JPS63265416A - 電解コンデンサ電極用アルミニウム合金箔の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は電解コンデンサ電極用アルミニウム合金箔に
関する。

従来の技術及びその問題点 電解コンデンサ用アルミニウム電極箔の性質としては、
■静電容量が大きいこと、■特に陽極箔として用いる場
合には漏洩電流が少ないこと、■曲げ強度が高いこと、
などが要求される。

ここで、静電容量を増大するために、一般に、アルミニ
ウム箔をエツチング処理してその表面積を拡大すること
が行われているが、拡面率を向上してより一層の静電容
量の増大を図るためには、立方体方位を有する結晶粒が
多いこと、エツチングの際のトンネル密度が高いこと等
が必要である。また漏洩電流を少なくするためには、ア
ルミニウム箔表面にエツチング後被覆形成される誘電体
皮膜としての陽極酸化皮膜に欠陥がないことが必要であ
る。

従来、電解コンデンサ電極用アルミニウム箔としては、
アルミニウム中の不可避不純物であるＦｅ％ＳＬの量を
極力少なくした高純度アルミニウム箔が用いられていた
。この理由は、アルミニウム中のＦｅ５ｓｉ含有量が増
加すると立方体方位を有する結晶粒が少なくなる傾向に
あるとともに、エツチングの際に箔表面が異常に溶解し
トンネル密度が少なくなり、その結果エツチング後の箔
表面の拡面率を向上することができず、静電容量が少な
いものとなってしまうからである。さらにまた、Ｆｅ％
５ｉｆｆｉの増加は、陽極酸化皮膜の欠陥を多くし、漏
洩電流を大きくすることにもつながるからである。

ところが、Ｆｅ１Ｓｉを極力排除した高純度アルミニウ
ム箔は、コストが非常に高くつくという欠点があった。

この発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、
Ｆｅ％Ｓｉ量の比較的多いアルミニウム箔であっても静
電容量の低下や漏洩電流の増大を招くことなく電解コン
デンサ電極箔としての使用を可能とし、もって安価な電
極箔の提供を可能とぜんとするものである。

問題点を解決するための手段 上記目的において、発明者は種々実験と研究を重ねた結
果、筒中のＦ　ｅ　ｓ　Ｓ　ｉ含有量の多い場合であっ
ても、析出Ｆｅ、析出Ｓｉの量を一定値以下に制御する
ことにより、静電容量の低下、漏洩電流の増大の防止が
可能であることを知見するに至り、かかる知見に基いて
この発明を完成しえたものである。

即ちこの発明は、アルミニウムの純度が９９゜９％以上
であって、Ｆｅ　：　０．　００１５〜０゜００８ｗｔ
％、Ｓｉ　：　０．００１５〜０．０１ｗｔ％を含有し
、あるいはさらにＣｕ：０．００１〜０．０１ｗｔ％を
含有し、かつＦｅとＳｉの析出量がそれぞれ含有量の１
０％以下に規制されてなることを特徴とする電解コンデ
ンサ電極用アルミニウム合金箔を要旨とするものであり
、さらにはまた、アルミニウムの純度が９９．９％以上
であって、Ｆｅ；０．００１５〜０．００８ｗｔ％、Ｓ
ｉ　：　０．００１５〜０．０１ｗｔ％を含有し、ある
いはさらにＣｕ：０．００１〜０．０１ｗｔ％を含有し
、かつＦｅとＳｉの析出量がそれぞれ含有量の１０％以
下に規制されてなり、しかも全結晶粒のうち立方体方位
を有するものが８０％以上を占めて存在し、かつ結晶粒
の平均粒径が０．０５〜１０ａｗの範囲である電解コン
デンサ電極用アルミニウム合金箔を要旨とするものであ
る。

使用アルミニウムの純度を９９６９％以上としたのは、
９９．９％未満では箔の静電容量が小さいものとなって
しまうからである。

Ｆｅ％；ｌはアルミニウム中に不可避的に含有されるも
のであるが、析出Ｆｅ５Ｓｉ量を後述する所期値以下に
制御するために、この発明では、Ｆｅ；　０．００１５
〜０．００８ｗｔ％、Ｓｋｉ　：　０．００１５〜０．
０１ｗｔ％の範囲に含有されなければならない。即ち、
Ｆｅが０．。

０８ｗｔ％を超え、ＳＬが０．０１ｗｔ％を超えると、
所期する析出量に制御することが困難となり、かつ結晶
粒の結晶方位の制御も困難となる。

好ましくはＦｅ、Ｓｉともに０．００５ｗｔ％以下とす
るのが良い。逆に、Ｆｅ：０．００１５＋ｇ％未満、Ｓ
ｉ：０．００１５ｗｔ％未満ではコストが上昇しこの発
明の目的を達成できない。

なおＳＬはＦｅより固溶し易く、析出量の制御が容易な
ので、Ｆｅよりも許容上限値を大きくしたものである。

任意添加元素としてのＣｕはエツチング性を均一かつ良
好にする効果ある。

しかし０．００１ｗｔ％未満ではその効果に乏しく、逆
に０．０１ｗｔ％を超えると箔表面の過度の溶解を生ず
るものとなる。なお他の不純物元素は９９．９％アルミ
ニウム純度に含まれる範囲とする。

Ｆｅ％Ｓｉの析出量は、いずれも各含有量の１０％以下
に規制されなければならない。１０％を超えるとエツチ
ングの際表面が過度に溶解して、結果的に箔の大きな拡
面率が得ることができず、ひいては静電容量が小さいも
のとなってしまうからである。また陽極酸化後の皮膜欠
陥が増大し、漏洩電流が多くなるからである。

好ましくは、いずれも７％以下の析出量とするのが良く
、また少ない程好ましい。また析出物の大きさは、２μ
ｍ以下のものが析出物全体の６０％以下の割合で存在す
るものとなすのが望ましい。ここで、Ｆｅ、Ｓｉの析出
量を１０％以下に制御する方法としては、鋳造時に冷却
速度を大きくし、可及的多く固溶させること（例えば連
続鋳造法も有効な方法である）や、熱間圧延時及び結晶
方位改善のために実施される中間焼鈍時に、析出を極力
少なくするため２００〜４００℃の温度範囲に長時間保
持しないこと、あるいは加熱工程で析出した場合には、
最終焼鈍において高温長時間好ましくは４５０℃×２０
時間以上〜５５０℃×１時間以上加熱保持すること等が
有効である。しかしこれらに限定されるものではない。

また、上記Ｆｅ、Ｓｌの析出量等の限定に加えて、全結
晶粒のうち立方体方位を有するものが８０％以上を占め
て存在し、かつ結晶粒の平均粒径が０．０５〜１０ａｇ
＋の範囲である場合にはエツチング時に一層好ましい波
面状態を実現しうるちのとなる。即ち、立方体方位を有
する結晶粒が８０％未満では、エツチング時にかなりの
トンネルピットが傾斜して形成され、表面溶解の増大を
招き、結果として充分な拡面率が得られない危険がある
。望ましくは８５％以上を占めて存在するのが良い。ま
た結晶粒の平均粒径が０．０５ｍ５＋未満では、前記立
方体方位の形成が困難となるおそれがあり、逆に１０ｍ
５＋を超えると箔の曲げ強度が低下する危険がある。

好ましい平均結晶粒径は０．０５〜５ａｌｌである。

上記アルミニウム合金箔は、これを常法に従うエツチン
グ処理を行って電解コンデンサ用陰極箔として用いても
良く、あるいはその後陽極酸化処理して酸化皮膜を形成
し、陽極箔として、　　用いても良い。

発明の効果 この発明は上述の次第で、Ｆｅ、Ｓｉ量の比較的多いア
ルミニウム箔であっても、Ｆｅ、Ｓｉの析出量を規制す
ることにより、エツチング適性に優れたものとなしえて
、エツチングの際の異常溶解を防止しトンネル密度の高
い拡面率の大きなものとなすことができ、ひいては太き
な静電容量を得ることができる。また陽極箔として用い
る場合においては陽極酸化処理後の皮膜欠陥の少ないも
のとなしえて、漏洩電流を減少できる。その結果、コス
トの安価な低純度アルミニウム箔を用いて、高純度アル
ミニウム箔を用いた場合と同等の性能を有するアルミニ
ウム電極箔の提供が可能となり、コストダウンの点で大
きな利点を有する。

実施例 次にこの発明の実施例を比較例との対比において示す。

［実施例１］ アルミニウム純度９９．９８％であって、Ｆｅ：０．０
０６ｗｔ％、Ｓｉ：０．００８ｗｔ％を含有するアルミ
ニウム合金スラブに、下記の条件で各工程を実施し、厚
さ０．１Ｈの４種類の電解コンデンサ電極用アルミニウ
ム箔を製造した。

■スラブに、常法に従う熱間圧延、−次冷間圧延を順次
的に実施したのち、２００℃Ｘ５０時間の中間焼鈍を実
施し、次いで二次冷間圧延を施したのち、４５０℃×１
０秒間の急熱、急冷による最終焼鈍を実施して箔とした
。

■中間焼鈍を３５０℃×２０時間、最終焼鈍を４５０℃
×１時間、昇温速度２５℃／時間で行った以外は、上記
■と同一の工程を施して箔とした。

■中間焼鈍を３００℃×１０時間、最終焼鈍を５２０℃
×５時間で行った以外は上記■と同一の工程を施して箔
とした。

■熱間圧延の代わりに、溶湯からの連続鋳造による連続
鋳造板を製作するとともに、中間焼鈍を３５０℃×１０
時間、最終焼鈍を５００”ＣＸ１時間で行った以外は上
記■と同一の工程を実施して箔とした。

上記により得た４種類の箔につき、Ｆｅ５ｓｉの析出量
を主に電気抵抗法により測定した。

その後、各アルミニウム箔に、処理液＝５％塩酸（液温
７５℃）、電流密度：直流１０Ａ／ｄｍ、処理時間＝７
分の条件で電解エツチングを施したのち、その静電容量
を３０℃、１０％硼酸アンモニウム溶液中で測定した。

Ｆｅ、Ｓｉの析出量及び静電容量の測定結果を下記第１
表に示す。なお静電容量はＦｅ：０．００１ｗｔ％、Ｓ
ｉ：０．００１ｗｔ％を含有する純度９９゜９９％のア
ルミニウム合金箔の静電容量を１００％として、これと
の相対比較で評価した。

第１表 ［実施例２］ 後記第２表に示すＮｏ５〜１３の各種組成のアルミニウ
ム合金スラブを、熱間圧延、１次冷間圧延、中間焼鈍、
２次冷間圧延、最終焼鈍の順次的実施により、厚さ０．
１ｓ＋の電解コンデンサ電極用アルミニウム箔を製造し
た。なお、中間焼鈍は２００〜ｂ 範囲で、また最終焼鈍は４５０〜ｂ 〜．１００時間の範囲で処理条件を変えて行った。

モして多筒につき、実施例１と同一の条件によりＦｅ、
ＳＬ析出量を測定するとともに、立方体方位を有する結
晶粒の割合及び結晶粒の平均粒径を調べた。

その後多情につき実施例１と同一の条件でエツチング処
理を実施したのち、多筒の静電容量を測定した。以上の
測定結果を第２表に併せて示す。なお静電容量は、実施
例１と同じ箔を基準（１００％）とし相対比較した。

［以下余白］ 一方上記多情を、２％リン酸水素アンモニウム水溶液中
で陽極酸化処理することにより陽極酸化皮膜を形成して
陽極箔としたのち、多筒の漏洩電流を測定したところ、
析出Ｆｅ量が多くなるほど漏洩電流も大きくなる傾向に
あったが、本発明における漏洩電流はいずれも実用上問
題のない範囲であった。

以上の結果から明らかなように、本発明に係るアルミニ
ウム箔によれば、低純度のものでありながらも、高純度
のアルミニウム箔の場合と同程度の性能を有する電極箔
の提供が可能となるものであることを確認しえた。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）アルミニウムの純度が９９．９％以上であつて、
   Ｆｅ：０．００１５〜０．００８ｗｔ％、Ｓｉ：０．０
   ０１５〜０．０１ｗｔ％を含有し、かつＦｅとＳｉの析
   出量がそれぞれ含有量の１０％以下に規制されてなるこ
   とを特徴とする電解コンデンサ電極用アルミニウム合金
   箔。
2. （２）アルミニウムの純度が９９．９％以上であって、
   Ｆｅ：０．００１５〜０．００８ｗｔ％、Ｓｉ：０．０
   ０１５〜０．０１ｗｔ％、Ｃｕ：０．００１〜０．０１
   ｗｔ％を含有し、かつＦｅとＳｉの析出量がそれぞれ含
   有量の１０％以下に規制されてなることを特徴とする電
   解コンデンサ電極用アルミニウム合金箔。
3. （３）アルミニウムの純度が９９．９％以上であって、
   Ｆｅ：０．００１５〜０．００８ｗｔ％、Ｓｉ：０．０
   ０１５〜０．０１ｗｔ％を含有し、かつＦｅとＳｉの析
   出量がそれぞれ含有量の１０％以下に規制されてなり、
   しかも全結晶粒のうち立方体方位を有するものが８０％
   以上を占めて存在し、かつ結晶粒の平均粒径が０．０５
   〜１０ｍｍの範囲である電解コンデンサ電極用アルミニ
   ウム合金箔。
4. （４）アルミニウムの純度が９９．９％以上であって、
   Ｆｅ：０．００１５〜０．００８ｗｔ％、Ｓｉ：０．０
   ０１５〜０．０１ｗｔ％、Ｃｕ：０．００１〜０．０１
   ｗｔ％を含有し、かつＦｅとＳｉの析出量がそれぞれ含
   有量の１０％以下に規制されてなり、しかも全結晶粒の
   うち立方体方位を有するものが８０％以上を占めて存在
   し、かつ結晶粒の平均粒径が０．０５〜１０ｍｍの範囲
   である電解コンデンサ電極用アルミニウム合金箔。