(57)【要約】【目的】電気化学的エッチング処理、とくに交流エッチングにより、拡面率の増大と高静電容量を得ることを可能とする電解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔を提供する。【構成】Ｓｉ：０．０１〜０．１０％、Ｆｅ：０．０２〜０．１０％、Ｃｕ：０．０００５〜０．００５％、Ｍｇ：０．００５〜０．０５％、Ｚｎ：０．００５〜０．０５％を含有するアルミニウム純度９９．７％以上のアルミニウム合金箔であって、エッチング処理前の該アルミニウム合金箔の表面の残留油量が４００μｇ／ｍ2 を越え３５００μｇ／ｍ2 以下であ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：０．０１〜０．１０％（質量％、以下同じ）、Ｆｅ：０．０２〜０．１０％、Ｃｕ：０．０００５〜０．００５％、Ｍｇ：０．００５〜０．０５％、Ｚｎ：０．００５〜０．０５％を含有するアルミニウム純度９９．７％以上のアルミニウム合金箔であって、エッチング処理前の該アルミニウム合金箔の表面の残留油量が４００μｇ／ｍ2 を越え３５００μｇ／ｍ2 以下であ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】
ＺｎとＭｇの合計含有量Ｘ（Ｚｎ量＋Ｍｇ量）が０．０１〜０．１％であり、前記残留油量をＹμｇ／ｍ2 としたとき、（２Ｘ−５００）≦Ｙ≦（２Ｘ＋２０００）（但し、Ｘはｐｐｍに換算した値）の関係を満足することを特徴とする請求項１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用アルミニウム合金箔、とくに交流エッチング性に優れた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】
電解コンデンサ陰極用アルミニウム箔の製造は、アルミニウム箔を塩素イオンを含む溶液中で電気化学的エッチング処理を施すことにより行われ、エッチピットと呼ばれる多数の孔を形成してエッチング面の表面積を拡大させ静電容量を増大させている。
【０００３】
電気化学的エッチング処理においては、エッチングによる表面溶解が過度になると不均一な溶解が生じて、表面欠落などによって静電容量および強度が低下し、表面溶解が少な過ぎると十分な拡面効果が得られないから、アルミニウム箔について適度且つ均一な表面溶解を得るために、エッチング処理条件のみでなく、アルミニウム箔中の含有元素の影響について検討され材料面の改良が試みられている。
【０００４】
例えば、アルミニウム箔中の含有成分として、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｇａはエッチング処理時のエッチピット開始点を増加させる元素として知られており、Ｚｎもエッチピット開始点を増大させて静電容量を大きくする元素として知られている（特許文献１参照）。また、エッチング処理前のアルミニウム箔表面の残留油分がエッチング処理時のピット形成に関与すること、残留油量を特定範囲に調整することにより性能を向上させることも報告されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特許第２８７８４８７号公報
【特許文献２】特許第３５３７１２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
発明者らは、上記従来技術をベースとして、電解コンデンサ陰極用アルミニウム箔における含有成分、残留油量と静電特性との関連について、さらに試験、検討を行った結果、電気化学的エッチング処理におけるエッチング特性が、ＭｇとＺｎの含有量と残留油量との関係に影響されることを見出した。
【０００６】
本発明は、上記の知見に基づいてさらに検討を重ねた結果としてなされたものであり、その目的は、電気化学的エッチング処理、とくに交流エッチングにより、拡面率の増大と高静電容量を得ることを可能とする電解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するための請求項１による電解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔は、Ｓｉ：０．０１〜０．１０％、Ｆｅ：０．０２〜０．１０％、Ｃｕ：０．０００５〜０．００５％、Ｍｇ：０．００５〜０．０５％、Ｚｎ：０．００５〜０．０５％を含有するアルミニウム純度９９．７％以上のアルミニウム合金箔であって、エッチング処理前の該アルミニウム合金箔の表面の残留油量が４００μｇ／ｍ2 を越え３５００μｇ／ｍ2 以下であることを特徴とする。
【０００８】
請求項２による電解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔は、請求項１において、ＺｎとＭｇの合計含有量Ｘ（Ｚｎ量＋Ｍｇ量）が０．０１〜０．１％であり、前記残留油量をＹμｇ／ｍ2 としたとき、（２Ｘ−５００）≦Ｙ≦（２Ｘ＋２０００）（但し、Ｘはｐｐｍに換算した値）の関係を満足することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、電気化学的エッチング処理、とくに交流エッチングにより、拡面率の増大と高静電容量を得ることを可能とする電解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔が提供あれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明におけるアルミニウム箔中の含有成分の意義および限定範囲について説明すると、ＳｉおよびＦｅは、不純物として不可避的に含まれる元素であり、好ましい含有量はＳｉ：０．０１〜０．１０％、Ｆｅ：０．０２〜０．１０％の範囲である。アルミニウム純度は９９．７％以上とするのが好ましい。
【００１１】
Ｃｕは、Ａｌマトリックス中に固溶してエッチング性を高めるよう機能する。Ｃｕの好ましい含有量は０．０００５〜０．００５％の範囲であり、０．０００５％未満ではエッチング性が十分でなく、０．００５％を越えて含有すると過剰溶解が生じる。
【００１２】
Ｍｇは、Ａｌマトリックス中に固溶してエッチング性を高めるとともに、Ｍｇ2 Ｓｉを形成して単体Ｓｉの析出を抑制するよう機能する。Ｍｇの好ましい含有量は０．００５〜０．０５％の範囲である。
【００１３】
Ｚｎは、Ａｌマトリックスの電位を卑にし、Ｆｅ含有晶・析出物との電位差を大きくすることによりエッチング処理時の溶解性を増大させる元素であり、好ましい含有量は０．００５〜０．０５％の範囲である。
【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は、上記の組成を有するアルミニウム合金の鋳塊を均質化処理し、常法に従って熱間圧延した後、冷間圧延さらに箔圧延を行うことにより製造されるが、通常、冷間圧延後のアルミニウム合金箔の表面には圧延油が残存し、鉱油、脂肪酸、エステルなどの圧延油成分が検出される。
【００１５】
アルミニウム合金箔の表面における圧延油の残存状態は、アルミニウム合金箔表面の外層部に位置する付着油と、アルミニウム合金箔表面の内層部に位置し、アルミニウム素地との結合力がきわめて高い吸着油とに分類される。付着油はヘキサンに溶解する油成分であり、吸着油は箔表面の油分をヘキサンで抽出しても残存する油分である。エッチング処理時のピット発生に影響するのは内層部に位置する吸着油であり、本発明において、残留油とは吸着油をいう。
【００１６】
本発明においては、残留油量を４００μｇ／ｍ2 を越え３５００μｇ／ｍ2 以下に制御することが重要である。４００μｇ／ｍ2 以下ではアルミニウム合金箔表面の保護作用が失われ、アルミニウム素地とエッチング液との反応が激しくなって過剰溶解が生じ易くなる。３５００μｇ／ｍ2 を越えると、エッチング液との反応が不均一となり、ピットが部分的に集中して発生する領域が存在するようになるため、高い静電容量が得難くなる。
【００１７】
残留油量は、冷間圧延後、酸、アルカリ、あるいは有機溶剤による洗浄を実施することにより制御することができる。洗浄を実施しなくても、吸着性の低い圧延油を使用して冷間圧延したり、冷間圧延後に加熱処理を施すことによっても残留油量を調整することができる。
【００１８】
本発明においては、ＺｎとＭｇの合計含有量、（Ｚｎ量＋Ｍｇ量）をＸｐｐｍとし、残留油量をＹμｇ／ｍ2 としたとき、Ｘが０．０１〜０．１％、すなわち１００〜１０００ｐｐｍで、（２Ｘ−５００）≦Ｙ≦（２Ｘ＋２０００）の関係を満足する場合（図１に示す領域Ａ）に、アルミニウム合金箔の適度な溶解性とアルミニウム合金箔表面とエッチング液との適度な反応が得られ、一層優れた拡面率の向上を達成することができる。
【００１９】
Ｙ＞（２Ｘ＋２０００）では、ＺｎとＭｇの合計含有量Ｘに対して残留油が多過ぎるため、ピットの発生が均一とはならず、十分な拡面率が得られず、（２Ｘ−５００）＞では、残留油に対してＺｎとＭｇの合計含有量Ｘが過大となってエッチング性が高くなり過ぎるため、過剰溶解が生じ易くなる。
【実施例】
【００２０】
表１に示す組成を有するアルミニウム合金溶湯を、半連続鋳造により造塊し、得られた鋳塊を常法に従って均質化処理、熱間圧延し、その後、圧延率９５％の冷間圧延を施して、厚さ２０μｍの硬質箔とした。なお、表１において、本発明の条件を外れたものには下線を付した。
【００２１】
得られた硬質箔（試験材）について、以下の方法により残留油量の測定、静電容量の測定を行った。結果を表２に示す。なお、表２において、本発明の条件を外れたものには下線を付した。
【００２２】
残留油の測定：試験材から２０ｃｍ×２０ｃｍ（表面積４００ｃm 2 ）の試験片を採取し、試験片をヘキサン（５０００倍濃縮検定品）８０ｍｌに浸漬して、２０分間の超音波洗浄を行い、外層部の付着油をヘキサンで抽出して除去した後、試験片を蒸留水９０ｍｌ、ヘキサン３０ｍｌ、６Ｎ塩酸（ヘキサン洗浄塩酸）３０ｍｌからなる溶液に浸漬して、試験片の表面が完全に分解するまで放置し、吸着油分（残留油）を抽出した。
【００２３】
ついで、抽出液を１００ｍｌのビーカーに移し入れ、抽出液が約２０ｍｌになるまで加熱蒸発させ、さらに室温で約５ｍｌまで蒸発させた。その後、吸引デシケーターで減圧濃縮し、ヘキサンを完全に蒸発させ、箔表面の吸着物質（残留油）を得た。これをヘキサン１００μｌで溶解し、その４μｌをガスクロマトグラフに注入して、残留油量を評価した。
【００２４】
ガスクロマトグラフ分析は、装置：（株）島津製作所製ＧＣ−１４Ｂ、検出器：ＦＩＤを使用して行った。
【００２５】
静電容量の測定：試験材を１２．５容量％塩酸、０．５容量％硝酸、０．６容量％リン酸  からなる電解液（温度３０℃）中で、２５Ｈｚの交流を使用して、０．２Ａ／ｃｍ2 の電流密度で６０秒間通電することにより交流電解エッチング処理を行い、処理後、アジピン酸アンモニウム溶液中でＬＣＲメータにより静電容量を測定した。
【００２６】
【表１】
2006169597.tif 000002
【００２７】
【表２】
2006169597.tif 000003
【００２８】
表１〜２に示すように、本発明に従う試験材Ｎｏ．１〜７はいずれも、（Ｚｎ量＋Ｍｇ量）は０．０１〜０．１％、すなわち１００〜１０００ｐｐｍで、前記の式（２Ｘ−５００）≦Ｙ≦（２Ｘ＋２０００）の関係を満足しており、試験材Ｎｏ．７（比較材）の静電容量を１００％とした場合、１００％を越える優れた静電容量を示した。
【００２９】
これに対して、試験材Ｎｏ．８は残留油量が少なく、試験材Ｎｏ．９は残留油量が多く、試験材Ｎｏ．１０はＭｇ含有量およびＺｎ含有量が少なく、試験材Ｎｏ．１１はＭｇ含有量およびＺｎ含有量が多いため、いずれも静電容量が劣っている。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明における残留油量と（Ｍｇ＋Ｚｎ）含有量の好ましい関係を示す図である。
【図１】
2006169597.tif 000004