JPH04138846A - 異なる溶融体から急冷凝固クラッド箔を製造する方法 - Google Patents

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） 本発明は異種の金属およびあるいは合金を、それぞれ溶
融状態から急冷凝固して接合し、クラッド箔製造する方
法に関するものである。

（従来の技術） 従来、急冷凝固法によって製造された金属（合金を含む
）箔は、種々の用途に適用されており、例えばＡＩベー
ス（Ａ１合金を含む）箔は、電解コンデンサ用の電極に
用いられている。

この電解コンデンサ電極用材料は、静電容量を高めるた
めに電解エツチング処理で粗面化して表面積を拡大する
と共に陽極酸化処理をして絶縁被膜を形成する。

すなわち、大容量のコンデンサを製造するには、電極材
料の表面積を大きくし、また、薄く、かつ絶縁性のよい
被膜を表面に形成することが、必要とされている。従来
用いられているｌ箔は、これを酸化処理してＡｌ　２０
ｓ　被膜を生成するが、ＡＪ　２０＊　　の誘電率は、
およそ７〜１０であり、他の金属例えばＴａやＴｉの酸
化被膜（Ｔａ２０ＭやＴｉＣｈ）に比べてそれほど高く
ない。そのため機械的手段あるいは電気化学的なエツチ
ング方法によって、表面積を増大すると共に一方で酸化
被膜の形成に、陽極化成処理を改善し、例えばホウ酸溶
液による化成被膜と、リン酸溶液による化成被膜の複合
被膜を形成する方法などによって静電容量を高める試み
も行われているが、これらの方法によっても、十分に高
い特性改善には至っていない。

近時、陽極材料として、純Ａｌに他の合金元素（いわゆ
るバルブメタル）を加えた合金を使用し、この合金を急
冷凝固法で製造することにより、大容量の電解コンデン
サを得ることを、本出願人等が提案した。すなわち、例
えば特開平１−１２４２１２号公報がそれであるが、こ
れには、Ａｌ中に、Ｔｉ。

Ｔａ５Ｚｒ、ＨｆおよびＮｂなどのバルブメタルの少く
とも１種を含み、これらのバルブメタルと、Ａｌとの金
属間化合物を微細に分散析出させた合金箔電極を提示し
ている。

このような合金箔に析出する金属間化合物は硬く、合金
箔の延性を低下させる。特に静電容量確保のため、合金
元素添加量を増加させると、この傾向が大きくなり、電
解コンデンサ電極材（箔）の重要な特性の一つである折
り曲げ強度が低下する。従って現在量も広く用いられて
いる電極券面タイプの電解コンデンサへの適用に、困難
を伴うことがある。

この曲げ強度を改良するために、Ａｌ箔を芯材とし、急
冷凝固法で製造したＡ１合金箔を両側に積層した電解コ
ンデンサ用電極材料が、特開平１−２９０２１７号公報
に開示されている。

一方、双ロール急冷凝固法による多層非晶質合金の製造
装置が実公昭６１−４４４０号公報に開示されている。

これによる異種溶融合金の一つを一方のロール上に噴出
し、これが完全に固化する前に、他の溶融合金をその表
面に噴出し、接合面を拡散接合させることが記述されて
いる。

（発明が解決しようとする課題） 異なった金属（合金を含む）の箔を複合したクラッド箔
は、前記した先行例によってすでに開示されているが、
両金属を接合するにあたり、特開平１−２９０２１７公
報の発明は、具体的な手段として圧延法をあげて挙り、
一方実公昭６１−４４４０号公報には、急冷凝固中に拡
散接合することを開示している。

しかし、圧延法を採用すると工程付加となり製造コスト
が上昇する。また拡散接合させる場合は、それぞれの金
属や合金の特性が十分生かせず、特に前記実公昭のよう
な急冷凝固法による重ね噴出では、後に噴出した金属に
よって表面固化していない先の金属表面を打ち破る虞れ
があり、不均一な厚みとなるか、破断の起こる可能性も
あるという問題がある。

本発明は、従来のこのような問題点を解決するものであ
り、例えば前記した電解コンデンサ用電極材料において
、誘電率などの静電容量を増大する合金箔と、機械的特
性や電極としての導電性を良好にする金属箔とが、一体
に圧着接合すると共に、それぞれ所望の厚さとなるよう
な複合クラッド箔を、急冷凝固法で製造する方法を提供
することを目的とす乙７ （課題を解決するための手段） 本発明者らは異種の金属と合金が、それぞれ融点が異な
ることに着目し、双ロール急冷凝固法によってクラッド
箔を製造する場合に、それぞれのロールによって搬送さ
れる異種両凝固箔の接合点、すなわちロールキス部にお
いて、両筒の温度差が大きくならなければ両筒の圧着接
合が容易に可能となり、そのために各ロールでの溶融金
属噴出点からキス部までの冷却温度を調整すればよいこ
とを確めた。

すなわち、本発明はこのような知見に基ずくものであっ
て、その要旨とするところは、近接配置した材質の異な
る２つのロール上に、各別に融点の異なる金属あるいは
合金の溶湯を収納する容器を配設し、各溶湯を前記容器
より高速回転している夫々のロール表面に連続的に噴出
して凝固体とし、夫々のロールで搬送される凝固体を、
前記ロールのキス部で、その融点以下の温度で接合し積
層することを特徴とする異なる溶融体から負冷凝固クラ
ッド箔を製造する方法であるへ本発明において、前記夫
々のロール上に供給する溶湯か、異種の金属あるいは異
種の合金または金属と合金であってもよい。

以下本発明の詳細な説明する。

本発明方法によって製造するクラッド箔は、前記したよ
うに、異種の金属や合金の組合わせで構成されるが、こ
れは用途によって選択される。例えば、熱膨張の異なる
金属を複合するバイメタルや前述したように金属ＣＡＲ
）と合金（Ａ１合金）とを複合した電解コンデンサ用電
極等がある。以下電解コンデンサ用の電極材料について
説明する。

双ロール急冷凝固法によって夫々の同質ロールに溶融体
を噴出し、キス部でクラッドする場合、ＡＩと１合金と
では十分な接合体が得えられない。すなわち、夫々の溶
融体の噴出位置をロールキス部から同じ距離にすると、
キス部でのロールで搬送される両画固体の温度差が大き
く異なったり、最適接合温度から外れ両画固体の接合が
うまくできず、特にＡ１合金が、ＡＩの融点以上でキス
部に到達すると接合は不可能となる。

本発明は一例を第１図に示すように、同径の一対の冷却
ロール１および２を近接配置し、それぞれの冷却ロール
１，２上に設置した容器３および４には、融点の高い溶
融体（例えばＡ１合金）Ａと融点の低い溶融体（例えば
純ＡｊりＢを収納し、等速回転している各ロール周面上
に、はぼ同位置から各容器のノズル部５．６より一定の
圧力で、前記溶融体ＡとＢを噴出するのであるが、この
際、前記近接配置した一対の冷却ロール１．２において
一方のロールの少くとも表面部を、他のロールの少くと
も表面部と熱伝導率の異なる材質で形成することに特徴
がある。

すなわち、第１図の装置において各ロール表面に噴出さ
れた高融点溶融体である、例えばＡ１合金（Ａ）と、低
融点の純ＡＩ　　（Ｂ）は凝固体ａとｂとなり、この両
画固体ａ、ｂをロールキス部７で接合させクラッド箔８
を形成するのであるが、冷却ロール２には、冷却ロール
１より熱伝導率の低い材料で、少なくともロール表面部
分を構成することにより、高速回転（周速）する各ロー
ル表面の冷却速度を積極的に変えることができ、従って
ロールキス部７における各凝固体ａおよびｂの温度を、
接合するための適正な温度範囲にすることが可能となる
。

各冷却ロールの材質としては、一方のロール１には通常
用いられる熱伝導率のよい材料、例えばＣｕが用いられ
るが、本発明における一応の目安として０　、８ｃａｊ
　７ｃｍ、　ｄｅｇ以上の熱伝導率を有する材料とし、
他方のロール２材買として低熱伝導率のもの例えば５Ｕ
Ｓ３０４のようなステンレス鋼であり、熱伝導率として
０　、４ｃａ（／ａｍ、　ｄｅｇ以下のものが推奨でき
る。前記したロール材料は限定的な意味をもつものでな
く、クラッド箔を構成する金属または合金によって選択
が可能であって、ロールキス部において高融点の金属あ
るいは合金が低融点金属あるいは合金の融点以下になる
ような材質とすればよく、例えばセラミックス等を用い
てもよい。

また、冷却ロールの表面部のみを熱伝導率の異なる材質
で構成してもよい。

キス部における接合体の温度は、使用する金属や合金の
種類によって異なり一律に決めることはできないが、合
わせる低融点側の金属あるいは合金を基準とし、その融
点未満になるようにすることが必要である。前記Ａｌ−
Ａｌ合金クラッドの場合では、これらがＡＩの融点であ
る６６０℃を超えない温度にすればよく、また接合効果
を高めるためには２００℃以上とすることが好ましい。

また、キス部における両ロールの間隙は、接合点で両画
固体ａ、ｂが、２〜５０％の範囲で圧下されるように設
定する。圧下が２％未満では接合が不十分であり、５０
％を超えると接合界面が乱れ、剥離を生ずることがある
。このような圧下により、両画固体は固相接合し、凝固
体の自由面に多少の凹凸が形成されていても塑性変形し
圧着接合する。

クラッド箔の厚さは、目的とする用途により異なるが、
例えば、ｌ’−Ａ１合金クラッドの場合で、ＡＩが５０
〜１００ａｍ、　Ａ１合金が５０〜２００ａｍでよく、
電解コンデンサ電極用箔として、導電機能および折り曲
げ強度を持たせるのにＡＩはこの厚さで十分であり、む
しろ静電容量を増大するためには、Ａ１合金の厚さを大
きくすることが好ましい。

（実施例） 直径３００ｍｍφ１幅８０謹の銅製ロール１と５ＵＳ３
０４製ロール２よりなる双ロール鋳造機を用い、第１図
に示す態様で急冷凝固クラッド箔を不活性雰囲気中で製
造した。容器３には溶融Ａ１合金（Ａ）、容器４には溶
融ＡＩ　　（Ｂ）を保有し、それぞれ８００ｒｐｍで回
転するロール表面頂上において、０、３ｋｇ／ｃｎｒの
圧力で溶融Ａ１合金（Ａ）は銅製ロール１表面１に、溶
融ＡＩ　　（Ｂ）はＳＵＳ製ロール２表面に噴出した。

使用した溶融合金（Ａ）の組成および得られたクラッド
箔の巾と厚さを第１表に示す。

第　　　１　　　表 実１１１！１　　　実施例２　　実線例３溶融体（合金
）Ａ　　　Ａｊ−５ｗｔ％Ｔｉ　　Ａｊ−１０ｗｔ％Ｚ
ｒ　　ｋｌ−１５ｗｔ％Ｚｒ１ｉｔ（金属）Ｂ　　　　
　ＡＩ　　　　　　　ＡＩ　　　　　　　　ＡＩクラッ
ドｉ＠４０＋＋ｌｌ１１４０ｍｍ　　　　　４０閣クラ
フト厚　　１２５１１１１　　　１０８５ｍ　　　　Ｌ
ｉｏｎ上記各クラッド箔から長さ２０ｍｍのサンプルを
採取し、室温から２００℃まで昇温２分、冷却２分のヒ
ートサイクルを１０３回繰り返しても剥離が発生しなか
った。

以上本発明を、主に電解コンデンサ用電極材であるＡ！
クラッドについて説明したが、本発明はこれに限定され
るものでなく、急冷凝固法により製造できるクラッド箔
にすべて適用可能である。

（発明の効果） 以上のように、本発明は目的に応じた異種の金属や合金
を組み合わせたクラッド箔を、溶融液から直接製造する
ことができ、しかも接合性や曲げ特性の良好なものが得
られ、各種用途に適用できる。また圧延による製造法に
比べて工程が省略され、且つコストの低減が計れるので
その工業的意義は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明法の一例を示す説明図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）近接配置した材質の異なる２つのロール上に、各
   別に融点の異なる金属あるいは合金の溶湯を収納する容
   器を配設し、各溶湯を前記容器より高速回転している夫
   々のロール表面に連続的に噴出して凝固体とし、夫々の
   ロールで搬送される凝固体を、前記ロールのキス部で、
   その融点以下の温度で接合し積層することを特徴とする
   異なる溶融体から急冷凝固クラッド箔を製造する方法。
2. （２）夫々のロール上に供給する溶湯が、異種の金属あ
   るいは異種の合金または金属と合金であることを特徴と
   する請求項１記載の異種の溶融体より急冷凝固クラッド
   箔を製造する方法。