(57)【要約】【目的】直流電解エッチングによりエッチングピットが箔材の厚さ方向に貫通する貫通ピットが形成されている厚さ３０〜７０μｍであって、改善された静電容量と実用上十分な折り曲げ強度をそなえたアルミニウムエッチング箔用アルミニウム箔材を提供する。【構成】箔材の厚さ方向に貫通している結晶粒の割合が、前記箔材の圧延方向と直角な断面で観察した場合に、８０％以上であり、理想立方体方位に対するずれが１５°未満の立方体方位占有率が４０％以上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】
厚さ３０〜７０μｍのアルミニウム箔材であって、該箔材の厚さ方向に貫通している結晶粒（貫通粒、以下同じ）の割合が、前記箔材の圧延方向と直角な断面で観察した場合に、８０％以上であり、理想立方体方位に対するずれが１５°未満の立方体方位占有率が４０％以上であることを特徴とするアルミニウム箔材。
【請求項２】
前記アルミニウム箔材の平均結晶粒径が５０〜２００μｍであることを特徴とする請求項１記載のアルミニウム箔材。
【請求項３】
前記アルミニウム箔材のアルミニウム純度が９９．９８％以上であることを特徴とする請求項１または２記載のアルミニウム箔材。
【請求項４】
前記アルミニウム箔材の純度が９９．９８％以上であり、Ｐｂ含有量が０．３〜３．０ｐｐｍであることを特徴とする請求項１または２記載のアルミニウム箔材。
【請求項５】
前記アルミニウム箔材の表面から０．１μｍ深さまでの表層におけるＰｂ濃度が平均Ｐｂ含有量の５倍以上であることを特徴とする請求項４記載のアルミニウム箔材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム箔材、詳しくは、電解コンデンサ用電極材として，電解エッチングされて使用される厚さが３０〜７０μｍの薄いアルミニウム箔材、特に直流電解エッチングによりアルミニウム箔表面から一定方向に形成されるトンネル状ピットの一部がアルミニウム箔の裏面まで貫通する、貫通ピットタイプの電極用として用いることができるアルミニウム箔材に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウム電解コンデンサは急速な充放電に適し、ストロボ発光装置などの発光電流を流すために用いられ、カメラやストロボ発光装置の内部などに搭載されている。このアルミニウム電解コンデンサに適した電極箔には、小型化と共に大容量化が要求されるため、その内部にエッチングピットが貫通する高倍率のエッチング処理を施した箔が用いられている（特許文献１参照）。これは、エッチング処理によりアルミニウム箔の表面積を増大させて単位面積あたりの静電容量を増大させるためである。
【０００３】
しかしながら、上記のエッチングピットが箔材の厚さ方向に貫通するタイプのエッチング箔は機械的強度が劣り、折り曲げ、引張りなどの加工処理が施された場合、折れや亀裂を生じ易く、歩留の低下や経年劣化の原因となる。特に、厚さが１００μｍ程度の従来の電極用アルミニウム箔と比べ、例えば静電容量を増大させ、等価直列抵抗を低減させるために、厚さが半分以下程度に薄い箔とした場合に問題が顕著となる。
【０００４】
エッチング処理後の折り曲げ強度を改善した電解コンデンサ電極用アルミニウム箔として、例えば、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｖの含有量を調整したアルミニウム箔（特許文献２参照）、隣接する結晶粒の方位差を制御したアルミニウム箔（特許文献３参照）が提案されているが、これらの手法によっても、厚さが５０μｍのような薄箔で、エッチングピットが箔材の厚さ方向に貫通する貫通ピットが形成されているアルミニウム箔においは実用上十分な折り曲げ強度をそなえたものを得ることができなかった。
【特許文献１】実開平７−１４６４０号公報
【特許文献２】特開平６−２２０５６１号公報
【特許文献３】特開２０００−２６９０９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記提案の電解コンデンサ電極用アルミニウム箔をベースとして、アルミニウム箔の組織性状、結晶粒方位などとエッチング性、静電容量、折り曲げ強度との関連について試験、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、直流電解エッチングによりエッチングピットが箔材の厚さ方向に貫通する貫通ピットが形成されている厚さ３０〜７０μｍであって、改善された静電容量と実用上十分な折り曲げ強度をそなえたアルミニウムエッチング箔用アルミニウム箔材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するための請求項１によるアルミニウム箔材は、厚さ３０〜７０μｍのアルミニウム箔材であって、該箔材の貫通粒の割合が、前記箔材の圧延方向と直角な断面で観察した場合に、８０％以上であり、理想立方体方位に対するずれが１５°未満の立方体方位占有率が４０％以上であることを特徴とする。
【０００７】
請求項２によるアルミニウム箔材は、請求項１において、前記アルミニウム箔材の平均結晶粒径が５０〜２００μｍであることを特徴とする。
【０００８】
請求項３によるアルミニウム箔材は、請求項１または２において、前記アルミニウム箔材のアルミニウム純度が９９．９８％以上であることを特徴とする。
【０００９】
請求項４によるアルミニウム箔材は、請求項１または２において、前記アルミニウム箔材の純度が９９．９８％以上であり、Ｐｂ含有量が０．３〜３．０ｐｐｍであることを特徴とする。
【００１０】
請求項５によるアルミニウム箔材は、請求項４において、前記アルミニウム箔材の表面から０．１μｍ深さまでの表層におけるＰｂ濃度が平均Ｐｂ含有量の５倍以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、直流電解エッチングにより貫通粒が形成されている厚さが３０〜７０μｍであって、改善された静電容量と実用上十分な折り曲げ強度をそなえたアルミニウムエッチング箔用アルミニウム箔材が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明によるアルミニウム箔材は、厚さ３０〜７０μｍのアルミニウム箔材であって、該箔材の貫通粒の割合が全結晶粒に対して、前記箔材の圧延方向と直角な断面で観察した場合に、８０％以上であり、理想立方体方位に対するずれが１５度未満の立方体方位の占有率が４０％以上であることを特徴とする。
【００１３】
上記の構成により、均一なトンネルピットの形成と十分な折曲げ強度が確保され、更に電極材に必要な透気度が得られる。透気度とは、一定体積の空気がエッチング箔の反対側に通過する時間の指標であり、数値が小さいほどピットの貫通性が高い。貫通粒の割合が８０％未満で、且つ立方体方位占有率が４０％未満の場合にはこれらの効果が十分でない。更に十分な効果を達成するためには、貫通粒の割合が９５％以上で、且つ立方体方位占有率が６０％以上とするのが好ましい。なお、アルミニウム箔材の厚さは、立方体方位占有率を高くし易く、且つ折り曲げ強度を高くできることから、４０〜７０μｍとするのがより好ましい。
【００１４】
アルミニウム箔面の結晶方位で（１００）面（立方体方位またはＣｕｂｅ方位）を多く有する集合組織とすることにより、箔のエッチング特性が向上することが知られているが、本発明においては、理想（１００）面に対するずれが１５°未満の立方体方位の占有率を４０％以上とすることが重要である。
【００１５】
結晶粒の方位の測定は、ＥＢＳＰ法（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｂａｃｋ  Ｓｃａｔｔｅｒ  Ｐａｔｔｅｒｎ）により測定する。測定対象となるアルミニウム箔の表面は、電解研磨して、特定面積を５個所測定し、その平均値で割合を求める。
【００１６】
本発明においては、アルミニウム箔材の平均結晶粒径が５０〜２００μｍであることが望ましい。５０μｍ未満では、前記貫通粒の割合を８０％以上とするのが難しく、２００μｍを超えると、エッチング後の引張強度が低下し易くなる。
【００１７】
アルミニウム箔材には、通常、不可避的不純物としてＳｉ、Ｆｅなどが含有されるが、アルミニウム純度は９９．９８％以上であることが好ましく、アルミニウム純度が９９．９８％未満では、電解エッチング時の表面溶解が不均一となり、折り曲げ強度の低下が生じ易い。
【００１８】
アルミニウム箔材には、アルミニウム純度９９．９８％以上で、且つ電解エッチングにおいて均一が多数のピットを得るために、Ｐｂを０．３〜３．０ｐｐｍの範囲で含有させることが好ましい。Ｐｂは最終焼鈍により箔材の表層部に拡散しピット形成の基点となる。
【００１９】
アルミニウム箔材の表面から０．１μｍ深さまでの表層におけるＰｂ濃度が平均Ｐｂ含有量の５倍以上であることが望ましく、５倍未満またはＰｂ含有量が０．３ｐｐｍ未満では、ピット形成の基点が充分でなく、Ｐｂ含有量が３．０ｐｐｍを超えると、電解エッチング時に表面溶解が生じ、エッチング後の折り曲げ強度が低下し易くなる。
【００２０】
本発明によるアルミニウム箔材の製造は、所定の組成を有するアルミニウムを溶解し、半連続鋳造により造塊して、得られたインゴットを、常法に従って、熱間圧延、冷間圧延、必要により中間焼鈍を行い、仕上げ冷間圧延を行って箔材とし、最終焼鈍を施すことにより行われる。
【００２１】
この工程において、中間焼鈍条件と冷間仕上げ圧延加工度の調整、例えば、２３０〜２７０℃で１０〜１４ｈの中間焼鈍を行い、１５〜２５％の冷間仕上げ圧延加工を行うことにより、理想立方体方位に対するずれが１５°未満の立方体方位占有率を４０％以上とすることができる。アルミニウム箔材の平均結晶粒径５０〜２００μｍは、冷間仕上げ圧延加工度と最終焼鈍条件の調整、例えば、１５〜２５％の仕上げ冷間圧延加工と３５０〜５７０℃で０．５〜４８ｈの最終焼鈍の組合わせにより得られ、平均結晶粒径をこの範囲とすることにより貫通粒８０％以上の達成が可能となる。
【００２２】
アルミニウム箔材の表面から０．１μｍ深さまでの表層におけるＰｂ濃度を平均Ｐｂ含有量の５倍以上とするＰｂの表面濃縮度合は、Ｐｂの含有量と最終焼鈍条件の調整、例えば、前記のＰｂの含有量と３５０℃以上で０．１〜４８ｈの最終焼鈍の組合わせにより得られる。
【００２３】
アルミニウム箔材の最終焼鈍は３５０〜５７０℃の温度で０．５〜４８ｈの条件で行うのが好ましい。３５０℃未満では、前記Ｐｂの表面濃縮度合が小さく、電解エッチング処理時にピットの起点が不足する。５７０℃を超える温度で最終焼鈍を行うと、箔面同士の張り付きが強くなり、通箔時にしわが発生し、製品としての使用ができなくなる。
【００２４】
なお、アルミニウム箔材をロール状として最終焼鈍処理した場合には、箔面同士の張り付きが強くなり、通箔性が低下するため、最終焼鈍後に巻き直し工程を追加することが望ましい。また、アルミニウム箔材の幅方向の特性差を軽減するために、最終焼鈍前に洗浄処理を行うのが好ましく、不活性雰囲気中で最終焼鈍を行うのが好ましい。
【実施例】
【００２５】
以下、本発明の実施例を比較例と対比して説明し、その効果を実証する。この実施例は、本発明の一実施態様を示すものであり、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２６】
実施例、比較例
表１に示す組成を有するアルミニウムの溶湯を常法に従い半連続鋳造により造塊し、得られた鋳塊を、面削、熱間圧延した後、厚さ６３μｍに冷間圧延した。ついで、２５０℃で１２ｈの中間焼鈍を行った後、仕上げ圧延を行って厚さ５０μｍのアルミニウム箔材とした。
【００２７】
後述する試験材４のみは、熱間圧延した後、厚さ７０μｍに冷間圧延し、２５０℃で１２ｈの中間焼鈍を行った後、仕上げ圧延を行って厚さ５０μｍのアルミニウム箔材とした。なお、中間焼鈍と仕上げ圧延は立方体方位占有率を向上させる目的で実施した。
【００２８】
次に、得られたアルミニウム箔材について表１に示す温度で１２ｈの最終焼鈍を行い、下記の条件で直流エッチング処理を施した。
第１工程として、塩素イオンを含む水溶液中で、０．２０Ａ／ｃｍ２での直流エッチングにより貫通ピットを形成し、第２工程として、硝酸イオンあるいは塩素イオンを含む水溶液中で、０．０２Ａ／ｃｍ２での直流エッチングにより形成されたピットを拡大する。
【００２９】
直流エッチング処理前のアルミニウム箔材を試験材として、下記の方法により、貫通粒の割合、理想立方体方位に対するずれが１５°未満の立方体方位占有率（立方体方位占有率）平均結晶粒径、表面から０．１μｍ深さまでの表層におけるＰｂ濃度の平均Ｐｂ含有量に対する倍率（表層のＰｂ濃度）、直流エッチング処理後のアルミニウム箔材を試験材として、折り曲げ強度、透気度を評価した。結果を表２に示す。
【００３０】
貫通粒の割合：試験材の圧延方向と直角な断面５個所を耐水ペーパー研磨、電解研磨後、２００倍の偏光光学顕微鏡で観察し、観察領域において全結晶粒に対する貫通粒の割合を調査した。
立方体方位占有率：結晶粒の方位は、前記ＥＢＳＰ法により測定した。測定対象となるアルミニウム箔の表面は、５μｍ電解研磨し、２００倍の視野を５個所測定し、その平均値で割合を求めた。
平均結晶粒径：試験材の圧延面５個所を電解研磨後、２００倍の偏光光学顕微鏡で観察し、比較法（ＡＳＴＭ）により調査した。
【００３１】
表層のＰｂ濃度：表面から０．１μｍ深さまでの表層におけるＰｂ濃度は、１０％水酸化ナトリウム溶液により、表面から０．１μｍ深さまでを溶解し、原子吸光法により測定した。また、平均Ｐｂ含有量は、１０％水酸化ナトリウム溶液により、試験材全体を溶解し、原子吸光法により測定した。
【００３２】
折曲げ強さ：ＴＯＹＯ  ＳＥＩＫＩ製造ＭＩＴ−Ｄにより測定した。測定条件はＥＩＡＪ  ＲＣ−２３６４Ａ（アルミニウム電解コンデンサ用電極箔の試験方法）に準拠した。
透気度：ＹＯＳＨＩＭＩＴＳＵ製Ｇｕｒｌｅｙ´ｓ  Ｄｅｎｓｏｍｅｔｅｒにより測定した。測定条件はＥＩＡＪ  ＲＣ−２３６４Ａに準拠した。
【００３３】
【表１】
2009062595.tif 000002
【００３４】
【表２】
2009062595.tif 000003
【００３５】
表２に示すように、本発明に従う試験材１〜３はいずれも、良好な透気度と高い折曲げ強度が得られた。これに対して、試験材４は、仕上げ冷間圧延加工度が大きいため、立方体方位占有率が小さく、透気度が高くなった。試験材５は、最終焼鈍温度が低いため、貫通粒の割合、立方体方位占有率、平均結晶粒径が小さくなり、表層のＰｂ濃度も低くなり、そのため、折曲げ強度が劣り、透気度がきわめて大きくなった。試験材６は、Ｐｂ含有量が多いため、電解エッチングにおいて不均一な表面溶解が生じ、折曲げ強さが低下した。