(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
箔合金組成において、アルミニウム純度が９９．９％以上であるとともに、Ｓｉ：０．００１０〜０．０１００wt％、Ｆｅ：０．００１０〜０．０１００wt％、Ｃｕ：０．０００５〜０．０５０wt％、Ｇａ：０．００５０wt％以下および不可避不純物を含有する硬箔であって、ＦｅおよびＳｉの含有量の合計に対し、熱フェノール溶解法により測定されるＦｅおよびＳｉの析出量の合計の割合（Ｙ）とＧａ含有量（wt％）（Ｘ）とが，
０．０２−４Ｘ≦Ｙ≦０．１５−２０Ｘ
の関係を満たす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。
【請求項２】
請求項１に記載されたアルミニウム合金箔を電気化学的あるいは化学的エッチング処理したアルミニウム合金エッチング箔。
【請求項３】
請求項１に記載されたアルミニウム合金箔を交流エッチングして得られる低圧用電解コンデンサ電極用アルミニウム合金箔。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電解コンデンサ電極用アルミニウム合金箔に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アルミニウム電解コンデンサ用電極材として一般に用いられるアルミニウム箔には、その実効面積を拡大して単位面積当たりの静電容量を増大するため、通常、電気化学的あるいは化学的エッチング処理が施される。そして、エッチングによる拡面率の増大を図る有効な手段として、ＦｅおよびＳｉの析出量を制御することは従来より知られているところであり、さらにエッチング特性を改善するためにＦｅおよびＳｉの析出量に加えて他の元素の析出量についても種々提案されている。
【０００３】
例えば、特公平３−６１３３３にはＦｅおよびＳｉの析出量の合計がこれら元素の含有量の１０〜７０％に規制されたアルミニウム合金箔が記載され、特開平８−２０９２７５には、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｃｕの析出量が１０〜７０％に規制されたアルミニウム箔が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、Ｈ１８箔のような硬箔については、ＦｅおよびＳｉ、あるいはさらにＣｕの析出量が上述の範囲にあると、エッチング時に過溶解を起こすことが多く、特にＦｅおよびＳｉ析出量の合計が２０％を超えると溶解減量が増大して静電容量が低下するという問題があった。
【０００５】
この発明は、このような技術背景に鑑み、硬箔であってエッチング特性の優れた電解コンデンサ電極用アルミニウム合金箔の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明の電解コンデンサ電極用アルミニウム合金箔は、前記目的を達成するために、箔合金組成において、アルミニウム純度が９９．９％以上であるとともに、Ｓｉ：０．００１０〜０．０１００wt％、Ｆｅ：０．００１０〜０．０１００wt％、Ｃｕ：０．０００５〜０．０５０wt％、Ｇａ：０．００５０wt％以下および不可避不純物を含有する硬箔であって、ＦｅおよびＳｉの含有量の合計に対し、熱フェノール溶解法により測定されるＦｅおよびＳｉの析出量の合計の割合（Ｙ）とＧａ含有量（wt％）（Ｘ）とが，
０．０２−４Ｘ≦Ｙ≦０．１５−２０Ｘ
の関係を満たすことを要旨とする。
【０００７】
この発明において対象とされるアルミニウム合金箔は、冷間圧延後に焼鈍や安定化処理を行わない硬箔であり、その代表的なものはＨ１８箔である。また、交流エッチングによりスポンジ状エッチピッチを形成する低圧用箔として好適に使用できる。
【０００８】
箔合金組成において、アルミニウム純度を９９．９％以上の高純度とするとともに、Ｆｅ、Ｓｉ、ＣｕおよびＧａの含有量を規制する。
【０００９】
アルミニウム純度を９９．９％以上とするのは、９９．９％未満では不純物量が多くなって、Ｆｅ、Ｓｉ、ＣｕおよびＧａ含有量やＦｅおよびＳｉの析出量を制御しても、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ためである。
【００１０】
Ｆｅ含有量およびＳｉ含有量をそれぞれ０．００１０〜０．０１００％とするのは、上限値を超えると所定の析出量に制御することが困難となり、また下限値未満にＦｅおよびＳｉを除去するには精製コストがかかるためである。Ｆｅ含有量の好ましい上限値は０．００８０wt％であり、Ｓｉ含有量は好ましい上限値は０．００８０wt％である。
【００１１】
Ｃｕは、エッチングピットを均一に分布させてエッチング特性を良好にする効果がある。Ｃｕ含有量は、０．０００５wt％未満では前記効果に乏しく、０．００５０wt％を超えると箔表面に過溶解を生じるため、０．０００５〜０．０５０wt％とする必要がある。Ｃｕ含有量の好ましい下限値は０．０００８wt％であり、好ましい上限値は０．０１０wt％である。
【００１２】
Ｇａは、エッチングピットの成長を促進して拡面率を高める効果がある。Ｇａ含有量は、増加に伴い自然電極電位が貴な方向に以降しエッチピットの形成が多くなるが、０．００５０wt％を超えると箔表面に過溶解を生じるため、０．００５０wt％以下とする必要がある。Ｇａ含有量の好ましい上限値は０．００４０wt％であり、また、拡面率を有効に向上させるために０．０００５wt％以上が好ましい。なお、含有量が０．００５０wt％以下であることから、Ｇａは析出せずにＡｌマトリックスに固溶されていると考えられる。
【００１３】
この発明においては、Ｆｅ、Ｓｉ、ＣｕおよびＧａを上述の範囲に規定した上で、ＦｅおよびＳｉの析出量についても規定する。アルミニウム合金箔中において、ＦｅおよびＳｉの一部はＡｌ−Ｆｅ系析出物あるいはＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系析出物として析出する。これらの析出物はアルミニウムマトリックスとの電位差によりエッチングの開始点となり、エッチピットの形成に重要な役割を果たすものであって、析出量によってエッチングによる拡面率が左右される。従って、この発明においては、ＦｅおよびＳｉの析出量をＦｅ、ＳｉおよびＧａの含有量との関係において次の（Ｉ）式の範囲を規定する。また、図１に（Ｉ）式が示す範囲を斜線で図示する。
【００１４】
０．０２−４Ｘ≦Ｙ≦０．１５−２０Ｘ  ……  （Ｉ）
ただし、
Ｘ＝Ｇａ含有量（≦０．００５wt％）
Ｙ＝ＦｅおよびＳｉの析出量の合計／ＦｅおよびＳｉの含有量の合計
析出量の割合を（Ｉ）式の範囲に規定するのは、析出量の割合が増えてＹ＞０．１５−２０Ｘになるとエッチングのスポンジ層が過溶解し、一方析出量の割合が減少してＹ＜０．０２−４Ｘになると溶解が進行せず拡面率の向上が望めないためである。
【００１５】
（Ｉ）式におけるＦｅおよびＳｉの析出量は、熱フェノール溶解法により測定する。熱フェノール溶解法とは、加熱したフェノールがアルミニウム合金中の析出物以外の成分、即ちアルミニウムマトリックスおよび固溶成分のみを溶解するが、析出物を溶解しないという性質を利用して、アルミニウム合金箔から析出物を分別した上で、析出物中の元素を定量分析する方法である。また、析出量の測定方法として熱フェノール溶解法を採用するのは、ＦｅおよびＳｉ以外にＣｕおよびＧａを含有し、さらには不可避不純物を含有するアルミニウム合金箔においても、析出したＦｅおよびＳｉを選択的に定量できるためである。
【００１６】
熱フェノール溶解法によるＦｅおよびＳｉの析出量の測定手順の一例を次に示す。
【００１７】
まず、供試片として、アルミニウム合金箔を適宜切断し、表面に付着している汚れを洗浄除去して秤量する。次に、供試片を１７０〜１８０℃に加熱したフェノール中に投入して、加熱しながら析出物以外の成分を溶解させる。加熱はフェノールの蒸発を防ぐために還流させながら行う。次に、フェノール溶解液から不溶成分である析出物を濾別し、析出物を酸に溶解させる。そして、析出物の溶解液に対し、原子吸光法やＩＣＰ発光分析法などによりＦｅおよびＳｉの定量分析を行い、ＦｅおよびＳｉの個々の析出量を得る。
【００１８】
さらに、上記方法で求めたＦｅおよびＳｉの析出量、供試片の重量および既知のＦｅ含有量およびＳｉ含有量を用いて、ＦｅおよびＳｉの含有量の合計に対するＦｅおよびＳｉの析出量の合計の割合（Ｙ）を算出し、さらに、既知のＧａ含有量（Ｘ）にもとづき、（Ｉ）式を満たすかどうかを判定する。
【００１９】
なお、ＦｅおよびＳｉの析出量は、冷間圧延の途中で行う中間焼鈍の温度および時間を調整することにより制御できる。
【００２０】
この発明の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、Ｆｅ、Ｓｉ、ＣｕおよびＧａ含有量が規定され、さらに所定の割合でＦｅおよびＳｉを析出させることにより、エッチングによる箔の十分な溶解がなされ、かつ過溶解が抑制される。
【００２１】
【実施例】
次に、この発明の電解コンデンサ電極用アルミニウム合金箔の具体的実施例について説明する。
【００２２】
まず、表１に示す実施例１〜３、比較例４〜６の合金組成のアルミニウムスラブを面削して均質化処理を行った後、熱間圧延開始温度５３０℃で熱間圧延し、さらに常法により冷間圧延を施し、厚さ１００μｍの箔とした。なお、比較例４については冷間圧延の途中の厚さ０．６mmのときに２４０℃×６時間の中間焼鈍を行いＦｅおよびＳｉの析出を促した。
【００２３】
次に、各アルミニウム箔について、熱フェノール溶解法によりＦｅおよびＳｉの個々の析出量を測定し、ＦｅおよびＳｉの含有量の合計に対するＦｅおよびＳｉの析出量の合計の割合（Ｙ）を計算により求めた。さらに、この析出量の割合（Ｙ）とＧａ含有量（Ｘ）との関係を図１上に示す。
【００２４】
次に、各アルミニウム合金箔について、エッチングおよび化成処理を行った。エッチング条件は、３５℃の１７％塩酸＋０．０４％硫酸＋０．３％リン酸＋０．６％硝酸＋３％塩化アルミニウム溶液中にアルミニウム合金箔を浸漬し、電流密度０．３％Ａ／ｃｍ2 で２０Ｈｚの正弦波交流を５６０秒間印加するものとした。また、化成条件は１５％アジピン酸アンモニウム水溶液中で２２Ｖで処理するものとした。
【００２５】
次いで、化成処理した各アルミニウム合金箔についてＬＣＲメーターで静電容量を測定した。その結果を、比較例６の静電容量を１００としたときの相対比較にて表１に示す。
【００２６】
【表１】
0004033539.tif 000002
【００２７】
表１の結果から、ＦｅおよびＳｉの析出量の割合をこの発明の範囲内に規制した実施例１〜３は、良好な静電容量が良好であることを確認できた。
【００２８】
【発明の効果】
以上の次第で、この発明の電解コンデンサ電極用アルミニウム合金箔は、箔合金組成において、アルミニウム純度が９９．９％以上であるとともに、Ｓｉ：０．００１０〜０．０１００wt％、Ｆｅ：０．００１０〜０．０１００wt％、Ｃｕ：０．０００５〜０．０５０wt％、Ｇａ：０．００５０wt％以下および不可避不純物を含有する硬箔であって、ＦｅおよびＳｉの含有量の合計に対し、熱フェノール溶解法により測定されるＦｅおよびＳｉの析出量の合計の割合（Ｙ）とＧａ含有量（wt％）（Ｘ）とが，
０．０２−４Ｘ≦Ｙ≦０．１５−２０Ｘ
の関係を満たすものであるから、エッチングによる箔の十分な溶解がなされかつ過溶解が抑制され、エッチピットの形成が適正に行われ、静電容量の増大を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の電解コンデンサ電極用アルミニウム合金箔において、ＦｅおよびＳｉの析出量の割合を示すグラフである。
【図１】
0004033539.tif 000003