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WO2020137674A1 - アルミニウム電解コンデンサ用セパレータおよびアルミニウム電解コンデンサ - Google Patents

アルミニウム電解コンデンサ用セパレータおよびアルミニウム電解コンデンサ Download PDF

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WO2020137674A1
WO2020137674A1 PCT/JP2019/049318 JP2019049318W WO2020137674A1 WO 2020137674 A1 WO2020137674 A1 WO 2020137674A1 JP 2019049318 W JP2019049318 W JP 2019049318W WO 2020137674 A1 WO2020137674 A1 WO 2020137674A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
separator
electrolytic capacitor
esr
fiber
seconds
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2019/049318
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
貴史 越智
正樹 石ヶ休
熊岡　弘倫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Kodoshi Corp
Original Assignee
Nippon Kodoshi Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Kodoshi Corp filed Critical Nippon Kodoshi Corp
Priority to US17/417,653 priority Critical patent/US20220059291A1/en
Priority to KR1020217019442A priority patent/KR20210102279A/ko
Priority to BR112021012568-0A priority patent/BR112021012568A2/pt
Priority to CN201980085632.3A priority patent/CN113228212B/zh
Priority to EP19905766.2A priority patent/EP3905290A4/en
Publication of WO2020137674A1 publication Critical patent/WO2020137674A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/15—Solid electrolytic capacitors
    • H01G9/151—Solid electrolytic capacitors with wound foil electrodes
    • H—ELECTRICITY
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    • H01G9/004—Details
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    • H01G9/025—Solid electrolytes
    • H01G9/028—Organic semiconducting electrolytes, e.g. TCNQ
    • H—ELECTRICITY
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13—Energy storage using capacitors

Definitions

  • the present invention relates to a separator for an aluminum electrolytic capacitor and an aluminum electrolytic capacitor using the separator.
  • An aluminum electrolytic capacitor using a conductive polymer as a cathode material (hereinafter referred to as “solid electrolytic capacitor”) is an electrolytic solution containing a cathode material.
  • solid electrolytic capacitor is an electrolytic solution containing a cathode material.
  • ESR equivalent series resistance
  • the conduction mechanism of a non-solid electrolytic capacitor using an electrolytic solution is ionic conduction, but the conduction mechanism of a solid electrolytic capacitor is electronic conduction, which is higher in conductivity than ionic conduction. In other words, since it has a good responsiveness to release the stored electrons, it has a low ESR characteristic and is advantageous as a capacitor used around the CPU in the power supply circuit.
  • hybrid electrolytic capacitor a conductive polymer hybrid aluminum electrolytic capacitor that uses both a conductive polymer and an electrolytic solution as a cathode material has been put on the market by capacitor maker companies. It has also been used for automotive electrical equipment applications where low ESR characteristics and absence of short-circuit defects are essential requirements.
  • a solid electrolytic capacitor is formed by stacking an electrode foil and a separator and winding them to form an element winding, then repairing the defective portion of the aluminum oxide film of the electrode foil, and cutting surface of the electrode foil and unformed portions such as tabs. After conducting chemical conversion to form a conductive polymer layer, the conductive polymer layer is inserted and sealed in a case.
  • the hybrid electrolytic capacitor is manufactured by forming a conductive polymer layer, further impregnating it with an electrolytic solution, inserting it into a case, and sealing it.
  • a solution containing a monomer and an oxidant hereinafter referred to as a “polymerization solution”
  • a polymerization solution a solution containing a monomer and an oxidant
  • a layer is formed within the capacitor element.
  • the capacitor element is impregnated with a suspension of the conductive polymer in water (hereinafter referred to as “dispersion liquid”), which is then heated and dried to reduce the conductivity.
  • a polymer layer is formed within the capacitor element.
  • the formation state of the conductive polymer layer inside the capacitor element is not good, that is, the impregnating property of the separator for the polymerization liquid and the dispersion liquid is the electric potential of the solid electrolytic capacitor and the hybrid electrolytic capacitor. It will determine the characteristics.
  • ECUs electronice control units
  • parts used in automobiles may be subject to external vibration or shock as compared with parts used in personal computers and home-use game consoles, and capacitors used there may be exposed to harsh environments for long periods of time. It is required to have short-circuit resistance so that it can withstand all over. Therefore, the separator used in those capacitors is required to have a high shielding property between both electrodes.
  • Patent Document 1 one or more kinds of natural fiber pulp or regenerated cellulose fiber is used as a raw material, and by using an electrolytic paper having a two-layer structure of a high density layer and a low density layer, a high withstand voltage is maintained.
  • an electrolytic capacitor having improved impedance characteristics is disclosed.
  • Patent Document 2 has a two-layer structure consisting of a long-net or short-net paper-making fiber layer A and a cylinder-paper making fiber layer B containing 70% by mass or more of a beating regenerated cellulose fiber.
  • a separator that has been proposed is proposed. There is disclosed a technique of providing an electricity storage device capable of improving productivity without adversely affecting internal resistance and leakage current characteristics by using this separator.
  • Patent Document 3 by incorporating acrylic short fibers and fibrillated cellulose, it is possible to improve the impregnation property of the conductive polymer polymerization liquid, and as a result, a solid that can achieve low ESR.
  • a technique for providing a separator for an electrolytic capacitor is disclosed.
  • Patent Document 4 proposes a solid electrolytic capacitor using a nonwoven fabric containing a polyester resin or its derivative produced by a wet method. Since this separator has excellent solid electrolyte adhesion and adhesiveness, and has high physical strength and heat resistance, a technique for providing a solid electrolytic capacitor having excellent impedance characteristics and leakage current characteristics by using this separator is disclosed. ing.
  • Patent Document 5 discloses a non-woven fabric layer (I layer) made of ultrafine fibers having a fiber diameter of 0.1 to 4 ⁇ m and a fiber layer (II layer) made of thermoplastic resin fibers having a fiber diameter of 6 to 30 ⁇ m. ), and the non-woven fabric layer (II layer) is present between two non-woven fabric layers (I layer).
  • a technique for providing a higher performance solid electrolytic capacitor by using this separator is disclosed.
  • the separator as disclosed in Patent Document 1 is composed of only cellulose fibers, and when impregnated with a polymerization liquid or a dispersion liquid of a conductive polymer used in a solid electrolytic capacitor, the cellulose fibers are gradually decomposed under acidic conditions. Therefore, the mechanical strength of the separator may be significantly reduced, or the polymerization of the conductive polymer may be hindered by the reaction between the cellulose fiber and the oxidizing agent of the polymerization liquid.
  • the high-density layer was extremely dense, making it difficult to impregnate the conductive polymer polymerization liquid or dispersion liquid. Therefore, when the mechanical strength of the separator is reduced, short-circuit failure of the solid electrolytic capacitor is increased, or the impregnating property of the conductive polymer polymerization liquid or dispersion liquid is deteriorated. Was sometimes worse.
  • the separator of Patent Document 1 is blended with synthetic fibers in order to prevent the mechanical strength of the conductive polymer against a polymerization liquid or a dispersion liquid from falling, the synthetic fibers intervene between the cellulose fibers to cause the cellulose By inhibiting hydrogen bonding between the fibers, the mechanical strength of the separator may be reduced, which may cause a problem such as breakage during separator formation or during capacitor element formation.
  • the gap between the fibers constituting the separator becomes excessively wide, resulting in a denseness. In some cases, the number of short circuits increased and the number of short circuit defects increased.
  • a separator containing regenerated cellulose fibers having fibrils having a small fiber diameter as in Patent Document 2 has very high denseness and high shielding property, and thus has excellent short-circuit resistance, but high denseness.
  • regenerated cellulose is a fiber obtained by dissolving and spinning cellulose, and the degree of polymerization of cellulose is lower than that of natural cellulose fiber, so that the resistance to the conductive polymer polymerization liquid or dispersion is further reduced, The decrease in mechanical strength of the separator may increase short-circuit failure of the capacitor.
  • the separator of Patent Document 2 If the density of the separator of Patent Document 2 is lowered and the amount of the non-fibrillated fiber is increased for the purpose of reducing ESR and improving electrostatic capacity, the separator becomes less dense, resulting in an electrode foil. Burr or the like easily penetrates the separator, and the solid electrolytic capacitor using this separator has low short-circuit resistance.
  • the synthetic fibers when synthetic fibers are blended in order to avoid a decrease in the mechanical strength of the polymer or the dispersion liquid of the conductive polymer, the synthetic fibers intervene between the cellulose fibers to prevent hydrogen bonds between the cellulose fibers. Due to the inhibition, the mechanical strength of the separator may be lowered, and a problem such as breakage may occur during the formation of the separator or the formation of the capacitor element.
  • the separator containing acrylic short fibers as in Patent Document 3 has a high impregnation property, but has a low denseness, and thus is excellent in low ESR, but has a problem of low short resistance. If the density of the separator of Patent Document 3 is increased and the amount of fibrillated fibers is increased for the purpose of improving short-circuit resistance, the density of the separator is increased, resulting in a polymerization liquid of a conductive polymer. In addition, the impregnation property of the dispersion liquid is deteriorated, and the ESR characteristics and the electrostatic capacity cannot be improved.
  • the separator of Patent Document 5 is made high in density and the non-woven fabric layer composed of ultrafine fibers having a fiber diameter of 0.1 to 4 ⁇ m is used for the purpose of improving short-circuit resistance, the separator is It becomes too dense and impregnates the polymerization liquid or dispersion liquid of the conductive polymer, making it impossible to reduce ESR and improve electrostatic capacity.
  • the conventional separator cannot maintain the high short-circuit resistance in the solid electrolytic capacitor and the hybrid electrolytic capacitor, and cannot meet further demands for further reduction of ESR and improvement of electrostatic capacitance. There's a problem.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and a separator that can be used in a solid electrolytic capacitor and a hybrid electrolytic capacitor to reduce ESR and improve capacitance while maintaining high short-circuit resistance.
  • Another object of the present invention is to provide a solid electrolytic capacitor and a hybrid electrolytic capacitor using the separator.
  • the embodiment according to the present invention has the following configuration, for example. That is, a separator for an aluminum electrolytic capacitor interposed between a pair of electrodes, containing a synthetic fiber, the droplet disappearance time on one surface and the opposite surface is 10 to 350 seconds, and the ratio of the droplet disappearance times is It is characterized by being 1.0 to 2.0.
  • the synthetic fiber is a polyamide fiber.
  • the polyamide fiber is a fibrillated polyamide fiber.
  • the synthetic fiber is composed only of fibrillated fibers.
  • the synthetic fiber is characterized by containing 20 to 80% by mass of fibrillated polyamide fiber and 20 to 80% by mass of fibrillated natural cellulose fiber.
  • the cathode material is made of a conductive polymer.
  • the present invention it is possible to obtain a separator having a high impregnation property with respect to a conductive polymer polymerization liquid or dispersion liquid while maintaining a high shielding property.
  • this separator in a solid electrolytic capacitor and a hybrid electrolytic capacitor, it is possible to reduce ESR and improve electrostatic capacitance while maintaining short-circuit resistance.
  • the droplet disappearance time of one side surface and the opposite side surface of the separator is constant.
  • the gap between the fibers forming the separator can be appropriately formed, and thus the impregnating property of the conductive polymer polymerization liquid or dispersion liquid can be enhanced while maintaining the shielding property. Therefore, as the separator, the ESR can be reduced and the capacitance can be improved while maintaining the short-circuit resistance.
  • the airtightness of the separator described above the average pore diameter within a certain range, it is possible to control the denseness of the separator, without impairing the impregnating property of the conductive polymer polymerization liquid or dispersion liquid, High short resistance can be maintained. Further, by using the above-mentioned synthetic fiber as a polyamide fiber, the heat resistance and chemical resistance of the separator can be improved.
  • the homogeneity of the separator can be increased and the short-circuit resistance can be improved. Furthermore, by configuring the above-described separator with only fibrillated fibers, the denseness of the entire separator can be increased and the short-circuit resistance can be improved.
  • the separator described above contains 20 to 80% by mass of fibrillated polyamide fiber and 20 to 80% by mass of fibrillated natural cellulose fiber, so that the conductive polymer is polymerized or dispersed in the dispersion liquid. It is possible to achieve both resistance and mechanical strength.
  • a separator according to an embodiment of the present invention is a separator for an aluminum electrolytic capacitor interposed between a pair of electrodes, the separator containing synthetic fibers and droplets on one surface and the other surface of the separator. Particularly good results are obtained by controlling the disappearance time to 10 to 350 seconds and the ratio of the droplet disappearance times to 1.0 to 2.0.
  • Droplet disappearance time on one side surface and the opposite side surface of the separator indicates the wettability and spreadability of the conductive polymer polymerization liquid or dispersion liquid of the separator.
  • the droplet disappearance time on one surface and the opposite surface of the separator is preferably in the range of 10 to 350 seconds, more preferably in the range of 10 to 250 seconds, and further preferably in the range of 10 to 200 seconds.
  • the conductive polymer layer serving as an electron conduction path is not uniformly formed.
  • the gap between the fibers is excessively dense, and therefore the conductive polymer polymerization liquid or dispersion liquid is not impregnated into the separator, and the conductive polymer becomes an electron conduction path. No layers can be formed. Therefore, in both cases where the liquid droplet disappearance time on one surface and the other surface of the separator is less than 10 seconds and more than 350 seconds, the ESR is reduced and the electrostatic capacity is improved when the solid electrolytic capacitor and the hybrid electrolytic capacitor are used. I can't let you do it.
  • the ratio of the drop disappearance times of the separator indicates the homogeneity of the fibrous structure on the surface and inside the separator.
  • the ratio of the liquid droplet disappearance time of the separator is preferably in the range of 1.0 to 2.0, more preferably in the range of 1.0 to 1.5. If the ratio of droplet disappearance times exceeds 2.0, the gaps between the fibers that form the surface of the separator and the inside of the separator become sparse, the homogeneity of the entire separator is low, and the polymerization liquid or dispersion liquid of the conductive polymer is low. Impregnation becomes uneven, and the conductive polymer layer serving as an electron conduction path is not uniformly formed. For this reason, when the ratio of the liquid droplet disappearance time is more than 2.0, it is impossible to reduce the ESR and improve the capacitance when the solid electrolytic capacitor and the hybrid electrolytic capacitor are used.
  • the acid resistance and oxidation resistance of the separator can be improved, and the decrease in mechanical strength of the separator due to the polymerization liquid or dispersion liquid of the conductive polymer can be suppressed. Furthermore, since synthetic fibers do not develop hydrogen bonds between fibers like natural cellulose fibers, it is possible to prevent the gap between fibers from being excessively blocked, so that the conductive polymer layer is uniformly formed over the entire separator. be able to.
  • the separator of the embodiment for carrying out the present invention preferably has a separator airtightness in the range of 10 to 350 seconds/100 ml, considering the impregnation property of the conductive polymer polymerization liquid and the dispersion liquid and the short resistance.
  • the range is preferably 10 to 250 seconds/100 ml, and more preferably 10 to 200 seconds/100 ml.
  • the average pore size of the separator is preferably in the range of 0.1 to 15.0 ⁇ m, more preferably 0.1 to 10 ⁇ m.
  • the denseness of the separator can be controlled. If the airtightness of the separator is less than 10 seconds/100 ml and the average pore size exceeds 15.0 ⁇ m, the separator may not have sufficient denseness, and burrs or the like of the electrode foil may easily penetrate the separator. is there. If the separator has an airtightness of more than 350 seconds/100 ml and an average pore size of less than 0.1 ⁇ m, the separator is excessively dense, which makes it difficult to impregnate the polymer with the conductive polymer polymerization liquid or the dispersion liquid. When it is used as a hybrid electrolytic capacitor, it may not be possible to reduce the ESR and improve the electrostatic capacity.
  • the synthetic fiber type constituting the separator is preferably polyamide fiber. Furthermore, by using fibrillated polyamide fiber as the polyamide fiber, the homogeneity of the separator can be enhanced.
  • the binder effect of the fibrillated polyamide fiber is not particularly limited as long as the droplet disappearance time and the droplet disappearance time ratio between the one surface and the opposite surface of the separator can be satisfied.
  • the separator is composed of only fibrillated fibers capable of enhancing the denseness of the entire separator.
  • the fibrillated fibers constituting the separator preferably contain 20 to 80% by mass of fibrillated polyamide fibers and 20 to 80% by mass of fibrillated natural cellulose fibers.
  • the fibrillated polyamide fiber By containing 20 to 80% by mass of the fibrillated polyamide fiber, acid resistance and oxidation resistance of the separator are improved, and it is possible to suppress a decrease in mechanical strength of the separator due to a polymerization liquid or dispersion liquid of a conductive polymer.
  • the content of the fibrillated polyamide fiber is less than 20% by mass, that is, when the content of the fibrillated natural cellulose fiber exceeds 80% by mass, the acid resistance and the oxidation resistance of the separator are deteriorated, and the conductive polymer is polymerized.
  • the mechanical strength of the separator after impregnation with the dispersion liquid may decrease, and the short-circuit defect rate of the capacitor may increase.
  • the content of the fibrillated polyamide fiber is more than 80% by mass, that is, when the content of the fibrillated natural cellulose fiber is less than 20% by mass, a polymerization liquid or a dispersion liquid of the conductive polymer of the separator due to the action of the hydroxyl group. Affinity with the conductive polymer layer is reduced, the conductive polymer layer cannot be formed uniformly inside the capacitor element, and the ESR cannot be reduced and the electrostatic capacity cannot be improved.
  • the mechanical strength of the separator is reduced by the fibrillated polyamide fiber which is a synthetic fiber to inhibit hydrogen bonding between the cellulose fibers, and when a winding failure such as a separator cut in the capacitor element winding step occurs, or The burrs of the electrode foil may easily penetrate the separator, which may increase the short-circuit defect rate of the capacitor.
  • fibrillated polyamide fibers constituting the separator fibrillated aramid fibers are preferable from the viewpoint of heat resistance.
  • the fibrillated natural cellulose fiber material is not particularly limited, and for example, a chemical pulp for papermaking which is obtained by digesting wood or non-wood with a sulfate (craft) method, a sulfite method, or an alkali method, and extracting it can be used. .. Among them, jute pulp, sisal hemp pulp, and Manila hemp pulp are preferable as the natural cellulose fiber from the viewpoint of the mechanical strength of the separator and the impregnation property of the polymerization liquid or dispersion liquid of the conductive polymer.
  • a chemical pulp for papermaking which is obtained by digesting wood or non-wood with a sulfate (craft) method, a sulfite method, or an alkali method, and extracting it can be used. .. Among them, jute pulp, sisal hemp pulp, and Manila hemp pulp are preferable as the natural cellulose fiber from the viewpoint of the mechanical strength of the separator and the impregnation property of the polymerization liquid
  • the fibrils are, for example, whisker-like filaments that are thinner than the original fibers and are generated when the fibers are processed by a mechanical external force or the like.
  • means for fibrillating fibers include beating treatment.
  • the equipment used for beating the fibers is not particularly limited. Generally, a beater, a conical refiner, a disc refiner, a high pressure homogenizer and the like can be mentioned.
  • the fibers used in the present embodiment may be beaten independently and mixed before papermaking, or the mixed fibers may be beaten.
  • the CSF value of the fibers constituting the separator was set in the range of 0 to 500 ml.
  • the CSF value of the fibers constituting the separator is not particularly limited as long as sufficient mechanical strength can be imparted to the separator and uniform formation can be achieved.
  • a wet heat fusion resin such as polyvinyl alcohol or a paper strengthening agent such as polyacrylamide
  • the content of the binder material is not particularly limited as long as the desired droplet disappearance time between the one surface and the opposite surface of the separator and the ratio of the droplet disappearance time can be satisfied. It is unlikely to affect the impregnation properties of the molecular polymerization liquid or dispersion liquid.
  • the thickness and density of the separator can be any thickness and density in consideration of the droplet disappearance time and the ratio of the droplet disappearance time between the one surface and the opposite surface of the separator.
  • the thickness is 20 to 70 ⁇ m and the density is about 0.200 to 0.600 g/cm 3
  • the ratio of the droplet disappearance time and the droplet disappearance time between the one surface and the opposite surface of the separator is preferable. It is easy to set the range, but it is not limited to this range.
  • the separator of the present embodiment preferably has a tensile strength of 7.0 N/15 mm or more. If the tensile strength is lower than 7.0 N/15 mm, the separator is likely to break during the formation of the separator and the formation of the capacitor. In addition, burrs of the electrode foil easily penetrate the separator, and the short-circuit resistance is also reduced.
  • the separator employs a wet non-woven fabric formed by a papermaking method.
  • the paper making format of the separator is not particularly limited as long as it can satisfy the droplet disappearance time between the one side surface and the opposite side surface of the separator, and the ratio of the droplet disappearance time.
  • papermaking methods can be used, for example, by having a multilayer structure such as stacking layers formed by these papermaking methods, the gap between the fibers can be more appropriately formed, while maintaining the shielding property, It is possible to further enhance the impregnation property of the conductive polymer polymerization liquid or dispersion liquid.
  • the CSF value of the fibers constituting the fiber layer A is set to 0 to 100 ml to obtain the conductive property. It is possible to enhance the shielding property while maintaining the impregnation property of the polymer liquid or the dispersion liquid of the functional polymer. Further, by setting the CSF value of the fibers constituting the fiber layer B to 100 ml or more and 500 ml or less, it is possible to enhance the impregnating property of the conductive polymer polymerization liquid or dispersion liquid while maintaining the shielding property.
  • the strain at the interface between the fiber layers A and B is small, and the fibers are formed inside the separator.
  • the conductive polymer layer can be formed more uniformly.
  • an additive such as a dispersant, a defoaming agent, or a paper strengthening agent may be added as long as the content of impurities is such that the separator for capacitors is not affected.
  • Post-processing such as enhancement processing, lyophilic processing, calendar processing, embossing processing may be performed.
  • the method is not limited to the wet non-woven fabric produced by the papermaking method, and there is no problem in the method of forming a film by casting the fiber dispersion liquid as used in the film forming method.
  • the separator having the above structure is used as the separator, the separator is interposed between the pair of electrodes, and the conductive polymer is used as the cathode material.
  • the solid electrolytic capacitor and the hybrid electrolytic capacitor using the separator according to the embodiment of the present invention having the above-described configuration have a high impregnation property with respect to the polymer liquid or the dispersion liquid of the conductive polymer while maintaining the high shielding property.
  • CSF The CSF is "JIS P8121-2 "Pulp-Freeness Test Method-Part 2: Canadian Standard Freeness Method”” (ISO5267-2 "Pulps-Determination of drainability-Part 2: “Canadian Standard” freeness method”). Was measured according to.
  • the ratio of the droplet disappearance time was calculated by dividing the value of the larger one of the droplet disappearance times of the one surface and the other surface of the separator by the smaller value of the separators.
  • the droplet disappearance time was measured at room temperature of 20° C. and relative humidity of 65%.
  • the average pore size of the separator was determined from the pore size distribution measured by the bubble point method (ASTMF316-86, JIS K3832) using PMI's Parm-Porometer. GALWICK (Porous Materials, Inc.) was used as a test solution for the measurement of the average pore diameter.
  • a hybrid electrolytic capacitor with a rated voltage of 16V After impregnating the capacitor element with the conductive polymer polymerization liquid, heat and polymerize it and dry the solvent to form the conductive polymer layer.
  • a conductive polymer layer is formed by impregnating the capacitor element with the conductive polymer dispersion, followed by heating and drying. Then, the capacitor element was impregnated with a driving electrolytic solution, the capacitor element was placed in a predetermined case, the opening was sealed, and then aging was performed to obtain each hybrid electrolytic capacitor.
  • ESR ESR of the manufactured capacitor element was measured using an LCR meter under the conditions of a temperature of 20° C. and a frequency of 100 kHz.
  • Capacitance The electrostatic capacity was determined by the method of "4.7 electrostatic capacity" specified in "JIS C 5101-1 "Fixed capacitors for electronic devices Part 1: General rules for each item"".
  • the short-circuit defect rate is obtained by counting the number of short-circuit defects that occurred during aging using wound capacitor elements, dividing the number of short-circuit failure elements by the number of capacitor elements that have been aged, and performing a short circuit with a percentage. It was defined as a defective rate.
  • Table 1 shows the raw materials and formulations of the separators of Examples 1 to 7, Reference Examples 1 to 4, Comparative Examples 1 to 3 and Conventional Examples 1 to 5, and Table 2 shows the evaluation results of each separator alone. .. Further, Table 3 shows the performance evaluation results of the solid electrolytic capacitors using the separators shown in Tables 1 and 2, and Table 4 shows the performance evaluation results of the hybrid electrolytic capacitors using the separators shown in Tables 1 and 2.
  • Example 1 A CSF value of 400 ml obtained by mixing 80% by mass of fibrillated aramid fiber and 20% by mass of fibrillated natural cellulose fiber as a raw material having a CSF value of 0 ml, and 80% by mass of fibrillated aramid fiber and 20% by mass of fibrillated natural cellulose fiber. The raw materials of and were used to make a cylinder net paper to prepare a two-layer separator of Example 1.
  • the thickness of the completed separator of Example 1 is 20 ⁇ m, the density is 0.500 g/cm 3 , the tensile strength is 9.8 N/15 mm, the droplet disappearance time is 17 seconds on one side surface, 10 seconds on the opposite side surface, and the droplet is The disappearance time ratio was 1.7, the airtightness was 280 seconds/100 ml, and the average pore size was 0.1 ⁇ m.
  • Example 2 A CSF value of 300 ml obtained by mixing 20% by mass of fibrillated aramid fiber and 80% by mass of fibrillated natural cellulose fiber as a raw material having a CSF value of 20 ml, and 20% by mass of fibrillated aramid fiber and 80% by mass of fibrillated natural cellulose fiber. Using the raw materials of and, a cylinder-net braided paper was made to prepare a two-layer separator of Example 2.
  • the thickness of the completed separator of Example 2 was 70 ⁇ m, the density was 0.300 g/cm 3 , the tensile strength was 14.3 N/15 mm, the drop disappearance time was 200 seconds on one side surface, 150 seconds on the opposite side surface, and the droplet was The disappearance time ratio was 1.3, the airtightness was 350 seconds/100 ml, and the average pore size was 0.5 ⁇ m.
  • Example 3 A CSF value of 250 ml obtained by mixing 50% by mass of fibrillated aramid fibers and 50% by mass of fibrillated natural cellulose fibers with a CSF value of 40 ml, and 50% by mass of fibrillated aramid fibers and 50% by mass of fibrillated natural cellulose fibers. Using the above raw materials and, the cylinder net paper was made to prepare a two-layer separator of Example 3.
  • the thickness of the completed separator of Example 3 was 40 ⁇ m, the density was 0.250 g/cm 3 , the tensile strength was 7.0 N/15 mm, the droplet disappearance time was 250 seconds on one side surface, 200 seconds on the other side surface, and the droplet was The disappearance time ratio was 1.3, the airtightness was 200 seconds/100 ml, and the average pore size was 3.0 ⁇ m.
  • Example 4 Raw material in which 30% by mass of polyvinyl alcohol as a binder material is mixed with a raw material having a CSF value of 40 ml in which 35% by mass of fibrillated aramid fiber and 35% by mass of fibrillated natural cellulose fiber are mixed, and 50% by mass of fibrillated aramid fiber and fibrillated A two-layer separator of Example 4 was produced by using a raw material having a CSF value of 250 ml mixed with 50% by mass of natural cellulose fiber to form a cylinder net.
  • the thickness of the completed separator of Example 4 was 35 ⁇ m, the density was 0.600 g/cm 3 , the tensile strength was 12.5 N/15 mm, the droplet disappearance time was 350 seconds on one side surface, 200 seconds on the opposite side surface, and droplets were The disappearance time ratio was 1.8, the airtightness was 50 seconds/100 ml, and the average pore size was 15.0 ⁇ m.
  • Example 5 Raw material having a CSF value of 60 ml obtained by mixing 40% by mass of fibrillated aramid fiber and 60% by mass of fibrillated natural cellulose fiber, and 200 ml of CSF value obtained by mixing 60% by mass of fibrillated aramid fiber and 40% by mass of fibrillated natural cellulose fiber. Using the raw materials of and, a cylinder-net web was made to prepare a two-layer separator of Example 5.
  • the thickness of the completed separator of Example 5 is 60 ⁇ m, the density is 0.200 g/cm 3 , the tensile strength is 11.7 N/15 mm, the droplet disappearance time is 150 seconds on one side surface, 150 seconds on the opposite side surface, and the droplet is The disappearance time ratio was 1.0, the airtightness was 10 seconds/100 ml, and the average pore size was 13.0 ⁇ m.
  • Example 6 A CSF value of 250 ml obtained by mixing 30% by mass of fibrillated aramid fiber and 70% by mass of fibrillated natural cellulose fiber as a raw material having a CSF value of 80 ml, and 70% by mass of fibrillated aramid fiber and 30% by mass of fibrillated natural cellulose fiber. The raw materials of and were used to make a cylinder net paper to prepare a two-layer separator of Example 6.
  • the thickness of the completed separator of Example 6 is 30 ⁇ m, the density is 0.400 g/cm 3 , the tensile strength is 13.1 N/15 mm, the droplet disappearance time is 120 seconds on one side surface, 80 seconds on the opposite side surface, and the droplets are The disappearance time ratio was 1.5, the airtightness was 250 seconds/100 ml, and the average pore size was 1.0 ⁇ m.
  • Example 7 A CSF value of 150 ml obtained by mixing 20% by mass of fibrillated aramid fiber and 80% by mass of fibrillated natural cellulose fiber with a CSF value of 100 ml, and 80% by mass of fibrillated aramid fiber and 20% by mass of fibrillated natural cellulose fiber. The raw materials of and were used to make cylinder net paper to prepare a two-layer separator of Example 7.
  • the thickness of the completed separator of Example 7 is 50 ⁇ m, the density is 0.350 g/cm 3 , the tensile strength is 10.5 N/15 mm, the droplet disappearance time is 100 seconds on one side surface, 50 seconds on the opposite side surface, and the droplet is The disappearance time ratio was 2.0, the airtightness was 150 seconds/100 ml, and the average pore size was 10.0 ⁇ m.
  • the thickness of the completed separator of Reference Example 1 was 30 ⁇ m, the density was 0.300 g/cm 3 , the tensile strength was 12.0 N/15 mm, the droplet disappearance time was 280 seconds on one side surface, 250 seconds on the opposite side, and droplets The disappearance time ratio was 1.1, the airtightness was 400 seconds/100 ml, and the average pore size was 0.5 ⁇ m.
  • the thickness of the completed separator of Reference Example 2 was 50 ⁇ m, the density was 0.350 g/cm 3 , the tensile strength was 16.0 N/15 mm, the droplet disappearance time was 330 seconds on one surface, 300 seconds on the opposite surface, and droplets were The disappearance time ratio was 1.1, the airtightness was 340 seconds/100 ml, and the average pore diameter was 0.08 ⁇ m.
  • Reference Example 3 A raw material having a CSF value of 200 ml obtained by mixing 20% by mass of fibrillated aramid fiber and 80% by mass of fibrillated natural cellulose fiber, and a CSF value of 500 ml obtained by mixing 20% by mass of fibrillated aramid fiber and 80% by mass of fibrillated natural cellulose fiber.
  • the thickness of the completed separator of Reference Example 3 was 35 ⁇ m, the density was 0.500 g/cm 3 , the tensile strength was 9.9 N/15 mm, and the droplet disappearance time was 50 seconds on one side surface, 40 seconds on the opposite side surface, and droplets.
  • the disappearance time ratio was 1.3, the airtightness was 15 seconds/100 ml, and the average pore size was 18.0 ⁇ m.
  • Reference Example 4 A raw material having a CSF value of 200 ml obtained by mixing 80% by mass of fibrillated aramid fiber and 20% by mass of fibrillated natural cellulose fiber, and a CSF value of 500 ml obtained by mixing 80% by mass of fibrillated aramid fiber and 20% by mass of fibrillated natural cellulose fiber. The raw materials of and were used to make a cylinder net paper to produce a two-layer separator of Reference Example 4.
  • the thickness of the completed separator of Reference Example 4 was 40 ⁇ m, the density was 0.400 g/cm 3 , the tensile strength was 8.5 N/15 mm, the droplet disappearance time was one side surface 120 seconds, the other side surface 100 seconds, and the droplets The disappearance time ratio was 1.2, the airtightness was 5 seconds/100 ml, and the average pore size was 14.0 ⁇ m.
  • Comparative Example 1 A raw material having a CSF value of 300 ml obtained by mixing 10% by mass of fibrillated aramid fiber and 90% by mass of fibrillated natural cellulose fiber, and a CSF value of 600 ml obtained by mixing 10% by mass of fibrillated aramid fiber and 90% by mass of fibrillated natural cellulose fiber. Using the raw materials of No. 1 and No. 2 to make a cylinder net, a two-layer separator of Comparative Example 1 was produced.
  • the thickness of the completed separator of Comparative Example 1 was 50 ⁇ m, the density was 0.300 g/cm 3 , the tensile strength was 10.5 N/15 mm, the droplet disappearance time was 10 seconds on one surface, 7 seconds on the opposite surface, and droplets were The disappearance time ratio was 1.4, the airtightness was 12 seconds/100 ml, and the average pore size was 17.0 ⁇ m.
  • Comparative Example 2 Raw material obtained by mixing 40 mass% of fibrillated aramid fiber and 30 mass% of fibrillated natural cellulose fiber with 40 mass% of polyvinyl alcohol as a binder material in a raw material having a CSF value of 0 ml, and 50 mass% of fibrillated aramid fiber and fibrillation. A raw material having a CSF value of 50 ml mixed with 50% by mass of natural cellulose fiber was used to make a cylinder net paper to prepare a two-layer separator of Comparative Example 2.
  • the thickness of the completed separator of Comparative Example 2 was 40 ⁇ m, the density was 0.350 g/cm 3 , the tensile strength was 16.8 N/15 mm, the droplet disappearance time was 400 seconds on one side surface, 220 seconds on the opposite side surface, and droplets were The disappearance time ratio was 1.8, the airtightness was 110 seconds/100 ml, and the average pore size was 0.09 ⁇ m.
  • Comparative Example 3 A CSF value of 500 ml obtained by mixing 90% by mass of fibrillated aramid fiber and 10% by mass of fibrillated natural cellulose fiber as a raw material having a CSF value of 50 ml, and mixing 90% by mass of fibrillated aramid fiber and 10% by mass of fibrillated natural cellulose fiber. The raw materials of and were used to make a cylinder net paper to prepare a two-layer separator of Comparative Example 3.
  • the thickness of the completed separator of Comparative Example 3 was 30 ⁇ m, the density was 0.400 g/cm 3 , the tensile strength was 5.8 N/15 mm, the droplet disappearance time was 240 seconds on one side surface, 80 seconds on the opposite side surface, and droplets were The disappearance time ratio was 3.0, the airtightness was 9 seconds/100 ml, and the average pore size was 11.0 ⁇ m.
  • a separator manufactured by a method similar to the method described in Example 3 of Patent Document 1 was produced and used as a separator of Conventional Example 1.
  • the separator of Conventional Example 1 is a fourdrinier two-layer separator composed of a raw material of fibrillated natural cellulose fiber 100% by mass (CSF value 0 ml) and a raw material of fibrillated natural cellulose fiber 100% by mass (CSF value 700 ml).
  • the thickness is 50 ⁇ m
  • the density is 0.639 g/cm 3
  • the tensile strength is 55.0 N/15 mm
  • the drop disappearance time is 1100 seconds on one side surface, 60 seconds on the opposite side
  • the drop disappearance time ratio is It was 18.3.
  • the airtightness and the average pore diameter could not be measured because the separator was very dense.
  • a separator manufactured by a method similar to the method described in Example 7 of Patent Document 2 was produced and used as a separator of Conventional Example 2.
  • the separator of Conventional Example 2 is 100% by mass of lyocell fiber which is regenerated cellulose fiber, and 100% by mass of lyocell fiber which is regenerated cellulose fiber (CSF value 200 ml*value after CSF value once decreased to 0 ml).
  • CSF value 100 ml is a long-net cylinder double-layer separator composed of a raw material and a thickness of 40 ⁇ m, a density of 0.400 g/cm 3 , a tensile strength of 12.7 N/15 mm, and a droplet disappearance time.
  • the surface on one side was 160 seconds, the surface on the other side was 60 seconds, the ratio of droplet disappearance time was 2.7, the airtightness was 200 seconds/100 ml, and the average pore diameter was 0.5 ⁇ m.
  • a separator manufactured by a method similar to the method described in Example 1 of Patent Document 3 was produced and used as a separator of Conventional Example 3.
  • the separator of Conventional Example 3 is a single-layered net separator made of a raw material having a CSF value of 600 ml, which is a mixture of acrylic short fibers 99.5% by mass and fibrillated cellulose fibers 0.5% by mass, and has a thickness of 40 ⁇ m and a density of 40 ⁇ m.
  • a separator manufactured by a method similar to the method described in Example 1 of Patent Document 4 was produced and used as a separator of Conventional Example 4.
  • the separator of Conventional Example 4 is a single-layer separator made of a PET fiber 100% by mass by a wet method, and has a thickness of 40 ⁇ m, a density of 0.630 g/cm 3 , a tensile strength of 17.6 N/15 mm, and a liquid.
  • Droplet disappearance time was 8 seconds on one surface, 7 seconds on the opposite side, the ratio of droplet disappearance times was 1.1, airtightness was 1.0 second/100 ml, and average pore diameter was 17.0 ⁇ m.
  • a separator manufactured by a method similar to the method described in Example 1 of Patent Document 5 was produced and used as a separator of Conventional Example 5.
  • the separator of Conventional Example 5 has a PET fiber layer A spun by the melt-blown method, a PET fiber layer B spun by the spunbond method, and a PET fiber 100 spun by a PET fiber layer A spun by the melt-blown method.
  • % Dry type three-layer separator having a thickness of 39 ⁇ m, a density of 0.510 g/cm 3 , a tensile strength of 24.0 N/15 mm, a droplet disappearance time of 9 seconds on one side, and 8 on the other side.
  • the ratio of droplet disappearance time was 1.1
  • the airtightness was 2.0 seconds/100 ml
  • the average pore diameter was 6.7 ⁇ m.
  • Table 1 shows the raw materials and blends of the separators of Examples 1 to 7, Reference Examples 1 to 4, Comparative Examples 1 to 3 and Conventional Examples 1 to 5.
  • Table 2 shows the evaluation results of each separator alone.
  • Aluminum electrolytic capacitors produced by using the separators of the above-mentioned respective examples, respective reference examples, respective comparative examples, and respective conventional examples are solid electrolytic capacitors having a rated voltage of 6.3 V for low voltage and rated voltage for high voltage. 50V solid electrolytic capacitor. Further, as a hybrid electrolytic capacitor manufactured by using the separators of the above-mentioned respective examples, respective reference examples, respective comparative examples, and respective conventional examples, a capacitor having a rated voltage of 16V for low voltage and a capacitor having a rated voltage of 80V for high voltage. And were made.
  • Example 1 The solid electrolytic capacitor using the separator of Example 1 and having a rated voltage of 6.3 V had an ESR of 9 m ⁇ , a capacitance of 720 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.0%.
  • the hybrid electrolytic capacitor using the separator of Example 1 and having a rated voltage of 16 V had an ESR of 10 m ⁇ , a capacitance of 415 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.0%.
  • the hybrid electrolytic capacitor having a rated voltage of 80 V had an ESR of 18 m ⁇ , a capacitance of 40 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.0%.
  • Example 2 The solid electrolytic capacitor using the separator of Example 2 and having a rated voltage of 6.3 V had an ESR of 12 m ⁇ , an electrostatic capacity of 675 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.0%.
  • the hybrid electrolytic capacitor using the separator of Example 2 and having a rated voltage of 16 V had an ESR of 13 m ⁇ , an electrostatic capacity of 375 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.0%.
  • the hybrid electrolytic capacitor having a rated voltage of 80 V had an ESR of 23 m ⁇ , a capacitance of 38 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.0%.
  • Example 3 The solid electrolytic capacitor using the separator of Example 3 and having a rated voltage of 6.3 V had an ESR of 14 m ⁇ , a capacitance of 630 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.0%.
  • the hybrid electrolytic capacitor using the separator of Example 3 and having a rated voltage of 16 V had an ESR of 16 m ⁇ , a capacitance of 360 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.0%.
  • the hybrid electrolytic capacitor having a rated voltage of 80 V had an ESR of 28 m ⁇ , a capacitance of 35 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.0%.
  • Example 4 The solid electrolytic capacitor using the separator of Example 4 and having a rated voltage of 6.3 V had an ESR of 16 m ⁇ , a capacitance of 585 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.0%.
  • the hybrid electrolytic capacitor using the separator of Example 4 and having a rated voltage of 16 V had an ESR of 18 m ⁇ , a capacitance of 325 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.0%.
  • the hybrid electrolytic capacitor having a rated voltage of 80 V had an ESR of 32 m ⁇ , a capacitance of 33 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.0%.
  • Example 5 The solid electrolytic capacitor using the separator of Example 5 and having a rated voltage of 6.3 V had an ESR of 10 m ⁇ , a capacitance of 720 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.0%.
  • the hybrid electrolytic capacitor using the separator of Example 5 and having a rated voltage of 16 V had an ESR of 9 m ⁇ , a capacitance of 400 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.0%.
  • the hybrid electrolytic capacitor having a rated voltage of 80 V had an ESR of 19 m ⁇ , a capacitance of 41 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.0%.
  • Example 6 The solid electrolytic capacitor using the separator of Example 6 and having a rated voltage of 6.3 V had an ESR of 14 m ⁇ , a capacitance of 630 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.0%.
  • the hybrid electrolytic capacitor using the separator of Example 6 and having a rated voltage of 16 V had an ESR of 16 m ⁇ , a capacitance of 350 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.0%.
  • the hybrid electrolytic capacitor having a rated voltage of 80 V had an ESR of 27 m ⁇ , a capacitance of 36 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.0%.
  • Example 7 The solid electrolytic capacitor using the separator of Example 7 and having a rated voltage of 6.3 V had an ESR of 16 m ⁇ , a capacitance of 585 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.0%.
  • the hybrid electrolytic capacitor using the separator of Example 7 and having a rated voltage of 16 V had an ESR of 18 m ⁇ , a capacitance of 325 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.0%.
  • the hybrid electrolytic capacitor having a rated voltage of 80 V had an ESR of 32 m ⁇ , a capacitance of 33 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.0%.
  • the solid electrolytic capacitor using the separator of Reference Example 1 and having a rated voltage of 6.3 V had an ESR of 17 m ⁇ , a capacitance of 563 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.0%.
  • the solid electrolytic capacitor having a rated voltage of 50 V had an ESR of 25 m ⁇ , a capacitance of 43 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.0%.
  • the hybrid electrolytic capacitor using the separator of Reference Example 1 and having a rated voltage of 16 V had an ESR of 21 m ⁇ , a capacitance of 313 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.0%.
  • the hybrid electrolytic capacitor having a rated voltage of 80 V had an ESR of 34 m ⁇ , a capacitance of 31 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.0%.
  • the solid electrolytic capacitor using the separator of Reference Example 2 and having a rated voltage of 6.3 V had an ESR of 18 m ⁇ , a capacitance of 540 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.0%.
  • the solid electrolytic capacitor having a rated voltage of 50 V had an ESR of 25 m ⁇ , a capacitance of 42 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.0%.
  • the hybrid electrolytic capacitor using the separator of Reference Example 2 and having a rated voltage of 16 V had an ESR of 21 m ⁇ , a capacitance of 310 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.0%.
  • the hybrid electrolytic capacitor having a rated voltage of 80 V had an ESR of 35 m ⁇ , a capacitance of 30 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.0%.
  • the solid electrolytic capacitor using the separator of Reference Example 3 and having a rated voltage of 6.3 V had an ESR of 13 m ⁇ , a capacitance of 650 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.1%.
  • the solid electrolytic capacitor having a rated voltage of 50 V had an ESR of 19 m ⁇ , a capacitance of 50 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.2%.
  • the hybrid electrolytic capacitor using the separator of Reference Example 3 and having a rated voltage of 16 V had an ESR of 15 m ⁇ , a capacitance of 360 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.1%.
  • the hybrid electrolytic capacitor having a rated voltage of 80 V had an ESR of 25 m ⁇ , an electrostatic capacity of 36 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.1%.
  • the solid electrolytic capacitor using the separator of Reference Example 4 and having a rated voltage of 6.3 V had an ESR of 14 m ⁇ , an electrostatic capacity of 660 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.2%.
  • the solid electrolytic capacitor having a rated voltage of 50 V had an ESR of 20 m ⁇ , a capacitance of 51 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.1%.
  • the hybrid electrolytic capacitor having a rated voltage of 16 V using the separator of Reference Example 4 had an ESR of 13 m ⁇ , an electrostatic capacity of 355 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.1%.
  • the hybrid electrolytic capacitor having a rated voltage of 80 V had an ESR of 26 m ⁇ , a capacitance of 36 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.1%.
  • the solid electrolytic capacitor having a rated voltage of 6.3 V using the separator of Comparative Example 1 had an ESR of 20 m ⁇ , an electrostatic capacity of 500 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.3%.
  • the solid electrolytic capacitor with a rated voltage of 50 V had an ESR of 29 m ⁇ , a capacitance of 39 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.4%.
  • the hybrid electrolytic capacitor using the separator of Comparative Example 1 and having a rated voltage of 16 V had an ESR of 22 m ⁇ , an electrostatic capacity of 290 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.4%.
  • the hybrid electrolytic capacitor having a rated voltage of 80 V had an ESR of 38 m ⁇ , a capacitance of 28 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.3%.
  • the solid electrolytic capacitor using the separator of Comparative Example 2 and having a rated voltage of 6.3 V had an ESR of 21 m ⁇ , a capacitance of 505 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.0%.
  • the solid electrolytic capacitor having a rated voltage of 50 V had an ESR of 28 m ⁇ , a capacitance of 38 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.0%.
  • the hybrid electrolytic capacitor using the separator of Comparative Example 2 and having a rated voltage of 16 V had an ESR of 23 m ⁇ , an electrostatic capacity of 292 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.0%.
  • the hybrid electrolytic capacitor having a rated voltage of 80 V had an ESR of 37 m ⁇ , a capacitance of 28 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.0%.
  • the solid electrolytic capacitor using the separator of Comparative Example 3 and having a rated voltage of 6.3 V had an ESR of 20 m ⁇ , a capacitance of 500 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.5%.
  • the solid electrolytic capacitor having a rated voltage of 50 V had an ESR of 28 m ⁇ , a capacitance of 38 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.4%.
  • the hybrid electrolytic capacitor using the separator of Comparative Example 3 and having a rated voltage of 16 V had an ESR of 22 m ⁇ , an electrostatic capacity of 290 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.4%.
  • the hybrid electrolytic capacitor having a rated voltage of 80 V had an ESR of 38 m ⁇ , a capacitance of 28 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.5%.
  • the solid electrolytic capacitor using the separator of Conventional Example 1 and having a rated voltage of 6.3 V had an ESR of 24 m ⁇ , a capacitance of 450 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.7%.
  • the solid electrolytic capacitor having a rated voltage of 50 V had an ESR of 33 m ⁇ , a capacitance of 34 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.8%.
  • the hybrid electrolytic capacitor having a rated voltage of 16 V and using the separator of Conventional Example 1 had an ESR of 26 m ⁇ , an electrostatic capacity of 250 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.8%.
  • the hybrid electrolytic capacitor having a rated voltage of 80 V had an ESR of 45 m ⁇ , a capacitance of 25 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.8%.
  • the solid electrolytic capacitor using the separator of Conventional Example 2 and having a rated voltage of 6.3 V had an ESR of 23 m ⁇ , an electrostatic capacity of 495 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.8%.
  • the solid electrolytic capacitor having a rated voltage of 50 V had an ESR of 31 m ⁇ , a capacitance of 35 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.6%.
  • the hybrid electrolytic capacitor using the separator of Conventional Example 2 and having a rated voltage of 16 V had an ESR of 25 m ⁇ , an electrostatic capacity of 275 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.8%.
  • the hybrid electrolytic capacitor having a rated voltage of 80 V had an ESR of 41 m ⁇ , a capacitance of 26 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.7%.
  • the solid electrolytic capacitor using the separator of Conventional Example 3 and having a rated voltage of 6.3 V had an ESR of 23 m ⁇ , a capacitance of 480 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.3%.
  • the solid electrolytic capacitor having a rated voltage of 50 V had an ESR of 30 m ⁇ , a capacitance of 36 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.3%.
  • the hybrid electrolytic capacitor using the separator of Conventional Example 3 and having a rated voltage of 16 V had an ESR of 25 m ⁇ , an electrostatic capacity of 275 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.4%.
  • the hybrid electrolytic capacitor having a rated voltage of 80 V had an ESR of 41 m ⁇ , a capacitance of 25 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.3%.
  • the solid electrolytic capacitor using the separator of Conventional Example 4 and having a rated voltage of 6.3 V had an ESR of 22 m ⁇ , a capacitance of 495 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.4%.
  • the solid electrolytic capacitor having a rated voltage of 50 V had an ESR of 31 m ⁇ , a capacitance of 37 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.3%.
  • the hybrid electrolytic capacitor using the separator of Conventional Example 4 and having a rated voltage of 16 V had an ESR of 25 m ⁇ , a capacitance of 280 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.3%.
  • the hybrid electrolytic capacitor having a rated voltage of 80 V had an ESR of 41 m ⁇ , a capacitance of 25 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.3%.
  • the solid electrolytic capacitor using the separator of Conventional Example 5 and having a rated voltage of 6.3 V had an ESR of 22 m ⁇ , a capacitance of 518 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.3%.
  • the solid electrolytic capacitor having a rated voltage of 50 V had an ESR of 30 m ⁇ , a capacitance of 38 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.4%.
  • the hybrid electrolytic capacitor using the separator of Conventional Example 5 and having a rated voltage of 16 V had an ESR of 24 m ⁇ , an electrostatic capacity of 288 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.3%.
  • the hybrid electrolytic capacitor having a rated voltage of 80 V had an ESR of 40 m ⁇ , an electrostatic capacity of 27 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.4%.
  • Table 3 shows the performance evaluation results of the solid electrolytic capacitors.
  • Table 4 shows the performance evaluation results of the hybrid electrolytic capacitor.
  • the solid electrolytic capacitors having a rated voltage of 6.3 V using the separators of Examples 1 to 7 have a low ESR of 9 to 16 m ⁇ , a high capacitance of 585 to 720 ⁇ F, and a short circuit failure rate. It can be seen that it is as low as 0.0%. Also, it can be seen that the solid electrolytic capacitor using the same separator and having a rated voltage of 50 V has a low ESR of 13 to 23 m ⁇ , a high capacitance of 44 to 55 ⁇ F, and a low short circuit failure rate of 0.0%.
  • the hybrid electrolytic capacitor with a rated voltage of 16 V using the same separator also has a low ESR of 9-18 m ⁇ , a high capacitance of 325-415 ⁇ F, and a short circuit failure rate of 0.0%. Furthermore, a hybrid electrolytic capacitor using the same separator and having a rated voltage of 80 V has a low ESR of 18 to 32 m ⁇ , a high capacitance of 33 to 41 ⁇ F, and a low short circuit failure rate of 0.0%.
  • the separator of the present embodiment since it is possible to appropriately form the gap between the fibers constituting the separator, while maintaining the shielding property, to enhance the impregnation of the conductive polymer polymerization liquid or dispersion liquid. You can Therefore, as the separator, it is possible to reduce the ESR and improve the capacitance while maintaining the short-circuit resistance.
  • the performances of the solid electrolytic capacitor and the hybrid electrolytic capacitor using the separator of Reference Example 1 are slightly higher in ESR and slightly lower in electrostatic capacity than the performance of each example. This is because the separator of Reference Example 1 had a high airtightness of 400 seconds/100 ml, and the separator was excessively dense, and thus the impregnation property of the conductive polymer polymerization liquid or dispersion liquid was lowered. Conceivable. From the comparison between Reference Example 1 and Example 2, it is understood that the airtightness of the separator is preferably 350 seconds/100 ml or less.
  • the performances of the solid electrolytic capacitor and the hybrid electrolytic capacitor using the separator of Reference Example 2 are slightly higher in ESR and slightly lower in electrostatic capacity than the performance of each example. It is considered that this is because the separator of Reference Example 2 had a small average pore size of 0.08 ⁇ m, and the separator was excessively dense, so that the impregnating property of the conductive polymer polymerization liquid or dispersion liquid was reduced.
  • the average pore diameter of the separator is preferably 0.1 ⁇ m or more.
  • the short circuit defective rate is slightly higher than that of each example. It is considered that this is because the separator of Reference Example 3 had a large average pore diameter of 18.0 ⁇ m, the separator was insufficient in denseness, and burrs of the electrode foil easily penetrated through the separator. From the comparison between Reference Example 3 and Example 4, it can be seen that the average pore diameter of the separator is preferably 15.0 ⁇ m or less.
  • the short-circuit defect rate is slightly higher than that of each example. It is considered that this is because the separator of Reference Example 3 has a low airtightness of 5 seconds/100 ml, the separator is not dense enough, and burrs of the electrode foil easily penetrate the separator. From the comparison between Reference Example 4 and Example 5, it is understood that the airtightness of the separator is preferably 10 seconds/100 ml or more.
  • the performances of the solid electrolytic capacitor and the hybrid electrolytic capacitor using the separator of Comparative Example 1 are higher in ESR and lower in electrostatic capacitance than the performance of each Example. This is because the time required for the liquid droplets to disappear in the separator of Comparative Example 1 was as short as 7 seconds, the gap between the fibers forming the separator was excessively wide, and the capillary phenomenon was difficult to work during the impregnation of the conductive polymer polymerization liquid or dispersion liquid. It is considered that this is because the wettability and spreadability deteriorated, unevenness of impregnation occurred, and the conductive polymer layer serving as an electron conduction path was not uniformly formed. From the comparison between Comparative Example 1 and Example 1, it can be seen that the droplet disappearance time of the separator is preferably 10 seconds or more.
  • the solid electrolytic capacitor using the separator of Comparative Example 1 and the hybrid electrolytic capacitor have a higher short-circuit defect rate than the performance of each Example. It is considered that this is because the average pore diameter of the separator of Comparative Example 1 was as large as 17.0 ⁇ m, the denseness of the separator was insufficient, and the burr of the electrode foil easily penetrated the separator.
  • the performances of the solid electrolytic capacitor and the hybrid electrolytic capacitor using the separator of Comparative Example 2 are higher in ESR and lower in electrostatic capacitance than the performance of each Example.
  • the reason for this is that the liquid droplet disappearance time of the separator of Comparative Example 2 is as long as 400 seconds, and the gap between the fibers forming the separator is excessively dense, so that the separator is impregnated with the conductive polymer polymerization liquid or dispersion liquid. It is considered that the reason is that the conductive polymer layer serving as the electron conduction path could not be formed. From the comparison between Comparative Example 2 and Example 4, it can be seen that the droplet disappearance time of the separator is preferably 350 seconds or less.
  • the performances of the solid electrolytic capacitor and the hybrid electrolytic capacitor using the separator of Comparative Example 3 are higher in ESR and lower in electrostatic capacitance than the performance of each Example. This is because the separator of Comparative Example 3 has a high droplet disappearance time ratio of 3.0, the gaps between the fibers forming the separator surface and the inside of the separator become sparse, and the homogeneity of the entire separator is low, and the conductivity is low. It is considered that this is because the impregnation unevenness of the polymer polymerization liquid or the dispersion liquid occurred, and the conductive polymer layer serving as the electron conduction path was not uniformly formed.
  • the ratio of the droplet disappearance time of the separator is preferably 2.0 or less.
  • the performance of the solid electrolytic capacitor and the hybrid electrolytic capacitor using the separator of Comparative Example 3 is higher in the short circuit defective rate than the performance of each Example. This is because the separator of Comparative Example 3 has a low airtightness of 9 seconds/100 ml and a tensile strength of 5.8 N/15 mm, and due to lack of compactness of the separator and lack of strength of the separator, burrs of the electrode foil, etc. It is considered that the reason is that it became easier to penetrate the separator. From the comparison between Comparative Example 3 and Example 3, it can be seen that the tensile strength of the separator is preferably 7.0 N/15 mm or more.
  • each embodiment Comparing the performance of the solid electrolytic capacitor and the hybrid electrolytic capacitor using the separator of Conventional Example 1 with the performance of each embodiment, each embodiment has low ESR and high capacitance. This is because the separator of Conventional Example 1 has a long droplet disappearance time on one surface of the separator of 1100 seconds, and thus the separator of Conventional Example 1 has an excessively dense gap between fibers, and thus the conductive polymer is polymerized. It is considered that the impregnation property of the liquid or the dispersion liquid is poor and the conductive polymer layer serving as the electron conduction path cannot be formed.
  • the separator of Conventional Example 1 could not reduce the ESR and improve the capacitance.
  • the short defect rate is low in each embodiment. This is because the separator of Conventional Example 1 is composed of only fibrillated natural cellulose fibers, and the cellulose fibers are gradually decomposed under acidic conditions, so that the mechanical strength of the separator is reduced and the electrode foil is reduced. It is considered that the burr and the like easily penetrated the separator, and the short-circuit defect rate increased.
  • each embodiment has low ESR and high capacitance. This is because the separator of Conventional Example 2 has a high droplet disappearance time ratio of 2.7, so that the homogeneity of the separator as a whole is low, resulting in uneven impregnation of the conductive polymer polymerization liquid or dispersion liquid. It is conceivable that the conductive polymer layer serving as the conduction path is not uniformly formed. Therefore, the separator of Conventional Example 2 could not reduce the ESR and improve the capacitance.
  • the short defect rate is low in each embodiment. This is because the separator of Conventional Example 2 is composed only of regenerated cellulose fibers, so that the regenerated cellulose fibers are gradually decomposed under acidic conditions, so that the mechanical strength of the separator decreases and It is considered that burrs and the like were more likely to penetrate the separator and the short-circuit defect rate was increased.
  • each embodiment has low ESR and high capacitance. This is because the separator of Conventional Example 3 has a short drop time of 6 seconds on one surface of the separator and a short drop time of 5 seconds on the opposite surface of the separator, so that the gap between the fibers is excessively wide and the capillary tube during impregnation is large. It is considered that the phenomenon became difficult to work and the wettability and spreadability deteriorated, which resulted in uneven impregnation of the conductive polymer polymerization liquid or dispersion liquid, and the conductive polymer layer serving as the electron conduction path was not uniformly formed. .. Therefore, the separator of Conventional Example 3 could not reduce the ESR and the capacitance.
  • the defective rate of short circuit is low in each example.
  • the separator of Conventional Example 3 uses synthetic short fibers that are non-fibrillated fibers as fibers constituting the separator, so that the separator has low compactness, and burrs and the like of the electrode foil easily penetrate through the separator. Therefore, it is considered that the short-circuit defect rate increased.
  • each embodiment has a low ESR and a high capacitance. This is because the separator of Conventional Example 4 has a short droplet erasing time of 8 seconds on one surface of the separator and 7 seconds of the droplet erasing on the opposite surface of the separator. It is considered that the phenomenon became difficult to work and the wettability and spreadability deteriorated, which resulted in uneven impregnation of the conductive polymer polymerization liquid or dispersion liquid, and the conductive polymer layer serving as the electron conduction path was not uniformly formed. .. Therefore, the separator of Conventional Example 4 could not reduce the ESR and the electrostatic capacity.
  • the short circuit defective rate is low in each example. This is because the separator of Conventional Example 4 is composed of only synthetic short fibers that are non-fibrillated fibers, so that the separator has low density, and burrs or the like of the electrode foil easily penetrate through the separator, resulting in a short circuit. It is considered that the defect rate has increased.
  • each embodiment has a low ESR and a high capacitance. This is because the separator of Conventional Example 5 has a short drop time of 9 seconds on one surface of the separator and a short drop time of 8 seconds on the opposite surface of the separator. It is considered that the phenomenon became difficult to work and the wettability and spreadability deteriorated, which resulted in uneven impregnation of the conductive polymer polymerization liquid or dispersion liquid, and the conductive polymer layer serving as the electron conduction path was not uniformly formed. .. Therefore, the separator of Conventional Example 5 could not reduce the ESR and improve the capacitance.
  • the separator of Conventional Example 5 is a dry non-woven fabric composed of long fibers, and the texture of the separator is poorer than that of the wet non-woven fabric, so that burrs or the like of the electrode foil are more likely to penetrate the separator and the short-circuit failure rate Is thought to have increased.
  • the droplet disappearance time on one surface and the opposite surface of the separator is preferably in the range of 10 to 350 seconds, more preferably in the range of 10 to 250 seconds, and further preferably in the range of 10 to 200 seconds. It can be seen that the range is. Further, from the comparison of Examples 5 to 7, it is found that the ratio of the droplet disappearance time is preferably in the range of 1.0 to 2.0, more preferably in the range of 1.0 to 1.5.
  • a separator containing a synthetic fiber, the droplet disappearance time on one surface and the opposite surface of the separator is 10 to 350 seconds,
  • the ratio to 1.0 to 2.0 the gap between the fibers constituting the separator can be appropriately formed, so that the conductive polymer polymerization liquid can be maintained while maintaining a high shielding property in the separator.
  • the impregnating property of the dispersion liquid can be enhanced.

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Abstract

本発明は、高い耐ショート性を維持したまま、ＥＳＲの低減および静電容量を向上させることができるセパレータおよび該セパレータを用いた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を提供することを目的とする。　かかる目的を達成するため、例えば以下の構成を備える。コンデンサの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、合成繊維、例えばポリアミド繊維及び又はフィブリル化ポリアミド繊維を含有し、片側表面および反対側表面の液滴消失時間が１０～３５０秒、液滴消失時間の比が１．０～２．０、気密度が１０～３５０秒／１００ｍｌ、平均孔径が０．１～１５．０μｍであるアルミニウム電解コンデンサ用セパレータとする。　前記合成繊維は、フィブリル化ポリアミド繊維を２０～８０質量％含有し、かつ、フィブリル化天然セルロース繊維を２０～８０質量％含有することを特徴とする。

Description

アルミニウム電解コンデンサ用セパレータおよびアルミニウム電解コンデンサ
　本発明は、アルミニウム電解コンデンサ用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。
　近年、パーソナルコンピュータ（以下、「パソコン」と称す。）、家庭用ゲーム機、自動車電装機器等の電子機器の高性能化が著しく進んでおり、それと同時にこれら機器等の小型化も強く求められている。そのため、これら電子機器に用いられる回路基板等に搭載される部品にも高性能化、小型化のニーズが高まっている。
　回路基板に搭載される部品の一つにアルミニウム電解コンデンサがあるが、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（以下、「非固体電解コンデンサ」と称す。）と比べ、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り、パソコンやゲーム機等に使用されている。
　また、パソコン等ではＣＰＵの高速化・高機能化が求められており、動作周波数が一段と高周波化している。
　電解液を用いた非固体電解コンデンサの伝導機構はイオン伝導であるが、固体電解コンデンサの伝導機構は電子伝導であり、イオン伝導と比較して高伝導度を示す。つまり、蓄えた電子を放出する応答性が良いことから、低ＥＳＲ特性となり、電源回路の中でもＣＰＵ周りに用いるコンデンサとしてメリットがある。
　また昨今は、陰極材料として、導電性高分子と電解液とを共に用い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上市されており、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電装機器用途にも用いられてきている。
　上述したように、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は、パソコンや家庭用ゲーム機をはじめ、高信頼性が要求される自動車電装機器等にも適用範囲が広がっている。
　固体電解コンデンサは、電極箔とセパレータとを重ね合わせて巻回して素子巻を形成した後、電極箔のアルミニウム酸化皮膜の欠損部分の修復、および電極箔の切断面やタブ等の未化成部分の化成をおこない、導電性高分子層を形成した後、ケースに挿入、封口して作製している。ハイブリッド電解コンデンサにおいては、導電性高分子層を形成した後に、さらに電解液を含浸し、ケースに挿入、封口して作製している。
　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の陰極材料である導電性高分子をコンデンサ素子内に保持させる方法として、コンデンサ素子内にて導電性高分子を重合させる方法と、あらかじめ重合した導電性高分子をコンデンサ素子内に含浸させる方法とがある。
　コンデンサ素子内において導電性高分子を重合させる場合、モノマーおよび酸化剤を含む溶液（以下、「重合液」と称す。）をコンデンサ素子に含浸後、加熱・乾燥し重合させて、導電性高分子層をコンデンサ素子内に形成させる。
　あらかじめ重合した導電性高分子を含浸させる場合、導電性高分子を水に分散させた懸濁液（以下、「分散液」と称す。）をコンデンサ素子に含浸後、加熱・乾燥し、導電性高分子層をコンデンサ素子内に形成させる。
　重合液と分散液の何れの場合においても、コンデンサ素子内部の導電性高分子層の形成状態の良し悪し、即ち、セパレータの重合液や分散液に対する含浸性が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の電気特性を決定付けることとなる。
　さらに、近年では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の車載用途での使用も増加している。特に、自動車の電装化が進み、自動車の様々な機能をコントロールする電子制御機器であるＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ（以下、「ＥＣＵ」と称す。）の数量が増加傾向にある。
　さらに、カーナビゲーションシステムやエアバッグシステムなど車室内の搭載製品が増加したことで、従来、車室内搭載であったＥＣＵなどが車室外へ追い出されることになり、基板の小型化に伴い、限られたスペースに最大限に高密度実装する必要も生じている。このため、搭載される部品にも、小型化、高機能化が求められるようになった。これら要求に対応するために、ＥＣＵ等に搭載される部品のひとつである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も、更なるＥＳＲの低減および静電容量の向上が求められている。
　また、自動車に用いられる部品は、パソコンや家庭用ゲーム機に用いられる部品と比較すると外部からの振動や衝撃が加えられる場合があり、そこで用いられるコンデンサには過酷な環境下においても長期間に渡って耐え得るような耐ショート性が要求される。このため、それらコンデンサに用いられるセパレータにおいては、両極間の高い遮蔽性が要求される。
　このように、車載用コンデンサにおいては、高い耐ショート性を維持したまま、更なるＥＳＲの低減および静電容量の向上が求められている。
　これまでにセパレータとして、合成繊維からなるセパレータや天然セルロース繊維からなるセパレータ、合成繊維と天然セルロース繊維とをともに含有したセパレータが用いられており、アルミニウム電解コンデンサや固体電解コンデンサ、電気二重層キャパシタ等の耐ショート性とＥＳＲの低減等を目的として、例えば、特許文献１乃至５に記載された技術が開示されている。
　特許文献１には、天然繊維パルプまたは再生セルロース繊維の１種または２種以上を原料とし、高密度層と低密度層の二層構造とした電解紙を使用することで、耐電圧を高く維持すると共に、インピーダンス特性を向上させた電解コンデンサを提供する技術が開示されている。
　特許文献２には、叩解可能な再生セルロース繊維を７０質量％以上含有させた、長網または短網抄紙された繊維層Ａと、円網抄紙された繊維層Ｂとからなる二層構造を有し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によって、内部抵抗、漏れ電流特性に悪影響を与えることなく、生産性を向上させることが可能な蓄電デバイスを提供する技術が開示されている。
　特許文献３には、アクリル短繊維とフィブリル化セルロースを含有させることで、導電性高分子の重合液の含浸性を良好なものにすることができ、結果、低ＥＳＲ化を図ることのできる固体電解コンデンサ用セパレータを提供する技術が開示されている。
　特許文献４には、湿式法により作製されたポリエステル樹脂又はその誘導体を含有する不織布を用いた固体電解コンデンサが提案されている。このセパレータは固体電解質の密着性と接着性に優れ、物理的強度と耐熱性が高いため、このセパレータを用いることで、インピーダンス特性と漏れ電流特性に優れた固体電解コンデンサを提供する技術が開示されている。
　特許文献５には、繊維径０．１～４μｍを有する極細繊維で構成される不織布層（Ｉ層）と、繊維径６～３０μｍを有する熱可塑製樹脂繊維で構成される繊維層（ＩＩ層）とを含み、かつ該不織布層（ＩＩ層）が２層の該不織布層（Ｉ層）の間に存在する積層不織布が提案されている。このセパレータを用いることによって、より高性能の固体電解コンデンサを提供する技術が開示されている。
特開平６－１６８８４８号公報 特開２０１６－２５２１１号公報 特開２００９－５９７３０号公報 特開２００２－２４６２７０号公報 特開２０１３－８０８２８号公報
　しかしながら、特許文献１のようなセパレータは、セルロース繊維のみで構成されており、固体電解コンデンサに用いられる導電性高分子の重合液や分散液を含浸すると、セルロース繊維が酸性条件下において徐々に分解されるため、セパレータの機械的強度の低下が顕著になる場合や、セルロース繊維と重合液の酸化剤とが反応することで、導電性高分子の重合を阻害する場合があった。
　さらに、高密度層が非常に緻密であり、導電性高分子の重合液や分散液の含浸が困難であった。このため、セパレータの機械的強度が低下することによって、固体電解コンデンサのショート不良が増加する場合や、導電性高分子の重合液や分散液の含浸性が悪化することによって、固体電解コンデンサのＥＳＲが悪化する場合があった。
　仮に、特許文献１のセパレータを導電性高分子の重合液や分散液に対する機械的強度の低下を回避するために、合成繊維を配合した場合、セルロース繊維間に合成繊維が介在することにより、セルロース繊維同士の水素結合を阻害することで、セパレータの機械的強度が低下し、セパレータ形成時やコンデンサ素子形成時において、破断等が発生するという問題が起こる場合があった。また、導電性高分子の重合液や分散液の含浸性を向上させるために、高密度層の密度を低くした場合、セパレータを構成する繊維同士の間隙が過度に広くなることで、緻密性が低下し、ショート不良が増加する場合があった。
　また、特許文献２のような繊維径の細いフィブリルを有する再生セルロース繊維を含有させたセパレータは、緻密性が非常に高く、遮蔽性が高いため、耐ショート性には優れるが、緻密性が高くなり過ぎ、導電性高分子の重合液や分散液の含浸性の更なる向上が困難であり、このため、固体電解コンデンサの更なるＥＳＲの低減および静電容量の向上が困難であった。
　さらに、再生セルロースはセルロースを溶解し、紡糸した繊維であり、天然セルロース繊維と比較して、セルロースの重合度が低いため、導電性高分子の重合液や分散液への耐性がより低下し、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場合があった。
　仮に、特許文献２のセパレータの緻密性を低くして、ＥＳＲの低減、静電容量の向上を目的に非フィブリル化繊維の配合を多くした場合、セパレータの緻密性が低くなることで、電極箔のバリ等がセパレータを貫通しやすくなり、このセパレータを用いた固体電解コンデンサは、耐ショート性が低くなる。また、導電性高分子の重合液や分散液に対する機械的強度の低下を回避するために、合成繊維を配合した場合、セルロース繊維間に合成繊維が介在することにより、セルロース繊維同士の水素結合を阻害することで、セパレータの機械的強度が低下し、セパレータ形成時やコンデンサ素子形成時において、破断等が発生するという問題が起こる場合があった。
　更に、特許文献３のようなアクリル短繊維を含有させたセパレータは、含浸性は高いが、緻密性が低いため、低ＥＳＲ化には優れるが、耐ショート性が低いといった課題があった。
　仮に、特許文献３のセパレータの緻密性を高くして、耐ショート性の向上を目的にフィブリル化繊維の配合を多くした場合、セパレータの緻密性が高くなることで、導電性高分子の重合液や分散液の含浸性が悪化し、ＥＳＲ特性および静電容量を向上させることができない。
　更にまた、特許文献４のような非フィブリル化繊維のみからなるセパレータを用いた固体電解コンデンサにおいては、緻密性が低いため、耐ショート性の更なる向上が困難であった。
　仮に、特許文献４のセパレータの緻密性を高くして、耐ショート性の向上を目的にフィブリル化繊維を配合した場合、セパレータの緻密性が高くなることで、導電性高分子の重合液や分散液の含浸性が悪化し、ＥＳＲの低減および静電容量を向上させることができない。
　更に、特許文献５のようなメルトブロウン法などによって製造された長繊維で構成される乾式不織布をセパレータとして用いた固体電解コンデンサにおいては、導電性高分子の重合液や分散液の含浸性は高いが、セパレータの地合いが悪く、近年の要求に対しては、耐ショート性が満足できないといった場合があった。
　仮に、特許文献５のセパレータの緻密性を高くして、耐ショート性の向上を目的に繊維径０．１～４μｍを有する極細繊維で構成される不織布層のみでセパレータを構成した場合、セパレータが過剰に緻密になり、導電性高分子の重合液や分散液の含浸性が悪化し、ＥＳＲの低減および静電容量を向上させることができない。
　上述したように、従来のセパレータでは、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、高い耐ショート性を維持したまま、近年求められるような更なるＥＳＲの低減および静電容量の向上に応えることができないという問題がある。
　本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、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用いることで高い耐ショート性を維持したまま、ＥＳＲの低減および静電容量を向上させることができるセパレータおよび該セパレータを用いた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を提供することを目的とする。
　上述した課題を解決し、上記した目的を達成する一手段として本発明に係る実施の形態は、例えば、以下の構成を備える。
　即ち、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、合成繊維を含有し、片側表面および反対側表面の液滴消失時間が１０～３５０秒、液滴消失時間の比が１．０～２．０であることを特徴とする。
　そして例えば、気密度が１０～３５０秒／１００ｍｌ、平均孔径が０．１～１５．０μｍであることを特徴とする。また例えば、前記合成繊維は、ポリアミド繊維であることを特徴とする。
　更に例えば、前記ポリアミド繊維は、フィブリル化ポリアミド繊維であることを特徴とする。あるいは、前記合成繊維は、フィブリル化繊維のみからなることを特徴とする。
　更に例えば、前記合成繊維は、フィブリル化ポリアミド繊維を２０～８０質量％含有し、かつ、フィブリル化天然セルロース繊維を２０～８０質量％含有することを特徴とする。
　又は、上記いずれかに記載の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、陰極材料に導電性高分子を用いたことを特徴とする。
　本発明によれば、高い遮蔽性を維持したまま、導電性高分子の重合液や分散液に対して高い含浸性を有するセパレータが得られる。このセパレータを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用いることで、耐ショート性を維持したまま、ＥＳＲの低減および静電容量を向上させることができる。
　以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。
　本発明を実施するための形態のアルミニウム電解コンデンサによれば、セパレータとして、例えば、合成繊維を含有し、セパレータの片側表面と反対側表面との液滴消失時間、液滴消失時間の比を一定範囲に制御することで、セパレータを構成する繊維同士の間隙を適切に形成できるため、遮蔽性を維持したまま、導電性高分子の重合液や分散液の含浸性を高めることができる。このため、セパレータとして、耐ショート性を維持したまま、ＥＳＲの低減および静電容量を向上させることができる。
　さらに、上記したセパレータの気密度、平均孔径を一定範囲に制御することによって、セパレータの緻密性を制御することができ、導電性高分子の重合液や分散液の含浸性を阻害することなく、高い耐ショート性を維持できる。
　また、上記した合成繊維をポリアミド繊維とすることで、セパレータの耐熱性、耐薬品性を高めることができる。
　そして、上記したポリアミド繊維をフィブリル化ポリアミド繊維とすることで、セパレータの均質性を高めることができ、耐ショート性を向上させることができる。
　さらにまた、上記したセパレータをフィブリル化繊維のみで構成することによって、セパレータ全体の緻密性を高めることができ、耐ショート性を向上させることができる。
　そしてまた、上記したセパレータは、フィブリル化ポリアミド繊維を２０～８０質量％含有し、かつ、フィブリル化天然セルロース繊維を２０～８０質量％含有することで、導電性高分子の重合液や分散液に対する耐性と機械的強度とを両立させることができる。
　本発明の実施の形態に係るセパレータは、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、該セパレータは、合成繊維を含有し、該セパレータの片側表面および反対側表面の液滴消失時間を１０～３５０秒、液滴消失時間の比を１．０～２．０に制御することで特に良好な結果が得られる。
　セパレータの片側表面および反対側表面の液滴消失時間は、セパレータの導電性高分子の重合液や分散液の濡れ広がり性を示す。
　セパレータの片側表面および反対側表面の液滴消失時間は１０～３５０秒の範囲が好ましく、より好ましくは１０～２５０秒の範囲、さらに好ましくは１０～２００秒の範囲である。
　液滴消失時間が１０秒未満では、繊維同士の間隙が過剰に広く、含浸時に毛細管現象が働きにくくなり、濡れ広がり性が悪化し、導電性高分子の重合液や分散液の含浸ムラが生じ、電子伝導経路となる導電性高分子層が均一に形成されない。
　また、液滴消失時間が３５０秒超では、繊維同士の間隙が過度に緻密であるため、導電性高分子の重合液や分散液がセパレータに含浸されず、電子伝導経路となる導電性高分子層を形成することができない。
　このため、セパレータの片側表面および反対側表面の液滴消失時間が１０秒未満、３５０秒超の何れの場合も、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としたときにＥＳＲの低減および静電容量を向上させることができない。
　セパレータの液滴消失時間の比は、セパレータ表面および内部の繊維構造の均質性を示す。
　セパレータの液滴消失時間の比は１．０～２．０の範囲が好ましく、より好ましくは１．０～１．５の範囲である。液滴消失時間の比が２．０超では、セパレータ表面およびセパレータ内部を構成する繊維同士の間隙が疎らになり、セパレータ全体としての均質性が低く、導電性高分子の重合液や分散液の含浸ムラが生じ、電子伝導経路となる導電性高分子層が均一に形成されない。このため、液滴消失時間の比が２．０超の場合、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としたときにＥＳＲの低減および静電容量を向上させることができない。
　セパレータに合成繊維を配合することで、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。さらに、合成繊維は天然セルロース繊維のように繊維間で水素結合を発現しないことから、繊維間の間隙が過剰に閉塞することを抑制できるため、導電性高分子層をセパレータ全体に均一に形成することができる。
　本発明を実施するための形態のセパレータは、導電性高分子の重合液や分散液の含浸性と耐ショート性を考慮すると、セパレータの気密度を１０～３５０秒／１００ｍｌの範囲が好ましく、より好ましくは１０～２５０秒／１００ｍｌの範囲、さらに好ましくは１０～２００秒／１００ｍｌの範囲である。また、セパレータの平均孔径を０．１～１５．０μｍの範囲とすることが好ましく、より好ましくは０．１～１０μｍの範囲である。
　セパレータの気密度を１０～３５０秒／１００ｍｌ、平均孔径を０．１～１５．０μｍの範囲とすることで、セパレータの緻密性を制御できる。
　セパレータの気密度が１０秒／１００ｍｌ未満、平均孔径が１５．０μｍ超では、セパレータの緻密性が不足し、電極箔のバリ等がセパレータを貫通しやすくなるため、ショート不良率を低減できない場合がある。
　セパレータの気密度が３５０秒／１００ｍｌ超、平均孔径が０．１μｍ未満では、セパレータが過度に緻密であるため、導電性高分子の重合液や分散液の含浸が困難になり、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としたときにＥＳＲの低減および静電容量を向上させることができない場合がある。
　セパレータを構成する合成繊維種は、耐薬品性、耐熱性の観点から、ポリアミド繊維が好ましい。
　さらに、ポリアミド繊維として、フィブリル化ポリアミド繊維とすることで、セパレータの均質性を高めることができる。ここで、セパレータの片側表面と反対側表面との液滴消失時間、液滴消失時間の比を満足できれば、フィブリル化ポリアミド繊維のバインダー効果は特に限定はない。
　また、耐ショート性を考慮すると、セパレータ全体としての緻密性を高めることができるフィブリル化繊維のみで構成されていることが好ましい。
　セパレータを構成するフィブリル化繊維として、フィブリル化ポリアミド繊維を２０～８０質量％含有し、かつ、フィブリル化天然セルロース繊維を２０～８０質量％含有することが好ましい。
　フィブリル化ポリアミド繊維を２０～８０質量％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。
　フィブリル化ポリアミド繊維の含有量が２０質量％未満、すなわち、フィブリル化天然セルロース繊維の含有量が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、導電性高分子の重合液や分散液含浸後の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場合がある。
　また、フィブリル化ポリアミド繊維の含有量が８０質量％超、すなわち、フィブリル化天然セルロース繊維の含有量が２０質量％未満の場合は、水酸基の作用によるセパレータの導電性高分子の重合液や分散液との親和性が低下し、導電性高分子層をコンデンサ素子内部まで均一に形成できず、ＥＳＲの低減と静電容量の向上ができない。
　また、セルロース繊維間の水素結合を合成繊維であるフィブリル化ポリアミド繊維が阻害することでセパレータの機械的強度が低下し、コンデンサ素子巻回工程でセパレータが切れる等の巻回不良が生じる場合や、電極箔のバリ等がセパレータを貫通しやすくなり、コンデンサのショート不良率が増加する場合がある。
　セパレータを構成するフィブリル化ポリアミド繊維の中でも、耐熱性の観点から、フィブリル化アラミド繊維が好ましい。
　フィブリル化天然セルロース繊維材料としては特に制限はなく、例えば、木材や非木材等からサルフェート（クラフト）法、サルファイト法、あるいはアルカリ法によって蒸解し、抽出された製紙用化学パルプを用いることができる。この中でも、セパレータの機械的強度および導電性高分子の重合液や分散液の含浸性の観点から、天然セルロース繊維として、ジュートパルプ、サイザル麻パルプ、マニラ麻パルプが好ましい。
　なお、ここでのフィブリルとは、例えば、繊維の機械的外力などで処理した時に発生するもとの繊維より細いひげ状の糸状体のことである。
繊維のフィブリル化の手段としては、例えば叩解処理を挙げることができる。繊維の叩解に用いる設備には特に限定はない。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挙げられる。また、本実施の形態で使用する各繊維は、単独で叩解したものを抄紙前に混合してもよく、混合したものを叩解してもよい。
　本実施の形態例では、セパレータの緻密性および導電性高分子の重合液や分散液の含浸性の観点に加えて、セパレータとして十分な機械的強度の付与、均一な地合形成を目的として、セパレータを構成する繊維のＣＳＦの値を０～５００ｍｌの範囲とした。しかしながら、セパレータとして十分な機械的強度の付与、均一な地合形成が出来れば、セパレータを構成する繊維のＣＳＦ値に特に限定はない。
　セパレータの形成時の必要性や、取扱時の機械的強度を考慮して、例えば、ポリビニルアルコールのような湿熱融着樹脂やポリアクリルアミドのような紙力増強剤をバインダー材料として用いることができる。所望のセパレータの片側表面と反対側表面との液滴消失時間、液滴消失時間の比を満足できればバインダー材料の含有量に特に限定はないが、３０質量％程度までであれば、導電性高分子の重合液や分散液の含浸性に影響を与えにくい。
　本発明の実施の形態では、セパレータの厚さおよび密度は、セパレータの片側表面と反対側表面との液滴消失時間、液滴消失時間の比を考慮して任意の厚さおよび密度とできる。一般的には、厚さ２０～７０μｍ、密度０．２００～０．６００ｇ／ｃｍ3程度であれば、セパレータの片側表面と反対側表面との液滴消失時間、液滴消失時間の比を好ましい範囲としやすいが、この範囲に限定されるものではない。
　さらに、本実施の形態のセパレータは、引張強さが７．０Ｎ／１５ｍｍ以上であることが好ましい。引張強さが７．０Ｎ／１５ｍｍより低いと、セパレータ形成時やコンデンサ形成時にセパレータが破断しやすくなる。また、電極箔のバリ等がセパレータを貫通しやすくなり、耐ショート性も低くなる。
　本発明の実施の形態例において、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、セパレータの片側表面と反対側表面との液滴消失時間、液滴消失時間の比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るが、例えば、これらの抄紙形式によって形成された層を重ね合わせたような多層構造とすることで、繊維同士の間隙をより適切に形成できるため、遮蔽性を維持したまま、導電性高分子の重合液や分散液の含浸性をより高めることができる。
　多層構造とする際、例えば、セパレータとして、繊維層Ａと繊維層Ｂとからなる二層構造である場合、該繊維層Ａを構成する繊維のＣＳＦの値を０～１００ｍｌとすることで、導電性高分子の重合液や分散液の含浸性を維持しつつ、遮蔽性を高めることができる。また、該繊維層Ｂを構成する繊維のＣＳＦ値を１００ｍｌ以上５００ｍｌ以下とすることで、遮蔽性を維持しつつ、導電性高分子の重合液や分散液の含浸性を高めることができる。さらに、繊維層Ａと繊維層Ｂを構成する繊維のＣＳＦの値の差を５０～４００ｍｌの範囲とすることで、繊維層Ａ及び繊維層Ｂの界面の歪みが小さく、セパレータ内部に形成される導電性高分子層をより均一に形成することができる。
　さらに、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、紙力増強剤等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、エンボス加工等の後加工を施してもよい。
ただし、抄紙法による湿式不織布に限定するものではなく、製膜法で用いられるような、繊維分散液をキャスティングにより製膜する等の方法でも問題はない。
　そして、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た。
　以上の構成を採用した本発明の実施の形態のセパレータを用いた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は高い遮蔽性を維持したまま、導電性高分子の重合液や分散液に対して高い含浸性を有する。つまり、このセパレータを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用いることで、耐ショート性を維持したまま、ＥＳＲの低減および静電容量を向上させることができる。
〔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。
〔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。
〔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。
〔引張強さ〕
　「ＪＩＳ　Ｃ　２３００－２　『電気用セルロース紙－第２部：試験方法』　８　引張強さ及び伸び」に規定された方法でセパレータの縦方向の引張強さを測定した。
〔液滴消失時間および液滴消失時間の比〕
　セパレータの液滴消失時間は、セパレータに純水５０μｌの液滴を測定面から１０～５０ｍｍの位置から、一粒の水滴を落下させるように滴下する。この滴下された液滴がセパレータに染み込み、完全に消失するまでの時間を測定し、これを液滴消失時間とした。この測定は片側表面および反対側表面でそれぞれ行った。なお、測定中、セパレータと机面が接しないように、セパレータと机面の間に空間ができるように治具に保持して測定する。
　液滴消失時間の比の算出は、セパレータの片側表面および反対側表面の液滴消失時間の大きいほうの値を小さいほうの値で除した値をセパレータの液滴消失時間の比とした。なお、液滴消失時間の測定は、室温２０℃、相対湿度６５％環境で行った。
〔気密度〕
　「ＪＩＳ　Ｐ　８１１７　『紙および板紙‐透気度および透気抵抗度試験方法（中間領域）‐ガーレー法』」に規定された方法で、Ｂ形試験機を用いて１００ｍｌの空気が透過するのに適した時間をセパレータの透気抵抗度として測定した。但し、穴の部分の直径が６ｍｍであるアダプタを使用した。
〔平均孔径〕
　セパレータの平均孔径は、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）を求めた。なお、平均孔径の測定には試験液としてＧＡＬＷＩＣＫ（Ｐｏｒｏｕｓ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ社製）を用いた。
〔固体電解コンデンサの作製工程〕
　各実施例、各従来例のセパレータを用いて定格電圧６．３Ｖ、直径８．０ｍｍ×高さ７．０ｍｍと、定格電圧５０Ｖ、直径８．０ｍｍ×高さ１０．０ｍｍとの二種類の固体電解コンデンサを作製した。
　具体的な固体電解コンデンサの作製方法は、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、乾燥させた。
　定格電圧６．３Ｖの固体電解コンデンサの場合、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層を形成した。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層を形成した。そして、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。
〔ハイブリッド電解コンデンサの作製工程〕
　各実施例、各従来例のセパレータを用いて定格電圧１６Ｖ、直径１０．０ｍｍ×高さ１０．５ｍｍと、定格電圧８０Ｖ、直径８．０ｍｍ×高さ１０．０ｍｍとの二種類のハイブリッド電解コンデンサを作製した。
　具体的なハイブリッド電解コンデンサの作製方法は、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、乾燥させた。
　定格電圧１６Ｖのハイブリッド電解コンデンサの場合、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層を形成する。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層を形成する。そして、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。
〔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。
〔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。
〔実施例〕
　以下、本発明の実施の形態に係るセパレータの具体的な実施例等について表１乃至表４も参照して説明する。
　表１は、実施例１～７、参考例１～４、比較例１～３、従来例１～５の各セパレータの原料と配合とを示し、表２は、各セパレータ単体の評価結果を示す。また、表３は表１及び表２に示すセパレータを用いた固体電解コンデンサの性能評価結果を示し、表４は表１及び表２に示すセパレータを用いたハイブリッド電解コンデンサの性能評価結果を示す。
〔実施例１〕
　フィブリル化アラミド繊維８０質量％とフィブリル化天然セルロース繊維２０質量％とを混合したＣＳＦ値０ｍｌの原料と、フィブリル化アラミド繊維８０質量％とフィブリル化天然セルロース繊維２０質量％とを混合したＣＳＦ値４００ｍｌの原料と、を用いて円網短網抄紙し、実施例１の二層セパレータを作製した。
　完成した実施例１のセパレータの厚さは２０μｍ、密度は０．５００ｇ／ｃｍ3、引張強さは９．８Ｎ／１５ｍｍ、液滴消失時間は片側表面１７秒、反対側表面１０秒、液滴消失時間の比は１．７、気密度は２８０秒／１００ｍｌ、平均孔径は０．１μｍであった。
〔実施例２〕
　フィブリル化アラミド繊維２０質量％とフィブリル化天然セルロース繊維８０質量％とを混合したＣＳＦ値２０ｍｌの原料と、フィブリル化アラミド繊維２０質量％とフィブリル化天然セルロース繊維８０質量％とを混合したＣＳＦ値３００ｍｌの原料と、を用いて円網短網抄紙し、実施例２の二層セパレータを作製した。
　完成した実施例２のセパレータの厚さは７０μｍ、密度は０．３００ｇ／ｃｍ3、引張強さは１４．３Ｎ／１５ｍｍ、液滴消失時間は片側表面２００秒、反対側表面１５０秒、液滴消失時間の比は１．３、気密度は３５０秒／１００ｍｌ、平均孔径は０．５μｍであった。
〔実施例３〕
　フィブリル化アラミド繊維５０質量％とフィブリル化天然セルロース繊維５０質量％とを混合したＣＳＦ値４０ｍｌの原料と、フィブリル化アラミド繊維５０質量％とフィブリル化天然セルロース繊維５０質量％とを混合したＣＳＦ値２５０ｍｌの原料と、を用いて円網短網抄紙し、実施例３の二層セパレータを作製した。
　完成した実施例３のセパレータの厚さは４０μｍ、密度は０．２５０ｇ／ｃｍ3、引張強さは７．０Ｎ／１５ｍｍ、液滴消失時間は片側表面２５０秒、反対側表面２００秒、液滴消失時間の比は１．３、気密度は２００秒／１００ｍｌ、平均孔径は３．０μｍであった。
〔実施例４〕
　フィブリル化アラミド繊維３５質量％とフィブリル化天然セルロース繊維３５質量％とを混合したＣＳＦ値４０ｍｌの原料にバインダー材料としてポリビニルアルコール３０質量％を混合した原料と、フィブリル化アラミド繊維５０質量％とフィブリル化天然セルロース繊維５０質量％とを混合したＣＳＦ値２５０ｍｌの原料と、を用いて円網短網抄紙し、実施例４の二層セパレータを作製した。
　完成した実施例４のセパレータの厚さは３５μｍ、密度は０．６００ｇ／ｃｍ3、引張強さは１２．５Ｎ／１５ｍｍ、液滴消失時間は片側表面３５０秒、反対側表面２００秒、液滴消失時間の比は１．８、気密度は５０秒／１００ｍｌ、平均孔径は１５．０μｍであった。
〔実施例５〕
　フィブリル化アラミド繊維４０質量％とフィブリル化天然セルロース繊維６０質量％とを混合したＣＳＦ値６０ｍｌの原料と、フィブリル化アラミド繊維６０質量％とフィブリル化天然セルロース繊維４０質量％とを混合したＣＳＦ値２００ｍｌの原料と、を用いて円網短網抄紙し、実施例５の二層セパレータを作製した。
　完成した実施例５のセパレータの厚さは６０μｍ、密度は０．２００ｇ／ｃｍ3、引張強さは１１．７Ｎ／１５ｍｍ、液滴消失時間は片側表面１５０秒、反対側表面１５０秒、液滴消失時間の比は１．０、気密度は１０秒／１００ｍｌ、平均孔径は１３．０μｍであった。
〔実施例６〕
フィブリル化アラミド繊維３０質量％とフィブリル化天然セルロース繊維７０質量％とを混合したＣＳＦ値８０ｍｌの原料と、フィブリル化アラミド繊維７０質量％とフィブリル化天然セルロース繊維３０質量％とを混合したＣＳＦ値２５０ｍｌの原料と、を用いて円網短網抄紙し、実施例６の二層セパレータを作製した。
　完成した実施例６のセパレータの厚さは３０μｍ、密度は０．４００ｇ／ｃｍ3、引張強さは１３．１Ｎ／１５ｍｍ、液滴消失時間は片側表面１２０秒、反対側表面８０秒、液滴消失時間の比は１．５、気密度は２５０秒／１００ｍｌ、平均孔径は１．０μｍであった。
〔実施例７〕
　フィブリル化アラミド繊維２０質量％とフィブリル化天然セルロース繊維８０質量％とを混合したＣＳＦ値１００ｍｌの原料と、フィブリル化アラミド繊維８０質量％とフィブリル化天然セルロース繊維２０質量％とを混合したＣＳＦ値１５０ｍｌの原料と、を用いて円網短網抄紙し、実施例７の二層セパレータを作製した。
　完成した実施例７のセパレータの厚さは５０μｍ、密度は０．３５０ｇ／ｃｍ3、引張強さは１０．５Ｎ／１５ｍｍ、液滴消失時間は片側表面１００秒、反対側表面５０秒、液滴消失時間の比は２．０、気密度は１５０秒／１００ｍｌ、平均孔径は１０．０μｍであった。
〔参考例１〕
　フィブリル化アラミド繊維質量８０％とフィブリル化天然セルロース繊維２０質量％とを混合したＣＳＦ値０ｍｌの原料と、フィブリル化アラミド繊維８０質量％とフィブリル化天然セルロース繊維２０質量％とを混合したＣＳＦ値５０ｍｌの原料と、を用いて円網短網抄紙し、参考例１の二層セパレータを作製した。
　完成した参考例１のセパレータの厚さは３０μｍ、密度は０．３００ｇ／ｃｍ3、引張強さは１２．０Ｎ／１５ｍｍ、液滴消失時間は片側表面２８０秒、反対側表面２５０秒、液滴消失時間の比は１．１、気密度は４００秒／１００ｍｌ、平均孔径は０．５μｍであった。
〔参考例２〕
　フィブリル化アラミド繊維質量２０％とフィブリル化天然セルロース繊維８０質量％とを混合したＣＳＦ値０ｍｌの原料と、フィブリル化アラミド繊維２０質量％とフィブリル化天然セルロース繊維８０質量％とを混合したＣＳＦ値５０ｍｌの原料と、を用いて円網短網抄紙し、参考例２の二層セパレータを作製した。
　完成した参考例２のセパレータの厚さは５０μｍ、密度は０．３５０ｇ／ｃｍ3、引張強さは１６．０Ｎ／１５ｍｍ、液滴消失時間は片側表面３３０秒、反対側表面３００秒、液滴消失時間の比は１．１、気密度は３４０秒／１００ｍｌ、平均孔径は０．０８μｍであった。
〔参考例３〕
　フィブリル化アラミド繊維２０質量％とフィブリル化天然セルロース繊維８０質量％とを混合したＣＳＦ値２００ｍｌの原料と、フィブリル化アラミド繊維２０質量％とフィブリル化天然セルロース繊維８０質量％とを混合したＣＳＦ値５００ｍｌの原料と、を用いて円網短網抄紙し、参考例３の二層セパレータを作製した。
　完成した参考例３のセパレータの厚さは３５μｍ、密度は０．５００ｇ／ｃｍ3、引張強さは９．９Ｎ／１５ｍｍ、液滴消失時間は片側表面５０秒、反対側表面４０秒、液滴消失時間の比は１．３、気密度は１５秒／１００ｍｌ、平均孔径は１８．０μｍであった。
〔参考例４〕
　フィブリル化アラミド繊維８０質量％とフィブリル化天然セルロース繊維２０質量％とを混合したＣＳＦ値２００ｍｌの原料と、フィブリル化アラミド繊維８０質量％とフィブリル化天然セルロース繊維２０質量％とを混合したＣＳＦ値５００ｍｌの原料と、を用いて円網短網抄紙し、参考例４の二層セパレータを作製した。
　完成した参考例４のセパレータの厚さは４０μｍ、密度は０．４００ｇ／ｃｍ3、引張強さは８．５Ｎ／１５ｍｍ、液滴消失時間は片側表面１２０秒、反対側表面１００秒、液滴消失時間の比は１．２、気密度は５秒／１００ｍｌ、平均孔径は１４．０μｍであった。
〔比較例１〕
　フィブリル化アラミド繊維１０質量％とフィブリル化天然セルロース繊維９０質量％とを混合したＣＳＦ値３００ｍｌの原料と、フィブリル化アラミド繊維１０質量％とフィブリル化天然セルロース繊維９０質量％とを混合したＣＳＦ値６００ｍｌの原料とを用いて円網短網抄紙し、比較例１の二層セパレータを作製した。
　完成した比較例１のセパレータの厚さは５０μｍ、密度は０．３００ｇ／ｃｍ3、引張強さは１０．５Ｎ／１５ｍｍ、液滴消失時間は片側表面１０秒、反対側表面７秒、液滴消失時間の比は１．４、気密度は１２秒／１００ｍｌ、平均孔径は１７．０μｍであった。
〔比較例２〕
　フィブリル化アラミド繊維３０質量％とフィブリル化天然セルロース繊維３０質量％とを混合したＣＳＦ値０ｍｌの原料にバインダー材料としてポリビニルアルコール４０質量％を混合した原料と、フィブリル化アラミド繊維５０質量％とフィブリル化天然セルロース繊維５０質量％とを混合したＣＳＦ値５０ｍｌの原料と、を用いて円網短網抄紙し、比較例２の二層セパレータを作製した。
　完成した比較例２のセパレータの厚さは４０μｍ、密度は０．３５０ｇ／ｃｍ3、引張強さは１６．８Ｎ／１５ｍｍ、液滴消失時間は片側表面４００秒、反対側表面２２０秒、液滴消失時間の比は１．８、気密度は１１０秒／１００ｍｌ、平均孔径は０．０９μｍであった。
〔比較例３〕
　フィブリル化アラミド繊維９０質量％とフィブリル化天然セルロース繊維１０質量％とを混合したＣＳＦ値５０ｍｌの原料と、フィブリル化アラミド繊維９０質量％とフィブリル化天然セルロース繊維１０質量％とを混合したＣＳＦ値５００ｍｌの原料と、を用いて円網短網抄紙し、比較例３の二層セパレータを作製した。
　完成した比較例３のセパレータの厚さは３０μｍ、密度は０．４００ｇ／ｃｍ3、引張強さは５．８Ｎ／１５ｍｍ、液滴消失時間は片側表面２４０秒、反対側表面８０秒、液滴消失時間の比は３．０、気密度は９秒／１００ｍｌ、平均孔径は１１．０μｍであった。
〔従来例１〕
　特許文献１の実施例３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、従来例１のセパレータとした。
　従来例１のセパレータは、フィブリル化天然セルロース繊維１００質量％（ＣＳＦ値０ｍｌ）の原料と、フィブリル化天然セルロース繊維１００質量％（ＣＳＦ値７００ｍｌ）の原料と、からなる長網円網二層セパレータであり、厚さは５０μｍ、密度は０．６３９ｇ／ｃｍ3、引張強さは５５．０Ｎ／１５ｍｍ、液滴消失時間は片側表面１１００秒、反対側表面６０秒、液滴消失時間の比は１８．３、であった。なお、気密度、平均孔径は、セパレータの緻密性が非常に高く、測定できなかった。
〔従来例２〕
　特許文献２の実施例７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、従来例２のセパレータとした。
　従来例２のセパレータは、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維１００質量％（ＣＳＦ値２００ｍｌ＊ＣＳＦ値が一旦０ｍｌまで低下した後、上昇した値）の原料と、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維１００質量％（ＣＳＦ値１００ｍｌ）の原料と、からなる長網円網二層セパレータであり、厚さは４０μｍ、密度は０．４００ｇ／ｃｍ3、引張強さは１２．７Ｎ／１５ｍｍ、液滴消失時間は片側表面１６０秒、反対側表面６０秒、液滴消失時間の比は２．７、気密度は２００秒／１００ｍｌ、平均孔径は０．５μｍであった。
〔従来例３〕
　特許文献３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、従来例３のセパレータとした。
　従来例３のセパレータは、アクリル短繊維９９．５質量％とフィブリル化セルロース繊維０．５質量％とを混合したＣＳＦ値６００ｍｌの原料からなる円網一層セパレータであり、厚さは４０μｍ、密度は０．３００ｇ／ｃｍ3、引張強さは８．５Ｎ／１５ｍｍ、液滴消失時間は片側表面６秒、反対側表面５秒、液滴消失時間の比は１．２、気密度は２秒／１００ｍｌ、平均孔径は１６．０μｍであった。
〔従来例４〕
　特許文献４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、従来例４のセパレータとした。
　従来例４のセパレータは、ＰＥＴ繊維１００質量％の原料からなる湿式法による単層セパレータであり、厚さは４０μｍ、密度は０．６３０ｇ／ｃｍ3、引張強さは１７．６Ｎ／１５ｍｍ、液滴消失時間は片側表面８秒、反対側表面７秒、液滴消失時間の比は１．１、気密度は１．０秒／１００ｍｌ、平均孔径は１７．０μｍであった。
〔従来例５〕
　特許文献５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、従来例５のセパレータとした。
　従来例５のセパレータは、メルトブロウン法により紡糸したＰＥＴ繊維層Ａにスパンボンド法により紡糸したＰＥＴ繊維層Ｂを積層し、更に、メルトブロウン法により紡糸したＰＥＴ繊維層Ａを積層したＰＥＴ繊維１００％からなる乾式法による三層セパレータであり、厚さは３９μｍ、密度は０．５１０ｇ／ｃｍ3、引張強さは２４．０Ｎ／１５ｍｍ、液滴消失時間は片側表面９秒、反対側表面８秒、液滴消失時間の比は１．１、気密度は２．０秒／１００ｍｌ、平均孔径は６．７μｍであった。
　表１は、実施例１～７、参考例１～４、比較例１～３、従来例１～５の各セパレータの原料と配合とを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表２は、各セパレータ単体の評価結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　上記の各実施例、各参考例、各比較例、各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は、低電圧用の定格電圧６．３Ｖの固体電解コンデンサと、高電圧用の定格電圧５０Ｖの固体電解コンデンサとである。また、上記の各実施例、各参考例、各比較例、各従来例のセパレータを用いて作製し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のコンデンサと、高電圧用の定格電圧８０Ｖのコンデンサとを作製した。
　以下、各実施例、各参考例、各比較例、各従来例について、評価結果を詳細に説明する。
〔実施例１〕
　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は、ＥＳＲ９ｍΩ、静電容量７２０μＦ、ショート不良率０．０％であった。定格電圧５０Ｖの固体電解コンデンサは、ＥＳＲ１３ｍΩ、静電容量５５μＦ、ショート不良率０．０％であった。
　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は、ＥＳＲ１０ｍΩ、静電容量４１５μＦ、ショート不良率０．０％であった。定格電圧８０Ｖのハイブリッド電解コンデンサは、ＥＳＲ１８ｍΩ、静電容量４０μＦ、ショート不良率０．０％であった。
〔実施例２〕
　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は、ＥＳＲ１２ｍΩ、静電容量６７５μＦ、ショート不良率０．０％であった。定格電圧５０Ｖの固体電解コンデンサは、ＥＳＲ１７ｍΩ、静電容量５１μＦ、ショート不良率０．０％であった。
　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は、ＥＳＲ１３ｍΩ、静電容量３７５μＦ、ショート不良率０．０％であった。定格電圧８０Ｖのハイブリッド電解コンデンサは、ＥＳＲ２３ｍΩ、静電容量３８μＦ、ショート不良率０．０％であった。
〔実施例３〕
　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は、ＥＳＲ１４ｍΩ、静電容量６３０μＦ、ショート不良率０．０％であった。定格電圧５０Ｖの固体電解コンデンサは、ＥＳＲ２０ｍΩ、静電容量４８μＦ、ショート不良率０．０％であった。
　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は、ＥＳＲ１６ｍΩ、静電容量３６０μＦ、ショート不良率０．０％であった。定格電圧８０Ｖのハイブリッド電解コンデンサは、ＥＳＲ２８ｍΩ、静電容量３５μＦ、ショート不良率０．０％であった。
〔実施例４〕
　実施例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は、ＥＳＲ１６ｍΩ、静電容量５８５μＦ、ショート不良率０．０％であった。定格電圧５０Ｖの固体電解コンデンサは、ＥＳＲ２３ｍΩ、静電容量４４μＦ、ショート不良率０．０％であった。
　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は、ＥＳＲ１８ｍΩ、静電容量３２５μＦ、ショート不良率０．０％であった。定格電圧８０Ｖのハイブリッド電解コンデンサは、ＥＳＲ３２ｍΩ、静電容量３３μＦ、ショート不良率０．０％であった。
〔実施例５〕
　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は、ＥＳＲ１０ｍΩ、静電容量７２０μＦ、ショート不良率０．０％であった。定格電圧５０Ｖの固体電解コンデンサは、ＥＳＲ１３ｍΩ、静電容量５４μＦ、ショート不良率０．０％であった。
　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は、ＥＳＲ９ｍΩ、静電容量４００μＦ、ショート不良率０．０％であった。定格電圧８０Ｖのハイブリッド電解コンデンサは、ＥＳＲ１９ｍΩ、静電容量４１μＦ、ショート不良率０．０％であった。
〔実施例６〕
　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は、ＥＳＲ１４ｍΩ、静電容量６３０μＦ、ショート不良率０．０％であった。定格電圧５０Ｖの固体電解コンデンサは、ＥＳＲ２０ｍΩ、静電容量４９μＦ、ショート不良率０．０％であった。
　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は、ＥＳＲ１６ｍΩ、静電容量３５０μＦ、ショート不良率０．０％であった。定格電圧８０Ｖのハイブリッド電解コンデンサは、ＥＳＲ２７ｍΩ、静電容量３６μＦ、ショート不良率０．０％であった。
〔実施例７〕
　実施例７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、ＥＳＲ１６ｍΩ、静電容量５８５μＦ、ショート不良率０．０％であった。定格電圧５０Ｖの固体電解コンデンサは、ＥＳＲ２３ｍΩ、静電容量４４μＦ、ショート不良率０．０％であった。
　実施例７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は、ＥＳＲ１８ｍΩ、静電容量３２５μＦ、ショート不良率０．０％であった。定格電圧８０Ｖのハイブリッド電解コンデンサは、ＥＳＲ３２ｍΩ、静電容量３３μＦ、ショート不良率０．０％であった。
〔参考例１〕
　参考例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は、ＥＳＲ１７ｍΩ、静電容量５６３μＦ、ショート不良率０．０％であった。定格電圧５０Ｖの固体電解コンデンサは、ＥＳＲ２５ｍΩ、静電容量４３μＦ、ショート不良率０．０％であった。
　参考例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は、ＥＳＲ２１ｍΩ、静電容量３１３μＦ、ショート不良率０．０％であった。定格電圧８０Ｖのハイブリッド電解コンデンサは、ＥＳＲ３４ｍΩ、静電容量３１μＦ、ショート不良率０．０％であった。
〔参考例２〕
　参考例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は、ＥＳＲ１８ｍΩ、静電容量５４０μＦ、ショート不良率０．０％であった。定格電圧５０Ｖの固体電解コンデンサは、ＥＳＲ２５ｍΩ、静電容量４２μＦ、ショート不良率０．０％であった。
　参考例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は、ＥＳＲ２１ｍΩ、静電容量３１０μＦ、ショート不良率０．０％であった。定格電圧８０Ｖのハイブリッド電解コンデンサは、ＥＳＲ３５ｍΩ、静電容量３０μＦ、ショート不良率０．０％であった。
〔参考例３〕
　参考例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は、ＥＳＲ１３ｍΩ、静電容量６５０μＦ、ショート不良率０．１％であった。定格電圧５０Ｖの固体電解コンデンサは、ＥＳＲ１９ｍΩ、静電容量５０μＦ、ショート不良率０．２％であった。
　参考例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は、ＥＳＲ１５ｍΩ、静電容量３６０μＦ、ショート不良率０．１％であった。定格電圧８０Ｖのハイブリッド電解コンデンサは、ＥＳＲ２５ｍΩ、静電容量３６μＦ、ショート不良率０．１％であった。
〔参考例４〕
　参考例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は、ＥＳＲ１４ｍΩ、静電容量６６０μＦ、ショート不良率０．２％であった。定格電圧５０Ｖの固体電解コンデンサは、ＥＳＲ２０ｍΩ、静電容量５１μＦ、ショート不良率０．１％であった。
　参考例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は、ＥＳＲ１３ｍΩ、静電容量３５５μＦ、ショート不良率０．１％であった。定格電圧８０Ｖのハイブリッド電解コンデンサは、ＥＳＲ２６ｍΩ、静電容量３６μＦ、ショート不良率０．１％であった。
〔比較例１〕
　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は、ＥＳＲ２０ｍΩ、静電容量５００μＦ、ショート不良率０．３％であった。定格電圧５０Ｖの固体電解コンデンサは、ＥＳＲ２９ｍΩ、静電容量３９μＦ、ショート不良率０．４％であった。
　比較例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は、ＥＳＲ２２ｍΩ、静電容量２９０μＦ、ショート不良率０．４％であった。定格電圧８０Ｖのハイブリッド電解コンデンサは、ＥＳＲ３８ｍΩ、静電容量２８μＦ、ショート不良率０．３％であった。
〔比較例２〕
　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は、ＥＳＲ２１ｍΩ、静電容量５０５μＦ、ショート不良率０．０％であった。定格電圧５０Ｖの固体電解コンデンサは、ＥＳＲ２８ｍΩ、静電容量３８μＦ、ショート不良率０．０％であった。
　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は、ＥＳＲ２３ｍΩ、静電容量２９２μＦ、ショート不良率０．０％であった。定格電圧８０Ｖのハイブリッド電解コンデンサは、ＥＳＲ３７ｍΩ、静電容量２８μＦ、ショート不良率０．０％であった。
〔比較例３〕
　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は、ＥＳＲ２０ｍΩ、静電容量５００μＦ、ショート不良率０．５％であった。定格電圧５０Ｖの固体電解コンデンサは、ＥＳＲ２８ｍΩ、静電容量３８μＦ、ショート不良率０．４％であった。
　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は、ＥＳＲ２２ｍΩ、静電容量２９０μＦ、ショート不良率０．４％であった。定格電圧８０Ｖのハイブリッド電解コンデンサは、ＥＳＲ３８ｍΩ、静電容量２８μＦ、ショート不良率０．５％であった。
〔従来例１〕
　従来例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は、ＥＳＲ２４ｍΩ、静電容量４５０μＦ、ショート不良率０．７％であった。定格電圧５０Ｖの固体電解コンデンサは、ＥＳＲ３３ｍΩ、静電容量３４μＦ、ショート不良率０．８％であった。
　従来例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は、ＥＳＲ２６ｍΩ、静電容量２５０μＦ、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は、ＥＳＲ４５ｍΩ、静電容量２５μＦ、ショート不良率０．８％であった。
〔従来例２〕
　従来例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は、ＥＳＲ２３ｍΩ、静電容量４９５μＦ、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は、ＥＳＲ３１ｍΩ、静電容量３５μＦ、ショート不良率０．６％であった。
　従来例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は、ＥＳＲ２５ｍΩ、静電容量２７５μＦ、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は、ＥＳＲ４１ｍΩ、静電容量２６μＦ、ショート不良率０．７％であった。
〔従来例３〕
　従来例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は、ＥＳＲ２３ｍΩ、静電容量４８０μＦ、ショート不良率０．３％であった。定格電圧５０Ｖの固体電解コンデンサは、ＥＳＲ３０ｍΩ、静電容量３６μＦ、ショート不良率０．３％であった。
　従来例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は、ＥＳＲ２５ｍΩ、静電容量２７５μＦ、ショート不良率０．４％であった。定格電圧８０Ｖのハイブリッド電解コンデンサは、ＥＳＲ４１ｍΩ、静電容量２５μＦ、ショート不良率０．３％であった。
〔従来例４〕
　従来例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は、ＥＳＲ２２ｍΩ、静電容量４９５μＦ、ショート不良率０．４％であった。定格電圧５０Ｖの固体電解コンデンサは、ＥＳＲ３１ｍΩ、静電容量３７μＦ、ショート不良率０．３％であった。
　従来例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は、ＥＳＲ２５ｍΩ、静電容量２８０μＦ、ショート不良率０．３％であった。定格電圧８０Ｖのハイブリッド電解コンデンサは、ＥＳＲ４１ｍΩ、静電容量２５μＦ、ショート不良率０．３％であった。
〔従来例５〕
　従来例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は、ＥＳＲ２２ｍΩ、静電容量５１８μＦ、ショート不良率０．３％であった。定格電圧５０Ｖの固体電解コンデンサは、ＥＳＲ３０ｍΩ、静電容量３８μＦ、ショート不良率０．４％であった。
　従来例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は、ＥＳＲ２４ｍΩ、静電容量２８８μＦ、ショート不良率０．３％であった。定格電圧８０Ｖのハイブリッド電解コンデンサは、ＥＳＲ４０ｍΩ、静電容量２７μＦ、ショート不良率０．４％であった。
　表３は、固体電解コンデンサの性能評価結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表４は、ハイブリッド電解コンデンサの性能評価結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　表３および表４より、実施例１～７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９～１６ｍΩと低く、静電容量が５８５～７２０μＦと高く、ショート不良率が０．０％と低いことがわかる。また、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１３～２３ｍΩと低く、静電容量が４４～５５μＦと高く、ショート不良率が０．０％と低いことがわかる。
　さらに、同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も、ＥＳＲが９～１８ｍΩと低く、静電容量が３２５～４１５μＦと高く、ショート不良率が０．０％と低い。さらにまた、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が１８～３２ｍΩと低く、静電容量が３３～４１μＦと高く、ショート不良率が０．０％と低い。
　実施例１～７のセパレータは、片側表面および反対側表面の液滴消失時間１０～３５０秒、液滴消失時間の比が１．０～２．０であった。このことから、本実施の形態のセパレータは、セパレータを構成する繊維同士の間隙を適切に形成できるため、遮蔽性を維持したまま、導電性高分子の重合液や分散液の含浸性を高めることができる。このため、セパレータとして、耐ショート性を維持したまま、ＥＳＲの低減および静電容量を向上させることが可能となる。
　参考例１のセパレータを用いた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の性能は、各実施例の性能と比較して、ＥＳＲが若干高く、静電容量が若干低くなっている。これは、参考例１のセパレータの気密度が４００秒／１００ｍｌと高く、セパレータが過度に緻密であるため、導電性高分子の重合液や分散液の含浸性が低下したことが原因であると考えられる。参考例１と実施例２との比較から、セパレータの気密度は３５０秒／１００ｍｌ以下が好ましいとわかる。
　参考例２のセパレータを用いた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の性能は、各実施例の性能と比較して、ＥＳＲが若干高く、静電容量が若干低くなっている。これは、参考例２のセパレータの平均孔径が０．０８μｍと小さく、セパレータが過度に緻密であるため、導電性高分子の重合液や分散液の含浸性が低下したことが原因であると考えられる。参考例２と実施例１との比較から、セパレータの平均孔径は０．１μｍ以上が好ましいとわかる。
　参考例３のセパレータを用いた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の性能は、各実施例の性能と比較して、ショート不良率が若干高くなっている。これは、参考例３のセパレータの平均孔径が１８．０μｍと大きく、セパレータの緻密性が不足し、電極箔のバリ等がセパレータを貫通しやすくなったことが原因であると考えられる。参考例３と実施例４との比較から、セパレータの平均孔径は１５．０μｍ以下が好ましいとわかる。
　参考例４のセパレータを用いた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の性能は、各実施例の性能と比較して、ショート不良率が若干高くなっている。これは、参考例３のセパレータの気密度５秒／１００ｍｌと低く、セパレータの緻密性が不足し、電極箔のバリ等がセパレータを貫通しやすくなったことが原因であると考えられる。参考例４と実施例５との比較から、セパレータの気密度は１０秒／１００ｍｌ以上が好ましいとわかる。
　比較例１のセパレータを用いた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の性能は、各実施例の性能と比較して、ＥＳＲが高く、静電容量が低くなっている。これは、比較例１のセパレータの液滴消失時間が７秒と短く、セパレータを構成する繊維同士の間隙が過剰に広く、導電性高分子の重合液や分散液の含浸時に毛細管現象が働きにくくなり、濡れ広がり性が悪化し、含浸ムラが生じ、電子伝導経路となる導電性高分子層が均一に形成されなかったことが原因であると考えられる。比較例１と実施例１との比較から、セパレータの液滴消失時間は１０秒以上が好ましいとわかる。
　さらに、比較例１のセパレータを用いた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の性能は、各実施例の性能と比較して、ショート不良率が高くなっている。これは、比較例１のセパレータの平均孔径が１７．０μｍと大きく、セパレータの緻密性が不足し、電極箔のバリ等がセパレータを貫通しやすくなったことが原因であると考えられる。
　比較例２のセパレータを用いた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の性能は、各実施例の性能と比較して、ＥＳＲが高く、静電容量が低くなっている。これは、比較例２のセパレータの液滴消失時間が４００秒と長く、セパレータを構成する繊維同士の間隙が過度に緻密であるため、導電性高分子の重合液や分散液がセパレータに含浸されず、電子伝導経路となる導電性高分子層を形成することができなかったことが原因であると考えられる。比較例２と実施例４との比較から、セパレータの液滴消失時間は３５０秒以下が好ましいとわかる。
　比較例３のセパレータを用いた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の性能は、各実施例の性能と比較して、ＥＳＲが高く、静電容量が低くなっている。これは、比較例３のセパレータの液滴消失時間の比が３．０と高く、セパレータ表面およびセパレータ内部を構成する繊維同士の間隙が疎らになり、セパレータ全体としての均質性が低く、導電性高分子の重合液や分散液の含浸ムラが生じ、電子伝導経路となる導電性高分子層が均一に形成されなかったことが原因であると考えられる。比較例３と実施例７の比較から、セパレータの液滴消失時間の比は２．０以下が好ましいとわかる。
さらに、比較例３のセパレータを用いた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の性能は、各実施例の性能と比較して、ショート不良率が高くなっている。これは、比較例３のセパレータの気密度が９秒／１００ｍｌ、引張強さが５．８Ｎ／１５ｍｍと低く、セパレータの緻密性が不足したことやセパレータの強度不足によって、電極箔のバリ等がセパレータを貫通しやすくなったことが原因であると考えられる。比較例３と実施例３との比較から、セパレータの引張強さは７．０Ｎ／１５ｍｍ以上が好ましいとわかる。
　従来例１のセパレータを用いた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の性能と各実施例の性能を比較すると、各実施例はＥＳＲが低く、静電容量が高くなっている。これは、従来例１のセパレータは、セパレータの片側表面の液滴消失時間が１１００秒と長いことから、従来例１のセパレータは繊維同士の間隙が過度に緻密であり、導電性高分子の重合液や分散液の含浸性が悪く、電子伝導経路となる導電性高分子層を形成できないことが考えられる。
　また、液滴消失時間の比が１８．３と高いため、セパレータ全体としての均質性が低く、導電性高分子の重合液や分散液の含浸ムラが生じ、電子伝導経路となる導電性高分子層が均一に形成されないことが考えられる。このため、従来例１のセパレータでは、ＥＳＲの低減および静電容量を向上できなかった。
　さらに、従来例１のセパレータを用いた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の性能と各実施例の性能を比較すると、各実施例はショート不良率が低くなっている。これは、従来例１のセパレータは、フィブリル化天然セルロース繊維のみでセパレータが構成されているため、セルロース繊維が酸性条件下において徐々に分解されるため、セパレータの機械的強度が低下し、電極箔のバリ等がセパレータを貫通しやすくなり、ショート不良率が高くなったと考えられる。
　従来例２のセパレータを用いた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の性能と各実施例の性能を比較すると、各実施例はＥＳＲが低く、静電容量が高くなっている。これは、従来例２のセパレータは、液滴消失時間の比が２．７と高いため、セパレータ全体としての均質性が低く、導電性高分子の重合液や分散液の含浸ムラが生じ、電子伝導経路となる導電性高分子層が均一に形成されないことが考えられる。このため、従来例２のセパレータでは、ＥＳＲの低減および静電容量を向上できなかった。
　さらに、従来例２のセパレータを用いた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の性能と各実施例の性能を比較すると、各実施例はショート不良率が低くなっている。これは、従来例２のセパレータは、再生セルロース繊維のみでセパレータが構成されているため、再生セルロース繊維が酸性条件下において徐々に分解されるため、セパレータの機械的強度が低下し、電極箔のバリ等がセパレータを貫通しやすくなり、ショート不良率が高くなったと考えられる。
　従来例３のセパレータを用いた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の性能と各実施例の性能を比較すると、各実施例はＥＳＲが低く、静電容量が高くなっている。これは、従来例３のセパレータは、セパレータの片側表面の液滴消失時間が６秒、反対側表面の液滴消失時間が５秒と短いため、繊維同士の間隙が過剰に広く、含浸時に毛細管現象が働きにくくなり、濡れ広がり性が悪化したことで、導電性高分子の重合液や分散液の含浸ムラが生じ、電子伝導経路となる導電性高分子層が均一に形成されなかったと考えられる。このため、従来例３のセパレータでは、ＥＳＲの低減および静電容量を向上できなかった。
　さらに、従来例３のセパレータを用いた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と各実施例の性能を比較すると、各実施例はショート不良率が低くなっている。これは、従来例３のセパレータは、セパレータを構成する繊維として非フィブリル化繊維である合成短繊維が用いられているため、セパレータの緻密性が低く、電極箔のバリ等がセパレータを貫通しやすくなり、ショート不良率が高くなったと考えられる。
　従来例４のセパレータを用いた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の性能と各実施例の性能を比較すると、各実施例はＥＳＲが低く、静電容量が高くなっている。これは、従来例４のセパレータは、セパレータの片側表面の液滴消失時間が８秒、反対側表面の液滴消失時間が７秒と短いため、繊維同士の間隙が過剰に広く、含浸時に毛細管現象が働きにくくなり、濡れ広がり性が悪化したことで、導電性高分子の重合液や分散液の含浸ムラが生じ、電子伝導経路となる導電性高分子層が均一に形成されなかったと考えられる。このため、従来例４のセパレータでは、ＥＳＲの低減および静電容量を向上できなかった。
　さらに、従来例４のセパレータを用いた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と各実施例の性能を比較すると、各実施例はショート不良率が低くなっている。これは、従来例４のセパレータは、非フィブリル化繊維である合成短繊維のみでセパレータが構成されているため、セパレータの緻密性が低く、電極箔のバリ等がセパレータを貫通しやすくなり、ショート不良率が高くなったと考えられる。
　従来例５のセパレータを用いた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の性能と各実施例の性能を比較すると、各実施例はＥＳＲが低く、静電容量が高くなっている。これは、従来例５のセパレータは、セパレータの片側表面の液滴消失時間が９秒、反対側表面の液滴消失時間が８秒と短いため、繊維同士の間隙が過剰に広く、含浸時に毛細管現象が働きにくくなり、濡れ広がり性が悪化したことで、導電性高分子の重合液や分散液の含浸ムラが生じ、電子伝導経路となる導電性高分子層が均一に形成されなかったと考えられる。このため、従来例５のセパレータでは、ＥＳＲの低減および静電容量を向上できなかった。
　さらに、従来例５のセパレータを用いた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と各実施例の性能を比較すると、各実施例はショート不良率が低くなっている。これは、従来例５のセパレータは、長繊維で構成される乾式不織布であり、湿式不織布と比較し、セパレータの地合いが悪いため、電極箔のバリ等がセパレータを貫通しやすくなり、ショート不良率が高くなったと考えられる。
　実施例１～４の比較から、セパレータの片側表面および反対側表面の液滴消失時間は、１０～３５０秒の範囲が好ましく、より好ましくは１０～２５０秒の範囲、さらに好ましくは１０～２００秒の範囲であることがわかる。
　また、実施例５～７の比較から、液滴消失時間の比は１．０～２．０の範囲が好ましく、より好ましくは１．０～１．５の範囲であることがわかる。
　以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、合成繊維を含有したセパレータであって、セパレータの片側表面および反対側表面の液滴消失時間を１０～３５０秒、液滴消失時間の比を１．０～２．０に制御することで、セパレータを構成する繊維同士の間隙を適切に形成することができるため、セパレータに高い遮蔽性を維持したまま、導電性高分子の重合液や分散液の含浸性を高めることができる。本発明のセパレータを用いることによって、高い耐ショート性を維持したまま、ＥＳＲの低減および静電容量の向上を実現したアルミニウム電解コンデンサとすることができる。

Claims (8)

  1. 　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、
    　合成繊維を含有し、片側表面および反対側表面の液滴消失時間が１０～３５０秒、液滴消失時間の比が１．０～２．０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。
  2. 　気密度が１０～３５０秒／１００ｍｌ、平均孔径が０．１～１５．０μｍであることを特徴とする請求項１記載のアルミニウム電解コンデンサ用セパレータ。
  3. 　前記合成繊維は、ポリアミド繊維であることを特徴とする請求項１記載のアルミニウム電解コンデンサ用セパレータ。
  4. 　前記ポリアミド繊維は、フィブリル化ポリアミド繊維であることを特徴とする請求項３記載のアルミニウム電解コンデンサ用セパレータ。
  5. 　前記合成繊維は、フィブリル化繊維のみからなることを特徴とする請求項１乃至請求項４記載のアルミニウム電解コンデンサ用セパレータ。
  6. 　前記合成繊維は、フィブリル化ポリアミド繊維を２０～８０質量％含有し、かつ、フィブリル化天然セルロース繊維を２０～８０質量％含有することを特徴とする請求項１乃至請求項５記載のアルミニウム電解コンデンサ用セパレータ。
  7. 　請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の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。
  8. 　陰極材料に導電性高分子を用いたことを特徴とする請求項７記載のアルミニウム電解コンデンサ。
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