JPH0566006B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0566006B2 JPH0566006B2 JP10223988A JP10223988A JPH0566006B2 JP H0566006 B2 JPH0566006 B2 JP H0566006B2 JP 10223988 A JP10223988 A JP 10223988A JP 10223988 A JP10223988 A JP 10223988A JP H0566006 B2 JPH0566006 B2 JP H0566006B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heating
- film
- aluminum
- temperature
- foil
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- ing And Chemical Polishing (AREA)
Description
産業上の利用分野
この発明は電解コンデンサ電極用アルミニウム
材料の製造方法に関する。
従来の技術及び課題
アルミニウム電解コンデンサ用電極材として一
般に用いられるアルミニウム箔には、その実効面
積を拡大して単位面積当りの静電容量を増大する
ため、一般に電気化学的あるいは化学的エツチン
グ処理が施される。従来、このエツチング性能の
向上を目的として、エツチング処理前に、圧延さ
れたアルミニウム箔をアルゴン等の不活性ガス中
または真空中などの無酸化雰囲気中において500
〜600℃で2〜10時間高温加熱処理することが行
われているが、満足すべきエツチング性能、静電
容量を得られなかつた。
そこで、本出願人は、アルミニウム箔表面に一
定厚さの結晶化したγ−Al2O3皮膜を形成した電
解コンデンサ用アルミニウム材料を提案した(特
公昭58−34925号)。この材料によれば、エツチン
グ後の箔の表面積を拡大しえ、ひいては静電容量
の増大が可能となるものであつた。
ところが、この材料によつてもなお、所期する
とおりの充分な静電容量を得られない場合がある
ことがその後の研究により判明した。
この発明は、かかる技術的背景に鑑みてなされ
たものであつて、エツチング性能に優れ、ひいて
は高静電容量を確実に得ることのできる電解コン
デンサ用アルミニウム材料の提供を目的とするも
のである。
課題を解決するための手段
表面にγ−Al2O3皮膜を形成した上記アルミニ
ウム材料は、水和処理皮膜形成工程と無酸化雰囲
気中での高温加熱工程を経て製造されるものであ
つたが、発明者は上記の目的を達成するため種々
実験と研究を繰り返した結果、水和処理皮膜の形
成条件やアルミニウム箔の組織が、エツチング性
能の優劣ひいては静電容量の大小に密接に関係し
ていることを知るに至り、かかる知見に基いてこ
の発明を完成しえたものである。
即ち、上記目的を達成するために、この発明に
係る電解コンデンサ電極用アルミニウム材料の製
造方法は、電気化学的あるいは化学的エツチング
処理を施す前に、セルまたはサブグレインの平均
サイズが10μm以下であるアルミニウム箔を、加
熱温度:40〜200℃、加熱時間:10分〜24時間、
雰囲気圧:2気圧以上、雰囲気中のH2O量:0.01
Kg/Kg以上、の条件で加熱し箔表面に水和処理皮
膜を形成する工程と、その後無酸化雰囲気中にお
いて高温加熱する工程を経ることを特徴とするも
のである。
上記アルミニウム箔は、純度99.99%の高純度
のものが好ましいが、これに限定されるものでは
なく、電解コンデンサ用に使用される範囲内の純
度のものであれば良い。
水和処理皮膜形成前のアルミニウム箔の組織に
おいて、セルまたはサブグレインの平均サイズが
10μm以下に限定されるのは次の理由による。即
ち、発明者の研究によれば、水和処理工程、高温
加熱工程を経たアルミニウム材料において、エツ
チングによるピツトの発生位置は水和処理時に存
在するアルミニウム箔のセルまたはサブグレイン
上に対応していることがわかつた。従つて、エツ
チングピツトを多くして拡面率を向上するために
は、セルサイズまたはサブグレインサイズを小さ
くしてその数を増加すれば良い。そこでアルミニ
ウム箔の加工により発生するセルまたはサブグレ
インの平均サイズを10μm以下に規定した。特に
5μm以下とするのが最も好ましい。このように、
アルミニウム箔の平均セルまたはサブグレインサ
イズを10μm以下の微小なものに規定するための
方法としては、箔圧延で箔の温度を極力低くし、
例えば巻き上りコイルの温度を150℃以下に抑制
するとか、圧延速度を遅くするとか、圧延油を多
量にかけるとかの方法を挙げうる。しかしなが
ら、これら方法に限定されるものではなく、水和
処理に際してアルミニウム箔に具体的に存在して
いるセルまたはサブグレインの平均サイズが
10μm以下であることをもつて本発明の要件を満
足するものとする。
アルミニウム箔に実施する水和処理は、加圧水
分雰囲気中での低温加熱により行う。ここに加熱
温度が40〜200℃に限定されるのは、40℃未満で
は水和処理皮膜の形成が進行せず、十分な皮膜形
成が実質上不可能であるからである。水和処理皮
膜の形成は高温加熱するほど短時間に遂行される
が、200℃を超えて高くなるとアルミニウム箔の
セルまたはサブグレインのサイズが大きくなり、
エツチングピツトが減少しひいては静電容量を増
大できない。特に好ましい加熱温度は60〜150℃
である。加熱時間が10分〜24時間に限定されるの
は、10分未満では有効な水和処理皮膜の形成に不
十分であるからであり、逆に24時間を超えて加熱
しても皮膜形成の進行が飽和し、却つてエネルギ
の無駄によるコストアツプを派生するからであ
る。特に好ましくは30分以上に設定するのが良
い。雰囲気圧が2気圧以上に限定されるのは、2
気圧未満では皮膜形成速度が遅く、実質的に十分
な皮膜を形成しえず、ひいては高静電容量を得ら
れないからである。また高気圧であればあるほど
皮膜形成を短時間で行いうるが、10気圧を超える
雰囲気の実現は設備的に容易でないため、実際の
生産に際しては2〜10気圧の範囲に設定するのが
良い。雰囲気中のH2Oは水和処理皮膜の形成に
不可欠のものであるが、その含有量が0.01Kg/Kg
未満では充分な皮膜形成が困難であることから、
0.01Kg/Kg以上としなければならない。特に好ま
しくは0.02Kg/Kg以上に設定するのが良い。
水和処理皮膜形成後実施する高温加熱は、アル
ミニウム箔の組織を立方体方位を多く有する集合
組織にしてエツチング特性を向上させることを主
目的とするものであるが、この加熱によつて水和
処理皮膜を結晶化したγ−Al2O3皮膜に変化させ
る効果もある。この高温加熱はArガス等の不活
性ガス中あるいは10-2Torr程度以下の真空中な
どで行い、500〜600℃程度の加熱温度、1〜10時
間程度の加熱時間で行う。高温加熱を特に無酸化
雰囲気中で行うものとしたのは、皮膜が厚くなり
すぎてエツチング性能を低下させるのを防止する
ためである。
なお、前記の水和処理を比較的低温で行う場合
には、高温加熱工程前に160〜200℃の温度で加熱
しておき、高温加熱時の再結晶粗大化を防止する
ことも推奨される。この場合、加熱雰囲気は大気
中、Ar中、真空中いずれでも良い。
上記により製作したアルミニウム材料は、その
後電気化学的あるいは化学的エツチング処理した
のち、電解コンデンサ用電極材料として使用す
る。
発明の効果
この発明は上述の次第であるから、エツチング
性能に優れ多数のエツチングピツトを形成しえて
拡面率ひいては静電容量の大きな電解コンデンサ
電極材を確実にかつ安定して提供することができ
る。
実施例
実施例 1
純度99.99%のアルミニウムからなる厚さ
100μmのアルミニウム箔を製作するに際し、箔圧
延における箔温度、圧延速度、圧延油の量を調節
して、第1表のような種々のセルまたはサブグレ
インの平均サイズを有する各種アルミニウム箔を
製作した。
次に上記アルミニウム箔につき、H2O量を
0.015Kg/Kg、0.03Kg/Kgの2種類に設定した3
気圧の加圧大気中で加熱温度100℃×加熱時間5
時間の条件で加熱することにより箔表面に水和処
理皮膜を形成した。次いで、Arガス雰囲気中で
550℃×1時間の高温加熱処理を実施した。
上記により得たアルミニウム材料を、3%塩酸
水溶液(85℃)中で電流密度を直流10A/dm2と
し、3分間電解エツチング処理したのち、さらに
同じ液で10分間化学エツチング処理した。そし
て、その後5%硼酸浴中で350Vに比成処理した
のち、各材料の静電容量を測定した。その結果を
第1表に示す。
INDUSTRIAL APPLICATION FIELD This invention relates to a method for manufacturing an aluminum material for electrolytic capacitor electrodes. Prior Art and Problems Aluminum foil, which is commonly used as an electrode material for aluminum electrolytic capacitors, is generally subjected to electrochemical or chemical etching treatment in order to expand its effective area and increase capacitance per unit area. be done. Conventionally, with the aim of improving etching performance, rolled aluminum foil was heated for 500 min in an inert gas such as argon or in a non-oxidizing atmosphere such as vacuum before etching.
Although high-temperature heat treatment at ~600°C for 2 to 10 hours has been carried out, satisfactory etching performance and capacitance have not been obtained. Therefore, the present applicant proposed an aluminum material for electrolytic capacitors in which a crystallized γ-Al 2 O 3 film of a constant thickness is formed on the surface of an aluminum foil (Japanese Patent Publication No. 34925/1982). This material made it possible to increase the surface area of the foil after etching, which in turn made it possible to increase the capacitance. However, subsequent research has revealed that even with this material, there are cases in which it is not possible to obtain the desired sufficient capacitance. The present invention was made in view of this technical background, and aims to provide an aluminum material for electrolytic capacitors that has excellent etching performance and can reliably obtain high capacitance. Means for Solving the Problems The above aluminum material with a γ-Al 2 O 3 film formed on its surface was manufactured through a hydration film forming process and a high temperature heating process in a non-oxidizing atmosphere. In order to achieve the above objective, the inventor repeatedly conducted various experiments and research, and found that the formation conditions of the hydration film and the structure of the aluminum foil are closely related to the superiority of etching performance and the magnitude of capacitance. Based on this knowledge, we were able to complete this invention. That is, in order to achieve the above object, the method for producing an aluminum material for electrolytic capacitor electrodes according to the present invention is such that the average size of cells or subgrains is 10 μm or less before electrochemical or chemical etching treatment. Aluminum foil, heating temperature: 40 to 200℃, heating time: 10 minutes to 24 hours,
Atmospheric pressure: 2 atm or more, H 2 O amount in the atmosphere: 0.01
It is characterized by a step of heating under conditions of Kg/Kg or more to form a hydration film on the foil surface, and then a step of heating at a high temperature in a non-oxidizing atmosphere. The aluminum foil preferably has a high purity of 99.99%, but is not limited to this, and may have a purity within the range used for electrolytic capacitors. In the structure of aluminum foil before hydration film formation, the average size of cells or subgrains is
The reason why it is limited to 10 μm or less is as follows. That is, according to the inventor's research, in an aluminum material that has undergone a hydration treatment process and a high-temperature heating process, the positions where pits are generated due to etching correspond to the cells or subgrains of the aluminum foil that are present during the hydration treatment. I found out. Therefore, in order to increase the area enlargement ratio by increasing the number of etching pits, it is sufficient to increase the number by decreasing the cell size or subgrain size. Therefore, the average size of cells or subgrains generated by processing aluminum foil was set to 10 μm or less. especially
Most preferably, the thickness is 5 μm or less. in this way,
One way to specify the average cell or subgrain size of aluminum foil to be as small as 10 μm or less is to reduce the temperature of the foil as much as possible by rolling the foil.
For example, methods include controlling the temperature of the wound coil to below 150°C, slowing down the rolling speed, and applying a large amount of rolling oil. However, the method is not limited to these methods, and the average size of cells or subgrains specifically present in the aluminum foil during hydration treatment is
A thickness of 10 μm or less satisfies the requirements of the present invention. The hydration treatment performed on the aluminum foil is performed by low temperature heating in a pressurized moisture atmosphere. The reason why the heating temperature is limited to 40 to 200°C is that the formation of the hydration film does not proceed at temperatures below 40°C, making it virtually impossible to form a sufficient film. The formation of a hydration film takes place in a shorter time as the temperature increases, but as the temperature rises above 200°C, the size of the cells or subgrains in the aluminum foil increases.
The number of etching pits decreases, and as a result, the capacitance cannot be increased. Particularly preferred heating temperature is 60-150℃
It is. The heating time is limited to 10 minutes to 24 hours because less than 10 minutes is insufficient to form an effective hydration film, and conversely, heating for more than 24 hours does not result in film formation. This is because the progress becomes saturated and costs increase due to wasted energy. It is particularly preferable to set the time to 30 minutes or more. The atmospheric pressure is limited to 2 atmospheres or more because 2
This is because if the pressure is less than the atmospheric pressure, the film formation rate is slow and a substantially sufficient film cannot be formed, resulting in a failure to obtain a high capacitance. Furthermore, the higher the pressure, the faster the film can be formed, but since it is not easy to achieve an atmosphere exceeding 10 atmospheres in terms of equipment, it is better to set the pressure in the range of 2 to 10 atmospheres during actual production. H 2 O in the atmosphere is essential for the formation of a hydration film, but its content is 0.01Kg/Kg.
Since it is difficult to form a sufficient film at less than
Must be 0.01Kg/Kg or more. Particularly preferably, it is set to 0.02Kg/Kg or more. The main purpose of the high-temperature heating carried out after the formation of the hydration treatment film is to change the structure of the aluminum foil to a texture with many cubic orientations and improve the etching properties. It also has the effect of changing the film into a crystallized γ-Al 2 O 3 film. This high-temperature heating is performed in an inert gas such as Ar gas or in a vacuum of about 10 -2 Torr or less, at a heating temperature of about 500 to 600° C., and for a heating time of about 1 to 10 hours. The reason why the high temperature heating is performed in a non-oxidizing atmosphere is to prevent the film from becoming too thick and reducing the etching performance. In addition, when performing the above hydration treatment at a relatively low temperature, it is also recommended to heat at a temperature of 160 to 200 ° C before the high temperature heating step to prevent recrystallization from becoming coarse during high temperature heating. . In this case, the heating atmosphere may be air, Ar, or vacuum. The aluminum material produced as described above is then electrochemically or chemically etched and then used as an electrode material for an electrolytic capacitor. Effects of the Invention Since the present invention is as described above, it is possible to reliably and stably provide an electrolytic capacitor electrode material that has excellent etching performance, can form a large number of etching pits, and has a large area expansion ratio and thus a large capacitance. Examples Example 1 Thickness made of 99.99% pure aluminum
When producing 100 μm aluminum foil, the foil temperature, rolling speed, and amount of rolling oil during foil rolling were adjusted to produce various aluminum foils with various average cell or subgrain sizes as shown in Table 1. . Next, add the amount of H 2 O to the aluminum foil above.
3 set in two types: 0.015Kg/Kg and 0.03Kg/Kg
Heating temperature 100℃ x heating time 5 in pressurized atmosphere
A hydration film was formed on the surface of the foil by heating it for a certain amount of time. Then, in an Ar gas atmosphere
High temperature heat treatment was performed at 550°C for 1 hour. The aluminum material obtained above was electrolytically etched for 3 minutes in a 3% aqueous hydrochloric acid solution (85°C) at a current density of 10 A/dm 2 , and then chemically etched for 10 minutes in the same solution. After that, the capacitance of each material was measured after specific conversion treatment at 350V in a 5% boric acid bath. The results are shown in Table 1.
【表】
実施例 2
純度99.99%、セルまたはサブグレインの平均
サイズが5μmである厚さ100μmのアルミニウム箔
を用いるとともに、水和処理皮膜形成工程を、加
熱温度100℃、雰囲気中のH2O量:0.03Kg/Kgの
条件に固定し雰囲気圧及び加熱時間を各種に変え
て実施した以外は、実施例1と同様にして各種ア
ルミニウム材料を得た。
そして、上記アルミニウム材料に、実施例1と
同一条件でエツチング処理、化成処理を実施し、
得られた材料の静電容量を測定した。その結果を
第1図にグラフにて示す。
実施例 3
実施例2と同じアルミニウム箔を用いるととも
に、水和処理皮膜形成工程を、雰囲気圧:3気
圧、雰囲気中のH2O量:0.03Kg/Kgの条件に固定
し加熱温度及び時間を各種に変えて実施した以外
は、実施例1と同様にして各種アルミニウム材料
を得た。
そして、実施例1と同じエツチング処理、化成
処理を実施し、得られた材料の静電容量を測定し
た。その結果を第2図に示す。
本発明実施品は、多数のエツチングピツトを形
成しえ密度の大きいエツチング状態となつている
ため、上記結果からわかるように、大きな静電容
量を確実に得ることができるものであつた。[Table] Example 2 A 100 μm thick aluminum foil with a purity of 99.99% and an average cell or subgrain size of 5 μm was used, and the hydration film formation process was performed at a heating temperature of 100°C and H 2 O in the atmosphere. Various aluminum materials were obtained in the same manner as in Example 1, except that the amount was fixed at 0.03 Kg/Kg and the atmospheric pressure and heating time were varied. Then, the above aluminum material was subjected to etching treatment and chemical conversion treatment under the same conditions as in Example 1,
The capacitance of the obtained material was measured. The results are shown graphically in FIG. Example 3 The same aluminum foil as in Example 2 was used, and the hydration film forming process was carried out under the following conditions: atmospheric pressure: 3 atm, amount of H 2 O in the atmosphere: 0.03 Kg/Kg, heating temperature and time. Various aluminum materials were obtained in the same manner as in Example 1, except that various aluminum materials were used. Then, the same etching treatment and chemical conversion treatment as in Example 1 were performed, and the capacitance of the obtained material was measured. The results are shown in FIG. In the product of the present invention, a large number of etching pits were formed and the etching state was high, so as can be seen from the above results, a large capacitance could be reliably obtained.
第1図及び第2図はそれぞれ実施例2、3の試
験結果を示すグラフである。
FIG. 1 and FIG. 2 are graphs showing the test results of Examples 2 and 3, respectively.
Claims (1)
施す前に、セルまたはサブグレインの平均サイズ
が10μm以下であるアルミニウム箔を、加熱温
度:40〜200℃、加熱時間:10分〜24時間、雰囲
気圧:2気圧以上、雰囲気中のH2O量:0.01Kg/
Kg以上、の条件で加熱し箔表面に水和処理皮膜を
形成する工程と、その後無酸化雰囲気中において
高温加熱する工程を経ることを特徴とする電解コ
ンデンサ電極用アルミニウム材料の製造方法。1. Before electrochemical or chemical etching treatment, aluminum foil with an average cell or subgrain size of 10 μm or less is heated at a heating temperature of 40 to 200°C, a heating time of 10 minutes to 24 hours, and an atmospheric pressure of: 2 atmospheres or more, H 2 O amount in the atmosphere: 0.01Kg/
A method for producing an aluminum material for electrolytic capacitor electrodes, which comprises a step of heating under conditions of at least Kg to form a hydration film on the surface of the foil, and then a step of heating at a high temperature in a non-oxidizing atmosphere.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10223988A JPH01273309A (en) | 1988-04-25 | 1988-04-25 | Manufacture of aluminum material for electrolytic capacitor electrode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10223988A JPH01273309A (en) | 1988-04-25 | 1988-04-25 | Manufacture of aluminum material for electrolytic capacitor electrode |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01273309A JPH01273309A (en) | 1989-11-01 |
| JPH0566006B2 true JPH0566006B2 (en) | 1993-09-20 |
Family
ID=14322081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10223988A Granted JPH01273309A (en) | 1988-04-25 | 1988-04-25 | Manufacture of aluminum material for electrolytic capacitor electrode |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01273309A (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2572479B2 (en) * | 1990-06-25 | 1997-01-16 | 昭和アルミニウム株式会社内 | Aluminum foil for electrolytic capacitor electrodes |
| US5417839A (en) * | 1990-10-31 | 1995-05-23 | Showa Aluminum Corporation | Method for manufacturing aluminum foils used as electrolytic capacitor electrodes |
| JP2602357B2 (en) * | 1990-11-09 | 1997-04-23 | 昭和アルミニウム株式会社 | Aluminum alloy foil for electrolytic capacitor electrodes |
-
1988
- 1988-04-25 JP JP10223988A patent/JPH01273309A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01273309A (en) | 1989-11-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4420367A (en) | Method for etching a recrystallized aluminum foil for electrolytic capacitors | |
| CN116565111B (en) | A method for preparing a high-strength (002) crystal textured zinc metal anode | |
| US5503718A (en) | Method of etching aluminum foil for electrolytic capacitors | |
| JP2752422B2 (en) | Method for producing aluminum material for electrolytic capacitor electrode | |
| JPH0566006B2 (en) | ||
| JPH0722094B2 (en) | Method for manufacturing aluminum material for electrolytic capacitor electrode | |
| JPH0565047B2 (en) | ||
| JPH07180006A (en) | Production of aluminum foil for electrolytic capacitor electrode | |
| JP2758040B2 (en) | Electrode etching method for electrolytic capacitor | |
| US5417839A (en) | Method for manufacturing aluminum foils used as electrolytic capacitor electrodes | |
| JP2635357B2 (en) | Manufacturing method of aluminum material for electrolytic capacitor | |
| JP2002173748A (en) | Method for producing high purity aluminum foil | |
| JP7628057B2 (en) | Method for producing aluminum material for electrolytic capacitor electrodes and method for producing aluminum electrode material for electrolytic capacitors | |
| JPH06145923A (en) | Manufacture of aluminum foil for electrolytic condenser anode | |
| EP0803885B1 (en) | Process for producing solid electrolytic capacitor | |
| JP4421765B2 (en) | Manufacturing method of electrode foil for aluminum electrolytic capacitor | |
| JP2752448B2 (en) | Method for producing aluminum material for electrolytic capacitor electrode | |
| JP3496465B2 (en) | Manufacturing method of electrode foil for aluminum electrolytic capacitor | |
| JP2692107B2 (en) | Manufacturing method of electrode foil for aluminum electrolytic capacitor | |
| JPH0372703B2 (en) | ||
| JPH0133546B2 (en) | ||
| JPH04311550A (en) | Production of aluminum foil for electrode of electrolytic capacitor | |
| JPH09246108A (en) | Manufacturing method of electrode foil for aluminum electrolytic capacitor | |
| JPH0372704B2 (en) | ||
| JP2016166412A (en) | Process for producing aluminum porous body |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |