(57)【要約】【課題】耐水性、耐薬品性を向上した電解コンデンサ用陽極箔を提供する。【解決手段】アルミニウム箔に陽極酸化皮膜を形成後、ケイ酸塩を含む溶液中に浸漬または溶液を噴霧し、１５０℃〜５００℃で熱処理する、または、ケイ酸塩による皮膜を形成後、オルトリン酸または亜リン酸を含む溶液中に浸漬あるいはこれら溶液を噴霧し、１００〜５００℃で熱処理することにより、アルミニウム箔表面の陽極酸化皮膜上にケイ酸塩からなる皮膜、またはケイ酸塩からなる皮膜上にさらにオルトリン酸または亜リン酸を付着させた陽極箔とする。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム箔の表面に陽極酸化皮膜を形成し、該陽極酸化皮膜表面にケイ酸塩による皮膜を形成したことを特徴とする電解コンデンサ用陽極箔。
【請求項２】
アルミニウム箔の表面に陽極酸化皮膜を形成し、該陽極酸化皮膜表面にケイ酸塩による皮膜を形成後、該ケイ酸塩による皮膜にオルトリン酸または亜リン酸を付着させたことを特徴とする電解コンデンサ用陽極箔。
【請求項３】
アルミニウム箔の表面に陽極酸化皮膜を形成し、次にケイ酸塩溶液中に浸漬または該溶液を噴霧後熱処理して陽極酸化皮膜表面にケイ酸塩による皮膜を形成したことを特徴とする電解コンデンサ用陽極箔およびその製造方法。
【請求項４】
アルミニウム箔の表面に陽極酸化皮膜を形成し、次にケイ酸塩溶液中に浸漬または該溶液を噴霧後熱処理して陽極酸化皮膜表面にケイ酸塩による皮膜を形成後、オルトリン酸または亜リン酸を含む溶液中に浸漬または該溶液を噴霧後熱処理してオルトリン酸または亜リン酸をケイ酸塩による皮膜上に付着させたことを特徴とする電解コンデンサ用陽極箔およびその製造方法。
【請求項５】
上記ケイ酸塩溶液の温度が、１５〜６０℃であることを特徴とする請求項３または請求項４記載の電解コンデンサ用陽極箔およびその製造方法。
【請求項６】
上記ケイ酸塩による皮膜を形成する熱処理温度が、１５０〜５００℃であることを特徴とする請求項３または請求項４記載の電解コンデンサ用陽極箔およびその製造方法。
【請求項７】
上記ケイ酸塩溶液の濃度が、1．０〜２０．０ｇ／Ｌであることを特徴とする請求項３または請求項４記載の電解コンデンサ用陽極箔およびその製造方法。
【請求項８】
上記ケイ酸塩が、オルトケイ酸またはメタケイ酸のナトリウム塩またはカリウム塩であることを特徴とする請求項３または請求項４記載の電解コンデンサ用陽極箔およびその製造方法。
【請求項９】
請求項４記載のオルトリン酸溶液の濃度が、０．５〜５．０ｇ／Ｌであることを特徴とする電解コンデンサ用陽極箔およびその製造方法。
【請求項１０】
請求項４記載の亜リン酸溶液の濃度が、３．０〜１０．０ｇ／Ｌであることを特徴とする電解コンデンサ用陽極箔およびその製造方法。
【請求項１１】
請求項４記載のオルトリン酸または亜リン酸を含む溶液の温度が、１５〜５０℃であることを特徴とする電解コンデンサ用陽極箔およびその製造方法。
【請求項１２】
請求項４記載のオルトリン酸または亜リン酸を付着させる熱処理温度が、１００〜５００℃であることを特徴とする電解コンデンサ用陽極箔およびその製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電解コンデンサ用陽極箔およびその製造方法に関するものであり、特に陽極箔の耐薬品性、耐水性を改善するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電解コンデンサの低インピーダンス化のためには、駆動用電解液中の水分量を増加させて、駆動用電解液の比抵抗を低くすることで解決を図っている。しかし、駆動用電解液中の水分は、陽極酸化処理により形成された陽極箔の化成皮膜と化学反応（水和）してガスを発生するとともに陽極箔の耐電圧を低下させる問題があり、電解コンデンサを長時間使用すると静電容量、ｔａｎδ、漏れ電流等電気特性が悪化し、ガス発生による内圧上昇で外観も変形し、最終的には安全弁が作動するという問題があり、耐水性を向上させた陽極箔が求められていた。陽極箔の耐水性を向上させる方法として、陽極箔の最終工程において、リン酸、次亜リン酸またはそれらの塩からなる水溶液に箔を浸漬した後、熱処理してリン酸、次亜リン酸またはそれらの塩を箔に付着させる方法がある。（例えば特許文献１参照。）
【０００３】
【特許文献１】
特公平６−３８３８５号公報（第１−２頁）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、近年低インピーダンスでかつ長寿命の電解コンデンサの要求が高まっており、要求性能を満たすため駆動用電解液の溶質に陽極箔との反応性が高い薬品が検討されている。また、上記方法では長時間陽極箔の耐水性を保つには不十分であり、耐薬品性さらには耐水性に優れた陽極箔が求められていた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、アルミニウム箔表面に形成した陽極酸化皮膜上に、ケイ酸塩からなる皮膜を形成するか、または、ケイ酸塩からなる皮膜上にさらにオルトリン酸または亜リン酸を含む皮膜を形成することで、耐水性と耐薬品性に優れた電解コンデンサ用陽極箔を提供することができる。
すなわち、アルミニウム箔の表面に陽極酸化皮膜を形成し、該陽極酸化皮膜表面にケイ酸塩による皮膜を形成したことを特徴とする電解コンデンサ用陽極箔である。
【０００６】
また、アルミニウム箔の表面に陽極酸化皮膜を形成し、該陽極酸化皮膜表面にケイ酸塩による皮膜を形成後、該ケイ酸塩による皮膜にオルトリン酸または亜リン酸を付着させたことを特徴とする電解コンデンサ用陽極箔である。
【０００７】
そして、アルミニウム箔の表面に陽極酸化皮膜を形成し、次にケイ酸塩溶液中に浸漬または該溶液を噴霧後熱処理して陽極酸化皮膜表面にケイ酸塩による皮膜を形成したことを特徴とする電解コンデンサ用陽極箔およびその製造方法である。
【０００８】
また、アルミニウム箔の表面に陽極酸化皮膜を形成し、次にケイ酸塩溶液中に浸漬または該溶液を噴霧後熱処理して陽極酸化皮膜表面にケイ酸塩による皮膜を形成後、オルトリン酸または亜リン酸を含む溶液中に浸漬または該溶液を噴霧後熱処理してオルトリン酸または亜リン酸をケイ酸塩による皮膜上に付着させたことを特徴とする電解コンデンサ用陽極箔およびその製造方法である。
【０００９】
さらに、上記ケイ酸塩溶液の温度が、１５〜６０℃であることを特徴とする電解コンデンサ用陽極箔およびその製造方法である。
【００１０】
また、上記ケイ酸塩による皮膜を形成する熱処理温度が、１５０〜５００℃であることを特徴とする電解コンデンサ用陽極箔およびその製造方法である。
【００１１】
そして、上記ケイ酸塩溶液の濃度が、１．０〜２０．０ｇ／Ｌであることを特徴とする電解コンデンサ用陽極箔およびその製造方法である。
【００１２】
さらに、上記ケイ酸塩が、オルトケイ酸またはメタケイ酸のナトリウム塩またはカリウム塩であることを特徴とする電解コンデンサ用陽極箔およびその製造方法である。
【００１３】
また、上記オルトリン酸溶液の濃度が、０．５〜５．０ｇ／Ｌであることを特徴とする電解コンデンサ用陽極箔およびその製造方法である。
【００１４】
そして、上記亜リン酸溶液の濃度が、３．０〜１０．０ｇ／Ｌであることを特徴とする電解コンデンサ用陽極箔およびその製造方法である。
【００１５】
さらに、上記オルトリン酸または亜リン酸を含む溶液の温度が、１５〜５０℃であることを特徴とする電解コンデンサ用陽極箔およびその製造方法である。
【００１６】
また、オルトリン酸または亜リン酸を付着させる熱処理温度が、１００〜５００℃であることを特徴とする電解コンデンサ用陽極箔およびその製造方法である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
粗面化したアルミニウム箔に公知の方法で陽極酸化皮膜を形成し、次に、ケイ酸塩を含む溶液中に箔を浸漬するか、またはケイ酸塩を含む溶液を霧状に噴霧した後、洗浄を行わずに１５０〜５００℃で熱処理することでケイ酸塩の皮膜を形成する。さらに、オルトリン酸または亜リン酸を含む溶液中に浸漬あるいは溶液を噴霧した後、洗浄を行わずに１５０〜５００℃で熱処理することにより、陽極酸化皮膜の表面にオルトリン酸または亜リン酸が付着したケイ酸塩の皮膜が形成された陽極箔とすることができる。該陽極箔と公知の方法による陰極箔とに引き出し用電極を取り付けた後、セパレータを介して巻回し、駆動用電解液を含浸して、または駆動用電解液と共に開口部を有するケースに挿入後、ケース開口部を封止部材で封止して電解コンデンサとする。
以下、本発明について実施例に基づき具体的に説明する。
【００１８】
（実施例）
粗面化したアルミニウム箔を、８０℃、１０ｗｔ％アジピン酸アンモニウム水溶液中で１０Ｖ印加し、アルミニウム箔表面に陽極酸化皮膜を形成後、表１のケイ酸塩処理条件で浸漬・熱処理した。次に、陽極箔の初期皮膜耐電圧を測定し、耐薬品性評価として、陽極箔を加温した駆動用電解液中に２時間浸漬後、皮膜耐電圧を測定し表１の結果を得た。なお、耐薬品性評価の駆動用電解液は、水４５ｗｔ％、エチレングリコール３４ｗｔ％、アジピン酸アンモニウム１５ｗｔ％、ギ酸５ｗｔ％、オルトリン酸１ｗｔ％のものを用いた。
【００１９】
【表１】
2004214297.tif 000002
【００２０】
表１から明らかなように、本発明による陽極酸化皮膜表面にオルトケイ酸ナトリウムまたはメタケイ酸ナトリウムからなる皮膜を形成した実施例は、オルトリン酸を付着させた従来例より皮膜耐電圧の変化率が少なく、耐薬品性を向上させることができる。
【００２１】
ここで、ケイ酸塩溶液の濃度は、０．５ｇ／Ｌ（実施例８）では耐薬品性の改善効果が少なく、３０ｇ／Ｌ（実施例７，２８）では陽極酸化皮膜との反応が強く、初期皮膜耐電圧が大きく低下する問題がある。よって、ケイ酸塩溶液の濃度は１．０〜２０．０ｇ／Ｌの範囲が好ましい。
【００２２】
そして、ケイ酸塩溶液に浸漬あるいは噴霧する溶液温度は、１５℃未満では冷却装置を備える必要があり設備が大型化し、７０℃（実施例２２）では陽極酸化皮膜と反応が強く、初期皮膜耐電圧が大きく低下する問題がある。よって、ケイ酸塩溶液に浸漬あるいは噴霧する溶液温度は、１５〜６０℃の範囲が好ましい。
【００２３】
さらに、ケイ酸塩からなる皮膜を形成する熱処理温度は、８５℃（実施例１２）では熱処理時間を長くする必要があり設備が大型化し、５５０℃（実施例１７）では静電容量が低下し問題である。よって、熱処理温度は１５０〜５００℃の範囲が好ましい。
【００２４】
（その他の実施例）
粗面化したアルミニウム箔を、８０℃、１０ｗｔ％アジピン酸アンモニウム水溶液中で１０Ｖ印加し、アルミニウム箔表面に陽極酸化皮膜を形成した。次に、表２のケイ酸塩処理条件で浸漬・熱処理およびリン酸処理条件で浸漬・熱処理した。
【００２５】
【表２】
2004214297.tif 000003
【００２６】
陽極箔の初期皮膜耐電圧を測定し、沸騰純水中に６０分間浸漬処理した後、初期皮膜耐電圧に到達するまでの時間を測定することで、陽極箔の耐水性評価とした。該評価方法では、陽極箔の劣化が大きいほど評価前の耐電圧に到達する時間が長くなる。耐薬品性評価として、陽極箔を加温した駆動用電解液中に２分間浸漬後、皮膜耐電圧を測定した。実施例２９〜６３および従来例の耐水性評価結果および耐薬品性評価結果を表３に示す。なお、耐薬品性評価の駆動用電解液は、水４５ｗｔ％、エチレングリコール３４ｗｔ％、アジピン酸アンモニウム１５ｗｔ％、ギ酸５ｗｔ％、オルトリン酸１ｗｔ％のものを用いた。
【００２７】
【表３】
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【００２８】
表３から明らかなように、本発明による陽極酸化皮膜表面にオルトケイ酸ナトリウムとオルトリン酸、メタケイ酸ナトリウムとオルトリン酸、メタケイ酸ナトリウムと亜リン酸を陽極箔に付着させた実施例は、オルトリン酸のみを付着させた従来例より耐水性と耐薬品性を向上させることができる。
【００２９】
ここで、ケイ酸塩溶液の濃度は、０．５ｇ／Ｌ（実施例３３）では耐水性および耐薬品性の改善効果が少なく、３０ｇ／Ｌ（実施例３２）では陽極酸化皮膜と反応して、初期皮膜耐電圧が大きく低下する問題がある。よって、ケイ酸塩溶液の濃度は１．０〜２０．０ｇ／Ｌの範囲が好ましい。
【００３０】
そして、ケイ酸塩溶液に浸漬あるいは噴霧する溶液温度は、１５℃未満では冷却装置を備える必要があり設備が大型化し、７０℃（実施例４５）では陽極酸化皮膜と反応して、初期皮膜耐電圧が大きく低下する問題がある。よって、ケイ酸塩溶液に浸漬あるいは噴霧する溶液温度は、１５〜６０℃の範囲が好ましい。
【００３１】
さらに、ケイ酸塩皮膜を形成する熱処理温度は、８５℃（実施例３５）では熱処理時間を長くする必要があり設備が大型化し、５５０℃（実施例４０）では静電容量が低下し問題である。よって、熱処理温度は１５０〜５００℃の範囲が好ましい。
【００３２】
また、オルトリン酸または亜リン酸溶液の濃度は、オルトリン酸０．１ｇ／Ｌ（実施例４９）および亜リン酸１ｇ／Ｌ（実施例６０）では、オルトリン酸または亜リン酸の付着量が不十分なため耐水性の向上効果が少なく、オルトリン酸１０ｇ／Ｌ（実施例５２）および亜リン酸２０ｇ／Ｌ（実施例６３）では陽極箔に形成した皮膜と反応して、初期皮膜耐電圧が大きく低下する問題がある。よって、オルトリン酸溶液の濃度は０．５〜５．０ｇ／Ｌの範囲、亜リン酸溶液の濃度は３．０〜１０．０ｇ／Ｌの範囲が好ましい。
【００３３】
そして、オルトリン酸または亜リン酸溶液に浸漬または噴霧する溶液温度は、１５℃未満では冷却装置を備える必要があり設備が大型化し、６０℃（実施例５９）では陽極箔に形成した皮膜と反応して、初期皮膜耐電圧が大きく低下する問題がある。よって、オルトリン酸または亜リン酸溶液の温度は、１５〜５０℃の範囲が好ましい。
【００３４】
オルトリン酸または亜リン酸を付着させる熱処理温度は、１００℃未満では熱処理時間が長くなるので設備が大型化し、５５０℃（実施例５６）では静電容量が低下し問題である。よって、熱処理温度は１００〜５００℃の範囲が好ましい。
【００３５】
なお、ケイ酸塩溶液の浸漬または噴霧処理と熱処理との間に洗浄工程を設けると、ケイ酸塩からなる皮膜の対薬品性向上効果が少なくなるので、浸漬または噴霧処理と熱処理との間に洗浄工程を設けないことが望ましい。同様に、ケイ酸塩からなる皮膜を形成後、オルトリン酸または亜リン酸溶液の浸漬または噴霧処理と熱処理との間に洗浄工程を設けると、耐水性および耐薬品性向上効果が少なくなるので浸漬または噴霧処理と熱処理との間に洗浄工程を設けないことが望ましい。
【００３６】
そして、本発明は実施例に限定されるものではなく、実施例ではケイ酸塩にナトリウム塩を用いたが、カリウム塩でも同等の効果があり、ケイ酸塩およびリン酸溶液への浸漬処理としたが、箔の両面に噴霧後熱処理しても同等の効果がある。また、陽極酸化皮膜の形成方法は、アジピン酸アンモニウムに限定されるものではなく、静電容量を高めたり陽極酸化の電気量を低減するための化成前処理や、陽極酸化皮膜中の欠陥を取り除くために陽極酸化処理の途中で熱処理や減極処理を行う等公知の方法を用いることができる。
【００３７】
【発明の効果】
上記のとおり、アルミニウム箔に陽極酸化皮膜を形成後、ケイ酸塩を含む溶液中に浸漬または溶液を噴霧し、１５０℃〜５００℃で熱処理した陽極箔、またはケイ酸塩による皮膜を形成後、オルトリン酸または亜リン酸を含む溶液中に浸漬あるいはこれら溶液を噴霧し、１００〜５００℃で熱処理した陽極箔は、アルミニウム箔表面の陽極酸化皮膜上にケイ酸塩からなる皮膜を形成、またはケイ酸塩からなる皮膜上にオルトリン酸または亜リン酸を付着させた陽極箔とすることができ、該構造の陽極箔は、耐水性および耐薬品性に優れるので、本発明による陽極箔を使用した電解コンデンサは、低インピーダンス化が可能な駆動用電解液中の水分および溶質による皮膜の劣化を抑制し、長期間電解コンデンサの電気特性を維持することができる。