JPH05308040A - 電解コンデンサ陽極用アルミニウム軟質箔 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】熱処理時に形成されるアルミニウム箔の酸化皮
膜の厚さを薄く且つ均一とすることにより、エッチング
時のアルミニウム箔の表面積拡大率を向上させることを
主な目的とする。 【構成】アルミニウムの純度が９９．９％以上であり、
且つリチウムを０．０００１〜０．０５％含有する電解
コンデンサ陽極用アルミニウム軟質箔。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、リチウムを合金成分と
する新規な組成の電解コンデンサ陽極用アルミニウム軟
質箔に関する。

【０００２】本明細書において、“％”とあるのは、
“重量％”を意味するものとする。

【０００３】

【従来技術とその問題点】電解コンデンサの陽極に用い
られるアルミニウム箔には、軟質箔と硬質箔とがあり、
エッチング条件および用途に適した調質の箔が使用され
ている。

【０００４】軟質箔の製造においては、箔製造工程の最
後に熱処理が行なわれ、それまでの圧延工程によってア
ルミニウム箔中に導入された圧延歪みを解放して、箔を
軟化させるとともに、用途によっては必要な再結晶組織
を併せて得ている。この熱処理に際し、アルミニウム箔
表面に酸化皮膜が生成し、成長するという問題が生ず
る。電解コンデンサ陽極用アルミニウム軟質箔には、コ
ンデンサとして必要な静電容量を得るために、エッチン
グ処理が施される。このエッチング処理に際しては、ア
ルミニウムに対して腐食性を有するイオン（例えば塩素
イオン）を含む電解液にアルミニウム箔を浸漬し、アル
ミニウム箔に電流を流し或いは流すことなく、アルミニ
ウム箔にエッチングピットと呼ばれる腐食孔を生成さ
せ、箔の表面積を拡大させている。箔の表面積の拡大に
影響を及ぼす因子としては、エッチングピットの発生密
度、ピット総長、ピット径などが挙げられ、この中でも
ピットの発生密度とアルミニウム箔表面の酸化皮膜との
間には、密接な関係があるといわれている（例えば、軽
金属、３５，３６５（１９８５）参照）。

【０００５】より具体的には、酸化皮膜が厚すぎると、
エッチングピットの分布がまばらとなり、箔表面積の拡
大率が低下する。また、酸化皮膜が全体的に薄くても、
その厚さが均一でなく、ばらつきがある場合には、やは
りエッチングピットの分布が不均一となり、箔表面積の
拡大率が低下する。この様に、アルミニウム箔表面の酸
化皮膜厚さと箔表面積の拡大率との間には、密接な関係
がある。

【０００６】したがって、熱処理に際しての酸化皮膜の
成長を極力抑制するために、通常は非酸化性雰囲気中で
アルミニウム箔の熱処理を行なっている。しかしなが
ら、この様な非酸化性雰囲気で熱処理を行なっても、雰
囲気中に極微量含まれている酸素或いはアルミニウム箔
表面に付着している圧延油などに含まれている酸素によ
り、熱処理時に酸化皮膜が成長することは、避けられな
い。また、現在電解コンデンサ用アルミニウム箔の熱処
理は、一般に箔コイルを熱処理炉に挿入することにより
行なわれているが、この場合には、コイル幅方向の中央
部に比して、端部での酸化皮膜成長が著しくなり、酸化
皮膜の厚さにばらつきが発生しやすくなる。この熱処理
時の酸化皮膜成長を抑制する手段として、例えば、熱処
理雰囲気と熱処理時間とを規制する方法が提案されてい
る（特開平２−８３５４号公報）。しかしながら、この
方法には、熱処理炉として、現在一般に使用されている
バッチ式熱処理炉ではなく、連続式熱処理炉を使用しな
ければならず、また雰囲気制御のための空間を熱処理炉
内に別個に設置しなければならないので、汎用性に欠け
るという問題点がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、一
般的なバッチ式熱処理炉を使用する場合にも、熱処理時
に形成されるアルミニウム箔の酸化皮膜の厚さを薄く且
つ均一とすることにより、エッチング時のアルミニウム
箔の表面積拡大率を向上させることを主な目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の様な
技術の現状に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、特定純度以
上のアルミニウム箔に特定量のリチウムを含有させてお
くことにより、上記の目的が達成されることを見出し
た。

【０００９】すなわち、本発明は、下記の電解コンデン
サ陽極用アルミニウム軟質箔を提供するものである：ア
ルミニウムの純度が９９．９％以上であり、且つリチウ
ムを０．０００１〜０．０５％含有する電解コンデンサ
陽極用アルミニウム軟質箔。

【００１０】電解コンデンサ陽極用アルミニウム箔に熱
処理を施す場合には、熱処理温度が高く、且つアルミニ
ウムと酸素との化学反応性が本来極めて高いので、前述
の如く、雰囲気中の酸素濃度をどの様に抑制したとして
も、アルミニウム箔表面の酸化皮膜の成長を効果的に抑
制することはできない。しかるに、アルミニウム中に適
量のリチウムが含有されていると、その作用機構は不明
であるが、アルミニウムと酸素との反応性が著しく低下
する。従って、この様なアルミニウム箔を高温で熱処理
しても、酸化皮膜の成長は抑制されて、その後のエッチ
ング工程においてエッチングピットの発生状況に悪影響
を及ぼすような大きな厚みの酸化皮膜の生成を防止する
ことができる。また、コイルの状態で熱処理を行なう場
合には、従来技術ではコイルの幅方向端部の酸化皮膜が
厚くなるため、幅方向での皮膜厚さのばらつきが非常に
大きくなるが、本発明によれば、全体的に酸化皮膜の厚
さが薄くなるので、幅方向での皮膜厚さのばらつきも極
めて小さくなり、エッチング時のピットの分布状態に
も、悪影響を及ぼさなくなる。

【００１１】本発明においては、アルミニウム箔のアル
ミニウム純度を９９．９％以上とする。これは、陽極箔
として要求されるアルミニウムの純度が、一般に９９．
９％以上であるからである。

【００１２】本発明においては、アルミニウム箔中のリ
チウム含有量を０．０００１〜０．０５％とする。この
量が、０．０００１％未満では、酸化皮膜成長抑制の効
果が十分に達成されないのに対し、０．０５％を上回る
場合には、効果のそれ以上の改善が認められないのみな
らず、アルミニウム箔の純度を低下させて、エッチング
時の箔表面積拡大率を低下させる。

【００１３】本発明による電解コンデンサ陽極用アルミ
ニウム軟質箔は、陽極箔としての特性を阻害しない限
り、許容される量の不可避不純物を含有していても良
い。この様な不可避不純物としては、鉄（７００ｐｐｍ
程度まで）、ケイ素（８００ｐｐｍ程度まで）、銅（１
００ｐｐｍ程度まで）などが例示される。この様な不可
避不純物の合計量は、１０００ｐｐｍを超えないことが
好ましい。

【００１４】本発明による電解コンデンサ陽極用アルミ
ニウム軟質箔は、常法に従って、溶解、鋳造、圧延、熱
処理などの工程を経て製造される。

【００１５】エッチング処理などの電解コンデンサ用材
料としての処理も、常法と同様にして行なえば良い。

【００１６】

【発明の効果】電解コンデンサ用陽極アルミニウム軟質
箔としてのアルミニウム材に特定量のリチウムを含有さ
せるという本発明によれば、熱処理時の箔表面の酸化皮
膜の成長を抑制することができる。その結果、エッチン
グ後の表面積拡大率を増大させ、且つコイル状で熱処理
を施した場合の幅方向における酸化皮膜厚さのばらつき
を抑え、ひいては表面積拡大率のばらつきを極めて効果
的に抑制することができる。

【００１７】

【実施例】以下に実施例および比較例を示し、本発明の
特徴とするところをより一層明確にする。

【００１８】実施例１ 表１に示す化学組成のアルミニウム材料を常法により鋳
造し、圧延し、熱処理して、厚さ１００μｍの箔を作製
した。

【００１９】

【表１】

【００２０】かくして得られた５種の箔について、熱処
理による箔表面の酸化皮膜の成長の程度を調べるため
に、箔の皮膜耐電圧を測定した。

【００２１】また、上記５種の箔を５％塩酸水溶液中で
電流密度０．２Ａ／ｃｍ² で３分間直流エッチングに供
し、ホウ酸アンモニウム水溶液中２００Ｖで化成処理を
行なった後、静電容量を測定した。結果を表２に示す。

【００２２】

【表２】

【００２３】実施例２ 表３に示す化学組成のアルミニウム材料を常法により鋳
造し、圧延し、熱処理して、厚さ９０μｍの箔を作製し
た。

【００２４】

【表３】

【００２５】かくして得られた５種の箔について、熱処
理による箔表面の酸化皮膜の成長の程度を調べるため
に、箔の皮膜耐電圧を測定した。

【００２６】また、上記５種の箔を１５％塩酸および
１．５％リン酸を含む水溶液中で電流密度０．５Ａ／ｃ
ｍ² で２分間交流エッチングに供し、アジピン酸アンモ
ニウム水溶液中２０Ｖで化成処理を行なった後、静電容
量を測定した。結果を表４に示す。

【００２７】

【表４】

【００２８】実施例３ 実施例１で使用したと同様の組成の箔を作製するに際
し、熱処理をコイル状態で行ない、コイルの幅方向の中
央部および端部からサンプルを切り出し、それぞれにつ
いて、箔としての皮膜耐電圧測定、およびエッチングな
らびに化成処理後の静電容量測定を行なった。結果を表
５に示す。

【００２９】

【表５】

【００３０】表２、４および５に示す結果から、特定量
のリチウムを含む本発明による電解コンデンサ陽極用ア
ルミニウム軟質箔は、熱処理時の表面酸化皮膜の成長を
抑制することができる。従って、コイルの形態で熱処理
を施した場合にも、幅方向での酸化皮膜厚さのばらつき
とそれに起因する表面拡大率のばらつきを低く抑えるこ
とができる。

【００３１】これに対し、リチウムを含有しないアルミ
ニウム箔では、熱処理時の酸化皮膜の成長を抑制するこ
とができない。一方、リチウムを過剰に含有するアルミ
ニウム箔では、静電容量がかえって低下する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 遵 大阪府大阪市中央区久太郎町三丁目６番８ 号 東洋アルミニウム株式会社内 (72)発明者 室井 安芸子 大阪府大阪市中央区久太郎町三丁目６番８ 号 東洋アルミニウム株式会社内 (72)発明者 高橋 明彦 茨木県つくば市北原６ 住友化学工業株式 会社内 (72)発明者 前田 秀雄 愛媛県新居浜市総開町５番１号 住友化学 工業株式会社内 (72)発明者 安田 均 茨木県つくば市北原６ 住友化学工業株式 会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アルミニウムの純度が９９．９％以上であ
   り、且つリチウムを０．０００１〜０．０５％含有する
   電解コンデンサ陽極用アルミニウム軟質箔。