(57)【要約】  【課題】  エッチング特性に優れて高静電容量を実現できると共に、耐折強度にも優れ、かつ歩留の低下を抑えた電解コンデンサ電極用アルミニウム箔を得る。  【解決手段】  Ａｌ：９９．８０％以上を含むと共にＦｅ：５〜７０ｐｐｍ，Ｓｉ：５〜７０ｐｐｍ及びＣｕ：５〜１５０ｐｐｍを含み、残部が不純物からなるアルミニウム合金を皮材とし、Ｍｎ：０．８〜１．５％含有するＡｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金を芯材とした箔厚が５０μｍ以上、かつ芯材の板厚比率が総板厚の２０％以下のクラッド材からなるアルミニウム合金板を冷間圧延にてクラッド圧延を行う際、１パス目の圧下率を４０％以上、その時の総板厚を２〜１０ｍｍとする。  【選択図】  無し【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａｌ：９９．８０ｍａｓｓ％（以下、単に％）以上を含むと共にＦｅ：５〜７０ｐｐｍ，Ｓｉ：５〜７０ｐｐｍ及びＣｕ：５〜１５０ｐｐｍを含み、残部が不純物からなるアルミニウム合金を皮材とし、Ｍｎ：０．８〜１．５％含有するＡｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金を芯材とし、箔厚が３０μｍ以上、かつ芯材の板厚比率が総板厚の２０％以下である電解コンデンサ電極用アルミニウム箔を製造するに当たり、冷間圧延にてクラッド圧延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箔の製造方法。
【請求項２】
冷間クラッド圧延する際の１パス目の圧下率が４０％以上であり、その時の総板厚が２〜１０ｍｍである事を特徴とする請求項１記載の電解コンデンサ電極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、電解コンデンサ電極用アルミニウム箔に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウムは、化学的あるいは電気化学的なエッチング処理により微小孔を穿孔して容易に表面積を拡大でき、多数の微小孔が穿孔された表面に苛性処理と呼称される陽極酸化処理を施すことにより良質な陽極酸化皮膜を形成できる。しかもこの皮膜が誘電体となることから、コンデンサの製造に用いられている。すなわち、薄く圧延したアルミニウム箔をエッチング処理し、その表面に使用電圧に応じた種々の化成電圧で化成処理して陽極酸化皮膜を形成した後、所定寸法の条箔に切断し、該条箔をコイル上に巻取り加工することにより、使用電圧に適合する各種のコンデンサが製造されている。近年小型化の趨勢から、コンデンサ箔の穿孔密度を小さくして静電容量を増大し、あるいはコイル状に巻取る巻取半径を小さくする事が試みられている。このような方法を採用するには巻取り加工時に箔切れを生じないように穿孔後の箔に高い折曲強度が求められている。
【０００３】
この問題に対し、芯材にＳｃ，Ｚｒを含有した９９．６０％のＡｌを用い、皮材に９９．８０％以上のＡｌを用いて熱間圧延にてクラッドさせることで、耐折強度や高静電容量化を解決した例がある（例えば特許文献１）。
【０００４】
また、芯材にＪＩＳ  Ａ３０００系またはＪＩＳ  Ａ５０００系アルミニウム合金を、皮材に、９９．９０％以上の純アルミニウムに用い、特定の熱間クラッド圧延をすることで皮材と芯材が強度に圧着され、電解液が皮材と芯材との隙間に侵入し、腐食の進行等の不具合を解決した例がある（例えば特許文献２）。
【特許文献１】特開２０００−３４５２７１号公報
【特許文献２】特開２００２−３６７８６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上述の方法は熱間圧延にて板厚の厚い所でのクラッド圧延のため、ロス重量が大きくなり歩留低下等の問題が発生する。
【０００６】
本発明は、このような技術背景に鑑み、エッチング特性に優れて高静電容量を実現できると共に、耐折強度にも優れ、かつ歩留の低下を抑えた電解コンデンサ電極用アルミニウム箔、および箔の材料となるアルミニウムクラッド材の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記従来のアルミニウム合金板の欠点を克服するために鋭意研究を重ねた結果、冷間圧延にてクラッド圧延することで、上記目的を達成し得ることを見い出し、この知見に基づき本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち本発明の電解コンデンサ電極用アルミニウム箔は、Ａｌ：９９．８０％以上を含むと共にＦｅ：５〜７０ｐｐｍ，Ｓｉ：５〜７０ｐｐｍ及びＣｕ：５〜１５０ｐｐｍを含み、残部が不純物からなるアルミニウム合金を皮材とし、Ｍｎ：０．８〜１．５％含有するＡｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金を芯材とした箔厚が５０μｍ以上、かつ芯材の板厚比率が総板厚の２０％以下のクラッド材からなるアルミニウム合金板であり、その製造方法は、冷間圧延にてクラッド圧延を行うが、その際１パス目の圧下率が４０％以上であり、その時の総板厚が２〜１０ｍｍである事を特徴とする電解コンデンサ電極用アルミニウム箔の製造方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の製造方法によればエッチング特性に優れて高静電容量を実現できると共に、耐折強度にも優れ、かつ歩留の低下を抑えた電解コンデンサ電極用アルミニウム箔を得る事ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に本発明について、詳細に説明する。
【００１１】
・皮材
Ａｌは９９．９０％以上を含む範囲とする。９９．９０％未満だと、不純物量が多くなって、微量添加元素の含有量を規制しても、エッチング時に過溶解が生じやすくなってエッチング特性が低下する。よってＡｌは９９．９０％以上とする。同じ理由で好ましくは９９．９５％以上とする。
なお、本明細書で合金元素の含有量を示す％はｍａｓｓ％を省略したものである。
【００１２】
Ｆｅ，Ｓｉは５〜７０ｐｐｍの範囲とする。ＦｅおよびＳｉは、箔表面にＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物として分散してピットの起点となり、ピット密度を増加させて粗面化処理において、過度な溶解性を付与するので含有させる。但しいずれも５ｐｐｍ未満では上記作用を得るには不十分であり、一方、７０ｐｐｍを超えるとピット密度が過度になって拡面化に寄与しない表面溶解が増加して却して静電容量が低下するのでＳｉ，Ｆｅの含有量を５〜７０ｐｐｍの範囲内に定める。なお同様の理由でＳｉおよびＦｅ含有量の下限を１０ｐｐｍ、上限を５０ｐｐｍとするのが好ましい。
【００１３】
Ｃｕは５〜１５０ｐｐｍの範囲とする。Ｃｕは粗面化処理におけるエッチング均一性を高め、静電容量を増大させるのに重要な元素である。５ｐｐｍ未満ではその効果が乏しく、１５０ｐｐｍを超えると結晶組織において立方体方位の形成を阻害してエッチング特性を阻害するため５〜１５０ｐｐｍの範囲内に定める。より好ましくは１０〜１３０ｐｐｍの範囲とする。
【００１４】
・芯材
芯材の組成はＭｎ：０．８〜１．５％含有するＡｌ−Ｍｎ系のアルミニウム合金とすることで、芯材における穿孔を確実に阻止でき、芯材強度の低下を一層少ないものとする。
【００１５】
Ｍｎは０．８〜１．５％の範囲とする。Ｍｎは芯材強度を高めると共に、電位を貴にする効果がある。電位を貴にすることで、皮材と電位差が発生しエッチピットの厚さ方向への成長を芯材にて確実に止める事が出来る。０．８％未満では十分な効果を得る事ができず、１．５％を超えると効果が飽和してしまい、コストの観点から好ましくない。
【００１６】
芯材にはＡｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金を用いるが、不可避的不純物元素としてＦｅ：０．１％以下，Ｓｉ：０．１％以下，Ｃｕ：０．０４％以下，Ｍｇ：０．０４％以下等の含有が許容される。しかしＣｕ，Ｍｇに関しては次のように抑制されたものが好ましい。
【００１７】
最終焼鈍を施す製造方法を用いる電解コンデンサ電極用アルミニウム箔の場合、芯材のＣｕ及びＭｇ含有量をそれぞれ皮材のＣｕ及びＭｇ含有量より低濃度に抑制する事が望ましい。芯材のＣｕ及びＭｇ含有量がそれぞれ皮材のＣｕ及びＭｇ含有量より高濃度で含有していると、最終焼鈍時に芯材から皮材への元素拡散が起こり芯材と皮材との電位差がなくなる。そのため、エッチピットの厚さ方向への成長を芯材にて確実に止める事が困難となり、高い静電容量を維持できなくなると共に、芯材の厚さを確保できず耐折強度が低下する。
【００１８】
また最終焼鈍を施さない製造方法を用いる電解コンデンサ電極用アルミニウム箔の場合、芯材のＣｕ含有量を皮材のＣｕ含有量より少なくする事が望ましい。これは、芯材のＣｕ含有量を皮材より低濃度で含有させる事により、エッチングの際にエッチピットが芯材となる強化層を侵食するような厚さ方向への成長を確実に阻止し、芯材の厚さを確保して耐折強度の低下を抑制して強度維持を図るためである。
【００１９】
芯材の板厚比率は総板厚の２０％以下の範囲とする。２０％を超えると、皮材比率が減少する事からエッチピットの厚さ方向への成長が十分ではなく、高い静電容量を維持する事が困難となる。
【００２０】
箔厚は３０μｍ以上の範囲とする。３０μｍ未満では、芯材板厚が薄くなり過ぎ芯材にて強度を維持する事が困難となり箔強度が低下する。そのため耐折強度が著しく低下し、化成ライン中あるいは電解コンデンサとして巻き取る際に破断を生じる。上限は特に設定しないが、好ましくは１５０μｍ以下とする。
【００２１】
次に製造方法に関して説明する。冷間圧延以外のプロセスは常法に従えば良い。すなわち、鋳塊は一般のＤＣ鋳造で製造する。成分均質化等の目的で均質化処理をする場合は５００〜６２０℃、１〜１０時間の範囲が好ましい。その目的で無い場合は熱間圧延開始温度まで加熱するだけで良い。その後、熱間圧延で１〜５ｍｍの板厚とする。熱間圧延までは、皮材、芯材、別々に製造する。本発明の特徴は、冷間圧延で皮材と芯材とをクラッド圧着することである。
【００２２】
冷間クラッド圧延する際の１パス目の圧下率は４０％以上の範囲とする。４０％未満では冷間圧延にてクラッドさせる事が困難であり、例え見かけ上クラッド圧延できたとしても、皮材と芯材が強固に接着していないため、皮材と芯材との隙間に電解液が侵入し、コンデンサとした後においても腐食の進行等の不具合を生じる。
【００２３】
冷間クラッド圧延１パス目の時の総板厚は２〜１０ｍｍの範囲とする。２ｍｍ未満では、皮材と芯材とを強固に接着させるための剪断力が十分でなく、皮材と芯材との間に隙間が発生し、その隙間に電解液が侵入し、コンデンサとした後においても浸食の進行等の不具合が生じてしまう。また１０ｍｍより大きいと皮材が厚くなることから圧延による剪断力が皮材と芯材の接合面まで伝達させる事が困難となり、皮材と芯材との間に隙間が発生し、その隙間に電解液が侵入し、コンデンサとした後においても浸食の進行等の不具合が生じてしまう。
【実施例】
【００２４】
表１に示す組成の溶湯を溶製し、半連続鋳造により厚さ５３０ｍｍの鋳塊とし、両面を１５ｍｍ面削した。次いで合金番号１〜４の鋳塊は５６０℃×３時間、合金板号５〜７の鋳塊は５３０℃×３時間の均質化処理を施した後、開始温度を５００℃とし熱間圧延を施した後、必要に応じて冷間圧延を施して所定の板厚とした皮材と芯材とを表２に示す組合せ及び芯材比率にて重ね合わせ、表２に示す板厚，圧下率にて冷間圧延１パスを施し圧延クラッド板とした後、通常の冷間圧延を施し表２に示す板厚の箔を得た。さらにこれらの箔についてＡｒ雰囲気中で５００℃×５時間の焼鈍を行った。
なお冷間クラッド圧延前に接合面をブラシ研磨で粗面化した上で、重ね合わした。
【００２５】
比較として、合金番号１にてベア材として通常圧延したもの、皮材に合金番号１，芯材に合金番号５を用いて熱間圧延にてクラッド圧延したものを追加した。
【００２６】
【表１】
2007253185.tif 000002
【００２７】
【表２】
2007253185.tif 000003
【００２８】
次に作製した各供試材に下記条件にてエッチングを行い、ＥＩＡＪ期確認準じる方法で、エッチング後の耐折強度を測定し、皮材のみからなる比較例１の耐折強度を１００％として相対的に評価した。また、化成処理後、静電容量を測定し比較例１を１００％として相対的に評価した。また歩留まりは、鋳塊の重量と箔にした時の重量比を各供試材にて計算し、参考例ｌを１００％として相対的に評価した。この数値が大きいほど歩留が低い事になる。これらの結果を表３に示す。
【００２９】
【表３】
2007253185.tif 000004
【００３０】
表３から明らかなように、本発明の製造方法によって製造された電解コンデンサ電極用アルミニウム箔は、エッチング特性に優れて高静電容量を実現できると共に、耐折強度にも優れ、かつ歩留の低下を抑えている事が確認された。