JPH0790519A - 電解コンデンサー陰極用アルミニウム箔の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エッチング時に均一適度に溶解し、静電容量
の高い優れた電解コンデンサー陰極箔用アルミニウム箔
の製造方法を提供する。 【構成】アルミニウムの純度が９９.８％以上であり、
且つ、Ｆe：０.０２０％以上０.０３０％未満、Ｓi：
０.０４０％未満、Ｚn：０.００９％以上０.０１３％未
満、Ｃu：０.００２％未満、及び不可避的不純物からな
る純アルミニウムについて、５５０〜５００℃の温度で
７時間以上１５時間以内の１回の均質化処理のみを行
い、その後、熱間粗圧延を３８０℃以上４５０℃以下の
温度で終了し、熱間仕上げ圧延を３７０℃以下３１０℃
以上で開始し、２００℃以上３００℃以下で終了するこ
とを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エッチング時に均一適
度に溶解し、静電容量の高い電解コンデンサー陰極用ア
ルミニウム箔の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】アルミニウム電解コンデンサーの静電容
量を増大して、その性能を向上させるためには、陽極用
アルミニウムのみならず、陰極用箔の静電容量も増大さ
せることが必要である。このためには、陰極用箔に電気
化学的或いは化学的エッチング処理を施して表面を粗面
化し、表面積を増大することが有効であり、一般的に行
われている。

【０００３】ところで、陰極箔には誘電体皮膜が形成さ
れないため、陽極箔に要求される漏れ電流や耐電圧は必
要とされない。このため、陰極用アルミニウム箔は陽極
箔に比べて通常肉薄に設計されている。したがって、機
械的強度を保持しつつ拡面率の向上を図るためには、エ
ッチングの際に箔の全面積が均一適度に溶解されること
が求められる。

【０００４】しかるに、従来の陰極用アルミニウム箔
は、概して溶解性が不均一であり、過度に溶解して部分
的な強度低下を生じたり、逆に溶解されにくい部分が存
在して拡面率の十分な増大を図れないというような欠点
があった。

【０００５】そこで、これら問題点を解決することを目
的として種々の検討がなされ、その結果、次のようなア
ルミニウム箔が開発され提案されている。

【０００６】特開平３−３９４３７号公報には、Ａl−
Ｆe系金属間化合物をＦe量で０.０２〜０.１５％の範囲
で含有し、更にＳi：０.２％以下、Ｃu：１.０％以下を
含有し、残部がアルミニウム及び金属間化合物として存
在するＦe以外のＦeを含む不可避的不純物からなること
を特徴とするアルミニウム箔が記載されている。

【０００７】特開平２−５１２１０号公報には、Ｓi：
０.０１０〜０.０５０％、Ｆe：０.０２０〜０.０７５
％、Ｍg：０.００２〜０.０１０％、Ｚn：０.００５〜
０.０１２％、不可避的不純物としてＣu：０.００３％
以下及び他の不可避的元素０.００２％以下、残部Ａlの
鋳塊を、温度５００〜５５０℃、時間２０時間以上の条
件で均質化処理し、次いで温度４００℃以上の条件で熱
間粗圧延し、更に入側温度４００℃以上、出側温度２５
０℃以下、時間２分以下の条件で熱間仕上げ圧延し、そ
の後中間焼鈍を行うことなく冷間圧延することを特徴と
するアルミニウム箔が記載されている。

【０００８】特開平３−１３０３４０号公報には、Ｓ
i：０.０１０〜０.０５０％、Ｆe：０.０１０〜０.０３
５％、Ｍg：０.００２〜０.０１０％、Ｚn：０.００５
〜０.０１２％、Ｃu：０.００１％以下、Ｔi：０.００
１％以下、Ｎi：０.００２％以下、残部Ａlよりなる鋳
塊を、温度５００〜５５０℃、時間２０時間以上の条件
で均質化処理し、更に入側温度４００℃以上、出側温度
２５０℃以下、時間２分以下の条件で熱間圧延し、その
後中間焼鈍を行うことなく冷間圧延することを特徴とす
るアルミニウム箔が記載されている。

【０００９】特開平４−１７６８４７号公報には、Ａl
純度が９９.８％以上で、且つＦe：０.００１〜０.０７
％、Ｓi：０.００１〜０.０７％、Ｃu：０.０１％以下
及び不可避的不純物を含有するアルミニウム材料からな
る鋳塊を、圧延して電解コンデンサー電極用アルミニウ
ム箔を製造する工程において、鋳塊を５５０℃以上に加
熱した後、２５０℃以下に冷却し、その後の圧延を３０
０℃以下の温度で行うことを特徴とするアルミニウム箔
が記載されている。

【００１０】そして、これらの特開平３−３９４３７号
公報、特開平２−５１２１０号公報、特開平３−１３０
３４０号公報、特開平４−１７６８４７号公報によれば
電解エッチング性が向上すると説明されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
提案された各種アルミニウム箔には、次のような問題が
ある。すなわち、特開平３−３９４３７号公報には、Ｆ
e、Ｓi、Ｃuを規定し、溶解性を改善しエッチング時に
均一適度な溶解を可能とする方法が記載されているが、
均質化処理等の規定がないため、静電容量が十分ではな
いという問題点がある。

【００１２】特開平２−５１２１０号公報には、成分且
つ均質化処理等製造条件を規定し、溶解性を改善し、エ
ッチング時に均一適度な溶解を可能とする方法が記載さ
れている。しかし、５００〜５５０℃の温度、時間が２
０時間以上の条件で均質化処理を行っているため、その
間に析出物が非常に多く増大して、均一適度な溶解が十
分でないため、静電容量が十分ではないという問題点が
ある。更にこのような長い時間の均質化処理は通常２回
の均質化処理が行われている。しかし、２回の均熱化処
理を行う場合、１回目から２回目の間に冷却時間を長時
間設ける。その間に析出物が非常に多く増大し、均一適
度な溶解が十分でないため、静電容量が十分ではないと
いう問題がある。

【００１３】特開平３−１３０３４０号公報には、成分
且つ均質化処理等製造条件を規定し、溶解性を改善し、
エッチング時に均一適度な溶解を可能とする方法が記載
されている。しかし、５００〜５５０℃の温度、時間が
２０時間以上の条件で均質化処理を行っているため、そ
の間に析出物が非常に多く増大して、均一適度な溶解が
十分でないため、静電容量が十分ではないという問題点
がある。更にこのような長い時間の均質化処理は通常２
回の均質化処理が行われている。しかし、２回の均熱化
処理を行う場合、１回目から２回目の間に冷却時間を長
時間設ける。その間に析出物が非常に多く増大して均一
適度な溶解が十分でないため、静電容量が十分ではない
という問題点がある。

【００１４】特開平４−１７６８４７号公報には、成分
且つ均質化処理等製造条件を規定し、溶解性を改善し、
エッチング時に均一適度な溶解を可能とする方法が記載
されている。しかし、均質化処理を５５０℃以上の温度
で行うため、電気化学的に安定なＡl₆Ｆeが電気化学的
に不安定なＡl₃Ｆeに変化してしまい、均一適度な溶解
が十分でないため、静電容量が十分ではないという問題
点がある。

【００１５】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、その目的は、従来技術の持つ以上のよ
うな問題点を解消して、エッチング時に均一適度に溶解
し、静電容量の高い優れた電解コンデンサー陰極箔用ア
ルミニウム箔の製造方法を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めの手段として、本発明は、アルミニウムの純度が９
９.８％以上であり、且つ、Ｆe：０.０２０％以上０.０
３０％未満、Ｓi：０.０４０％未満、Ｚn：０.００９％
以上０.０１３％未満、Ｃu：０.００２％未満、及び不
可避的不純物からなる純アルミニウムについて、５５０
〜５００℃の温度で７時間以上１５時間以内の１回の均
質化処理のみを行い、その後、熱間粗圧延を３８０℃以
上４５０℃以下の温度で終了し、熱間仕上げ圧延を３７
０℃以下３１０℃以上で開始し、２００℃以上３００℃
以下で終了することを特徴とする電解コンデンサー陰極
用アルミニウム箔の製造方法を要旨としている。

【００１７】

【作用】以下に本発明を更に詳細に説明する。

【００１８】本発明は、上記課題を達成するために、前
述の従来の提案とは異なり、均質化処理を５５０〜５０
０℃の温度で７時間以上１５時間以内の均質化処理を１
回のみ行うことを規定することにより、溶解性を改善
し、エッチング時に表面の適度な溶解を可能とし、静電
容量が向上させることを基本思想とするものである。

【００１９】まず、純アルミニウムの組成の限定理由を
以下に説明する。

【００２０】アルミニウム純度：アルミニウムの純度は
９９.８％以上が必要である。これより低い純度では、
不純物の量が多くなり、静電容量の低下が生じるので好
ましくない。

【００２１】Ｆe：Ｆeは晶出物或いは析出物としての金
属間化合物を生成させ、エッチング性の改善には不可欠
な元素であり、適正な数及び大きさの晶出物或いは析出
物を生成させるためには、含有量を０.０２０％以上０.
０３０％未満の範囲に設定しなければならない。しか
し、０.０２０％未満では晶出物或いは析出物の数が不
十分になって均一な適度のエッチング面が得られず静電
容量の低下を生じる。また、０.０３０％以上では晶出
物が大きくなりすぎて粗大なエッチングピットが発生し
易くなり静電容量の低下を生じる。

【００２２】Ｓi：ＳiはＦeと同様、晶出物或いは析出
物としての金属間化合物を生成させ、エッチング性の改
善には不可欠な元素であり、適正な数及び大きさの晶出
物或いは析出物を生成させるためには、含有量を０.０
４０％未満に制御する。０.０４０％以上では晶出物が
大きくなりすぎて粗大なエッチングピットが発生し易く
なり静電容量の低下を生じる。

【００２３】Ｚn：ＺnはＡlに添加することによりエッ
チング性を向上させる効果がある。その添加量を０.０
０９％以上０.０１３％未満としたのは、０.００９％未
満ではその効果が小さく、また０.０１３％以上では適
正なエッチング条件の設定が困難となり、均一な適度の
エッチング面が得られなくなり、静電容量の低下を生じ
るためである。

【００２４】Ｃu：Ｃuも、また溶解性に寄与するもので
あるが、０.００２％以上ではエッチング後Ｃuが析出
し、静電容量の低下を生じるので、０.００２％未満と
する。

【００２５】なお、他のＭn、Ｍg、Ｃr、Ｔi等は不可避
的不純物として０.００２％程度までの含有が許容され
る。

【００２６】次に、本発明では鋳造−均質化処理−熱間
圧延−冷間圧延の工程によるが、以下のような製造条件
とする必要がある。

【００２７】まず、均質化処理温度は５５０〜５００℃
の温度にする必要がある。５５０℃を超える温度では電
解エッチング性に良好なＡl₆Ｆeが電解エッチング性に
悪影響を及ぼすＡl₃Ｆeに変化してしまい、均一な適度
のエッチング面が得られなくなり、静電容量の低下を生
じる。また、５００℃未満では析出物が増大し、均一な
適度のエッチング面が得られなくなり、静電容量の低下
を生じる。

【００２８】均質化処理時間は７時間以上１５時間以内
にする必要がある。７時間未満では均質化処理の効果が
十分ではなく、均一な適度のエッチング面が得られなく
なり、静電容量の低下を生じる。また１５時間を超える
と粗大な析出物が生じるため、均一な適度のエッチング
面が得られなくなり、静電容量の低下を生じる。

【００２９】しかも、上記条件の均質化処理回数は１回
とする。２回以上を行うと冷却時に粗大な析出物が生じ
るため、均一な適度のエッチング面が得られなくなり、
静電容量の低下を生じる。

【００３０】均質化処理後、熱間圧延を行うが、熱間粗
圧延の終了温度は３８０℃以上４５０℃以下とする必要
がある。４５０℃を超える温度では析出物が増大するた
め、均一な適度のエッチング面が得られなくなり、静電
容量の低下を生じる。また３８０℃未満では析出が不十
分であり、均一な適度のエッチング面が得られなくな
り、静電容量の低下を生じる。

【００３１】熱間仕上げ圧延の開始温度は３１０℃以上
３７０℃以下とする必要がある。３７０℃を超えると析
出物が増大するため、均一な適度のエッチング面が得ら
れなくなり、静電容量の低下を生じる。また３１０℃未
満では析出が不十分であり、均一な適度のエッチング面
が得られなくなり、静電容量の低下を生じる。

【００３２】そして熱間仕上げ圧延の終了温度は２００
℃以上３００℃以下とする必要がある。３００℃を超え
ると粗大な析出物が増大するため、均一な適度のエッチ
ング面が得られなくなり、静電容量の低下を生じる。ま
た２００℃未満では析出が不十分であり、均一な適度の
エッチング面が得られなくなり、静電容量の低下を生じ
る。

【００３３】次に本発明の実施例を示す。

【００３４】

【実施例１】表１に示す種々の化学成分を有するアルミ
ニウムについて、同表に示す製造条件(本発明範囲内)に
より熱間圧延まで終了させ、その後冷間圧延工程のみで
製品箔厚５０μmのアルミニウム箔を製造した。調質は
Ｈ１９とした。得られたアルミニウム箔をサンプルと
し、静電容量を調査した。

【００３５】電解エッチング条件：純水１リットル中
１０％塩酸＋０.1％硫酸＋２.２％塩化アルミを含む電
解液(４０±１℃)を用い、電流密度０.４５Ａ／dm²、交
流５０Ｈz、１分間エッチングを行った。

【００３６】化成条件：純水１リットル中リン酸：
０.２５ml、リン酸アンモニウム：１.４g、液温７０±
２.５℃、化成時間８分、化成電圧３Ｖ。

【００３７】静電容量測定：純水１リットル中ホウ
酸：５０g、クエン酸：５０g、アンモニア：５０ml、液
温３０±５℃、周波数：１２０Ｈz、万能ブリッジによ
り測定。

【００３８】静電容量の測定結果を表１に示す。その結
果から明らかなように、本発明例のアルミニウム箔Ｎo.
１〜４は静電容量が高く、電解エッチング性が優れてい
ることを示している。

【００３９】一方、比較例は、いずれも化学成分が本発
明範囲外であり、アルミニウム箔の静電容量が低い。な
お、比較例のＮo.５は純度、Ｎo.６、７はＦe、Ｎo.８
はＳi、Ｎo.９、１０はＺn、Ｎo.１１はＣuがそれぞれ
本発明範囲外である。

【００４０】

【表１】

【００４１】

【実施例２】表２に示す化学成分(本発明範囲内)を有す
るアルミニウムについて、同表に示す種々の条件の製造
工程により熱間圧延まで終了させ、その後冷間圧延工程
のみで製品箔厚５０μmのアルミニウム箔を製造した。
調質はＨ１９とした。得られたアルミニウム箔をサンプ
ルとし、静電容量を調査した。電解エッチング条件、化
成条件、静電容量測定条件は実施例１の場合と同様であ
る。

【００４２】静電容量の測定結果を表２に示すように、
本発明例のアルミニウム箔Ｎo.１２〜１５は静電容量が
高く、電解エッチング性に優れていることを示してい
る。

【００４３】一方、比較例のアルミニウム箔は静電容量
が低い。なお、比較例のＮo.１６、１７は均質化処理温
度、Ｎo.１８、１９は均質化処理時間、Ｎo.２０は均質
化処理回数、Ｎo.２１、２２は粗熱延終了温度、Ｎo.２
３、２４は仕上げ熱延開始温度、Ｎo.２５、２６は仕上
げ熱延終了温度がそれぞれ本発明範囲外である。

【００４４】

【表２】

【００４５】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明で得られる
アルミニウム箔は電解エッチング性に優れているので、
高い静電容量を示す陰極用電解箔を作製することがで
き、高性能な電解コンデンサーが得られるという工業上
顕著な効果を奏するものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重量％で(以下、同じ)、アルミニウムの
   純度が９９.８％以上であり、且つ、Ｆe：０.０２０％
   以上０.０３０％未満、Ｓi：０.０４０％未満、Ｚn：
   ０.００９％以上０.０１３％未満、Ｃu：０.００２％未
   満、及び不可避的不純物からなる純アルミニウムについ
   て、５５０〜５００℃の温度で７時間以上１５時間以内
   の１回の均質化処理のみを行い、その後、熱間粗圧延を
   ３８０℃以上４５０℃以下の温度で終了し、熱間仕上げ
   圧延を３７０℃以下３１０℃以上で開始し、２００℃以
   上３００℃以下で終了することを特徴とする電解コンデ
   ンサー陰極用アルミニウム箔の製造方法。