JP3359408B2 - 電解コンデンサ電極用アルミニウム箔の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電解コンデンサ電極
用アルミニウム箔の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び解決しようとする課題】アルミニウム
電解コンデンサ用電極材として一般に用いられるＡｌ箔
には、その実効面積を拡大して単位面積当たりの静電容
量を増大するため、通常、電気化学的あるいは化学的エ
ッチング処理が施される。

【０００３】しかし、箔を単にエッチング処理するのみ
では十分な静電容量が得られない。このため、一般的に
は箔圧延後の最終焼鈍工程において、立方体方位を多く
有する集合組織にして箔のエッチング特性を向上させる
べく、４５０℃程度以上の高温加熱処理が施されている
が、立方体方位粒の占有率は製造条件によってバラツキ
が大きく、また非立方体方位粒の筋状分布や粗大化によ
って、部分的に低容量の領域ができるため、昨今の電解
コンデンサの小型化、高静電容量化の要求に対して十分
な満足を得るものではなかった。

【０００４】一般に、電解コンデンサ用Ａｌ箔はエッチ
ングピット密度を高くするために立方体方位粒の体積率
を上げる必要があるため、Ａｌ純度を上げる（特にＦｅ
量を少なくする）、中間焼鈍〜スキンパス圧下工程を導
入する等の方法が実施されている。

【０００５】しかしながら、これらの方法を用いても、
前述した立方体方位粒の占有率の製造条件バラツキ（以
下「（１００）面積率低下」と記す）や非立方体方位粒
の筋状分布（以下「筋状異方位」と記す）、非立方体方
位粒の粗大化（以下「異方位粗大粒」と記す）によっ
て、部分的に低容量の領域ができることを抑止すること
は難しかった。

【０００６】この発明は、かかる技術的背景に鑑みてな
されたものであって、（１００）面積率低下、筋状異方
位、異方位粗大粒の発生を抑制して、小型化、高静電容
量化を図り得る電解コンデンサ電極用アルミニウム箔の
製造方法の提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、発明者は鋭意研究の結果、箔製造工程における熱間
圧延途中パスの温度履歴とパススケジュールを制御する
ことで、結晶粒を微細均一にし、上記不具合を解消し得
ることを見出し、この発明を完成し得たものである。

【０００８】即ち、この発明は、アルミニウム純度９
９．９％以上のアルミニウム鋳塊に均熱加熱、面削を実
施した後、４７０〜５８０℃の温度、２４〜３時間の保
持時間で前加熱する工程と、前加熱後直ちに熱間圧延を
開始し、板厚１００〜２０ｍｍになった時点で冷却速度
０．５℃／ｓｅｃ以上の冷却速度で３８０〜４５０℃の
温度まで冷却し、その後の１パスを２５％以上の圧下率
で圧延する工程と、その後、引き続いて板厚３〜５０ｍ
ｍまで熱間圧延する工程とを実施す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箔の製造方法を要旨
とする。

【０００９】この発明に用いるアルミニウム鋳塊のアル
ミニウム純度に９９．９％以上を必要とするのは、９
９．９％未満の純度では、箔のエッチング時にエッチン
グピットの成長が多くの不純物の存在によって阻害さ
れ、本発明に係る製造工程を実施してもなお均一な深い
トンネル状のエッチングピットを形成できず、従って静
電容量の高いアルミニウム箔を得ることができないから
である。好ましくはアルミニウム純度を９９．９８％以
上とするのが良い。

【００１０】アルミニウム箔は一般的には、アルミニウ
ム鋳塊に均熱加熱、面削、熱間圧延、冷間圧延、箔圧延
を実施することにより製造される。均熱加熱、面削は常
法により行えば良い。

【００１１】また、結晶粒微細化のためには、熱間圧延
の開始温度は再結晶温度以上でできるだけ低いことが望
ましい。しかし、開始温度が４７０℃未満ではＡｌ−Ｆ
ｅ、あるいはＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉの微細析出物がマトリッ
クス内に析出し、最終焼鈍後もこの微細析出物が再固溶
することなく残るため、エッチング時に局部溶解を起こ
し高静電容量を得ることができない。一方、開始温度が
５８０℃を越えると熱間圧延初期の再結晶粒径が粗大化
するため、後述する条件によっても熱間圧延上がりの結
晶粒を微細化できず、高（１００）面積率を得ることが
できない。従って、熱間圧延の開始温度を４７０〜５８
０℃とし、このために熱間圧延に際しての前加熱を４７
０〜５８０℃の温度、２４〜３時間の保持時間で行う。
好ましくは、５００〜５５０℃×１２〜５時間である。

【００１２】次に、熱間圧延により板厚が１００〜２０
ｍｍになった時点で冷却による温度制御を行う。板厚が
１００ｍｍを越えると熱間圧延開始からのパス回数が少
なく（１パス圧下率は、再結晶を促進するためにあまり
低くできない）、再結晶が繰り返し起こらないため、高
（１００）面積率を得ることができない。一方、板厚が
２０ｍｍ未満では、その後の温間加工度を大きくとれな
いため、結晶粗大の原因となる。従って、冷却時の板厚
は１００〜２０ｍｍとする。好ましくは８０〜３０ｍｍ
である。

【００１３】冷却は水冷により冷却速度０．５℃／ｓｅ
ｃ以上の冷却速度で３８０〜４５０℃の温度まで行う。
冷却後の温度が３８０℃未満ではその後の１パスで再結
晶が進行せず前パスの再結晶粒がそのまま圧延されるた
め、結晶粒径が粗大となり、高（１００）面積率を得る
ことができない。また、冷却後の温度が４５０℃を越え
ると、その後の１パスでの再結晶における再結晶粒が大
きくなり、熱間圧延上がりの結晶粒を微細化できず、や
はり高（１００）面積率を得ることができない。従っ
て、水冷後の温度は３８０〜４５０℃とする。好ましく
は４００〜４５０℃である。また、冷却速度が０．５℃
／ｓｅｃ以上に規定されるのは、結晶粒成長を押さえる
ためであり、好ましくは１℃／ｓｅｃ以上である。

【００１４】水冷直後の１パス目の圧下率は、再結晶を
起こさせる必要性から、２５％以上好ましくは３５％以
上とする。

【００１５】その後引き続いて熱間圧延を行うが、熱間
圧延上がりの板厚が５０ｍｍを越えると、冷間圧延に非
常に多くの時間を要し、工業的に不利である。一方３ｍ
ｍ未満ではその後の冷間加工度が低すぎて、十分な圧延
集合組織が発達せず高（１００）面積率を得ることがで
きない。従って、熱間圧延上がりの板厚は３〜５０ｍｍ
とする。好ましくは５〜２０ｍｍである。

【００１６】このような熱間圧延工程を経ることによ
り、熱間圧延上がりにおける再結晶粒の圧延方向と直交
する方向の幅を５００μｍ以下とすることができ、最終
（１００）面積率が高く、筋状異方位分布、異方位粗大
粒がなく、全域にわたって高静電容量の箔を得ることが
できる。

【００１７】熱間圧延終了後、箔圧延を含む冷間圧延を
行い、必要に応じて冷間圧延途中に中間焼鈍を行い、さ
らに最終焼鈍を実施する。これらの冷間圧延、中間焼
鈍、最終焼鈍は常法の条件により行えば良い。

【００１８】

【作用】箔製造工程における熱間圧延途中パスの温度履
歴とパススケジュールを制御することにより、結晶粒が
微細均一となり、（１００）面積率低下、筋状異方位、
異方位粗大粒の発生が抑制される。

【００１９】

【実施例】表１に示す各種組成のアルミニウム鋳塊に、
均熱加熱、面削を施した後、前加熱を５５０℃の温度、
１２時間の保持時間で実施した。

【００２０】その後直ちに熱間圧延を開始したのち、表
１に示す板厚になった時点で、冷却した。冷却速度、冷
却後の温度は表１に示すとおりとした。

【００２１】そして、直後の１パスを表１に示す圧下率
で圧延した後、引き続いて板厚５ｍｍまで熱間圧延し
た。

【００２２】熱間圧延終了後、冷間圧延、中間焼鈍、冷
間圧延を実施し、最終厚さμｍの箔としたのち、最終焼
鈍を実施した。なお、試料Ａ、Ｂの箔については、中間
焼鈍を２５０℃×５時間、最終焼鈍を５００℃×５時間
の条件で行った。また、試料Ｃ〜Ｇの箔については、中
間焼鈍を２７０℃×５時間、最終焼鈍を５５０℃×５時
間の条件で行った。

【００２３】

【表１】 そして、得られた各アルミニウム箔の立方体方位の占有
率、及び筋状異方位、異方位粗大粒の有無を調べた。そ
の結果を表２に示す。

【００２４】次に、以下の条件でエッチングを実施した
のち、得られたアルミニウム箔に５％ホウ酸浴中で２５
０Ｖの化成処理を行って、静電容量を測定した。その結
果を、試料Ｂの静電容量を１００％としたときの相対比
較にて、表２に示す。

【００２５】［エッチング条件］ 前処理：なし 一次エッチング 液組成：５％ＨＣｌ＋２０％Ｈ₂ ＳＯ
₄ 、液温：８０℃、電流密度：直流２０Ａ／ｄｍ² 、時
間：８０〜１８０秒 二次エッチング 液組成：５％ＨＣｌ＋０．１％Ｈ₂ Ｃ
₂ Ｏ₄ 、液温：８０℃、 電流密度：
直流５Ａ／ｄｍ² 、時間：１０分

【表２】 上記表２の結果からわかるように、本発明によって製造
した実施品は、比較品に較べて、立方体方位占有率が大
きく、筋状異方位、異方位粗大粒が存在せず、また静電
容量も大きいことを確認し得た。

【００２６】

【発明の効果】この発明は上述の次第で、箔製造工程に
おける熱間圧延途中パスの温度履歴とパススケジュール
を所定状態に制御するものであるから、結晶粒を微細均
一にでき、（１００）面積率低下、筋状異方位、異方位
粗大粒の発生を抑制し得て、エッチング適性に優れたも
のとなしえ、静電容量の大きなアルミニウム箔を提供す
ることができる。

フロントページの続き (72)発明者 明城 信彦 堺市海山町６丁224番地 昭和アルミニ ウム株式会社内 (72)発明者 御所名 健二 堺市海山町６丁224番地 昭和アルミニ ウム株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−89118（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−193238（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−276612（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01G 9/055

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルミニウム純度９９．９％以上のアル
   ミニウム鋳塊に均熱加熱、面削を実施した後、４７０〜
   ５８０℃の温度、２４〜３時間の保持時間で前加熱する
   工程と、 前加熱後直ちに熱間圧延を開始し、板厚１００〜２０ｍ
   ｍになった時点で冷却速度０．５℃／ｓｅｃ以上の冷却
   速度で３８０〜４５０℃の温度まで冷却し、その後の１
   パスを２５％以上の圧下率で圧延する工程と、 その後、引き続いて板厚３〜５０ｍｍまで熱間圧延する
   工程とを実施することを特徴とする電解コンデンサ電極
   用アルミニウム箔の製造方法。