JPH07173562A - 電解コンデンサ電極材料用アルミニウム合金箔および電解コンデンサ陰極材料 - Google Patents

電解コンデンサ電極材料用アルミニウム合金箔および電解コンデンサ陰極材料

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JPH07173562A
JPH07173562A JP9757494A JP9757494A JPH07173562A JP H07173562 A JPH07173562 A JP H07173562A JP 9757494 A JP9757494 A JP 9757494A JP 9757494 A JP9757494 A JP 9757494A JP H07173562 A JPH07173562 A JP H07173562A
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JP
Japan
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aluminum alloy
alloy foil
electrolytic capacitor
ppm
amount
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JP9757494A
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Fumihiro Sato
文博 佐藤
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Kobe Steel Ltd
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Kobe Steel Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 エッチング処理時の減量が必要以上に大きく
ならず、且つ高静電容量が達成でき、従来のものよりも
性能を更に改良した電解コンデンサ電極材料用アルミニ
ウム合金箔、およびその様なアルミニウム合金箔から得
られる有用な電解コンデンサ陰極材を提供する。 【構成】 アルミニウム合金箔中に金属間化合物として
存在しているFe量を[FE](ppm) とし、且つ前記ア
ルミニウム合金中に固溶しているSi量を[SI](pp
m) としたとき、これらが下記(1)式または(2)式
の関係を満足する。また上記の様なアルミニウム合金箔
をエッチング処理する。 [SI]≧2.4[FE](但し、[FE]<83.3
ppm ) …(1) [SI]≧1.2[FE]+100(但し、[FE]≧
83.3ppm )…(2)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電解コンデンサ電極材
料用アルミニウム合金箔および電解コンデンサ陰極材料
に関し、特にエッチング処理時の減量(溶解減量若しく
は電解減量)が必要以上に大きくならず、且つ静電容量
を大きくするための実効面積を大きくすることのできる
電解コンデンサ電極材料用アルミニウム合金箔、および
その様なアルミニウム合金箔から得られる電解コンデン
サ陰極材料に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電解コンデンサの性能を向上させるため
には、陽極材料の静電容量を増大させるだけでなく、陰
極材料の静電容量の増大させる必要がある。電解コンデ
ンサの電極材料として用いられるアルミニウム合金箔
は、電解コンデンサとしての単位面積当たりの静電容量
を向上させるため、電気化学的または化学的なエッチン
グ処理が施されてアルミニウム合金箔の表面が粗大化さ
れ、その実効面積の拡大が行なわれているのが一般的で
ある。また実効面積の拡大には、エッチング回数の増大
およびエッチング深さの増加等が有効であると言われて
いる。
【0003】しかしながら、粗面化による面積拡大のた
めにエッチングを進めていくと、エッチングによる減量
が過度となり、減量の増加割合に対する静電容量の向上
が乏しく、その結果単位面積当たりの静電容量の増加が
低くなるという問題が生じる。また減量が過剰になる
と、アルミニウム合金箔の厚みが小さくなって機械的性
質も低下することになる。こうしたことから、エッチン
グ処理時の減量が必要以上に大きくならず、且つ高静電
容量が達成できる電解コンデンサ電極材料用アルミニウ
ム箔の実現が望まれている。
【0004】これまで上記の様なアルミニウム合金箔の
実現を目指して様々な角度から検討されているが、その
主流は化学成分組成や組織を中心にした材料開発であ
る。例えば、特開平1−104743号には、99.9
9%の高純度アルミニウムをベースとし、Fe,Si,
Cu等の含有量を微量な範囲に調整すると共に、Si含
有量とFe含有量の比と1.1以上に規定した電解コン
デンサ電極材料用アルミニウム合金箔が提案されてい
る。また特開平4−124806号には、アルミニウム
の純度が99.9%以上のアルミニウム合金箔中のF
e,Si,Cu,Mn,B,GaおよびZn等の含有量
を規定した電解コンデンサ電極材料用アルミニウム合金
箔が提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】これまで提案されてい
る電解コンデンサ電極材料用アルミニウム合金箔は、上
記の様にアルミニウム合金箔中の元素含有量を規定する
ことを主眼とするものであるが、元素含有量を規定した
だけではその効果に限界があり、更なる改良が望まれて
いるのが実情である。
【0006】本発明はこうした技術背景の下でなされた
ものであって、その目的は、エッチング処理時の減量が
必要以上に大きくならず、且つ高静電容量が達成でき、
従来のものよりも性能を更に改良した電解コンデンサ電
極材料用アルミニウム合金箔、およびその様なアルミニ
ウム合金箔から得られる有用な電解コンデンサ陰極材を
提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すことの
できた本発明とは、アルミニウム合金箔中に金属間化合
物として存在しているFe量を[FE](ppm) とし、且
つ前記アルミニウム合金箔中に固溶しているSi量を
[SI](ppm) としたとき、これらが下記(1)式また
は(2)式の関係を満足する点に要旨を有する電解コン
デンサ電極材料用アルミニウム合金箔である。 [SI]≧2.4[FE](但し、[FE]<83.3ppm ) …(1) [SI]≧1.2[FE]+100(但し、[FE]≧83.3ppm ) …(2) また上記の様なアルミニウム合金箔をエッチング処理す
ることによって、機械的性質の低下等の不都合を招くこ
となく、高静電容量が達成できる電解コンデンサ陰極材
料が得られる。
【0008】
【作用】本発明者らは、アルミニウム合金箔中の元素含
有量だけに捉われることなく、アルミニウム合金箔中に
おける各元素の固溶・析出状態が上記特性に与える影響
について更に掘り下げて詳細な検討を重ねた。その結
果、アルミニウム合金箔中に金属間化合物として存在し
ているFe量[FE]と、アルミニウム中に固溶してい
るSi量[SI]を、所定の関係を満足する様にすれ
ば、上記の目的が見事に達成されることを見いだし、本
発明を完成した。
【0009】本発明において上記の様な効果が得られた
理由については、その全てを解明した訳ではないが、お
そらく次の様に考えることができる。アルミニウム合金
箔中に金属間化合物として存在するFe量[FE]が増
加するということは、AlFe系の化合物が増加するこ
とを意味しており、これはエッチング処理時の減量を増
大する方向に作用することになるが、固溶しているSi
量[SI]の増加は、減量を抑制する効果を有している
と考えられる。従って、アルミニウム合金箔中に金属間
化合物として存在するFe量[FE]に見合った量とな
る様に、固溶しているSi量[SI]を適切に増加させ
ることによって、減量を抑制した良好なエッチング特性
を有するアルミニウム合金箔が得られたものと考えられ
る。
【0010】尚アルミニウム合金箔中の固溶Si量[S
I]がアルミニウム合金箔中のFe含有量量よりも大幅
に多くない場合であっても、均熱処理条件の変化によっ
て金属間化合物量を低減させること、即ち金属間化合物
中のFe量[FE]を低減することができるので、エッ
チング処理時の減量を抑制した良好なエッチング特性を
有するアルミニウム合金箔が得られる。換言すれば、ア
ルミニウム合金箔中のFeのうち、固溶しているFe量
は本発明の効果と直接的な関係はなく、本発明において
固溶Si量[SI]との関係で重要なのはアルミニウム
合金箔中に金属間化合物として存在するFe量[FE]
なのである。
【0011】本発明が完成された経緯を図面に基づいて
説明する。本発明者らは様々なアルミニウム合金箔を用
い、アルミニウム合金箔中に金属間化合物として存在す
るFe量[FE]や、アルミニウム合金箔中に固溶して
いるSi量[SI]がエッチング処理時の減量に与える
影響について調査した。このとき用いたアルミニウム合
金箔の化学成分組成および耐食性を表1に示す。また表
1に基づき、[FE]と減量との関係(但し、[S
I]:171〜210ppm)を図1に、[SI]と減
量の関係(但し、[FE]:165〜216ppm)を
図2に夫々示す。尚[FE]や[SI]の測定方法、お
よびエッチング処理条件は後記実施例と同じである。ま
た表1における耐食性の評価も後記実施例と同じであ
る。
【0012】
【表1】
【0013】図1および図2の結果から、[FE]と
[SI]の関係を求めると図3に示す通りである。そし
て本発明者らが、図3の結果に基づき[FE]や[S
I]が電解減量に与える影響について更に検討を重ねた
ところ、[FE]と[SI]に前記(1)式または
(2)の関係が成立すれば、減量が6.0g.m2 以下
に抑制され、上記目的が見事に達成されることを見出し
た。
【0014】[FE]の上限については、特に限定する
ものではないが、350ppm 以下であることが好まし
い。即ち、[FE]が350ppm よりも多くなると、一
般的に使用されている塩酸をベースとするような酸性の
電解エッチング液中において、自然浸漬状態での腐食に
よる減量も著しく増加するため、いくら電解エッチング
における電解減量を抑制しても腐食減量をも含めた工程
中の総減量を抑制する効果は乏しくなる。図4はアルミ
ニウム合金箔をエッチング溶液中に60秒間浸漬したと
きの、[FE]と減量(腐食減量)の関係を示したグラ
フである。この結果から明らかな様に、腐食減量を12
g/m2 以下にするには[FE]を350ppm 以下とす
る必要があることがわかる。また[FE]が350ppm
より多い場合には、大きなピットがまばらに発生する傾
向にあるため、電解エッチングによるピットを破壊し、
静電容量の低下を導くことにもなる。
【0015】一方[SI]の上限については、電解コン
デンサとしての使用に支障がない限り限定されるものは
ないが、350ppm を超えると固溶させるのがむつかし
いばかりか、Siの析出も多くなるので350ppm 以下
であることが好ましい。
【0016】本発明のアルミニウム合金箔は、アルミニ
ウムの純度が99.92%以上のものが好ましいが、こ
れに限定されるものではなく、電解コンデンサとして使
用に耐えうる範囲内の純度のものであれば良い。また上
記の観点からアルミニウム合金箔中の[Fe]や[S
I]は、できるだけ低下させる方が好ましいといえる
が、それらを低下させるためにはコストが高くなるの
で、それよりも[FE]や[SI]がある程度の値を示
す純度の悪い材料を活用できる方が、経済的な利点が大
きいと言える。こうしたことから、[FE]や「SI]
の下限はいずれも10ppm 程度が好ましい。更に、前記
表1に示した通り、FeやSi以外にCuやZnを微量
に含んでいても良い。
【0017】本発明に係るアルミニウム合金箔は、エッ
チング時の減量を必要以上に大きくすることなく、且つ
高静電容量が達成できるものであるので、これにエッチ
ング処理を施して電解コンデンサの陰極材料として用い
ればその効果が最も発揮されるのは前述した通りである
が、静電容量の増大を図るという観点からすれば、電解
コンデンサの陽極材料においても上記構成は有用であ
り、本発明に係るアルミニウム合金箔にエッチング処理
を施した後、陽極酸化処理によって酸化皮膜を形成した
り、或はスパッタリング法やイオンプレーティング法等
によって導電性金属皮膜を形成し、これを電解コンデン
サの陽極材料として用いる様にしても良い。
【0018】以下本発明を実施例によって更に詳細に説
明するが、下記実施例は本発明を限定する性質のもので
はなく、前・後記に記載内容に徴して設計変更すること
はいずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【0019】
【実施例】下記表2に示す化学成分のアルミニウム合金
を一般的な方法で溶製し、面削、均質化熱処理、熱間圧
延、冷間圧延により厚さ100μmの箔として供試材と
した。尚このときの均質化熱処理は、すべて保持時間を
8時間とした。また金属間化合物中のFe量[FE]
は、熱フェノール法による溶解残差より求め、固溶のS
i量[SI]も同様に熱フェノール法による溶解残差を
測定し、計算により材料中の総Si量との差を固溶Si
量[SI]として求めた。
【0020】各供試材について、エッチングを行ないそ
の耐食性を評価した。このときエッチングは、45℃,
15%塩酸−2.5%硫酸水溶液中、定電流の交流電解
にて実施した。また耐食性の評価は、0.25A/cm
2 ,60Hzの条件で30秒間電解した後、0.3A/
cm2 ,60Hzの条件で30秒間電解し、後半の30
秒間における電解減量を測定し、電解減量が6.0g/
2 以下のものを耐食性:○、それよりも多いものを耐
食性:×と判断した。その結果を表2に併記するが、本
発明に係るアルミニウム合金箔は電解減量が少なくなっ
ていることがわかる。
【0021】
【表2】
【0022】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、金
属間化合物中のFe量[FE]と、固溶のSi量[S
I]を、所定の関係を満足する様に規定することによっ
て、エッチング時の腐食減量を必要以上に大きくするこ
となく、且つ高静電容量が達成でき、電解コンデンサの
電極材料として最適なアルミニウム合金箔が実現でき
た。
【図面の簡単な説明】
【図1】金属間化合物として存在するFe量[FE]と
減量の関係を示すグラフである。
【図2】固溶のSi量[SI]と減量の関係を示すグラ
フである。
【図3】[FE]と[SI]の関係を示すグラフであ
る。
【図4】エッチング液に60秒間浸漬したときの[F
E]と腐食減量の関係を示すグラフである。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アルミニウム合金箔中に金属間化合物と
    して存在しているFe量を[FE](ppm) とし、且つ前
    記アルミニウム合金中に固溶しているSi量を[SI]
    (ppm) としたとき、これらが下記(1)式または(2)
    式の関係を満足することを特徴とする電解コンデンサ電
    極材料用アルミニウム合金箔。 [SI]≧2.4[FE](但し、[FE]<83.3ppm ) …(1) [SI]≧1.2[FE]+100(但し、[FE]≧83.3ppm ) …(2)
  2. 【請求項2】 前記[FE]が350ppm 以下である請
    求項1に記載の電解コンデンサ電極材料用アルミニウム
    合金箔。
  3. 【請求項3】 請求項1または2に記載のアルミニウム
    合金箔をエッチング処理したものである電解コンデンサ
    陰極材料。
JP9757494A 1993-10-28 1994-05-11 電解コンデンサ電極材料用アルミニウム合金箔および電解コンデンサ陰極材料 Pending JPH07173562A (ja)

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JP5-271018 1993-10-28
JP27101893 1993-10-28
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002047522A (ja) * 2000-05-22 2002-02-15 Nippon Foil Mfg Co Ltd 電解コンデンサ陰極用アルミニウム硬質箔及びその製造方法
US9627145B2 (en) 2005-11-15 2017-04-18 Nippon Chemi-Con Corporation Electrolytic capacitor for use in a charge/discharge circuit with shorter period and greater voltage difference

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JP2002047522A (ja) * 2000-05-22 2002-02-15 Nippon Foil Mfg Co Ltd 電解コンデンサ陰極用アルミニウム硬質箔及びその製造方法
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Effective date: 20020402