(57)【要約】【課題】  本発明は、大きな晶出物による粗大なエッチングピットを抑制することにより、均一性の高いエッチングピット分布とし、高い静電容量が得られるようにした電解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔を得ることを目的とする。【解決手段】  本発明の電解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔は、Ｓｉ：０．０５〜０．３０％（重量％、以下同じ）、Ｆｅ：０．２２〜０．６０％、Ｃｕ：０．０１〜０．１９％、Ｍｎ：０．２１〜２．０％を含有し、残部Ａｌ及び不可避不純物からなることを特徴とする。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓｉ：０．０５〜０．３０％（重量％、以下同じ）、Ｆｅ：０．２２〜０．６０％、Ｃｕ：０．０１〜０．１９％、Ｍｎ：０．２１〜２．０％を含有し、残部Ａｌ及び不可避不純物からなることを特徴とする電解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔。
【請求項２】
前記組成において、Ｓｎ、Ｇａ、Ｔｉをそれぞれ０．０２％以下、Ｃｒ、Ｉｎ、Ｎｉをそれぞれ０．０１％以下に規制してなることを特徴とする請求項１に記載の電解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔。
【請求項３】
直径１μｍ以上の晶出物（但しここでの直径とは、晶出物の面積から円形に仮定した場合の直径を示す）が２×１０６個／ｃｍ２以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解コンデンサ陰極として使用した場合に高い静電容量と高い機械強度を持つ電解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔に関する。
【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は、通常、純度９９．２〜９９．８％程度のアルミニウムが使用されていた。
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、前記陰極用の低純度アルミニウム箔についてもそれ自体の静電容量の向上に迫られてきているが、いまだ満足なものは得られていないのが実情である。
【０００３】
例えば、従来、この種の電解コンデンサ用アルミニウム合金箔として、低純度Ａｌ箔にＣｕを添加させたＡｌ合金（特許文献１参照）や、Ｆｅ量を低く規制した合金（特許文献２参照）が提案されているが、静電容量、強度ともに十分なものではなかった。
【特許文献１】特公昭４４−２５０１６号公報
【特許文献２】特開昭５１−９７５１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、電解コンデンサの電気容量は、その表面積に比例するものであるから、陰極静電容量を大きくするエッチング処理などによってその陰極の表面積を大きくすることがなされているが、上述のような従来公知の陰極用アルミニウム箔に対して、コンデンサの静電容量を充分に満足させる程度の表面積を得るための極めて過激なエッチング処理を施すと、腐食による減量や穴形成により、コンデンサ用アルミニウム合金箔自体の機械的強度が低下してしまい、更に、漏洩電流も増大するという問題があり、従ってエッチング処理によって充分に満足できる程度にその表面積を大きくすることは困難であった。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、大きな晶出物による粗大なエッチングピットを抑制することにより、均一性の高いエッチングピット分布とし、高い静電容量が得られるようにした電解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明は、Ｓｉ：０．０５〜０．３０％（重量％、以下同じ）、Ｆｅ：０．２２〜０．６０％、Ｃｕ：０．０１〜０．１９％、Ｍｎ：０．２１〜２．０％を含有し、残部Ａｌ及び不可避不純物からなることを特徴とする。
本発明において、前記組成において、Ｓｎ、Ｇａ、Ｔｉをそれぞれ０．０２％以下、Ｃｒ、Ｉｎ、Ｎｉをそれぞれ０．０１％以下に規制するものでも良い。
本発明において、直径１μｍ以上の晶出物（但しここでの直径とは、晶出物の面積から円形に仮定した場合の直径を示す）が２×１０６個／ｃｍ２以下であることが好ましい。
【０００７】
以下に本発明において限定する事項について説明する。
本発明に係る電解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔は、ＳｉとＦｅとＣｕとＭｎを主要構成元素として個々に規定量含有してなる。なお、以下に記載する各元素の含有量範囲において、特に規定しない限り上限と下限を含むものとする。従って０.０５〜０.３０％は、０.０５％以上、０.３０％以下を意味する。
Ｓｉ：０.０５〜０.３０％
Ｓｉは、本発明に係る電解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔において金属間化合物の析出を促進する作用があるが、０.０５％未満の含有量ではその作用が十分に発揮されなくなるので好ましくない。また、Ｓｉ含有量が０.３０％を越えるとエッチングピット形成時に純度低下による過溶解が生じて機械的強度の低下につながるので好ましくない。これらの範囲でも好ましいＳｉ含有量は、０.０８％以上、０.１３％以下である。
【０００８】
Ｆｅ：０.２２〜０.６０％
Ｆｅは電解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔の強度向上及び低純度化に最も影響の大きい元素である。Ｆｅの含有量が０.２２％未満では強度向上への寄与が不充分になり易く、且つコストメリットが無くなるので好ましくない。Ｆｅの含有量が０.６０％を超えると晶出物の析出が進行しすぎてエッチングピット形成時に過溶解を生じるので好ましくない。
Ｃｕ：０.０１〜０.１９％
Ｃｕはマトリックス中に固溶し易く、マトリックスの電位を高め、マトリックスの溶解性を抑制する作用がある。Ｃｕ含有量が０.０１％未満では、その効果が十分に発揮されなくなるので好ましくない。また、０.１９％を越えると溶解性が高くなりすぎて過溶解を引き起こしたり、コンデンサに組み込んだ際の短絡の危険性が高まるため、好ましくない。これらの範囲でも好ましいＣｕ含有量は、０.０２％以上、０.０９％以下である。
【０００９】
Ｍｎ：０.２１〜２.０％
ＭｎはＡｌ−Ｆｅ−Ｍｎ系の金属間化合物を形成し、マトリックスとの電位差を作り、エッチングピットの基点となる作用を奏するので添加する。Ｍｎ含有量を０.２１％未満とすると、Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｎ系の金属間化合物の分散析出が少なくなり、満足なエッチング形態が得られなくなる。また、Ｍｎ含有量が２.０％を越えるようであると析出分散した金属間化合物の粒度が大きくなりすぎ、金属間化合物の粗大化並びに不均一なエッチング形態となり易い。Ｍｎ含有量について好ましくは０.７９％以下である。
【００１０】
Ｓｎ、Ｇａ、Ｔｉ：各々０.０２％以下
Ｃｒ、Ｉｎ、Ｎｉ：各々０.０１％以下
これらの元素はいずれも基本的には含有しない方が望ましいが、前記の範囲で含んでいても差し支えない。ただし、先の範囲を超えるようになると、溶解性が大きくなり、エッチング性に影響を与え始めるので、前記の範囲とする方が好ましい。
【００１１】
晶出物のサイズと密度：直径１μｍ以上の晶出物が２×１０６個／ｃｍ２以下
本発明に係る電解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔において直径１μｍ以上の晶出物は粗大なエッチングピットを引き起こし、局部溶解を引き起こすので好ましくない。更に、２×１０６個／ｃｍ２を超えて存在すると、表面に粗大なエッチングピットが散乱する形態となり、不均一及び容量低下を引き起こす。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、電解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔として、組織に適度な大きさの適度な数の金属間化合物を析出させてエッチング性の向上を図り、過溶解などによるエッチング不良を無くして機械的強度の低下を引き起こしていない高い強度のものを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明に係る電解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔は、一例としてＳｉ：０．０５〜０．３０％（重量％、以下同じ）、Ｆｅ：０．２２〜０．６０％、Ｃｕ：０．０１〜０．１９％、Ｍｎ：０．２１〜２．０％を含有し、残部Ａｌ及び不可避不純物からなることを特徴とする組成を有する。
更に本発明に係る電解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔は、前記組成において、Ｓｎ、Ｇａ、Ｔｉをそれぞれ０．０２％以下、Ｃｒ、Ｉｎ、Ｎｉをそれぞれ０．０１％以下に規制してなることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る電解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔を製造するには、前記組成比となるように調整した合金溶湯からインゴットを鋳造し、それに熱間圧延加工を施し、この熱間圧延加工後に圧延率８０〜９５％程度まで必要回数冷間圧延加工を施し、３００〜５００℃で行う中間焼鈍処理を経てから最終冷間圧延加工を行って最終的な厚さのアルミニウム合金箔とする。
この工程後、アルミニウム合金箔に粗面化処理、化成処理を施す。
ここで行う粗面化処理と化成処理は、この種の電解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔の粗面化並びに化成処理に適用される一般的な条件の処理で差し支えない。
【００１５】
上述の如く製造された電解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔にあっては、直径１μｍ以上の晶出物（但しここでの直径とは、晶出物の面積から円形に仮定した場合の直径を示す）が２×１０６個／ｃｍ２以下であるという構造的特徴を有する。
このような規定の大きさの晶出物が規定個数存在するアルミニウム合金箔であれば、先に行った粗面化処理と化成処理時において、過溶解や過析出を生じることが無く、均一なエッチング面を得ることができる。
【実施例】
【００１６】
以下の表１に示す組成の合金を溶解鋳造し、熱間圧延により板厚７ｍｍに仕上げた。続いて冷間圧延を板厚０.７ｍｍまで行った。続いて、連続焼鈍炉にて４００℃で中間焼鈍し、最終板厚０.０４ｍｍになるまで冷間圧延した。次に、液温８０℃の０.５Ｍ硫酸と１.０Ｍ塩酸の混合酸中に６０秒浸漬した後、８５℃のアジピン酸アンモニウム溶液中で３Ｖ化成後、静電容量を測定した。これら試験の条件と結果を以下の表１と表２に示す。
静電容量は、比較例１の試料を１００としたときの相対比較で行った。また、強度の指標として最終冷間後の引張強さを測定し、比較例１を１００とした時の相対比較で表した。なお、表１に示す溶解減量とは、液温８０℃の０.５Ｍ硫酸と１.０Ｍ塩酸の混合液中で６０秒浸漬した後の重量減のことを意味する。この溶解減量においても比較例１の試料を１００としたときの相対表示とした。
【００１７】
【表１】
2006104542.tif 000002
【００１８】
【表２】
2006104542.tif 000003
【００１９】
表１、表２に示す結果から、本願発明の範囲を満たす試料はいずれも静電容量が大きく、引張強さが大きく、溶解減量も少なかった。
比較例２はＳｉ量を多くした試料であるが、静電容量が小さく、溶解減量も増加した。比較例４はＦｅ量を多くした試料であるが、静電容量が小さく、晶出物個数が多くなりすぎ、溶解減量も著しく増加した。比較例５はＭｎ量を多くした試料であるが静電容量が小さく、溶解減量も増加した。
実施例５、７、９の試料はＳｎ、Ｇａ、Ｔｉの含有量をより望ましい範囲から若干多くした試料であるが、いずれにおいても静電容量の増加割合が若干少なく、引張強さの向上効果も若干少なかったが、いずれも比較例１の試料に比べて特性的には向上している。
実施例５、７、１３はＣｒ、Ｉｎ、Ｎｉの含有量をより望ましい範囲から若干多くした試料であるが、いずれにおいても静電容量の増加割合が若干少なく、引張強さの向上効果も若干少なかったが、いずれも比較例１の試料に比べて特性的には向上している。