KR101806674B1 - Anodizing solution in high voltage of aluminum foil coated with metal oxide of electrolytic capacitor, and method of manufacturing aluminium foil for electrolytic capacitor - Google Patents

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Abstract

금속산화물로 코팅된 전해 커패시터용 알루미늄 박의 고전압 양극산화액 및 이를 이용한 전해 커패시터용 알루미늄 박의 제조 방법에서, 고전압 양극산화액은 물 1 L당 100 g의 붕산(boric acid)이 포함된 붕산 수용액와, 프로필렌글리콜(propylene glycol)을 포함하되, 프로필렌글리콜이 전체 부피에 대해서 10 부피% 내지 30 부피%로 포함되는 것을 특징으로 한다.A high-voltage anodizing solution for an aluminum foil coated with a metal oxide and an aluminum foil for an electrolytic capacitor using the same, wherein the high-voltage anodizing solution comprises an aqueous solution of boric acid containing 100 g boric acid per 1 L of water, , And propylene glycol, wherein propylene glycol is contained in an amount of 10% by volume to 30% by volume based on the total volume.

Description

금속산화물로 코팅된 전해 커패시터용 알루미늄 박의 고전압 양극산화액 및 이를 이용한 전해 커패시터용 알루미늄 박의 제조 방법{ANODIZING SOLUTION IN HIGH VOLTAGE OF ALUMINUM FOIL COATED WITH METAL OXIDE OF ELECTROLYTIC CAPACITOR, AND METHOD OF MANUFACTURING ALUMINIUM FOIL FOR ELECTROLYTIC CAPACITOR}FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a high-voltage anodizing solution for an aluminum foil coated with a metal oxide, and an aluminum foil for an electrolytic capacitor using the same. BACKGROUND ART ELECTROLYTIC CAPACITOR}

본 발명은 금속산화물로 코팅된 전해 커패시터용 알루미늄 박의 고전압 양극산화액 및 이를 이용한 전해 커패시터용 알루미늄 박의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 700V 이상의 고전압 조건에서 안정적으로 양극산화 공정을 수행할 수 있는, 금속산화물로 코팅된 전해 커패시터용 알루미늄 박의 고전압 양극산화액 및 이를 이용한 전해 커패시터용 알루미늄 박의 제조 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a high voltage anodizing solution for an aluminum foil coated with a metal oxide and an aluminum foil for an electrolytic capacitor using the same. More specifically, the present invention relates to an anodizing process for an electrolytic capacitor, A high voltage anodizing solution of an aluminum foil for an electrolytic capacitor coated with a metal oxide and a process for producing an aluminum foil for an electrolytic capacitor using the same.

작은 크기를 가지면서도 큰 전기 용량을 갖는 전자 부품으로서 전해 커패시터(electrolytic capacitor)가 많은 전자 장치에 이용되고 있다. 그 중, 99.99% 이상의 고순도 알루미늄 박을 양극 산화시켜 형성하는 알루미나 층(Al2O3)을 유전체로 이용하는 알루미늄 전해 커패시터에서, 이론적으로, 전극의 유효 표면적을 증가시키거나, 유전층의 두께를 감소시키거나 또는 유전층의 유전상수를 높임으로써 전해 커패시터의 정전용량을 증가시킬 수 있다.BACKGROUND ART [0002] Electrolytic capacitors having a small size and large capacitance have been used in many electronic devices. In an aluminum electrolytic capacitor using an alumina layer (Al 2 O 3 ) formed by anodic oxidation of 99.99% or more of a high purity aluminum foil as a dielectric, theoretically, the effective surface area of the electrode is increased or the thickness of the dielectric layer is reduced Or by increasing the dielectric constant of the dielectric layer, the capacitance of the electrolytic capacitor can be increased.

그러나 내전압 특성의 열화로 인해 유전층의 두께를 최소화시키는데 한계가 있다. 전극의 유효 표면적을 증가시키기 위한 기술이 지속적으로 개발되고 있으나, 이마저도 이미 한계에 도달하여 커패시터의 소형화와 내전압 특성을 향상시키는데 제약이 있다.However, there is a limitation in minimizing the thickness of the dielectric layer due to deterioration of the withstand voltage characteristic. Techniques for increasing the effective surface area of the electrodes have been continuously developed. However, there is a limitation in achieving the miniaturization of capacitors and improving the withstand voltage characteristics.

이를 해결하기 위해서, 종래에 사용되던 약 8 내지 9의 유전 상수를 갖는 알루미나보다 더 높은 유전 상수를 갖는 유전층의 개발에 대한 연구가 이루어지고 있다. 산화지르코늄(ZrO2), 산화니오븀(Nb2O5), 산화탄탈(Ta2O5) 등의 산화물층을 졸-겔(sol-gel) 법을 이용하여 코팅하여 유전층으로 사용하고자 하였고, 이러한 산화물층은 20 이상의 높은 유전 상수를 갖기 때문에 동일 두께의 알루미나층 대비 커패시터의 소형화에 기여할 수 있다. 상기와 같은 산화물막들은 단독으로 이용되거나 별도로 형성된 알루미나층과 같이 이용될 수 있다.To solve this problem, research has been conducted on the development of a dielectric layer having a dielectric constant higher than that of alumina having a dielectric constant of about 8 to 9, which is conventionally used. An oxide layer such as zirconium oxide (ZrO 2 ), niobium oxide (Nb 2 O 5 ), tantalum oxide (Ta 2 O 5 ) or the like is coated by a sol-gel method and used as a dielectric layer. Since the oxide layer has a high dielectric constant of 20 or more, it can contribute to the miniaturization of the capacitor compared to the alumina layer of the same thickness. The oxide films as described above may be used alone or in the form of a separately formed alumina layer.

이때, 산화물막들은 평탄한 박막 상에는 용이하게 코팅되지만, 표면이 에칭된 박막 상에는 졸-겔 법을 통해서 코팅하기가 쉽지 않다. 즉, 알루미늄 전해 커패시터에서 표면이 평탄한 알루미늄 박의 표면에 에칭을 통해서 다수의 포어들(pores or pits)을 형성하여 유효 표면적을 증대시키는데, 이때 일반적으로 포어의 내부 크기가 직경은 1 내지 2 ㎛ 정도이고 길이는 10 내지 50 ㎛에 달하므로 졸-겔 법으로 포어의 내벽에 산화막을 균일하게 코팅하기 어려운 문제점이 있다. 뿐만 아니라, 산화물막이 표면에 형성된 알루미늄 박을 양극 산화하는 공정을 700V 이상의 고전압 조건에서 수행하는 경우, 알루미늄 박의 표면에서 심한 아크가 발생하여 양극 산화가 일어나지 않거나 산화물막이 박리되는 등의 문제가 발생한다. 이에 따라, 커패시터의 정전 용량을 향상시키는데 한계가 있고 절연 내압을 유지하기 어렵다.
At this time, the oxide films are easily coated on the flat thin film, but it is not easy to coat the thin film on the surface through the sol-gel method. That is, in an aluminum electrolytic capacitor, a plurality of pores or pits are formed through etching on the surface of a flat aluminum foil to increase the effective surface area. In this case, the inside diameter of the pores is generally 1 to 2 μm And has a length of 10 to 50 mu m, it is difficult to uniformly coat the oxide film on the inner wall of the pores by the sol-gel method. In addition, when the step of anodizing the aluminum foil having the oxide film formed on its surface is performed under a high voltage condition of 700 V or more, there arises a problem such that the anodic oxidation does not occur or the oxide film is peeled due to generation of a severe arc on the surface of the aluminum foil . Accordingly, there is a limit in improving the capacitance of the capacitor and it is difficult to maintain the withstand voltage.

본 발명의 일 목적은 전해 커패시터의 고전압화를 위해 700V 이상의 전압 조건에서 양극산화 공정을 안정적으로 수행할 수 있는, 금속산화물로 코팅된 전해 커패시터용 알루미늄 박의 고전압 양극산화액을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a high-voltage anodizing solution for an aluminum foil coated with a metal oxide, which can stably carry out an anodizing process under a voltage condition of 700 V or more for high-voltage electrolytic capacitors.

본 발명의 다른 목적은 상기 고전압 양극산화액을 이용한 전해 커패시터용 알루미늄 박의 제조 방법을 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide a method for producing an aluminum foil for an electrolytic capacitor using the high-voltage anodizing solution.

본 발명의 일 실시예에 따른 금속산화물로 코팅된 전해 커패시터용 알루미늄 박의 고전압 양극산화액은 물 1 L당 100 g의 붕산(boric acid)이 포함된 붕산 수용액과 프로필렌글리콜(propylene glycol)을 포함하되, 프로필렌글리콜이 전체 부피에 대해서 10 부피% 내지 30 부피%로 포함된다.The high-voltage anodizing solution of the aluminum foil coated with a metal oxide according to an embodiment of the present invention includes an aqueous boric acid solution containing 100 g of boric acid per 1 L of water and propylene glycol Propylene glycol is contained in an amount of 10% by volume to 30% by volume based on the total volume.

일 실시예에서, 고전압 양극산화액은 전체 부피에 대해서 70 부피%의 붕산 수용액과 30 부피%의 프로필렌글리콜을 포함할 수 있다.In one embodiment, the high-voltage anodizing solution may comprise 70 vol% boric acid aqueous solution and 30 vol% propylene glycol based on the total volume.

일 실시예에서, 고전압 양극산화액은 에칭-포어가 형성된 표면에 금속산화물이 졸-겔 코팅된 알루미늄 박을 700V 내지 1,000V의 전압 조건에서 양극 산화하는 공정에서 이용할 수 있다.In one embodiment, the high-voltage anodizing solution can be used in the process of anodizing an aluminum foil having a metal oxide sol-gel coated on the etched-pore surface at a voltage of 700 V to 1,000 V.

본 발명의 일 실시예에 따른 전해 커패시터용 알루미늄 박의 제조 방법은 진공 상태에서, 다수의 에칭-포어들을 포함하는 다공성 알루미늄 박을 챔버에 수용된 금속 산화물 졸에 함침시키는 함침 단계, 상기 챔버 내에 잔류하는 금속 산화물 졸을 배출시키는 회수 단계, 금속 산화물 졸이 코팅된 알루미늄 박을 건조시키는 건조 단계, 건조된 코팅막을 소결시키는 소결 단계 및 소결된 코팅막이 형성된 알루미늄 박을 양극산화액을 이용하여 양극 산화시켜, 에칭-포어들 내부의 내벽면에 적층된 산화알루미늄층 및 금속 산화층을 포함하는 복합 산화물층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 양극산화액은 물 1 L당 100 g의 붕산(boric acid)이 포함된 붕산 수용액과 프로필렌글리콜(propylene glycol)을 포함하되, 프로필렌글리콜이 전체 부피에 대해서 10 부피% 내지 30 부피%로 포함된다.A method of manufacturing an aluminum foil for an electrolytic capacitor according to an embodiment of the present invention includes the steps of impregnating a porous aluminum foil containing a plurality of etching pores in a vacuum state with a metal oxide sol contained in a chamber, A step of discharging the metal oxide sol, a step of drying the aluminum foil coated with the metal oxide sol, a sintering step of sintering the dried coating film, and an anodic oxidation of the aluminum foil having the sintered coating film formed thereon, Forming a composite oxide layer comprising an aluminum oxide layer and a metal oxide layer stacked on an inner wall surface of the etch-pores, wherein the anodic oxidant solution comprises 100 g of boric acid per liter of water And an aqueous solution of boric acid and propylene glycol, wherein propylene glycol is present in an amount of from 10% by volume to 30% By volume.

일 실시예에서, 상기 제조 방법은, 회수 단계를 수행하기 전에, 알루미늄 박이 금속 산화물 졸에 함침된 상태에서 가압하는 가압 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 금속 산화물 졸에 함침시키는 단계는 비진공 상태의 챔버 내에 알루미늄 박을 배치시키는 단계, 알루미늄 박이 배치된 상태에서 챔버를 진공 상태로 만드는 단계 및 진공 상태의 챔버 내부로 금속 산화물 졸을 제공하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, the manufacturing method may further include a pressing step of pressing the aluminum foil in a state impregnated with the metal foil sol, before performing the recovery step. At this time, the step of impregnating the metal oxide sol includes the steps of disposing the aluminum foil in the chamber in a non-vacuum state, making the chamber in a vacuum state in a state in which the aluminum foil is disposed and providing the metal oxide sol in the vacuum chamber Step < / RTI >

일 실시예에서, 상기 복합 산화물층을 형성하는 단계는 700 V 내지 1,000V의 전압 조건에서 수행될 수 있다.
In one embodiment, the step of forming the composite oxide layer may be performed at a voltage of 700 V to 1,000 V.

상기에서 설명한 본 발명의 금속산화물로 코팅된 전해 커패시터용 알루미늄 박의 고전압 양극산화액 및 이를 이용한 전해 커패시터용 알루미늄 박의 제조 방법에 따르면, 700V 이상의 전압 조건에서 양극 산화 공정을 안정적으로 수행할 수 있다. 특히, 금속산화물막의 박리가 일어나지 않는 것을 확인할 수 있다. 이에 따라, 제조된 전해 커패시터의 내전압과 용량이 향상될 수 있어 제품의 시장 경쟁력을 향상시킬 수 있다.
According to the above-described method for producing an aluminum foil for an electrolytic capacitor coated with a metal oxide of the present invention and a method for producing an aluminum foil for electrolytic capacitors using the same, an anodic oxidation process can be stably performed at a voltage of 700 V or higher . Particularly, it can be confirmed that peeling of the metal oxide film does not occur. Accordingly, the withstand voltage and capacity of the manufactured electrolytic capacitor can be improved, and the market competitiveness of the product can be improved.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 박의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 도 1의 제조 방법을 수행하기 위한 알루미늄 박의 제조 장치를 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 고전압 양극산화액에서 프로필렌글리콜 함량별 시간의 변화에 따른 내전압 특성 변화를 나타낸 그래프이다.
도 4는 금속산화물 코팅 샘플과 미코팅 샘플에 대한 양극 산화 공정 후의 전압 변화에 따른 비용량 변화를 나타낸 그래프이다.
1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an aluminum foil according to an embodiment of the present invention.
2 is a conceptual diagram for explaining an apparatus for manufacturing an aluminum foil for performing the manufacturing method of FIG.
FIG. 3 is a graph showing changes in withstand voltage characteristics of the high-voltage anodizing solution according to changes in propylene glycol content with time.
FIG. 4 is a graph showing the specific capacitance change with voltage change after the anodic oxidation process for the metal oxide coated sample and the uncoated sample. FIG.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. It is to be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but on the contrary, is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the term "comprises" or "having ", etc. is intended to specify that there is a feature, step, operation, element, part or combination thereof described in the specification, , &Quot; an ", " an ", " an "

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 박의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 2는 도 1의 제조 방법을 수행하기 위한 알루미늄 박의 제조 장치를 설명하기 위한 개념도이다.FIG. 1 is a flow chart for explaining a method of manufacturing an aluminum foil according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining an apparatus for manufacturing an aluminum foil for performing the manufacturing method of FIG.

도 1 및 도 2를 참조하면, 알루미늄 박의 제조 장치(200) 중의 진공 조건의 챔버(210)에서 알루미늄 박(TG)을 금속 산화물 졸(212)에 침지시킨다(단계 S110).Referring to FIGS. 1 and 2, an aluminum foil TG is immersed in a metal oxide sol 212 in a vacuum chamber 210 in an aluminum foil manufacturing apparatus 200 (step S110).

이때, 알루미늄 박(TG)은 표면에 형성된 다수의 에칭-포어들을 포함하는 상태로 금속 산화물 졸(212)에 침지된다.At this time, the aluminum foil (TG) is immersed in the metal oxide sol 212 in a state including a plurality of etch-pores formed on the surface.

구체적으로, 비어 있는 비진공 상태의 챔버(210) 내에 알루미늄 박(TG)을 배치시키고, 챔버(210) 내를 진공 상태로 만든다. 진공 상태로 만들면서, 알루미늄 박(TG)의 에칭-포어들 내부의 공기를 외부로 배출시킬 수 있다. 이때, 제조 장치(200)의 펌프(240)를 이용하여 챔버(210)를 진공 상태로 만들 수 있고, 펌프(240)와 챔버(210)를 연결하는 튜브에는 밸브가 설치될 수 있다. 진공 상태의 압력은 약 759 토르(Torr) 내지 1 밀리토르(mTorr)일 수 있다. 알루미늄 박 공극내부의 공기를 배출한다. 진공 상태에서, 알루미늄 박(TG)을 금속 산화물 졸(212)에 침지시킨다. 진공 상태를 만들면서, 알루미늄 박(TG)의 에칭-포어들 내부의 공기가 빠져나간 상태이므로 이 침지 공정에서 에칭-포어들 내부로 금속 산화물 졸(212)이 흡입되면서 에칭-포어들 내부의 내벽면이 금속 산화물 졸(212)로 균일하게 코팅될 수 있다.Specifically, an aluminum foil (TG) is disposed in the empty non-vacuum chamber 210, and the inside of the chamber 210 is evacuated. Air in the etching-pores of the aluminum foil (TG) can be discharged to the outside while being made into a vacuum state. At this time, the chamber 210 may be evacuated using the pump 240 of the manufacturing apparatus 200, and a valve may be installed in the tube connecting the pump 240 and the chamber 210. The vacuum state pressure may be between about 759 torr and 1 millitorr. The air inside the aluminum foil pore is discharged. In the vacuum state, the aluminum foil TG is immersed in the metal oxide sol 212. Since the air inside the etching pores of the aluminum foil TG is in a vacuum state while the vacuum state is being formed, the metal oxide sol 212 is sucked into the etching pores in the soaking process, The wall surface can be uniformly coated with the metal oxide sol 212.

금속 산화물 졸(212)은 금속 산화물로 이루어진 졸(sol) 상태의 코팅재로서, 예를 들어, 산화지르코늄(ZrO2), 산화티티늄(TiO2), 산화니오븀(Nb2O5), 산화탄탈(Ta2O5), 티탄산바륨(BaTiO3) 등을 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 2 이상을 조합하여 이용할 수 있다. 금속 산화물 졸(212)은 금속 산화물의 전구체를 이용하여 제조할 수 있으며, 금속 산화물 졸(212)의 종류에 따라서 전구체 및 용매의 종류, 농도 및 첨가물의 종류, 배합비 등은 달라질 수 있다.The metal oxide sol 212 is a coating material in the form of a sol consisting of a metal oxide such as zirconium oxide (ZrO 2 ), titanium oxide (TiO 2 ), niobium oxide (Nb 2 O 5 ) (Ta 2 O 5 ), barium titanate (BaTiO 3 ), and the like. These may be used alone or in combination of two or more. The metal oxide sol 212 may be prepared using a precursor of a metal oxide. Depending on the type of the metal oxide sol 212, the kind and concentration of the precursor and the solvent, the kind of the additive, and the compounding ratio may vary.

알루미늄 박(TG)은 챔버(210)에 구비된 지지부(214)에 설치되어 금속 산화물 졸(212)에 침지될 수 있다. 챔버(210)의 전면부는 내부의 코팅 상태를 확인할 수 있는 투명창을 포함하고, 챔버(210)에는 챔버(210) 내부의 압력 상태를 확인할 수 있는 압력 게이지(250)가 설치될 수 있다.The aluminum foil TG may be attached to the support 214 of the chamber 210 and may be immersed in the metal oxide sol 212. The front surface of the chamber 210 includes a transparent window for confirming the coating state of the chamber 210 and a pressure gauge 250 for confirming the pressure inside the chamber 210 may be installed in the chamber 210.

금속 산화물 졸(212)은 코팅재 공급부(220)에 저장된 후, 챔버(210)가 진공 상태가 된 후 공급유로를 통해 챔버(210)로 제공되어 챔버(210)의 내부 공간에 수용됨으로써 알루미늄 박(TG)을 침지시킬 수 있다. 이때, 상기 공급유로에는 밸브가 설치되어 금속 산화물 졸(212)의 유동을 개폐할 수 있다. 즉, 펌프(240)와 챔버(210)를 연결하는 튜브에 구비된 밸브를 닫고, 상기 공급유로와 연결된 밸브를 서서히 개방함으로써 압력 차이에 의해서 금속 산화물 졸(212)이 챔버(210) 내로 제공될 수 있고, 상기 공급유로와 연결된 밸브의 개방량을 통해서 챔버(210) 내의 금속 산화물 졸(212)의 액량을 조절할 수 있다.The metal oxide sol 212 is stored in the coating material supply unit 220 and then supplied to the chamber 210 through the supply channel after the chamber 210 is evacuated to be accommodated in the inner space of the chamber 210, TG) can be immersed. At this time, a valve is provided in the supply passage to open / close the flow of the metal oxide sol 212. That is, the valve provided in the tube connecting the pump 240 and the chamber 210 is closed, and the valve connected to the supply channel is gradually opened, so that the metal oxide sol 212 is supplied into the chamber 210 And the amount of liquid of the metal oxide sol 212 in the chamber 210 can be adjusted through the opening amount of the valve connected to the supply flow path.

금속 산화물 졸(212)에 알루미늄 박(TG)이 침지된 상태로 소정 시간을 유지시킨 후에, 잔여 금속 산화물 졸(212)을 회수하고(단계 S120), 알루미늄 박(TG)에 코팅된 금속 산화물 졸(212)을 건조시킨다(단계 S130).After the aluminum foil TG is immersed in the metal oxide sol 212 for a predetermined period of time, the remaining metal oxide sol 212 is recovered (Step S120), and the metal oxide sol (Step S130).

상기 공급유로와 연결된 밸브를 닫아 금속 산화물 졸(212)의 공급을 중단한 상태에서, 챔버(210)과 코팅재 공급부(220) 사이에 연결된 배출유로와 연결된 밸브를 열어 상기 배출유로를 통해서 잔여 금속 산화물 졸(212)을 다시 코팅재 공급부(220)로 회수한다.The valve connected to the supply flow path is closed to stop the supply of the metal oxide sol 212 and the valve connected to the discharge flow path connected between the chamber 210 and the coating material supply unit 220 is opened to discharge the remaining metal oxide The sol 212 is returned to the coating material supply unit 220 again.

상기 배출유로를 통해서 금속 산화물 졸(212)이 배출되는 속도, 즉 금속 산화물 졸(212)이 챔버(210) 내에 잔존하는 높이를 기준으로, 10 mm/s 초과로 하는 경우, 담금 코팅(dip-coating)에서 알루미늄 박(TG)의 인상 속도가 증가되는 효과를 갖게 되어 알루미늄 박(TG)의 표면에 코팅되는 금속 산화물 졸(212)의 양이 증가하므로 두꺼운 두께의 코팅막이 형성될 수 있으나, 그 두께가 불균일하고 쉽게 균열이 생길 수 있는 단점이 있다. 따라서 금속 산화물 졸(212)이 배출되는 속도는 10 mm/s 이하인 것이 바람직하고, 약 0.2 mm/s 내지 약 10 mm/s일 수 있다.If the rate at which the metal oxide sol 212 is discharged through the discharge channel, that is, the height of the metal oxide sol 212 remaining in the chamber 210 is set to more than 10 mm / s, the dip- coating layer may increase the pulling speed of the aluminum foil TG and increase the amount of the metal oxide sol 212 coated on the surface of the aluminum foil TG so that a thick coating layer may be formed. There is a disadvantage in that the thickness is uneven and cracks can easily occur. Therefore, the rate at which the metal oxide sol 212 is discharged is preferably 10 mm / s or less, and may be about 0.2 mm / s to about 10 mm / s.

이때, 잔여 금속 산화물 졸(212)을 회수하기 전에, 알루미늄 박(TG)을 금속 산화물 졸(212)에 침지시킨 상태에서 압력을 가하는 공정을 더 수행할 수 있다. 이 공정은, 금속 산화물 졸(212)의 코팅을 보다 균일하고 용이하게 진행하기 위해서 부가적으로 수행할 수 있는 공정으로서, 약 1 내지 5 기압 정도의 압력을 가할 수 있다. 약 10 분 내지 1 시간동안 가압 공정이 수행될 수 있다. 에칭-포어들의 깊이 및/또는 형상에 의해 코팅이 용이하지 않은 경우, 상기와 같이 가압을 해줌으로써 에칭-포어들 내부의 내벽에 균일하게 금속 산화물 졸(212)을 코팅시킬 수 있다. 에칭-포어들의 깊이가 10 ㎛를 초과하는 경우에는 가압 공정을 수행하는 것이 바람직하다. 가압 공정에서 이용되는 기체는, 불활성 가스로서, 아르곤(Ar), 헬륨(He) 등을 들 수 있다. 압력을 가한 후 일정시간(10~30분) 유지하여 코팅이 진행되도록 한다. 불활성 가스는 챔버(210)와 연결된 가스 공급부(230)를 통해서 제공될 수 있다.At this time, before the remaining metal oxide sol 212 is recovered, a step of applying pressure while immersing the aluminum foil TG in the metal oxide sol 212 may be further performed. This process can be performed additionally in order to more uniformly and easily proceed the coating of the metal oxide sol 212, and a pressure of about 1 to 5 atm may be applied. A pressurization process may be performed for about 10 minutes to 1 hour. If the coating is not easy due to the depth and / or shape of the etching-pores, the metal oxide sol 212 can be uniformly coated on the inner wall of the etching-pores by applying the pressure as described above. When the depth of the etching-pores is more than 10 mu m, it is preferable to perform the pressing process. As the inert gas, argon (Ar), helium (He) or the like can be used as the gas used in the pressurizing step. After applying pressure, keep the coating for a certain time (10 ~ 30 minutes). The inert gas may be supplied through the gas supply unit 230 connected to the chamber 210.

상기에서 설명한 바와 같이, 잔여 금속 산화물 졸(212)을 회수하고, 건조 공정을 수행한다. 건조 공정은 약 100℃ 내지 200℃에서 수행될 수 있고, 약 30 내지 60분 동안 수행될 수 있다. 이에 따라 알루미늄 박(TG)의 표면, 특히 에칭-포어들 내부의 내벽면에 균일하게 금속 산화물 졸(212)이 코팅되어 코팅막을 형성할 수 있다. 상기 코팅막의 두께는, 침지 공정(S110), 회수 공정(S120) 및 건조 공정(130)을 포함하는 사이클 수를 조절함으로써 결정할 수 있다. 즉, 침지 공정(S110), 회수 공정(S120) 및 건조 공정(130)을 한 사이클로 하여, 이 사이클을 몇 번 수행하는지에 따라서 상기 코팅 두께가 결정될 수 있다. 이때, 상기 사이클에는 가압 공정이 더 추가될 수 있다.As described above, the remaining metal oxide sol 212 is recovered and dried. The drying process may be performed at about 100 ° C to 200 ° C, and may be performed for about 30 to 60 minutes. Accordingly, the metal oxide sol 212 is uniformly coated on the surface of the aluminum foil (TG), particularly the inner wall surface of the etch-pores, to form a coating film. The thickness of the coating film can be determined by adjusting the number of cycles including the immersion step (S110), the recovery step (S120), and the drying step (130). That is, the coating thickness can be determined depending on whether the immersion step (S110), the collection step (S120), and the drying step (130) are performed in one cycle and the cycle is repeated several times. At this time, a pressurizing process may be further added to the cycle.

이어서, 상기 코팅막이 형성된 알루미늄 박(TG)에 대해서 소결 공정을 수행하고(단계 S140), 소결된 알루미늄 박(TG)에 대해서 양극산화액을 이용하여 양극 산화 공정을 수행함으로써(단계 S150) 본 발명에 따른 알루미늄 박을 제조한다.Subsequently, a sintering process is performed on the aluminum foil (TG) on which the coating film is formed (step S140), and anodizing process is performed on the sintered aluminum foil (TG) using an anodizing solution (step S150) ≪ / RTI >

구체적으로, 소결 공정은 상기 코팅막을 결정화시키는 공정으로서, 약 350℃ 내지 약 600℃에서 수행될 수 있다. 이때, 소결 공정은 약 10분 내지 약 60분 동안 수행될 수 있다. 소결 공정은 대기압 또는 산소 분위기 하에서 수행될 수 있다.Specifically, the sintering process is a process of crystallizing the coating film, and can be performed at about 350 ° C to about 600 ° C. At this time, the sintering process can be performed for about 10 minutes to about 60 minutes. The sintering process may be performed at atmospheric pressure or under an oxygen atmosphere.

일례로, 소결 공정은 상기에서 설명한 침지 공정(S110), 회수 공정(S120) 및 건조 공정(130)을 포함하는 사이클이 적어도 1회 이상 수행된 후에, 이어서 수행될 수 있다. 이와 달리, 소결 공정은 상기 사이클에 포함되어 사이클이 반복될 때마다 침지 공정(S110), 회수 공정(S120) 및 건조 공정(130)에 이어서 수행될 수 있다.In one example, the sintering process may be performed subsequently after at least one cycle including the above-described immersion process (S110), recovery process (S120), and drying process (130) is performed. Alternatively, the sintering process may be performed subsequent to the immersion step (S110), the collecting step (S120), and the drying step (130) each time the cycle is included in the cycle.

상기와 같이 소결 공정이 수행된 후, 소결된 알루미늄 박(TG)에 대해서는 양극 산화 공정이 수행되는데, 이때 양극 산화 공정은 700V 이상의 전압 조건에서 수행된다. 이때의 전류 조건은 20 mA/cm2 내지 50 mA/cm2일 수 있다.After the sintering process as described above, the sintered aluminum foil (TG) is subjected to an anodizing process, wherein the anodizing process is performed at a voltage of 700 V or more. The current condition at this time may be 20 mA / cm 2 to 50 mA / cm 2 .

양극산화액은 붕산 수용액과 프로필렌글리콜(propylene glycol)을 포함한다. 붕산 수용액은 물 1 L당 100 g의 붕산(boric acid)이 포함되고, 프로필렌글리콜이 상기 양극산화액 전체 부피에 대해서 10 부피% 내지 30 부피%로 포함된다. 상기 양극산화액은 붕산 수용액에 프로필렌글리콜을 혼합하여 제조할 수 있고, 30 내지 70℃의 온도 범위에서 1 내지 2 시간동안 교반하여 준비할 수 있다.The anodizing solution contains an aqueous solution of boric acid and propylene glycol. The boric acid aqueous solution contains 100 g of boric acid per liter of water and propylene glycol is contained in an amount of 10% by volume to 30% by volume based on the total volume of the anolyte. The anolyte solution may be prepared by mixing propylene glycol with an aqueous solution of boric acid, and the mixture may be stirred at a temperature ranging from 30 to 70 ° C for 1 to 2 hours.

양극산화액으로 붕산만을 포함하거나, 붕산과 에틸렌글리콜을 혼합하여 이용하는 경우, 양극 산화 공정을 700V 이상의 전압 조건에서 수행하는 경우에 상기 코팅막이 박리되는 문제가 있다. 또한, 붕산 수용액에 프로필렌글리콜을 10 부피% 미만으로 포함시키는 경우에는 프로필렌글리콜 첨가에 의한 박리 문제를 해결할 수 없고, 30 중량% 초과의 경우에는 코팅막 박리가 방지되기는 하지만 오히려 양극 산화가 안정적으로 일어나지 않아 복합 산화물층이 제대로 형성되지 않는 문제가 있다. 따라서, 프로필렌글리콜을 포함하는 본 발명에 따른 양극산화액의 경우, 프로필렌글리콜의 함량이 전제 양극산화액 부피에 대해서 10 부피% 내지 30 부피%인 것이 바람직하다. 제조된 복합 산화물층의 특성을 고려할 때, 가장 바람직하게는 프로필렌글리콜의 함량은 전체 양극산화액 부피에 대해서 30 부피%이고 나머지 70 부피%는 붕산 수용액이 차지하는 경우이다.When boric acid alone is mixed with boric acid and ethylene glycol as an anodic oxidizing solution and the anodic oxidation process is performed under a voltage condition of 700 V or more, there is a problem that the coating film peels off. In addition, when the aqueous boric acid solution contains less than 10% by volume of propylene glycol, the problem of peeling due to the addition of propylene glycol can not be solved. If it exceeds 30% by weight, peeling of the coating film is prevented, There is a problem that the composite oxide layer is not properly formed. Therefore, in the case of the anodic oxidizing solution according to the present invention containing propylene glycol, it is preferable that the content of propylene glycol is 10% by volume to 30% by volume with respect to the volume of the total anodizing solution. Considering the characteristics of the composite oxide layer thus prepared, the content of propylene glycol is most preferably 30 vol% based on the total volume of the anolyte solution, and the remaining 70 vol% is occupied by the aqueous boric acid solution.

양극 산화 공정으로 인해, 알루미늄 박(TG)의 에칭-포어들 내부의 내벽면이 소정 두께로 산화되어 산화알루미늄으로 변환되고, 그 위에 코팅막이 금속 산화물층이 형성된 구조가 된다. 상기 코팅막이 균일한 두께를 가지고 알루미늄 박(TG)의 에칭-포어들 내부의 내벽면에 형성되어 있으므로 궁극적으로는 균일한 두께의 금속 산화물층이 상기 내벽면에 형성된 구조로서, 최종적으로 산화알루미늄과 고유전 상수를 갖는 금속 산화물층의 혼합층인 복합 산화물층을 포함하는 알루미늄 박이 형성된다. 이러한 알루미늄 박은 고전압용 전해 커패시터에 적용될 수 있다.Due to the anodic oxidation process, the inner wall surface inside the etching pores of the aluminum foil TG is oxidized to a predetermined thickness and converted into aluminum oxide, and a coating film is formed on the metal oxide layer. Since the coating film has a uniform thickness and is formed on the inner wall surface of the etching pores of the aluminum foil TG, ultimately a metal oxide layer having a uniform thickness is formed on the inner wall surface, An aluminum foil including a composite oxide layer which is a mixed layer of a metal oxide layer having a high dielectric constant is formed. Such an aluminum foil can be applied to electrolytic capacitors for high voltage.

상기에서 설명한 바에 따르면, 다수의 에칭-포어들을 포함하는 다공성 알루미늄 박(TG)에 균일하게 유전 상수가 높은 금속 산화물층을 형성할 수 있고, 에칭-포어들을 통해서 전극의 유효 표면적을 증가시키면서도 상기 양극산화액을 이용함으로써 안정적으로 양극 산화 공정을 수행하여 산화알루미늄과 금속 산화물층을 모두 포함하는 복합 산화물층이 형성된 알루미늄 박을 제조할 수 있다. 이와 같은 알루미늄 박은 전극 구조체로서 전해질과 함께 전해 커패시터를 구성함으로써 동일 체적에서 정전 용량을 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 알루미늄 전해 커패시터의 사이즈를 감소시킬 수 있어 제품의 시장 경쟁력을 향상시킬 수 있다. 즉, 2개의 전극 구조체들과 그들 사이에 개재된 전해질을 포함하는 전해 커패시터에 있어서, 적어도 1개의 전극 구조체가 본 발명에 따른 알루미늄 박으로 구성될 수 있다.As described above, it is possible to form a metal oxide layer having a high dielectric constant uniformly in a porous aluminum foil (TG) including a plurality of etching-pores, to increase the effective surface area of the electrode through the etching- An anodic oxidation process can be stably performed by using an oxidizing solution to produce an aluminum foil having a composite oxide layer containing both aluminum oxide and a metal oxide layer. Such an aluminum foil can improve the electrostatic capacitance in the same volume by constructing an electrolytic capacitor together with an electrolyte as an electrode structure. As a result, the size of the aluminum electrolytic capacitor can be reduced, and the market competitiveness of the product can be improved. That is, in an electrolytic capacitor including two electrode structures and an electrolyte interposed therebetween, at least one electrode structure may be composed of the aluminum foil according to the present invention.

이하에서는, 본 발명의 양극전해액의 구체적인 실시예들과 비교예를 통해서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
Hereinafter, concrete examples of the positive electrode electrolyte of the present invention and comparative examples will be described in more detail.

양극산화액의 제조Manufacture of anodizing solution

물 1L에 붕산(boric acid) 100g을 혼합하여 붕산 수용액을 제조하였고, 붕산 수용액과 프로필렌글리콜을 혼합하여 50℃에서 약 1시간동안 교반하여 양극산화액 1 내지 5를 준비하였다. 양극산화액 1 내지 5 각각에서의 프로필렌글리콜의 함량은 양극산화액 전체 부피에 대해서 10 부피%, 20 부피%, 30 부피%, 50 부피% 및 70 부피%이었다.
An aqueous solution of boric acid was prepared by mixing 100 g of boric acid with 1 L of water. An aqueous solution of boric acid and propylene glycol were mixed and stirred at 50 ° C for about 1 hour to prepare anodic oxidized solutions 1 to 5. The content of propylene glycol in each of the anolyte solutions 1 to 5 was 10% by volume, 20% by volume, 30% by volume, 50% by volume and 70% by volume based on the total volume of the anolyte.

양극산화 샘플 1 내지 6의 제조Preparation of anodic oxidation samples 1 to 6

양극산화액과 붕산 수용액을 이용하여 양극산화 공정을 수행하기 위해서, 먼저 에치-포어가 형성된 알루미늄 박을 준비하고 하기와 같이 알루미늄 박의 표면에 산화지르코늄막을 졸-겔법을 이용하여 코팅하였다.In order to perform an anodic oxidation process using an anodic oxidizing solution and an aqueous boric acid solution, an aluminum foil having an etch-pore formed thereon was first prepared, and a zirconium oxide film was coated on the surface of the aluminum foil by the sol-gel method as follows.

산화지르코늄의 전구체로서, 지르코늄 n-부톡사이드(Zirconium n-butoxide, [Zr[O(CH2)3CH3]4])를 이용하여 0.4 mol/ℓ 농도의 지르코니아 졸 용액을 제조하였다. 상기 지르코니아 졸 용액의 용매는 2-메톡시 에탄올(2-methoxy etanol, [CH3OCH2CH2OH])을 이용하였고, 첨가제는 초산(acetic acid[CH3COOH])을 사용하였다. 상기 지르코니아 졸 용액의 제조에서, 지르코늄과 아세트산의 몰비는 1:6이었고, 상온에서 60분간 교반한 후, 산화지르코늄의 침전을 방지하기 위해서 질산(HNO3)을 첨가하였다. 에칭-포어들이 형성된 알루미늄 박이 챔버 내에 배치된 상태에서 진공 조건(50 mTorr)을 만들고, 약 30분을 유지하여 에칭-포어들 내부의 공기를 배출시킨 후에 상기와 같이 준비된 지르코니아 졸 용액을 챔버로 공급하였다.A zirconia sol solution having a concentration of 0.4 mol / l was prepared by using zirconium n-butoxide (Zr [O (CH 2 ) 3 CH 3 ] 4 ] as a precursor of zirconium oxide. The solvent of the zirconia sol solution was 2-methoxyethanol, [CH 3 OCH 2 CH 2 OH], and acetic acid [CH 3 COOH] was used as an additive. In the preparation of the zirconia sol solution, the molar ratio of zirconium to acetic acid was 1: 6, and after stirring at room temperature for 60 minutes, nitric acid (HNO 3 ) was added to prevent precipitation of zirconium oxide. (50 mTorr) in a state where the aluminum foil having the etch-pores formed therein was placed in the chamber, and the air inside the etching-pores was discharged for about 30 minutes to supply the prepared zirconia sol solution to the chamber Respectively.

상기 지르코니아 졸 용액에 알루미늄 박이 침지된 상태로 15분 동안 유지시킨 후, 아르곤 가스로 3 기압의 압력을 가해 10분간 유지한 후 잔류 지르코니아 졸 용액을 0.5 mm/s로 하강하도록 조절하여 회수하였다. 이어서, 챔버를 개방한 후, 코팅막이 형성된 알루미늄 박을 100℃에서 1시간 건조하였다. 이와 같은, 침지, 가압 및 건조 공정을 4회 수행하였다. 500℃에서 30분간 소결 공정을 수행하여 코팅막을 결정화시켰다.
The aluminum foil was immersed in the zirconia sol solution for 15 minutes, and then the pressure of 3 atm was applied with argon gas to maintain the solution for 10 minutes, and then the residual zirconia sol solution was adjusted to fall to 0.5 mm / s. Subsequently, after the chamber was opened, the aluminum foil having the coating film formed thereon was dried at 100 DEG C for 1 hour. The immersion, pressurization and drying processes were performed four times. The sintering process was performed at 500 ° C for 30 minutes to crystallize the coating film.

양극산화된 박의 특성 평가Characterization of anodised foil

상기와 같이 표면에 산화지르코늄막이 형성된 알루미늄 박을 포함하는 샘플들을 준비한 후, 각각에 대해서 붕산 수용액과, 양극산화액 1 내지 5를 이용하여 50 mA/cm2의 정전류를 인가하여 700V의 전압조건에서 양극산화를 수행하였고, 양극산화된 알루미늄 박을 50 mm×30 mm로 잘라 용량 측정을 위한 샘플을 준비하였다. 상기 샘플을, 순수 1L에 붕산 80g을 혼합한 30℃의 수용액에서 담구어 용량을 측정하였다.After the samples including the aluminum foil having the surface on which the zirconium oxide film was formed were prepared as described above, a constant current of 50 mA / cm 2 was applied to each of the samples using an aqueous solution of boric acid and an anolyte solutions 1 to 5, Anodic oxidation was performed, and anodized aluminum foil was cut into 50 mm x 30 mm to prepare a sample for capacity measurement. The sample was immersed in an aqueous solution at 30 캜 in which 80 g of boric acid and 1 L of pure water were mixed.

상기의 공정과 실질적으로 동일한 공정으로 양극산화 공정의 전압 조건을 800V 및 900V으로 하여 용량을 측정하였다.The voltage was set to 800 V and 900 V in the anodizing process in substantially the same process as the above process, and the capacity was measured.

그 결과를 하기 표 1에 나타낸다.The results are shown in Table 1 below.

프로필렌글리콜
함량(부피%)
Propylene glycol
Content (vol%)
용량(㎌/cm2)Capacity (㎌ / cm 2 )
700V700V 800V800V 900V900V 0 (붕산수용액)0 (boric acid aqueous solution) 0.520.52 0.430.43 0.300.30 10(양극산화액1)10 (Anodizing solution 1) 0.530.53 0.460.46 0.350.35 20(양극산화액2)20 (Anodizing solution 2) 0.690.69 0.470.47 0.420.42 30(양극산화액3)30 (anodizing solution 3) 0.720.72 0.620.62 0.510.51 50(양극산화액4)50 (Anodizing solution 4) 0.670.67 0.490.49 0.420.42 70(양극산화액5)70 (Anodizing solution 5) 0.530.53 0.430.43 0.340.34

표 1을 참조하면, 프로필렌글리콜이 10 부피%에서 30 부피%까지 증가함에 따라 양극산화공정의 전압 조건이 700V, 800V 및 900V 각각에서 용량이 증가하는 경향을 나타내는 것을 확인할 수 있다. 프로필렌글리콜을 포함하지 않는 순수한 붕산 수용액을 이용한 경우에 비해서, 프로필렌글리콜이 포함된 경우가 동일한 전압 조건에서 용량이 증가한 결과를 확인할 수 있다. 이는, 프로필렌글리콜의 함량이 증가함에 따라 알루미늄 박 표면에서 발생하는 아크가 감소하면서 안정적으로 복합산화물이 생성되고, 산화지르코늄의 박리가 감소함에 따라 나타나는 결과로 볼 수 있다.Referring to Table 1, it can be seen that as the propylene glycol is increased from 10% by volume to 30% by volume, the voltage condition of the anodization process tends to increase in capacity at 700V, 800V and 900V, respectively. Compared with the case where a pure aqueous solution of boric acid containing no propylene glycol was used, it can be confirmed that the case where propylene glycol was contained increased the capacity under the same voltage condition. It can be seen that as the content of propylene glycol increases, the arc generated on the aluminum foil surface is reduced and the composite oxide is stably produced, and the exfoliation of zirconium oxide is reduced.

반면, 양극산화액 4나 5의 경우와 같이, 프로필렌글리콜을 포함하더라도 그 함량이 30 부피%를 초과한 경우에는 오히려 양극산화액의 점도가 증가함에 따라서 안정적으로 양극산화가 일어나지 못하여 용량이 저하되는 결과가 나타나는 것을 확인할 수 있다.
On the other hand, when the content of propylene glycol is more than 30% by volume, as in the case of the anodic oxidants 4 and 5, the anodic oxidation can not be stably carried out as the viscosity of the anodized oxidant increases, You can see the result.

내전압 특성평가Evaluation of withstand voltage characteristics

양극산화공정의 전압조건을 700V로 한 경우 양극산화된 박막 각각에 대해서 시간 변화에 따른 내전압 특성 평가를 수행하였다. 그 결과를 도 3에 나타낸다.When the voltage condition of the anodic oxidation process was 700V, the withstand voltage characteristics of each of the anodized thin films were evaluated with time. The results are shown in Fig.

도 3은 고전압 양극산화액에서 프로필렌글리콜 함량별 시간의 변화에 따른 내전압 특성 변화를 나타낸 그래프이다.FIG. 3 is a graph showing changes in withstand voltage characteristics of the high-voltage anodizing solution according to changes in propylene glycol content with time.

도 3에서 나타낸 %는 부피%를 의미하며, 양극산화액에 포함된 프로필렌글리콜의 함량을 나타낸다.The% shown in Fig. 3 means the volume% and represents the content of propylene glycol contained in the anodizing solution.

도 3을 참조하면, 프로필렌글리콜을 포함하지 않은(0%) 붕산 수용액의 경우에 비해서, 양극산화액 1(10%)을 이용한 경우나 양극산화액 2(20%)를 이용한 경우 제조된 박막의 내전압 특성이 더 높은 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 3, when the anodic oxidizing solution 1 (10%) or the anodic oxidizing solution 2 (20%) was used, the prepared thin film It can be confirmed that the withstand voltage characteristic is higher.

양극산화액 3(30%)을 이용한 경우에는 전압상승시간이 오래 걸리기는 하지만 800V까지 상승하는 결과를 나타냄을 확인할 수 있다. 프로필렌글리콜을 포함하지 않은 순수한 붕산 수용액을 이용한 경우, 700V에서 내전압을 나타내는 것에 비해서 양극산화액 3을 이용한 경우 나타나는 결과는 현저하게 증가된 것으로 볼 수 있다.
When the anodic oxidizing solution 3 (30%) is used, it can be confirmed that the voltage rising time is long, but it is increased up to 800V. In the case of using pure aqueous solution of boric acid not containing propylene glycol, the result of using an anolyte solution 3 is remarkably increased as compared with that exhibiting withstand voltage at 700V.

양극산화액의 pH와 전도도 특성 평가Evaluation of pH and Conductivity of Anodic Oxidant

붕산 수용액과 양극산화액 1 내지 5 각각에 대해서 pH와 전도도를 측정하였다. 그 결과를 하기 표 2에 나타낸다.PH and conductivity were measured for each of the boric acid aqueous solution and the anodic oxidized solutions 1 to 5. The results are shown in Table 2 below.

프로필렌글리콜함량(부피%)Propylene glycol content (vol%) 0%
(붕산수용액)
0%
(Boric acid aqueous solution)
10%
(양극산화액 1)
10%
(Anodic oxidizing solution 1)
20%
(양극산화액 2)
20%
(Anodizing solution 2)
30%
(양극산화액 3)
30%
(Anodizing solution 3)
50%
(양극산화액 4)
50%
(Anodizing solution 4)
70%
(양극산화액 5)
70%
(Anodizing solution 5)
pHpH 2.432.43 2.642.64 2.732.73 2.912.91 3.973.97 4.154.15 전도도
(㎲/cm)
conductivity
(/ / Cm)
350350 251251 168168 115115 51.851.8 39.139.1

표 2를 참조하면, 양극산화액 1에서 5로 갈수록 pH값이 증가하는 경향을 나타내고, 전도도는 감소하는 경향을 나타내는 것을 알 수 있다. 전도도가 감소하는 것을 통해서, 아크 발생을 감소시킴에 따라 효율적으로 고전압까지 양극산화가 가능하다는 것을 알 수 있다. 하지만, 이러한 특성과 반대로 실제로는 프로필렌글리콜의 함량의 증가에 의한 점도의 증가로 인해 원하는 전압까지 양극산화를 수행할 수 없다.Referring to Table 2, it can be seen that the pH value tends to increase from 1 to 5 in the anolyte solution, and the conductivity tends to decrease. Through the reduction of conductivity, it can be seen that anodic oxidation can be efficiently performed to a high voltage as the arc generation is reduced. However, contrary to this characteristic, anodization can not be carried out up to a desired voltage due to an increase in viscosity due to an increase in the content of propylene glycol.

따라서, 표 2의 결과와 표 1 및 도 3의 결과를 종합하면, 프로필렌글리콜의 함량이 10 부피% 내지 30 부피%의 경우에, 내전압 및 용량 증가 효과를 동시에 확보할 수 있음을 알 수 있다.
Therefore, from the results of Table 2 and the results of Table 1 and FIG. 3, it can be seen that when the content of propylene glycol is from 10% by volume to 30% by volume, the withstand voltage and capacity increase effect can be secured at the same time.

용량 증가 특성 평가Evaluation of capacity increase characteristics

알루미늄 박에 산화지르코늄을 코팅하지 않은 상태의 미코팅 샘플을 준비하였고, 해당 샘플에 대해서 양극산화액 3을 이용하여 700V, 800V 및 900V 각각에서 양극산화 공정을 수행한 후 용량을 측정하였다. 산화지르코늄을 코팅한 알루미늄 박(코팅 샘플)에 대해 양극산화시킨 경우의 결과와 함께 그 결과를 도 4에 나타낸다.An uncoated sample was prepared in the state that the aluminum foil was not coated with zirconium oxide. The sample was subjected to an anodic oxidation process at 700 V, 800 V, and 900 V using an anolyte solution 3, and then the capacity was measured. The results are shown in Fig. 4 together with the results of anodization of aluminum foil coated with zirconium oxide (coating sample).

도 4는 금속산화물 코팅 샘플과 미코팅 샘플에 대한 양극 산화 공정 후의 전압 변화에 따른 비용량 변화를 나타낸 그래프이다.FIG. 4 is a graph showing the specific capacitance change with voltage change after the anodic oxidation process for the metal oxide coated sample and the uncoated sample. FIG.

도 4를 참조하면, 산화지르코늄이 코팅된 코팅 샘플의 용량이, 미코팅 샘플의 용량에 비해서 적어도 50% 이상 높은 것을 알 수 있다. 특히, 900V에서 양극산화공정을 수행한 경우, 71.3%까지 용량이 증가하는 것을 확인할 수 있다.
Referring to FIG. 4, it can be seen that the capacity of the coating sample coated with zirconium oxide is at least 50% higher than the capacity of the uncoated sample. In particular, when the anodic oxidation process is performed at 900 V, the capacity increases to 71.3%.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims. It can be understood that it is possible.

200: 제조 장치 210: 챔버
212: 금속 산화물 졸 214: 지지부
220: 코팅재 공급부 230: 가스 공급부
240: 펌프 250: 압력 게이지
200: manufacturing apparatus 210: chamber
212: metal oxide sol 214: support
220: coating material supply unit 230: gas supply unit
240: Pump 250: Pressure gauge

Claims (7)

물 1 L당 100 g의 붕산(boric acid)이 포함된 붕산 수용액; 및
프로필렌글리콜(propylene glycol)을 포함하되,
프로필렌글리콜이 전체 부피에 대해서 10 부피% 내지 30 부피%로 포함되고 상기 붕산 수용액이 70 부피% 내지 90 부피%로 포함된 고전압 양극 산화액으로서,
상기 고전압 양극 산화액은
직경이 1 내지 2 ㎛이고 깊이가 10 내지 50 ㎛인 에칭-포어가 형성된 표면에 금속산화물이 졸-겔 코팅된 알루미늄박을 700 V 내지 1,000 V의 전압 조건에서 양극 산화하는 공정에서 이용하는 것을 특징으로 하는,
금속산화물로 코팅된 전해 커패시터용 알루미늄 박의 고전압 양극산화액.
An aqueous solution of boric acid containing 100 g of boric acid per liter of water; And
Propylene glycol,
A high-voltage anodizing solution containing propylene glycol in an amount of 10 to 30 vol% based on the total volume and the aqueous solution of boric acid in an amount of 70 to 90 vol%
The high-voltage anodizing solution
Characterized in that an aluminum foil in which a metal oxide is sol-gel coated on an etch-pore-formed surface having a diameter of 1 to 2 占 퐉 and a depth of 10 to 50 占 퐉 is used in an anodic oxidation process at a voltage of 700 V to 1,000 V doing,
High Voltage Anodizing Solution of Aluminum foil for Electrolytic Capacitors Coated with Metal Oxide.
제1항에 있어서,
전체 부피에 대해서 70 부피%의 붕산 수용액과 30 부피%의 프로필렌글리콜을 포함하는 것을 특징으로 하는,
금속산화물로 코팅된 전해 커패시터용 알루미늄 박의 고전압 양극산화액.
The method according to claim 1,
Characterized in that it comprises 70% by volume of an aqueous boric acid solution and 30% by volume of propylene glycol with respect to the total volume,
High Voltage Anodizing Solution of Aluminum foil for Electrolytic Capacitors Coated with Metal Oxide.
삭제delete 진공 상태에서, 직경이 1 내지 2 ㎛이고 깊이가 10 내지 50 ㎛인 다수의 에칭-포어들을 포함하는 다공성 알루미늄 박을 챔버에 수용된 금속 산화물 졸에 함침시키는 함침 단계;
상기 챔버 내에 잔류하는 금속 산화물 졸을 배출시키는 회수 단계;
금속 산화물 졸이 코팅된 알루미늄 박을 건조시키는 건조 단계;
건조된 코팅막을 소결시키는 소결 단계; 및
소결된 코팅막이 형성된 알루미늄 박을 양극산화액을 이용하여 700 V 내지 1,000 의 전압 조건에서 양극 산화시켜, 에칭-포어들 내부의 내벽면에 적층된 산화알루미늄층 및 금속 산화층을 포함하는 복합 산화물층을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 양극산화액은 물 1 L당 100 g의 붕산(boric acid)이 포함된 붕산 수용액과 프로필렌글리콜(propylene glycol)을 포함하되, 프로필렌글리콜이 전체 부피에 대해서 10 부피% 내지 30 부피%로 포함되고 상기 붕산 수용액이 70 부피% 내지 90 부피%로 포함된 것을 특징으로 하는,
전해 커패시터용 알루미늄 박의 제조 방법.
Impregnating a porous aluminum foil containing a plurality of etch-pores having a diameter of 1 to 2 占 퐉 and a depth of 10 to 50 占 퐉 in a vacuum state in a metal oxide sol contained in the chamber;
A recovery step of discharging the metal oxide sol remaining in the chamber;
Drying the aluminum foil coated with the metal oxide sol;
A sintering step of sintering the dried coating film; And
The aluminum foil on which the sintered coating film was formed was anodized using an anodic oxidation liquid at a voltage of 700 V to 1,000 to form a composite oxide layer including an aluminum oxide layer and a metal oxide layer stacked on the inner wall surface of the etching- ; And
The anodizing solution contains an aqueous solution of boric acid containing 100 g of boric acid per liter of water and propylene glycol, wherein propylene glycol is contained in an amount of 10 to 30 vol% based on the total volume Characterized in that said boric acid aqueous solution is comprised between 70% and 90% by volume,
Method for manufacturing aluminum foil for electrolytic capacitors.
제4항에 있어서,
회수 단계를 수행하기 전에, 알루미늄 박이 금속 산화물 졸에 함침된 상태에서 가압하는 가압 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
전해 커패시터용 알루미늄 박의 제조 방법.
5. The method of claim 4,
Characterized by further comprising a pressurizing step in which the aluminum foil is impregnated with the metal oxide sol before the recovery step is carried out,
Method for manufacturing aluminum foil for electrolytic capacitors.
제5항에 있어서,
상기 금속 산화물 졸에 함침시키는 단계는
비진공 상태의 챔버 내에 알루미늄 박을 배치시키는 단계;
알루미늄 박이 배치된 상태에서 챔버를 진공 상태로 만드는 단계; 및
진공 상태의 챔버 내부로 금속 산화물 졸을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
전해 커패시터용 알루미늄 박의 제조 방법.
6. The method of claim 5,
The step of impregnating the metal oxide sol
Disposing an aluminum foil in a chamber in a non-vacuum state;
Placing the chamber in a vacuum state with the aluminum foil disposed thereon; And
And providing a metal oxide sol into the chamber in a vacuum state.
Method for manufacturing aluminum foil for electrolytic capacitors.
삭제delete
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JP2005290559A (en) * 2004-04-01 2005-10-20 Wilson Greatbatch Technologies Inc Anodizing electrolyte for high voltage capacitor anode

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