液中で、化成電圧２０Ｖを印加して定電流化成を行った後、静電容量値を測定した。
【００１５】
表１に具体的な実施例を示す。
第２工程の浸漬条件は、金属塩を硝酸イットリウム、または硝酸ジルコニウムとし、該金属塩水溶液の濃度を０．５〜１０．０ｗｔ％の範囲とし、静電容量値を測定して比較した。また、上記範囲を外れるものとして、０．３ｗｔ％、１５．０ｗｔ％のもの、比較例として熱処理を行わないもの、従来例として第２工程の処理および熱処理を行わないものについて静電容量値を測定した。その結果を表１に示す。
【００１６】
【表１】

【００１７】
表１から分かるように、実施例では第１工程で、硝酸イットリウムまたは硝酸ジルコニウムの水溶液濃度が０．５〜１０．０ｗｔ％の範囲で比較例、従来例に比べ静電容量を高めることができる。０．５ｗｔ％未満の場合、水溶液浸漬の効果が現れない。また、１０．０ｗｔ％を超えるとエッチング箔表面が溶解するためピット破壊が起こり、静電容量が低下する。
そして、熱処理温度は、２００〜５００℃の範囲が適当である。熱処理を行わない比較例や、２００℃を下回る場合（比較例Ａ−６、Ｂ−６）は、大気中の水分で水和皮膜が成長し、静電容量が低下するので不適当である。また、５００℃を超える場合（比較例Ａ−９、Ｂ−９）は、水和皮膜に欠陥が生じ、静電容量が低下するので好ましくない。
【００１８】
なお、水和処理は、４０〜７０℃の純水、イオン交換水、ｐＨ８〜１１の水溶液に３０秒〜８分間浸漬することが好ましい。ｐＨ８〜１１の水溶液としては、水酸化ナトリウム水溶液、アルミン酸ナトリウム水溶液等を挙げることができる。
また、電気化学エッチングは特に限定されるものではなく、公知の方法を使用することができ、適宜エッチング前処理を行ってもよい。
【００１９】
【発明の効果】
以上のように、本発明による電解コンデンサ用エッチング箔の製造方法は、エッチングされたアルミニウム箔を水和処理した後、濃度が０．５〜１０．０ｗｔ％の硝酸イットリウム、硝酸ジルコニウムの水溶液に浸漬することにより、水和皮膜を均一にし、次に、２００〜５００℃の温度で熱処理することにより、均一になった状態で水和皮膜が固定されることになり、化成工程における陽極酸化皮膜の結晶化が進み、１６０ＷＶ以下の低圧用アルミニウム電極箔のエッチング面に存在する小さな穴を埋めることがなくなり、静電容量の低下を抑えることができる。

Claims (1)

1. 電気化学エッチング工程と、脱塩素処理工程と、後処理工程と、熱処理工程とを有し、
   上記後処理工程が、水和処理する第１工程と、金属塩水溶液に浸漬する第２工程とからなり、上記第２工程で使用する金属塩が硝酸イットリウムまたは硝酸ジルコニウムで、かつ前記金属塩水溶液の濃度が０．５〜１０．０ｗｔ％であり、上記熱処理工程の温度が２００〜５００℃であることを特徴とする電解コンデンサ用エッチング箔の製造方法。