JP2010114173A - Separator and solid electrolytic capacitor using the same - Google Patents

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正明 柳瀬
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弘倫 熊岡
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a highly reliable capacitor by improving the heat resistance (dimension stability by heating for instance) of a separator and the hygroscopicity of the separator. <P>SOLUTION: The particles of an inorganic substance such as anhydrous aluminum silicate, silicon nitride, zirconia or titanium oxide are mixed only in the sheath portion of core-in-sheath structure fibers such as synthetic fibers or cellulose having a core-in-sheath structure configuring the separator at least for 1.5 wt.% or more to the weight of the separator, and at least one of the mixed core-in-sheath fibers is mixed so as to be at least 30 wt.% to the weight of the separator. For the inorganic substance particles mixed in the sheath part, it is desirable that the average particle size is 0.01-1.0 μm. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、固体電解コンデンサの陽極箔と陰極箔との間に介在し、例えば電解質として導電性高分子を保持可能なセパレータ、及び該セパレータを用いた固体電解コンデンサに関するものである。   The present invention relates to a separator that is interposed between an anode foil and a cathode foil of a solid electrolytic capacitor and can hold, for example, a conductive polymer as an electrolyte, and a solid electrolytic capacitor using the separator.

一般的な巻回型アルミ電解コンデンサは、陽極アルミ箔と陰極アルミ箔との間にセパレータを介在させて巻付け形成してコンデンサ素子を作成し、このコンデンサ素子を液状の電解液中に浸漬して電解質を含浸させ、封口して製作していた。   A typical wound aluminum electrolytic capacitor is formed by winding a separator between an anode aluminum foil and a cathode aluminum foil to form a capacitor element, and the capacitor element is immersed in a liquid electrolyte. It was manufactured by impregnating the electrolyte and sealing it.

電解液としては通常エチレングリコール(EG)、ジメチルホルムアミド(DMF)又はγ−ブチロラクトン(GBL)等を溶媒とし、これらの溶媒に硼酸やアジピン酸アンモニウム、マレイン酸水素アンモニウム等の溶質を溶解したものを用いてコンデンサ素子の両端から浸透させて製造している。   As an electrolytic solution, a solution in which solutes such as boric acid, ammonium adipate, and ammonium hydrogen maleate are dissolved in ethylene glycol (EG), dimethylformamide (DMF), or γ-butyrolactone (GBL) as a solvent is usually used. It is manufactured by infiltrating from both ends of the capacitor element.

近年、デジタル化された業務用及び民生用の各種電子機器は動作周波数の高速化が飛躍的に進み、又電子機器全体としての省電力化も強く求められている。そこで、これらの電子機器を構成する部品である電解コンデンサにも動作周波数の高速化及び省電力化のために、インピーダンス特性、特に等価直列抵抗(以下「ESR」と称する。)の低いものが求められている。   In recent years, digitalized commercial and consumer electronic devices have dramatically increased the operating frequency, and there is a strong demand for power saving as a whole electronic device. Therefore, electrolytic capacitors that are components constituting these electronic devices are also required to have low impedance characteristics, particularly equivalent series resistance (hereinafter referred to as “ESR”), in order to increase the operating frequency and save power. It has been.

具体的には電子機器に内蔵されているコンピュータ(CPU)の高速化に伴い、高周波域でのESRの低減が求められており、例えば定格電圧4V、定格静電容量100μFの電解コンデンサにおいては、100kHzのESRを20mΩ以下とすることが求められている。   Specifically, with the increase in the speed of computers (CPUs) built in electronic devices, reduction of ESR in a high frequency range is required. For example, in an electrolytic capacitor having a rated voltage of 4 V and a rated capacitance of 100 μF, There is a demand for an ESR of 100 kHz to be 20 mΩ or less.

一方で近年ハンダ中の鉛が環境に悪影響を及ぼすことから、鉛フリーハンダの導入が進められてきている。これに伴い面実装用電子部品においても、ハンダリフロー温度が従来の180℃から270℃程度まで上昇しており、必然的に電子機器に使用される各種電子部品の耐熱性を今まで以上に高くすることが必然の要件となっている。   On the other hand, lead-free solder has been introduced in recent years because lead in solder has an adverse effect on the environment. As a result, in surface mount electronic components, the solder reflow temperature has risen from the conventional 180 ° C. to about 270 ° C., and inevitably the heat resistance of various electronic components used in electronic devices is higher than ever. To do so is an inevitable requirement.

しかしながら、前記した電解液を電解質に使用した電解コンデンサでは、高周波域でのESRの低減を十分に図ることが困難であった。これは電解液そのものの比抵抗を低くすることができないためである。そのため、より比抵抗の小さい電解質として、二酸化マンガンやTCNQ錯体を使用した固体電解コンデンサが開発されてきた。   However, it has been difficult to sufficiently reduce ESR in a high frequency range in an electrolytic capacitor using the above-described electrolytic solution as an electrolyte. This is because the specific resistance of the electrolytic solution itself cannot be lowered. For this reason, solid electrolytic capacitors using manganese dioxide and TCNQ complexes have been developed as electrolytes with lower specific resistance.

更に、近時はポリピロールやポリチオフェン等の導電性高分子を電解質に使用した電解コンデンサが開発されている。これら導電性高分子の比抵抗は、二酸化マンガンやTCNQ錯体の比抵抗より更に小さく、固体電解コンデンサ自体のESRも良好なものを製造することが可能であるため、注目を集め使用されてきている。   Furthermore, recently, electrolytic capacitors using a conductive polymer such as polypyrrole or polythiophene as an electrolyte have been developed. The specific resistance of these conductive polymers is much smaller than the specific resistance of manganese dioxide and TCNQ complexes, and it is possible to produce a solid electrolytic capacitor having a good ESR, which has been attracting attention and used. .

しかしながら、電解質として導電性高分子を使用した固体電解コンデンサ、特に面実装用巻回形アルミ固体電解コンデンサにおいて、ハンダリフロー温度の上昇によりより耐熱性の高いセパレータが求められている。特に、耐熱性については、280℃、より好ましくは290℃の耐熱性が求められている。   However, in a solid electrolytic capacitor using a conductive polymer as an electrolyte, particularly a wound aluminum solid electrolytic capacitor for surface mounting, a separator having higher heat resistance is required due to an increase in solder reflow temperature. In particular, as for heat resistance, heat resistance of 280 ° C., more preferably 290 ° C. is required.

また、導電性高分子が水と反応して電導度が低下し、静電容量の低下やESRが増大する問題があった。これは、コンデンサ素子内に水分が存在すると電圧印加により陰極で水素ガスが発生し、陰極に接した導電性高分子へ影響を及ぼす。このことが容量減少やESRの増大の原因である。   In addition, there is a problem that the conductive polymer reacts with water to lower the conductivity, resulting in a decrease in capacitance and an increase in ESR. This is because when moisture is present in the capacitor element, hydrogen gas is generated at the cathode by voltage application, and affects the conductive polymer in contact with the cathode. This is a cause of a decrease in capacity and an increase in ESR.

更に、電解質として導電性高分子を使用した電解コンデンサ、特に巻回型の導電性高分子アルミ電解コンデンサを製造しようとした場合、従来のアルミ電解コンデンサにおいて用いられているセルロースを原料とするセパレータをそのまま使用することができないという問題があった。これはセパレータ中のセルロースが導電性高分子の重合溶液の含浸、あるいは導電性高分子の重合を阻害するためである。   Furthermore, when an electrolytic capacitor using a conductive polymer as an electrolyte, particularly a winding type conductive polymer aluminum electrolytic capacitor is to be manufactured, a separator made from cellulose used in conventional aluminum electrolytic capacitors is used. There was a problem that it could not be used as it is. This is because the cellulose in the separator inhibits impregnation of the polymerization solution of the conductive polymer or polymerization of the conductive polymer.

このような影響を抑制するため、セルロース繊維のセパレータを使用する場合、巻回したコンデンサ素子を熱処理し、セパレータを炭化して使用することが試みられている。しかしながら、コンデンサ素子中のセパレータを炭化するため、工程が複雑になったり、使用する部材に耐熱性や耐酸化性の素材を使用しなければならなかったり、炭化により素子形状が崩れたり、又加熱によるストレスからコンデンサのLC(漏れ電流)が増大したりする弊害があるため、加熱温度260℃を超えると実用性に欠けるという問題があった。   In order to suppress such an influence, when using a cellulose fiber separator, it has been attempted to heat the wound capacitor element and carbonize the separator. However, since the separator in the capacitor element is carbonized, the process becomes complicated, heat resistant and oxidation resistant materials must be used for the members used, the element shape collapses due to carbonization, and heating There is a problem that the LC (leakage current) of the capacitor increases due to the stress caused by the above, so that when the heating temperature exceeds 260 ° C., the practicality is lacking.

更に、特許文献1には、ビニロン繊維をセパレータに使用した固体電解コンデンサが開示されているが、ビニロン繊維は分解温度が240℃と耐熱性が低い問題があり、面実装型に使用した場合ハンダリフロー温度で製品が膨張するという問題があった。   Further, Patent Document 1 discloses a solid electrolytic capacitor using vinylon fibers as a separator. However, vinylon fibers have a problem of low heat resistance at a decomposition temperature of 240 ° C., and solder when used in a surface mount type. There was a problem that the product expanded at the reflow temperature.

特許文献2には、20℃、相対湿度65%で平衡水分率が0.4%のポリエチレンテレフタレート(以下「PET」と称する。)繊維をセパレータに使用した固体コンデンサが開示されているが、PET繊維の融点が260℃とハンダリフロー温度よりも低く耐熱性面で問題がある。   Patent Document 2 discloses a solid capacitor using a polyethylene terephthalate (hereinafter referred to as “PET”) fiber with a separator at 20 ° C. and a relative humidity of 65% and an equilibrium moisture content of 0.4%. The melting point of the fiber is 260 ° C., which is lower than the solder reflow temperature, and there is a problem in terms of heat resistance.

特許文献3には、20℃、相対湿度65%で平衡水分率が0.6%のポリエチレンナフタレート(以下「PEN」と称する。)繊維をセパレータに使用した固体コンデンサが開示されているが、PEN繊維の融点が272℃とハンダリフロー温度に近く十分な耐熱性ではない。   Patent Document 3 discloses a solid capacitor using a polyethylene naphthalate (hereinafter referred to as “PEN”) fiber having a equilibrium moisture content of 0.6% at 20 ° C. and a relative humidity of 65% as a separator. PEN fiber has a melting point of 272 ° C., which is close to the solder reflow temperature and is not sufficiently heat resistant.

特許文献4には、20℃、相対湿度65%で平衡水分率が0.5〜0.6%のポリケトン繊維を使用した固体電解コンデンサ用セパレータが開示されているが、ポリケトン繊維の融点が271〜273℃とハンダリフロー温度に近く十分な耐熱性ではない。   Patent Document 4 discloses a separator for a solid electrolytic capacitor using a polyketone fiber having an equilibrium moisture content of 0.5 to 0.6% at 20 ° C. and a relative humidity of 65%, but the melting point of the polyketone fiber is 271. It is close to the solder reflow temperature of ˜273 ° C. and is not sufficiently heat resistant.

特許文献5には、20℃、相対湿度65%で平衡水分率が1.8%の半芳香族ポリアミド繊維を使用した固体電解コンデンサが開示されているが、半芳香族ポリアミド繊維の融点が265℃とハンダリフロー温度よりも低く耐熱性面で問題がある。   Patent Document 5 discloses a solid electrolytic capacitor using a semi-aromatic polyamide fiber having an equilibrium moisture content of 1.8% at 20 ° C. and a relative humidity of 65%. The melting point of the semi-aromatic polyamide fiber is 265. There is a problem in terms of heat resistance, which is lower than ℃ and solder reflow temperature.

特許文献6には、20℃、相対湿度65%で平衡水分率が2.0%のアクリル繊維を使用した固体電解コンデンサが開示されている。アクリル繊維は分解温度が300℃の高耐熱繊維であるが、加熱により繊維の寸法が変化する問題がある。これは、繊維紡糸による加熱・延伸によって製造された繊維が、加熱により元の形態に戻ろうとするためである。このことが原因で加熱時にセパレータ寸法が変化してしまうなどの問題があり、これに起因して特性が変わってしまうなど生産性に課題があった。   Patent Document 6 discloses a solid electrolytic capacitor using an acrylic fiber having an equilibrium moisture content of 2.0% at 20 ° C. and a relative humidity of 65%. Acrylic fibers are highly heat-resistant fibers having a decomposition temperature of 300 ° C., but there is a problem that the dimensions of the fibers change due to heating. This is because the fiber produced by heating and drawing by fiber spinning tends to return to its original form by heating. For this reason, there is a problem that the dimensions of the separator change at the time of heating, and there is a problem in productivity such as a characteristic that changes due to this.

特許文献7には、20℃、相対湿度65%で平衡水分率が5.0〜6.5%のアラミド繊維やアラミドフィブリドを使用した固体電解コンデンサ用セパレータが開示されている。アラミドは分解温度が290℃以上の高耐熱繊維であるが、吸湿性が高く水分によるコンデンサ特性の信頼性に問題があった。   Patent Document 7 discloses a separator for a solid electrolytic capacitor using an aramid fiber or an aramid fibrid having an equilibrium moisture content of 5.0 to 6.5% at 20 ° C. and a relative humidity of 65%. Aramid is a high heat-resistant fiber having a decomposition temperature of 290 ° C. or higher, but has a high hygroscopic property and has a problem in reliability of capacitor characteristics due to moisture.

表1はビニロン繊維(特許文献1)とPET繊維(特許文献2)、PEN繊維(特許文献3)、ポリケトン繊維(特許文献4)、半芳香族ポリアミド繊維(特許文献5)、アクリル繊維(特許文献6)、ポリアミドイミド、パラアラミド(特許文献7)の20℃、レーヨン、アセテート、麻の相対湿度65%雰囲気下にて平衡水分量・分解温度・融点についてまとめた表である。
Table 1 shows vinylon fibers (patent document 1) and PET fibers (patent document 2), PEN fibers (patent document 3), polyketone fibers (patent document 4), semi-aromatic polyamide fibers (patent document 5), acrylic fibers (patents) 6 is a table summarizing the equilibrium moisture content, decomposition temperature, and melting point of Polyamideimide and Para-Aramid (Patent Document 7) at 20 ° C. in a 65% relative humidity atmosphere of rayon, acetate, and hemp.

表1に示すように、アクリル繊維やポリアミドイミド、パラアラミドを除く各繊維の融点や分解温度は290℃以下であり、耐熱性に問題があった。   As shown in Table 1, the melting point and decomposition temperature of each fiber excluding acrylic fiber, polyamideimide, and para-aramid were 290 ° C. or less, and there was a problem with heat resistance.

また、ポリアミドイミドやパラアラミドの分解温度は、290℃以上を有するが20℃、相対湿度65%での平衡水分量が何れも4%以上であり、吸湿性に問題があった。   In addition, the decomposition temperature of polyamideimide and para-aramid has a temperature of 290 ° C. or higher, but the equilibrium moisture content at 20 ° C. and relative humidity of 65% is 4% or higher, which causes a problem in hygroscopicity.

更に、アクリルは、分解温度20℃、相対湿度65%での平衡水分量は良好であるが、加熱による繊維の寸法変化が大きいという問題があった。レーヨンやアセテートは耐熱性と吸湿性に問題があった。   Furthermore, acrylic has a good equilibrium moisture content at a decomposition temperature of 20 ° C. and a relative humidity of 65%, but has a problem that the dimensional change of the fiber due to heating is large. Rayon and acetate had problems with heat resistance and moisture absorption.

特許第3319501号公報Japanese Patent No. 3319501 特許第3606137号公報Japanese Patent No. 3606137 特開2005−197310号公報JP 2005-197310 A 特開2006−351733号公報JP 2006-351733 A 特開2004−111582号公報JP 2004-111582 A 特開2004−146707号公報JP 2004-146707 A 特開2007−59789号公報JP 2007-59789 A

本発明は、上述した課題を解決し、セパレータの耐熱性(例えば加熱による寸法安定性)とセパレータの吸湿性を改善し、信頼性の高いコンデンサを提供可能とすることを目的としてなされたもので、係る目的を達成する一手段として、例えば以下の構成を備える。   The present invention has been made for the purpose of solving the above-described problems, improving the heat resistance (for example, dimensional stability by heating) of the separator and the hygroscopicity of the separator, and providing a highly reliable capacitor. As a means for achieving the object, for example, the following configuration is provided.

即ち、固体電解コンデンサの陽極箔と陰極箔とをの間に介在し、電解質を保持可能なセパレータであって、少なくとも無機物粒子を混合させた繊維を含むことを特徴とするセパレータとする。   That is, the separator is a separator capable of holding an electrolyte by interposing between an anode foil and a cathode foil of a solid electrolytic capacitor, and including a fiber mixed with at least inorganic particles.

そして例えば、前記繊維は合成樹脂繊維であることを特徴とする。あるいは、該合成樹脂繊維は、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、半芳香族ポリアミド、 パラアラミド、ポリアミドイミド、ポリケトンのいずれか一つ以上の合成繊維であることを特徴とするセパレータとする。   For example, the fiber is a synthetic resin fiber. Alternatively, the synthetic resin fiber is a separator characterized by being one or more synthetic fibers of acrylic, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, semi-aromatic polyamide, para-aramid, polyamide-imide, and polyketone.

また例えば、前記繊維は、レーヨン繊維等のセルロース繊維等のセルロース誘導体繊維であることを特徴とする。そして例えば、レーヨン繊維には、溶剤紡糸レーヨン、ビスコースレーヨン、キュプラレーヨンの少なくともいずれかが含まれることを特徴とするセパレータとする。   Further, for example, the fibers are cellulose derivative fibers such as cellulose fibers such as rayon fibers. For example, the rayon fiber includes at least one of solvent-spun rayon, viscose rayon, and cupra rayon.

更に例えば、前記繊維は、半合成繊維等のセルロース誘導体繊維であることを特徴とするセパレータとする。あるいは、半合成繊維がアセテート繊維であることを特徴とするセパレータとする。   Further, for example, the separator is a cellulose derivative fiber such as a semi-synthetic fiber. Alternatively, the separator is characterized in that the semi-synthetic fibers are acetate fibers.

また例えば、前記繊維は芯鞘構造繊維であり、鞘部分に前記無機物粒子を含有した繊維を少なくともセパレータ重量の30重量%以上配合することを特徴とするセパレータとする。   For example, the fiber is a core-sheath structure fiber, and the separator contains at least 30% by weight or more of the separator weight of the fiber containing the inorganic particles in the sheath part.

または、固体電解コンデンサの陽極箔と陰極箔とをの間に介在し、電解質を保持可能なセパレータであって、少なくとも無機物粒子を混合させたフィブリッドを含むことを特徴とするセパレータとする。   Alternatively, the separator is a separator capable of holding an electrolyte by interposing an anode foil and a cathode foil of a solid electrolytic capacitor, and including a fibrid mixed with at least inorganic particles.

そして例えば、前記フィブリッドはバインダー効果を有するパラアラミドであることを特徴とする。あるいは、無機物粒子をフィブリッド重量に対して10重量%〜60重量%の範囲で含有することを特徴とするセパレータとする。   For example, the fibrid is para-aramid having a binder effect. Or it is set as the separator characterized by containing an inorganic particle in the range of 10 to 60 weight% with respect to the fibrid weight.

さらに例えば、無機物粒子の平均粒径が、1μm以下の粒子であることを特徴とするセパレータとする。あるいは、無機物粒子をセパレータ重量に対して1.5重量%以上含有させることを特徴とするセパレータとする。
または、以上のいずれかのセパレータを用いることを特徴とする電解コンデンサとする。
Further, for example, the separator is characterized in that the average particle diameter of the inorganic particles is 1 μm or less. Or it is set as the separator characterized by containing 1.5 weight% or more of inorganic substance particles with respect to the separator weight.
Or it is set as the electrolytic capacitor characterized by using any of the above separators.

また例えば、以上のいずれかのセパレータを用いると共に、更に、導電性高分子として、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン又はこれらの誘導体の少なくとも1種を使用することを特徴とする電解コンデンサとする。   Further, for example, an electrolytic capacitor using any one of the above separators and further using at least one of polypyrrole, polythiophene, polyaniline, or a derivative thereof as the conductive polymer is provided.

本発明によれば、固体電解コンデンサに用いられるセパレータの耐熱性とセパレータの吸湿性を改善することができ、当該セパレータを用いた固体電解コンデンサにおける熱や水分の影響を軽減した信頼性の高い固体電解コンデンサを提供することができる。   According to the present invention, the heat resistance of the separator used in the solid electrolytic capacitor and the hygroscopicity of the separator can be improved, and the solid with high reliability that reduces the influence of heat and moisture in the solid electrolytic capacitor using the separator. An electrolytic capacitor can be provided.

以下、本発明に係る一発明の実施の形態例を詳細に説明する。以下に説明するいずれかのセパレータを用いた、あるいは、更に、導電性高分子として、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン又はこれらの誘導体の少なくとも1種を使用する電解コンデンサとすることにより、熱や水分の影響を軽減した信頼性の高い固体電解コンデンサを提供することを実現している。   Hereinafter, an embodiment of an invention according to the present invention will be described in detail. Influence of heat and moisture by using any of the separators described below, or by using an electrolytic capacitor that uses at least one of polypyrrole, polythiophene, polyaniline, or derivatives thereof as a conductive polymer. It is possible to provide a highly reliable solid electrolytic capacitor with reduced noise.

本実施の形態例のセパレータは、これまでのセパレータの改良すべき課題であったセパレータの耐熱性(特に加熱による寸法安定性)とセパレータの吸湿性を改善するため、芯鞘構造でその鞘部に無機物粒子を混合する繊維を30重量%以上配合し、無機物粒子を該繊維の重量に対して5重量%以上混合した(セパレータ重量に対して1.5重量%以上とする)繊維を少なくとも1種類配合することにより、固体電解コンデンサの熱や水分の影響を軽減し、ESR、容量を改善しその水分による特性の変化を抑制することを実現する。   The separator according to the present embodiment has a core-sheath structure in order to improve the heat resistance of the separator (particularly dimensional stability by heating) and the hygroscopicity of the separator, which have been problems to be solved by conventional separators. 30% by weight or more of the fiber to be mixed with inorganic particles is blended, and 5% by weight or more of the inorganic particles are mixed with respect to the weight of the fiber (at least 1.5% by weight with respect to the separator weight). By blending the types, it is possible to reduce the influence of heat and moisture of the solid electrolytic capacitor, improve the ESR and capacity, and suppress the change in characteristics due to the moisture.

具体的には、芯鞘構造を有する合成繊維やセルロース等の芯鞘構造繊維の、鞘部のみに無水珪酸アルミニウム、窒化珪素、ジルコニア、酸化チタン、カーボンブラック、ボロンナイトライド等の無機物(以下「混合物」とも言う。)の粒子を少なくともセパレータ重量に対して1.5重量%以上混合し、混合した芯鞘繊維の少なくとも1種類をパレータ重量に対して30重量%以上となるように混抄する。鞘部に混抄する無機物粒子の平均粒子径が2μm以下であり、望ましくは平均粒子径が0.01〜1.0μmである。   Specifically, a synthetic fiber having a core-sheath structure, or a core-sheath fiber such as cellulose, an inorganic substance such as anhydrous aluminum silicate, silicon nitride, zirconia, titanium oxide, carbon black, boron nitride (hereinafter “ The particles of “mixture”) are mixed at least 1.5% by weight or more with respect to the separator weight, and at least one of the mixed core-sheath fibers is mixed so as to be 30% by weight or more with respect to the weight of the palator. The average particle diameter of the inorganic particles mixed in the sheath is 2 μm or less, and preferably the average particle diameter is 0.01 to 1.0 μm.

これにより、詳細を後述するように耐熱性を改善することができる。更に、20℃、相対湿度65%雰囲気下においても、平衡水分量を4%以下に抑えることができ、当該セパレータを用いるコンデンサ素子全体の吸湿性を改善することができる。   Thereby, the heat resistance can be improved as will be described in detail later. Furthermore, even in an atmosphere of 20 ° C. and a relative humidity of 65%, the equilibrium moisture content can be suppressed to 4% or less, and the hygroscopicity of the entire capacitor element using the separator can be improved.

以上の構成からなるセパレータを有する固体電解コンデンサにおいても、耐熱性と水分による特性への影響を軽減し、信頼性の高い固体電解コンデンサを実現している。   Even in the solid electrolytic capacitor having the separator configured as described above, the influence of heat resistance and moisture on the characteristics is reduced, and a highly reliable solid electrolytic capacitor is realized.

以下、本発明の実施の形態例のセパレータの構成を詳述する。   Hereinafter, the configuration of the separator according to the embodiment of the present invention will be described in detail.

本実施の形態例のセパレータは、電解質として導電性高分子を保持し、電解コンデンサの陽極箔と陰極箔との間に介在している。   The separator of the present embodiment holds a conductive polymer as an electrolyte and is interposed between the anode foil and the cathode foil of the electrolytic capacitor.

本実施の形態例のセパレータを構成する芯鞘構造繊維の合成繊維としては、PET、PEN、ポリケトン、半芳香族ポリアミド、アクリル、ポリアミドイミド、パラアラミドなどの樹脂からなる繊維を用いることができる。   As the synthetic fiber of the core-sheath structure fiber constituting the separator of this embodiment, a fiber made of a resin such as PET, PEN, polyketone, semi-aromatic polyamide, acrylic, polyamideimide, para-aramid, or the like can be used.

また、バインダー効果を有するフィブリッドとしては、パラアラミドのジェットスパン法で製造されたパラアラミドフィブリッドを用いることが望ましい。パラアラミドフィブリッドの混合量は繊維に対して、10から60重量%の範囲とする。   Further, as the fibrid having a binder effect, it is desirable to use para-aramid fibrid produced by the para-aramid jet span method. The mixing amount of para-aramid fibrid is in the range of 10 to 60% by weight with respect to the fiber.

本実施の形態例のセパレータを構成する芯鞘構造繊維のセルロース及びその誘導体からなる繊維としては、レーヨン繊維や半合成繊維を用いることが望ましい。   It is desirable to use rayon fiber or semi-synthetic fiber as the fiber made of cellulose of core-sheath structure fiber and its derivatives constituting the separator of this embodiment.

レーヨン繊維としては、溶剤紡糸レーヨン、ビスコースレーヨン、キュプラレーヨンであることが望ましい。また、半合成繊維としては、アセテート繊維であることが好ましい。   The rayon fibers are preferably solvent-spun rayon, viscose rayon, and cupra rayon. The semi-synthetic fiber is preferably an acetate fiber.

上記した混合物を構成する無機物粒子は、耐熱性と吸湿性を改善するために配合するもので、具体的な無機物としては、例えば窒化珪素、炭化珪素、ジルコニア、アルミナ、シリカ、窒化アルミニウム、無水珪酸アルミニウム、酸化チタンなどを用いることができるが、以上の例に限定されるものではなく、同様の効果を奏するものであれば任意のものを用いることができる。   The inorganic particles constituting the above mixture are blended to improve heat resistance and hygroscopicity, and specific inorganic materials include, for example, silicon nitride, silicon carbide, zirconia, alumina, silica, aluminum nitride, silicic anhydride Aluminum, titanium oxide, or the like can be used, but is not limited to the above examples, and any one can be used as long as the same effect can be obtained.

本実施の形態例のセパレータを構成する繊維に用いられる混合物粒子(無機物)の平均粒径としては、2μm以下のものを用いることができる。これは、平均繊維径が2μmを超えるとノズル詰りや糸切れで繊維を上手く製糸することができないからである。混合物平均粒子径は、好ましくは1μm以下、更に好ましくは0.3μm以下のものがより好ましい。なお、粒子径0.01μm未満の粒子は樹脂中への分散が困難となり、実用的でない。   As an average particle diameter of the mixture particles (inorganic material) used for the fibers constituting the separator of the present embodiment, those having a particle size of 2 μm or less can be used. This is because if the average fiber diameter exceeds 2 μm, the fibers cannot be produced successfully due to nozzle clogging or thread breakage. The average particle diameter of the mixture is preferably 1 μm or less, more preferably 0.3 μm or less. Incidentally, particles having a particle diameter of less than 0.01 μm are difficult to disperse in the resin and are not practical.

本実施の形態例の芯鞘構造繊維(繊維の芯部と鞘部が同じ種類の合成樹脂やセルロースからなる芯鞘構造の繊維)の鞘部に、少なくとも上記混合物粒子を1種類セパレータ重量に対して1.5重量%以上混合する。1.5重量%以下では、セパレータの耐熱性や吸湿性に期待される効果が得られない。また、一般的な紡糸の場合繊維の重量に対して30重量%以上に混合量が増えると繊維強度が減少し、糸切れが多発して紡糸が困難である。   In the sheath portion of the core-sheath structure fiber according to the present embodiment (fibers having a core-sheath structure in which the core portion and the sheath portion of the fiber are made of the same kind of synthetic resin or cellulose), at least one kind of the above mixed particles is used with respect to the separator weight Mix at least 1.5% by weight. If it is 1.5% by weight or less, the effects expected of the heat resistance and hygroscopicity of the separator cannot be obtained. Further, in the case of general spinning, when the mixing amount is increased to 30% by weight or more with respect to the weight of the fiber, the fiber strength is decreased, yarn breakage occurs frequently, and spinning is difficult.

本実施の形態例では、バインダーとして、例えばジェットスパン法によるパラアラミドフィブリッドを用いることにより、10から60重量%までバインダー効果を失わず混合できる。これは、10重量%以下の混合量では、十分な防湿効果が得られず、60重量%を超えると十分なバインダー効果が得られないからである。   In this embodiment, for example, by using para-aramid fibrids by a jet span method, the binder effect can be mixed from 10 to 60% by weight without losing the binder effect. This is because if the mixing amount is 10% by weight or less, a sufficient moisture-proof effect cannot be obtained, and if it exceeds 60% by weight, a sufficient binder effect cannot be obtained.

本実施の形態例のセパレータに用いられる芯鞘構造繊維については、例えば以下に示す特許文献8に記載されている。   About the core-sheath structure fiber used for the separator of this Embodiment, it describes in the patent document 8 shown below, for example.

特開平09−13225号公報 次に、具体的な構成例を説明する。Next, a specific configuration example will be described.

例えば、無機物として無水珪酸アルミニウムを芯鞘構造の鞘部に繊維重量に対して5重量%混合した表2に示す繊維(A)を30重量%(セパレータ重量に対して1.5重量%)、無機物を混合しない合成繊維(B)を40%及びバインダーとして無機物を混合していないポリビニルアルコールバインダー繊維(C)を30重量%使用して、円網抄紙機を使用しシートを作成し、各シートの耐熱性について290℃,10分間加熱して厚さ保持率と面積寸法保持率を評価した。   For example, 30% by weight (1.5% by weight with respect to the separator weight) of the fiber (A) shown in Table 2 in which 5% by weight of the anhydrous aluminum silicate as an inorganic substance is mixed in the sheath part of the core-sheath structure with respect to the fiber weight Each sheet is made by using 40% of synthetic fiber (B) not mixed with inorganic material and 30% by weight of polyvinyl alcohol binder fiber (C) not mixed with inorganic material as a binder, using a circular net paper machine. As for the heat resistance, the thickness retention ratio and the area dimension retention ratio were evaluated by heating at 290 ° C. for 10 minutes.

ここで、繊維種としてはPET、アクリル繊維及びビスコースレーヨンの3種を用い、(A)としてそれぞれ(B)と同種の繊維種に無機物として無水珪酸アルミニウムを繊維重量に対して5重量%混合した繊維を用いた。   Here, PET, acrylic fiber, and viscose rayon are used as fiber types, and (A) is mixed with 5B by weight of anhydrous aluminum silicate as an inorganic substance in the same fiber type as (B) with respect to the fiber weight. Fibers were used.

表2 セパレータの組成
(繊維種はPET、アクリル繊維及びビスコースレーヨンの3種)
Table 2 Separator composition (3 types of fiber: PET, acrylic fiber and viscose rayon)

表3 上記組成に対応するセパレータの試料番号
Table 3 Separator sample numbers corresponding to the above composition

[厚さの寸法保持率式]
厚さ寸法保持率は下記計算式から算出する。
[Thickness dimensional retention formula]
The thickness dimension retention rate is calculated from the following formula.

厚さ寸法保持率(%)=
加熱処理前後の厚さの差/加熱処理前の厚さ×100
具体的には、250mm×15mmの試験片を十枚重ねにし、ホッチキス針にて試験片を止めて、厚さをJIS B7502に規定する外側マイクロメーター(スピンドル径6.35mm・測定長25mm以下)で測定し、その1/10をもって1枚当たりの厚さを処理前後の試料から求めた。
[面積の寸法保持率式]
面積の寸法保持率は下記計算式から算出する。
Thickness dimension retention rate (%) =
Difference in thickness before and after heat treatment / Thickness before heat treatment × 100
Specifically, ten test pieces of 250 mm × 15 mm are stacked, the test piece is stopped with a staple, and the thickness is defined in JIS B7502. The outer micrometer (spindle diameter 6.35 mm, measurement length 25 mm or less) And the thickness per sheet was obtained from the sample before and after the treatment.
[Area dimensional retention formula]
The area dimension retention is calculated from the following formula.

面積の寸法保持率(%)=
加熱処理前後の面積の差/加熱処理前の面積×100
具体的には、100mm×100mmの試験片に対して、ノギスで縦・横寸法を測定し、処理前の面積を算出する。加熱処理後の試験片に対しても同様に、ノギスで縦・横寸法を測定し、処理後の面積を算出する。そして各試料の面積を上記の式から算出した。
Dimension retention of area (%) =
Difference in area before and after heat treatment / area before heat treatment × 100
Specifically, the vertical and horizontal dimensions are measured with a caliper on a 100 mm × 100 mm test piece, and the area before processing is calculated. Similarly, the vertical and horizontal dimensions of the test piece after heat treatment are measured with a caliper, and the area after treatment is calculated. And the area of each sample was computed from said formula.

以上の各試料を用いての評価結果を表4−1乃至表4−4に示す。表4−1は各繊維毎の無水珪酸アルミニウムの混合率と厚さ寸法保持率を具体的に数値表示した表、表4−2は各繊維毎の無水珪酸アルミニウムの混合率と厚さ寸法保持率測定結果をグラフ表示した例を示す表である。   The evaluation results using the above samples are shown in Tables 4-1 to 4-4. Table 4-1 is a table that specifically shows the mixing ratio and thickness dimension retention of anhydrous aluminum silicate for each fiber, and Table 4-2 is the mixing ratio and thickness dimension retention of anhydrous aluminum silicate for each fiber. It is a table | surface which shows the example which displayed the rate measurement result on the graph.

表4−3は各繊維毎の無水珪酸アルミニウムの混合率と面積寸法保持率(290度C―10分)を具体的に数値表示した表、表4−4は各繊維毎の無水珪酸アルミニウムの混合率と面積寸法保持率(290度C―10分)の測定結果をグラフ表示した例を示す表である。   Table 4-3 is a table that specifically shows the mixing ratio of aluminum silicate anhydrous and area dimension retention (290 degrees C-10 minutes) for each fiber, and Table 4-4 is the anhydrous aluminum silicate for each fiber. It is a table | surface which shows the example which displayed the measurement result of the mixing rate and the area dimension retention (290 degree C-10 minutes) in the graph.

各寸法保持率は、その値が100に近いほど保持率が高く耐熱性が良好であることを示す。融点が290℃以下の合成繊維としてPETは、無機物粒子の混合量が少ないと軟化溶解して面積保持率は高いがセパレータとしての形態が失われその機能を発揮することができない。
また、厚さは無機物粒子の混合量が少ないと繊維が軟化溶解して寸法保持率が減少する傾向となった。厚さ寸法保持率では、混合率が4%で約7%〜11%の誤差が発生しており、5%の混合率では3%以下の誤差率、10%以上ではほとんど誤差が発生していない。これから、5%は無機物粒子を混抄すべきことが明らかとなった。
Each dimensional retention rate indicates that the closer the value is to 100, the higher the retention rate and the better the heat resistance. As a synthetic fiber having a melting point of 290 ° C. or less, PET softens and dissolves when the amount of inorganic particles mixed is small and the area retention is high, but the form as a separator is lost and its function cannot be exhibited.
In addition, the thickness tends to decrease when the mixing amount of the inorganic particles is small and the fibers soften and dissolve to reduce the dimensional retention. In the thickness dimension retention rate, an error of about 7% to 11% occurs when the mixing rate is 4%, an error rate of 3% or less occurs when the mixing rate is 5%, and an error occurs when the mixing rate is 10% or more. Absent. From this, it became clear that 5% should be mixed with inorganic particles.

セパレータの機能とは、電解質である導電性高分子を均一に保持され電極間のクリアランスを均一に保ちショートを防止することにある。   The function of the separator is to keep the conductive polymer, which is an electrolyte, uniform and to keep the clearance between the electrodes uniform and prevent short circuit.

つぎに、アクリル繊維を採用する場合であるが、無機物粒子の混合量が5重量%以上の範囲でないと、加熱によるアクリル繊維の寸法変化により厚さ寸法保持率は100%よりも大きくなり、逆に面積は収縮して面積寸法保持率は100%よりも小さくなる。   Next, when acrylic fibers are employed, if the amount of inorganic particles is not in the range of 5% by weight or more, the thickness dimension retention rate becomes larger than 100% due to the dimensional change of the acrylic fibers due to heating. The area shrinks and the area dimension retention becomes smaller than 100%.

更に、レーヨン繊維としてビスコースレーヨンを使用した場合、無機物粒子の混合量が5重量%以上の範囲でないと、アクリル繊維同様に厚さ寸法保持率は100%よりも大きくなり、逆に面積は収縮して面積寸法保持率は100%よりも小さくなることが判明した。   In addition, when viscose rayon is used as the rayon fiber, if the amount of the inorganic particles is not in the range of 5% by weight or more, the thickness dimension retention rate becomes larger than 100% as in the case of acrylic fiber, and the area shrinks. It was found that the area dimension retention rate was smaller than 100%.

また、無機物粒子等の混合量が5重量%以下の混合繊維を30重量%(セパレータ重量に対して1.5重量%以下)配合しても熱による影響が大きく、十分な寸法保持率のセパレータを得ることができないことが判明した。   In addition, even if 30% by weight of mixed fibers containing 5% by weight or less of inorganic particles or the like are blended (less than 1.5% by weight with respect to the separator weight), the effect of heat is great, and a separator with sufficient dimensional retention Turned out not to be able to get.

実際にコンデンサ素子を作成した場合は、面積保持率が減少した場合はショートや漏れ電流(LC)の増加の原因になる。厚さ寸法保持率は増大により、素子止めテープが切れて素子が弾ける問題がある。逆に厚さ寸法保持率が減少すると極間距離が開きESRや静電容量が悪化する。   When the capacitor element is actually created, if the area retention rate decreases, it causes a short circuit or an increase in leakage current (LC). Due to the increase in thickness dimension retention rate, there is a problem that the element stop tape is cut and the element can be flipped. Conversely, when the thickness dimension retention ratio decreases, the distance between the electrodes increases and the ESR and capacitance are deteriorated.

この問題を解決するためには、できるだけ厚さ寸法保持率は100に近い方が好ましい。したがってこれらの結果から、繊維重量に対して5重量%以上の無機物の粒子を芯鞘構造の鞘に混合した繊維を少なくとも30重量%配合する必要がある。   In order to solve this problem, the thickness dimension retention is preferably as close to 100 as possible. Therefore, from these results, it is necessary to blend at least 30% by weight of a fiber obtained by mixing 5% by weight or more of inorganic particles in the sheath of the core-sheath structure with respect to the fiber weight.

次にコンデンサ特性に特に影響が大きい厚さ寸法保持率と静電容量およびESRの関係を検査した結果を示す。用いたセパレータ試料の組成を表5に示す。表5は、厚さ保持率(290℃−10分)及びESR、静電容量と評価に用いたセパレータの組成(A40%+B30%+C30%)の構成を示す表である。 Next, the result of inspecting the relationship between the thickness dimension retention ratio, the capacitance, and the ESR, which have a great influence on the capacitor characteristics, is shown. Table 5 shows the composition of the separator sample used. Table 5 is a table showing the thickness retention (290 ° C.-10 minutes), ESR, capacitance, and composition of the separator used for evaluation (A40% + B30% + C30%).

特に特性に影響が大きい厚さ寸法保持率と静電容量の関係を表6のグラフ表示で示す。同様に、厚さ寸法保持率とESRの関係を表7のグラフ表示として示す。   The relationship between the thickness dimension retention ratio and the capacitance, which has a great influence on the characteristics, is shown in the graph of Table 6. Similarly, the relationship between the thickness dimension retention ratio and the ESR is shown as a graph in Table 7.

各寸法保持率と同条件で素子を加熱処理した後、ポリチオフェン重合し、4WV、100μFの固体電解コンデンサを作成した。その後リフロー試験は、最高温度270℃にさらされる条件で2回行った。なおハンダリフローの最高温度の時間は数秒間であり、セパレータは290℃で10分間の耐熱性があれば十分な特性が得られる。   The element was heat-treated under the same conditions as each dimension retention rate, and then polythiophene polymerized to produce a 4 WV, 100 μF solid electrolytic capacitor. Thereafter, the reflow test was performed twice under the condition of being exposed to a maximum temperature of 270 ° C. The maximum temperature of the solder reflow is several seconds, and if the separator has a heat resistance of 290 ° C. for 10 minutes, sufficient characteristics can be obtained.

コンデンサで評価した結果、上記のように芯鞘構造の鞘部に無機物粒子の混合量が繊維に対して5重量%以上の混合繊維を30重量%以上(セパレータ重量に対して1.5重量%以上)混合することで、セパレータのこれまでの課題を解決し目的の特性の固体電解コンデンサが得られることが判明した。混合量は、より好ましくは繊維に対して10重量%〜60重量%の混合繊維を少なくとも30重量%〜80重量%混合すると良好か結果が得られることが判明した。   As a result of evaluation with a capacitor, as described above, 30% or more of mixed fibers in which the amount of inorganic particles mixed in the sheath of the core-sheath structure is 5% by weight or more with respect to the fibers (1.5% by weight with respect to the separator weight) As described above, it has been found that, by mixing, the conventional problems of the separator can be solved and a solid electrolytic capacitor having the desired characteristics can be obtained. It has been found that the mixing amount is more preferably good when 10 to 60% by weight of mixed fiber is mixed with at least 30% to 80% by weight of the fiber.

次に、水分とコンデンサ特性の影響についての検査結果を行った。
サイザル麻パルプ100重量%から成るセパレータ(以下「天然セルロースセパレータ(S1)」とも称する。)とパラアラミド繊維にバインダーとしてポリビニルアルコールバインダー繊維(以下「PVA」と称する。)を30重量%配合したセパレータ(以下「アラミドセパレータ(S2)」とも称する。)とパラアラミド繊維をアミドイミドに変更したセパレータ(以下「アミドイミドセパレータ(S3)」とも称する。)およびレーヨン繊維としてビスコースレーヨンに変更したセパレータ(以下「レーヨンセパレータ(S4)」とも称する。)、パラアラミド繊維をパラアラミドフィブリッドに変更したセパレータ(以下「パラアラミドフィブリッドセパレータ(S5)」とも称する。)を円網抄紙機で製作した。また、天然セルロースセパレータ(S1)およびレーヨンセパレータ(S4)は、270℃で1時間加熱しセパレータを炭化した。
Next, test results on the effects of moisture and capacitor characteristics were performed.
A separator comprising 100% by weight of sisal pulp (hereinafter also referred to as “natural cellulose separator (S1)”) and a para-aramid fiber and 30% by weight of polyvinyl alcohol binder fiber (hereinafter referred to as “PVA”) as a binder ( (Hereinafter also referred to as “aramid separator (S2)”), a separator in which para-aramid fibers are changed to amidoimide (hereinafter also referred to as “amideimide separator (S3)”), and a separator in which viscose rayon is changed as rayon fibers (hereinafter referred to as “rayon”). A separator (hereinafter also referred to as “para-aramid fibrid separator (S5)”) in which the para-aramid fibers were changed to para-aramid fibrids was produced with a circular net paper machine. The natural cellulose separator (S1) and the rayon separator (S4) were heated at 270 ° C. for 1 hour to carbonize the separator.

試料の平衡水分量については次の方法から求めた。
セパレータを250mm×250mmの試験片4枚を乾燥機で乾燥し乾燥直後の重量を測定した後、恒温恒湿室に放置して水分量は(20℃−相対湿度65%RH)での平衡水分量を次の式から求めた。
The equilibrium water content of the sample was determined from the following method.
4 separators of 250 mm x 250 mm were dried with a dryer, and the weight immediately after drying was measured. Then, the separator was left in a constant temperature and humidity room and the moisture content was (20 ° C-relative humidity 65% RH). The amount was determined from the following formula.

水分量(%)=
(測定重量−乾燥直後の重量)/乾燥直後の重量×100
未炭化のセルロースセパレータあるいは炭化したセルロースセパレータ(S1)、パラアラミドセパレータ(S2)、ポリアミドイミドセパレータ(S3)、レーヨンセパレータあるいは炭化したレーヨンセパレータ(S4)の吸湿試験結果について表8及び表9に示す。
Moisture content (%) =
(Measurement weight-weight immediately after drying) / weight immediately after drying × 100
Tables 8 and 9 show the moisture absorption test results of the uncarbonized cellulose separator or carbonized cellulose separator (S1), para-aramid separator (S2), polyamideimide separator (S3), rayon separator or carbonized rayon separator (S4). .

表8は各セパレータの吸湿試験結果を数値で表した表、表9は各セパレータの吸湿試験結果をグラフ表示した表である。
なお、本実施の形態例のセパレータの水分量とは、上記条件で測定し算出した水分量をいう。
Table 8 is a table showing the moisture absorption test results of each separator in numerical values, and Table 9 is a table showing the moisture absorption test results of each separator in a graph.
Note that the moisture content of the separator of the present embodiment refers to the moisture content measured and calculated under the above conditions.

次に、固体電解コンデンサの基本特性である静電容量とESRに対するセパレータの水分量の影響を検証した。検証に用いた以下の例に示すセパレータは、円網抄紙機を用いて定法により製造したものである。後述する実施例と比較例に示すように、(20℃−相対湿度45%RH)に制御した恒温恒湿の実験室で測定した各種組成のセパレータの水分量は、セパレータを構成する繊維組成に応じて0.5%から6%まで異なっていた。   Next, the influence of the water content of the separator on the capacitance and ESR, which are basic characteristics of the solid electrolytic capacitor, was verified. The separator shown in the following example used for verification is manufactured by a conventional method using a circular net paper machine. As shown in Examples and Comparative Examples described later, the moisture content of the separators of various compositions measured in a constant temperature and humidity laboratory controlled at (20 ° C.-relative humidity 45% RH) depends on the fiber composition constituting the separator. Depending on it, it varied from 0.5% to 6%.

これらの各種組成のセパレータを用い、(20℃−相対湿度45%RH)に制御した恒温恒湿の実験室内で固体電解コンデンサを作成した。   Using these separators of various compositions, solid electrolytic capacitors were prepared in a constant temperature and humidity laboratory controlled at (20 ° C.—relative humidity 45% RH).

このセパレータを用いて固体電解コンデンサを作成し、ハンダリフロー試験として、最高温度270℃にさらされる条件で2回行った。信頼性試験は、ハンダリフロー試験を行った固体電解コンデンサを試験試料とし、(温度105℃−相対湿度65%RH)の環境条件で3000時間保管し、ハンダリフロー試験後の特性と信頼性試験3000時間後の特性を比較した。
そして、これら固体電解コンデンサの基本特性として、静電容量とESRの信頼性試験による変化率を評価した。上述する実施例、従来例、比較例から抜粋したセパレータ水分量と、静電容量変化率、ESR変化率の評価結果を表10乃至表12に示す。
A solid electrolytic capacitor was prepared using this separator, and the solder reflow test was performed twice under the condition of being exposed to a maximum temperature of 270 ° C. In the reliability test, the solid electrolytic capacitor subjected to the solder reflow test was used as a test sample, stored for 3000 hours under an environmental condition of (temperature 105 ° C.-relative humidity 65% RH), and the characteristics and reliability test 3000 after the solder reflow test The characteristics after time were compared.
And the change rate by the reliability test of an electrostatic capacitance and ESR was evaluated as a basic characteristic of these solid electrolytic capacitors. Tables 10 to 12 show evaluation results of the separator moisture content, the capacitance change rate, and the ESR change rate extracted from the above-described examples, conventional examples, and comparative examples.

静電容量変化率は、以下の式に示す信頼性試験前後の値の差を信頼性試験前の値で割り百倍にした数値である。なお、信頼性試験前はハンダリフロー試験後の値である。この数値が大きいほど静電容量の変化が大きいことを示す。   The capacitance change rate is a numerical value obtained by dividing the difference between the values before and after the reliability test shown in the following formula by the value before the reliability test and multiplying it by a factor of 100. The value before the reliability test is the value after the solder reflow test. The larger this value, the greater the change in capacitance.

静電容量変化率=
(信頼性試験前−信頼性試験後)/信頼性試験前×100
この検査結果を表10と表11に示す。表10はセパレータの水分量に対する静電容量の変化率とESRの変化率を実施例、従来例、比較例から抜粋して表した表、表11は表10における各例におけるセパレータの水分量に対する静電容量の変化率をグラフ表示した表である。
Capacitance change rate =
(Before Reliability Test-After Reliability Test) / Before Reliability Test x 100
The test results are shown in Table 10 and Table 11. Table 10 is a table showing the change rate of capacitance and the change rate of ESR with respect to the moisture content of the separator, extracted from the examples, conventional examples, and comparative examples. Table 11 is the moisture content of the separator in each example in Table 10. It is the table | surface which displayed the change rate of the electrostatic capacitance in the graph.

表10及び表11に示すように、水分量が4%以下の場合は静電容量の変化率が10%以下の良好な結果を示した。また、静電容量変化率からより好ましくは、1.6%以下さらに好ましくは0.9%以下であることが判明した。   As shown in Table 10 and Table 11, when the water content was 4% or less, a satisfactory result was shown in which the rate of change in capacitance was 10% or less. Further, it has been found that the rate of change in capacitance is more preferably 1.6% or less, and even more preferably 0.9% or less.

ESR変化率は、信頼性試験後と信頼性試験前の値の差を信頼性試験前の値で割り百倍した値であり、次式で算出した。   The ESR change rate is a value obtained by dividing the difference between the values after the reliability test and before the reliability test by the value before the reliability test and multiplied by a factor of 100.

ESR変化率=
(信頼性試験後−信頼性試験前)/ 信頼性試験前×100
なお、信頼性試験前の値はハンダフロー試験後の値である。この数値が大きいほどESRの変化が大きいことを示す。
ESR change rate =
(After reliability test-before reliability test) / Before reliability test x 100
The value before the reliability test is the value after the solder flow test. It shows that the change of ESR is so large that this figure is large.

この検査結果を表12に示す。表12は表10に示す各例におけるセパレータの水分量に対するESRの変化率をグラフ表示した表である。   Table 12 shows the inspection results. Table 12 is a table in which the rate of change of ESR with respect to the moisture content of the separator in each example shown in Table 10 is displayed in a graph.

表12に示すように、水分量が4%以下の場合はESR変化率が10.2%以下の良好な結果であった。また、ESR変化率からより好ましくは2.2%以下さらに好ましくは0.9%以下であることが判明した。   As shown in Table 12, when the water content was 4% or less, the ESR change rate was a good result of 10.2% or less. Further, it has been found from the rate of change of ESR that it is more preferably 2.2% or less, and even more preferably 0.9% or less.

つぎにセパレータの水分量についての評価結果を示す。パラアラミド繊維や溶剤紡糸レーヨン繊維に無機物として無水珪酸アルミニウムを芯鞘構造の鞘部に繊維重量に対して、5重量%混合した繊維、或いは、ジェットスパン法で製造されたフィブリッド重量に対して10重量%混合したパラアラミドファイブリッドと未処理のパラアラミド繊維、アクリル繊維、半芳香族ポリアミド繊維、PVA、溶剤紡糸レーヨン、サイザル麻パルプの配合量に関するセパレータの水分量を表13乃至表16に示す。なお、セルロース繊維として,ビスコースレーヨン繊維やサイザル麻パルプを配合した時は,270℃60分間セパレータを加熱炭化した時の水分量である。   Next, the evaluation result about the moisture content of the separator is shown. Fiber mixed with para-aramid fiber or solvent-spun rayon fiber and inorganic aluminum silicate as an inorganic substance in the sheath portion of the core-sheath structure, 5% by weight with respect to the fiber weight, or 10% with respect to the weight of the fibril produced by the jet span method Tables 13 to 16 show the moisture content of the separator with respect to the blending amount of the mixed para-aramid fiber and untreated para-aramid fiber, acrylic fiber, semi-aromatic polyamide fiber, PVA, solvent-spun rayon, and sisal hemp pulp. When viscose rayon fiber or sisal hemp pulp is blended as the cellulose fiber, it is the amount of water when the separator is heated and carbonized at 270 ° C. for 60 minutes.

表13は、無機物として無水珪酸アルミニウムを芯鞘構造の鞘部に繊維重量に対して5重量%混合した無機物混合パラアラミド繊維、およびジェットスパン法で製造されたフィブリッド重量に対して10重量%混合したパラアラミドファイブリッドからなる無機物混抄繊維に対して、表に示す配合量で配合する無機物未配合の各原料とセパレータの水分量との関係を具体的な数値表として示す表、表14は表13の割合で配合した無機物未混合の各原料とセパレータの平衡水分量との関係をグラフ表示した表である。   Table 13 shows a mixture of inorganic aluminum silicate as an inorganic substance in a sheath portion of a core-sheath structure in an amount of 5% by weight with respect to the fiber weight, and 10% by weight with respect to the weight of the fibrid produced by the jet span method. Table 14 shows as a specific numerical table the relationship between each inorganic raw material blended in the blending amount shown in the table and the moisture content of the separator with respect to the inorganic mixed fiber made of para-aramid fibrid, Table 14 is Table 13 It is the table | surface which displayed in graph the relationship between each raw material with which the inorganic substance mix | blended with the ratio of this, and the equilibrium moisture content of a separator.

また、表15は、無機物として無水珪酸アルミニウムを芯鞘構造の鞘部に繊維重量に対して5重量%混合した無機物混合溶剤紡糸レーヨン繊維(ビスコースレーヨン)に対して、表に示す配合量で配合する無機物未配合の各原料とセパレータの水分量との関係を具体的な数値表として示す表、表16は表15の割合で配合した無機物未混合の各原料とセパレータの平衡水分量との関係をグラフ表示した表である。   Table 15 shows the amount of inorganic aluminum silicate as an inorganic substance mixed in the sheath part of the core-sheath structure in an amount of 5% by weight based on the fiber weight with respect to the inorganic mixed solvent spun rayon fiber (viscose rayon). Table showing as a specific numerical table the relationship between each inorganic raw material to be blended and the moisture content of the separator, Table 16 shows the balance between each inorganic raw material blended in the ratio of Table 15 and the equilibrium moisture content of the separator It is the table | surface which displayed the relationship graphically.

検査結果から、無機物粒子を配合することでセパレータの水分量を4%に削減することができることがわかった。なお、天然セルロースを270℃、1時間炭化してもセパレータの水分量を4%以下にできない結果であった。また、パラアラミドやパラアラミドフィブリッド、ビスコースレーヨン繊維も30重量%以下の配合ではセパレータの水分量を4%以下にできない結果であることが判明した。   From the inspection results, it was found that the water content of the separator can be reduced to 4% by blending inorganic particles. In addition, even if natural cellulose was carbonized at 270 ° C. for 1 hour, the moisture content of the separator could not be reduced to 4% or less. In addition, it was found that para-aramid, para-aramid fibrid, and viscose rayon fiber also had a result that the water content of the separator could not be reduced to 4% or less when the content was 30% by weight or less.

パラアラミドフィブリッドは、ジェットスパン法により製造されるため、芯鞘構造ではないのでアラミド繊維と同様の効果を得るためには倍の量の無機物質を混合する必要があることも確認できた。   Since the para-aramid fibrid is manufactured by the jet span method, it is not a core-sheath structure, so it was confirmed that it was necessary to mix twice as much inorganic substance to obtain the same effect as the aramid fiber.

導電性高分子とは、導電性を有して固体電解コンデンサの電解質として利用できる特性を有する高分子を指しており、該特性を有する高分子であれば、以上で説明したもの以外のものも使用可能である。例えば具体例を挙げれば、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン又はこれらの誘導体の少なくとも1種を使用することができる。   The conductive polymer refers to a polymer that has conductivity and can be used as an electrolyte of a solid electrolytic capacitor, and other polymers than those described above may be used as long as the polymer has such properties. It can be used. For example, as specific examples, at least one of polypyrrole, polythiophene, polyaniline, or derivatives thereof can be used.

導電性高分子の重合用溶液は、チオフェンやポリピロールのモノマー溶液と酸化剤の溶液を混合することで調製する。具体的な製品名を挙げると、エイチ・シー・スタルク株式会社のクレビオスM(3、4エチレンジオキシチオフェン)や、クレビオスC(パラトルエンスルホン酸鉄のブタノール溶液)がそれぞれモノマー溶液及び酸化剤溶液として広く使用されている。溶剤としては、i−プロパノール、メタノール、エタノール、ブタノール、アセトンが使用可能である。   The conductive polymer polymerization solution is prepared by mixing a thiophene or polypyrrole monomer solution and an oxidizing agent solution. Specific product names include Clevios M (3,4 ethylenedioxythiophene) and Clevios C (butanol solution of iron paratoluenesulfonate) from H.C. As widely used. As the solvent, i-propanol, methanol, ethanol, butanol, and acetone can be used.

本実施の形態例では、上記したように、セパレータに無機物等の混合物粒子を少なくともセパレータ重量に対して1.5重量%以上となるように、芯鞘構造繊維の鞘部に混合した合成繊維やセルロースからなる繊維を、少なくとも1種類以上セパレータ重量の30重量%以上混抄することで、セパレータの耐熱性を改善することができる。且つ、20℃、相対湿度65%雰囲気下にて平衡水分量を4%以下に調製し、素子全体の吸湿性を改善することで、固体コンデンサの耐熱性と水分による特性への影響を解決し、高信頼性を実現することを可能になる。   In the present embodiment, as described above, the synthetic fiber mixed with the sheath portion of the core-sheath structure fiber so that the mixture particles such as inorganic substances are at least 1.5% by weight or more with respect to the separator weight as described above. The heat resistance of the separator can be improved by mixing at least one fiber made of cellulose with at least 30% by weight of the separator weight. In addition, by adjusting the equilibrium moisture content to 4% or less in an atmosphere of 20 ° C and relative humidity of 65%, and improving the hygroscopicity of the entire device, the influence on the heat resistance and moisture characteristics of the solid capacitor is solved. It becomes possible to achieve high reliability.

以上説明したように本実施の形態例によれば、無機化合物等の混合物粒子を少なくともセパレータ重量に対して1.5重量%以上芯鞘構造の鞘部に混合した合成繊維やセルロースからなる繊維を少なくとも1種類以上30重量%以上混抄することにで、セパレータの耐熱性をアップして尚且つ、セパレータの平衡水分量を20℃、相対湿度65%雰囲気下にて平衡水分量を4%以下に削減し、素子の吸湿性を削減し、水分による影響を解決した固体電解コンデンサを提供す素子の吸水性を改善し固体コンデンサの耐熱性や水分による特性への影響を軽減し、ESR、容量を改善しその水分による特性の変化を抑制することができる高信頼性のコンデンサを実現することができる。   As described above, according to the present embodiment, a synthetic fiber or a fiber made of cellulose in which a mixture particle of an inorganic compound or the like is mixed with a sheath part of a core-sheath structure at least 1.5% by weight with respect to the separator weight. By blending at least one kind and 30% by weight or more, the heat resistance of the separator is increased, and the equilibrium moisture content of the separator is reduced to 4% or less in an atmosphere of 20 ° C. and a relative humidity of 65%. Reduce the moisture absorption of the element, provide a solid electrolytic capacitor that solves the influence of moisture, improve the water absorption of the element, reduce the influence of the solid capacitor on heat resistance and moisture, and reduce the ESR and capacitance It is possible to realize a highly reliable capacitor that can be improved and the change in characteristics due to moisture can be suppressed.

〔実施例〕
以下に本発明に係る具体的な一実施例を従来例及び比較例とともに説明する。
先ず以下に示す各実施例において、陽極アルミ箔と陰極アルミ箔を所望の寸法を持つスリット状に形成した後、各陽極アルミ箔と陰極アルミ箔にリード棒を取り付け、表6に示す実施例1〜24、従来例1〜8及び比較例1〜11に記載したセパレータを介して巻付け形成してコンデンサ素子を作成した。なお、セルロース繊維を使用した固体電解コンデンサは熱処理による炭化を施している。
〔Example〕
A specific embodiment according to the present invention will be described below together with a conventional example and a comparative example.
First, in each of the following examples, an anode aluminum foil and a cathode aluminum foil were formed in a slit shape having desired dimensions, and then a lead rod was attached to each of the anode aluminum foil and the cathode aluminum foil. Example 1 shown in Table 6 ˜24, Conventional Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 11 were wound to form capacitor elements. Note that solid electrolytic capacitors using cellulose fibers are carbonized by heat treatment.

実施例1のセパレータには、混合物混合繊維としてPET繊維を30重量%、バインダーとして未延伸のPETバインダー繊維70重量%を用いた。   In the separator of Example 1, 30% by weight of PET fiber was used as the mixture fiber, and 70% by weight of unstretched PET binder fiber was used as the binder.

PET繊維の鞘部には無機物混合物粒子としての無水珪酸アルミニウム粒子を、セパレータ中の混合物重量が1.5重量%でPET繊維の5重量%となるように混合した。   In the sheath part of the PET fiber, anhydrous aluminum silicate particles as inorganic mixture particles were mixed so that the weight of the mixture in the separator was 1.5% by weight and 5% by weight of the PET fiber.

実施例2のセパレータには、混合物混合繊維としてPET繊維を30重量%、バインダーとして未延伸のPETバインダー繊維70重量%を用いた。   In the separator of Example 2, 30% by weight of PET fiber was used as the mixture fiber, and 70% by weight of unstretched PET binder fiber was used as the binder.

PET繊維の鞘部には無機物混合物粒子としての無水珪酸アルミニウム粒子を、セパレータ中の混合物重量が3重量%でPET繊維の10重量%となるように混合した。   Anhydrous aluminum silicate particles as inorganic mixture particles were mixed in the sheath portion of the PET fiber so that the weight of the mixture in the separator was 3% by weight and 10% by weight of the PET fiber.

実施例3のセパレータには、混合物混合繊維としてPET繊維を30重量%、バインダーとして未延伸のPETバインダー繊維70重量%を用いた。   In the separator of Example 3, 30% by weight of PET fiber was used as the mixture fiber, and 70% by weight of unstretched PET binder fiber was used as the binder.

PET繊維の鞘部には無機物混合物粒子としての無水珪酸アルミニウムを、セパレータ中の混合物重量が9重量%でPET繊維の30重量%となるように混合した。   The sheath of PET fiber was mixed with anhydrous aluminum silicate as inorganic mixture particles so that the weight of the mixture in the separator was 9% by weight and 30% by weight of PET fiber.

実施例4のセパレータには、混合物混合繊維としてPET繊維を30重量%、バインダーとして未延伸のPETバインダー繊維40重量%、湿熱融着樹脂であるポバール(PVA)を30重量%用いた。   In the separator of Example 4, 30% by weight of PET fiber was used as a mixture fiber, 40% by weight of unstretched PET binder fiber as a binder, and 30% by weight of Poval (PVA) which is a wet heat fusion resin.

PET繊維の鞘部には無機物混合物粒子としての無水珪酸アルミニウムを、セパレータ中の混合物重量が0.3重量%でPET繊維の1重量%となるように混合した。また、未延伸のPETバインダー繊維の鞘部には無機物混合物粒子としての窒化珪素を、セパレータ中の混合物重量が1.2重量%でPETバインダー繊維の3重量%となるように混合した。   Anodized aluminum silicate as inorganic mixture particles was mixed in the sheath portion of the PET fiber so that the weight of the mixture in the separator was 0.3% by weight and 1% by weight of the PET fiber. In addition, silicon nitride as inorganic mixture particles was mixed in the sheath portion of the unstretched PET binder fiber so that the weight of the mixture in the separator was 1.2% by weight and 3% by weight of the PET binder fiber.

実施例5のセパレータには、混合物混合繊維としてPEN繊維を30重量%、バインダーとして未延伸のPETバインダー繊維40重量%、湿熱融着樹脂であるポバール(PVA)を30重量%用いた。   In the separator of Example 5, 30% by weight of PEN fiber was used as a mixture fiber, 40% by weight of unstretched PET binder fiber as a binder, and 30% by weight of Poval (PVA) which is a wet heat fusion resin.

PEN繊維の鞘部には無機物混合物粒子としての無水珪酸アルミニウムをセパレータ中の混合物重量が0.3重量%でPEN繊維の1重量%、未延伸のPETバインダー繊維の鞘部には窒化珪素をセパレータ中の混合物重量が1.2重量%でPETバインダー繊維の3重量%となるように混合した。   The sheath of PEN fiber is made of anhydrous aluminum silicate as inorganic mixture particles. The weight of the mixture in the separator is 0.3% by weight, 1% by weight of PEN fiber, and the sheath of unstretched PET binder fiber is made of silicon nitride. The mixture was mixed so that the weight of the mixture was 1.2% by weight and 3% by weight of the PET binder fiber.

実施例6のセパレータには、混合物混合繊維としてPEN繊維を30重量%、バインダーとしてPENバインダー繊維70重量%用いた。   In the separator of Example 6, 30% by weight of PEN fiber was used as a mixture fiber, and 70% by weight of PEN binder fiber was used as a binder.

PEN繊維の鞘部には無機物混合物粒子としての無水珪酸アルミニウムを、セパレータ中の混合物重量が1.5重量%でPEN繊維の5重量%となるように混合した。   Anhydrous aluminum silicate as inorganic mixture particles was mixed in the sheath portion of the PEN fiber so that the weight of the mixture in the separator was 1.5% by weight and 5% by weight of the PEN fiber.

実施例7のセパレータには、混合物混合繊維として半芳香族ポリアミド繊維を30重量%、バインダーとしてパラアラミドフィブリッド40重量%、湿熱融着樹脂であるポバール(PVA)を30重量%用いた。   In the separator of Example 7, 30% by weight of semi-aromatic polyamide fiber was used as a mixture fiber, 40% by weight of para-aramid fibrid as a binder, and 30% by weight of poval (PVA) which is a wet heat fusion resin.

半芳香族ポリアミド繊維の鞘部には無機物混合物粒子としての無水珪酸アルミニウムを、セパレータ中の混合物重量が1.5重量%で半芳香族ポリアミド繊維の5重量%となるように混合した。   Anhydrous aluminum silicate as inorganic mixture particles was mixed in the sheath of the semi-aromatic polyamide fiber so that the weight of the mixture in the separator was 1.5% by weight and 5% by weight of the semi-aromatic polyamide fiber.

実施例8のセパレータには、混合物混合繊維として半芳香族ポリアミド繊維を50重量%、バインダーとしてパラアラミドフィブリッド20重量%、未延伸のPETバインダー繊維30重量%用いた。   In the separator of Example 8, 50% by weight of semi-aromatic polyamide fiber was used as a mixture fiber, 20% by weight of para-aramid fibrid was used as a binder, and 30% by weight of unstretched PET binder fiber was used.

未延伸のPETバインダー繊維の鞘部には無機物混合物としての炭化珪素粒子を、セパレータ中の混合物重量が1.5重量%でPETバインダー繊維の5重量%となるように混合した。   Silicon carbide particles as an inorganic mixture were mixed in the sheath portion of the unstretched PET binder fiber so that the weight of the mixture in the separator was 1.5% by weight and 5% by weight of the PET binder fiber.

実施例9のセパレータには、混合物混合繊維として合成繊維であるポリケトン繊維30重量%、天然セルロース繊維であるサイザル麻パルプを40重量%、バインダーとして湿熱融着樹脂であるポバール(PVA)を30重量%用いた。   In the separator of Example 9, 30% by weight of polyketone fiber which is a synthetic fiber as a mixture fiber, 40% by weight of sisal pulp which is a natural cellulose fiber, and 30% of poval (PVA) which is a wet heat fusion resin as a binder. %Using.

ポリケトン繊維の鞘部には無機物混合物としての無水珪酸アルミニウム粒子を、セパレータ中の混合物重量が1.5重量%でポリケトン繊維の5重量%となるように混合した。   Anhydrous aluminum silicate particles as an inorganic mixture were mixed in the sheath of the polyketone fiber so that the weight of the mixture in the separator was 1.5% by weight and 5% by weight of the polyketone fiber.

実施例10のセパレータには、混合物混合繊維としてポリケトン繊維を30重量%、バインダーとしてパラアラミドフィブリッド40重量%、湿熱融着樹脂であるポバール(PVA)を30重量%用いた。   In the separator of Example 10, 30% by weight of polyketone fiber was used as a mixture fiber, 40% by weight of para-aramid fibrid was used as a binder, and 30% by weight of poval (PVA) which is a wet heat fusion resin.

ポリケトン繊維の鞘部には無機物混合物としての無水珪酸アルミニウム粒子を、セパレータ中の混合物重量が1.5重量%でポリケトン繊維の5重量%となるように混合した。   Anhydrous aluminum silicate particles as an inorganic mixture were mixed in the sheath of the polyketone fiber so that the weight of the mixture in the separator was 1.5% by weight and 5% by weight of the polyketone fiber.

実施例11のセパレータには、混合物混合繊維として合成繊維であるアクリル繊維30重量%、天然セルロース繊維であるサイザル麻パルプを40重量%、バインダーとして湿熱融着樹脂であるポバール(PVA)を30重量%用いた。   In the separator of Example 11, 30% by weight of acrylic fiber, which is a synthetic fiber, 40% by weight of sisal pulp, which is a natural cellulose fiber, and 30% of poval (PVA), which is a wet heat fusion resin, as a binder. %Using.

アクリル繊維の鞘部には無機物混合物としての無水珪酸アルミニウム粒子を、セパレータ中の混合物重量が1.5重量%でアクリル繊維の5重量%となるように混合した。   Anhydrous aluminum silicate particles as an inorganic mixture were mixed in the sheath of the acrylic fiber so that the weight of the mixture in the separator was 1.5% by weight and 5% by weight of the acrylic fiber.

実施例12のセパレータには、混合物混合繊維としてアクリル繊維を30重量%、バインダーとしてフィブリル化アクリル繊維を50重量%、湿熱融着樹脂であるポバール(PVA)を20重量%用いた。   In the separator of Example 12, 30% by weight of acrylic fiber was used as the mixture fiber, 50% by weight of fibrillated acrylic fiber was used as the binder, and 20% by weight of Poval (PVA), which is a wet heat fusion resin.

アクリル繊維の鞘部には無機物混合物としてのジルコニア粒子を、セパレータ中の混合物重量が1.5重量%で混合物混合繊維の5重量%となるように混合した。   In the sheath part of the acrylic fiber, zirconia particles as an inorganic mixture were mixed so that the weight of the mixture in the separator was 1.5% by weight and 5% by weight of the mixed fiber.

実施例13のセパレータには、混合物混合繊維としてパラアラミド繊維を30重量%、バインダーとしてパラアラミドフィブリッド40重量%、湿熱融着樹脂であるポバール(PVA)を30重量%用いた。   In the separator of Example 13, 30% by weight of para-aramid fiber was used as a mixture fiber, 40% by weight of para-aramid fiber as a binder, and 30% by weight of poval (PVA) which is a wet heat fusion resin.

パラアラミド繊維の鞘部には無機物混合物としての無水珪酸珪素粒子を、セパレータ中の混合物重量が1.5重量%でパラアラミド繊維の5重量%となるように混合した。   Anhydrous silicon silicate particles as an inorganic mixture were mixed in the sheath of the para-aramid fiber so that the weight of the mixture in the separator was 1.5% by weight and 5% by weight of the para-aramid fiber.

実施例14のセパレータには、混合物混合繊維として半芳香族ポリアミド繊維を35重量%、バインダーとして未延伸のPETバインダー繊維35重量%、パラアラミドフィブリッド30重量%用いた。   In the separator of Example 14, 35% by weight of semi-aromatic polyamide fiber was used as the mixture fiber, 35% by weight of unstretched PET binder fiber and 30% by weight of para-aramid fibrid were used as the binder.

半芳香族ポリアミド繊維の鞘部には無機物混合物粒子としての酸化チタンを、セパレータ中の混合物重量が1.75重量%で半芳香族ポリアミド繊維の5重量%となるように混合し、パラアラミドフィブリッドの鞘部には無機物混合物粒子としての無水珪酸珪素粒子を、セパレータ中の混合物重量が3重量%でパラアラミドフィブリッドの10重量%となるように混合した。   In the sheath portion of the semi-aromatic polyamide fiber, titanium oxide as an inorganic mixture particle is mixed so that the weight of the mixture in the separator is 1.75% by weight and 5% by weight of the semi-aromatic polyamide fiber. Anhydrous silicon silicate particles as inorganic mixture particles were mixed in the sheath of the brid so that the weight of the mixture in the separator was 3% by weight and 10% by weight of para-aramid fibrids.

実施例15のセパレータには、混合物混合繊維として合成繊維であるポリアミドイミド繊維30重量%、天然セルロース繊維であるサイザル麻パルプを40重量%、バインダーとして湿熱融着樹脂であるポバール(PVA)を30重量%用いた。   In the separator of Example 15, 30% by weight of polyamideimide fiber, which is a synthetic fiber, 40% by weight of sisal pulp, which is a natural cellulose fiber, and 30% of poval (PVA), which is a wet heat fusion resin, as a binder. % By weight was used.

ポリアミドイミド繊維の鞘部には無機物混合物としての無水珪酸アルミニウム粒子を、セパレータ中の混合物重量が1.5重量%でポリアミドイミド繊維の5重量%となるように混合した。   Anhydrous aluminum silicate particles as an inorganic mixture were mixed in the sheath portion of the polyamideimide fiber so that the weight of the mixture in the separator was 1.5% by weight and 5% by weight of the polyamideimide fiber.

実施例16のセパレータには、混合物混合繊維としてセルロース繊維であるビスコースレーヨン繊維30重量%、天然セルロース繊維であるサイザル麻パルプを60重量%、バインダーとしてポリアクリルアミドを10重量%用いた。   In the separator of Example 16, 30% by weight of viscose rayon fiber, which is a cellulose fiber, 60% by weight of sisal pulp, which is a natural cellulose fiber, and 10% by weight of polyacrylamide as a binder were used as a mixture fiber.

ビスコースレーヨン繊維の鞘部には無機物混合物としての無水珪酸アルミニウム粒子を、セパレータ中の混合物重量が1.5重量%でビスコースレーヨン繊維の5重量%となるように混合した。   Anhydrous aluminum silicate particles as an inorganic mixture were mixed in the sheath of the viscose rayon fiber so that the weight of the mixture in the separator was 1.5% by weight and 5% by weight of the viscose rayon fiber.

実施例17のセパレータには、混合物混合繊維としてセルロース繊維であるビスコースレーヨン繊維30重量%、天然セルロース繊維であるマニラ麻パルプを35重量%、エスパルトパルプ15重量%、バインダーとしてポバール(PVA)を30重量%用いた。   In the separator of Example 17, 30% by weight of viscose rayon fiber which is a cellulose fiber as a mixture fiber, 35% by weight of Manila hemp pulp which is a natural cellulose fiber, 15% by weight of esparto pulp, and poval (PVA) as a binder. 30% by weight was used.

ビスコースレーヨン繊維の鞘部には無機物混合物としてのアルミナ粒子を、セパレータ中の混合物重量が1.5重量%でビスコースレーヨン繊維の5重量%となるように混合した。   Alumina particles as an inorganic mixture were mixed in the sheath of the viscose rayon fiber so that the weight of the mixture in the separator was 1.5% by weight and 5% by weight of the viscose rayon fiber.

実施例18のセパレータには、混合物混合繊維としてセルロース繊維であるビスコースレーヨン繊維40重量%、溶剤紡糸レーヨン繊維を30重量%、バインダーとしてポバール(PVA)を30重量%用いた。   In the separator of Example 18, 40% by weight of viscose rayon fiber, which is cellulose fiber, 30% by weight of solvent-spun rayon fiber, and 30% by weight of Poval (PVA) as a binder were used as the mixture fiber.

ビスコースレーヨン繊維の鞘部には無機物混合物としての窒化アルミニウム粒子をセパレータ中の混合物重量が1重量%でビスコースレーヨン繊維の2.5重量%となるように混合し、溶剤紡糸レーヨン繊維の鞘部には無機物混合物としての酸化チタン粒子をセパレータ中の混合物重量が0.5重量%で溶剤紡糸レーヨン繊維の1.6重量%となるように混合した。   In the sheath part of the viscose rayon fiber, aluminum nitride particles as an inorganic mixture are mixed so that the weight of the mixture in the separator is 1% by weight and 2.5% by weight of the viscose rayon fiber, and the sheath of the solvent-spun rayon fiber In the part, titanium oxide particles as an inorganic mixture were mixed so that the weight of the mixture in the separator was 0.5% by weight and 1.6% by weight of the solvent-spun rayon fiber.

実施例19のセパレータには、混合物混合繊維としてセルロース繊維である溶剤紡糸レーヨン繊維30重量%、天然セルロース繊維であるサイザル麻パルプを60重量%、バインダーとしてポリアクリルアミドを10重量%用いた。   In the separator of Example 19, 30% by weight of solvent-spun rayon fiber, which is cellulose fiber, 60% by weight of sisal pulp, which is natural cellulose fiber, and 10% by weight of polyacrylamide as a binder were used as the mixture fiber.

溶剤紡糸レーヨン繊維の鞘部には無機物混合物としてのボロンナイトライド粒子を、セパレータ中の混合物重量が1.5重量%で溶剤紡糸レーヨン繊維の5重量%となるように混合した。   Boron nitride particles as an inorganic mixture were mixed in the sheath of the solvent-spun rayon fiber so that the weight of the mixture in the separator was 1.5% by weight and 5% by weight of the solvent-spun rayon fiber.

実施例20のセパレータには、混合物混合繊維として半芳香族ポリアミド繊維を20重量%、天然セルロース繊維として、サイザル麻パルプを60重量%、バインダーとしてパラアラミドフィブリッド10重量%、湿熱融着樹脂であるポバール(PVA)を10重量%用いた。   The separator of Example 20 is composed of 20% by weight of semi-aromatic polyamide fiber as a mixture fiber, 60% by weight of sisal pulp as a natural cellulose fiber, 10% by weight of para-aramid fibrid as a binder, and wet heat fusion resin. 10% by weight of some poval (PVA) was used.

半芳香族ポリアミド繊維の鞘部には無機物混合物粒子としての無水珪酸アルミニウムを、セパレータ中の混合物重量が1.5重量%で半芳香族ポリアミド繊維の7.5重量%となるように混合し、パラアラミドフィブリッドには無水珪酸アルミニウムをセパレータ中の混合物重量が1.5重量%でパラアラミドフィブリッドの10重量%となるように混合した。   Anhydrous aluminum silicate as inorganic mixture particles is mixed in the sheath of the semi-aromatic polyamide fiber so that the weight of the mixture in the separator is 1.5% by weight and 7.5% by weight of the semi-aromatic polyamide fiber, The para-aramid fibrid was mixed with anhydrous aluminum silicate so that the weight of the mixture in the separator was 1.5% by weight and 10% by weight of the para-aramid fibrid.

実施例21のセパレータには、混合物混合繊維としてポリケトン繊維を20重量%、天然セルロース繊維として、サイザル麻パルプを45重量%、バインダーとしてパラアラミドフィブリッド15重量%、湿熱融着樹脂であるポバール(PVA)を20重量%用いた。   In the separator of Example 21, 20% by weight of polyketone fiber as a mixture fiber, 45% by weight of sisal pulp as natural cellulose fiber, 15% by weight of para-aramid fibrid as a binder, Poval (wet heat fusion resin) 20% by weight of PVA) was used.

ポリケトン繊維の鞘部には無機物混合物粒子としての無水珪酸アルミニウムをセパレータ中の混合物重量が2重量%でポリケトン繊維の10重量%となるように混合し、パラアラミドフィブリッドには無水珪酸アルミニウムをセパレータ中の混合物重量が1.5重量%でパラアラミドフィブリッドの10重量%となるように混合した。   The sheath of the polyketone fiber is mixed with anhydrous aluminum silicate as inorganic mixture particles so that the weight of the mixture in the separator is 2% by weight and 10% by weight of the polyketone fiber, and the para-aramid fibrid is coated with anhydrous aluminum silicate. The mixture was mixed so that the weight of the mixture was 1.5% by weight and 10% by weight of para-aramid fibrids.

実施例22のセパレータには、混合物混合セルロース繊維としてアセテート繊維を30重量%、天然セルロース繊維として、サイザル麻パルプを50重量%、バインダーとして湿熱融着樹脂であるポバール(PVA)を20重量%用いた。   For the separator of Example 22, 30% by weight of acetate fiber as a mixed cellulose fiber, 50% by weight of sisal pulp as natural cellulose fiber, and 20% by weight of poval (PVA) which is a wet heat fusion resin as a binder It was.

アセテート繊維の鞘部にはカーボンブラック粒子を、セパレータ中の混合物重量が1.5重量%でアセテート繊維の5重量%となるように混合した。   Carbon black particles were mixed in the sheath portion of the acetate fiber so that the weight of the mixture in the separator was 1.5% by weight and 5% by weight of the acetate fiber.

実施例23のセパレータには、混合物混合繊維としてパラアラミド繊維を70重量%、バインダーとしてパラアラミドフィブリッドを30重量%用いた。   In the separator of Example 23, 70% by weight of para-aramid fiber was used as the mixture fiber, and 30% by weight of para-aramid fibrid was used as the binder.

パラアラミドフィブリッドには無水珪酸アルミニウムをセパレータ中の混合物重量が3重量%でパラアラミドフィブリッドの10重量%となるように混合した。   Para-aramid fibrid was mixed with anhydrous aluminum silicate so that the weight of the mixture in the separator was 3% by weight and 10% by weight of para-aramid fibrid.

実施例24のセパレータには、混合物混合繊維としてパラアラミド繊維を70重量%、バインダーとしてパラアラミドフィブリッドを30重量%用いた。   In the separator of Example 24, 70% by weight of para-aramid fiber was used as the mixture fiber, and 30% by weight of para-aramid fibrid was used as the binder.

パラアラミドフィブリッドには無水珪酸アルミニウムをセパレータ中の混合物重量が18重量%でパラアラミドフィブリッドの60重量%となるように混合した。   The para-aramid fibrid was mixed with anhydrous aluminum silicate so that the weight of the mixture in the separator was 18% by weight and 60% by weight of the para-aramid fibrid.

次に従来例として、無機物粒子などを混合しない以下の8種のセパレータを用意した。   Next, the following eight types of separators not mixed with inorganic particles were prepared as conventional examples.

従来例1Conventional Example 1

従来例1のセパレータとして、天然セルロース繊維としてサイザル麻パルプを用いた。   As the separator of Conventional Example 1, sisal pulp was used as natural cellulose fiber.

従来例2Conventional example 2

従来例2のセパレータとして、ビニロン繊維を70重量%、バインダーとして湿熱融着樹脂であるポバール(PVA)を30重量%用いた。   As the separator of Conventional Example 2, 70% by weight of vinylon fiber and 30% by weight of Poval (PVA) which is a wet heat fusion resin as a binder were used.

従来例3Conventional example 3

従来例3のセパレータとして、合成繊維としてPET繊維を40重量%、バインダーとして未延伸のPETバインダー繊維を60重量%用いた。   As the separator of Conventional Example 3, 40% by weight of PET fiber as synthetic fiber and 60% by weight of unstretched PET binder fiber as binder were used.

従来例4Conventional example 4

従来例4のセパレータとして、PEN繊維を40重量%、バインダーとして未延伸のPENバインダー繊維を60重量%用いた。   As the separator of Conventional Example 4, 40% by weight of PEN fiber and 60% by weight of unstretched PEN binder fiber as a binder were used.

従来例5Conventional Example 5

従来例5のセパレータとして、ポリケトン繊維を70重量%、バインダーとして未延伸のPENバインダー繊維を30重量%用いた。   As the separator of Conventional Example 5, 70% by weight of polyketone fibers and 30% by weight of unstretched PEN binder fibers were used as binders.

従来例6Conventional Example 6

従来例6のセパレータとして、合成繊維として半芳香族ポリアミド繊維を40重量%、PET繊維を30重量%、天然セルロース繊維としてサイザル麻5重量%用い、バインダーとして未延伸のPENバインダー繊維を25重量%用いた。   As separator of Conventional Example 6, 40% by weight of semi-aromatic polyamide fiber as synthetic fiber, 30% by weight of PET fiber, 5% by weight of sisal hemp as natural cellulose fiber, and 25% by weight of unstretched PEN binder fiber as binder Using.

従来例7Conventional Example 7

従来例7のセパレータとして、合成繊維としてアクリル繊維を30重量%、天然セルロース繊維としてサイザル麻パルプを40重量%、バインダーとして湿熱融着樹脂であるポバール(PVA)を30重量%用いた。   As a separator of Conventional Example 7, 30% by weight of acrylic fiber as synthetic fiber, 40% by weight of sisal pulp as natural cellulose fiber, and 30% by weight of Poval (PVA) which is a wet heat fusion resin as a binder were used.

従来例8Conventional Example 8

従来例8のセパレータとして、合成繊維としてパラアラミド繊維を70重量%、バインダーとして、パラアラミドフィブリッドを30重量%用いた。   As the separator of Conventional Example 8, 70% by weight of para-aramid fiber was used as a synthetic fiber, and 30% by weight of para-aramid fibrid was used as a binder.

次に、比較例として、以下の11のセパレータを用意した。   Next, the following 11 separators were prepared as comparative examples.

比較例1Comparative Example 1

比較例1のセパレータには、合成繊維としてPET繊維を25重量%用いた。バインダーとしては未延伸のPETバインダー繊維を75重量%用いた。   In the separator of Comparative Example 1, 25% by weight of PET fiber was used as a synthetic fiber. As the binder, 75% by weight of unstretched PET binder fiber was used.

PET繊維には、無水珪酸アルミニウムをセパレータ中の混合物重量が1.2重量%でPET繊維の4.8重量%となるように混合した。   To the PET fiber, anhydrous aluminum silicate was mixed so that the weight of the mixture in the separator was 1.2% by weight and 4.8% by weight of the PET fiber.

比較例2Comparative Example 2

比較例2のセパレータには、合成繊維としてPET繊維を40重量%用いた。バインダーとしては未延伸のPETバインダー繊維を60重量%用いた。   In the separator of Comparative Example 2, 40% by weight of PET fiber was used as a synthetic fiber. As the binder, 60% by weight of unstretched PET binder fiber was used.

PETバインダー繊維には無水珪酸アルミニウムをセパレータ中の混合物重量が1.4重量%でPETバインダー繊維の2.4重量%となるように混合した。   The PET binder fiber was mixed with anhydrous aluminum silicate so that the weight of the mixture in the separator was 1.4% by weight and 2.4% by weight of the PET binder fiber.

比較例3Comparative Example 3

比較例3のセパレータには、合成繊維としてPET繊維を50重量%用いた。バインダーとしては未延伸のPETバインダー繊維を50重量%用いた。   In the separator of Comparative Example 3, 50% by weight of PET fiber was used as a synthetic fiber. As the binder, 50% by weight of unstretched PET binder fiber was used.

PET繊維には無水珪酸アルミニウムをセパレータ中の混合物重量が1.3重量%でPET繊維の2.5重量%となるように混合した。   The PET fiber was mixed with anhydrous aluminum silicate so that the weight of the mixture in the separator was 1.3% by weight and 2.5% by weight of the PET fiber.

比較例4Comparative Example 4

比較例4のセパレータには、合成繊維としてPET繊維を20重量%用いた。バインダーとしては未延伸のPETバインダー繊維を50重量%、湿熱融着樹脂であるポバール(PVA)を30重量%用いた。   In the separator of Comparative Example 4, 20% by weight of PET fiber was used as a synthetic fiber. As the binder, 50% by weight of unstretched PET binder fiber and 30% by weight of poval (PVA) which is a wet heat fusion resin were used.

PET繊維には無水珪酸アルミニウムをセパレータ中の混合物重量が0.4重量%でPET繊維の1.8重量%となるように混合し、PETバインダー繊維には窒化珪素をセパレータ中の混合物重量が0.9重量%でPETバインダー繊維の1.8重量%となるように混合した。   The PET fiber is mixed with anhydrous aluminum silicate so that the weight of the mixture in the separator is 0.4% by weight and 1.8% by weight of the PET fiber. The PET binder fiber is silicon nitride with the weight of the mixture in the separator being 0%. It mixed so that it might become 1.8 weight% of PET binder fiber in 9 weight%.

比較例5Comparative Example 5

比較例5のセパレータには、実施例7と同様に、混合物混合繊維として半芳香族ポリアミド繊維を30重量%、バインダーとしてパラアラミドフィブリッド40重量%、湿熱融着樹脂であるポバール(PVA)を30重量%用いた。   In the separator of Comparative Example 5, as in Example 7, 30% by weight of semi-aromatic polyamide fiber as a mixture fiber, 40% by weight of para-aramid fibrid as a binder, and poval (PVA) which is a wet heat fusion resin. 30% by weight was used.

半芳香族ポリアミド繊維の鞘部には無機物混合物粒子としての無水珪酸アルミニウムを、セパレータ中の混合物重量が1.4重量%で半芳香族ポリアミド繊維の4.5重量%となるように混合した。   Anhydrous aluminum silicate as inorganic mixture particles was mixed in the sheath portion of the semi-aromatic polyamide fiber so that the weight of the mixture in the separator was 1.4% by weight and 4.5% by weight of the semi-aromatic polyamide fiber.

比較例6Comparative Example 6

比較例6のセパレータには、実施例9と同様に、混合物混合繊維として合成繊維であるポリケトン繊維30重量%、天然セルロース繊維であるサイザル麻パルプを40重量%、バインダーとして湿熱融着樹脂であるポバール(PVA)を30重量%用いた。   As in Example 9, the separator of Comparative Example 6 is 30% by weight of polyketone fiber, which is a synthetic fiber, 40% by weight of sisal pulp, which is a natural cellulose fiber, and a wet heat fusion resin as a binder. 30% by weight of poval (PVA) was used.

ポリケトン繊維の鞘部には無機物混合物としての無水珪酸アルミニウム粒子を、セパレータ中の混合物重量が1.4重量%でポリケトン繊維の4.5重量%となるように混合した。   Anhydrous aluminum silicate particles as an inorganic mixture were mixed in the sheath of the polyketone fiber so that the weight of the mixture in the separator was 1.4% by weight and 4.5% by weight of the polyketone fiber.

比較例7Comparative Example 7

比較例7のセパレータには、実施例11と同様に、混合物混合繊維として合成繊維であるアクリル繊維30重量%、天然セルロース繊維であるサイザル麻パルプを40重量%、バインダーとして湿熱融着樹脂であるポバール(PVA)を30重量%用いた。   As in Example 11, the separator of Comparative Example 7 is 30% by weight of acrylic fiber, which is a synthetic fiber, 40% by weight of sisal pulp, which is a natural cellulose fiber, and a wet heat fusion resin as a binder. 30% by weight of poval (PVA) was used.

アクリル繊維の鞘部には無機物混合物としての無水珪酸アルミニウム粒子を、セパレータ中の混合物重量が1.4重量%でアクリル繊維の4.5重量%となるように混合した。   Anhydrous aluminum silicate particles as an inorganic mixture were mixed in the sheath of the acrylic fiber so that the weight of the mixture in the separator was 1.4% by weight and 4.5% by weight of the acrylic fiber.

比較例8Comparative Example 8

比較例8のセパレータには、実施例16と同様に、混合物混合繊維としてセルロース繊維であるビスコースレーヨン繊維30重量%、天然セルロース繊維であるサイザル麻パルプを60重量%、バインダーとしてポリアクリルアミドを10重量%用いた。   In the separator of Comparative Example 8, as in Example 16, 30% by weight of viscose rayon fiber, which is cellulose fiber, 60% by weight of sisal pulp, which is natural cellulose fiber, and 10% of polyacrylamide as binder. % By weight was used.

ビスコースレーヨン繊維の鞘部には無機物混合物としての無水珪酸アルミニウム粒子を、セパレータ中の混合物重量が1.4重量%でビスコースレーヨン繊維の4.5重量%となるように混合した。   Anhydrous aluminum silicate particles as an inorganic mixture were mixed in the sheath of the viscose rayon fiber so that the weight of the mixture in the separator was 1.4% by weight and 4.5% by weight of the viscose rayon fiber.

比較例9Comparative Example 9

比較例9のセパレータには、混合物混合セルロース繊維としてアセテート繊維を30重量%、天然セルロース繊維として、サイザル麻パルプを40重量%、バインダーとして湿熱融着樹脂であるポバール(PVA)を30重量%用いた。   For the separator of Comparative Example 9, 30% by weight of acetate fiber as a mixed cellulose fiber, 40% by weight of sisal pulp as natural cellulose fiber, and 30% by weight of poval (PVA) which is a wet heat fusion resin as a binder It was.

アセテート繊維の鞘部にはカーボンブラック粒子を、セパレータ中の混合物重量が1.4重量%でアセテート繊維の4.5重量%となるように混合した。   Carbon black particles were mixed in the sheath portion of the acetate fiber so that the weight of the mixture in the separator was 1.4% by weight and 4.5% by weight of the acetate fiber.

比較例10Comparative Example 10

比較例10のセパレータには、実施例23と同様に混合物混合繊維としてパラアラミド繊維を70重量%、バインダーとしてパラアラミドフィブリッドを30重量%用いた。   In the separator of Comparative Example 10, as in Example 23, 70% by weight of para-aramid fiber was used as a mixture fiber and 30% by weight of para-aramid fibrid was used as a binder.

パラアラミドフィブリッドには無水珪酸アルミニウムをセパレータ中の混合物重量が2.7重量%でパラアラミドフィブリッドの9重量%となるように混合した。   Para-aramid fibrid was mixed with anhydrous aluminum silicate so that the weight of the mixture in the separator was 2.7% by weight and 9% by weight of para-aramid fibrid.

比較例11Comparative Example 11

比較例11のセパレータは、実施例24と同様に、混合物混合繊維としてパラアラミド繊維を70重量%、バインダーとしてパラアラミドフィブリッドを30重量%用いた。   As in Example 24, the separator of Comparative Example 11 used 70% by weight of para-aramid fiber as the mixture fiber and 30% by weight of para-aramid fibrid as the binder.

パラアラミドフィブリッドには無水珪酸アルミニウムをセパレータ中の混合物重量が16.3重量%でパラアラミドフィブリッドの61重量%となるように混合した。   The para-aramid fibrid was mixed with anhydrous aluminum silicate so that the weight of the mixture in the separator was 16.3% by weight and 61% by weight of the para-aramid fibrid.

なお、以上の各例のセルロース繊維を使用した固体電解コンデンサは熱処理による炭化を施している。   In addition, the solid electrolytic capacitor using the cellulose fiber of each of the above examples is carbonized by heat treatment.

各セパレータは、円網抄紙機にてシート化し、シートに用いられる混合繊維は、以下の繊維に無機物の粒子を混合して試作した。ポリケトン繊維は旭化成せんい株式会社製サイバロン繊維を、半芳香族ポリアミドは商品名「A590」として販売されている株式会社クラレ製品を、アクリル繊維は汎用のホモアクリル繊維やフィブリル化アクリル繊維を用いた。   Each separator was made into a sheet by a circular paper machine, and the mixed fibers used for the sheet were made by mixing inorganic particles with the following fibers. The polyketone fiber used was Cyvalon fiber manufactured by Asahi Kasei Fibers, the semi-aromatic polyamide used was Kuraray Co., Ltd. sold under the trade name “A590”, and the acrylic fiber used was a general-purpose homoacrylic fiber or fibrillated acrylic fiber.

PET繊維、PETバインダー繊維やPEN繊維、PENバインダー繊維は帝人ファイバー株式会社製の繊維を用いた。また、ポリアミドイミド繊維はケルメル社製の繊維を用いた。   PET fiber, PET binder fiber, PEN fiber, and PEN binder fiber were fibers manufactured by Teijin Fibers Limited. The polyamideimide fiber used was a fiber manufactured by Kelmer.

ビニロン繊維やPVAは半用品を使用した。また、パラアラミド繊維やパラアラミドフィブリトは帝人テクノプロダクツ株式会社製のトワロンを用い、特にフィブリトはジェットスパン法によるパラアラミドフィブリトを使用した。   Semi-finished products were used for vinylon fiber and PVA. Paraaramid fibers and paraaramid fibrites used were Twaron made by Teijin Techno Products Co., Ltd. In particular, fibrites used para-aramid fibrites by the jet span method.

セパレータの評価方法は以下の通りである。   The separator evaluation method is as follows.

先ずセパレータの厚さ、密度、引張強さはJIS C2301(1990年版、電解コンデンサ紙)に規定された方法で測定した。   First, the thickness, density, and tensile strength of the separator were measured by the methods specified in JIS C2301 (1990 edition, electrolytic capacitor paper).

吸液度はJIS C2301(1990年版、電解コンデンサ紙)に規定された吸水度試験方法に従い、水をi−プロパノールに代えて測定した。伸びはJIS C2111(1990年版、電気絶縁紙試験法)に規定された方法で測定した。   The liquid absorption was measured by replacing water with i-propanol according to the water absorption test method defined in JIS C2301 (1990 edition, electrolytic capacitor paper). The elongation was measured by a method specified in JIS C2111 (1990 edition, electrical insulating paper test method).

各例の構成及び評価結果を表17に一覧表で示す。なお、この一覧表の一部は実施の形態例の説明で抜粋している。
Table 17 shows the configuration and evaluation results of each example. A part of this list is extracted in the description of the embodiment.

表17には、面実装型固体電解コンデンサ用セパレータについて、各サンプルにおける繊維要素の含有率(質量%)、厚さ(μm)、密度(g/cm3)、引張強さ(N/15mm)、伸度(%)、吸液度(i−プロパノール、mm/10min)、及び素子加熱後のショート不良率(セパレータ基材を加熱・炭化する場合のみ)、固体電解コンデンサとして導電性高分子重合後の素子のショート不良率と初期特性(静電容量、ESR)、リフロー試験後のESR並びに外観の異常有無および信頼性試験後の特性(静電容量、ESR)を示している。リフロー試験は、最高温度270℃にさらされる条件で2回行った。   Table 17 shows the content (% by mass), the thickness (μm), the density (g / cm 3), the tensile strength (N / 15 mm) of the fiber element in each sample for the surface mount type solid electrolytic capacitor separator. Elongation (%), liquid absorbency (i-propanol, mm / 10 min), short-circuit failure rate after element heating (only when heating and carbonizing separator substrate), after conducting polymer polymerization as solid electrolytic capacitor 2 shows the short-circuit defect rate and initial characteristics (capacitance, ESR), ESR after the reflow test, appearance abnormality, and characteristics after the reliability test (capacitance, ESR). The reflow test was performed twice under the condition of being exposed to a maximum temperature of 270 ° C.

得られたコンデンサ素子のアルミニウム箔端面には酸化被膜が形成されていないので、温度60℃の1.0質量%アジピン酸アンモニウム水溶液中で化成処理を行った。化成処理後に実施例10〜15、従来例1、比較例6〜10は、素子を260℃、1時間加熱してセパレータを炭化した。   Since no oxide film was formed on the end surface of the aluminum foil of the obtained capacitor element, chemical conversion treatment was performed in a 1.0 mass% ammonium adipate aqueous solution at a temperature of 60 ° C. In Examples 10 to 15, Conventional Example 1, and Comparative Examples 6 to 10 after the chemical conversion treatment, the element was heated at 260 ° C. for 1 hour to carbonize the separator.

次いで、3、4エチレンジオキシチオフェンとp−トルエンスルホン酸鉄(III)とを、i−プロパノールに溶解した重合溶液(モノマー:酸化剤=1:1.5、モル比)に浸漬した後、100℃、60分間保持して化学重合によるポリエチレンジオキシチオフェン(PEDT)の固体電解質層を形成した。   Next, after immersing 3,4 ethylenedioxythiophene and iron (III) p-toluenesulfonate in a polymerization solution (monomer: oxidant = 1: 1.5, molar ratio) dissolved in i-propanol, A solid electrolyte layer of polyethylene dioxythiophene (PEDT) was formed by chemical polymerization by holding at 100 ° C. for 60 minutes.

この固体電解質層形成方法を2回繰返して得られた固体電解質層を有するコンデンサ素子を乾燥・加熱した後にケースに入れ、開口部を封口部剤で封止し、封口部剤側に面実装用座板を取り付け、定格電圧4V、定格静電容量100μFの面実装型固体電解コンデンサを各1000個作製した。   A capacitor element having a solid electrolyte layer obtained by repeating this solid electrolyte layer forming method twice is dried and heated, and then placed in a case. The opening is sealed with a sealing agent, and the surface is mounted on the sealing agent side. A seat plate was attached, and 1000 surface mount solid electrolytic capacitors each having a rated voltage of 4 V and a rated capacitance of 100 μF were produced.

[コンデンサの評価]
短絡試験により各サンプルコンデンサを評価した。
先ず素子加熱後のショート不良率は、素子を270℃×60分間加熱し、セパレータを炭化した後、両極間のショートによる導通をテスターで確認した。ショート不良率は1000個の素子について検査し、ショート素子の全素子数に対する割合をショート不良率とした。
[Capacitor evaluation]
Each sample capacitor was evaluated by a short circuit test.
First, regarding the short-circuit defect rate after heating the element, the element was heated at 270 ° C. for 60 minutes to carbonize the separator, and then the continuity due to a short between both electrodes was confirmed by a tester. The short defect rate was inspected for 1000 elements, and the ratio of the short elements to the total number of elements was defined as the short defect rate.

次に導電性高分子含浸後の素子のショート不良率は、コンデンサ素子に固体電解質を形成した後、両極間のショートによる導通をテスターで確認した。ショート不良率は1000個の素子について検査し、ショート素子の全素子数に対する割合をショート不良率とした。   Next, the short-circuit defect rate of the element after impregnation with the conductive polymer was confirmed by a tester for continuity due to a short between both electrodes after a solid electrolyte was formed on the capacitor element. The short defect rate was inspected for 1000 elements, and the ratio of the short elements to the total number of elements was defined as the short defect rate.

コンデンサのESRは温度20℃、周波数100kHzの条件でLCRメータによってリフロー試験前後について測定した。静電容量は20℃、120Hzの周波数でLCRメータによって測定した。   The ESR of the capacitor was measured before and after the reflow test with an LCR meter under the conditions of a temperature of 20 ° C. and a frequency of 100 kHz. The capacitance was measured with an LCR meter at 20 ° C. and a frequency of 120 Hz.

信頼性試験は、温度105℃、相対湿度65%の条件で静電容量およびESRについて3000時間後の特性を測定した。   In the reliability test, characteristics after 3000 hours were measured for capacitance and ESR under the conditions of a temperature of 105 ° C. and a relative humidity of 65%.

このように、上記各実施例(例えば実施例1乃至7、9乃至21)では何れもの芯鞘構造繊維の鞘部に、混合物粒子をセパレータ重量に対して1.5重量%以上混合した結果、セパレータの面積及び厚さの変化が共に誤差が少ない範囲内に収まっているが、1.4重量%あるいはそれ以下である比較例1乃至9では5%程度以上の変化が発生しており、1.5重量%以下では期待される効果が得られていない。従来例では更に変化が顕著である。   As described above, in each of the above Examples (for example, Examples 1 to 7, 9 to 21), as a result of mixing the mixture particles in the sheath part of any core-sheath structure fiber by 1.5% by weight or more based on the separator weight, Although both the change in the area and thickness of the separator are within the range where the error is small, in Comparative Examples 1 to 9 which is 1.4% by weight or less, a change of about 5% or more occurs. If it is less than 5% by weight, the expected effect is not obtained. In the conventional example, the change is further remarkable.

鞘部分に前記無機物粒子をセパレータ重量に対して1.5重量%以上含有させた繊維は、少なくともセパレータ重量の30重量%以上配合することにより、比較例ならびに従来例セパレータと比較して、良好なリフロー試験後特性が達成できていると共に、低ESR特性も達成されている。   The fiber containing 1.5% by weight or more of the inorganic particles in the sheath part is better than the comparative example and the conventional separator by blending at least 30% by weight of the separator weight. The characteristics after the reflow test can be achieved, and the low ESR characteristics are also achieved.

また、バインダーとして、例えばジェットスパン法によるパラアラミドフィブリッドを用いることにより、10から60重量%までバインダー効果を失わず混合できる。これは、10重量%以下の混合量では、十分な防湿効果が得られず、60重量%を超えると十分なバインダー効果が得られないからである。   Further, as a binder, for example, para-aramid fibrids obtained by a jet span method can be mixed without losing the binder effect from 10 to 60% by weight. This is because if the mixing amount is 10% by weight or less, a sufficient moisture-proof effect cannot be obtained, and if it exceeds 60% by weight, a sufficient binder effect cannot be obtained.

セパレータを構成する繊維に無機物粒子を混合するのみならず、無機物粒子(例えば無水珪酸アルミニウム)をフィブリッド重量に対して10重量%〜60重量%の範囲で含有させても、同様に比較例ならびに従来例セパレータのと比較して、良好なリフロー試験後特性が達成できていると共に、低ESR特性も達成されている。   In addition to mixing inorganic particles into the fibers constituting the separator, even if inorganic particles (for example, anhydrous aluminum silicate) are contained in the range of 10% by weight to 60% by weight with respect to the weight of the fibrid, the comparative example and the conventional ones are similarly used. Compared with the example separator, good post-reflow characteristics can be achieved and low ESR characteristics are also achieved.

以上詳細に説明したように、本発明にかかる一実施の形態例及び実施例の電解コンデンサに用いるセパレータは、良好な耐リフロー特性を有すると共に、ESR特性にも優れ、長寿命で高信頼性の電解コンデンサとして利用することができる。   As described above in detail, the separator used in the electrolytic capacitor according to the embodiment and the example of the present invention has excellent reflow resistance, excellent ESR characteristics, long life, and high reliability. It can be used as an electrolytic capacitor.

Claims (15)

固体電解コンデンサの陽極箔と陰極箔とをの間に介在し、電解質を保持可能なセパレータであって、
少なくとも無機物粒子を混合させた繊維を含むことを特徴とするセパレータ。
A separator capable of holding an electrolyte by interposing an anode foil and a cathode foil of a solid electrolytic capacitor,
A separator comprising at least fibers mixed with inorganic particles.
前記繊維は合成樹脂繊維であることを特徴とする請求項1に記載のセパレータ。 The separator according to claim 1, wherein the fiber is a synthetic resin fiber. 前記合成樹脂繊維は、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、半芳香族ポリアミド、 パラアラミド、ポリアミドイミド、ポリケトンのいずれか一つ以上の合成繊維であることを特徴とする請求項2に記載のセパレータ。 The separator according to claim 2, wherein the synthetic resin fiber is one or more synthetic fibers of acrylic, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, semi-aromatic polyamide, para-aramid, polyamide-imide, and polyketone. 前記繊維は、レーヨン繊維等のセルロース繊維であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のセパレータ。 The separator according to any one of claims 1 to 3, wherein the fibers are cellulose fibers such as rayon fibers. レーヨン繊維には、溶剤紡糸レーヨン、ビスコースレーヨン、キュプラレーヨンの少なくともいずれかが含まれることを特徴とする請求項4に記載のセパレータ。 The separator according to claim 4, wherein the rayon fiber contains at least one of solvent-spun rayon, viscose rayon, and cupra rayon. 前記繊維は、半合成繊維等のセルロース誘導体繊維であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のセパレータ。 The separator according to any one of claims 1 to 3, wherein the fibers are cellulose derivative fibers such as semi-synthetic fibers. 半合成繊維がアセテート繊維であることを特徴とする請求項6に記載のセパレータ。 The separator according to claim 6, wherein the semi-synthetic fiber is an acetate fiber. 前記繊維は芯鞘構造繊維であり、鞘部分に前記無機物粒子を含有した繊維を少なくともセパレータ重量の30重量%以上配合することを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれかに記載のセパレータ。 The separator according to any one of claims 1 to 7, wherein the fiber is a core-sheath structure fiber, and at least 30% by weight or more of the separator weight is mixed with the fiber containing the inorganic particles in the sheath part. . 固体電解コンデンサの陽極箔と陰極箔とをの間に介在し、電解質を保持可能なセパレータであって、
少なくとも無機物粒子を混合させたフィブリッドを含むことを特徴とするセパレータ。
A separator capable of holding an electrolyte by interposing an anode foil and a cathode foil of a solid electrolytic capacitor,
A separator comprising a fibrid mixed with at least inorganic particles.
前記フィブリッドはバインダー効果を有するパラアラミドであることを特徴とする請求項9に記載のセパレータ。 The separator according to claim 9, wherein the fibrid is para-aramid having a binder effect. 無機物粒子をフィブリッド重量に対して10重量%〜60重量%の範囲で含有することを特徴とする請求項9又は請求項10に記載のセパレータ。 The separator according to claim 9 or 10, wherein the inorganic particles are contained in a range of 10 wt% to 60 wt% with respect to the fibrid weight. 無機物粒子の平均粒径が、2μm以下の粒子であることを特徴とする請求項1乃至請求項11のいずれかに記載のセパレータ。 The separator according to any one of claims 1 to 11, wherein the average particle size of the inorganic particles is 2 µm or less. 無機物粒子をセパレータ重量に対して1.5重量%以上含有させることを特徴とする請求項1乃至請求項12のいずれかに記載のセパレータ。 The separator according to any one of claims 1 to 12, wherein the inorganic particles are contained in an amount of 1.5% by weight or more based on the weight of the separator. 請求項1乃至請求項13のいずれかに記載のセパレータを用いることを特徴とする電解コンデンサ。 An electrolytic capacitor using the separator according to any one of claims 1 to 13. 請求項1乃至請求項13のいずれかに記載のセパレータを用いると共に、
更に導電性高分子として、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン又はこれらの誘導体の少なくとも1種を有することを特徴とする電解コンデンサ。
While using the separator according to any one of claims 1 to 13,
Furthermore, the electrolytic capacitor characterized by having at least one of polypyrrole, polythiophene, polyaniline or derivatives thereof as a conductive polymer.
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