JP3276492B2 - Manufacturing method of aluminum soft foil for cathode of electrolytic capacitor - Google Patents
Manufacturing method of aluminum soft foil for cathode of electrolytic capacitorInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、電解コンデンサー陰極
用アルミニウム軟質箔の製造方法に関し、詳細には、電
解エッチングによる実効面積の拡大化処理が施されて使
用される電解コンデンサー陰極用アルミニウム軟質箔の
製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing an aluminum flexible foil for a cathode of an electrolytic capacitor, and more particularly, to a method of expanding an effective area by electrolytic etching to be used. And a method for producing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】電解コンデンサを小型化・高容量化する
目的で、電解コンデンサー陰極用アルミニウム箔は、陽
極用アルミニウム箔の場合と同様、電解エッチング又は
化学エッチングにより粗面化し実効面積(以降、表面積
という)を拡大してから使用される。ここで、表面積の
拡大は、単位面積当たりの静電容量の向上を図り、その
結果、電解コンデンサを小型化・高容量化しようとする
ものである。2. Description of the Related Art In order to reduce the size and increase the capacity of an electrolytic capacitor, the aluminum foil for the cathode of the electrolytic capacitor is roughened by electrolytic etching or chemical etching in the same manner as the aluminum foil for the anode, and the effective area (hereinafter referred to as surface area) It is used after expanding. Here, the increase in the surface area is intended to improve the capacitance per unit area, and as a result, to reduce the size and the capacity of the electrolytic capacitor.
【0003】ところで、電解コンデンサにおいて、陰極
箔には誘電体皮膜が形成されないため、陽極箔に要求さ
れる漏れ電流や耐電圧は必要とされない。そのため、陰
極用アルミニウム箔は、陽極用アルミニウム箔に比べて
通常肉薄に設計されている。従って、機械的強度を保持
しつつ表面積の拡大化を図るためには、陰極用アルミニ
ウム箔においてはエッチングの際にアルミニウム箔の全
面積が均一適度に溶解されること(箔全表面が均一且つ
充分に粗面化されること)が求められる。又、陰極用ア
ルミニウム軟質箔(冷間圧延されてなるアルミニウム箔
を焼鈍して軟質化したもの)の場合には、上記エッチン
グ性に加えて更に、結晶粒径を適当な大きさにすること
により静電容量及び強度を向上することが求められる。In an electrolytic capacitor, since a dielectric film is not formed on a cathode foil, a leakage current and a withstand voltage required for an anode foil are not required. Therefore, the aluminum foil for the cathode is usually designed to be thinner than the aluminum foil for the anode. Therefore, in order to increase the surface area while maintaining the mechanical strength, in the case of the aluminum foil for the cathode, the entire area of the aluminum foil must be uniformly and appropriately dissolved at the time of etching (the entire surface of the foil must be uniform and sufficient). Roughened surface). In the case of a soft aluminum foil for a cathode (a softened aluminum foil obtained by annealing a cold-rolled aluminum foil), in addition to the above-mentioned etching properties, the crystal grain size is further adjusted to an appropriate size. It is required to improve capacitance and strength.
【0004】従来、かかる電解コンデンサー陰極用アル
ミニウム軟質箔としては、一般に純度が 99.50〜99.4%
のアルミニウムが純アルミニウムのままもしくは必要に
応じて銅等の合金元素を添加したアルミニウム合金が使
用されていた。しかし、この陰極用アルミニウム軟質箔
においては、エッチングに際し、概して溶解性が不均一
であり、過度に溶解して部分的な強度低下を生じたり、
その逆に溶解されにくい部分が存在して表面積の充分な
拡大化が図れないという問題点があった。Conventionally, such aluminum soft foils for cathodes of electrolytic capacitors generally have a purity of 99.50 to 99.4%.
An aluminum alloy has been used in which aluminum is pure aluminum or where necessary, an alloy element such as copper is added. However, in this aluminum soft foil for a cathode, upon etching, the solubility is generally non-uniform, and excessive dissolution causes a partial decrease in strength,
On the contrary, there is a problem that a part which is hardly dissolved exists and a sufficient enlargement of the surface area cannot be achieved.
【0005】そこで、かかる問題点を解決すべく種々の
検討がなされ、その結果、次のようなアルミニウム箔の
製造方法〜が開発され提案(記載)されている。[0005] Therefore, various studies have been made to solve such problems, and as a result, the following methods for manufacturing aluminum foil have been developed and proposed (described).
【0006】 特開平2-51210 号公報には、Si:0.010
〜0.050wt%,Fe:0.020〜0.075wt%,Mg:0.002〜0.010wt
%,Zn:0.005〜0.012wt%を含有し、不可避的不純物とし
てCu:0.003wt%以下及び他の不可避元素0.002wt%以下で
あるアルミニウム鋳塊を、500〜550 ℃で20時間以上加
熱して均質化処理した後、440 ℃以上で熱間粗圧延し、
更に入側 400℃以上、出側 250℃以下、時間2分以下の
条件で熱間仕上げ圧延し、その後中間焼鈍することなく
冷間圧延することを特徴とするアルミニウム箔の製造方
法が記載されている。JP-A-2-51210 discloses that Si: 0.010
~ 0.050wt%, Fe: 0.020 ~ 0.075wt%, Mg: 0.002 ~ 0.010wt
%, Zn: 0.005 to 0.012 wt%, and an ingot of aluminum as an unavoidable impurity containing 0.003 wt% or less of Cu and 0.002 wt% or less of other unavoidable elements, heated at 500 to 550 ° C for 20 hours or more. After homogenizing, hot rough rolling at 440 ° C or higher,
Furthermore, there is described a method for producing an aluminum foil, wherein hot finish rolling is performed under conditions of 400 ° C. or more on the inlet side, 250 ° C. or less on the outlet side, and a time of 2 minutes or less, and then cold rolling without intermediate annealing. I have.
【0007】 特開平3-130340号公報には、Si:0.010
〜0.050wt%,Fe:0.010〜0.035wt%,Mg:0.002〜0.010wt
%,Zn:0.005〜0.012wt%,Cu:0.001wt% 以下,Ti:0.001w
t% 以下,Ni:0.002wt% 以下を含有するアルミニウム鋳
塊を、500 〜550 ℃で20時間以上加熱して均質化処理
し、更に入側 400℃以上、出側 250℃以下、時間2分以
下の条件で熱間圧延し、その後中間焼鈍することなく冷
間圧延することを特徴とするアルミニウム箔の製造方法
が記載されている。JP-A-3-130340 discloses that Si: 0.010
~ 0.050wt%, Fe: 0.010 ~ 0.035wt%, Mg: 0.002 ~ 0.010wt
%, Zn: 0.005 to 0.012wt%, Cu: 0.001wt% or less, Ti: 0.001w
An aluminum ingot containing t% or less and Ni: 0.002wt% or less is homogenized by heating at 500 to 550 ° C for at least 20 hours, and then at an inlet 400 ° C or higher and an outlet 250 ° C or lower for 2 minutes. A method for producing an aluminum foil is described in which hot rolling is performed under the following conditions and then cold rolling is performed without intermediate annealing.
【0008】 特開平4-176847号公報には、Al純度が
99.8%以上で、且つFe:0.000〜0.07wt% ,Si:0.001〜0.
07wt% ,Cu:0.01wt%以下及び不可避的不純物を含有する
アルミニウム鋳塊を、550 ℃以上に加熱した後、250 ℃
以下に冷却し、その後の圧延を300 ℃以下で行うアルミ
ニウム箔の製造方法が記載されている。[0008] JP-A-4-176847 discloses that Al purity is
99.8% or more, Fe: 0.000 to 0.07 wt%, Si: 0.001 to 0.
After heating an aluminum ingot containing 07wt%, Cu: 0.01wt% or less and unavoidable impurities to 550 ° C or more, 250 ° C
The following describes a method for producing an aluminum foil which is cooled and then subjected to rolling at 300 ° C. or lower.
【0009】 特開平2-240246号公報には、硬質アル
ミニウム箔を実質的に含酸素化合物の不存在下で焼鈍し
て電解コンデンサー用軟質アルミニウム箔を製造する方
法が記載されている。Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-240246 describes a method for producing a soft aluminum foil for an electrolytic capacitor by annealing a hard aluminum foil substantially in the absence of an oxygen-containing compound.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】前記特開平2-51210 号
公報、特開平3-130340号公報、特開平4-176847号公報、
特開平2-240246号公報に記載の方法〜(以降、従来
技術〜という)は、総じてアルミニウム箔の組成及
び製造条件を特定したものであり、前記公報によれば、
電解エッチング性が向上する(エッチング時の溶解性が
均一なアルミニウム箔が得られる)と説明されている。Problems to be Solved by the Invention JP-A-2-51210, JP-A-3-130340, JP-A-4-76847,
The method described in JP-A-2-240246 (hereinafter referred to as "prior art") generally specifies the composition and manufacturing conditions of an aluminum foil.
It is described that the electrolytic etching property is improved (an aluminum foil with uniform solubility at the time of etching is obtained).
【0011】ところが、これら従来技術〜について
種々検討した結果、この従来技術〜によれば、得ら
れるアルミニウム箔は電解エッチング性が向上するもの
の、未だ充分なものではなく、下記のことに起因し、エ
ッチング時の均一溶解性(均一適度に溶解される特性)
が不充分であり、そのため静電容量の充分な向上には至
らず、静電容量が充分ではないという問題点があること
が確認された。However, as a result of various studies on these prior arts, according to the conventional arts, although the obtained aluminum foil has improved electrolytic etching properties, it is still not sufficient, and the following problems are caused. Uniform solubility at the time of etching (characteristic of uniform moderate dissolution)
Was insufficient, so that the capacitance was not sufficiently improved, and it was confirmed that there was a problem that the capacitance was not sufficient.
【0012】即ち、従来技術及びにおいては、アル
ミニウム鋳塊の均質化処理を500 〜550 ℃で20時間以上
加熱する条件で行うようにしているので、この長時間加
熱の間に析出物が非常に多く析出し、その析出物に起因
してエッチング時の均一溶解性が阻害され、均一溶解性
が不充分となる。又、かかる長時間加熱は2回程度に分
けて行われるのが一般的であり、2回に分けて行うと、
1回目と2回目の間に冷却時間が比較的長時間あり、こ
の間に析出物が非常に多くなり、これによっても均一溶
解性が阻害され、均一溶解性が不充分となる。That is, in the prior art and in the prior art, the aluminum ingot is homogenized at a temperature of 500 to 550 ° C. for 20 hours or more. Many precipitates are generated, and the uniform solubility at the time of etching is impaired due to the precipitates, resulting in insufficient uniform solubility. In addition, it is general that such long-time heating is performed in about two times, and if it is performed in two times,
There is a relatively long cooling time between the first and second times, during which time the precipitates become very large, which also hinders uniform solubility and results in insufficient uniform solubility.
【0013】従来技術においては、アルミニウム鋳塊
の均質化処理を550 ℃以上の温度で行うようにしている
ので、均質化処理時に析出物の Al6Fe(電気化学的に安
定)が Al3Fe(電気化学的に不安定)に変化してしま
い、それに起因してエッチング時の均一溶解性が低下
し、均一溶解性が不充分となる。[0013] In the prior art, since the homogenization treatment of the aluminum ingot and to perform at temperatures above 550 ℃, Al 6 Fe (electrochemically stable) precipitates during homogenization is Al 3 Fe (Electrochemically unstable), resulting in a decrease in the uniform solubility during etching and an insufficient uniform solubility.
【0014】従来技術においては、アルミニウム箔の
焼鈍を含酸素化合物の不存在下で行うことにより箔表面
の酸化皮膜厚を薄くして均一溶解性を向上しようとする
ものであるが、それだけでは全く不充分であり、充分な
均一溶解性の向上を図り得ない。更には、酸化皮膜厚を
特定しておらず、又、アルミニウム箔の組成、均熱条件
等を特定していないので、必ずしも均一溶解性が向上せ
ず、均一溶解性が向上したり、しなかったりして非常に
確実性に欠ける。In the prior art, the aluminum foil is annealed in the absence of oxygen-containing compounds to reduce the thickness of the oxide film on the foil surface and improve the uniform solubility. It is insufficient, and it is not possible to sufficiently improve the uniform solubility. Furthermore, since the thickness of the oxide film is not specified and the composition of the aluminum foil and the soaking conditions are not specified, the uniform solubility is not always improved, and the uniform solubility is not improved. Is very unreliable.
【0015】本発明はこの様な事情に着目してなされた
ものであって、その目的は、前記従来技術〜での問
題点を解消し、これら従来技術〜に比し、電解エッ
チング性(エッチング時の均一溶解性)に優れ、その結
果充分な静電容量の向上が図れる電解コンデンサー陰極
用アルミニウム軟質箔を得ることができる電解コンデン
サー陰極用アルミニウム軟質箔の製造方法を提供しよう
とするものである。The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to solve the problems of the above-mentioned prior arts and to improve the electrolytic etching property (etching) in comparison with these prior arts. It is an object of the present invention to provide a method for producing an aluminum foil for an electrolytic capacitor cathode, which is capable of obtaining an aluminum foil of an electrolytic capacitor cathode which is excellent in uniform solubility at the time of production and as a result, a sufficient improvement in capacitance can be achieved. .
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は次のような構成の電解コンデンサー陰極
用アルミニウム軟質箔の製造方法としている。即ち、本
発明に係る電解コンデンサー陰極用アルミニウム軟質箔
の製造方法は、アルミニウム純度が99.8%以上であり、
且つ、Fe:0.020 〜0.030wt%,Si:0.040wt%以下,Zn:
0.009 〜0.013wt%,Cu:0.002wt%以下を含有し、残部が
不可避的不純物からなるアルミニウムを、 550〜500 ℃
で7〜15時間連続的に加熱して均質化処理し、引き続き
熱間圧延した後、冷間圧延して厚み:50μm 以下の箔に
し、しかる後、この箔を焼鈍して結晶粒径:50〜100 μ
m にすると共に酸化皮膜厚み:40Å以下にすることを特
徴とする電解コンデンサー陰極用アルミニウム軟質箔の
製造方法である。In order to achieve the above object, the present invention provides a method for producing an aluminum soft foil for a cathode of an electrolytic capacitor having the following structure. That is, the method for producing an aluminum soft foil for an electrolytic capacitor cathode according to the present invention has an aluminum purity of 99.8% or more,
And Fe: 0.020 to 0.030 wt%, Si: 0.040 wt% or less, Zn:
Aluminum containing 0.009-0.013wt%, Cu: 0.002wt% or less, the balance being unavoidable impurities, 550-500 ℃
For 7 to 15 hours, followed by a homogenization treatment, followed by hot rolling, and then cold rolling to a foil having a thickness of 50 μm or less, and then annealing the foil to obtain a grain size of 50 μm. ~ 100 μ
m and an oxide film thickness of 40 mm or less.
【0017】[0017]
【作用】本発明に係る電解コンデンサー陰極用アルミニ
ウム軟質箔の製造方法は、前記の如く、出発原料のアル
ミニウムの組成を特定すると共に、製造工程を特定する
ことにより、電解エッチング性(エッチング時の均一溶
解性)に優れたアルミニウム軟質箔が得られるようにし
たものである。特には、製造工程の中の均質化処理を 5
50〜500 ℃で7〜15時間連続的に加熱して行い、引き続
き熱間圧延した後、冷間圧延そして焼鈍をして結晶粒
径:50〜100 μm にすると共に酸化皮膜厚み:40Å以下
にすることにより、得られるアルミニウム軟質箔の電解
エッチング性を向上するようにしている。According to the method for producing an aluminum foil for electrolytic capacitor cathode according to the present invention, as described above, the composition of aluminum as a starting material is specified and the production process is specified. (Dissolvability) to obtain an aluminum soft foil. In particular, homogenization in the manufacturing process
Heating is performed continuously at 50 to 500 ° C for 7 to 15 hours, followed by hot rolling, then cold rolling and annealing to reduce the crystal grain size to 50 to 100 µm and the oxide film thickness to 40 mm or less. By doing so, the electrolytic etching property of the obtained aluminum soft foil is improved.
【0018】即ち、出発原料のアルミニウムは溶解鋳造
して作られるが、この鋳造の冷却過程で析出物として A
l6Fe及び Al3Feが混合析出する。これら Al6Fe及び Al3
Feが混合状態にあるときは、電解エッチング性に優れて
いるが、この鋳造後のアルミニウム(アルミニウム鋳
塊)の均質化処理を550 ℃超の温度で行うと、電気化学
的に安定な Al6Feが不安定な Al3Feに変化し、電気化学
的に不安定な Al3Fe量が多くなり、得られるアルミニウ
ム箔は電解エッチング性(エッチング時の均一溶解性)
が低下し、電解エッチングの際に粗大孔を生じる可能性
もある。この傾向は、均質化処理温度が550 ℃を超えて
高くなるほど強くなる。That is, aluminum as a starting material is produced by melting and casting, and during the cooling process of this casting, A
l 6 Fe and Al 3 Fe are mixed and precipitated. These Al 6 Fe and Al 3
When Fe is in a mixed state, it has excellent electrolytic etching properties. However, if the homogenization treatment of this cast aluminum (aluminum ingot) is performed at a temperature of more than 550 ° C., electrochemically stable Al 6 Fe is changed to an unstable Al 3 Fe, electrochemically it becomes large unstable Al 3 Fe content, resulting aluminum foil electrolytic etching properties (uniformity solubility etching)
May decrease, and coarse holes may be generated during electrolytic etching. This tendency becomes stronger as the homogenization temperature rises above 550 ° C.
【0019】本発明では均質化処理を 550〜500 ℃で7
〜15時間連続的に加熱して行うようにしており、この温
度では Al6Feの Al3Feへの変化は起こらず、 Al3Feは変
化しないので、均質化処理後も鋳造後の析出物( Al6Fe
及び Al3Fe)混合状態が維持される。そして、この均質
化処理(加熱)に引き続き熱間圧延し、その後、冷間圧
延し、焼鈍するようにしており、この焼鈍温度は通常27
0 〜380 ℃程度で充分であり、その結果、得られるアル
ミニウム箔においても上記析出物( Al6Fe及びAl3Fe)
混合状態と同様の状態にある。故に、本発明により得ら
れるアルミニウム箔は、先ず、析出物 Al6Fe及び Al3Fe
が混合状態にあることに起因して電解エッチング性に優
れている。In the present invention, the homogenization treatment is carried out at 550 to 500 ° C. for 7 hours.
And to perform 15 hours continuously heated, the temperature does not occur in a change in the Al 3 Fe of Al 6 Fe, Al 3 Fe remains unchanged, so that precipitates after casting after homogenization (Al 6 Fe
And Al 3 Fe) mixed state is maintained. After this homogenization treatment (heating), hot rolling is performed, then cold rolling is performed, and annealing is performed.
A temperature of about 0 to 380 ° C. is sufficient. As a result, even in the obtained aluminum foil, the above precipitates (Al 6 Fe and Al 3 Fe)
It is in a state similar to the mixed state. Therefore, the aluminum foil obtained according to the present invention firstly contains precipitates Al 6 Fe and Al 3 Fe
Are excellent in electrolytic etching properties due to being in a mixed state.
【0020】更に、本発明により得られるアルミニウム
箔は、結晶粒径:50〜100 μm であるので、表面抵抗が
安定しており(ばらつきがなく)、又、酸化皮膜厚み:
40Å以下であるので、エッチング溶液に対する濡れ性が
良く、これらにより電解エッチング性が向上し、その結
果、充分な静電容量の向上を図ることができる。Further, since the aluminum foil obtained by the present invention has a crystal grain size of 50 to 100 μm, the surface resistance is stable (without variation), and the oxide film thickness:
Since it is 40 ° or less, the wettability to an etching solution is good, and thereby, the electrolytic etching property is improved, and as a result, the capacitance can be sufficiently improved.
【0021】ここで、本発明における数値限定理由を以
下説明する。先ず、アルミニウム箔の組成に関し、アル
ミニウム純度を99.8%以上としているのは、99.8%未満
にすると不純物の量が多くなり、静電容量が低下して不
充分となるからである。The reasons for limiting the numerical values in the present invention will be described below. First, regarding the composition of the aluminum foil, the reason why the aluminum purity is set to 99.8% or more is that if the content is less than 99.8%, the amount of impurities increases, the capacitance is reduced, and the content becomes insufficient.
【0022】Feは晶出物或いは析出物としての金属間化
合物(Al3Fe 、 Al6Fe等)を生成させ、電解エッチング
性向上のために不可欠な元素であり、適正な数及び大き
さの晶出物或いは析出物を生成させるためにFe:0.020〜
0.030wt%とする必要がある。0.020wt%未満では晶出物或
いは析出物の数が不足して均一な適性エッチング面が得
られず、静電容量が低下して不充分となり、0.030wt%超
では晶出物が大きくなり過ぎて粗大なエッチングピット
が発生し易くなり、静電容量が低下して不充分となる。Fe forms an intermetallic compound (Al 3 Fe, Al 6 Fe, etc.) as a crystal or a precipitate, and is an indispensable element for improving the electrolytic etching property. Fe: 0.020 ~ to generate crystallization or precipitate
Must be 0.030 wt%. If the amount is less than 0.020 wt%, the number of crystallized substances or precipitates is insufficient, so that a uniform and appropriately etched surface cannot be obtained, and the capacitance decreases to be insufficient. Etching pits are likely to occur, and the capacitance is reduced to be insufficient.
【0023】Siは上記Feと同様の理由により不可欠な元
素であるが、Si:0.040wt% 超では晶出物が大きくなり過
ぎて粗大なエッチングピットが発生し易くなり、静電容
量が低下して不充分となるので、Si:0.040wt%以下とす
る。Si is an indispensable element for the same reason as Fe described above. However, if Si is more than 0.040 wt%, the crystallized material becomes too large, coarse etching pits are easily generated, and the capacitance is reduced. Therefore, Si: 0.040 wt% or less.
【0024】Znは電解エッチング性を向上させる効果が
あり、その添加量を0.009 〜0.013wt%としたのは、0.00
9wt%未満ではその効果が小さく、0.013wt%超では適正な
エッチング条件の設定が困難となり、均一な適性エッチ
ング面が得られず、静電容量が低下して不充分となるか
らである。Zn has the effect of improving the electrolytic etching property, and the amount of Zn added is 0.009 to 0.013 wt% because it is 0.00
If the content is less than 9 wt%, the effect is small, and if the content is more than 0.013 wt%, it is difficult to set appropriate etching conditions, a uniform suitable etched surface cannot be obtained, and the capacitance is lowered to be insufficient.
【0025】Cuは電解エッチング時の溶解性に寄与する
元素であるが、0.002wt%超では電解エッチング時にアル
ミニウム箔表面にCuが析出し、その結果、静電容量が低
下して不充分となるので、Cu:0.002wt%以下とする。Cu is an element that contributes to the solubility during electrolytic etching. However, if it exceeds 0.002 wt%, Cu precipitates on the aluminum foil surface during electrolytic etching, and as a result, the capacitance decreases and becomes insufficient. Therefore, Cu: 0.002 wt% or less.
【0026】尚、不可避的不純物としては、例えばMn、
Mg、Cr、Ti、Ni、B、V等があるが、Mn、Mg、Cr、Tiの
場合には0.002wt%程度までなら含有されてもよい。The unavoidable impurities include, for example, Mn,
There are Mg, Cr, Ti, Ni, B, V, etc., but in the case of Mn, Mg, Cr, Ti, it may be contained up to about 0.002 wt%.
【0027】次に、均質化処理に際し、加熱温度を 550
〜500 ℃としているのは、 550℃超にすると均質化処理
時に Al6Fe(電気化学的に安定)が Al3Fe(電気化学的
に不安定)に変化してしまい、それに起因して、得られ
るアルミニウム箔は電解エッチング性が低下し、均一な
適度のエッチング面が得られなくなり、静電容量が低下
して不充分となり、一方500 ℃未満では析出物の量が増
大し、均一な適度のエッチング面が得られなくなり、静
電容量が低下して不充分となるからである。Next, in the homogenization treatment, the heating temperature was set to 550
The reason why the temperature is set to 500 ° C is that if the temperature exceeds 550 ° C, Al 6 Fe (electrochemically stable) changes to Al 3 Fe (electrochemically unstable) during the homogenization treatment. The resulting aluminum foil has a poor electrolytic etching property, cannot provide a uniform and moderately etched surface, and has a reduced capacitance, resulting in insufficient capacitance. This is because the etched surface cannot be obtained, and the capacitance decreases and becomes insufficient.
【0028】加熱時間を7〜15時間としているのは、7
時間未満では均質化処理の効果が充分でなく、均一な適
度のエッチング面が得られなくなり、静電容量が低下し
て不充分となり、15時間超では粗大な析出物が生じるた
め、均一な適度のエッチング面が得られなくなり、静電
容量が低下して不充分となるからである。The reason why the heating time is set to 7 to 15 hours is as follows.
If the time is less than the time, the effect of the homogenization treatment is not sufficient, a uniform moderately etched surface cannot be obtained, the capacitance is reduced and becomes insufficient, and if the time is more than 15 hours, coarse precipitates are generated. This is because the etched surface cannot be obtained, and the capacitance decreases and becomes insufficient.
【0029】上記加熱を連続的に行うようにしているの
は、途中で冷却して再加熱するようにすると、又、加熱
を2回以上に分けて行うと、冷却途中及び冷却後に析出
物が多く析出し、均一な適度のエッチング面が得られな
くなり、静電容量が低下して不充分となるからである。The reason why the above-mentioned heating is performed continuously is that cooling is performed in the middle and reheating is performed, and if heating is performed in two or more times, precipitates are generated during and after cooling. This is because a large amount is deposited, and a uniform appropriate etching surface cannot be obtained, and the capacitance is reduced to be insufficient.
【0030】得られるアルミニウム箔の厚みを50μm 以
下としているのは、従来の、エッチング性の劣る箔は静
電容量を大きくするため箔厚を厚くして深さ方向に粗面
化をする必要があったが、この箔においては50μm 以下
でも静電容量が大きいため陰極箔が薄くなり電解コンデ
ンサーを小さくすることができるためである。The reason that the thickness of the obtained aluminum foil is set to 50 μm or less is that, in the case of a conventional foil having poor etching properties, it is necessary to increase the foil thickness and roughen the surface in the depth direction in order to increase the capacitance. However, this foil has a large capacitance even at 50 μm or less, so that the cathode foil becomes thin and the electrolytic capacitor can be made small.
【0031】得られるアルミニウム箔の結晶粒径を50〜
100 μm としているのは、50μm 未満では表面抵抗にば
らつきが生じるため、表面積の拡大化が図れず、静電容
量が不充分となり、100 μm 超ではアルミニウム箔の強
度が低下して不充分となるからである。又、酸化皮膜厚
みを40Å以下としているのは、40Åを超えるとエッチン
グ溶液に対する濡れ性が悪く、エッチング性が低下し、
表面積の拡大化が図れず、静電容量が不充分となるから
である。The crystal grain size of the obtained aluminum foil is 50 to
The reason why the thickness is set to 100 μm is that if the thickness is less than 50 μm, the surface resistance varies, so the surface area cannot be increased and the capacitance becomes insufficient.If it exceeds 100 μm, the strength of the aluminum foil decreases and becomes insufficient. Because. Also, the thickness of the oxide film is set to 40 mm or less, if it exceeds 40 mm, the wettability to the etching solution is poor, the etching property is reduced,
This is because the surface area cannot be increased and the capacitance becomes insufficient.
【0032】尚、均質化処理し、引き続き熱間圧延する
ようにしているが、これは均質化処理、熱間圧延を連続
的に行うことを意味するものであり、換言すれば、均質
化処理後に一旦室温或いは室温付近まで冷却してから熱
間圧延を行ったりしないことを意味するものである。こ
のようにする理由は、一旦室温まで冷却したりすると、
その冷却時に Al3Fe等の析出物が析出し、それら析出物
が以降の工程で消失することなく残留し、均一な適度の
エッチング面が得られなくなり、静電容量が低下して不
充分となるからである。かかる均質化処理、熱間圧延を
連続的に行うには、均質化処理(加熱)後、直ちに或い
は比較的速やかに熱間圧延を開始するようにすればよ
い。The homogenization treatment and the subsequent hot rolling are performed, but this means that the homogenization treatment and the hot rolling are continuously performed. In other words, the homogenization treatment is performed. This means that hot rolling is not performed after cooling to room temperature or near room temperature. The reason for this is that once it cools down to room temperature,
During the cooling, precipitates such as Al 3 Fe are deposited, and these precipitates remain without disappearing in the subsequent steps, so that a uniform moderately etched surface cannot be obtained, and the capacitance is lowered and insufficient. Because it becomes. In order to perform such homogenization and hot rolling continuously, hot rolling may be started immediately or relatively quickly after the homogenization (heating).
【0033】[0033]
(実施例1)表1に示す化学成分(組成)を有するアル
ミニウム地金について、表2に示す製造条件により均質
化処理(均熱)し、引き続き熱間圧延した後、冷間圧延
して厚み:50μm の箔にし、しかる後、この箔を焼鈍し
て調質:O材にした。ここで、製造条件は全て本発明に
係る製造条件の範囲内にあり、化学成分については本発
明に係る化学成分範囲内(No.1〜4)のものと、範囲外
(No.5〜11) のものとがある。(Example 1) An aluminum ingot having a chemical composition (composition) shown in Table 1 was subjected to a homogenization treatment (soaking) under the production conditions shown in Table 2, and subsequently hot-rolled and then cold-rolled to obtain a thickness. : 50 μm foil, and thereafter, this foil was annealed to obtain a temper: O material. Here, the production conditions are all within the range of the production conditions according to the present invention, and the chemical components are within the range of chemical components according to the present invention (Nos. 1 to 4) and outside the range (Nos. 5 to 11). ).
【0034】このようにして得られたアルミニウム箔に
ついて結晶粒径、酸化皮膜厚を測定した。又、これらア
ルミニウム箔を電解エッチングし、次いで化成処理した
後、静電容量の測定を行った。更に、電解エッチング後
のアルミニウム箔について強度を測定した。The aluminum foil thus obtained was measured for crystal grain size and oxide film thickness. In addition, these aluminum foils were electrolytically etched and then subjected to a chemical conversion treatment, and then the capacitance was measured. Further, the strength of the aluminum foil after the electrolytic etching was measured.
【0035】ここで、結晶粒径は、アルミニウム箔の表
面を研磨し、電解エッチングした後、ミクロ観察し、線
分析法にて測定した。酸化皮膜厚は、純水1リットル中
ホウ酸:50g 、ホウ砂:100gを含む溶液を用い、対極を
白金とし、LCR メータにて測定した。Here, the crystal grain size was measured by polishing the surface of the aluminum foil, electrolytic etching, micro-observation, and line analysis. The oxide film thickness was measured with an LCR meter using a solution containing 50 g of boric acid and 100 g of borax in 1 liter of pure water, using platinum as a counter electrode.
【0036】電解エッチングは、純水1リットル中10%
塩酸+0.1 %硫酸+2.2 %塩化アルミを含む電解液(40
±1℃)を用い、電流密度:0.45A/dm2 、交流:50Hz、
1分間エッチングという電解エッチング条件で行った。
化成処理は、純水1リットル中リン酸:0.25ml、リン酸
アンモニウム:1.4gを含む化成処理液(70±2.5 ℃)を
用い、化成時間:8分、化成電圧:3Vという化成処理
条件で行った。静電容量の測定は、純水1リットル中ホ
ウ酸:50g 、クエン酸ア:50g 、アンモニア:50mlを含
む電解液(30±5℃)を用い、周波数:120Hz という条
件で万能ブリッジによる方法により行った。Electrolytic etching is 10% in 1 liter of pure water.
Electrolyte containing hydrochloric acid + 0.1% sulfuric acid + 2.2% aluminum chloride (40
± 1 ° C), current density: 0.45A / dm 2 , AC: 50Hz,
The etching was performed for one minute under electrolytic etching conditions.
The chemical conversion treatment is performed using a chemical conversion solution (70 ± 2.5 ° C.) containing 0.25 ml of phosphoric acid and 1.4 g of ammonium phosphate in 1 liter of pure water under the chemical conversion conditions of 8 minutes for chemical conversion and 3 V for chemical conversion. went. The capacitance was measured using an electrolyte (30 ± 5 ° C.) containing 50 g of boric acid, 50 g of citric acid, and 50 ml of ammonia in 1 liter of pure water at a frequency of 120 Hz using a universal bridge method. went.
【0037】強度測定は、電解エッチング後のアルミニ
ウム箔から幅10mm、長さ100mm の試験片を圧延方向に平
行に採取し、チャック部とチャック部との間が50mm長さ
になるように固定し、引張試験する方法により行い、破
断強度を求めた。In the strength measurement, a test piece having a width of 10 mm and a length of 100 mm was sampled from the aluminum foil after electrolytic etching in parallel with the rolling direction, and fixed between the chuck portions so as to have a length of 50 mm. And a tensile test to determine the breaking strength.
【0038】上記結晶粒径、酸化皮膜厚、強度、及び、
静電容量の測定結果を表2に示す。本発明に係る化学成
分の範囲外(No.5〜11)のものより得られたアルミニウ
ム箔(比較例)については静電容量、強度のいづれかが
低い。これに対し、本発明に係る化学成分範囲内(No.1
〜4)のものより、本発明に係る方法により得られたアル
ミニウム箔については静電容量、強度のいづれも高く、
優れている。The crystal grain size, oxide film thickness, strength, and
Table 2 shows the measurement results of the capacitance. Regarding the aluminum foil (comparative example) obtained from those outside the range of the chemical components according to the present invention (Nos. 5 to 11), either the capacitance or the strength is low. On the other hand, within the range of the chemical components according to the present invention (No. 1
~ 4), the aluminum foil obtained by the method according to the present invention, the capacitance, both of the strength is high,
Are better.
【0039】[0039]
【表1】 [Table 1]
【0040】[0040]
【表2】 [Table 2]
【0041】[0041]
【表3】 [Table 3]
【0042】[0042]
【表4】 [Table 4]
【0043】(実施例2)表3に示す化学成分(組成)
を有するアルミニウム地金について、表4に示す製造条
件により均質化処理し、引き続き熱間圧延した後、冷間
圧延して厚み:50μm の箔にし、次に、この箔を焼鈍し
て調質:O材にした。ここで、化学成分については全て
本発明に係る化学成分範囲内にあり、製造条件について
は本発明に係る製造条件内(No.12〜15)のものと、範囲
外(No.16〜23)のものとがある。Example 2 Chemical components (composition) shown in Table 3
An aluminum ingot having a thickness of 50 μm was homogenized under the manufacturing conditions shown in Table 4, subsequently hot-rolled, and then cold-rolled into a foil having a thickness of 50 μm. O material. Here, all the chemical components are within the chemical component range according to the present invention, and the production conditions are within the production conditions (No. 12 to 15) according to the present invention, and out of the range (No. 16 to 23). There are things.
【0044】このようにして得られたアルミニウム箔に
ついて、実施例1と同様の方法により、結晶粒径、酸化
皮膜厚を測定した。又、実施例1と同様の方法により、
電解エッチングし、化成処理した後、静電容量の測定を
行った。更に、電解エッチング後アルミニウム箔につい
て実施例1と同様の方法により、強度を測定した。With respect to the aluminum foil thus obtained, the crystal grain size and the oxide film thickness were measured in the same manner as in Example 1. Also, in the same manner as in Example 1,
After the electrolytic etching and the chemical conversion treatment, the capacitance was measured. Further, the strength of the aluminum foil after electrolytic etching was measured in the same manner as in Example 1.
【0045】上記結晶粒径、酸化皮膜厚、強度、及び、
静電容量の測定結果を表4に示す。本発明に係る製造条
件範囲外(No.16〜23)の方法により得られたアルミニウ
ム箔(比較例)については、静電容量、強度のいづれか
が低い。これに対し、本発明に係る製造条件範囲内(No.
12〜15)の方法により得られたアルミニウム箔について
は静電容量、強度のいづれも高く、優れている。The crystal grain size, oxide film thickness, strength, and
Table 4 shows the measurement results of the capacitance. Regarding the aluminum foil (comparative example) obtained by the method out of the production condition range (Nos. 16 to 23) according to the present invention, either the capacitance or the strength is low. On the other hand, within the manufacturing condition range according to the present invention (No.
The aluminum foil obtained by the method of 12 to 15) is excellent in both capacitance and strength.
【0046】[0046]
【発明の効果】本発明に係る電解コンデンサー陰極用ア
ルミニウム軟質箔の製造方法によれば、電解エッチング
性(エッチング時の均一溶解性)に優れ、その結果充分
な静電容量の向上が図れる電解コンデンサー陰極用アル
ミニウム軟質箔を得ることができるようになる。According to the method for producing a soft aluminum foil for a cathode of an electrolytic capacitor according to the present invention, the electrolytic capacitor is excellent in electrolytic etching properties (uniform solubility during etching), and as a result, a sufficient improvement in capacitance can be achieved. An aluminum soft foil for a cathode can be obtained.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−90519(JP,A) 特開 平4−318154(JP,A) 特開 平5−247609(JP,A) 特開 平5−43972(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C22F 1/04 - 1/057 C22C 21/00 - 21/18 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) References JP-A-7-90519 (JP, A) JP-A-4-318154 (JP, A) JP-A-5-247609 (JP, A) JP-A-5-905 43972 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C22F 1/04-1/057 C22C 21/00-21/18
Claims (1)
且つ、Fe:0.020 〜0.030wt%,Si:0.040wt%以下,Zn:
0.009 〜0.013wt%,Cu:0.002wt%以下を含有し、残部が
不可避的不純物からなるアルミニウムを、 550〜500 ℃
で7〜15時間連続的に加熱して均質化処理し、引き続き
熱間圧延した後、冷間圧延して厚み:50μm 以下の箔に
し、しかる後、この箔を焼鈍して結晶粒径:50〜100 μ
m にすると共に酸化皮膜厚み:40Å以下にすることを特
徴とする電解コンデンサー陰極用アルミニウム軟質箔の
製造方法。An aluminum purity of 99.8% or more,
And Fe: 0.020 to 0.030 wt%, Si: 0.040 wt% or less, Zn:
Aluminum containing 0.009-0.013wt%, Cu: 0.002wt% or less, the balance being unavoidable impurities, 550-500 ℃
For 7 to 15 hours, followed by a homogenization treatment, followed by hot rolling, and then cold rolling to a foil having a thickness of 50 μm or less, and then annealing the foil to obtain a grain size of 50 μm. ~ 100 μ
m and a thickness of an oxide film: 40 mm or less.
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JP32799593A JP3276492B2 (en) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | Manufacturing method of aluminum soft foil for cathode of electrolytic capacitor |
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