JP4754404B2 - 電解コンデンサ用電極箔の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は電解コンデンサ用電極箔の製造方法に関するものであり、特に、中高圧の陽極用アルミニウム箔の製造方法に関するものである。

従来、電解コンデンサ用陽極箔は、エッチングにより表面積を拡大したアルミニウム箔を陽極酸化し、形成されるアルミニウム酸化皮膜を誘電体として用いる。
陽極酸化（化成）皮膜を形成する工程では、エッチングされたアルミニウム箔に水和処理を施した後、ホウ酸、リン酸、アジピン酸等の水溶液中で所定の電圧まで陽極酸化（化成）を行う。
この酸化皮膜にはボイド等の欠陥が多数存在しており、これを除去するために熱処理、リン酸（塩）水溶液浸漬等の減極処理、および再化成処理が数回行われる。

また、より高い静電容量を得るため、エッチングされたアルミニウム箔に水和処理を施した後、リン酸またはリン酸塩水溶液に浸漬し、続いて少なくともカルボン酸またはその塩を含有するホウ酸水溶液中に上記アルミニウム箔を浸漬して陽極酸化する方法もある（例えば、特許文献１参照）。
特開平５−７４６６３号公報

近年要望の強い電解コンデンサの小形化に応えるために、電解コンデンサ用電極箔の静電容量を増大させることが求められている。
このためには、上記特許文献１の方法はたいへん効果的であるが、カルボン酸またはその塩を含有するホウ酸化成液を使用するため、液管理および廃液処理が困難であるという問題がある。

本発明は、上記課題を解決するもので、液管理の容易な製造条件で、静電容量が高い電解コンデンサ用電極箔の製造方法を提供するものである。
すなわち、エッチングされたアルミニウム箔表面に陽極酸化皮膜を形成する電解コンデンサ用電極箔の製造方法において、水和皮膜形成工程と、グリシン溶液浸漬工程と、陽極酸化皮膜形成工程を設け、前記水和皮膜形成工程における水和処理条件として、液温８０℃以上、処理時間３分以上としたことを特徴とする電解コンデンサ用電極箔の製造方法である。

また、上記グリシン溶液の濃度が０．１〜２０．０ｇ／Ｌ、浸漬時間が１分以上であることを特徴とする電解コンデンサ用電極箔の製造方法である。

本発明では、所定電圧まで陽極酸化を行う前に、エッチング箔に水和処理を施した後、グリシン水溶液に浸漬する工程を設けたことにより、水和処理、グリシン水溶液への浸漬処理を行わない場合と比べ、高い静電容量を得ることができる。

エッチングしたアルミニウム箔を水和処理した後、陽極酸化を行うと、陽極酸化皮膜中に溶質が取り込まれる。例えば、ホウ酸水溶液中で陽極酸化した場合には、その皮膜中にホウ酸が取り込まれる。しかしながら、陽極酸化皮膜中にホウ酸が存在することにより、陽極酸化皮膜の結晶性は抑制される。
これに対し、本発明は、エッチングされたアルミニウム箔を所定電圧まで陽極酸化する前に、水和処理工程、グリシン水溶液への浸漬工程を設けているため、水和皮膜とグリシンとの間に結合が形成される。
そのため、陽極酸化工程において溶質が皮膜中へ取り込まれにくくなり、陽極酸化皮膜の結晶性が高まる。その結果、静電容量が高い電解コンデンサ用電極箔を製造することができる。

以下、本発明の実施例について説明する。
［実施例２〜６、８〜２５］
エッチングされたアルミニウム箔を表１に示す条件で、高温の純水に浸漬し水和皮膜を形成した後、グリシン水溶液に浸漬した。
このアルミニウム箔を比抵抗９００Ω・ｃｍ、ｐＨ４．２に調整したホウ酸アンモニウム水溶液中にて、液温８５±２℃で、５００Ｖまで電圧を上昇させ、同電圧を３０分保持して化成を行った。
そして、５５０℃、５分の熱処理、および３．０ｗｔ％リン酸水溶液への６５℃５分の浸漬による減極処理、および上記ホウ酸アンモニウム水溶液中での修復化成を数回行い、電極箔試料を作製し、静電容量を測定した（比抵抗３０Ω・ｃｍの五ホウ酸アンモニウム水溶液中、液温３０℃で測定）。その結果を表１に示す。

（比較例１〜３）
また、比較例として、上記の水和処理、グリシン水溶液への浸漬処理のいずれかまたは両者を行わなかったものについても、上記実施例と同様に化成、減極処理、修復化成を行い、電極箔試料を作製し、静電容量を測定した（測定方法は上記と同様）。その結果を表１に示す。

表１から明らかなように、実施例２〜６、８〜２５では、比較例１〜３に比べて高い静電容量が得られている。
ただし、参考例１のように水和処理時間２分の場合、また、参考例７のように水和処理温度７０℃の場合、形成された水和皮膜へのグリシン付着が十分に行われないため、グリシンによる化成皮膜への溶質の取り込み抑制効果が小さく、陽極酸化皮膜の結晶性が低下し、静電容量の向上効果が小さくなる。従って、水和処理条件は液温８０℃以上、時間３分以上が適している。
ただし、水和処理時間を３０分としても、静電容量の向上効果は変らないため（実施例６）、生産工数を考慮すると、２０分以下とするのが好ましい。
また、グリシン水溶液の濃度は０．１〜２０．０ｇ／Ｌとするのが適当である（実施例２０〜２４）。０．０５ｇ／Ｌでは水和皮膜へのグリシン付着が十分に行われないため、静電容量の向上効果が小さく（実施例１９）、５０．０ｇ／Ｌとしても、静電容量の向上効果は変らないため（実施例２５）、材料コスト面から好ましくない。
そして、グリシン水溶液の浸漬温度は２５〜９０℃の範囲が適当である（実施例４、１５〜１８）。
さらに、グリシン水溶液への浸漬時間は１〜２０分とするのが適当である（実施例１１〜１３）。３０秒では水和皮膜への結合が不充分であるためか、静電容量の向上効果が小さく（実施例１０）、３０分としても、静電容量の向上効果は変らないため（実施例１４）、生産工数面から好ましくない。
なお、本発明は、実施例に限定されることなく、公知の陽極酸化溶液や陽極酸化方法に適用することができる。

Claims (2)

1. エッチングされたアルミニウム箔表面に陽極酸化皮膜を形成する電解コンデンサ用電極箔の製造方法において、
   水和皮膜形成工程と、グリシン溶液浸漬工程と、陽極酸化皮膜形成工程を設け、
   前記水和皮膜形成工程における水和処理条件として、液温８０℃以上、処理時間３分以上としたことを特徴とする電解コンデンサ用電極箔の製造方法。
2. 上記グリシン溶液の濃度が０．１〜２０．０ｇ／Ｌ、浸漬時間が１分以上であることを特徴とする請求項１に記載の電解コンデンサ用電極箔の製造方法。