JPS6337490B2 - - Google Patents
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- JPS6337490B2 JPS6337490B2 JP949677A JP949677A JPS6337490B2 JP S6337490 B2 JPS6337490 B2 JP S6337490B2 JP 949677 A JP949677 A JP 949677A JP 949677 A JP949677 A JP 949677A JP S6337490 B2 JPS6337490 B2 JP S6337490B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電解コンデンサ用アルミニウム陽極箔
の製造方法に関する。詳しくは、0.007〜0.2%
(以下、特記しない限り、全て重量百分率を表わ
す)の鉄、0.009〜0.2%の珪素を含み、チタン含
有量が3ppm以下であり、マグネシウム、マンガ
ン、銅、亜鉛およびニツケルの含有量が夫々
30ppm以下であり、かつ、純度が99.6〜99.98%
であるアルミニウムからなり、99.99%以上の純
度のアルミニウムからなる陽極箔と同等の電解箔
特性を有する電解コンデンサ用アルミニウム陽極
箔の製造方法に関する。
電解コンデンサ陽極用アルミニウム箔は、従来
から、高純度の2次電解アルミニウム(三層電解
法で製造した精製アルミニウム、純度99.99%以
上)を素材としたアルミニウム箔を表面処理して
製造されている。
その代表的な方法によれば、2次電解アルミニ
ウムのスラブを熱間圧延で約5mmの厚さまで圧延
し、次いで冷間圧延で約0.5mmの箔地となし、さ
らに冷間の箔圧延により所望の厚さの箔とする。
箔の厚さは用途により異なるが、通常、100V以
下の低圧コンデンサ用は60〜90μ内外、150V以上
の高圧コンデンサ用は100μ内外である。箔は次
いで表面に凹凸を与えて実質的な表面積を増加さ
せるため、エツチングしたのち陽極酸化して表面
に誘電体皮膜を形成させ、陽極用アルミニウム箔
とする。表面処理の条件も箔の用途により異なる
が、通常、エツチングは塩化物水溶液または硫
酸、硝酸あるいは燐酸等の添加剤を含んだ塩化物
水溶液中で、交流または直流電流による電解エツ
チングが行なわれる。
また、陽極酸化はアンモニウムを含む硼酸また
は燐酸の水溶液中で行なわれる。
この従来法による陽極アルミニウム箔の製造
は、素材として2次電解アルミニウムを必要とす
るが、2次電解アルミニウムは1次電解アルミニ
ウム(アルミナの電解により製造されるアルミニ
ウム)に比較して著しく高価であり、従つて、こ
れから製造されるアルミニウム箔も必然的に高価
なものとならざるを得ない。
陽極用アルミニウム箔の製造に1次電解アルミ
ニウムを使用できない理由は、2次電解アルミニ
ウムは99.99%以上の純度をもつのに対して、1
次電解アルミニウムは最高でも99.9%の純度しか
ないことによる。
即ち、1次電解アルミニウム中には、鉄、珪
素、銅、チタンなどの不可避的不純物が通常0.1
〜0.4%程度含有されており、これらの元素はア
ルミニウム陽極箔の静電容量を減少させるだけで
なく、漏れ電流を増大させることになるからであ
る。
しかして一般に、アルミニウム陽極箔中、鉄お
よびチタンの含有量はそれぞれ0.001%以下、珪
素および銅の含有量はそれぞれ0.005%以下であ
ることが推奨され、このため、陽極用アルミニウ
ム箔には、著しく高価ではあるが、不純物量の極
めて少ない2次電解アルミニウムを素材として用
いざるを得ない現状である。
本発明者らは1次電解アルミニウムを素材とし
て、2次電解アルミニウムで製造された高純度の
アルミニウム陽極箔と同等の電解箔特性を有する
アルミニウム陽極箔を得るべく、電解箔中の不純
物元素量と静電容量等の電解箔特性との関係につ
き鋭意研究した結果、アルミニウム陽極箔中のチ
タン含有量が極微量であれば、従来、電解箔特性
に悪影響を及ぼすと考えられていた鉄、珪素、銅
などの不純物元素が箔中に少量存在していても電
解箔特性は低下しないという新規な知見を得た。
そこで、実際に、種々の純度の1次電解アルミ
ニウム地金よりチタンを分離除去したアルミニウ
ムを素材として陽極箔を製造し、この陽極箔の電
解箔特性を測定したところ、この陽極箔は2次電
解アルミニウム地金より製造される陽極箔と同等
の電解箔特性を有することを見出し、本発明に到
達した。
また、1次電解アルミニウム地金よりチタンを
分離除去して陽極箔素材用アルミニウムを製造す
るには、アルミニウム溶湯にホウ素を添加し、溶
湯中のチタンをチタン―ホウ素化合物として分離
除去すればよいことも見出した。
即ち本発明の目的は、1次電解アルミニウムと
殆ど同程度のアルミニウム純度でも、2次電解ア
ルミニウムより製造される陽極箔と同等の電解箔
特性を有する電解コンデンサ用アルミニウム陽極
箔を提供することに存し、しかしてこの目的は、
アルミニウム溶湯から鋳造および圧延によりアル
ミニウム箔を製造し、箔表面に誘電体皮膜を形成
させる電解コンデンサ用アルミニウム陽極箔の製
造方法において、0.007〜0.2%の鉄、0.009〜0.2
%珪素、5ppmを超えるチタンを含み、マグネシ
ウム、マンガン、銅、亜鉛およびニツケルの含有
量が夫々30ppm以下であり、かつ純度が99.6〜
99.98%のアルミニウム溶湯にホウ素を添加して
チタン―ホウ素化合物を生成させ、該チタン―ホ
ウ素化合物を溶湯より分離除去することによつて
チタン含有量を3ppm以下としたアルミニウム溶
湯からアルミニウム箔を製造することを特徴とす
る0.007〜0.2%の鉄、0.009〜0.2%の珪素を含み、
チタン含有量が3ppm以下であり、マグネシウム、
マンガン、銅、亜鉛およびニツケルの含有量がそ
れぞれ30ppm以下であり、かつ純度が99.6〜
99.98%であるアルミニウムからなる電解コンデ
ンサ用アルミニウム陽極箔の製造方法、によつて
達成される。
次に本発明につき詳細に説明する。
本発明のアルミニウム陽極箔の製造方法におい
ては、箔中のチタン含有量を3ppm以下とする。
チタン含有量が多いほど陽極箔の静電容量は低下
するが、特にその量が5ppmを超えると、チタン
は鉄、珪素とともに洩れ電流特性、箔の耐圧性、
耐熱性等の電解箔特性に悪影響を与える。
本発明において、鉄および珪素は箔中のチタン
含有量が3ppm以下であれば、通常の1次電解ア
ルミニウム地金中の含有量と同程度、箔中に含有
されていても、電解箔特性に特に悪影響を与える
ことはない。しかし、箔中の鉄あるいは珪素の含
有量が、それぞれ0.2%を超えると、十分な静電
容量が得られなくなるので、箔中の鉄含有量は
0.007〜0.2%、好ましくは0.03〜0.2%、更に好ま
しくは0.03〜0.1%であり、珪素含有量は0.009〜
0.2%、好ましくは0.01〜0.2%、さらに好ましく
は0.01〜0.1%とする。
1次電解アルミニウム地金中に含まれるその他
の不純物としては、マグネシウム、マンガン、
銅、亜鉛、ニツケル、クロムあるいはバナジウム
などがあり、これらの元素も99.6%以上の純度の
1次電解アルミニウム地金中に含有されている量
程度であれば問題ないが、その含有量が多いと箔
の静電容量を低下させる。
従つて、本発明の箔におけるマグネシウム、マ
ンガン、銅、亜鉛、ニツケルの含有量については
それぞれ30ppm以下とする。また、クロムおよび
バナジウムについてはそれぞれ20ppm以下、とく
に10ppm以下とすることが好ましい。
ホウ素はアルミニウムの不可避的不純物ではな
いが、本発明方法において、アルミニウム溶湯中
のチタンを除去する際に、溶湯中にホウ素を添加
するので、この結果、陽極箔中に少量のホウ素が
含有されることになる。ホウ素は電解箔の特性に
好影響を及ぼすことはないので、その含有量は通
常30ppm以下、とくに20ppm以下とすることが望
ましい。
本発明の陽極箔は主に、1次電解アルミニウム
地金を素材として製造される。
1次電解アルミニウムはその不可避的不純物と
して通常、0.02〜0.2%の鉄、0.02〜0.2%の珪素、
0.001〜0.004%(10〜40ppm)のチタン、0.0005
〜0.003%(5ppm〜30ppm)のクロム、バナジウ
ム、0.003%(30ppm)以下の銅などを含有して
いる。前述のように、これらの不純物元素はその
含有量が多すぎると陽極箔の特性に悪影響を与え
るため、素材としては可及的に純度の高い1次電
解アルミニウム地金を用いることが望ましいが、
余り純度の高い1次電解アルミニウム地金を入手
することも困難である。そこで本発明において
は、99.6〜99.98%(鉄含有量0.007〜0.2%、珪素
含有量0.009〜0.2%)、好ましくは99.6〜99.95%
(鉄含有量0.03〜0.2%、珪素含有量0.01〜0.2%)、
さらに好ましくは99.8〜99.95%(鉄含有量0.03〜
0.1%、珪素含有量0.01〜0.1%)の純度のアルミ
ニウム地金を素材として使用する。この場合、素
材として使用する1次電解アルミニウムの純度が
低い場合には、これに少量の2次電解アルミニウ
ムを配合し、その純度を高くしても良い。
本発明の陽極箔を製造するには、まず、上記純
度のアルミニウムからチタンを分解除去し、チタ
ン含有量を3ppm以下とする。
チタンを除去するには、750〜800℃のアルミニ
ウム溶湯にホウ素を添加してアルミニウム中のチ
タンとホウ素との化合物を生成させ、次いで溶湯
を2〜24時間静置することによりチタン―ホウ素
化合物を溶湯下部に沈降させ、溶湯の上澄部分を
採れば良い。この場合、溶湯を静置する代りに、
遠心分離機により溶湯中のチタン―ホウ素化合物
の沈降を促進させても良い。
溶湯に添加するホウ素としては、アルミニウム
―ホウ素母合金またはホウ弗化カリウムを用いる
ことが好ましい。
また、アルミニウム溶湯からチタンを除去する
方法として、アルミナの電解還元槽における電解
浴中にホウ素を添加し、還元槽下部に形成される
アルミニウムメタル層でチタン―ホウ素化合物を
形成させ、同様にアルミニウムメタルからチタン
を分離する方法を採用することもできる。電解浴
中に添加するホウ素としては三酸化ホウ素が好ま
しい。
アルミニウム溶湯中にホウ素を添加すると、溶
湯中に含有されるバナジウム、クロムなどの不純
物元素もホウ素との化合物を生成するので、チタ
ンと同様に溶湯下部にこれを沈降させることによ
りこれらの不純物元素も溶湯より除去することが
できる。
溶湯に添加するホウ素量はアルミニウム溶湯中
に含有されるチタン、バナジウムおよびクロムの
総重量に対し、ホウ素として通常0.4〜1.0倍量で
ある。
アルミニウム溶湯からチタンを分離除去したの
ち、縦型または横型の半連続鋳造法によりスラブ
を鋳造し、次いで、このスラブから熱間圧延、冷
間圧延、さらに箔圧延により厚さ60〜120μの箔
を製造する。
本発明においては、溶湯から箔を製造するにあ
たり、2個の回転する鋳造用ロールまたは走行す
る1対の鋳造用ベルトなどの駆動鋳型間に配置さ
れたノズルを経て上記駆動鋳型間にアルミニウム
溶湯を導入する箔の製造法、いわゆる直接連続鋳
造圧延法により、溶湯から直接厚さ3〜25mmの板
を鋳造し、次いで、冷間圧延、箔圧延により60〜
120μの厚さの箔を製造することができる。この
2個の回転するロールまたは走行する1対のベル
トを鋳造型とする直接連続鋳造圧延法そのものは
3C法、ハンター法あるいはハゼレー法として知
られているが(例えば特許第243465号、第247991
号、第293449号参照)、この直接連続鋳造圧延法
により鋳造された板から箔を製造すれば、熱間圧
延を経ずに冷間圧延のみによつて箔にまで圧延す
ることができる。この方法によれば箔中の不純物
元素による晶出物の量が少なく、かつ、そのサイ
ズも小さくなるので箔の電解箔特性、特に洩れ電
流特性が良好となるという利点がある。この場
合、鋳造速度は0.8〜1.4m/分、溶湯温度は680〜
710℃が適当である。
このようにして製造したアルミニウム箔は、焼
鈍処理により軟化させたのち、エツチング処理を
施して箔表面の実質表面を拡大し、さらに、これ
に陽極酸化処理を施して表面に誘電体皮膜を形成
させ、アルミニウム陽極箔とする。
以上、詳細に説明したように、本発明によれ
ば、99.6〜99.98%純度のアルミニウム地金を素
材として用いても、99.99%以上のアルミニウム
純度を有する陽極箔と同等の電解箔特性を有する
アルミニウム陽極箔を提供することが可能であ
る。
次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明
するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の
実施例によつて限定されるものではない。
実施例1〜7、参考例1および比較例1〜5
表1に示す番号1〜8の各種純度のアルミニウ
ム地金500Kgをそれぞれガス炉で溶解し、よく乾
燥させた塩素と窒素の混合ガスを750℃の溶湯中
に3分間吹きこみ、脱ガス処理を行なつた。
次いで、番号1〜7の溶湯にホウ素としてアル
ミニウム―ホウ素母合金(ホウ素含有量3%)
400gまたはホウ弗化カリウム250gを添加し、溶
湯を十分撹拌した後、2時間以上静置してホウ素
―チタン化合物を溶湯下部に沈降させた。
こののち、番号1〜6のガス炉の上部溶湯を採
り、これを直接連続鋳造圧延法に従つて半径30cm
の2個の回転するロール間に導入し、鋳造速度
1m/分で厚さ6mmの板を鋳造した。一方、番号
7のガス炉については、同様にその上部溶湯を採
り、これを縦型半連続鋳造方法により断面32cm×
70cmのスラブを鋳造し、これを450〜500℃の熱間
圧延により厚さ6mmの板とした。番号8の溶湯に
ついては脱ガス処理を行なつた後、ホウ素添加処
理を省略して直接連続鋳造圧延に従つて、同様に
厚さ6mmの板を鋳造した。
次いでこれらの板を冷間圧延および箔圧延によ
り最終的に65μの箔とした。
このようにして製造したアルミニウム箔の組成
および成分量(ppm)を同じく表1に示す。
その後、これらのアルミニウム箔を真空中、
350℃で2時間焼鈍し、焼鈍後の箔に下記条件で
エツチング処理を施した。
エツチング処理条件
エツチング液:6%塩酸、0.3%硝酸、0.1%リ
ン酸および0.01%硫酸からなる混合水溶液
エツチング温度:52±1℃
電流密度(交流):75A/dm2
エツチング時間:2分
エツチング処理後、これらの箔を洗浄し、次い
でそれぞれ100m×150mmの大きさの2枚の箔Aお
よびBに切断し、箔AおよびBに下記条件で化成
処理を施し、箔表面に酸化アルミニウムの誘電体
皮膜を形成させた。
化成処理条件
化成液:ホウ素100g+28%アンモニア水3.5ml
+純水1
化成温度:70℃
化成時間:20分
化成電圧:15V
この後、誘電体皮膜を形成させた2枚の箔Aお
よびBを20℃の5%ホウ酸アンモモン水溶液中に
移し、交流ブリツジにより静電容量を測定した。
実験例番号4,6および7では、1枚の箔Aに
ついて洩れ電流値も測定した。
これらの結果を実施例1〜7及び参考例1とし
て表1に示す。
また、比較のため、各種純度のアルミニウム溶
湯からホウ素添加によるチタンの分離除去を省略
した以外は上記実施例と全く同様に陽極箔を製造
し、その静電容量を測定した。(実施例番号13に
ついては洩れ電流値も測定した。)
その結果を比較例1〜5として表1に表す。
なお、実験例番号1、2、8および9では素材
として1次電解アルミニウム地金と2次電解アル
ミニウム地金とを混合したものを、比較例5では
2次電解アルミニウム地金を、そして他は全て1
次電解アルミニウム地金を用いた。
表1から明らかなように本発明の方法に従つて
得られる陽極箔は、1次電解アルミニウムを素材
としてもチタン含有量が3ppm以下であれば、2
次電解アルミニウム地金を素材とした陽極箔と同
等の静電容量を示す。
また、直接鋳造圧延法により製造した薄板を基
材として箔を製造し、かつ、箔中のホウ素量を少
なくすれば、本発明の陽極箔の洩れ電流特性は向
上し、2次電解アルミニウム地金を素材とした陽
極箔と同等の性能を有する。
【表】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for manufacturing an aluminum anode foil for an electrolytic capacitor. For details, 0.007-0.2%
Contains iron (all weight percentages are expressed below unless otherwise specified), 0.009 to 0.2% silicon, titanium content of 3 ppm or less, and magnesium, manganese, copper, zinc, and nickel content, respectively.
30ppm or less and purity 99.6-99.98%
The present invention relates to a method for manufacturing an aluminum anode foil for electrolytic capacitors, which is made of aluminum and has electrolytic foil properties equivalent to anode foils made of aluminum with a purity of 99.99% or more. Aluminum foil for electrolytic capacitor anodes has traditionally been manufactured by surface-treating aluminum foil made from high-purity secondary electrolytic aluminum (purified aluminum manufactured using a three-layer electrolytic method, purity 99.99% or higher). According to the typical method, a slab of secondary electrolytic aluminum is hot-rolled to a thickness of about 5 mm, then cold-rolled to form a foil sheet of about 0.5 mm, and then cold-rolled to form a foil material of about 0.5 mm. The thickness of the foil shall be .
The thickness of the foil varies depending on the application, but it is usually around 60-90μ for low-voltage capacitors of 100V or less, and around 100μ for high-voltage capacitors of 150V or more. The foil is then etched to provide irregularities on the surface and increase the substantial surface area, and then anodized to form a dielectric film on the surface, thereby producing an anode aluminum foil. Surface treatment conditions also vary depending on the use of the foil, but etching is usually carried out by electrolytic etching using alternating current or direct current in an aqueous chloride solution or an aqueous chloride solution containing additives such as sulfuric acid, nitric acid, or phosphoric acid. Further, anodization is performed in an aqueous solution of boric acid or phosphoric acid containing ammonium. The production of anode aluminum foil using this conventional method requires secondary electrolytic aluminum as a material, but secondary electrolytic aluminum is significantly more expensive than primary electrolytic aluminum (aluminum produced by electrolyzing alumina). Therefore, the aluminum foil manufactured from now on will inevitably be expensive. The reason why primary electrolytic aluminum cannot be used in the production of aluminum foil for anodes is that while secondary electrolytic aluminum has a purity of 99.99% or higher,
This is because electrolytic aluminum has a maximum purity of 99.9%. In other words, primary electrolytic aluminum usually contains 0.1% of unavoidable impurities such as iron, silicon, copper, and titanium.
This is because these elements not only reduce the capacitance of the aluminum anode foil but also increase leakage current. However, it is generally recommended that the content of iron and titanium in aluminum anode foil be 0.001% or less, and that the content of silicon and copper be 0.005% or less each. Currently, secondary electrolytic aluminum, which is expensive but has extremely low impurity content, must be used as a material. In order to obtain an aluminum anode foil using primary electrolytic aluminum as a material and having electrolytic foil characteristics equivalent to high-purity aluminum anode foil manufactured using secondary electrolytic aluminum, the present inventors have determined the amount of impurity elements in the electrolytic foil. As a result of intensive research into the relationship between capacitance and other electrolytic foil properties, we found that if the titanium content in aluminum anode foil is extremely small, iron, silicon, and A new finding was obtained that the electrolytic foil properties do not deteriorate even if a small amount of impurity elements such as copper are present in the foil. Therefore, we actually manufactured anode foils using aluminum from which titanium had been separated and removed from primary electrolytic aluminum base metals of various purity, and measured the electrolytic foil characteristics of this anode foil. It was discovered that the electrolytic foil has properties equivalent to anode foils manufactured from aluminum base metal, and the present invention was achieved. In addition, in order to separate and remove titanium from the primary electrolytic aluminum ingot to produce aluminum for anode foil material, it is sufficient to add boron to the molten aluminum and separate and remove the titanium in the molten metal as a titanium-boron compound. I also found That is, an object of the present invention is to provide an aluminum anode foil for electrolytic capacitors which has electrolytic foil properties equivalent to anode foils manufactured from secondary electrolytic aluminum even though the aluminum purity is almost the same as that of primary electrolytic aluminum. However, this purpose is
A method for producing aluminum anode foil for electrolytic capacitors, in which aluminum foil is produced by casting and rolling from molten aluminum, and a dielectric film is formed on the surface of the foil, including 0.007 to 0.2% iron, 0.009 to 0.2% iron;
% silicon, titanium exceeding 5 ppm, magnesium, manganese, copper, zinc, and nickel content of 30 ppm or less, and purity of 99.6~
Boron is added to 99.98% molten aluminum to generate a titanium-boron compound, and the titanium-boron compound is separated and removed from the molten metal to produce aluminum foil from the molten aluminum with a titanium content of 3 ppm or less. Contains 0.007~0.2% iron, 0.009~0.2% silicon,
Titanium content is less than 3ppm, magnesium,
The content of manganese, copper, zinc and nickel is 30ppm or less each, and the purity is 99.6~
This is achieved by a method for manufacturing aluminum anode foil for electrolytic capacitors consisting of 99.98% aluminum. Next, the present invention will be explained in detail. In the method for producing an aluminum anode foil of the present invention, the titanium content in the foil is 3 ppm or less.
The higher the titanium content, the lower the capacitance of the anode foil, but especially when the amount exceeds 5 ppm, titanium, along with iron and silicon, will affect the leakage current characteristics, the voltage resistance of the foil,
Adversely affects electrolytic foil properties such as heat resistance. In the present invention, as long as the titanium content in the foil is 3 ppm or less, even if iron and silicon are contained in the foil to the same extent as in a normal primary electrolytic aluminum ingot, the characteristics of the electrolytic foil will be affected. There are no particular negative effects. However, if the content of iron or silicon in the foil exceeds 0.2%, sufficient capacitance cannot be obtained.
0.007 to 0.2%, preferably 0.03 to 0.2%, more preferably 0.03 to 0.1%, and the silicon content is 0.009 to 0.2%.
The content is 0.2%, preferably 0.01-0.2%, more preferably 0.01-0.1%. Other impurities contained in the primary electrolytic aluminum ingot include magnesium, manganese,
There are copper, zinc, nickel, chromium, and vanadium, and there is no problem if these elements are contained in the amount contained in the primary electrolytic aluminum ingot with a purity of 99.6% or more, but if the content is large, Reduces the capacitance of the foil. Therefore, the content of magnesium, manganese, copper, zinc, and nickel in the foil of the present invention is each 30 ppm or less. Further, it is preferable that chromium and vanadium are each 20 ppm or less, particularly 10 ppm or less. Although boron is not an inevitable impurity in aluminum, in the method of the present invention, boron is added to the molten aluminum when removing titanium from the molten aluminum, resulting in a small amount of boron being contained in the anode foil. It turns out. Since boron does not have a positive effect on the properties of the electrolytic foil, it is desirable that its content is usually 30 ppm or less, particularly 20 ppm or less. The anode foil of the present invention is mainly manufactured using a primary electrolytic aluminum base metal as a material. Primary electrolytic aluminum usually contains 0.02-0.2% iron, 0.02-0.2% silicon, and
0.001-0.004% (10-40ppm) titanium, 0.0005
Contains ~0.003% (5ppm~30ppm) of chromium, vanadium, and less than 0.003% (30ppm) of copper. As mentioned above, if the content of these impurity elements is too large, it will adversely affect the characteristics of the anode foil, so it is desirable to use primary electrolytic aluminum base metal with the highest possible purity as the material.
It is also difficult to obtain primary electrolytic aluminum ingots with very high purity. Therefore, in the present invention, 99.6 to 99.98% (iron content 0.007 to 0.2%, silicon content 0.009 to 0.2%), preferably 99.6 to 99.95%
(Iron content 0.03-0.2%, silicon content 0.01-0.2%),
More preferably 99.8-99.95% (iron content 0.03-99.95%)
An aluminum base metal with a purity of 0.1% and silicon content of 0.01 to 0.1% is used as the material. In this case, if the purity of the primary electrolytic aluminum used as the raw material is low, a small amount of secondary electrolytic aluminum may be added to it to increase its purity. To manufacture the anode foil of the present invention, first, titanium is decomposed and removed from aluminum of the above purity to reduce the titanium content to 3 ppm or less. To remove titanium, boron is added to molten aluminum at 750 to 800°C to form a compound of titanium and boron in aluminum, and then the titanium-boron compound is removed by leaving the molten metal for 2 to 24 hours. All you have to do is let it settle to the bottom of the molten metal and collect the supernatant part of the molten metal. In this case, instead of letting the molten metal stand still,
Sedimentation of the titanium-boron compound in the molten metal may be accelerated by a centrifuge. As the boron added to the molten metal, it is preferable to use an aluminum-boron mother alloy or potassium borofluoride. In addition, as a method for removing titanium from molten aluminum, boron is added to the electrolytic bath in the alumina electrolytic reduction tank, and a titanium-boron compound is formed in the aluminum metal layer formed at the bottom of the reduction tank. It is also possible to adopt a method of separating titanium from. As the boron added to the electrolytic bath, boron trioxide is preferable. When boron is added to molten aluminum, impurity elements such as vanadium and chromium contained in the molten metal will also form compounds with boron, so these impurity elements can be removed by settling them at the bottom of the molten metal in the same way as with titanium. It can be removed from the molten metal. The amount of boron added to the molten aluminum is usually 0.4 to 1.0 times the total weight of titanium, vanadium, and chromium contained in the molten aluminum. After separating and removing titanium from the molten aluminum, a slab is cast using a vertical or horizontal semi-continuous casting method, and then a foil with a thickness of 60 to 120μ is produced from this slab by hot rolling, cold rolling, and then foil rolling. Manufacture. In the present invention, when producing foil from molten metal, molten aluminum is passed between the driving molds through a nozzle placed between the driving molds, such as two rotating casting rolls or a pair of running casting belts. The foil manufacturing method to be introduced is the so-called direct continuous casting and rolling method, in which plates with a thickness of 3 to 25 mm are directly cast from the molten metal, and then cold rolled and foil rolled to a thickness of 60 to 25 mm.
Foils with a thickness of 120μ can be produced. The direct continuous casting and rolling method itself uses these two rotating rolls or a pair of running belts as the casting mold.
It is known as the 3C method, Hunter method or Hazeley method (for example, Patent Nos. 243465 and 247991).
If a foil is produced from a plate cast by this direct continuous casting and rolling method, it can be rolled into a foil by only cold rolling without hot rolling. This method has the advantage that the amount of crystallized substances due to impurity elements in the foil is small and the size thereof is also small, so that the electrolytic foil properties of the foil, particularly the leakage current properties, are improved. In this case, the casting speed is 0.8~1.4m/min, and the molten metal temperature is 680~
710℃ is suitable. The aluminum foil produced in this way is softened by annealing, then etched to enlarge the actual surface of the foil, and then anodized to form a dielectric film on the surface. , aluminum anode foil. As explained in detail above, according to the present invention, even if an aluminum base metal with a purity of 99.6 to 99.98% is used as a material, the aluminum has electrolytic foil properties equivalent to anode foils with an aluminum purity of 99.99% or more. It is possible to provide an anode foil. Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following Examples unless it exceeds the gist thereof. Examples 1 to 7, Reference Example 1 and Comparative Examples 1 to 5 500 kg of aluminum ingots of various purity numbered 1 to 8 shown in Table 1 were melted in a gas furnace, and a mixed gas of chlorine and nitrogen was thoroughly dried. It was blown into molten metal at 750°C for 3 minutes to perform degassing treatment. Next, aluminum-boron mother alloy (boron content 3%) was added as boron to the molten metals numbered 1 to 7.
After adding 400 g or 250 g of potassium boron fluoride and thoroughly stirring the molten metal, the boron-titanium compound was allowed to settle at the bottom of the molten metal by allowing it to stand for 2 hours or more. After this, the upper molten metal of the gas furnaces numbered 1 to 6 was taken and directly cast to a radius of 30cm according to the continuous casting and rolling method.
is introduced between two rotating rolls, and the casting speed is increased.
A 6 mm thick plate was cast at 1 m/min. On the other hand, for the gas furnace No. 7, the upper molten metal was taken in the same way, and it was cast using a vertical semi-continuous casting method with a cross section of 32 cm
A 70 cm slab was cast and hot rolled at 450 to 500°C to form a 6 mm thick plate. After degassing the molten metal No. 8, a plate with a thickness of 6 mm was similarly cast by direct continuous casting and rolling, omitting the boron addition treatment. These plates were then cold rolled and foil rolled to final form a 65μ foil. The composition and component amount (ppm) of the aluminum foil thus produced are also shown in Table 1. Then, these aluminum foils are placed in a vacuum.
The foil was annealed at 350°C for 2 hours and etched under the following conditions. Etching processing conditions Etching solution: mixed aqueous solution consisting of 6% hydrochloric acid, 0.3% nitric acid, 0.1% phosphoric acid and 0.01% sulfuric acid Etching temperature: 52 ± 1°C Current density (AC): 75 A/dm 2 Etching time: 2 minutes Etching processing After that, these foils were washed, and then cut into two foils A and B, each measuring 100 m x 150 mm. Foils A and B were subjected to chemical conversion treatment under the following conditions, and a dielectric of aluminum oxide was applied to the foil surface. A film was formed. Chemical treatment conditions Chemical solution: 100g of boron + 3.5ml of 28% ammonia water
+ Pure water 1 Forming temperature: 70°C Forming time: 20 minutes Forming voltage: 15 V After this, the two foils A and B on which the dielectric film was formed were transferred to a 5% ammomonium borate aqueous solution at 20°C, and heated with alternating current. Capacitance was measured using a bridge. In Experimental Example Nos. 4, 6, and 7, the leakage current value for one sheet of foil A was also measured. These results are shown in Table 1 as Examples 1 to 7 and Reference Example 1. For comparison, anode foils were manufactured in exactly the same manner as in the above example, except that the separation and removal of titanium by boron addition from molten aluminum of various purity was omitted, and the capacitance thereof was measured. (The leakage current value was also measured for Example No. 13.) The results are shown in Table 1 as Comparative Examples 1 to 5. In addition, in Experimental Example Nos. 1, 2, 8, and 9, a mixture of primary electrolytic aluminum ingot and secondary electrolytic aluminum ingot was used as the material, in Comparative Example 5, secondary electrolytic aluminum ingot was used, and in the other cases, All 1
An electrolytic aluminum base metal was used. As is clear from Table 1, even if the anode foil obtained according to the method of the present invention is made of primary electrolytic aluminum, if the titanium content is 3 ppm or less,
Shows the same capacitance as anode foil made from electrolytic aluminum base metal. In addition, if the foil is manufactured using a thin plate manufactured by the direct casting and rolling method as a base material and the amount of boron in the foil is reduced, the leakage current characteristics of the anode foil of the present invention are improved, and the secondary electrolytic aluminum base material is It has the same performance as anode foil made from. 【table】
Claims (1)
アルミニウム箔を製造し、箔表面に誘電体皮膜を
形成させる電解コンデンサ用アルミニウム陽極箔
の製造方法において、0.007〜0.2%の鉄、0.009〜
0.2%の珪素、5ppmを超えるチタンを含み、マグ
ネシウム、マンガン、銅、亜鉛およびニツケルの
含有量がそれぞれ30ppm以下であり、かつ純度が
99.6〜99.98%のアルミニウム溶湯にホウ素を添
加してチタン―ホウ素化合物を生成させ、該チタ
ン―ホウ素化合物を溶湯より分離除去することに
よつてチタン含有量を3ppm以下にしたアルミニ
ウム溶湯からアルミニウム箔を製造することを特
徴とする0.007〜0.2%の鉄、0.009〜0.2%の珪素
を含み、チタン含有量が3ppm以下であり、マグ
ネシウム、マンガン、銅、亜鉛およびニツケルの
含有量がそれぞれ30ppm以下であり、かつ純度が
99.6〜99.98%であるアルミニウムからなる電解
コンデンサ用アルミニウム陽極箔の製造方法。 2 特許請求の範囲第1項に記載の方法におい
て、ホウ素を添加するアルミニウム溶湯が0.03〜
0.2%の鉄、0.01〜0.2%の珪素、5ppmを超えるチ
タンを含み、マグネシウムマンガン、銅、亜鉛お
よびニツケルの含有量がそれぞれ30ppm以下であ
り、かつ99.6〜99.95%純度のアルミニウム溶湯
であることを特徴とする電解コンデンサ用アルミ
ニウム陽極箔の製造方法。 3 特許請求の範囲第2項に記載の方法におい
て、ホウ素を添加するアルミニウム溶湯が0.03〜
0.1%の鉄、0.01〜0.1%の珪素、10〜40ppmのチ
タンを含み、マグネシウム、マンガン、銅、亜鉛
およびニツケルの含有量がそれぞれ30ppm以下で
あり、かつ99.8〜99.95%純度のアルミニウム溶
湯であるこことを特徴とする電解コンデンサ用ア
ルミニウム陽極箔の製造方法。 4 特許請求の範囲第1項ないし第3項のいずれ
かに記載の方法において、アルミニウム溶湯に添
加するホウ素がアルミニウム―ホウ素母合金およ
び/またはホウ弗化カリウムであることを特徴と
する電解コンデンサ用アルミニウム陽極箔の製造
方法。 5 特許請求の範囲第1項ないし第4項のいずれ
かに記載の方法において、添加するホウ素量が、
アルミニウム溶湯中に含有されるチタン、クロム
およびバナジウムの総重量に対し、ホウ素として
0.4〜1.0倍量であることを特徴とする電解コンデ
ンサ用アルミニウム陽極箔の製造方法。 6 特許請求の範囲第1項ないし第5項のいずれ
かに記載の方法において、鋳造および圧延の方法
が、アルミニウム溶湯を駆動鋳型により連続的に
鋳造して帯状鋳造板となし、次いでこれを冷間圧
延する方法であることを特徴とする電解コンデン
サ用アルミニウム陽極箔の製造方法。[Claims] 1. A method for producing an aluminum anode foil for an electrolytic capacitor, in which aluminum foil is produced from molten aluminum by casting and rolling, and a dielectric film is formed on the surface of the foil, including 0.007 to 0.2% iron, 0.009 to 0.
Contains 0.2% silicon, more than 5ppm titanium, contains less than 30ppm each of magnesium, manganese, copper, zinc and nickel, and has purity.
Boron is added to 99.6 to 99.98% molten aluminum to generate a titanium-boron compound, and the titanium-boron compound is separated and removed from the molten metal to produce aluminum foil from the molten aluminum with a titanium content of 3 ppm or less. Contains 0.007~0.2% iron, 0.009~0.2% silicon, titanium content is 3ppm or less, magnesium, manganese, copper, zinc and nickel content is 30ppm or less each. , and purity
A method for producing aluminum anode foil for electrolytic capacitors consisting of 99.6-99.98% aluminum. 2. In the method according to claim 1, the molten aluminum to which boron is added has a concentration of 0.03 to
Contains 0.2% iron, 0.01~0.2% silicon, more than 5ppm titanium, contains less than 30ppm each of magnesium manganese, copper, zinc and nickel, and is 99.6~99.95% pure aluminum molten metal. A method for producing aluminum anode foil for electrolytic capacitors. 3 In the method according to claim 2, the molten aluminum to which boron is added has a concentration of 0.03 to
It is molten aluminum containing 0.1% iron, 0.01~0.1% silicon, 10~40ppm titanium, and the content of magnesium, manganese, copper, zinc, and nickel is less than 30ppm each, and has a purity of 99.8~99.95%. A method for producing aluminum anode foil for electrolytic capacitors, characterized by the following. 4. An electrolytic capacitor according to the method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the boron added to the molten aluminum is an aluminum-boron mother alloy and/or potassium boron fluoride. Method for manufacturing aluminum anode foil. 5. In the method according to any one of claims 1 to 4, the amount of boron added is
Based on the total weight of titanium, chromium and vanadium contained in molten aluminum, as boron
A method for producing aluminum anode foil for electrolytic capacitors, characterized in that the amount is 0.4 to 1.0 times. 6. In the method according to any one of claims 1 to 5, the casting and rolling method continuously casts molten aluminum into a strip-shaped cast plate using a driven mold, and then cools it. 1. A method for producing aluminum anode foil for electrolytic capacitors, characterized in that the method involves rolling.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP949677A JPS5395265A (en) | 1977-01-31 | 1977-01-31 | Aluminum anode foil for electrolytic capacitor and method of making same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP949677A JPS5395265A (en) | 1977-01-31 | 1977-01-31 | Aluminum anode foil for electrolytic capacitor and method of making same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5395265A JPS5395265A (en) | 1978-08-21 |
| JPS6337490B2 true JPS6337490B2 (en) | 1988-07-26 |
Family
ID=11721837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP949677A Granted JPS5395265A (en) | 1977-01-31 | 1977-01-31 | Aluminum anode foil for electrolytic capacitor and method of making same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5395265A (en) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57126943A (en) * | 1981-01-27 | 1982-08-06 | Showa Alum Corp | Aluminum alloy foil for cathode of electrolytic capacitor |
| JPS57158352A (en) * | 1981-03-27 | 1982-09-30 | Showa Alum Corp | Aluminum alloy foil for electrode of electrolytic capacitor |
| JPS63106A (en) * | 1987-05-15 | 1988-01-05 | 昭和アルミニウム株式会社 | Aluminum alloy foil for cathode of electrolytic capacitor |
| JPH03122239A (en) * | 1989-10-05 | 1991-05-24 | Showa Alum Corp | Aluminum alloy for cathode foil of electrolytic capacitor |
| JPH03165508A (en) * | 1989-11-24 | 1991-07-17 | Showa Alum Corp | Aluminum alloy for cathode foil of electrolytic capacitor |
| JP4781114B2 (en) * | 2006-01-23 | 2011-09-28 | 古河スカイ株式会社 | Manufacturing method of materials for medium and low pressure anode electrolytic capacitors |
-
1977
- 1977-01-31 JP JP949677A patent/JPS5395265A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5395265A (en) | 1978-08-21 |
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