JP2019102649A - Separator for solid electrolytic capacitor or hybrid electrolytic capacitor, and solid electrolytic capacitor or hybrid electrolytic capacitor - Google Patents

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Abstract

To provide a separator for an aluminum electrolytic capacitor, achieving a reduction in ESR and an improvement in capacitance furthermore in comparison with conventional examples, and an aluminum electrolytic capacitor.SOLUTION: A separator for an aluminum electrolytic capacitor is interposed between a pair of electrodes and is made of cellulose fibers and synthetic fibers. The separator contains 40-80 mass% of the cellulose fibers and 20-60 mass% of the synthetic fibers, and has a porosity of 65-85% and a compression impregnation rate of 30% or more. An aluminum electrolytic capacitor including a separator interposed between a pair of electrodes includes, as the separator, the separator for an aluminum electrolytic capacitor.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、アルミニウム電解コンデンサ用セパレータおよび該セパレータを用いたアルミニウム電解コンデンサに関するものである。   The present invention relates to a separator for an aluminum electrolytic capacitor and an aluminum electrolytic capacitor using the separator.

昨今、パーソナルコンピュータ(以下、「パソコン」と称す。)、家庭用ゲーム機、自動車電装機器等の電子機器の高性能化が著しく進んでおり、それと同時にこれら機器等の小型化も強く求められている。そのため、これらに用いられる電子回路基板等に搭載される部品にも小型化のニーズが高まっている。   Recently, the performance of electronic devices such as personal computers (hereinafter referred to as "PCs"), home-use game consoles and automobile electrical equipment has been significantly improved, and at the same time, miniaturization of these devices etc. There is. Therefore, there is an increasing need for miniaturization of parts mounted on electronic circuit boards and the like used for these.

導電性高分子を陰極材料に用いたアルミニウム電解コンデンサ(以下、「固体電解コンデンサ」と称す。)は、電解液を陰極材料に用いたアルミニウム電解コンデンサと比べESR(等価直列抵抗)特性が良好であることから員数削減による小型化が可能であり、パソコンやゲーム機等に使用されている。また、パソコン等ではCPUの高速化・高機能化が求められており、動作周波数が一段と高周波化している。   An aluminum electrolytic capacitor (hereinafter referred to as "solid electrolytic capacitor") using a conductive polymer as a cathode material has better ESR (equivalent series resistance) characteristics than an aluminum electrolytic capacitor using an electrolytic solution as a cathode material. Due to the fact that the number can be reduced by reducing the number, it is used in personal computers and game machines. In addition, in personal computers and the like, it is required to increase the speed and functionality of the CPU, and the operating frequency is further increased.

電解液を用いたアルミニウム電解コンデンサの伝導機構はイオン伝導であるが、固体電解コンデンサの伝導機構は電子伝導であり高伝導度を示す。つまり、蓄えた電子を放出する応答性が良いことから、低ESR特性となり、電源回路の中でもCPU周りに用いるコンデンサとしてメリットがある。   The conduction mechanism of the aluminum electrolytic capacitor using the electrolytic solution is ion conduction, but the conduction mechanism of the solid electrolytic capacitor is electron conduction and exhibits high conductivity. That is, since the response to release the stored electrons is good, the ESR characteristic is low, and there is a merit as a capacitor used around the CPU in the power supply circuit.

また近年は、陰極材料として、導電性高分子と電解液とを共に使用した、導電性高分子ハイブリッドアルミニウム電解コンデンサ(以下、「ハイブリッド電解コンデンサ」と称す。)がコンデンサメーカー各社より上市されており、低ESR特性であることと、ショート不良がないことが必須要件である自動車電装機器用途にも用いられてきている。   In recent years, conductive polymer hybrid aluminum electrolytic capacitors (hereinafter referred to as "hybrid electrolytic capacitors"), which use a conductive polymer and an electrolytic solution as cathode materials, have been marketed by capacitor manufacturers. It has also been used in automotive electrical equipment applications where low ESR characteristics and no short circuit defects are essential requirements.

陰極材料である導電性高分子をコンデンサ素子内に保持させる方法として、コンデンサ素子内にて導電性高分子を重合させる方法と、あらかじめ重合した導電性高分子をコンデンサ素子内に含浸させる方法とがある。   As a method of holding the conductive polymer which is a cathode material in the capacitor element, there are a method of polymerizing the conductive polymer in the capacitor element and a method of impregnating the capacitor element with the conductive polymer polymerized in advance. is there.

コンデンサ素子内において導電性高分子を重合させる場合、モノマーおよび酸化剤を含む溶液(以下、「重合液」と称す。)をコンデンサ素子に含浸後、加熱・乾燥し重合させて、導電性高分子層をコンデンサ素子内に形成させる。   In the case of polymerizing a conductive polymer in a capacitor element, a solution containing a monomer and an oxidizing agent (hereinafter referred to as "polymer solution") is impregnated into the capacitor element, heated, dried and polymerized to form a conductive polymer. A layer is formed in the capacitor element.

あらかじめ重合した導電性高分子を含浸させる場合、導電性高分子を水に分散させた懸濁液(以下、「分散液」と称す。)をコンデンサ素子に含浸後、加熱・乾燥し、導電性高分子層をコンデンサ素子内に形成させる。   When impregnating a conductive polymer that has been polymerized in advance, a suspension (hereinafter referred to as a "dispersion liquid") in which the conductive polymer is dispersed in water is impregnated into a capacitor element, heated and dried, and then conductive. A polymer layer is formed in the capacitor element.

重合液と分散液の何れの場合においても、コンデンサ素子内部の導電性高分子層の形成状態の良し悪しが固体電解コンデンサおよびハイブリッド電解コンデンサの特性を決定付けることとなる。   In either case of the polymerization liquid or the dispersion liquid, the quality of the formation state of the conductive polymer layer inside the capacitor element determines the characteristics of the solid electrolytic capacitor and the hybrid electrolytic capacitor.

特に近年では、自動車の電装化が進み、自動車の様々な機能をコントロールする電子制御機器であるElectronic Control Unit(以下、「ECU」と称す。)の数量が増加傾向にある。さらに、カーナビゲーションシステムやエアバッグシステム等、車室内の搭載製品が増加したことで、従来、車室内搭載であったECU等が車室外へ追い出されることになり、基板の小型化に伴い、限られたスペースに最大限に高密度実装する必要も生じている。このため、搭載される部品にも、小型化、高機能化が求められるようになった。これら要求に対応するために、ECU等に搭載される部品のひとつである固体電解コンデンサおよびハイブリッド電解コンデンサにおいても、さらなるESRの低減および静電容量の向上が求められている。   In particular, in recent years, with the progress of electrification of automobiles, the number of Electronic Control Units (hereinafter referred to as "ECUs"), which are electronic control devices for controlling various functions of automobiles, tends to increase. Furthermore, due to an increase in products installed in the vehicle compartment, such as car navigation systems and airbag systems, ECUs and the like that were conventionally mounted in the vehicle compartment will be expelled out of the vehicle exterior, and with the miniaturization of boards There is also a need to implement the highest density mounting in the limited space. For this reason, the parts to be mounted are also required to be downsized and to have high functionality. In order to meet these requirements, further reduction in ESR and improvement in capacitance are required also in solid electrolytic capacitors and hybrid electrolytic capacitors, which are one of the components mounted in ECUs and the like.

これまでに、固体電解コンデンサおよびハイブリッド電解コンデンサ用セパレータとして、例えば、特許文献1〜8に記載された技術が開示されている。   Until now, the technique described, for example in patent documents 1-8 is disclosed as a separator for solid electrolytic capacitors and hybrid electrolytic capacitors.

特開2015−15312号公報JP, 2015-15312, A 特開2004−165593号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 2004-165593 特開2004−235293号公報JP 2004-235293 A 特開2013−197297号公報JP, 2013-197297, A 特開2011−228320号公報JP, 2011-228320, A 特開2016−115730号公報JP, 2016-115730, A 特開2013−246926号公報JP, 2013-246926, A 特開2013−157230号公報JP, 2013-157230, A

特許文献1には、αセルロース含有率が94%以上である、コットンリンター等のような種子毛繊維で構成されたパルプ、溶解パルプ、マーセル化パルプのいずれかのパルプを35重量%以上含有した、電解液への膨潤率が低いセパレータが提案されている。このセパレータを用いることで、電解液含浸性が大幅に改善し、インピーダンス特性を改善したアルミニウム電解コンデンサを提供する技術が開示されている。   Patent Document 1 contains 35% by weight or more of pulp made of seed wool fibers such as cotton linters or the like having an α-cellulose content of 94% or more, dissolved pulp, or mercerized pulp. A separator having a low swelling ratio to the electrolyte has been proposed. By using this separator, there is disclosed a technology for providing an aluminum electrolytic capacitor in which the electrolyte impregnation property is significantly improved and the impedance characteristic is improved.

しかしながら、特許文献1のようなセパレータは、セルロース繊維のみで構成されており、固体電解コンデンサに用いられる導電性高分子の重合液や分散液を含浸すると、セルロース繊維が酸性条件下において徐々に分解されるため、セパレータの機械的強度の低下が顕著となる場合や、セルロース繊維と重合液の酸化剤とが反応することで導電性高分子の重合を阻害する場合があった。このため、セパレータの機械的強度が低下することによって、固体電解コンデンサのショート不良が増加する場合や、固体電解コンデンサのESRが悪化する場合があった。   However, the separator as disclosed in Patent Document 1 is composed only of cellulose fibers, and when impregnated with a polymer or dispersion of a conductive polymer used in a solid electrolytic capacitor, the cellulose fibers are gradually decomposed under acidic conditions Therefore, the decrease in mechanical strength of the separator may be remarkable, or the reaction of the cellulose fiber with the oxidizing agent of the polymerization liquid may inhibit the polymerization of the conductive polymer. For this reason, when the mechanical strength of the separator is lowered, the short failure of the solid electrolytic capacitor may be increased, or the ESR of the solid electrolytic capacitor may be deteriorated.

仮に、特許文献1のセパレータを導電性高分子の重合液や分散液に対する機械的強度の低下を回避するために、合成繊維を配合した場合、セルロース繊維間に合成繊維が介在することによりセルロース繊維同士の水素結合を阻害することで、セパレータの機械的強度が低下し、セパレータ形成時やコンデンサ素子形成時において、破断等が発生するという問題が起こる場合があった。   Temporarily, in order to avoid the fall of the mechanical strength with respect to the polymerization liquid of the conductive polymer, and the dispersion liquid of the separator of patent document 1, when synthetic fiber is mix | blended, a cellulose fiber is intervened by the synthetic fiber being interposed between cellulose fibers. By inhibiting the hydrogen bond between each other, the mechanical strength of the separator may be reduced, and there may be a problem that breakage or the like may occur at the time of forming the separator or at the time of forming the capacitor element.

特許文献2には、半芳香族ポリアミド樹脂からなる繊維を含有した、導電性高分子との馴染みが良好なセパレータが提案されている。このセパレータを用いることで、電解質の保持性が向上し、アルミニウム電解コンデンサのESR特性を改良した固体電解コンデンサを提供する技術が開示されている。   Patent Document 2 proposes a separator containing fibers made of a semi-aromatic polyamide resin and having a good compatibility with a conductive polymer. By using this separator, there is disclosed a technology for providing a solid electrolytic capacitor having improved electrolyte retention and improved ESR characteristics of an aluminum electrolytic capacitor.

しかしながら、近年では、特許文献2のような導電性高分子との馴染みが良好なセパレータを用いた固体電解コンデンサにおいても、さらなるESRの低減、静電容量の向上が求められており、セパレータには、さらなる含浸性の向上が求められている。   However, in recent years, even in a solid electrolytic capacitor using a separator having good compatibility with a conductive polymer as disclosed in Patent Document 2, further reduction in ESR and improvement in capacitance are required, and the separator is required to be used. There is a demand for further improvement of the impregnation.

また、特許文献3には、合成繊維として、非フィブリル化有機繊維、融点または熱分解温度が250℃以上のフィブリル化高分子を含有した、吸水速度が5mm/min以上であるセパレータが提案されている。特許文献3において、非常に細く且つアスペクト比の大きいフィブリル化高分子を用いることで、セパレータ中の繊維本数を大幅に増加させ、同時にフィブリル同士や他の繊維との絡み合う頻度を高めることで、緻密で細孔の小さな不織布を形成する技術が開示されている。そして、このセパレータを用いることで、固体電解コンデンサ内の導電性高分子の形成が均一になり、低抵抗の固体電解コンデンサを提供する技術が開示されている。   Further, Patent Document 3 proposes a separator having a non-fibrillated organic fiber and a fibrillated polymer having a melting point or a thermal decomposition temperature of 250 ° C. or more as a synthetic fiber and having a water absorption speed of 5 mm / min or more. There is. In Patent Document 3, by using a very thin fibrillated polymer having a large aspect ratio, the number of fibers in the separator is significantly increased, and at the same time, the frequency of entanglement between fibrils and other fibers is increased to achieve compactness. Discloses a technique for forming a non-woven fabric with small pores. And, by using this separator, the formation of the conductive polymer in the solid electrolytic capacitor becomes uniform, and a technology for providing a low resistance solid electrolytic capacitor is disclosed.

しかしながら、特許文献3のような吸水速度の大きいセパレータを用いた固体電解コンデンサは、低ESR特性を示すが、上述の通り、セパレータが緻密で細孔が小さいため、導電性高分子の重合液や分散液の含浸性のさらなる向上が困難であり、このため、固体電解コンデンサのさらなるESRの低減、静電容量の向上が困難であった。仮に、特許文献3のセパレータの緻密性を低くして、ESRの低減、静電容量の向上を目的に非フィブリル化有機繊維の配合を多くした場合、セパレータの緻密性が低くなることで、電極箔のバリ等がセパレータを貫通しやすくなり、このセパレータを用いた固体電解コンデンサは、ショート不良率が高くなる。   However, a solid electrolytic capacitor using a separator having a high water absorption rate as described in Patent Document 3 exhibits low ESR characteristics, but as described above, since the separator is dense and the pores are small, the polymer electrolyte of conductive polymer or It is difficult to further improve the impregnation of the dispersion, which makes it difficult to further reduce the ESR and improve the capacitance of the solid electrolytic capacitor. If the density of the separator of Patent Document 3 is lowered to increase the proportion of non-fibrillated organic fibers for the purpose of reducing ESR and improving the capacitance, the density of the separator will be lowered. The burrs and the like of the foil easily penetrate the separator, and the solid electrolytic capacitor using this separator has a high short failure rate.

そして、特許文献4には、繊維の配向性の比を2.0以下とするセパレータが提案されている。このセパレータを用いることで、セパレータの横方向からの導電性高分子の重合液および分散液の吸液度が向上するため、このセパレータを用いることにより、ESR、静電容量を向上させた電解コンデンサを提供する技術が開示されている。   Patent Document 4 proposes a separator in which the ratio of fiber orientation is 2.0 or less. By using this separator, the liquid absorption degree of the polymer and the dispersion liquid of the conductive polymer from the lateral direction of the separator is improved. By using this separator, an electrolytic capacitor having an improved ESR and capacitance. A technology for providing

しかしながら、繊維の配向性の比を小さくすることにも限界があるため、固体電解コンデンサのさらなるESRの低減、静電容量の向上が困難であった。   However, there is a limit to reducing the ratio of fiber orientation, so it is difficult to further reduce the ESR and improve the capacitance of the solid electrolytic capacitor.

さらに、特許文献5には、変法濾水度が0〜250mlの溶剤紡糸セルロース繊維と合成短繊維とからなるセパレータにおいて、セパレータの比重を基にしてセパレータの密度を調節することで、空孔率を60〜86%にしたセパレータが提案されている。変法濾水度が0〜250mlの溶剤紡糸セルロース繊維は、繊維径が細く、均一性が高いため、導電性高分子がセパレータ上に満遍なく形成され、導電性高分子の担持性に優れるこのセパレータを用いることで、ESRを低減した固体電解コンデンサを提供する技術が開示されている。   Furthermore, Patent Document 5 describes a separator comprising solvent-spun cellulose fibers having a modified freeness of 0 to 250 ml and synthetic short fibers, and adjusting the density of the separator based on the specific gravity of the separator to obtain pores. Separators having a rate of 60 to 86% have been proposed. A solvent-spun cellulose fiber having a modified freeness of 0 to 250 ml has a thin fiber diameter and high uniformity, so a conductive polymer is uniformly formed on the separator, and this separator is excellent in the carrying property of the conductive polymer. Discloses a technique for providing a solid electrolytic capacitor with reduced ESR.

しかしながら、特許文献5のようなセパレータは、緻密性が非常に高く、導電性高分子の重合液や分散液の含浸性のさらなる向上が困難である。このため、導電性高分子の担持性が良好な特許文献5のセパレータを用いた固体電解コンデンサにも、近年、さらなるESRの低減、静電容量の向上が求められている。   However, the separator as in Patent Document 5 has very high compactness, and it is difficult to further improve the impregnating property of the polymerization liquid or dispersion liquid of the conductive polymer. For this reason, also in the solid electrolytic capacitor using the separator of Patent Document 5 having a good supporting property of the conductive polymer, further reduction of ESR and improvement of electrostatic capacity are required in recent years.

ここで、セパレータの緻密性を低くして、ESRの低減および静電容量を向上させることを目的に合成短繊維の配合を多くした場合、緻密性が低くなったことで、電極箔のバリ等がセパレータを貫通しやすくなり、このセパレータを用いた固体電解コンデンサは、ショート不良率が高くなる。   Here, when the composition of the synthetic short fiber is increased for the purpose of reducing the fineness of the separator and reducing the ESR and improving the capacitance, the fineness is low, and the burrs of the electrode foil, etc. Is likely to penetrate the separator, and the solid electrolytic capacitor using this separator has a high short failure rate.

そしてまた、特許文献6には、合成繊維と合成パルプとからなるセパレータにおいて、保液率や圧縮保液率が高いセパレータが提案されている。このセパレータは、電解液を保持する能力に優れているため、このセパレータを用いることで、内部抵抗の低い電気二重層コンデンサを提供する技術が開示されている。   Further, Patent Document 6 proposes a separator having a high liquid retention rate and a high compression liquid retention rate among separators made of synthetic fibers and synthetic pulp. Since this separator is excellent in the ability to hold an electrolytic solution, there is disclosed a technology for providing an electric double layer capacitor with low internal resistance by using this separator.

しかしながら、特許文献6は電解液含浸後のカシメ時にセパレータが圧縮された場合に電解液が放出されることに鑑みたセパレータである。つまり、特許文献6のセパレータは、コンデンサ完成後の電解液の保持性は良好であるが、コンデンサ製作時の含浸性を向上させるものではない。また、特許文献6のセパレータは、電気二重層キャパシタ用セパレータであり、固体電解コンデンサとは用いられる電解質も異なる。このため、このセパレータを仮に固体電解コンデンサに適用した場合、導電性高分子の重合液や分散液に対しては含浸性が悪く、このようなセパレータを用いた固体電解コンデンサは、ESRの低減および静電容量の向上効果が満足な結果とならなかった。   However, Patent Document 6 is a separator in view of the fact that the electrolytic solution is released when the separator is compressed at the time of crimping after the electrolytic solution impregnation. That is, although the separator of Patent Document 6 has good retention of the electrolytic solution after completion of the capacitor, it does not improve the impregnatability at the time of production of the capacitor. Further, the separator of Patent Document 6 is a separator for an electric double layer capacitor, and the electrolyte used is different from that of the solid electrolytic capacitor. For this reason, if this separator is temporarily applied to a solid electrolytic capacitor, the impregnating property to a polymer solution or dispersion liquid of a conductive polymer is poor, and a solid electrolytic capacitor using such a separator has a reduced ESR and The improvement effect of the capacitance was not a satisfactory result.

そしてさらに、特許文献7には、合成短繊維とコットンパルプを必須成分としたセパレータにおいて、コットンパルプの変法濾水度が90〜160mlで、且つ、長さ加重平均繊維長が0.80〜1.20mmとした電解液浸透性が良く、緻密性に優れたセパレータが提案されている。   Furthermore, in Patent Document 7, in a separator comprising synthetic short fibers and cotton pulp as essential components, the modified freeness of cotton pulp is 90 to 160 ml, and the length weighted average fiber length is 0.80 to A separator having good electrolytic solution permeability of 1.20 mm and excellent in compactness has been proposed.

特許文献7は、本来繊維長の長いコットンリントパルプを高度に叩解することで、長さ加重平均繊維長および変法濾水度を制御している。このため、コットンパルプが内部および外部フィブリル化により柔軟になり、繊維内部や繊維間の空隙が詰まることでセパレータの緻密性および強度が大幅に向上する。一方、セパレータの緻密性が高まることでセパレータの内部空隙も減少するため、一定以上に導電性高分子の重合液や分散液の含浸性を向上できない。このため、このセパレータを用いた固体電解コンデンサの重合液や分散液の含浸性を向上させることにも限界があり、固体電解コンデンサのさらなるESRの低減および静電容量の向上が困難であった。ここで、導電性高分子の重合液や分散液の含浸性を向上させるため、合成短繊維の配合を多くした場合、緻密性が低くなることで、電極箔のバリ等がセパレータを貫通しやすくなり、このセパレータを用いた固体電解コンデンサは、ショート不良率が高くなる。   Patent Document 7 controls the length-weighted average fiber length and modified freeness by highly refining intrinsically long cotton lint pulp. For this reason, the cotton pulp becomes soft due to internal and external fibrillation, and the interstices inside and between the fibers are clogged to significantly improve the compactness and strength of the separator. On the other hand, the internal porosity of the separator is also reduced due to the increase in the compactness of the separator, so the impregnation of the conductive polymer polymerization liquid or dispersion liquid can not be improved more than a certain level. For this reason, there is also a limit to improving the impregnation property of the polymerization liquid and the dispersion liquid of the solid electrolytic capacitor using this separator, and it is difficult to further reduce the ESR and improve the electrostatic capacity of the solid electrolytic capacitor. Here, when the blending ratio of the synthetic short fiber is increased in order to improve the impregnation property of the polymerization liquid and the dispersion liquid of the conductive polymer, the fineness is lowered and the burrs of the electrode foil and the like easily penetrate the separator. Thus, the solid electrolytic capacitor using this separator has a high short circuit failure rate.

さらにまた、特許文献8には、セルロース繊維と耐アルカリ性合成繊維からなり、セルロース繊維に溶解パルプが含まれているセパレータにおいて、長期間の保存後の特性低下を抑制することが可能なセパレータが提案されている。   Furthermore, Patent Document 8 proposes a separator which is composed of cellulose fibers and alkali-resistant synthetic fibers and in which the cellulose fibers contain dissolved pulp, and which can suppress the property deterioration after long-term storage. It is done.

しかしながら、特許文献8はアルカリ電池用セパレータであり、固体電解コンデンサに使用する場合、厚さが大きく、上述したように小型化の要求に応えることができない場合があった。仮に、特許文献8のセパレータを固体電解コンデンサの小型化に対して要求される厚さにした場合、厚さが薄くなったことにより、繊維の堆積量が減少し、セパレータの機械的強度が弱くなり、セパレータ形成時やコンデンサ素子形成時において、破断等が発生するという問題が起こる。ここで、セパレータの機械的強度を強くするために、従来からアルカリ電池用セパレータのバインダとして使用されているポリビニルアルコール繊維の配合を多くした場合、ポリビニルアルコール繊維がセパレータを構成する繊維同士の間隙を埋めるように膜状化し、その結果、導電性高分子の重合液や分散液の含浸性が悪くなり、このようなセパレータを用いた固体電解コンデンサは、ESRの低減および静電容量の向上効果が満足な結果とならなかった。   However, Patent Document 8 is an alkaline battery separator, and when it is used for a solid electrolytic capacitor, the thickness is large, and there may be a case where it can not meet the demand for miniaturization as described above. If the separator of Patent Document 8 is made to have a thickness required for downsizing of a solid electrolytic capacitor, the reduction in thickness reduces the amount of deposited fibers and weakens the mechanical strength of the separator. As a result, at the time of forming the separator or forming the capacitor element, there arises a problem that breakage or the like occurs. Here, when the blending of polyvinyl alcohol fibers conventionally used as a binder for an alkaline battery separator is increased in order to strengthen the mechanical strength of the separator, the polyvinyl alcohol fibers form a gap between fibers constituting the separator. As a result, the impregnation property of the polymerization liquid or dispersion liquid of the conductive polymer is deteriorated, and the solid electrolytic capacitor using such a separator has the effect of reducing the ESR and improving the capacitance. It was not a satisfactory result.

コットンリンターパルプ、溶解パルプ、マーセル化パルプのみからなるセパレータは、構成する繊維が嵩高い繊維であったり、剛性の高い繊維であったりするため、含浸性は高いものの、導電性高分子の重合液や分散液への耐性が弱いという問題があり、問題解決のために、合成繊維を配合すると、機械的強度が弱くなるという問題があった。   A separator consisting only of cotton linter pulp, dissolving pulp and mercerized pulp is a polymer liquid of a conductive polymer although its impregnating ability is high because its constituent fibers are bulky fibers or fibers with high rigidity. And there is a problem that the resistance to the dispersion is weak, and there is a problem that when synthetic fibers are blended to solve the problem, the mechanical strength becomes weak.

合成繊維を配合し、かつ、機械的強度を向上させるため、厚さを大きくする、バインダー繊維を配合する、セルロース繊維を高叩解する等の方法が考えられるが、いずれの場合も機械的強度向上と引き換えに、小型化の要求に応えることができないことや、導電性高分子の重合液や分散液の含浸性が低下するといった問題が生じ、近年のさらなるESRの低減および静電容量の向上の要求に応えることができない。   In order to blend synthetic fibers and improve mechanical strength, it is conceivable to increase the thickness, blend binder fibers, highly beat cellulose fibers, etc. In any case, it is possible to improve mechanical strength. In exchange for this, problems such as the inability to meet the demand for miniaturization and a decrease in the impregnation of the polymer and dispersion liquid of the conductive polymer occur, and the ESR is further reduced in recent years and the capacitance is improved in recent years. It can not meet the demand.

このように従来のセパレータは、導電性高分子の重合液や分散液に対する耐性、機械的強度、固体電解コンデンサに求められる厚さの全てを兼ね備え、かつ、導電性高分子の重合液や分散液の含浸性を改善し、近年求められる、さらなるESRの低減および静電容量の向上に応えることができないという問題がある。   As described above, the conventional separator has all the resistance to the polymerization liquid or dispersion liquid of the conductive polymer, the mechanical strength, and the thickness required for the solid electrolytic capacitor, and the polymerization liquid or dispersion liquid of the conductive polymer And the inability to meet the further reduction of ESR and the improvement of capacitance, which are required in recent years.

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、導電性高分子の重合液や分散液に対する耐性を有したまま、固体電解コンデンサに求められる厚さにおいて機械的強度を維持し、かつ、導電性高分子の重合液や分散液の含浸性を改善することで、さらなるESRの低減および静電容量の向上を実現したアルミニウム電解コンデンサ用セパレータおよびアルミニウム電解コンデンサを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and maintains mechanical strength at a thickness required for a solid electrolytic capacitor while having resistance to a polymerization liquid or a dispersion liquid of a conductive polymer, and It is an object of the present invention to provide an aluminum electrolytic capacitor separator and an aluminum electrolytic capacitor, which realize further reduction of ESR and improvement of electrostatic capacity by improving the impregnating property of a polymerization liquid or dispersion liquid of a conductive polymer. .

上述した課題を解決し、上記の目的を達成する一手段として本発明は、例えば、以下の構成を備える。   The present invention has, for example, the following configuration as a means for solving the problems described above and achieving the above object.

すなわち、本発明は、一対の電極の間に介在する、アルミニウム電解コンデンサ用セパレータであって、該セパレータは、セルロース繊維と合成繊維とからなり、該セルロース繊維を40〜80質量%、該合成繊維を20〜60質量%含有し、かつ、空隙率が65〜85%、圧縮含浸率が30%以上であることを特徴とする。   That is, the present invention is a separator for an aluminum electrolytic capacitor, which is interposed between a pair of electrodes, and the separator comprises cellulose fiber and synthetic fiber, and 40 to 80% by mass of the cellulose fiber, the synthetic fiber 20 to 60% by mass, and the porosity is 65 to 85%, and the compression impregnation rate is 30% or more.

そして例えば、前記セパレータが、前記セルロース繊維として、未叩解コットンリンターパルプ、未叩解マーセル化パルプ、未叩解溶解パルプのうち少なくとも一つ以上から選択される未叩解セルロース繊維を合計10〜50質量%含有することを特徴とする。   And For example, the said separator contains a total of 10-50 mass% of unbeaten cellulose fibers selected from at least one or more among unbeaten cotton linter pulp, unbeaten mercerized pulp, and unbeaten dissolving pulp as the cellulose fiber It is characterized by

さらに例えば、前記セパレータが、叩解セルロース繊維を10〜70質量%含有することを特徴とする。また例えば、前記セパレータの厚さが20〜100μmであることを特徴とする。   Furthermore, for example, the separator is characterized in that it contains 10 to 70% by mass of beaten cellulose fiber. Also, for example, the thickness of the separator is 20 to 100 μm.

また本発明のアルミニウム電解コンデンサは、セパレータとして上記のアルミニウム電解コンデンサ用セパレータを用いたことを特徴とする。そして、上記アルミニウム電解コンデンサは、陰極材料として導電性高分子を用いることを特徴とする。   The aluminum electrolytic capacitor of the present invention is characterized in that the above-mentioned separator for an aluminum electrolytic capacitor is used as a separator. The aluminum electrolytic capacitor is characterized in that a conductive polymer is used as a cathode material.

本発明のセパレータは、導電性高分子の重合液や分散液に対する耐性を有したまま、固体電解コンデンサに求められる厚さにおいて機械的強度を維持し、かつ、セパレータが圧縮された状態においても、繊維同士の間隙を適切に保つようにセパレータの内部構造を制御でき、導電性高分子の重合液や分散液の含浸性を向上させることができる。   The separator of the present invention maintains mechanical strength at a thickness required for a solid electrolytic capacitor while having resistance to a polymerization liquid or dispersion liquid of a conductive polymer, and also in a state where the separator is compressed, The internal structure of the separator can be controlled so as to appropriately maintain the gap between the fibers, and the impregnation property of the polymerization liquid or dispersion liquid of the conductive polymer can be improved.

また、本発明のアルミニウム電解コンデンサは、上記セパレータを用いることで、圧縮状態であっても、コンデンサ素子内部まで導電性高分子層を均一に形成することができる。これにより、固体電解コンデンサのESRを大きく低減し、静電容量を大きく向上させることができる。   Moreover, the aluminum electrolytic capacitor of the present invention can uniformly form the conductive polymer layer up to the inside of the capacitor element even in the compressed state by using the above-mentioned separator. Thereby, the ESR of the solid electrolytic capacitor can be greatly reduced, and the electrostatic capacitance can be greatly improved.

本発明に係るセパレータの撮影画像を二値化する際の閾値決定に用いたモード法のモデルを示す図である。It is a figure which shows the model of the modal method used for the threshold value decision at the time of binarizing the picked-up image of the separator which concerns on this invention.

アルミニウム電解コンデンサ用のセパレータにおいて、導電性高分子の重合液や分散液に対する耐性を有したまま、固体電解コンデンサに求められる厚さにおいて機械的強度を維持し、かつ、導電性高分子の重合液や分散液の含浸性を改善し、さらなるコンデンサのESRの低減および静電容量の向上を実現させるためには、セルロース繊維と合成繊維からなるセパレータについて、セパレータ形成時から使用時までセパレータが本来有する内部構造を保持し、導電性高分子の重合液や分散液を含浸した際に、導電性高分子層をコンデンサ素子内部まで均一に形成させることが重要である。   In a separator for an aluminum electrolytic capacitor, mechanical strength is maintained at a thickness required for a solid electrolytic capacitor while having resistance to a polymer solution or a dispersion liquid of the conductive polymer, and a polymer solution of the conductive polymer In order to improve the impregnation of dispersion and dispersion, and to further reduce the ESR of the capacitor and to improve the capacitance, the separators originally possessed from the time of separator formation to the time of use for separators consisting of cellulose fibers and synthetic fibers It is important to form the conductive polymer layer uniformly to the inside of the capacitor element when the internal structure is maintained and the polymerizing liquid or dispersion liquid of the conductive polymer is impregnated.

本発明の発明者らは、ESRの低減および静電容量の向上について鋭意検討した結果、セルロース繊維と合成繊維とを含有したセパレータにおいて、導電性高分子の重合液や分散液を含浸した際に、コンデンサ素子内部まで導電性高分子層を均一に形成させることが必要であり、そのためには、導電性高分子の重合液や分散液をセパレータ内部まで含浸し得る内部構造を有し、さらに、セパレータ形成時から使用時まで、両電極箔間のセパレータが圧縮された状態においても、上記の内部構造を保持することで、導電性高分子の重合液や分散液をセパレータ内部まで均一に含浸させることが重要であることを見出した。   The inventors of the present invention conducted intensive studies on the reduction of ESR and the improvement of capacitance, and as a result, in a separator containing a cellulose fiber and a synthetic fiber, when a polymerization liquid or a dispersion liquid of a conductive polymer is impregnated. It is necessary to form the conductive polymer layer uniformly to the inside of the capacitor element, and for that purpose, it has an internal structure capable of impregnating the polymerization liquid or dispersion liquid of the conductive polymer to the inside of the separator, Even when the separator between the two electrode foils is compressed from the time of formation of the separator to the time of use, the polymerization liquid or dispersion liquid of the conductive polymer is uniformly impregnated to the inside of the separator by maintaining the above internal structure. I found that it was important.

一方、含浸性が高い従来のセパレータでは、上記の圧縮状態におけるセパレータの含浸性が考慮されておらず、単に非圧縮状態でのセパレータの含浸性を改善したり、あるいは、電解液含浸後の圧縮した際の電解液の放出し難さを改善したりしている。このような従来のセパレータは、叩解によって繊維が柔軟になり、繊維が有する嵩高さや剛性が低下しているため、そのセパレータによりコンデンサ素子を形成し、導電性高分子の重合液や分散液を含浸した場合、導電性高分子の保持量は多いが、コンデンサ素子内部まで導電性高分子層を均一に形成することができず、近年求められるESRの低減および静電容量の向上を達成することができない。   On the other hand, conventional separators with high impregnatability do not take into account the above-mentioned separator's impregnation in the compressed state, and simply improve the separator's impregnation in the non-compressed state, or compress after electrolyte impregnation. And improve the difficulty of releasing the electrolyte solution. In such a conventional separator, the fibers are softened by beating, and the bulkiness and rigidity of the fibers are reduced. Therefore, a capacitor element is formed by the separators, and a polymerization liquid or a dispersion liquid of a conductive polymer is impregnated. In such a case, although the amount of retention of the conductive polymer is large, the conductive polymer layer can not be uniformly formed up to the inside of the capacitor element, and the ESR reduction and the capacitance improvement required recently achieved can be achieved. Can not.

そこで本発明のアルミニウム電解コンデンサ用セパレータでは、固体電解コンデンサのESRや静電容量に直接的に影響する、コンデンサ素子を形成した状態、すなわち圧縮状態におけるセパレータの含浸性である圧縮含浸率を向上させた。   Therefore, in the separator for an aluminum electrolytic capacitor of the present invention, the compression impregnation ratio, which is the impregnating property of the separator in a compressed state, is improved, which directly affects the ESR and capacitance of the solid electrolytic capacitor. The

以下、本発明の一実施の形態例について詳細に説明する。
電極の間にセパレータを挟んで巻回し、コンデンサ素子を形成すると、セパレータは両電極箔により圧縮された状態となる。吸水速度或いは吸液度が高いセパレータ、空孔率を制御したセパレータ、電解液の保液率が高いセパレータにおいても、このような圧縮状態では、導電性高分子をコンデンサ素子内部まで均一に形成させることができない場合があった。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail.
When the capacitor element is formed by sandwiching and winding a separator between the electrodes, the separator is compressed by both electrode foils. Even in a separator having a high water absorption rate or liquid absorption degree, a separator having a controlled porosity, and a separator having a high electrolyte solution retention rate, in such a compressed state, the conductive polymer is uniformly formed to the inside of the capacitor element I could not do that.

さらに、従来の圧縮保液率が高いセパレータは、電解液含浸後に圧縮した際の電解液の放出し難さを改善しており、圧縮状態での含浸性を考慮していない。つまり、圧縮状態での含浸性は、特許文献6に開示されたような従来の圧縮保液率でははかれない。このため、上記のセパレータと同様、導電性高分子をコンデンサ素子内部まで均一に形成させることができない場合があった。この理由として、これまで提案されている従来のセパレータでは、圧縮状態において、セパレータが本来有する内部構造を保持できず、セパレータ内部の繊維同士の間隙が過剰に狭くなる場合があり、導電性高分子の重合液や分散液がセパレータ内部まで含浸されなかったことが挙げられる。   Furthermore, the conventional separator having a high compression retention rate improves the difficulty of releasing the electrolyte when it is compressed after being impregnated with the electrolyte, and does not take into consideration the impregnation in the compressed state. In other words, the impregnation in the compressed state can not be achieved by the conventional compression retention rate as disclosed in Patent Document 6. For this reason, as in the case of the above-mentioned separator, there were cases in which the conductive polymer could not be formed uniformly to the inside of the capacitor element. The reason for this is that the conventional separators proposed so far can not retain the internal structure originally possessed by the separator in the compressed state, and the gap between the fibers inside the separator may become excessively narrow, It is mentioned that the polymerization liquid or dispersion liquid of the above was not impregnated to the inside of the separator.

そこで、本発明の実施の形態に係るセパレータは、所定の圧縮含浸率を確保する構成としている。すなわち、本実施の形態に係るセパレータは、一対の電極の間に介在するアルミニウム電解コンデンサ用セパレータであって、該セパレータはセルロース繊維と合成繊維からなり、該セルロース繊維を40〜80質量%、該合成繊維を20〜60質量%含有し、かつ、空隙率が65〜85%、圧縮含浸率が30%以上である。   Therefore, the separator according to the embodiment of the present invention is configured to secure a predetermined compression impregnation rate. That is, the separator according to the present embodiment is a separator for an aluminum electrolytic capacitor interposed between a pair of electrodes, and the separator comprises cellulose fiber and synthetic fiber, and 40 to 80% by mass of the cellulose fiber, The synthetic fiber is contained at 20 to 60% by mass, and the porosity is 65 to 85%, and the compression impregnation rate is 30% or more.

本実施の形態に係るセパレータは、圧縮含浸率を30%以上とすることで、固体電解コンデンサのESRを低減し、静電容量を向上している。セパレータの圧縮含浸率は50%以上がより好ましく、60%以上がさらに好ましい。一方、圧縮含浸率が30%未満では、コンデンサ素子形成時、素子内部まで導電性高分子層を均一に形成できないため、コンデンサのESRの低減および静電容量を向上させることができない。   The separator according to the present embodiment reduces the ESR of the solid electrolytic capacitor and improves the capacitance by setting the compression impregnation rate to 30% or more. The compression impregnation rate of the separator is more preferably 50% or more, and still more preferably 60% or more. On the other hand, if the compression impregnation rate is less than 30%, the conductive polymer layer can not be formed uniformly up to the inside of the element when forming the capacitor element, so that the ESR of the capacitor can not be reduced and the capacitance can not be improved.

なお、圧縮含浸率とは、セパレータを圧縮したまま、導電性高分子の分散液に浸漬させ、含浸前のセパレータの総面積と含浸部の面積との比率から算出した含浸率を指し、セパレータの含浸性をはかる指標として用いている。   The term “compression impregnation rate” refers to an impregnation rate calculated from the ratio of the total area of the separator before impregnation and the area of the impregnated portion, by immersing the dispersion in the conductive polymer dispersion while the separator is compressed. It is used as an index to measure the impregnation.

具体的には、セパレータ試験片を円形(800mm2)に切り出し、当該セパレータ試験片全面を7kN/m2で加重しながら導電性高分子の水分散液(固形分濃度2.0質量%)に浸漬させて、30秒間セパレータ試験片に水分散液を含浸する。30秒間経過後、加重させた状態でセパレータ試験片を取り出し、取り出した後にセパレータ試験片に加重をかけるのをやめ、取り出したセパレータ試験片を熱風式乾燥機中にて溶媒を完全に除去した。乾燥後のセパレータ試験片は、導電性高分子が浸透した部分としていない部分とで明確に色が異なる。これを利用し、取り出したセパレータ試験片の導電性高分子の含浸部の面積と未含浸部の面積を、デジタルマイクロスコープを用いたモード法による画像解析にて測定し、総面積中に占める含浸部の面積の割合を圧縮含浸率として算出した。 Specifically, a separator test piece is cut into a circle (800 mm 2 ), and while the entire surface of the separator test piece is weighted at 7 kN / m 2 , a conductive polymer aqueous dispersion (solid content concentration: 2.0 mass%) Immerse and impregnate the separator test piece with the aqueous dispersion for 30 seconds. After passing for 30 seconds, the separator test piece was taken out in a weighted state, and after taking it out, the separator test piece was not put on weight, and the taken out separator test piece was completely removed of the solvent in a hot air dryer. The dried separator test piece clearly differs in color from the portion into which the conductive polymer has penetrated and the portion not penetrated. Using this, the area of the impregnated part of the conductive polymer and the area of the non-impregnated part of the separator test piece taken out are measured by image analysis by the mode method using a digital microscope, and the impregnation occupies the total area The proportion of the area of the part was calculated as the compression impregnation rate.

モード法による画像解析は、以下のようにして行った。
最初に、含浸・乾燥後のセパレータ試験片をデジタルマイクロスコープにより撮影し、画像処理によって、撮影した画像の明るさ(以下、「輝度」と称す。)を0から255までの256階調に振り分け、各輝度の発生頻度を算出し、この画像の輝度値ヒストグラムを得た。次に、図1に示すように、輝度値ヒストグラムの濃色部(以下、「含浸部」と称す。)と淡色部(以下、「未含浸部」と称す。)の双峰の谷間に閾値を決定し、輝度を256階調から2階調に変換することにより、二値化した。そして、二値化した画像から、導電性高分子の分散液の含浸部の面積と未含浸部の面積を算出した。例えば、輝度値150を閾値として二値化した場合、輝度値の区間幅0から150を含浸部として集計し、輝度値の区間幅151から255を未含浸部として集計した。なお、デジタルマイクロスコープによる撮影に際しては、リング照明を用いた。
The image analysis by the modal method was performed as follows.
First, the separator test piece after impregnation and drying is photographed with a digital microscope, and the brightness of the photographed image (hereinafter referred to as "brightness") is distributed to 256 gradations from 0 to 255 by image processing. The frequency of occurrence of each luminance was calculated to obtain a luminance value histogram of this image. Next, as shown in FIG. 1, a threshold value between the valleys of the bimodal peak of the dark portion (hereinafter referred to as "impregnated portion") and the light portion (hereinafter referred to as "unimpregnated portion") of the luminance value histogram. Were binarized by converting the luminance from 256 gradations to two gradations. And the area of the impregnation part of the dispersion liquid of a conductive polymer and the area of the non-impregnated part were computed from the image which binarized. For example, when the luminance value 150 is binarized using the threshold value, the section widths 0 to 150 of the luminance value are counted as the impregnated portion, and the section widths 151 to 255 of the luminance value are counted as the non-impregnated section. In addition, ring photography was used in the case of photography with a digital microscope.

圧縮含浸率は、この画像解析によって得られたセパレータ試験片の導電性高分子の含浸部面積を、セパレータ試験片の総面積(含浸部面積と未含浸部面積の総和)で除した後、100倍した値である。このような圧縮含浸率によって、セパレータに負荷をかけた状態の含浸性を調べることが可能となり、素子巻回後の圧縮状態におけるセパレータの含浸性を適切にはかる指標とすることができる。   The compression impregnation ratio is 100 after dividing the area of the impregnated portion of the conductive polymer of the separator test piece obtained by the image analysis by the total area of the separator test piece (the sum of the area of the impregnated portion and the area of the non-impregnated portion). It is a doubled value. With such a compression impregnation rate, it is possible to check the impregnation in the loaded state of the separator, and it is possible to appropriately determine the impregnation of the separator in the compressed state after element winding.

本発明の実施の形態において、圧縮含浸率での含浸性に着目した理由は、以下の通りである。
従来のセパレータのように含浸性が良い場合においても、導電性高分子の重合液や分散液の含浸が良好になり、コンデンサの容量出現率が向上し、ESRも低減する。しかしながら、上述したように近年、さらなるESRの低減および静電容量の向上が求められており、これに応えるためには、これまでのような含浸性だけでなく、圧縮した状態での含浸性が重要であることが判明した。
In the embodiment of the present invention, the reason for focusing on the impregnation property at the compression impregnation rate is as follows.
Even in the case where the impregnation property is good as in the conventional separator, the impregnation of the polymer solution or dispersion liquid of the conductive polymer becomes good, the capacity appearance ratio of the capacitor is improved, and the ESR is also reduced. However, as described above, in recent years, further reduction of ESR and improvement of capacitance are required, and in order to meet this, not only the impregnating property as in the past but also the impregnating property in the compressed state is It turned out to be important.

例えば、素子巻回後のセパレータにかかるよりも強い荷重である、7kN/m2で加重時の圧縮含浸率が30%以上のセパレータであれば、含浸性がより高いセパレータといえる。このような圧縮した状態での含浸性が高くなると、コンデンサ素子製作時に、素子内部まで均一に導電性高分子層を形成することができる。 For example, a separator having a compression load of 30% or more at a load of 7 kN / m 2 , which is a stronger load than applied to the separator after element winding, can be said to be a separator having higher impregnation. When the impregnation property in such a compressed state is high, the conductive polymer layer can be uniformly formed to the inside of the element at the time of producing the capacitor element.

すなわち、本発明の実施の形態に係る圧縮含浸率の高いセパレータを用いることで、コンデンサ電極箔表面および電極箔間の隅々まで均一に導電性高分子層を形成することができ、ESR特性および静電容量特性を改善することが可能になる。   That is, by using the separator having a high compression impregnation rate according to the embodiment of the present invention, the conductive polymer layer can be formed uniformly to the entire surface between the capacitor electrode foil and the electrode foil, and the ESR characteristics and Capacitance characteristics can be improved.

また、本実施の形態のセパレータの空隙率は65〜85%であり、70〜80%がより好ましい。空隙率が65%未満では、セパレータ内部の繊維同士の間隙が過度に緻密になり、毛細管現象を利用して含浸される導電性高分子の重合液や分散液が吸い上がっていかず、セパレータの圧縮含浸率が30%未満になる場合がある。   Moreover, the porosity of the separator of this Embodiment is 65 to 85%, and 70 to 80% is more preferable. When the porosity is less than 65%, the interstices of the fibers inside the separator become excessively dense, and the polymerization liquid or dispersion liquid of the conductive polymer to be impregnated using capillary phenomenon does not absorb, and the separator is compressed. The impregnation rate may be less than 30%.

一方、空隙率が85%を超過すると、繊維同士の間隙が過度に広いため、毛細管現象によって導電性高分子の重合液や分散液が繊維間を吸い上がっていく力が弱くなり、セパレータの圧縮含浸率が30%未満になる場合がある。さらに、緻密性が低いため、電極箔のバリ等がセパレータを貫通しやすくなり、ショート不良率が高くなる場合がある。   On the other hand, when the porosity exceeds 85%, the gap between the fibers is excessively large, and the capillary action causes the polymer solution or dispersion liquid of the conductive polymer to absorb the fibers so weakly that the separator is compressed. The impregnation rate may be less than 30%. Furthermore, since the compactness is low, burrs and the like of the electrode foil may easily penetrate the separator, and the short failure rate may increase.

何れの場合においても、コンデンサ素子内部まで均一に導電性高分子層を形成することができず、ESR特性および静電容量特性を向上させることができない場合がある。さらには、ショート不良率を低減することができない場合がある。   In any case, the conductive polymer layer can not be formed uniformly to the inside of the capacitor element, and the ESR characteristic and the capacitance characteristic may not be improved. Furthermore, there are cases where the short failure rate can not be reduced.

固体電解コンデンサに用いられるセパレータとして、セルロース製セパレータがある。セルロースは水酸基を多数有する高分子であり、セルロース繊維からなるセパレータは、この水酸基の水素結合により、機械的強度が高い。しかしながら、セルロースの有する水酸基により、導電性高分子の重合液の酸化剤が消費されて導電性高分子の重合を阻害する。同時に、セルロースが分解劣化することで、セパレータの強度は低下する。   There is a cellulose-made separator as a separator used for a solid electrolytic capacitor. Cellulose is a polymer having a large number of hydroxyl groups, and a separator made of cellulose fiber has high mechanical strength due to hydrogen bonding of the hydroxyl groups. However, the oxidizing agent of the polymerization liquid of the conductive polymer is consumed by the hydroxyl group of cellulose to inhibit the polymerization of the conductive polymer. At the same time, the strength of the separator is reduced by the decomposition and deterioration of the cellulose.

このため、通常、セルロース製セパレータは炭化処理を施して使用される。これは、セルロース製セパレータを炭化処理することで、セパレータの酸化剤に対する耐性を向上させるとともに、さらに、炭化によりセパレータの空隙が増加するため、導電性高分子の重合液や分散液の含浸性も向上させることができるからである。   For this reason, a cellulose separator is usually used after being carbonized. The carbonization treatment of the cellulose separator improves the resistance of the separator to the oxidizing agent, and the porosity of the separator is further increased by the carbonization, so that the impregnation property of the polymerization liquid or dispersion liquid of the conductive polymer is also increased. It is because it can be improved.

しかしながら、セパレータの炭化処理工程でかかる熱によりセルロース繊維の熱劣化が起こり、この熱劣化によってセパレータの機械的強度が低下してしまう。また、セルロース繊維は酸性条件下で徐々に分解されるため、酸化剤を含有する導電性高分子の重合液や酸性を示す導電性高分子の分散液をコンデンサ素子に含浸すると、セパレータの機械的強度の低下が顕著となる。そして、セパレータの機械的強度が低下することによって、コンデンサのショート不良率が増加する可能性がある。   However, such heat in the carbonization step of the separator causes thermal deterioration of the cellulose fibers, and the thermal deterioration lowers the mechanical strength of the separator. In addition, since cellulose fibers are gradually decomposed under acidic conditions, if a polymer solution of a conductive polymer containing an oxidizing agent or a dispersion of a conductive polymer exhibiting acidity is impregnated into a capacitor element, the mechanical properties of the separator are obtained. The decrease in strength is remarkable. The decrease in mechanical strength of the separator may increase the short circuit failure rate of the capacitor.

このようなセルロース製セパレータの酸性条件下における機械的強度の低下を回避するために、本実施の形態では、セルロース繊維と合成繊維とを配合したセパレータとしている。   In order to avoid the decrease in mechanical strength under acidic conditions of such a cellulose separator, in the present embodiment, a separator in which cellulose fibers and synthetic fibers are blended is used.

具体的には、セパレータにセルロース繊維を40〜80質量%含有させることで、水酸基の作用によるセパレータの導電性高分子の重合液や分散液との親和性やセパレータの機械的強度を向上させている。セルロース繊維の含有量は、好ましくは50質量%以上である。セルロース繊維の含有量が40質量%未満、すなわち、合成繊維の含有量が60質量%を超過すると、水酸基の作用によるセパレータの導電性高分子の重合液や分散液との親和性が低下し、導電性高分子層をコンデンサ素子内部まで均一に形成できず、ESRの低減と静電容量の向上とができない。   Specifically, by containing 40 to 80% by mass of cellulose fibers in the separator, the affinity of the conductive polymer of the separator to the polymerization liquid or dispersion of the separator due to the action of the hydroxyl group and the mechanical strength of the separator are improved. There is. The content of cellulose fiber is preferably 50% by mass or more. When the content of the cellulose fiber is less than 40% by mass, that is, the content of the synthetic fiber exceeds 60% by mass, the affinity of the conductive polymer of the separator to the polymerization liquid or dispersion of the separator by the action of the hydroxyl group decreases. The conductive polymer layer can not be formed uniformly to the inside of the capacitor element, and the ESR can not be reduced and the capacitance can not be improved.

また、セルロース繊維間の水素結合を合成繊維が阻害することでセパレータの機械的強度が低下し、コンデンサ素子巻回工程でセパレータが切れる等の巻回不良が生じる場合や、電極箔のバリ等がセパレータを貫通しやすくなり、コンデンサのショート不良率が増加する場合がある。   In addition, when synthetic fibers inhibit hydrogen bonding between cellulose fibers, the mechanical strength of the separator is reduced, and winding defects such as breakage of the separator occur in the capacitor element winding step, burrs of electrode foil, etc. It becomes easy to penetrate the separator, and the short circuit failure rate of the capacitor may increase.

一方、セルロース繊維の含有量が80質量%超、すなわち、合成繊維の含有量が20質量%未満であると、セパレータの耐酸性、耐酸化性が低下し、導電性高分子の重合液や分散液含浸後のセパレータの機械的強度が低下することで、コンデンサのショート不良率が増加する場合がある。   On the other hand, when the content of the cellulose fiber is more than 80% by mass, that is, the content of the synthetic fiber is less than 20% by mass, the acid resistance and the oxidation resistance of the separator are reduced, and the polymerization liquid or dispersion of the conductive polymer The decrease in the mechanical strength of the separator after solution impregnation may increase the short circuit failure rate of the capacitor.

さらに、合成繊維を20〜60質量%含有させることでセパレータの耐酸性や耐酸化性が向上し、導電性高分子の重合液や分散液によるセパレータの機械的強度の低下を抑制できる。合成繊維の含有量が20質量%未満、すなわち、セルロース繊維のような天然繊維の含有量が80質量%を超過すると、上述のように、コンデンサのショート不良率が増加する場合がある。また、合成繊維の含有量が60質量%超、すなわち、セルロース繊維のような天然繊維の含有量が40質量%未満の場合も同様に、固体電解コンデンサのESRを低減できず、静電容量を向上させることができない場合や、コンデンサ素子巻回工程においてセパレータが切れる等の巻回不良が生じる場合がある。   Furthermore, by containing 20 to 60% by mass of synthetic fibers, the acid resistance and the oxidation resistance of the separator can be improved, and the decrease in mechanical strength of the separator due to the polymerization liquid or the dispersion liquid of the conductive polymer can be suppressed. When the content of synthetic fibers is less than 20% by mass, that is, the content of natural fibers such as cellulose fibers exceeds 80% by mass, as described above, the short failure rate of the capacitor may increase. Also, even when the content of synthetic fiber is more than 60% by mass, that is, the content of natural fiber such as cellulose fiber is less than 40% by mass, the ESR of the solid electrolytic capacitor can not be reduced similarly, and the capacitance In some cases, improvement can not be achieved, or winding defects such as breakage of the separator may occur in the capacitor element winding process.

本実施の形態のセパレータに用いる合成繊維の繊維種には特に制限はなく、例えば、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、アクリル繊維、アラミド繊維等から選択でき、フィブリル化した繊維であっても、フィブリル化していない繊維であってもよく、また、これらの繊維を組み合わせてもよい。この中でも、導電性高分子の重合液や分散液との親和性の観点からナイロン繊維が好ましい。   There are no particular restrictions on the fiber type of the synthetic fiber used in the separator of this embodiment, and it is possible to select from, for example, nylon fiber, polyester fiber, acrylic fiber, aramid fiber, etc. Even fibrillated fibers are fibrillated. No fibers may be used, and these fibers may be combined. Among these, nylon fibers are preferable from the viewpoint of the affinity to the polymerization liquid or dispersion liquid of the conductive polymer.

また、本実施の形態のセパレータに用いるセルロース繊維として、未叩解コットンリンターパルプ、未叩解マーセル化パルプ、未叩解溶解パルプのうち少なくとも一つ以上から選択される未叩解セルロース繊維をセパレータに合計10〜50質量%含有させることで、セパレータが圧縮された状態においても、セパレータ内部の繊維同士の間隙を適切に保つことができ、コンデンサ素子内部まで導電性高分子層を均一に形成することができる。   In addition, as the cellulose fibers used in the separator of the present embodiment, unbeaten cellulose fibers selected from at least one or more of unbeaten cotton linter pulp, unbeaten mercerized pulp, and unbeaten dissolved pulp are used as a total of 10 to a separator. By containing 50% by mass, even in the compressed state of the separator, the gaps between the fibers in the separator can be appropriately maintained, and the conductive polymer layer can be formed uniformly to the inside of the capacitor element.

ここで、コットンリンターパルプとは、綿の種子から長繊維(リント)を採った後に種子に残る短繊維のみからなるパルプを指す。また、マーセル化パルプとは、セルロース繊維を水酸化ナトリウム溶液に浸漬後に水洗して得られる繊維からなるパルプを指す。そして、溶解パルプとは、通常の製紙用パルプと異なり、より精製処理を重ねた高セルロース純度のパルプを指す。   Here, cotton linter pulp refers to a pulp consisting of only short fibers remaining in seeds after long fibers (lint) are taken from cotton seeds. The mercerized pulp refers to a pulp made of fibers obtained by immersing cellulose fibers in a sodium hydroxide solution and then washing with water. And, unlike dissolved pulp for ordinary papermaking, dissolved pulp refers to a pulp of high cellulose purity which has been further subjected to a refining treatment.

コットンリンターパルプ、マーセル化パルプ、溶解パルプは、その他のセルロースパルプや通常の製紙用パルプと比べ、繊維自身が嵩高く、剛性が高い。このため、これらのパルプを含有したセパレータが圧縮された状態になった場合でも、セパレータの空隙を保持し、圧縮含浸率を向上させる。   Cotton linter pulp, mercerized pulp, and solution pulp are bulky and rigid in themselves as compared to other cellulose pulp and ordinary paper pulp. For this reason, even when the separator containing these pulps is in a compressed state, the gaps of the separator are maintained to improve the compression impregnation rate.

さらに、これらのセルロース繊維は、上述した嵩高さ、剛性を損なわないようにするため、未叩解セルロース繊維として用いることが好ましい。本実施の形態では、セルロース繊維の叩解処理の程度をカナダ標準濾水度(以下、「CSF」と称し、詳細は後述する。)によって管理したが、これに限定されるものではなく、例えば、繊維長測定機や顕微鏡による繊維長の測定等の方法でも問題はない。   Furthermore, it is preferable to use these cellulose fibers as unbeaten cellulose fibers so as not to impair the bulkiness and rigidity described above. In this embodiment, the degree of the beating process of the cellulose fiber is managed by the Canadian Standard Freeness (hereinafter referred to as “CSF” and the details will be described later), but it is not limited thereto. There is no problem even with methods such as measurement of fiber length with a fiber length measuring machine or a microscope.

なお、本実施の形態における「未叩解セルロース繊維」は、上述のように繊維自身が有する嵩高さや剛性を損なわないようにすることを目的として、CSFの値を500〜800mlの範囲とした。   In addition, the value of CSF was made into the range of 500-800 ml for the purpose of not losing the bulkiness and rigidity which the fiber itself has as mentioned above in this Embodiment.

未叩解セルロース繊維として、未叩解コットンリンターパルプ、未叩解マーセル化パルプ、未叩解溶解パルプの合計含有量が10質量%未満の場合、セパレータが圧縮された状態において、セパレータの内部構造を保持することができず、繊維同士の間隙が過剰に狭くなる。そのため、導電性高分子の重合液や分散液をコンデンサ素子内部まで十分に含浸させることができない。   When the total content of unbeaten cotton linter pulp, unbeaten mercerized pulp, and unbeaten dissolved pulp is less than 10% by mass as unbeaten cellulose fibers, the internal structure of the separator is maintained in a compressed state of the separator And the gaps between the fibers become excessively narrow. Therefore, the polymerization liquid and the dispersion liquid of the conductive polymer can not be sufficiently impregnated to the inside of the capacitor element.

また、未叩解セルロース繊維として、未叩解コットンリンターパルプ、未叩解マーセル化パルプ、未叩解溶解パルプの合計含有量が50質量%超の場合、地合いが不均一になりやすく、導電性高分子の重合液や分散液をコンデンサ素子内部まで均一に形成することができない。また、セパレータの機械的強度が低下し、コンデンサ素子巻回工程にてセパレータが切れる等の巻回不良が生じる場合がある。   In addition, when the total content of unbeaten cotton linter pulp, unbeaten mercerized pulp and unbeaten dissolving pulp is more than 50% by mass as unbeaten cellulose fibers, the formation is likely to be uneven, and polymerization of the conductive polymer The liquid or the dispersion can not be formed uniformly to the inside of the capacitor element. In addition, mechanical strength of the separator may be reduced, and winding defects such as breakage of the separator may occur in the capacitor element winding process.

未叩解コットンリンターパルプ、未叩解マーセル化パルプ、未叩解溶解パルプは、上述のように嵩高く、剛性も高いため、セパレータの圧縮含浸率を向上させやすい。しかしながら、これらの未叩解セルロース繊維は、繊維の剛性が高いため、シート形成時の形状自由度が低い。つまり、未叩解コットンリンターパルプ、未叩解マーセル化パルプ、未叩解溶解パルプを含有したシートは、地合が不均一になりやすく、シートの機械的強度も低くなりやすい。さらに、本実施の形態のセパレータは合成繊維を含有するため、シート強度が低下することもある。   The unbeaten cotton linter pulp, the unbeaten mercerized pulp, and the unbeaten dissolving pulp are bulky and have high rigidity as described above, and thus the compression impregnation rate of the separator can be easily improved. However, since these unbeaten cellulose fibers have high rigidity of the fibers, the degree of freedom in shape at the time of sheet formation is low. That is, in the sheet containing the unbeaten cotton linter pulp, the unbeaten mercerized pulp, and the unbeaten dissolving pulp, the formation is likely to be uneven, and the mechanical strength of the sheet is also likely to be low. Furthermore, since the separator of the present embodiment contains synthetic fibers, the sheet strength may be reduced.

このため、本実施の形態のセパレータに用いるセルロース繊維として、叩解セルロース繊維をセパレータに10〜70質量%含有させることで、セパレータの機械的強度を向上させ、地合いを均一にすることができる。これは、シート形成から完成にかけて、自由度の高い叩解セルロース繊維が、シートの不均一な箇所を埋めるように移動するためであると考えられる。よって、本実施の形態のセパレータは、本来地合が不均一かつ機械的強度も低下させる繊維を多く含有するにもかかわらず、セパレータとして十分な機械的強度および均一な地合とすることができる。   For this reason, the mechanical strength of a separator can be improved and a texture can be made uniform by containing 10-70 mass% of beaten cellulose fibers as a cellulose fiber used for a separator of this embodiment to a separator. It is considered that this is because the beaten cellulose fiber having a high degree of freedom moves so as to fill in the uneven portion of the sheet from sheet formation to completion. Therefore, although the separator of the present embodiment originally contains many fibers which are uneven in formation and also decreases in mechanical strength, it can have sufficient mechanical strength and uniform formation as the separator. .

叩解セルロース繊維材料としては特に制限はなく、例えば、木材や非木材等からサルフェート(クラフト)法、サルファイト法、あるいはアルカリ法によって蒸解し、抽出された製紙用化学パルプを用いることができ、未叩解セルロース繊維と同一の素材であってもよく、または異なる素材であってもよい。この中でも、セパレータの機械的強度および導電性高分子の重合液や分散液の含浸性の観点から、天然セルロースとして、ジュートパルプ、サイザル麻パルプ、マニラ麻パルプ、再生セルロースとして、レーヨン、リヨセルが好ましい。   The beatable cellulose fiber material is not particularly limited, and for example, it is possible to use a chemical pulp for papermaking which is digested and extracted from wood or non-wood by a sulfate (kraft) method, a sulfite method, or an alkali method. It may be the same material as the beaten cellulose fiber, or may be a different material. Among them, jute pulp, sisal pulp, manila pulp and regenerated cellulose, rayon and lyocell are preferable as natural cellulose from the viewpoint of mechanical strength of separator and impregnation property of polymerization liquid and dispersion liquid of conductive polymer.

なお、「叩解セルロース繊維」とは、水の存在下で、セルロース繊維に機械的せん断力を与える処理を行ったものであり、本実施の形態では、上述のようにセパレータとして十分な機械的強度および均一な地合とすることを目的として、CSFの値を0〜400mlの範囲とした。ここで、叩解するものについては、単独で叩解したものを混合してシート形成しても、混合したものを同時に叩解してシート形成してもよい。また、繊維の叩解に用いる設備には特に限定はなく、一般的にはビーター、コニカルリファイナー、ディスクリファイナー、高圧ホモジナイザー等が挙げられる。   Note that "beaten cellulose fiber" refers to a treatment in which mechanical shear force is applied to cellulose fibers in the presence of water, and in the present embodiment, as described above, the mechanical strength is sufficient as a separator. The value of CSF was set in the range of 0 to 400 ml for the purpose of achieving uniform formation. Here, with regard to the one to be beaten, it is possible to form a sheet by mixing the ones to be beaten alone, or to form the sheet simultaneously by beating the mixed one. There is no particular limitation on equipment used for refining the fiber, and generally, a beater, conical refiner, disc refiner, high-pressure homogenizer, etc. may be mentioned.

さらに、所望の圧縮含浸率を確保できれば、セパレータの形成時の必要性や、取扱時の機械的強度を考慮して、ポリビニルアルコール繊維のようなバインダー繊維を用いることができる。   Furthermore, if a desired compression impregnation rate can be secured, a binder fiber such as polyvinyl alcohol fiber can be used in consideration of the necessity for forming the separator and the mechanical strength at the time of handling.

本実施の形態のセパレータは、厚さが20〜100μmの範囲が好ましい。厚さが20μmより薄いと、機械的強度が弱くなり、セパレータ形成時やコンデンサ形成時にセパレータが破断しやすくなる。また、電極間距離が近くなるため、電極箔のバリ等がセパレータを貫通しやすくなり、耐ショート性も低くなる。厚さが100μmより厚くなると、固体電解コンデンサに要求される小型化ができない場合がある。   The thickness of the separator of the present embodiment is preferably in the range of 20 to 100 μm. When the thickness is smaller than 20 μm, the mechanical strength is weakened, and the separator is easily broken at the time of forming the separator or at the time of forming a capacitor. In addition, since the distance between the electrodes becomes short, burrs and the like of the electrode foil easily penetrate the separator, and the short resistance is also lowered. If the thickness is greater than 100 μm, the size reduction required for the solid electrolytic capacitor may not be achieved.

また、本実施の形態のセパレータは、密度が0.200〜0.600g/cm3の範囲であることが好ましい。密度が0.200g/cm3より低いと、機械的強度が弱くなり、セパレータ形成時やコンデンサ形成時にセパレータが破断しやすくなる。また、緻密性が低下するため、耐ショート性も低くなる。一方、密度が0.600g/cm3より高いと、導電性高分子の重合液や分散液の含浸性が低下する。 Moreover, it is preferable that the density of the separator of this Embodiment is the range of 0.20-0.600 g / cm < 3 >. If the density is lower than 0.200 g / cm 3 , the mechanical strength is weakened, and the separator is easily broken at the time of forming the separator or at the time of forming a capacitor. In addition, since the compactness is reduced, the short resistance is also reduced. On the other hand, if the density is higher than 0.600 g / cm 3 , the impregnating property of the polymerization liquid or dispersion liquid of the conductive polymer is lowered.

さらに、本実施の形態のセパレータは、引張強さが7.0N/15mm以上であることが好ましい。引張強さが7.0N/15mmより低いと、セパレータ形成時やコンデンサ形成時にセパレータが破断しやすくなる。また、電極箔のバリ等がセパレータを貫通しやすくなり、耐ショート性も低くなる。   Furthermore, the separator according to the present embodiment preferably has a tensile strength of 7.0 N / 15 mm or more. If the tensile strength is lower than 7.0 N / 15 mm, the separator is likely to break at the time of forming the separator or at the time of forming a capacitor. In addition, burrs of the electrode foil and the like easily penetrate the separator, and the short resistance is also reduced.

本実施の形態のセパレータには、抄紙法を用いて形成した湿式不織布を採用した。セパレータの抄紙形式は、セパレータの圧縮含浸率を満足することができれば特に限定はなく、長網抄紙や短網抄紙、円網抄紙といった抄紙形式が使用でき、またこれらの抄紙法によって形成された層を複数合わせたものであってもよい。また、抄紙に際しては、コンデンサ用セパレータに影響を与えない程度の不純物含有量であれば、分散剤や消泡剤、紙力増強剤等の添加剤を加えてもよい。   For the separator of the present embodiment, a wet non-woven fabric formed using a papermaking method was adopted. The papermaking type of the separator is not particularly limited as long as the compression impregnation ratio of the separator can be satisfied, and a papermaking type such as Fourdrinier papermaking, Fourdrinier papermaking, or Circle papermaking can be used, and a layer formed by these papermaking methods A plurality of these may be combined. In addition, when making paper, additives such as a dispersant, an antifoaming agent, a paper strengthening agent and the like may be added as long as the content of impurities does not affect the separator for capacitors.

さらに、紙層形成後に紙力増強加工、親液加工、カレンダ加工、エンボス加工等の加工を施してもよい。所望の圧縮含浸率を満足できれば、紙力増強加工や親水加工等の塗工量に特に限定はないが、例えば、15質量%程度までの塗工量であれば、圧縮含浸率に影響を与えにくい。   Furthermore, after the paper layer is formed, processing such as paper strengthening processing, lyophilic processing, calendering, embossing may be performed. There is no particular limitation on the coating amount such as paper strengthening processing and hydrophilic processing as long as the desired compression impregnation rate can be satisfied, but for example, the application amount up to about 15% by mass affects the compression impregnation rate. Hateful.

以上の構成を採用した本実施の形態のセパレータは、導電性高分子の重合液や分散液に対する耐性を有したまま、固体電解コンデンサに求められる厚さにおいて十分な機械的強度および緻密性を有する。そして、圧縮された状態においても、セパレータの内部構造を適切に保つことができ、導電性高分子の重合液や分散液を含浸した際に、導電性高分子層をセパレータ内部まで均一に形成できる。そのため、このセパレータを、陰極材料として導電性高分子を用いたアルミニウム電解コンデンサに用いることで、ESRの低減および静電容量を向上させたアルミニウム電解コンデンサを得ることができる。   The separator of the present embodiment adopting the above configuration has sufficient mechanical strength and compactness in the thickness required for the solid electrolytic capacitor while having resistance to the polymerization liquid and dispersion liquid of the conductive polymer. . And, even in the compressed state, the internal structure of the separator can be properly maintained, and the conductive polymer layer can be formed uniformly to the inside of the separator when impregnated with the polymer liquid or dispersion liquid of the conductive polymer. . Therefore, by using this separator for an aluminum electrolytic capacitor using a conductive polymer as a cathode material, it is possible to obtain an aluminum electrolytic capacitor with reduced ESR and improved capacitance.

一方、本発明の実施の形態に係るアルミニウム電解コンデンサは、セパレータとして上記構成のセパレータを用いて、一対の電極の間にセパレータを介在させ、陰極材料として導電性高分子を使用した。   On the other hand, the aluminum electrolytic capacitor according to the embodiment of the present invention uses the separator having the above configuration as the separator, interposes the separator between the pair of electrodes, and uses the conductive polymer as the cathode material.

〔セパレータおよびアルミニウム電解コンデンサの特性の測定方法〕
本実施の形態のセパレータおよびアルミニウム電解コンデンサの各特性の具体的な測定は、以下の条件および方法で行った。
[Method of measuring characteristics of separator and aluminum electrolytic capacitor]
Specific measurement of each characteristic of the separator and the aluminum electrolytic capacitor of the present embodiment was performed under the following conditions and methods.

〔CSF〕
CSFは、「JIS P8121−2『パルプ−ろ水度試験法−第2部:カナダ標準ろ水度法』(ISO5267−2『Pulps−Determination of drainability−Part 2:“Canadian Standard”freeness method』)」に従って測定した。
[CSF]
CSF is “JIS P 812 1-2“ Pulp-Freeness test method-Part 2: Canadian standard freeness method ”(ISO 5 267-2“ Pulps-Determination of drainability-Part 2: 'Canadian Standard' freeness method ”) It measured according to "."

〔厚さ〕
「JIS C 2300−2 『電気用セルロース紙-第2部:試験方法』 5.1 厚さ」に規定された、「5.1.1 測定器および測定方法 a外側マイクロメータを用いる場合」のマイクロメータを用いて、「5.1.3 紙を折り重ねて厚さを測る場合」の10枚に折り重ねる方法で、セパレータの厚さを測定した。
〔thickness〕
In "5.1.1 Measuring instrument and measuring method a when using an outer micrometer" defined in "JIS C 2300-2" Cellulose paper for electricity-Part 2: Test method "5.1 Thickness" Using a micrometer, the thickness of the separator was measured by a method of folding on 10 sheets in "5.1.3 When folding paper to measure thickness".

〔密度〕
「JIS C 2300−2 『電気用セルロース紙-第2部:試験方法』 7.0A 密度」のB法に規定された方法で、絶乾状態のセパレータの密度を測定した。
〔density〕
The density of the dry-dried separator was measured by the method defined in Method B of “JIS C 2300-2“ Cellulose Paper for Electricity—Part 2: Test Method ”7.0A Density”.

〔引張強さ〕
「JIS C 2300−2 『電気用セルロース紙−第2部:試験方法』 8 引張強さ及び伸び」に規定された方法でセパレータの縦方向の引張強さを測定した。
〔Tensile strength〕
The tensile strength of the separator in the longitudinal direction was measured by the method defined in “JIS C 2300-2“ Cellulose paper for electricity-Part 2: Test method 8 tensile strength and elongation ”.

〔空隙率〕
以下の式(1)により、セパレータの空隙率を求めた。
(セパレータの真比重−セパレータ密度)/セパレータの真比重×100(%) … (1)
[Void ratio]
The porosity of the separator was determined by the following equation (1).
(True specific gravity of separator-separator density) / true specific gravity of separator × 100 (%) ... (1)

〔圧縮保液率〕
大きさ30mmφの試験片をとり、浸漬前の質量を測定する。これをプロピレンカーボネート液中に10分間浸漬させ、プレス機により、5MPaの圧力で30秒間圧縮した後、質量を測定し、以下の式(2)を用いて圧縮保液率を求めた。この試験は4回行い、その平均値を求め、単位は%で表した。
圧縮保液率(%) = 〔(W2−W1)/W1〕×100 … (2)
ここで、W1は浸漬前の質量、W2は浸漬圧縮後の質量である。
[Compression liquid retention rate]
Take a test piece of 30 mmφ in size, and measure the mass before immersion. The product was immersed in a propylene carbonate solution for 10 minutes and compressed for 30 seconds with a pressure of 5 MPa by a press, and then its mass was measured, and the compression retention rate was determined using the following formula (2). This test was performed four times, and the average value was determined, and the unit was expressed in%.
Compression retention ratio (%) = [(W2-W1) / W1] x 100 (2)
Here, W1 is a mass before immersion, and W2 is a mass after immersion compression.

〔圧縮含浸率〕
セパレータの圧縮含浸率は、一定面積のセパレータを切り出し、当該セパレータを7kN/m2で加重させながら20℃の導電性高分子の水分散液に浸漬させ、30秒間セパレータ試験片に水分散液を含浸させ、荷重を取り除き、試験片を乾燥した後、デジタルマイクロスコープ(VHX−6000:キーエンス社製)を用いて、リング照明にて撮影した画像をモード法にて二値化し、導電性高分子の含浸部の面積と未含浸部の面積から、以下の式(3)により圧縮含浸率を算出した。なお、導電性高分子の含浸は室温20℃、相対湿度65%環境で行った。
圧縮含浸率(%)=〔W1/(W1+W2)〕×100 … (3)
ここで、W1は含浸部面積(mm2)、W2は未含浸部面積(mm2)である。
[Compression impregnation rate]
The compression impregnation rate of the separator is obtained by cutting out a separator having a fixed area, immersing the separator in an aqueous dispersion of a conductive polymer at 20 ° C. while being weighted at 7 kN / m 2 , and using the aqueous dispersion in the separator test piece for 30 seconds. After impregnating, removing the load, and drying the test piece, an image taken with ring illumination is binarized by a mode method using a digital microscope (VHX-6000: manufactured by Keyence Corporation), and conductive polymer From the area of the impregnated part and the area of the non-impregnated part, the compression impregnation rate was calculated by the following equation (3). The impregnation of the conductive polymer was performed at room temperature of 20 ° C. under an environment of relative humidity of 65%.
Compression impregnation rate (%) = [W1 / (W1 + W2)] × 100 (3)
Here, W1 is the impregnated part area (mm 2 ), and W2 is the non-impregnated part area (mm 2 ).

〔固体電解コンデンサの製作工程〕
各実施例、各比較例、各従来例のセパレータを用いて定格電圧6.3V、直径8.0mm×高さ7.0mmと、定格電圧50V、直径8.0mm×高さ10.0mmとの二種類の固体電解コンデンサを作製した。
[Manufacturing process of solid electrolytic capacitor]
Rated voltage 6.3 V, diameter 8.0 mm × height 7.0 mm, rated voltage 50 V, diameter 8.0 mm × height 10.0 mm using the separators of each example, each comparative example, and each conventional example Two types of solid electrolytic capacitors were produced.

具体的な固体電解コンデンサの作製方法は、以下の通りである。
エッチング処理および酸化皮膜形成処理を行った陽極箔と陰極箔とが接触しないようにセパレータを介在させて巻回し、コンデンサ素子を作製した。作製したコンデンサ素子は、再化成処理後、乾燥させた。
A specific method for producing a solid electrolytic capacitor is as follows.
A capacitor element was produced by winding with a separator interposed so that the anode foil and the cathode foil subjected to the etching treatment and the oxide film formation treatment do not come in contact with each other. The produced capacitor element was dried after the reconversion treatment.

定格電圧6.3Vの固体電解コンデンサの場合、コンデンサ素子に導電性高分子重合液を含浸後、加熱・重合させ、溶媒を乾燥させて導電性高分子層を形成した。定格電圧50Vの固体電解コンデンサの場合には、コンデンサ素子に導電性高分子分散液を含浸後、加熱・乾燥させて導電性高分子層を形成した。そして、所定のケースにコンデンサ素子を入れ、開口部を封口後、エージングを行い、それぞれの固体電解コンデンサを得た。   In the case of a solid electrolytic capacitor with a rated voltage of 6.3 V, the capacitor element was impregnated with a conductive polymer solution, heated and polymerized, and the solvent was dried to form a conductive polymer layer. In the case of a solid electrolytic capacitor with a rated voltage of 50 V, the capacitor element was impregnated with the conductive polymer dispersion, and then heated and dried to form a conductive polymer layer. Then, the capacitor element was placed in a predetermined case, the opening was sealed, and then aging was performed to obtain each solid electrolytic capacitor.

〔ハイブリッド電解コンデンサの製作工程〕
各実施例、各比較例、各従来例のセパレータを用いて定格電圧16V、直径10.0mm×高さ10.5mmと、定格電圧80V、直径8.0mm×高さ10.0mmとの二種類のハイブリッド電解コンデンサを作製した。
[Production process of hybrid electrolytic capacitor]
Two types of rated voltage 16 V, diameter 10.0 mm × height 10.5 mm, rated voltage 80 V, diameter 8.0 mm × height 10.0 mm using the separators of each example, each comparative example, and each conventional example The hybrid electrolytic capacitor of

具体的な作製方法は、以下の通りである。
エッチング処理および酸化皮膜形成処理を行った陽極箔と陰極箔とが接触しないようにセパレータを介在させて巻回し、コンデンサ素子を作製した。作製したコンデンサ素子は、再化成処理後、乾燥させた。
The specific preparation method is as follows.
A capacitor element was produced by winding with a separator interposed so that the anode foil and the cathode foil subjected to the etching treatment and the oxide film formation treatment do not come in contact with each other. The produced capacitor element was dried after the reconversion treatment.

定格電圧16Vのハイブリッド電解コンデンサの場合、コンデンサ素子に導電性高分子重合液を含浸後、加熱・重合させ、溶媒を乾燥させて導電性高分子層を形成する。定格電圧80Vのハイブリッド電解コンデンサの場合には、コンデンサ素子に導電性高分子分散液を含浸後、加熱・乾燥させて導電性高分子層を形成する。そして、上記コンデンサ素子に駆動用電解液を含浸させ、所定のケースにコンデンサ素子を入れ、開口部を封口後、エージングを行い、それぞれのハイブリッド電解コンデンサを得た。   In the case of a hybrid electrolytic capacitor with a rated voltage of 16 V, the capacitor element is impregnated with a conductive polymer solution, heated and polymerized, and the solvent is dried to form a conductive polymer layer. In the case of a hybrid electrolytic capacitor with a rated voltage of 80 V, after impregnating the capacitor element with the conductive polymer dispersion, the conductive polymer layer is formed by heating and drying. Then, the above-mentioned capacitor element was impregnated with a driving electrolytic solution, the capacitor element was put in a predetermined case, the opening was sealed, and aging was performed to obtain each hybrid electrolytic capacitor.

〔ESR〕
作製したコンデンサ素子のESRは、温度20℃、周波数100kHzの条件にてLCRメータを用いて測定した。
[ESR]
The ESR of the produced capacitor element was measured using an LCR meter under conditions of a temperature of 20 ° C. and a frequency of 100 kHz.

〔静電容量〕
静電容量は、「JIS C 5101−1 『電子機器用固定コンデンサー第1部:品目別通則』」に規定された、「4.7 静電容量」の方法により求めた。
[Capacitance]
The capacitance was determined by the method of “4.7 Capacitance” specified in “JIS C 5101-1“ Fixed capacitors for electronic devices Part 1: General rules by item ””.

〔ショート不良率〕
ショート不良率は、巻回したコンデンサ素子を用いて、エージング中に生じたショート不良数を計数し、ショート不良となった素子数を、エージングを実施したコンデンサ素子数で除して、百分率をもってショート不良率とした。
[Short defect rate]
The short-circuit failure rate is calculated by counting the number of short-circuit failures generated during aging using a wound capacitor element, dividing the number of short-circuit failure elements by the number of capacitor elements subjected to aging, and shorting with a percentage It was taken as the defect rate.

<実施例等>
以下、本発明の実施の形態に係るセパレータの具体的な実施例等について説明する。
<Examples>
Hereinafter, specific examples and the like of the separator according to the embodiment of the present invention will be described.

〔実施例1〕
コットンリンターパルプ20質量%(CSF500ml)と、リヨセル繊維20質量%(CSF50ml)と、ナイロン繊維60質量%とを混合した原料を用いて円網抄紙し、実施例1のセパレータを得た。
完成した実施例1のセパレータの厚さは30μm、密度は0.250g/cm3、引張強さは7.0N/15mm、空隙率は82.5%、圧縮保液率は240%、圧縮含浸率は37%であった。
Example 1
Using a raw material obtained by mixing 20% by mass of cotton linter pulp (500 ml of CSF), 20% by mass of lyocell fiber (50 ml of CSF), and 60% by mass of nylon fiber, circular papermaking was performed to obtain a separator of Example 1.
The completed separator of Example 1 has a thickness of 30 μm, a density of 0.250 g / cm 3 , a tensile strength of 7.0 N / 15 mm, a porosity of 82.5%, a compression retention of 240%, and compression impregnation. The rate was 37%.

〔実施例2〕
コットンリンターパルプ10質量%(CSF700ml)と、サイザル麻パルプ70質量%(CSF10ml)と、アクリル繊維20質量%とを混合した原料を用いて円網抄紙し、実施例2のセパレータを得た。
完成した実施例2のセパレータの厚さは20μm、密度は0.300g/cm3、引張強さは24.5N/15mm、空隙率は79.1%、圧縮保液率は190%、圧縮含浸率は35%であった。
Example 2
Using a raw material obtained by mixing 10% by mass of cotton linter pulp (700 ml of CSF), 70% by mass of sisal pulp (10 ml of CSF), and 20% by mass of acrylic fiber, circular papermaking was performed to obtain a separator of Example 2.
The completed separator of Example 2 had a thickness of 20 μm, a density of 0.300 g / cm 3 , a tensile strength of 24.5 N / 15 mm, a porosity of 79.1%, a compression retention of 190%, and compression impregnation The rate was 35%.

〔実施例3〕
マーセル化竹パルプ30質量%(CSF600ml)と、ジュートパルプ15質量%(CSF300ml)と、ナイロン繊維55質量%とを混合した原料を用いて円網抄紙し、実施例3のセパレータを得た。
完成した実施例3のセパレータの厚さは100μm、密度は0.502g/cm3、引張強さは17.6N/15mm、空隙率は65.0%、圧縮保液率は220%、圧縮含浸率は30%であった。
[Example 3]
Using a raw material obtained by mixing 30% by mass of mercerized bamboo pulp (600 ml of CSF), 15% by mass of jute pulp (300 ml of CSF), and 55% by mass of nylon fiber, circular net papermaking was performed to obtain a separator of Example 3.
The completed separator of Example 3 has a thickness of 100 μm, a density of 0.502 g / cm 3 , a tensile strength of 17.6 N / 15 mm, a porosity of 65.0%, a compression retention of 220%, and compression impregnation. The rate was 30%.

〔実施例4〕
溶解クラフトパルプ15質量%(CSF700ml)と、レーヨン繊維50質量%(CSF100ml)と、ポリエステル繊維35質量%とを混合した原料を用いて円網抄紙した後、ポリアクリルアミドを15質量%塗工し、実施例4のセパレータを得た。
完成した実施例4のセパレータの厚さは50μm、密度は0.218g/cm3、引張強さは18.6N/15mm、空隙率は85.0%、圧縮保液率は200%、圧縮含浸率は31%であった。
Example 4
After making a circular net paper making using the raw material which mixed 15 mass% of dissolved kraft pulp (CSF 700 ml), 50 mass% of rayon fiber (CSF 100 ml), and 35 mass% of polyester fiber, coat 15 mass% of polyacrylamide, The separator of Example 4 was obtained.
The completed separator of Example 4 has a thickness of 50 μm, a density of 0.218 g / cm 3 , a tensile strength of 18.6 N / 15 mm, a porosity of 85.0%, a compression retention of 200%, and compression impregnation. The rate was 31%.

〔実施例5〕
コットンリンターパルプ40質量%(CSF800ml)と、ジュートパルプ10質量%(CSF0ml)と、ナイロン繊維50質量%とを混合した原料を用いて円網抄紙し、実施例5のセパレータを得た。
完成した実施例5のセパレータの厚さは40μm、密度は0.350g/cm3、引張強さは7.8N/15mm、空隙率は75.9%、圧縮保液率は170%、圧縮含浸率は52%であった。
[Example 5]
Using a raw material obtained by mixing 40% by mass of cotton linter pulp (800 ml of CSF), 10% by mass of jute pulp (0 ml of CSF), and 50% by mass of nylon fiber, circular net papermaking was performed to obtain a separator of Example 5.
The completed separator of Example 5 has a thickness of 40 μm, a density of 0.350 g / cm 3 , a tensile strength of 7.8 N / 15 mm, a porosity of 75.9%, a compression retention of 170%, and compression impregnation. The rate was 52%.

〔実施例6〕
コットンリンターパルプ25質量%(CSF700ml)と、ジュートパルプ繊維40質量%(CSF250ml)と、ナイロン繊維35質量%とを混合した原料を用いて円網抄紙し、実施例6のセパレータを得た。
完成した実施例6のセパレータの厚さは60μm、密度は0.437g/cm3、引張強さは37.2N/15mm、空隙率は70.0%、圧縮保液率は200%、圧縮含浸率は70%であった。
[Example 6]
Using a raw material obtained by mixing 25% by mass of cotton linter pulp (700 ml of CSF), 40% by mass of jute pulp fiber (250 ml of CSF), and 35% by mass of nylon fiber, circular papermaking was performed to obtain a separator of Example 6.
The completed separator of Example 6 had a thickness of 60 μm, a density of 0.437 g / cm 3 , a tensile strength of 37.2 N / 15 mm, a porosity of 70.0%, a compression retention of 200%, and compression impregnation. The rate was 70%.

〔実施例7〕
コットンリンターパルプ30質量%(CSF750ml)と、マニラ麻パルプ30質量%(CSF300ml)と、ナイロン繊維40質量%とを混合した原料を用いて円網抄紙し、実施例7のセパレータを得た。
完成した実施例7のセパレータの厚さは35μm、密度は0.274g/cm3、引張強さは11.8N/15mm、空隙率は80.0%、圧縮保液率は180%、圧縮含浸率は50%であった。
[Example 7]
Using a material obtained by mixing 30% by mass of cotton linter pulp (750 ml of CSF), 30% by mass of manila hemp pulp (300 ml of CSF), and 40% by mass of nylon fiber, circular net papermaking was performed to obtain a separator of Example 7.
The completed separator of Example 7 had a thickness of 35 μm, a density of 0.274 g / cm 3 , a tensile strength of 11.8 N / 15 mm, a porosity of 80.0%, a compression retention of 180%, and compression impregnation. The rate was 50%.

〔実施例8〕
コットンリンターパルプ50質量%(CSF650ml)と、ジュートパルプ20質量%(CSF400ml)と、アラミド繊維30質量%とを混合した原料を用いて円網抄紙し、実施例8のセパレータを得た。
完成した実施例8のセパレータの厚さは45μm、密度は0.400g/cm3、引張強さは14.7N/15mm、空隙率は72.8%、圧縮保液率は180%、圧縮含浸率は60%であった。
Example 8
Using a raw material obtained by mixing 50 mass% of cotton linter pulp (650 ml of CSF), 20 mass% of jute pulp (400 ml of CSF), and 30 mass% of aramid fiber, circular net papermaking was performed to obtain a separator of Example 8.
The finished separator of Example 8 has a thickness of 45 μm, a density of 0.400 g / cm 3 , a tensile strength of 14.7 N / 15 mm, a porosity of 72.8%, a compression retention of 180%, and compression impregnation. The rate was 60%.

〔比較例1〕
コットンリンターパルプ15質量%(CSF700ml)と、ジュートパルプ15質量%(CSF350ml)と、アクリル繊維70質量%とを混合した原料を用いて円網抄紙し、比較例1のセパレータを得た。
完成した比較例1のセパレータの厚さは30μm、密度は0.305g/cm3、引張強さは7.4N/15mm、空隙率は76.1%、圧縮保液率は200%、圧縮含浸率は15%であった。
Comparative Example 1
Using a raw material obtained by mixing 15 mass% of cotton linter pulp (700 ml of CSF), 15 mass% of jute pulp (350 ml of CSF), and 70 mass% of acrylic fiber, circular net papermaking was performed to obtain a separator of Comparative Example 1.
The completed separator of Comparative Example 1 has a thickness of 30 μm, a density of 0.305 g / cm 3 , a tensile strength of 7.4 N / 15 mm, a porosity of 76.1%, a compression retention of 200%, and compression impregnation. The rate was 15%.

〔比較例2〕
コットンリンターパルプ42質量%(CSF500ml)と、リヨセル繊維42質量%(CSF50ml)と、ナイロン繊維16質量%とを混合した原料を用いて円網抄紙し、比較例2のセパレータを得た。
完成した比較例2のセパレータの厚さは35μm、密度は0.280g/cm3、引張強さは34.3N/15mm、空隙率は81.1%、圧縮保液率は210%、圧縮含浸率は35%であった。
Comparative Example 2
Using a raw material obtained by mixing 42 mass% of cotton linter pulp (500 ml of CSF), 42 mass% of lyocell fiber (50 ml of CSF), and 16 mass% of nylon fiber, circular papermaking was performed to obtain a separator of Comparative Example 2.
The completed separator of Comparative Example 2 has a thickness of 35 μm, a density of 0.280 g / cm 3 , a tensile strength of 34.3 N / 15 mm, a porosity of 81.1%, a compression retention of 210%, and compression impregnation. The rate was 35%.

〔比較例3〕
コットンリンターパルプ15質量%(CSF300ml)と、ジュートパルプ30質量%(CSF0ml)と、アクリル繊維55質量%とを混合した原料を用いて円網抄紙し、比較例3のセパレータを得た。
完成した比較例3のセパレータの厚さは50μm、密度は0.488g/cm3、引張強さは17.6N/15mm、空隙率は63.1%、圧縮保液率は180%、圧縮含浸率は17%であった。
Comparative Example 3
Using a raw material obtained by mixing 15 mass% of cotton linter pulp (300 ml of CSF), 30 mass% of jute pulp (0 ml of CSF), and 55 mass% of acrylic fiber, circular net papermaking was performed to obtain a separator of Comparative Example 3.
The completed separator of Comparative Example 3 has a thickness of 50 μm, a density of 0.488 g / cm 3 , a tensile strength of 17.6 N / 15 mm, a porosity of 63.1%, a compression retention of 180%, and compression impregnation. The rate was 17%.

〔比較例4〕
コットンリンターパルプ12質量%(CSF700ml)と、サイザル麻パルプ32質量%(CSF500ml)と、アラミド繊維56質量%とを混合した原料を用いて円網抄紙し、比較例4のセパレータを得た。
完成した比較例4のセパレータの厚さは40μm、密度は0.200g/cm3、引張強さは6.7N/15mm、空隙率は86.1%、圧縮保液率は170%、圧縮含浸率は16%であった。
Comparative Example 4
Using a raw material obtained by mixing 12 mass% of cotton linter pulp (700 ml of CSF), 32 mass% of sisal hemp pulp (500 ml of CSF), and 56 mass% of aramid fibers, circular net papermaking was performed to obtain a separator of Comparative Example 4.
The completed separator of Comparative Example 4 has a thickness of 40 μm, a density of 0.200 g / cm 3 , a tensile strength of 6.7 N / 15 mm, a porosity of 86.1%, a compression retention of 170%, and compression impregnation. The rate was 16%.

〔比較例5〕
コットンリンターパルプ5質量%(CSF600ml)と、マニラ麻パルプ75質量%(CSF100ml)と、ナイロン繊維20質量%とを混合した原料を用いて円網抄紙し、比較例5のセパレータを得た。
完成した比較例5のセパレータの厚さは45μm、密度は0.350g/cm3、引張強さは44.1N/15mm、空隙率は76.3%、圧縮保液率は210%、圧縮含浸率は21%であった。
Comparative Example 5
Using a raw material obtained by mixing 5 mass% of cotton linter pulp (CSF 600 ml), 75 mass% of hemp hemp pulp (100 ml CSF), and 20 mass% of nylon fiber, circular net papermaking was performed to obtain a separator of Comparative Example 5.
The completed separator of Comparative Example 5 has a thickness of 45 μm, a density of 0.350 g / cm 3 , a tensile strength of 44.1 N / 15 mm, a porosity of 76.3%, a compression retention of 210%, and compression impregnation. The rate was 21%.

〔比較例6〕
コットンリンターパルプ55質量%(CSF650ml)と、ジュートパルプ15質量%(CSF200ml)と、ポリエステル繊維30質量%とを混合した原料を用いて円網抄紙し、比較例6のセパレータを得た。
完成した比較例6のセパレータの厚さは60μm、密度は0.425g/cm3、引張強さは15.2N/15mm、空隙率は71.0%、圧縮保液率は170%、圧縮含浸率は25%であった。
Comparative Example 6
Using a raw material in which 55 mass% of cotton linter pulp (650 ml of CSF), 15 mass% of jute pulp (200 ml of CSF), and 30 mass% of polyester fiber were mixed, circular net papermaking was performed to obtain a separator of Comparative Example 6.
The completed separator of Comparative Example 6 has a thickness of 60 μm, a density of 0.425 g / cm 3 , a tensile strength of 15.2 N / 15 mm, a porosity of 71.0%, a compression retention of 170%, and compression impregnation. The rate was 25%.

〔比較例7〕
コットンリンターパルプ40質量%(CSF700ml)と、レーヨン繊維5質量%(CSF10ml)と、ナイロン繊維55質量%とを混合した原料を用いて円網抄紙し、比較例7のセパレータを得た。
完成した比較例7のセパレータの厚さは55μm、密度は0.350g/cm3、引張強さは5.9N/15mm、空隙率は75.6%、圧縮保液率は220%、圧縮含浸率は27%であった。
Comparative Example 7
Using a raw material obtained by mixing 40 mass% of cotton linter pulp (700 ml of CSF), 5 mass% of rayon fiber (10 ml of CSF), and 55 mass% of nylon fiber, circular net papermaking was performed to obtain a separator of Comparative Example 7.
The completed separator of Comparative Example 7 has a thickness of 55 μm, a density of 0.350 g / cm 3 , a tensile strength of 5.9 N / 15 mm, a porosity of 75.6%, a compression retention of 220%, and compression impregnation. The rate was 27%.

〔比較例8〕
コットンリンターパルプ30質量%(CSF700ml)と、ジュートパルプ30質量%(CSF300ml)と、アラミド繊維40質量%とを混合した原料を用いて円網抄紙し、比較例8のセパレータを得た。
完成した比較例8のセパレータの厚さは15μm、密度は0.435g/cm3、引張強さは11.8N/15mm、空隙率は70.2%、圧縮保液率は230%、圧縮含浸率は40%であった。
Comparative Example 8
Using a material obtained by mixing 30% by mass of cotton linter pulp (700 ml of CSF), 30% by mass of jute pulp (300 ml of CSF), and 40% by mass of aramid fiber, circular net papermaking was performed to obtain a separator of Comparative Example 8.
The completed separator of Comparative Example 8 has a thickness of 15 μm, a density of 0.435 g / cm 3 , a tensile strength of 11.8 N / 15 mm, a porosity of 70.2%, a compression retention of 230%, and compression impregnation. The rate was 40%.

〔従来例1〕
特許文献3の実施例3に記載の方法と同様の方法で製造したセパレータを作製し、従来例1のセパレータとした。
従来例1のセパレータは、コットンリンターパルプ5質量%(CSF0ml)と、フィブリル化アラミド繊維30質量%(CSF0ml)と、ポリエステル繊維65質量%とを含有し、厚さは45μm、密度は0.356g/cm3、引張強さは7.4N/15mm、空隙率は74.4%、圧縮保液率は200%、圧縮含浸率は10%であった。
[Conventional Example 1]
The separator manufactured by the method similar to the method as described in Example 3 of patent document 3 was produced, and was used as the separator of Conventional Example 1.
The separator of Conventional Example 1 contains 5% by mass of cotton linter pulp (0 ml of CSF), 30% by mass of fibrillated aramid fiber (0 ml of CSF), and 65% by mass of polyester fiber, and has a thickness of 45 μm and a density of 0.356 g / cm 3, a tensile strength of 7.4 N / 15 mm, porosity of 74.4% and the compressibility solution holding ratio is 200%, compression impregnation rate was 10%.

〔従来例2〕
特許文献5の実施例6に記載の方法と同様の方法で製造したセパレータを作製し、従来例2のセパレータとした。
従来例2のセパレータは、コットンリンター繊維10質量%(CSF20ml)と、溶剤紡糸セルロース30質量%(CSF0ml)とアクリル繊維60質量%とを含有し、厚さは35μm、密度は0.314g/cm3、引張強さは11.8N/15mm、空隙率は76.0%、圧縮保液率は170%、圧縮含浸率は15%であった。
[Conventional Example 2]
The separator manufactured by the method similar to the method as described in Example 6 of patent document 5 was produced, and it was set as the separator of the prior art example 2.
The separator of Conventional Example 2 contains 10% by mass of cotton linter fiber (CSF 20 ml), 30% by mass of solvent-spun cellulose (CSF 0 ml) and 60% by mass of acrylic fiber, and has a thickness of 35 μm and a density of 0.314 g / cm. 3 The tensile strength was 11.8 N / 15 mm, the porosity was 76.0%, the compression and holding ratio was 170%, and the compression impregnation ratio was 15%.

〔従来例3〕
特許文献7の実施例2に記載の方法と同様の方法で製造したセパレータを作製し、従来例3のセパレータとした。
従来例3のセパレータは、コットンリントパルプ50質量%(CSF10ml)と、ナイロン繊維50質量%とを含有し、厚さは30μm、密度は0.550g/cm3、引張強さは19.6N/15mm、空隙率は61.8%、圧縮保液率は190%、圧縮含浸率は12%であった。
[Conventional Example 3]
The separator manufactured by the method similar to the method as described in Example 2 of patent document 7 was produced, and it was set as the separator of the prior art example 3. FIG.
The separator of Conventional Example 3 contains 50% by mass of cotton lint pulp (10 ml of CSF) and 50% by mass of nylon fiber, the thickness is 30 μm, the density is 0.550 g / cm 3 , and the tensile strength is 19.6 N / The void ratio was 61.8%, the compression retention ratio was 190%, and the compression impregnation ratio was 12%.

〔従来例4〕
特許文献8の実施例1に記載の方法と同様の方法で製造したセパレータを作製し、従来例4のセパレータとした。
従例4のセパレータは、溶解クラフトパルプ50質量%(CSF350ml)と、ビニロン繊維40質量%と、ポリビニルアルコール繊維10質量%とを含有し、厚さは97μm、密度は0.346g/cm3、引張強さは39.2N/15mm、空隙率は74.9%、圧縮保液率は210%、圧縮含浸率は20%であった。
Conventional Example 4
The separator manufactured by the method similar to the method as described in Example 1 of patent document 8 was produced, and it was set as the separator of the prior art example 4.
The separator of Example 4 contains 50% by mass of dissolved kraft pulp (CSF 350 ml), 40% by mass of vinylon fibers, and 10% by mass of polyvinyl alcohol fibers, and has a thickness of 97 μm and a density of 0.346 g / cm 3 . The tensile strength was 39.2 N / 15 mm, the porosity was 74.9%, the compression water retention rate was 210%, and the compression impregnation rate was 20%.

上記の各実施例、各比較例、各従来例のセパレータを用いて作製したアルミニウム電解コンデンサは、低電圧用の定格電圧6.3Vの固体電解コンデンサと、高電圧用の定格電圧50Vの固体電解コンデンサとを作製した。また、ハイブリッド電解コンデンサとして低電圧用の定格電圧16Vのコンデンサと、高電圧用の定格電圧80Vのコンデンサとを作製した。   The aluminum electrolytic capacitors manufactured using the separators of the above-described respective embodiments, comparative examples, and conventional examples are a solid electrolytic capacitor with a rated voltage of 6.3 V for low voltage and a solid electrolytic capacitor with a rated voltage of 50 V for high voltage. A capacitor was produced. Further, as a hybrid electrolytic capacitor, a capacitor with a rated voltage of 16 V for low voltage and a capacitor with a rated voltage of 80 V for high voltage were manufactured.

表1は、上記の実施例1〜8、比較例1〜8、従来例1〜4の各セパレータの原材料と配合を示し、表2は、各セパレータ単体の評価結果を示す。また、表3は、固体電解コンデンサの性能評価結果を示し、表4は、ハイブリッド電解コンデンサの性能評価結果を示す。   Table 1 shows the raw material and mixing | blending of each separator of said Examples 1-8, Comparative Examples 1-8, and Conventional Examples 1-4, and Table 2 shows the evaluation result of each separator single-piece | unit. Moreover, Table 3 shows the performance evaluation result of a solid electrolytic capacitor, and Table 4 shows the performance evaluation result of a hybrid electrolytic capacitor.

以下、各実施例、各比較例、各従来例について、評価結果を詳細に説明する。   Hereinafter, evaluation results will be described in detail for each example, each comparative example, and each conventional example.

表3および表4より、実施例1〜8のセパレータを用いた定格電圧6.3Vの固体電解コンデンサは、ESRが8〜12mΩと低く、静電容量が530〜650μFと高く、ショート不良率が0.0%と低いことがわかる。また、同セパレータを用いた定格電圧50Vの固体電解コンデンサも、ESRが10〜20mΩと低く、静電容量が50〜70μFと高く、ショート不良率が0.0%と低いことがわかる。さらに、同セパレータを用いた定格電圧16Vのハイブリッド電解コンデンサも、ESRが10〜17mΩと低く、静電容量が330〜450μFと高く、ショート不良率が0.0%と低い。さらにまた、同セパレータを用いた定格電圧80Vのハイブリッド電解コンデンサもESRが20〜30mΩと低く、静電容量が38〜60μFと高く、ショート不良率が0.0%と低い。   From Tables 3 and 4, the solid electrolytic capacitors with a rated voltage of 6.3 V using the separators of Examples 1 to 8 have low ESR of 8 to 12 mΩ, high electrostatic capacitance of 530 to 650 μF, and a short failure rate of It is understood that it is as low as 0.0%. The solid electrolytic capacitor with a rated voltage of 50 V using the same separator also has a low ESR of 10 to 20 mΩ, a high electrostatic capacitance of 50 to 70 μF, and a low short failure rate of 0.0%. Furthermore, a hybrid electrolytic capacitor with a rated voltage of 16 V using the same separator also has a low ESR of 10 to 17 mΩ, a high electrostatic capacitance of 330 to 450 μF, and a short failure rate of 0.0%. Furthermore, a hybrid electrolytic capacitor with a rated voltage of 80 V using the same separator also has a low ESR of 20 to 30 mΩ, a high electrostatic capacitance of 38 to 60 μF, and a short failure rate of 0.0%.

実施例1〜8のセパレータの圧縮含浸率は30〜70%であった。このことから、本実施の形態のセパレータは、圧縮された状態においても、含浸性が高く、コンデンサ素子内部まで均一に導電性高分子層を形成することができる。すなわち、コンデンサ電極箔表面および電極箔間の隅々まで導電性高分子層を形成することができるため、ESR特性および静電容量特性を改善することが可能となる。   The compression impregnation rate of the separators of Examples 1 to 8 was 30 to 70%. From this, even in the compressed state, the separator of this embodiment can be highly impregnated, and can form the conductive polymer layer uniformly to the inside of the capacitor element. That is, since the conductive polymer layer can be formed all the way between the capacitor electrode foil surface and the electrode foil, it is possible to improve the ESR characteristics and the capacitance characteristics.

さらに、実施例4からは、ポリアクリルアミドの塗工量は、15質量%程度であれば、圧縮含浸率に影響を与えないことがわかる。   Furthermore, it can be seen from Example 4 that if the coating amount of polyacrylamide is about 15% by mass, the compression impregnation rate is not affected.

比較例1のセパレータは、セルロース繊維の含有量が30質量%と少なく、合成繊維の含有量が70質量%と多い。比較例1のセパレータを用いた固体電解コンデンサおよびハイブリッド電解コンデンサは各実施例と比べ、ESRが高く、静電容量が低くなっている。これは、比較例1のセパレータは、セルロース繊維の含有量が少なく、合成繊維の含有量が多いため、水酸基の作用によるセパレータの導電性高分子の重合液や分散液との親和性が低下し、導電性高分子層をコンデンサ素子内部まで均一に形成できなかったことが原因と考えられる。各実施例と比較例1の比較から、セルロース繊維の含有量は40質量%以上が好ましく、合成繊維の含有量は60質量%以下が好ましいとわかる。 In the separator of Comparative Example 1, the content of cellulose fibers is as low as 30% by mass, and the content of synthetic fibers is as high as 70% by mass. The solid electrolytic capacitor and the hybrid electrolytic capacitor using the separator of Comparative Example 1 have a high ESR and a low electrostatic capacitance as compared with each example. This is because the separator of Comparative Example 1 has a low content of cellulose fibers and a high content of synthetic fibers, so the affinity of the conductive polymer of the separator with the polymerization liquid or dispersion liquid due to the action of the hydroxyl group is lowered. The reason is considered to be that the conductive polymer layer could not be formed uniformly to the inside of the capacitor element. From the comparison of each Example and Comparative Example 1, it is understood that the content of the cellulose fiber is preferably 40% by mass or more, and the content of the synthetic fiber is preferably 60% by mass or less.

比較例2のセパレータは、セルロース繊維の含有量が84質量%と多く、合成繊維の含有量が16質量%と少ない。比較例2のセパレータを用いた固体電解コンデンサおよびハイブリッド電解コンデンサは、各実施例と比べてショート不良率が高くなっている。これは、比較例2のセパレータはセルロース繊維の含有量が多く、合成繊維の含有量が少ないため、セパレータの耐酸性、耐酸化性が低く、導電性高分子の重合液や分散液により、セパレータの機械的強度が低下したことが原因と考えられる。各実施例と比較例2の比較から、セルロース繊維の含有量は80質量%以下が好ましく、合成繊維の含有量は20質量%以上が好ましいとわかる。   In the separator of Comparative Example 2, the content of cellulose fibers is as high as 84% by mass, and the content of synthetic fibers is as low as 16% by mass. The solid electrolytic capacitor and the hybrid electrolytic capacitor using the separator of Comparative Example 2 have a high short circuit failure rate as compared with the respective examples. This is because the separator of Comparative Example 2 has a large content of cellulose fibers and a small content of synthetic fibers, so the separator is low in acid resistance and oxidation resistance, and the separator and the dispersion liquid of the conductive polymer are used. It is considered that the cause is a decrease in the mechanical strength of From the comparison of each Example and Comparative Example 2, the content of cellulose fiber is preferably 80% by mass or less, and the content of synthetic fiber is preferably 20% by mass or more.

比較例3のセパレータは、空隙率が63.1%と低い。比較例3のセパレータを用いた固体電解コンデンサおよびハイブリッド電解コンデンサは、各実施例と比べてESRが高く、静電容量が低くなっている。これは、比較例3のセパレータは空隙率が低いため、セパレータ内部の繊維同士の間隙が過度に緻密になり、毛細管現象を利用して含浸される導電性高分子の重合液や分散液が吸い上がらず、コンデンサ素子内部まで導電性高分子層を形成することができないため、ESR特性および静電容量特性を向上させることができないと考えられる。各実施例と比較例3の比較から、セパレータの空隙率は65%以上が好ましいとわかる。   The separator of Comparative Example 3 has a low porosity of 63.1%. The solid electrolytic capacitor and the hybrid electrolytic capacitor using the separator of Comparative Example 3 have a high ESR and a low electrostatic capacitance as compared with the respective examples. This is because the separator of Comparative Example 3 has a low porosity, so that the interstices of the fibers inside the separator become excessively dense, and the polymer liquid or dispersion liquid of the conductive polymer impregnated by capillary action is absorbed Since the conductive polymer layer can not be formed up to the inside of the capacitor element without raising the temperature, it is considered that the ESR characteristic and the capacitance characteristic can not be improved. From the comparison of each Example and Comparative Example 3, it is understood that the porosity of the separator is preferably 65% or more.

比較例4のセパレータは、空隙率が86.1%と高い。比較例4のセパレータを用いた固体電解コンデンサおよびハイブリッド電解コンデンサは、各実施例と比べ、ESRが高く、静電容量が低く、ショート不良率が高くなっている。これは、比較例4のセパレータは、空隙率が高いため、繊維同士の間隙が過度に広く、毛細管現象により導電性高分子の重合液や分散液が繊維間を吸い上がっていく力が弱くなる。これより、コンデンサ素子内部まで均一に導電性高分子層を形成することができないため、ESR特性および静電容量特性を向上させることができないと考えられる。さらに、叩解セルロース原料のCSFの値が500mlであり、セパレータの機械的強度が弱く、緻密性も低いため、電極箔のバリ等がセパレータを貫通しやすくなり、ショート不良率が高くなったと考えられる。各実施例と比較例4の比較から、叩解セルロース原料のCSFの値は400ml以下が好ましく、セパレータの引張強さは7.0N/15mm以上が好ましく、空隙率は85%以下が好ましいとわかる。   The separator of Comparative Example 4 has a high porosity of 86.1%. The solid electrolytic capacitor and the hybrid electrolytic capacitor using the separator of Comparative Example 4 have a high ESR, a low electrostatic capacity, and a high short failure rate, as compared with the respective examples. This is because the separator of Comparative Example 4 has a high porosity, so that the gap between the fibers is excessively wide, and the force by which the polymerization liquid or dispersion of the conductive polymer absorbs the fibers is weak due to the capillary phenomenon. . From this, it is considered that the conductive polymer layer can not be formed uniformly to the inside of the capacitor element, so that the ESR characteristic and the capacitance characteristic can not be improved. Furthermore, the CSF value of the beaten cellulose raw material is 500 ml, the mechanical strength of the separator is weak, and the compactness is also low, so it is considered that the burrs of the electrode foil easily penetrate the separator and the short defect rate becomes high. . From the comparison of each Example and Comparative Example 4, the value of CSF of the beaten cellulose raw material is preferably 400 ml or less, the tensile strength of the separator is preferably 7.0 N / 15 mm or more, and the porosity is 85% or less.

比較例5のセパレータは、未叩解セルロース繊維の含有量が5質量%と低く、叩解セルロース繊維の含有量が75質量%と高い。比較例5のセパレータを用いた固体電解コンデンサおよびハイブリッド電解コンデンサは、各実施例と比べ、ESRが高く、静電容量が低くなっている。これは、比較例5のセパレータは、未叩解セルロース繊維の含有量が少なく、叩解セルロース繊維の含有量が多いため、セパレータを構成する繊維同士の間隙が狭く、さらに、セパレータが圧縮された状態において、セパレータの内部構造を保持することができず、繊維同士の間隙が過剰に狭くなることで、導電性高分子の重合液や分散液をコンデンサ素子内部まで十分に含浸させることができなかったことが原因と考えられる。各実施例と比較例5の比較から、未叩解セルロース繊維の含有量は10質量%以上が好ましく、叩解セルロース繊維の含有量は70質量%以下が好ましいとわかる。   In the separator of Comparative Example 5, the content of unbeaten cellulose fiber is as low as 5% by mass, and the content of beatable cellulose fiber is as high as 75% by mass. The solid electrolytic capacitor and the hybrid electrolytic capacitor using the separator of Comparative Example 5 have a high ESR and a low electrostatic capacitance as compared with the respective examples. This is because the separator of Comparative Example 5 has a low content of unbeaten cellulose fibers and a high content of beatable cellulose fibers, so the gap between the fibers constituting the separator is narrow, and the separator is further compressed. The internal structure of the separator can not be maintained, and the gap between the fibers is excessively narrowed, so that the polymerization liquid or dispersion liquid of the conductive polymer can not be sufficiently impregnated to the inside of the capacitor element. Is considered to be the cause. From the comparison of each Example and Comparative Example 5, it is understood that the content of unbeaten cellulose fiber is preferably 10% by mass or more, and the content of beatable cellulose fiber is preferably 70% by mass or less.

比較例6のセパレータは、未叩解セルロース繊維の含有量が55質量%と多い。比較例6のセパレータを用いた固体電解コンデンサおよびハイブリッド電解コンデンサは各実施例と比べ、ESRが高く、静電容量が低くなっている。これは、比較例6のセパレータは、未叩解セルロース繊維の含有量が多く、セパレータの地合いが不均一になり、導電性高分子の重合液や分散液をコンデンサ素子内部まで均一に形成することができなかったことが原因と考えられる。各実施例と比較例6の比較から、未叩解セルロース繊維の含有量は50質量%以下が好ましいとわかる。   The separator of Comparative Example 6 has a high content of unbeaten cellulose fibers of 55% by mass. The solid electrolytic capacitor and the hybrid electrolytic capacitor using the separator of Comparative Example 6 have a high ESR and a low electrostatic capacitance as compared with each example. This is because the separator of Comparative Example 6 has a large content of unbeaten cellulose fiber, the formation of the separator becomes nonuniform, and the polymerization liquid or dispersion liquid of the conductive polymer is uniformly formed to the inside of the capacitor element. It is considered to be the cause of failure. From the comparison of each Example and Comparative Example 6, it is understood that the content of unbeaten cellulose fiber is preferably 50% by mass or less.

比較例7のセパレータは、叩解セルロース繊維の含有量が5質量%と低い。比較例7のセパレータを用いた固体電解コンデンサおよびハイブリッド電解コンデンサは各実施例と比べ、ESRが高く、静電容量が低く、ショート不良率が高くなっている。これは、比較例7のセパレータは叩解セルロース繊維の含有量が5質量%と低いため、セパレータの地合いが不均一になり、導電性高分子の重合液や分散液をコンデンサ素子内部まで均一に形成することができなかったことに加えて、引張強さが低く、電極箔のバリ等がセパレータを貫通しやすくなったことが原因と考えられる。各実施例と比較例7の比較から、叩解セルロース繊維の含有量は10質量%以上が好ましく、セパレータの引張強さは7.0N/15mm以上が好ましいとわかる。   The separator of Comparative Example 7 has a content of beating cellulose fiber as low as 5% by mass. The solid electrolytic capacitor and the hybrid electrolytic capacitor using the separator of Comparative Example 7 have a high ESR, a low electrostatic capacity, and a high short failure rate, as compared with the examples. This is because, in the separator of Comparative Example 7, the content of the beatable cellulose fiber is as low as 5% by mass, the formation of the separator becomes uneven, and the polymerization liquid or dispersion liquid of the conductive polymer is uniformly formed inside the capacitor element In addition to being unable to do this, it is considered that the reason is that the tensile strength is low and burrs of the electrode foil and the like easily penetrate the separator. From the comparison of each Example and Comparative Example 7, the content of the beaten cellulose fiber is preferably 10% by mass or more, and it is understood that the tensile strength of the separator is preferably 7.0 N / 15 mm or more.

比較例8のセパレータは、厚さが15μmと薄い。比較例8のセパレータを用いた固体電解コンデンサおよびハイブリッド電解コンデンサは、各実施例と比べ、ショート不良率が高くなっている。これは、比較例8のセパレータは厚さが薄く、電極間距離が近くなったことで、電極箔のバリ等がセパレータを貫通しやすくなり、耐ショート性が低くなったことが原因であると考えられる。各実施例と比較例8の比較から、セパレータの厚さは20μm以上が好ましいとわかる。   The separator of Comparative Example 8 is as thin as 15 μm. The solid electrolytic capacitor and the hybrid electrolytic capacitor using the separator of Comparative Example 8 have a high short circuit failure rate as compared with the respective examples. This is because the separator of Comparative Example 8 is thin and the distance between the electrodes is short, so that burrs of the electrode foil and the like easily penetrate the separator and the short resistance is lowered. Conceivable. From the comparison of each Example and Comparative Example 8, it is understood that the thickness of the separator is preferably 20 μm or more.

従来例1のセパレータを用いた固体電解コンデンサおよびハイブリッド電解コンデンサの性能と比較し、各実施例はESRが低く、静電容量が高くなっている。これは、従来例1のセパレータは、セルロース繊維であるコットンリンターパルプの含有量が5質量%と低く、セパレータが圧縮された状態において、セパレータ内部の繊維同士の間隙が過剰に狭くなることで、導電性高分子の重合液や分散液をコンデンサ素子内部まで十分に含浸させることができなかったことが原因であると推測する。各実施例と従来例1の比較から、セルロース繊維の含有量は40〜80質量%が好ましく、コットンリンターパルプの含有量は、10質量%以上が好ましいとわかる。   As compared with the performance of the solid electrolytic capacitor and the hybrid electrolytic capacitor using the separator of Conventional Example 1, each example has a low ESR and a high capacitance. This is because in the separator of Conventional Example 1, the content of cotton linter pulp, which is a cellulose fiber, is as low as 5% by mass, and in the compressed state of the separator, the gaps between the fibers inside the separator become excessively narrow. It is presumed that the cause is that the polymerization liquid or dispersion liquid of the conductive polymer could not be sufficiently impregnated to the inside of the capacitor element. From the comparison of each example and the conventional example 1, it is understood that the content of cellulose fiber is preferably 40 to 80% by mass, and the content of cotton linter pulp is preferably 10% by mass or more.

さらに、従来例1のセパレータに含有しているコットンリンターパルプのCSFは0mlであり、セパレータの緻密性が高く、導電性高分子の重合液や分散液の含浸性が不十分であった。このことから、セパレータにセルロース繊維として、CSF500〜800mlの範囲の未叩解コットンリンターパルプ、未叩解マーセル化パルプ、未叩解溶解パルプから選択される一種以上の未叩解セルロース繊維を合計10〜50質量%含有させ、かつ、CSF0〜400mlの範囲である叩解セルロース繊維を10〜70質量%含有することで、セパレータの緻密性を維持しつつ、導電性高分子の重合液や分散液の含浸性の向上を達成できることがわかる。   Furthermore, the CSF of cotton linter pulp contained in the separator of Conventional Example 1 was 0 ml, and the denseness of the separator was high, and the impregnating property of the polymerization liquid or dispersion liquid of the conductive polymer was insufficient. From this, 10 to 50% by mass in total of one or more unbeaten cellulose fibers selected from unbeaten cotton linter pulp, unbeaten mercerized pulp, and unbeaten dissolving pulp in the range of CSF 500 to 800 ml as cellulose fibers in a separator By containing 10 to 70% by mass of beatable cellulose fiber in the range of 0 to 400 ml of CSF, the impregnation property of the polymerization liquid or dispersion liquid of the conductive polymer is improved while maintaining the compactness of the separator. It can be seen that

従来例2のセパレータを用いた固体電解コンデンサおよびハイブリッド電解コンデンサの性能と比較し、各実施例はESRが低く、静電容量が高くなっている。これは、従来例2のセパレータは、コットンリンターパルプのCSFが20mlと低く、叩解によって、繊維が有する嵩高さや剛性が損なわれたため、圧縮状態において、セパレータが本来有する内部構造を保持できず、セパレータ内部の繊維同士の間隙が過剰に狭くなることで、導電性高分子の重合液や分散液の含浸性が不十分であったことが原因であると考えられる。   As compared with the performance of the solid electrolytic capacitor and the hybrid electrolytic capacitor using the separator of Conventional Example 2, each example has a low ESR and a high capacitance. This is because the separator of Conventional Example 2 has a low CSF of cotton linter pulp as low as 20 ml, and the bulkiness and rigidity possessed by fibers are impaired by beating, so that the internal structure inherent in the separator can not be maintained in the compressed state. It is considered that the reason is that the infiltration of the polymer solution and the dispersion solution of the conductive polymer is insufficient because the gaps between the fibers inside become excessively narrow.

従来例3のセパレータを用いた固体電解コンデンサおよびハイブリッド電解コンデンサの性能と比較し、各実施例はESRが低く、静電容量が高くなっている。これは、従来例3のセパレータは空隙率が61.8%と低く、セパレータ内部の繊維同士の間隙が過度に緻密になり、毛細管現象を利用して含浸される導電性高分子の重合液や分散液が吸い上がっていかず、コンデンサ素子内部まで導電性高分子層を形成することができないため、ESR特性および静電容量特性を向上させることができないと考えられる。さらに、従来例3のセパレータに含有しているコットンリントパルプのCSFは10mlであり、セパレータの緻密性が高く、導電性高分子の重合液や分散液の含浸性が不十分であった。   Compared with the performances of the solid electrolytic capacitor and the hybrid electrolytic capacitor using the separator of Conventional Example 3, each example has a low ESR and a high capacitance. This is because the separator of Conventional Example 3 has a low porosity of 61.8%, the interstices of the fibers inside the separator become excessively fine, and the polymerizing liquid of the conductive polymer impregnated with the capillary phenomenon or the like Since the dispersion does not absorb and the conductive polymer layer can not be formed up to the inside of the capacitor element, it is considered that the ESR characteristic and the capacitance characteristic can not be improved. Furthermore, the CSF of cotton lint pulp contained in the separator of Conventional Example 3 was 10 ml, and the denseness of the separator was high, and the impregnatability of the polymerization liquid or dispersion liquid of the conductive polymer was insufficient.

従来例4のセパレータを用いた固体電解コンデンサおよびハイブリッド電解コンデンサの性能と比較し、各実施例はESRが低く、静電容量が高くなっている。これは、従来例4のセパレータは、未叩解セルロースを含有していないため、セパレータが圧縮された状態において、セパレータ内部の繊維同士の間隙が過剰に狭くなることで、導電性高分子の重合液や分散液をコンデンサ素子内部まで十分に含浸させることができなかったことが原因であると推測する。   As compared with the performance of the solid electrolytic capacitor and the hybrid electrolytic capacitor using the separator of Conventional Example 4, each example has a low ESR and a high capacitance. This is because the separator of Conventional Example 4 does not contain unbeaten cellulose, and therefore the gap between the fibers inside the separator becomes excessively narrow in the compressed state of the separator, whereby the polymerization liquid of the conductive polymer is obtained. It is presumed that the cause is that the dispersion could not be sufficiently impregnated to the inside of the capacitor element.

各実施例と比較例3および比較例4の比較から、セパレータの空隙率は65〜85%の範囲が好ましいとわかる。また、実施例3および実施例4と、実施例6および実施例7との比較から、空隙率は70〜80%の範囲がさらに好ましいとわかる。   From the comparison of each example and Comparative Example 3 and Comparative Example 4, it is understood that the porosity of the separator is preferably in the range of 65 to 85%. Further, from the comparison of Example 3 and Example 4 with Example 6 and Example 7, it is understood that the range of 70 to 80% of the porosity is more preferable.

そして、各実施例と各比較例および各従来例の比較から、セパレータの圧縮含浸漬率は30%以上が好ましく、さらに、実施例5および実施例7、実施例8から、セパレータの圧縮含浸率は50%以上がより好ましく、60%以上がさらに好ましいとわかる。   And from the comparison of each example and each comparative example and each conventional example, the compression immersion ratio of the separator is preferably 30% or more, and further, from Examples 5 and 7 and Example 8, the compression impregnation rate of the separator 50% or more is more preferable, and 60% or more is more preferable.

各実施例、各比較例、各従来例の比較から、セパレータの圧縮保液率が最も高いのは実施例1であるが、固体電解コンデンサおよびハイブリッド電解コンデンサの各定格電圧のESRおよび静電容量は、最も良い特性を示してはいない。   From the comparison of each example, each comparative example, and each conventional example, although it is Example 1 that the compression liquid retention rate of the separator is the highest, the ESR and capacitance of each rated voltage of the solid electrolytic capacitor and the hybrid electrolytic capacitor Does not show the best characteristics.

同様に、各実施例、各比較例、各従来例の比較から、固体電解コンデンサおよびハイブリッド電解コンデンサの各定格電圧のESRおよび静電容量に最も大きな影響を与えるのは、圧縮含浸率であることがわかる。   Similarly, from the comparison of each example, each comparative example, and each conventional example, it is the compression impregnation rate that most greatly affects the ESR and capacitance of each rated voltage of the solid electrolytic capacitor and the hybrid electrolytic capacitor. I understand.

以上のように本実施の形態のセパレータは、導電性高分子の重合液や分散液に対する耐性を有したまま、固体電解コンデンサに求められる厚さにおいて十分な機械的強度および緻密性を有し、圧縮された状態においても、セパレータの内部構造を適切に保つことができる。   As described above, the separator of the present embodiment has sufficient mechanical strength and compactness in the thickness required for the solid electrolytic capacitor while having resistance to the polymerization liquid and dispersion liquid of the conductive polymer. Even in the compressed state, the internal structure of the separator can be properly maintained.

すなわち、本実施の形態のセパレータは、導電性高分子の重合液や分散液を含浸した際に、導電性高分子層をセパレータ内部まで均一に形成できるようにセパレータの内部構造を制御したことで、従来提案されている、吸水速度あるいは吸液度が高いセパレータ、空孔率を制御したセパレータ、電解液の保液率や圧縮保液率が高いセパレータとは明確に異なる優れた特性を有する。   That is, when the separator of this embodiment is impregnated with the polymerization liquid or dispersion liquid of the conductive polymer, the internal structure of the separator is controlled so that the conductive polymer layer can be formed uniformly to the inside of the separator. The separator has excellent properties which are clearly different from conventionally proposed separators with high water absorption speed or liquid absorption degree, separators with controlled porosity, and separators with high electrolyte holding ratio and high compression holding ratio.

また、上記のセパレータを用いた本実施の形態のアルミニウム電解コンデンサは、圧縮状態であっても、コンデンサ素子内部まで導電性高分子層を均一に形成することができるので、固体電解コンデンサにおいてESRを大幅に低減し、静電容量を大幅に向上できる。   Further, the aluminum electrolytic capacitor of the present embodiment using the above-mentioned separator can uniformly form the conductive polymer layer up to the inside of the capacitor element even in the compressed state, so the ESR in the solid electrolytic capacitor can be obtained. The capacitance can be greatly reduced and the capacitance can be greatly improved.

Claims (6)

一対の電極の間に介在する、アルミニウム電解コンデンサ用セパレータであって、該セパレータは、セルロース繊維と合成繊維とからなり、該セルロース繊維を40〜80質量%含有し、該合成繊維を20〜60質量%含有し、かつ、空隙率が65〜85%、圧縮含浸率が30%以上であることを特徴とするアルミニウム電解コンデンサ用セパレータ。   It is a separator for aluminum electrolytic capacitors which intervenes between a pair of electrodes, and the separator consists of cellulose fiber and a synthetic fiber, contains 40-80 mass% of the cellulose fiber, and 20-60 of the synthetic fiber. A separator for an aluminum electrolytic capacitor, containing: mass%, having a porosity of 65 to 85%, and a compression impregnation ratio of 30% or more. 前記セルロース繊維として、未叩解コットンリンターパルプ、未叩解マーセル化パルプ、未叩解溶解パルプのうち少なくとも一つ以上から選択される未叩解セルロース繊維を含有し、該未叩解セルロース繊維は、前記セパレータに合計10〜50質量%含有することを特徴とする請求項1に記載のアルミニウム電解コンデンサ用セパレータ。   The cellulose fibers include unbeaten cellulose fibers selected from at least one or more of unbeaten cotton linter pulp, unbeaten mercerized pulp, and unbeaten dissolved pulp, and the unbeatable cellulose fibers are added to the separator in total. The separator for an aluminum electrolytic capacitor according to claim 1, containing 10 to 50% by mass. 前記セルロース繊維として、叩解セルロース繊維を10〜70質量%含有することを特徴とする請求項1または2に記載のアルミニウム電解コンデンサ用セパレータ。   The separator for an aluminum electrolytic capacitor according to claim 1 or 2, wherein 10 to 70% by mass of beated cellulose fiber is contained as the cellulose fiber. 厚さが20〜100μmであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のアルミニウム電解コンデンサ用セパレータ。   The thickness is 20-100 micrometers, The separator for aluminum electrolytic capacitors of any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. 一対の電極の間にセパレータを介在させたアルミニウム電解コンデンサであって、該セパレータとして請求項1〜4のいずれか1項に記載のアルミニウム電解コンデンサ用セパレータを用いたことを特徴とするアルミニウム電解コンデンサ。   An aluminum electrolytic capacitor in which a separator is interposed between a pair of electrodes, wherein the separator for an aluminum electrolytic capacitor according to any one of claims 1 to 4 is used as the separator. . 陰極として導電性高分子を用いることを特徴とする請求項5に記載のアルミニウム電解コンデンサ。   The aluminum electrolytic capacitor according to claim 5, wherein a conductive polymer is used as the cathode.
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