JPH0581164B2

JPH0581164B2 -

Info

Publication number: JPH0581164B2
Application number: JP62100819A
Authority: JP
Inventors: Masashi Sakaguchi; Tadao Fujihira; Osatsugu Nakaya; Shozo Umetsu
Original assignee: Showa Aluminum Corp
Current assignee: Altemira Co Ltd
Priority date: 1987-04-23
Filing date: 1987-04-23
Publication date: 1993-11-11
Also published as: JPS63265416A

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野この発明は電解コンデンサ電極用アルミニウム
合金箔の製造方法に関する。従来の技術及びその問題点電解コンデンサ用アルミニウム電極箔の性質と
しては、静電容量が大きいこと、特に陽極箔
として用いる場合には漏洩電流が少ないこと、
曲げ強度が高いこと、などが要求される。ここ
で、静電容量を増大するために、一般に、アルミ
ニウム箔をエツチング処理してその表面積を拡大
することが行われているが、拡面率を向上してよ
り一層の静電容量の増大を図るためには、立方体
方位を有する結晶粒が多いこと、エツチングの際
のトンネル密度が高いこと等が必要である。また
漏洩電流を少なくするめには、アルミニウム箔表
面にエツチング後被覆形成される誘電体皮膜とし
ての陽極酸化皮膜に欠陥がないことが必要であ
る。従来、電解コンデンサ電極用アルミニウム箔と
しては、アルミニウム中の不可避不純物である
Fe、Siの量を極力少なくした高純度アルミニウ
ム箔が用いられていた。この理由は、アルミニウ
ム中のFe、Si含有量が増加すると立方体方位を
有する結晶粒が少なくなる傾向にあるとととも
に、エツチングの際に箔表面が異常に溶解しトン
ネル密度が少なくなり、その結果エツチング後の
箔表面の拡面率を向上することがでず、静電容量
が少ないものとなつてしまうからである。さらに
また、Fe、Si量の増加は、陽極酸化皮膜の欠陥
を多くし、漏洩電流を大きくすることにもつなが
るからである。ところが、Fe、Siを極力排除した高純度アル
ミニウム箔は、コストが非常に高くつくという欠
点があつた。この発明はかかる事情に鑑みてなされたもので
あつて、Fe、Si量の比較的多いアルミニウム箔
であつても、かつ塩酸単独浴ないし塩酸を主成分
として含む水溶液によるもつとも簡易な通常のエ
ツチング手段でエツチングを施す場合にあつて
も、静電容量の低下や漏洩電流の増大を招くこと
なく電解コンデンサ電極箔としての使用を可能と
し、もつて安価な電極箔の提供を可能とせんとす
るものである。問題点を解決するための手段上記目的において、発明者は種々実験と研究を
重ねた結果、箔中のFe、Si含有量の多い場合で
あつても、析出Fe、析出Siの量を一定値以下に
制御することにより、エツチング処理、とくに塩
酸浴による通常のエツチングを施す場合において
さえも、十分な拡面率の増大をはかることが可能
であり、ひいては静電容量の低下、漏洩電流の増
大の防止が可能であることを知見するに至り、か
かる知見に基いてこの発明を完成しえたものであ
る。即ちこの発明は、アルミニウムの純度が99.9％
以上であつて、Fe：0.0015〜0.008wt％、Si：
0.0015〜0.01wt％を含有し、あるいはさらにCu：
0.001〜0.01wt％を含有し、かつFeとSiの析出量
がそれぞれ含有量の10％以下に規制されてなるア
ルミニウム合金箔を用い、該アルミニウム合金箔
を、塩酸を主成分として含むエツチング液でエツ
チング処理することを特徴とする電解コンデンサ
電極用アルミニウム合金箔の製造方法を要旨とす
るものであり、さらにはまた、アルミニウムの純
度が99.9％以上であつて、Fe：0.0015〜0.008wt
％、Si：0.0015〜0.01wt％を含有し、あるいはさ
らにCu：0.001〜0.01wt％を含有し、かつFeとSi
の析出量がそれぞれ含有量の10％以下に規制され
てなり、しかも全結晶粒のうち立方体方位を有す
るものが80％以上を占めて存在し、かつ結晶粒の
平均粒径が0.05〜10mmの範囲であるアルミニウム
合金箔を用い、該アルミニウム合金箔を、塩酸を
主成分として含むエツチング液でエツチング処理
する電解コンデンサ電極用アルミニウム合金箔の
製造方法を要旨とするものである。使用アルミニウムの純度を99.9％以上としたの
は、99.9％未満では箔の静電容量が小さいものと
なつてしまうからである。 Fe、Siはアルミニウム中に不可避的に含有さ
れるものであるが、析出Fe、Si量を後述する所
期値以下に制御するために、この発明では、
Fe：0.0015〜0.008wt％、Si：0.0015〜0.01wt％
の範囲に含有されなければならない。即ち、Fe
が0.08wt％を超え、Siが0.01wt％を超えると、所
期する析出量に制御することが困難となり、かつ
結晶粒の結晶方位の制御も困難となる。好ましく
はFe、Siともに0.005wt％以下とするのが良い。
逆に、Fe：0.0015wt％未満、Si：0.0015wt％未
満ではコストが上昇しこの発明の目的を達成でき
ない。なおSiはFeより固溶し易く、析出量の制
御が容易なので、Feよりも許容上限値を大きく
したものである。任意添加元素としてのCuはエ
ツチング性を均一かつ良好にする効果ある。しか
し0.001wt％未満ではその効果に乏しく、逆に
0.01wt％を超えると箔表面の過度の溶解を生ずる
ものとなる。なお他の不純物元素は99.9％アルミ
ニウム純度に含まれる範囲とする。 Fe、Siの析出量は、いずれも各含有量の10％
以下に規制されなければならない。このことは、
塩酸単独浴による通常のエツチングを施す場合に
おいてさえも、拡面率の十分な増大をはかり得る
ものとするために必須とする事項である。すなわ
ち、10％を超えると後述する実施例に示すよう
に、塩酸単独浴を用いてエツチングを施した際、
表面が過度に溶解して、結果的に箔の大きな拡面
率を得ることができず、ひいては静電容量が小さ
いものとなつてしまうからである。また陽極酸化
後の皮膜欠陥が増大し、漏洩電流が多くなるから
である。好ましくは、いずれも７％以下の析出量
とするのが良く、また少ない程好ましい。もつと
も、この発明による箔は、上記塩酸単独浴による
エツチングを施す場合にのみ限定されるものでは
なく、塩酸を主成分として含み、蓚酸、硫酸等を
添加した混液を用い、エツチングを２段階以上の
多段階に分けて行なうような場合においても、拡
面率の向上効果を実現し得るものである。また析出物の大きさは、2μｍ以下のものが析
出物全体の60％以下の割合で存在するものとなす
のが望ましい。ここで、Fe、Siの析出量を10％
以下に制御する方法としては、鋳造時に冷却速度
を大きくし、可及的多く固溶させること（例えば
連続鋳造法も有効な方法である）や、熱間圧延時
及び結晶方位改善のために実施される中間焼鈍時
に、析出を極力少なくするため200〜400℃の温度
範囲に長時間保持しないこと、あるいは加熱工程
で析出した場合には、最終焼鈍において高温町時
間好ましくは450℃×20時間以上〜550℃×１時間
以上加熱保持すること等が有効である。しかしこ
れらに限定されるものではない。また、上記Fe、Siの析出量等の限定に加えて、
全結晶粒のうち立方体方位を有するものが80％以
上を占めて存在し、かつ結晶粒の平均粒径が0.05
〜10mmの範囲である場合にはエツチング時に一層
好ましい拡面状態を実現しうるものとなる。即
ち、立方体方位を有する結晶粒が80％未満では、
エツチング時にかなりのトンネルピツトが傾斜し
て形成され、表面溶解の増大を招き、結果として
充分な拡面率が得られない危険がある。望ましく
は85％以上を占めて存在するのが良い。また結晶
粒の平均粒径が0.05mm未満では、前記立方体方位
の形成が困難となるおそれがあり、逆に10mmを超
えると箔の曲げ強度が低下する危険がある。好ま
しい平均結晶粒径は0.05〜５mmである。この発明によつて得られる上記アルミニウム合
金箔は、電解コンデンサ用陰極箔として用いても
良いし、あるいはその後陽極酸化処理して酸化皮
膜を形成し、陽極箔として用いても良い。発明の効果この発明は上述の次第で、Fe、Si量の比較的
多いアルミニウム箔であつても、Fe、Siの析出
量を規制することにより、とくに塩酸単独浴ない
し塩酸を主成分として含む浴による通常の簡易な
エツチングを施す場合においてさえも、エツチン
グ敵性優れたものとなしてえて、エツチングの際
の異常溶解を防止しトンネル密度の高い拡面率の
大きなものとなすことができ、ひいては大きな静
電容量を得ることができる。すなわち、この発明
は、とくに塩酸浴によるエツチング特性に優れた
ものとすることができる。また陽極箔として用い
る場合においては陽極酸化処理後の皮膜欠陥の少
ないものとなしえて、漏洩電流を減少できる。そ
の結果、コストの安価な低純度アルミニウム箔を
用いて、しかも比較的簡易な塩酸浴によるエツチ
ング処理を施す場合においてさえ、高純度アルミ
ニウム箔を用いた場合に匹敵する高性能を有する
アルミニウム電極箔の提供が可能となり、コスト
ダウンの点で大きな利点を有する。実施例次にこの発明の実施例を比較例との対比におい
て示す。実施例１アルミニウム純度99.98％であつて、Fe：
0.006wt％、Si：0.008wt％を含有するアルミニウ
ム合金スラブに、下記の条件で各工程を実施し、
厚さ0.1mmの４種類の電解コンデンサ電極用アル
ミニウム箔を製造した。スラブに、常法に従う熱間圧延、一次冷間圧
延を順次的に実施したのち、200℃×50時間の
中間焼鈍を実施し、次いで二次冷間圧延したの
ち、450℃×10秒間の急熱、急冷による最終焼
鈍を実施して箔とした。中間焼鈍を350℃×20時間、最終焼鈍を450℃
×１時間、昇温速度25℃／時間で行つた以外
は、上記と同一の工程を施して箔とした。中間焼鈍を300℃×10時間、最終焼鈍を520℃
×５時間で行つた以外は上記と同一の工程を
施して箔とした。熱間圧延の代わりに、溶湯からの連続鋳造に
よる連続鋳造板を製作するとともに、中間焼鈍
を350℃×10時間、最終焼鈍を500℃×１時間で
行つた以外は上記と同一の工程を施して箔と
した。上記により得た４種類の箔につき、Fe、Siの
析出量を主に電気抵抗法により測定した。その後、各アルミニウム箔に、処理液：５％塩
酸（液温75℃）、電流密度：直流10A／ｄm²、処
理時間：７分の条件で電解エツチングを施したの
ち、その静電容量を30℃、10％硼酸アンモニウム
溶液中で測定した。Fe、Siの析出量及び静電容
量の測定結果を下記第１表に示す。なお静電容量
はFe：0.001wt％、Si：0.001wt％を含有する純
度99.99％のアルミニウム合金箔の静電容量を100
％として、これとの相対比較で評価した。

【表】実施例２後記第２表に示すNo.５〜13の各種組成のアルミ
ニウム合金スラブを、熱間圧延、１次冷間圧延、
中間焼鈍、２次冷間圧延、最終焼鈍の順次的実施
により、厚さ0.1mmの電解コンデンサ電極用アル
ミニウム箔を製造した。なお、中間焼鈍は200〜
400℃×１〜100時間の範囲で、また最終焼鈍は
450〜550℃×１〜100時間の範囲で処理条件で変
えて行つた。そして各箔につき、実施例１と同一
の条件によりFe、Si析出量を測定するとともに、
立方体方位を有する結晶粒の割合及び結晶粒の平
均粒径を調べた。その後各箔につき実施例１と同一の条件でエツ
チング処理を実施したのち、各箔の静容量を測定
した。以上の測定結果を第２表に併せて示す。な
お静電容量は、実施例１と同じ箔を基準（100％）
とし相対比較した。

【表】

【表】一方上記各箔を、２％リン酸水素アンモニウム
水溶液中で陽極酸化処理することにより陽極酸化
皮膜を形成して陽極箔としたのち、各箔の漏洩電
流を測定したところ、析出Fe量が多くなるほど
漏洩電流も大きくなる傾向にあつたが、本発明に
おける漏洩電流はいずれも実用上問題のない範囲
であつた。以上の結果から明らかなように、本発明に係る
アルミニウム箔によれば、低純度のものでありな
がらも、高純度のアルミニウム箔の場合と同程度
の性能を有する電極箔の提供が可能となるもので
あることを確認しえた。

Claims

【特許請求の範囲】１アルミニウムの純度が99.9％以上であつて、
Fe：0.0015〜0.008wt％、Si：0.0015〜0.01wt％
を含有し、かつFeとSiの析出量がそれぞれ含有
量の10％以下に規制されてなるアルミニウム合金
箔を用い、該アルミニウム合金箔を、塩酸を主成
分として含むエツチング液でエツチング処理する
ことを特徴とする電解コンデンサ電極用アルミニ
ウム合金箔の製造方法。２アルミニウムの純度が99.9％以上であつて、
Fe：0.0015〜0.008wt％、Si：0.0015〜0.01wt％、
Cu：0.001〜0.01wt％を含有し、かつFeとSiの析
出量がそれぞれ含有量の10％以下に規制されてな
るアルミニウム合金箔を用い、該アルミニウム合
金箔を、塩酸を主成分として含むエツチング液で
エツチング処理することを特徴とする電解コンデ
ンサ電極用アルミニウム合金箔の製造方法。３アルミニウムの純度が99.9％以上であつて、
Fe：0.0015〜0.008wt％、Si：0.0015〜0.01wt％
を含有し、かつFeとSiの析出量がそれぞれ含有
量の10％以下に規制されてなり、しかも全結晶粒
のうち立方体方位を有するものが80％以上を占め
て存在し、かつ結晶粒の平均粒径が0.05〜10mmの
範囲であるアルミニウム合金箔を用い、該アルミ
ニウム合金箔を、塩酸を主成分として含むエツチ
ング液でエツチング処理する電解コンデンサ電極
用アルミニウム合金箔の製造方法。４アルミニウムの純度が99.9％以上であつて、
Fe：0.0015〜0.008wt％、Si：0.0015〜0.01wt％、
Cu：0.001〜0.01wt％を含有し、かつFeとSiの析
出量がそれぞれ含有量の10％以下に規制されてな
り、しかも全結晶粒のうち立方体方位を有するも
のが80％以上を占めて存在し、かつ結晶粒の平均
粒径が0.05〜10mmの範囲であるアルミニウム合金
箔を用い、該アルミニウム合金箔を、塩酸を主成
分として含むエツチング液でエツチング処理する
電解コンデンサ電極用アルミニウム合金箔の製造
方法。