JP3480210B2 - 電解コンデンサ陽極用アルミニウム合金 - Google Patents
電解コンデンサ陽極用アルミニウム合金Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電解コンデンサ陽極
用アルミニウム合金に係り、電解コンデンサ用アルミニ
ウム箔における最終焼鈍後に高い（１００）面方位占有
率［以後単に方位ともいう］を有する電解コンデンサ陽
極用アルミニウム合金を提供しようとするものである。
用アルミニウム合金に係り、電解コンデンサ用アルミニ
ウム箔における最終焼鈍後に高い（１００）面方位占有
率［以後単に方位ともいう］を有する電解コンデンサ陽
極用アルミニウム合金を提供しようとするものである。
【０００２】
【従来の技術】アルミニウム箔は、陽極酸化により表面
に耐電圧性の緻密な酸化皮膜が形成され誘電体として利
用できること、そしてさらに電気化学的にエッチングす
ることにより表面積を拡大できることを活用してコンデ
ンサとして利用されている。このコンデンサに利用され
るアルミニウムは陽極用箔においては純度９9.９７％以
上、好ましくは９9.９８％以上のアルミニウムをベース
とし、これにその他の有意または不純物元素を必要範囲
内において配合または規制して溶製し、脱ガスやフィル
ターなどによる不純物除去等の処理を施したのち、上下
が開放した水冷式鋳型を用いるＤＣ鋳造法で厚さ約５０
０mmのスラブを鋳造し、次いで溶体化処理、熱間圧延、
冷間圧延して厚さ約0.１mm程度の電解コンデンサ用箔と
される。
に耐電圧性の緻密な酸化皮膜が形成され誘電体として利
用できること、そしてさらに電気化学的にエッチングす
ることにより表面積を拡大できることを活用してコンデ
ンサとして利用されている。このコンデンサに利用され
るアルミニウムは陽極用箔においては純度９9.９７％以
上、好ましくは９9.９８％以上のアルミニウムをベース
とし、これにその他の有意または不純物元素を必要範囲
内において配合または規制して溶製し、脱ガスやフィル
ターなどによる不純物除去等の処理を施したのち、上下
が開放した水冷式鋳型を用いるＤＣ鋳造法で厚さ約５０
０mmのスラブを鋳造し、次いで溶体化処理、熱間圧延、
冷間圧延して厚さ約0.１mm程度の電解コンデンサ用箔と
される。
【０００３】上記のようにして得られた箔のうち、高圧
用電解コンデンサ陽極箔はエッチングすることにより表
面積を拡大し易くするために加熱焼鈍して箔面に平行な
（１００）面方位を形成し、尓後エッチング工程で電気
化学的に穿孔し表面積が拡大される。さらに次の化成工
程で処理液、処理条件を変えて、誘電体酸化皮膜を電気
化学的に形成させる。次いで製品幅に切断し、リードを
取付け、セパレート紙を挟み、捲き取って電解液を含浸
させてケースに入れ、封口材で封口する。その後電圧を
印加し、加工中につけた誘電体酸化皮膜の傷を修復して
完成品とされる。
用電解コンデンサ陽極箔はエッチングすることにより表
面積を拡大し易くするために加熱焼鈍して箔面に平行な
（１００）面方位を形成し、尓後エッチング工程で電気
化学的に穿孔し表面積が拡大される。さらに次の化成工
程で処理液、処理条件を変えて、誘電体酸化皮膜を電気
化学的に形成させる。次いで製品幅に切断し、リードを
取付け、セパレート紙を挟み、捲き取って電解液を含浸
させてケースに入れ、封口材で封口する。その後電圧を
印加し、加工中につけた誘電体酸化皮膜の傷を修復して
完成品とされる。
【０００４】然して、近年においては、化成電圧２５０
Ｖ以上のアルミニウム電解コンデンサ陽極に使用する
箔、いわゆる高圧用箔に対する材料特性への利用上の特
性の要求が次第に厳しいものとなっており、即ち、箔に
おいて拡面処理として直流エッチングされる高圧用箔
は、そのエッチング方式の特性上、安定して高い静電容
量を得るためには箔面に平行な（１００）面方位占有率
が常に９０％以上であることを要求され、合金組成や熱
間圧延条件を特定の範囲に規制することが行われて来
た。
Ｖ以上のアルミニウム電解コンデンサ陽極に使用する
箔、いわゆる高圧用箔に対する材料特性への利用上の特
性の要求が次第に厳しいものとなっており、即ち、箔に
おいて拡面処理として直流エッチングされる高圧用箔
は、そのエッチング方式の特性上、安定して高い静電容
量を得るためには箔面に平行な（１００）面方位占有率
が常に９０％以上であることを要求され、合金組成や熱
間圧延条件を特定の範囲に規制することが行われて来
た。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】然し上記したような従
来技術においてはそうした努力にも拘わらず９０％以上
の方位を有する箔を提供することが困難であって、安定
して高い静電容量を得ることができない不利を有してい
る。
来技術においてはそうした努力にも拘わらず９０％以上
の方位を有する箔を提供することが困難であって、安定
して高い静電容量を得ることができない不利を有してい
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者等は上記したよ
うな従来技術における課題を解決することについて検討
を重ね、ある特定の不可避不純物レベルを規制し、更
に、特定の微量成分を積極的に添加すれば、高くかつ安
定な（１００）面方位占有率を有し、さらに静電容量の
高い箔が得られることを見いだしたものであって、以下
の如くである。
うな従来技術における課題を解決することについて検討
を重ね、ある特定の不可避不純物レベルを規制し、更
に、特定の微量成分を積極的に添加すれば、高くかつ安
定な（１００）面方位占有率を有し、さらに静電容量の
高い箔が得られることを見いだしたものであって、以下
の如くである。
【０００７】即ち、第１の発明は、Ａｌ純度が９9.９８
wt％以上であり、Ｓｉを５〜４０ppm 、Ｆｅを５〜４０
ppm 、Ｃｕを１５〜７０ppm 含有し、かつ、不可避不純
物としてのＳが0.１ppm 以下に規制されてなることを特
徴とする電解コンデンサ陽極用アルミニウム合金であ
り、また第２の発明は、ＣｒおよびＣｅのうち少なくと
も１元素について、その含有量を0.１〜３ppm とするこ
とを特徴とする電解コンデンサ陽極用アルミニウム合金
であり、また第３の発明はさらにＰｂを２ppm 以下含有
していることを特徴とする電解コンデンサ陽極用アルミ
ニウム合金である。
wt％以上であり、Ｓｉを５〜４０ppm 、Ｆｅを５〜４０
ppm 、Ｃｕを１５〜７０ppm 含有し、かつ、不可避不純
物としてのＳが0.１ppm 以下に規制されてなることを特
徴とする電解コンデンサ陽極用アルミニウム合金であ
り、また第２の発明は、ＣｒおよびＣｅのうち少なくと
も１元素について、その含有量を0.１〜３ppm とするこ
とを特徴とする電解コンデンサ陽極用アルミニウム合金
であり、また第３の発明はさらにＰｂを２ppm 以下含有
していることを特徴とする電解コンデンサ陽極用アルミ
ニウム合金である。
【０００８】
【発明の実施の形態】上記したような本発明について、
更にその仔細を説明すると、高い（１００）方位を有す
る箔を得るためには先ずＡｌ純度が９9.９８wt％以上で
あって、ＳｉおよびＦｅがそれぞれ５〜４０ppm 、Ｃｕ
が１５〜７０ppm に規制されねばならない。即ちＡｌ純
度が９9.９８wt％未満であったり、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｕが
上記の上限を超えると、亜粒界上に偏析した金属間化合
物量が増加することによって再結晶の進行が遅れ、結果
的に立方体方位の成長が阻害されて方位が低下する。ま
た、Ｓｉ、ＦｅおよびＣｕが下限値未満であると、逆に
再結晶阻止作用が少なすぎるために、焼鈍工程によって
（１００）方位以外の方位を有する結晶粒が粗大化する
ので好ましくない。
更にその仔細を説明すると、高い（１００）方位を有す
る箔を得るためには先ずＡｌ純度が９9.９８wt％以上で
あって、ＳｉおよびＦｅがそれぞれ５〜４０ppm 、Ｃｕ
が１５〜７０ppm に規制されねばならない。即ちＡｌ純
度が９9.９８wt％未満であったり、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｕが
上記の上限を超えると、亜粒界上に偏析した金属間化合
物量が増加することによって再結晶の進行が遅れ、結果
的に立方体方位の成長が阻害されて方位が低下する。ま
た、Ｓｉ、ＦｅおよびＣｕが下限値未満であると、逆に
再結晶阻止作用が少なすぎるために、焼鈍工程によって
（１００）方位以外の方位を有する結晶粒が粗大化する
ので好ましくない。
【０００９】Ｓ、ＣｒおよびＣｅの作用効果は、これら
それぞれの元素の存在状態が方位の低下や向上に寄与し
ているものと推定されるが、透過型電子顕微鏡等を用い
た観察では方位との関係を確認することができなかっ
た。しかし、実験の結果、９０％以上の方位を安定して
得るためには、上記組成であって、Ｓが0.１ppm 以下に
規制されていればよいもので、このＳの混入源は、返り
材または溶解炉、保持炉の重油の燃焼生成物と推定さ
れ、このＳが0.１ppm 以下であって、また、Ｃｒを0.１
〜３ppm 、好ましくは0.２〜１ppm 、または、Ｃｅを0.
１〜３ppm 、好ましくは0.２〜１ppm に規制した場合に
は方位は更に向上し、ＣｒおよびＣｅのそれぞれを0.１
〜３ppm 、好ましくは0.２〜１ppm に規制するとなお高
い方位が得られる。ＣｒおよびＣｅの組成が0.１ppm ま
たは0.２ppm 未満であると添加の効果が見られず、また
１ppm または３ppm を超えると方位が低下する傾向が認
められる。また、Pbは必要に応じて添加させることがで
きる。Pbを含有させると、Pbが箔の製造過程で箔の表面
に集中し、エッチングに際して箔の表面溶解性を良好に
するので、本発明に係る高い（１００）面占有率の効果
と相俟って、非常に高い静電容量の箔が得られる。Pbに
よる静電容量の向上は、Pbの含有量が0.２ppm 程度から
顕在化し、２ppm を超えるとエッチングに際し、過溶解
が生じ、逆に静電容量が低下しはじめる。箔の表面に集
中するPbの量は箔表面から0.１μm までの表面部分で４
０〜２０００ppm 程度とすることが好ましい。
それぞれの元素の存在状態が方位の低下や向上に寄与し
ているものと推定されるが、透過型電子顕微鏡等を用い
た観察では方位との関係を確認することができなかっ
た。しかし、実験の結果、９０％以上の方位を安定して
得るためには、上記組成であって、Ｓが0.１ppm 以下に
規制されていればよいもので、このＳの混入源は、返り
材または溶解炉、保持炉の重油の燃焼生成物と推定さ
れ、このＳが0.１ppm 以下であって、また、Ｃｒを0.１
〜３ppm 、好ましくは0.２〜１ppm 、または、Ｃｅを0.
１〜３ppm 、好ましくは0.２〜１ppm に規制した場合に
は方位は更に向上し、ＣｒおよびＣｅのそれぞれを0.１
〜３ppm 、好ましくは0.２〜１ppm に規制するとなお高
い方位が得られる。ＣｒおよびＣｅの組成が0.１ppm ま
たは0.２ppm 未満であると添加の効果が見られず、また
１ppm または３ppm を超えると方位が低下する傾向が認
められる。また、Pbは必要に応じて添加させることがで
きる。Pbを含有させると、Pbが箔の製造過程で箔の表面
に集中し、エッチングに際して箔の表面溶解性を良好に
するので、本発明に係る高い（１００）面占有率の効果
と相俟って、非常に高い静電容量の箔が得られる。Pbに
よる静電容量の向上は、Pbの含有量が0.２ppm 程度から
顕在化し、２ppm を超えるとエッチングに際し、過溶解
が生じ、逆に静電容量が低下しはじめる。箔の表面に集
中するPbの量は箔表面から0.１μm までの表面部分で４
０〜２０００ppm 程度とすることが好ましい。
【００１０】
【実施例】次の表１に示すようにＳ量を制御すると共に
組成の異なる４００mm厚さのＤＣスラブを作製し、所定
量面削後、６００℃×１０時間の均質化処理を行った
後、常法に従った熱間圧延および冷間圧延によって厚さ
0.１mmの箔を得た。またそれぞれの箔を５３０℃×５時
間Ａｒ雰囲気中で焼鈍し、冷却後、塩酸／硝酸／フッ酸
の混合液にてエッチングして（１００）面方位占有率を
画像解析装置で測定した。スラブの組成はグロー放電質
量分析装置によって分析した。表面積を拡大するエッチ
ングは浴組成で濃塩酸１２ vol％、濃硫酸６ vol％と
し、浴温８０℃、直流電流密度３０Ａ／dm2 の条件下で
６分間行い、ついで３８０Ｖ化成し、静電容量を測っ
た。これらの結果は次の表１および表２にまとめて示
す。即ちこの表１はＳ量制御方法、組成分析結果および
（１００）面方位占有率測定結果をまとめて示すもので
ある。ただし表１における合金番号１〜１２の例はPbを
添加していないのでその含有量は略０である。
組成の異なる４００mm厚さのＤＣスラブを作製し、所定
量面削後、６００℃×１０時間の均質化処理を行った
後、常法に従った熱間圧延および冷間圧延によって厚さ
0.１mmの箔を得た。またそれぞれの箔を５３０℃×５時
間Ａｒ雰囲気中で焼鈍し、冷却後、塩酸／硝酸／フッ酸
の混合液にてエッチングして（１００）面方位占有率を
画像解析装置で測定した。スラブの組成はグロー放電質
量分析装置によって分析した。表面積を拡大するエッチ
ングは浴組成で濃塩酸１２ vol％、濃硫酸６ vol％と
し、浴温８０℃、直流電流密度３０Ａ／dm2 の条件下で
６分間行い、ついで３８０Ｖ化成し、静電容量を測っ
た。これらの結果は次の表１および表２にまとめて示
す。即ちこの表１はＳ量制御方法、組成分析結果および
（１００）面方位占有率測定結果をまとめて示すもので
ある。ただし表１における合金番号１〜１２の例はPbを
添加していないのでその含有量は略０である。
【００１１】
【表１】
【００１２】即ち、上記表１において明かなように本発
明の実施例である合金番号１〜７のものは何れも９０％
以上の高方位が安定して得られていることが明かである
のに対し、何れかの成分組成が本発明の範囲を満足しな
い比較例のものは何れも９０％に達しておらず、好まし
い（１００）面方位占有率を有するものでないことは明
かである。表２は表１における合金番号６を基にPbを種
々の割合で添加し溶製して上記実施例と同様の方法で箔
としたものにおけるこれらの箔の（１００）面方位占有
率と静電容量の測定結果を示すものである。表２の結果
より、（１００）面方位占有率の高いもの（合金番号
６）でも、本発明の範囲のPb量を含有させることで（合
金番号１３〜１７）、静電容量がより改善されることが
判る。これに対してPb量が本発明の範囲を超えるもの
（合金番号１８、１９）は、（１００）面方位占有率は
高いが、静電容量が低下しはじめることが判る。
明の実施例である合金番号１〜７のものは何れも９０％
以上の高方位が安定して得られていることが明かである
のに対し、何れかの成分組成が本発明の範囲を満足しな
い比較例のものは何れも９０％に達しておらず、好まし
い（１００）面方位占有率を有するものでないことは明
かである。表２は表１における合金番号６を基にPbを種
々の割合で添加し溶製して上記実施例と同様の方法で箔
としたものにおけるこれらの箔の（１００）面方位占有
率と静電容量の測定結果を示すものである。表２の結果
より、（１００）面方位占有率の高いもの（合金番号
６）でも、本発明の範囲のPb量を含有させることで（合
金番号１３〜１７）、静電容量がより改善されることが
判る。これに対してPb量が本発明の範囲を超えるもの
（合金番号１８、１９）は、（１００）面方位占有率は
高いが、静電容量が低下しはじめることが判る。
【００１３】
【表２】
【００１４】
【発明の効果】以上説明したような本発明によるときは
拡面処理として直流エッチングされる高圧用箔において
安定して高い静電容量を得るための（１００）面方位占
有率を常に９０％以上に確保することが可能で有用な電
解コンデンサ陽極用アルミニウム合金を提供することが
できるものであるから工業的にその効果の大きい発明で
ある。
拡面処理として直流エッチングされる高圧用箔において
安定して高い静電容量を得るための（１００）面方位占
有率を常に９０％以上に確保することが可能で有用な電
解コンデンサ陽極用アルミニウム合金を提供することが
できるものであるから工業的にその効果の大きい発明で
ある。
フロントページの続き
(72)発明者 望月 博
静岡県庵原郡蒲原町蒲原161番地 日本
軽金属株式会社蒲原製造所内
(72)発明者 井上 雄志
静岡県庵原郡蒲原町蒲原161番地 日本
軽金属株式会社蒲原製造所内
(72)発明者 清水 遵
大阪府大阪市中央区久太郎町三丁目６番
８号 東洋アルミニウム株式会社内
(72)発明者 足高 善也
大阪府大阪市中央区久太郎町三丁目６番
８号 東洋アルミニウム株式会社内
(56)参考文献 特開 昭53−95265（ＪＰ，Ａ)
特開 昭54−98959（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−25780（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01G 9/042
C22C 21/00
Claims (3)
- 【請求項１】 Ａｌ純度が９9.９８wt％以上であって、
Ｓｉを５〜４０ppm、Ｆｅを５〜４０ppm 、Ｃｕを１５
〜７０ppm 含有し、かつ不可避不純物としてのＳが0.１
ppm 以下に規制されてなることを特徴とする電解コンデ
ンサ陽極用アルミニウム合金。 - 【請求項２】 ＣｒおよびＣｅのうち少なくとも１元素
について、その含有量を0.１〜３ppm に規制したことを
特徴とする請求項１に記載の電解コンデンサ陽極用アル
ミニウム合金。 - 【請求項３】 Ｐｂをさらに２ppm 以下含有しているこ
とを特徴とする請求項１または２に記載の電解コンデン
サ陽極用アルミニウム合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35644096A JP3480210B2 (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | 電解コンデンサ陽極用アルミニウム合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35644096A JP3480210B2 (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | 電解コンデンサ陽極用アルミニウム合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10189396A JPH10189396A (ja) | 1998-07-21 |
| JP3480210B2 true JP3480210B2 (ja) | 2003-12-15 |
Family
ID=18449027
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35644096A Expired - Fee Related JP3480210B2 (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | 電解コンデンサ陽極用アルミニウム合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3480210B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007247023A (ja) | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Showa Denko Kk | 電解コンデンサ電極用アルミニウム材、電解コンデンサ用電極材ならびにアルミニウム電解コンデンサ |
| JP2012255213A (ja) * | 2012-07-25 | 2012-12-27 | Showa Denko Kk | 電解コンデンサ電極用アルミニウム材、電解コンデンサ用電極材ならびにアルミニウム電解コンデンサ |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4497595B2 (ja) * | 1999-09-29 | 2010-07-07 | 東洋アルミニウム株式会社 | 電解コンデンサ用アルミニウム合金箔 |
| JP2003071546A (ja) * | 2001-08-30 | 2003-03-11 | Nippon Light Metal Co Ltd | アルミニウム鋳塊およびその連続鋳造方法ならびに前記アルミニウム鋳塊を用いた電解コンデンサの電極用アルミニウム箔の製造方法 |
| JP4539911B2 (ja) * | 2004-11-29 | 2010-09-08 | 三菱アルミニウム株式会社 | 電極コンデンサ陽極用アルミニウム箔およびその製造方法 |
| JP4539912B2 (ja) * | 2004-11-29 | 2010-09-08 | 三菱アルミニウム株式会社 | 電解コンデンサ陽極用アルミニウム箔およびその製造方法 |
| JP4493721B2 (ja) * | 2009-02-03 | 2010-06-30 | 昭和電工株式会社 | 電解コンデンサ電極用アルミニウム材および電解コンデンサ |
| CN102471835B (zh) * | 2009-07-07 | 2014-03-19 | 东洋铝株式会社 | 具有贯通孔的铝箔 |
| JP5498750B2 (ja) * | 2009-09-30 | 2014-05-21 | 東洋アルミニウム株式会社 | アルミニウム貫通箔及びその製造方法 |
| JP5663184B2 (ja) * | 2010-03-30 | 2015-02-04 | 東洋アルミニウム株式会社 | アルミニウム貫通箔及びその製造方法 |
| KR101736042B1 (ko) * | 2009-09-30 | 2017-05-16 | 도요 알루미늄 가부시키가이샤 | 알루미늄 관통박 및 그 제조방법 |
-
1996
- 1996-12-26 JP JP35644096A patent/JP3480210B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007247023A (ja) | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Showa Denko Kk | 電解コンデンサ電極用アルミニウム材、電解コンデンサ用電極材ならびにアルミニウム電解コンデンサ |
| JP2012255213A (ja) * | 2012-07-25 | 2012-12-27 | Showa Denko Kk | 電解コンデンサ電極用アルミニウム材、電解コンデンサ用電極材ならびにアルミニウム電解コンデンサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10189396A (ja) | 1998-07-21 |
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