JPH11199993A - 電解コンデンサ中低圧陽極用アルミニウム軟質箔の製造方法 - Google Patents

電解コンデンサ中低圧陽極用アルミニウム軟質箔の製造方法

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JPH11199993A
JPH11199993A JP711698A JP711698A JPH11199993A JP H11199993 A JPH11199993 A JP H11199993A JP 711698 A JP711698 A JP 711698A JP 711698 A JP711698 A JP 711698A JP H11199993 A JPH11199993 A JP H11199993A
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ppm
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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】 高い静電容量が得られ且つ安価な電解コンデ
ンサ中低圧陽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99.9重量%
(以下、%と略記する)以上で、Feを20〜200p
pm、Siを20〜300ppm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、面削後の鋳塊を3
50〜540℃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、高い静電容量が得
られ、且つ安価な電解コンデンサ中低圧陽極用アルミニ
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かつ小型
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
るためにアルミニウム箔は中低圧陽極用、陰極用とも電
気化学的または化学的エッチングを施して実効面積を拡
大して単位面積あたりの静電容量を高めている。そし
て、電解コンデンサ中低圧陽極用アルミニウム軟質箔
は、通常、高純度のアルミニウム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、熱間圧
延して厚さ2〜8mmの熱延板とし、この熱延板を冷間
圧延して厚さ30〜100μmの箔とし、この箔に最終
焼鈍を施して製造されている。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】ところで電解コンデン
サ中低圧陽極用アルミニウム箔には、不可避不純物のF
e、Siの量を極力排除した高純度のアルミニウムが用
いられてきた。その理由はFe、Siの量が多いとエッ
チングの際に箔表面が異常溶解して、実効面積を拡大で
きず高い静電容量が得られないためである。しかしF
e、Siを極力排除した高純度のアルミニウムは非常な
コスト高になるという問題がある。本発明は、上記問題
に鑑みなされたもので、Fe、Siの含有量が比較的多
い安価なアルミニウムを用いても異常溶解が起きず高い
静電容量が得られる電解コンデンサ中低圧陽極用アルミ
ニウム軟質箔の製造方法を提供するものである。
【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99.9重量%(以下、%と略記
する)以上で、Feを20〜200ppm、Siを20
〜300ppm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、面削後の鋳塊を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中低圧陽
極用アルミニウム軟質箔の製造方法である。
【0005】請求項2記載の発明は、アルミニウムの純
度が99.9重量%(以下、%と略記する)以上で、F
eを20〜200ppm、Siを20〜300ppm、
Cuを10〜100ppm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、面削後の鋳塊を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
サ中低圧陽極用アルミニウム軟質箔の製造方法である。
【0006】
【発明の実施の形態】請求項1記載の発明において、ア
ルミニウム鋳塊の純度を99.9%以上に規定する理由
は99.9%未満では、不純物などの量が多くなり、軟
質箔がエッチング液と激しく反応するようになって異常
溶解を防止するのが困難になるためである。Fe、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
物はエッチング液との反応を激しくしてアルミニウム箔
に異常溶解を発生させる。
【0007】この異常溶解は、晶出物とアルミニウムマ
トリックスとの電位差によって局部電池が形成されて起
きる化学的な自然溶解で、静電容量を高める実効面積の
拡大には寄与しないものである。従って前記粗大晶出物
は極力低減する必要がある。前記自然溶解による溶解量
はエッチング前後の質量変化(溶解減量)から電気化学
的溶解量を引いた値(自然溶解量=溶解減量−電気化学
的溶解量)で表される。エッチング条件が一定の場合は
電気化学的溶解量は一定となるため、溶解減量がそのま
ま自然溶解量の指針となる。つまり溶解減量の少ない箔
ほど異常溶解は少なく、高い静電容量が得られる。
【0008】請求項1記載の発明では、鋳塊を所定条件
で均質化熱処理することにより、前記粗大晶出物をエッ
チング性への影響の小さい1μm程度以下に分断しまた
は固溶させて異常溶解の発生を抑える。請求項1記載の
発明において、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が十分に分断また
は固溶されないためである。請求項1記載の発明では、
均質化熱処理を高温で行うほど粗大晶出物の分断または
固溶が短時間で完了する。このため均質化熱処理は55
0℃以上の高温で行うのが望ましい。処理時間はエネル
ギーコストや生産性を考慮して24時間以内が望まし
い。
【0009】請求項1記載の発明において、Feを20
〜200ppm、Siを20〜300ppmに規定する
理由は、Feが200ppmを超えても、またSiが3
00ppmを超えても粗大晶出物の分断または固溶が十
分に行われずに異常溶解が発生し、またFeが20pp
m未満でも、Siが20ppm未満でもアルミニウム地
金が高価となって本発明の低コスト化の目的が達成でき
なくなるためである。前記規定値の上限が、Siの方が
Feより高いのは、SiはFeより固溶し易いためであ
る。請求項1記載の発明において、Si、Fe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。
【0010】請求項2記載の発明は、請求項1記載のア
ルミニウム鋳塊にさらにCuを微量含有させて、得られ
るアルミニウム軟質箔のエッチング性をより均一化させ
たものである。前記Cuの含有量を10〜100ppm
に規定する理由は、Cuの含有量が10ppm未満では
その効果が十分に得られず、100ppmを超えるとC
uが析出するようになって異常溶解が発生するためであ
る。この発明において、Si、Fe、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。
【0011】本発明では、均質化熱処理時に鋳塊にブロ
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。
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
焼鈍後の箔の表面に欠陥として現れる。この表面欠陥は
異常溶解を誘発し静電容量を低下させる。このため、本
発明では、均質化熱処理後の鋳塊は、その両面を面削し
てブローホールを除去する。前記面削厚さを片面あたり
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5〜15mmである。本発明において、均質化
熱処理後、鋳塊を100℃以下に冷却するのは、100
℃を超える温度では面削時の鋳塊のハンドリングに支障
を来すためである。
【0012】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異常溶解の原因になる。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への影響が小さい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、350℃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。また時間はエネルギ
ーコストの点から3時間以内が望ましい。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後化成処理を施して
電解コンデンサ中低圧陽極用アルミニウム軟質箔として
用いられる。前記冷間圧延では必要に応じて中間焼鈍を
施しても良い。
【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に示す本発明規定組成(No.A〜F) の
厚さ200mmのアルミニウム鋳塊に均質化熱処理を施
し、室温に冷却後鋳塊両面を面削し、次いで所定時間再
加熱したのち、冷却せずに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規定内で種々
に変化させた。
【0014】(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。
【0015】(比較例2)表1に示す本発明規定外組成
(No.G〜J) 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。ここ
で、No. Gは本発明規定組成外であるが、Fe、Siの
量が本発明規定組成より少なく高純度であり、No. H〜
JはFe、Si、Cuの少なくとも1種が本発明規定組
成の規定範囲の上限を上回るものである。
【0016】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、エッチングによる溶解減量、エッチン
グ箔の静電容量とエッチングの均一性を調べた。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。
溶解減量は、各軟質箔から所定寸法のサンプルを切出し
てエッチングし、エッチング前後の重量差を測定した。
この測定値は、純度99.99%のアルミニウム軟質箔
(No.15) の測定値を100とした相対値で表した。前記
エッチングは、サンプルを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、60H
z、8A/dm2の交流電流を3分間通電して行った。
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
9.99%のアルミニウム軟質箔(No.15) の測定値を1
00とした相対値で表した。エッチングの均一性は目視
観察により行った。結果は表2、3に示す。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。
【0017】
【表1】
【0018】
【表2】 (注)片側の面削厚さ、単位mm。箔の表面欠陥、○なし。 No.15(表3)の溶解減量を 100としたときの相対値。 No.15(表3)の静電容量を 100としたときの相対値。 ◎極めて良好、○良好。本発明例。
【0019】
【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。 No.15 の溶解減量を 100としたときの相対値。No.15 の静電容量を 100としたときの相対値。○良好、△ややむらあり、×むらが多い。
【0020】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.1〜8)はいずれも表面欠陥が
なく、溶解減量が少なく、静電容量が高く、総合評価に
優れるものであった。特にCuを10〜100ppm含
有するNo.2〜8 はエッチングが極めて均一に行われ、A
l純度を勘案した溶解減量が少なかった。
【0021】比較例1のNo.9は均質化熱処理時間が短か
いため No.10は均質化熱処理温度が低いため、いずれも
粗大晶出物の分断または溶解が不十分となり、溶解減量
が増加しまた静電容量が低下した。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
面に欠陥が生じた。また最終焼鈍で微細な析出物が多数
生じたためエッチング時に異常溶解が起き、その結果溶
解減量の増加と静電容量の低下を招いた。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
じて異常溶解が起き、溶解減量の増加と静電容量の低下
を招いた。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
表面に欠陥が生じ、溶解減量の増加と静電容量の低下を
招いた。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、溶解減量の著
しい増加と静電容量の低下を招いた。
【0022】比較例2の No.16はCuの量が多かったた
め溶解減量の増加と静電容量の低下を招いた。No.17は
SiとFeの量が多かったためエッチング時に異常溶解
が起き、溶解減量の著しい増加と静電容量の著しい低下
を招いた。No.18はSi、Fe、Cuの量が多くかつA
lの純度が低かったためエッチング時に異常溶解して箔
表面に欠陥が生じ、溶解減量の著しい増加と静電容量の
著しい低下を招いた。
【0023】さらに述べれば、本発明例のNo.1〜8 は、
基準となる高純度Alの No.15(合金No.G)と較べて溶
解減量、静電容量は若干劣るが、溶解減量は基準の No.
15との相対値で100〜120、静電容量は90〜10
0の範囲にあり十分実用可能な特性を示した。しかし、
比較例のNo.9〜14,No.16〜18はいずれも、前記溶解減
量、静電容量とも本発明例より劣った。また総合評価
も、本発明例のNo.1〜8 と基準のNo.15 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.1〜8 は電解コンデンサ中低圧陽極用アルミニウム
軟質箔として十分な特性を有すると同時に、適量のF
e、Si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。
【0024】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば、
高い静電容量が得られる電解コンデンサ中低圧陽極用ア
ルミニウム軟質箔を安価に製造することができ、電解コ
ンデンサの特性向上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 691B 691 691C 692B 692 H01G 9/04 346

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アルミニウムの純度が99.9重量%
    (以下、%と略記する)以上で、Feを20〜200p
    pm、Siを20〜300ppm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、面削後の鋳塊を3
    50〜540℃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
    ンデンサ中低圧陽極用アルミニウム軟質箔の製造方法。
  2. 【請求項2】 アルミニウムの純度が99.9重量%
    (以下、%と略記する)以上で、Feを20〜200p
    pm、Siを20〜300ppm、Cuを10〜100
    ppm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10
    0℃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、面削後の鋳塊を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中低圧陽極用アル
    ミニウム軟質箔の製造方法。
JP711698A 1998-01-19 1998-01-19 電解コンデンサ中低圧陽極用アルミニウム軟質箔の製造方法 Pending JPH11199993A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006169629A (ja) * 2004-11-22 2006-06-29 Showa Denko Kk 電解コンデンサ用アルミニウム合金材及びその製造方法、電解コンデンサ用電極材の製造方法、電解コンデンサ用陽極材並びにアルミニウム電解コンデンサ
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