JPH0782968B2 - アルミニウム電解コンデンサ用電極箔の製造方法 - Google Patents

アルミニウム電解コンデンサ用電極箔の製造方法

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JPH0782968B2
JPH0782968B2 JP63193854A JP19385488A JPH0782968B2 JP H0782968 B2 JPH0782968 B2 JP H0782968B2 JP 63193854 A JP63193854 A JP 63193854A JP 19385488 A JP19385488 A JP 19385488A JP H0782968 B2 JPH0782968 B2 JP H0782968B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、アルミニウム電解コンデンサ用電極箔の製造
方法に係り、特に低圧用アルミニウム電極箔の漏れ電流
の劣化特性を改良したアルミニウム電解コンデンサ用電
極箔の製造方法に関する。
[従来の技術] 一般に、アルミニウム電解コンデンサ用陽極箔は、アル
ミニウム箔の表面を粗面化して表面積を拡大するエッチ
ング工程と、その後、陽極酸化(以下化成と称する。)
して表面に酸化被膜を形成する化成工程を経て製造され
ている。
エッチング工程は、電解エッチングが多く用いられるた
め、アルミニウム箔表面には何らかの酸化被膜が形成さ
れる可能性がある。また、通常エッチング工程と化成工
程は分離されているため、エッチング工程では粗面化し
た電極箔を洗浄した後、乾燥してコイルに巻取り、その
コイルを改めて化成工程で使用することになる。従っ
て、この段階ではアルミニウム箔表面に自然酸化被膜が
形成される。このようにアルミニウム電極箔については
化成前にすでに薄い酸化被膜(以下Pre被膜と称する)
が存在することになる。
化成電圧が200V以上の中高圧向の化成工程においては、
化成前処理として沸騰水にアルミニウム箔を浸漬して表
面に厚い水和酸化物を形成する方法が知られている。こ
の中高圧用化成箔においては、前記水和酸化物のため、
或は、その後の化成被膜自体もPre被膜に比べると非常
に厚いため、Pre被膜の存在はあまり問題とされない。
しかしながら、化成電圧が100V以下のような低圧用化成
箔においては、一般に沸騰水処理のような前処理もな
く、化成被膜の厚さ自体も中高圧用化成箔の場合程厚く
ないため、Pre被膜の特性が化成箔の特性に大きな影響
を与える。特に、このような化成箔が電解コンデンサに
使用された場合には、電極箔と電解液との反応による漏
れ電流の経時変化(以下劣化と称する)が問題となって
きた。この漏れ電流劣化を防止するためには、化成被膜
の改良が不可欠であり、そのためにはPre被膜の特性を
コントロールすることが重要である。
漏れ電流の劣化防止に関しては、たとえば特公昭44−18
780号公報に示されているように、エッチド箔を50℃の
8%シュウ酸水溶液中に2〜3分浸漬してから化成する
とか、特公昭51−44307号公報に示されているように、
0.01〜0.1%のリン酸を添加した水溶液中にエッチング
した電極箔を5〜10分間煮沸洗浄したのち化成する方法
が知られている。
また、最近では、特開昭61−228609号公報に示されてい
るように、アルミ箔をエッチングした後熱処理し、次い
で酸又はアルカリ溶液にて処理する方法や、特開昭62−
17185号公報に示されているようにエッチングした電極
箔をリン酸を含む水溶液に浸漬した後、熱酸化皮膜を形
成し、次いで酸又はアルカリ溶液にて処理する方法を本
出願人が提案している。
[発明が解決しようとする課題] 前述のような従来の方法においては、酸又はアルカリを
使用するため、アルミニウム箔が溶解され易く、長い時
間浸漬すると、エッチング構造が溶解して静電容量の低
下を招くばかりか、処理をやりすぎると漏れ電流の劣化
も再び悪くなってしまうという欠点があった。従って、
処理時間が非常に限定されてしまう傾向があった。
本発明は、これらの事情に鑑みてなされたもので、エッ
チング構造が溶解して静電容量の低下を招くといったこ
とがなく、長時間の安定した処理時間を達成し、化成箔
の漏れ電流の劣化を防止できるようにした低圧用アルミ
ニウム電解コンデンサ用電極箔の製造方法を提供するこ
とを目的としている。
[課題を解決するための手段] 上記の問題点を解決するため本発明は、化成の前処理と
して、弱酸陰イオンと、ナトリウム,カリウムおよびア
ンモニウムのうちから選ばれた1種類以上の陽イオンと
を含むpH2〜10の水溶液に浸漬して表面被膜の一部を溶
解除去した後、前記水溶液とは別の化成液中で陽極酸化
することを特徴とする。
本発明における陰イオンとしては、リン酸,亜リン酸,
次亜リン酸,ホウ酸,炭酸等の無機酸イオンや、モノカ
ルボン酸,ジカルボン酸,オキシカルボン酸,芳香族カ
ルボン酸等の有機カルボン酸が好適である。モノカルボ
ン酸としては、ギ酸,酢酸,プロピオン酸等が利用でき
る。ジカルボン酸としは、シュウ酸,マロン酸,マレイ
ン酸,フマル酸等が利用できる。オキシカルボン酸とし
ては、クエン酸,リンゴ酸,酒石酸等が利用できる。芳
香族カルボン酸としては安息香酸,フタル酸,サリチル
酸等が利用できる。
処理後は、pH2〜10が望ましい。pHが2より小さい、ま
たは10より大きい場合は、アルミニウム箔に対する溶解
作用が強すぎ、効果のある処理時間の範囲が狭くなって
しまう他、アルミニウム地金が溶解して静電容量の減少
を招く。
処理後の温度としては30〜90℃が望ましい。90℃より高
温になると液の蒸発による消耗が激しく、また酸化アル
ミニウムに対する溶解作用が弱い陽イオンと陰イオンの
組合せの処理液の場合、逆に水和皮膜が生成してしまう
恐れがある。30℃より低温では、液温のコントロールが
困難となるので若干加熱する程度の液温が好ましい。
処理液の濃度としては、0.1重量%〜10重量%が望まし
い。0.1重量%より稀薄になると、酸化アルミニウムに
対する溶解作用が弱くなり、漏れ電流劣化防止効果が少
くなってしまう。また、10重量%を超えると、製造工程
的に見て経済的負担が大きくなるので好ましくない。
処理時間としては、1〜12分が適当である。これは、1
分より短いと処理にムラができやすく特性のバラツキを
生じ、また12分より長いと工程的に実施が困難になるた
めである。実際には、処理液の陽イオンと陰イオンの組
合せにより酸化アルミニウムに対する溶解作用が異なる
ので、濃度と温度を調整して処理時間が適当になるよう
にする。
[作用] 前述したように、アルミニウム箔には化成前にPre被膜
が存在し、これが化成後の電極箔の特性に重大な影響を
与える。そして、発明者らの研究によれば、このPre被
膜には化成箔の特性に良好な影響を与えるものと、漏れ
電流劣化の増大を与えるものとがあることがわかった。
また、反応性の高い処理液によりPre被膜を完全に除去
した後に化成すると漏れ電流の劣化はかえって大きくな
ることもわかった。Pre被膜のうち好ましくない被膜は
比較的溶解し易いことから、本発明においては、簡単な
手段によりPre被膜のうち好ましくない部分だけを選択
的に溶解することにより、漏れ電流特性の良好な化成箔
を得ることができる。
[実施例] 以下に本発明に係る実施例を説明する。
まず、市販の低圧用エッチド箔を準備し、表1に示す 実施例1〜13による前処理を行った。続いて、85℃の0.
1%リン酸第二水素アンモニウム水溶液中で化成電圧14V
を印加し、通常の方法で化成を行った。比較としては、
従来例として何も前処理を行わないもの、及び表1に示
す比較例として2%リン酸と0.1%水酸化ナトリウム水
溶液中で前処理を行ったものを用いた。
上記のような方法により製造した化成箔を用いて、10V1
000μFのコンデンサを作成し、85℃中で100時間放置し
て漏れ電流の変化を調べた。その結果を表1にまとめて
示す。
表1によれば、従来例と比較して実施例1〜13は、いず
れも漏れ電流の変化が少なく良好であり、コンデンサの
初期容量は、ほぼ従来例と同等であった。これに対し、
比較例1,2では、pHが低すぎる、または高すぎるために
エッチング箔のエッチング構造も溶解されてしまうので
初期容量が減少してしまい、また、漏れ電流変化も前処
理しない場合よりも大きくなってしまった。尚、化成液
としてここではリン酸二水素アンモニウムを用いたが、
これに限定されるものではなく、他の化成液を用いても
同様の効果を得ることができる。
次に、第1図に前処理時間とその箔を使ったコンデンサ
の85℃100時間後の漏れ電流との関係を示す。本発明の
実施例では処理時間が1〜12分にわたって非常に安定し
た効果が得られることがわかる。比較として特開昭61−
228609号公報の実施例を示したが、本発明ではこの比較
例よりも処理時間の最適範囲が非常に広くなっている。
また、第2図は本発明の実施例におけるクエン酸アンモ
ニウム処理液の濃度とコンデンサの85℃100時間放置後
の漏れ電流との関係を示すものである。濃度が0.01%以
上では濃度にほとんど関係なく安定した効果が得られる
ことが理解できる。
第3図は化成前処理における浸漬時間と、その前後にお
けるアルミニウム箔の重量変化との関係を示す。第3図
における重量変化は、具体的には浸漬による重量の減少
を示すもので、比較例については重量変化が非常に大き
く、表1の比較例1に相当する2%リン酸40℃2分浸漬
では、ΔWが2g/m2以上になっている。表1の実施例1
(1%リン酸二水素アンモニウム80℃5分浸漬)、実施
例7(0.6%クエン酸+0.4%クエン酸アンモニウム60℃
5分浸漬)、および実施例11(10%クエン酸アンモニウ
ム60℃5分浸漬)等はΔWがいずれも、1g/m2以下にな
っている。コンデンサの漏れ電流特性及び初期容量を考
慮すると、ΔWが1g/m2を越えるような場合はエッチド
箔の溶解が進みすぎて、静電容量が減少するとか、漏れ
電流の劣化が再び大きくなるといった悪影響が出てく
る。
[発明の効果] 以上述べたように本発明によれば、化成前に簡単な処理
を行うことにより、陽極酸化箔の漏れ電流の劣化を防止
でき、アルミニウム電解コンデンサの寿命特性の向上と
信頼性向上に寄与できるという効果が有る。
【図面の簡単な説明】
第1図は化成前処理の時間と、その箔を使用したコンデ
ンサの85℃100時間後の漏れ電流との関係を示す比較例
と実施例とのグラフ図、第2図は本発明の実施例におけ
る処理液の濃度とコンデンサの85℃100時間放置後の漏
れ電流との関係を示すグラフ図、第3図は陽極酸化前処
理の浸漬時間とその前後におけるアルミニウム箔の重量
変化の関係を示すグラフ図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−153319(JP,A) 特開 昭56−29319(JP,A) 特開 昭60−726(JP,A) 特開 昭60−224797(JP,A) 特開 昭60−234310(JP,A) 特公 昭57−21849(JP,B2)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エッチングしたアルミニウム箔を、弱酸陰
    イオンと、ナトリウム,カリウムおよびアンモニウムの
    うちから選ばれた1種類以上の陽イオンとを含むpH2〜1
    0の水溶液に浸漬して表面被膜の一部を溶解除去した
    後、前記水溶液とは別の化成液中で陽極酸化することを
    特徴とするアルミニウム電解コンデンサ用電極箔の製造
    方法。
  2. 【請求項2】前記弱酸陰イオンがリン酸,亜リン酸,次
    亜リン酸のうちから選ばれた1種類以上であることを特
    徴とする請求項(1)記載のアルミニウム電解コンデン
    サ用電極箔の製造方法。
  3. 【請求項3】前記弱酸陰イオンが、モノカルボン酸,ジ
    カルボン酸,オキシカルボン酸および芳香族カルボン酸
    のうちから選ばれた1種類以上であることを特徴とする
    請求項(1)記載のアルミニウム電解コンデンサ用電極
    箔の製造方法。
  4. 【請求項4】化成電圧が100V以下であることを特徴とす
    る請求項(1),(2),(3)のいずれか一に記載の
    アルミニウム電解コンデンサ用電極箔の製造方法。
  5. 【請求項5】前記水溶液による処理時間が1〜12分であ
    ることを特徴とする請求項(1)〜(4)のいずれか一
    に記載のアルミニウム電解コンデンサ用電極箔の製造方
    法。
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