JPH01215959A

JPH01215959A - 電解コンデンサ陰極用アルミニウム箔の製造方法

Info

Publication number: JPH01215959A
Application number: JP4100788A
Authority: JP
Inventors: Kuniaki Matsui; 邦昭松井; Masao Kageyama; 影山　政夫
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1988-02-24
Filing date: 1988-02-24
Publication date: 1989-08-29

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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陰極用アルミニウム箔の製造に
係り、特に静電容量及び強度の優れたアルミニウム箔の
製造方法に関するものである。

（従来の技術）電解コンデンサの陰極箔には、静電容量及び強度アップ
を目的として、従来からＣｕ単独箔或いは各種元素との
組合せによるＣｕ合金箔及びその製造方法が各種提案さ
れている（例、特公昭４４−２５０１６号など）。しか
し、Ｃｕ合金箔は、合金元素のＣｕへの固溶、析出の状
況により、エツチング特性や強度が変動し易いほか、コ
ンデンサに組立てた後は、電解液との反応により静電容
量が経時変化により低下し易い欠点がある。

したがって、長寿命を必要とするコンデンサ陰極箔に対
しては、一般にＣｕを添加しない９９．７％以上の純ア
ルミニウム箔が使用されている。これは、Ｃｕを添加し
たアルミニウム合金箔は、強度、静電容量の点では優れ
ているが、静電容量の経時変化を招くために電解コンデ
ンサの寿命が短くなるという欠点があるためである。

しかし、このような純アルミニウム箔は、Ｃｕ添加アル
ミニウム合金箔に比較し、エツチング性が若干劣るため
、容量が若干低くなり、また十分な強度が得られないこ
とが知られている。

（発明が解決しようとする課題）これらの点の改善策に関しては、従来より、種々提案さ
れているところである。

すなわち、純アルミニウム箔の容量アップのためには、
Ｔｉ元素の低減による方法（特開昭５３−１１２４５２
号参照）や、製造工程の改善による方法（特公昭４４−
１５１７７号参照）などが提案されているが、いずれも
製造工程が複雑になり、生産性上問題がある。

一方、強度アップに対してはあまり検討されておらず、
唯、特殊な例として薄板連鋳法により合金元素を固溶化
する方法（特開昭５３−１１８２１４号参照）が提案さ
れているが、これも製造設備が限定されるため、実用化
が困難である。

そこで、強度に関しては、従来より、５０μｍ以下の薄
い厚さの製品では、強度アップを図るために加工硬化を
利用して調質したものをＨ材として用いられている。し
かし、電解エツチングした後の乾燥工程において軟化し
てしまう欠点があり、このため、コンデンサに組立てる
際には強度不足が生じ、箔切れなどの不具合から生産性
を低下されることがあり、どうしても箔厚を厚くせざる
を得ない状態である。

また容量の点においても、純アルミニウム材はＣｕ添加
アルミニウム合金材に比較して電解エツチング性が劣る
ため、箔厚を厚くして深さ方向に粗面化を進行させ、容
量アップを図る必要があつ゛た。しかし、その際にエツ
チング時間も長くなり、また、深さ方向にエツチングを
進行させることは表面エツチングむらの原因になり易く
、容量のばらつきをしばしば発生させるという不具合が
あった。

本発明は、上記従来技術の欠点を解消し、９９゜７％以
上の純アルミニウム材を用いても静電容量、強度ともに
アップさせることができ、高寿命で高性能の電解コンデ
ンサ陰極用箔が得られる製造力＝３− 法を提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段）前記目的を達成するため、本発明者は、従来の純度９９
．７％以上の純アルミニウムの高寿命性を保持しつつ１
強度、容量アップを可能にする方策について鋭意研究を
重ねた結果、不純分元素量を抑制すると共に、均熱処理
、熱間圧延、冷間圧延の各条件を規制することにより、
可能であることを見い出したものである。

すなわち、本発明に係る電解コンデンサ陰極用アルミニ
ウム箔の製造方法は、純度９９．７％以上であり、かつ
、不純分元素として、Ｆｅを０．１５ｗｔ％以下、５ｉ
ｔｒ０．１０ｗｔ％以下、Ｃｕを０．０５ｗｔ％以下、
Ｔｉを０．０５ｗｔ％以下にそれぞれ抑制してなる純ア
ルミニウムにつき、均熱処理を５４０℃以上、４〜２０
ｈｒの範囲で施した後、熱間圧延を行って巻取温度３０
０℃以下にて終了し、更に最終冷間加工率９５％□以上
で冷間圧延を行って製品厚にすることを特徴とするもの
である。

以下に本発明を更に詳細に説明する。

本発明における化学成分限定理由は以下のとおりである
。なお、各元素の含有量はりｔ％である。

純度９９．７％以上の純アルミニウム材の場合でも、強
度の増加を図るためには、できるだけ合金元素を添加さ
せることが必要である。しかし、合金元素はエツチング
性を劣化させることが多いので、不純分元素として特定
量以下に抑制する必要がある。

Ｆｅ、Ｓｉは金属間化合物を発生させ易く、エツチング
のむらの原因となるので、Ｆｅは０．１５％以下、Ｓｉ
は０．１０％以下にそれぞれ抑える。

Ｃｕはエツチング性を向上させるが、容量の経時変化が
生じ易くなるので、０．０５％以下に抑える。

また、Ｔ１は特にエツチング性に悪影響を与え、異常溶
解の原因となるため、微量に抑えることが必要であり、
０．０５％以下、望ましくは０．０１％以下にする。

次に上記組成の純アルミニウム箔の製造条件について説
明する。

上記元素は、均熱処理においてできるだけ固溶させるこ
とがエツチング性及び強度のアップに必要である。その
ためには、均熱温度はできるだけ高温度で、５４０℃以
上にすることが必要である。

また、保持時間も長時間が望ましく、４ｈｒ以上は必要
である。しかし、２０ｈｒを超えると上記効果は飽和す
ると共にコストが上昇して経済的でなくなる。したがっ
て、均熱処理条件は５４０℃以上で、４〜２０ｈｒ保持
とする。

均熱処理後は、熱間圧延を行う。熱間圧延に際しては、
これら元素の析出を防止するために３００〜５００℃で
の温度範囲で長時間保持することは避けるべきである。

したがって、熱間圧延はできるだけ短時間で実施するこ
とが望ましい。特に４０００Ｃ〜５００℃の温度範囲は
１０分間以内で冷却することが望ましく、必要により圧
延中にクーラントによる冷却を施すことは効果がある。

更に重要な点は、コイル巻取り後は、どうしても冷却時
間を要するため、巻取温度をできるだけ低温にし、３０
０℃以下の温度に制御することが必要である。３００℃
を超えると冷却中にこれら元素の析出が生じるので好ま
しくない。

熱間圧延後の冷間圧延では、冷間加工率はできるだけ多
くとることが必要であり、加工歪を増大し、組織をでき
るだけ微細なものにして、エツチング性の向上を図り、
更には、転位の絡み合いが生じることから、乾燥工程な
どの加熱処理においても軟化の程度が少なく、製品での
強度アップにつながる。そのためには最終冷間加工率は
９５％以上が必要であり、望ましくは９９％以上の強圧
下率により、大きな効果が得られる。この加工率が９５
％未満では転位の絡み合いの程度が少なく、逆に加工歪
の蓄積が回復再結晶を促進する場合があり、好ましくな
いので注意の必要がある。

なお、冷間圧延に際しては適宜中間焼鈍を実施すること
が可能である。

次に本発明の実施例を示す。

（実施例）素材として、通常電解コンデンサ陰極箔に使用されてい
る純度９９．８％アルミニウムを使用し、また一部につ
いては組成の影響を調査するためにＦｅ、Ｓｉ、Ｃｕ、
Ｔｉなどを添加したものを使用して、それぞれに対して
第１表に示す製造工程を適用した。

すなわち、得られたスラブに各種均熱処理を行った後、
直ちに熱間圧延を行い、巻取温度を種々変えて実施した
。また、熱間圧延板厚もその後の最終冷間加工率の影響
を調査するために一部変化させた。

その後、冷間圧延を行って製品厚（５０μｍ）にした。

最終冷間加工率の影響を調査するために一部については
中間焼鈍を実施した。

以上の工程を第１表に示すように種々変えることにより
、それぞれの最適条件を明らかにした。

各製品について、静電容量及び容量安定性を調べる共に
電解エツチング後の引張強度を調べた。

その結果を第１表に併記する。

なお、電解エツチング、静電容量の測定、容量安定性の
測定及び引張試験は以下の要領にて行った。

■　電解エツチング条件純水中７．５％塩酸＋０．５％蓚酸、６ｏ±１℃、ＡＣ
３０Ｈｚ交流、４５　Ａ／ｄｉ”　Ｘ　２分間。

■　静電容量測定法純水１０中硼酸５０ｇ＋クエン酸５０ｇ＋アンモニア５
０ｍＱ、３０±５℃、測定周波数１２０Ｈｚ、万能ブリ
ッジによる測定。

■　引張強度短冊状の１５ｎ＋＋ｎ幅アルミニウム箔をインストロン
引張試験機にて引張速度１０　ｍｍ’／ｍｉｎで測定。

■　静電容量安定性純水１０中硼酸５０ｇ、６０±５℃、１０日間浸漬後の
静電容量変化率を測定。

第１表より明らかなとおり、本発明例Ｎα５、Ｎα９、
Ｎα１１〜Ｎα１２はいずれも高静電容量、高強度であ
り、しかも容量の経時変化が少なく、高寿命性を示して
いる。

一方、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｔｉのいずれかが多すぎる比
較例Ｎα１〜Ｎα４は容量や強度が不足し、或いは高容
量、高強度でも容量の経時変化が生じている。

また、これらの不純分元素量が本発明範囲内に抑制され
ていても、均熱処理温度が低い比較例Ｎα６、均熱時間
が短い比較例Ｎα７、巻取温度が高い比較例Ｎα８、最
終冷間加工率が少ない比較例Ｎα１０は、いずれも静電
容量が不足していると共に強度も低く、更にＮα６は容
量安定性に問題がある。

【以下余白１ −１１＝（発明の効果）以上詳述したように、本発明によれば、純度９９．７％
以上で特定の不純分元素量を抑制すると同時に製造プロ
セス条件を規制するので、以下のような優れた効果が得
られる。

■　静電容量、強度に優れた電解コンデンサ陰極用アル
ミニウム箔が得られる。

■　高容量、高強度の材料が得られるために薄肉化が可
能になり、コンデンサの軽小化を図ることができる。

■　高強度であるのでエツチング時の箔切れを防止でき
るため、エツチング速度の増大を図ることができ、生産
性が向上する。

■　容量の経時変化が少ないので、Ｃｕ添加アルミニウ
ム合金箔に比較して、電解コンデンサの寿命アップを図
ることができる。

特許出願人　　　株式会社神戸製鋼所代理人弁理士　　中　　村　　　尚

Claims

【特許請求の範囲】

（１）純度９９．７％以上であり、かつ、不純分元素と
して、Ｆｅを０．１５ｗｔ％以下、Ｓｉを０．１０ｗｔ
％以下、Ｃｕを０．０５ｗｔ％以下、Ｔｉを０．０５ｗ
ｔ％以下にそれぞれ抑制してなる純アルミニウムにつき
、均熱処理を５４０℃以上、４〜２０ｈｒの範囲で施し
た後、熱間圧延を行って巻取温度３００℃以下にて終了
し、更に最終冷間加工率９５％以上で冷間圧延を行って
製品厚にすることを特徴とする電解コンデンサ陰極用ア
ルミニウム箔の製造方法。
（２）熱間圧延は４００〜５００℃の温度範囲を１０ｍ
ｉｎ以内に冷却させるように実施する請求項１記載の方
法。