JP2692107B2 - アルミ電解コンデンサ用電極箔の製造方法 - Google Patents

アルミ電解コンデンサ用電極箔の製造方法

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【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はアルミ電解コンデンサ用電極箔の製造方法に
関するものである。
従来の技術 アルミ電解コンデンサ用電極箔(以下電極箔という)
は、コンデンサの小形化、低価格化を図るためにアルミ
ニウム箔を電気化学的あるいは化学的にエッチングして
表面積を拡大したものが使用されている。この表面積を
拡大するために種々のエッチング方法が研究されてお
り、従来よりこの目的のため、エッチングを2段に分割
することが行なわれてきた。すなわち第1段エッチング
で塩酸に多孔質皮膜生成酸を加えた水溶液を用いてエッ
チングピットを発生させ、続いて第2エッチングCl-
含む中性塩水溶液を用いてエッチングピットを成長させ
ることにより表面積拡大を図ってきた。
発明が解決しようとする課題 従来の方法では、エッチングによる表面積拡大効果と
アルミ溶解減量との関係に問題点があった。すなわち、
エッチングの進行によりアルミ溶解減量を増加させても
エッチングピットが成長しないばかりか、表面溶解が進
行して表面積が比例的に拡大されず、静電容量の増大に
寄与しないだけでなく、電極箔の機械的強度も損なわれ
てしまう欠点があった。それゆえ電極箔としてはアルミ
電解コンデンサの小形化、低コスト化を進める上で表面
積拡大効果が不足し、問題となっていた。
本発明は上記の問題点を解決するもので、電極箔の機
械的強度を保持しながら表面積を拡大することができる
アルミ電極コンデンサ用電極箔の製造方法を提供するこ
とを目的とするものである。
課題を解決するための手段 上記目的を達成するために本発明のアルミ電解コンデ
ンサ用電極箔の製造方法は、エッチングを第1段、第2
段の2段階に分けて行なうエッチング方法において、第
2段エッチングの前および第2段エッチングの中間に、
温度が10〜50℃のH2Oによる浸漬処理を行なうことに
よりアルミニウム表面上に表面水和皮膜を化学的に形成
する中間処理を少なくとも1回以上行なうとともに、第
2段エッチングは、塩化ナトリウム、塩化アンモニウ
ム、塩化カリウム等のCl-を含む中性塩のうち、少なく
とも1種を0.1〜10%含む水溶液中で直流エッチングを
行なうようにしたものである。
作用 上記製造方法によれば、エッチングの進行により表面
溶解と機械的強度を損失させることなくエッチングピッ
トを成長させ、アルミ溶解減量と比例的に表面積を拡大
することができるものである。
以下に各エッチング工程の作用について説明する。
(第1段エッチング) エッチングピットを高密度かつ均一に生成させるため
に適度な塩酸濃度と多孔質皮膜を生成し得る酸の適当な
添加が必要である。塩酸濃度は2%未満であるとエッチ
ング効果が小さく、一方、15%を越えると表面の全面溶
解が起こる。従って2〜15%の範囲が好ましく、特に好
適なのは3〜8%の範囲である。多孔質皮膜を生成し得
る酸の添加量は硫酸、酸、リン酸のいずれの場合も0.
01%未満であると多孔質皮膜の生成が不充分であり、一
方、5%を越えると皮膜形成反応が強くなり、発生した
エッチングピットの長さ方向への成長が抑制されてしま
う。従って0.01〜5%の範囲が好ましく、特に好適なの
は0.05〜1%の範囲である。このような好適範囲内で
は、高密度でかつ均一な孔を持つ多孔質皮膜がアルミ表
面に生成され、その孔の部分をCl-が浸食してエッチン
グピットが形成されるが、一方エッチングピット以外の
部分は皮膜でおおわれているため、表面溶解が抑制さ
れ、結果的に高密度でかつ均一なエッチングピットが生
成される。エッチング液温も需要な影響を及ぼし、50℃
未満ではエッチング効果が小さく、一方100℃を越える
と表面の全面溶解が起こる。従って50〜100℃の範囲が
好ましく、特に好適なのは70〜90℃の範囲である。また
電流密度は3A/dm2未満ではエッチング効果が小さく、一
方、70A/dm2を越えると表面の全面溶解が起こる。従っ
て3〜70A/dm2が好ましく、特に好適なのは10〜40A/dm2
の範囲である。
(中間処理) 本発明では第1段エッチングの後の第2段エッチング
の前あるいは第2段エッチングの中間において中間処理
を行なう。この処理は第1段エッチングで新しいエッチ
ングピットの発生により表面積拡大がアルミ溶解減量に
対して比例的に行なわれてきたものを受け継いで、第2
段エッチングにおいても表面積拡大をアルミ溶解減量と
ともに飽和させることなく、さらに比例して増加させる
ため、第2段エッチングで、エッチングが集中してエッ
チングピットが必要以上に大きくなりすぎたり、隣接す
るエッチングピットを破壊したり、あるいは表面溶解が
起きないようにする作用を有するものである。すなわち
第2段エッチングにおいても新しくエッチングピットを
均一に発生させて成長できるように本発明では、エッチ
ングの中間においてアルミニウム表面に化学的に表面水
和皮膜を形成させ、その表面水和皮膜により、すでに形
成されたエッチングピットを保護しながら、再度エッチ
ングを行なうことにより新たにエッチングピットを形成
し、表面積を拡大するものである。そして本発明では、
アルミニウム表面上へ表面水和皮膜を形成するために、
2Oによる浸漬処理を行なっているものである。その
温度は10℃未満では反応が弱くて表面酸化皮膜形成効果
が小さく、一方、50℃を越えると反応が強すぎて表面水
和皮膜が形成されすぎて、エッチングした時エッチング
ピットの発生が少なくて集中しやすくなってしまうもの
である。従って10〜50℃の範囲が好ましく、特に好適な
のは20〜30℃の範囲である。
また浸漬処理時間は、30秒以下では表面水和皮膜の形
成効果が小さく、一方、1800秒を越えると表面水和皮膜
が形成されすぎて、エッチングピット発生効果が小さく
なる。従って30〜1800秒の範囲が好ましく、特に好適な
のは180〜600秒の範囲である。
ここで本発明による中間処理は第2段エッチングの前
あるいは第2段エッチングの中間において何回も実施す
ることが可能であり、処理を繰り返し実施することによ
り処理回数に比例して表面積拡大効果は増大する。また
処理液はH2Oであるため、汎用性があり、処理温度も
室温で処理できることが特徴である。
(第2段エッチング) 第2段エッチングは第1段エッチングの後を受けて、
中間処理と組み合わせて表面溶解を抑制しながら、さら
にエッチングピットを発生させ、同時に第1段エッチン
グで生成されたエッチングピットを成長させるために塩
化ナトリウム、塩化アンモニウム、塩化カリウム等のCl
-を含む中性塩の水溶液中でのエッチングが必要であ
る。これらのいずれの中性塩の水溶液の場合でも、その
濃度が0.1%未満ではエッチング効果が小さく、一方、1
0%を越えると表面の全面溶解が起こる。従って0.1〜10
%の範囲が好ましく、特に好適なのは1〜3%の範囲で
ある。このような好適範囲内では表面溶解をほとんど起
こすことなくエッチングピットを新たに発生させること
ができ、同時に第1段エッチングで生成したエッチング
ピットを成長させることが可能である。第2段エッチン
グでは、第1段エッチング同様液温は50〜100℃の範囲
が好ましく、特に好適なのは70〜90℃の範囲であり、電
流密度は3〜70A/dm2の範囲が好ましく、特に好適なの
は4〜20A/dm2の範囲である。
この発明のエッチングによれば、アルミ溶解減量に比
例して、高密度で適度なエッチングピット径を有した均
一なエッチングピットを生成させた表面積拡大効果の非
常に大きいアルミ電解コンデンサ用電極箔の製造が可能
である。
実施例 以下本発明の実施例を比較例とともに示す。なお試料
として、純度99.99%、厚さ100μmの高純度焼鈍アルミ
ニウムを用いた。
〈比較例〉 第1段エッチングを塩酸7%と硫酸0.1%を添加した
液温80℃の水溶液で電流密度20A/dm2の直流を90秒印加
して行なった後、第2段エッチングを塩化ナトリウム5
%を添加した液温80℃の水溶液で電流密度10A/dm2の直
流を320秒印加して行なった。
〈実施例〉 第1段エッチングを比較例と同様に行なった後、25℃
のH2Oに300秒間浸漬処理を行ない、さらに第2段エッ
チングを比較例と同様に行なう。
上記2例のエッチング箔を硼酸水溶液中で370v化成し
た後、各試料について静電容量と折曲げ強度(1.0R,200
g荷重,折り曲げ各90°により1往復で1回とする)を
測定した結果を第1表に示す。
発明の効果 以上のように本発明のアルミ電解コンデンサ用電極箱
の製造方法は、エッチングを第1段、第2段の2段階に
分けて行なうエッチング方法において、第2段エッチン
グの前および第2段エッチングの中間に、温度が10〜50
℃のH2Oによる浸漬処理を行なうことによりアルミニ
ウム表面上に表面水和皮膜を化学的に形成する中間処理
を少なくとも1回以上行なうとともに、第2段エッチン
グは、塩化ナトリウム、塩化アンモニウム、塩化カリウ
ム等のCl-を含む中性塩のうち、少なくとも1種を0.1〜
10%含む水溶液中で直流エッチングを行なうようにした
もので、中間処理の処理液はH2Oであるため、汎用性
があり、処理温度も10〜50℃の省エネルギーであり、か
つ表面水和皮膜形成も処理温度が高い熱水のように皮膜
が多量に形成されすぎることもなく、適度な反応で表面
水和皮膜の形成が行なわれるため、次のエッチングでの
ピット発生効果も大きくなるものである。また第2段エ
ッチングの水溶液は中性塩を含んでいるため、この中性
塩で表面溶解を抑制しながらエッチングピットを発生さ
せ、かつ成長させることができ、これにより、表面積を
拡大することができるものである。
そしてまた前記H2Oによる中間処理は第2段エッチ
ングの中間だけでなく、第2段エッチングの前にも行な
うようにしているもので、この第2段エッチングの前
は、第1段エッチングが終わった後であるため、アルミ
ニウム箔の表面は皮膜のない活性な状態となっており、
この状態でH2Oによる中間処理を行なって表面水和皮
膜を形成することにより、後に続く第2段エッチングで
の表面積拡大効果がさらに高められて、機械的強度を保
持しながら静電容量の大きいアルミ電解コンデンサ用電
極箔を得ることができるものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 島谷 涼一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 北村 悟 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 神崎 信義 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−169131(JP,A) 特開 昭57−131399(JP,A)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エッチングを第1段、第2段の2段階に分
    けて行なうエッチング方法において、第2段エッチング
    の前および第2段エッチングの中間に、温度が10〜50℃
    のH2Oによる浸漬処理を行なうことによりアルミニウ
    ム表面上に表面水和皮膜を化学的に形成する中間処理を
    少なくとも1回以上行なうとともに、第2段エッチング
    は、塩化ナトリウム、塩化アンモニウム、塩化カリウム
    等のCl-を含む中性塩のうち、少なくとも1種を0.1〜10
    %含む水溶液中で直流エッチングを行なうことを特徴と
    するアルミ電解コンデンサ用電極箔の製造方法。
  2. 【請求項2】第1段エッチングは、塩酸2〜15%と硫
    酸、酸、リン酸からなる多孔質皮膜生成酸のうち少な
    くとも1種を0.01〜5%含む水溶液中で直流エッチング
    を行なうことを特徴とする請求項1記載のアルミ電解コ
    ンデンサ用電極箔の製造方法。
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