JP3308456B2 - 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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【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電解コンデンサ電
極用アルミニウム箔の製造方法、とくに、(100)結
晶面占有率を向上させ組織を有する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。
【0002】
【従来の技術】電解コンデンサの容量は電極の表面積に
比例するため、電解コンデンサ電極用アルミニウム箔に
おいては、表面積を拡大するためにエッチング処理が施
される。200V以上で使用されるアルミニウム箔につ
いては、直流電流を用いて電解エッチングを行い、箔面
に対して垂直方向に直径1〜2μmのトンネルピットを
形成する。この際、トンネルピットは(100)面に向
かって進行するため、(100)面占有率の高い組織性
状のものであることが好ましい。
【0003】アルミニウム箔の内部組織を(100)面
占有率の高いものとするために、アルミニウム箔の製造
工程において、中間焼鈍後、軽圧下率で冷間圧延し、最
終焼鈍を高温で行う方法が提案されている。(特公昭6
0−59982号公報、特開昭60−63359号公
報)
【0004】しかしながら、上記の製造方法において
は、アルミニウム中にFe、Siが含有されていると、
立方体方位粒の成長が妨げられるため、エッチングピッ
ト形成により十分に満足できる高拡面率を得るための
(100)面占有率が達成できないという問題点がある
から、高純度のアルミニウムを使用しなければならず、
また、立方体方位を生成するために最終焼鈍を高温で行
う必要があるから、エッチングを阻害する酸化皮膜形成
を避けるために非酸化性雰囲気での焼鈍が必要とされる
という難点がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、電解コンデ
ンサ電極用アルミニウム箔の製造における上記従来の問
題点を解消し、アルミニウム純度、製造工程と(10
0)面形成との関連について、多角的に実験、検討を加
えた結果としてなされたものであり、その目的は、比較
的純度の低いアルミニウム箔であっても、(100)面
占有率を向上させることができ、エッチング後に高い静
電容量を有する高圧用電解箔を得ることを可能とした電
解コンデンサ電極用アルミニウム箔の製造方法を提供す
ることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明による電解コンデンサ電極用アルミニウム箔
の製造方法は、アルミニウムを熱間圧延し、ついで中間
焼鈍を介して所定厚さまで冷間圧延した後、最終焼鈍を
行うアルミニウム箔の製造方法において、アルミニウム
としてアルミニウム純度99.96〜99.98%の純
アルミニウムを使用し、中間焼鈍を200〜500℃の
温度で5時間以上行い、中間焼鈍後、最終焼鈍までの間
にアルミニウム箔の表層部を厚さ方向に0.1μm以上
除去することを特徴とする。また、前記最終焼鈍後のア
ルミニウム箔の(100)結晶面占有率が92%以上で
あることを特徴とする。
【0007】本発明においては、素材のアルミニウムと
して純度が99.96〜99.98%のアルミニウム材
を使用する。99.96%未満では不純物が多いため、
電解エッチングにおいて過剰溶解が生じ、表面積の拡大
が得られない。99.98%を越える高純度、例えば9
9.99%純度のアルミニウムでは、再結晶核が減少す
るため、粗大結晶粒が成長して強度不足が生じ易くな
る。
【発明の実施の形態】
【0008】
【発明の実施の形態】本発明のアルミニウム箔は、アル
ミニウムを常法に従って熱間圧延し、ついで中間焼鈍を
介して冷間圧延した後、最終焼鈍を行うことにより製造
され、中間焼鈍を200〜500℃の温度で5時間以上
行い、中間焼鈍後、最終焼鈍までの間の工程でアルミニ
ウムの表層部を厚さ方向に0.1μm以上除去すること
を特徴とする。
【0009】中間焼鈍はマトリックス中の不純物を表層
部に拡散させてマトリックス内部のアルミニウム純度を
上げるために必要な工程であり、中間焼鈍温度が200
℃未満では不純物成分の熱拡散が十分でなく、焼鈍温度
が500℃を越えると、コイル状態で焼鈍を行った場
合、アルミニウム箔の引付きが生じ易くなる。焼鈍温度
が1時間未満では不純物成分の熱拡散が不十分となる。
さらに好ましい中間焼鈍条件は、250〜350℃の温
度域で5〜12時間である。
【0010】中間焼鈍後、最終焼鈍までの間の冷間圧延
工程において、アルミニウム箔の表層部を厚さ方向に
0.1μm以上除去することにより、中間焼鈍によりア
ルミニウム箔の表層部に拡散した溶質元素の成分偏析部
を除去する。表層部の除去は、例えば、機械的処理、酸
またはアルカリ溶液による化学的処理などにより行われ
るが、除去量が多くなると、アルミニウム箔のアルミニ
ウムロス分が多くなり、処理時間も長くなるため、厚さ
方向に0.2μm程度の除去を上限とするのが好まし
い。
【0011】表層部を除去後、所定の厚さまで冷間圧延
を行い最終焼鈍し、あるいは表層部を除去後、最終焼鈍
する。最終焼鈍は常法に従い、例えば、500〜550
℃で3〜5時間行われる。上記の方法により得られるア
ルミニウム箔の組織は、ミラー指数(100)面占有率
の高いものとなるが、電解エッチング処理において十分
な拡面率を得るためには、(100)面占有率を92%
以上とするのが好ましい。
【0012】本発明においては、アルミニウム箔製造の
途中工程で中間焼鈍を行うことによって、マトリックス
中の溶質元素を表層部に熱拡散させ、拡散した成分偏析
層を機械的または化学的な手法で除去することにより、
最終焼鈍での立方体方位の成長を阻害する結晶核の減少
を図ることができるから(100)面占有率を向上させ
ることが可能となる。さらに、エッチングを阻害する表
面酸化皮膜や圧延油なども除去できるから、エッチング
性の向上も達成される。
【0013】以下、本発明の実施例を比較例と対比して
説明する。
【実施例】
実施例1 アルミニウム純度99.98%のアルミニウム鋳塊を5
mm厚さまで熱間圧延し、ついで冷間圧延により0.1
5mm厚さとした後、250℃で10時間の中間焼鈍を
行い、0.10mm厚さまで冷間圧延した。続いて、5
5℃の2wt%水酸化ナトリウム溶液中に30秒間浸漬
して表層部の0.2μmを溶解除去し、550℃で3時
間の最終焼鈍を行って最終箔を得た。
【0014】実施例2 アルミニウム純度99.98%のアルミニウム鋳塊を5
mm厚さまで熱間圧延し、ついで冷間圧延により0.1
5mm厚さとした後、250℃で10時間の中間焼鈍を
行った。続いて、55℃の2wt%水酸化ナトリウム溶
液中に30秒間浸漬して表層部0.2μmを溶解除去し
た後、0.10mm厚さまで冷間圧延し、550℃で3
時間の最終焼鈍を行って最終箔を得た。
【0015】実施例3 アルミニウム純度99.98%のアルミニウム鋳塊を5
mm厚さまで熱間圧延し、ついで冷間圧延により0.1
5mm厚さとした後、250℃で10時間の中間焼鈍を
行った。続いて、55℃の2wt%水酸化ナトリウム溶
液中に60秒間浸漬して表層部0.5μmを溶解除去し
た後、0.10mm厚さまで冷間圧延し、550℃で3
時間の最終焼鈍を行って最終箔を得た。
【0016】実施例4 アルミニウム純度99.98%のアルミニウム鋳塊を5
mm厚さまで熱間圧延し、ついで冷間圧延により0.1
5mm厚さとした後、210℃で12時間の中間焼鈍を
行った。さらに、0.10mm厚さまで冷間圧延し、5
5℃の2wt%水酸化ナトリウム溶液中に30秒間浸漬
して表層部0.2μmを溶解除去した後、500℃で5
時間の最終焼鈍を行って最終箔を得た。
【0017】実施例5 アルミニウム純度99.98%のアルミニウム鋳塊を5
mm厚さまで熱間圧延し、ついで冷間圧延により0.1
5mm厚さとした後、500℃で5時間の中間焼鈍を行
った。さらに0.10mm厚さまで冷間圧延し、55℃
の2wt%水酸化ナトリウム溶液中に15秒間浸漬して
表層部0.1μmを溶解除去した後、520℃で5時間
の最終焼鈍を行い最終箔を得た。
【0018】実施例6 アルミニウム純度99.98%のアルミニウム鋳塊を5
mm厚さまで熱間圧延し、ついで冷間圧延により0.1
5mm厚さとした後、350℃で5時間の中間焼鈍を行
った。さらに0.10mm厚さまで冷間圧延し、55℃
の2wt%水酸化ナトリウム溶液中に30秒間浸漬して
表層部0.2μmを溶解除去した後、520℃で5時間
の最終焼鈍を行い最終箔を得た。
【0019】実施例7 アルミニウム純度99.96%のアルミニウム鋳塊を5
mm厚さまで熱間圧延し、ついで冷間圧延により0.1
5mm厚さとした後、350℃で8時間の中間焼鈍を行
った。さらに0.10mm厚さまで冷間圧延し、55℃
の2wt%水酸化ナトリウム溶液中に40秒間浸漬して
表層部0.3μmを溶解除去した後、550℃で5時間
の最終焼鈍を行い最終箔を得た。
【0020】実施例1〜7により得られた最終アルミニ
ウム箔を、90℃に加熱した1.4モル塩酸と1.5モ
ル硫酸の混合溶液中において、電流密度0.2A/cm
2 で90秒間、直流エッチング後、90℃の硫酸中に1
0分間浸漬し、EIAJ法で350V化成後、静電容量
を測定した。測定結果を表1に示す。
【0021】また、最終アルミニウム箔を、30℃のマ
クロ液(濃塩酸500ml+濃硝酸470ml+フッ酸
30ml)に20秒間浸漬して、箔面を白黒コピー後、
白色部(非(100)面)の面積率を画像解析装置を用
いて測定し、100%から差し引いて(100)面占有
率を求めた。結果を表1に示す。
【0022】比較例1 アルミニウム純度99.98%のアルミニウム鋳塊を5
mm厚さまで熱間圧延し、ついで冷間圧延により0.1
5mm厚さとした後、250℃で10時間の中間焼鈍を
行った。さらに0.10mm厚さまで冷間圧延し、55
0℃で3時間の最終焼鈍を行い最終箔を得た。
【0023】比較例2 アルミニウム純度99.98%のアルミニウム鋳塊を5
mm厚さまで熱間圧延し、ついで冷間圧延により0.1
5mm厚さとした後、250℃で10時間の中間焼鈍を
行った。続いて35℃の2wt%水酸化ナトリウム溶液
中に30秒間浸漬して表層部0.04μmを溶解除去し
た後、さらに0.10mm厚さまで冷間圧延し、550
℃で3時間の最終焼鈍を行い最終箔を得た。
【0024】比較例3 アルミニウム純度99.98%のアルミニウム鋳塊を5
mm厚さまで熱間圧延し、ついで冷間圧延により0.1
0mm厚さとした後、55℃の2wt%水酸化ナトリウ
ム溶液中に30秒間浸漬して表層部0.2μmを溶解除
去し、550℃で3時間の最終焼鈍を行い最終箔を得
た。
【0025】比較例4 アルミニウム純度99.98%のアルミニウム鋳塊を5
mm厚さまで熱間圧延し、ついで冷間圧延により0.1
5mm厚さとした後、250℃で10時間の中間焼鈍を
行った。さらに0.10mm厚さまで冷間圧延し、55
0℃で3時間の最終焼鈍を行った。最後に、55℃の2
wt%水酸化ナトリウム溶液中に30秒間浸漬して表層
部0.2μmを溶解除去し、最終箔を得た。
【0026】比較例5 アルミニウム純度99.98%のアルミニウム鋳塊を5
mm厚さまで熱間圧延し、ついで冷間圧延により0.1
5mm厚さとした後、190℃で1時間の中間焼鈍を行
った。さらに0.10mm厚さまで冷間圧延し、55℃
の2wt%水酸化ナトリウム溶液中に30秒間浸漬して
表層部0.2μmを溶解除去した後、550℃で5時間
の最終焼鈍を行い最終箔を得た。
【0027】比較例6 アルミニウム純度99.96%のアルミニウム鋳塊を5
mm厚さまで熱間圧延し、ついで冷間圧延により0.1
5mm厚さとした後、350℃で8時間の中間焼鈍を行
った。さらに0.10mm厚さまで冷間圧延し、550
℃で5時間の最終焼鈍を行い最終箔を得た。
【0028】比較例7 アルミニウム純度99.95%のアルミニウム鋳塊を5
mm厚さまで熱間圧延し、ついで冷間圧延により0.1
5mm厚さとした後、350℃で8時間の中間焼鈍を行
った。さらに0.10mm厚さまで冷間圧延し、55℃
の2wt%水酸化ナトリウム溶液中に40秒間浸漬して
表層部0.3μmを溶解除去した後、550℃で5時間
の最終焼鈍を行い最終箔を得た。
【0029】上記の比較例1〜7で得られた最終アルミ
ニウム箔について、実施例で得られた最終アルミニウム
箔と同じ方法により、静電容量を測定し、(100)面
占有率を求めた。結果を表1に示す。
【0030】
【表1】 《表注》相対静電容量は比較例1のものを100 %とした
場合の容量として評価した。
【0031】表1に示すように、本発明に従う実施例1
〜7で得られたアルミニウム箔は、いずれも(100)
面占有率が高く、優れた静電容量をそなえている。これ
に対して、比較例1のものは、アルミニウム箔表層部の
除去工程がなく、比較例2のものは表層部の除去量が少
なく、比較例3のものは中間焼鈍工程がなく、比較例4
のものは表層部の除去を最終焼鈍後に行ったため、(1
00)面占有率が低く、静電容量も劣っている。
【0032】また、比較例5のものは中間焼鈍の温度が
低過ぎ、比較例6のものは、アルミニウム箔表層部の除
去工程がなく、比較例7のものはアルミニウム純度が低
いため、いずれも(100)面占有率が低くなり、十分
な静電容量が得られない。
【0033】
【発明の効果】本発明によれば、比較的多くの不純物を
含有するアルミニウムを使用した場合であっても、(1
00)面占有率を向上させることができ、エッチング処
理後に高い静電容量をそなえた電解コンデンサ電極用ア
ルミニウム箔を得ることが可能となる。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−212372(JP,A) 特開 平2−270928(JP,A) 特開 平5−17856(JP,A) 特開 平5−239568(JP,A) 特開 平8−3700(JP,A) 特開 平5−200405(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C22F 1/04 - 1/057 C22C 21/00 - 21/18 H01G 9/055

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アルミニウムを熱間圧延し、ついで中間
    焼鈍を介して所定厚さまで冷間圧延した後、最終焼鈍を
    行うアルミニウム箔の製造方法において、アルミニウム
    としてアルミニウム純度99.96〜99.98%の純
    アルミニウムを使用し、中間焼鈍を200〜500℃の
    温度で5時間以上行い、中間焼鈍後、最終焼鈍までの間
    にアルミニウム箔の表層部を厚さ方向に0.1μm以上
    除去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】 前記最終焼鈍後のアルミニウム箔の(1
    00)結晶面占有率が92%以上であることを特徴とす
    る請求項1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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