JPH04318154A

JPH04318154A - 電解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔の製造方法

Info

Publication number: JPH04318154A
Application number: JP11401391A
Authority: JP
Inventors: Kaneshige Yamamoto; 兼滋山本
Original assignee: Nippon Foil Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nippon Foil Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1991-04-17
Filing date: 1991-04-17
Publication date: 1992-11-09
Anticipated expiration: 2016-08-27
Also published as: JP3203678B2

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高静電容量の電解コン
デンサ用陰極箔を得るのに適した、アルミニウム合金箔
の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電解コンデンサ陰極用アルミ
ニウム合金箔は、以下の如き方法によって製造されてい
る。即ち、純度９９．５０〜９９．９４％のアルミニウ
ム合金よりなる鋳塊に、均質化処理及び熱間圧延を施し
、得られたアルミニウム板に冷間圧延を施すことによっ
てアルミニウム合金箔を製造している。従って、従来の
方法においては、熱間圧延と冷間圧延の間に、又は冷間
圧延の途中で中間焼鈍を施すことは行なわれていなかっ
た。これは、アルミニウム合金の純度が比較的高く、中
間焼鈍を施さなくても、アルミニウム板が冷間圧延を施
すのに困難なほど硬くならなかったためである。

【０００３】しかるに、最近、電解コンデンサ陰極用ア
ルミニウム合金箔を製造する際、中間焼鈍を施すことが
提案されている（特開昭６４−２５６号公報）。この中
間焼鈍は、従来の如く、アルミニウム板を軟化させて、
冷間圧延を施しやすくするためではなく、得られるアル
ミニウム合金箔のエッチング特性を向上させるために行
なわれるものである。即ち、中間焼鈍を経て製造された
アルミニウム合金箔は、交流エッチングを施した場合、
ピット発生密度が良好に制御され、ピット相互が合体し
て脱落し、アルミニウム合金箔の表面に粗大孔が生じる
のを防止しうるものである。従って、中間焼鈍を経て製
造されたアルミニウム合金箔は、交流エッチング特性が
良好で、その表面に多数の微細孔が形成され、得られた
電解コンデンサ用陰極は、静電容量が高いという利点を
持つものである。

【０００４】しかし、本発明者が特開昭６４−２５６号
公報に記載された製造方法を追試したところ、必ずしも
交流エッチング特性の良好なアルミニウム合金箔が得ら
れるものではないことが判明した。そこで、この理由を
種々検討した結果、原料となるアルミニウム合金の組成
によって、交流エッチング特性が良好になったり、或い
は不良になったりすることが分かった。即ち、エッチン
グ特性は、アルミニウム合金箔表面における析出物の大
きさ、分布状態、結晶状態等によって微妙に変化するも
のであり、中間焼鈍を施せば良いというものではなく、
不純物の存在、つまりアルミニウム合金の組成も重要な
因子となっているのである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、電
解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔を製造する際に
、中間焼鈍を施すことと共に、原料となるアルミニウム
合金としてある特定の組成を持つものを採用することに
より、エッチング特性が良好で、高静電容量の電解コン
デンサ用陰極箔を得ることができるアルミニウム合金箔
を提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、Ｓｉ０
．０２０〜０．１００％、Ｆｅ０．０２５〜０．１２０
％、Ｃｕ０．００１％以下、Ｍｇ０．００２〜０．０１
２％、Ｚｎ０．００２〜０．０１２％、Ｔｉ０．００１
％以下、Ｎｉ０．００２％以下、及び不可避不純物を含
有するアルミニウム合金よりなる鋳塊に、均質化処理工
程、熱間圧延工程、中間焼鈍工程、冷間圧延工程の順で
加工を施して電解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔
を製造する方法であって、前記中間焼鈍工程の条件は温
度１５０〜５３０℃で時間１０秒〜２５時間であり、前
記冷間圧延工程における圧下率は９０％以上であること
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
の製造方法に関するものである。また、この製造方法の熱間圧延工程と中間焼鈍工程との
間に、冷間圧下率１５〜９５％の冷間圧延工程を付加す
ると共に、中間焼鈍工程の後の冷間圧延工程における圧
下率を８０％以上と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の製造方法に関するもので
ある。

【０００７】まず、本発明においては、Ｓｉ０．０２０
〜０．１００％、Ｆｅ０．０２５〜０．１２０％、Ｃｕ
０．００１％以下、Ｍｇ０．００２〜０．０１２％、Ｚ
ｎ０．００２〜０．０１２％、Ｔｉ０．００１％以下、
Ｎｉ０．００２％以下、及び不可避不純物を含有するア
ルミニウム合金を準備する。このアルミニウム合金より
なる鋳塊に均質化処理及び熱間圧延を施し、且つ一定の
条件で中間焼鈍及び冷間圧延を施すことによって、エッ
チング特性の良好なアルミニウム箔を得ることができる
のである。以下、このアルミニウム合金の組成について
説明する。

【０００８】このアルミニウム合金中には、Ｓｉが０．
０２０〜０．１００％含有されている。Ｓｉはアルミニ
ウムの原料であるボーキサイト中に含まれている元素で
ある。従って、一般的に使用する一次アルミニウム地金
には、この程度の量のＳｉが含まれている。Ｓｉの量を
０．０２０％未満とするには、三層電解法や偏析法とい
う特別な精製工程を経なければならず、アルミニウム地
金が高価になるため、好ましくない。また、Ｓｉの量が
０．０２０％未満のアルミニウム合金を使用すると、得
られるアルミニウム箔の強度が低下し、陰極箔として必
要な強度が保持できないので、好ましくない。逆に、Ｓ
ｉの量が０．１００％を超えると、得られるアルミニウ
ム合金箔中の析出物の量が多くなって、エッチング特性
が低下するため、好ましくない。

【０００９】Ｆｅの量は、０．０２５〜０．１２０％で
ある。Ｆｅの量を０．０２５％未満とするには、三層電
解法や偏析法という特別な精製工程を経てアルミニウム
地金を製造しなければならず、アルミニウム地金が高価
になるため、好ましくない。また、Ｆｅの量が０．０２
５％未満のアルミニウム地金を使用すると、得られるア
ルミニウム箔の強度が低下し、陰極箔として必要な強度
が保持できないので、好ましくない。逆に、Ｆｅの量が
０．１２０％を超えると、得られるアルミニウム合金箔
中の析出物の量が多くなって、エッチング特性が低下す
るため、好ましくない。

【００１０】Ｃｕの量は、０．００１％以下である。Ｃ
ｕは、一般的に用いられるアルミニウム地金中に含まれ
ていることがあり、その存在は得られるアルミニウム合
金箔のエッチング特性を向上させるものである。Ｃｕの
量が０．００１％を超えると、得られるアルミニウム合
金箔をエッチングした時に、溶解過多となって、エッチ
ング特性が低下する恐れがあるため、好ましくない。ま
た、Ｃｕの量が０．００１％を超えるアルミニウム合金
箔を陰極箔とした場合、陽極箔表面にＣｕが析出して短
絡する恐れがあり、電解コンデンサとしての耐久性が低
下するため、好ましくない。

【００１１】Ｍｇの量は、０．００２〜０．０１２％で
ある。Ｍｇは、一般的に使用されるアルミニウム地金に
は、含まれていない元素であり、本発明において特徴的
な成分元素である。アルミニウム合金中にＭｇを添加す
ると、Ｆｅの固溶限が拡大するので、得られるアルミニ
ウム合金箔中のＦｅの析出量を制御しやすくなる。従っ
て、得られるアルミニウム合金箔表面の析出物の量を制
御し、所望のエッチング特性を発揮させることができる
のである。Ｍｇの量が０．００２％未満であると、Ｆｅ
の固溶限を拡大させる効果が殆どないので、好ましくな
い。逆に、Ｍｇの量が０．０１２％を超えると、中間焼
鈍時においてＭｇがアルミニウム板の表面に拡散し、得
られるアルミニウム合金箔のエッチング特性が低下する
ため、好ましくない。

【００１２】Ｚｎの量は、０．００２〜０．０１２％で
ある。Ｚｎは、一般的に使用されるアルミニウム地金に
は、含まれていない元素であり、本発明において特徴的
な成分元素である。Ｚｎは、Ａｌに良く固溶し、Ａｌの
マトリックスが強化するので、得られるアルミニウム合
金箔の強度の向上に有効な元素である。Ｚｎの量が０．
００２％未満であると、得られるアルミニウム合金箔の
強度が十分に向上しないため、好ましくない。逆に、Ｚ
ｎの量が０．０１２％を超えると、Ａｌのマトリックス
の電位が低くなって、エッチング時に過溶解が生じ、エ
ッチング特性が低下するので、好ましくない。

【００１３】Ｔｉの量は、０．００１％以下である。Ｔ
ｉは、一般的に用いられるアルミニウム地金に含まれて
いる場合が多い。しかし、ＴｉはＡｌに対する固溶限が
小さいので、その量が０．００１％を超えるとＴｉが析
出して、得られるアルミニウム合金箔のエッチング特性
が低下するので、好ましくない。

【００１４】Ｎｉの量は、０．００２％以下である。Ｎ
ｉも、一般的に用いられるアルミニウム地金に含まれて
いる場合が多い。しかし、ＮｉはＡｌに対する固溶限が
小さく、且つ標準電極電位がＡｌより高いので、その量
が０．００２％を超えると、得られるアルミニウム合金
箔をエッチングする際に過溶解が生じ、エッチング特性
が低下するので、好ましくない。

【００１５】本発明において使用するアルミニウム合金
は、以上の成分元素を含み、残部がアルミニウムよりな
るものである。そして、以上の成分元素の他に、不可避
的に他の元素を含んでいる場合もある。このアルミニウ
ム合金を用いて鋳塊を得、均質化処理及び熱間圧延処理
を施して、一定の厚さのアルミニウム板を得る。均質化
処理や熱間圧延の条件は、所望に応じて適宜決定すれば
よい。多くの場合、一般的に使用されている条件が採用
される。

【００１６】本発明においては、熱間圧延終了後のアル
ミニウム板に中間焼鈍を施す。中間焼鈍の条件は、温度
１５０〜５３０℃で時間１０秒〜２５時間である。この
中間焼鈍によって、析出物の量を制御し、得られるアル
ミニウム合金箔のエッチング特性を向上させるのである
。温度が１５０℃未満であったり又は時間が１０秒未満
であると、不純物の微細且つ高密度の析出が十分に起こ
らず、得られたアルミニウム合金箔のエッチング特性が
向上しないので、好ましくない。また、５３０℃を超え
る温度で又は２５時間以上中間焼鈍を施すと、一旦析出
した析出物が再固溶し、結局、微細且つ高密度の析出が
不十分となって、得られるアルミニウム合金箔のエッチ
ング特性が向上しないので、好ましくない。

【００１７】この中間焼鈍の後、冷間圧延を施す。冷間
圧延を施すことにより、電解コンデンサ陰極用アルミニ
ウム合金箔が得られるのである。冷間圧延における圧下
率は、９０％以上とする。冷間圧延における圧下率が９
０％未満であると、得られるアルミニウム合金箔中にお
ける析出物の密度が小さくなり、エッチング特性が低下
するので、好ましくない。なお、冷間圧延における圧下
率とは、中間焼鈍後のアルミニウム板の厚みをｔ１とし
、得られるアルミニウム合金箔の厚みをｔとしたとき、
以下の式で算出されるものである。即ち、冷間圧延にお
ける圧下率（％）＝［（ｔ１−ｔ）／ｔ１］×１００で
ある。

【００１８】本発明においては、熱間圧延終了後、直ち
に中間焼鈍を施してもよいし、第一冷間圧延を施した後
に中間焼鈍を施してもよい。第一冷間圧延を施す場合に
は、冷間圧下率を１５〜９５％とするのが好ましい。冷
間圧下率が１５％未満であると、不純物の微細且つ高密
度の析出が十分でなく、得られるアルミニウム合金箔の
エッチング特性が低下する傾向となる。逆に、冷間圧下
率が９５％を超えると、析出物の量が多くなりすぎ、得
られるアルミニウム合金箔のエッチング特性が低下する
傾向となる。なお、第一冷間圧延における冷間圧下率と
は、熱間圧延終了後のアルミニウム板の厚さをｔ０とし
、中間焼鈍前のアルミニウム板の厚さをｔ１としたとき
、以下の式で算出されるものである。即ち、第一冷間圧
延における冷間圧下率（％）＝［（ｔ０−ｔ１）／ｔ０
］×１００である。

【００１９】このように、第一冷間圧延を施した後、中
間焼鈍を施す。中間焼鈍の条件は、前記したのと同様で
ある。そして、中間焼鈍後に、第二冷間圧延を施す。こ
の第二冷間圧延における圧下率は、前記の場合よりも広
い範囲を採用することができ、８０％以上とすることが
できる。これは、第一冷間圧延において、析出物の密度
をある程度高くしているので、第二冷間圧延における圧
下率が９０％未満になっても、得られるアルミニウム合
金箔中における析出物の密度が低くなりすぎる恐れが少
ないためである。しかし、第二冷間圧延における圧下率
が８０％未満になると、得られるアルミニウム合金箔中
における析出物の密度が低くなって、エッチング特性が
低下するので、好ましくない。以上のようにして得られ
た、アルミニウム合金箔も、電解コンデンサ陰極用の箔
として好適に使用しうるものである。

【００２０】また、本発明においては、以上のようにし
て得られたアルミニウム合金箔に、最終焼鈍を施しても
良い。この最終焼鈍は、アルミニウム合金箔を軟化させ
、巻回性等の取り扱いやすさを向上させるものである。最終焼鈍の条件は、一般に使用されている条件でよく、
具体的には温度１５０〜４５０℃の条件で行なわれる。

【００２１】

【実施例】実施例１〜１７まず、Ｓｉ０．０３０％、Ｆｅ０．０３５％、Ｃｕ０．
０００％、Ｍｇ０．０１０％、Ｚｎ０．０１０％、Ｔｉ
０．０００％、Ｎｉ０．０００％、Ａｌ９９．９２％の
組成よりなるアルミニウム合金を準備した。このアルミ
ニウム合金を用いて、厚さ４００ｍｍの鋳塊を作成した
。この鋳塊に、温度５２０℃で時間２５時間の条件で均
質化処理を施した。その後、熱間粗圧延機を使用して、
熱間粗圧延開始温度４８０℃で且つ熱間粗圧延終了温度
４００℃で熱間粗圧延を行ない、厚さ約２０ｍｍのアル
ミニウム板を得た。更にその後、熱間仕上圧延機を使用
して、熱間仕上圧延開始温度３８０℃で且つ熱間仕上圧
延終了温度２３０℃で熱間仕上圧延を行ない、厚さ３ｍ
ｍのアルミニウム板を得た。このアルミニウム板をコイ
ル状に巻き上げて冷却した。その後、表１に示す条件で
第一冷間圧延、中間焼鈍、及び第二冷間圧延を施して、
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。そして、このアルミニウム合金箔に、３
０℃の［２．８％ＨＣｌ＋７．５％ＡｌＣｌ３・６Ｈ２
Ｏ＋０．１％Ｃ２Ｈ２Ｏ４・２Ｈ２Ｏ］溶液中で、１０
Ｈｚの矩形波交流を用いて０．２Ａ／ｃｍ２で２１０秒
間、エッチング処理を施した。そして、得られた箔の静
電容量（μＦ／ｃｍ２）を、０ｖｆ．で３０℃の８．０
％ＨＮＯ３溶液中にて、１２０Ｈｚの直列等価回路で、
ＬＣＲメータを用いて測定した。その結果を、表１に示
した。

【００２２】比較例１〜１１第一冷間圧延、中間焼鈍、及び第二冷間圧延を表２に示
す条件とした以外は、実施例１と同様にして厚さ０．０
５ｍｍのアルミニウム合金箔を得た。そして、実施例１
と同様にして静電容量を測定し、その結果を表２に示し
た。この結果から明らかなように、実施例１〜１７に係
る方法で得られた電解コンデンサ陰極用アルミニウム合
金箔にエッチング処理したものは、比較例１〜１１に係
る方法で得られたアルミニウム合金箔にエッチング処理
したものに比べて、高い静電容量を持つことが分かる。

【００２３】実施例１８Ｓｉ０．０５０％、Ｆｅ０．０７５％、Ｃｕ０．００１
％、Ｍｇ０．０１０％、Ｚｎ０．０１０％、Ｔｉ０．０
００％、Ｎｉ０．０００％、Ａｌ９９．８７％の組成よ
りなるアルミニウム合金を使用して、最終焼鈍を施さな
い以外は、実施例１４と同様の方法によって、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。そして、実施例１４と同様の方法でエッチング処
理を施し、静電容量を測定したところ、２６５μＦ／ｃ
ｍ２であった。

【００２４】実施例１９Ｓｉ０．０３５％、Ｆｅ０．０５０％、Ｃｕ０．０００
％、Ｍｇ０．０１０％、Ｚｎ０．０１０％、Ｔｉ０．０
００％、Ｎｉ０．０００％、Ａｌ９９．８９％の組成よ
りなるアルミニウム合金を使用して、実施例１８と同様
の方法で、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。そして、実施例１８と同様の
方法でエッチング処理を施し、静電容量を測定したとこ
ろ、２６８μＦ／ｃｍ２であった。

【００２５】比較例１２Ｓｉ０．１１０％、Ｆｅ０．１３０％、Ｃｕ０．００２
％、Ｍｇ０．０００％、Ｚｎ０．０００％、Ｔｉ０．０
００％、Ｎｉ０．０００％、Ａｌ９９．７４％の組成よ
りなるアルミニウム合金を使用して、実施例１８と同様
の方法で、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。そして、実施例１８と同様の
方法でエッチング処理を施し、静電容量を測定したとこ
ろ、２２５μＦ／ｃｍ２であった。この結果から明らか
なとおり、実施例１４，１８及び１９で使用したアルミ
ニウム合金を用いて得た、電解コンデンサ陰極用アルミ
ニウム合金箔にエッチング処理したものは、比較例１２
で使用したアルミニウム合金を用いて得た、アルミニウ
ム合金箔にエッチング処理したものに比べて、高い静電
容量を持つことが分かる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る方法
の如く、ある特定のアルミニウム合金を原料とし、且つ
一定の条件で中間焼鈍及び冷間圧延を施して得られる電
解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔は、実施例にお
いて実証したように、エッチング特性に優れている。従
って、本発明に係る方法で得られたアルミニウム合金箔
をエッチングして、電解コンデンサ陰極箔を得れば、高
静電容量の陰極箔を得ることができるという効果を奏す
るものである。

【表１】

【表２】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　Ｓｉ０．０２０〜０．１００％、Ｆｅ
０．０２５〜０．１２０％、Ｃｕ０．００１％以下、Ｍ
ｇ０．００２〜０．０１２％、Ｚｎ０．００２〜０．０
１２％、Ｔｉ０．００１％以下、Ｎｉ０．００２％以下
、及び不可避不純物を含有するアルミニウム合金よりな
る鋳塊に、均質化処理工程、熱間圧延工程、中間焼鈍工
程、冷間圧延工程の順で加工を施して電解コンデンサ陰
極用アルミニウム合金箔を製造する方法であって、前記
中間焼鈍工程の条件は温度１５０〜５３０℃で時間１０
秒〜２５時間であり、前記冷間圧延工程における圧下率
は９０％以上であ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の製造方法。
【請求項２】　　Ｓｉ０．０２０〜０．１００％、Ｆｅ
０．０２５〜０．１２０％、Ｃｕ０．００１％以下、Ｍ
ｇ０．００２〜０．０１２％、Ｚｎ０．００２〜０．０
１２％、Ｔｉ０．００１％以下、Ｎｉ０．００２％以下
、及び不可避不純物を含有するアルミニウム合金よりな
る鋳塊に、均質化処理工程、熱間圧延工程、第一冷間圧
延工程、中間焼鈍工程、第二冷間圧延工程の順で加工を
施して電解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔を製造
する方法であって、前記第一冷間圧延工程における冷間
圧下率は１５〜９５％であり、前記中間焼鈍工程の条件
は温度１５０〜５３０℃で時間１０秒〜２５時間であり
、前記第二冷間圧延工程における圧下率は８０％以上で
あることを特徴とする電解コンデンサ陰極用アルミニウ
ム合金箔の製造方法。
【請求項３】　　請求項１記載の冷間圧延工程の後に、
又は請求項２記載の第二冷間圧延工程の後に、温度１５
０〜４５０℃の条件で最終焼鈍工程を付加する請求項１
又は２記載の電解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔
の製造方法。