JP2018082132A - Separator for aluminum electrolytic capacitor, and aluminum electrolytic capacitor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アルミニウム電解コンデンサに好適なセパレータおよび該セパレータを用いたアルミニウム電解コンデンサに関するものである。 The present invention relates to a separator suitable for an aluminum electrolytic capacitor and an aluminum electrolytic capacitor using the separator.
近年、電子機器や自動車電装機器のデジタル化に伴い、これら機器の高機能化、高性能化が進み、また、これら機器等の小型化も要求されてきており、機器に用いられる電子回路基板等にも小型化が求められている。 In recent years, along with the digitization of electronic devices and automotive electrical devices, these devices have become more sophisticated and higher performance, and downsizing of these devices has been demanded, such as electronic circuit boards used in devices. In addition, downsizing is also required.
導電性高分子を陰極材料に用いたアルミニウム電解コンデンサ（以下、「固体電解コンデンサ」と称す。）は、電解液を陰極材料に用いたアルミニウム電解コンデンサと比べるとＥＳＲ（等価直列抵抗）特性が良好であることから、員数削減による小型化が可能である。 An aluminum electrolytic capacitor using a conductive polymer as a cathode material (hereinafter referred to as “solid electrolytic capacitor”) has better ESR (equivalent series resistance) characteristics than an aluminum electrolytic capacitor using an electrolyte as a cathode material. Therefore, it is possible to reduce the size by reducing the number of members.
また近年は、陰極材料として、導電性高分子と電解液とを共に使用した、導電性高分子ハイブリッドアルミニウム電解コンデンサ（以下、「ハイブリッド電解コンデンサ」と称す）がコンデンサメーカー各社より提供されており、低ＥＳＲ特性であることと、ショート不良がないことが必須要件である自動車用にも用いられている。 In recent years, capacitor manufacturers have provided conductive polymer hybrid aluminum electrolytic capacitors (hereinafter referred to as “hybrid electrolytic capacitors”) that use both conductive polymers and electrolytes as cathode materials. It is also used for automobiles that have low ESR characteristics and that there is no short circuit defect.
固体電解コンデンサに用いられるセパレータとして、セルロース製セパレータもあるが、通常、セルロース製セパレータは炭化処理を施して使用される。これは、セルロース製セパレータを炭化処理することで、セパレータの酸化剤に対する耐性を向上させると共に、更に、炭化によりセパレータの空隙が増加するため、導電性高分子の重合液の含浸性も向上させることができるからである。 As a separator used for a solid electrolytic capacitor, there is a cellulose separator, but a cellulose separator is usually used after being carbonized. This is to improve the resistance of the separator to the oxidizing agent by carbonizing the separator made of cellulose and to further improve the impregnation property of the conductive polymer polymerization solution because the voids of the separator increase due to carbonization. Because you can.
しかしながら、セパレータの炭化処理工程でかかる熱によりセルロース繊維の熱劣化が起こり、この熱劣化によってセパレータの機械的強度が低下してしまう。また、セルロース繊維は酸性条件下で徐々に分解されるため、酸化剤を含有する導電性高分子の重合液や酸性を示す分散液をコンデンサ素子に含浸すると、セパレータの機械的強度の低下が顕著となる。セパレータの機械的強度が低下することによって、コンデンサのショート不良が増加する可能性があった。 However, the thermal degradation of the cellulose fibers occurs due to the heat applied in the carbonization process of the separator, and the mechanical strength of the separator is reduced due to the thermal degradation. In addition, since cellulose fibers are gradually decomposed under acidic conditions, when the capacitor element is impregnated with a polymerized conductive polymer containing an oxidizing agent or an acidic dispersion, the mechanical strength of the separator is significantly reduced. It becomes. A decrease in the mechanical strength of the separator may increase the short-circuit failure of the capacitor.
このようなセルロース製セパレータの問題点を回避するために、例えば特許文献１乃至３に記載されたように、合成繊維を配合したセパレータが使用されてきている。 In order to avoid such problems of cellulose separators, for example, as described in Patent Documents 1 to 3, separators containing synthetic fibers have been used.
特許文献１には、合繊繊維として半芳香族ポリアミド樹脂を含有させたセパレータが提案されている。このセパレータは、導電性高分子重合液との含浸性が良好であると記載されている。また、それによりこのセパレータを使用することで、ＥＳＲを低減することができると記載されている。 Patent Document 1 proposes a separator containing a semi-aromatic polyamide resin as synthetic fiber. This separator is described as having good impregnation properties with the conductive polymer polymerization solution. Further, it is described that ESR can be reduced by using this separator.
また、特許文献２には、合成繊維として、非フィブリル化有機繊維、融点または熱分解温度が２５０℃以上のフィブリル化高分子を含有し、吸水速度５ｍｍ／ｍｉｎ以上であるセパレータが記載されている。このセパレータを用いることで、固体コンデンサ内の導電性高分子の形成が均一になり、固体電解コンデンサの抵抗を低減させたことが記載されている。 Patent Document 2 describes a separator having a non-fibrillated organic fiber, a fibrillated polymer having a melting point or a thermal decomposition temperature of 250 ° C. or higher as a synthetic fiber, and a water absorption speed of 5 mm / min or higher. . It is described that by using this separator, the formation of the conductive polymer in the solid capacitor becomes uniform, and the resistance of the solid electrolytic capacitor is reduced.
さらに、特許文献３には、合成繊維の配向性の比を２．０以下とするセパレータが記載されており、セパレータの横方向からの導電性高分子の重合液および分散液の吸液度が向上することが記載されている。このセパレータを用いることで、固体電解コンデンサのＥＳＲを低減できると記載されている。 Furthermore, Patent Document 3 describes a separator having a synthetic fiber orientation ratio of 2.0 or less, and the degree of liquid absorption of the polymer solution and dispersion of the conductive polymer from the lateral direction of the separator. It is described that it improves. It is described that ESR of a solid electrolytic capacitor can be reduced by using this separator.
以上の特許文献１乃至３に記載されたセパレータでは、固体電解コンデンサの低ＥＳＲ化には、導電性高分子の形成および保持性が重要であることが記載され、そのパラメータとして、セパレータの吸液度および吸水速度が用いられている。 In the separators described in Patent Documents 1 to 3, it is described that the formation and retention of a conductive polymer is important for reducing the ESR of a solid electrolytic capacitor. Degree and water absorption rate are used.
しかしながら特許文献１乃至３に記載されているような吸水速度や吸液度が高いセパレータを用いたコンデンサにも、近年さらなる低ＥＳＲ化が求められてきている。この理由としては、導電性高分子の重合液や分散液の含浸後に、セパレータから導電性高分子の重合液や分散液が漏出していく可能性が挙げられる。 However, in recent years, further reduction in ESR has been demanded for capacitors using a separator having a high water absorption rate and liquid absorption as described in Patent Documents 1 to 3. This is because the conductive polymer polymerization solution or dispersion may leak from the separator after impregnation with the conductive polymer polymerization solution or dispersion.
本願発明者らは、係る課題について鋭意検討した結果、近年求められているコンデンサの低ＥＳＲ化のためには、コンデンサ素子内の導電性高分子の保持量を増加させることが必要であり、このためには、導電性高分子を形成するための重合液または分散液をセパレータが保持する能力が高いことが重要であることが判明した。
そのことから、本発明者らは、固体電解コンデンサ内での導電性高分子の形成および保持性に最も影響してくるパラメータは、セパレータの保液性であるということを見出した。
As a result of intensive studies on the problem, the inventors of the present application need to increase the amount of the conductive polymer retained in the capacitor element in order to reduce the ESR of the capacitor that has been required in recent years. For this purpose, it has been found that it is important that the separator has a high ability to hold the polymerization liquid or dispersion liquid for forming the conductive polymer.
Therefore, the present inventors have found that the parameter that most affects the formation and retention of the conductive polymer in the solid electrolytic capacitor is the liquid retention of the separator.
導電性高分子層は、一対の電極箔にセパレータを介在させ巻回して得た素子に、導電性高分子の重合液を含浸し、その後重合、乾燥させる、あるいは、導電性高分子の分散液を含浸、乾燥させることで形成される。コンデンサ素子内の導電性高分子の保持量は、セパレータが保液できる量に依存し、セパレータの保液できる量がＥＳＲ特性に影響を与えることがわかった。 The conductive polymer layer is obtained by impregnating an element obtained by winding a pair of electrode foils with a separator interposed therebetween, and then polymerizing and drying the polymer, or by conducting a dispersion of the conductive polymer. It is formed by impregnating and drying. It was found that the amount of conductive polymer retained in the capacitor element depends on the amount of liquid that can be retained by the separator, and the amount of liquid that can be retained by the separator affects the ESR characteristics.
導電性高分子の保持量を増加させるため、例えばコンデンサの製造工程で含浸時間を長くする、含浸時の真空度を高くする、含浸回数を増やすといった手法が考えられるが、これらの手法を採用した場合、コンデンサの生産性低下や製造コスト増加を招く可能性がある。 In order to increase the amount of conductive polymer retained, for example, methods such as increasing the impregnation time in the capacitor manufacturing process, increasing the degree of vacuum during impregnation, and increasing the number of impregnations can be considered. In this case, the productivity of the capacitor may be reduced and the manufacturing cost may be increased.
本願発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、セパレータの保液力を向上させることで、セパレータへの導電性高分子保持量を増加させ、このセパレータを用いたアルミニウム電解コンデンサのＥＳＲをより低減することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the said subject, By improving the liquid retention of a separator, the conductive polymer retention amount to a separator is increased, ESR of the aluminum electrolytic capacitor using this separator is made. It aims at reducing more.
本発明は上記課題を解決することを目的として成されたもので、係る目的を達成する一手段として例えば以下の構成を備える。
即ち、少なくとも１層の不織布層を有し、一対の電極の間に介在するアルミニウム電解コンデンサ用セパレータであって、前記不織布層は合成繊維を２０質量％以上含有し、かつ、圧縮保液率が１３０％以上であることを特徴とするアルミニウム電解コンデンサ用セパレータとする。
The present invention has been made for the purpose of solving the above-described problems, and includes, for example, the following configuration as one means for achieving such an object.
That is, a separator for an aluminum electrolytic capacitor having at least one non-woven fabric layer and interposed between a pair of electrodes, wherein the non-woven fabric layer contains 20% by mass or more of a synthetic fiber and has a compression retention rate. It is set as the separator for aluminum electrolytic capacitors characterized by being 130% or more.
そして例えば、前記合成繊維が、ナイロン繊維、アラミド繊維、アクリル繊維、ポリエステル繊維から選択される一種以上の繊維であること特徴とする。
また例えば、前記セパレータは、繊維長０．０５ｍｍ以上、０．２ｍｍ未満の微細繊維の含有割合が０．１〜８．０％の範囲であることを特徴とする。
For example, the synthetic fiber is one or more fibers selected from nylon fiber, aramid fiber, acrylic fiber, and polyester fiber.
Further, for example, the separator is characterized in that the content ratio of fine fibers having a fiber length of 0.05 mm or more and less than 0.2 mm is in the range of 0.1 to 8.0%.
以上のいずれかに記載のアルミニウム電解コンデンサ用セパレータを用いたことを特徴とするアルミニウム電解コンデンサとする。
そして例えば、前記アルミニウム電解コンデンサは陰極として導電性高分子を用いることを特徴とする。
An aluminum electrolytic capacitor characterized by using the aluminum electrolytic capacitor separator described above.
For example, the aluminum electrolytic capacitor uses a conductive polymer as a cathode.
本発明によれば、セパレータの保液力を向上させることができ、本発明のセパレータを用いたアルミニウム電解コンデンサの低ＥＳＲ化が可能となり、更に、本発明のセパレータを用いたアルミニウム電解コンデンサのショート不良の発生を抑制することができる。 According to the present invention, the liquid retention of the separator can be improved, and the ESR of the aluminum electrolytic capacitor using the separator of the present invention can be reduced. Further, the aluminum electrolytic capacitor using the separator of the present invention can be short-circuited. The occurrence of defects can be suppressed.
以下、本発明の一実施の形態について詳細に説明する。本発明の実施の形態例では、セパレータの保液力に注目し、一定以上の保液率を確保する構成としている。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail. In the embodiment of the present invention, attention is paid to the liquid retention force of the separator, and a liquid retention rate of a certain level or more is ensured.
電極の間にセパレータを挟んで巻回し、コンデンサ素子を形成すると、セパレータは両電極箔により圧縮された状態となる。含浸性が高いセパレータは場合、含浸時間の短縮等には効果があるが、このような圧縮状態では、導電性高分子の保持量を増加させることができない場合があった。このため、本実施の形態例では、吸液度や吸水度といった含浸性ではなく、このコンデンサ素子を形成した状態を想定して所定の圧縮保液率を確保する構成としている。 When a capacitor element is formed by sandwiching a separator between electrodes, the separator is compressed by both electrode foils. In the case of a separator having a high impregnation property, it is effective for shortening the impregnation time. However, in such a compressed state, the amount of the conductive polymer retained may not be increased. For this reason, in this embodiment, it is not impregnating such as the degree of liquid absorption or the degree of water absorption, but a configuration in which a predetermined compression liquid retention rate is secured assuming the state in which this capacitor element is formed.
即ち、本実施の形態のセパレータは、一対の電極の間に介在するアルミニウム電解コンデンサ用セパレータであって、該セパレータの圧縮保液率は１３０％以上としている。圧縮保液率としては、好ましくは１６０％以上であり、より好ましくは１９０％以上である。セパレータの圧縮保液率に上限は特にないが、実際のコンデンサに適用可能なセパレータの厚さ、密度から判断すると、３００％程度が上限となると考えられる。 That is, the separator of the present embodiment is an aluminum electrolytic capacitor separator interposed between a pair of electrodes, and the compression retention rate of the separator is 130% or more. The compression liquid retention is preferably 160% or more, and more preferably 190% or more. Although there is no particular upper limit on the compression retention rate of the separator, it is considered that the upper limit is about 300% when judged from the thickness and density of the separator applicable to an actual capacitor.
本実施の形態例のセパレータでは、圧縮保液率は１３０％以上とすることで、ＥＳＲを低減している。圧縮保液率が１３０％未満の保液力では、ＥＳＲを十分に低減できない場合があるからである。 In the separator of the present embodiment, the ESR is reduced by setting the compression retention rate to 130% or more. This is because the ESR may not be sufficiently reduced when the liquid retention rate is less than 130%.
なお、ここでいう圧縮保液率とは、セパレータをエタノールに浸漬した後に圧縮し、乾燥状態の質量と圧縮後の質量との差から算出した保液率を指し、セパレータをはかる指標として用いている。 In addition, the compression liquid retention rate here refers to the liquid retention rate calculated from the difference between the mass in the dry state and the mass after compression after the separator is immersed in ethanol, and is used as an index for measuring the separator. Yes.
具体的には、一定面積のセパレータの乾燥状態の質量を測定し、その後当該セパレータをエタノールに浸漬させて取り出し、セパレータを７ｋＮ／ｍ2で加重した後、質量を測定し、乾燥状態の質量と圧縮後の質量との差から圧縮保液率を算出した。圧縮保液率であれば、保液したセパレータに負荷をかけた後の保液力を調べることが可能となり、素子巻回後のセパレータの保液力を適切にはかる指標とすることができる。なお、セパレータ試験片全面にエタノールを浸漬させるため、浸漬時間は３０秒とした。 Specifically, the mass of a separator having a constant area is measured, and then the separator is dipped in ethanol and taken out. The separator is weighted with 7 kN / m 2 , and then the mass is measured. The compression liquid retention was calculated from the difference from the mass after compression. With the compression retention rate, it is possible to check the retention capacity after applying a load to the retained separator, and it can be used as an index for appropriately measuring the retention capacity of the separator after winding the element. In addition, in order to immerse ethanol in the separator test piece whole surface, immersion time was 30 seconds.
本実施の形態で、セパレータの含浸性ではなく保液力に着目した理由は、セパレータの含浸性が良い場合、導電性高分子の重合液や分散液の含浸が良好になり、コンデンサの容量出現率が向上し、ＥＳＲも改善するが、上述のとおり、近年更なる低ＥＳＲ化が求められており、これに応えるためには含浸性の評価だけでなく、保液力が重要であることが判明したからである。素子巻回後のセパレータにかかるよりも強い荷重である、７ｋＮ／ｍ2で加重した後の圧縮保液率が１３０％以上のセパレータであれば、保液力が高いセパレータといえる。
保液力が高くなると、コンデンサ電極箔表面及び電極箔間の隅々まで導電性高分子を形成することができ、ＥＳＲ特性を改善することが可能になる。
In this embodiment, the reason for focusing attention on the liquid retention rather than the impregnation of the separator is that when the separator has good impregnation, the impregnation of the polymer solution or dispersion of the conductive polymer becomes good, and the capacity of the capacitor appears. The rate is improved and the ESR is also improved. However, as described above, in recent years, further reduction in ESR has been demanded. In order to meet this demand, not only the evaluation of impregnation properties but also the liquid retention ability is important. It was because it became clear. If the separator has a compressive liquid retention ratio of 130% or more after being loaded with 7 kN / m 2 , which is a stronger load than that applied to the separator after the element is wound, it can be said to be a separator having a high liquid retention.
When the liquid retention is increased, a conductive polymer can be formed all the way between the capacitor electrode foil surface and the electrode foil, and the ESR characteristics can be improved.
本実施の形態によれば、保液力が高いセパレータとすることで、セパレータが導電性高分子の重合液や分散液を十分に保持することができ、導電性高分子の保持量も増加する。
また、セパレータに合成繊維を２０質量％以上含有させることで、セパレータの耐酸性や耐酸化性が向上し、導電性高分子の重合液や分散液によるセパレータの機械的強度の低下を抑制できる。
According to the present embodiment, by using a separator having a high liquid-holding power, the separator can sufficiently hold the polymer solution or dispersion of the conductive polymer, and the amount of the conductive polymer held increases. .
Further, by adding 20% by mass or more of the synthetic fiber to the separator, the acid resistance and oxidation resistance of the separator can be improved, and the decrease in the mechanical strength of the separator due to the polymer solution or dispersion of the conductive polymer can be suppressed.
合成繊維の含有量が２０質量％未満では、即ち、セルロース繊維のような天然繊維の含有量が８０質量％を超過すると、セパレータの耐酸性、耐酸化性が低下し、セパレータの機械的強度が低下することで、コンデンサのショート不良率が増加する可能性がある。 When the content of the synthetic fiber is less than 20% by mass, that is, when the content of natural fiber such as cellulose fiber exceeds 80% by mass, the acid resistance and oxidation resistance of the separator are lowered, and the mechanical strength of the separator is reduced. The decrease may increase the short-circuit defect rate of the capacitor.
本実施の形態例に用いる合成繊維としては、セパレータの耐酸性、耐酸化性の観点から、ナイロン繊維、アラミド繊維、アクリル繊維、ポリエステル繊維が好ましい。 As the synthetic fiber used in this embodiment, nylon fiber, aramid fiber, acrylic fiber, and polyester fiber are preferable from the viewpoint of acid resistance and oxidation resistance of the separator.
これらの合成繊維は、一種でも、複数種であってもよい。これらの合成繊維の中でも、導電性高分子の重合液や分散液との親和性の観点から、ナイロン繊維のようなポリアミド繊維がより好ましい。そして、これらの合成繊維はフィブリル化繊維であっても、非フィブリル化繊維であってもよい。 These synthetic fibers may be one kind or plural kinds. Among these synthetic fibers, a polyamide fiber such as a nylon fiber is more preferable from the viewpoint of affinity with a polymerized polymer dispersion or dispersion. These synthetic fibers may be fibrillated fibers or non-fibrillated fibers.
また、延伸度を抑制して製造したポリエステル繊維（以下、「未延伸ポリエステル繊維」と称す）であれば、繊維の交絡点が結着するため、セパレータの機械的強度等の物性向上に寄与する。所望の圧縮保液率を満足できれば未延伸ポリエステル繊維の含有量に特に限定はないが、５０質量％程度までであれば、圧縮保液率が低下しにくい。 In addition, if the polyester fiber is manufactured with the degree of stretching being suppressed (hereinafter referred to as “unstretched polyester fiber”), the entanglement point of the fiber binds, which contributes to improvement of physical properties such as mechanical strength of the separator. . The content of the unstretched polyester fiber is not particularly limited as long as the desired compression retention rate can be satisfied.
本実施の形態例のセパレータは、合成繊維が２０質量％以上含有されていればよく、セパレータを構成する他の材料としては、合成繊維でも合成繊維以外でも制限はない。合成繊維の場合、上記以外の繊維でもよく、合成繊維以外の場合、セルロースのような天然繊維でも用いることができる。 The separator of the present embodiment only needs to contain 20% by mass or more of synthetic fiber, and there are no restrictions on other materials constituting the separator, whether synthetic fiber or non-synthetic fiber. In the case of synthetic fibers, fibers other than those described above may be used, and in the case of other than synthetic fibers, natural fibers such as cellulose can also be used.
また、ポリビニルアルコール繊維のようなバインダー繊維も、セパレータの成形時や、巻回時などの機械的強度を考慮して、圧縮保液率に影響を与えない範囲で用いることができる。所望の圧縮保液率を満足できればバインダー繊維の含有量に特に限定はないが、１５質量％程度までであれば、圧縮保液率が低下しにくい。 A binder fiber such as polyvinyl alcohol fiber can also be used in a range that does not affect the compression retention rate in consideration of mechanical strength at the time of molding or winding of the separator. The content of the binder fiber is not particularly limited as long as the desired compression retention rate can be satisfied, but if it is up to about 15% by mass, the compression retention rate is unlikely to decrease.
セパレータの微細繊維の含有割合を０．１〜８．０％の範囲とすることで、セパレータの圧縮保液率を向上でき、保液力を高めることができる。詳細は不明であるが、微細繊維の含有割合を０．１〜８．０％とすることで、微細繊維が適度に分散している状態となり、圧縮に対する緩衝材の役割を果たすと考えられる。つまり、セパレータが圧縮に対する抗力を持つこととなり、厚みを維持することが可能となり保液力が低下しないと考えられる。 By setting the content ratio of the fine fibers of the separator in the range of 0.1 to 8.0%, the compression retention ratio of the separator can be improved and the retention capacity can be increased. Although details are unknown, it is considered that when the content ratio of the fine fibers is 0.1 to 8.0%, the fine fibers are appropriately dispersed and serve as a buffer material against compression. In other words, it is considered that the separator has a resistance to compression, the thickness can be maintained, and the liquid retaining power does not decrease.
本実施の形態における微細繊維とは、繊維長０．０５ｍｍ以上、０．２ｍｍ未満の繊維である。微細繊維を得る手段としては、例えば、通常抄紙原料の調製に使用されるものであればいずれでも良く、一般的にはビーター、コニカルリファイナー、ディスクリファイナー、高圧ホモジナイザーなどが用いられる。 The fine fibers in the present embodiment are fibers having a fiber length of 0.05 mm or more and less than 0.2 mm. As means for obtaining the fine fibers, any means may be used as long as it is usually used for preparing papermaking raw materials. Generally, a beater, a conical refiner, a disc refiner, a high-pressure homogenizer, or the like is used.
繊維長０．０５ｍｍ未満の繊維はシート成形時に流出してしまう。また、０．２ｍｍ以上の繊維では、繊維同士が絡み合うため、セパレータ中で適度な分散状態にならず、緩衝材としての役割を果たさない。 Fibers with a fiber length of less than 0.05 mm will flow out during sheet molding. Moreover, in the fiber of 0.2 mm or more, since the fibers are entangled with each other, the fiber is not properly dispersed in the separator and does not serve as a cushioning material.
微細繊維の含有割合が０．１％未満では、微細繊維の緩衝材の役割としての効果が低く、加重に耐えられず、セパレータの保液力が低下する場合がある。また、微細繊維の含有割合が８．０％を超過すると、セパレータが過度に緻密になり、繊維同士の間隙が小さくなる。それにより、セパレータの保液力を発現できない場合がある。 When the content ratio of the fine fibers is less than 0.1%, the effect of the fine fibers as a buffering material is low, the load cannot be applied, and the liquid retention of the separator may be reduced. On the other hand, when the content ratio of the fine fibers exceeds 8.0%, the separator becomes excessively dense, and the gap between the fibers becomes small. Thereby, the liquid retention of the separator may not be expressed.
本実施の形態のセパレータの厚さおよび密度は、所望のアルミニウム電解コンデンサの特性を満足するものを、特に限定なく採用できる。一般的に、厚さ２０〜７０μｍ、密度０．２０〜０．６０ｇ／ｃｍ3程度の厚さおよび密度のセパレータが使用されているが、この範囲に限定されるものではない。 As the thickness and density of the separator of the present embodiment, those satisfying desired characteristics of the aluminum electrolytic capacitor can be employed without any particular limitation. In general, a separator having a thickness and a density of about 20 to 70 μm and a density of about 0.20 to 0.60 g / cm 3 is used, but the separator is not limited to this range.
本発明の実施の形態において、セパレータは抄紙法を用いて形成した湿式不織布を採用した。セパレータの抄紙形式は、圧縮保液率または微細繊維の含有割合を満足することができれば特に限定はなく、長網抄紙や短網抄紙、円網抄紙といった抄紙形式が使用でき、またこれらの抄紙法によって形成された層を複数合わせたものであってもよい。 In the embodiment of the present invention, a wet nonwoven fabric formed by using a papermaking method is adopted as the separator. The papermaking format of the separator is not particularly limited as long as the compression retention ratio or the content ratio of fine fibers can be satisfied, and papermaking formats such as long mesh paper, short mesh paper, and circular mesh papermaking can be used. A plurality of layers formed by the above may be combined.
また、抄紙に際しては、コンデンサ用セパレータに影響を与えない程度の不純物含有量であれば、分散剤や消泡剤、紙力増強剤などの添加剤を加えてもよく、紙層形成後に紙力増強加工、親液加工、カレンダ加工、エンボス加工等の加工を施してもよい。 In addition, when making paper, an additive such as a dispersant, an antifoaming agent, or a paper strength enhancer may be added as long as the impurity content does not affect the capacitor separator. Processing such as reinforcement processing, lyophilic processing, calendar processing, embossing, etc. may be performed.
以上の構成を採用することにより、本実施の形態例のセパレータは、均質な電子伝導経路を形成し、また、導電性高分子の保持量の増加に寄与する。そして、このセパレータを、陰極材料として導電性高分子を用いたアルミニウム電解コンデンサに用いることで、低ＥＳＲであるアルミニウム電解コンデンサを得ることができる。 By adopting the above configuration, the separator of the present embodiment forms a homogeneous electron conduction path and contributes to an increase in the amount of conductive polymer retained. Then, by using this separator for an aluminum electrolytic capacitor using a conductive polymer as a cathode material, an aluminum electrolytic capacitor having a low ESR can be obtained.
本実施の形態のアルミニウム電解コンデンサは、セパレータとして上記構成のセパレータを用いて、一対の電極の間にセパレータを介在させ、陰極材料として導電性高分子を使用している。 In the aluminum electrolytic capacitor of the present embodiment, the separator having the above-described configuration is used as a separator, a separator is interposed between a pair of electrodes, and a conductive polymer is used as a cathode material.
〔セパレータおよびアルミニウム電解コンデンサの特性の測定方法〕
本実施の形態のセパレータおよびアルミニウム電解コンデンサの各特性の具体的な測定は、以下の条件および方法で行った。
〔ＣＳＦ〕
ＣＳＦは、「ＪＩＳ Ｐ８１２１−２『パルプ−ろ水度試験法−第２部：カナダ標準ろ水度法』（ＩＳＯ５２６７−２『Ｐｕｌｐｓ−Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｒａｉｎａｂｉｌｉｔｙ−Ｐａｒｔ２：“Ｃａｎａｄｉａｎ Ｓｔａｎｄａｒｄ”ｆｒｅｅｎｅｓｓ ｍｅｔｈｏｄ』）」に従って測定した。
[Method for measuring characteristics of separator and aluminum electrolytic capacitor]
Specific measurement of each characteristic of the separator and the aluminum electrolytic capacitor of the present embodiment was performed under the following conditions and methods.
[CSF]
CSF is "JIS P8121-2" Pulp-Freeness Test Method-Part 2: Canadian Standard Freeness Method "(ISO 5267-2" Pulps-Determination of Drainability-Part 2: "Canadian Standard" freeness method ")" Measured according to
〔厚さ〕
「ＪＩＳ Ｃ ２３００−２ 『電気用セルロース紙-第２部：試験方法』 ５．１ 厚さ」に規定された、「５．１．１ 測定器および測定方法 a外側マイクロメータを用いる場合」のマイクロメータを用いて、「５．１．３ 紙を折り重ねて厚さを測る場合」の１０枚に折り重ねる方法で、セパレータの厚さを測定した。
〔thickness〕
As defined in “JIS C 2300-2“ Electrical cellulose paper-Part 2: Test method ”5.1 Thickness”, “5.1.1 Measuring instrument and measuring method a When using an external micrometer” Using a micrometer, the thickness of the separator was measured by the method of folding it into 10 sheets as described in “5.1.3 When measuring thickness by folding paper”.
〔密度〕
「ＪＩＳ Ｃ ２３００−２ 『電気用セルロース紙-第２部：試験方法』 ７．０Ａ 密度」のＢ法に規定された方法で、絶乾状態のセパレータの密度を測定した。
〔density〕
The density of the absolutely dried separator was measured by the method defined in Method B of “JIS C 2300-2“ Electric Cellulose Paper—Part 2: Test Method ”7.0 A Density”.
〔微細繊維の含有割合〕
微細繊維の含有割合は、「ＪＩＳ Ｐ ８２２６−２『パルプ−光学的自動分析法による繊維長測定方法 第２部：非偏光法』（ＩＳＯ１６０６５−２『Ｐｕｌｐｓ−Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｆｉｂｅｒ ｌｅｎｇｔｈ ｂｙ ａｕｔｏｍａｔｅｄ ｏｐｔｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ−Ｐａｒｔ２：Ｕｎｐｏｌａｒｉｚｅｄ ｌｉｇｈｔ ｍｅｔｈｏｄ』）」に記載された装置、ここではｋａｊａａｎｉＦｉｂｅｒＬａｂ（メッツォオートメーション株式会社製）を用いて０．０５〜７．６ｍｍの範囲で長さ加重平均繊維長分布を測定し、繊維長が０．０５ｍｍ以上、０．２ｍｍ未満の微細繊維の含有割合を算出した。
[Content ratio of fine fibers]
The content ratio of the fine fibers is determined according to “JIS P 8262-2“ Pulp—Measurement of fiber length by optical automatic analysis method Part 2: Non-polarization method ”(ISO 16065-2“ Pulps-Determination of Fiber length optical analysis— Part 2: Unpolarized light method ”), here, using a kajaani FiberLab (manufactured by Metso Automation Co., Ltd.), a length-weighted average fiber length distribution is measured in the range of 0.05 to 7.6 mm, and the fiber length The content ratio of fine fibers having a thickness of 0.05 mm or more and less than 0.2 mm was calculated.
〔圧縮保液率〕
浸漬前のセパレータの質量を測定する。これを２０℃のエタノール中に３０秒間浸漬させ、セパレータを７ｋＮ／ｍ2で加重した後、質量を測定し、以下の式１により圧縮保液率を算出した。
なお、測定は室温２０℃、相対湿度６５％環境で行った。
式１：圧縮保液率（％）＝〔（Ｗ２−Ｗ１）／Ｗ１〕×１００
Ｗ１：浸漬前の試験片質量（ｇ）
Ｗ２：加重後の試験片質量（ｇ）
[Compression retention ratio]
The mass of the separator before immersion is measured. This was immersed in ethanol at 20 ° C. for 30 seconds, the separator was weighted with 7 kN / m 2 , the mass was measured, and the compression liquid retention was calculated according to the following formula 1.
The measurement was performed at room temperature of 20 ° C. and relative humidity of 65%.
Formula 1: Compression retention ratio (%) = [(W2-W1) / W1] × 100
W1: Mass of test specimen before immersion (g)
W2: Weight of test specimen after weight (g)
〔吸水速度〕
吸水速度の測定は「ＪＩＳ Ｃ ２３００−２ 『電気用セルロース紙−第２部：試験方法』 ２２ 吸水度」のＢ法に規定された方法を用い、１分間に吸い上がる水の高さをもって吸水速度（ｍｍ／分）とした。特許文献２ではセパレータ幅２０ｍｍとしているが、ＪＩＳに記載された幅での測定とした。
[Water absorption speed]
The water absorption rate is measured using the method defined in Method B of “JIS C 2300-2“ Electric Cellulose Paper-Part 2: Test Method ”22 Water Absorption” with the height of the water absorbed in one minute. The speed (mm / min) was used. In Patent Document 2, the separator width is 20 mm, but the measurement is performed with the width described in JIS.
〔横方向の吸液度〕
セパレータの含浸性の指標として吸液度を使用した。吸液度が高くなると、セパレータの含浸性が高まったと考えられる。なお、吸液度の測定は「ＪＩＳ Ｃ ２３００−２ 『電気用セルロース紙‐第２部：試験方法』 ２２ 吸水度」のＢ法に規定された方法を用い、水をエタノールに変えて測定した。また、吸液方向はコンデンサの含浸工程を考慮し、セパレータの横方向とした。
[Horizontal liquid absorption]
The liquid absorption was used as an index of the impregnation property of the separator. It is considered that the impregnation property of the separator is increased when the liquid absorption is increased. The liquid absorption was measured using the method defined in Method B of “JIS C 2300-2“ Electrical Cellulose Paper-Part 2: Test Method ”22 Water Absorption” and changing water to ethanol. . The liquid absorption direction was set to the lateral direction of the separator in consideration of the capacitor impregnation process.
〔固体電解コンデンサの製作工程〕
各実施例、比較例、従来例のセパレータを用いて定格電圧６．３Ｖ、直径１０．０ｍｍ×高さ１０.０ｍｍと、定格電圧５０Ｖ、直径１０．０ｍｍ×高さ１５.０ｍｍとの二種類の固体電解コンデンサを作製した。
具体的な作製方法は、以下の通りである。
エッチング処理および酸化皮膜形成処理を行った陽極箔と陰極箔とが接触しないようにセパレータを介在させて巻回し、コンデンサ素子を作製した。作製したコンデンサ素子は、再化成処理後、乾燥した。
[Production process of solid electrolytic capacitor]
Two types of rated voltage 6.3 V, diameter 10.0 mm × height 10.0 mm, rated voltage 50 V, diameter 10.0 mm × height 15.0 mm using the separators of the examples, comparative examples, and conventional examples. A solid electrolytic capacitor was prepared.
A specific manufacturing method is as follows.
A capacitor element was produced by winding with a separator so that the anode foil and the cathode foil subjected to the etching treatment and oxide film formation treatment were not in contact with each other. The produced capacitor element was dried after the re-chemical conversion treatment.
定格電圧６．３Ｖの固体電解コンデンサの場合には、コンデンサ素子に導電性高分子重合液を含浸後、加熱・重合させ、溶媒を乾燥させて導電性高分子を形成した。定格電圧５０Ｖの固体電解コンデンサの場合には、コンデンサ素子に導電性高分子分散液を含浸後、加熱・乾燥させて導電性高分子を形成した。
次に、所定のケースにコンデンサ素子を入れ、開口部を封口後、エージングを行い、それぞれの固体電解コンデンサを得た。
In the case of a solid electrolytic capacitor having a rated voltage of 6.3 V, the capacitor element was impregnated with a conductive polymer polymerization solution, heated and polymerized, and the solvent was dried to form a conductive polymer. In the case of a solid electrolytic capacitor with a rated voltage of 50 V, the capacitor element was impregnated with a conductive polymer dispersion, and then heated and dried to form a conductive polymer.
Next, the capacitor element was put in a predetermined case, the opening was sealed, and aging was performed to obtain each solid electrolytic capacitor.
〔ハイブリッド電解コンデンサの製作工程〕
各実施例、比較例、従来例のセパレータを用いて定格電圧１６Ｖ、直径１０．０ｍｍ×高さ１２．５ｍｍと、定格電圧８０Ｖ、直径１０．０ｍｍ×高さ１０．５ｍｍとの二種類のハイブリッド電解コンデンサを作製した。
[Production process of hybrid electrolytic capacitor]
Two hybrids with rated voltage 16V, diameter 10.0mm x height 12.5mm, rated voltage 80V, diameter 10.0mm x height 10.5mm using separators of each example, comparative example and conventional example An electrolytic capacitor was produced.
具体的な作製方法は、以下の通りである。
エッチング処理および酸化皮膜形成処理を行った陽極箔と陰極箔とが接触しないようにセパレータを介在させて巻回し、コンデンサ素子を作製した。作製したコンデンサ素子は、再化成処理後、乾燥した。
A specific manufacturing method is as follows.
A capacitor element was produced by winding with a separator so that the anode foil and the cathode foil subjected to the etching treatment and oxide film formation treatment were not in contact with each other. The produced capacitor element was dried after the re-chemical conversion treatment.
定格電圧１６Ｖのハイブリッド電解コンデンサの場合には、コンデンサ素子に導電性高分子重合液を含浸後、加熱・重合させ、溶媒を乾燥させて導電性高分子を形成した。定格電圧８０Ｖのハイブリッド電解コンデンサの場合には、コンデンサ素子に導電性高分子分散液を含浸後、加熱・乾燥させて導電性高分子を形成した。 In the case of a hybrid electrolytic capacitor with a rated voltage of 16 V, the capacitor element was impregnated with a conductive polymer polymerization solution, heated and polymerized, and the solvent was dried to form a conductive polymer. In the case of a hybrid electrolytic capacitor with a rated voltage of 80 V, the capacitor element was impregnated with a conductive polymer dispersion, and then heated and dried to form a conductive polymer.
続けて、上記コンデンサ素子に駆動用電解液を含浸させ、所定のケースにコンデンサ素子を入れ、開口部を封口後、エージングを行い、それぞれのハイブリッド電解コンデンサを得た。 Subsequently, the capacitor element was impregnated with a driving electrolyte, the capacitor element was put in a predetermined case, the opening was sealed, and aging was performed to obtain respective hybrid electrolytic capacitors.
〔アルミニウム電解コンデンサの評価方法〕
本実施の形態のアルミニウム電解コンデンサの具体的な性能評価は、以下の条件および方法で行った。
〔ＥＳＲ〕
作製したコンデンサ素子のＥＳＲは、温度２０℃、周波数１００ｋＨｚの条件にてＬＣＲメータを用いて測定した。
[Evaluation method for aluminum electrolytic capacitors]
The specific performance evaluation of the aluminum electrolytic capacitor of the present embodiment was performed under the following conditions and method.
[ESR]
The ESR of the produced capacitor element was measured using an LCR meter under conditions of a temperature of 20 ° C. and a frequency of 100 kHz.
〔静電容量〕
静電容量は、「ＪＩＳ Ｃ ５１０１−１ 『電子機器用固定コンデンサー第１部：品目別通則』」に規定された、「４．７ 静電容量」の方法により求めた。
〔ショート不良率〕
ショート不良率は、巻回したコンデンサ素子を用いて、エージング中に生じたショート不良数を計数し、ショート不良となった素子数を、エージングを実施したコンデンサ素子数で除して、百分率をもってショート不良率とした。
[Capacitance]
The capacitance was determined by the method of “4.7 Capacitance” defined in “JIS C 5101-1“ Fixed Capacitors for Electronic Equipment Part 1: General Rules for Each Item ””.
[Short defect rate]
The short-circuit defect rate is calculated by counting the number of short-circuit defects that occurred during aging using the wound capacitor elements, dividing the number of short-circuit defects by the number of capacitor elements that have been aged, and performing a short-circuit with a percentage. The defective rate.
〔実施例〕
以下、本発明に係る実施の形態におけるセパレータの具体的な実施例等について説明する。
〔実施例１〕
半芳香族ナイロン繊維２０質量％と、フィブリル化セルロース繊維８０質量％（ＣＳＦ５００ｍｌ）とを混合した。得られた原料を用いて円網抄紙し、実施例１のセパレータを得た。このセパレータは厚さ５０μｍ、密度０．６０ｇ／ｃｍ3であり、圧縮保液率は１６２％、吸水速度２５ｍｍ／分、横方向の吸液度２６ｍｍ／（１０分）、微細繊維の含有割合は０．１％であった。
〔Example〕
Hereinafter, specific examples of the separator according to the embodiment of the present invention will be described.
[Example 1]
20% by mass of semi-aromatic nylon fiber and 80% by mass of fibrillated cellulose fiber (CSF: 500 ml) were mixed. Using the obtained raw material, circular net papermaking was performed to obtain the separator of Example 1. This separator has a thickness of 50 μm, a density of 0.60 g / cm 3 , a compression liquid retention rate of 162%, a water absorption speed of 25 mm / min, a lateral liquid absorption of 26 mm / (10 minutes), and a fine fiber content ratio of It was 0.1%.
〔実施例２〕
アクリル繊維２０質量％と、ポリエステル繊維１０質量％と、フィブリル化アラミド繊維７０質量％（ＣＳＦ３０ｍｌ）とを混合した。得られた原料を用いて円網抄紙し、実施例２のセパレータを得た。このセパレータは厚さ４０μｍ、密度０．３０ｇ／ｃｍ3であり、圧縮保液率は２２１％、吸水速度１６ｍｍ／分、横方向の吸液度６ｍｍ／（１０分）、微細繊維の含有割合は７．７％であった。
[Example 2]
20% by mass of acrylic fiber, 10% by mass of polyester fiber, and 70% by mass of fibrillated aramid fiber (CSF 30 ml) were mixed. Circular mesh paper making was performed using the obtained raw material to obtain a separator of Example 2. This separator has a thickness of 40 μm, a density of 0.30 g / cm 3 , a compression liquid retention rate of 221%, a water absorption speed of 16 mm / min, a lateral liquid absorption of 6 mm / (10 minutes), and a fine fiber content ratio of It was 7.7%.
〔実施例３〕
半芳香族ナイロン繊維７５質量％と、フィブリル化セルロース繊維２０質量％（ＣＳＦ１１０ｍｌ）と、ポリビニルアルコール繊維５質量％とを混合した。得られた原料を用いて円網抄紙し、実施例３のセパレータを得た。このセパレータは厚さ７０μｍ、密度０．２０ｇ／ｃｍ3であり、圧縮保液率は２８９％、吸水速度９ｍｍ／分、横方向の吸液度１２ｍｍ／（１０分）、微細繊維の含有割合は３．６％であった。
Example 3
Semi-aromatic nylon fibers 75% by mass, fibrillated cellulose fibers 20% by mass (CSF 110 ml), and polyvinyl alcohol fibers 5% by mass were mixed. Circular mesh paper making was performed using the obtained raw material to obtain a separator of Example 3. This separator has a thickness of 70 μm, a density of 0.20 g / cm 3 , a compression liquid retention rate of 289%, a water absorption speed of 9 mm / min, a lateral liquid absorption of 12 mm / (10 minutes), and a fine fiber content ratio of 3.6%.
〔実施例４〕
アラミド繊維４０質量％と、フィブリル化セルロース繊維４５質量％（ＣＳＦ２１０ｍｌ）と、ポリビニルアルコール繊維１５質量％とを混合した。得られた原料を用いて円網抄紙し、実施例４のセパレータを得た。このセパレータは厚さ２０μｍ、密度０．４０ｇ／ｃｍ3であり、圧縮保液率は１９１％、吸水速度４ｍｍ／分、横方向の吸液度２０ｍｍ／（１０分）、微細繊維の含有割合は０．８％であった。
Example 4
Aramid fiber 40% by mass, fibrillated cellulose fiber 45% by mass (CSF 210 ml) and polyvinyl alcohol fiber 15% by mass were mixed. Circular mesh paper making was performed using the obtained raw material, and a separator of Example 4 was obtained. This separator has a thickness of 20 μm, a density of 0.40 g / cm 3 , a compression retention rate of 191%, a water absorption speed of 4 mm / min, a lateral liquid absorption of 20 mm / (10 minutes), and the content of fine fibers is It was 0.8%.
〔実施例５〕
半芳香族ナイロン繊維３０質量％と、アクリル繊維２０質量％と、未延伸ポリエステル繊維５０質量％を混合した。得られた原料を用いて円網抄紙し、実施例５のセパレータを得た。このセパレータは厚さ３０μｍ、密度０．５０ｇ／ｃｍ3であり、圧縮保液率は１３２％、吸水速度３３ｍｍ／分、横方向の吸液度２４ｍｍ／（１０分）、微細繊維の含有割合は０．０％であった。
Example 5
30% by mass of semi-aromatic nylon fiber, 20% by mass of acrylic fiber, and 50% by mass of unstretched polyester fiber were mixed. Using the obtained raw material, circular net papermaking was performed to obtain a separator of Example 5. This separator has a thickness of 30 μm, a density of 0.50 g / cm 3 , a compression liquid retention rate of 132%, a water absorption speed of 33 mm / min, a lateral liquid absorption of 24 mm / (10 minutes), and a fine fiber content ratio of 0.0%.
〔実施例６〕
アクリル繊維６５質量％と、フィブリル化アクリル繊維３５質量％（ＣＳＦ２０ｍｌ）とを混合した。得られた原料を用いて円網抄紙し、実施例６のセパレータを得た。このセパレータは厚さ５０μｍ、密度０．３０ｇ／ｃｍ3であり、圧縮保液率は１３６％、吸水速度１１ｍｍ／分、横方向の吸液度９ｍｍ／（１０分）、微細繊維の含有割合は８．６％であった。
Example 6
65% by mass of acrylic fiber and 35% by mass of fibrillated acrylic fiber (CSF 20 ml) were mixed. Using the obtained raw material, circular net papermaking was performed to obtain a separator of Example 6. This separator has a thickness of 50 μm, a density of 0.30 g / cm 3 , a compression liquid retention rate of 136%, a water absorption speed of 11 mm / min, a lateral liquid absorption of 9 mm / (10 minutes), and the content of fine fibers is It was 8.6%.
〔比較例１〕
特許文献１の実施例１に記載の方法と同様の方法で製造したセパレータを作製し、比較例１のセパレータとした。比較例１のセパレータは半芳香族ナイロン繊維を７０質量％、ポリビニルアルコール繊維３０質量％含有し、厚さ４０μｍ、密度０．２７ｇ／ｃｍ3であり、圧縮保液率は１０５％、吸水速度３ｍｍ／分、横方向の吸液度１４ｍｍ／（１０分）、微細繊維の含有割合は０．０％であった。
[Comparative Example 1]
A separator manufactured by a method similar to the method described in Example 1 of Patent Document 1 was prepared, and the separator of Comparative Example 1 was obtained. The separator of Comparative Example 1 contains 70% by mass of semi-aromatic nylon fiber and 30% by mass of polyvinyl alcohol fiber, has a thickness of 40 μm, a density of 0.27 g / cm 3 , a compression retention of 105%, and a water absorption rate of 3 mm. / Min, the liquid absorption in the horizontal direction was 14 mm / (10 min), and the content of fine fibers was 0.0%.
〔比較例２〕
特許文献３の実施例１に記載の方法と同様の方法でセパレータを作製し、比較例２のセパレータとした。比較例２のセパレータは、ポリエステル繊維を３５質量％、未延伸ポリエステル繊維を６５質量％含有し、厚さ５０μｍ、密度０．４０ｇ／ｃｍ3であり、圧縮保液率は１２４％、吸水速度１４ｍｍ／分、横方向の吸液度１９ｍｍ／（１０分）、微細繊維の含有割合は０．０％であった。
[Comparative Example 2]
A separator was produced by the same method as that described in Example 1 of Patent Document 3 to obtain a separator of Comparative Example 2. The separator of Comparative Example 2 contains 35% by mass of polyester fiber and 65% by mass of unstretched polyester fiber, has a thickness of 50 μm, a density of 0.40 g / cm 3 , a compression retention of 124%, and a water absorption speed of 14 mm. / Min, the liquid absorption of 19 mm / (10 minutes) in the lateral direction, and the content of fine fibers was 0.0%.
〔比較例３〕
半芳香族ナイロン繊維１５質量％と、フィブリル化セルロース繊維８５質量％（ＣＳＦ４００ｍｌ）とを混合した。得られた原料を用いて円網抄紙し、比較例３のセパレータを得た。このセパレータは厚さ６０μｍ、密度０．４０ｇ／ｃｍ3であり、圧縮保液率は１３９％、吸水速度２８ｍｍ／分、横方向の吸液度２４ｍｍ／（１０分）、微細繊維の含有割合は１．０％であった。
[Comparative Example 3]
Semi-aromatic nylon fibers 15% by mass and fibrillated cellulose fibers 85% by mass (CSF 400 ml) were mixed. Using the obtained raw material, circular net papermaking was performed to obtain a separator of Comparative Example 3. This separator has a thickness of 60 μm, a density of 0.40 g / cm 3 , a compression retention rate of 139%, a water absorption speed of 28 mm / min, a lateral liquid absorption of 24 mm / (10 minutes), and a fine fiber content ratio of 1.0%.
〔比較例４〕
アクリル繊維１５質量％と、ポリエステル繊維２５質量％と、フィブリル化アラミド繊維６０質量％（ＣＳＦ２００ｍｌ）とを混合した。得られた原料を用いて円網抄紙し、比較例４のセパレータを得た。このセパレータは厚さ５０μｍ、密度０．３０ｇ／ｃｍ3であり、圧縮保液率は１０４％、吸水速度１２ｍｍ／分、横方向の吸液度１６ｍｍ／（１０分）、微細繊維の含有割合は４．３％であった。
[Comparative Example 4]
Acrylic fiber 15% by mass, polyester fiber 25% by mass, and fibrillated aramid fiber 60% by mass (CSF 200 ml) were mixed. Circular mesh paper making was performed using the obtained raw material, and a separator of Comparative Example 4 was obtained. This separator has a thickness of 50 μm, a density of 0.30 g / cm 3 , a compression retention rate of 104%, a water absorption speed of 12 mm / min, a lateral liquid absorption of 16 mm / (10 minutes), and a fine fiber content ratio of It was 4.3%.
〔従来例〕
特許文献２の実施例１に記載の方法と同様にセパレータを作製し、従来例のセパレータとした。従来例のセパレータはフィブリル化アラミド繊維を３０質量％（ＣＳＦ１２ｍｌ）、ポリエステル繊維を４５質量％、未延伸ポリエステル繊維を２５質量％含有し、厚さ４５μｍ、密度０．３５ｇ／ｃｍ3であり、圧縮保液率は８８％、吸水速度１０ｍｍ／分、横方向の吸液度６ｍｍ／（１０分）、微細繊維の含有割合は１６．２％であった。
[Conventional example]
A separator was produced in the same manner as in the method described in Example 1 of Patent Document 2, and a conventional separator was obtained. The conventional separator contains 30% by mass of fibrillated aramid fiber (CSF 12 ml), 45% by mass of polyester fiber, 25% by mass of unstretched polyester fiber, has a thickness of 45 μm, a density of 0.35 g / cm 3 , and is compressed. The liquid retention was 88%, the water absorption rate was 10 mm / min, the liquid absorption rate in the lateral direction was 6 mm / (10 minutes), and the fine fiber content was 16.2%.
本実施の形態の各実施例、各比較例、従来例のセパレータ単体の評価結果を表１に示す。また、表１には吸水速度と横方向の吸液度についても含まれる。
各実施例、各比較例、従来例のセパレータを用いて作製したアルミニウム電解コンデンサの性能評価結果を表２に示す。
表２に示すように、固体電解コンデンサとして低電圧用の定格電圧６．３Ｖのものと、高電圧用の定格電圧５０Ｖのものと作製した。また、ハイブリッド電解コンデンサとして低電圧用の定格電圧１６Ｖのものと、高電圧用の定格電圧８０Ｖのものと作製した。
Table 2 shows the performance evaluation results of the aluminum electrolytic capacitors produced using the separators of Examples, Comparative Examples, and Conventional Examples.
As shown in Table 2, a solid electrolytic capacitor having a rated voltage of 6.3 V for low voltage and a rated voltage of 50 V for high voltage was prepared. In addition, hybrid electrolytic capacitors having a rated voltage of 16V for low voltage and a rated voltage of 80V for high voltage were prepared.
〔実施例１のセパレータを用いた固体電解コンデンサ〕
実施例１のセパレータを用いた定格電圧６．３Ｖの固体電解コンデンサのＥＳＲは１６ｍΩ、静電容量２６９μＦ、ショート不良率０％であった。定格電圧５０Ｖの固体電解コンデンサのＥＳＲは１８ｍΩ、静電容量４０μＦ、ショート不良率０％であった。
[Solid Electrolytic Capacitor Using Separator of Example 1]
The solid electrolytic capacitor having a rated voltage of 6.3 V using the separator of Example 1 had an ESR of 16 mΩ, a capacitance of 269 μF, and a short-circuit defect rate of 0%. The solid electrolytic capacitor having a rated voltage of 50 V had an ESR of 18 mΩ, a capacitance of 40 μF, and a short-circuit defect rate of 0%.
〔実施例１のセパレータを用いたハイブリッド電解コンデンサ〕
実施例１のセパレータを用いた定格電圧１６Ｖのハイブリッド電解コンデンサのＥＳＲは１９ｍΩ、静電容量１２９μＦ、ショート不良率０％であった。定格電圧８０Ｖのハイブリッド電解コンデンサのＥＳＲは２３ｍΩ、静電容量５０μＦ、ショート不良率０％であった。
[Hybrid Electrolytic Capacitor Using Separator of Example 1]
The ESR of the hybrid electrolytic capacitor having the rated voltage of 16 V using the separator of Example 1 was 19 mΩ, the capacitance was 129 μF, and the short-circuit defect rate was 0%. The ESR of the hybrid electrolytic capacitor with a rated voltage of 80 V was 23 mΩ, the capacitance was 50 μF, and the short-circuit defect rate was 0%.
〔実施例２のセパレータを用いた固体電解コンデンサ〕
実施例２のセパレータを用いた定格電圧６．３Ｖの固体電解コンデンサのＥＳＲは１０ｍΩ、静電容量２６０μＦ、ショート不良率０％であった。定格電圧５０Ｖの固体電解コンデンサのＥＳＲは１２ｍΩ、静電容量３８μＦ、ショート不良率０％であった。
[Solid Electrolytic Capacitor Using Separator of Example 2]
The solid electrolytic capacitor having a rated voltage of 6.3 V using the separator of Example 2 had an ESR of 10 mΩ, a capacitance of 260 μF, and a short-circuit defect rate of 0%. The solid electrolytic capacitor with a rated voltage of 50 V had an ESR of 12 mΩ, a capacitance of 38 μF, and a short-circuit defect rate of 0%.
〔実施例２のセパレータを用いたハイブリッド電解コンデンサ〕
実施例２のセパレータを用いた定格電圧１６Ｖのハイブリッド電解コンデンサのＥＳＲは１４ｍΩ、静電容量１２５μＦ、ショート不良率０％であった。定格電圧８０Ｖのハイブリッド電解コンデンサのＥＳＲは１７ｍΩ、静電容量４８μＦ、ショート不良率０％であった。
[Hybrid Electrolytic Capacitor Using Separator of Example 2]
The ESR of the hybrid electrolytic capacitor with the rated voltage of 16 V using the separator of Example 2 was 14 mΩ, the capacitance was 125 μF, and the short-circuit defect rate was 0%. The ESR of the hybrid electrolytic capacitor with a rated voltage of 80 V was 17 mΩ, the capacitance was 48 μF, and the short-circuit defect rate was 0%.
〔実施例３のセパレータを用いた固体電解コンデンサ〕
実施例３のセパレータを用いた定格電圧６．３Ｖの固体電解コンデンサのＥＳＲは８ｍΩ、静電容量２６３μＦ、ショート不良率０％であった。定格電圧５０Ｖの固体電解コンデンサのＥＳＲは９ｍΩ、静電容量３９μＦ、ショート不良率０％であった。
[Solid Electrolytic Capacitor Using Separator of Example 3]
The solid electrolytic capacitor having a rated voltage of 6.3 V using the separator of Example 3 had an ESR of 8 mΩ, a capacitance of 263 μF, and a short-circuit defect rate of 0%. The solid electrolytic capacitor with a rated voltage of 50 V had an ESR of 9 mΩ, a capacitance of 39 μF, and a short-circuit defect rate of 0%.
〔実施例３のセパレータを用いたハイブリッド電解コンデンサ〕
実施例３のセパレータを用いた定格電圧１６Ｖのハイブリッド電解コンデンサのＥＳＲは１０ｍΩ、静電容量１２６μＦ、ショート不良率０％であった。定格電圧８０Ｖのハイブリッド電解コンデンサのＥＳＲは１３ｍΩ、静電容量４９μＦ、ショート不良率０％であった。
[Hybrid Electrolytic Capacitor Using Separator of Example 3]
The ESR of the hybrid electrolytic capacitor with the rated voltage of 16 V using the separator of Example 3 was 10 mΩ, the capacitance was 126 μF, and the short-circuit defect rate was 0%. The ESR of the hybrid electrolytic capacitor with a rated voltage of 80 V was 13 mΩ, the capacitance was 49 μF, and the short-circuit defect rate was 0%.
〔実施例４のセパレータを用いた固体電解コンデンサ〕
実施例４のセパレータを用いた定格電圧６．３Ｖの個固体電解コンデンサのＥＳＲは１３ｍΩ、静電容量２６７μＦ、ショート不良率０％であった。定格電圧５０Ｖの固体電解コンデンサのＥＳＲは１４ｍΩ、静電容量３９μＦ、ショート不良率０％であった。
[Solid Electrolytic Capacitor Using Separator of Example 4]
The ESR of the solid electrolytic capacitor with a rated voltage of 6.3 V using the separator of Example 4 was 13 mΩ, the capacitance was 267 μF, and the short-circuit defect rate was 0%. The solid electrolytic capacitor having a rated voltage of 50 V had an ESR of 14 mΩ, a capacitance of 39 μF, and a short-circuit defect rate of 0%.
〔実施例４のセパレータを用いたハイブリッド電解コンデンサ〕
実施例４のセパレータを用いた定格電圧１６Ｖのハイブリッド電解コンデンサのＥＳＲは１６ｍΩ、静電容量１２８μＦ、ショート不良率０％であった。定格電圧８０Ｖのハイブリッド電解コンデンサのＥＳＲは１９ｍΩ、静電容量４９μＦ、ショート不良率０％であった。
[Hybrid Electrolytic Capacitor Using Separator of Example 4]
The ESR of the hybrid electrolytic capacitor having the rated voltage of 16 V using the separator of Example 4 was 16 mΩ, the capacitance was 128 μF, and the short-circuit defect rate was 0%. The ESR of the hybrid electrolytic capacitor with a rated voltage of 80 V was 19 mΩ, the capacitance was 49 μF, and the short-circuit defect rate was 0%.
〔実施例５のセパレータを用いた固体電解コンデンサ〕
実施例５のセパレータを用いた定格電圧６．３Ｖの固体電解コンデンサのＥＳＲは１９ｍΩ、静電容量２６９μＦ、ショート不良率０％であった。定格電圧５０Ｖの固体電解コンデンサのＥＳＲは２２ｍΩ、静電容量４０μＦ、ショート不良率０％であった。
[Solid Electrolytic Capacitor Using Separator of Example 5]
The ESR of the solid electrolytic capacitor having the rated voltage of 6.3 V using the separator of Example 5 was 19 mΩ, the capacitance was 269 μF, and the short-circuit defect rate was 0%. The solid electrolytic capacitor with a rated voltage of 50 V had an ESR of 22 mΩ, a capacitance of 40 μF, and a short-circuit defect rate of 0%.
〔実施例５のセパレータを用いたハイブリッド電解コンデンサ〕
実施例５のセパレータを用いた定格電圧１６Ｖのハイブリッド電解コンデンサのＥＳＲは２４ｍΩ、静電容量１３０μＦ、ショート不良率０％であった。定格電圧８０Ｖのハイブリッド電解コンデンサのＥＳＲは２８ｍΩ、静電容量５０μＦ、ショート不良率０％であった。
[Hybrid Electrolytic Capacitor Using Separator of Example 5]
The ESR of the hybrid electrolytic capacitor having the rated voltage of 16 V using the separator of Example 5 was 24 mΩ, the capacitance was 130 μF, and the short-circuit defect rate was 0%. The ESR of the hybrid electrolytic capacitor with a rated voltage of 80 V was 28 mΩ, the capacitance was 50 μF, and the short-circuit defect rate was 0%.
〔実施例６のセパレータを用いた固体電解コンデンサ〕
実施例６のセパレータを用いた定格電圧６．３Ｖの固体電解コンデンサのＥＳＲは１８ｍΩ、静電容量２６３μＦ、ショート不良率０％であった。定格電圧５０Ｖの固体電解コンデンサのＥＳＲは２１ｍΩ、静電容量３９μＦ、ショート不良率０％であった。
[Solid Electrolytic Capacitor Using Separator of Example 6]
The ESR of the solid electrolytic capacitor having the rated voltage of 6.3 V using the separator of Example 6 was 18 mΩ, the capacitance was 263 μF, and the short-circuit defect rate was 0%. The solid electrolytic capacitor with a rated voltage of 50 V had an ESR of 21 mΩ, a capacitance of 39 μF, and a short-circuit defect rate of 0%.
〔実施例６のセパレータを用いたハイブリッド電解コンデンサ〕
実施例６のセパレータを用いた定格電圧１６Ｖのハイブリッド電解コンデンサのＥＳＲは２３ｍΩ、静電容量１２６μＦ、ショート不良率０％であった。定格電圧８０Ｖのハイブリッド電解コンデンサのＥＳＲは２７ｍΩ、静電容量４８μＦ、ショート不良率０％であった。
[Hybrid Electrolytic Capacitor Using Separator of Example 6]
The ESR of the hybrid electrolytic capacitor using the separator of Example 6 and having a rated voltage of 16 V was 23 mΩ, the capacitance was 126 μF, and the short-circuit defect rate was 0%. The ESR of the hybrid electrolytic capacitor with a rated voltage of 80 V was 27 mΩ, the capacitance was 48 μF, and the short-circuit defect rate was 0%.
〔比較例１のセパレータを用いた固体電解コンデンサ〕
比較例１のセパレータを用いた定格電圧６．３Ｖの固体電解コンデンサのＥＳＲは２６ｍΩ、静電容量２６４μＦ、ショート不良率０％であった。定格電圧５０Ｖの固体電解コンデンサのＥＳＲは３１ｍΩ、静電容量３９μＦ、ショート不良率０％であった。
[Solid electrolytic capacitor using separator of Comparative Example 1]
The ESR of the solid electrolytic capacitor with the rated voltage of 6.3 V using the separator of Comparative Example 1 was 26 mΩ, the capacitance was 264 μF, and the short-circuit defect rate was 0%. The solid electrolytic capacitor having a rated voltage of 50 V had an ESR of 31 mΩ, a capacitance of 39 μF, and a short-circuit defect rate of 0%.
〔比較例１のセパレータを用いたハイブリッド電解コンデンサ〕
比較例１のセパレータを用いた定格電圧１６Ｖのハイブレリッド電解コンデンサのＥＳＲは３１ｍΩ、静電容量１２７μＦ、ショート不良率０％であった。定格電圧８０Ｖのハイブリッド電解コンデンサのＥＳＲは３８ｍΩ、静電容量４９μＦ、ショート不良率０％であった。
[Hybrid Electrolytic Capacitor Using Separator of Comparative Example 1]
The hybrid electrolytic capacitor with a rated voltage of 16 V using the separator of Comparative Example 1 had an ESR of 31 mΩ, a capacitance of 127 μF, and a short-circuit defect rate of 0%. The ESR of the hybrid electrolytic capacitor with a rated voltage of 80 V was 38 mΩ, the capacitance was 49 μF, and the short-circuit defect rate was 0%.
〔比較例２のセパレータを用いた固体電解コンデンサ〕
比較例２のセパレータを用いた定格電圧６．３Ｖの固体電解コンデンサのＥＳＲは２４ｍΩ、静電容量２６９μＦ、ショート不良率０％であった。定格電圧５０Ｖの固体電解コンデンサのＥＳＲは２８ｍΩ、静電容量４０μＦ、ショート不良率０％であった。
[Solid electrolytic capacitor using separator of Comparative Example 2]
The ESR of the solid electrolytic capacitor having the rated voltage of 6.3 V using the separator of Comparative Example 2 was 24 mΩ, the capacitance was 269 μF, and the short-circuit defect rate was 0%. The solid electrolytic capacitor having a rated voltage of 50 V had an ESR of 28 mΩ, a capacitance of 40 μF, and a short-circuit defect rate of 0%.
〔比較例２のセパレータを用いたハイブリッド電解コンデンサ〕
比較例２のセパレータを用いた定格電圧１６Ｖのハイブリッド電解コンデンサのＥＳＲは３０ｍΩ、静電容量１２９μＦ、ショート不良率０％であった。定格電圧８０Ｖのハイブリッド電解コンデンサのＥＳＲは３５ｍΩ、静電容量５０μＦ、ショート不良率０％であった。
[Hybrid Electrolytic Capacitor Using Separator of Comparative Example 2]
The ESR of the hybrid electrolytic capacitor with the rated voltage of 16 V using the separator of Comparative Example 2 was 30 mΩ, the capacitance was 129 μF, and the short-circuit defect rate was 0%. The ESR of the hybrid electrolytic capacitor with a rated voltage of 80 V was 35 mΩ, the capacitance was 50 μF, and the short-circuit defect rate was 0%.
〔比較例３のセパレータを用いた固体電解コンデンサ〕
比較例３のセパレータを用いた定格電圧６．３Ｖの固体電解コンデンサのＥＳＲは１７ｍΩ、静電容量２６９μＦ、ショート不良率０．８％であった。定格電圧５０Ｖの固体電解コンデンサのＥＳＲは２０ｍΩ、静電容量３９μＦ、ショート不良率０．７％であった。
[Solid Electrolytic Capacitor Using Separator of Comparative Example 3]
The ESR of the solid electrolytic capacitor with the rated voltage of 6.3 V using the separator of Comparative Example 3 was 17 mΩ, the capacitance was 269 μF, and the short-circuit defect rate was 0.8%. The solid electrolytic capacitor having a rated voltage of 50 V had an ESR of 20 mΩ, a capacitance of 39 μF, and a short-circuit defect rate of 0.7%.
〔比較例３のセパレータを用いたハイブリッド電解コンデンサ〕
比較例３のセパレータを用いた定格電圧１６Ｖのハイブリッド電解コンデンサのＥＳＲは２１ｍΩ、静電容量１２９μＦ、ショート不良率０．８％であった。定格電圧８０Ｖのハイブリッド電解コンデンサのＥＳＲは２５ｍΩ、静電容量５０μＦ、ショート不良率０．７％であった。
[Hybrid Electrolytic Capacitor Using Separator of Comparative Example 3]
The ESR of the hybrid electrolytic capacitor with the rated voltage of 16 V using the separator of Comparative Example 3 was 21 mΩ, the capacitance was 129 μF, and the short-circuit defect rate was 0.8%. The ESR of the hybrid electrolytic capacitor with a rated voltage of 80 V was 25 mΩ, the capacitance was 50 μF, and the short-circuit defect rate was 0.7%.
〔比較例４のセパレータを用いた固体電解コンデンサ〕
比較例４のセパレータを用いた定格電圧６．３Ｖの固体電解コンデンサのＥＳＲは２７ｍΩ、静電容量２６６μＦ、ショート不良率０％であった。定格電圧５０Ｖの固体電解コンデンサのＥＳＲは３２ｍΩ、静電容量３９μＦ、ショート不良率０％であった。
[Solid Electrolytic Capacitor Using Separator of Comparative Example 4]
The ESR of the solid electrolytic capacitor having the rated voltage of 6.3 V using the separator of Comparative Example 4 was 27 mΩ, the capacitance was 266 μF, and the short-circuit defect rate was 0%. The solid electrolytic capacitor having a rated voltage of 50 V had an ESR of 32 mΩ, a capacitance of 39 μF, and a short-circuit defect rate of 0%.
〔比較例４のセパレータを用いたハイブリッド電解コンデンサ〕
比較例４のセパレータを用いた定格電圧１６Ｖのハイブリッド電解コンデンサのＥＳＲは３２ｍΩ、静電容量１２８μＦ、ショート不良率０％であった。定格電圧８０Ｖのハイブリッド電解コンデンサのＥＳＲは３９ｍΩ、静電容量４９μＦ、ショート不良率０％であった。
[Hybrid Electrolytic Capacitor Using Separator of Comparative Example 4]
The ESR of the hybrid electrolytic capacitor with the rated voltage of 16V using the separator of Comparative Example 4 was 32 mΩ, the capacitance was 128 μF, and the short-circuit defect rate was 0%. The ESR of the hybrid electrolytic capacitor with a rated voltage of 80 V was 39 mΩ, the capacitance was 49 μF, and the short-circuit defect rate was 0%.
〔従来例のセパレータを用いた固体電解コンデンサ〕
従来例のセパレータを用いた定格電圧６．３Ｖの固体電解コンデンサのＥＳＲは３４ｍΩ、静電容量２５０μＦ、ショート不良率０％であった。定格電圧５０Ｖの固体電解コンデンサのＥＳＲは３８ｍΩ、静電容量３７μＦ、ショート不良率０％であった。
[Solid electrolytic capacitor using conventional separator]
The ESR of a solid electrolytic capacitor using a conventional separator with a rated voltage of 6.3 V was 34 mΩ, a capacitance of 250 μF, and a short-circuit defect rate of 0%. The solid electrolytic capacitor having a rated voltage of 50 V had an ESR of 38 mΩ, a capacitance of 37 μF, and a short-circuit defect rate of 0%.
〔従来例のセパレータを用いたハイブリッド電解コンデンサ〕
従来例のセパレータを用いた定格電圧１６Ｖのハイブリッド電解コンデンサのＥＳＲは３５ｍΩ、静電容量１２０μＦ、ショート不良率０％であった。定格電圧８０Ｖのハイブリッド電解コンデンサのＥＳＲは４２ｍΩ、静電容量４６μＦ、ショート不良率０％であった。
[Hybrid electrolytic capacitor using conventional separator]
The ESR of a hybrid electrolytic capacitor having a rated voltage of 16 V using the separator of the conventional example was 35 mΩ, a capacitance of 120 μF, and a short-circuit defect rate of 0%. The ESR of the hybrid electrolytic capacitor with a rated voltage of 80 V was 42 mΩ, the capacitance was 46 μF, and the short-circuit defect rate was 0%.
以上から明らかなように、実施例１乃至４のセパレータを用いた定格電圧６．３Ｖの固体電解コンデンサは、ＥＳＲが８〜１６ｍΩと低く、静電容量は２６０〜２６９μＦであり、ショート不良も発生していない。同セパレータを用いた定格電圧５０Ｖの固体電解コンデンサもＥＳＲが９〜１８ｍΩと低く、静電容量は３８〜４０μＦであり、ショート不良も発生していない。 As is clear from the above, the solid electrolytic capacitor with the rated voltage of 6.3 V using the separators of Examples 1 to 4 has a low ESR of 8 to 16 mΩ, a capacitance of 260 to 269 μF, and short-circuit defects also occur. Not done. A solid electrolytic capacitor having a rated voltage of 50 V using the separator also has a low ESR of 9 to 18 mΩ, a capacitance of 38 to 40 μF, and no short circuit defect.
また、実施例１乃至４のセパレータを用いた定格電圧１６Ｖのハイブリッド電解コンデンサの評価でも、ＥＳＲは１０〜１９ｍΩと低く、静電容量は１２５〜１２９μＦであり、ショート不良も発生していない。同セパレータを用いた定格電圧８０Ｖのハイブリッド電解コンデンサもＥＳＲは１３〜２３ｍΩと低く、静電容量は４８〜５０μＦであり、ショート不良も発生していない。 Further, in the evaluation of the hybrid electrolytic capacitor having the rated voltage of 16 V using the separators of Examples 1 to 4, the ESR is as low as 10 to 19 mΩ, the electrostatic capacity is 125 to 129 μF, and no short-circuit defect occurs. A hybrid electrolytic capacitor having a rated voltage of 80 V using the separator also has an ESR as low as 13 to 23 mΩ, a capacitance of 48 to 50 μF, and no short circuit defect.
実施例１乃至４のセパレータの圧縮保液率は１６２〜２８９％であった。
このことから、本実施の形態のセパレータは保液力に優れており、コンデンサ素子内の導電性高分子の保持量を十分に保持することが可能となり、固体電解コンデンサおよびハイブリッド電解コンデンサにおいて、低ＥＳＲ化に寄与することがわかる。
The compression retention rate of the separators of Examples 1 to 4 was 162 to 289%.
From this, the separator of the present embodiment is excellent in liquid retention, and can sufficiently hold the amount of the conductive polymer in the capacitor element, which is low in solid electrolytic capacitors and hybrid electrolytic capacitors. It turns out that it contributes to ESR conversion.
実施例５のセパレータは、圧縮保液率が１３２％のセパレータである。このセパレータを用いた固体電解コンデンサ、及びハイブリッド電解コンデンサは、実施例１乃至４と比べ、静電容量に差はないが、ＥＳＲが若干悪くなっている。これは、微細繊維の含有割合が０．０％であり、圧力に対する緩衝材としての効果がないためと考えられる。それにより、セパレータの保液力が低下し、コンデンサ素子内の導電性高分子の保持量が不足したことで、コンデンサのＥＳＲに若干の影響を与えたと考えられる。実施例１乃至４と実施例５との比較から、セパレータにおける微細繊維の含有割合が０．１％以上であれば、コンデンサのＥＳＲを更に低減できることがわかる。 The separator of Example 5 is a separator having a compression liquid retention rate of 132%. The solid electrolytic capacitor using this separator and the hybrid electrolytic capacitor have no difference in capacitance as compared with Examples 1 to 4, but the ESR is slightly worse. This is presumably because the fine fiber content is 0.0% and there is no effect as a buffer against pressure. As a result, the liquid retention of the separator is reduced, and the amount of conductive polymer retained in the capacitor element is insufficient, which is considered to have slightly affected the ESR of the capacitor. From a comparison between Examples 1 to 4 and Example 5, it can be seen that the ESR of the capacitor can be further reduced if the content of fine fibers in the separator is 0.1% or more.
実施例６のセパレータは、圧縮保液率が１３６％のセパレータである。このセパレータを用いた固体電解コンデンサ、及びハイブリッド電解コンデンサは、実施例１乃至４と比べ、静電容量に差はないが、ＥＳＲが若干悪くなっている。これは、微細繊維の含有割合が８．６％と、実施例１乃至４に比べ高く、それによりセパレータの緻密性が過度に高まり、繊維同士の間隙が小さくなっているためと考えられる。そのため、セパレータの保液力が低下したことで、コンデンサ素子内の導電性高分子保持量が不足し、コンデンサのＥＳＲに若干の影響を与えたと考えられる。実施例１乃至４と実施例６との比較から、セパレータにおける微細繊維の含有割合が８．０％以下であれば、コンデンサのＥＳＲを更に低減できることがわかる。 The separator of Example 6 is a separator having a compression liquid retention rate of 136%. The solid electrolytic capacitor using this separator and the hybrid electrolytic capacitor have no difference in capacitance as compared with Examples 1 to 4, but the ESR is slightly worse. This is presumably because the fine fiber content ratio is 8.6%, which is higher than those of Examples 1 to 4, thereby excessively increasing the density of the separator and reducing the gap between the fibers. For this reason, it is considered that the decrease in the liquid retention of the separator resulted in a shortage of the amount of conductive polymer retained in the capacitor element, which slightly affected the ESR of the capacitor. From comparison between Examples 1 to 4 and Example 6, it can be seen that the ESR of the capacitor can be further reduced if the content ratio of fine fibers in the separator is 8.0% or less.
比較例１のセパレータは、特許文献１の実施例１に記載のセパレータと同様であるが、圧縮保液率が１０５％となっている。このため、各実施例のセパレータを用いたコンデンサの評価に比べ、静電容量に差はないが、ＥＳＲが高くなっている。これは、ポリビニルアルコール繊維が３０質量％含有されているため、ポリビニルアルコール繊維が繊維同士の間隙、即ち、導電性高分子の保持される部分を予め占有したことにより、セパレータの保液力が低くなったことが原因と考えられる。このことから、ポリビニルアルコール繊維のようなバインダー繊維の含有量が圧縮保液率の低下に関係しており、コンデンサ素子内の導電性高分子の保持量に影響してくることがわかった。そのため、ポリビニルアルコール繊維のようなバインダー繊維の含有量は、実施例４のように、１５質量％以下であれば、圧縮保液率に悪影響を与えないことがわかる。 The separator of Comparative Example 1 is the same as the separator described in Example 1 of Patent Document 1, but the compression retention rate is 105%. For this reason, compared with the evaluation of the capacitor using the separator of each example, there is no difference in capacitance, but the ESR is high. This is because 30% by mass of polyvinyl alcohol fiber is contained, and the polyvinyl alcohol fiber previously occupied the gap between the fibers, that is, the portion where the conductive polymer is held, so that the separator has low liquid retention. This is considered to be the cause. From this, it was found that the content of the binder fiber such as polyvinyl alcohol fiber is related to the decrease in the compressive liquid retention rate and affects the retained amount of the conductive polymer in the capacitor element. Therefore, it can be seen that when the content of the binder fiber such as polyvinyl alcohol fiber is 15% by mass or less as in Example 4, the compression retention rate is not adversely affected.
比較例２のセパレータは、特許文献３の実施例１に記載のセパレータと同様であるが、微細繊維の含有割合が０．０％、圧縮保液率が１２４％となっている。各実施例のセパレータを用いたコンデンサの評価に比べ、静電容量に差はないが、ＥＳＲが高くなっている。これは、未延伸ポリエステル繊維が６５質量％と多く、繊維同士の結着により、繊維同士の間隙、即ち、導電性高分子の保持される部分を予め占有したことが原因と考えられる。このことから、未延伸ポリエステル繊維の含有率が５０質量％以下であれば、圧縮保液率に悪影響を与えないことが分かる。 The separator of Comparative Example 2 is the same as the separator described in Example 1 of Patent Document 3, but the content ratio of fine fibers is 0.0% and the compression liquid retention is 124%. Compared to the evaluation of the capacitor using the separator of each example, there is no difference in capacitance, but the ESR is high. This is presumably because the unstretched polyester fiber is as high as 65% by mass, and the gap between the fibers, that is, the portion where the conductive polymer is held is preoccupied by the binding between the fibers. From this, it can be seen that when the content of the unstretched polyester fiber is 50% by mass or less, the compression retention rate is not adversely affected.
比較例３のセパレータは、厚さ、密度、圧縮保液率は実施例と同レベルであるが、合成繊維の含有率が１５質量％と、各実施例より少ない。
この比較例のセパレータを用いた定格電圧６．３Ｖの固体電解コンデンサは、エージング時のショート不良率が０．８％と、各実施例より高くなっている。また、定格電圧５０Ｖの固体電解コンデンサでも、エージング時のショート不良率が０．７％と、各実施例より高い。そして、定格電圧１６Ｖのハイブリッド電解コンデンサでも、エージング時のショート不良率が０．８％と各実施例より高く、定格電圧８０Ｖのハイブリッド電解コンデンサでも、エージング時のショート不良率が０．７％と各実施例より高い。これは、比較例のセパレータは合成繊維がセパレータ全体で１５質量％しか含有しておらず、導電性高分子の重合液や分散液によりセパレータの機械的強度が低下したことが原因と考えられる。このことから、コンデンサのショート不良率低減のためには、合成繊維の含有率は１５質量％では不足しており、２０質量％以上必要であるとわかる。
The separator of Comparative Example 3 has the same level of thickness, density, and compression retention as in the Examples, but the synthetic fiber content is 15% by mass, which is less than that in each Example.
A solid electrolytic capacitor having a rated voltage of 6.3 V using the separator of this comparative example has a short-circuit defect rate at aging of 0.8%, which is higher than that of each example. Further, even in a solid electrolytic capacitor having a rated voltage of 50 V, the short-circuit defect rate during aging is 0.7%, which is higher than in each example. Even in the case of a hybrid electrolytic capacitor with a rated voltage of 16V, the short-circuit defect rate during aging is 0.8%, which is higher than in each of the examples. Even with a hybrid electrolytic capacitor with a rated voltage of 80V, the short-circuit defect rate during aging is 0.7%. It is higher than each example. This is presumably because the synthetic fiber contained only 15% by mass of the synthetic fiber in the separator of the comparative example, and the mechanical strength of the separator was lowered by the polymer solution or dispersion of the conductive polymer. From this, in order to reduce the short-circuit defect rate of the capacitor, it can be understood that the content of the synthetic fiber is insufficient at 15% by mass, and 20% by mass or more is necessary.
比較例４のセパレータは、厚さ、密度、微細繊維の含有割合は実施例と同レベルであるが、圧縮保液率は１０４％となっている。この圧縮保液率に対して、各コンデンサのＥＳＲは全て高くなっている。各実施例、各参考例でも、圧縮保液率が１３０％未満では、コンデンサのＥＳＲは低減出来ていない。
比較例１、２及び４と、各実施例との比較から、ＥＳＲを低減するには、セパレータの圧縮保液率を１３０％以上にすることが必要であるとわかる。
The separator of Comparative Example 4 has the same thickness, density, and fine fiber content as those in the example, but the compression retention rate is 104%. The ESR of each capacitor is higher than this compression retention rate. In each example and each reference example, the ESR of the capacitor cannot be reduced if the compression liquid retention is less than 130%.
From the comparison between Comparative Examples 1, 2, and 4 and each example, it can be seen that it is necessary to increase the liquid retention ratio of the separator to 130% or more in order to reduce ESR.
従来例のセパレータは、特許文献２の実施例１に記載のセパレータと同様であるが、微細繊維の含有割合が１６．２％と非常に高く、圧縮保液率が８８％と低い。このため、各コンデンサの評価でも、静電容量が若干低く、ＥＳＲが高くなっている。これは、従来例のセパレータは、微細繊維の含有割合が非常に高く、セパレータの緻密性が過度に高く、繊維同士の間隙が小さくなっているためと考えられる。そのため、導電性高分子の重合液や分散液の保液力が低くなったと考えられる。 Although the separator of a prior art example is the same as that of the separator of Example 1 of patent document 2, the content rate of a fine fiber is as very high as 16.2%, and a compression liquid retention is as low as 88%. For this reason, in the evaluation of each capacitor, the capacitance is slightly low and the ESR is high. This is presumably because the separator of the conventional example has a very high content ratio of fine fibers, the separator is excessively dense, and the gap between the fibers is small. For this reason, it is considered that the liquid retention of the conductive polymer polymerization solution or dispersion was lowered.
各実施例、各参考例、従来例のうち、最も吸水速度が高いのは実施例５であるが、固体電解コンデンサ及びハイブリッド電解コンデンサの各定格電圧のＥＳＲが最も低いのは実施例３である。 Of each example, each reference example, and the conventional example, the water absorption rate is the highest in Example 5, but the ESR of each rated voltage of the solid electrolytic capacitor and the hybrid electrolytic capacitor is the lowest in Example 3. .
同様に、各実施例、各参考例、従来例のうち、最も横方向の吸液度が高いのは実施例１であるが、固体電解コンデンサ及びハイブリッド電解コンデンサの各定格電圧のＥＳＲが最も低いのは実施例３である。 Similarly, among the examples, the reference examples, and the conventional example, the highest lateral liquid absorption is in Example 1, but the ESR of each rated voltage of the solid electrolytic capacitor and the hybrid electrolytic capacitor is the lowest. This is Example 3.
最も圧縮保液率が高くなっているのが実施例３であり、このことからコンデンサのＥＳＲ低減に最も大きな影響を与えるのは、セパレータの吸水速度および吸液度よりも保液性であることがわかる。 Example 3 has the highest compressive liquid retention rate, and from this, it is the liquid retention property that has the greatest influence on the ESR reduction of the capacitor rather than the water absorption speed and the liquid absorption rate of the separator. I understand.
さらに、圧縮保液率とすることで、負荷をかけた環境下でのセパレータの保液力をはかることが可能であり、コンデンサの特性を見る指標として用いることができることがわかる。 Furthermore, it can be seen that the liquid retention rate of the separator under a loaded environment can be measured by using the compression liquid retention rate, and can be used as an index for viewing the capacitor characteristics.
以上記載したように、本実施の形態のセパレータは、保液力を向上させたセパレータであり、該セパレータをコンデンサに用いることで、ＥＳＲを低減することができ、更に、ショート不良の抑制にも寄与することができる。更に、コンデンサの生産性向上や製造コストの低減にも寄与できる可能性がある。 As described above, the separator of the present embodiment is a separator with improved liquid retention. By using the separator for a capacitor, ESR can be reduced, and further, short-circuit failure can be suppressed. Can contribute. Furthermore, there is a possibility that it can contribute to the improvement of the productivity of the capacitor and the reduction of the manufacturing cost.
Claims (5)
前記不織布層は合成繊維を２０質量％以上含有し、かつ、圧縮保液率が１３０％以上であることを特徴とするアルミニウム電解コンデンサ用セパレータ。 An aluminum electrolytic capacitor separator having at least one non-woven fabric layer and interposed between a pair of electrodes,
The said nonwoven fabric layer contains 20 mass% or more of synthetic fibers, and the compression liquid retention is 130% or more, The separator for aluminum electrolytic capacitors characterized by the above-mentioned.
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