(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃｕ：０．２〜１．０％、Ｓｉ：０．０１〜０．１％、Ｆｅ：０．０２〜０．２％、Ｍｇ：０．００２〜０．２％、Ｔｉ：０．０００５〜０．０５％、Ｖ：０．０００１〜０．０１％、Ｂ：０．０００１〜０．０１％、その他不可避不純物：０．０５％以下、Ａｌ：残部より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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高静電容量で高折曲強度の電解コンデンサ陰極箔を得るのに好適な、アルミニウム合金箔に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電解コンデンサ電極箔は、アルミニウム合金箔にエッチングを施すことにより、製造されている。エッチングは、アルミニウム合金箔の表面に微細な凹凸部を形成させ、箔の表面積を増大させて、静電容量を高めるために行われる。従って、高静電容量の電解コンデンサ用電極箔を得るためには、エッチング特性の良好なアルミニウム合金箔を使用して、製造する必要がある。エッチング処理としては、使用耐電圧に適したエッチピットが得られるように、種々のエッチング方法が採用されている。例えば、陽極高圧用箔にはトンネル状のエッチピットが、陽極低圧用箔或いは陰極箔には海綿状のピットが形成されているのが好ましく、これに適するエッチング方法として、前者には直流電解エッチング法が、後者には交流電解エッチング法が汎く採用されている。
【０００３】
交流エッチング特性の良好なアルミニウム合金箔としては、従来より、種々のものが提案されている。例えば、アルミニウム合金箔に、所定量のＭｇ，Ｚｎ，Ｔｉ，Ｎｉ等を添加して、エッチング特性の向上を図ることが提案されている（特開平２−５１２１０号公報、特開平３−１３０３４０号公報、特開平５−８２３９７号公報）。この提案されたアルミニウム合金箔は、交流エッチング性に優れ、高静電容量の陰極箔が得られ、好ましいものである。
【０００４】
一方、静電容量を向上させるというよりもむしろ、得られる電極箔の耐折強度を向上させることに主眼を置いたアルミニウム合金箔として、以下のようなものが提案されている。即ち、特開平１０−２８７９４４号公報には、Ｔｉを０．０００２％未満、Ｖを０．０００２％未満及びＢを０．０００２〜０．００１％含有させた電解コンデンサ陽極低圧用アルミニウム合金箔が提案されている。また、特開平６−２２０５６１号公報には、Ｔｉを０．００００１〜０．０００１％、Ｖを０．００００５〜０．０００５％、Ｂを０．００００５〜０．００２５％程度含有させた電解コンデンサ陽極低圧用アルミニウム合金箔が提案されている。確かに、これらのアルミニウム合金箔に交流エッチング処理を施すと、耐折強度に優れると共に、ある程度の静電容量を持つ陽極低圧用箔が得られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この電解コンデンサ陽極低圧用アルミニウム合金箔を、そのまま陰極用アルミニウム合金箔とすると、交流エッチングして得られた陰極箔の静電容量は不十分であることが判明した。そこで、本発明者等は、アルミニウム合金箔中のＳｉやＦｅの含有量を調整すると共に、更にＢの含有量を増加させることによって、高静電容量で且つ耐折強度に優れた陰極箔を得ることのできるアルミニウム合金箔を提案した（特願２０００−１５０４３９）。
【０００６】
この発明は、Ａｌ純度が９９．８％以上で、Ｓｉ：０．０２〜０．０８％、Ｆｅ：０．０２〜０．０８％、Ｔｉ：０．００００５〜０．０００５％、Ｖ：０．００００５〜０．０００５％、Ｂ：０．００２５〜０．０１％、Ｃｕ：０．００３％以下、その他不可避不純物を含有す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というものである。
【０００７】
本発明者等は、更に研究を進めていたところ、上記発明において、Ｍｇを所定量添加すると共に、Ｃｕの含有量を増加させると、高静電容量で且つ耐折強度に優れた陰極箔を得ることのできるアルミニウム合金箔が得られることを見出した。本発明は、このような知見に基づいてなされたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、Ｃｕ：０．２〜１．０％、Ｓｉ：０．０１〜０．１％、Ｆｅ：０．０２〜０．２％、Ｍｇ：０．００２〜０．２％、Ｔｉ：０．０００５〜０．０５％、Ｖ：０．０００１〜０．０１％、Ｂ：０．０００１〜０．０１％、その他不可避不純物：０．０５％以下、Ａｌ：残部より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に関するものである。なお、本明細書において、合金組成を示す「％」は、いずれも「質量％」の意味である。
【０００９】
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の構成元素及びその含有量は、下記のとおりである。Ｃｕは、０．２〜１．０％である。Ｃｕが０．１％未満であると、エッチング特性が低下し、表面積の拡大が図れないので、好ましくない。また、Ｃｕが２．０％を超えると、エッチング時に過溶解を起こしやすくなるため、好ましくない。
【００１０】
Ｓｉは、０．０１〜０．１％である。Ｓｉを０．０１％未満にすると、Ｓｉ析出物の数が少なくなり、エッチング開始点が少なくなってエッチング性が不良となり、高静電容量の陰極箔が得られにくくなるので、好ましくない。Ｓｉが０．１％を超えると、エッチング開始点が多くなりすぎ、エッチング時に過溶解を起こし、いったん形成されたアルミニウム合金箔表面の微細な凹凸が脱落し、結果的に箔の表面積を増大させにくくなるので、好ましくない。
【００１１】
Ｆｅは、０．０２〜０．２％である。Ｆｅを０．０２％未満とすると、Ｆｅ析出物の数が少なくなり、エッチング性が不良となり、高静電容量の陰極箔が得られにくくなるので、好ましくない。Ｆｅが０．２％を超えると、Ｆｅ析出物の多量の存在を回避することができず、エッチング時に過溶解を起こすため、好ましくない。
【００１２】
Ｍｇは、０．００２〜０．２％である。Ｍｇが０．００２％未満であると、Ｓｉと結合するＭｇ量が少なくなり、単体Ｓｉ若しくはＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ化合物の析出が多くなる。このため、Ａｌ−Ｆｅ化合物のみ存在するアルミニウム合金箔よりも、マトリックスと各化合物との間に複数の電位差を生じ、これによって、エッチング時に過溶解を生じる恐れが高くなるので、好ましくない。Ｍｇが０．２％を超えると、熱拡散により、アルミニウム合金箔表面へのＭｇの偏析量が多くなり、エッチング時に過溶解を起こすため、好ましくない。
【００１３】
Ｔｉは、０．０００５〜０．０５％である。Ｔｉを０．０００５％未満にすると、全体に均一なエッチングが施されにくくなり、耐折強度が低下するので、好ましくない。Ｔｉが０．０５％を超えると、アルミニウム合金箔の厚さ方向へのエッチングが不良となり、表面積拡大効果が減少し、高静電容量の陰極箔が得られにくくなるので、好ましくない。
【００１４】
Ｖは、０．０００１〜０．０１％である。Ｖを０．０００１％未満にすると、全体に均一なエッチングが施されにくくなり、耐折強度が低下するので、好ましくない。Ｖが０．０１％を超えると、アルミニウム合金箔の厚さ方向へのエッチングが不良となるので、好ましくない。
【００１５】
Ｂは、０．０００１〜０．０１％である。Ｂを０．０００１％未満にすると、全体に均一なエッチングが施されにくくなり、耐折強度が低下するので、好ましくない。Ｂが０．０１％を超えると、エッチング時に過溶解を起こすため、好ましくない。
【００１６】
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は、上記した各元素の他に、不可避不純物として数種類の元素が含有されていることがある。このような場合であっても、不可避不純物の合計含有量は、０．０５％以下でなければならない。不可避不純物の合計含有量が０．０５％を超えると、Ａｌと局部電池を作り、エッチング時に過溶解を生ずる恐れがあるので、好ましくない。
【００１７】
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、例えば、以下の製造方法によって、合理的に得ることができる。即ち、Ｃｕ：０．２〜１．０％、Ｓｉ：０．０１〜０．１％、Ｆｅ：０．０２〜０．２％、Ｍｇ：０．００２〜０．２％、Ｔｉ：０．０００５〜０．０５％、Ｖ：０．０００１〜０．０１％、Ｂ：０．０００１〜０．０１％、その他不可避不純物：０．０５％以下、Ａｌ：残部よりなる鋳塊を、温度５００℃〜６２０℃、時間２０時間以下の条件で均質化処理し、熱間粗圧延及び熱間仕上げ圧延を施し、その後冷間圧延し、０．２〜１．５ｍｍの板厚において、温度３６０〜４８０℃、時間２０時間以下の条件で中間焼鈍を施し、その後仕上げ冷間圧延を施して、所望厚さの電解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔を製造することができる。そして、このアルミニウム合金箔に適宜のエッチング処理を施すことにより、電解コンデンサ陰極箔を得ることができる。
【００１８】
【実施例】
以下、実施例に基づいて本発明を説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。本発明は、特定の元素組成を持つアルミニウム合金箔は、エッチング特性が良好となるため（均一なエッチングと表面積拡大に付与するエッチングの両方が良好になるため）、高静電容量で高耐折強度の陰極箔が得られるとの知見に基づくものとして解釈されるべきである。
【００１９】
実施例１〜３及び比較例１〜６
表１に示す元素組成を持つ鋳塊（厚さ５００ｍｍ）を準備した。そして、５８０℃で１時間の条件で均質化処理を施した後、直ちに熱間圧延を施して、厚さ３ｍｍのアルミニウム板を得た。このアルミニウム板に、冷間圧延を施して、厚さ０．４ｍｍのアルミニウム薄板を得た。その後、このアルミニウム薄板に、温度４５０℃で、時間１０時間の中間焼鈍を施し、その後、仕上げ冷間圧延を施して、厚さ０．０５ｍｍの電解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔を得た。
【００２０】
【表１】
0004391677.tif 000002
【００２１】
得られた各電解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔に、以下の条件でエッチング処理を施して、未化成で以下に示す条件で静電容量（μＦ／ｃｍ2）を測定した。
〔エッチング処理〕
６ｗｔ．％塩酸＋０．５ｗｔ．％燐酸＋０．５ｗｔ．％蓚酸を含む水溶液（液温５０℃±１℃）中に、各電解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔を浸漬し、３０Ｈｚの正弦波交流により、見掛け電流密度０．２５Ａ／ｃｍ2で、２００秒間の交流電解エッチングを行った。
〔静電容量〕
エッチング処理を終えた未化成の各箔の各々２枚を対向させ、１３ｗｔ．％アジピン酸アンモニウム水溶液（液温３０℃±１℃）中に浸漬し、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。
そして、実施例３に係る電解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔の静電容量を基準（１００％）として、それとの比較で各電解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔の静電容量を、表２に示した。
【００２２】
更に、各電解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔に、以下の条件で折曲試験を行い、折曲強さ（回／ｃｍ）を測定した。
〔折曲強さ〕
上記のエッチング処理を終えた各箔を、大気中にて４００℃で５分間加熱処理を行った、加熱処理後の各箔を、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、折曲強さ（回／ｃｍ）を測定した。
この結果を表２に示した。
【００２３】
【表２】
0004391677.tif 000003
【００２４】
表２の結果から明らかなように、実施例に係る電解コンデンサ陰極用アルミニウム合金箔の場合、比較例のものに比べて、静電容量及び折曲強さの両方がバランス良く向上していることが分かる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、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、交流エッチング処理によって、表面積が十分に拡大されると共に均一にエッチングされる。従って、得られた電解コンデンサ陰極箔は静電容量が大きく、単位面積当たり大容量のコンデンサを得ることができるという効果を奏すると共に、折曲強さが高く、コンデンサ加工時（巻回時等）において切断等のトラブルが少なく、作業性が良好になるという効果を奏する。