JPH04127412A - 電解コンデンサ電極用アルミニウム箔の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、電解コンデンサ電極用アルミニウム箔の製
造方法に関する。

なお、この明細書においてアルミニウムの語はその合金
を含む意味で用いる。

従来の技術及び課題 アルミニウム電解コンデンサ電極材として一般に用いら
れるアルミニウム箔には、その実効面積を拡大して単位
面積当りの静電容量を増大するため、一般に電気化学的
あるいは化学的エツチング処理が施される。而して、こ
のエツチング処理におけるエツチング特性を良好なもの
としてより大きな静電容量を得るために、アルミニウム
箔をその最終製造工程において高温加熱処理し、その組
織を立方体方位を多く有する集合組織とすることが従来
より行われている。

ところが、実生産において、高温加熱処理を経たアルミ
ニウム箔にエツチングを施すと、アルミニウム箔の幅方
向で静電容量にバラツキを生じるという欠点があった。

かかるバラツキは、アルミニウム箔表面に形成された酸
化皮膜の厚さの相違に起因するものである。即ち、実生
産においては、アルミニウム箔は圧延後高温加熱処理を
終えるまでコイル状に巻かれた状態で取扱われる関係上
、コイルの幅方向の両端部分が中央部よりも環境（温度
、湿度等）の影響を受は易く、従って幅方向両端部にお
いて酸化皮膜が厚く中央部が薄く形成される。このため
エッチングの際にアルミニウム箔の端部と中央部とで溶
解形態に差を生じ、これが静電容量のバラツキとなって
表れるものであった。

このため、酸化皮膜厚さの幅方向のバラツキを改善すべ
く、箔表面の粗さを変化させることによって環境の影響
を箔の中央部まで及はす提案がなされているが（例えば
実開昭６３−２９６０１号）、十分な効果を挙げること
はできなかった。

この発明はかかる技術的背景に鑑みてなされたものであ
って、幅方向における静電容量のバラツキを改善した電
解コンデンサ電極用アルミニウム箔の製作、提供を目的
とする。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、発明者は鋭意研究の結果、
コイル状アルミニウム箔表面に形成される酸化皮膜の厚
さにつき、幅方向端部と中央部とでバラツキを生じる原
因を解明した。即ち、酸化皮膜厚さの幅方向のバラツキ
は、高温加熱処理のときだけに起こるものではなく、圧
延後高温加熱処理工程に入るまでにその大部分が既に生
じており、特にアルミニウム箔に初期に形成された酸化
皮膜の厚さのバラツキがその後の保管時や高温加熱処理
においてもそのまま維持されることがわかった。

そこで、この発明はかかる知見に基き、最終焼鈍として
の高温加熱処理工程に入るまでに、アルミニウム箔を連
続的に洗浄してその表面酸化皮膜を一旦除去したのち、
引続いて連続的に３０秒以上の酸化処理を施すことによ
りフレッシュなアルミニウム箔表面に形成される酸化皮
膜の幅方向の厚さを予め均一化しておこうというもので
ある。

即ちこの発明は、コイルから巻戻したアルミニウム箔を
連続的に洗浄して酸化皮膜を除去したのち、引続いてア
ルミニウム箔表面を３０秒以上に亘って雰囲気と接触さ
せることにより連続的に酸化処理を施し、その後高温加
熱処理することを特徴とする電解コンデンサ電極用アル
ミニウム箔の製造方法を要旨とするものである。

電解コンデンサ用アルミニウム箔の一般的な製法は、溶
解・鋳造、熱間圧延、冷間圧延、箔圧延、最終焼鈍（高
温加熱処理）の順次的実施により行うが、この発明では
、箔圧延によりコイルに巻き取ったアルミニウム箔を高
温加熱処理する前にまず洗浄する。この洗浄はアルミニ
ウム箔表面に既に存在している酸化皮膜を除去するため
に行うものであり、アルミニウム箔の表面全体が確実に
洗浄されるようにアルミニウム箔をコイルから巻き戻し
ながら連続的に行う。

洗浄の種類は特に限定されるものではなく、酸化皮膜を
除去しうるちのであれば良い。例えば酸性浴やアルカリ
浴を用いた湿式洗浄でも良いし、ドライエツチング等に
よる乾式洗浄でも良い。洗浄方式も限定されるものでは
なく、搬送されるアルミニウム箔に洗浄液を連続的に吹
付けるシャワー法を採用しても良いし、アルミニウム箔
を洗浄浴中に連続的に通す浸漬法を採用しても良い。か
かる洗浄工程の実施によりアルミニウム箔表面の酸化皮
膜の全部あるいは一部が除去され、フレッシュなアルミ
ニウム箔表面が露出する。

次に、望ましくは洗浄工程の一環として水洗処理を連続
的に行い、アルミニウム箔表面の洗浄層を水洗除去する
。

次いで要すれば水切りを行ったのち、引続いて乾燥工程
を兼ねてアルミニウム箔を連続的に酸化処理する。酸化
処理はアルミニウム箔を酸化性雰囲気に通して該雰囲気
と接触させることにより行う。ここに、酸化性雰囲気は
アルミニウム箔表面の酸化皮膜の形成が可能であれば足
り、必ずしも多量の酸素を含んでいる必要はない。酸化
性雰囲気の例としては、大気中雰囲気とか酸素を含む不
活性ガス雰囲気等を挙げうる。

かかる酸化処理を行うことにより、アルミニウム箔の全
表面が雰囲気と直接接触した状態で酸化処理されること
になり、箔の幅方向において酸化皮膜の成長が均等に促
進され、ひいては箔の幅方向において均一な酸化皮膜が
形成される。

ただし、酸化処理時間換言すればアルミニウム箔の酸化
処理雰囲気中への滞留時間は３０秒以上とする必要があ
る。３０秒未満では酸化皮膜の成長が乏しいものとなり
、その後の保管時や高温加熱処理時に成長する酸化皮膜
の厚さのバラツキを抑制する効果がないからである。一
方２時間を超える滞留時間では生産性が著しく低下する
虞れがある。従って滞留時間は２時間以内とするのが良
い。特に好ましくは１分〜１０分である。また、酸化処
理によって形成される酸化皮膜の厚さは１５〜５０人程
度とするのが良い。また、酸化処理は２０〜３５０℃の
雰囲気温度で行うのが好ましい。２０℃未満では酸化皮
膜の成長が遅く均一化が図れない虞れがある。一方、３
５０℃を超える温度では酸化皮膜が過度に成長してエツ
チング性能を阻害する虞れがある。特に好適には３０〜
１８０℃が良い。

雰囲気中の水分量は酸化皮膜厚さの均一化のために露点
で一６０〜８０℃程度に設定するのが良い。特に好まし
い水分量は露点で一４０〜４０℃である。

第１図は上記の連続式洗浄・酸化処理を実施するための
処理装置を示す。（１）はアンコイラ−（２）は酸化膜
除去洗浄を行う洗浄装置である。この実施例では洗浄方
式としてシャワー式を採用しており、アルミニウム箔（
１０）が洗浄装置（２）を通過する間に、複数設置され
た噴出口（２ａ）から洗浄液を吹付けてアルミニウム箔
表面の酸化皮膜除去を行うものとなされている。（３）
は水洗装置であり通過するアルミニウム箔に噴出口（３
ａ）から水を吹付けて水洗する。（４）は水切ニップロ
ールであり、該ロールで水切りされたアルミニウム箔は
所定の雰囲気に調整された酸化処理炉（５）に搬送され
、該処理炉（５）を通過する間に酸化処理されたのち、
リコイラー（６）に巻取られる構成となされている。

連続式洗浄・酸化処理を終えたアルミニウム箔は、要す
ればこれを一定時間保管したのち、あるいは保管するこ
となく、続いて高温加熱処理（最終焼鈍）を実施する。

この高温加熱処理は、アルミニウム箔の組織を立方体方
位を多く有する集合組織にしてエツチング特性を向上さ
せることを主目的とするものである。処理条件は従来か
ら行われている条件を適宜採択すれば良いが、好ましく
は温度３５０〜６００℃、時間５秒〜２０時間とするの
が良い。３５０℃未満の温度、５秒未満の時間では組織
の改善効果が少なく、一方温度が６００℃を超えあるい
は時間が２０時間を超える処理を施しても該効果が飽和
しエネルギーの無駄を招くのみならず、酸化皮膜の過度
の成長を招いて却ってエツチング特性の向上を妨げる虞
れがあるからである。

また、雰囲気は可及的酸化皮膜の成長を抑制すべく、真
空等の非酸化性雰囲気に設定するのが良いが、大気中雰
囲気でも良い。処理形態はバッチ式、連続式いずれでも
良い。この高温加熱処理において、アルミニウム箔の表
面には前記酸化処理により形成された酸化皮膜の上にさ
らに酸化皮膜が形成されるが、アルミニウム箔の幅方向
における酸化皮膜厚さのバラツキは主に酸化処理により
アルミニウム箔の初期に形成される酸化皮膜に影響され
該酸化処理により厚さの均一化された酸化皮膜が形成さ
れているから、高温加熱処理をバッチ式で行った場合に
も最早酸化皮膜の厚さの幅方向における顕著なバラツキ
は生じない。しかし、酸化処理により形成された酸化皮
膜厚さの均一性をより完全に維持するために、連続式の
処理を採用するのが好ましい。

上記により製作したアルミニウム箔は、その後電気的あ
るいは化学的エツチング処理したのち、電解コンデンサ
電極箔として使用する。アルミニウム箔の表面に形成さ
れた酸化皮膜は幅方向全体にわたって厚さが均一化され
ているから、エツチングに際しても均一なエツチングが
施され、ひいてはバラツキのない安定した静電容量が得
られる。殊に、酸化皮膜厚さの幅方向のバラツキが３人
以内であるとき最も好ましい結果を得ることができる。

なお、との発明によって製造するアルミニウム箔の組成
は特に限定するものではなく、純アルミニウムその他電
解コンデンサ電極箔として用いられるものであれば何で
も良い。また、連続式低温加熱工程以前の箔の製造工程
についても限定するものではなく、圧延工程の途中にお
いて中間焼鈍を施すものとしても良い。

実施例 （実施例） 常法に従う溶解・鋳造、熱間圧延、冷間圧延、箔圧延の
順次的実施により、ＡＲ純度９９．９９％、厚さ０．１
ｍＩＲのアルミニウム箔コイルを製作した。

次いで、第１図に示した装置を用い、アンコイラ−から
コイルを巻き戻しながらシャワー法によりアルミニウム
箔表面を連続的に洗浄した。

洗浄液は水酸化ナトリウムを用いた。

次いで、シャワー式による水洗を行ったのち、水切ニッ
プロールに通して水切を行い、引続いて酸化処理炉に連
続的に導いて炉内の雰囲気と接触させることにより乾燥
処理とともに酸化処理を行った。酸化処理炉内の雰囲気
は大気雰囲気とし、水分量は露点で５０℃、温度は８０
℃、滞留時間は１０分とした。

次に、酸化処理を終えたアルミニウム箔をリコイラーに
巻取ったのち、このコイルを温度２５℃の大気中でコイ
ルのまま５時間保管した。

次いで、高温加熱処理を施した。高温加熱処理は露点−
６０℃の不活性ガス雰囲気中でコイルのまま即ちバッチ
式にて、温度５００℃Ｘ時間１時間で行った。

（比較例） コイルから巻戻しながら洗浄したのち、引続いてアルミ
ニウム箔を温度８０℃の大気中に１０秒滞留させること
により連続的に乾燥処理した以外は実施例と同一条件で
洗浄、保管、高温加熱処理を行った。

上記２種類のアルミニウム箔コイルにつき、第２図に示
すように、コイル（１１）の半径方向のほぼ中央部分（
１２）における箔の幅方向両端部と中央部との酸化皮膜
厚さをハンターホール法で測定した。測定は酸化処理後
（比較例の場合は乾燥後）、保管後、高温加熱処理後の
各時期において行った。その結果を第１表に示す。

次に、各試料にエツチングを実施した。エツチングは７
５℃の５％塩酸水溶液中で直流１０Ａ／ｄｒＩｔを印加
して５分間行った。その後５％硼酸水溶液中で２００Ｖ
に化成したのち、各試料の静電容量を測定した。その結
果を第１表に併せて示す。なお、静電容量は実施例１の
箔の幅方向中央部の静電容量を１００％としたときの相
対比較で表した。

［以下余白］ 第１表の結果から明らかなように、この発明によって製
作したアルミニウム箔は、幅方向における酸化皮膜厚さ
のバラツキが少なく、かつエツチング後の静電容量のバ
ラツキも少ないことを確認しえた。

発明の効果 この発明は上述の次第で、コイルから巻戻したアルミニ
ウム箔を連続的に洗浄して酸化皮膜を除去したのち、引
続いてアルミニウム箔表面を３０秒以上に亘って雰囲気
と接触させることにより連続的に酸化処理し、その後高
温加熱処理することを特徴とするものであるから、アル
ミニウム箔の表面に初期に形成される酸化皮膜の幅方向
の厚さを予め均一化することができる。

従って、その後の高温加熱処理において酸化皮膜が成長
してももはや均一化された厚さを維持しつつ成長するか
ら、最終的に箔の幅方向における酸化皮膜厚さのバラツ
キの少ないアルミニウム箔となしうる。その結果、拡面
率向上のためのエツチング処理において均一なエツチン
グを施すことができ、静電容量のバラツキの少ない品質
の安定した電解コンデンサ用アルミニウム電極箔を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に用いる連続式洗浄・酸化処理装置の
一例を示す概略構成図、第２図は実施例で用いたアルミ
ニウム箔コイルの斜視図である。 （ｌＯ）・・・アルミニウム箔。 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. コイルから巻戻したアルミニウム箔を連続的に洗浄して
   酸化皮膜を除去したのち、引続いてアルミニウム箔表面
   を３０秒以上に亘って雰囲気と接触させることにより連
   続的に酸化処理し、その後高温加熱処理することを特徴
   とする電解コンデンサ電極用アルミニウム箔の製造方法
   。