JP4223659B2 - 電解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高静電容量で高折曲強度の電解コンデンサ陰極箔を得るのに好適な、アルミニウム合金箔に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電解コンデンサ電極箔は、アルミニウム合金箔にエッチングを施すことにより、製造されている。エッチングは、アルミニウム合金箔の表面に微細な凹凸部を形成させ、箔の表面積を増大させて、静電容量を高めるために行われる。従って、高静電容量の電解コンデンサ用電極箔を得るためには、エッチング特性の良好なアルミニウム合金箔を使用して、製造する必要がある。エッチング処理としては、使用耐電圧に適したエッチピットが得られるように、種々のエッチング方法が採用されている。例えば、陽極高圧用箔にはトンネル状のエッチピットが、陽極低圧用箔或いは陰極箔には海綿状のピットが形成されているのが好ましく、これに適するエッチング方法として、前者には直流電解エッチング法が、後者には交流電解エッチング法が汎く採用されている。
【０００３】
交流エッチング特性の良好なアルミニウム合金箔としては、従来より、種々のものが提案されている。例えば、アルミニウム合金箔に、所定量のＭｇ，Ｚｎ，Ｔｉ，Ｎｉ等を添加して、エッチング特性の向上を図ることが提案されている（特開平２−５１２１０号公報、特開平３−１３０３４０号公報、特開平５−８２３９７号公報）。この提案されたアルミニウム合金箔は、交流エッチング性に優れ、高静電容量の陰極箔が得られ、好ましいものである。
【０００４】
一方、静電容量を向上させるというよりもむしろ、得られる電極箔の耐折強度を向上させることに主眼を置いたアルミニウム合金箔として、以下のようなものが提案されている。即ち、特開平１０−２８７９４４号公報には、Ｔｉを２重量ｐｐｍ未満、Ｖを２重量ｐｐｍ未満及びＢを２〜１０重量ｐｐｍ含有させた電解コンデンサ陽極低圧用アルミニウム合金箔が提案されている。また、特開平６−２２０５６１号公報には、Ｔｉを０．１〜１重量ｐｐｍ、Ｖを０．５〜５重量ｐｐｍ、Ｂを０．５〜２５重量ｐｐｍ程度含有させた電解コンデンサ陽極低圧用アルミニウム合金箔が提案されている。確かに、これらのアルミニウム合金箔に交流エッチング処理を施すと、耐折強度に優れると共に、ある程度の静電容量を持つ陽極低圧用箔が得られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この電解コンデンサ陽極低圧用アルミニウム合金箔を、そのまま陰極用アルミニウム合金箔とすると、交流エッチングして得られた陰極箔の静電容量は不十分であることが判明した。そこで、本発明は、アルミニウム合金箔中のＳｉやＦｅの含有量を調整すると共に、更にＢの含有量を増加させることによって、高静電容量で且つ耐折強度に優れた陰極箔を得ることのできるアルミニウム合金箔を提供しようというものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、Ａｌ純度が９９．８重量％以上で、Ｓｉ：０．０２〜０．０８重量％、Ｆｅ：０．０２〜０．０８重量％、Ｔｉ：０．５〜５重量ｐｐｍ、Ｖ：０．５〜５重量ｐｐｍ、Ｂ：２５〜１００重量ｐｐｍ、Ｃｕ：０．００３重量％以下、その他不可避不純物を含有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に関するものである。特に、Ｂは、３５〜１００重量ｐｐｍであるのが好ましい。
【０００７】
本発明に係る電解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔の構成元素及びその含有量は、下記のとおりである。Ｓｉは、０．０２〜０．０８重量％である。Ｓｉを０．０２重量％未満にすると、Ｓｉ析出物の数が少なくなり、エッチング性が不良となり、高静電容量の陰極箔が得られにくくなるので、好ましくない。Ｓｉが０．０８重量％を超えると、エッチング時に過溶解を起こし、いったん形成されたアルミニウム合金箔表面の微細な凹凸が脱落し、結果的に箔の表面積を増大させにくくなるので、好ましくない。
【０００８】
Ｆｅは、０．０２〜０．０８重量％である。Ｆｅを０．０２重量％未満とすると、Ｆｅ析出物の数が少なくなり、エッチング性が不良となり、高静電容量の陰極箔が得られにくくなるので、好ましくない。Ｆｅが０．０８重量％以上になると、Ｆｅ析出物の多量の存在を回避することができず、エッチング時に過溶解を起こすため、好ましくない。
【０００９】
Ｔｉは、０．５〜５重量ｐｐｍである。Ｔｉを０．５重量ｐｐｍ未満にすると、全体に均一なエッチングが施されにくくなり、耐折強度が低下するので、好ましくない。Ｔｉが５重量ｐｐｍを超えると、アルミニウム合金箔の厚さ方向へのエッチングが不良となり、表面積拡大効果が減少し、高静電容量の陰極箔が得られにくくなるので、好ましくない。
【００１０】
Ｖは、０．５〜５重量ｐｐｍである。Ｖを０．５重量ｐｐｍ未満にすると、全体に均一なエッチングが施されにくくなり、耐折強度が低下するので、好ましくない。Ｖが５重量ｐｐｍを超えると、アルミニウム合金箔の厚さ方向へのエッチングが不良となるので、好ましくない。
【００１１】
Ｂは、２５〜１００重量ｐｐｍである。特に好ましくは、３５〜１００重量ｐｐｍであるのが良い。Ｂを２５重量ｐｐｍ未満にすると、全体に均一なエッチングが施されにくくなり、耐折強度が低下するので、好ましくない。Ｂが１００重量ｐｐｍを超えると、エッチング時に過溶解を起こすため、好ましくない。
【００１２】
Ｃｕは０．００３重量％以下である。Ｃｕが０．００３重量％を超えると、エッチング時に過溶解を起こすため、好ましくない。
【００１３】
本発明に係る電解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔は、Ａｌ純度が９９．８重量％以上である。Ａｌ純度を９９．８重量％未満にすると、不純物が多くなりすぎて、エッチング時に過溶解を起こすため、好ましくない。なお、Ａｌ純度が９９．８重量％以上であれば、その他の不可避的に混入する不純物は、存在していても良い。
【００１４】
本発明に係る電解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔は、例えば、以下の製造方法によって、合理的に得ることができる。即ち、Ａｌ純度が９９．８重量％以上で、Ｓｉ：０．０２〜０．０８重量％、Ｆｅ：０．０２〜０．０８重量％、Ｔｉ：０．５〜５重量ｐｐｍ、Ｖ：０．５〜５重量ｐｐｍ、Ｂ：２５〜１００重量ｐｐｍ、Ｃｕ：０．００３重量％以下、その他不可避不純物を含有する鋳塊を、温度５００℃〜５５０℃、時間２０時間以下の条件で均質化処理し、熱間粗圧延及び熱間仕上げ圧延を施し、その後冷間圧延することによって、所望厚さの電解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔を製造することができる。また、冷間圧延後に最終焼鈍を施して、電解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔を得ることもできる。そして、これらに適宜のエッチング処理を施すことにより電解コンデンサ陰極箔を得ることができる。
【００１５】
【実施例】
以下、実施例に基づいて本発明を説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。本発明は、特定の元素組成を持つアルミニウム合金箔は、エッチング特性が良好となるため（均一なエッチングと表面積拡大に付与するエッチングの両方が良好になるため）、高静電容量で取り扱いやすい陰極箔が得られるとの知見に基づくものとして解釈されるべきである。
【００１６】
実施例１〜３及び比較例１〜４
表１に示す元素組成を持つ鋳塊（厚さ５００ｍｍ）を準備した。そして、５２０℃で１時間の条件で均質化処理を施した後、直ちに熱間圧延を施して、厚さ３ｍｍのアルミニウム板を得た。このアルミニウム板に、冷間圧延を施して、厚さ０．０５ｍｍの電解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔を得た。
【００１７】
【表１】

【００１８】
得られた各電解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔に、以下の条件でエッチング処理及び化成処理を施して、以下に示す条件で静電容量（μＦ／ｃｍ²）を測定した。
〔エッチング処理〕
５ｗｔ．％ＨＣｌ＋６ｗｔ．％ＡｌＣｌ₃・６Ｈ₂Ｏ＋０．１ｗｔ．％Ｃ₂Ｈ₂Ｏ₄・２Ｈ₂Ｏを含む水溶液（液温３０℃）中に、各電解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔を浸漬し、０．４Ａ／ｃｍ²で５０Ｈｚの正弦波交流を、１５０ｓｅｃ．流して、エッチング処理を行った。
〔化成処理〕
エッチング処理後の各箔を、ＥＩＡＪ法に則った大きさに裁断し、この試験片を１３ｗｔ．％アジピン酸アンモニウム水溶液（液温８５℃）中に浸漬し、対向電極をＳＵＳ３０４として、３ＶでＥＩＡＪ法に則って化成処理を行った。
〔静電容量〕
化成処理を終えた各箔の各々２枚を対向させ、１３ｗｔ．％アジピン酸アンモニウム水溶液（液温３０℃）中に浸漬し、１２０Ｈｚの直列等価回路で、ＬＣＲメーターを用いて、静電容量（μＦ／ｃｍ²）を測定した。
そして、実施例３に係る電解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔の静電容量を基準（１００％）として、それとの比較で各電解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔の静電容量を、表２に示した。
【００１９】
更に、各電解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔に、以下の条件で折曲試験を行い、折曲強さ（回／ｃｍ）を測定した。
〔折曲強さ〕
上記のエッチング処理を終えた各箔を、大気中にて４００℃で５分間加熱処理を行った、加熱処理後の各箔を、ＪＩＳ Ｐ ８１１５「紙及び板紙のＭＩＴ試験機による耐折強さ試験方法」に準じて、ＭＩＴ型耐折試験機により、折曲強さ（回／ｃｍ）を測定した。
この結果を表２に示した。
【００２０】
【表２】

【００２１】
表２の結果から明らかなように、実施例に係る電解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔の場合、比較例のものに比べて、静電容量及び折曲強さの両方がバランス良く向上していることが分かる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る電解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔は、交流エッチング処理によって、表面積が十分に拡大されると共に均一にエッチングされる。従って、得られた電解コンデンサ陰極箔は静電容量が大きく、単位面積当たり大容量のコンデンサを得ることができるという効果を奏すると共に、折曲強さが高く、コンデンサ加工時（巻回時等）において切断等のトラブルが少なく、作業性が良好になるという効果を奏する。

Claims (2)

1. Ａｌ純度が９９．８重量％以上で、Ｓｉ：０．０２〜０．０８重量％、Ｆｅ：０．０２〜０．０８重量％、Ｔｉ：０．５〜５重量ｐｐｍ、Ｖ：０．５〜５重量ｐｐｍ、Ｂ：２５〜１００重量ｐｐｍ、Ｃｕ：０．００３重量％以下、その他不可避不純物を含有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。
2. Ｂが３５〜１００重量ｐｐｍである請求項１記載の電解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔。