電解コンデンサ用陰極箔およびその製造方法
【課題】電解コンデンサ用陰極箔の電解液中での溶解を抑制し、静電容量の低下を抑えながら、耐水性に優れた陰極箔およびその製造方法を提供する。
【解決手段】粗面化されたエッチング箔にモリブデン酸ナトリウム等のモリブデン酸塩とリン酸を含む水溶液に浸漬する浸漬処理を行い、エッチング箔表面にモリブデンとリンを含む皮膜が形成されてなることを特徴とする電解コンデンサ用陰極箔、およびその製造方法を提供する。上記電解コンデンサ用陰極箔の製造方法において、浸漬処理温度が２５〜７０℃、浸漬処理液中のモリブデン酸ナトリウム濃度が０．０５〜０．２５ｗｔ％であることを特徴とする。
【解決手段】粗面化されたエッチング箔にモリブデン酸ナトリウム等のモリブデン酸塩とリン酸を含む水溶液に浸漬する浸漬処理を行い、エッチング箔表面にモリブデンとリンを含む皮膜が形成されてなることを特徴とする電解コンデンサ用陰極箔、およびその製造方法を提供する。上記電解コンデンサ用陰極箔の製造方法において、浸漬処理温度が２５〜７０℃、浸漬処理液中のモリブデン酸ナトリウム濃度が０．０５〜０．２５ｗｔ％であることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解コンデンサ用陰極箔およびその方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電解コンデンサの低インピーダンス化が求められる中、低インピーダンス製品に用いられる電解液は、水を多量に含む構成となっている。
水を多量に含む電解液中では、アルミニウム陰極箔は、水和反応を起こして劣化するだけではなく、溶質として添加されている各種有機酸の錯化反応の活性化により、アルミニウムの溶解反応による劣化が促進される。よって、低インピーダンス製品に使用する電解コンデンサ用陰極箔は、耐水性、錯化反応に対する安定性に優れたものが求められている。
【０００３】
電極箔の劣化が促進されると、電解コンデンサは、静電容量の減少や漏れ電流特性の劣化、また溶解反応に伴って発生する水素ガスにより、安全弁の開弁に到るという問題が発生する。特に陰極箔は陽極箔のように、厚い酸化皮膜に覆われていないので、電解液中での溶解反応が起こりやすい。
【０００４】
従来から、陰極箔にリン酸水溶液で、浸漬処理または化成処理を行うと、このような電極箔の劣化防止効果があることはよく知られている。（たとえば非特許文献１、特許文献1参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１６２７９１
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】永田伊佐也、「電解液陰極アルミニウム電解コンデンサ」、日本蓄電器工業株式会社、平成９年２月２４日、Ｐ３３９−３４１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、現在の低インピーダンス製品に用いられる電解液は、従来の電解液よりさらに水を多く含む電解液で、従来から知られているリン酸による浸漬処理では、十分な効果を得ることはできず、溶解反応を更に抑制することのできる処理が求められている。
【０００８】
また、リン酸水溶液による化成処理により耐水性を上げる方法やリン酸水溶液のリン酸濃度を上げて浸漬する方法では、耐水性は改善されるが、静電容量の減少が非常に大きい。よって、静電容量を低下させずに溶解反応を抑制することのできる処理、およびその処理による陰極箔が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明は、電解コンデンサ用陰極箔において、粗面化されたエッチング箔の表面にモリブデンとリンを含む皮膜（モリブデン酸またはモリブデン酸塩、リン酸またはリン酸塩の形で含む皮膜）が形成されてなることを特徴とする電解コンデンサ用陰極箔である。
【００１０】
また、電解コンデンサ用陰極箔の製造方法において、粗面化されたエッチング箔をモリブデン酸塩とリン酸を含む水溶液に浸漬する処理を行い、エッチング箔の表面にモリブデンとリンを含む皮膜を形成することを特徴とする電解コンデンサ用陰極箔の製造方法である。
【００１１】
さらに、前記モリブデン酸塩として、モリブデン酸ナトリウムを用いたことを特徴とする電解コンデンサ用陰極箔の製造方法である。
【００１２】
そして、電解コンデンサ用陰極箔の製造方法において、浸漬処理温度が２５〜７０℃であることを特徴とする電解コンデンサ用陰極箔の製造方法である。
【００１３】
また、前記浸漬処理液中のモリブデン酸ナトリウム濃度が０．０５〜０．２５ｗｔ％であることを特徴とする電解コンデンサ用陰極箔の製造方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、粗面化処理されたエッチング箔を、モリブデン酸塩とリン酸を含む水溶液で浸漬処理し、モリブデンとリンを含む酸化皮膜を形成することにより、陰極箔の電解液中での溶解を抑制し、静電容量の低下を抑えながら、耐水性に優れた、信頼性の高い電解コンデンサ用陰極箔を得ることができる。この理由は必ずしも明確ではないが、耐食性を持つモリブデンと耐水性に効果のあるリンを含む酸化皮膜が、両者の相乗効果により、電解液中での陰極箔の皮膜溶解を抑制していると考えられる。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明する。
【００１６】
［実施例１〜５］浸漬処理温度の比較
公知の方法により、アルミニウム原箔に、エッチング（粗面化）処理を行い、エッチング箔試料を作製した。エッチング処理後、４５℃、０．５ｗｔ％のリン酸溶液に浸漬し、残留塩素イオンを除去した。次いで表１に示すように、モリブデン酸ナトリウム０．１５ｗｔ％とリン酸０．１０ｗｔ％を含む水溶液を温度２０、２５、５０、７０、８０℃に設定して、当該水溶液に浸漬処理処理後、４００℃で熱処理を行い、モリブデンとリンを含む皮膜が形成された陰極箔試料を作製した。
【００１７】
［実施例６〜１１、３］モリブデン酸ナトリウム水溶液濃度の比較
上記実施例と同様にして、エッチング箔試料を作製し、エッチング処理後、残留塩素イオンを除去した。次いで表１に示すように、モリブデン酸ナトリウム濃度を０．０３、０．０５、０．１０、０．１５、０．２０、０．２５、０．３０ｗｔ％と、リン酸０．１０ｗｔ％を含む水溶液を５０℃に設定して、当該水溶液に浸漬処理後、４００℃で熱処理を行い、モリブデンとリンを含む酸化皮膜が形成された陰極箔試料を作製した。
【００１８】
（比較例１、２）モリブデン酸ナトリウム単独（リン酸なし）水溶液との比較
上記実施例と同様にして、エッチング箔試料を作製し、エッチング処理後、残留塩素イオンを除去した。次いで表１に示すように、モリブデン酸ナトリウム濃度を０．１５ｗｔ％とし、リン酸を含まない水溶液を５０、７０℃に設定して、当該水溶液に浸漬処理後、４００℃で熱処理を行い、モリブデンのみ含む皮膜が形成された陰極箔試料を作製した。
【００１９】
（従来例）リン酸単独（モリブデン酸ナトリウムなし）水溶液との比較
上記実施例と同様にして、エッチング箔試料を作製し、エッチング処理後、残留塩素イオンを除去した。次いで表１に示すように、リン酸濃度を０．１０ｗｔ％とし、モリブデン酸ナトリウムを含まない水溶液を５０℃に設定して、当該水溶液に浸漬処理後、４００℃で熱処理を行い、リン酸のみ含む酸化皮膜が形成された陰極箔試料を作製した。
【００２０】
上記実施例１〜１１、比較例１、２、従来例による陰極箔試料を、皮膜耐圧と静電容量を測定した後、エチレングリコール４０ｗｔ％、水５０ｗｔ％、アジピン酸アンモニウム１０ｗｔ％の電解液中に１０５℃の状態で、８時間浸漬を行い、浸漬後の皮膜耐圧の変化率を調べた。その結果を表１に示す。
【００２１】
【表１】
【００２２】
表１より明らかなように、モリブデン酸ナトリウムとリン酸を含む水溶液に浸漬した実施例１〜１１は、リン酸のみ含む水溶液に浸漬した従来例と比較して、静電容量、皮膜耐圧の変化率が向上しており、その中でも、浸漬処理温度２５〜７０℃、モリブデン酸ナトリウム濃度０．０５〜０．２５ｗｔ％とした実施例２〜４、７〜１０が特に優れている。
また、リン酸を含まずにモリブデン酸ナトリウムのみ含む水溶液に浸漬した比較例１、２は、実施例１〜１１と比較して、静電容量、皮膜耐圧の変化率が低下しているため、リン酸およびモリブデン酸ナトリウムを併用することが不可欠であることが分かる。
【００２３】
なお、上記実施例では、モリブデンを含む化合物として、モリブデン酸ナトリウムを用いたが、この他にも、カリウム、リチウム等のアルカリ金属塩、アンモニウム塩としても用いることができる。
また、浸漬処理後の熱処理温度は、３５０〜５５０℃であればよい。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解コンデンサ用陰極箔およびその方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電解コンデンサの低インピーダンス化が求められる中、低インピーダンス製品に用いられる電解液は、水を多量に含む構成となっている。
水を多量に含む電解液中では、アルミニウム陰極箔は、水和反応を起こして劣化するだけではなく、溶質として添加されている各種有機酸の錯化反応の活性化により、アルミニウムの溶解反応による劣化が促進される。よって、低インピーダンス製品に使用する電解コンデンサ用陰極箔は、耐水性、錯化反応に対する安定性に優れたものが求められている。
【０００３】
電極箔の劣化が促進されると、電解コンデンサは、静電容量の減少や漏れ電流特性の劣化、また溶解反応に伴って発生する水素ガスにより、安全弁の開弁に到るという問題が発生する。特に陰極箔は陽極箔のように、厚い酸化皮膜に覆われていないので、電解液中での溶解反応が起こりやすい。
【０００４】
従来から、陰極箔にリン酸水溶液で、浸漬処理または化成処理を行うと、このような電極箔の劣化防止効果があることはよく知られている。（たとえば非特許文献１、特許文献1参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１６２７９１
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】永田伊佐也、「電解液陰極アルミニウム電解コンデンサ」、日本蓄電器工業株式会社、平成９年２月２４日、Ｐ３３９−３４１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、現在の低インピーダンス製品に用いられる電解液は、従来の電解液よりさらに水を多く含む電解液で、従来から知られているリン酸による浸漬処理では、十分な効果を得ることはできず、溶解反応を更に抑制することのできる処理が求められている。
【０００８】
また、リン酸水溶液による化成処理により耐水性を上げる方法やリン酸水溶液のリン酸濃度を上げて浸漬する方法では、耐水性は改善されるが、静電容量の減少が非常に大きい。よって、静電容量を低下させずに溶解反応を抑制することのできる処理、およびその処理による陰極箔が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明は、電解コンデンサ用陰極箔において、粗面化されたエッチング箔の表面にモリブデンとリンを含む皮膜（モリブデン酸またはモリブデン酸塩、リン酸またはリン酸塩の形で含む皮膜）が形成されてなることを特徴とする電解コンデンサ用陰極箔である。
【００１０】
また、電解コンデンサ用陰極箔の製造方法において、粗面化されたエッチング箔をモリブデン酸塩とリン酸を含む水溶液に浸漬する処理を行い、エッチング箔の表面にモリブデンとリンを含む皮膜を形成することを特徴とする電解コンデンサ用陰極箔の製造方法である。
【００１１】
さらに、前記モリブデン酸塩として、モリブデン酸ナトリウムを用いたことを特徴とする電解コンデンサ用陰極箔の製造方法である。
【００１２】
そして、電解コンデンサ用陰極箔の製造方法において、浸漬処理温度が２５〜７０℃であることを特徴とする電解コンデンサ用陰極箔の製造方法である。
【００１３】
また、前記浸漬処理液中のモリブデン酸ナトリウム濃度が０．０５〜０．２５ｗｔ％であることを特徴とする電解コンデンサ用陰極箔の製造方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、粗面化処理されたエッチング箔を、モリブデン酸塩とリン酸を含む水溶液で浸漬処理し、モリブデンとリンを含む酸化皮膜を形成することにより、陰極箔の電解液中での溶解を抑制し、静電容量の低下を抑えながら、耐水性に優れた、信頼性の高い電解コンデンサ用陰極箔を得ることができる。この理由は必ずしも明確ではないが、耐食性を持つモリブデンと耐水性に効果のあるリンを含む酸化皮膜が、両者の相乗効果により、電解液中での陰極箔の皮膜溶解を抑制していると考えられる。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明する。
【００１６】
［実施例１〜５］浸漬処理温度の比較
公知の方法により、アルミニウム原箔に、エッチング（粗面化）処理を行い、エッチング箔試料を作製した。エッチング処理後、４５℃、０．５ｗｔ％のリン酸溶液に浸漬し、残留塩素イオンを除去した。次いで表１に示すように、モリブデン酸ナトリウム０．１５ｗｔ％とリン酸０．１０ｗｔ％を含む水溶液を温度２０、２５、５０、７０、８０℃に設定して、当該水溶液に浸漬処理処理後、４００℃で熱処理を行い、モリブデンとリンを含む皮膜が形成された陰極箔試料を作製した。
【００１７】
［実施例６〜１１、３］モリブデン酸ナトリウム水溶液濃度の比較
上記実施例と同様にして、エッチング箔試料を作製し、エッチング処理後、残留塩素イオンを除去した。次いで表１に示すように、モリブデン酸ナトリウム濃度を０．０３、０．０５、０．１０、０．１５、０．２０、０．２５、０．３０ｗｔ％と、リン酸０．１０ｗｔ％を含む水溶液を５０℃に設定して、当該水溶液に浸漬処理後、４００℃で熱処理を行い、モリブデンとリンを含む酸化皮膜が形成された陰極箔試料を作製した。
【００１８】
（比較例１、２）モリブデン酸ナトリウム単独（リン酸なし）水溶液との比較
上記実施例と同様にして、エッチング箔試料を作製し、エッチング処理後、残留塩素イオンを除去した。次いで表１に示すように、モリブデン酸ナトリウム濃度を０．１５ｗｔ％とし、リン酸を含まない水溶液を５０、７０℃に設定して、当該水溶液に浸漬処理後、４００℃で熱処理を行い、モリブデンのみ含む皮膜が形成された陰極箔試料を作製した。
【００１９】
（従来例）リン酸単独（モリブデン酸ナトリウムなし）水溶液との比較
上記実施例と同様にして、エッチング箔試料を作製し、エッチング処理後、残留塩素イオンを除去した。次いで表１に示すように、リン酸濃度を０．１０ｗｔ％とし、モリブデン酸ナトリウムを含まない水溶液を５０℃に設定して、当該水溶液に浸漬処理後、４００℃で熱処理を行い、リン酸のみ含む酸化皮膜が形成された陰極箔試料を作製した。
【００２０】
上記実施例１〜１１、比較例１、２、従来例による陰極箔試料を、皮膜耐圧と静電容量を測定した後、エチレングリコール４０ｗｔ％、水５０ｗｔ％、アジピン酸アンモニウム１０ｗｔ％の電解液中に１０５℃の状態で、８時間浸漬を行い、浸漬後の皮膜耐圧の変化率を調べた。その結果を表１に示す。
【００２１】
【表１】
【００２２】
表１より明らかなように、モリブデン酸ナトリウムとリン酸を含む水溶液に浸漬した実施例１〜１１は、リン酸のみ含む水溶液に浸漬した従来例と比較して、静電容量、皮膜耐圧の変化率が向上しており、その中でも、浸漬処理温度２５〜７０℃、モリブデン酸ナトリウム濃度０．０５〜０．２５ｗｔ％とした実施例２〜４、７〜１０が特に優れている。
また、リン酸を含まずにモリブデン酸ナトリウムのみ含む水溶液に浸漬した比較例１、２は、実施例１〜１１と比較して、静電容量、皮膜耐圧の変化率が低下しているため、リン酸およびモリブデン酸ナトリウムを併用することが不可欠であることが分かる。
【００２３】
なお、上記実施例では、モリブデンを含む化合物として、モリブデン酸ナトリウムを用いたが、この他にも、カリウム、リチウム等のアルカリ金属塩、アンモニウム塩としても用いることができる。
また、浸漬処理後の熱処理温度は、３５０〜５５０℃であればよい。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解コンデンサ用陰極箔において、
粗面化されたエッチング箔の表面にモリブデンとリンを含む皮膜が形成されてなることを特徴とする電解コンデンサ用陰極箔。
【請求項２】
電解コンデンサ用陰極箔の製造方法において、
粗面化されたエッチング箔を、モリブデン酸塩とリン酸を含む水溶液に浸漬する処理を行い、エッチング箔の表面にモリブデンとリンを含む皮膜を形成することを特徴とする電解コンデンサ用陰極箔の製造方法。
【請求項３】
前記モリブデン酸塩として、モリブデン酸ナトリウムを用いたことを特徴とする請求項２に記載の電解コンデンサ用陰極箔の製造方法。
【請求項４】
前記電解コンデンサ用陰極箔の製造方法において、
浸漬処理温度が、２５〜７０℃であることを特徴とする請求項３に記載の電解コンデンサ用陰極箔の製造方法。
【請求項５】
前記浸漬処理液中のモリブデン酸ナトリウム濃度が０．０５〜０．２５ｗｔ％であることを特徴とする請求項３または４に記載の電解コンデンサ用陰極箔の製造方法。
【請求項１】
電解コンデンサ用陰極箔において、
粗面化されたエッチング箔の表面にモリブデンとリンを含む皮膜が形成されてなることを特徴とする電解コンデンサ用陰極箔。
【請求項２】
電解コンデンサ用陰極箔の製造方法において、
粗面化されたエッチング箔を、モリブデン酸塩とリン酸を含む水溶液に浸漬する処理を行い、エッチング箔の表面にモリブデンとリンを含む皮膜を形成することを特徴とする電解コンデンサ用陰極箔の製造方法。
【請求項３】
前記モリブデン酸塩として、モリブデン酸ナトリウムを用いたことを特徴とする請求項２に記載の電解コンデンサ用陰極箔の製造方法。
【請求項４】
前記電解コンデンサ用陰極箔の製造方法において、
浸漬処理温度が、２５〜７０℃であることを特徴とする請求項３に記載の電解コンデンサ用陰極箔の製造方法。
【請求項５】
前記浸漬処理液中のモリブデン酸ナトリウム濃度が０．０５〜０．２５ｗｔ％であることを特徴とする請求項３または４に記載の電解コンデンサ用陰極箔の製造方法。
【公開番号】特開２０１０−２１９０８３（Ｐ２０１０−２１９０８３Ａ）
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−６０４３７（Ｐ２００９−６０４３７）
【出願日】平成２１年３月１３日（２００９．３．１３）
【出願人】（０００００４６０６）ニチコン株式会社 (656)
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１３日（２００９．３．１３）
【出願人】（０００００４６０６）ニチコン株式会社 (656)
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