JP4470741B2

JP4470741B2 - 電解コンデンサ用電極箔の製造装置

Info

Publication number: JP4470741B2
Application number: JP2005007393A
Authority: JP
Inventors: 清隆森本; 大介鈴木
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-01-14
Filing date: 2005-01-14
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2025-01-14
Also published as: JP2006196740A

Description

本発明は各種電子機器に使用される電解コンデンサの電極箔を製造する際に利用される電解コンデンサ用電極箔の製造装置に関するものである。

図４はこの種の従来の電解コンデンサ用電極箔の製造装置における電源給電の処理槽の構成を示す概念図であり、図４において、４０は電極箔、４１はエッチング液４２が充填された処理槽、４３と４４と４５は前記電極箔４０を処理槽４１内に送り込んで処理槽４１内を連続走行させるための給電ローラと槽内ローラと出口ローラ、４６は前記処理槽４１内に送り込まれた電極箔４０がその間を通過するように対向してエッチング液４２中に浸漬して配設された陰極板、４７はこの陰極板４６を負極に、前記給電ローラ４３を正極に夫々接続した電源である。

このように構成された従来の電源給電の処理槽を備えた電解コンデンサ用電極箔の製造装置は、エッチング液４２が充填された処理槽４１内にアルミニウム製の電極箔４０を送り込み、この状態で電源４７を介して電極箔４０と陰極板４６間に所定の電圧を印加しながら電極箔４０を所定の速度で連続走行させることにより、エッチングを行うように構成されたものであった。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００２−８９４９号公報

しかしながら前記従来の電源給電の処理槽を備えた電解コンデンサ用電極箔の製造装置では、電源給電の処理槽４１の主要部分に作業時間の増加と共に経時変化による劣化が現われるようになり、特に、電極箔４０を処理槽４１内に送り込むと共に電極箔４０に正の電圧を印加する給電ローラ４３の外周面には前記経時変化による劣化が現われ易くなり、給電ローラ４３と電極箔４０間の接触抵抗が作業時間の増加と共に増加し、この接触抵抗が一定の値を超えると電気的にスパークが発生して電極箔４０を損傷させてしまうため、スパーク発生の都度、装置の稼動を停止して給電ローラ４３の外周面をクリーニングする等のメンテナンスを必要とし、この結果、装置の稼働率や生産性が低下するという課題を有していた。

また、このような従来の電源給電の処理槽を備えた電解コンデンサ用電極箔の製造装置によって製造された電解コンデンサ用の電極箔４０はスパークによる損傷部が部分的に発生している可能性があるために品質面でも不安定であり、かつ、その損傷部を取り除くための検査と除去作業を必要とし、これが結果的にコストアップに繋がるという大きな課題を有したものであった。

本発明はこのような従来の課題を解決し、電極箔の製造工程におけるスパーク発生を未然に防止することにより、品質、コスト面に優れた電極箔を安定して製造することができる電解コンデンサ用電極箔の製造装置を提供することを目的とするものである。

前記課題を解決するために本発明は、特に、前記給電ローラの上部に噴霧部を配設し、前記給電ローラの上流側かつ前記給電ローラより低い位置にスパーク検出用金属ローラを配設し、前記電極箔を噴霧部から出る水で濡らしながらスパーク検出用金属ローラで検出することによりスパークの検出精度を高めるようにした電解コンデンサ用電極箔の製造装置とするものである。

また、本発明は、特に、給電ローラの上流側にスパーク検出用金属ローラを設け、かつ電極箔を水により濡らして給電ローラを走行させ、この給電ローラで発生するスパークをスパーク検出用金属ローラで検出するようにした電解コンデンサ用電極箔の製造方法とするものである。

これにより、電解コンデンサ用電極箔の製造におけるスパーク発生を未然に防止することができる。

以上のように本発明は、前記給電ローラの上部に噴霧部を配設し、前記搬入部の給電ローラの上流側かつ前記給電ローラより低い位置にスパーク検出用金属ローラを配設し、前記電極箔を噴霧部から出る水で濡らしながらスパーク検出用金属ローラで検出することによりスパークの検出精度を高めるようにした製造装置とすることにより、給電ローラで発生するスパークを確実に電極箔に傷つけることなくスパーク検出用金属ローラで検出することができ、スパークの検出精度を高めることができる。

本発明の電解コンデンサ用電極箔の製造装置は、少なくとも一対の陰極板を配設しエッチング液が充填された処理槽と、この処理槽内に電極箔を送り込む搬入部と、前記処理槽内を電極箔が走行して送り出すように設けた複数の走行ローラと、前記搬入部に設けられた給電ローラを正極に、前記処理槽内に配設された一対の陰極板を負極に夫々接続した電源とからなる電源給電の処理槽を少なくとも備えた前記電極箔のエッチングを行う電解コンデンサ用電極箔の製造装置において、前記給電ローラの上部に噴霧部を配設し、前記給電ローラの上流側かつ前記給電ローラより低い位置にスパーク検出用金属ローラを配設し、前記電極箔を噴霧部から出る水で濡らしながらスパーク検出用金属ローラでスパークを検出することによりスパークの検出精度を高めるようにした電解コンデンサ用電極箔の製造装置を特徴としている。これにより、給電ローラと検出用金属ローラ間に傾斜ができるため、給電ローラの上部に配設された噴霧部の水が傾斜を利用してスパーク検出用金属ローラの電極箔を濡らすことができるため、スパーク検出用金属の接触抵抗が改善され、給電ローラで発生するスパークを未然に防止することができ、スパークの検出精度を高めることができ、電極箔をスパークで傷つけることがない。

以下、実施例を用いて、本発明の特に請求項１〜４に記載の発明について説明する。

図１は本発明の実施例による電解コンデンサ用電極箔の製造装置における電源給電の処理槽の構成を示した概念図である。同図において、１は電極箔、２はエッチング液３が充填された処理槽、４〜６は前記電極箔１を処理槽２内に送り込んで連続走行させるための給電ローラ、槽内ローラ、出口ローラである。７は前記処理槽２内に送り込まれた電極箔１がその間を通過するようにエッチング液３中に浸漬され対向して配設された陰極板、８はこの陰極板７を負極に、前記給電ローラ４を正極に夫々接続した電源、９は前記給電ローラ４の上流側かつ給電ローラより低い位置に配設されたスパーク検出用金属ローラである。

１０は判定部であり、この判定部１０は前記給電ローラ４と電極箔１間で発生するスパークを前記スパーク検出用金属ローラ９で検出して予め設定された所定のスパーク波形との比較判定を行ってその結果を表示すると共に、この内容を記録部１１に記録するように構成されている。

このように構成された本発明の実施例による電解コンデンサ用電極箔の製造装置における電源給電の処理槽の動作について説明すると、まずアルミニウム箔からなる電極箔１は図１の左側から搬入され、スパーク検出ローラ９を介し、一般に走行ローラと呼ばれる給電ローラ４を介して処理槽２内に充填されたエッチング液３に浸漬され、このエッチング液３内に配設された槽内ローラ５を介して処理槽２の外部まで連続走行され、処理槽２の外部に設けられた出口ローラ６を介して次工程（図１の右方向）へと送られる。

前記処理槽２内には、この処理槽２内に充填されたエッチング液３内を連続走行する電極箔１がその間を通過するように一対の陰極板７が対向して２組設けられており、この陰極板７を負極に、前記給電ローラ４を正極として電源８から所定の電圧を印加した状態で陰極板７間に電極箔１を搬入して連続走行させることにより、エッチング液３を介して電極箔１のエッチングを行うようにしたものである。

また、前記スパーク検出用金属ローラ９により、前記給電ローラ４と電極箔１間で発生するスパークを検出し、この結果を判定部１０により予め設定された設定のスパーク波形との比較判定を行ってその結果を表示すると共に、この内容を記録部１１に記録するようにしており、ここで前記スパーク波形が所定の波形よりも大きい場合には電極箔１の走行を停止し、給電ローラ４の外表面をクリーニング等のメンテナンスを行って給電ローラ４と電極箔１間の接触抵抗を元の状態に戻すようにするものである。

前記スパーク検出用金属ローラ９を設ける目的をさらに詳しく説明すると、給電ローラ４は電極箔１を連続走行させているために電極箔１の表面の微少な汚れ等が給電ローラ４の外表面に付着する。この給電ローラ４の外表面の汚れは作業時間の増加と共に増加し、結果として給電ローラ４と電極箔１間の接触抵抗が増加してスパークが発生することになる。従って、給電ローラ４には電源８から所定の電圧が連続して印加されているが、この給電ローラ４と電極箔１間の接触抵抗の増加に伴い、給電ローラ４を介して電極箔１に印加される電圧も変動してくるようになるため、この電圧変動を給電ローラ４の上流側かつ給電ローラ４より低い位置に設けたスパーク検出用金属ローラ９を用いて給電ローラ４で発生するスパークをモニターし検出できるように構成したものである。

また、給電ローラ４の上部に噴霧部を設けると、給電ローラ４とスパーク検出用金属ローラ９との間の傾斜により、噴霧部より出た水がスパーク検出用ローラの電極箔１を濡らすため、スパーク検出用金属ローラの接触抵抗が改善され、給電ローラ４と電極箔１間で発生した微小のスパークも、水の導電性を利用してスパーク波形を確実にスパーク検出用金属ローラ９で検出することができる。

このことにより、給電ローラ４と電極箔１間に発生するスパークを未然に防止して品質、コスト面に優れたコンデンサ用電極箔を安定して製造することができるようになるものであり、簡単な構成で大きな効果が得られるという貢献度の大なるものである。

次に、前記電源給電の処理槽を備えた直流エッチング箔の製造装置について具体的に説明をする。

図２は電解コンデンサ用電極箔における直流エッチング箔の製造工程図であり、基本的にアルミニウム箔２１を前処理した後、ピットを生成させる前段エッチングと、このピットを電解コンデンサの使用電圧に適した径まで拡大する後段エッチングと、脱Ｃｌ処理からなる。

前記前段エッチングの給電ローラ２２の上流側かつ給電ローラより低い位置にスパーク検出用金属ローラ２３を配設し、給電ローラ２２の電圧変動をモニターする。また、給電ローラ２２の上部には噴霧部２４が設けられ、給電ローラとスパーク検出用金属ローラとの間に傾斜ができることにより、噴霧部より出た水がスパーク検出用ローラのアルミニウム箔２１を濡らし、この濡れたアルミニウム箔２１が給電ローラ２２を走行するようになっている。

前記前段エッチングは、アルミニウム箔２１の表面から垂直方向にピットを形成させる。ここでのピット形成は、アルミニウム箔２１の表面に数多くのトンネル状のピットを均一に生成させて、そのピットを均一に成長させるかが重要となり、この前段エッチングで使用されるエッチング液は、塩酸に蓚酸、硫酸、リン酸からなる酸またはこれらの塩の少なくとも１つを添加した塩酸水溶液を用いることができる。

次に、前段エッチングの後に水洗を行い、後段エッチングを行う。この後段エッチングは前段エッチングでできたピットをアルミニウム箔２１の表面溶解を抑えてピットの径拡大を行うもので、エッチング液は硫酸、硝酸のいずれかに蓚酸、クロム酸、酢酸、リン酸、クエン酸、硼酸の少なくとも１つ以上を添加したエッチング液が好ましい。このエッチング液中で直流エッチングすることにより、アルミニウム箔２１中の不純物や粒界の影響による表面溶解を抑えて各ピットの径拡大と均一化を図ることができる。最後に、脱Ｃｌ処理して直流エッチング箔を得ることができる。

ここで、前記判定部のスパーク波形を図３に示すように電圧を０．４Ｖ、時間を０．５ｍｓに設定して直流エッチング箔の製造することにより、給電ローラ２２とアルミニウム箔２１間でのスパークが前記設定より大きく検出されたときはアルミニウム箔の走行を停止するようにした。

このようにして、得られた直流エッチング箔は、その後所定の化成電圧を印加して化成処理することにより、静電容量の高い電極箔を得ることができる。

また、スパークによる損傷部が部分的に発生した直流エッチング箔を事前に取り除くことができ、品質及び生産性に優れ、安価の直流エッチング箔を得ることができる。

なお、前記直流エッチング箔の製造工程では前段エッチングの給電ローラの上流側かつ給電ローラより低い位置にスパーク検出用金属ローラを配設したが、後段エッチングの給電ローラの上流側かつ給電ローラより低い位置にもスパーク検出用金属ローラを配設することもでき、前段エッチングと同様の効果を得ることができる。

また、直流エッチング箔を化成するときでも、その化成装置に電源給電の処理槽を備えた装置で化成（陽極酸化）することにより、前記前段エッチングと同様の効果を得ることができる。特に直流エッチング箔の化成は前処理としてボイル処理して水酸化皮膜を形成した後に化成を行うため、その水酸化皮膜が脱落し給電ローラでスパークが発生しやすいので、その効果は大なるものがある。

本発明による電解コンデンサ用電極箔の製造装置およびこれを用いた製造方法は、給電ローラと電極箔間に発生するスパークを未然に防止して品質、コスト面に優れたコンデンサ用電極箔を安定して製造することができるようになるというものであり、高性能、高品質が要望される小型大容量の電解コンデンサ等に特に有用なものである。

本発明の一実施の形態による電解コンデンサ用電極箔の製造装置における電源給電の処理槽の構成を示した概念図同電解コンデンサ用電極箔における直流エッチング箔の製造工程図判定部のスパーク波形図従来の電解コンデンサ用電極箔の製造装置における電源給電の処理槽の構成を示した概念図

符号の説明

１電極箔
２処理槽
３エッチング液
４給電ローラ
５槽内ローラ
６出口ローラ
７陰極板
８電源
９スパーク検出用金属ローラ
１０判定部
１１記録部

Claims

少なくとも一対の陰極板を配設しエッチング液が充填された処理槽と、この処理槽内に電極箔を送り込む搬入部と、前記処理槽内を電極箔が走行して送り出すように設けた複数の走行ローラと、前記搬入部に設けられた給電ローラを正極に、前記処理槽内に配設された一対の陰極板を負極に夫々接続した電源とからなる電源給電の処理槽を少なくとも備えた前記電極箔のエッチングを行う電解コンデンサ用電極箔の製造装置において、前記給電ローラの上部に噴霧部を配設し、前記給電ローラの上流側かつ前記給電ローラより低い位置にスパーク検出用金属ローラを配設し、前記電極箔を噴霧部から出る水で濡らしながらスパーク検出用金属ローラで検出することによりスパークの検出精度を高めるようにした電解コンデンサ用電極箔の製造装置。