JP2970852B2

JP2970852B2 - 電解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔の製造方法

Info

Publication number: JP2970852B2
Application number: JP6144689A
Authority: JP
Inventors: 兼滋山本
Original assignee: Nippon Foil Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nippon Foil Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1989-03-13
Filing date: 1989-03-13
Publication date: 1999-11-02
Anticipated expiration: 2014-11-02
Also published as: JPH02240245A

Description

【発明の詳細な説明】【産業上の利用分野】

本発明は電解コンデンサの陰極として用いる低純度の
アルミニウム合金箔（アルミニウム含有量99.9％未満）
に関し、特に低純度でありながら静電容量の高いアルミ
ニウム合金箔に関するものである。

【従来の技術】

従来より、低純度のアルミニウム合金箔を電解コンデ
ンサの陰極として用いることが試みられている。これ
は、高純度のアルミニウム合金箔（アルミニウム含有量
99.9％以上）に比べて、低純度のものが安価であるとい
う理由による。しかし、アルミニウム以外の不純物の量が多いと、ア
ルミニウム箔を得る際に不純物が析出してくる。そし
て、アルミニウムと不純物との間で局部電池を作り、エ
ッチング処理時に過溶解が生じるということがあった。
過溶解が生じると、アルミニウム合金箔の表面に微細な
凹凸が形成されにくくなり、エッチング処理の目的であ
る表面積の増大が図れなくなる。以上のような理由から、低純度のアルミニウム合金箔
を用いて、高い静電容量のものを得るということは困難
であった。

【発明が解決しようとする課題】

本発明者は、上記の従来技術について種々考案した結
果、アルミニウム合金箔中に不純物の量が多くとも、そ
れが析出しなければ、過溶解を生ぜしめることなくエッ
チング処理ができ、高い静電容量のものが得られると考
えた。そして、不純物をアルミニウム中に均一に固溶さ
せようとして、種々実験を行ったところ、箔形状の際の
均質化処理及び中間焼鈍をある特定の条件で行えば、あ
る特定元素の不純物は極めて良くアルミニウム中に固溶
することを見出した。本発明は上記の知見に基づいてなされたものである。

【課題を解決するための手段及び作用】

即ち、本発明は、Cu0.1〜2.0％、Si0.01〜0.10％、Fe
0.01〜0.20％、Mg0.001〜0.050％、Zn0.001〜0.050％、
Ti0.0005〜0.0100％、不可避元素0.000005％以下、残部
Alの鋳塊を、温度580℃以上で均質化処理し、次いで熱
間粗圧延及び熱間仕上げ圧延を行ってアルミニウム合金
板を得た後、該アルミニウム合金板を温度380℃以上に
加熱し、且つ冷却速度30℃/hr以上で冷却して中間焼鈍
を行い、その後圧延することを特徴とする電解コンデン
サ陰極用アルミニウム合金箔の製造方法に関するもので
ある。本発明においては、まず鋳塊を準備する。この鋳塊
は、下記に示す各成分が一定量含有されてなるものであ
る。なお、本発明において％はすべて重量％を表してい
る。 Cuは、0.1〜2.0％である。Cuは、Alに対する固溶性が
良好で、比較的多量にAl中に含有されていても、箔形成
の際に析出しにくいものである。従って、Al中に含有さ
れる不純物元素の中心はCuである。Cuが0.1％未満であ
ると、不純物元素の量が少なくなり、低純度のアルミニ
ウム合金の鋳塊を得ることができないので好ましくな
い。また、Cuが2.0％を超えてAl中に含有されると、固
溶性の良好なCuであっても、箔形成の際Cuが析出してく
るので好ましくない。 Siは、0.01〜0.10％である。Siは、Al中に不可避的に
混入してくる元素である。従って、Siを0.01％未満とす
ることは、特別は精製工程を経なければならず、得られ
る鋳塊が高価になるため好ましくない。Siが0.01％を超
えると、Al中にSiが固溶しにくくなって、箔形成の際に
析出してくるので好ましくない。 Feは、0.01〜0.20％である。Feは、Alに固溶しにくい
元素である。従って、上記成分範囲では箔形成の際に、
Feが析出してくる恐れがある。このため、析出量を極力
少なくするため、上限を0.20％以下としたのである。ま
た、Feが0.01％未満であると、陰極用箔としての機械的
強度が維持されにくいため、好ましくない。 Mgは、0.001〜0.050％である。Mgは、FeやSiと結合し
やすく、Fe等の標準電極電位を低下させるものである。
即ち、Mgは、Alよりも標準電極電位が低く、Alよりも標
準電極電位が高いFeと金属間化合物を形成して、Fe等の
標準電極電位を低下させ、Al以外の不純物元素の全体の
標準電極電位をAlの標準電極電位に近似させるものであ
る。これにより、Alと不純物元素との間に生じる恐れの
ある局部電池の電位差を少なくし、エッチング処理時の
過溶解を防止しうるのである。Mgが0.001％未満である
と、FeやSiの標準電極電位を十分に低下できないので好
ましくない。また、Mgが0.050％を超えると、Al中に固
溶しにくくなるので好ましくない。 Znは、0.001〜0.050％である。Znは、Al中によく固溶
し且つ標準電極電位がAlよりも高いため、Znが固溶した
Alは標準電極電位が高くなる。従ってZnは、AlとFe等と
の標準電極電位差を小さくし、AlとFe等との間に生じる
恐れのある局部電池の電位差を少なくし、そしてエッチ
ング液中におけるAlの過溶解を防止するものである。Zn
が0.001％未満であると、Alの標準電極電位を高める作
用が低下し、好ましくない。Znが0.050％を超えると、
過度にAlの標準電極電位を高めるため、却ってAl以外の
元素が作るカソードとの間の電位差が大きくなるため、
好ましくない。 Tiは、0.0005〜0.0100％である。Tiは、Al中に不可避
的に混入してくる元素である。従って、Tiを0.0005未満
とすることは、特別な精製工程を経なければならず、得
られる鋳塊が高価になるため好ましくない。Tiが0.0100
％を超えると、Al中にTiが固溶しにくくなって、箔形成
の際に析出してくるので好ましくない。なお、本発明における鋳塊には上記の各成分のほかに
不可避元素が数種類含有されている場合がある。このと
き、不可避元素は各々0.000005％以下でなければならな
い。この量以上の不可避元素が含有されると、Alと局部
電池を作ったりするので好ましくない。以上のような成分を含有するAlの鋳塊を、まず温度58
0℃以上で均質化処理する。この均質化処理において、
鋳塊中のAl以外の各成分は均一に固溶するのである。均
質化処理の温度が580℃未満であると、Al以外の各成分
がAl中に固溶しにくくなるので好ましくない。均質化処
理の温度は、好ましくは580〜640℃程度が良く、より好
ましくは600〜640℃程度が良く、最も好ましくは620〜6
40℃程度が良い。なお、均質化処理の時間は長いほど、
Al以外の各成分が十分にAl中に固溶するので好ましく、
具体的には３時間以上が好ましい。鋳塊を均質化処理した後、アルミニウム板形成の際に
用いられる周知の技術である熱間粗圧延及び熱間仕上げ
圧延が行われる。本発明において、熱間粗圧延の開始温
度としては、500〜550℃程度が好ましい。また、熱間仕
上げ圧延において入側温度を400℃以上、出側温度を250
℃以下とするのが好ましい。更に、入側温度及び出側温
度を前記のように設定し、更に入側から出側への通過時
間を２分以下とするのがより好ましい。また、熱間仕上
げ圧延の後、所望により冷間圧延等を行ってもよいこと
は勿論である。熱間仕上げ圧延が終了すると、アルミニウム合金板が
得られる。この板厚は任意であってよいが、本発明にお
いては６〜0.3mm程度が好ましい。板厚が6mmを超える
と、中間焼鈍時においてアルミニウム板を加熱するのに
長時間かかる。また、板厚が0.3mm未満であると、中間
焼鈍時等の取り扱い時において、アルミニウム板が切断
する恐れが生じる。本発明においては、この合金板にある特定の条件で中
間焼鈍を施す。この条件とは、合金板の温度を380℃以
上に加熱すること及び合金板を冷却する際に冷却速度を
30℃/hr以上とすることである。中間焼鈍時に、合金板の温度が380℃未満であると、A
l以外の各成分が合金板中に析出してくる恐れが生じる
ので好ましくない。具体的には、合金板が380〜600℃程
度になるまで加熱する。合金板をバッチ式即ち巻き取っ
た形で加熱する場合には、外部の熱が内部まで伝わるの
に時間がかかり、５時間以上の加熱時間が必要になる。
この際の合金板の昇温速度は、40〜300℃/hr程度であ
る。これに対し、合金板を連続式即ち巻き取った合金板
を巻き戻して一枚ものとして加熱する場合には、極めて
短時間で合金板を所定の温度に加熱することができる。中間焼鈍時に、合金板を冷却する際、その冷却速度は
30℃/hr以上でなければならない。冷却速度が30℃/hr未
満であると、合金板の冷却中に、一旦固溶したAl以外の
各成分が合金板中に析出する恐れがあるので好ましくな
い。このような観点から、合金板を連続式で行う方法に
おいては、極めて短時間で所定の温度から常温まで急冷
することができ、最も効果的である。このようにして、中間焼鈍の終了後、所望厚のアルミ
ニウム合金箔が得られるように、冷間圧延を所定回数繰
り返し、電解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔が得
られるのである。

【実施例】

実施例１まず、第１表に示す組成の鋳塊（ア〜シ）を準備し
た。なお、鋳塊の厚さは400mmであった。この鋳塊（ア〜シ）を第２表に示す条件で、均質化処
理，熱間粗圧延，熱間仕上げ圧延，及び中間焼鈍を行っ
た。なお、熱間粗圧延で板厚を最終20mmとし、熱間仕上
げ圧延で板厚を3mmとした。また、熱間仕上げ圧延と中
間焼鈍の間に冷間圧延を行い、最終板厚を0.3mm又は1mm
とした。更に、中間焼鈍の終了後に冷間圧延を行い、得
られたアルミニウム合金箔の厚さは0.05mmであった。そして、このようにして得られたアルミニウム合金箔
の静電容量及び引張強度を測定した。その結果を第２表
に示した。なお、静電容量は、エッチング溶液（3.5％塩酸と0.0
3％硫酸）中に得られたアルミニウム合金箔を浸漬し、
直流電流0.2A/cm²を与えながら、１分15秒エッチングし
た後、エッチングされたアルミニウム合金箔を8.3％硼
酸水溶液中に浸漬し、キャパシタンスメータで測定し
た。また、引張強度は、得られたアルミニウム合金箔を
10cm巾とし、チャック間距離50mm,クロスヘッドスピー
ド50mm/min.で測定した。以上のとおり、鋳塊ア〜エに本発明方法を適用したと
ころ、本発明方法を適用しなかった鋳塊オ〜シに比較し
て、静電容量が高められていることが判る。実施例２実施例１で用いたアの鋳塊を用い、銅含有量と中間焼
鈍の温度を種々変化させて（元素Fe,Cu,Mg,Zn,Tiの含有
量は第１表のアのとおり）、実施例１と同様に処理し
て、アルミニウム合金箔を得た。この静電容量は第１図
及び第２図に示すとおりであった。実施例３実施例１で用いたアの鋳塊を用い、銅含有量と中間焼
鈍における冷却速度を種々変化させて（元素Fe,Cu,Mg,Z
n,Tiの含有量は第１表のアのとおり）、実施例１と同様
に処理して、アルミニウム合金箔を得た。この静電容量
は第３図に示すとおりであった。

【発明の効果】

以上説明したとおり、本発明は、ある特定の成分組成
からなる低純度のアルミニウム鋳塊を用い、特定の方法
で均質化処理及び中間焼鈍を行って、電解コンデンサ陰
極用アルミニウム合金箔を得るというものである。そし
て、本発明方法により得られた電解コンデンサ陰極用ア
ルミニウム合金箔は、アルミニウムの純度が低い（アル
ミニウム含有量99.9％未満）のにも拘わらず、静電容量
が高められている。従って、本発明方法で得られた電解
コンデンサ陰極用アルミニウム箔をコンデンサに組み込
めば、容量の大きいコンデンサを得られるという効果を
奏するものである。また、本発明方法により得られた電解コンデンサ陰極
用アルミニウム合金箔は、引張強度の点でも従来のもの
と遜色がなく、コンデンサ組み込み時等の取り扱い時に
破損することを防止しうるという効果をも奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、銅含有量と中間焼鈍温度を種々変
化させた場合の静電容量の値を示したグラフであり、第
３図は、銅含有量と中間焼鈍時における冷却速度を種々
変化させた場合の静電容量の値を示したグラフである。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】Cu0.1〜2.0％、Si0.01〜0.10％、Fe0.01〜
0.20％、Mg0.001〜0.050％、Zn0.001〜0.050％、Ti0.00
05〜0.0100％、不可避元素0.000005％以下、残部Alの鋳
塊を、温度580℃以上で均質化処理し、次いで熱間粗圧
延及び熱間仕上げ圧延を行ってアルミニウム合金板を得
た後、該アルミニウム合金板を温度380℃以上に加熱
し、且つ冷却速度30℃/hr以上で冷却して中間焼鈍を行
い、その後圧延することを特徴とする電解コンデンサ陰
極用アルミニウム合金箔の製造方法。