JPH0251211A - 電解コンデンサ陽極用アルミニウム合金箔及びその製造方法 - Google Patents
電解コンデンサ陽極用アルミニウム合金箔及びその製造方法Info
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- JPH0251211A JPH0251211A JP20258788A JP20258788A JPH0251211A JP H0251211 A JPH0251211 A JP H0251211A JP 20258788 A JP20258788 A JP 20258788A JP 20258788 A JP20258788 A JP 20258788A JP H0251211 A JPH0251211 A JP H0251211A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、エンチング後の軟化処理による引張強度の低
下が少なく、巨つエンチング特性も良好なアルミニウム
合金箔及びその製造方法に関するものである。
下が少なく、巨つエンチング特性も良好なアルミニウム
合金箔及びその製造方法に関するものである。
従来より、電解コンデンサ陽極用アルミニウム合金箔の
一つとして、Al純度が99.98〜99.99%で硬
質のものが用いられている。そして、このアルミニウム
合金箔をエツチング処理し、所定の大きさに巻き取って
陽極箔を製造している。 しかし、このアルミニウム合金箔は硬質であるため、こ
のままでは所定の大きさに巻き取ることができない。こ
のため、エツチング処理後に陽極箔を急速加熱して軟化
させ、所定の大きさに巻き取っている。 ところで、Alが99.98〜99.99%の高純度ア
ルミニウム合金を得るには、三層電解法又は偏析法を用
いてアルミニウム地金を精製することが行われている。 偏析法によるアルミニウム地金は、三層電解法によるも
のに比べて安価であるため、電解コンデンサ陽極用アル
ミニウム合金箔を製造する際にも採用され始めている。 しかしながら、偏析法によるアルミニウム合金を用いて
得られた陽極箔は、前記の象、速加熱による軟化処理に
よって引張強度が低下するということがあった。引張強
度が低下すると、所定の大きさに巻き取る際に加わる張
力によって、陽極箔が切断するということがあった。
一つとして、Al純度が99.98〜99.99%で硬
質のものが用いられている。そして、このアルミニウム
合金箔をエツチング処理し、所定の大きさに巻き取って
陽極箔を製造している。 しかし、このアルミニウム合金箔は硬質であるため、こ
のままでは所定の大きさに巻き取ることができない。こ
のため、エツチング処理後に陽極箔を急速加熱して軟化
させ、所定の大きさに巻き取っている。 ところで、Alが99.98〜99.99%の高純度ア
ルミニウム合金を得るには、三層電解法又は偏析法を用
いてアルミニウム地金を精製することが行われている。 偏析法によるアルミニウム地金は、三層電解法によるも
のに比べて安価であるため、電解コンデンサ陽極用アル
ミニウム合金箔を製造する際にも採用され始めている。 しかしながら、偏析法によるアルミニウム合金を用いて
得られた陽極箔は、前記の象、速加熱による軟化処理に
よって引張強度が低下するということがあった。引張強
度が低下すると、所定の大きさに巻き取る際に加わる張
力によって、陽極箔が切断するということがあった。
本発明者は、この引張強度の低下の原因を検討したとこ
ろ、偏析法によるアルミニウム合金と三層電解法による
アルミニウム合金とでは、その合金組成が異なり、前者
により得られた合金箔は急速加熱によって結晶粒が異常
に成長することが判明した。そして、この結晶粒の異常
成長が原因で、iJられた陽極箔の引張強度が低下する
と思われる。 そこで本発明は、エツチング特性を害することなく、且
つ急速JJI+熱しても結晶粒が異常に成長せず引張強
度の低下か少ないアルミニウム合金箔を得ることを目的
としてなされたものである。
ろ、偏析法によるアルミニウム合金と三層電解法による
アルミニウム合金とでは、その合金組成が異なり、前者
により得られた合金箔は急速加熱によって結晶粒が異常
に成長することが判明した。そして、この結晶粒の異常
成長が原因で、iJられた陽極箔の引張強度が低下する
と思われる。 そこで本発明は、エツチング特性を害することなく、且
つ急速JJI+熱しても結晶粒が異常に成長せず引張強
度の低下か少ないアルミニウム合金箔を得ることを目的
としてなされたものである。
【課題を解決するだめの手段及び作用】即ち本発明は、
Si0.0025〜0.0035%、Fe0.0020
〜0.0035%、Cu0.0025〜0.0035%
、Zn 0.001%以下、Ga 0.001%以下、
不可避的不純物0.0005%以下、残部Atよりなる
電解コンデンサ陽極用アルミニウム合金箔及びその製造
方法に関するものである。 本発明に係る電解コンデンサ陽極用アルミニウム合金箔
の構成元素の組成範囲は、下記のとおりである。なお、
本発明において%はすべて重量%を表している。 Siは、0.0025〜0 、0035%である。Si
はアルミニウムの原料であるボーキナイトに含まれてい
るものである。偏析法等を用いてアルミニウムを精製す
ると、Si含有早は著しく低下する。しかし、Siが0
.0025%未満になると急速加熱によって結晶粒が異
常成長し易くなるため、本発明においては好ましくない
。また、Siが0.0035%を超えても結晶粒が異常
成長し易(なり、更にアルミニウム合金箔の純度が低下
してエツチング特性が不良になるため、好ましくない。 Feは、0.0020〜0.0035%である。Feも
ボーキサイ1−に含まれているものである。偏析法等を
用いてアルミニラ1、を精製すると、Fe含有唯は著し
く低下する。しかし、Fcが0.0020%未満になる
と2、速加熱によって結晶粒が異常成長し易くなるため
、本発明においては好ましくない。また、Feが0.0
035%を超えるとエンチング特性が悪くなるため、好
ましくない。 Cuは、0.0025〜0.0035%である。Cuも
ボーキサイトに含まれている場合があるが、その量は極
めて微量である。従って、アルミニウムを精製するとC
uが含まれないこともある。このような場合には、本発
明においてはCuを積極的に添加する必要が生じる。C
uが0.0025%未満になると、急速加熱によって結
晶粒が異常成長し易くなり、好ましくない。また、Cu
が0.0035%を超えると、Si及びFc黴とのバラ
ンス次第で結晶粒が異常成長する場合があるため、好ま
しくない。従って、本発明において、Si、 Fe、
Cuの三元素はそれぞれほぼ目星の割合で含有させるの
が好ましい。特に、SiとFeとの割合はSi : F
c= 1.2 : 1であるのが好ましい。 Znは、0.001%以下である。Znが0.001%
を超え゛ζ存在すると、急速力U熱によって結晶粒が異
常成長し易くなり好ましくなく、またA1純度が低下し
てエツチング1、ν性が不良になるため好ましくない。 Gaも0.001%以下でなりればならない。Gaが0
゜001%を超えて存在すると、急速加熱によって結晶
粒が異常成長し易くなり、またA1純度が低下してエツ
チング特性が不良になり、好ましくない。 不可避的不純物、例えば代表的にはTiが混入している
場合には、この不可避的不純物は0.0005%以下で
なければならない。不可避元素の中でも特にTiがo、
ooos%を超えて存在すると、Atに対して標(セミ
極電位の亮いriとAtとの間で局部電池を作り、エン
チングの際に、QIの過溶解が生じてエッチり特性が悪
くなり、好ましくない。 次に、本発明に係る電解コンデンサ陽極用アルミニウム
合金箔の製造方法について説明する。 本発明に係る製造方法は、Si0.0025〜0.00
35%、Fc0.0020〜0.0035%、Cu0.
0025〜0.0035%、Zn 0゜001%以下、
Ga 0.001%以下、不可避的不純物0゜0005
%以下、残部旧の鋳塊を、温度580℃〜640℃1時
間4時間以上の条件で均質化処理し、次いで温度400
℃以上の条件で熱間粗圧延し、更に入側の温度400℃
以上、出側の温度250℃以下、時間2分以下の条件で
熱間仕上げ圧延し、その後中間焼鈍を行うことなく冷間
圧延することを特徴とする電解コンデンサ陽極用アルミ
ニウム合金箔の製造方法に関するものである。 本発明においては、まず偏析法等で精製したアルミニウ
ム地金を($備する。このアルミニウム地金の成分元素
の割合を測定し、必要に応じてCuやSi等を添加して
、特定の成分組成を持つ鋳塊を作る。特定の成分組成に
する理由等は、[1;1述したとおりである。 この鋳塊を、温度580〜640℃1時間4時間以上の
条件で均質化処理する。温度条件は、好ましくは600
〜640℃1更に好ましくは620〜640℃がよい。 均質化処理は、鋳塊中の各成分を均一に分散させるため
に行われるものである。温度が580℃未満であると、
FcやSi等が析出してくるため、好ましくない。温度
が640℃を超えると、鋳塊が融解してしまう恐れがあ
るため、好ましくない。 また、時間が4時間未満であると、FeやSi等がAl
中に均質に固溶しきれないため、好ましくない。 工業性等の面より、6時間程度が最も好ましい。 均質化処理の後、鋳塊に熱間粗圧延が施される。 熱間粗圧延は温度400℃以上という条件で施される。 温度が400℃未満であると、Fc、 Si等が析出す
る恐れがあるため、好ましくない。 熱間粗圧延の後、熱間仕上げ圧延が施される。 熱間仕上げ圧延は、入側の温度400℃以上、出側の温
度250”C以下、時間2分以下の条件で施される。入
側の温度を400’C未満にしたり、時間を2分を超え
て行うと、上記条件の範囲内の場合に比べて、Fe等の
析出が多く生じる恐れがあるため、好ましくない。出側
の温度が250℃を超えた場合も、上記条件の範囲内の
場合に比べて、Fe等の析出が多く生じる恐れがあるた
め、好ましくない。 即ち、250℃を超え400℃未満の間で熱間仕上げ圧
延を行ったり、2分を超えて圧延を行うと、各種の析出
物がより多く生じるので好ましくない。 熱間仕上げ圧延の後、直ちに即ち中間焼鈍を行うことな
く冷間圧延を施す。中間焼鈍を行うと、FC!等が析出
する恐れがあり、好ましくない。なお、冷間圧延による
加工強度を向上させるため、熱間仕上げ圧延後の板厚は
なるべく厚い方が好ましく、具体的には6 mm程度が
最も好ましい。 冷間圧延を施すことにより所望の厚さの電解コンデンサ
陽極用アルミニウム合金箔が得られる。 そして、これにエツチング処理を施すことにより電解コ
ンデンサ陽極箔を得ることができる。
Si0.0025〜0.0035%、Fe0.0020
〜0.0035%、Cu0.0025〜0.0035%
、Zn 0.001%以下、Ga 0.001%以下、
不可避的不純物0.0005%以下、残部Atよりなる
電解コンデンサ陽極用アルミニウム合金箔及びその製造
方法に関するものである。 本発明に係る電解コンデンサ陽極用アルミニウム合金箔
の構成元素の組成範囲は、下記のとおりである。なお、
本発明において%はすべて重量%を表している。 Siは、0.0025〜0 、0035%である。Si
はアルミニウムの原料であるボーキナイトに含まれてい
るものである。偏析法等を用いてアルミニウムを精製す
ると、Si含有早は著しく低下する。しかし、Siが0
.0025%未満になると急速加熱によって結晶粒が異
常成長し易くなるため、本発明においては好ましくない
。また、Siが0.0035%を超えても結晶粒が異常
成長し易(なり、更にアルミニウム合金箔の純度が低下
してエツチング特性が不良になるため、好ましくない。 Feは、0.0020〜0.0035%である。Feも
ボーキサイ1−に含まれているものである。偏析法等を
用いてアルミニラ1、を精製すると、Fe含有唯は著し
く低下する。しかし、Fcが0.0020%未満になる
と2、速加熱によって結晶粒が異常成長し易くなるため
、本発明においては好ましくない。また、Feが0.0
035%を超えるとエンチング特性が悪くなるため、好
ましくない。 Cuは、0.0025〜0.0035%である。Cuも
ボーキサイトに含まれている場合があるが、その量は極
めて微量である。従って、アルミニウムを精製するとC
uが含まれないこともある。このような場合には、本発
明においてはCuを積極的に添加する必要が生じる。C
uが0.0025%未満になると、急速加熱によって結
晶粒が異常成長し易くなり、好ましくない。また、Cu
が0.0035%を超えると、Si及びFc黴とのバラ
ンス次第で結晶粒が異常成長する場合があるため、好ま
しくない。従って、本発明において、Si、 Fe、
Cuの三元素はそれぞれほぼ目星の割合で含有させるの
が好ましい。特に、SiとFeとの割合はSi : F
c= 1.2 : 1であるのが好ましい。 Znは、0.001%以下である。Znが0.001%
を超え゛ζ存在すると、急速力U熱によって結晶粒が異
常成長し易くなり好ましくなく、またA1純度が低下し
てエツチング1、ν性が不良になるため好ましくない。 Gaも0.001%以下でなりればならない。Gaが0
゜001%を超えて存在すると、急速加熱によって結晶
粒が異常成長し易くなり、またA1純度が低下してエツ
チング特性が不良になり、好ましくない。 不可避的不純物、例えば代表的にはTiが混入している
場合には、この不可避的不純物は0.0005%以下で
なければならない。不可避元素の中でも特にTiがo、
ooos%を超えて存在すると、Atに対して標(セミ
極電位の亮いriとAtとの間で局部電池を作り、エン
チングの際に、QIの過溶解が生じてエッチり特性が悪
くなり、好ましくない。 次に、本発明に係る電解コンデンサ陽極用アルミニウム
合金箔の製造方法について説明する。 本発明に係る製造方法は、Si0.0025〜0.00
35%、Fc0.0020〜0.0035%、Cu0.
0025〜0.0035%、Zn 0゜001%以下、
Ga 0.001%以下、不可避的不純物0゜0005
%以下、残部旧の鋳塊を、温度580℃〜640℃1時
間4時間以上の条件で均質化処理し、次いで温度400
℃以上の条件で熱間粗圧延し、更に入側の温度400℃
以上、出側の温度250℃以下、時間2分以下の条件で
熱間仕上げ圧延し、その後中間焼鈍を行うことなく冷間
圧延することを特徴とする電解コンデンサ陽極用アルミ
ニウム合金箔の製造方法に関するものである。 本発明においては、まず偏析法等で精製したアルミニウ
ム地金を($備する。このアルミニウム地金の成分元素
の割合を測定し、必要に応じてCuやSi等を添加して
、特定の成分組成を持つ鋳塊を作る。特定の成分組成に
する理由等は、[1;1述したとおりである。 この鋳塊を、温度580〜640℃1時間4時間以上の
条件で均質化処理する。温度条件は、好ましくは600
〜640℃1更に好ましくは620〜640℃がよい。 均質化処理は、鋳塊中の各成分を均一に分散させるため
に行われるものである。温度が580℃未満であると、
FcやSi等が析出してくるため、好ましくない。温度
が640℃を超えると、鋳塊が融解してしまう恐れがあ
るため、好ましくない。 また、時間が4時間未満であると、FeやSi等がAl
中に均質に固溶しきれないため、好ましくない。 工業性等の面より、6時間程度が最も好ましい。 均質化処理の後、鋳塊に熱間粗圧延が施される。 熱間粗圧延は温度400℃以上という条件で施される。 温度が400℃未満であると、Fc、 Si等が析出す
る恐れがあるため、好ましくない。 熱間粗圧延の後、熱間仕上げ圧延が施される。 熱間仕上げ圧延は、入側の温度400℃以上、出側の温
度250”C以下、時間2分以下の条件で施される。入
側の温度を400’C未満にしたり、時間を2分を超え
て行うと、上記条件の範囲内の場合に比べて、Fe等の
析出が多く生じる恐れがあるため、好ましくない。出側
の温度が250℃を超えた場合も、上記条件の範囲内の
場合に比べて、Fe等の析出が多く生じる恐れがあるた
め、好ましくない。 即ち、250℃を超え400℃未満の間で熱間仕上げ圧
延を行ったり、2分を超えて圧延を行うと、各種の析出
物がより多く生じるので好ましくない。 熱間仕上げ圧延の後、直ちに即ち中間焼鈍を行うことな
く冷間圧延を施す。中間焼鈍を行うと、FC!等が析出
する恐れがあり、好ましくない。なお、冷間圧延による
加工強度を向上させるため、熱間仕上げ圧延後の板厚は
なるべく厚い方が好ましく、具体的には6 mm程度が
最も好ましい。 冷間圧延を施すことにより所望の厚さの電解コンデンサ
陽極用アルミニウム合金箔が得られる。 そして、これにエツチング処理を施すことにより電解コ
ンデンサ陽極箔を得ることができる。
【実施例]
第1表に示す組成の鋳塊(厚さ400+nm)を準備し
た。 この鋳塊を第2表に示す条件で、均質化処理、熱間粗圧
延、熱間仕上げ圧延を行った。熱間粗圧延は400℃以
上の所定の温度で行い熱間圧延後の板厚は20 mmと
し、熱間仕上げ圧延後のアルミニウム板のjylみは、
実施例2が3 m+nである以外は、すべて6+nmと
した。 このようにして得られたアルミニウム板を冷間圧延して
、厚さ0.09mmのアルミニウム合金箔を得た。この
合金箔の性能を評価するために、静電容量(μF /
aA)及び急速加熱後の引張強度(kg /cm)を測
定した。この結果を第3表に示す。 なお、静電容量はこの合金箔を、56℃のエツチング液
(11□0:llCl:Cz11□0(21hO):八
ICl5(611□0)−20:2.4:1:1)中に
浸漬して、矩形波30 Hz、±0.4A / c+a
を4分間流してエンチングを行った後に、5重量%ホウ
酸水溶液で80V化成を行い、8.3重量%llN0.
溶液中でキャパシタンスメーターを用いて80νr、で
測定したものである。また、急速加熱は硝酸カリウム:
硝酸ナトリウム−1:1の塩浴中に、450’Cで1分
間試料を保持した後、直ちに第1表 第2表 (以下余白) 冷するという条件で行った。引張強度は、インストロン
型引張試験機を用いてクロスヘントスピード50mm
/ min、 + 試料巾10mm、チャンク間距離5
0朧の条件で行った。 以上の結果より明らかなとおり、実施例に係るアルミニ
ウム合金箔は、比較例のものに比べて静電容量及び引張
強度共に優れている。比較例1及び3は、鋳塊の組成範
囲は本発明の範囲にあるものの、熱間仕−にげ圧延時に
出側の温度を商<シたために、析出物が生じた。従って
、各成分元素が41中に実質的に均一に固溶せず、静電
容量及び引張強度共に、その性能が実施例のものに比べ
て劣っている。また、実施例1及び2を比較すれば明ら
かなように、熱間仕上げ圧延後の1TLみを6ml11
とした方が、3 mmとした場合に比較して引張強度が
高められていることが分かる。冷間圧延により同一厚み
の合金箔を得るためには、前者の方が冷間圧延による加
工度が高められ、その結果強度が向上するからである。 【発明の効果】 以上説明したように、本発明に係る電解コンデンサ陽極
用アルミニウム合金箔は、Si+Fe、Cu、Zn及び
Gaをへ1中に実質的に均一に固溶させ、且つそれらの
量を一定範囲にしたので、2、速加熱しても結晶粒の異
常成長を防止でき、軟化処理後の引張強度の低下を防止
できる。従って、エツチング後に軟化処理した陽極箔を
所定の寸法に巻き取ることができるという効果を奏する
。また、Si等のA1以外の元素の量を一定範囲に収め
たので、At純度の高いアルミニウム合金箔が得られ、
エツチング特性に優れ、静電容量の高い陽極箔が得られ
るという効果も奏する。 また、本発明の製造方法によれば、上記の如き特性に優
れた電解コンデンサ陽極用アルミニウム合金箔を確実に
得ることができるという効果を奏する。 なお、以上主に硬!箔を中心として説明したが、本発明
に係る組成の合金箔及びその製造方法は、軟質筒につい
ても適用しうるちのである。 特許比19J1人 日本製箱株式会社
た。 この鋳塊を第2表に示す条件で、均質化処理、熱間粗圧
延、熱間仕上げ圧延を行った。熱間粗圧延は400℃以
上の所定の温度で行い熱間圧延後の板厚は20 mmと
し、熱間仕上げ圧延後のアルミニウム板のjylみは、
実施例2が3 m+nである以外は、すべて6+nmと
した。 このようにして得られたアルミニウム板を冷間圧延して
、厚さ0.09mmのアルミニウム合金箔を得た。この
合金箔の性能を評価するために、静電容量(μF /
aA)及び急速加熱後の引張強度(kg /cm)を測
定した。この結果を第3表に示す。 なお、静電容量はこの合金箔を、56℃のエツチング液
(11□0:llCl:Cz11□0(21hO):八
ICl5(611□0)−20:2.4:1:1)中に
浸漬して、矩形波30 Hz、±0.4A / c+a
を4分間流してエンチングを行った後に、5重量%ホウ
酸水溶液で80V化成を行い、8.3重量%llN0.
溶液中でキャパシタンスメーターを用いて80νr、で
測定したものである。また、急速加熱は硝酸カリウム:
硝酸ナトリウム−1:1の塩浴中に、450’Cで1分
間試料を保持した後、直ちに第1表 第2表 (以下余白) 冷するという条件で行った。引張強度は、インストロン
型引張試験機を用いてクロスヘントスピード50mm
/ min、 + 試料巾10mm、チャンク間距離5
0朧の条件で行った。 以上の結果より明らかなとおり、実施例に係るアルミニ
ウム合金箔は、比較例のものに比べて静電容量及び引張
強度共に優れている。比較例1及び3は、鋳塊の組成範
囲は本発明の範囲にあるものの、熱間仕−にげ圧延時に
出側の温度を商<シたために、析出物が生じた。従って
、各成分元素が41中に実質的に均一に固溶せず、静電
容量及び引張強度共に、その性能が実施例のものに比べ
て劣っている。また、実施例1及び2を比較すれば明ら
かなように、熱間仕上げ圧延後の1TLみを6ml11
とした方が、3 mmとした場合に比較して引張強度が
高められていることが分かる。冷間圧延により同一厚み
の合金箔を得るためには、前者の方が冷間圧延による加
工度が高められ、その結果強度が向上するからである。 【発明の効果】 以上説明したように、本発明に係る電解コンデンサ陽極
用アルミニウム合金箔は、Si+Fe、Cu、Zn及び
Gaをへ1中に実質的に均一に固溶させ、且つそれらの
量を一定範囲にしたので、2、速加熱しても結晶粒の異
常成長を防止でき、軟化処理後の引張強度の低下を防止
できる。従って、エツチング後に軟化処理した陽極箔を
所定の寸法に巻き取ることができるという効果を奏する
。また、Si等のA1以外の元素の量を一定範囲に収め
たので、At純度の高いアルミニウム合金箔が得られ、
エツチング特性に優れ、静電容量の高い陽極箔が得られ
るという効果も奏する。 また、本発明の製造方法によれば、上記の如き特性に優
れた電解コンデンサ陽極用アルミニウム合金箔を確実に
得ることができるという効果を奏する。 なお、以上主に硬!箔を中心として説明したが、本発明
に係る組成の合金箔及びその製造方法は、軟質筒につい
ても適用しうるちのである。 特許比19J1人 日本製箱株式会社
Claims (2)
- (1)Si0.0025〜0.0035%、Fe0.0
020〜0.0035%、Cu0.0025〜0.00
35%、Zn0.001%以下、Ga0.001%以下
、不可避的不純物0.0005%以下、残部Alよりな
り、Al中に各成分元素が実質的に均一に固溶している
ことを特徴とする電解コンデンサ陽極用アルミニウム合
金箔。 - (2)Si0.0025〜0.0035%、Fe0.0
020〜0.0035%、Cu0.0025〜0.00
35%、Zn0.001%以下、Ca0.001%以下
、不可避的不純物0.0005%以下、残部Alの鋳塊
を、温度580℃〜640℃、時間4時間以上の条件で
均質化処理し、次いで温度400℃以上の条件で熱間粗
圧延し、更に入側の温度400℃以上、出側の温度25
0℃以下、時間2分以下の条件で熱間仕上げ圧延し、そ
の後中間焼鈍を行うことなく冷間圧延することを特徴と
する電解コンデンサ陽極用アルミニウム合金箔の製造方
法。
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-
1988
- 1988-08-12 JP JP20258788A patent/JP2651932B2/ja not_active Expired - Fee Related
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