JP2006351733A - コンデンサーおよびコンデンサー用電極セパレーター - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 下記(1)で示される繰り返し単位を含む脂肪族ポリケトン繊維からなる脂肪族ポリケトン不織布を電極セパレーターとして用いたコンデンサーである。 下記(1)で示される繰り返し単位を含む脂肪族ポリケトン繊維を用いた湿式不織布からなるコンデンサー用電極セパレーターである。 −CH2−CH2−CO− (1)
【選択図】 なし
Description
例えば、特許文献1ではポリエステル繊維を用いた湿式繊維紙が開示され、耐水性、耐薬品性に優れるので、感熱孔版原版用支持体などに使用されている。しかし、ポリエステル繊維は熱可塑性樹脂であり、高温にすると熱膨張して寸法安定性、強度が低下するので、耐熱性の向上が必要である。
これらの合成繊維不織布は電気絶縁性にも優れているので、電気材料、とくにコンデンサー用電極セパレーター等に使用する検討がされている。
電子機器の小型化、高集積化の進行に伴い、コンデンサーの高エネルギー密度化が要求されてきている。
しかし、液晶性高分子繊維も吸水性が高く、有機系コンデンサーに組み込む際は加熱脱水して用いなければならない。
−CH2−CH2−CO− (1)
発明の第2は不織布の厚さが5〜200μmであることを特徴とする発明の第1のコンデンサー用電極セパレーターである。
発明の第3は下記で表される不織布の空隙率が30〜90%であることを特徴とする発明の第1または2のコンデンサー用電極セパレーターである。
空隙率={1−(不織布を構成する繊維の総質量/構成する繊維の密度)/(不織布の厚さ×面積)}×100
発明の第4は脂肪族ポリケトン繊維の繊維長が0.5〜10mmにカットされた繊維であることを特徴とする発明の1から3のいずれかのコンデンサー用電極セパレーターである。
発明の第6は湿式不織布が単層若しくは複層からなることを特徴とする発明の1から5のいずれかのコンデンサー用電極セパレーターである。
発明の第7は発明の1から6のいずれかの電極セパレーターを用いたコンデンサーである。
本発明のコンデンサーは脂肪族ポリケトン不織布を電極セパレーターとして用いたものであり、該セパレーターの薄くて高強度であることから、該コンデンサーの高エネルギー密度化、および低内部抵抗化を実現し、併せて、高耐熱性、低吸水性により、加熱脱水が容易で高生産性を実現する特徴を持つ。
空隙率={1−(不織布を構成する繊維の総質量/構成する繊維の密度)/(不織布の厚さ×面積)}×100
より好ましくは35〜85%、さらに好ましくは40〜85%である。空隙率を30%以上とすることで電解液の浸透を容易にすることができ、また、電気的内部抵抗を低くすることができる。また、空隙率を90%以下とすることで電極セパレーターとして必要な強度を得ることができる。
−CH2−CH2−CO− (1)
繰り返し単位が90モル%以上であると高強度、高弾性を得ることができ、耐熱性にも優れる。また、該繊維の結晶化度は30%以上が好ましい。より好ましくは50%以上、さらに好ましくは60%以上だる。30%以上であると高強度、高弾性を発現する。ポリケトン繊維の製法としては亜鉛塩、カルシウム塩、イソシアネート塩などを用いたポリケトン水溶液から湿式紡糸法で得たうえで、熱延伸して製造したポリケトン繊維が高強度、高弾性を有しており、好ましい。
本発明のコンデンサー用電極セパレーターに使用する脂肪族ポリケトン繊維は均一で薄いシートを作製するために平均繊維径20μm以下であることが好ましい。より好ましくは17μm以下である。またシートを熱融着させる際の強度を保つために平均繊維径は0.1μm以上が好ましい。
以上は典型的な製造方法であるが、本発明の電極セパレーターは製造方法に限定されない。
脂肪族ポリケトン繊維同士の全部または一部を熱融着させるためにはポリケトン繊維の融点温度の−40℃〜+40℃で熱プレスすることが好ましい。融点温度の−40℃以上の熱プレスでポリケトン繊維が熱融着する。また、融点温度の+40℃以下の熱プレスでは溶融、焼け付きを起こさず好ましい。熱プレス時のプレス線圧は公知の範囲で実施することができるが、厚さをコントロールするために1〜200kN/mが好ましい。
本発明のコンデンサー用電極セパレーターは単層で若しくは複層でコンデンサーに用いてもよい
平均繊維径10μm、繊維長3mmの脂肪族ポリケトン短繊維100質量%に消泡剤を添加し、高速離解機で水分散し繊維分散液を調整した。この繊維分散液に粘剤を添加し、抄紙直前で真空脱気を行い、100メッシュの抄紙網を備えた円網抄紙機で抄紙し、表面温度275℃の熱プレスロールを追加した表面温度130℃のヤンキードライヤーで加熱乾燥し、厚さ50μm、空隙率70%のコンデンサー用電極セパレーターを得た。コンデンサーはテストセル内に該セパレーターを用いて炭素電極で挟み230℃、3時間の真空加熱乾燥後、真空状態で電解液を該セパレーター内に含浸させ、作製した。
実施例1と同様の製造方法を用いて、表1に示す脂肪族ポリケトン繊維を用いたコンデンサー用電極セパレーターを得た。製造方法中の条件の異なる部分については表1に記載した。該セパレーターを用いて実施例1と同様の方法でコンデンサーを作製した。
平均繊維径12μm、繊維長3mmのガラス繊維およびポリアミド繊維それぞれに消泡剤を添加し、高速離解機で水分散し繊維分散液を調整した。この繊維分散液に粘剤を添加し、抄紙直前で真空脱気を行い、100メッシュの抄紙網を備えた円網抄紙機で抄紙し、上限温度350℃にした熱プレスロールを追加した表面温度130℃のヤンキードライヤーで加熱乾燥した。しかし、ガラス繊維およびポリアミド繊維ともに軟化温度に到達せず、繊維紙の強度は発現しなかった。
実施例1と同様の製造方法を用いて、ポリエチレンテレフタレート(ポリエステル)繊維を用いたコンデンサー用電極セパレーターを得た。製造方法中の条件の異なる部分については表1に記載した。該セパレーターを用いて実施例1と同様の方法でコンデンサーを作製したが、乾燥温度が高すぎて該セパレーターが溶融、変形したので、160℃、24時間かけて乾燥した。
実施例1と同様の製造方法(ただし、叩解有り)を用いて、マニラ麻のセルロース繊維を用いたコンデンサー用電極セパレーターを得た。製造方法中の条件の異なる部分については表1に記載した。該セパレーターを用いて実施例1と同様の方法でコンデンサーを作製したが、乾燥温度が高すぎて該セパレーターが炭化したので、160℃、24時間かけて乾燥した。
厚さ:マイクロメータで測定し、5点平均値とした。
引張強さ:定速伸張形引張試験機を用い、試験片幅15mm、試験片長100mmの試験片を伸張速度300mm/minで伸張し、破断までの最大荷重を測定し、5点平均値を引張強さ(kN/m)とした。
透気度:ガーレー式デンソメーターを用いて6.45cm2のセパレーター面積を100mlの空気が通過する時間を測定し、5点平均値とした。
充放電条件:0.5mA/2.5Vの定電流定電圧による充電後、0.5mA/0Vの定電流で放電した。
静電容量:エネルギー換算法すなわち、放電電力E=(1/2)CV2(C:静電容量,V:放電電圧)の関係からCを算出した。
Claims (7)
- 下記(1)で示される繰り返し単位を含む脂肪族ポリケトン繊維からなる湿式不織布であることを特徴とするコンデンサー用電極セパレーター。
−CH2−CH2−CO− (1) - 不織布の厚さが5〜200μmであることを特徴とする請求項1に記載のコンデンサー用電極セパレーター。
- 下記で表される不織布の空隙率が30〜90%であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のコンデンサー用電極セパレーター。
空隙率={1−(不織布を構成する繊維の総質量/構成する繊維の密度)/(不織布の厚さ×面積)}×100 - 脂肪族ポリケトン繊維の繊維長が0.5〜10mmにカットされた繊維であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のコンデンサー用電極セパレーター。
- 脂肪族ポリケトン繊維の平均繊維径が0.1〜20μmであることを特徴とする請求項から請求項5のいずれか一項に記載のコンデンサー用電極セパレーター。
- 湿式不織布が単層若しくは複層からなることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項記載のコンデンサー用電極セパレーター。
- 請求項1から6記載の電極セパレーターを用いたコンデンサー。
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