JP2014222706A

JP2014222706A - アルミ電解コンデンサ用セパレータおよびアルミ電解コンデンサ

Info

Publication number: JP2014222706A
Application number: JP2013101461A
Authority: JP
Inventors: 直樹藤本; Naoki Fujimoto; 章祥竹内; Akiyoshi Takeuchi
Original assignee: Nippon Kodoshi Corp
Current assignee: Nippon Kodoshi Corp
Priority date: 2013-05-13
Filing date: 2013-05-13
Publication date: 2014-11-27

Abstract

【課題】電気特性に優れ、高温環境下での使用による容量低下、漏れ電流の増加あるいはＥＳＲ特性の悪化を防ぐことができ、寿命特性に優れたアルミ電解コンデンサ用セパレータ及びアルミ電解コンデンサを提供することを目的とする。
【解決手段】アルミ電解コンデンサの正極と負極の間に介在させ、両極の短絡の防止と駆動用電解液を含浸、保持するために使用するセパレータにαセルロースの含有率の高い溶解パルプ、マーセル化パルプを使用することにより、セパレータの大幅なコスト上昇を抑えながら従来の製紙用パルプを使用したセパレータの電解液に対するイオン透過性と耐熱性を改善し、該セパレータを使用したアルミ電解コンデンサのＥＳＲ特性を改善し、高温及び／又は長期間の使用における静電容量の低下や漏れ電流の増加等の特性変化を抑制した寿命特性に優れた電解コンデンサを得ることができる。
【選択図】なし

Description

本発明は、アルミ電解コンデンサ用セパレータおよびアルミ電解コンデンサに関するものである。

一般に、電解コンデンサ、特に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、セパレータとしての電解紙を介在させてコンデンサ素子を作製し、このコンデンサ素子に電解液を含浸させ、封口して製作している。
コンデンサの静電容量は下記式（１）で表される。

Ｃ＝ε・Ｓ／ｄ・・・式（１）
Ｃ：静電容量（Ｆ）
ε：誘電体の比誘電率（Ｆ／ｍ）
Ｓ：電極の面積（ｍ²）
ｄ：電極間の距離（ｍ）

アルミ電解コンデンサでは、コンデンサ素子中のセパレータに電解液を含浸させることにより、セパレータに含浸させた電解液が真の陰極となり、陽極アルミ箔の表面に電解酸化（化成）によって形成された極めて薄い酸化皮膜が誘電体となる。

比誘電率［式（１）のε］は誘電体の種類に依存するため、アルミ電解コンデンサの静電容量［式（１）のＣ］を大きくするためには、電極の面積［式（１）のＳ］を大きくし、電極間の距離［式（１）のｄ］を小さくすることが有効である。酸化皮膜は単位厚み当たりの耐電圧が高く、また任意の厚みの酸化皮膜を形成できるため、アルミ電解コンデンサはセラミックコンデンサやフィルムコンデンサなどの他のコンデンサに比べて電極間の距離ｄが小さい。

また、陽極アルミ箔をエッチングすることにより、見かけ面積に比べて実効面積を２０〜１２０倍程度に拡大できるため、電極の面積Ｓが大きい。したがってアルミ電解コンデンサは他のコンデンサに比べて小形かつ大容量を実現できることが最大の特徴となっている。

電解コンデンサ用のセパレータには、陽極箔と陰極箔の間に介在し、電解液を保持すると共に両極の短絡を防止する性能が要求される。また、該セパレータには、単に陽極箔と陰極箔の短絡を防止するだけでなく、良好なイオン透過性を持ち、電解液を長期間にわたり保持し、安定で電極箔を腐食するような不純物を持たないという性能も要求される。

セルロースは植物細胞壁の主成分であり、リグニン、ヘミセルロースと共存して植物体を支える役割を有する多糖類である。セルロースは、熱及び種々の溶媒に対し安定で、分子内に親水性の水酸基（O−H基）と疎水性のメチン基（＞CH−基）を持っており、水及び有機溶媒何れの溶媒に対しても高い濡れ性を示す。また、パルプとなる植物繊維はミクロフィブリルという微細な繊維の集合体であり、繊維の表面積が大きく、また、繊維の内部にも水や有機溶媒が浸透できる。

さらに、これらの繊維をシート状に堆積したシートは、繊維の絡まりによる微細な隙間と、良好な親溶媒性により、イオン透過性が良好であり、さらに長期にわたり液体を保持することができる。
また、セルロース分子が持つ水酸基は水素結合により、互いの繊維間を結合し、繊維間を接着するバインダー成分を使用することなく、強度の高いシートを構成することができる。

このような理由から、アルミ電解コンデンサ用セパレータには、木材や非木材などからサルフェート（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天然植物繊維である製紙用化学パルプが用いられてきた。

化学パルプに使用する植物は特に樹種を限定せず、木材パルプでは、トウヒ、モミ、マツ、ツガなどの針葉樹やブナ、ナラ、カバ、ユーカリなどの広葉樹、非木材パルプはマニラ麻、サイザル麻、バナナ、パイナップルなどの葉脈繊維、コウゾ、三椏、ガンピ、ジュート、ケナフ、大麻、フラックス、などのジンピ繊維、エスパルト、竹、バガス、稲ワラ、麦ワラ、アシなどの禾本科植物繊維、綿、リンター、カポックなどの種毛繊維、椰子などの果実繊維、その他の植物としてイグサやサバイ草など種々の植物が利用できる。

近年、電気・電子製品の薄型化、小型化、長寿命化に伴い、限られた空間における部品充填率が上昇しており、蓄熱による高温環境下において長時間、特性を維持することができる電子部品が望まれるようになってきた。更に、アルミ電解コンデンサには、低インピーダンスであることや高い耐ショート性などが常に要求される。また、高調波対策回路や車両用に用いられるアルミ電解コンデンサには、従来のアルミ電解コンデンサに求められる以上の耐高リプル電流、高耐熱、長寿命、耐振動性が必要とされるようになってきた。

アルミ電解コンデンサの寿命特性を考えるうえで、熱は重要なファクターとなる。限られた空間における部品充填率の上昇による蓄熱の影響も大きいが、その原因となる熱源のひとつは受動部品であるアルミ電解コンデンサが自ら持つ抵抗値による自己発熱である。

アルミ電解コンデンサは、リプル電流が印加された場合、等価直列抵抗（以下「ＥＳＲ」と表記）により損失が発生し、温度が上昇する。この時、イオン透過性が良好なセパレータを使用したＥＳＲの低いアルミ電解コンデンサを使用すれば、リプル電流による電解コンデンサの自己発熱を抑制でき、機器全体の温度を低温に保つことが可能であると共に電解コンデンサの寿命特性を改善できる。アルミ電解コンデンサにおいて高耐熱化、あるいは低ＥＳＲ化は様々な分野に共通した重要な開発ポイントである。

電解コンデンサが高温度の環境下で使用された場合、従来の化学パルプで構成されたセパレータは、リグニン、ペクチン、ヘミセルロースなど、セルロースより耐熱性が低い成分が分解し、電解液の組成変化あるいはアルミ電極箔表面の酸化皮膜を破壊することにより、コンデンサの漏れ電流（ＬＣ）増加や、容量低下を引き起こしてしまうという問題がある。

特許文献１（特開２００２−３６７８６３号公報）には、セパレータを構成するパルプの熱劣化に着目し、高温度の電解液中において耐熱性が高い化学繊維を含有させることでコンデンサの寿命特性を改善する方法が開示されている。

特開２００２−３６７８６３号公報

しかしながら、これらの化学繊維は、セルロース繊維のような水素結合による自己接着力がなく、繊維単独では強度の高いシート状のセパレータを得ることができない。

セパレータとして使用できる程度の強度を付与するためには、繊維間を結合させるバインダー成分が必要である。バインダーは溶融或いは溶解した成分で繊維間空隙を埋め、繊維間を接着することで強度を発現させるため、このようなセパレータでは電解液含浸後の良好なイオン透過性が得られずコンデンサのＥＳＲを低くすることができない。

また、化学繊維を含むセパレータを使用して製作されたアルミ電解コンデンサでは、使用中に電解液が下部に集まり、上部は電解液が不足してアルミ電解コンデンサの容量低下など特性が劣化するという欠点がある。これは、化学繊維は繊維表面が平滑で表面積が小さく、また繊維内部にまで電解液が浸透しないため、電解液の保持性が低いためである。更に、化学繊維は、一般に使用される天然植物繊維と比較すると価格が高く、安価で高容量が得られることが特徴である電解コンデンサ用の材料として使用することは難しい。

針葉樹クラフトパルプは繊維長が長く、安価で強い紙が得られるため、電解コンデンサ用セパレータの材料として多く使用されているが、繊維が太く断面が扁平であるため、電解液を含浸した後のイオン透過性が悪く、コンデンサの抵抗が大きくなるという欠点がある。

一方、マニラ麻やエスパルト草など非木材繊維から得られた化学パルプは繊維が小さく、繊維の断面がやや円に近いため、イオン透過性が良好であることから、主に低抵抗が要求されるコンデンサに使用されてきた。近年のアルミ電解コンデンサの低抵抗化の要求の高まりにより、セパレータはより薄型化、低密度化が進んでいる。しかしながら、セパレータを薄型化、或いは低密度化した場合、緻密性が不足してしまうため、電極箔のエッジ部分やタブ部分存在する金属のバリに対する抵抗性が不足し、電極間の短絡（ショート）が発生してしまい、セパレータとしての重要な役割としての、電極間の隔離能力が不足してしまう。

セパレータの緻密性を確保する手段として、ミクロフィブリルの集合体であるパルプを抄紙前に叩解処理することにより、繊維径が数十ｎｍ〜数μｍのフィブリルに分割し、緻密なシートを得る方法がある。しかしながら叩解により発生したフィブリルは、叩解時に内部フィブリル化が進行し柔軟になるため、セパレータの密度が上昇する。また、これらのフィブリルは繊維間の空隙をも埋めてしまうため、電解液含浸後セパレータのイオン透過性が悪く、電解コンデンサのＥＳＲが悪化してしまう。

本発明は、係る課題を解決することを目的としてなされたもので、高耐熱で保液性が高く、イオン透過性が良好なセパレータを提供し、高温度条件化で寿命特性に優れ、かつ低ＥＳＲのアルミ電解コンデンサを安価に提供することを目的とする。

係る課題を解決する一手段として、例えば以下の構成を備える。
即ち、電解コンデンサの正極と負極の間に介在させ、両極の短絡の防止と駆動用電解液を含浸、保持するために使用するアルミ電解コンデンサ用セパレータであって、αセルロース含有率９２％以上の繊維を含有することを特徴とするセパレータであることを特徴とする。

そして例えば、前記繊維を１０重量％〜１００重量％含むセパレータであることを特徴とする。また例えば、前記繊維は、１０重量％以上の溶解パルプを含むことを特徴とする。更に例えば、前記繊維は、１０重量％以上のマーセル化パルプを含むことを特徴とする。

更に例えば、密度０．２〜０．７g／ｃｍ³かつ厚さ２５〜１００μｍであることを特徴とする。
または、前記いずれかのセパレータを使用したアルミ電解コンデンサとすることを特徴とする。

本発明によれば、高温度の環境下においても、セパレータの熱劣化を抑制し、漏れ電流の増加や容量の減少、ＥＳＲの悪化を抑制できるアルミ電解コンデンサ用セパレータ及びアルミ電解コンデンサを提供できる。

〔概要〕
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。
本件発明者は、アルミ電解コンデンサの自己発熱の原因となるＥＳＲと高温度環境下におけるセパレータの材料の重量減少に着目し、材料の選択と原材料の精製度について種々検討した。

本実施の形態例では、電解コンデンサの正極と負極の間に介在させ、両極の短絡の防止と駆動用電解液（以下電解液と略す）を含浸、保持するために使用するセパレータにおいて、αセルロース含有率が９２％以上の繊維を含有することにより、低ＥＳＲであり、なおかつ耐熱性を改善することで、高温及び／又は長期間の使用における性能を改善した電解コンデンサを提供することが可能となる。

さらに、αセルロース含有率が９２％以上の溶解パルプ或いはマーセル化パルプは、製紙用化学パルプと同様叩解によりフィブリル化が可能である。製紙用化学パルプの場合、叩解により発生したフィブリルは、内部フィブリル化が進行し、繊維が柔軟になるため、セパレータの密度が上昇し、フィルム状の紙になってしてしまうが、本実施の形態例の溶解パルプ、マーセル化パルプを叩解することにより得られる微細なフィブリルの剛性が高いため、紙にしたときに互いに独立した微細なフィブリルが接触点で結合するためフィルム状にならず、多数の繊維間空隙を持つ多孔質で密度が低く、きわめて緻密な紙質のセパレータが得られる。

〔セパレータの構成〕
本件発明者等は、従来製紙用には使用されていない繊維である溶解パルプ及びマーセル化パルプに着目し、αセルロース含有率が９２％以上の溶解パルプが従来の製紙用化学パルプと異なる繊維断面形状で、繊維自身の剛性が高く、叩解後も多数の繊維間空隙を持つ多孔質できわめて緻密な紙質を有し、加えて高温度の電解コンデンサ用電解液の溶媒中における重量保持性に優れることを発見した。この結果により、セパレータの材料として、従来の製紙用パルプに代えて溶解パルプを使用することで、イオン透過性と保液性に優れ、高温電解液中でのセパレータの熱分解も抑制し、該セパレータを用いることで寿命特性に優れた低ＥＳＲの電解コンデンサが得られることを見出した。

溶解パルプを用いる場合には、酸性サルファイト法或いは前加水分解に続いて、クラフト蒸解法を行う精製工程により、リグニンやヘミセルロースを除去し、αセルロースの含有率を上昇させる。更にセルロース含有率を高めるために、アルカリを用いた精製工程を行い、ヘミセルロースの除去を行う場合もある。これらの過程において溶解パルプのαセルロース含有率が増加する。

また、リグニンやヘミセルロース成分が除去されることにより溶解パルプの繊維断面の形状は、同じ原材料を用いた製紙用化学パルプに比べて円に近い形状となる。また、パルプの剛性が高くなり、嵩高くなりやすくなる。

マーセル化パルプを用いる場合のマーセル化処理は、パルプ中のヘミセルロース分を除去する方法の一つとして一般に知られている。パルプに苛性ソーダや苛性カリ、アンモニアなどのアルカリによってマーセル化処理を施したあと、水洗しアルカリ分を除去したパルプである。得られたパルプは、結晶構造がセルロースIからセルロースIIに変化する。マーセル化処理により繊維の断面形状は円形に近づき、得られたパルプは溶解パルプと同様、剛性が高く、嵩高くなりやすい性質を持つ。

パルプ中に含まれる、リグニンやペクチン、非晶質のヘミセルロースは結晶質のセルロースに比べ、耐熱性及び耐薬品性に劣る。したがってパルプを精製することでヘミセルロースを除去し、αセルロースの含有率を大きくした、溶解パルプ、あるいはマーセル化パルプは、製紙用化学パルプよりも耐熱性や耐薬品性が向上する。このためこれらのパルプを使用して電解コンデンサ用セパレータを製作すると、高温の電解液中において製紙用化学パルプを使用したセパレータよりも耐熱性を高くできる。

具体的には、溶解パルプ或いはマーセル化パルプを使用して電解コンデンサ用セパレータを製作すると、セパレータ中の繊維に含まれるリグニンやペクチン、非晶質であるヘミセルロースが減少することで、電解液中でのヘミセルロースの分解・溶出による電解液の組成変化を最小限にでき、高温度環境下でのアルミ電解コンデンサの使用において、電極箔の酸化皮膜の劣化や腐食を長期にわたり防ぐことができる。

〔セパレータに使用する溶解パルプ〕
以下、本実施の形態例のセパレータをより具体的に説明する。本実施の形態例の電解コンデンサ用セパレータは、セパレータ中の繊維を溶解パルプ或いはマーセル化パルプの少なくとも一種を含有した構成とすることを基本とする。また、前記溶解パルプ或いはマーセル化パルプは、αセルロース含有率が９２％以上であることを必須要件とする。

ここで、溶解パルプとは、化学的に特別に精製された化学パルプであり、その名の通り主に薬品に溶解して使用することを目的として生産されたパルプである。
溶解パルプは、同じ原材料の製紙用化学パルプに比べ、リグニンやヘミセルロースの含有率が小さく、αセルロースの割合が比較的大きい高純度なパルプである。精製によりαセルロース以外の成分が除去されることにより、結果としてαセルロースの含有率が大きく、繊維の断面形状が丸く変化する。

本実施の形態例で配合する溶解パルプとしては、針葉樹及び広葉樹等の木材から得られた溶解パルプあるいは非木材繊維から得られた溶解パルプが使用できる。
溶解パルプは、レーヨンなどの再生セルロース繊維やセロファン或いはカルボキシメチルセルロースなどのセルロース誘導体の原料となるもので、セルロース利用の化学工業の重要な出発原料である。溶解パルプは製紙用パルプと比較するとコストは高くなるものの、特許文献１に記載された耐熱性の高い化学繊維等と比較するとはるかに安価である。

一方、マーセル化パルプは、溶解パルプと同様にレーヨンなどの再生セルロース繊維用の材料として、或いはコットンパルプの代替材料としてフィルター用途として使用されているパルプである。パルプに苛性ソーダや苛性カリ、アンモニアなどのアルカリによってマーセル化処理を施したあと、水洗しアルカリ分を除去したパルプであり、得られたパルプは剛性が高く、嵩高くなりやすい性質を持つ。マーセル化パルプは、セルロースの結晶構造がセルロースIからセルロースIIに少なくとも一部が変化していることが特徴である。

本実施の形態例において、使用する溶解パルプ或いはマーセル化パルプは、前記したようにαセルロース含有率が９２％以上の高純度のものが好ましい。
αセルロース含有率が９２％を下回ると、繊維自体の剛性が低くなる。また叩解により発生したフィブリルは内部フィブリル化が進行し、繊維の剛性が更に損なわれることになり、セパレータの密度上昇に繋がり繊維間空隙が確保できずフィルム状になってしまう。
また、αセルロースの含有率が低いと電解液中でのセパレータの耐熱性が低下し、かつ、繊維の剛性が低くセパレータがフィルム状になるとイオン透過性と保液性が損なわれ、寿命特性の優れた低ＥＳＲの電解コンデンサとならないことは前記の通りである。

〔本発明のセパレータの特性〕
本実施の形態例のセパレータは前記した原料を使用し、一般の抄紙機にて抄紙して製造する。例えば、長網抄紙機、円網抄紙機、短網抄紙機、傾斜単網抄紙機、フォーマー型抄紙機及びそれらを組み合わせた多層抄紙機によってセパレータを抄紙することができる。尚、得られるセパレータの密度は０．２５〜０．７０ｇ／ｃｍ³の範囲であり、厚さが２０（実施例３の厚さが２０μｍ、次段落の説明も２０μｍが基準。）〜１００μｍの範囲であることが好ましい。

セパレータの密度が０．２５ｇ／ｃｍ³を下回ると引張り強さが不足し、コンデンサ製作時に必要な強度が確保できなくなる。０．７０ｇ／ｃｍ³を超過するとイオン透過性が悪化しコンデンサのＥＳＲの改善ができない。また、セパレータの厚さが２０μｍを下回ると緻密性の確保が困難となり、コンデンサのショート不良が増加する。１００μｍを超過するとイオン透過性が悪化し、コンデンサのＥＳＲが上昇するという問題がある。

表１に本発明に係る一実施例、比較例及び参考例で使用する溶解パルプ及びマーセル化パルプ、製紙用化学パルプに関して、パルプの種類と、それぞれの繊維断面の形状、αセルロース含有率、電解液の溶媒であるＥＧ及びＧＢＬ中、１８０℃で１５０時間の加熱劣化処理した際の重量残存率の測定結果を示す。

なお、表１に記載されたパルプの各測定値は次の方法による測定結果である。
（１）繊維断面の形状
走査型電子顕微鏡にて繊維の断面画像を撮影し、繊維断面に二本の平行する直線を外接させた時に二直線間の距離が最も大きくなる値を長径、最も小さくなる値を小径として測定した。

（２）αセルロース含有率
ＴＡＰＰＩ標準法Ｔ２０３に規定の「パルプ中のα，βとγセルロース」の測定方法によってαセルロース含有率を測定した。
（３）加熱劣化試験（ＥＧ）
絶乾で約３ｇとなる大きさ２００ｍｍ×２５０ｍｍの手抄シートを作成し、絶乾重量を測定し、約９０ｍｌのエチレングリコール（以下ＥＧと略す）と共に１８０℃で１５０時間加熱処理を行なう。所定の時間経過後ＥＧをイオン交換水で洗浄し、乾燥後の重量の測定し試験前の重量で除して重量残存率を算出した。

（４）加熱劣化試験（ＧＢＬ）
絶乾で約３ｇとなる大きさ２００ｍｍ×２５０ｍｍの大きさの手抄シートを作成し、絶乾重量を測定し、約９０ｍｌのガンマブチロラクトン（以下ＧＢＬと略す）と共に１８０℃で１５０時間加熱処理を行なう。所定の時間経過後イオン交換水でＧＢＬを洗浄し、乾燥後の重量の測定し試験前の重量で除して重量残存率を算出した。

表１において、材料Ａは葉脈繊維であるマニラ麻をアルカリ法で蒸解し、続いてマーセル化処理したパルプである。材料Ｂは葉脈繊維であるサイザル麻を前加水分解後サルフェート法にて蒸解し、続いて塩素化合物を含む薬品を使用しない無塩素漂白（ＴＣＦ漂白）した、溶解パルプである。

材料Ｃは木材である針葉樹を酸性サルファイト蒸解し、続いてアルカリ処理によりヘミセルロース成分を溶解除去した針葉樹サルファイト溶解パルプである。材料Ｄは木材である針葉樹を前加水分解に続いてサルフェート蒸解し、続いて塩素化合物を含む薬品を使用しない無塩素漂白（ＴＣＦ漂白）したあと、マーセル化処理して得られた。針葉樹マーセル化溶解パルプである。

材料Ｅはマニラ麻をアルカリ法で蒸解した製紙用化学パルプである。材料Ｆはサイザル麻をサルフェート法にて蒸解した製紙用化学パルプ、材料Ｇは木材である針葉樹をサルフェート法で蒸解し得られた未漂白の製紙用クラフトパルプである。材料Ｈは針葉樹を前加水分解に続いてクラフト処理して得られた溶解パルプである。材料Ｉは禾本科植物繊維であるエスパルト草をアルカリ蒸解した製紙用化学パルプである。

材料Jは溶解パルプを材料としてビスコース法を用いて製作された再生セルロース繊維であるビスコースレーヨンを３ｍｍの長さにカットした繊維である。材料Ｋは耐熱性ナイロンとして市販されている長さ３ｍｍにカットされた繊維である。

表１に示す様に、非木材であるマニラ麻の葉脈繊維から得られたマーセル化パルプである材料Ａのαセルロース含有率９７．６％に対し、製紙用のマニラ麻パルプＥのαセルロース含有率は９１．８％と低い。電解液の溶媒であるＥＧ及びＧＢＬでの１８０℃の加熱劣化試験の結果は、材料ＡのＥＧ中での重量残存率が９５．５％、ＧＢＬでの重量残存率が９３．２％と高かったが、製紙用化学パルプである材料ＥはＥＧ中での重量残存率が９２．１％、ＧＢＬ中での重量残存率が９０．１％と材料Ａの値を下回った。また、材料ＡとＥの断面形状を比べると、材料Ｅをマーセル化処理した材料Ａの方が円形に近いことがわかる。

また、サイザル麻を前加水分解後サルフェート法にて蒸解し、続いて塩素化合物を含む薬品を使用しない無塩素漂白（ＴＣＦ漂白）した材料Ｂのαセルロース含有率は９６．５％と高いが、材料Ｆのαセルロース含有率は９１．０％と低かった。電解液の溶媒であるＥＧ及びＧＢＬでの１８０℃の加熱劣化試験の結果は、材料ＢのＥＧ中での重量残存率が９４．０％、ＧＢＬでの重量残存率が９３．６％と高かった。一方、製紙用化学パルプである材料ＦはＥＧ中での重量残存率が９１．５％、ＧＢＬ中での重量残存率が８９．９％と材料Ｂの値を下回った。また、材料ＢとＦの断面形状を比べると、溶解パルプである材料Ｂの方が円形に近いことがわかる。

針葉樹溶解サルファイトパルプである材料Ｃのαセルロース含有率は９２．５％と高くなっている。さらに、マーセル化針葉樹溶解クラフトパルプである材料Ｄのαセルロース含有率は９８．５％ときわめて高い。一方、製紙用針葉樹クラフトパルプである材料Ｇのαセルロース含有率は８９．９％と低い。電解液の溶媒であるＥＧ及びＧＢＬでの１８０℃の加熱劣化試験を行った結果は、材料ＣのＥＧ中で残存率が９４．５％、ＧＢＬ中の残存率が９３．６％，材料ＤのＥＧ中での重量残存率は９６．５％、ＧＢＬ中での重量残存率が９５．３％と高い。一方、材料ＧのＥＧ中での重量残存率は９１．０％、ＧＢＬ中での重量残存率が８６．４％と材料Ｃ、材料Ｄの値を大きく下回った。

材料Ｈは針葉樹を前加水分解に続いてクラフト蒸解した溶解パルプであるが、αセルロースの含有率が９１．０％と低かった。電解液の溶媒であるＥＧ及びＧＢＬでの１８０℃の加熱劣化試験を行った結果は、材料ＣのＥＧ中で残存率が９２．０％、ＧＢＬ中の残存率が９０．８％と低い値となった。また、材料Ｃの断面形状は３５．０×２５．０μｍ、材料Ｄは３２．０×２７．０μｍとなっており、材料Ｇ、Ｈに比べ円形に近いことがわかる。

また、禾本科植物繊維であるエスパルトをアルカリ蒸解して得られた製紙用化学パルプである材料Ｉのαセルロース含有率は８８．５％と低く、電解液の溶媒であるＥＧ及びＧＢＬでの１８０℃の加熱劣化試験の結果は、ＥＧ中での重量残存率が９０．０％、ＧＢＬでの重量残存率が８８．５％と低かった。

ビスコースレーヨン繊維である材料Ｊのαセルロース繊維の含有率は、製紙用クラフトパルプと同程度の８９．５％であり、電解液の溶媒であるＥＧ及びＧＢＬでの１８０℃の加熱劣化試験の結果は、ＥＧ中での重量残存率が９２．１％、ＧＢＬでの重量残存率が８９．０％と製紙用針葉樹パルプと同程度であり低かった。

耐熱性ナイロン繊維である材料Ｋはセルロースを含まないためαセルロースの含有はない。電解液の溶媒であるＥＧ及びＧＢＬでの１８０℃の加熱劣化試験の結果は、ＥＧ中での重量残存率が９８．０％、ＧＢＬでの重量残存率が９７．５％と高い結果となった。

これらの結果から、αセルロースの含有率が９２％以上の溶解パルプ、あるいはマーセル化パルプの方が、電解液の溶媒であるＥＧ及びＧＢＬ中の重量残存率が高く耐熱性に優れることが確認できた。

〔アルミ電解コンデンサへの適用〕
セパレータに配合する材料として、表１に記載のパルプＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊを使用して、本発明にかかる一実施例、従来例あるいは比較例のアルミ電解コンデンサ用セパレータを製作し、該セパレータを用いてアルミ電解コンデンサを製作した。

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，マレイン酸又はこれらのアンモニウム塩等の溶質を溶解したものを用いる。この電解液をコンデンサ素子の両端から浸透させてコンデンサを製作している。

以下に本発明に係る一実施例、従来例および比較例について説明する。
各実施例、従来例、比較例で製作したアルミ電解コンデンサは、以下の工程によって製作した。
各実施例、従来例、及び比較例で製作したセパレータを、エッチング処理および酸化皮膜形成処理をした陽極箔と陰極箔の間に介在させ、巻回しコンデンサ素子を形成する。
このコンデンサ素子にＥＧ系あるいはＧＢＬ系の電解液を含浸し、アルミニウムよりなる円筒形のケースに収納した後、ブチルゴムからなる弾性封口体を装着し、絞り加工（カシメ）により密閉し、アルミ電解コンデンサを製作した。

〔実施例１〕
表１に記載の材料Ａを４０重量％と、材料Ｉを６０重量％とを配合し、塩素イオンなどパルプに含まれる水溶性の不純物を洗浄除去した後、カナディアンスタンダードフリーネス（以下ＣＳＦと略す）値で６００ｍｌとなるまで、ダブルディスクリファイナー（以下ＤＤＲと略す）にて叩解処理した。
この原料を円網二層抄紙機にて抄紙し、厚さ５０．１μｍ、坪量１２．６ｇ/ｍ²、密度０．２５１ｇ／ｃｍ³のセパレータを得た。

〔比較例１〕
実施例１と同様な、厚さ５０μｍ，密度０．２５０ｇ／ｃｍ³となるようなセパレータ得るために、表１に記載の材料Ｅを４０重量％、材料Ｉを６０重量％とを配合し、円網二層抄紙機にて抄紙を行ったが、従来例１のような製紙用化学パルプ配合した原料では、叩解処理を行っていない原料であっても、セパレータの密度が０．２７０ｇ/ｃｍ³をより大きくなってしまい、目的のセパレータを得ることはできなかった。

〔比較例２〕
表１に記載の材料Ａを４０重量％、材料Ｉを６０重量％の割合で配合し、塩素イオンなどパルプに含まれる水溶性の不純物を洗浄除去した後、ＤＤＲによる叩解処理は実施せずＣＳＦ７００ｍｌの原料を得た。
この原料を円網二層抄紙機にて抄紙し、厚さ５０．０μｍ、坪量１２．０ｇ/ｍ²、密度０．２４０ｇ／ｃｍ³のセパレータを得た。このセパレータを用いたコンデンサ素子製作時には強度不足による紙切れが多発し素子の巻取りができず、コンデンサを製作することができなかった。

〔比較例３〕
塩素イオンなどパルプに含まれる水溶性の不純物を洗浄除去した後、ＣＳＦ値で６００ｍｌとなるまで、ＤＤＲにて叩解処理した表１に記載の材料Ｅを４０重量％、耐熱性ナイロン繊維である材料Ｋを５０重量％、バインダーとしてビニロン繊維１０重量％を配合した。
この原料を円網二層コンビネーション抄紙機にて抄紙し、厚さ５０．５μｍ、坪量１２．７ｇ/ｍ²、密度０．２５１ｇ／ｃｍ³のセパレータを得た。

〔実施例２〕
表１に記載の材料Ｂを１００重量％用いて、塩素イオンなどパルプに含まれる水溶性の不純物を洗浄除去した後、ＣＳＦ値で１５０ｍｌとなるまで、ＤＤＲにて叩解処理した。
この原料を円網二層抄紙機にて抄紙し、厚さ３９．９μｍ、坪量１６．０ｇ/ｍ²、密度０．４０２ｇ／ｃｍ³のセパレータを得た。

〔従来例１〕
表１に記載の材料Ｅを６０重量％、材料Ｉを４０重量％の割合で配合し、塩素イオンなどパルプに含まれる水溶性の不純物を洗浄除去した後、ＣＳＦ値で６４０ｍｌとなるまで、ＤＤＲにて叩解処理した。
この原料を円網二層抄紙機にて抄紙し、厚さ４０．１μｍ、坪量１６．０ｇ/ｍ²、密度０．３９９ｇ／ｃｍ³のセパレータを得た。

〔参考例１〕
塩素イオンなどパルプに含まれる水溶性の不純物を洗浄除去した後、ＣＳＦ値で５００ｍｌとなるまで、ＤＤＲにて叩解処理した表１に記載の材料Ｅを６０重量％、ビスコースレーヨンである材料Ｊを４０重量％、配合した。
この原料を円網二層抄紙機にて抄紙し、厚さ４０．２μｍ、坪量１６．１ｇ／ｍ²、密度０．４００ｇ／ｃｍ³のセパレータを得た。

〔実施例３〕
表１に記載の材料Ｂを１００重量％用いて、塩素イオンなどパルプに含まれる水溶性の不純物を洗浄除去した後、ＣＳＦ値で２００ｍｌとなるまで、ＤＤＲにて叩解処理した。
この原料を短網抄紙機にて抄紙し、厚さ２０．０μｍ、坪量１０．０ｇ/ｍ²、密度０．４９８ｇ／ｃｍ³のセパレータを得た。

〔従来例２〕
表１に記載の材料Ｆを１００重量％用いて、塩素イオンなどパルプに含まれる水溶性の不純物を洗浄除去した後、ＣＳＦ値で３５０ｍｌとなるまで、ＤＤＲにて叩解処理した。
この原料を短網抄紙機にて抄紙し、厚さ２０．２μｍ、坪量１０．１ｇ/ｍ²、密度０．５０１ｇ／ｃｍ³のセパレータを得た。

〔比較例４〕
表１に記載の材料Ｂを１００重量％用いて、塩素イオンなどパルプに含まれる水溶性の不純物を洗浄除去した後、ＣＳＦ値で２００ｍｌとなるまで、ＤＤＲにて叩解処理した。
この原料を短網抄紙機にて抄紙し、厚さ１７．５μｍ、坪量８．８ｇ/ｍ²、密度０．４５０ｇ／ｃｍ³のセパレータを得た。

〔実施例４〕
表１に記載の材料Ｃを１００重量％用いて、塩素イオンなどパルプに含まれる水溶性の不純物を洗浄除去した後、ＣＳＦ値で２００ｍｌとなるまで、ＤＤＲにて叩解処理した。
この原料を円網抄紙機にて抄紙し、厚さ４９．９μｍ、坪量３３．９ｇ/ｍ²、密度０．６８０ｇ／ｃｍ³のセパレータを得た。

〔従来例３〕
表１に記載の材料Ｇを１００重量％用いて、塩素イオンなどパルプに含まれる水溶性の不純物を洗浄除去した後、ＣＳＦ値で３５０ｍｌとなるまで、ＤＤＲにて叩解処理した。
この原料を円網抄紙機にて抄紙し、厚さ５０．３μｍ、坪量３４．３ｇ/ｍ²、密度０．６８２ｇ／ｃｍ³のセパレータを得た。

〔比較例５〕
表１に記載の材料Ｈを１００重量％用いて、塩素イオンなどパルプに含まれる水溶性の不純物を洗浄除去した後、ＣＳＦ値で２９０ｍｌとなるまで、ＤＤＲにて叩解処理した。
この原料を円網抄紙機にて抄紙し、厚さ５０．１μｍ、坪量３４．０ｇ/ｍ²、密度０．６７９ｇ／ｃｍ³のセパレータを得た。

〔比較例６〕
表１に記載の材料Ｃを１００重量％用いて、塩素イオンなどパルプに含まれる水溶性の不純物を洗浄除去した後、ＣＳＦ値で０ｍｌとなるまで、ＤＤＲにて叩解処理した。
この原料を長網抄紙機にて抄紙し、厚さ３０．０μｍ、坪量２２．５ｇ/ｍ²、密度０．７５０ｇ／ｃｍ³のセパレータを得た。得られたセパレータを用いてコンデンサ素子を作成し、このコンデンサ素子にＥＧ系電解液を含浸させて６３Ｖ、２２０μＦのアルミ電解コンデンサを製作した。コンデンサ素子巻取り時、及びエージング工程にて発生したショート不良は０．２％だった。

〔比較例７〕
表１に記載の材料Ｇを１００重量％用いて、塩素イオンなどパルプに含まれる水溶性の不純物を洗浄除去した後、ＣＳＦ値で０ｍｌとなるまで、ＤＤＲにて叩解処理した。
この原料を長網抄紙機にて抄紙し、厚さ３０．０μｍ、坪量２２．６ｇ/ｍ²、密度０．７５３ｇ／ｃｍ³のセパレータを得た。得られたセパレータを用いてコンデンサ素子を作成し、このコンデンサ素子にＥＧ系電解液を含浸させて６３Ｖ、２２０μＦのアルミ電解コンデンサを製作した。コンデンサ素子巻取り時、及びエージング工程にて発生したショート不良は０．３％だった。

〔実施例５〕
表１に記載の材料Ｄを２７重量％、材料Ｇを７３重量％配合し、塩素イオンなどパルプに含まれる水溶性の不純物を洗浄除去した後、ＣＳＦ値で６５０ｍｌとなるまで、ＤＤＲにて叩解処理し、円網抄紙機用原料とした。
続いて、材料Ｇ１００重量％を用いて、塩素イオンなどパルプに含まれる水溶性の不純物を洗浄除去した後、ＣＳＦ０ｍｌとなるまで、ＤＤＲにて叩解処理し、長網抄紙機用原料とした。

これらの原料を、長網円網コンビネーション抄紙機を用いて抄紙した。長網抄紙機における高密度層の厚さは２０μｍ、密度０．７５０ｇ／ｃｍ³、材料Ｄが２７重量％配合された円網抄紙機で抄紙された低密度層は、０．３００ｇ／ｃｍ³程度の密度であり、セパレータ全体として厚さ５０．１μｍ、坪量２４．０ｇ/ｍ²、密度０．４８０ｇ／ｃｍ³のセパレータを得た。得られたセパレータ全体におけるαセルロース含有率９２％以上である材料の配合率は１０重量％となる。

〔比較例８〕
表１に記載の材料Ｄを２１重量％、材料Ｇを７９重量％配合し、塩素イオンなどパルプに含まれる水溶性の不純物を洗浄除去した後、ＣＳＦ値で６５０ｍｌとなるまで、ＤＤＲにて叩解処理し、円網抄紙機用原料とした。
続いて、材料Ｇ１００重量％を用いて、塩素イオンなどパルプに含まれる水溶性の不純物を洗浄除去した後、ＣＳＦ０ｍｌとなるまで、ＤＤＲにて叩解処理し、長網抄紙機用原料とした。

これらの原料を、長網円網コンビネーション抄紙機を用いて抄紙した。長網抄紙機における高密度層の厚さを２０μｍ、密度を０．７５０ｇ／ｃｍ³、円網抄紙機で抄紙された低密度層は、０．４５０ｇ／ｃｍ³程度の密度となり、セパレータ全体として厚さ５０．０μｍ、坪量２８．６ｇ/ｍ²、密度０．５７１ｇ／ｃｍ³のセパレータを得た。得られたセパレータ全体におけるαセルロース含有率９２％以上である材料の配合率は５重量％となる。

〔従来例４〕
表１に記載の材料Ｇ１００重量％を用いて、塩素イオンなどパルプに含まれる水溶性の不純物を洗浄除去した後、ＣＳＦ値で６５０ｍｌとなるまで、ＤＤＲにて叩解処理し、円網抄紙機用原料とした。
続いて、材料Ｇ１００重量％を用いて、塩素イオンなどパルプに含まれる水溶性の不純物を洗浄除去した後、ＣＳＦ０ｍｌとなるまで、ＤＤＲにて叩解処理し、長網抄紙機用原料とした。

これらの原料を、長網円網コンビネーション抄紙機を用いて、長網抄紙機における高密度層の厚さを２０μｍ、密度を０．７５０ｇ／ｃｍ³として、円網抄紙機で抄紙した低密度層は、０．５００ｇ／ｃｍ³程度の密度となり、セパレータ全体の厚さは４９．９μｍ、坪量２９．９ｇ/ｍ²、密度０．５９９ｇ／ｃｍ³のセパレータを得た。

〔実施例６〕
表１に記載の材料Ａを６０重量％、材料Ｉ４０重量％を配合し、塩素イオンなどパルプに含まれる水溶性の不純物を洗浄除去した後、ＣＳＦ値で４００ｍｌとなるまで、ＤＤＲにて叩解処理した。
この原料を円網二層抄紙機にて抄紙し、厚さ９９．８μｍ、坪量６０．０ｇ/ｍ²、密度０．６０１ｇ／ｃｍ³のセパレータを得た。

〔従来例６〕
表１に記載の材料Ｅを６０重量％、材料Ｉ４０重量％を配合し、塩素イオンなどパルプに含まれる水溶性の不純物を洗浄除去した後、ＣＳＦ値で５５０ｍｌとなるまで、ＤＤＲにて叩解処理した。
この原料を円網二層抄紙機にて抄紙し、厚さ１００．１μｍ、坪量６０．０ｇ/ｍ²、密度０．５９９ｇ／ｃｍ³のセパレータを得た。

〔比較例９〕
表１に記載の材料Ａを６０重量％、材料Ｉ４０重量％を配合し、塩素イオンなどパルプに含まれる水溶性の不純物を洗浄除去した後、ＣＳＦ値で４２０ｍｌとなるまで、ＤＤＲにて叩解処理した。
この原料を円網二層抄紙機にて抄紙し、厚さ１０９．５μｍ、坪量６５．８ｇ/ｍ²、密度０．６０１ｇ／ｃｍ³のセパレータを得た。

〔コンデンサ特性測定結果〕
以上の実施例、比較例、従来例及び参考例で得たセパレータを用いて、種々のアルミ電解コンデンサを製作し、２０℃におけるＥＳＲを１００ｋＨｚの周波数にて計測した。また、高温寿命試験を以下の条件にて実施した。試験条件は１２５℃にて２５０時間の定格電圧負荷試験とし、試験実施後の２０℃における電解コンデンサの静電容量及び漏れ電流を測定し、試験前の静電容量及び漏れ電流の値と比較した。

実施例１乃至３、比較例２乃至３、従来例１乃至２、参考例１で得られたセパレータをＧＢＬ系電解液における低圧用電解コンデンサ（１６Ｖ、２２０μＦ）として評価した。各試験の評価結果を表２に示す。

表２に示す様に、材料Ａを４０重量％配合した実施例１では、マーセル化パルプは剛性が高く嵩高くなりやすい特性を持つことから、叩解による材料Ａのフィブリル化を進めても、０．２５ｇ/ｃｍ³の低密度の確保が可能で、叩解により繊維径の小さいフィブリルが多数得られ、緻密性が高く素子製作が可能な強度を確保したセパレータを得た。製作されたコンデンサは、ＥＳＲが０．２１Ωの低ＥＳＲを実現しており、さらに１２５℃、２５０時間の高温付加試験後の容量低下は２．３％と小さく、漏れ電流の増加も１．１％に抑制されている。

しかしながら、製紙用化学用パルプのみで構成した比較例１は、抄紙において、密度を目的とする０．２５０ｇ/ｃｍ³まで低くすることができず、セパレータを製作することができなかった。
一方、マーセル化マニラ麻パルプＡを４０重量％配合した、比較例２では０．２４０ｇ/ｃｍ³の密度のセパレータを得ることができたが、セパレータの強度が不足し、コンデンサの素子を巻き取ることができなかった。

耐熱性繊維である材料Ｋを５０重量％配合した比較例３は、０．２５０ｇ/ｃｍ³の密度は確保できたものの、緻密性が不足しており、素子巻取り時、及びエージング時のショートが１３.１％と高くなった。また、強度確保のために配合したバインダーの影響で、コンデンサのＥＳＲが０．３１Ωと高かった。また、高温付加試験後の容量低下が３０．１％と大きくなったが、これは化学繊維である材料Ｋの電解液の保持力が低いため、高温負荷試験中に、電解液がコンデンサ素子の下部に集まってしまい、電極箔の容量を引き出せなくなったものと推測される。

材料Ｅと材料Ｉを配合した、従来例１は、ＥＳＲが０．２５Ωとやや高く、１２５℃、２５０時間後の高温負荷試験後の容量低下は１１．２％とやや大きくなっている。漏れ電量の増加も２．５％となっている。溶解パルプを出発原料とする再生セルロース繊維である材料Ｊ（ビスコースレーヨン）を用いた参考例１は、ビスコースレーヨンは叩解によるフィブリルができないため、シートの緻密性が確保できず、ショート不良が１１％と高くなっている。

さらに、さらに１２５℃、２５０時間の高温付加試験後の漏れ電流及び容量の変化量が極めて大きい。ビスコースレーヨンは、溶解したセルロースを繊維に再生する際に硫酸浴を使用する。その際に繊維中に硫酸イオンが多く残留してしまう。この硫酸イオンはアルミ電解コンデンサの電極に用いられるアルミを腐食してしまうことから、高温負荷試験において特性変化が大きく現れたものと考えられる。

一方、材料Ｂを使用した実施例２では、剛性が高く、嵩高くなりやすい溶解パルプの特徴を活かし、叩解後も多数の繊維間空隙を持つ多孔質できわめて緻密な紙質を確保し、コンデンサ製作時のショート率低く、ＥＳＲが０．１９Ωと良好なコンデンサが得られた。さらに、１２５℃、２５０時間後の高温負荷試験後の容量低下も３．０％及び漏れ電量の増加も０．５％と低く抑えられている。

材料Ｆを使用した従来例２は、坪量が１０ｇと低いため、厚さ方向の繊維が少なく、コンデンサ製作時のショート不良が１３．５％と多かった。また、目的の厚さ、密度を確保するためには、原料を叩解しなくてはなないが、従来の抄紙用化学パルプは叩解後の繊維間の空隙が十分に確保できず。ＥＳＲが０．３１Ωと高くなっている。また、１２５℃、２５０時間後の高温負荷試験後の容量の低下は１５．０％、と大きくなった。

材料Ｂを使用した実施例３では、叩解後も多数の繊維間空隙を持つ多孔質で緻密な紙質を確保し、コンデンサ製作時のショート率も０．５％と低く、さらにＥＳＲが０．２３Ωと良好なコンデンサが得られた。１２５℃、２５０時間後の高温負荷試験後の容量低下も２％、漏れ電量の増加も０．８％と低く抑えられている。材料Ｂを使用した比較例４は、実施例３と同様に原料の叩解を進めているが、厚さが１７．５μｍと薄く、坪量が８．８ｇと少ないため、十分な緻密性が得られず、コンデンサ製作時のショート不良率が１７．５％と多かった。

ＥＧ系電解液を用いた電解コンデンサの評価を、実施例４、従来例３、比較例５乃至７で得られたセパレータを用いて、６３Ｖ、２２０μＦの電解コンデンサの評価を、また、実施例５、比較例８、従来例４で得られたセパレータを用いて、２５０Ｖ、５６μＦの電解コンデンサの評価を行った。各試験の評価結果を表３に示す。

表３に示すように、従来の製紙用化学パルプである材料Ｇのみで製作したセパレータを使用した従来例３では１２５℃２５０時間の高温負荷試験後のコンデンサ作成時のショート率が２．５％とやや多く、静電容量が１１．２％減少、漏れ電流が５．２％増加したが、材料Ｃを１００重量％使用した実施例４は、従来例３よりも大幅に叩解を進めることで、フィブリル化が進んでいるが、多数の繊維間空隙を持つ多孔質で緻密な紙質を確保できており、コンデンサのショート不良率は０．５％と少なくなっている。また、ＥＳＲの値は０．１５Ωと低く、１２５℃２５０時間の高温負荷試験後の静電容量の減少も３．０％、漏れ電流の増加も０．５％と特性のよいコンデンサが得られた。

一方、溶解パルプではあるが、αセルロースの含有率が９１．０％と低い材料Ｈを用いた比較例５では、原料の叩解を大きく進めることができず。ショート不良率が１．０％とやや大きい。また、容量の減少率が従来の製紙用化学パルプを用いた従来例３と同様１０％を超えてしまっている。このことから、本実施の形態例において、使用する溶解パルプ或いはマーセル化パルプは、αセルロース含有率が９２％以上の高純度のものが好ましい。

比較例６として溶解パルプである材料Ｃのみで、厚さ３０μｍ、密度を０．７５０ｇ／ｃｍ³としたセパレータを作成した。同様に比較例７にて製紙用化学パルプである材料Ｇ使用したセパレータを作成して、電解コンデンサの特性を評価したが、両者にＥＳＲの差はほとんど無なかった。

比較例７において、嵩高くなりやすい、高αセルロース含有率のパルプを用いて０．７５０ｇ／ｃｍ³の高い密度を確保するためには、叩解を大きく進めなければならず、得られたセパレータでは十分な繊維間空隙が確保できないため、従来の製紙用化学パルプを用いた比較例６と同様ＥＳＲが高くなったものと考えられる。１２５℃２５０時間の高温負荷試験後の静電容量の減少や漏れ電流の増加は、比較例６よりは良いものの、十分とは言えない。

低密度層に、材料Ｄを２７％（セパレータ全体に占める高αセルロースパルプの含有率が１０重量％）配合した実施例５は、高αセルロースパルプの持つ嵩高くなりやすい特徴から、製紙用クラフトパルプを１００重量％使用した従来例５の低密度層の密度０．５００ｇ/ｃｍ³よりも密度が大幅に小さい０．３００ｇ/ｃｍ³を確保している。

低密度層の密度を低くすることで、セパレータ全体の密度を下げることができるため、実施例３のセパレータを使用したコンデンサは良好なＥＳＲの確保と、電極間により多くの電解液を保持することができる。このため、１２５℃２５０時間の高温負荷試験後の静電容量が３．２％と小さい。

一方、低密度層に、マーセル化針葉樹溶解クラフトパルプＣを２１％（セパレータ全体に占める高αセルロースパルプの含有率が５重量％）配合した比較例８は、低密度層の密度が０．４５０ｇ/ｃｍ³と製紙用クラフトパルプを１００重量％使用した従来例５の０．５００ｇ/ｃｍ³と大きく変わらず。１２５℃２５０時間の高温負荷試験後の静電容量の減少率も１１．５％と大きい。

実施例６、比較例９、従来例５で得られたセパレータを用いて、ＧＢＬ系電解液における電解コンデンサ（３５０Ｖ、４７μＦ）の評価を行った。各試験の評価結果を表４に示す。

表４に示す様に、製紙用化学用パルプのみで構成した従来例５は、ショート不良率は３．０％と高く、１２５℃２５０時間の高温負荷試験後の静電容量の減少率が２５．３％と大きく、漏れ電流の増加も４．６％と大きい。一方、マーセル化パルプである材料Ａを６０重量％配合した実施例６では、抄紙において、叩解を進めることができ、従来例５と同等の密度でもより緻密なセパレータを得ることができる。このため、ショート不良率が０．４％と大幅に改善された。また、１２５℃２５０時間の高温負荷試験後の静電容量の減少率は３．６％と良好で、漏れ電流の増加も２．５％に抑制された。

一方、実施例６と同じ材料の配合であるが、セパレータの厚さを１１０ミクロンとした比較例９は、ショート不良率は０．２％と低かったものの、ＥＳＲが０．９８Ωと高く、１２５℃２５０時間の高温負荷試験後の静電容量の減少率は１２．８％、漏れ電流の増加率も４．０％と悪化し、αセルロース含有率の高い繊維を配合した効果が得られなかった。

〔まとめ〕
以上説明したように、本実施の形態例によるアルミ電解コンデンサにおいては、電解コンデンサの正極と負極の間に介在させ、両極の短絡の防止と駆動用電解液（以下電解液と略す）を含浸、保持するために使用するセパレータにおいて、高αセルロース含有率のパルプを使用することにより、大幅なコスト上昇を抑えながら従来の製紙用パルプを使用したセパレータのイオン透過性と電解液に対する耐熱性を改善し、該セパレータを使用したアルミ電解コンデンサの低ＥＳＲ及び高温及び／又は長期間の使用における静電容量の低下や漏れ電流の増加等の特性変化を抑制した高性能で高温度寿命特性に優れた電解コンデンサを得ることができる。

本実施の形態例によれば、叩解後も多数の繊維間空隙を持つ多孔質なセパレータを得ることができる。さらに、高温度或いは長時間使用した際にセパレータに含まれるリグニンあるいはヘミセルロースなどの一部が分解した成分による電解液の組成変化あるいは電極箔の表面の酸化皮膜の破壊を低減できる。
この結果、本実施の形態例のセパレータを使用したアルミ電解コンデンサは低ＥＳＲで長期使用による容量低下、漏れ電流の増加あるいはＥＳＲ特性の悪化を防ぐことができ、高温寿命特性に優れたコンデンサを提供できる。

このセパレータは、緻密でありながら繊維間空隙を確保していることから、良好なイオン透過性と保液姓を持ち、かつ電極箔のエッジ部分やタブ部分に存在する金属のバリに対する抵抗性に優れている。

Claims

電解コンデンサの正極と負極の間に介在させ、該正極と負極の間の短絡の防止と駆動用電解液を含浸、保持するために使用するアルミ電解コンデンサ用セパレータであって、
αセルロースの含有率が９２％以上の繊維を含有することを特徴とするアルミ電解コンデンサ用セパレータ。
前記繊維を１０重量％〜１００重量％含むことを特徴とする請求項１記載のアルミ電解コンデンサ用セパレータ。
前記繊維は、１０重量％以上の溶解パルプを含むことを特徴とする請求項１又は請求項2記載のアルミ電解コンデンサ用セパレータ。
前記繊維は、１０重量％以上のマーセル化パルプを含むことを特徴とする請求項１又は請求項2記載のアルミ電解コンデンサ用セパレータ。
密度０．２〜０．７g／ｃｍ³かつ厚さ２５〜１００μｍであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のアルミ電解コンデンサ用セパレータ。
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のセパレータを使用したことを特徴とするアルミ電解コンデンサ。