JPS6217185A - アルミニウム電解コンデンサ用電極箔の製造方法 - 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】 ［発明の技術分野］ 本発明はアルミニウム電解コンデンサの製造工程におい
てエツチングしたアルミニウム筋に良質な酸化皮膜を形
成してコンデンサ性能の劣化を防止し得るようにしたア
ルミニウム電解コンデンナ用電極箔の製造方法に関する
。

［発明の技術的背景とその問題点］ 一般に、アルミニウム電解コンデンサに使用される陽極
側７ｒｉ極箔は、アルミニウム箔の表面を粗面化して表
面積を拡大するエツチング工程と、エツチング箔を陽極
酸化して表面に酸化皮膜を形成する化成工程を経て製造
されている。

エツチング工程でＭ　ａされるエツチング箔は、アルミ
ニウム箔を、塩化物を含む水溶液中で電気化学的に溶解
して粗面化し、次に塩化物を除去するために純水で洗浄
し最後に乾燥を行って製造される。この時、洗浄の効果
を上げるために、硝酸。

（Ｉｎ酸又はリン酸等の水溶液による洗浄が並用される
こともある。この製造過程において、粗面化された直後
のアルミニウム、箔の表面は非常に活性化されており、
洗浄工程及び乾燥工程で、洗浄水や空気中の酸素と反応
してアルミニウムの水和皮膜やアルミニウムの空気酸化
皮膜（以下自然酸化皮膜という）を表面に形成する。こ
の自然酸化皮膜は、ひげ状又は多孔質の層で、弱い絶縁
性を示し、化学的に弱い性質を有している。

又、化成工程は前記エツチング箔を硼酸、リン酸又は有
機酸等による電解液中で陽極酸化することにより、箔表
面に酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ２）よりなる障壁層を
形成する。この場合、化成で形成される酸化皮膜の厚み
は印加された化成電圧から自然酸化皮膜の耐圧分を差し
引いた電圧に相当りるものとなり、自然酸化皮膜は上層
に残り、複合酸化皮膜を形成する。このため、特に低い
電圧で化成された酸化皮膜においては、皮膜全体に占め
る自然酸化皮膜の割合は大ぎなものとなる。

ところで、従来の電極箔の製造方法によると、エツチン
グ箔表面に形成される自然酸化皮膜について何らの処理
もされていなかったために、その後の化成工程を経て形
成される複合酸化皮膜の上層部は化学的に弱く溶解し易
い性質を有した自然酸化皮膜からなっている。そのため
、この様な電極箔がコンデンサに使用されるとき、コン
デンサ内部の駆動用電解液と反応して上層の自然酸化、
膜が溶解されるので、耐電圧が低くなり電解コンデンサ
の漏れ電流を増加さける原因となっている。

特に、低い電圧で化成された皮膜については、自然酸化
皮膜の占める割合が高い為に、漏れ電流の増加が大きな
ものとなっていた。

［発明の目的］ 本発明の目的は上述した点にがんがみ、エツチングされ
たアルミニウムａ５の表面に良質な酸化皮膜を形成する
ことによって、電解コンデンサの劣化特性の改良、特に
漏れ電流の増加を小さくすることが可能な、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で
ある。

［発明の概要］ 本発明は、エツチング工程を経たアルミニウム箔を、リ
ン酸を含む水溶液に浸漬することによってリン酸を吸着
させ、次に熱処理を行って箔表面にリン酸を含む熱酸化
皮膜を形成する。次に、酸又はアルカリ溶液で処理し溶
解され易い酸化皮膜の一部を溶解して除去することによ
り、表面に溶解しにくいリン酸を含む熱酸化皮膜を有し
たエツチング箔を得る。しかる後に、通常の化成処理を
行うことにより、上層に溶解しにくい皮膜部分を有した
複合酸化皮膜を形成させるものである。

［発明の実施例］ 本発明に係るアルミニウム電解コンデンナ用電極箔の製
造方法を概略的に説明する。

先ず、アルミニウム箔は塩化物を含んだ水溶液中で粗面
化される（エツチング工程）。

次に、塩化物が純水等で除去される（洗浄工程）次に、
リン酸、リン酸アンモニウム又はリン酸カリウム笠のリ
ン酸を含む溶液に浸漬することにより、エツチング箔表
面にリン酸を吸着させる（リン酸処理工程）。このリン
酸処理工程において塩化物の除去を同時に兼ねる事がで
きるので、上記洗浄工程で洗浄液としてリン酸水溶液を
使用すれば洗浄工程に代えてリン酸処理工程とすること
も可能である。

その後、１５０″Ｃ〜６００°Ｃの炉中を通すことによ
って、エツチング箔表面にリン酸を含む熱酸化皮膜を形
成させる（熱処理工程）。このとぎ、エツチング箔表面
には、熱処理工程により形　　　　　１成されたリン酸
を含む溶解しにくい良質の酸化皮膜と、熱処理工程以前
から存在している溶解し易い弱い皮膜とが形成されてい
る。即ち、リン酸を含む熱酸化皮膜は電解コンデンサの
駆動用電解液に対して溶解しない安定した特性を持って
いる。

しかし、この熱処理において表面のすべてが良質な熱酸
化皮膜で覆われるわけではなくエツチング工程から存在
する弱い皮膜も含まれている。

次に、上記エツチング箔を、クエン酸、シュウ酸、リン
酸、硝酸又は硫酸等の酸性溶液、或はアンモニア水又は
水酸化ナトリウム等のアルカリ性溶液に浸漬し、溶解し
易い弱い皮膜を溶解除去する（以下溶解工程という）。

こうすることによっで、箔表面に溶解しにくい良質の皮
膜のみを残留させる。溶解液は純水で洗浄する。

次に、上記のようにして表面に溶解しにくい皮膜が形成
されているエツチング箔を、化成電解液中で陽極酸化す
ることにより酸化皮膜を形成する（化成工程）。この時
形成される酸化皮膜は、上層に溶解しにくい皮膜部分を
有した複合酸化皮膜となる。この複合酸化皮膜はコンデ
ンサの電解液に対しても反応の少ないものとなり、電極
箔がコンデンサに組み立てられた場合に性能劣化の少な
いコンデンサを製造することができる。

以上述べた工程の内、リン酸処理工程、熱処理工程及び
溶解工程における各条件を変えた場合の実施例を表１に
示す。

以下余白 実施例１〜５は、エツチングされ純水で洗浄されたアル
ミニウム箔を表１に示すリン酸処理条件でリン酸処理し
た後、表１に示す熱処理条件で熱処理を行ない、続いて
表１に示す溶解条件で溶解処理を行った後、純水で洗浄
して溶解液を除去した後乾燥した。又、前記３つの処理
の内の１つを除いた場合の実施例６〜８及び従来例とし
て３つの処理を行ってない実施例９についても比較のた
め行った。

そして、上記条（’ｌにで各処理を行って得られる実施
例１〜９の箔を、何れも０．１％リン酸二水素アンモニ
ウム水溶液中で１５Ｖの化成電圧で化成処理を行った。

次に、これらの電極箔を使用し、セパレータ紙を介在さ
せて陰極箔と共に巻回し、電解液を含浸した後、アルミ
ニウムケースにバッキング材を用いて封入することによ
り、実施例１〜９に対応した定格電圧１０Ｖ、定格容量
４７０μＦのアルミニウム電解コンデンサを製作した。

以上のように製作されたコンデンサの漏れ電流を測定し
、製作後の漏れ電流を初期値とし、その後無負荷の状態
で８５°Ｃ，５００時間放置した後の漏れ電流値を比較
して表２に示した。

以下余白 表　　２ 表２に示されるように、本発明に係るリン酸処理工程、
熱処理工程及び溶解工、程を加えた各実施例１〜５は、
従来例（実施例９）及び、前記３つの工程の内いずれか
の工程を除いた例（実施例６゜７．８）に比べて、８５
°Ｃ，５００時間放置後の漏れ電流が小さく抑えられて
いる。従って、上記リン酸処理工程、熱処理工程及び溶
解工程を行うことによって、漏れ電流劣化を小さく抑え
得る良質な酸化皮膜を形成することができると言える。

次に、熱鳩理工程後の溶解工程において溶解時間と漏れ
電流の関係を試験した結果を図に示す。

この試験は、エツチング箔＠０．５％リン酸水溶液に浸
漬後、５００’　Ｃで１分間の熱処理を行ない、続いて
１％水酸化ナトリウム水溶液２５゜Ｃ中に浸漬して溶解
処理を行った。その後、溶解液は洗浄除去した。この場
合、溶解処理を行わなかったリンプルと、溶解処理を０
．５．１，２゜４．６分の各時間について行ったサンプ
ルを作成した。そして、各サンプルについて０．１％リ
ン酸二水素アンモニウム水溶液中で電圧１５Ｖの化成を
行った後、各電極筋を用いて定格電圧１０Ｖ。

定格容量４７０μＦのアルミニウム電解コンデン１すを
製造し、８５°Ｃ，５０，０時間無負荷放置後の漏れ電
流を測定した。

図から分かるように、溶解処理を行ってないサンプルで
は漏れ電流劣化が大きく、溶解時間が１〜３分では弱い
皮膜部分が溶解して除かれ劣化が小ざくなっている。し
かし、更に溶解時間を長くすると溶解しにくい酸化皮膜
も溶解して無くなり劣化が増大する。一般的に、最適溶
解時間は熱処理工程で生成した熱酸化皮膜の３と、溶解
液の種類、温度、温度によって決められる。

尚、エッｆ−ング油にリン酸処狸を行うリン酸処理工程
、熱処理を行って熱酸化皮膜を形成する熱処理工程及び
皮膜の一部・を溶解させる溶解工程は、エツチング工程
と化成工程との間で時間的に連続した工程として行うこ
ともでき、又それぞれの工程が或は１つの工程が時間的
に離れて行われても、同様の効果を得ることができる。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、エツチングされたア
ルミニウム箔の表面に良質な酸化皮膜を形成することが
でき、漏れ電流劣化の少ないアルミニウム電解コンデン
サを実現できる。

４、図の簡単な説明 図は本発明における溶解工程の溶解時間を変えて”ＡＮ
されるアルミニウム電解コンデンサの８５”　Ｃ，５０
０時間放置後の漏れ電流を測定した結果を示すグラフで
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　アルミニウム箔を粗面化するエッチング工程と、次に
   エッチング箔の表面に酸化皮膜を形成する化成工程より
   成るアルミニウム電解コンデンサ用電極箔の製造方法に
   おいて、前記化成工程の前に、エッチング箔をリン酸を
   含む水溶液中で処理する工程と、次に高温にて処理を行
   なつて箔表面に熱酸化皮膜を形成する工程と、次に酸又
   はアルカリ溶液にて処理し前記熱酸化皮膜の一部を残留
   させる工程とを設けた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。