JPH11199992A - 電解コンデンサ陰極用アルミニウム軟質箔の製造方法 - Google Patents

電解コンデンサ陰極用アルミニウム軟質箔の製造方法

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JPH11199992A
JPH11199992A JP711598A JP711598A JPH11199992A JP H11199992 A JPH11199992 A JP H11199992A JP 711598 A JP711598 A JP 711598A JP 711598 A JP711598 A JP 711598A JP H11199992 A JPH11199992 A JP H11199992A
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etching
foil
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ingot
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JP711598A
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Mutsuko Watanabe
睦子 渡辺
Hidemiki Matsumoto
英幹 松本
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Furukawa Electric Co Ltd
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Furukawa Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 表面欠陥がなく、高強度で、エッチングむら
がなく、静電容量の高い電解コンデンサ陰極用アルミニ
ウム軟質箔を製造する。 【解決手段】 アルミニウムの純度が99.0〜99.
9重量%(以下、%と略記する)で、Feを0.15%
以下、Siを0.15%以下、Cuを0.01%以下
(0%を含む)含有するアルミニウム鋳塊に500℃以
上の温度で1時間以上加熱する均質化熱処理を施し、そ
の後100℃以下まで冷却して鋳塊の両面を片面あたり
3mm以上面削し、次いで350〜540℃の温度範囲
で、かつ前記均質化熱処理温度より低い温度で所定時間
再加熱し、次いで熱間圧延、冷間圧延、最終焼鈍を順に
施す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電解コンデンサの
陰極に用いられるアルミニウム軟質箔の製造方法に関す
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おり、このア
ルミニウム箔を用いた電解コンデンサでは、静電容量を
高めるために、陽極用だけでなく、陰極用のアルミニウ
ム箔にも電気化学的または化学的エッチングを施して表
面積を増大させている。また陰極用箔は陽極用箔と比較
して厚さが薄いため高強度が要求される。このようなア
ルミニウム箔は、所定組成のアルミニウム溶湯を半連続
鋳造法により鋳造して鋳塊とし、この鋳塊を均質化熱処
理後、厚さ2〜8mmの板材に熱間圧延し、次いで10
〜100μm厚さに冷間圧延して製造される。軟質箔と
して使用される場合は最終焼鈍処理が施され、前記冷間
圧延では必要に応じて中間焼鈍が施される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】アルミニウム箔のエッ
チングは、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粗面化しすぎて静電容量および強度
が低下する。従って、適正な粗面を得るには、エッチン
グ条件を極めて正確にコントロールする必要がある。し
かし、アルミニウム箔を全表面に渡って均一にエッチン
グするのは困難で、実際にはエッチングにむらが生じて
十分な強度や静電容量が得られないという問題がある。
また鋳塊表面近傍のブローホールに起因して箔表面に欠
陥が発生することがある。本発明は、表面欠陥がなく、
高強度で、エッチングむらがなく静電容量の高い電解コ
ンデンサ陰極用アルミニウム軟質箔の製造を目的とす
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
アルミニウムの純度が99.0〜99.9重量%(以
下、%と略記する)で、Feを0.15%以下、Siを
0.15%以下、Cuを0.01%以下(0%を含む)
含有するアルミニウム鋳塊に500℃以上の温度で1時
間以上加熱する均質化熱処理を施し、その後100℃以
下まで冷却して鋳塊の両面を片面あたり3mm以上面削
し、次いで350〜540℃の温度範囲で、かつ前記均
質化熱処理温度より低い温度で所定時間再加熱し、さら
に熱間圧延、冷間圧延、最終焼鈍を順に施すことを特徴
とする電解コンデンサ陰極用アルミニウム軟質箔の製造
方法である。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明は、アルミニウム鋳塊の純
度および組成を適正に規定して、得られる箔のエッチン
グ性を高強度を維持しつつ改善し、また均質化熱処理後
の鋳塊をそのまま熱間圧延する従来工程を、均質化熱処
理後鋳塊を一旦冷却して表面のブローホールを除去した
のち所定温度に再加熱して熱間圧延する工程に改めて得
られる箔の表面品質を改善した電解コンデンサ陰極用ア
ルミニウム軟質箔の製造方法である。本発明において、
アルミニウム鋳塊の純度を99.0〜99.9%に規定
する理由は、純度が99.0%未満では箔がエッチング
液と激しく反応して適正な粗面が得られず、99.9%
を超えると陰極用箔としての強度が不足するためであ
る。
【0006】FeとSiはアルミニウム中に不可避に含
まれる元素で、その大半はアルミニウム溶湯を半連続鋳
造する際に径が5μm以上の粗大な金属間化合物として
晶出する。この粗大晶出物はエッチングむらの原因にな
り、またエッチング液との反応を促進してアルミニウム
箔を過度にエッチング(異常溶解)させる。本発明で
は、鋳塊を所定条件で均質化熱処理することにより、前
記粗大晶出物を1μm程度以下に分断しまたは固溶させ
て、前記エッチングむらや異常溶解の問題を改善する。
前記晶出物はFeが0.15%を超えても、Siが0.
15%を超えても著しく粗大化し、均質化熱処理による
粗大晶出物の分断・固溶効果が十分に発現されなくな
る。このため本発明ではFeおよびSiをそれぞれ0.
15%以下に規定する。また粗大晶出物が十分に分断さ
れないと箔表面に欠陥が出易くなる。
【0007】本発明において、Cuはエッチングの均一
化に効果がある。その含有量を0.01%以下(0%含
む)に規定する理由は、0.01%を超えると電解コン
デンサの陰極箔として使用する際、電解コンデンサの充
放電の繰返しでCuが電解液中に析出し、この析出物に
より電極間が短絡して電解コンデンサの寿命が低下す
る。Cuのエッチング均一化の効果は0.001%以上
で明瞭に現れる。本発明において、Fe、Si、Cu以
外の元素はアルミニウム地金に含まれる不純物元素の範
囲であれば含有されていても差し支えない。
【0008】本発明において、前記鋳塊の均質化熱処理
を500℃以上の温度で1時間以上加熱する条件で施す
理由は、500℃未満でも、また1時間未満でも粗大晶
出物の分断・固溶効果が十分に発現されないためであ
る。均質化熱処理温度は高温の方が粗大晶出物の分断・
固溶がより短時間で完了するので望ましい。処理温度は
550℃以上が望ましく、処理時間はコストおよび生産
性を考慮して24時間以内が望ましい。
【0009】前記均質化熱処理では鋳塊にブローホール
が発生する。このブローホールは、アルミニウムの純度
が低いほど、熱処理温度が高いほど発生し易い。またこ
のブローホールは熱間圧延により一旦消滅するが、最終
焼鈍後に表面欠陥として現れる。表面欠陥の存在はエッ
チングを過度として引張強さと静電容量を低下させ、さ
らにはエッチングむらの原因にもなる。このため、本発
明では、前記均質化熱処理後、鋳塊表面を面削してブロ
ーホールを除去する。前記面削厚さを3mm以上に規定
する理由は、3mm未満ではブローホールが十分に除去
されないためである。特に望ましい面削厚さは5〜15
mmである。本発明において、均質化熱処理後、鋳塊を
100℃以下に冷却して面削するのは、100℃を超え
る温度では鋳塊のハンドリングに支障をきたすためであ
る。
【0010】均質化熱処理で固溶した元素は、熱間圧延
または箔の最終焼鈍工程で0.1μm以下の極めて微細
な化合物として多数析出して箔の異常溶解を誘発して静
電容量や強度の低下を招く。このため、本発明では、熱
間圧延前に再加熱して前記固溶元素をエッチング性を大
きく害さない1μm程度の大きさに析出させる。前記再
加熱温度を、350〜540℃の温度範囲で、かつ前記
均質化熱処理温度より低い温度に規定する理由は、35
0℃未満では前記固溶元素が0.1μm以下の極めて微
細な金属間化合物として析出して異常溶解の原因とな
り、また540℃を超える温度でも、前記均質化熱処理
温度以上の温度でも、再加熱中に添加元素が再固溶し圧
延中に析出が起こり易く、またブローホールも発生し易
くなりエッチング性が低下するためである。前記再加熱
は加熱時間短縮のため450℃以上の高温側で行うのが
望ましい。またエネルギーコストの点から3時間以内の
時間で施すのが望ましい。本発明では、再加熱で得られ
た良好な析出状態を保持するため、再加熱後は冷却しな
いでそのまま熱間圧延する。熱間圧延後は冷間圧延と最
終焼鈍を順に施してアルミニウム軟質箔とする。この軟
質箔はエッチングして電解コンデンサ用陰極箔として用
いられる。
【0011】
【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に示す本発明規定組成(No.A〜E、
H) のアルミニウム鋳塊(厚さ200mm)に均質化熱
処理を施し、室温に冷却後面削し、次いで再加熱したの
ち、そのまま熱間圧延を施して厚さ6mmの熱延板と
し、この熱延板を冷間圧延して厚さ0.1mmの箔と
し、この箔に300℃で5時間の最終焼鈍を施してアル
ミニウム軟質箔を製造した。均質化熱処理条件、面削厚
さ、再加熱条件は本発明で規定する範囲内で種々に変化
させた。
【0012】(比較例1)表1に示す本発明規定組成(N
o.B〜E) のアルミニウム鋳塊を用い、製造条件を本発
明規定範囲外とした他は、実施例1と同じ条件でアルミ
ニウム軟質箔を製造した。
【0013】(比較例2)表1に示す本発明規定外組成
(No.F、G、I) のアルミニウム鋳塊を用いた他は実施
例1と同じ方法によりアルミニウム軟質箔を製造した。
【0014】このようにして得られた各々の軟質箔につ
いて、表面欠陥、引張強さ、エッチングむら、静電容量
を調べた。結果を表2、3に示す。表面欠陥は目視によ
り調べた。欠陥が存在しないものを○、若干存在するも
のを△、多数存在するものを×で示した。エッチングむ
らは、各軟質箔から所定寸法のサンプルを切出し、これ
を55℃のエッチング液(5%塩酸と0.5%硫酸の混
合水溶液)に浸漬し、60Hz、8A/dm2の交流電
流を3分間通電してエッチングしたものについて調べ
た。静電容量は15%アジピン酸アンモニウム水溶液中
でLCRメーターを用いて測定した。測定値は純度9
9.96%の軟質箔(試料No.8、合金 No.F)の静電容
量を100とした相対値で示した。表2、3には各試験
結果を考慮した総合評価も併記した。総合評価は、全て
の試験項目に優れるものを○(合格)、1項目でも劣る
ものがあるものは×(不合格)で示した。
【0015】
【表1】
【0016】
【表2】 (注)片側の面削厚さ、単位mm。箔の表面欠陥:○なし、△あり、×多い。 箔の引張強さ:単位:N/mm2、前:エッチング前、後:エッチング後。 エッチングむら:◎全くなし、○なし、△あり、×多い。 本発明例。
【0017】
【表3】 (注)片側の面削厚さ、単位mm。箔の表面欠陥:○なし、△あり、×多い。 箔の引張強さ:単位:N/mm2、前:エッチング前、後:エッチング後。 エッチングむら:○なし、△あり、×多い。
【0018】表2、3より明らかなように、実施例1
(本発明例)の軟質箔 (No.1〜7)はいずれも表面欠陥が
なく、エッチング前後の強度が高く、エッチングむらが
なく、静電容量も高く、総合的に優れるものであった。
特にCuを0.001〜0.01%含有するNo.2〜7 は
エッチングが極めて良好に行われ、エッチングむらは全
く認められなかった。
【0019】一方、比較例1のNo.9は均質化熱処理時間
が短かったため、粗大晶出物の分断・溶解が不十分とな
り、エッチング後の引張強さと静電容量が低下した。N
o.10は均質化熱処理温度が低いため、No.9と同じ理由で
エッチング後の引張強さと静電容量が低下し、さらにエ
ッチングむらも生じた。No.11は熱間圧延前の再加熱温
度が高かったため、ブローホールが生じて箔表面に欠陥
が生じ、最終焼鈍で微細な析出物が多数生じてエッチン
グが過度となりエッチング後の引張強さと静電容量が低
下し、さらにエッチングむらも多数生じた。No.12は再
加熱温度が低かったため、再加熱時に微細な析出物が多
数生じてエッチング後の引張強さと静電容量が低下し
た。No.13は均質化熱処理を行わなず、その上再加熱処
理温度が高かったため、No.10,11 と同じ理由で箔表面
に欠陥が多数生じ、エッチング後の引張強さと静電容量
が低下し、さらにエッチングむらも多数生じた。No.14
は面削量が少なかったため、ブローホールが多数残存し
て箔表面に欠陥が多数生じ、エッチング後の引張強さと
静電容量が低下し、さらにエッチングむらも多数生じ
た。
【0020】比較例2のNo.8はアルミニウムの純度が9
9.9%を超えて高純度のためエッチング前後ともに引張
強さが低く実用性に劣った。No.15はSiとFeの量が
多かったため、エッチングが過度となりエッチング後の
引張強さと静電容量が低下した。No.16はCuの含有量
が多かったため、エッチング後の引張強さと静電容量が
低下し、さらにエッチングむらも生じた。No.17はSi
とFeの量が多い上Alの純度が低かったため、エッチ
ングが過度となり、箔表面に欠陥が生じ、エッチング後
の引張強さと静電容量が低下し、さらにエッチングむら
も多数生じた。
【0021】さらに述べれば、本発明例のNo.1〜7 は、
基準となる高純度AlのNo.8(合金No.F)と較べて静電
容量が基準のNo.8との相対値で101〜93の範囲にあ
り、十分実用可能な特性を示した。比較例のNo.9〜14,N
o.15〜17はいずれも、前記静電容量が本発明例 (No.1〜
7)より劣った。また総合評価も、本発明例のNo.1〜7は
すべての試験項目に優れていて合格(○)であったが、
比較例のものはすべて不合格(×)であった。このよう
に、本発明例のNo.1〜7 は電解コンデンサ陰極用アルミ
ニウム軟質箔として十分な特性を有すると同時に、適量
のFe、SiまたはFe、Si、Cuの含有が許容され
るため比較的低純度のAl地金が使用できコスト低減の
効果も得られる。
【0022】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば、
表面欠陥がなく、高強度で、エッチングむらがなく、静
電容量の高い電解コンデンサ陰極用アルミニウム軟質箔
が得られ、電解コンデンサの高強度化、高静電容量化な
どに寄与するところ大である。依って工業上顕著な効果
を奏する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C22F 1/00 682 C22F 1/00 691C 691 691B 692B 692 H01G 9/04 346

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アルミニウムの純度が99.0〜99.
    9重量%(以下、%と略記する)で、Feを0.15%
    以下、Siを0.15%以下、Cuを0.01%以下
    (0%を含む)含有するアルミニウム鋳塊に500℃以
    上の温度で1時間以上加熱する均質化熱処理を施し、そ
    の後100℃以下まで冷却して鋳塊の両面を片面あたり
    3mm以上面削し、次いで350〜540℃の温度範囲
    で、かつ前記均質化熱処理温度より低い温度で所定時間
    再加熱し、次いで熱間圧延、冷間圧延、最終焼鈍を順に
    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
    ム軟質箔の製造方法。
JP711598A 1998-01-19 1998-01-19 電解コンデンサ陰極用アルミニウム軟質箔の製造方法 Pending JPH11199992A (ja)

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