JP3002233B2 - 電解コンデンサ電極用アルミニウム箔の製造方法 - Google Patents

電解コンデンサ電極用アルミニウム箔の製造方法

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JP3002233B2 JP2144042A JP14404290A JP3002233B2 JP 3002233 B2 JP3002233 B2 JP 3002233B2 JP 2144042 A JP2144042 A JP 2144042A JP 14404290 A JP14404290 A JP 14404290A JP 3002233 B2 JP3002233 B2 JP 3002233B2
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Description

【発明の詳細な説明】 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箔の
製造方法に関する。
なお、この明細書においてアルミニウムの語はその合
金を含む意味で用いる。
従来の技術及び課題 アルミニウム電解コンデンサ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ッチング処理が施される。而して、
このエッチング処理におけるエッチング特性を良好なも
のとしてより大きな静電容量を得るために、アルミニウ
ム箔をその最終製造工程において高温加熱処理し、その
組織を立方体方位を多く有する集合組織とすることが従
来より行われている。
ところが、実生産において、高温加熱処理を経たアル
ミニウム箔にエッチングを施すと、アルミニウム箔の幅
方向で静電容量にバラツキを生じるという欠点があっ
た。かかるバラツキは、アルミニウム箔表面に形成され
た酸化皮膜の厚さの相違に起因するものである。即ち、
実生産においては、アルミニウム箔は圧延後高温加熱処
理に至るまでコイル状に巻かれた状態で取扱われる関係
上、コイルの幅方向の両端部分が中央部よりも環境(温
度、湿度等)の影響を受け易く、従って幅方向両端部に
おいて酸化皮膜が厚く中央部が薄く形成される。このた
めエッチングの際にアルミニウム箔の端部と中央部とで
溶解形態に差を生じ、これが静電容量のバラツキとなっ
て表れるものであった。
このため、酸化皮膜厚さの幅方向のバラツキを改善す
べく、箔表面の粗さを変化させることによって環境の影
響を箔の中央部まで及ぼす提案がなされているが(例え
ば実開昭63−29601号)、十分な効果を挙げることはで
きなかった。
この発明はかかる技術的背景に鑑みてなされたもので
あって、幅方向における静電容量のバラツキを改善した
電解コンデンサ電極用アルミニウム箔の製作、提供を目
的とする。
課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、発明者は鋭意研究の結
果、コイル状アルミニウム箔表面に形成される酸化皮膜
の厚さにつき、幅方向端部と中央部とでバラツキを生じ
る根本原因を解明した。即ち、酸化皮膜厚さの幅方向の
バラツキは、高温加熱処理のときだけに起こるものでは
なく、むしろ該処理工程に入る前の保管時においてその
大部分が既に生じており、このときのバラツキが高温加
熱処理においてもそのまま維持されることがわかった。
そこで、この発明はかかる知見に基き、最終焼鈍とし
ての高温加熱処理工程に入る前に、連続式低温加熱によ
って予めアルミニウム箔に形成される酸化皮膜の幅方向
の厚さを均一化しておこうというものである。
即ちこの発明は、アルミニウム箔を450〜600℃の温度
の高温加熱処理により最終焼鈍する前に、コイルから巻
戻したアルミニウム箔を20〜350℃の温度で連続的に低
温加熱処理することを特徴とする電解コンデンサ電極用
アルミニウム箔の製造方法を要旨とするものである。
電解コンデンサ用アルミニウム箔の一般的な製法は、
溶解・鋳造、熱間圧延、冷間圧延、箔圧延、最終焼鈍
(高温加熱処理)の順次的実施により行うが、この発明
では、高温加熱処理前に低温加熱処理を実施する。この
低温加熱処理は連続式加熱処理、換言すればコイルから
巻戻したアルミニウム箔を連続的に処理する方法で行
う。この加熱処理前に、アルミニウム箔には既に自然酸
化皮膜が形成されているが、かかる低温加熱処理を実施
することにより箔の全表面が雰囲気と直接接触した状態
で加熱処理されることになり、特に酸化皮膜厚さの薄い
幅方向中央部において酸化皮膜の成長が促進され、酸化
皮膜はその厚さが箔の幅方向において均一化される。か
かる低温加熱は20〜350℃の温度で行う。20℃未満では
酸化皮膜の成長が遅く均一化が図れない虞れがある。一
方、350℃を超える温度では酸化皮膜が過度に成長して
エッチング性能を阻害する虞れがある。特に好適には30
〜180℃が良い。また、低温加熱の雰囲気は酸化皮膜の
形成を可能とするため酸化性雰囲気とするのが良い。一
例として大気中雰囲気とか酸素等を含む不活性ガス雰囲
気等を挙げうる。雰囲気中の水分量は酸化皮膜厚さの均
一化のために露点で−60〜80℃程度に設定するのが良
い。特に好ましい水分量は露点で−40〜40℃である。コ
イルから巻戻したアルミニウム箔の雰囲気中への滞留時
間は5秒〜2時間程度に設定するのが良い。5秒未満で
は酸化皮膜の成長が遅過ぎ結果的に均一な酸化皮膜を形
成することができない虞れがある。一方2時間を超える
滞留時間では生産性が著しく低下する虞れがある。最も
好ましい滞留時間は10秒〜10分である。このような連続
式低温加熱処理は1回のみ行っても良く、あるいは1回
では均一な酸化皮膜の形成が困難である場合には2回以
上にわたって行っても良い。
第1図はこの低温加熱を実施するための連続式低温加
熱処理炉を示す。同図において、(1)はアンコイラー
であり、アンコイラー(1)によってコイルから巻戻さ
れたアルミニウム箔(2)は一方の予備室(3)を通過
して炉(4)内へ搬送され、炉内を上下に蛇行搬送され
たのち、他方の予備室(5)を通過してリコイラー
(6)によって巻き取られるものとなされている。ま
た、炉(4)内へは供給管(7)を通じて不活性ガスあ
るいはドライエアー等が送給されるとともに、送給経路
内に高露点発生器(8)、低露点発生器(9)が介挿さ
れている。一方、炉(4)内には露点計(10)が設けら
れ、この露点計(10)の測定結果が露点発生器にフィー
ドバックされ、炉(4)内が所期する露点に制御される
ものとなされている。而して、図示した連続式低温加熱
処理炉では、アルミニウム箔(2)が炉(4)内を通過
する間に低温加熱され、箔表面に厚さの均一化された酸
化皮膜が形成される。
連続式低温加熱処理を終えたアルミニウム箔には、続
いて高温加熱処理(最終焼鈍)を実施する。この高温加
熱処理は、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ッ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。処理条件は従来から行われて
いる条件を適宜採択すれば良いが、好ましくは温度450
〜600℃、時間5秒〜20時間とするのが良い。450℃未満
の温度、5秒未満の時間では組織の改善効果が少なく、
一方温度が600℃を超えあるいは時間が20時間を超える
処理を施しても該効果が飽和しエネルギーの無駄を招く
のみならず、酸化皮膜の過度の成長を招いて却ってエッ
チング特性の向上を妨げる虞れがあるからである。ま
た、雰囲気は可及的酸化皮膜の成長を抑制すべく、真空
等の非酸化性雰囲気に設定するのが良い。処理形態はバ
ッチ式、連続式いずれでも良い。この高温加熱処理にお
いて、アルミニウム箔の表面には前記低温加熱処理によ
り形成された酸化皮膜の上にさらに酸化皮膜が形成され
るが、アルミニウム箔の幅方向における酸化皮膜厚さの
バラツキは主に連続式低温加熱処理により影響され該低
温加熱処理により厚さの均一化された酸化皮膜が形成さ
れているから、高温加熱処理をバッチ式で行った場合に
も最早酸化皮膜の厚さの幅方向における顕著なバラツキ
は生じない。しかし、連続式低温加熱処理により形成さ
れた酸化被膜厚さの均一性をより完全に維持するため
に、連続式の処理を採用するのが好ましい。
上記により製作したアルミニウム箔は、その後電気化
学的あるいは化学的エッチング処理したのち、電解コン
デンサ電極箔として使用する。アルミニウム箔の表面に
形成された酸化皮膜は幅方向全体にわたって厚さが均一
化されているから、エッチングに際しても均一なエッチ
ングが施され、ひいてはバラツキのない安定した静電容
量が得られる。殊に、酸化皮膜厚さの幅方向のバラツキ
が3オングストローム以内であるとき最も好ましい結果
を得ることができる。
なお、この発明によって製造するアルミニウム箔の組
成は特に限定するものではなく、純アルミニウムその他
電解コンデンサ電極箔として用いられるものであれば何
でも良い。また、連続式低温加熱工程以前の箔の製造工
程についても限定するものではなく、圧延工程の途中に
おいて中間焼鈍を施すものとしても良い。
実施例 常法に従う溶解・鋳造、熱間圧延、冷間圧延、箔圧延
の順次的実施により、Al純度99.99%、厚さ0.1mmの複数
のアルミニウム箔コイルを製作した。そして、各アルミ
ニウム箔コイルにつき、以下のような処理を行った。
(実施例1) 低温加熱処理と高温加熱処理とを次の条件で順次的に
実施した。
[低温加熱処理] 処理形態:連続式 滞留時間:30分 温 度:80℃ 雰囲気 :大気 露 点:60℃ [高温加熱処理] 処理形態:連続式 滞留時間:1時間 温 度:500℃ 雰囲気 :真空(1×10-5Torr) (実施例2) 低温加熱処理と高温加熱処理とを次の条件で順次的に
実施した。
[低温加熱処理] 処理形態:連続式 滞留時間:10分 温 度:150℃ 雰囲気 :大気 露 点:−20℃ [高温加熱処理] 処理形態:連続式 滞留時間:7時間 温 度:550℃ 雰囲気 :真空(1×10-5Torr) (実施例3) 高温加熱処理をバッチ式で行った以外は実施例1と同
一の条件で低温加熱処理と高温加熱処理とを順次的に実
施した。
(比較例) 圧延上りのアルミニウム箔コイルを温度28℃、湿度40
%の大気中に5時間保管したのち、バッチ式高温加熱処
理を行った。高温加熱処理の時間、温度、雰囲気、露点
の各条件は実施例1と同一とした。
上記4種類のアルミニウム箔コイルにつき、第2図に
示すように、コイル(20)の半径方向のほぼ中央部分
(21)における箔の幅方向両端部と中央部との酸化皮膜
厚さをハンターホール法で測定した。測定は高温加熱処
理の前後において行った。その結果を第1表に示す。
次に、各試料にエッチングを実施した。エッチングは
75℃の5%塩酸水溶液中で直流10A/dm2を印加して5分
間行った。その後5%硼酸水溶液中で200Vに化成したの
ち、各試料の静電容量を測定した。その結果を第1表に
併せて示す。なお、静電容量は実施例1の箔の一方の端
部の静電容量を100%としたときの相対比較で表した。
第1表の結果から明らかなように、この発明によって
製作したアルミニウム箔は、幅方向における酸化皮膜厚
さのバラツキが少なく、かつエッチング後の静電容量の
バラツキも少ないことを確認しえた。
発明の効果 この発明は上述の次第で、アルミニウム箔を450〜600
℃の温度の高温加熱処理により最終焼鈍する前に、コイ
ルから巻戻したアルミニウム箔を20〜350℃の温度で連
続的に低温加熱処理することを特徴とするものであるか
ら、高温加熱処理前にアルミニウム箔の表面に形成され
る酸化皮膜の幅方向の厚さを予め均一化することができ
る。従って、その後の高温加熱処理において酸化皮膜が
成長してももはや均一化された厚さを維持しつつ成長す
るから、最終的に箔の幅方向における酸化皮膜厚さのバ
ラツキの少ないアルミニウム箔となしうる。その結果、
拡面率向上のためのエッチング処理において均一なエッ
チングを施すことができ、静電容量のバラツキの少ない
品質の安定した電解コンデンサ用アルミニウム電極箔を
得ることができる。
また、請求項2に係る発明は、高温処理工程において
さらに酸化皮膜厚さを均一化でき、益々安定した静電容
量を実現できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明に用いる連続式低温加熱処理炉の一例
を示す概略構成図、第2図は実施例で用いたアルミニウ
ム箔コイルの斜視図である。 (2)……アルミニウム箔。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 豊 大阪府堺市海山町6丁224番地 昭和ア ルミニウム株式会社内 (72)発明者 沼尾 臣二 大阪府堺市海山町6丁224番地 昭和ア ルミニウム株式会社内 (72)発明者 多田 清志 大阪府堺市海山町6丁224番地 昭和ア ルミニウム株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C22F 1/04 - 1/057 H01G 9/04

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アルミニウム箔を450〜600℃の温度の高温
    加熱処理により最終焼鈍する前に、コイルから巻戻した
    アルミニウム箔を20〜350℃の温度で連続的に低温加熱
    処理することを特徴とする電解コンデンサ電極用アルミ
    ニウム箔の製造方法。
  2. 【請求項2】高温加熱処理を、非酸化性雰囲気中で、時
    間:5秒〜20時間の条件で行うことを特徴とする請求項1
    に記載の電解コンデンサ電極用アルミニウム箔の製造方
    法。
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