(57)【要約】【課題】高静電容量、高引張強度及び高折曲強度を持つ電解コンデンサ用電極箔を得るための、アルミニウム合金箔を提供する。【解決手段】このアルミニウム合金箔は、純度が９９．３重量％以上である。含有する元素としては、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｚｎ及びその他の不可避不純物元素である。Ｍｇ含有量は０．０１〜０．１４質量％で、Ｚｎ含有量は０．０１２質量％を超えて０．１５質量％以下であり、且つ、Ｍｇ及びＺｎのうち、少なくともいずれか一方は０．０６質量％を超える、比較的多い含有量である。そして、Ｆｅ含有量とＭｇ含有量及び／又はＺｎ含有量は関連付けられており、Ｆｅ含有量をＸ質量％とし、Ｍｇ含有量をＹ質量％とし、Ｚｎ含有量をＺ質量％としたとき、−０．０１＋０．５Ｘ≦Ｙ≦０．０１＋１．２５Ｘ　　なる式か、及び／又は−０．０１＋０．５Ｘ≦Ｚ≦０．０１６＋１．２Ｘ　　なる式を満足する。【選択図】　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム純度が９９．３質量％以上であって、Ｓｉ：０．０１０〜０．１５質量％、Ｃｕ：０．００３質量％以下、Ｎｉ：０．００２質量％以下、Ｔｉ：０．００１質量％以下、Ｆｅ：０．０１０〜０．１２質量％、Ｍｇ：０．０１〜０．１４質量％、Ｚｎ：０．０１２質量％を超えて０．１５質量％以下、及びその他の不可避不純物元素を含み、且つ、Ｍｇ及びＺｎのうち、少なくともいずれか一方は０．０６質量％を超える含有量であり、更に、Ｆｅ含有量をＸ質量％とし、Ｍｇ含有量をＹ質量％とし、Ｚｎ含有量をＺ質量％としたとき、以下の（１）式及び／又は（２）式を満足することを特徴とする電解コンデンサ電極用アルミニウム合金箔。
−０．０１＋０．５Ｘ≦Ｙ≦０．０１＋１．２５Ｘ　　・・・（１）
−０．０１＋０．５Ｘ≦Ｚ≦０．０１６＋１．２Ｘ　　・・・（２）
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高静電容量で且つ高引張強度及び高折曲強度の電解コンデンサ用電極箔を得ることのできる電解コンデンサ電極用アルミニウム合金箔に関するものである。特に、交流エッチング法で高静電容量、高引張強度及び高折曲強度の電解コンデンサ用陰極箔を得ることのできる電解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電解コンデンサ用電極箔を製造するためには、電解コンデンサ電極用アルミニウム箔にエッチング処理を施し、箔表面に微細な孔を多数形成して、箔表面の表面積を拡大することが行なわれている。特に、電解コンデンサ用陰極箔を製造するには、電解コンデンサ電極用アルミニウム合金箔に交流エッチング処理を施し、箔表面に多数の微細な孔（いわゆる海綿状ピット）を形成して、箔表面の表面積を拡大することが行なわれている。この表面積の拡大は、電解コンデンサ用陰極箔の静電容量を高めるためには、最も有効な方法である。
【０００３】
エッチング特性を向上させ、表面積の拡大を図るため、電解コンデンサ電極用アルミニウム合金箔に、種々の微量元素を添加することが行われている。たとえば、特許文献１には、電解コンデンサ電極用アルミニウム合金箔に、Ｍｇを５０〜１５００ｐｐｍ、Ｚｎを５０〜１５００ｐｐｍ、Ｇａを３０〜１５０ｐｐｍ、Ｂを５〜１００ｐｐｍ含有させることが開示されている。また、特許文献２にはＭｇ含有量とＺｎ含有量とを以下の範囲に設定することが開示されている。すなわち、Ｍｇ含有量をＹとし、Ｚｎ含有量をＺとしたとき、（４／３）Ｙ−０．０４≦Ｚ≦（４／３）Ｙ＋０．０１なる範囲に設定することが開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−２１２８８号公報（第２頁、請求項１）
【特許文献２】
特開平５−２４７６０９号公報（第２頁、請求項１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者も、前記した先行技術と同様に、一般的に含有されているＦｅやＳｉと共に、ＭｇやＺｎなどの微量元素を添加し、エッチング性の良好な電解コンデンサ電極用アルミニウム合金箔を得るべく、種々研究を行った。この結果、Ｍｇ含有量及び／又はＺｎ含有量を比較的多くしながら、Ｆｅ含有量とＭｇ含有量との間に一定の関係がある場合、及び、Ｆｅ含有量とＺｎ含有量との間に一定の関係がある場合、エッチング特性を良好にしうると共に、エッチングして電極箔とした場合において、高引張強度及び高折曲強度を実現することが判明した。本発明は、このような知見に基づくものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、アルミニウム純度が９９．３質量％以上であって、Ｓｉ：０．０１０〜０．１５質量％、Ｃｕ：０．００３質量％以下、Ｎｉ：０．００２質量％以下、Ｔｉ：０．００１質量％以下、Ｆｅ：０．０１０〜０．１２質量％、Ｍｇ：０．０１〜０．１４質量％、Ｚｎ：０．０１２質量％を超えて０．１５質量％以下、及びその他の不可避不純物元素を含み、且つ、Ｍｇ及びＺｎのうち、少なくともいずれか一方は０．０６質量％を超える含有量であり、更に、Ｆｅ含有量をＸ質量％とし、Ｍｇ含有量をＹ質量％とし、Ｚｎ含有量をＺ質量％としたとき、以下の（１）式及び／又は（２）式を満足することを特徴とする電解コンデンサ電極用アルミニウム合金箔に関するものである。ここで、（１）式は、−０．０１＋０．５Ｘ≦Ｙ≦０．０１＋１．２５Ｘ　で表されるものである。また、（２）式は、−０．０１＋０．５Ｘ≦Ｚ≦０．０１６＋１．２Ｘ　　で表されるものである。
【０００７】
本発明に係る電解コンデンサ電極用アルミニウム合金箔は、アルミニウム純度が９９．３質量％以上である。アルミニウム純度が９９．３質量％未満であると、相対的にＦｅ，Ｓｉ，Ｃｕなどの元素の含有量が多くなって、エッチング時に過溶解を招き、結果的に表面積を拡大することが困難となるため、好ましくない。
【０００８】
本発明に係るアルミニウム合金箔は、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔｉを含有しており、更に、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｚｎを含有している。そして、Ｆｅの含有量に関連して、Ｍｇ及びＺｎの含有量が決定されるものである。本発明に係るアルミニウム合金箔中に含有されている各元素の量について、以下、説明する。
【０００９】
Ｓｉは０．０１０〜０．１５質量％含有されている。Ｓｉが０．０１０質量％未満であると、エッチング特性が良好でなくなるため、好ましくない。逆に、Ｓｉが０．１５質量％を超えると、エッチング時に過溶解を招き、結果的に表面積を拡大することが困難となるため、好ましくない。
【００１０】
Ｃｕは、０．００３質量％以下含有されている。Ｃｕが０．００３質量％を超えると、エッチング時に過溶解を招き、結果的に表面積を拡大することが困難となるため、好ましくない。また、得られた電極箔をコンデンサに組み込んだとき、短絡などのトラブルが生じる恐れが高くなるため、好ましくない。
【００１１】
Ｎｉは、０．００２質量％以下含有されている。Ｎｉが０．００２質量％を超えると、エッチング時に過溶解を招くため、好ましくない。また、Ｔｉは、０．００１質量％以下含有されている。Ｔｉが０．００１質量％を超えるときも、エッチング時に過溶解を招くため、好ましくない。なお、Ｎｉ及びＴｉは、含有されていなくてもよい。
【００１２】
本発明に係るアルミニウム合金箔には、Ｆｅが０．００３〜０．１２質量％が含有されている。Ｆｅが０．００３質量％未満になると、エッチング時の初期反応性が不十分で、しかもエッチング開始点が増加しないため、好ましくない。また、Ｆｅが０．１２質量％を超えると、エッチング時に過溶解を招き、好ましくない。
【００１３】
本発明において含有されるＭｇ及び／又はＺｎの量は、Ｆｅの含有量との関係で決定される。ここで、Ｆｅの含有量をＸ質量％とし、Ｍｇの含有量をＹ質量％とし、Ｚｎ含有量をＺ質量％としたとき、以下のとおりになる。すなわち、Ｍｇの含有量は、−０．０１＋０．５Ｘ≦Ｙ≦０．０１＋１．２５Ｘの範囲内であり、及び／又はＺｎの含有量は、−０．０１＋０．５Ｘ≦Ｚ≦０．０１６＋１．２Ｘの範囲内であることが必要である。Ｍｇ及び／又はＺｎの含有量が、この範囲外であると、静電容量、引張強度及び折曲強度のいずれもが、低下するので好ましくない。
【００１４】
この関係が成立するのは、Ｍｇの含有量が０．０１〜０．１４質量％、Ｚｎの含有量が０．０１２質量％を超えて０．１５質量％以下であり、且つ、Ｍｇ及びＺｎのうち、少なくともいずれか一方は０．０６質量％を超える含有量である場合である。このように、Ｍｇ含有量及び／又はＺｎ含有量が比較的多い場合において、Ｆｅ含有量とＭｇ含有量との間に上記のような一定の関係があり、及び／又は、Ｆｅ含有量とＺｎ含有量との間に上記のような一定の関係があると、得られた電解コンデンサ用電極箔に、高静電容量、高引張強度及び高折曲強度を与えることができるのである。
【００１５】
本発明に係る電解コンデンサ電極用アルミニウム合金箔は、従来公知の方法で製造される。すなわち、所定の元素組成のアルミニウム鋳塊を準備し、この鋳塊を常法で均質化処理し、続いて、熱間圧延を行う。そして、常法で、冷間圧延及び所望により中間焼鈍を挿入して、所定厚さ（一般的には５０〜３００μｍ程度の厚さ）のアルミニウム合金箔を得る。最後に、必要であれば、常法により最終焼鈍を施して、電解コンデンサ電極用アルミニウム合金箔を得る。
【００１６】
以上のようにして得られた、電解コンデンサ電極用アルミニウム合金箔には、従来公知のエッチング処理及び化成処理が施され、電解コンデンサ用電極箔として用いられる。特に、本発明に係るアルミニウム合金箔には、交流エッチングが施され、電解コンデンサ用陰極箔又は電解コンデンサ用陽極低圧箔として好適に用いることができる。
【００１７】
【実施例】
実施例Ａ
〔アルミニウム鋳塊の準備〕
以下の表１に示すアルミニウム鋳塊Ｎｏ．１〜１７を準備した。なお、アルミニウム鋳塊Ｎｏ．１〜５は、本発明の範囲内のもので実施例であり、Ｎｏ．６〜１７は、比較例である。
【００１８】
2004134598.tif 000002
【００１９】
厚さ５００ｍｍのアルミニウム鋳塊Ｎｏ．１〜１７を準備し、５２０℃で５時間の均質化処理を施した後、直ちに熱間圧延を施し、温度２５０℃で熱間圧延を終了し、厚さ３ｍｍのアルミニウム板を得た。このアルミニウム板に冷間圧延を繰り返して、厚さ０．０５ｍｍの電解コンデンサ電極用アルミニウム合金箔を得た。
【００２０】
この各アルミニウム合金箔に、以下の条件でエッチング処理及び化成処理を施して、以下に示す条件で静電容量（μＦ／ｃｍ２）を測定した。そして、実施例Ｂにおけるアルミニウム鋳塊Ｎｏ．１９の場合の静電容量を１００％とし、それとの比で、各箔の静電容量を（％）で表した。また、各アルミニウム合金箔について、以下の方法で引張強度（ｋＮ／ｃｍ）及び折曲強度（回）を測定した。これらの結果を表２に示した。
【００２１】
〔エッチング処理〕
５質量％ＨＣｌ＋６質量％ＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏ＋０．１質量％Ｃ２Ｈ２Ｏ４・２Ｈ２Ｏ溶液（液温３０℃）中に、各電解コンデンサ電極用アルミニウム箔を浸漬し、０．４Ａ／ｃｍ２で５０Ｈｚの正弦波交流を、１５０秒間流して、エッチング処理を行った。
〔化成処理〕
エッチング処理後の各アルミニウム合金箔を、ＥＩＡＪ法に則った大きさに裁断し、この試験片を１３質量％アジピン酸アンモニウム水溶液（液温８５℃）に浸漬し、対向電極をＳＵＳ３０４として、３ＶでＥＩＡＪ法に則って化成処理を行った。
〔静電容量〕
化成処理した各試験片１枚を、１３質量％アジピン酸アンモニウム水溶液（液温３０℃）に浸漬し、対向電極を、静電容量が４００００μＦ以上のエッチドアルミラニウム箔として、１２０Ｈｚの直列等価回路でＬＣＲメーターを用いて、静電容量（μＦ／ｃｍ２）を測定した。
【００２２】
〔引張強度〕
エッチング処理を終えたアルミニウム合金箔を、大気中、４００℃で５分間加熱処理を行った。この加熱処理後の箔を、インストロン型万能引張試験機を用いて、９８０Ｎのロードセルを用いて引張強度（ｋＮ／ｃｍ）を測定した。測定条件は、チャック間長さ５０ｍｍ、箔の巾１０ｍｍ、引張速度１．６７×１０−４ｍ／ｓｅｃとした。
〔折曲強度〕
エッチング処理を終えたアルミニウム合金箔を、大気中、４００℃で５分間加熱処理を行った。この加熱処理後の箔を、ＪＩＳ　Ｐ　８１１５「紙及び板紙のＭＩＴ試験機による耐折強さ試験方法」に準じてＭＩＴ型耐折試験機により、折曲強度（回）を測定した。
【００２３】
2004134598.tif 000003
【００２４】
実施例Ｂ
〔アルミニウム鋳塊の準備〕
以下の表３に示すアルミニウム鋳塊Ｎｏ．１８〜２６を準備した。なお、アルミニウム鋳塊Ｎｏ．１８は、本発明の範囲内のもので実施例であり、Ｎｏ．１９〜２６は、比較例である。
【００２５】
2004134598.tif 000004
【００２６】
厚さ５００ｍｍのアルミニウム鋳塊Ｎｏ．１８〜２６を準備し、実施例Ａと同様にして、厚さ０．０５ｍｍのアルミニウム合金箔を得た。その後、ｐＨ９．５の洗浄液を用いてアルカリ洗浄し、３２０℃で５時間の最終焼鈍を施して、電解コンデンサ電極用アルミニウム合金箔を得た。そして、実施例Ａと同様にして、静電容量、引張強度及び折曲強度を測定した。その結果を表４に示した。なお、静電容量は、アルミニウム鋳塊Ｎｏ．１９の場合の静電容量を１００％とし、それとの比で、各箔の静電容量を（％）で表した。
【００２７】
2004134598.tif 000005
【００２８】
以上の表２及び表４の結果から分かるように、本発明の範囲内の元素組成を持つものは、それ以外のものに比べて、静電容量、引張強度及び折曲強度のいずれもが向上していることが分かる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明に係る電解コンデンサ電極用アルミニウム合金箔は、Ｍｇ含有量及び／又はＺｎ含有量が比較的多く、しかも、Ｍｇ含有量がＦｅ含有量に関連付けられており、及び／又は、Ｚｎ含有量がＦｅ含有量に関連付けられているので、エッチング特性が向上し、高静電容量の電解コンデンサ用電極箔を得ることができる。また、本発明に係るアルミニウム合金箔を用いて得られた電解コンデンサ用電極箔は、エッチング後における引張強度も折曲強度も高いので、小型化された電気機器に適用するのに適しているという効果も奏する。