(57)【要約】【課題】  本発明は、立方晶の存在する率が高く、厚さ方向に深いピットを形成可能であって、高強度の電解コンデンサ用アルミニウム箔およびその製造方法の提供を目的とする。【解決手段】  本発明は、純度９９.９％以上であって、９０％以上の立方晶が得られており、それらの粒形が圧延方向へ引き延ばされ、圧延方向に垂直な方向に対する圧延方向に平行な方向の粒径のアスペクト比が１.１〜１.５の範囲とされてなる電解コンデンサ用アルミニウム箔およびその製造方法であり、５００〜６００℃の温度で熱処理を行った後、１１〜５０％の加工率で再圧延加工を行うことを特徴とする。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
純度９９.９％以上のアルミニウムからなり、９０％以上の立方晶率が得られており、それらの粒形が圧延方向へ引き延ばされ、圧延方向に垂直な方向に対する圧延方向に平行な方向の粒径のアスペクト比が１.１〜１.５の範囲とされてなる電解コンデンサ用アルミニウム箔。
【請求項２】
純度９９.９％以上のアルミニウムからなり、９０％以上の立方晶率が得られており、それらの粒形が圧延方向へ引き延ばされ、圧延方向に垂直な方向に対する圧延方向に平行な方向の粒径のアスペクト比が１.１〜１.５の範囲とされてなる電解コンデンサ用アルミニウム箔の製造方法であり、
５００〜６００℃の温度で熱処理を行った後、１１〜５０％の加工率で再圧延加工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。
【請求項３】
前記１１〜５０％の加工率で行う再圧延加工の後、１００〜３００℃の温度で２〜１２時間、焼鈍を行うことを特徴とする請求項２に記載の電解コンデンサ用アルミニウム箔の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、９０％以上の立方晶率を有する電解コンデンサ用アルミニウム箔およびそのの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にアルミニウム電解コンデンサは、陽極酸化によりその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箔と、酸化処理を施していない陰極用アルミニウム箔を電解質を挟んで対向させた構成とされており、前記陽極用アルミニウム箔としては、通常、純度９９．９９％程度の高純度アルミニウムが、また、前記陰極用アルミニウム箔として、通常、純度９９．２〜９９．８％程度の各種アルミニウム合金が使用されている。
しかし、この種のアルミニウム電解コンデンサにおいて、その静電容量を向上させる目的で、高純度アルミニウム箔によって形成される陽極については、微量の添加元素及び製造プロセスに関し、種々の研究がなされており、近年では高圧用は勿論、中圧用や低圧用の電解コンデンサも盛んに使用されている。
【０００３】
これらの中でも電解コンデンサ用の中高圧用エッチング箔は、その表面にトンネルピットと呼ばれる穴を多数あけて粗面化し、高い静電容量が得られるように特性改善がなされており、この高い静電容量を得るためのエッチング技術は、年々向上される傾向にある。また、最近では、高い静電容量を確保するとともに、実用的な強度も兼ね備えることが要望されている。
しかし、容量を高めるためにエッチングピットの長さを単に長くすると、ピットの存在しない中央部分の箔厚が不足し、箔全体として強度低下を引き起こす問題がある。
また、従来のアルミニウム箔は、圧延により目的の厚さに加工する段階の最終焼鈍行程によってアルミニウム箔が十分に軟化されるため、アルミニウム箔の強度はほぼ一定である。従ってアルミニウム箔として強度を確保するためには、従来、エッチング技術においてピットの長さを調節するか、箔厚自体を厚くして強度を高めなくてはならず、ピットの形成に制約があった。
【０００４】
このアルミニウム箔の表面に形成するピットは、アルミニウムの結晶の（１００）面に対し垂直に発生するので、高容量、高強度を得るためには、アルミニウム箔の結晶における立方晶率を高くする必要がある。
本発明者らの研究によれば、アルミニウムの立方晶を成長させるためには、冷間圧延の途中で２００〜３００℃の焼鈍（中間焼鈍）を行い、立方晶の核となる結晶粒を成長させた後、再度圧延（付加的圧延）を行い、先の結晶粒に歪を与え、最終焼鈍時に立方晶が優先成長する状況を整える必要があると考えている。
【０００５】
ところで従来、アルミニウム箔を製造する場合に、熱間圧延、冷間圧延、中間焼鈍、冷間圧延、４５０℃以上の最終焼鈍を経た純度９９.９６質量％以上、立方晶方位率６０体積％以上のアルミニウム原箔に、粗面化処理に先立って冷間加工率０.３％〜１０％の低歪加工を行った後、最終焼鈍する製造方法が知られている。（特許文献１参照）
【特許文献１】特開２００３−１１９５５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
先の特許文献１に記載の方法にあっては、アルミニウム箔の表面内層部に存在する転位組織のサイズを円相当径で０.３μｍ未満のものを面積率で１０％以下とし、円相当径で８μｍ超であるものを面積率で１０％以下とすることにより、亜粒界あるいは転位セルのサイズのばらつきを制御し、ピットの均一生成を良好とすることができるものであったが、アルミニウム箔の強度向上の面では十分な効果を期待できるものではなかった。
また、先の特許文献１にも記載の如く、圧延加工時の加工率を上げると立方晶が再結晶化し、立方晶率が低下する傾向があるので、立方晶率を低下させることなく強度の高いアルミニウム箔を得ることができる技術の登場が望まれている。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、加工後の熱処理を制御することで立方晶を破壊することなく高い加工率で冷間加工を行うことができ、立方晶率が高く、強度も高いという電解コンデンサ用アルミニウム箔の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は上述の課題に鑑みて研究した結果、アルミニウム箔を製造する工程において９０％以上の立方晶率が得られているアルミニウム箔を圧延加工する際、変形した結晶粒のアスペクト比を１.１〜１.５の範囲としておくことで、高立方晶率を保ったまま、再結晶組織から圧延加工組織に変化させることができ、結晶粒を加工組織に変化させることにより、箔強度を飛躍的に高めることができるとの知見に基づき本願発明に到達した。
上記目的を達成するために本発明は、純度９９.９％以上のアルミニウムからなり、９０％以上の立方晶が得られており、それらの粒形が圧延方向へ引き延ばされ、圧延方向に垂直な方向に対する圧延方向に平行な方向の粒径のアスペクト比が１.１〜１.５の範囲とされてなる電解コンデンサ用アルミニウム箔である。
また、その製造方法は、５００〜６００℃の温度で熱処理を行った後、１１〜５０％の加工率で再圧延加工を行うことを特徴とする。
更に本発明は、前記１１〜５０％の加工率で行う再圧延加工の後、１００〜３００℃の温度で２〜１２時間、転位除去のための焼鈍を行うことを特徴とする。
【０００９】
以下に本発明において限定する事項について説明する。
結晶粒のアスペクト比
結晶粒のアスペクト比が１.１未満の場合、圧延に伴う結晶粒の変形量が少ないため、強度の向上が見込めない。逆に結晶粒のアスペクト比が１.５を超える場合、圧延に伴う変形量が多すぎるために、立方晶が一部破壊されて正常なエッチングができなくなる傾向になる。
前記再圧延加工を導入すると、アルミニウム箔の組織中に転位が導入されることとなり、この導入された転位により後の粗面化処理において電解エッチングに伴ってピットの成長が阻害される場合が考えられるので、このような場合のためには１００〜３００℃で２〜１２時間、より好ましくは１００〜２５０℃の温度で２〜１２時間の熱処理を行うことで転位の除去ができる。
転位の除去という面において、１００℃未満の温度で熱処理したのでは、転位除去が不十分になりやすく、２５０℃を越える温度で熱処理したのでは再結晶が始まって立方晶率が低下する。なお、この転位除去行程については、適用する電解エッチング条件によって必要性が変わるので、常に転位除去行程が必要な訳ではなく、略しても差し支えない。
【００１０】
次に本発明に適用するべきアルミニウム箔について更に詳述する。
本発明に係る主に中高圧用として用いる電解コンデンサ用アルミニウム箔は、９９.９％以上の純アルミニウムを主体としている。
ここで、本発明のアルミニウム箔に含まれるＡｌ以外の元素として、不純物としてのＦｅを５ｐｐｍ〜５０ｐｐｍの範囲、Ｓｉを５〜５０ｐｐｍの範囲、Ｃｕを１〜１００ｐｐｍ程度含有していても良い。また、その他不可避不純物を総量として５〜３０ｐｐｍ程度含有していても良い。
本発明に適用されるアルミニウム箔の立方晶率は９０％以上
立方晶率が９０％未満では、垂直に発生するピット数が少なくなり、容量及び強度の面で不足となる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、高い立方晶率であり、深いエッチングピットの形成が可能であり、高容量かつ高強度の電解コンデンサ用アルミニウム箔を提供することができる。
また、本発明のような製造方法を採用すると、適切なアスペクト比であり、立方晶率が高く、強度の高い電解コンデンサ用のアルミニウム箔を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明を実施して得られる電解コンデンサ用アルミニウム箔は、９９.９％以上の純アルミニウムを主体としてなる。その他、本発明のアルミニウム箔に適用できるアルミニウムに含まれる不純物の一例として、Ｆｅ：５〜５０ｐｐｍ、Ｓｉ：５〜５０ｐｐｍ、Ｃｕ：１〜１００ｐｐｍ、その他の不可避不純物を５〜３０ｐｐｍ程度含んでいる組成であっても良い。
【００１３】
本発明の電解コンデンサ用アルミニウム箔にあっては、箔厚０.１〜０.２ｍｍの範囲、純度９９.９％以上のアルミニウムからなるアルミニウム箔であり、立方晶率が９０％以上となる。
【００１４】
このようにして所定の厚さとして得られ、９０％以上の立方晶が得られているアルミニウム箔を更に圧延加工して最終的な目的の厚さとするとともに、ここで変形させた結果として得られるアルミニウム箔での結晶粒のアスペクト比（圧延方向に平行な粒径／圧延方向に垂直方向の粒径）を１.１〜１.５の範囲とする。この圧延加工により結晶粒を再結晶組織から圧延加工組織に変化させることができ、これによりアルミニウム箔としての強度を飛躍的に高めることができる。
本実施形態において立方晶率とは、アルミニウム箔から、画像解析装置にて３０ｃｍ２の分の面積を取り込み、（１００）方位の結晶粒占有率を算出した値を立方晶率と定義する。
次に、本実施形態のアルミニウム箔において、結晶粒のアスペクト比が１.１未満の場合、圧延に伴う結晶粒の変形量が少ないため、強度の向上が見込めない。逆に結晶粒のアスペクト比が１.５を超えた場合、圧延に伴う変形量が多すぎるために、立方晶が一部破壊されて正常なエッチングができなくなる傾向になる。
【００１５】
ところで、先に行った再圧延加工を導入すると、アルミニウム箔の組織中に転位が導入されることとなり、この導入された転位により後の粗面化処理において電解エッチングに伴ってピットの成長が阻害される場合が考えられるので、このような場合のためには再圧延加工後のアルミニウム箔を１００〜３００℃で２〜１２時間、より好ましくは１００〜２５０℃の温度で２〜１２時間、熱処理を行うことで転位の除去ができる。
転位の除去という面において、１００℃未満の温度で熱処理したのでは、転位除去が不十分になりやすく、２５０℃を越える温度で熱処理したのでは再結晶が始まって立方晶率が低下する。なお、この転位除去行程については、適用する電解エッチング条件によって必要性が変わるので、常に転位除去行程が必要な訳ではなく、略しても差し支えない。
【００１６】
なお、先のような箔厚で、立方晶率が９０％以上のアルミニウム箔であり、先のアスペクト比と再圧延加工した後のアルミニウム箔ならば、電解コンデンサ用としての粗面化処理時において、過溶解や過析出をより一層生じることが無く、より均一なエッチング面を得ることができる。
【実施例】
【００１７】
Ｆｅ：１０ｐｐｍ、Ｓｉ：１０ｐｐｍ、Ｃｕ５０ｐｐｍ、その他不可避不純物、残部Ａｌの組成のアルミニウム合金を溶解した後、鋳造し、厚さ６００ｍｍの複数のスラブを得た。このスラブに対して熱間圧延と冷間圧延と中間焼鈍と冷間圧延を経て厚さ０.２ｍｍのアルミニウム箔を得た。このアルミニウム箔に５５０℃にて６時間加熱する熱処理を行ったところ、立方晶率９５％のアルミニウム箔を得ることができた。
更にこのアルミニウム箔に再圧延加工を施し、以下の表１に示す厚さのアルミニウム箔試料を得た。この得られたアルミニウム箔試料においては、再圧延加工後のアルミニウム箔試料の結晶のアスペクト比（圧延方向に平行な方向の粒径／圧延方向に垂直な方向の粒径）を測定した。また、これらのアルミニウム箔試料の耐力を測定した。
それらの測定結果をまとめて表１に示す。
次に、再圧延後のアルミニウム箔の試料の一部のものに対し、再熱処理を施し、更に以下の条件にて電解エッチングして粗面化し、静電容量を測定した。その結果を以下の表１に併せて示す。
○エッチング：３mol／l硫酸＋１mol／l塩酸：７５℃の溶液を用いて０.２ｍＡ／ｃｍ２の定電流を１２０秒印加する条件
【００１８】
【表１】
2006186093.tif 000002
【００１９】
表１に示す結果から、試料Ｎｏ.１〜１４の試料にあっては熱処理後の加工率を１３〜５０％の範囲とすることでアスペクト比１.１〜１.５の範囲であり、立方晶率９４％以上であって９４〜９６％の範囲であり、耐力に優れ、静電容量も高いアルミニウム箔を得ることができた。具体的に各試料の耐力において３０〜５８Ｎ／ｍｍ２の範囲、比較例１に対する静電容量１００〜１０４％の範囲の優れた値が得られた。
表１の試料Ｎｏ.１〜６の試料は熱処理後の再圧延加工率を１３〜５０％の範囲で漸次増加した試料であるが、立方晶率をほとんど低下させることなく耐力を向上できていることが明らかである。これらに対して熱処理後の再圧延加工率を０％あるいは５％とした比較例１、２は耐力が著しく不足し、逆に加工率を６０％とした比較例３は耐力は高いものの静電容量が大幅に低下した。
また、試料Ｎｏ.７〜１４は再熱処理温度を施した試料であるが、高い立方晶率を維持したまま耐力を更に高いレベルに維持することができた。
次に、実施例１、６の比較で強度差が生じるのは加工硬化に起因する。再加熱により再結晶が促進された結果として再結晶粒を大きくすることができる。