JPH06145923A

JPH06145923A - 電解コンデンサ陽極用アルミニウム箔の製造方法

Info

Publication number: JPH06145923A
Application number: JP4316530A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Araki; 啓一荒木; Kaneshige Yamamoto; 兼滋山本
Original assignee: Nippon Foil Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nippon Foil Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1992-10-30
Filing date: 1992-10-30
Publication date: 1994-05-27

Abstract

(57)【要約】【目的】高静電容量を持つ電解コンデンサ陽極箔を得
るのに用いる、電解コンデンサ陽極用アルミニウム箔の
製造方法を提供する。【構成】アルミニウム純度が99.8％以上の鋳塊を準備
する。この鋳塊に従来公知の方法で均質化処理及び熱間
圧延を施して、アルミニウム板を得る。このアルミニウ
ム板に、圧下率90％以上の条件で第一次冷間圧延を施
す。第一次冷間圧延して得られたアルミニウム薄板に、
温度170〜400℃の条件で中間焼鈍を施す。中間焼鈍後
に、加工率10〜40％の条件で第二次冷間圧延を施す。第
二次冷間圧延開始時から最終焼鈍開始前に至るまでの過
程において、引張歪を0.2〜5.0％に調整する。第二次冷
間圧延して得られたアルミニウム箔に、温度400〜630℃
の条件で最終焼鈍を施す。以上のようにして電解コンデ
ンサ陽極用アルミニウム箔を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高い静電容量を持つ電
解コンデンサ用陽極箔を容易に得ることができる、電解
コンデンサ陽極用アルミニウム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、電解コンデンサ陽極用アルミ
ニウム箔は、一般的に、Al純度99.8重量％以上のアルミ
ニウム鋳塊に、均質化処理、熱間圧延、第一次冷間圧
延、中間焼鈍、第二次冷間圧延、最終焼鈍の順で各処理
を施して製造されている。そして、この電解コンデンサ
陽極用アルミニウム箔に、電解エッチング及び化成処理
を施して、電解コンデンサ用陽極箔としている。しかる
に、高静電容量を持つ陽極箔を得るためには、電解コン
デンサ陽極用アルミニウム箔の電解エッチング特性が良
好でなければならい。

【０００３】電解エッチング特性を向上させるために、
どのような電解コンデンサ陽極用アルミニウム箔が適当
であるかについて、種々研究されており、以下のような
一応の結論が得られている。即ち、電解コンデンサ陽極
用アルミニウム箔の内部組織については、立方体方位を
持つ結晶粒が多いほど（立方体方位比率が高いほど）、
電解エッチング特性が良好であると言われている。そし
て、立方体方位比率の高い電解コンデンサ陽極用アルミ
ニウム箔を得る方法についても、種々の提案がなされて
いる。例えば、特公昭54-11242号公報は、第一次冷間圧
延した後、180〜350℃で中間焼鈍し、次いで加工率5〜3
5％で第二次冷間圧延し、その後最終焼鈍して、立方体
方位比率の高い電解コンデンサ陽極用アルミニウム箔を
得る方法を開示している。また、特開昭57-97614号公報
は、アルミニウム中の溶質原子を析出させた後、圧下率
60％以上で第一次冷間圧延を施し、その後200〜380℃で
中間焼鈍し、次いで加工率5〜70％で第二次冷間圧延
し、この後最終焼鈍して、立方体方位比率の高い電解コ
ンデンサ陽極用アルミニウム箔を得る方法を開示してい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の従来技術を採用した場合、中間焼鈍時の僅かな温度変
化や第二次冷間圧延時の僅かな加工率の変化によって、
得られる電解コンデンサ陽極用アルミニウム箔中の立方
体方位比率が大きく変化するということがあった。即
ち、中間焼鈍の温度及び第二次冷間圧延時の加工率を厳
格に規制しないと、安定して、立方体方位比率の高い電
解コンデンサ陽極用アルミニウム箔が得られず、生産効
率が悪いという欠点があった。

【０００５】本発明者等は、若干の条件変化によって、
得られる電解コンデンサ陽極用アルミニウム箔中の立方
体方位比率が大きく変化する原因について、種々研究し
た。その結果、第二次冷間圧延の際に、アルミニウム箔
に与えられる剪断力によって、生成している立方体方位
を持つ結晶粒が回転して、その方位が変わるためではな
いかと考えた。本発明は、このような結果に基づいてな
されたものであり、第二時冷間圧延時から最終焼鈍に至
るまでに、アルミニウム箔に一定の引張歪を加え、立方
体方位を持つ結晶粒の回転を防止し、又は回転した結晶
粒を原状に復帰させ、安定して、立方体方位比率の高い
電解コンデンサ陽極用アルミニウム箔が得られるように
したものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、アルミ
ニウム純度が99.8％以上の鋳塊に均質化処理及び熱間圧
延を施した後に、圧下率90％以上で第一次冷間圧延を施
し、次いで170〜400℃で中間焼鈍した後に、加工率10〜
40％で第二次冷間圧延を施すと共に、該第二次冷間圧延
開始時から最終焼鈍開始前に至るまでの過程において引
張歪を0.2〜5.0％に調整した後、400〜630℃で最終焼鈍
することを特徴とする電解コンデンサ陽極用アルミニウ
ム箔の製造方法に関するものである。

【０００７】本発明においては、まず、アルミニウム純
度が99.8重量％以上の鋳塊を準備する。アルミニウム純
度が99.8重量％未満であると、得られるアルミニウム箔
中の立方体方位を持つ結晶粒の発生が少なくなるため、
このアルミニウム箔にエッチングを施しても、微細なエ
ッチングピットが生じにくい。従って、アルミニウム箔
の表面積を十分に拡大することができず、高静電容量の
陽極箔が得られないため、好ましくない。なお、この鋳
塊には、SiやFe等の不純物が含有されている。この不純
物の含有量は、従来、電解コンデンサ電極用アルミニウ
ム合金箔を製造する際に使用されている量であれば、特
に問題はない。例えば、Siは0.001〜0.1％程度、Feも0.
001〜0.1％程度である。

【０００８】この鋳塊に、均質化処理及び熱間圧延を施
す。均質化処理の条件は、従来公知の条件でよく、例え
ば500℃以上の温度条件で且つ6時間程度の時間条件でよ
い。また、熱間圧延も従来公知の条件でよく、例えば開
始温度が500℃以上で終了温度を200℃以上として行なえ
ばよい。そして、熱間圧延して所望の厚さとしたアルミ
ニウム板に第一次冷間圧延を施して、アルミニウム薄板
を得る。第一次冷間圧延においては、圧下率を90％以上
とすることが必要である。圧下率が90％未満になると、
得られたアルミニウム薄板に中間焼鈍を施しても、立方
体方位を持つ再結晶粒が十分に発生しないので、好まし
くない。なお、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、第一次冷間圧延終了後
のアルミニウム薄板の厚さをｔ₁とした場合、［（ｔ₀−
ｔ₁）／ｔ₀］×100で算出されるものである。

【０００９】第一次冷間圧延終了後のアルミニウム薄板
には、中間焼鈍が施される。中間焼鈍の温度条件は、17
0〜400℃にする必要がある。中間焼鈍の温度が170℃未
満であると、アルミニウム薄板に立方体方位を持つ結晶
粒が発生しにくいため、好ましくない。逆に、中間焼鈍
の温度が400℃を超えると、アルミニウム薄板に立方体
方位以外の方位を持つ結晶粒も発生し、最終焼鈍時にお
いて、立方体方位を持つ再結晶粒の発生及び成長を阻害
するので、好ましくない。なお、中間焼鈍の時間は、一
般的に、3時間程度以上であるのが好ましい。

【００１０】アルミニウム薄板に中間焼鈍を施した後、
第二次冷間圧延を施して、アルミニウム箔を得る。第二
次冷間圧延においては、加工率を10〜40％にする必要が
ある。加工率が10％未満であると、最終焼鈍時におい
て、立方体方位を持つ結晶粒の成長を促進させる駆動力
が低下するので、好ましくない。逆に、加工率が40％を
超えると、最終焼鈍時において、立方体方位以外の方位
を持つ結晶粒の発生及び成長が促進され、相対的に立方
体方位を持つ結晶粒が少なくなるので、好ましくない。
なお、加工率（％）とは、中間焼鈍後におけるアルミニ
ウム薄板の厚さをｔ₁とし、第二次冷間圧延後のアルミ
ニウム箔の厚さをｔ₂とした場合、［（ｔ₁−ｔ₂）／
ｔ₁］×100で算出されるものである。

【００１１】本発明において重要なことは、この第二次
冷間圧延開始時から最終焼鈍開始前に至るまでの過程に
おいて、引張歪を0.2〜5.0％に調整することである。引
張歪が0.2％未満であると、第二次冷間圧延によってア
ルミニウム薄板若しくはアルミニウム箔に与えられる剪
断応力が、立方体方位を持つ結晶粒を回転させやすくな
り、最終的に立方体方位を持つ結晶粒が少なくなるの
で、好ましくない。逆に、引張歪が5.0％を超えると、
アルミニウム薄板若しくはアルミニウム箔に過剰の引張
応力が与えられ、この引張応力によって立方体方位以外
の方位を持つ結晶粒が生成しやすくなるため、好ましく
ない。また、引張歪が5.0％を超えると、得られるアル
ミニウム箔の表面が肌荒れするので、好ましくない。即
ち、引張歪が0.2〜5.0％であると、立方体方位を持つ結
晶粒の回転を緩衝すると共に、他の方位を持つ結晶粒の
生成及び成長を防止して、結果的に立方体方位を持つ結
晶粒が多いアルミニウム箔が得られるのである。

【００１２】本発明で言う引張歪は、以下の如き方法で
定義されるものである。即ち、第二次冷間圧延開始時か
ら最終焼鈍開始前に至るまでの過程において、所定の引
張応力を加えながら得られたアルミニウム箔の真応力−
真歪曲線１を描く（図１を参照のこと。）。一方、第二
次冷間圧延開始時から最終焼鈍開始前に至るまでの過程
において、引張応力を全く加えずに得られたアルミニウ
ム箔の真応力−真歪曲線２を描く。なお、上記の二方法
において、引張応力の負荷以外の条件は全て同一とす
る。そして、真応力−真歪曲線１における降伏点１_yを
決定し、この降伏点１_yにおける真歪の量１_sを求める。
また、真応力−真歪曲線２における降伏点２_yを決定
し、この降伏点２_yにおける真歪の量２_sを求める。そし
て、１_sから２_sを減じて引張歪（％）を求めるのであ
る。つまり、引張歪（％）＝（１_s−２_s）である。そし
て、この引張歪の量が0.2〜5.0％の範囲内になるように
して、アルミニウム薄板若しくはアルミニウム箔に引張
応力を与えながら、第二次冷間圧延を施す、若しくは最
終焼鈍工程まで搬送するのが、本発明に係る方法の特徴
である。

【００１３】以上のようにして得られたアルミニウム箔
には、最終焼鈍が施される。最終焼鈍の温度条件は、40
0〜630℃にする必要がある。最終焼鈍の温度が400℃未
満では、アルミニウム箔中に立方体方位を持つ結晶粒を
十分に生成及び成長させることができないため、好まし
くない。逆に、最終焼鈍の温度が630℃を超えると、立
方体方位を持つ結晶粒の生成及び成長が飽和状態となる
ため、使用する熱エネルギーが無駄になるため、好まし
くない。なお、最終焼鈍の時間は、5時間程度以上が好
ましい。以上のように最終焼鈍が施されて、得られた電
解コンデンサ陽極用アルミニウム箔に、公知の方法でエ
ッチング処理及び化成処理等を施して、電解コンデンサ
陽極箔を得るのである。

【００１４】

【実施例】表１に示す元素組成を持つ鋳塊Ａ1〜Ａ5を準
備した。

【表１】

【００１５】そして、表２〜５に示す条件で、均質化処
理，熱間圧延，第一次冷間圧延，中間焼鈍，第二次冷間
圧延，最終焼鈍を施して、厚さ0.1mmの電解コンデンサ
陽極用アルミニウム箔を得た。この際、第二次冷間圧延
開始時から最終焼鈍開始前に至るまでの引張歪は表２〜
５に示したとおりであった。

【００１６】

【表２】

【００１７】

【表３】

【００１８】

【表４】

【００１９】

【表５】

【００２０】表２〜５における立方体方位比率及び静電
容量は、以下の方法で測定したものである。［立方体方位比率］35％HCl：61％HNO₃：47％HF＝50：4
7：3の容積比の液に浸漬して、マクロエッチした箔を画
像解析装置にて、視野に占める立方体方位を持つ結晶粒
の割合を面積比により求めた。［静電容量］液温75℃の［5.1％HCl＋6.4％AlCl₃・6H₂O
＋6.8％H₂SO₄］水溶液中で、且つ電流密度DC0.16Ａ／cm
²で、溶解減量が90ｇ／ｍ²になるまで電解エッチングを
施した。この後、液温85℃の5％H₃BO₃水溶液中で、且つ
375Ｖで30分間化成処理を行なった。このようにして得
られた箔を、LCRメーターを用いて直列等価回路で且つ1
20Hzで測定した。

【００２１】以上の実施例１〜４と比較例１〜９とを対
比参照すれば明らかなように、実施例の場合には、立方
体方位比率の高い電解コンデンサ陽極用アルミニウム箔
が得られ、したがって高静電容量の箔を得ることができ
る。これに対し、中間焼鈍の温度が高すぎたり（比較例
１）、又は低すぎたり（比較例２）する場合には、立方
体方位比率が低下していることが分かる。また、第二次
冷間圧延時における加工率が高すぎたり（比較例３）、
又は低すぎたり（比較例４）する場合にも、立方体方位
比率が低下していることが分かる。また、引張歪が大き
すぎたり（比較例５）、又は小さすぎたり（比較例６）
する場合にも、立方体方位比率は低下する。更に、最終
焼鈍の温度が低い場合（比較例７）、アルミニウム純度
が低く且つ引張歪が小さすぎる場合（比較例８）、及び
第一次冷間圧延時における圧下率が低すぎる場合（比較
例９）にも、立方体方位比率が低下することが分かる。
従って、比較例に係る場合には、実施例に係る場合に比
べて、高静電容量の箔が得られていないことが分かる。

【００２２】

【発明の効果】以上、実施例において実証したように、
本発明に係る方法で得られた電解コンデンサ陽極用アル
ミニウム箔は、立方体方位を持つ結晶粒が高割合で生成
している。従って、この電解コンデンサ陽極用アルミニ
ウム箔をエッチング処理及び化成処理して得られた陽極
箔は、高静電容量になるという効果を奏する。また、本
発明に係る方法によれば、比較的低純度のアルミニウム
鋳塊を使用した場合であっても、立方体方位を持つ結晶
粒が一定の高割合で生成している電解コンデンサ陽極用
アルミニウム箔を得ることができ、所定の性能を持つ陽
極箔を製造することができる。従って、高価な高純度の
アルミニウム鋳塊を使用せず、比較的低純度の低廉なア
ルミニウム鋳塊を使用して、所定の性能を持つ陽極箔を
得ることができる。依って、本発明に係る方法を採用す
れば、安価な陽極箔を提供することができるという効果
を奏する。

【００２３】また、本発明に係る方法を採用すれば、中
間焼鈍の温度条件や、第二次冷間圧延時の加工率が変化
しても、安定して、立方体方位を持つ結晶粒が高割合で
生成している電解コンデンサ陽極用アルミニウム箔を得
ることができる。従って、電解コンデンサ陽極用アルミ
ニウム箔の製造条件を厳格に調整することを回避でき、
生産効率を向上しうるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明において定義する引張歪の内容を説明す
るための真応力−真歪曲線である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミニウム純度が99.8％以上の鋳塊に
均質化処理及び熱間圧延を施した後に、圧下率90％以上
で第一次冷間圧延を施し、次いで170〜400℃で中間焼鈍
した後に、加工率10〜40％で第二次冷間圧延を施すと共
に、該第二次冷間圧延開始時から最終焼鈍開始前に至る
までの過程において引張歪を0.2〜5.0％に調整した後、
400〜630℃で最終焼鈍することを特徴とする電解コンデ
ンサ陽極用アルミニウム箔の製造方法。