JP7317852B2 - METHOD FOR MANUFACTURING ELECTRODE MATERIAL FOR ALUMINUM ELECTROLYTIC CAPACITOR - Google Patents
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Description
本発明は、アルミニウム電解コンデンサ用電極材の製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing an electrode material for an aluminum electrolytic capacitor.
従来、アルミニウム電解コンデンサは、その特性からエネルギー分野で広く用いられており、例えば、携帯電話等の小型電子機器、テレビ等の家庭電化製品、ハイブリッド車のインバーター電源や風力発電の蓄電等にアルミニウム電解コンデンサが使用されている。このように、アルミニウム電解コンデンサは様々な用途で用いられ、その用途に応じた電圧で大容量の特性を示すことが要求される。 Conventionally, aluminum electrolytic capacitors have been widely used in the energy field due to their properties. A capacitor is used. As described above, aluminum electrolytic capacitors are used in various applications, and are required to exhibit large-capacity characteristics at a voltage suitable for the application.
表面に微細なアルミニウム粉末を付着させたアルミニウム箔を用いたことを特徴とするアルミニウム電解コンデンサが提案されている(特許文献1参照)。また、箔厚が15μm以上35μm未満である平滑なアルミニウム箔の片面又は両面に、2μm~0.01μmの長さ範囲で自己相似となるアルミニウム及び/又は表面に酸化アルミニウム層を形成したアルミニウムからなる微粒子の凝集物が付着した電極箔を用いた電解コンデンサも知られている(特許文献2参照)。 An aluminum electrolytic capacitor using an aluminum foil having fine aluminum powder adhered to its surface has been proposed (see Patent Document 1). Also, on one or both sides of a smooth aluminum foil with a foil thickness of 15 μm or more and less than 35 μm, aluminum that is self-similar in the length range of 2 μm to 0.01 μm and / or aluminum with an aluminum oxide layer formed on the surface. An electrolytic capacitor using an electrode foil to which aggregates of fine particles are attached is also known (see Patent Document 2).
しかしながら、これらの文献で開示されているメッキ及び/又は蒸着によりアルミニウム粉末をアルミニウム箔に付着させる方法では、少なくとも、中高圧用のコンデンサ用途に用いるのには十分なものとは言えない。 However, the methods of attaching aluminum powder to an aluminum foil by plating and/or vapor deposition disclosed in these documents are at least insufficient for use in middle and high voltage capacitors.
また、アルミニウム電解コンデンサ用電極材として、アルミニウム及びアルミニウム合金の少なくとも1種の焼結体からなるアルミニウム電解コンデンサ用電極材が開示されている(特許文献3参照)。この焼結体は、アルミニウム又はアルミニウム合金の粉末粒子が互いに空隙を維持しながら積層された積層体を焼結してなる特異な構造を持つことから、従来のエッチド箔と同等又はそれ以上の静電容量を得ることができるとされている(特許文献3の[0012]段落)。この電極材は、積層させる粉末の量または厚みを増やすことで容量を増加させることができる。 Further, as an electrode material for aluminum electrolytic capacitors, an electrode material for aluminum electrolytic capacitors comprising a sintered body of at least one of aluminum and aluminum alloy is disclosed (see Patent Document 3). This sintered body has a unique structure obtained by sintering a laminate in which powder particles of aluminum or aluminum alloy are laminated while maintaining gaps between each other. It is said that a capacitance can be obtained (Patent Document 3, [0012] paragraph). The capacity of this electrode material can be increased by increasing the amount or thickness of the powder to be laminated.
しかしながら、近年、コンデンサに求められる性能がより厳しくなっている。上述の電極材は、厚みを厚くすることで電極材の静電容量が増加するが、体積あたりの静電容量では不十分となりつつあるという問題がある。 However, in recent years, the performance required of capacitors has become more stringent. The above-mentioned electrode material has a problem that the electrostatic capacity of the electrode material is increased by increasing the thickness, but the electrostatic capacity per volume is becoming insufficient.
また、アルミニウムの粉末を含むペースト組成物からなる皮膜を基材上に形成し、当該皮膜を焼結し、焼結された皮膜にエッチング処理を施すアルミニウム電解コンデンサ用電極材の製造方法が開示されている(特許文献4参照)。この製造方法によれば、用いるアルミニウム粉末の平均粒径にかかわらず、体積あたりの静電容量が大きく、薄膜化可能なアルミニウム電解コンデンサ用電極材を製造することができることが記載されている。 Also disclosed is a method for producing an electrode material for an aluminum electrolytic capacitor, in which a film made of a paste composition containing aluminum powder is formed on a substrate, the film is sintered, and the sintered film is etched. (see Patent Document 4). According to this production method, it is possible to produce an electrode material for an aluminum electrolytic capacitor that has a large capacitance per volume and can be made into a thin film, regardless of the average particle size of the aluminum powder used.
しかしながら、上述の方法は、静電容量の増加については検討の余地がある。焼結された皮膜にエッチング処理を施す際に、皮膜を構成する粉末と粉末の間のネッキング部がエッチング処理により溶解され、表面積は増大するものの、強度が低下し皮膜が崩れやすくなるため、皮膜の厚みを厚く出来ないという問題がある。そのため、より高い容量の電極材を製造することができる製造方法の開発が望まれている。 However, the method described above leaves room for consideration with regard to the increase in capacitance. When the sintered film is etched, the necking part between the powders that make up the film is dissolved by the etching treatment. There is a problem that the thickness of the film cannot be increased. Therefore, development of a manufacturing method capable of manufacturing an electrode material with a higher capacity is desired.
本発明は、静電容量の大きいアルミニウム電解コンデンサ用電極材を容易に製造することができる製造方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a manufacturing method capable of easily manufacturing an electrode material for an aluminum electrolytic capacitor having a large capacitance.
本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意研究を進めた結果、アルミニウム等の粉末にエッチング処理を施し、当該粉末を含むペースト組成物からなる皮膜を基材上に形成し、当該皮膜を焼結する製造方法によれば上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive research to achieve the above object, the present inventors have found that a powder such as aluminum is subjected to an etching treatment, a film made of a paste composition containing the powder is formed on a substrate, and the film is baked. The inventors have found that the above-mentioned object can be achieved by the manufacturing method, and have completed the present invention.
即ち、本発明は、下記のアルミニウム電解コンデンサ用電極材の製造方法に関する。
1.アルミニウム電解コンデンサ用電極材の製造方法であって、
(1)アルミニウム及びアルミニウム合金の少なくとも1種の粉末にエッチング処理を施す第1工程、
(2)前記粉末、バインダ樹脂及び溶剤を含むペースト組成物からなる皮膜を基材の少なくとも一方の面に形成する第2工程、及び
(3)前記皮膜を焼結する第3工程
を含むことを特徴とする、アルミニウム電解コンデンサ用電極材の製造方法。
2.前記エッチング処理は、酸性溶液又はアルカリ性溶液による化学エッチングである、項1に記載の製造方法。
3.前記エッチング処理は、酸性溶液による化学エッチングである、項1に記載の製造方法。
4.前記粉末の平均粒径D50が1~15μmである、項1~3のいずれかに記載の製造方法。
5.前記焼結の温度は、560℃以上660℃以下である、項1~4のいずれかに記載の製造方法。
6.前記焼結後の前記皮膜の厚みが30~2000μmである、項1~5のいずれかに記載の製造方法。
7.前記焼結後の前記皮膜の細孔径は、1.3μm以下である、項1~6のいずれかに記載の製造方法。That is, the present invention relates to the following method for producing an electrode material for an aluminum electrolytic capacitor.
1. A method for producing an electrode material for an aluminum electrolytic capacitor, comprising:
(1) a first step of subjecting powder of at least one of aluminum and aluminum alloy to an etching treatment;
(2) a second step of forming a film made of a paste composition containing the powder, a binder resin and a solvent on at least one surface of a substrate; and (3) a third step of sintering the film. A method for producing an electrode material for an aluminum electrolytic capacitor, characterized by:
2.
3.
4. Item 4. The production method according to any one of
5. Item 5. The manufacturing method according to any one of
6. Item 6. The manufacturing method according to any one of
7. Item 7. The manufacturing method according to any one of
本発明によれば、アルミニウム及びアルミニウム合金の少なくとも1種の粉末にエッチング処理を施し、当該粉末、バインダ樹脂及び溶剤を含むペースト組成物からなる皮膜を基材の少なくとも一方の面に形成し、当該皮膜を焼結することにより、体積あたりの静電容量が大きいアルミニウム電解コンデンサ用電極材を得ることができる。このため、当該電極材を用いて製造されるコンデンサを小型化することが可能となる。 According to the present invention, at least one powder of aluminum and an aluminum alloy is subjected to an etching treatment, and a film made of a paste composition containing the powder, a binder resin and a solvent is formed on at least one surface of a substrate, and the By sintering the film, it is possible to obtain an electrode material for an aluminum electrolytic capacitor having a large capacitance per volume. Therefore, it is possible to miniaturize a capacitor manufactured using the electrode material.
また、焼結した皮膜を厚く形成できるので、電極としての静電容量が大きいアルミニウム電解コンデンサ用電極材を得る事ができ、当該電極材を用いて製造されるコンデンサを大容量化することが可能となる。 In addition, since the sintered film can be formed thickly, it is possible to obtain an electrode material for an aluminum electrolytic capacitor with a large electrostatic capacity as an electrode, and it is possible to increase the capacity of a capacitor manufactured using this electrode material. becomes.
本発明のアルミニウム電解コンデンサ用電極材の製造方法は、(1)アルミニウム及びアルミニウム合金の少なくとも1種の粉末にエッチング処理を施す第1工程、(2)前記粉末、バインダ樹脂及び溶剤を含むペースト組成物からなる皮膜を基材の少なくとも一方の面に形成する第2工程、及び(3)前記皮膜を焼結する第3工程を含む。以下、工程ごとに説明する。 The method for producing an electrode material for an aluminum electrolytic capacitor of the present invention comprises: (1) a first step of etching a powder of at least one of aluminum and an aluminum alloy; and (2) a paste composition containing the powder, a binder resin and a solvent. and (3) a third step of sintering the coating. Each step will be described below.
(第1工程)
第1工程は、アルミニウム及びアルミニウム合金の少なくとも1種の粉末にエッチング処理を施す工程である。(First step)
The first step is a step of etching powder of at least one of aluminum and aluminum alloy.
原料のアルミニウム粉末としては、例えば、アルミニウム純度99.8重量%以上のアルミニウム粉末が好ましく、より好ましくは99.9重量%以上である。また、原料のアルミニウム合金粉末としては、例えば、珪素(Si)、鉄(Fe)、銅(Cu)、マンガン(Mn)、マグネシウム(Mg)、クロム(Cr)、亜鉛(Zn)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、ガリウム(Ga)、ニッケル(Ni)、ホウ素(B)及びジルコニウム(Zr)等の元素の1種又は2種以上を含む合金が好ましい。アルミニウム合金中のこれらの元素の含有量は、それぞれ100重量ppm以下、特に50重量ppm以下とすることが好ましい。 As the raw material aluminum powder, for example, an aluminum powder having an aluminum purity of 99.8% by weight or more is preferable, and an aluminum purity of 99.9% by weight or more is more preferable. Examples of raw material aluminum alloy powder include silicon (Si), iron (Fe), copper (Cu), manganese (Mn), magnesium (Mg), chromium (Cr), zinc (Zn), titanium (Ti ), vanadium (V), gallium (Ga), nickel (Ni), boron (B) and zirconium (Zr). The content of these elements in the aluminum alloy is preferably 100 ppm by weight or less, particularly 50 ppm by weight or less.
前記粉末としては、焼結前の平均粒径D50が1~15μmのものを用いることが好ましく、より好ましくは1.8~15μmである。特に前記粉末の平均粒径D50が3~9μmの場合には、中高容量のアルミニウム電解コンデンサの電極材として好適に利用することができる。The powder used preferably has an average particle size D50 of 1 to 15 μm before sintering, more preferably 1.8 to 15 μm. In particular, when the average particle diameter D50 of the powder is 3 to 9 μm, it can be suitably used as an electrode material for aluminum electrolytic capacitors with medium to high capacity.
なお、本明細書における平均粒径D50は、レーザー回折法により粒径とその粒径に該当する粒子の数を求めて得られる粒度分布曲線において全粒子数の50%目に該当する粒子の粒子径である。また、焼結後の前記粉末の平均粒径D50は、前記焼結体の断面を、走査型電子顕微鏡によって観察することによって測定する。例えば、焼結後の前記粉末は、一部が溶融又は粉末同士が繋がった状態となっているが、略円形状を有する部分は近似的に粒子とみなせる。即ち、上記観察において、略円形状を有する粒子のそれぞれの最大径(長径)をその粒子の粒子径とし、任意の50個の粒子の粒子径を測定し、これらの算術平均を焼結後の前記粉末の平均粒子径とする。かかる方法により得られる粉末の粒子径は、焼結前の粒子径と比較して、殆ど変化しない。The average particle diameter D50 in the present specification refers to the number of particles corresponding to the 50th percentile of the total number of particles in a particle size distribution curve obtained by determining the particle size and the number of particles corresponding to that particle size by a laser diffraction method. particle size. Also, the average particle size D50 of the powder after sintering is measured by observing the cross section of the sintered body with a scanning electron microscope. For example, the powder after sintering is partially melted or in a state where the powders are connected to each other, but the portions having a substantially circular shape can be approximately regarded as particles. That is, in the above observation, the maximum diameter (major diameter) of each particle having a substantially circular shape is defined as the particle diameter of the particle, and the particle diameters of 50 arbitrary particles are measured, and the arithmetic average of these particles after sintering is obtained. It is defined as the average particle size of the powder. The particle size of the powder obtained by such a method hardly changes compared to the particle size before sintering.
前記粉末の形状は、特に限定されないが、球状、略球状、不定形状のいずれかを好適に使用できる。前記粉末の形状は、球状、略球状が好ましい。粉末の形状が球状、略球状であることにより、鱗片状又は繊維状等の形状である場合に生じる可能性がある、エッチング処理の際の薄い部分または細い部分による分断が、より一層抑制される。 The shape of the powder is not particularly limited, but any one of spherical, approximately spherical, and irregular shapes can be suitably used. The shape of the powder is preferably spherical or substantially spherical. Since the shape of the powder is spherical or substantially spherical, division by thin portions or thin portions during etching, which may occur when the shape is scale-like or fibrous, is further suppressed. .
前記粉末は、公知の方法によって製造されるものを使用することができる。例えば、アトマイズ法、メルトスピニング法、回転円盤法、回転電極法、急冷凝固法等が挙げられるが、工業的生産にはアトマイズ法、特にガスアトマイズ法が好ましい。即ち、溶湯をアトマイズすることにより得られる粉末を用いることが望ましい。 As the powder, one manufactured by a known method can be used. Examples thereof include the atomization method, melt spinning method, rotating disk method, rotating electrode method, and rapid solidification method. For industrial production, the atomization method, particularly the gas atomization method, is preferred. That is, it is desirable to use powder obtained by atomizing molten metal.
エッチング処理は特に限定されないが、酸性溶液またはアルカリ性溶液による化学エッチングであることが好ましい。特に酸性溶液による化学エッチングであると、効果的に表面積を拡大でき、さらに分散性が良く第2工程におけるペースト組成物をより一層容易に混合することができる。アルカリ性溶液による化学エッチングである場合、表面積をより一層効果的に拡大できるが、前記粉末が凝集し易くなるおそれがある。 The etching treatment is not particularly limited, but chemical etching with an acid solution or an alkaline solution is preferred. In particular, chemical etching with an acid solution can effectively increase the surface area and has good dispersibility, so that the paste composition in the second step can be mixed more easily. In the case of chemical etching with an alkaline solution, the surface area can be increased more effectively, but the powder tends to aggregate.
これらのエッチング処理を施すことにより、前記粉末に細孔を形成し表面積をより一層増大させることができる。前記粉末に形成される細孔の細孔径は1.3μm以下が好ましく、1.1μm以下がより好ましい。粉末の細孔径の上限が上記範囲である粉末を用いると、得られるコンデンサ用電極材の表面積をより一層増大させることができ、容量および体積あたりの容量がより一層高いアルミニウム電解コンデンサ用電極材を得ることができる。また、前記粉末に形成される細孔の細孔径は0.3μm以上が好ましく、0.6μm以上がより好ましい。粉末の細孔径の下限が上記範囲である粉末を用いると、得られるコンデンサ用電極材の静電容量がより一層向上する。 By performing these etching treatments, pores can be formed in the powder and the surface area can be further increased. The pore diameter of the pores formed in the powder is preferably 1.3 μm or less, more preferably 1.1 μm or less. By using a powder having a pore diameter within the above range, the surface area of the obtained capacitor electrode material can be further increased, and an electrode material for an aluminum electrolytic capacitor having a higher capacity and a higher capacity per volume can be obtained. Obtainable. Moreover, the pore diameter of the pores formed in the powder is preferably 0.3 μm or more, more preferably 0.6 μm or more. When a powder having a pore diameter within the above range is used, the capacitance of the obtained electrode material for a capacitor is further improved.
上記酸性溶液による化学エッチングに用いる酸性溶液としては特に限定されず、塩酸、硫酸、燐酸、硝酸等の1または2以上を含有する混酸水溶液等の公知の酸性溶液を用いることができる。酸性溶液の濃度は、低電圧領域で高い容量を示すアルミニウム電解コンデンサ用電極材、高電圧領域で高い容量を示すアルミニウム電解コンデンサ用電極材、又はその両方の領域で高い容量を示すアルミニウム電解コンデンサ用電極材等、所望の特性に応じて適宜設定すればよいが、10~40質量%が好ましい。また、エッチング温度及び時間も、粉末の形状や平均粒径、エッチングにより粉末に形成しようとする細孔径、細孔の数、分布、表面積等に応じて適宜調整すればよいが、20~90℃で1~210分程度が好ましい。 The acid solution used for chemical etching with the acid solution is not particularly limited, and a known acid solution such as a mixed acid aqueous solution containing one or more of hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, nitric acid, etc. can be used. The concentration of the acidic solution is selected for the electrode material for aluminum electrolytic capacitors that exhibits high capacity in the low voltage range, the electrode material for aluminum electrolytic capacitors that exhibits high capacity in the high voltage range, or the electrode material for aluminum electrolytic capacitors that exhibits high capacity in both ranges. Although it may be appropriately set according to desired properties such as the electrode material, it is preferably 10 to 40% by mass. Also, the etching temperature and time may be appropriately adjusted according to the shape and average particle diameter of the powder, the pore diameter to be formed in the powder by etching, the number of pores, the distribution, the surface area, etc. is preferably about 1 to 210 minutes.
上記アルカリ性溶液による化学エッチングに用いるアルカリ性溶液は、特に限定されず、例えば、苛性ソーダ等のアルカリ性溶液(水溶液)を用いることができる。アルカリ性溶液の濃度は、低電圧領域で高い容量を示すアルミニウム電解コンデンサ用電極材、高電圧領域で高い容量を示すアルミニウム電解コンデンサ用電極材、又はその両方の領域で高い容量を示すアルミニウム電解コンデンサ用電極材等、所望の特性を示す電極材に応じて適宜設定すればよいが、通常10~40質量%程度が好ましい。また、エッチング温度及び時間も、粉末の形状や平均粒径、エッチングにより粉末に形成しようとする細孔径、細孔の数、分布、表面積等に応じて適宜調整すればよいが、通常は温度20~90℃で1~210分程度が好ましい。 The alkaline solution used for chemical etching with the alkaline solution is not particularly limited, and for example, an alkaline solution (aqueous solution) such as caustic soda can be used. The concentration of the alkaline solution depends on the electrode material for aluminum electrolytic capacitors that exhibits high capacity in the low voltage range, the electrode material for aluminum electrolytic capacitors that exhibits high capacity in the high voltage range, or the electrode material for aluminum electrolytic capacitors that exhibits high capacity in both ranges. It may be appropriately set depending on the electrode material exhibiting the desired characteristics, such as an electrode material, but usually about 10 to 40% by mass is preferable. Also, the etching temperature and time may be appropriately adjusted according to the shape and average particle diameter of the powder, the pore diameter to be formed in the powder by etching, the number of pores, the distribution, the surface area, etc., but usually the temperature is 20. About 1 to 210 minutes at ~90°C is preferable.
上記エッチング処理を行うことにより、所望の特性を示す電極材を得ることができる。例えば、酸性溶液またはアルカリ性溶液による化学エッチングを施すことにより、例えば250~550V程度の高電圧領域で高い容量および体積あたりの容量を示す電極材を得ることができる。その理由としては、以下のように考えられる。 An electrode material exhibiting desired characteristics can be obtained by performing the etching treatment. For example, chemical etching with an acid solution or an alkaline solution makes it possible to obtain an electrode material that exhibits high capacity and capacity per volume in a high voltage range of, for example, about 250 to 550V. The reason for this is considered as follows.
即ち、アルカリ性溶液による化学エッチングは、アルミニウムの表面、酸化皮膜を溶解させる能力が高く、電極材のアルミニウム粉末の平均粒径D50を低下させる事ができ、電極材の表面積を向上させるからであると考えられる。また、酸性溶液による化学エッチングは電極材のアルミニウム表面を溶解させ、同時にアルミニウム粉末へのトンネル状のエッチングピットも形成するからであると考えられる。That is, chemical etching with an alkaline solution has a high ability to dissolve the surface and oxide film of aluminum, can reduce the average particle diameter D50 of the aluminum powder of the electrode material, and improves the surface area of the electrode material. it is conceivable that. It is also believed that chemical etching with an acid solution dissolves the aluminum surface of the electrode material and simultaneously forms tunnel-like etching pits in the aluminum powder.
エッチング処理の後に、上記粉末に、更に、洗浄を施すことが好ましい。洗浄液は特に限定されないが、例えば、水、エタノール、トルエン、ケトン類、エステル類等の有機溶剤の単体または混合液を使用することができる。コストの観点から水で洗浄を行うことが好ましい。また、洗浄液には、必要に応じて界面活性剤や中和剤などの添加剤を加えてもよい。洗浄の回数は特に限定されないが複数回行うことが好ましい。また、洗浄を複数回行う場合、途中で洗浄液を変更してもよい。洗浄を行うことにより、上記酸性溶液、上記アルカリ性溶液、又は、粉末と溶液の反応生成物等が、粉末の表面に残留することによるアルミニウム電解コンデンサ用電極材の特性の低下をより一層抑制することができる。 After the etching treatment, the powder is preferably further washed. Although the cleaning liquid is not particularly limited, for example, water, ethanol, toluene, ketones, esters, and other organic solvents can be used alone or in mixtures. It is preferable to wash with water from the viewpoint of cost. Additives such as surfactants and neutralizers may be added to the cleaning liquid as necessary. Although the number of times of washing is not particularly limited, it is preferable to wash several times. Also, when washing is performed a plurality of times, the washing liquid may be changed in the middle. Washing further suppresses deterioration of the characteristics of the electrode material for an aluminum electrolytic capacitor due to the acidic solution, the alkaline solution, or the reaction product of the powder and the solution remaining on the surface of the powder. can be done.
本発明の製造方法は、上記第1工程において、上記粉末に洗浄を施した後に、更に、粉末を乾燥させることが好ましい。 In the manufacturing method of the present invention, it is preferable that the powder is further dried after washing the powder in the first step.
以上説明した第1工程により、アルミニウム及びアルミニウム合金の少なくとも1種の粉末にエッチング処理が施される。 Through the first step described above, the powder of at least one of aluminum and aluminum alloy is etched.
(第2工程)
第2工程は、上記粉末、バインダ樹脂及び溶剤を含むペースト組成物からなる皮膜を基材の少なくとも一方の面に形成する工程である。(Second step)
The second step is a step of forming a film of a paste composition containing the powder, binder resin and solvent on at least one surface of the substrate.
上記ペースト組成物は、上記粉末の他に、バインダ樹脂及び溶剤を含む。これらはいずれも、公知又は市販のものを使用することができる。 The paste composition contains a binder resin and a solvent in addition to the powder. All of these can use a well-known or commercially available thing.
上記バインダ樹脂は限定的でなく、例えば、カルボキシ変性ポリオレフィン樹脂、酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル樹脂、塩酢ビ共重合樹脂、ビニルアルコール樹脂、ブチラール樹脂、フッ化ビニル樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂、アクリロニトリル樹脂、セルロース樹脂、パラフィンワックス、ポリエチレンワックス等の合成樹脂又はワックス、タール、にかわ、ウルシ、松脂、ミツロウ等の天然樹脂又はワックスが好適に使用できる。これらのバインダ樹脂は、分子量、樹脂の種類等により、加熱時に揮発するものと、熱分解によりその残渣がアルミニウム粉末とともに残存するものとがあり、所望の静電特性等に応じて使い分けることができる。 The binder resin is not limited, and examples thereof include carboxy-modified polyolefin resins, vinyl acetate resins, vinyl chloride resins, vinyl chloride acetate copolymer resins, vinyl alcohol resins, butyral resins, vinyl fluoride resins, acrylic resins, polyester resins, urethane resins. Synthetic resins such as resins, epoxy resins, urea resins, phenolic resins, acrylonitrile resins, cellulose resins, paraffin waxes and polyethylene waxes, waxes, and natural resins and waxes such as tar, glue, sumac, rosin and beeswax can be preferably used. Depending on the molecular weight, type of resin, etc., some of these binder resins volatilize when heated, while others leave the residue together with the aluminum powder when thermally decomposed. .
上記溶剤は、公知のものが使用できる。例えば、水のほか、エタノール、トルエン、ケトン類、エステル類等の有機溶剤を使用することができる。 A well-known thing can be used for the said solvent. For example, in addition to water, organic solvents such as ethanol, toluene, ketones and esters can be used.
上記ペースト組成物は、必要に応じて焼結助剤、界面活性剤等の他の成分が含まれていてもよい。これらはいずれも公知又は市販のものを使用することができる。ペースト組成物が上記他の成分を含有することにより、より一層効率よく皮膜を形成することができる。 The paste composition may contain other components such as a sintering aid and a surfactant, if necessary. Any of these can be known or commercially available. When the paste composition contains the above other components, the film can be formed more efficiently.
第2工程では、上記ペースト組成物を基材の少なくとも一方の面に塗布することにより、皮膜を形成する。基材としては、アルミニウム電解コンデンサ用電極材の基材として使用されるものであれば、公知のものを広く使用できる。特にアルミニウム箔を好適に用いることができる。 In the second step, a film is formed by applying the paste composition to at least one surface of a substrate. As the substrate, a wide range of known substrates can be used as long as they are used as substrates for electrode materials for aluminum electrolytic capacitors. In particular, aluminum foil can be preferably used.
基材としてのアルミニウム箔は、特に限定されず、例えば、純アルミニウム又はアルミニウム合金を用いることができる。本発明で用いられるアルミニウム箔は、その組成として、珪素(Si)、鉄(Fe)、銅(Cu)、マンガン(Mn)、マグネシウム(Mg)、クロム(Cr)、亜鉛(Zn)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、ガリウム(Ga)、ニッケル(Ni)及びホウ素(B)の少なくとも1種の合金元素を必要範囲内において添加したアルミニウム合金あるいは上記の不可避的不純物元素の含有量を限定したアルミニウムも含む。アルミニウム箔の純度は99.8重量%以上が好ましく、より好ましくは99.9重量%以上である。上記アルミニウム箔の純度は上記アルミニウム粉末の純度と同じでもよいし、異なっていてもよいが、上記アルミニウム箔と上記粉末の間の焼結後の強度を向上させるため異なっているほうが好ましい。 The aluminum foil as the base material is not particularly limited, and for example, pure aluminum or an aluminum alloy can be used. The composition of the aluminum foil used in the present invention is silicon (Si), iron (Fe), copper (Cu), manganese (Mn), magnesium (Mg), chromium (Cr), zinc (Zn), titanium ( Ti), vanadium (V), gallium (Ga), nickel (Ni) and boron (B) are added within the required range, or the content of the above inevitable impurity elements is limited. Also includes aluminum that has been coated. The purity of the aluminum foil is preferably 99.8% by weight or more, more preferably 99.9% by weight or more. The purity of the aluminum foil may be the same as or different from the purity of the aluminum powder, but is preferably different in order to improve the strength after sintering between the aluminum foil and the powder.
アルミニウム箔の厚みは、特に限定されないが、5μm以上100μm以下、特に、10μm以上50μm以下の範囲内とするのが好ましい。 Although the thickness of the aluminum foil is not particularly limited, it is preferably in the range of 5 μm or more and 100 μm or less, particularly 10 μm or more and 50 μm or less.
上記のアルミニウム箔は、公知の方法によって製造されるものを使用することができる。例えば、上記の所定の組成を有するアルミニウム又はアルミニウム合金の溶湯を調製し、これを鋳造して得られた鋳塊を適切に均質化処理する。その後、この鋳塊に熱間圧延と冷間圧延を施すことにより、アルミニウム箔を得ることができる。 As the aluminum foil described above, one manufactured by a known method can be used. For example, a molten aluminum or aluminum alloy having the above-described predetermined composition is prepared, and an ingot obtained by casting it is appropriately homogenized. After that, the aluminum foil can be obtained by subjecting this ingot to hot rolling and cold rolling.
なお、上記の冷間圧延工程の途中で、50℃以上500℃以下、特に150℃以上400℃以下の範囲内で中間焼鈍処理を施してもよい。また、上記の冷間圧延工程の後に、150℃以上650℃以下、特に350℃以上550℃以下の範囲内で焼鈍処理を施して軟質箔としてもよい。 In the middle of the cold rolling step, intermediate annealing may be performed at a temperature of 50°C to 500°C, particularly 150°C to 400°C. Further, after the cold rolling step, the foil may be annealed at a temperature of 150° C. to 650° C., particularly 350° C. to 550° C. to obtain a soft foil.
皮膜は基材の少なくとも一方の面に形成する。第2工程では、皮膜は、基材の両面に形成されることが好ましい。両面に形成する場合には、基材を挟んで皮膜および未形成部を対称に配置することが好ましい。対称に配置することにより、第3工程において、焼結による基材と皮膜との界面での剥離をより一層抑制することができ、皮膜に発生する反りをより一層抑制することができる。 A coating is formed on at least one side of the substrate. In the second step, the coating is preferably formed on both sides of the substrate. When the film is formed on both sides, it is preferable to arrange the film and the unformed portion symmetrically with the substrate sandwiched therebetween. By arranging them symmetrically, in the third step, peeling at the interface between the base material and the film due to sintering can be further suppressed, and warpage occurring in the film can be further suppressed.
第2工程において、皮膜は、基材の全面に形成されていないことが好ましい。すなわち、基材の面に皮膜を形成した状態で、基材の面と垂直な方向から平面視した場合、基材の面積が皮膜の面積よりも広く、基材の面に、皮膜が形成されていない部分が存在することが好ましい。当該構成とすることで、ロールツーロールで処理を行う際のハンドリングがより一層向上する。具体的には、アルミニウム電解コンデンサ用電極材の表面に酸化皮膜を形成する化成処理等の際に基材の破断をより一層抑制することができる。 2nd process WHEREIN: It is preferable that the film|membrane is not formed in the whole surface of a base material. That is, in a state in which a film is formed on the surface of the base material, when viewed from above in a direction perpendicular to the surface of the base material, the area of the base material is larger than the area of the film, and the film is formed on the surface of the base material. It is preferred that there is a portion that is not With this configuration, handling is further improved during roll-to-roll processing. Specifically, breakage of the substrate can be further suppressed during chemical conversion treatment for forming an oxide film on the surface of the electrode material for an aluminum electrolytic capacitor.
皮膜の合計厚さは30~2000μmが好ましく、60~2000μmがより好ましい。この皮膜の合計厚さは、圧延・焼結を経て最終的に得られる焼結体の合計厚さが30~2000μmとなるように設定することが好ましい。これらの数値は、基材の片面又は両面に形成するどちらの場合にも当てはまるが、両面に形成する場合には、片面の被膜の厚さは全体厚み(基材の厚さも含む)の1/3以上であることが好ましい。 The total thickness of the coating is preferably 30-2000 μm, more preferably 60-2000 μm. The total thickness of the coating is preferably set so that the total thickness of the sintered body finally obtained through rolling and sintering is 30 to 2000 μm. These figures apply to either one or both sides of the substrate, but in the case of both sides, the thickness of the coating on one side is 1/1 of the total thickness (including the thickness of the substrate). It is preferably 3 or more.
なお、上記皮膜の平均厚みは、マイクロメーターで7点測定し、最大値と最小値を除いた5点の平均値である。 The average thickness of the film was measured at 7 points with a micrometer, and the average value of 5 points excluding the maximum and minimum values.
皮膜は、必要に応じて、20~300℃の範囲内の温度で乾燥させてもよい。 The coating may optionally be dried at a temperature within the range of 20-300°C.
皮膜の形成方法は特に限定されず、従来公知の方法を採用することができる。例えば、ペースト組成物をローラー、刷毛、スプレー、ディッピング等の塗布方法を用いて皮膜形成してもよいし、シルクスクリーン印刷やダイコート等の公知の印刷方法により形成してもよい。 The method of forming the film is not particularly limited, and conventionally known methods can be employed. For example, the paste composition may be coated using a coating method such as roller, brush, spray, or dipping, or may be formed by a known printing method such as silk screen printing or die coating.
以上説明した第2工程により、アルミニウム及びアルミニウム合金の少なくとも1種の粉末、バインダ樹脂及び溶剤を含むペースト組成物からなる皮膜が基材の少なくとも一方の面に形成される。 Through the above-described second step, a film made of a paste composition containing at least one powder of aluminum and an aluminum alloy, a binder resin and a solvent is formed on at least one surface of the substrate.
(第3工程)
第3工程は、前記皮膜を焼結する工程である。(Third step)
The third step is a step of sintering the film.
焼結温度は、560~660℃が好ましく、570~650℃がより好ましく、580~620℃が更に好ましい。焼結時間は、焼結温度等により異なるが、通常は5~24時間程度の範囲内で適宜決定することができる。 The sintering temperature is preferably 560 to 660°C, more preferably 570 to 650°C, even more preferably 580 to 620°C. The sintering time varies depending on the sintering temperature and the like, but can be appropriately determined within a range of about 5 to 24 hours.
焼結雰囲気は特に限定されず、例えば真空雰囲気、不活性ガス雰囲気、酸化性ガス雰囲気(大気)、還元性雰囲気等のいずれであってもよいが、特に真空雰囲気又は還元性雰囲気とすることが好ましい。また、圧力条件についても、常圧、減圧又は加圧のいずれでもよい。 The sintering atmosphere is not particularly limited, and may be, for example, a vacuum atmosphere, an inert gas atmosphere, an oxidizing gas atmosphere (air), a reducing atmosphere, or the like. preferable. Also, the pressure conditions may be normal pressure, reduced pressure or increased pressure.
本発明の製造方法では、第3工程により皮膜が焼結され、更に、基材と焼結後の皮膜とが接合されることが好ましい。焼結により基材と焼結後の皮膜とが接合される構成とすることにより、アルミニウム電解コンデンサ用電極材を、より一層容易に製造することができる。このような構成としては、例えば、基材としてアルミニウム箔を用い、第2工程によりアルミニウム箔の少なくとも一方の面に形成皮膜を形成し、第3工程により皮膜が焼結され、焼結後の皮膜とアルミニウム箔とが接合される構成が挙げられる。 In the manufacturing method of the present invention, it is preferable that the film is sintered in the third step, and that the substrate and the film after sintering are joined together. By adopting a structure in which the base material and the film after sintering are joined by sintering, the electrode material for an aluminum electrolytic capacitor can be produced more easily. As such a configuration, for example, an aluminum foil is used as a base material, a formed film is formed on at least one surface of the aluminum foil in the second step, the film is sintered in the third step, and the film after sintering and an aluminum foil are bonded together.
なお、本発明の製造方法では、第2工程後第3工程に先立って、予め100℃以上から600℃以下の温度範囲で保持時間が5時間以上の加熱処理(脱脂処理)を行なうことが好ましい。加熱処理雰囲気は特に限定されず、例えば真空雰囲気、不活性ガス雰囲気又は酸化性ガス雰囲気中のいずれでもよい。また、圧力条件も、常圧、減圧又は加圧のいずれでもよい。 In the manufacturing method of the present invention, after the second step and prior to the third step, it is preferable to perform heat treatment (degreasing treatment) in advance at a temperature range of 100° C. or higher to 600° C. or lower for a holding time of 5 hours or longer. . The heat treatment atmosphere is not particularly limited, and may be, for example, a vacuum atmosphere, an inert gas atmosphere, or an oxidizing gas atmosphere. Also, the pressure conditions may be normal pressure, reduced pressure or increased pressure.
以上説明した第3工程により、基材の少なくとも一方の面に形成された皮膜が焼結される。 The film formed on at least one surface of the substrate is sintered by the third step described above.
本発明の製造方法により、アルミニウム電解コンデンサ用電極材が製造される。本発明の製造方法により製造されるアルミニウム電解コンデンサ用電極材は、体積あたりの静電容量が大きいので、当該電極材を用いて製造されるコンデンサを小型化することが可能となる。また、焼結した皮膜が厚く形成されているので、電極としての静電容量が大きいアルミニウム電解コンデンサ用電極材となり、当該電極材を用いて製造されるコンデンサを大容量化することが可能となる。 An electrode material for an aluminum electrolytic capacitor is manufactured by the manufacturing method of the present invention. Since the electrode material for an aluminum electrolytic capacitor manufactured by the manufacturing method of the present invention has a large capacitance per volume, it is possible to miniaturize the capacitor manufactured using the electrode material. In addition, since the sintered film is formed thickly, it becomes an electrode material for an aluminum electrolytic capacitor having a large electrostatic capacity as an electrode, and it becomes possible to increase the capacity of a capacitor manufactured using the electrode material. .
上記第3工程により焼結された、焼結後の皮膜の細孔径、すなわち、本発明の製造方法により製造されるアルミニウム電解コンデンサ用電極材の、焼結後の皮膜の細孔径は1.3μm以下が好ましく、1.1μm以下がより好ましい。焼結後の皮膜の細孔径の上限が上記範囲であると、本発明の製造方法により製造されるコンデンサ用電極材の表面積をより一層増大させることができ、容量および体積あたりの容量がより一層高いアルミニウム電解コンデンサ用電極材となる。また、前記焼結後の皮膜の細孔径は0.3μm以上が好ましく、0.6μm以上がより好ましい。焼結後の皮膜の細孔径の下限が上記範囲であると、得られるコンデンサ用電極材の静電容量がより一層向上する。 The pore diameter of the sintered film sintered in the third step, that is, the pore diameter of the sintered film of the electrode material for an aluminum electrolytic capacitor produced by the production method of the present invention is 1.3 μm. The following is preferable, and 1.1 μm or less is more preferable. When the upper limit of the pore diameter of the film after sintering is within the above range, the surface area of the capacitor electrode material produced by the production method of the present invention can be further increased, and the capacity and capacity per volume can be further increased. It becomes an electrode material for high-quality aluminum electrolytic capacitors. Moreover, the pore diameter of the film after sintering is preferably 0.3 μm or more, more preferably 0.6 μm or more. When the lower limit of the pore diameter of the film after sintering is within the above range, the capacitance of the obtained electrode material for capacitors is further improved.
なお、アルミニウム電解コンデンサ用電極材の焼結後の皮膜の細孔径は一例としては水銀圧入法で測定される。なお、ガス吸着法といった他の測定方法についても排除するものではなく、細孔径に応じて適した測定方法が選択される。通常、細孔径は分布を有しているが、細孔容積の大きいピークの細孔径を、測定対象における細孔径として採用する。細孔容積のピークが複数ある場合は、例えば電子顕微鏡観察等で測定した細孔径に最も近い細孔径を採用する。 The pore diameter of the film after sintering the electrode material for an aluminum electrolytic capacitor is measured, for example, by a mercury intrusion method. Other measuring methods such as the gas adsorption method are not excluded, and a suitable measuring method is selected according to the pore diameter. Although the pore size usually has a distribution, the pore size at the peak of the large pore volume is adopted as the pore size of the object to be measured. When there are multiple pore volume peaks, the pore diameter closest to the pore diameter measured by, for example, electron microscope observation is adopted.
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明する。但し、本発明は実施例に限定されない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples and comparative examples. However, the present invention is not limited to the examples.
下記手順に従って実施例及び比較例の電極材を作製した。得られた電極材の静電容量を下記測定方法により測定した。 Electrode materials of Examples and Comparative Examples were produced according to the following procedure. The capacitance of the obtained electrode material was measured by the following measuring method.
(静電容量)
ホウ酸水溶液(50g/L)中で電極材に対し250、550及び700Vの各電圧で化成処理を施した後、ホウ酸アンモニウム水溶液(3g/L)にて静電容量を測定した。測定投影面積は10cm2とした。(capacitance)
After subjecting the electrode material to chemical conversion treatment in an aqueous boric acid solution (50 g/L) at voltages of 250, 550 and 700 V, the capacitance was measured using an aqueous ammonium borate solution (3 g/L). The measurement projected area was 10 cm 2 .
(細孔径)
電極材の焼結後の皮膜の細孔径を、細孔分布測定装置(Micromeritics社製 AutoPoreIV 9500)を用いて測定した。得られた測定結果のうち、最も細孔容積(Log Differential Intrusion(mL/g))の大きいピークの細孔径(Pore size Diameter(μm))を電極材の焼結後の皮膜の細孔径とした。(pore size)
The pore size of the film after sintering the electrode material was measured using a pore size distribution analyzer (AutoPore IV 9500 manufactured by Micromeritics). Among the obtained measurement results, the pore size diameter (μm) of the peak with the largest pore volume (Log Differential Intrusion (mL/g)) was taken as the pore diameter of the film after sintering the electrode material. .
<実施例及び比較例>
比較例1
平均粒径D50が15.0μmのアルミニウム粉末(JIS A1080、東洋アルミニウム(株)製、AHZL530C)とエチルセルロース系バインダー樹脂と溶剤(酢酸ブチル)を混合しペースト組成物を得た。この組成物を、厚みが30μmのアルミニウム箔基材(SB材 純度99.99重量%)の両面に対称に、焼結後の皮膜の厚みがそれぞれ50μmになるようにコンマコーターを用いて塗工し、皮膜を空気雰囲気で100℃で1.5分間乾燥した。このアルミニウム箔をアルゴンガス雰囲気中にて温度600℃で10時間焼結することにより、比較例1の電極材を作製した。焼結後の電極材の厚みは約120μmであった。<Examples and Comparative Examples>
Comparative example 1
Aluminum powder (JIS A1080, manufactured by Toyo Aluminum Co., Ltd., AHZL530C) having an average particle diameter D50 of 15.0 μm, an ethyl cellulose binder resin and a solvent (butyl acetate) were mixed to obtain a paste composition. This composition is symmetrically applied to both sides of a 30 μm thick aluminum foil substrate (SB material, purity 99.99% by weight) using a comma coater so that the thickness of each film after sintering is 50 μm. The coating was then dried in an air atmosphere at 100°C for 1.5 minutes. An electrode material of Comparative Example 1 was produced by sintering this aluminum foil at a temperature of 600° C. for 10 hours in an argon gas atmosphere. The thickness of the electrode material after sintering was about 120 μm.
尚、アルミニウム粉末の平均粒径は、マイクロトラックMT3300EXII(日機装株式会社製)を使用し、レーザー解析法により粒度分布を体積基準で測定し、平均粒径D50を算出した。For the average particle size of the aluminum powder, Microtrac MT3300EXII (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.) was used to measure the particle size distribution on a volume basis by laser analysis, and the average particle size D50 was calculated.
比較例2
平均粒径D50が9.0μmのアルミニウム粉末(JIS A1080、東洋アルミニウム(株)製、AHZL560F)とエチルセルロース系バインダー樹脂と溶剤(酢酸ブチル)を混合しペースト組成物を得た。この組成物を、厚みが30μmのアルミニウム箔基材(SB材 純度99.99重量%)の両面に対称に、焼結後の皮膜の厚みがそれぞれ50μmになるようにコンマコーターを用いて塗工し、皮膜を空気雰囲気で100℃で1.5分間乾燥した。このアルミニウム箔をアルゴンガス雰囲気中にて温度600℃で10時間焼結することにより、比較例2の電極材を作製した。焼結後の電極材の厚みは約120μmであった。
Comparative example 2
Aluminum powder (JIS A1080, manufactured by Toyo Aluminum Co., Ltd., AHZL560F) having an average particle diameter D50 of 9.0 μm, an ethyl cellulose binder resin and a solvent (butyl acetate) were mixed to obtain a paste composition. This composition is symmetrically applied to both sides of a 30 μm thick aluminum foil substrate (SB material, purity 99.99% by weight) using a comma coater so that the thickness of each film after sintering is 50 μm. The coating was then dried in an air atmosphere at 100°C for 1.5 minutes. An electrode material of Comparative Example 2 was produced by sintering this aluminum foil at a temperature of 600° C. for 10 hours in an argon gas atmosphere. The thickness of the electrode material after sintering was about 120 μm.
比較例3
平均粒径D50が3.0μmのアルミニウム粉末(JIS A1080、東洋アルミニウム(株)製、AHZL58FN)とエチルセルロース系バインダー樹脂と溶剤(酢酸ブチル)を混合しペースト組成物を得た。この組成物を、厚みが30μmのアルミニウム箔基材(SB材 純度99.99重量%)の両面に対称に、焼結後の皮膜の厚みがそれぞれ50μmになるようにコンマコーターを用いて塗工し、皮膜を空気雰囲気で100℃で1.5分間乾燥した。このアルミニウム箔をアルゴンガス雰囲気中にて温度600℃で10時間焼結することにより、比較例3の電極材を作製した。焼結後の電極材の厚みは約120μmであった。
Comparative example 3
Aluminum powder (JIS A1080, manufactured by Toyo Aluminum Co., Ltd., AHZL58FN) having an average particle diameter D50 of 3.0 μm was mixed with an ethyl cellulose binder resin and a solvent (butyl acetate) to obtain a paste composition. This composition is symmetrically applied to both sides of a 30 μm thick aluminum foil substrate (SB material, purity 99.99% by weight) using a comma coater so that the thickness of each film after sintering is 50 μm. The coating was then dried in an air atmosphere at 100°C for 1.5 minutes. An electrode material of Comparative Example 3 was produced by sintering this aluminum foil at a temperature of 600° C. for 10 hours in an argon gas atmosphere. The thickness of the electrode material after sintering was about 120 μm.
比較例4
平均粒径D50が1.8μmのアルミニウム粉末(JIS A1080、東洋アルミニウム(株)製、AHU091)とエチルセルロース系バインダー樹脂と溶剤(酢酸ブチル)を混合しペースト組成物を得た。この組成物を、厚みが30μmのアルミニウム箔基材(SB材 純度99.99重量%)の両面に対称に、焼結後の皮膜の厚みがそれぞれ50μmになるようにコンマコーターを用いて塗工し、皮膜を空気雰囲気で100℃で1.5分間乾燥した。このアルミニウム箔をアルゴンガス雰囲気中にて温度600℃で10時間焼結することにより、比較例4の電極材を作製した。焼結後の電極材の厚みは約120μmであった。
Comparative example 4
Aluminum powder (JIS A1080, manufactured by Toyo Aluminum Co., Ltd., AHU091) having an average particle diameter D50 of 1.8 μm, an ethyl cellulose binder resin, and a solvent (butyl acetate) were mixed to obtain a paste composition. This composition is symmetrically applied to both sides of a 30 μm thick aluminum foil substrate (SB material, purity 99.99% by weight) using a comma coater so that the thickness of each film after sintering is 50 μm. The coating was then dried in an air atmosphere at 100°C for 1.5 minutes. An electrode material of Comparative Example 4 was produced by sintering this aluminum foil at a temperature of 600° C. for 10 hours in an argon gas atmosphere. The thickness of the electrode material after sintering was about 120 μm.
実施例1
アルミニウム粉末に下記の条件でエッチング処理を行うこと以外は、比較例1と同様にして電極材を作成した。
エッチング液:塩酸(濃度30%)、温度:25℃、時間:60min Example 1
An electrode material was produced in the same manner as in Comparative Example 1, except that the aluminum powder was etched under the following conditions.
Etching solution: hydrochloric acid (30% concentration), temperature: 25°C, time: 60 min
実施例2
アルミニウム粉末に下記の条件でエッチング処理を行うこと以外は、比較例2と同様にして電極材を作成した。
エッチング液:塩酸(濃度30%)、温度:25℃、時間:60min Example 2
An electrode material was produced in the same manner as in Comparative Example 2, except that the aluminum powder was etched under the following conditions.
Etching solution: hydrochloric acid (30% concentration), temperature: 25°C, time: 60 min
実施例3
アルミニウム粉末に下記の条件でエッチング処理を行うこと以外は、比較例3と同様にして電極材を作成した。
エッチング液:塩酸(濃度30%)、温度:25℃、時間:60min Example 3
An electrode material was produced in the same manner as in Comparative Example 3, except that the aluminum powder was etched under the following conditions.
Etching solution: hydrochloric acid (30% concentration), temperature: 25°C, time: 60 min
実施例4
アルミニウム粉末に下記の条件でエッチング処理を行うこと以外は、比較例4と同様にして電極材を作成した。
エッチング液:塩酸(濃度30%)、温度:25℃、時間:60min Example 4
An electrode material was produced in the same manner as in Comparative Example 4, except that the aluminum powder was etched under the following conditions.
Etching solution: hydrochloric acid (30% concentration), temperature: 25°C, time: 60 min
結果を表1に示す。 Table 1 shows the results.
実施例5
アルミニウム粉末に下記の条件でエッチング処理を行うこと以外は、比較例1と同様にして電極材を作成した。
エッチング液:硫酸(濃度40%)、温度:25℃、時間:60min Example 5
An electrode material was produced in the same manner as in Comparative Example 1, except that the aluminum powder was etched under the following conditions.
Etchant: sulfuric acid (concentration 40%), temperature: 25°C, time: 60 min
実施例6
アルミニウム粉末に下記の条件でエッチング処理を行うこと以外は、比較例2と同様にして電極材を作成した。
エッチング液:硫酸(濃度40%)、温度:25℃、時間:60min Example 6
An electrode material was produced in the same manner as in Comparative Example 2, except that the aluminum powder was etched under the following conditions.
Etchant: sulfuric acid (concentration 40%), temperature: 25°C, time: 60 min
実施例7
アルミニウム粉末に下記の条件でエッチング処理を行うこと以外は、比較例3と同様にして電極材を作成した。
エッチング液:硫酸(濃度40%)、温度:25℃、時間:60min Example 7
An electrode material was produced in the same manner as in Comparative Example 3, except that the aluminum powder was etched under the following conditions.
Etchant: sulfuric acid (concentration 40%), temperature: 25°C, time: 60 min
実施例8
アルミニウム粉末に下記の条件でエッチング処理を行うこと以外は、比較例4と同様にして電極材を作成した。
エッチング液:硫酸(濃度40%)、温度:25℃、時間:60min Example 8
An electrode material was produced in the same manner as in Comparative Example 4, except that the aluminum powder was etched under the following conditions.
Etchant: sulfuric acid (concentration 40%), temperature: 25°C, time: 60 min
結果を表2に示す。 Table 2 shows the results.
実施例9
アルミニウム粉末に下記の条件でエッチング処理を行うこと以外は、比較例1と同様にして電極材を作成した。
エッチング液:塩酸(濃度10%)、温度:25℃、時間:210min Example 9
An electrode material was produced in the same manner as in Comparative Example 1, except that the aluminum powder was etched under the following conditions.
Etching solution: hydrochloric acid (concentration 10%), temperature: 25°C, time: 210 min
実施例10
アルミニウム粉末に下記の条件でエッチング処理を行うこと以外は、比較例2と同様にして電極材を作成した。
エッチング液:塩酸(濃度10%)、温度:25℃、時間:210min Example 10
An electrode material was produced in the same manner as in Comparative Example 2, except that the aluminum powder was etched under the following conditions.
Etching solution: hydrochloric acid (concentration 10%), temperature: 25°C, time: 210 min
実施例11
アルミニウム粉末に下記の条件でエッチング処理を行うこと以外は、比較例3と同様にして電極材を作成した。
エッチング液:塩酸(濃度10%)、温度:25℃、時間:210min Example 11
An electrode material was produced in the same manner as in Comparative Example 3, except that the aluminum powder was etched under the following conditions.
Etching solution: hydrochloric acid (concentration 10%), temperature: 25°C, time: 210 min
実施例12
アルミニウム粉末に下記の条件でエッチング処理を行うこと以外は、比較例4と同様にして電極材を作成した。
エッチング液:塩酸(濃度10%)、温度:25℃、時間:210min Example 12
An electrode material was produced in the same manner as in Comparative Example 4, except that the aluminum powder was etched under the following conditions.
Etching solution: hydrochloric acid (concentration 10%), temperature: 25°C, time: 210 min
結果を表3に示す。
実施例13
アルミニウム粉末に下記の条件でエッチング処理を行うこと以外は、比較例1と同様にして電極材を作成した。
エッチング液:塩酸(濃度10%)、温度:80℃、時間:60min Example 13
An electrode material was produced in the same manner as in Comparative Example 1, except that the aluminum powder was etched under the following conditions.
Etching solution: hydrochloric acid (concentration 10%), temperature: 80°C, time: 60min
実施例14
アルミニウム粉末に下記の条件でエッチング処理を行うこと以外は、比較例2と同様にして電極材を作成した。
エッチング液:塩酸(濃度10%)、温度:80℃、時間:60min Example 14
An electrode material was produced in the same manner as in Comparative Example 2, except that the aluminum powder was etched under the following conditions.
Etching solution: hydrochloric acid (concentration 10%), temperature: 80°C, time: 60min
実施例15
アルミニウム粉末に下記の条件でエッチング処理を行うこと以外は、比較例3と同様にして電極材を作成した。
エッチング液:塩酸(濃度10%)、温度:80℃、時間:60min Example 15
An electrode material was produced in the same manner as in Comparative Example 3, except that the aluminum powder was etched under the following conditions.
Etching solution: hydrochloric acid (concentration 10%), temperature: 80°C, time: 60min
実施例16
アルミニウム粉末に下記の条件でエッチング処理を行うこと以外は、比較例4と同様にして電極材を作成した。
エッチング液:塩酸(濃度10%)、温度:80℃、時間:60min Example 16
An electrode material was produced in the same manner as in Comparative Example 4, except that the aluminum powder was etched under the following conditions.
Etching solution: hydrochloric acid (concentration 10%), temperature: 80°C, time: 60min
結果を表4に示す。 Table 4 shows the results.
比較例5
組成物をアルミニウム箔基材の両面に対称に、焼結後の皮膜の厚みがそれぞれ30μmになるように塗工すること以外は、比較例1と同様にして電極材を作成した。 Comparative example 5
An electrode material was prepared in the same manner as in Comparative Example 1, except that the composition was applied symmetrically on both sides of the aluminum foil substrate so that the thickness of the film after sintering was 30 μm.
比較例6
組成物をアルミニウム箔基材の両面に対称に、焼結後の皮膜の厚みがそれぞれ30μmになるように塗工すること以外は、比較例2と同様にして電極材を作成した。 Comparative example 6
An electrode material was produced in the same manner as in Comparative Example 2, except that the composition was applied symmetrically on both sides of the aluminum foil substrate so that the thickness of each film after sintering was 30 μm.
比較例7
組成物をルミニウム箔基材の両面に対称に、焼結後の皮膜の厚みがそれぞれ30μmになるように塗工すること以外は、比較例3と同様にして電極材を作成した。 Comparative example 7
An electrode material was produced in the same manner as in Comparative Example 3, except that the composition was applied symmetrically to both surfaces of the aluminum foil substrate so that the thickness of the film after sintering was 30 μm.
比較例8
組成物をアルミニウム箔基材の両面に対称に、焼結後の皮膜の厚みがそれぞれ30μmになるように塗工すること以外は、比較例4と同様にして電極材を作成した。 Comparative example 8
An electrode material was produced in the same manner as in Comparative Example 4, except that the composition was applied symmetrically on both sides of the aluminum foil substrate so that the thickness of the film after sintering was 30 μm.
実施例17
アルミニウム粉末に下記の条件でエッチング処理を行うこと以外は、比較例5と同様にして電極材を作成した。
エッチング液:塩酸(濃度30%)、温度:25℃、時間:60min Example 17
An electrode material was produced in the same manner as in Comparative Example 5, except that the aluminum powder was etched under the following conditions.
Etching solution: hydrochloric acid (30% concentration), temperature: 25°C, time: 60 min
実施例18
アルミニウム粉末に下記の条件でエッチング処理を行うこと以外は、比較例6と同様にして電極材を作成した。
エッチング液:塩酸(濃度30%)、温度:25℃、時間:60min Example 18
An electrode material was produced in the same manner as in Comparative Example 6, except that the aluminum powder was etched under the following conditions.
Etching solution: hydrochloric acid (30% concentration), temperature: 25°C, time: 60 min
実施例19
アルミニウム粉末に下記の条件でエッチング処理を行うこと以外は、比較例7と同様にして電極材を作成した。
エッチング液:塩酸(濃度30%)、温度:25℃、時間:60min Example 19
An electrode material was produced in the same manner as in Comparative Example 7, except that the aluminum powder was etched under the following conditions.
Etching solution: hydrochloric acid (30% concentration), temperature: 25°C, time: 60 min
実施例20
アルミニウム粉末に下記の条件でエッチング処理を行うこと以外は、比較例8と同様にして電極材を作成した。
エッチング液:塩酸(濃度30%)、温度:25℃、時間:60min Example 20
An electrode material was produced in the same manner as in Comparative Example 8, except that the aluminum powder was etched under the following conditions.
Etching solution: hydrochloric acid (30% concentration), temperature: 25°C, time: 60 min
結果を表5に示す。
比較例9
組成物をアルミニウム箔基材の両面に対称に、焼結後の皮膜の厚みがそれぞれ1000μmになるように塗工すること以外は、比較例1と同様にして電極材を作成した。 Comparative example 9
An electrode material was produced in the same manner as in Comparative Example 1, except that the composition was applied symmetrically on both sides of the aluminum foil substrate so that the thickness of each film after sintering was 1000 μm.
比較例10
組成物をアルミニウム箔基材の両面に対称に、焼結後の皮膜の厚みがそれぞれ1000μmになるように塗工すること以外は、比較例2と同様にして電極材を作成した。 Comparative example 10
An electrode material was produced in the same manner as in Comparative Example 2, except that the composition was applied symmetrically on both sides of the aluminum foil substrate so that the thickness of the film after sintering was 1000 μm.
比較例11
組成物をアルミニウム箔基材の両面に対称に、焼結後の皮膜の厚みがそれぞれ1000μmになるように塗工すること以外は、比較例3と同様にして電極材を作成した。 Comparative example 11
An electrode material was produced in the same manner as in Comparative Example 3, except that the composition was applied symmetrically on both sides of the aluminum foil substrate so that the thickness of the film after sintering was 1000 μm.
比較例12
組成物をアルミニウム箔基材の両面に対称に、焼結後の皮膜の厚みがそれぞれ1000μmになるように塗工すること以外は、比較例4と同様にして電極材を作成した。 Comparative example 12
An electrode material was produced in the same manner as in Comparative Example 4, except that the composition was applied symmetrically on both sides of the aluminum foil substrate so that the thickness of the film after sintering was 1000 μm.
実施例21
アルミニウム粉末に下記の条件でエッチング処理を行うこと以外は、比較例9と同様にして電極材を作成した。
エッチング液:塩酸(濃度30%)、温度:25℃、時間:60min
Example 21
An electrode material was produced in the same manner as in Comparative Example 9, except that the aluminum powder was etched under the following conditions.
Etching solution: hydrochloric acid (30% concentration), temperature: 25°C, time: 60 min
実施例22
アルミニウム粉末に下記の条件でエッチング処理を行うこと以外は、比較例10と同様にして電極材を作成した。
エッチング液:塩酸(濃度30%)、温度:25℃、時間:60min
Example 22
An electrode material was produced in the same manner as in Comparative Example 10, except that the aluminum powder was etched under the following conditions.
Etching solution: hydrochloric acid (30% concentration), temperature: 25°C, time: 60 min
実施例23
アルミニウム粉末に下記の条件でエッチング処理を行うこと以外は、比較例11と同様にして電極材を作成した。
エッチング液:塩酸(濃度30%)、温度:25℃、時間:60min
Example 23
An electrode material was produced in the same manner as in Comparative Example 11, except that the aluminum powder was etched under the following conditions.
Etching solution: hydrochloric acid (30% concentration), temperature: 25°C, time: 60 min
実施例24
アルミニウム粉末に下記の条件でエッチング処理を行うこと以外は、比較例12と同様にして電極材を作成した。
エッチング液:塩酸(濃度30%)、温度:25℃、時間:60min
Example 24
An electrode material was produced in the same manner as in Comparative Example 12, except that the aluminum powder was etched under the following conditions.
Etching solution: hydrochloric acid (30% concentration), temperature: 25°C, time: 60 min
結果を表6に示す。
比較例13(特開2014-138159号公報の実施例1)
焼結後の電極材に下記の条件でエッチング処理を行うこと以外は、比較例3と同様にして電極材を作成した。
エッチング液:塩酸及び硫酸の混合液(塩酸濃度:1モル/L、硫酸濃度:3モル/L、濃度15%)、温度:40℃、時間:2min Comparative Example 13 (Example 1 of JP-A-2014-138159)
An electrode material was produced in the same manner as in Comparative Example 3, except that the sintered electrode material was etched under the following conditions.
Etching solution: mixed solution of hydrochloric acid and sulfuric acid (hydrochloric acid concentration: 1 mol/L, sulfuric acid concentration: 3 mol/L, concentration 15%), temperature: 40 ° C., time: 2 min
結果を表7に示す。
比較例14(特開2014-138159号公報の実施例9)
焼結後の電極材に下記の条件でエッチング処理を行うこと以外は、比較例2と同様にして電極材を作成した。
エッチング液:塩酸及び硫酸の混合液(塩酸濃度:1モル/L、硫酸濃度:3モル/L、濃度15%)、温度:40℃、時間:2min Comparative Example 14 (Example 9 of JP-A-2014-138159)
An electrode material was produced in the same manner as in Comparative Example 2, except that the sintered electrode material was subjected to an etching treatment under the following conditions.
Etching solution: mixed solution of hydrochloric acid and sulfuric acid (hydrochloric acid concentration: 1 mol/L, sulfuric acid concentration: 3 mol/L, concentration 15%), temperature: 40 ° C., time: 2 min
結果を表8に示す。
[結果]
表1~8に示されるように、各実施例の電極材は、対応する比較例の電極材と比べ、コンデンサに要求される優れた静電容量を有することが確認された。[result]
As shown in Tables 1 to 8, it was confirmed that the electrode materials of each example had excellent capacitance required for capacitors compared to the corresponding electrode materials of the comparative examples.
Claims (7)
(1)アルミニウム及びアルミニウム合金の少なくとも1種の粉末にエッチング処理を施す第1工程、
(2)前記粉末、バインダ樹脂及び溶剤を含むペースト組成物からなる皮膜を基材の少なくとも一方の面に形成する第2工程、及び
(3)前記皮膜を焼結する第3工程
を含むことを特徴とする、アルミニウム電解コンデンサ用電極材の製造方法。A method for producing an electrode material for an aluminum electrolytic capacitor, comprising:
(1) a first step of subjecting powder of at least one of aluminum and aluminum alloy to an etching treatment;
(2) a second step of forming a film made of a paste composition containing the powder, a binder resin and a solvent on at least one surface of a substrate; and (3) a third step of sintering the film. A method for producing an electrode material for an aluminum electrolytic capacitor, characterized by:
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