JPH0315816B2 - - Google Patents

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JPH0315816B2
JPH0315816B2 JP59162178A JP16217884A JPH0315816B2 JP H0315816 B2 JPH0315816 B2 JP H0315816B2 JP 59162178 A JP59162178 A JP 59162178A JP 16217884 A JP16217884 A JP 16217884A JP H0315816 B2 JPH0315816 B2 JP H0315816B2
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JP
Japan
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etching
acid
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carried out
Prior art date
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JP59162178A
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English (en)
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JPS6063916A (ja
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Kozo Arai
Takeshi Nishizaki
Tadao Fujihira
Koichi Okita
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Altemira Co Ltd
Original Assignee
Showa Aluminum Corp
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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の電極用アルミニウ
ム箔の電解エツチング方法に関する。 従来の技術と問題点 電解コンデンサ用のアルミニウム電解箔は、そ
の実効表面積を拡大して単位体積当りの静電容量
を増大するため、一般に電気的或いは化学的エツ
チング処理が施されている。そして、この拡面率
をあげるために、従来からエツチング孔をなるべ
く多くする研究が種々なされてきた。ところが、
従来の電解エツチング技術では、一般的にエツチ
ング孔を多くしようとすると、アルミニウム箔の
表面の溶解も同時に進行して腐食減量が増大し、
機械的強度が損われるという問題があつた。この
ため、拡面率はエツチング後の機械的強度に制限
されて、これを顕著に増大せしめることが困難で
あつた。 この発明は、かかる問題点を解決し、拡面率を
顕著に増大して静電容量を大幅に向上し、かつ機
械的強度にも優れたアルミニウム電極箔を得るこ
とができる電解エツチング方法を提供しようとす
るものである。 問題点を解決するための手段 そこでこの発明は、エツチング処理を前段エツ
チングと後段エツチングとの少なくとも2段階に
分けて行うものとし、かつこの場合において、特
に前段エツチング工程の改善によつて所期目的を
達成しようとするものであり、要するところ、該
前段エツチングを塩素イオン2〜15%と、硫酸、
蓚酸、クロム酸およびリン酸からなる多孔質皮膜
生成酸のうちの少なくとも1種1〜35%とを添加
した水溶液中で、液温50〜100℃、電流密度5〜
40A/dm2の直流で行うことを特徴とするもので
ある。 構成の具体的な説明 エツチング処理を前段エツチングと後段エツチ
ングとの2段階に分けて行うのは、前段エツチン
グにより多孔質の酸化皮膜を生成して、エツチン
グ孔が高密度に存在するエツチング表面を形成
し、次いで後段エツチングにより、そのエツチン
グ孔の部分を集中的にアタツクして該孔を更に深
くかつ太くして高い拡面率を得んとするがためで
ある。従つて、これらの前段および後段の各エツ
チングは必ずしも単一工程で実施する場合のみに
限らず、その個々を2段階で実施する場合、即ち
全体としてエツチング処理を3段階以上で実施す
る場合もこの発明の範囲に包含される。 そこで先ず、この発明の特徴とする前段エツチ
ング工程について詳しく説明する。 [前段エツチング工程] 前段エツチング工程に於けるエツチング液中の
塩素イオン濃度は、これが2%未満であると所期
するエツチング効果が得られず、15%を超えると
アルミニウム箔表面の全面的な溶解が進行する。
従つて、上記範囲内で、特に好ましくは5〜8%
程度とするのが良い。 塩素イオンを含む水溶液に添加する多孔質皮膜
生成酸は、アノード分極により酸化膜を生成する
酸のうちでも、可及的多孔質の酸化皮膜を生成し
うる特定種類のものに限定される。即ち、該酸と
しては、硫酸、蓚酸、リン酸およびクロム酸に限
定されるものである。これらの種類の酸は、アノ
ード分極により多孔質の酸化皮膜を生成しうるも
のである点で相互に均等物であるが、なかでも特
に硫酸は、他のものに較べ単位面積当りに特に多
数個のエツチング孔を高密度に形成しうる点で好
ましい。上記多孔質皮膜生成酸の好適な添加量
は、酸の種類によつて異なるが、いずれの場合に
おいても1%未満の場合にはエツチング核となる
孔を全面的に均一かつ高密度にもつた多孔質皮膜
の生成不十分なものとなり、結果的に静電容量の
充分な向上効果を得ることができない。反対に上
記酸の添加量が35%をこえる場合には、箔表面の
全面溶解が起こり、強度維持に悪影響を及ぼす。
従つて、上記酸の添加量は、1〜35%の範囲内と
すべきであり、特に好ましくは10〜20%程度の範
囲が良い。 このような範囲での上記多孔質皮膜生成酸の添
加により好効果が得られるのは、該酸を含む液中
でアルミニウム箔をアノード分極させることによ
り、箔表面に1mm2当り1憶個以上もの孔を均一に
かつ高密度にもつた多孔質酸化膜を生成し、その
孔を塩素イオンが侵食し、孔以外の部分は酸化膜
で覆われるために箔表面の溶解が抑制され、結果
として塩素イオンのみによるエツチングに比べ
て、エツチング孔が非常に多くなり、かつ深くな
るためと考えられる。 前段エツチングでのエツチング液の温度も効果
に重要な影響を及ぼす。これが50℃未満の場合は
エツチング効果が少なく、100℃を超えると表面
の全面溶解が起こる。従つて、50〜100℃の範囲
内で、特に好適には70〜90℃の範囲が好ましい。 一方、電流密度は、これが5A/dm2未満の場
合はやはりエツチング効果に乏しく、反対に
40A/dm2を超えると全面溶解が起こる。従つて
この範囲内で、特に好ましくは10〜25A/dm2
すべきである。 また、前段エツチングの電気量は、500〜3000
クーロン/dm2の範囲が良好であり、特に1500〜
2000クーロン/dm2の範囲が最適である。即ち、
500クーロン/dm2未満の場合はエツチング効果
が少なく、3000クーロン/dm2を超えると全面溶
解が進行する。 前段エツチング工程は、上記のようにエツチン
グ液への硫酸、蓚酸、リン酸あるいはクロム酸の
うちの1種または2種以上の比較的高濃度の添
加、および通常の電解処理条件に較べると比較的
高液温かつ高電流密度の条件下において行うもの
である。従つてかかるエツチングは非常に苛酷な
ものであり、このためエツチングが進行するにつ
れてエツチング孔内は発生ガスや溶解したアルミ
ニウムイオンなどによつて電気抵抗が高くなり、
エツチング孔内でのエツチングが停止してしま
い、表面の溶解が進行する。従つて、エツチング
孔内でのエツチングがほぼ停止した時点で前段エ
ツチングは終了すべきである。 次に上記前段エツチングを終つた箔は、これに
後段エツチングを施し、前段エツチングで形成さ
れたエツチング孔をさらに深くかつ太くする。 従つて、後段エツチングは塩素イオンを含む水
溶液を用いて、従来のエツチング方法に準じて処
理することができ、その具体的な実施態様は特に
限定されるものではないが、特に好ましい実施態
様について次に説明する。 [後段エツチング工程] 後段エツチングは、これもなるべく箔の全面的
な表面溶解を抑制しながら、前段エツチングで生
じたエツチング孔の部分のみを集中的にエツチン
グせしめるものとすることが望ましい。 而して、この後段エツチング工程に用いるエツ
チング液中の塩素イオン濃度は、前段エツチング
の場合と同様の理由から2〜15%の範囲が良好で
あり、特に5〜8%の範囲が最適である。 この塩素イオンを含む水溶液は、前述のように
これをそのまま後段エツチングのエツチング液に
用いても良いが、望ましくはこれに更に少量の表
面溶解抑制酸、即ちアノード分極によりアルミニ
ウム表面に酸化皮膜を生成して該表面の溶解を抑
制する作用をもつ酸を添加して用いるのが好まし
い。而して、上記塩素イオン2〜15%水溶液に添
加する酸化性酸は、アルミニウムに対して比較的
溶解性の少ない酸化性酸が好適に用いられるもの
であり、具体的には蓚酸、リン酸、クロム酸、ホ
ウ酸、酒石酸、コハク酸、マイレン酸等を好適に
用いることができる。後段エツチングは、前記の
ように望ましくはなるべくアルミニウム箔表面の
溶解を抑制しながら、エツチング孔内でのエツチ
ングを進めうるものとすべきであるから、上記の
酸もその高濃度の添加は好ましくない。同様に溶
解性の強い硫酸の添加も、化学的な表面溶解を併
発して拡面率を低下せしめるため不適である。上
記の酸の好適な添加量は酸の種類によつて異なる
が0.03〜3%の低濃度の範囲とすることが望まし
い。最も好ましくは0.1〜1%の範囲が良い。こ
の添加量が0.03%未満であると、アルミニウム表
面の溶解を抑制する効果に乏しく、逆に3%を超
えるとエツチング孔を太くする効果に乏しいもの
となる。 後段エツチングにおけるエツチング液の温度は
これが低すぎると、前段エツチングで形成したエ
ツチング孔を太くする効果に乏しく、逆に高すぎ
る場合は全面溶解が起こる。従つて好適な温度範
囲は50〜100℃であり、特に70〜90℃の範囲が最
適である。 電流密度について一般的にいえることは、後段
エツチングは、発生ガスなどによりエツチング孔
内でのエツチングが停止しないようにする必要が
あるため、相対的に低い電流密度でエツチングし
なければならない。しかし電流密度が0.5A/d
m2未満と低すぎる場合は、電気化学反応の中に占
める化学反応の割合が高くなりすぎ、エツチング
孔を深くする効果に乏しく全面溶解につながる。
逆に7A/dm2を超える高い電流密度とした場合
にも、アルミニウム箔の全面溶解が起こり、好ま
しくない。従つて、0.5〜7A/dm2の範囲で処理
すべきであり、特に2〜5A/dm2の範囲が最適
である。 一方、後段エツチングの電気量の範囲は、1000
クーロン/dm2未満ではエツチング孔を深く太く
する効果が少なく、4000クーロン/dm2を超える
と全面溶解が起こるため、このような範囲内で、
特に好ましくは2000〜3000クーロン/dm2の範囲
で処理するのが良い。 発明の効果 この発明は上述のように、エツチング処理を前
段エツチングと後段エツチングに分けて行い、前
段エツチングによつて箔の表面に形成したエツチ
ング孔を更に後段エツチングによつてより深く、
太くすることができ、一段階操作によるエツチン
グ処理に較べてより大きな拡面率を得ることが可
能となるのはもとより、特に上記前段エツチング
工程を、所定量の塩素イオン水溶液にアノード分
極により多孔質の酸化膜を生成する特定の酸、特
に硫酸、蓚酸、クロム酸およびリン酸のうちの1
種以上を所定量添加した水溶液を用いて、かつ特
定の電解条件のもとでエツチングを行うので、該
前段エツチング工程においてアルミニウム箔の表
面に、極めて多数個のエツチング孔を高密度にし
かも比較的深く形成せしめることができる。従つ
て、後段エツチング工程の好ましい態様での補完
的実施により、前段エツチングでの生じた多数個
の緻密なエツチング孔を更に深く太いものとし
て、極めて顕著な拡面率の増大をはかることが可
能となり、結果において静電容量を大幅に向上せ
しめ、電解コンデンサの一層の小型化、軽量化を
可能にするのはもとより、拡面率の増大によつて
箔の機械的強度が損なわれる欠点がなく、エツチ
ング、化成、組込みなどの一連の工程においてア
ルミニウム箔の切断等の危険性が少なく、その生
産能率の向上をはかることができる。 実施例 以下、この発明の実施例を比較例とともに示
す。 供試料として、純度99.99%、厚さ0.1mmの焼鈍
済アルミニウム箔を用い、前段エツチングとして
これを先ず第1表に示す各種電解条件でエツチン
グ処理した。
【表】 次いで、上記前段エツチングにより得られた各
アルミニウム箔につき、第2表に示す各種電解条
件でそれぞれ後段エツチングを施した。
【表】
【表】 上記により得られた各エツチング箔を、硼酸溶
液中で380Vに化成したのち、各試料についてエ
ツチング溶解量、静電容量、引張り強さを測定し
た。その結果を第3表に示す。
【表】
【表】 上表から明らかなように、本発明の実施によれ
ば、強度が優れており、しかも静電容量の大きい
電気特性に優れたコンデンサ電極用アルミニウム
箔を得ることができる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 エツチング処理を前段エツチングと後段エツ
    チングとの少なくとも2段階に分けて行うものと
    し、特に前段エツチングを、塩素イオン2〜15%
    と、硫酸、蓚酸、クロム酸およびリン酸からなる
    多孔質皮膜生成酸のうち少なくとも1種1〜35%
    とを添加した水溶液中で、液温50〜100℃、電流
    密度5〜40A/dm2の直流で行うことを特徴とす
    る電解コンデンサ電極用アルミニウム箔の電解エ
    ツチング方法。
JP16217884A 1984-07-31 1984-07-31 電解コンデンサ電極用アルミニウム箔の電解エツチング方法 Granted JPS6063916A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5576099A (en) * 1978-12-05 1980-06-07 Fujitsu Ltd Production of electrode for aluminum electrolytic capacitor
JPS5576098A (en) * 1978-12-05 1980-06-07 Fujitsu Ltd Production of electrode for aluminum electrolytic capacitor

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