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JPH0489118A - 電解コンデンサ陽極用アルミニウム箔の製造方法 - Google Patents

電解コンデンサ陽極用アルミニウム箔の製造方法

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JPH0489118A
JPH0489118A JP2202587A JP20258790A JPH0489118A JP H0489118 A JPH0489118 A JP H0489118A JP 2202587 A JP2202587 A JP 2202587A JP 20258790 A JP20258790 A JP 20258790A JP H0489118 A JPH0489118 A JP H0489118A
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JP
Japan
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hot rolling
temperature
rolling
foil
completed
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JP2202587A
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JP2756861B2 (ja
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Masahiko Katano
雅彦 片野
Hiroshi Matsuoka
洋 松岡
Jun Shimizu
清水 遵
Masashi Mesou
将志 目秦
Yoshinari Ashitaka
善也 足高
Hidehiko Ishii
秀彦 石井
Toshiaki Suzuki
利明 鈴木
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Toyo Aluminum KK
Nikkei Techno Research Co Ltd
Nippon Light Metal Co Ltd
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Toyo Aluminum KK
Nikkei Techno Research Co Ltd
Nippon Light Metal Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B1/00Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/40Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling foils which present special problems, e.g. because of thinness
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B3/00Rolling materials of special alloys so far as the composition of the alloy requires or permits special rolling methods or sequences ; Rolling of aluminium, copper, zinc or other non-ferrous metals
    • B21B2003/001Aluminium or its alloys

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)

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) 本発明は、主に直流を用いて電解エツチングされる電解
コンデンサ陽極用アルミニウム箔の製造方法に関する。
(従来の技術の問題点) 電解コンデンサの電極に使用されるアルミニウム箔には
、有効表面積拡大のためにエツチング処理が施される。
エツチングには、直流によるものと交流によるものとに
大別される。前者は主に150■以上の化成電圧が高い
高圧用陽極箔に、後者は150■未満の化成電圧の低い
低圧用陽極箔および化成処理を行わない陰極箔の電解エ
ツチングに使用される。直流によって電解エツチングさ
れたアルミニウム箔には、直径1.5〜3μmのトンネ
ル状のエッチビットが形成される。トンネル状エッチビ
ットの優先成長方向は、  <100>方向であるので
、 トンネル状の電解エツチングが効率的に行われ、静
電容量の高い電解コンデンサを得るには、電極に用いら
れるアルミニウム箔は箔面に垂直方向に< 100 >
方向を持つ結晶粒方位(以下[立方体方位Jという)の
集積度(立方体方位粒が箔面に占める割合を百分率で表
示した値)が高いことが要求される。また立方体方位が
マクロ的に不均一に分布していても信頼性の高い電解コ
ンデンサの電極用箔には適さない。
通常直流でエツチングされる電解コンデンサ用アルミニ
ウム箔を製造する場合、以下の様な工程を経る。すなわ
ち、鋳造されたスラブに均質化処理を施し、熱間圧延、
冷間圧延および箔圧延を行い、最後に焼鈍を行って電解
コンデンサ用アルミニウム箔を得る。ところで、高い<
 100 >方位集積度を得るため、従来(1) 99
.99%以上の高純度アルミニウムを使用する。(2)
最終焼鈍温度を500℃以上の高温度とする。(3)最
終焼鈍の前に部分焼鈍と付加的圧延を加えるなどの方法
が効果があることが軽金属学会誌、軽金属、 3H19
81)、 675に示されている。99.99%以上の
高純度のアルミニウムを製造するには溶融塩電解精練法
によって生産された99.7%純度の一次地金を、三層
式溶融塩電解精製法によって精製する方法が取られてい
る。この方法は多量の電力を必要とし、  99.99
%以上の高純度アルミニウムの製造コストを著しく高め
、それが電解コンデンサ用アルミニウム箔のコストを高
めていた。近年、凝固時の液体と固体の分離を利用した
偏析法(分別結晶法ともいう)によって、  99.9
5%以上の純度のアルミニウムが従来の三層式溶融塩電
解精製法に比べて安価に製造出来るようになった。さら
に溶融塩電解精練法の向上によって99.90%以上の
純度のアルミニウムも製造出来るようになった。しかし
アルミニウムの純度が下がると高い立方体方位集積度の
箔を、上述の方法だけで得ることは困難であった。
(問題点を解決するための手段) 本発明者らはアルミニウムの純度が電解コンデンサ用地
金であれば、高い立方体方位集積度を得られる製造方法
を鋭意研究開発し、熱間圧延時の再結晶と温度の制御と
熱間圧延後の焼鈍との組み合わせによって要求を満たす
ことを見いだし以下のような製造方法を発明する゛に至
った。
すなわち、(1)電解コンデンサ用アルミニウム鋳塊に
570〜630°Cの温度範囲で4〜24時間の均質化
処理を施した後、ただちにほぼ均質化処理温度で粗熱間
圧延に着手し、480〜530℃の温度で粗熱間圧延を
終了し再結晶が完了するまで放置し、その後仕上げ熱間
圧延を行い、280℃以下の温度で終了し、更に300
〜380℃で1〜12時間の焼鈍を行い、最後に常法に
よって冷間圧延、箔圧延および最終焼鈍を行う。(2)
電解コンデンサ用アルミニウム鋳塊に570〜630℃
で4〜24時間の均質化処理を施した後、ただちにほぼ
均質化処理温度で粗熱間圧延に着手し80%以上の圧下
率による粗熱間圧延を行い。
480〜530℃の温度範囲で粗圧間圧延を終了し。
100〜200秒放置して再結晶を完了させ、その後仕
上げ熱間圧延を行い、280℃以下の温度で終了し、更
に300〜380℃で1〜12時間の焼鈍を行い、最後
に常法によって冷間圧延7箔圧延および最終焼鈍を行う
(作用) 次に本発明の製造条件を限定した理由について説明する
本製造方法は、電解コンデンサに使用される純度であれ
ば、使用するアルミニウム地金の純度を制約しないが、
トンネル状エッチビットのより均一な分布を得るために
は、  99.90%A1以上の純度の地金が使用され
ることが望ましい。
更に99.90%A1以上、 Fe 300 ppm以
下、 5i300 ppm以下、 Cu 1009pm
以下の地金を使用することによって本発明の製造方法の
効果が−層有効になる。すなわち、 Feは、立方体方
位の成長を阻止する元素であるので300 ppm以下
とすることが望ましい。Siは、 Feの析出を促進す
るのでFeの有害な作用を緩和するが、多(含有される
とSi自身が立方体方位の生成を阻止するので300 
ppm以下とすることが望ましい。Cuは。
エツチングを均一に進行させる効果を有する元素である
が、多く含有されるとエツチングに際し過溶解などの不
具合が生じるので、  100 ppm以下が望ましい
均質化処理を570〜630℃以上で、4〜12時間と
したのは、570℃未満では鋳造時に生成する不純物元
素のミクロ偏析を均一に固溶分布出来ないこと、さらに
570℃以上でも加熱時間が4時間未満であるとやはり
均質化が不十分であり、その結果、最終焼鈍箔の立方体
方位集積度が低り、シかも場所によって変動するからで
ある。一方630℃を超えて加熱すると、鋳造時に生成
する不純物元素のミクロ偏析均一化には都合は良いが、
鋳塊の表面酸化が著しくなるのでエツチングの異常を発
生させる。又この加熱時間を24時間を超えて行っても
その効果が飽和し。
熱エネルギー的にも不利である。従って570〜630
℃の温度範囲で4〜24時間の均一化処理とする。
均質化処理後、温度を下げることなく高温のまま粗熱間
圧延に着手し、80%以上の圧下率で粗熱間圧延し、4
80〜530℃の温度範囲で粗熱間圧延を終了し、再結
晶が完了するまで放置するのは、一般に圧延用スラブは
300〜600mm厚さのものが多(使用されており、
これに80%以上の圧下を加えて、その厚さのままで4
80〜530℃の温度範囲で粗熱間圧延を終了し放置す
ると。
100秒以上で粗熱間圧延時に圧延方向に延ばされた鋳
塊の結晶粒が完全に再結晶するからである。この再結晶
粒には立方体方位を有するものが多(含まれている。も
し再結晶の進行が不充分であると局部的に未再結晶域が
残り、最終焼鈍後の箔の立方体方位集積度の低下および
場所による変動を大きくする。80%未満の圧下率また
は480℃未満の温度では完全に再結晶するのに数分以
上を要し著しく生産を阻害し望ましくない。−刃組熱間
圧延が530℃を超えて終了すると再結晶は容易に進行
するが、結晶粒が粗大となり最終焼鈍後の箔における立
方体方位集積度が低下する。又200秒以上放置しても
再結晶は既に完了しており意味がない。なお圧下率の上
限は特に限定する必要がなく 、99.5%程度まで採
用し得る。従って、80%以上の圧下率で粗熱間圧延し
、480〜530℃の温度範囲で粗熱間圧延を終了し、
そのまま完全に再結晶が完了するように100〜200
秒放置し、再結晶させる。
次に、仕上げ熱間圧延終了温度を280℃以下とする理
由について説明する。すなわち、60n+m厚さ以下か
ら仕上げ熱間圧延終了厚さ(−船釣には3〜8s+m厚
さである)までは3〜4パスで仕上げ熱間圧延が行われ
るが、仕上げ熱間圧延温度を下げて行くと、歪エネルギ
ーが高く蓄積された領域が、結晶粒界近傍および粒内の
変形遷移帯に形成される。そして歪エネルギーは結晶粒
界近傍の方が変形遷移帯よりも高いので。
2〜3バスの段階で結晶粒界近傍にランダム方位を有す
る再結晶粒が発生する。その様な状態で最終パスを28
0℃以下、望ましくは250〜280℃で終了させると
9粒内の変形遷移帯域が最も歪エネルギーが高くなる。
一方、280℃を越えて仕上げ熱間圧延を終了した場合
は、結晶粒界近傍と変形遷移帯域とで歪エネルギーの蓄
積に差がなくなる。その結果、仕上げ熱間圧延板を焼鈍
した際、280℃以下の温度で仕上げ熱間圧延を終了し
た場合は、変形遷移帯域に立方体方位を有する再結晶核
が生成し、その結果立方体方位粒を多く有する焼鈍板が
得られるが、280℃を越えて仕上げ熱間圧延を終了し
た場合は、結晶粒界近傍と変形遷移帯域の両者に再結晶
核が生成し、立方体方位粒だけでなくランダム方位粒が
生じるのでその分だけ、焼鈍板に含まれる立方体方位粒
の割合が低くなる。その結果、最終焼鈍箔の立方体方位
集積度が低下する。
なおこの仕上げ圧延終了温度の下限については一般的に
は常温程度となるが、これ以下でも差支えがなく、特に
限定する必要がない。
仕上げ熱間圧延板の焼鈍を、300〜380℃の温度範
囲で1〜12時間としたのは、300℃未満では再結晶
が完了するのに長時間を要し、変形遷移帯域からの優先
的再結晶核の生成が起こり難くなるからであり、また3
00℃以上でも1時間未満では完全に再結晶が完了しな
いからである。なお12時間以内に再結晶は完了するの
で12時間以上焼鈍しても工業的に意味がなく、又焼鈍
温度が380℃を超えると、再結晶は急激に起こり、変
形遷移帯域から優先核生成が得られない。従って焼鈍は
300〜380℃で1〜12時間行う。
仕上げ熱間圧延の焼鈍後に行われる冷間圧延および箔圧
延は、従来から行われている工程でよい。圧下率は95
%以上となるのが普通である。また冷間圧延および箔圧
延の途中に中間焼鈍を入れることも可能で、中間焼鈍は
本発明の効果を阻害するものではない。最後に真空中ま
たは不活性雰囲気中で500℃以上の高温度で最終焼鈍
が行われるが、これも従来から行われているもので特に
特別の工程1条件を規定するものでない。
(実施例) 通常のDC鋳造によって第1表に示すような化学組成を
有し、厚さが400mm、幅が1000mmのスラブを
得た。
第1表 組  成 表1の化学組成を有するDCスラブを使用して、第2表
に示す条件で均質化処理と熱間圧延と焼鈍を行った後、
冷間圧延および箔圧延を施し、供試材A−1からA−1
8については104μm厚さ、B−1からB−4につい
ては90μm厚さの箔地材を作成した。その箔に真空中
で550 ’Cで4時間の最終焼鈍を行い、第3表に示
す条件により電解エツチングおよび化成処理をおこなっ
た後、静電容量および立方体集積度を測定して箔の品質
を評価した。静電容量測定は公知のブリッジ法によって
行った。評価の結果を第2表に示す。○印が合格と判定
された。
「発明の効果」 以上説明したように本発明に係わる電解コンデンサ陽極
用アルミニウム箔の製造方法によって、従来用いられて
きたよりも低純度のアルミニウム地金を使用して、良好
な箔特性、すなわち高い立方体方位集積度、高い静電容
量並びに均一な特性分布を有する陽極箔を効率的に製造
できるので、工業的に効果の高い発明である。
特許出願人 日本軽金属株式会社 同      東洋アルミニウム株式会社同     
 株式会社 日 軽 技 研発明者 片 野 雅 彦

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)電解コンデンサ用アルミニウム鋳塊に570〜6
    30℃の温度範囲で4〜24時間の均質化処理を施した
    後、ただちにほぼ均質化処理温度で粗熱間圧延に着手し
    、480〜530℃の温度で粗熱間圧延を終了し再結晶
    が完了するまで放置し、その後仕上げ熱間圧延を行い、
    280℃以下の温度で終了し、更に300〜380℃で
    1〜12時間の焼鈍を行い、最後に常法によって冷間圧
    延、箔圧延および最終焼鈍を行うことを特徴とする電解
    コンデンサ用アルミニウム箔の製造方法。
  2. (2)電解コンデンサ用アルミニウム鋳塊に570〜6
    30℃で4〜24時間の均質化処理を施した後、ただち
    にほぼ均質化処理温度で粗熱間圧延に着手し、80%以
    上の圧下率による粗熱間圧延を行い、480〜530℃
    の温度範囲で粗熱間圧延を完了し、100〜200秒放
    置して再結晶を完了させ、その後仕上げ熱間圧延を行い
    、280℃以下の温度で終了し、更に300〜380℃
    で1〜12時間の焼鈍を行い、最後に常法によって冷間
    圧延、箔圧延および最終焼鈍を行うことを特徴とする電
    解コンデンサ用アルミニウム箔の製造方法。
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