JPH04143242A - 電解コンデンサ用アルミニウム材料 - Google Patents
電解コンデンサ用アルミニウム材料Info
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- JPH04143242A JPH04143242A JP26647090A JP26647090A JPH04143242A JP H04143242 A JPH04143242 A JP H04143242A JP 26647090 A JP26647090 A JP 26647090A JP 26647090 A JP26647090 A JP 26647090A JP H04143242 A JPH04143242 A JP H04143242A
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Landscapes
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、電解コンデンサ用アルミニウム材料に間する
ものである。
ものである。
一般に、アルミニウム電解コンデンサは精製高純度アル
ミニウム、例えば純度９９．９９％以上の高純度アルミ
ニウムを素材とした厚さ約５０〜１００ミクロン程度の
アルミニウム箔表面をエツチング処理して有効表面積を
増大させた後、陽極酸化処理してアルミニウム箔表面に
酸化アルミニウムの誘電体皮膜を生成させたものな陽極
、他方例えば純度９９％以上の厚さ約２０〜６０ミクロ
ン程度のアルミニウム箔表面を粗面化したものを陰極と
し、この陽陰径２枚のアルミニウム箔の間にセパレート
紙を挾み、円柱状に巻回した後、このセパレート紙に電
解液を含浸させたものとして構成される。 ところで、電解コンデンサ用アルミニウム箔のエツチン
グ処理はコンデンサの静電容量が！極面の表面積に正比
例するという事実に基づき、アルミニウム箔表面を塩酸
または食塩等の水溶液中で化学的、あるいは電気化学的
に腐食させ、アルミニウム電極箔の有効表面積を増大さ
せることにより静電容量を増大しようとするものである
が、このエツチング処理が過度に進行すると、粗面化時
の腐食減量が大となり、機械的強度が低下し、アルミニ
ウム箔が切断するなどの不都合を生じ、更には有効表面
積が減少する場合も有る。 この為、アルミニウム箔のエツチング処理に使用するエ
ツチング水溶液の組成や処理条件等の最適化は極めて難
しいものであった。 又、エツチング処理によるアルミニウム箔の有効表面積
の増大、すなわち静電容量の向上効果は、素材である高
純度アルミニウム中に存在する微量元素の種類、組成に
よっても大きな影響を受け、通常の簡便なエツチング処
理条件の適用によっても静電容量が高く、がつ腐食減量
が少なく、さらに機械的強度の低下の小さい電解コンデ
ンサ用高純度アルミニウム箔の開発が望まれ、各種の電
解コンデンサ用高純度アルミニウム合金箔が提供されて
いる。 例えば、銅を０．００４％〜０．０１％含有した９９．
９９％以上のアルミニウム純度を有する電解コンデンサ
用アルミニウム合金箔が提案（特公昭４５−２５９７８
号公報）されている。 このアルミニウム合金箔は、上述の目的をある程度満足
してはいるものの、充分なものでもない。 又、０．０００４〜０．００１５％の鉄、０゜００１〜
ｏ、ｏｏｓ％の銅、さらに銀、亜鉛、カドミウム、ガリ
ウム、インジウム、錫及びニッケルの少なくとも一種の
元素を総量でｏ、ｏｏｏ。 １〜０．００１％含有する電解コンデンサ用アルミニウ
ム合金箔が提案（特公昭６２−３７１０５号公報）され
たり、表面からＯ０１μ■までを表層部分とし、該表層
部分には鉛、インジウム及びビスマスの少なくとも一種
が合計で０．００５〜０゜２％存在し、該表層部分を除
く内層部分では鉛、インジウム、及びビスマスの存在量
は各々０．０００１％未満であり、表層部分と内層部分
とを合わせた全体としての平均のアルミニウム純度が９
９．９％以上であることを特徴とする電解コンデンサ用
アルミニウム箔が提案（特公昭６２−４２３７０号公報
）されている。 しかしながら、これらの提案のものでも満足できるもの
ではなく、さらなる研究開発が続けられている。 例えば、上記提案の電解コンデンサ用アルミニウム箔に
あっても、これらのものはエツチング孔の発生部位が必
ずしも均一でなかったり、又、エツチング孔同士が連通
して粗大孔となっていたり、エツチング孔がそれ程深く
なっておらず、これらによって充分に期待されるような
表面積の拡大が得られていないことが判って来た。 尚、エツチング孔の発生部位の不均一性は、・アルミニ
ウム箔中に含有される不純物原子の偏析、金属間化合物
の存在等によって、エツチング時に不均一なエツチング
ピットが発生すると考えられたものの、どのような組成
の合金材料とすることによってこのような問題が解決で
きるかは全く明らかでなく、しかもエツチング孔の成長
に関しても不純物原子や金属間化合物の効果は明らかで
なかった。
ミニウム、例えば純度９９．９９％以上の高純度アルミ
ニウムを素材とした厚さ約５０〜１００ミクロン程度の
アルミニウム箔表面をエツチング処理して有効表面積を
増大させた後、陽極酸化処理してアルミニウム箔表面に
酸化アルミニウムの誘電体皮膜を生成させたものな陽極
、他方例えば純度９９％以上の厚さ約２０〜６０ミクロ
ン程度のアルミニウム箔表面を粗面化したものを陰極と
し、この陽陰径２枚のアルミニウム箔の間にセパレート
紙を挾み、円柱状に巻回した後、このセパレート紙に電
解液を含浸させたものとして構成される。 ところで、電解コンデンサ用アルミニウム箔のエツチン
グ処理はコンデンサの静電容量が！極面の表面積に正比
例するという事実に基づき、アルミニウム箔表面を塩酸
または食塩等の水溶液中で化学的、あるいは電気化学的
に腐食させ、アルミニウム電極箔の有効表面積を増大さ
せることにより静電容量を増大しようとするものである
が、このエツチング処理が過度に進行すると、粗面化時
の腐食減量が大となり、機械的強度が低下し、アルミニ
ウム箔が切断するなどの不都合を生じ、更には有効表面
積が減少する場合も有る。 この為、アルミニウム箔のエツチング処理に使用するエ
ツチング水溶液の組成や処理条件等の最適化は極めて難
しいものであった。 又、エツチング処理によるアルミニウム箔の有効表面積
の増大、すなわち静電容量の向上効果は、素材である高
純度アルミニウム中に存在する微量元素の種類、組成に
よっても大きな影響を受け、通常の簡便なエツチング処
理条件の適用によっても静電容量が高く、がつ腐食減量
が少なく、さらに機械的強度の低下の小さい電解コンデ
ンサ用高純度アルミニウム箔の開発が望まれ、各種の電
解コンデンサ用高純度アルミニウム合金箔が提供されて
いる。 例えば、銅を０．００４％〜０．０１％含有した９９．
９９％以上のアルミニウム純度を有する電解コンデンサ
用アルミニウム合金箔が提案（特公昭４５−２５９７８
号公報）されている。 このアルミニウム合金箔は、上述の目的をある程度満足
してはいるものの、充分なものでもない。 又、０．０００４〜０．００１５％の鉄、０゜００１〜
ｏ、ｏｏｓ％の銅、さらに銀、亜鉛、カドミウム、ガリ
ウム、インジウム、錫及びニッケルの少なくとも一種の
元素を総量でｏ、ｏｏｏ。 １〜０．００１％含有する電解コンデンサ用アルミニウ
ム合金箔が提案（特公昭６２−３７１０５号公報）され
たり、表面からＯ０１μ■までを表層部分とし、該表層
部分には鉛、インジウム及びビスマスの少なくとも一種
が合計で０．００５〜０゜２％存在し、該表層部分を除
く内層部分では鉛、インジウム、及びビスマスの存在量
は各々０．０００１％未満であり、表層部分と内層部分
とを合わせた全体としての平均のアルミニウム純度が９
９．９％以上であることを特徴とする電解コンデンサ用
アルミニウム箔が提案（特公昭６２−４２３７０号公報
）されている。 しかしながら、これらの提案のものでも満足できるもの
ではなく、さらなる研究開発が続けられている。 例えば、上記提案の電解コンデンサ用アルミニウム箔に
あっても、これらのものはエツチング孔の発生部位が必
ずしも均一でなかったり、又、エツチング孔同士が連通
して粗大孔となっていたり、エツチング孔がそれ程深く
なっておらず、これらによって充分に期待されるような
表面積の拡大が得られていないことが判って来た。 尚、エツチング孔の発生部位の不均一性は、・アルミニ
ウム箔中に含有される不純物原子の偏析、金属間化合物
の存在等によって、エツチング時に不均一なエツチング
ピットが発生すると考えられたものの、どのような組成
の合金材料とすることによってこのような問題が解決で
きるかは全く明らかでなく、しかもエツチング孔の成長
に関しても不純物原子や金属間化合物の効果は明らかで
なかった。
本発明は前記の問題点についての研究を鋭意押し進めて
行った結果なされたものであり、アルミニウム箔に均一
で多数の深いエツチング孔が形成され、もって充分な表
面積拡大による静電容量に優れた電解コンデンサ用アル
ミニウム材料を提供することにある。 すなわち、本発明者により、均一に多数のエツチング孔
が発生し、かつ、各々の孔を深く成長させる条件を見出
すべく電気化学的な検討が鋭意性なわれた結果、以下の
ような事が判明して来た。 ■ ２５℃、２．６７％＾ＩＣ１，水溶液での純アルミ
ニウムの孔食電位は飽和カロメル電極基準で約−７５０
ｍＶであり、この値は不純物元素の含有によって多少変
化するものの、このような孔食電位を示す場合にエツチ
ングによる孔が直進成長し易い。 ■ エツチング孔の発生は表面酸化皮膜の破壊から生じ
ることから、均一で多数の孔を発生させる為には、この
破壊箇所を均一に多数作ることが必要であり、それには
皮膜破壊電位を下げる必要が有る。 ■ そして、■及び■の点から、直進成長性のエツチン
グ孔が均一に多数発生する材料では、皮膜破壊電位（皮
膜孔食電位）と地の孔食電位とが、第１図に示す如く、
分離測定される。 ■ アルミニウム箔の再結晶粒の（１００）占有率が高
い程、エツチング孔が一様に材料面に垂直方向に成長す
る。 そして、このような知見を基にして本発明が達成された
ものであり、上記の本発明の目的は、２５℃、２．６７
％Ａ ＩｃＩ、水溶液中における内部の孔食電位が飽和
カロメル電極基準で−７６０〜−７３５■Ｖであり、表
面の孔食電位がこれより１０〜６０ｍＶ卑であって、か
つ、再結晶粒の（１００）占有率が８５％以上あること
を特徴とする電解コンデンサ用アルミニウム材料によっ
て達成される。 以下、本発明をさらに詳しく説明する。 〔材料内部の孔食電位〕 エツチング孔は材料内部で形成されるものであり、ここ
での電気化学的性質によってその成長、つまり深さが決
まる。 アルミニウム自体の電位は一７５０ｍＶであり、責な元
素が含有されるとこれより責な値となり、卑な元素が含
有されると卑となる。 ところで、 ７６０ｍＶより卑であると工・ンチング孔
が垂直成長しに＜＜、一方、 ７３５ｍＶより責である
と材料中に金属元素が多く固溶されたり、金属間化合物
が生成され易くなったりし、工１．チング後の電解酸化
皮膜の誘；特性が著しく低下したことから、内層部の孔
食電位が飽和カロメル電極基準で−７６０〜−７５５ｇ
＋Ｖであることが大事であった。 尚、より好ましくは−７５０〜−７３５−Ｖのものであ
った。 〔表面の孔食電位〕 均一なエツチング孔を多数発生させるには、表面酸化皮
膜の電解電位がアルミニウムの孔食電位より卑である必
要がある。 ところで、両者の差が１０−ｖ未満では上記効果が充分
でなく、一方、６０ｍＶを越えると皮膜破壊が容易にお
こり、表面の溶解が増加し、エツチング孔の成長が抑え
られたことから、表面の孔食電位は材料内部の孔食電位
より１０〜６０−ｖ卑であることが大事であった。 尚、表面の孔食電位は材料内部の孔食電位より２０〜５
０ｍＶ卑であることがより望ましい。 Ｃ（１００）占有率〕 （１００）占有率が８５％未満では材料面に垂直方向に
成長するエツチング孔が少なくなるばかりでなく、異方
向に成長した孔同士が交錯連通し、材料の崩壊が生じる
のみならず、表面積拡大効果が充分発揮されないことか
ら、８５％以上が大事であった。 尚、（１００）占有率が９０％以上であることがより望
ましい。
行った結果なされたものであり、アルミニウム箔に均一
で多数の深いエツチング孔が形成され、もって充分な表
面積拡大による静電容量に優れた電解コンデンサ用アル
ミニウム材料を提供することにある。 すなわち、本発明者により、均一に多数のエツチング孔
が発生し、かつ、各々の孔を深く成長させる条件を見出
すべく電気化学的な検討が鋭意性なわれた結果、以下の
ような事が判明して来た。 ■ ２５℃、２．６７％＾ＩＣ１，水溶液での純アルミ
ニウムの孔食電位は飽和カロメル電極基準で約−７５０
ｍＶであり、この値は不純物元素の含有によって多少変
化するものの、このような孔食電位を示す場合にエツチ
ングによる孔が直進成長し易い。 ■ エツチング孔の発生は表面酸化皮膜の破壊から生じ
ることから、均一で多数の孔を発生させる為には、この
破壊箇所を均一に多数作ることが必要であり、それには
皮膜破壊電位を下げる必要が有る。 ■ そして、■及び■の点から、直進成長性のエツチン
グ孔が均一に多数発生する材料では、皮膜破壊電位（皮
膜孔食電位）と地の孔食電位とが、第１図に示す如く、
分離測定される。 ■ アルミニウム箔の再結晶粒の（１００）占有率が高
い程、エツチング孔が一様に材料面に垂直方向に成長す
る。 そして、このような知見を基にして本発明が達成された
ものであり、上記の本発明の目的は、２５℃、２．６７
％Ａ ＩｃＩ、水溶液中における内部の孔食電位が飽和
カロメル電極基準で−７６０〜−７３５■Ｖであり、表
面の孔食電位がこれより１０〜６０ｍＶ卑であって、か
つ、再結晶粒の（１００）占有率が８５％以上あること
を特徴とする電解コンデンサ用アルミニウム材料によっ
て達成される。 以下、本発明をさらに詳しく説明する。 〔材料内部の孔食電位〕 エツチング孔は材料内部で形成されるものであり、ここ
での電気化学的性質によってその成長、つまり深さが決
まる。 アルミニウム自体の電位は一７５０ｍＶであり、責な元
素が含有されるとこれより責な値となり、卑な元素が含
有されると卑となる。 ところで、 ７６０ｍＶより卑であると工・ンチング孔
が垂直成長しに＜＜、一方、 ７３５ｍＶより責である
と材料中に金属元素が多く固溶されたり、金属間化合物
が生成され易くなったりし、工１．チング後の電解酸化
皮膜の誘；特性が著しく低下したことから、内層部の孔
食電位が飽和カロメル電極基準で−７６０〜−７５５ｇ
＋Ｖであることが大事であった。 尚、より好ましくは−７５０〜−７３５−Ｖのものであ
った。 〔表面の孔食電位〕 均一なエツチング孔を多数発生させるには、表面酸化皮
膜の電解電位がアルミニウムの孔食電位より卑である必
要がある。 ところで、両者の差が１０−ｖ未満では上記効果が充分
でなく、一方、６０ｍＶを越えると皮膜破壊が容易にお
こり、表面の溶解が増加し、エツチング孔の成長が抑え
られたことから、表面の孔食電位は材料内部の孔食電位
より１０〜６０−ｖ卑であることが大事であった。 尚、表面の孔食電位は材料内部の孔食電位より２０〜５
０ｍＶ卑であることがより望ましい。 Ｃ（１００）占有率〕 （１００）占有率が８５％未満では材料面に垂直方向に
成長するエツチング孔が少なくなるばかりでなく、異方
向に成長した孔同士が交錯連通し、材料の崩壊が生じる
のみならず、表面積拡大効果が充分発揮されないことか
ら、８５％以上が大事であった。 尚、（１００）占有率が９０％以上であることがより望
ましい。
第１表に示す化学成分組成のアルミニウム合金を通常の
方法で溶製し、固剤、均質化熱処理、熱間圧延、冷間圧
延、中間焼鈍、冷間圧延によって厚さ１００μ輪の箔と
した。 次に、これらのアルミニウム合金箔について第１表に示
した条件で最終真空焼鈍を施した。 この後、これらのアルミニウム合金箔についての（１０
０）占有率、及び２５℃、２．６７％＾ＩＣ１，水溶液
での孔食電位を飽和カロメル電極基準で測定した。この
結果も併せて第１表に示した。 又、上記のアルミニウム合金箔の一部を取り出し、これ
を５０℃の１０％苛性ソーダ溶液中に３分間浸漬して表
面層を溶解、除去し、その後に室温下で３０％硝酸中に
１分間浸漬の中和処理を行い、水洗、乾燥後、上記と同
じ方法で孔食電位の測定を行った。この結果も併せて第
１表に示した。 そして、上記の焼鈍処理されたアルミニウム合金箔につ
いて、８０℃の５％塩酸中で１００−＾／ｅｌｌ”の電
流で３６０秒の直流電解エツチングを施し、水洗後に沸
騰中の純水中に１０分間浸漬し、その後に硼酸１００ｇ
／ｌ、五硼酸アンモニウム０゜９ｇ／ｌ含有の溶液中に
おいて８７．５℃、２０分間、２５−＾／Ｃ■２を流の
条件下で電解処理して化成皮膜を形成した。 そして、硼酸５０ｇ／ｉ’、硼砂４５ｇ／ｌ含有の３０
℃溶液中で容量測定を行った。この測定結果も第１表に
示した。 第１表の結果から明らかなように、本発明のアルミニウ
ム箔が用いられた場合には、大きな静電容量を示してい
ることが判る。 すなわち、本発明のアルミニウム箔には、均一で多数の
深いエツチング孔が形成され、表面積拡大が充分に達成
され、これによって静電容量に優れた電解コンデンサが
得られているのである。
方法で溶製し、固剤、均質化熱処理、熱間圧延、冷間圧
延、中間焼鈍、冷間圧延によって厚さ１００μ輪の箔と
した。 次に、これらのアルミニウム合金箔について第１表に示
した条件で最終真空焼鈍を施した。 この後、これらのアルミニウム合金箔についての（１０
０）占有率、及び２５℃、２．６７％＾ＩＣ１，水溶液
での孔食電位を飽和カロメル電極基準で測定した。この
結果も併せて第１表に示した。 又、上記のアルミニウム合金箔の一部を取り出し、これ
を５０℃の１０％苛性ソーダ溶液中に３分間浸漬して表
面層を溶解、除去し、その後に室温下で３０％硝酸中に
１分間浸漬の中和処理を行い、水洗、乾燥後、上記と同
じ方法で孔食電位の測定を行った。この結果も併せて第
１表に示した。 そして、上記の焼鈍処理されたアルミニウム合金箔につ
いて、８０℃の５％塩酸中で１００−＾／ｅｌｌ”の電
流で３６０秒の直流電解エツチングを施し、水洗後に沸
騰中の純水中に１０分間浸漬し、その後に硼酸１００ｇ
／ｌ、五硼酸アンモニウム０゜９ｇ／ｌ含有の溶液中に
おいて８７．５℃、２０分間、２５−＾／Ｃ■２を流の
条件下で電解処理して化成皮膜を形成した。 そして、硼酸５０ｇ／ｉ’、硼砂４５ｇ／ｌ含有の３０
℃溶液中で容量測定を行った。この測定結果も第１表に
示した。 第１表の結果から明らかなように、本発明のアルミニウ
ム箔が用いられた場合には、大きな静電容量を示してい
ることが判る。 すなわち、本発明のアルミニウム箔には、均一で多数の
深いエツチング孔が形成され、表面積拡大が充分に達成
され、これによって静電容量に優れた電解コンデンサが
得られているのである。
第１図は、孔食電位のグラフである。
Claims (1)
- ２５℃、２．６７％ＡｌＣｌ＿３水溶液中における内
部の孔食電位が飽和カロメル電極基準で−７６０〜−７
３５＿ｍＶであり、表面の孔食電位がこれより１０〜６
０＿ｍＶ卑であって、かつ、再結晶粒の（１００）占有
率が８５％以上あることを特徴とする電解コンデンサ用
アルミニウム材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26647090A JPH04143242A (ja) | 1990-10-05 | 1990-10-05 | 電解コンデンサ用アルミニウム材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26647090A JPH04143242A (ja) | 1990-10-05 | 1990-10-05 | 電解コンデンサ用アルミニウム材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04143242A true JPH04143242A (ja) | 1992-05-18 |
Family
ID=17431378
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26647090A Pending JPH04143242A (ja) | 1990-10-05 | 1990-10-05 | 電解コンデンサ用アルミニウム材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04143242A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109801789A (zh) * | 2018-12-19 | 2019-05-24 | 乳源瑶族自治县东阳光化成箔有限公司 | 一种利用二段直流电发孔制备中压腐蚀箔的方法 |
-
1990
- 1990-10-05 JP JP26647090A patent/JPH04143242A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109801789A (zh) * | 2018-12-19 | 2019-05-24 | 乳源瑶族自治县东阳光化成箔有限公司 | 一种利用二段直流电发孔制备中压腐蚀箔的方法 |
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