JPS6356301B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、エツチング処理により、きわめて
高い機械的強度を保持した状態で、表面積の著し
い増大をはかることができる特性を有し、したが
つてアルミニウム電解コンデンサの陰極として使
用するのに適したアルミニウム合金箔の製造法に
関するものである。 一般に、アルミニウム電解コンデンサは、陽極
酸化により表面に酸化アルミニウムの誘電体皮膜
を形成させた陽極用アルミニウムまたはアルミニ
ウム合金箔と、酸化処理を施していない陰極用ア
ルミニウムまたはアルミニウム合金箔とを電解質
をはさんで対向配置した構造を有し、近年、高圧
用よりもむしろ中圧用や低圧用の電解コンデンサ
の需要が増大するにつれて、前記陽極用アルミニ
ウムおよびアルミニウム合金箔だけでなく、前記
陰極用アルミニウムおよびアルミニウム合金箔に
ついても、それ自体の静電容量の向上にせまられ
研究がなされつつある。 従来、アルミニウム電解コンデンサの陰極用ア
ルミニウム合金箔の代表的なものとして、Mn：
0.1〜0.9％、Cu：0.1〜0.6％、Alおよび不可避不
純物：残り（以上重量％、以下％はすべて重量％
を意味する）からなる組成を有するものが提案さ
れている。この従来陰極用アルミニウム合金箔
は、上記組成に調製した溶湯から通常の半連続鋳
造法により、例えば厚さ400mm×幅1450mm×長さ
2800mmの寸法をもつたスラブを成形し、このスラ
ブに温度590℃に24時間保持の均質化処理を施し
た後、その上下面を片側６mmづつ面削し、ついで
熱間圧延を行なうために温度510℃に加熱し、２
時間保持した後、熱間圧延により板厚６mmのホツ
トコイルとし、引続いて冷間圧延により厚さ0.3
mmとし、さらに温度350℃に２時間保持の中間焼
鈍を施した後、再び冷間圧延により厚さ0.05mmの
箔とすることによつて製造されている。 しかしながら、上記の従来陰極用アルミニウム
合金箔の製造法においては、スラブが比較的冷却
速度の遅い通常の半連続鋳造法によつて成形され
ると共に、これに均質化処理のための高温加熱が
施され、さらに熱間圧延のための加熱も施される
ために、素地中にAl―Mn系化合物の析出を避け
ることができず、しかもこの析出したAl―Mn系
化合物は前記の加熱ごとに成長して粗大化したも
のとなることから、熱間圧延を経て冷間圧延され
た後の箔は素地中に粗大なAl―Mn系化合物が不
均一に分布した組織をもつものであつた。一方、
電解コンデンサの静電容量は、これを構成する箔
の表面積に比例するものであることから、陰極静
電容量を大きくするためにエツチング処理などに
よつて陰極用箔の表面積を大きくすることが行な
われているが、上記の従来陰極用アルミニウム合
金箔の場合には、不均一にして粗大なAl―Mn系
化合物の存在によつてミクロ的に不均一にして、
かつ不十分な表面積のエツチング表面しか得られ
ず、所望の表面積を得るために、さらにエツチン
グ処理を施すと過激なエツチングとなり、この結
果箔自体が減量され過ぎるようになると共に、局
部的エツチングによつて穴が形成されるようにな
ることから、箔の機械的強度が低下し、かつ漏洩
電流の増大をもたらすなどの問題点があるもので
あつた。 この発明は、上述のような観点から、従来陰極
用アルミニウム合金箔のもつ問題点を解決し、も
つてエツチング処理によりきわめて大きい表面積
を確保することができる高強度陰極用アルミニウ
ム合金箔の製造法を提供するもので、Mn：0.1〜
0.9％、Cu：0.1〜0.6％、Alおよび不可避不純
物：残りからなる組成を有するアルミニウム合金
溶湯を、溶湯直接圧延法（連続鋳造圧延法とも云
う）を用いて鋳造圧延して晶出物のほとんどな
い、すなわち固溶体相からなる組織の板状アルミ
ニウム合金素材とし、この素材を400〜600℃の温
度に加熱して素地中に微細なAl―Mn系化合物を
均一に分散析出させ、ついで、熱間圧延を行なう
ことなく、直接冷間圧延を施すことによつて、素
地中に微細なAl―Mn系化合物が均一に分散した
組織を有する、したがつてエツチング処理を施し
た場合には前記の均一に分散した微細なAl―Mn
系化合物がエツチングされることになるから、高
強度を保持した状態できわめて大きな表面積が得
られるようになる陰極用アルミニウム合金箔を製
造する方法に特徴を有するものである。 なお、この発明において、溶湯直接圧延法を適
用したのは、これ以外の方法では、鋳造状態で固
溶体組織をもつた板状素材を得ることができない
からである。また、よく知られているように、溶
湯直接圧延法としては、ハンター法や3C法など
の回転ロール式のものや、ヘズレー法やハンター
ダグラス法などのバンド・キヤタピラ式のもの、
さらにリガモンテイ法やマン法などの回転ロール
とバンド式のものなどがある。 ついで、この発明の方法において、アルミニウ
ム合金溶湯の成分組成および均一微細なAl―Mn
系化合物析出のための加熱温度を上記の通りに限
定した理由を説明する。 Ａ 成分組成 (a) Mn その含有量が0.1％未満では、Al―Mn系化
合物の析出量が全体的に少な過ぎて、エツチ
ング処理後所望の表面積を確保することがで
きず、一方0.9％を越えて含有させると、Al
―Mn系化合物の析出量が多くなり過ぎるば
かりでなく、粗大となるため同様に高い表面
積を得ることはできなくなることから、その
含有量を0.1〜0.9％と定めた。 (b) Cu Cuには、素地に固溶して、その電位およ
び強度を高める作用があるが、その含有量が
0.1％未満ではAl―Mn系化合物に比して素地
を電位的に貴に保つことができないため、エ
ツチング処理による表面積の増大は困難とな
るばかりでなく、所望の強度向上もはかれ
ず、一方0.6％を越えて含有させると、Cuの
素地中への完全固溶が困難となり、一部が化
合物の形で析出するようになり、この結果析
出化合物と素地との電位が逆転して素地の方
が卑となつてエツチング処理が不可能となる
ことから、その含有量を0.1〜0.6％と定め
た。 (c) 不可避不純物 Si、Ti、およびFeなどの不純物は、素地
中に固溶して前記素地とAl―Mn系化合物と
の電位差を小さくし、もつてエツチング性を
悪化させると共に、Mnおよび／またはCuと
結合して粗大化合物を形成し、エツチングに
よる十分な表面積増大を困難にするなど、こ
の発明の箔のもつ特性を劣化させるので、
Si：0.15％以下、Fe：0.20％以下、Ti：0.01
％以下、その他の不純物：合計で0.30％以下
にそれぞれ制限するのが望ましい。 Ｂ 加熱温度 その温度が400℃未満では、エツチング後、
所望の表面積を得るのに十分なAl―Mn系化合
物を析出させるのに長時間を要し、工業的規模
での生産性にマツチせず、一方600℃を越えた
温度にすると、析出現象よりはむしろ固溶現象
が進行するようになつて十分なAl―Mn系化合
物の析出を困難にすることから、Al―Mn系化
合物析出のための加熱温度を400〜600℃と定め
た。 なお、この発明の方法によつて製造された箔
のエツチング機構は、上記のように素地に対し
てAl―Mn系化合物の方が電位的に卑であるこ
とから、均一に分散析出した微細なAl―Mn系
化合物と素地との界面および前記析出化合物を
取り囲む素地部分の結晶粒界が優先的にエツチ
ングされるようになり、このエツチング進行に
よつて前記析出化合物が脱落し、この現象が進
展するものからなるため、エツチングによつて
トンネル網目状エツチングパターンが形成され
るようになるのである。このエツチング機構に
よつた場合、きわめて効率良く表面積の増大を
はかることができるばかりでなく、素地のエツ
チングをきわめて低くおさえることができるの
で、エツチング処理後の箔の機械的強度の低下
を極力小さくすることができるなど、理想的エ
ツチング組織が得られるのである。 つぎに、この発明の方法を実施例により比較例
と対比しながら説明する。 実施例 それぞれ第１表に示される成分組成をもつたア
ルミニウム合金溶湯を調製し、溶湯直接圧延法の
１つである3C法にしたがつて、溶湯温度：680〜
710℃、鋳造速度：0.8〜1.4m／minの条件にて鋳
造圧延して幅1160mm×厚さ5.5mmの寸法をもつた
板状アルミニウム合金素材を成形し、ついで、前
記素材を同じくそれぞれ第１表に示される加熱温
度に24時間保持後室温まで冷却し、引続いて熱間
圧延を行なうことなく、冷間圧延だけで板厚5.5
mmの素材を厚さ0.050mmとすることによつて本発
明Al合金箔１〜９と比較Al合金箔１〜６とをそ
れぞれ製造した。なお、本発明Al合金箔２、６
は、冷間圧延において板厚が0.3mmになつた時点
で、連続急速加熱炉において、1300℃／minの加
熱速度で常温より530℃の温度に急速加熱した後
加熱保持することなく、直ちに900℃／minの冷
却速度で常温まで冷却することからなる中間焼鈍
を施したものである。また、比較Al合金箔１〜
６は、いずれも加熱温度がこの発明の範囲から外
れたものである。 つぎに、この結果得られた本発明Al合金箔１
〜９および比較Al合金箔１〜６より試験片を切
り出し、エツチング処理後の静電容量および引張
強さをそれぞれ測定した、なお、エツチング処理
は、試験片を温度：60℃±１℃の3.5％HCl＋
0.007％H₂SO₄溶液中に浸漬し、0.2A／cm²の直流
を通じて1.5分保持することによつて行ない、ま
た静電容量の測定は温度：20℃の８％五ほう酸ア
ンモン水溶液中にキヤパシタンスメータを用いて
行なつた。この測定結果を第１表に合せて示し
た。さらに、第１表には、比較の目的で、同じく
第１表に示される成分組成をもつたアルミニウム
合金溶湯から通常の半連続鋳造法を用いて厚さ
400mm×幅1450mm×長さ2800mmの寸法をもつたス
ラブを成形し、これに温度590℃に24時間保持の
均質化処理と片側６mmづつの両面面削を施し、つ
いで温度510℃に２時間保持後圧延開始の熱間圧
延を行なつて板厚６mmのホツトコイルとし、引続
いて冷間圧延により板厚0.3mmとし、温度350℃に
２時間保持の中間焼鈍を行なつて0.05mmの厚さま
で冷間圧延することによつて製造された従来Al
合金箔のエツチング処理後の静電容量と引張強さ
も合せて示した。 第１表に示される結果から明らかなように、熱
間温度が本発明範囲から外れた比較Al合金箔１
〜６の場合には、いずれもAl―Mn系化合物の析
出が

【表】 不十分であるために静電容量の低いものとなつて
おり、またスラブに鋳造した時点で素地中にAl
―Mn系化合物の晶出がみられ、さらに後工程の
均質化処理および熱間圧延のための加熱によつ
て、化合物の成長促進が著しい従来Al合金箔に
おいても、前記Al―Mn系化合物の粗大化に帰因
して、同様にエツチングによつて表面積の十分な
増大をはかることができないことから、静電容量
の低いものとなつている。 これに対して、本発明Al合金箔１〜９は、い
ずれも微細なAl―Mn系化合物が均一に分散析出
した組織を有しているので、エツチング処理によ
つて、表面積増大に関して理想的なエツチング組
織である微細なトンネル状網目構造を有するエツ
チングパターンが形成されるようになることか
ら、きわめて大きな静電容量をもつようになり、
しかも機械的強度も高い状態を維持しているので
ある。 上述のように、この発明の方法によれば、微細
なAl―Mn系化合物が均一に分散析出した組織を
有するアルミニウム合金箔を簡単な工程で、コス
ト安く製造することができ、しかもこれにエツチ
ング処理を施せば、高強度を保持した状態で、き
わめて大きな表面積をもつようになるので、アル
ミニウム電解コンデンサの陰極として使用した場
合には著しくすぐれた性能を発揮するなど工業上
有用な効果がもたらされるのである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ Mn：0.1〜0.9％、Cu：0.1〜0.6％、Alおよび
   不可避不純物：残り（以上重量％）からなる組成
   を有するアルミニウム合金溶湯を、溶湯直接圧延
   法を用いて鋳造圧延して固溶体組織の板状アルミ
   ニウム合金素材とし、ついで、前記素材を400〜
   600℃の温度に加熱保持して素地中に微細なAl―
   Mn系化合物を均一に分散析出させた後、熱間圧
   延を行なうことなく、直接冷間圧延を施して最終
   板厚とすることを特徴とするアルミニウム電解コ
   ンデンサ陰極用アルミニウム合金箔の製造法。