ホーム > 特許ランキング > ニッポン高度紙工業株式会社
知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
特許7012425アルミニウム電解コンデンサ用セパレータ及びアルミニウム電解コンデンサ
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-01-20
(45)【発行日】2022-01-28
(54)【発明の名称】アルミニウム電解コンデンサ用セパレータ及びアルミニウム電解コンデンサ
(51)【国際特許分類】
H01G 9/02 20060101AFI20220121BHJP
H01G 9/14 20060101ALI20220121BHJP
【ＦＩ】
H01G9/02
H01G9/14 Z
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2016207665
(22)【出願日】2016-10-24
(65)【公開番号】P2018073856
(43)【公開日】2018-05-10
【審査請求日】2019-10-15
【審判番号】
【審判請求日】2021-04-12
(73)【特許権者】
【識別番号】390032230
【氏名又は名称】ニッポン高度紙工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000925
【氏名又は名称】特許業務法人信友国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】田中 宏典
(72)【発明者】
【氏名】井河 篤
【合議体】
【審判長】酒井 朋広
【審判官】畑中 博幸
【審判官】木下 直哉
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１６－１７１１６６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
H01G9/02
H01G9/14
H01G11/52
H01M2/14
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
アルミニウム電解コンデンサの陽極と陰極との間に介在させる、アルミニウム電解コンデンサ用セパレータであって、叩解された再生セルロース繊維からなり、
厚さが１５～１００μｍであり、密度が０．２５～０．７５ｇ／ｃｍ３であり、平均繊維長が１．０～３．５ｍｍであり、比引裂強さが２０～１００ｍＮ・ｍ２／ｇであり、縦方向の引張強さが４Ｎ／１５ｍｍ以上であり、引張強さの縦横比が２．５以上の多層湿式不織布である
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。
【請求項2】
平均孔径と最頻孔径が、それぞれ０．５～３μｍであることを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム電解コンデンサ用セパレータ。
【請求項3】
セパレータの密度が０．２５～０．４０ｇ／ｃｍ
３
である
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のアルミニウム電解コンデンサ用セパレータ。
【請求項4】
陽極と陰極との間にセパレータが介在して成り、前記セパレータに、請求項１～請求項３のいずれか１項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、アルミニウム電解コンデンサ用セパレータ、及び、このアルミニウム電解コンデンサ用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。
【背景技術】
【0002】
近年、エレクトロニクス化が進む自動車関連機器やデジタル機器において、省エネルギー化が進み、これらの機器に搭載される部品には、低インピーダンス化・長寿命化等が求められている。そして、これらの機器に搭載される部品の低インピーダンス化により、電力損失の低減や、半導体動作電力の低電圧化・高速化への対応、周波数特性の向上等、多くのメリットが得られる。
【0003】
また、アルミニウム電解コンデンサにリプル電流が印加された場合、損失により自己発熱する。アルミニウム電解コンデンサのインピーダンスが低いことで、リプル電流による発熱を抑えることができる。アルミニウム電解コンデンサにとっての発熱は、直接的に寿命へ影響する要因であり、発熱が小さいことは、そのまま長寿命化へつながるため、低インピーダンス化に対する要求は一層高くなっている。
【0004】
一般に、アルミニウム電解コンデンサ等の電解コンデンサは、陽極のアルミニウム箔と陰極のアルミニウム箔との間にセパレータを介在させて、これらを巻付けてコンデンサ素子を形成して、このコンデンサ素子に電解液を含浸させて、ケースに挿入し、封口することにより、作製されている。
アルミニウム電解コンデンサにおいて、セパレータの主な役割は、両電極箔の隔離と電解液の保持である。セパレータの素材には、電気絶縁性が要求され、また様々な種類の電解液の保持のために、親水性、親油性が要求される。従って、これらの特性を併せ持つ、セルロースを原料としたセパレータが使用されている。
アルミニウム電解コンデンサにおいて、セパレータの主な役割は、両電極箔の隔離と電解液の保持である。セパレータの素材には、電気絶縁性が要求され、また様々な種類の電解液の保持のために、親水性、親油性が要求される。従って、これらの特性を併せ持つ、セルロースを原料としたセパレータが使用されている。
【0005】
アルミニウム電解コンデンサは、絶縁物であるセパレータ中に電解液を含浸させているため、コンデンサとしてのインピーダンス特性、特に等価直列抵抗（以下「ＥＳＲ」と略する）が高くなり易い。電解液及びセパレータは、アルミニウム電解コンデンサのインピーダンスに大きく影響することが知られており、アルミニウム電解コンデンサのインピーダンス特性を良くするために電解液の抵抗を下げる、セパレータを薄くする、セパレータの密度を低くするといった手法が用いられてきた。
【0006】
しかしながら、電解液の抵抗値を下げることは、電極箔の腐食等、アルミ箔の表面に形成された誘電体である酸化皮膜の安定性に悪影響を与える原因となる。
一方、セパレータを薄くしたり密度を低くしたりすると、セパレータの耐ショート性が低下して、コンデンサ素子に巻き取る際にショート不良率が高くなる。仮にショートしなかった場合でも、製品化されて市場に出された後にショート不良が発生するリスクが高くなる。また、セパレータを薄くしたり密度を低くしたりすると、セパレータの引張強さや引裂強さが低下するため、アルミニウム電解コンデンサ製造工程において、セパレータの破断が発生し、生産性や歩留りが低下する。
一方、セパレータを薄くしたり密度を低くしたりすると、セパレータの耐ショート性が低下して、コンデンサ素子に巻き取る際にショート不良率が高くなる。仮にショートしなかった場合でも、製品化されて市場に出された後にショート不良が発生するリスクが高くなる。また、セパレータを薄くしたり密度を低くしたりすると、セパレータの引張強さや引裂強さが低下するため、アルミニウム電解コンデンサ製造工程において、セパレータの破断が発生し、生産性や歩留りが低下する。
【0007】
ショート不良率を下げるため、セパレータの引張強さや引裂強さを向上させるには、セパレータの厚さを厚くしたり、原料であるパルプの叩解の程度を示すＪＩＳ Ｐ ８１２１によるＣＳＦ（Ｃａｎａｄｉａｎ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｆｒｅｅｎｅｓｓ）の数値を小さくすることで密度を高くしたりすることが知られている。
【0008】
しかしながら、セパレータを厚くすると一次式的にＥＳＲが悪化し、密度を高めると二次式的にＥＳＲが悪化することが判明している。即ち、ＥＳＲを改善するには、ショート不良率の改善とは逆にセパレータを薄く、その密度を低くする必要がある。
【0009】
セパレータの原料のセルロースの素材としては、針葉樹パルプやマニラ麻パルプ、エスパルトパルプ等の天然セルロース繊維や、溶剤紡糸セルロース繊維のような再生セルロース繊維が、一般的に使用されている。中でも、再生セルロース繊維を使用したセパレータは、ＥＳＲ特性と耐ショート性を両立できることが知られており、アルミニウム電解コンデンサを含む電気化学素子用セパレータとして様々な構成が提案されている（例えば、特許文献１～特許文献５を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
【文献】特開平５－２６７１０３号公報
【文献】特開２００６－２５３７２８号公報
【文献】特開２０１２－２２１５６７号公報
【文献】特開２０１６－２５２１１号公報
【文献】特開２０１６－１３４４２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
特許文献１において、セパレータの緻密性を向上させ、且つインピーダンス特性を改善するために、叩解した溶剤紡糸セルロース繊維を使用するセパレータが提案されている。叩解の程度の高い溶剤紡糸セルロース繊維を使用したセパレータは、緻密性が高く、かつ微多孔質状のシートとなり、こ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は、インピーダンス及びショート不良率が低減する。
アルミニウム電解コンデンサは、電極箔とセパレータとを交互に積層して捲回することで作製されているが、近年では、アルミニウム電解コンデンサの生産性が上昇しており、素子巻取りの速度も益々上昇している。
しかしながら、特許文献１のように、叩解可能な再生セルロース繊維１００質量％のセパレータを用いた場合、引裂強さが低いため、アルミニウム電解コンデンサの製造工程において、素子を高速で捲回したときに、セパレータが破断する可能性がある。
アルミニウム電解コンデンサは、電極箔とセパレータとを交互に積層して捲回することで作製されているが、近年では、アルミニウム電解コンデンサの生産性が上昇しており、素子巻取りの速度も益々上昇している。
しかしながら、特許文献１のように、叩解可能な再生セルロース繊維１００質量％のセパレータを用いた場合、引裂強さが低いため、アルミニウム電解コンデンサの製造工程において、素子を高速で捲回したときに、セパレータが破断する可能性がある。
【0012】
叩解可能な再生セルロース繊維は、叩解することで繊維間結合が増加し、これを用いたセパレータの引張強さが向上する。引裂強さも、叩解初期は引張強さと同様に向上するが、ある一定以上叩解すると引裂強さの上昇が緩やかになり、その後飽和点に達する。その後、更に繊維を叩解すると、セパレータの引裂強さが急激に低下する。これは、叩解初期は繊維のフィブリル化により、発生したフィブリルの交絡点が増え、引裂強さは上昇するが、過度に叩解すると、繊維、及びフィブリルが断裂し、繊維長が短くなるため繊維同士の交絡が弱くなることが原因と考えられる。即ち、繊維間結合の影響が大きい引張強さと、繊維長の影響が大きい引裂強さとは、ある一定以上の叩解度では相反する関係にあり、叩解が高度になるほど、引張強さは向上するが、引裂強さは低下することとなる。
ここで、引裂強さを向上するために叩解を抑制すると、引張強さだけでなく緻密性も低下してしまうため、アルミニウム電解コンデンサのショート不良率を低減できない。
ここで、引裂強さを向上するために叩解を抑制すると、引張強さだけでなく緻密性も低下してしまうため、アルミニウム電解コンデンサのショート不良率を低減できない。
【0013】
特許文献２において、叩解した再生セルロース繊維を原料として抄紙し、紙力増強剤を含浸塗布することで、低インピーダンスでありながらも引張強さを改善させたセパレータが提案されている。このセパレータを用いることで、アルミニウム電解コンデンサのショート不良率及びインピーダンスを共に低減できる。
しかしながら、特許文献２に記載されているセパレータは、抄紙後の乾紙に紙力増強剤の精製溶液を含浸塗布するという技術である。これは、一度乾燥することでシート化した後、紙力増強剤を含浸塗布し、再度乾燥させる必要があり、エネルギーコストが高くなる。加えて、製造工程が複雑になるため、セパレータの生産性の低下が避けられない。
また、セパレータの緻密性を更に向上させることを目的に、原料繊維を高度に叩解すると、繊維の短繊維化が生じ、セパレータの湿潤強度が低下する。これは、湿潤によりセパレータを構成する繊維間結合（水素結合）が切断されたためである。また、短繊維化により繊維同士の交絡も弱くなるため、紙力増強剤を含浸塗布する際、シートの破断や、シートから繊維の脱落が起こりやすくなる。このため、原料繊維を高度に叩解することでセパレータの緻密性を一定以上に高くすることが難しい。
しかしながら、特許文献２に記載されているセパレータは、抄紙後の乾紙に紙力増強剤の精製溶液を含浸塗布するという技術である。これは、一度乾燥することでシート化した後、紙力増強剤を含浸塗布し、再度乾燥させる必要があり、エネルギーコストが高くなる。加えて、製造工程が複雑になるため、セパレータの生産性の低下が避けられない。
また、セパレータの緻密性を更に向上させることを目的に、原料繊維を高度に叩解すると、繊維の短繊維化が生じ、セパレータの湿潤強度が低下する。これは、湿潤によりセパレータを構成する繊維間結合（水素結合）が切断されたためである。また、短繊維化により繊維同士の交絡も弱くなるため、紙力増強剤を含浸塗布する際、シートの破断や、シートから繊維の脱落が起こりやすくなる。このため、原料繊維を高度に叩解することでセパレータの緻密性を一定以上に高くすることが難しい。
【0014】
特許文献３において、ろ水度をコントロールした再生セルロース繊維を用いて、電解液が付着した際の強度に優れる、セパレータが提案されている。
しかしながら、特許文献３に記載されているセパレータは、特許文献１に記載されているようなセパレータと比較して、繊維の叩解の程度が低い。このため、セパレータの緻密性が劣る。その結果、特許文献１に記載されたようなセパレータを用いたときと比べ、アルミニウム電解コンデンサのショート不良が増加してしまう。
セパレータの緻密性を向上させるために更に高度に叩解すると、繊維長が短くなるため引裂強さが低下し、アルミニウム電解コンデンサの製造工程において、セパレータが破断する可能性がある。更に、同様の理由により、特許文献３の目的である電解液が付着した際の強度も低下する。また、特許文献３の各実施例のセパレータは、スーパーカレンダーにより厚さを薄くし、密度を上昇させたセパレータであるが、各実施例のセパレータの緻密性を向上させるため、カレンダーにて更に密度を上昇させると、アルミニウム電解コンデンサのインピーダンス特性が悪化する。
しかしながら、特許文献３に記載されているセパレータは、特許文献１に記載されているようなセパレータと比較して、繊維の叩解の程度が低い。このため、セパレータの緻密性が劣る。その結果、特許文献１に記載されたようなセパレータを用いたときと比べ、アルミニウム電解コンデンサのショート不良が増加してしまう。
セパレータの緻密性を向上させるために更に高度に叩解すると、繊維長が短くなるため引裂強さが低下し、アルミニウム電解コンデンサの製造工程において、セパレータが破断する可能性がある。更に、同様の理由により、特許文献３の目的である電解液が付着した際の強度も低下する。また、特許文献３の各実施例のセパレータは、スーパーカレンダーにより厚さを薄くし、密度を上昇させたセパレータであるが、各実施例のセパレータの緻密性を向上させるため、カレンダーにて更に密度を上昇させると、アルミニウム電解コンデンサのインピーダンス特性が悪化する。
【0015】
特許文献４において、内部抵抗、漏れ電流特性に悪影響を与えることなく引張強さと引裂強さを向上するため、長網または短網抄紙された再生セルロース繊維層と、円網抄紙された再生セルロース繊維層とからなる、二層構造としたセパレータが提案されている。
この特許文献４に記載されているセパレータは、長網または短網抄紙された再生セルロース繊維層で緻密性を担保し、円網抄紙された再生セルロース繊維層で引裂強さを担保する構成である。仮に、セパレータの厚さが薄くした場合、各層を構成する層の厚さも薄くなり、必然的に、引裂強さも低下していくことが懸念される。
この特許文献４に記載されているセパレータは、長網または短網抄紙された再生セルロース繊維層で緻密性を担保し、円網抄紙された再生セルロース繊維層で引裂強さを担保する構成である。仮に、セパレータの厚さが薄くした場合、各層を構成する層の厚さも薄くなり、必然的に、引裂強さも低下していくことが懸念される。
【0016】
特許文献５において、叩解された再生セルロース繊維からなり、ＣＳＦ値と比引裂強さとをコントロールしたセパレータが提案されている。特許文献５のセパレータは、特許文献１乃至４のセパレータより引裂強さが強いので、アルミニウム電解コンデンサの製造工程において、セパレータに張力をかけた際、セパレータにネジレ等があっても、破断の抑制を期待できる。
しかしながら、アルミニウム電解コンデンサの製造工程（特に素子巻き工程）において、生産性を向上することが求められており、セパレータの引裂強さとともに、引張強さの更なる向上が求められている。
しかしながら、アルミニウム電解コンデンサの製造工程（特に素子巻き工程）において、生産性を向上することが求められており、セパレータの引裂強さとともに、引張強さの更なる向上が求められている。
【0017】
アルミニウム電解コンデンサの製造工程では、電極箔とセパレータとを交互に積層し、捲回した後、所望の長さで電極箔とセパレータとを切断し、テープ等でとめて素子を作製している。
このセパレータ等の切断及びテープ留めは、巻取機を一時停止して行い、その後、次の素子を巻取るために再度巻取機を稼動することを繰り返している。
従って、次の素子を捲回するために再稼動した際に、巻取機にセットされたセパレータに、急激に張力がかかることとなる。
近年では、アルミニウム電解コンデンサの生産性が益々上昇しており、このように急激に張力がかかっても破断に至ることがないセパレータが求められている。
このセパレータ等の切断及びテープ留めは、巻取機を一時停止して行い、その後、次の素子を巻取るために再度巻取機を稼動することを繰り返している。
従って、次の素子を捲回するために再稼動した際に、巻取機にセットされたセパレータに、急激に張力がかかることとなる。
近年では、アルミニウム電解コンデンサの生産性が益々上昇しており、このように急激に張力がかかっても破断に至ることがないセパレータが求められている。
【0018】
以上述べたように、セパレータの引裂強さ向上が強く求められているが、セパレータの緻密性を保ったまま、引裂強さを向上させることは、原料配合や叩解度、繊維長のコントロールでは困難であった。
【0019】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、引裂強さの優れた、アルミニウム電解コンデンサ用セパレータを提供することを目的としたものである。また、本発明のアルミニウム電解コンデンサ用セパレータを用いることによって、生産性及び歩留りを向上させることが可能な、アルミニウム電解コンデンサを提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【0020】
本発明のアルミニウム電解コンデンサ用セパレータは、アルミニウム電解コンデンサの陽極と陰極との間に介在させる、アルミニウム電解コンデンサ用セパレータであって、叩解された再生セルロース繊維からなり、厚さが１５～１００μｍであり、密度が０．２５～０．７５ｇ／ｃｍ３であり、平均繊維長が１．０～３．５ｍｍであり、比引裂強さが２０～１００ｍＮ・ｍ２／ｇであり、縦方向の引張強さが４Ｎ／１５ｍｍ以上であり、引張強さの縦横比が２．５以上の多層湿式不織布であるものである。
【0021】
ここで、「比引裂強さ」とは、引裂強さを坪量で除して算出される値であり、ここでは、「ＪＩＳ Ｐ ８１１６ 『紙-引裂強さ試験方法-エルメンドルフ形引裂試験機法』」に規定された、シート横方向の比引裂強さであり、セパレータの横方向の引裂強さを測定した値を、該セパレータの坪量で除したものである。
本発明において、比引裂強さを採用するのは、以下の理由による。
コンデンサの種類によって、用いられるセパレータの種類も異なり、厚さ・坪量も種々のものが適用されている。そこで、坪量が異なるセパレータの引裂強さを比較する指標として、比引裂強さを用いる。
本発明において、比引裂強さを採用するのは、以下の理由による。
コンデンサの種類によって、用いられるセパレータの種類も異なり、厚さ・坪量も種々のものが適用されている。そこで、坪量が異なるセパレータの引裂強さを比較する指標として、比引裂強さを用いる。
【発明の効果】
【0022】
上述の本発明によれば、引裂強さに優れたアルミニウム電解コンデンサ用セパレータを提供できる。
また、該セパレータを用いることによって、生産性及び歩留りを向上させることが可能な、アルミニウム電解コンデンサを提供できる。
また、該セパレータを用いることによって、生産性及び歩留りを向上させることが可能な、アルミニウム電解コンデンサを提供できる。
【0023】
更に、本発明のアルミニウム電解コンデンサ用セパレータは、緻密性及びインピーダンス特性にも優れるため、本発明のアルミニウム電解コンデンサ用セパレータを用いたアルミニウム電解コンデンサのＥＳＲ低減や、ショート不良率の低減にも寄与できる。
【発明を実施するための形態】
【0024】
以下、本発明の一実施の形態例について詳細に説明する。
【0025】
本実施の形態例及び実施例に示す例の他、種々の材料、製造方法についての試験研究を行った結果、叩解された再生セルロース繊維からなる、厚さ１５～１００μｍ、密度０．２５～０．７５ｇ／ｃｍ３、比引裂強さが２０～１００ｍＮ・ｍ２／ｇ、縦方向の引張強さが４Ｎ／１５ｍｍ以上であり、引張強さの縦横比が２．５以上の多層湿式不織布であれば、引裂強さと緻密性、インピーダンス特性に優れたアルミニウム電解コンデンサ用セパレータを提供できる。
【0026】
本発明に使用する再生セルロース繊維は、代表的なものとしてリヨセルが挙げられるが、叩解可能な再生セルロース繊維であれば何れでもよく、リヨセルに限定されるものではない。
叩解前の再生セルロース繊維の繊維径は任意のものが使用できるが、叩解前の繊維径が太すぎると、叩解時の流動性が悪く、詰まりなどの不具合が発生しやすい。叩解前の繊維径が細すぎると、叩解によって発生するフィブリル量が少なくなるため、緻密性を確保することが難しくなる。このため、叩解前の繊維径は３～１８μｍが好ましい。
叩解前の再生セルロース繊維の繊維径は任意のものが使用できるが、叩解前の繊維径が太すぎると、叩解時の流動性が悪く、詰まりなどの不具合が発生しやすい。叩解前の繊維径が細すぎると、叩解によって発生するフィブリル量が少なくなるため、緻密性を確保することが難しくなる。このため、叩解前の繊維径は３～１８μｍが好ましい。
【0027】
本発明では、叩解された再生セルロース繊維からなる多層湿式不織布によりセパレータを構成する。
即ち、叩解された再生セルロース繊維からなる湿式不織布の層を、複数（２層以上）積層して、多層湿式不織布を形成することによってセパレータを構成する。
即ち、叩解された再生セルロース繊維からなる湿式不織布の層を、複数（２層以上）積層して、多層湿式不織布を形成することによってセパレータを構成する。
【0028】
本実施の形態例では、円網多層抄紙機を用いて湿式不織布を得た。
円網抄紙機で抄紙したセパレータは、繊維が抄紙機の生産方向（縦方向）に配列しやすく、縦方向の引張強さを強くさせやすい。また、セパレータの縦方向の引張強さと抄紙機幅方向（横方向）の引張強さとの比である、引張強さの縦横比も大きくでき、更に引裂強さを向上させることができ、比引裂強さも向上する。
多層抄紙機を用いて湿式不織布を得る場合、乾燥直前の抄紙した各紙層を重ね合わせた後、直ちに乾燥することで、各紙層間にも水素結合が発現して一体化された多層湿式不織布となる。また、各紙層を重ね合せる（抄き合せる）ことで、各層に存在するピンホールを消失させ、あるいはサイズを極小化することができ、セパレータの緻密性を高めることが可能となる。
円網抄紙機で抄紙したセパレータは、繊維が抄紙機の生産方向（縦方向）に配列しやすく、縦方向の引張強さを強くさせやすい。また、セパレータの縦方向の引張強さと抄紙機幅方向（横方向）の引張強さとの比である、引張強さの縦横比も大きくでき、更に引裂強さを向上させることができ、比引裂強さも向上する。
多層抄紙機を用いて湿式不織布を得る場合、乾燥直前の抄紙した各紙層を重ね合わせた後、直ちに乾燥することで、各紙層間にも水素結合が発現して一体化された多層湿式不織布となる。また、各紙層を重ね合せる（抄き合せる）ことで、各層に存在するピンホールを消失させ、あるいはサイズを極小化することができ、セパレータの緻密性を高めることが可能となる。
【0029】
緻密性を確保しながら、比引裂強さ、縦方向の引張強さ、引張強さの縦横比のバランスを満足するためには、円網三層抄紙機で抄紙することがより好ましい。
ただし、本発明においては、縦方向の引張強さ、及び引張強さの縦横比を大きくし、引裂強さを強くすることでアルミニウム電解コンデンサの歩留り等を向上させることを目的としており、湿式不織布の製造方法は円網抄紙機に限定されるものではない。
コンデンサ用セパレータとしての機能を阻害しないものであれば、必要に応じて、分散剤や消泡剤等の添加剤を使用してもよい。
ただし、本発明においては、縦方向の引張強さ、及び引張強さの縦横比を大きくし、引裂強さを強くすることでアルミニウム電解コンデンサの歩留り等を向上させることを目的としており、湿式不織布の製造方法は円網抄紙機に限定されるものではない。
コンデンサ用セパレータとしての機能を阻害しないものであれば、必要に応じて、分散剤や消泡剤等の添加剤を使用してもよい。
【0030】
なお、用いる繊維が短すぎると、本発明のセパレータであっても、セパレータの引裂強さを向上させにくい。このため、セパレータの平均繊維長は、１.０ｍｍ以上が好ましく、１．５ｍｍ以上が更に好ましい。また、用いる繊維が長すぎると、抄紙時に水中に均一分散することが難しくなるため、セパレータの地合が悪化して耐ショート性が低下する。このため、セパレータの平均繊維長は、３．５ｍｍ以下が好ましく、３．０ｍｍ以下が更に好ましい。
【0031】
再生セルロースの叩解度は、ＣＳＦ値で２００ｍｌ以下が好ましい。ＣＳＦ値が２００ｍｌより高いと、セパレータの緻密性が不十分となる。
【0032】
多層抄紙機で抄紙する際の各層に使用する原料は同一であってもよく、叩解度を変更してもよい。同一原料を使用する場合、工程が簡略化できる。叩解度を変更する場合は、例えば多層セパレータに使用する一層の原料のみ高度に叩解し、残りの層の原料の叩解の程度を低くすることで、引裂強さを低下させることなく、耐ショート性に優れたセパレータを得ることができる。
【0033】
再生セルロース繊維の叩解に用いる設備は、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い。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。
【0034】
セパレータの厚さは、１５～１００μｍが好ましい。厚さが１５μｍ未満では、コンデンサの電極間距離が短くなるため、ショートのリスクが高くなる。厚さが１００μｍを超過すると、コンデンサの電極間距離が長くなり、インピーダンス特性が悪化してしまう。また、セパレータの厚さが厚いため、コンデンサの素子サイズが大きくなってしまう。
【0035】
セパレータの密度は、０．２５～０．７５ｇ／ｃｍ３が好ましい。密度０．２５ｇ／ｃｍ３未満というのは、セパレータを構成する繊維本数が少ない、またはセパレータの空隙率が高い場合であるが、セパレータを構成する繊維本数が少ないと、アルミニウム電解コンデンサのショート不良が増加するおそれがあり、セパレータの空隙率が高いと、デンドライトを抑制することが難しくなる。一方、密度が０．７５ｇ／ｃｍ３を超過すると、アルミニウム電解コンデンサのインピーダンス特性が悪化する。
また、密度が０．２５～０．７５ｇ／ｃｍ３の範囲内であれば、必要に応じて、カレンダー加工によって、セパレータの厚さを調整してもよい。
また、密度が０．２５～０．７５ｇ／ｃｍ３の範囲内であれば、必要に応じて、カレンダー加工によって、セパレータの厚さを調整してもよい。
【0036】
本発明のセパレータの比引裂強さは、２０～１００ｍＮ・ｍ２／ｇが好ましく、セパレータの坪量は、８ｇ／ｍ２以上が好ましい。
セパレータの比引裂強さが２０ｍＮ・ｍ２／ｇ未満の場合、セパレータの単位坪量当りの引裂強さが弱く、アルミニウム電解コンデンサの製造工程でセパレータにネジレ等があったとき、セパレータが幅方向に裂け、破断が発生しやすくなる。一方、セパレータの比引裂強さが１００ｍＮ・ｍ２／ｇを超過した場合は、セパレータを構成する繊維の繊維長が長いことを意味する。繊維長が長いということは、シートの均一性に欠け、局所的にセパレータの緻密性が低下している箇所を含む場合がある。
坪量が８ｇ／ｍ２未満の場合、上述した通り、セパレータを構成する繊維本数が少なく、アルミニウム電解コンデンサのショート不良が増加するおそれがある。また、坪量が８ｇ／ｍ２未満では、比引裂強さは高くても、引裂強さが弱く、アルミニウム電解コンデンサの生産性を大幅に向上させられない場合がある。このことからも、セパレータの坪量は、８ｇ／ｍ２以上が好ましい。
セパレータの比引裂強さが２０ｍＮ・ｍ２／ｇ未満の場合、セパレータの単位坪量当りの引裂強さが弱く、アルミニウム電解コンデンサの製造工程でセパレータにネジレ等があったとき、セパレータが幅方向に裂け、破断が発生しやすくなる。一方、セパレータの比引裂強さが１００ｍＮ・ｍ２／ｇを超過した場合は、セパレータを構成する繊維の繊維長が長いことを意味する。繊維長が長いということは、シートの均一性に欠け、局所的にセパレータの緻密性が低下している箇所を含む場合がある。
坪量が８ｇ／ｍ２未満の場合、上述した通り、セパレータを構成する繊維本数が少なく、アルミニウム電解コンデンサのショート不良が増加するおそれがある。また、坪量が８ｇ／ｍ２未満では、比引裂強さは高くても、引裂強さが弱く、アルミニウム電解コンデンサの生産性を大幅に向上させられない場合がある。このことからも、セパレータの坪量は、８ｇ／ｍ２以上が好ましい。
【0037】
本発明のセパレータの縦方向の引張強さは、４Ｎ／１５ｍｍ以上が好ましい。
縦方向の引張強さが４Ｎ／１５ｍｍ未満の場合、アルミニウム電解コンデンサの製造工程でセパレータに張力がかかった時、ネジレ等がなく、また急激に張力がかかった時でなくても、セパレータが破断する可能性がある。
また、横方向の引張強さがあまりにも弱すぎると、セパレータが縦方向に裂ける場合がある。引裂強さが弱いときは、セパレータが横方向に裂けて破断するが、横方向の引張強さが弱いときに生じるこの縦方向の裂けは、引裂強さが弱すぎる時とは裂ける方向が異なるので、アルミニウム電解コンデンサ巻き取り時の破断には至りにくい。しかしながら、アルミニウム電解コンデンサに用いたセパレータに、この縦方向の裂けが発生すると、ショート不良が大幅に増加してしまう。このため、横方向の引張強さは、現実的には１Ｎ／１５ｍｍ以上必要である。
縦方向の引張強さが４Ｎ／１５ｍｍ未満の場合、アルミニウム電解コンデンサの製造工程でセパレータに張力がかかった時、ネジレ等がなく、また急激に張力がかかった時でなくても、セパレータが破断する可能性がある。
また、横方向の引張強さがあまりにも弱すぎると、セパレータが縦方向に裂ける場合がある。引裂強さが弱いときは、セパレータが横方向に裂けて破断するが、横方向の引張強さが弱いときに生じるこの縦方向の裂けは、引裂強さが弱すぎる時とは裂ける方向が異なるので、アルミニウム電解コンデンサ巻き取り時の破断には至りにくい。しかしながら、アルミニウム電解コンデンサに用いたセパレータに、この縦方向の裂けが発生すると、ショート不良が大幅に増加してしまう。このため、横方向の引張強さは、現実的には１Ｎ／１５ｍｍ以上必要である。
【0038】
本発明のセパレータの引張強さの縦横比は、２．５以上が好ましい。引張強さの縦横比が２．５以上の時、セパレータを構成する繊維がセパレータの生産方向に配向している。このため、セパレータの引裂強さを強くすることができる。
セパレータの引張強さの縦横比が２．５未満というのは、縦方向の引張強さが横方向に対し低くすぎる場合と、横方向の引張強さが必要以上に高すぎる場合とがある。いずれの場合も、セパレータを構成する繊維の配向性（縦配向）が弱いことを示し、引裂強さを強くすることが困難になり、比引裂強さも高くなり難い。また、縦方向の引張強さが横方向に対して低すぎる場合には、アルミニウム電解コンデンサの製造工程において、セパレータに急激に張力がかかった時や、セパレータにネジレがある状態で張力がかかった時でなくても、セパレータが破断してしまう可能性がある。
セパレータの引張強さの縦横比が２．５未満というのは、縦方向の引張強さが横方向に対し低くすぎる場合と、横方向の引張強さが必要以上に高すぎる場合とがある。いずれの場合も、セパレータを構成する繊維の配向性（縦配向）が弱いことを示し、引裂強さを強くすることが困難になり、比引裂強さも高くなり難い。また、縦方向の引張強さが横方向に対して低すぎる場合には、アルミニウム電解コンデンサの製造工程において、セパレータに急激に張力がかかった時や、セパレータにネジレがある状態で張力がかかった時でなくても、セパレータが破断してしまう可能性がある。
【0039】
本発明のセパレータは、より好ましくは、平均孔径及び最頻孔径を０．５～３μｍとする。最頻孔径は、セパレータ中の孔径の分布のうち、最も頻度の高い孔径である。
平均孔径及び最頻孔径が０．５μｍ未満の場合、引裂強さの低下や、セパレータ製造工程における歩留り低下、生産速度低下などの問題が発生する。これは、セパレータの孔径を小さくするために原料を高度に叩解した結果、繊維が短くなりすぎたためである。
また、平均孔径または最頻孔径が３μｍを超過すると、耐ショート性が低下する。
平均孔径と最頻孔径の値が近いほど、孔がバラツキなく均一に分布していることを示す。０．５～３μｍの孔が均一に分布したセパレータは、インピーダンス特性及び耐ショート性に優れたセパレータとなる。平均孔径と最頻孔径との差が１０％以内のとき、孔がよりいっそう均一に分布しており好ましい。
平均孔径及び最頻孔径が０．５μｍ未満の場合、引裂強さの低下や、セパレータ製造工程における歩留り低下、生産速度低下などの問題が発生する。これは、セパレータの孔径を小さくするために原料を高度に叩解した結果、繊維が短くなりすぎたためである。
また、平均孔径または最頻孔径が３μｍを超過すると、耐ショート性が低下する。
平均孔径と最頻孔径の値が近いほど、孔がバラツキなく均一に分布していることを示す。０．５～３μｍの孔が均一に分布したセパレータは、インピーダンス特性及び耐ショート性に優れたセパレータとなる。平均孔径と最頻孔径との差が１０％以内のとき、孔がよりいっそう均一に分布しており好ましい。
【0040】
以上のセパレータの構成により、アルミニウム電解コンデンサの製造工程、及び、アルミニウム電解コンデンサ特性の双方において、良好なセパレータが得られることを見出した。即ち、インピーダンス特性に優れ、ショート不良率を改善すると共に、コンデンサ製造工程での歩留りを向上させることが可能な、良好なセパレータである。
【0041】
〔セパレータ及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及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、以下の条件及び方法で行った。
本実施の形態のセパレータ及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、以下の条件及び方法で行った。
【0042】
〔ＣＳＦ値〕
ＣＳＦ値は、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』）に従って測定した値である。
ＣＳＦ値は、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』）に従って測定した値である。
【0043】
〔平均繊維長〕
平均繊維長は、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 Ｆｉｂｒｅ ｌｅｎｇｔｈ ｂｙ ａｕｔｏｍａｔｅｄ ｏｐｔｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ－Ｐａｒｔ２：Ｕｎｐｏｌａｒｉｚｅｄ ｌｉｇｈｔ ｍｅｔｈｏｄ』）に準じて、Ｆｉｂｅｒ Ｔｅｓｔｅｒ Ｃｏｄｅ９１２（Ｌｏｒｅｎｔｚｅｎ ＆ Ｗｅｔｔｒｅ社製）を用いて測定した長さ加重平均繊維長の値である。
平均繊維長は、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 Ｆｉｂｒｅ ｌｅｎｇｔｈ ｂｙ ａｕｔｏｍａｔｅｄ ｏｐｔｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ－Ｐａｒｔ２：Ｕｎｐｏｌａｒｉｚｅｄ ｌｉｇｈｔ ｍｅｔｈｏｄ』）に準じて、Ｆｉｂｅｒ Ｔｅｓｔｅｒ Ｃｏｄｅ９１２（Ｌｏｒｅｎｔｚｅｎ ＆ Ｗｅｔｔｒｅ社製）を用いて測定した長さ加重平均繊維長の値である。
【0044】
〔厚さ、坪量及び密度〕
セパレータの厚さは、「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 測定器及び測定方法 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、測定した。
坪量は、「ＪＩＳ Ｃ ２３００－２ 『電気用セルロース紙-第２部：試験方法』 ６ 坪量」、密度は、「ＪＩＳ Ｃ ２３００－２ 『電気用セルロース紙-第２部：試験方法』 ７．０Ａ 密度 Ｂ法」のに規定された方法で、絶乾状態のセパレータの坪量、及び密度を測定した。
セパレータの厚さは、「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 測定器及び測定方法 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、測定した。
坪量は、「ＪＩＳ Ｃ ２３００－２ 『電気用セルロース紙-第２部：試験方法』 ６ 坪量」、密度は、「ＪＩＳ Ｃ ２３００－２ 『電気用セルロース紙-第２部：試験方法』 ７．０Ａ 密度 Ｂ法」のに規定された方法で、絶乾状態のセパレータの坪量、及び密度を測定した。
【0045】
〔比引裂強さ〕
「ＪＩＳ Ｐ ８１１６ 『紙-引裂強さ試験方法-エルメンドルフ形引裂試験機法』」（ＩＳＯ１９７４『Ｐａｐｅｒ－Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｅａｒｉｎｇ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ－Ｅｌｍｅｎｄｏｒｆ ｍｅｔｈｏｄ』）に規定された方法で、セパレータの幅方向（横方向）の引裂強さを測定した。次に、得られた引裂強さの値をセパレータの坪量で除して、セパレータの比引裂強さを算出した。
「ＪＩＳ Ｐ ８１１６ 『紙-引裂強さ試験方法-エルメンドルフ形引裂試験機法』」（ＩＳＯ１９７４『Ｐａｐｅｒ－Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｅａｒｉｎｇ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ－Ｅｌｍｅｎｄｏｒｆ ｍｅｔｈｏｄ』）に規定された方法で、セパレータの幅方向（横方向）の引裂強さを測定した。次に、得られた引裂強さの値をセパレータの坪量で除して、セパレータの比引裂強さを算出した。
【0046】
〔引張強さ及び引張強さの縦横比〕
「ＪＩＳ Ｐ ８１１３ 『紙及び板紙-引張特性の試験方法-第２部：定速伸張法』」（ＩＳＯ１９２４－２『Ｐａｐｅｒ ａｎｄ ｂｏａｒｄ－Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｅｎｓｉｌｅ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ－Ｐａｒｔ２：Ｃｏｎｓｔａｎｔ ｒａｔｅ ｏｆ ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ』）に規定された方法で、試験幅１５ｍｍで、セパレータの縦方向とセパレータの横方向との最大引張荷重を測定し、それぞれの引張強さとした。次に、縦方向の引張強さの値を、横方向の引張強さの値で除して、セパレータの引張強さの縦横比を算出した。
「ＪＩＳ Ｐ ８１１３ 『紙及び板紙-引張特性の試験方法-第２部：定速伸張法』」（ＩＳＯ１９２４－２『Ｐａｐｅｒ ａｎｄ ｂｏａｒｄ－Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｅｎｓｉｌｅ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ－Ｐａｒｔ２：Ｃｏｎｓｔａｎｔ ｒａｔｅ ｏｆ ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ』）に規定された方法で、試験幅１５ｍｍで、セパレータの縦方向とセパレータの横方向との最大引張荷重を測定し、それぞれの引張強さとした。次に、縦方向の引張強さの値を、横方向の引張強さの値で除して、セパレータの引張強さの縦横比を算出した。
【0047】
〔孔径〕
孔径の測定では、ＰＭＩ社製Ｐａｒｍ－Ｐｏｒｏｍｅｔｅｒを用いて、バブルポイント法（ＡＳＴＭＦ３１６－８６，ＪＩＳ Ｋ３８３２）により測定される孔径分布から、その平均孔径（μｍ）及び最頻孔径（μｍ）を求めた。なお、孔径の測定には試験液としてＧＡＬＷＩＣＫ（Ｐｏｒｏｕｓ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ社製）を用いた。
平均孔径と最頻孔径とから、孔径の均一度を、以下の式１により求めた。
式１：孔径均一度（％）＝｛（平均孔径－最頻孔径）／最頻孔径｝×１００
孔径の測定では、ＰＭＩ社製Ｐａｒｍ－Ｐｏｒｏｍｅｔｅｒを用いて、バブルポイント法（ＡＳＴＭＦ３１６－８６，ＪＩＳ Ｋ３８３２）により測定される孔径分布から、その平均孔径（μｍ）及び最頻孔径（μｍ）を求めた。なお、孔径の測定には試験液としてＧＡＬＷＩＣＫ（Ｐｏｒｏｕｓ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ社製）を用いた。
平均孔径と最頻孔径とから、孔径の均一度を、以下の式１により求めた。
式１：孔径均一度（％）＝｛（平均孔径－最頻孔径）／最頻孔径｝×１００
【0048】
〔破断不良率〕
それぞれのセパレータと所定の幅に裁断したアルミニウム電解コンデンサ用電極箔とを使用し、素子巻機にて巻き取って、コンデンサ素子を作製した。この操作を１０００回行った後、セパレータの破断が無く巻き取れたコンデンサ素子を計数し、１０００から減じて破断不良数を求めた。この破断不良数を１０００で除して、百分率をもって破断不良率とした。
それぞれのセパレータと所定の幅に裁断したアルミニウム電解コンデンサ用電極箔とを使用し、素子巻機にて巻き取って、コンデンサ素子を作製した。この操作を１０００回行った後、セパレータの破断が無く巻き取れたコンデンサ素子を計数し、１０００から減じて破断不良数を求めた。この破断不良数を１０００で除して、百分率をもって破断不良率とした。
【0049】
〔ショート不良率〕
ショート不良率は、破断不良なく巻き取れたコンデンサ素子を用いて、電解液含浸前の巻取り素子の導通ショート及びエージング中のショート不良数を計数し、これらのショート不良となった素子数を、破断不良なく巻き取れた素子数で除して、百分率をもってショート不良率とした。
ショート不良率は、破断不良なく巻き取れたコンデンサ素子を用いて、電解液含浸前の巻取り素子の導通ショート及びエージング中のショート不良数を計数し、これらのショート不良となった素子数を、破断不良なく巻き取れた素子数で除して、百分率をもってショート不良率とした。
【0050】
〔インピーダンス〕
作製したアルミニウム電解コンデンサのインピーダンスは、ＬＣＲメータを用いて、２０℃で１００ｋＨｚの周波数で測定した。
作製したアルミニウム電解コンデンサのインピーダンスは、ＬＣＲメータを用いて、２０℃で１００ｋＨｚの周波数で測定した。
【実施例】
【0051】
以下、本発明に係る具体的な実施例と、比較例、参考例及び従来例について説明する。
なお、各実施例のセパレータは、再生セルロース繊維を使用して、円網多層抄紙機により抄紙法にてセパレータを構成した多層湿式不織布である。
なお、各実施例のセパレータは、再生セルロース繊維を使用して、円網多層抄紙機により抄紙法にてセパレータを構成した多層湿式不織布である。
【0052】
〔実施例１〕
再生セルロース繊維である繊維径１５μｍのリヨセル繊維を、ＣＳＦ値５０ｍｌ、平均繊維長１．９５ｍｍまで叩解し、円網三層抄紙機を用いて、厚さ３９．４μｍ、坪量１６．０ｇ／ｍ２、密度０．４０５ｇ／ｃｍ３の三層セパレータを得た。このセパレータの比引裂強さは６１．４ｍＮ・ｍ２／ｇ、縦方向の引張強さは１３．０Ｎ／１５ｍｍ、横方向の引張強さは４．１Ｎ／１５ｍｍ、引張強さの縦横比は３．２、平均孔径は０．９５μｍ、最頻孔径は０．９３μｍであった。また孔径均一度は２．２％であった。
このセパレータを用いてコンデンサ素子を作製し、ＧＢＬ系電解液を含浸後、ケースに挿入、封口し、定格電圧５０Ｖ、容量１５０μＦ、直径１０ｍｍ×長さ２０ｍｍのアルミニウム電解コンデンサとした。
再生セルロース繊維である繊維径１５μｍのリヨセル繊維を、ＣＳＦ値５０ｍｌ、平均繊維長１．９５ｍｍまで叩解し、円網三層抄紙機を用いて、厚さ３９．４μｍ、坪量１６．０ｇ／ｍ２、密度０．４０５ｇ／ｃｍ３の三層セパレータを得た。このセパレータの比引裂強さは６１．４ｍＮ・ｍ２／ｇ、縦方向の引張強さは１３．０Ｎ／１５ｍｍ、横方向の引張強さは４．１Ｎ／１５ｍｍ、引張強さの縦横比は３．２、平均孔径は０．９５μｍ、最頻孔径は０．９３μｍであった。また孔径均一度は２．２％であった。
このセパレータを用いてコンデンサ素子を作製し、ＧＢＬ系電解液を含浸後、ケースに挿入、封口し、定格電圧５０Ｖ、容量１５０μＦ、直径１０ｍｍ×長さ２０ｍｍのアルミニウム電解コンデンサとした。
【0053】
〔実施例２〕
繊維径５μｍのリヨセル繊維を、ＣＳＦ０ｍｌ、平均繊維長１．１１ｍｍまで叩解した原料ａと、繊維径１５μｍのリヨセル繊維を、ＣＳＦ１９０ｍｌ、平均繊維長３．４５ｍｍまで叩解した原料ｂとを、円網三層抄紙機を用いて、原料ａを中間層、原料ｂを外層に抄紙し、厚さ３１．５μｍ、坪量１３．０ｇ／ｍ２、密度０．４１２ｇ／ｃｍ３の三層セパレータを得た。
このセパレータの比引裂強さは９５．２ｍＮ・ｍ２／ｇ、縦方向の引張強さは９．５Ｎ／１５ｍｍ、横方向の引張強さは２．８Ｎ／１５ｍｍ、引張強さの縦横比は３．４、平均孔径は０．６８μｍ、最頻孔径は０．６７μｍであった。また孔径均一度は１．５％であった。
このセパレータを用いてコンデンサ素子を作製し、ＧＢＬ系電解液を含浸後、ケースに挿入、封口し、定格電圧５０Ｖ、容量１５０μＦ、直径９ｍｍ×長さ２０ｍｍのアルミニウム電解コンデンサとした。
繊維径５μｍのリヨセル繊維を、ＣＳＦ０ｍｌ、平均繊維長１．１１ｍｍまで叩解した原料ａと、繊維径１５μｍのリヨセル繊維を、ＣＳＦ１９０ｍｌ、平均繊維長３．４５ｍｍまで叩解した原料ｂとを、円網三層抄紙機を用いて、原料ａを中間層、原料ｂを外層に抄紙し、厚さ３１．５μｍ、坪量１３．０ｇ／ｍ２、密度０．４１２ｇ／ｃｍ３の三層セパレータを得た。
このセパレータの比引裂強さは９５．２ｍＮ・ｍ２／ｇ、縦方向の引張強さは９．５Ｎ／１５ｍｍ、横方向の引張強さは２．８Ｎ／１５ｍｍ、引張強さの縦横比は３．４、平均孔径は０．６８μｍ、最頻孔径は０．６７μｍであった。また孔径均一度は１．５％であった。
このセパレータを用いてコンデンサ素子を作製し、ＧＢＬ系電解液を含浸後、ケースに挿入、封口し、定格電圧５０Ｖ、容量１５０μＦ、直径９ｍｍ×長さ２０ｍｍのアルミニウム電解コンデンサとした。
【0054】
〔比較例１〕
実施例１と同一の原料を、円網一層抄紙機を用いて抄紙し、厚さ４１．０μｍ、坪量１６．３ｇ／ｍ２、密度０．３９８ｇ／ｃｍ３の一層セパレータを得た。このセパレータの比引裂強さは４９．８ｍＮ・ｍ２／ｇ、縦方向の引張強さは１２．７Ｎ／１５ｍｍ、横方向の引張強さは４．２Ｎ／１５ｍｍ、引張強さの縦横比は３．０、平均孔径は２．６６μｍ、最頻孔径は２．４０μｍであった。また孔径均一度は１０．８％であった。
このセパレータを用いてコンデンサ素子を作製し、ＧＢＬ系電解液を含浸後、ケースに挿入、封口し、定格電圧５０Ｖ、容量１５０μＦ、直径１０ｍｍ×長さ２０ｍｍのアルミニウム電解コンデンサとした。
実施例１と同一の原料を、円網一層抄紙機を用いて抄紙し、厚さ４１．０μｍ、坪量１６．３ｇ／ｍ２、密度０．３９８ｇ／ｃｍ３の一層セパレータを得た。このセパレータの比引裂強さは４９．８ｍＮ・ｍ２／ｇ、縦方向の引張強さは１２．７Ｎ／１５ｍｍ、横方向の引張強さは４．２Ｎ／１５ｍｍ、引張強さの縦横比は３．０、平均孔径は２．６６μｍ、最頻孔径は２．４０μｍであった。また孔径均一度は１０．８％であった。
このセパレータを用いてコンデンサ素子を作製し、ＧＢＬ系電解液を含浸後、ケースに挿入、封口し、定格電圧５０Ｖ、容量１５０μＦ、直径１０ｍｍ×長さ２０ｍｍのアルミニウム電解コンデンサとした。
【0055】
〔比較例２〕
繊維径１５μｍのリヨセル繊維を、ＣＳＦ値１０ｍｌ、平均繊維長０．９１ｍｍまで叩解し、円網三層抄紙機を用いて、厚さ３５．２μｍ、坪量１６．１ｇ／ｍ２、密度０．４５６ｇ／ｃｍ３の三層セパレータを得た。このセパレータの比引裂強さは１８．３ｍＮ・ｍ２／ｇ、縦方向の引張強さは１３．３Ｎ／１５ｍｍ、横方向の引張強さは４．６Ｎ／１５ｍｍ、引張強さの縦横比は２．９、平均孔径は０．４７μｍ、最頻孔径は０．４７μｍであった。また孔径均一度は０．０％であった。
このセパレータを用いてコンデンサ素子を作製し、ＧＢＬ系電解液を含浸後、ケースに挿入、封口し、定格電圧５０Ｖ、容量１５０μＦ、直径１０ｍｍ×長さ２０ｍｍのアルミニウム電解コンデンサとした。
繊維径１５μｍのリヨセル繊維を、ＣＳＦ値１０ｍｌ、平均繊維長０．９１ｍｍまで叩解し、円網三層抄紙機を用いて、厚さ３５．２μｍ、坪量１６．１ｇ／ｍ２、密度０．４５６ｇ／ｃｍ３の三層セパレータを得た。このセパレータの比引裂強さは１８．３ｍＮ・ｍ２／ｇ、縦方向の引張強さは１３．３Ｎ／１５ｍｍ、横方向の引張強さは４．６Ｎ／１５ｍｍ、引張強さの縦横比は２．９、平均孔径は０．４７μｍ、最頻孔径は０．４７μｍであった。また孔径均一度は０．０％であった。
このセパレータを用いてコンデンサ素子を作製し、ＧＢＬ系電解液を含浸後、ケースに挿入、封口し、定格電圧５０Ｖ、容量１５０μＦ、直径１０ｍｍ×長さ２０ｍｍのアルミニウム電解コンデンサとした。
【0056】
〔従来例１〕
繊維径１５μｍのリヨセル繊維を、ＣＳＦ値０ｍｌ、平均繊維長０．９７ｍｍまで叩解し、長網抄紙機を用いて、厚さ３９．８μｍ、坪量１６．１ｇ／ｍ２、密度０．４０５ｇ／ｃｍ３の一層セパレータを得た。このセパレータの比引裂強さは１２．２ｍＮ・ｍ２／ｇ、縦方向の引張強さは８．７Ｎ／１５ｍｍ、横方向の引張強さは４．４Ｎ／１５ｍｍ、引張強さの縦横比は２．０、平均孔径は０．３５μｍ、最頻孔径は０．３５μｍであった。また孔径均一度は０．０％であった。
このセパレータを用いてコンデンサ素子を作製し、ＧＢＬ系電解液を含浸後、ケースに挿入、封口し、定格電圧５０Ｖ、容量１５０μＦ、直径１０ｍｍ×長さ２０ｍｍのアルミニウム電解コンデンサとした。
繊維径１５μｍのリヨセル繊維を、ＣＳＦ値０ｍｌ、平均繊維長０．９７ｍｍまで叩解し、長網抄紙機を用いて、厚さ３９．８μｍ、坪量１６．１ｇ／ｍ２、密度０．４０５ｇ／ｃｍ３の一層セパレータを得た。このセパレータの比引裂強さは１２．２ｍＮ・ｍ２／ｇ、縦方向の引張強さは８．７Ｎ／１５ｍｍ、横方向の引張強さは４．４Ｎ／１５ｍｍ、引張強さの縦横比は２．０、平均孔径は０．３５μｍ、最頻孔径は０．３５μｍであった。また孔径均一度は０．０％であった。
このセパレータを用いてコンデンサ素子を作製し、ＧＢＬ系電解液を含浸後、ケースに挿入、封口し、定格電圧５０Ｖ、容量１５０μＦ、直径１０ｍｍ×長さ２０ｍｍのアルミニウム電解コンデンサとした。
【0057】
〔従来例２〕
繊維径１５μｍのリヨセル繊維をＣＳＦ値１００ｍｌまで叩解した原料７０質量％と、天然セルロース繊維であるヘンプパルプをＣＳＦ値５００ｍｌまで叩解した原料３０質量％とを混合した、ＣＳＦ値２００ｍｌ、平均繊維長２．６６ｍｍの原料を、円網三層抄紙機で抄紙した後紙力増強剤を塗布して乾燥することにより、厚さ４０．４μｍ、坪量１５．８ｇ／ｍ２、密度０．３９２ｇ／ｃｍ３の三層セパレータを得た。このセパレータの比引裂強さは６８．１ｍＮ・ｍ２／ｇ、縦方向の引張強さは１６．９Ｎ／１５ｍｍ、横方向の引張強さは５．０Ｎ／１５ｍｍ、引張強さの縦横比は３．４、平均孔径は５．６２μｍ、最頻孔径は５．０１μｍであった。また、孔径均一度は１２．２％であった。
このセパレータを用いてコンデンサ素子を作製し、ＧＢＬ系電解液を含浸後、ケースに挿入、封口し、定格電圧５０Ｖ、容量１５０μＦ、直径１０ｍｍ×長さ２０ｍｍのアルミニウム電解コンデンサとした。
繊維径１５μｍのリヨセル繊維をＣＳＦ値１００ｍｌまで叩解した原料７０質量％と、天然セルロース繊維であるヘンプパルプをＣＳＦ値５００ｍｌまで叩解した原料３０質量％とを混合した、ＣＳＦ値２００ｍｌ、平均繊維長２．６６ｍｍの原料を、円網三層抄紙機で抄紙した後紙力増強剤を塗布して乾燥することにより、厚さ４０．４μｍ、坪量１５．８ｇ／ｍ２、密度０．３９２ｇ／ｃｍ３の三層セパレータを得た。このセパレータの比引裂強さは６８．１ｍＮ・ｍ２／ｇ、縦方向の引張強さは１６．９Ｎ／１５ｍｍ、横方向の引張強さは５．０Ｎ／１５ｍｍ、引張強さの縦横比は３．４、平均孔径は５．６２μｍ、最頻孔径は５．０１μｍであった。また、孔径均一度は１２．２％であった。
このセパレータを用いてコンデンサ素子を作製し、ＧＢＬ系電解液を含浸後、ケースに挿入、封口し、定格電圧５０Ｖ、容量１５０μＦ、直径１０ｍｍ×長さ２０ｍｍのアルミニウム電解コンデンサとした。
【0058】
〔実施例３〕
繊維径１０μｍのリヨセル繊維を、ＣＳＦ値０ｍｌ、平均繊維長１．５２ｍｍまで叩解し、円網二層抄紙機を用いて、厚さ２０．５μｍ、坪量８．２ｇ／ｍ２、密度０．４０２ｇ／ｃｍ３の二層セパレータを得た。このセパレータの比引裂強さは２３．３ｍＮ・ｍ２／ｇ、縦方向の引張強さは４．０Ｎ／１５ｍｍ、横方向の引張強さは１．５Ｎ／１５ｍｍ、引張強さの縦横比は２．７、平均孔径は２．６２μｍ、最頻孔径は２．６１μｍであった。また孔径均一度は０．４％であった。
このセパレータを用いてコンデンサ素子を作製し、ＧＢＬ系電解液を含浸後、ケースに挿入、封口し、定格電圧１６Ｖ、容量５５０μＦ、直径１０ｍｍ×長さ２０ｍｍのアルミニウム電解コンデンサとした。
繊維径１０μｍのリヨセル繊維を、ＣＳＦ値０ｍｌ、平均繊維長１．５２ｍｍまで叩解し、円網二層抄紙機を用いて、厚さ２０．５μｍ、坪量８．２ｇ／ｍ２、密度０．４０２ｇ／ｃｍ３の二層セパレータを得た。このセパレータの比引裂強さは２３．３ｍＮ・ｍ２／ｇ、縦方向の引張強さは４．０Ｎ／１５ｍｍ、横方向の引張強さは１．５Ｎ／１５ｍｍ、引張強さの縦横比は２．７、平均孔径は２．６２μｍ、最頻孔径は２．６１μｍであった。また孔径均一度は０．４％であった。
このセパレータを用いてコンデンサ素子を作製し、ＧＢＬ系電解液を含浸後、ケースに挿入、封口し、定格電圧１６Ｖ、容量５５０μＦ、直径１０ｍｍ×長さ２０ｍｍのアルミニウム電解コンデンサとした。
【0059】
〔比較例３〕
実施例３と同じ抄紙原料を用いて、円網短網抄紙機により、厚さ２０．２μｍ、坪量７．３ｇ／ｍ２、密度０．３６１ｇ／ｃｍ３の二層セパレータを得た。このセパレータの比引裂強さは２２．７ｍＮ・ｍ２／ｇ、縦方向の引張強さは３．２Ｎ／１５ｍｍ、横方向の引張強さは１．５Ｎ／１５ｍｍ、引張強さの縦横比は２．１、平均孔径は２．８３μｍ、最頻孔径は２．８１μｍであった。また、孔径均一度は０．７％であった。
このセパレータを用いてコンデンサ素子を作製し、ＧＢＬ系電解液を含浸後、ケースに挿入、封口し、定格電圧１６Ｖ、容量５５０μＦ、直径１０ｍｍ×長さ２０ｍｍのアルミニウム電解コンデンサとした。
実施例３と同じ抄紙原料を用いて、円網短網抄紙機により、厚さ２０．２μｍ、坪量７．３ｇ／ｍ２、密度０．３６１ｇ／ｃｍ３の二層セパレータを得た。このセパレータの比引裂強さは２２．７ｍＮ・ｍ２／ｇ、縦方向の引張強さは３．２Ｎ／１５ｍｍ、横方向の引張強さは１．５Ｎ／１５ｍｍ、引張強さの縦横比は２．１、平均孔径は２．８３μｍ、最頻孔径は２．８１μｍであった。また、孔径均一度は０．７％であった。
このセパレータを用いてコンデンサ素子を作製し、ＧＢＬ系電解液を含浸後、ケースに挿入、封口し、定格電圧１６Ｖ、容量５５０μＦ、直径１０ｍｍ×長さ２０ｍｍのアルミニウム電解コンデンサとした。
【0060】
〔実施例４〕
繊維径５μｍのリヨセル繊維を、ＣＳＦ値０ｍｌ、平均繊維長１．０５ｍｍまで叩解し、円網三層抄紙機を用いて抄紙し、カレンダー処理を行って、厚さ１５．２μｍ、坪量１１．３ｇ／ｍ２、密度０．７４５ｇ／ｃｍ３のセパレータを得た。このセパレータの比引裂強さは４２．４ｍＮ・ｍ２／ｇ、縦方向の引張強さは４．１Ｎ／１５ｍｍ、横方向の引張強さは１．６Ｎ／１５ｍｍ、引張強さの縦横比は２．６、平均孔径は０．５２μｍ、最頻孔径は０．５２μｍであった。また、孔径均一度は０．０％であった。
このセパレータを用いてコンデンサ素子を作製し、ＧＢＬ系電解液を含浸後、ケースに挿入、封口し、定格電圧２５Ｖ、容量３３０μＦ、直径１０ｍｍ×長さ２０ｍｍのアルミニウム電解コンデンサとした。
繊維径５μｍのリヨセル繊維を、ＣＳＦ値０ｍｌ、平均繊維長１．０５ｍｍまで叩解し、円網三層抄紙機を用いて抄紙し、カレンダー処理を行って、厚さ１５．２μｍ、坪量１１．３ｇ／ｍ２、密度０．７４５ｇ／ｃｍ３のセパレータを得た。このセパレータの比引裂強さは４２．４ｍＮ・ｍ２／ｇ、縦方向の引張強さは４．１Ｎ／１５ｍｍ、横方向の引張強さは１．６Ｎ／１５ｍｍ、引張強さの縦横比は２．６、平均孔径は０．５２μｍ、最頻孔径は０．５２μｍであった。また、孔径均一度は０．０％であった。
このセパレータを用いてコンデンサ素子を作製し、ＧＢＬ系電解液を含浸後、ケースに挿入、封口し、定格電圧２５Ｖ、容量３３０μＦ、直径１０ｍｍ×長さ２０ｍｍのアルミニウム電解コンデンサとした。
【0061】
〔比較例４〕
実施例４と同じ抄紙原料を、円網三層抄紙機を用いて抄紙し、カレンダー処理を行って、厚さ１５．０μｍ、坪量１１．６ｇ／ｍ２、密度０．７７５ｇ／ｃｍ３のセパレータを得た。このセパレータの比引裂強さは４３．６ｍＮ・ｍ２／ｇ、縦方向の引張強さは４．３Ｎ／１５ｍｍ、横方向の引張強さは１．７Ｎ／１５ｍｍ、引張強さの縦横比は２．５、平均孔径は０．３７μｍ、最頻孔径は０．３７μｍであった。また、孔径均一度は０．０％であった。
このセパレータを用いてコンデンサ素子を作製し、ＧＢＬ系電解液を含浸後、ケースに挿入、封口し、定格電圧２５Ｖ、容量３３０μＦ、直径１０ｍｍ×長さ２０ｍｍのアルミニウム電解コンデンサとした。
実施例４と同じ抄紙原料を、円網三層抄紙機を用いて抄紙し、カレンダー処理を行って、厚さ１５．０μｍ、坪量１１．６ｇ／ｍ２、密度０．７７５ｇ／ｃｍ３のセパレータを得た。このセパレータの比引裂強さは４３．６ｍＮ・ｍ２／ｇ、縦方向の引張強さは４．３Ｎ／１５ｍｍ、横方向の引張強さは１．７Ｎ／１５ｍｍ、引張強さの縦横比は２．５、平均孔径は０．３７μｍ、最頻孔径は０．３７μｍであった。また、孔径均一度は０．０％であった。
このセパレータを用いてコンデンサ素子を作製し、ＧＢＬ系電解液を含浸後、ケースに挿入、封口し、定格電圧２５Ｖ、容量３３０μＦ、直径１０ｍｍ×長さ２０ｍｍのアルミニウム電解コンデンサとした。
【0062】
〔比較例５〕
実施例４と同じ抄紙原料を、円網三層抄紙機を用いて、厚さ１４．６μｍ、坪量７．５ｇ／ｍ２、密度０．５１２ｇ／ｃｍ３のセパレータを得た。このセパレータの比引裂強さは２０．３ｍＮ・ｍ２／ｇ、縦方向の引張強さは２．３Ｎ／１５ｍｍ、横方向の引張強さは０．９Ｎ／１５ｍｍ、引張強さの縦横比は２．６、平均孔径は３．１１μｍ、最頻孔径は３．１０μｍであった。また、孔径均一度は０．３％であった。製造時の断紙が多く、安定してセパレータを製造することができなかった。
このセパレータを用いてコンデンサ素子を作製し、ＧＢＬ系電解液を含浸後、ケースに挿入、封口し、定格電圧２５Ｖ、容量３３０μＦ、直径１０ｍｍ×長さ２０ｍｍのアルミニウム電解コンデンサとした。
実施例４と同じ抄紙原料を、円網三層抄紙機を用いて、厚さ１４．６μｍ、坪量７．５ｇ／ｍ２、密度０．５１２ｇ／ｃｍ３のセパレータを得た。このセパレータの比引裂強さは２０．３ｍＮ・ｍ２／ｇ、縦方向の引張強さは２．３Ｎ／１５ｍｍ、横方向の引張強さは０．９Ｎ／１５ｍｍ、引張強さの縦横比は２．６、平均孔径は３．１１μｍ、最頻孔径は３．１０μｍであった。また、孔径均一度は０．３％であった。製造時の断紙が多く、安定してセパレータを製造することができなかった。
このセパレータを用いてコンデンサ素子を作製し、ＧＢＬ系電解液を含浸後、ケースに挿入、封口し、定格電圧２５Ｖ、容量３３０μＦ、直径１０ｍｍ×長さ２０ｍｍのアルミニウム電解コンデンサとした。
【0063】
〔実施例５〕
再生セルロース繊維である繊維径１５μｍのポリノジックレーヨン繊維を、ＣＳＦ値１９０ｍｌ、平均繊維長３．４７ｍｍまで叩解し、円網三層抄紙機を用いて、厚さ９８．９μｍ、坪量２６．２ｇ／ｍ２、密度０．２６５ｇ／ｃｍ３の三層セパレータを得た。このセパレータの比引裂強さは９７．２ｍＮ・ｍ２／ｇ、縦方向の引張強さは２８．３Ｎ／１５ｍｍ、横方向の引張強さは７．４Ｎ／１５ｍｍ、引張強さの縦横比は３．８、平均孔径は２．９８μｍ、最頻孔径は２．７３μｍであった。また、孔径均一度は９．２％であった。
このセパレータを用いてコンデンサ素子を作製し、ＧＢＬ系電解液を含浸後、ケースに挿入、封口し、定格電圧２００Ｖ、容量２２μＦ、直径１０ｍｍ×長さ２０ｍｍのアルミニウム電解コンデンサとした。
再生セルロース繊維である繊維径１５μｍのポリノジックレーヨン繊維を、ＣＳＦ値１９０ｍｌ、平均繊維長３．４７ｍｍまで叩解し、円網三層抄紙機を用いて、厚さ９８．９μｍ、坪量２６．２ｇ／ｍ２、密度０．２６５ｇ／ｃｍ３の三層セパレータを得た。このセパレータの比引裂強さは９７．２ｍＮ・ｍ２／ｇ、縦方向の引張強さは２８．３Ｎ／１５ｍｍ、横方向の引張強さは７．４Ｎ／１５ｍｍ、引張強さの縦横比は３．８、平均孔径は２．９８μｍ、最頻孔径は２．７３μｍであった。また、孔径均一度は９．２％であった。
このセパレータを用いてコンデンサ素子を作製し、ＧＢＬ系電解液を含浸後、ケースに挿入、封口し、定格電圧２００Ｖ、容量２２μＦ、直径１０ｍｍ×長さ２０ｍｍのアルミニウム電解コンデンサとした。
【0064】
〔比較例６〕
繊維径１５μｍのポリノジックレーヨン繊維を、ＣＳＦ値２２０ｍｌ、平均繊維長３．６０ｍｍまで叩解し、円網三層抄紙機により、厚さ１０３．３μｍ、坪量２３．８ｇ／ｍ２、密度０．２３０ｇ／ｃｍ３の三層セパレータを得た。このセパレータの比引裂強さは１０２．７ｍＮ・ｍ２／ｇ、縦方向の引張強さは３０．１Ｎ／１５ｍｍ、横方向の引張強さは７．７Ｎ／１５ｍｍ、引張強さの縦横比は３．９、平均孔径は３．４０μｍ、最頻孔径は３．０６μｍであった。また、孔径均一度は１１．１％であった。
このセパレータを用いてコンデンサ素子を作製し、ＧＢＬ系電解液を含浸後、ケースに挿入、封口し、定格電圧２００Ｖ、容量２２μＦ、直径１０ｍｍ×長さ２０ｍｍのアルミニウム電解コンデンサとした。
繊維径１５μｍのポリノジックレーヨン繊維を、ＣＳＦ値２２０ｍｌ、平均繊維長３．６０ｍｍまで叩解し、円網三層抄紙機により、厚さ１０３．３μｍ、坪量２３．８ｇ／ｍ２、密度０．２３０ｇ／ｃｍ３の三層セパレータを得た。このセパレータの比引裂強さは１０２．７ｍＮ・ｍ２／ｇ、縦方向の引張強さは３０．１Ｎ／１５ｍｍ、横方向の引張強さは７．７Ｎ／１５ｍｍ、引張強さの縦横比は３．９、平均孔径は３．４０μｍ、最頻孔径は３．０６μｍであった。また、孔径均一度は１１．１％であった。
このセパレータを用いてコンデンサ素子を作製し、ＧＢＬ系電解液を含浸後、ケースに挿入、封口し、定格電圧２００Ｖ、容量２２μＦ、直径１０ｍｍ×長さ２０ｍｍのアルミニウム電解コンデンサとした。
【0065】
以上記載の本実施の形態の実施例１乃至５、比較例１乃至６、従来例１乃至２の各セパレータ単体の評価結果、及びアルミニウム電解コンデンサの性能評価結果を、表１に示す。
【0066】
【表1】
【0067】
以下、各実施例、比較例、従来例について、評価結果を詳細に説明する。
【0068】
実施例１及び２、比較例１及び２、従来例１及び２のアルミニウム電解コンデンサは、いずれも定格電圧５０Ｖ、静電容量１５０μＦである。なお、実施例１及び２、比較例１及び２、従来例１及び２の素子巻取り時の張力等の諸条件は、全て同じ設定で作製した。実施例１及び２のアルミニウム電解コンデンサの破断不良率とショート不良率はいずれも０．０％となった。
【0069】
実施例１及び実施例２は三層セパレータであるが、実施例２のセパレータは中間層とその他の層で原料の再生セルロース繊維の繊維径と叩解度を変更している。実施例２のセパレータは、細い原材料を高度に叩解した中間層を持つため、非常に耐ショート性に優れる。そのため、実施例１からセパレータを約２０％薄型化してもアルミニウム電解コンデンサのショート不良率を０．０％に維持することができた。また、実施例２のセパレータは、比引裂強さが９５．２ｍＮ・ｍ２／ｇとなり、破断不良率も０．０％に維持することができた。これは、中間層以外の層にＣＳＦ値１９０ｍｌ、平均繊維長３．４５ｍｍの原料を使用したためと考えられる。更に、セパレータの薄型化により、実施例１の素子径が９．０ｍｍであったのに対して実施例２の素子径は８．６ｍｍとなった。実施例１は外径１０ｍｍのケースを使用したが、実施例２は外径９ｍｍのケースを使用できたため、コンデンサの体積を約２０％低減できた。また、セパレータの薄型化によりインピーダンスも１．２２Ωに低減することができた。
一般に、アルミニウム電解コンデンサは、箔面積が増加するほどインピーダンスは低下する。仮に、実施例２のセパレータを使用して実施例１と同一サイズの素子を作製し、１．２２Ωよりインピーダンスが低く、１５０μFよりも静電容量の大きなアルミニウム電解コンデンサを作製することも可能となる。
一般に、アルミニウム電解コンデンサは、箔面積が増加するほどインピーダンスは低下する。仮に、実施例２のセパレータを使用して実施例１と同一サイズの素子を作製し、１．２２Ωよりインピーダンスが低く、１５０μFよりも静電容量の大きなアルミニウム電解コンデンサを作製することも可能となる。
【0070】
比較例１は一層セパレータであり、実施例１と同じ原料を使用したほぼ同じ厚さ密度のセパレータであるにも関わらず、平均孔径は２．６６μｍ、最頻孔径は２．４０μｍと実施例１の２．５倍以上となり、孔径分布のバラツキを表す孔径均一度も１０．８％と大きい。比較例１のセパレータは緻密性が不十分であるため、アルミニウム電解コンデンサのショート不良率は１．０％と高くなった。
【0071】
比較例２のセパレータは、比引裂強さは１８．３ｍＮ・ｍ２／ｇであり、破断不良率は０．７％となった。ＣＳＦ０ｍｌより叩解処理を進めたＣＳＦ１０ｍｌ、平均繊維長０．９１ｍｍの原料を用いたため、繊維長が短くなった影響で比引裂強さが低下している。比較例２の結果から、本発明のセパレータの平均繊維長は１．０ｍｍ以上が好ましい。
【0072】
従来例１のセパレータの比引裂強さは１２．２ｍＮ・ｍ２／ｇであり、引張強さの縦横比は２．０である。これは、繊維の縦方向の配向性が低くなったことで、引張強さの縦横比が小さくなり、比引裂強さも低くなったため、破断不良率は３．５％となった。
【0073】
従来例２のアルミニウム電解コンデンサのインピーダンスは０．１７６Ωとなった。従来例２のセパレータには、再生セルロース繊維の他に、天然セルロース繊維であるヘンプパルプが使用されている。天然セルロース繊維を配合したセパレータを使用すると、アルミニウム電解コンデンサのインピーダンス特性は悪くなる。また、従来例２のセパレータには天然セルロース繊維が使用されているため、平均孔径５．６２μｍ、最頻孔径５．０１μｍ、孔径均一度１２．２％と、緻密性が低く、耐ショート性が落ちる結果となり、アルミニウム電解コンデンサのショート不良率も２．５％となった。
【0074】
実施例３、比較例３のアルミニウム電解コンデンサは、いずれも定格電圧１６Ｖ、静電容量５５０μＦである。なお、実施例３及び比較例３の素子巻取り時の張力等の諸条件は、全て同じ設定で作製した。実施例３のセパレータの厚さは２０．５μｍと薄かったが、比引裂強さが２３．３ｍＮ・ｍ２／ｇであったため、破断不良率、ショート不良率ともに０．１％と低く抑えることができた。
【0075】
実施例３と同じ原料を使用した比較例３のセパレータは、縦方向の引張強さが３．２Ｎ／１５ｍｍと低く、また引張強さの縦横比が２．１と小さいため、破断不良率は０．８％と高い値になった。比較例３に用いた短網抄紙機は、長網抄紙機と同じく、円網抄紙機と比較して繊維がランダムに配向しやすく、繊維の縦方向の配向性が高くならず、引張強さの縦横比を大きくし難い。破断不良率を低く抑えるには、繊維の縦配向を高くし、引張強さの縦横比を大きくする必要がある。つまり、本発明のセパレータは、円網多層抄紙機で抄紙されることが好ましい。また、比較例３のアルミニウム電解コンデンサのショート不良率は実施例３より高かった。これは、セパレータの坪量が７．３ｇ／ｍ２と低いことが影響していると考えられる。
【0076】
実施例４、比較例４及び５のアルミニウム電解コンデンサは、いずれも定格電圧２５Ｖ、静電容量３３０μＦである。なお、実施例４、比較例４及び５の素子巻取り時の張力等の諸条件は、全て同じ設定で作製した。
実施例４のセパレータの密度が０．７４５ｇ／ｃｍ３であるのに対し、比較例５のセパレータの密度は０．７７５ｇ／ｃｍ３である。また、実施例４のセパレータの平均孔径及び最頻孔径が０．５２μｍであるのに対し、比較例４のセパレータの平均孔径及び最頻孔径は０．３７μｍとなった。
実施例４と比較例４のセパレータは同じ原料を使用しており、比引裂強さはほぼ同等、破断不良率とショート不良率はいずれも０．０％である。しかし、インピーダンス特性は密度の増加や孔径の微細化により約３０％増加した。密度が０．７５ｇ／ｃｍ３以上あるいは平均孔径及び最頻孔径が０．５μｍ未満になると、インピーダンス特性の悪化が大きくなることがわかる。
実施例４のセパレータの密度が０．７４５ｇ／ｃｍ３であるのに対し、比較例５のセパレータの密度は０．７７５ｇ／ｃｍ３である。また、実施例４のセパレータの平均孔径及び最頻孔径が０．５２μｍであるのに対し、比較例４のセパレータの平均孔径及び最頻孔径は０．３７μｍとなった。
実施例４と比較例４のセパレータは同じ原料を使用しており、比引裂強さはほぼ同等、破断不良率とショート不良率はいずれも０．０％である。しかし、インピーダンス特性は密度の増加や孔径の微細化により約３０％増加した。密度が０．７５ｇ／ｃｍ３以上あるいは平均孔径及び最頻孔径が０．５μｍ未満になると、インピーダンス特性の悪化が大きくなることがわかる。
【0077】
比較例５のセパレータは、実施例４と同じ原料を使用して円網三層抄紙機で抄紙したが、坪量を７．５ｇ／ｍ２、厚さを１４．６μｍとした。また、平均孔径３．１１μｍ、最頻孔径３．１０μｍとなっており、坪量が低く厚さも薄いこと、横方向の引張強さも低いことが重なった影響で、ショート不良率も１．４％という高い値となった。また、縦方向の引張強さも低かったため、破断不良率も０．６％となった。本発明のセパレータの厚さは１５μｍ以上が、平均孔径及び最頻孔径は３．０μｍ以下が好ましい。
【0078】
実施例５、比較例６のアルミニウム電解コンデンサは、いずれも定格電圧２００Ｖ、静電容量２２μＦである。なお、実施例５及び比較例６の素子巻取り時の張力等の諸条件は、全て同じ設定で作製した。
実施例５のセパレータは、厚さ９８．９μｍ、密度０．２６５ｇ／ｃｍ３、比引裂強さ９７．２ｍＮ・ｍ２／ｇであった。一方、比較例６のセパレータは、厚さ１０３．３μｍ、密度は０.２３０ｇ／ｃｍ３、比引裂強さは１０２．７ｍＮ・ｍ２／ｇであった。これは、実施例５のＣＳＦ値が１９０ｍｌ、平均繊維長が３．４７ｍｍであることに対し、比較例６のＣＳＦ値は２２０ｍｌと高く、平均繊維長も３．６０ｍｍと長いので、比引裂強さが高くなったと考えられる。
また、比較例６のセパレータは、実施例５のセパレータと比べて平均繊維長が長く、均一な地合形成ができず、密度が低くなったこと、また密度低下に伴い、セパレータの緻密性が低下し、アルミニウム電解コンデンサのショート不良率が３倍に悪化した。また、厚さが厚くなった影響で電極間距離が長くなり、密度が低下したにも関わらずインピーダンス特性が悪化した。
本発明のセパレータは、ＣＳＦ値は２００ｍｌ以下が好ましく、厚さは１００μｍ以下が好ましく、密度は０．２５０ｇ／ｃｍ３以上が好ましく、比引裂強さは１００ｍＮ・ｍ２／ｇ以下が好ましい。
実施例５のセパレータは、厚さ９８．９μｍ、密度０．２６５ｇ／ｃｍ３、比引裂強さ９７．２ｍＮ・ｍ２／ｇであった。一方、比較例６のセパレータは、厚さ１０３．３μｍ、密度は０.２３０ｇ／ｃｍ３、比引裂強さは１０２．７ｍＮ・ｍ２／ｇであった。これは、実施例５のＣＳＦ値が１９０ｍｌ、平均繊維長が３．４７ｍｍであることに対し、比較例６のＣＳＦ値は２２０ｍｌと高く、平均繊維長も３．６０ｍｍと長いので、比引裂強さが高くなったと考えられる。
また、比較例６のセパレータは、実施例５のセパレータと比べて平均繊維長が長く、均一な地合形成ができず、密度が低くなったこと、また密度低下に伴い、セパレータの緻密性が低下し、アルミニウム電解コンデンサのショート不良率が３倍に悪化した。また、厚さが厚くなった影響で電極間距離が長くなり、密度が低下したにも関わらずインピーダンス特性が悪化した。
本発明のセパレータは、ＣＳＦ値は２００ｍｌ以下が好ましく、厚さは１００μｍ以下が好ましく、密度は０．２５０ｇ／ｃｍ３以上が好ましく、比引裂強さは１００ｍＮ・ｍ２／ｇ以下が好ましい。
【0079】
以上、本実施の形態によれば、叩解された再生セルロース繊維を用いた、厚さ１５～１００μｍ、密度０．２５～０．７５ｇ／ｃｍ３、比引裂強さが２０～１００ｍＮ・ｍ２／ｇ、縦方向の引張強さが４Ｎ／１５ｍｍ以上、引張強さの縦横比２．５以上の多層湿式不織布とすることで、引裂強さと緻密性、インピーダンス特性に優れたアルミニウム電解コンデンサ用セパレータを提供できる。
上述のセパレータを用いることで、インピーダンス特性に優れ、ショート不良率を改善したアルミニウム電解コンデンサを提供することができると共に、アルミニウム電解コンデンサ製作工程の歩留りを向上させることが可能となる。
上述のセパレータを用いることで、インピーダンス特性に優れ、ショート不良率を改善したアルミニウム電解コンデンサを提供することができると共に、アルミニウム電解コンデンサ製作工程の歩留りを向上させることが可能となる。
【0080】
以上、本実施の形態のセパレータをアルミニウム電解コンデンサに用いた例を説明した。
アルミニウム電解コンデンサの他の構成、製造方法の詳細についての説明は省略したが、本発明のアルミニウム電解コンデンサにおいて、電極材料及び電解液材料については、特別に限定を必要とすることはなく、種々の材料を用いることができる。また、素子外径が許容する限り、本発明のセパレータを複数枚、または本発明のセパレータを一枚以上用いて複数枚重ねて使用することも可能である。
アルミニウム電解コンデンサの他の構成、製造方法の詳細についての説明は省略したが、本発明のアルミニウム電解コンデンサにおいて、電極材料及び電解液材料については、特別に限定を必要とすることはなく、種々の材料を用いることができる。また、素子外径が許容する限り、本発明のセパレータを複数枚、または本発明のセパレータを一枚以上用いて複数枚重ねて使用することも可能である。