JPS60224797A - 電解液及びアルミニウムを電気化学的に陽極酸化する方法 - 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】 産業上の利用分ノｆ 本発明は、アルミニウムを陽極【波化することができる
電解液、詳細には低電圧（Ｏ〜１２５■）の遮断層誘七
性酸化物をアルミニウム表面上に得るため又は低電圧（
Ｏ〜６３ｖ）のアルミニウム電解コ／ｒ／すの場合の充
填電解液とし℃得るためにアルミニウムを陽極酸化する
のに使用することかできるｉｆｆｉＭ液に関する。

従来技術 有１幾ばの塩は、アルミニウム電解コ／テゞｙｆ工業に
おいて電解は中の溶′？１として使用されてきた。１俊
塩、列えばフェノば塩、酒石酸塩、アゾビン酸塩の水溶
液は、賜（メ酸化又は化成′ｒ（Ｉ、解散として使用さ
れてきたか、該水溶液及び他のものは、非水性処理に使
：目されてきｆこが又はアルミニウム電Ｍコノｒノサの
場合の充填電解液（／こ］史用されてきた。

ｆ乍　用 本発明の１つの実施態１）丘は、安定な、高いキャハノ
タンスの１場極鹸化１勿をアルミニウム箔トに化１ノに
することがでさる電解液を得ることである。他の大施聾
６Ｍは、２つの１揚極醒化アルミニウムとして及び処理
又は充＊、市解散として使用するのに適当な１１夜を得
ることである。

本゛老明・：こよれは、アミノ酸の頃は、電解液中のソ
ゝル？Ｒ）ｔ２として使用される。アミツボは、有利に
２〜アミン上、侍にジカルボン辰、殊にアスパシＶノ淑
（はグルタミン酸である。溶１１すは、ｊ弓襖版ｆＬ　
ｔ［ｌ剪１＋ｆｆｉに普通に使用される水であることが
できるか、又は市解コンデンナ光填′屯解散に使用され
る公知の有機溶剤、例えばエチレングリコール、Ｎ、Ｎ
’−ジメチルホルムアミド、４−ブナロラクトン、Ｎ−
メチルピロリジノ／、今の１っであることができる。

本虻明による五解岐ｒ：匍１′）返酸化４１仔液として
使用する場合、アミノ酸は、少なくとも部分的に結晶性
である迦１．Ｊｉ層酸化物を生じる。生じる１反化物１
書のキャパ／タンスは、１列えは多量の―清晶１４１版
化′吻を生じない届燐淑二水素アンモニウム木イ容＃夜
のような屯屏イ反中で侍ら）するキャパ／タンスよりも
高い。キャパシタ／スか増加することは、陽極順化の間
に化成される結晶と無定杉改化物との比率の噌；ノロに
関連−するように思われる。

全キャバ／タンスの改１４効果（よ、屯Ｊψｆ故の俗質
及び１を哨牧中てのｒ１化物化成の、ｌ↑；・屯功−＋
に依存して神々の；［Ｉ：：Ｅて鰐々の電解液中−〇に
現させることかできるつアスパラ−￥７順の塩を含１」
“するＩＬ解戎の１易合、全ギャパ／タンスは、ト分な
程度の水和抵抗と与えな）・ら池の′（Ｌ崎牧の場合よ
りも低いＩｈ圧、ρＩ］えはアゾビ′／辰の塩を基礎と
した１ｉ眉詠上りも低い電圧で人、現ｒ５　＞ｔろ。

本宅間（Ｌこ↓るアミンｉ唆電）等液の化成スカ、＋−
よ、結晶性Ｅ役化物の比較Ｉ−ｊＴ　ｉ屯な一；乞イｚ
ｌる７′こめＥ　ｚｉｌられ７を曲のもの（例えは、ク
エ７市塩、晒イ］酸もいよりも１１’：ｖ　＜　；　し
たかつて、この・Ｉ尤ｊ・６液（゛よ、腐１丁虫しブこ
７？１）ｆ間中１稜ｆＬ　Ｌかつ夫、・４１に達４−る
。１、テ１）１ｊ内（増大したキ＼“／り／夕／スを１
！Ｉる７′こめに１′史１１］１乙ことかてさ／こ。

非木性コ／デ／す用ｉ′１剤中の一アミノ酸の浴液を充
填又は処理市屏液として使用する場合）［は、化成速度
は、コンデ／≠処理の１１１の遮ｒ、万１．〈酸化物の
補修に使用するのに依然として！−分（あ／、）、。

最高の精米は、アミノ酸が５．５〜８．５ＯＰＨを得る
ために塩基性試薬によって部分的に中和されている場合
に得られる。電解液が化成電解液として使用されるもの
である場合、塩基性試薬は、有利にアンモニア又は水酸
化ナトリウムもしくは水酸化カリウムである。しかし、
化成が高められた温度で実施される場合には、アンモニ
アよジも揮発性でないアミンを代シに使用することがで
きる。これとの関連において、エチルアミン（モ）−、
ジー及びトリーエチルアミン）は、満足であることが証
明された。電解液を処理電解液として使用する場合には
、アンモニア又はアミンがアミノ酸を中和するために使
用される。

アミノ酸、有利に２−アミノ酸の塩の溶液は、アルミニ
ウム、特にアルミニウム電解コンデンサ箔を陽極酸化す
るために使用することができるか又はアルミニウム電解
３７２７丈の場合の充填又は処理電解液として使用する
ことができる。

′電解液をアルミニウム陽極酸化電解液とじて使用する
ことができる場合には、２−アミノ酸の塩の水溶液が使
用される。好ましいアミノ酸は、アルミニウム陽極酸化
可能性を有することが知られているようなヒドロキシカ
ルボン酸、詳細にはアスパラギン酸及びグルタミン酸の
アミノ類縁物質である。

同様に、充填又は処理電解液に対して、ヒドロキシカル
ボン酸類縁物質は、処理電解液に好適でありかつコンデ
ンサに普通に使用される有機溶剤中で十分な溶解性を有
する。

陽極酸化電解液に対して、溶質濃度は０．０５〜５重量
％であり（陽極酸化電解液に対して常用の濃度）；処理
電解液に対して溶質濃度は、高く、一般に５〜１０重量
％である。

遺」ｎＬ 次の実施例は、本発明による電解液の典型的なものであ
り、かつこの電解液の有用性を詳説するのに役立つ。ア
ルミニウム箔を陽極酸化することができるアミノ酸の他
の塩は、記載したものの代りに使用することができる。

１ アスパラインｅ　ｏ、１重量％を含有する、水酸化アン
モニウムで部分的に中和された水性陽極酸化電解液を次
のものと比較した＝（ａ）常用の０．１　重量係の燐酸
二水素アンモニウム陽極酸化電解液；　（ｂ）　０．１
重量％のアジピン酸アンモニウム電解液；及び（ｃ）　
０．１重量％のクエン酸アンモニウム電解液。

゛電解研磨したアルミニウム箔を１　ｍＡ／ｍ２の一定
゛這流で全部で４種類の電解液中で８５℃でｉ　ｏｏｖ
に陽極酸化した。常用のＡＤＰ電解液に比してアゾピン
酸塩電解液、クエン酸塩電解液及びアスパラギン酸塩電
解液のキャパシタンスの改善率は、それぞれ１７．９　
％、２５．３％及び４１．５％であった。アジピン酸塩
、クエン酸塩及びアスパラギン酸塩の電解液に必要とさ
れる化成電荷と、常用のＡＤＰ電解液によって必要とさ
れる化成電荷との比率は、それぞれ０．９７．１．５２
及び１．１０であった。従って、アスパラギン隈塩電屏
液は、なお有効な化成を可能にするような最高のキャパ
シタンスを与えた。

次に、この作業を腐蝕した箔に拡大した。腐蝕した箔を
全部で４種類の電解液中で８５°Ｃ及び１．５Ａの一定
電流で１００ｖに陽極酸化した。

最高の結果は、ＰＨ５，７〜７．６で得られ、実験用電
解液に対しては次のとおシであった：ｐｌ（５，７でキ
ャパシタンス４１．８μＦ及び漏れ電流肌１５９６μＡ
；　ｐＨ６，６でキャパシタ／ス４６．８μＦ及び漏れ
電流０．１５２３μＡ；及びｐＨ７，６でキャパシタン
ス４１．９μＦ及び漏れ電流０．１３５０　μＡ０常用
の電解液に対するキャパシタンス及び漏れ電流は、２９
．６μＦ及び０．１１５６μＡであった。

常用の電解液を上層るキャパシタンスの改善率は、６種
類の実験用電解液え関してそれぞれ４１６２％、４８．
０％及び４１．６チであった。

一連の実験により、上記に示したように５．５〜８、有
利に５．５〜７．６の最適なＰＨ範囲が確立された。仁
のＰＨ値を越えても下廻ってもキャパシタンスは減少し
た。

電解液は、２５℃ないしその沸点（水溶液で約１００’
Ｃ）で有用であるが、それよりも低いイ晶ＩＷでは、特
に発熱性陽極酸化反応のために制御するのが困難である
。従って、この過程を高い６ｍ度、すなわち約８５°Ｃ
で量適化することがトａ”ましく、この場合局部的過、
・込は、製品の品質に殆んど影響を及ぼさず、かつ反応
時間は、場合する一連の製造法に統合するのに適当であ
る。

他の一連の実、験により、アミノ酸の濃度は０．０５〜
５重着係の範囲内、好−ましくは０．１〜６．５屯１％
でなければならないことが確立された。

例　２ ２種類の典型的な充填又は処理電解液と＋＜　。

Ｎ′−ジメチルホルムアミド中及びエチレングリコール
中で調製した。それぞれの電解液は、アスパラギンば８
．１重殴チ及び水６．５重量％を含汀した。ＤＭＦ電Ｐ
！１．よは、７．４のｐＨ，２７８０Ω１肩の抵抗率ｌ
らびに２５゛Ｃで３５ＤＶ及び８５°Ｃで２７５■の最
大化成電圧を有した。グリコール電解液は、８．４のｐ
Ｈ，６７０Ω１１の抵抗率ならびに２５°Ｃで２００ｖ
及び８５′Ｃで１５０Ｖの最大化成電圧を月した。グリ
コール亀１Ｍは、１００Ｖのコンｒンナに好適であり、
１．）Ｍ＋・“電解液は、２００ｖ、ｐコニ、ｙ　ｆ　
７すを供給するのに好適であろう。

溶剤及び溶質量を変えることによって、′屯Ｊｆ−範囲
及び処理温度準ｆｉ囲に関して種々の処理電解／ｆ！ｉ
、を製造することができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　本質的に溶剤中に溶解したアミノ酸及び塩基性試
   薬から構成されかつ５．５〜８．５のＰＨを有する、ア
   ルミニウムを陽極酸化することができる電解液。 ２　アミノ酸が２−アミノ酸である、特許請求の範囲第
   １項記載の電解液。 ３．２−アミノ酸がジカルボン酸である、特許請求の範
   囲第２項記載の電解液。 ４、　アミノ酸がグルタミン酸又はアスパラギン酸から
   選択されている、特許請求の範囲第６項記載の電解液。 ５、溶剤が有機電解コンデンサ用溶剤である、特許請求
   の範囲第１項記載の１解液。 ６、溶剤がエチレングリコール又はＮ、Ｎ’−ジメチル
   ホルムアミドから選択されている、特許請求の範囲第５
   項記載の電解液。 Ｚ　塩基性試薬がアンモニア又はアミンから選択されて
   いる、特許請求の範囲第６項記載の電解液。 ８、　アミノ酸の濃度が５〜１０ｆｉ量チである、特許
   請求の範囲第７項記載の゛電解液。 ９　溶剤が水である、特許請求の範囲第１項記載の゛電
   解液。 １０、塩基性試薬が水酸化ナトリウム、水酸化カリウム
   、アンモニア又はアミンから選択されている、特許請求
   の範囲第９項記載の電解液。 １１、アミンがエチルアミン、ジエチルアミン又はトリ
   エチルアミンである、特許請求の範囲第１０項ｄピ滅の
   電解液。 １２　アミノ取の濃度が０．０５〜５重量％である、特
   許請求の範囲第１０項記載の１解液。 １６　濃度が０．１〜６．５重鍍係であり、がっ、Ｈが
   ６．６である、特許請求の範囲第１２項記載の電解液。 １４、アルミニウムを電気化学的に陽極酸化する方、ノ
   、に先・いて、アルミニウムｆ２５°ｃ−ｉｏ。 ’Ｃの（、見１（Ｗ及び５．５〜８のＰＨで・ト質的に
   アミノ酸の水溶液から構成されている浴に通過させる間
   に陽１１ヒ市圧をアルミニウムに加え、酸化物層を形成
   させることと特徴とする、アルミニウムを心気［ヒ学的
   に陽・１愼酸化する方ｆ去。 １５　アルミニウムがアルミニウム電解コンガンサ用ン
   ＾であり、酸化物層が少なくとも部分的に結晶１′ｔで
   ある遮１舌）・埼誘７ｄ性ｊ辰化・吻てあり、かつアミ
   ツボ０．０５〜５張駁係か存＜’Ｅする、特１．′Ｉ請
   求の範囲第１４項記載の方法。 １６７晶１隻が８５−Ｃて゛あり、ＰＨが７であり、ア
   ミノ酸がアスパラビン酸てあり、かつ酸０．１〜６．５
   市−チがｆ″Ｉ′圧する、特許請求の範囲第１５項記載
   の方法。