JPH08260117A - 電解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔地の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エッチングが均一になされ、高い静電容量が
得られる、電解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔地
の製造方法を提供する。 【構成】 アルミニウムの純度が98.5wt％以上、99.9wt
％未満であり、Ｆｅを0.15wt％以下、Ｓｉを0.15wt％以
下、Ｃｕを0.01〜0.6 wt％含有し、残部が不可避的不純
物からなるアルミニウム合金鋳塊を 580℃以上の温度で
４時間未満の均質化熱処理を施した後、 420〜570 ℃の
温度まで冷却し、該温度に30分以上12時間以下保持し、
その後前記温度で熱間圧延を開始して常法にしたがって
熱間圧延と冷間圧延を順次施す。 【効果】 得られる箔地は、粗大晶出物や析出物が存在
せず、従ってこの箔地を箔圧延して得られる箔はエッチ
ング性が良好で且つ強度が高く、これを陰極に用いた電
解コンデンサは高性能なものとなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エッチング性に優れた
電解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔地の製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】電解コンデンサの極板には、軽量且つ小
型化が可能なアルミニウム箔が多用されている。一般
に、電解コンデンサの静電容量を高めるには、陽極用ア
ルミニウム合金箔の静電容量だけでなく、陰極用アルミ
ニウム合金箔の静電容量も増大させる必要がある。前記
合金箔の静電容量を増大させるには、箔を電気化学的、
または化学的にエッチングして表面を粗面化し、表面積
を増大させて行われる。また陰極用箔は、陽極用箔と比
較して厚さの薄い箔が使用される場合が殆どであるた
め、高強度であることが要求される。

【０００３】前記陰極用アルミニウム合金箔は、例え
ば、アルミニウム溶湯を半連続鋳造法によって鋳塊と
し、この鋳塊を熱間圧延および冷間圧延によって厚さ
0.3〜0.6mmの箔地とし、さらに10から100 μｍ程度の厚
さに箔圧延して製造される。前記鋳塊を熱間圧延前に均
質化熱処理すること、冷間圧延途中で必要に応じて中間
焼鈍すること、エッチング処理前に箔を焼鈍して歪みを
取ること等が通常行われている。また前記箔は、エッチ
ングが少ないと十分に粗面化せず、エッチングが過ぎる
とエッチングむらが生じて、いずれの場合も静電容量の
低下をきたす。またエッチングが過度になると、強度も
低下するようになる。このため、エッチング量は適正に
コントロールする必要がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、エッチング量
をいくら適正にコントロールしてもエッチングむらが生
じて静電容量等の特性に十分高い値が得られないという
問題があった。本発明者等は、溶解鋳造段階以降の製造
条件について種々検討を加えた結果、均質化熱処理から
熱間圧延開始までのスラブの熱的保持条件を限定するこ
とによりエッチングむらを低減できることを知見し、更
に研究を重ねて本発明を完成するに至った。本発明の目
的は、エッチングが均一になされ、優れた特性の陰極が
得られる、電解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔地
の製造方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、アルミニウム
の純度が98.5wt％以上、99.9wt％未満であり、Ｆｅを0.
15wt％以下、Ｓｉを0.15wt％以下、Ｃｕを0.01〜0.6 wt
％含有し、残部が不可避的不純物からなるアルミニウム
合金鋳塊を 580℃以上の温度で４時間未満の均質化熱処
理を施した後、 420〜570 ℃の温度まで冷却し、該温度
に30分以上12時間以下保持し、その後前記温度で熱間圧
延を開始して常法にしたがって熱間圧延と冷間圧延を順
次施すことを特徴とする電解コンデンサ陰極用アルミニ
ウム合金箔地の製造方法である。

【０００６】

【作用】本発明において、アルミニウム合金鋳塊のアル
ミニウムの純度を98.5wt％以上、99.9wt％未満に限定し
た理由は、純度が99.9wt％以上では、陰極用としての箔
の強度が不足し、純度が98.5wt％未満では、エッチング
液との反応が非常に激しくなり、エッチングが過度に進
んで、正常な粗面が得られなくなるためである。

【０００７】Ｆｅ、Ｓｉはアルミニウム地金中に不可避
的に含有される元素であり、これら元素の大半は、アル
ミニウム合金溶湯を半連続鋳造した際に、５μｍ程度の
粗大な金属間化合物として鋳塊中に晶出する。この晶出
物は箔にまで残存して、箔のエッチング性を害するもの
である。本発明では、これら粗大な晶出物は、 580℃以
上の温度での均質化熱処理により、約１μｍ程度に分断
され、またはマトリックス中に固溶する。その結果、エ
ッチングが均一になされる。本発明において、Ｆｅおよ
びＳｉをそれぞれ0.15wt％以下に限定した理由は、いず
れが0.15wt％を超えても、均質化熱処理の際に金属間化
合物を微細に分断或いは固溶することが十分行われなく
なってエッチングむらが生じるためである。

【０００８】Ｃｕは箔の強度を高める効果がある。Ｃｕ
の含有量が0.01wt％未満ではその効果が十分に得られ
ず、 0.6wt％を超えるとエッチング液との反応が非常に
激しくなって、箔全面が急速に溶解する異常溶解が起
き、その結果、静電容量および強度がともに低下する。
従ってＣｕの含有量は0.01から0.6 wt％に限定する。

【０００９】本発明では、 580℃以上の温度で４時間未
満の均質化熱処理を行う。均質化熱処理温度を 580℃以
上に限定した理由は、 580℃未満の温度では、粗大な晶
出物を約１μｍ程度に分断し、再固溶させることが十分
行われなくなるからである。均質化熱処理は高温で行う
程、粗大な晶出物の分断および再固溶が短時間で完了し
て生産性が向上する。従って均質化熱処理は 580℃以
上、より好ましくは 600℃以上の温度で行うのが良い。

【００１０】前記の 580℃以上での均質化熱処理の処理
時間は４時間未満とする。均質化熱処理時間が４時間以
上になると、鋳造時に形成した粗大な金属間化合物は分
断および再固溶するが、一方新たな金属間化合物が生
成、析出してしまい、エッチングの際に箔の異常溶解を
引き起こす。従って均質化熱処理時間は４時間未満に限
定され、より好ましくは１〜３時間で行うのが良い。前
記の新たに析出する金属間化合物は、Ｓｉと他の元素と
の化合物であると考えられる。なお、 580℃以上での保
持時間４時間未満は、 580℃以上での保持のトータル時
間を意味する。

【００１１】そしてこのように均質化熱処理を施した
後、 420〜570 ℃の温度まで冷却する。前記の均質化熱
処理後直ちに熱間圧延を行った場合、均質化熱処理で固
溶させた金属元素の一部は、熱間圧延時に 0.1μｍ以下
の極めて微細な金属間化合物として多数析出してしま
い、そのため異常溶解が発生し静電容量の低下を招く。
均質化熱処理後 420〜570 ℃の温度まで冷却した場合、
均質化熱処理で固溶させた金属元素は析出するが、この
析出は固溶し切れずに残った金属間化合物を粗大化させ
る形で生じるため、エッチング性に大きな影響を及ぼさ
ない。この処理によって固溶元素量が減少し、熱間圧延
時に 0.1μｍ以下の微細な化合物が多数析出することを
抑制できる。より好ましくは 560℃以下 420℃の温度ま
で冷却して保持を行うのが良い。一方、均質化熱処理後
の冷却温度が 420℃未満のように低すぎると、固溶させ
た金属元素は 0.1μｍ以下の微細な化合物として多数析
出するようになり、異常溶解の原因となる。さらに熱間
圧延時の変形抵抗の増大等による加工性の低下を招くこ
とから、冷却温度の下限は 420℃以上とすることが好ま
しい。他方、 570℃を超えると高温で析出する新たな金
属間化合物の析出を抑制することができない。また固溶
量を十分に下げ熱間圧延時に微細な化合物が多数析出す
ることを抑制するためには、 420〜570 ℃に冷却後30分
以上12時間以下の保持を行うことが好ましい。またこの
保持時間は、前記金属間化合物の析出の他に、エネルギ
ーコストの関係からも30分以上12時間以下とすることが
好ましい。

【００１２】鋳塊は、前記均質化熱処理および 420〜57
0 ℃の温度への冷却保持の後、この温度(420〜570 ℃)
で熱間圧延を開始し常法にしたがって熱間圧延および冷
間圧延を順次施して、箔地に加工される。冷間圧延で
は、必要に応じ中間焼鈍を施す。前記箔地は常法にした
がって箔圧延される。得られた箔は、必要に応じ焼鈍し
て歪みを除去したのち、エッチング処理と陽極酸化処理
が順次施されて陰極に加工される。以上の製造方法によ
って、得られる箔はエッチングが均一になされ、エッチ
ング後の強度の低下も小さい。

【００１３】

【実施例】以下に本発明を実施例により詳細に説明す
る。 （実施例１）表１に示す組成のアルミニウム合金を半連
続鋳造法によりスラブ（厚さ200mmの板状鋳塊）に鋳造
した。得られたスラブを表２に示すごとく種々条件にて
均質化熱処理を施したのち冷却保持し、次いで保持温度
で熱間圧延を開始して厚さ６mmの板材に常法により熱間
圧延した。次にこの熱間圧延材を冷間圧延して厚さ0.4
mmの箔地とし、この箔地を箔圧延して厚さ0.04mmの箔に
加工した。前記冷間圧延では、材種により適宜中間焼鈍
を入れた。得られた各々の箔にエッチング処理を施し、
エッチングむらおよび引張強さを調査した。エッチング
処理は箔を55℃のエッチング液に浸漬し、この箔に60Ｈ
ｚの交流を８Ａ/dm²の電流密度で３分間通電して行っ
た。その結果を表３に示す。

【００１４】

【表１】

【００１５】

【表２】

【００１６】

【表３】

【００１７】表１〜表３から明らかなように、本発明方
法品（No.1〜5)は、いずれも、引張強さがエッチング前
後の両方において高かった。エッチングむらも全く発生
しなかった。No.3は冷間圧延途中で中間焼鈍を入れたも
のであるが、特性上の差は特には認められなかった。こ
れに対し、比較例品のNo.6、7 は箔の引張強さがエッチ
ング前後とも低かった。これは、前者はアルミニウムの
純度が 99.95wt％と高かったため、後者はＣｕの含有量
が0.01wt％未満と低かったためである。No.8はエッチン
グ後の引張強さが低下した。これはＣｕの含有量が 0.6
wt％を超えたため、エッチングの際に箔がエッチング液
と非常に激しく反応し、異常溶解したためである。No.9
はエッチングむらが発生し、エッチング後の引張強さも
著しく低下した。これは、アルミニウムの純度が98.5wt
％以下と低いため、箔がエッチング液と非常に激しく反
応し、エッチング量が過度となり、正常な粗面が得られ
なかったためである。冷間圧延途中の中間焼鈍の影響
は、特には認められなかった。

【００１８】（実施例２）表１に示した No.Ｂの合金
を、実施例１と同様の方法および条件にて厚さ0.04mmの
箔に加工した。製造にあたり、表４に示すごとくスラブ
の均質化熱処理等の条件は種々に変化させた。得られた
箔を実施例１と同じ方法によりエッチングし、エッチン
グ前後の箔の引張強さとエッチングむらを調査した。エ
ッチング後の箔に陽極酸化処理を施して陰極とし、静電
容量を測定した。静電容量は、ＬＣＲメーターを用いて
測定した。陽極酸化処理は、60℃に加温した５％アジピ
ン酸アンモニウム溶液に浸漬し10Ｖの電圧を付与して行
った。その結果を表５に示す。

【００１９】

【表４】

【００２０】

【表５】

【００２１】表４および表５より明らかなように、本発
明方法品(No.10〜12) は、いずれも箔の引張強さが高
く、エッチングむらも発生せず、静電容量も高かった。
No.11は冷間圧延の途中で焼鈍を入れたものであるが、
焼鈍を入れなかったものとの間に特性上の差異は特には
認められなかった。他方、比較例品のNo.15 は均質化熱
処理温度が低かったため、鋳塊中の粗大晶出物の多くが
箔に残存した。その結果エッチングむらが発生し、エッ
チング後の引張強さも著しく低下した。エッチングむら
が生じたため、静電容量も大幅に低下した。No.16 とN
o.17 は、均質化熱処理から熱間圧延開始までにスラブ
が 580℃以上の温度に保持された時間が長かったため、
固溶元素が、新たな金属間化合物として析出し、この析
出物がそのまま箔にまで持ち来たされて、エッチングの
際、箔に異常溶解が起きた。そのため、静電容量および
引張強さが低下した。

【００２２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明では、所定組
成のアルミニウム合金鋳塊を、高温、短時間の所定条件
で均質化熱処理し、均質化熱処理後所定温度以下に冷却
保持して熱間圧延するので、得られる箔地は、粗大晶出
物や析出物が存在せず、従ってこの箔地を箔圧延して得
られる箔はエッチング性が良好で且つ強度が高く、これ
を陰極に用いた電解コンデンサは静電容量等が高く性能
に優れたものとなる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルミニウムの純度が98.5wt％以上、9
   9.9wt％未満であり、Ｆｅを0.15wt％以下、Ｓｉを0.15w
   t％以下、Ｃｕを0.01〜0.6 wt％含有し、残部が不可避
   的不純物からなるアルミニウム合金鋳塊を 580℃以上の
   温度で４時間未満の均質化熱処理を施した後、 420〜57
   0 ℃の温度まで冷却し、該温度に30分以上12時間以下保
   持し、その後前記温度で熱間圧延を開始して常法にした
   がって熱間圧延と冷間圧延を順次施すことを特徴とする
   電解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔地の製造方
   法。