JP2023128996A - 電解コンデンサの製造装置及び製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】一対の電極の一方と一体にセパレータとなる繊維膜が形成され、繊維膜における導電性高分子の均一性を向上させる電解コンデンサの製造装置を提供すること。
【解決手段】実施形態の電解コンデンサの製造装置は、搬送部、複数の紡糸ヘッド及び複数の親水化ヘッドを備える。紡糸ヘッドのそれぞれは、搬送部において搬送される基材に繊維を堆積させ、紡糸ヘッドは、搬送方向に互いに対して離れて配置される。親水化ヘッドのそれぞれは、対応する紡糸ヘッドが繊維を堆積させる領域、又は、その領域の下流側に連続する領域で、繊維を親水化する。
【選択図】図４

Description

本発明の実施形態は、電解コンデンサの製造装置及び製造方法に関する。

コンデンサとして電解コンデンサが、広く用いられている。電解コンデンサでは、コンデンサ素子が、ケースの内部に収納される。また、コンデンサ素子は、例えば、セパレータを間に介して陽極及び陰極を積層し、陽極、陰極及びセパレータの積層体を巻回した巻回体から形成される。そして、ケースの内部において、コンデンサ素子に、電解液が含浸される。電解コンデンサとしては、一対の電極（陽極及び陰極）の一方がセパレータと一体に形成されるものがある。このような電解コンデンサの製造では、紡糸法等によって一対の電極の一方である基材に向かって原料液を吐出することにより、基材となる電極の表面に、繊維膜がセパレータとして形成される。

また、電解コンデンサの製造では、コンデンサ素子となる巻回体を電解液に浸す前に、導電性高分子が溶解された溶液に巻回体を浸す等して、セパレータに導電性高分子を含浸させる。これにより、電解コンデンサでは、セパレータにおいて導電性高分子が保持される。前述のように一対の電極の一方と一体の繊維膜からセパレータが形成される電解コンデンサでは、繊維膜における導電性高分子の均一性を向上させることが、求められている。このため、導電性高分子の溶液へコンデンサ素子を浸している状態において、繊維膜の表面だけでなく、繊維膜の内部まで適切に導電性高分子が含浸させることが、求められている。

特開２０１１－１９９０８６号公報 国際公開２０１１／０２１６６８号公報

本発明が解決しようとする課題は、一対の電極の一方と一体にセパレータとなる繊維膜が形成され、繊維膜における導電性高分子の均一性を向上させる電解コンデンサの製造装置及び製造方法を提供することにある。

実施形態の電解コンデンサの製造装置は、搬送部、複数の紡糸ヘッド及び複数の親水化ヘッドを備える。搬送部は、電極となる基材を搬送する。紡糸ヘッドのそれぞれは、搬送部において搬送される基材に原料液を吐出することにより、セパレータとなる繊維膜を形成する繊維を、基材に堆積させる。複数の紡糸ヘッドは、搬送部での搬送方向に互いに対して離れて配置される。親水化ヘッドは、紡糸ヘッドのそれぞれに対応させて１つ以上ずつ設けられる。親水化ヘッドのそれぞれは、対応する紡糸ヘッドが繊維を堆積させる領域、又は、対応する紡糸ヘッドが繊維を堆積させる領域に対して下流側に連続する領域において、繊維を親水化する。

図１は、第１の実施形態に係る電解コンデンサの一例を示す概略図である。 図２は、図１の電解コンデンサを、コンデンサ素子をケースから分離した状態で示す概略図である。 図３は、第１の実施形態に係る電解コンデンサにおいて、陽極及びセパレータが一体となった帯状体の一例を示す概略図である。 図４は、第１の実施形態において、帯状体を製造する製造装置を、搬送部の第２の方向（幅方向）が紙面に対して直交又は略直交する状態で示す概略図である。 図５は、第１の実施形態に係る電解コンデンサの製造において、導電性高分子が溶解された溶液にコンデンサ素子を浸す処理の一例を示す概略図である。 図６は、ある変形例において、帯状体を製造する製造装置を、搬送部の第２の方向（幅方向）が紙面に対して直交又は略直交する状態で示す概略図である。 図７は、図６の変形例において、帯状体を製造する製造装置を、搬送部での搬送方向が紙面に対して直交又は略直交する状態で示す概略図である。

以下、実施形態について、図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１及び図２は、第１の実施形態に係る電解コンデンサ１の一例を示す。図１及び図２に示すように、電解コンデンサ１は、ケース２、及び、ケース２の内部に収納されるコンデンサ素子３を備える。ケース２は、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金から形成される。また、ケース２の内部では、コンデンサ素子３に電解液が含浸される。なお、図２では、コンデンサ素子３をケース２から分離した状態が、示される。

コンデンサ素子３は、陽極５、陰極６及びセパレータ７を備える。コンデンサ素子３では、セパレータ７を間に介して陽極５及び陰極６が、積層される。そして、陽極５、陰極６及びセパレータ７の積層体を巻回した巻回体から、コンデンサ素子３が形成される。セパレータ７は、電気的絶縁性を有し、コンデンサ素子３では、セパレータ７によって、陽極５と陰極６との間が、電気的に絶縁される。

陽極５は、導電性を有する金属層、及び、金属層の表面に形成される誘電体層を備える。ある一例では、陽極５において、金属層は、アルミニウム又はアルミニウム合金から形成され、誘電体層は、アルミニウムの酸化膜から形成される。また、陰極６は、導電性を有する金属層を備える。ある一例では、陰極６において、金属層は、アルミニウム又はアルミニウム合金から形成される。陽極５の金属層には、陽極側のリード端子８が接続される。また、陰極６の金属層には、陰極側のリード端子９が接続される。リード端子８，９のそれぞれは、導電性を有する金属等から形成され、ケース２の外部へ延出される。

図２等の一例では、セパレータ７は、陽極５と一体に形成され、陽極５の表面に形成される繊維膜が、セパレータ７となる。図３は、陽極５及びセパレータ７が一体となった帯状体１１の一例を示す。図３等に示すように、帯状体１１では、すなわち、陽極５となる基材、及び、セパレータ７となる繊維膜のそれぞれでは、長手方向（矢印Ｌ１及び矢印Ｌ２で示す方向）、長手方向に対して交差する（直交又は略直交する）幅方向（矢印Ｗ１及び矢印Ｗ２で示す方向）、及び、長手方向及び幅方向の両方に対して交差する厚さ方向（図３において紙面に対して直交又は略直交する方向）が、規定される。陽極５は、一対の主面１５を有し、陽極５では、一対の主面１５は、厚さ方向について、互いに対して反対側を向く。図３等の一例の陽極５では、一対の主面１５の両方が、セパレータ７によって覆われる。

なお、図３等の一例では、陽極５の一対の主面１５のそれぞれは、幅方向について全寸法に渡ってセパレータ７によって覆われ、幅方向について陽極５の両縁部１６のそれぞれがセパレータ７によって覆われるが、これに限るものではない。ある一例では、幅方向について陽極５の両縁部１６の少なくとも一方が、セパレータ７によって覆われない。この場合、陽極５の表面では、幅方向について両縁部１６の少なくとも一方、及び、その近傍に、セパレータ７となる繊維膜は、形成されない。

図１乃至図３等の一例では、帯状体１１に陰極６を積層した積層体を巻回することにより、コンデンサ素子３が、形成される。また、コンデンサ素子３では、帯状体１１の長手方向が、コンデンサ素子３となる巻回体の周方向と一致又は略一致する。そして、コンデンサ素子３では、帯状体１１の幅方向が、巻回体の中心軸に沿う方向と一致又は略一致する。

なお、ある一例では、セパレータ７は、陰極６と一体に形成され、陰極６の表面に形成される繊維膜が、セパレータ７となる。この場合、陽極５とセパレータ７とが一体の帯状体１１と同様にして、セパレータ７となる繊維膜と陰極６とが一体の帯状体が、形成される。そして、陰極６とセパレータ７とが一体の帯状体に陽極５を積層し、帯状体と陽極５との積層体を巻回することにより、コンデンサ素子３が、形成される。

前述のように、本実施形態では、一対の電極（陽極５及び陰極６）の一方である基材と一体に、セパレータ７となる繊維膜が形成される。そして、基材とは極性が反対の電極になる板部材（陽極５及び陰極６の基材とは別の一方）を帯状体１１に積層し、帯状体１１と板部材との積層体を巻回することにより、コンデンサ素子３となる巻回体が、形成される。

以下、電解コンデンサ１等の製造について、説明する。電解コンデンサ１の製造においては、一対の電極の一方となる基材とセパレータとなる繊維膜とが一体の帯状体１１が、形成される。図４は、帯状体１１を製造する製造装置２０を示す。製造装置２０は、電解コンデンサ１を製造する製造装置の一部を構成する。図４に示すように、帯状体１１の製造装置２０は、搬送部２１、複数の紡糸ヘッド２２及び複数の親水化ヘッド２３、送出し部２５及び巻取り部２６を備える。搬送部（搬送経路）２１は、送出し部２５から巻取り部２６まで、延設される。製造装置２０では、一対の電極の一方となる基材１２が、搬送部２１を通って、送出し部２５から巻取り部２６まで搬送される。

搬送部２１では、基材１２（帯状体１１）が搬送される搬送方向、すなわち、巻取り部２６へ向かう方向が下流側となる。そして、搬送部２１では、搬送方向とは反対方向、すなわち、送出し部２５へ向かう方向が上流側となる。また、搬送部２１（製造装置２０）では、搬送方向に対して交差する（直交又は略直交する）第１の方向、及び、搬送方向及び第１の方向の両方に対して交差する（直交又は略直交する）第２の方向が規定される。図４等の一例では、第２の方向は、搬送部２１の幅方向に相当する。また、図４では、搬送部２１の第２の方向（幅方向）は、紙面に対して直交又は略直交する。

送出し部２５は、リール３１を備える。リール３１には、基材１２がロール状に巻かれる。送出し部２５では、電動モータ等の駆動部材（図示しない）を駆動することにより、矢印Ｒ１の方向へリール３１が回転する。これにより、リール３１に巻かれた基材１２が、搬送部２１に繰り出される。巻取り部２６は、リール３２を備える。巻取り部２６では、電動モータ等の駆動部材（図示しない）を駆動することにより、矢印Ｒ２の方向へリール３２が回転する。これにより、搬送部２１を通って搬送された基材１２が、リール３２によってロール状に巻き取られる。

製造装置２０では、矢印Ｒ１の方向へリール３１を回転させると同時に矢印Ｒ２の方向へリール３２を回転させることにより、送出し部２５から巻取り部２６へ、搬送部２１において基材１２が搬送される。搬送部（搬送経路）２１では、基材１２（帯状体１１）の幅方向が搬送部２１の第２の方向（幅方向）と一致又は略一致し、かつ、基材１２（帯状体１１）の厚さ方向が搬送部２１の第１の方向と一致又は略一致する状態で、基材１２が搬送される。図４では、基材１２及び帯状体１１のそれぞれの幅方向は、紙面に対して直交又は略直交する。また、図４では、矢印Ｌ１及び矢印Ｌ２で示す方向が、基材１２（帯状体１１）の長手方向となり、矢印Ｔ１及び矢印Ｔ２で示す方向が、基材１２（帯状体１１）の厚さ方向となる。

なお、搬送部２１には、送出し部２５から巻取り部２６へ基材１２をガイドするガイドローラ（図示しない）が、１つ以上設けられてもよい。この場合、搬送部２１においてガイドローラが配置される位置は、特に限定されるものではない。また、送出し部２５から巻取り部２６までの搬送部（搬送経路）２１の延設状態は、特に限定されない。ある一例では、搬送部２１は、水平方向に沿って延設され、別のある一例では、鉛直方向に沿って延設される。また、送出し部２５と巻取り部２６との間に、搬送部（搬送経路）２１の折曲がり部分又は折返し部分等が１箇所以上設けられ、折曲がり部分又は折返し部分等において、搬送部２１の延設方向が変更されてもよい。

複数の紡糸ヘッド２２は、搬送部２１において搬送方向へ搬送される基材１２の表面に、セパレータとなる繊維膜１３を形成する。これにより、基材１２及び繊維膜１３が一体の帯状体１１が形成される。紡糸ヘッド２２のそれぞれは、１つ以上のノズル３３を備え、図４等の一例では、紡糸ヘッド２２のそれぞれに、ノズル３３が１つずつ設けられる。紡糸ヘッド２２のそれぞれの内部には、例えば、有機物質が溶媒に溶解された原料液を、貯留可能である。紡糸ヘッド２２のそれぞれでは、内部に貯留されている原料液が、ノズル３３から基材１２に吐出される。搬送部２１では、基材１２は、紡糸ヘッド２２のそれぞれに対して、原料液が吐出される側を通って搬送される。

また、製造装置２０には、直流電源等の電源（図示しない）が設けられる。電源は、紡糸ヘッド２２のそれぞれに電圧を印加し、搬送部２１において搬送される基材１２と紡糸ヘッド２２のそれぞれのノズル３３との間に、電位差を発生させる。そして、紡糸ヘッド２２のそれぞれでは、ノズル３３への電圧の印加によって帯電した原料液が、ノズル３３から基材１２に向かって吐出され、基材１２の表面に繊維（有機繊維）が堆積される。複数の紡糸ヘッド２２によって基材１２の表面に繊維を堆積させることにより、基材１２の表面に、セパレータとなる繊維膜１３が形成される。なお、原料液は、プラスの極性に帯電してもよく、マイナスの極性に帯電してもよい。

原料液は、有機物質を溶媒に溶解することにより、生成される。原料液に用いられる有機物質としては、例えば、ポリオレフィン、ポリエーテル、ポリイミド、ポリケトン、ポリスルホン、セルロース、ポリアミド、ポリアミドイミド及びポリフッ化ビニリデンのいずれか１つ以上が選択される。ポリオレフィンとしては、例えば、ポリプロピレン及びポリエチレン等が挙げられる。また、原料液に用いられる有機物質は、後述する導電性高分子が溶解された溶液に溶解し難い。

紡糸ヘッド２２のそれぞれのノズル３３と基材１２との間の電圧は、原料液における溶媒及び溶質の種類、原料液の溶媒の沸点及び蒸気圧曲線、原料液の濃度及び温度、ノズル３３の形状、及び、基材１２とノズル３３との距離等に対応して、適宜設定される。ある一例では、紡糸ヘッド２２のそれぞれのノズル３３と基材１２との間に印加される電圧（電位差）は、１ｋＶ～１００ｋＶの間で適宜設定される。紡糸ヘッド２２のそれぞれのノズル３３からの原料液の吐出速度は、原料液の濃度、粘度及び温度、紡糸ヘッド２２のそれぞれのノズル３３と基材１２との間に印加される電圧、及び、ノズル３３の形状等に対応する大きさになる。

前述のように、本実施形態の複数の紡糸ヘッド２２は、電界紡糸法（電荷紡糸法及び電荷誘導紡糸法等とも称される）により、基材１２の表面に繊維膜１３を形成する。これにより、電極（陽極５及び陰極６の一方）となる基材１２とセパレータ７となる繊維膜１３とが一体の帯状体１１が、形成される。また、ある一例では、紡糸ヘッド２２への原料液の供給源、及び、供給源と紡糸ヘッド２２との間の原料液の供給経路のいずれかに、前述した電源等によって電圧を印加し、原料液を帯電させてもよい。この場合も、帯電した原料液が、紡糸ヘッド２２のそれぞれのノズル３３から基材１２に向かって吐出される。

複数の紡糸ヘッド２２による基材１２の表面への有機繊維の繊維膜１３の形成が、電界紡糸法以外の方法によって行われてもよい。ある一例では、電界紡糸法の代わりに、ソリューションブロー法によって、基材１２の表面に有機繊維の繊維膜１３が形成される。この場合も、紡糸ヘッド２２のそれぞれのノズル３３から基材１２の表面へ、有機物質を溶媒に溶解した原料液が吐出されることにより、基材１２の表面に繊維が堆積される。

図４等の一例の製造装置２０では、複数の紡糸ヘッド２２として、複数の紡糸ヘッド２２Ａ及び複数の紡糸ヘッド２２Ｂが設けられる。紡糸ヘッド２２Ａのそれぞれは、搬送部２１の第１の方向（基材１２の厚さ方向）の一方側から、基材１２に向かって原料液を吐出する。紡糸ヘッド２２Ｂのそれぞれは、搬送部２１の第１の方向について紡糸ヘッド２２Ａとは反対側から、基材１２に向かって原料液を吐出する。図４等の一例では、前述のように、第１の方向（基材１２の厚さ方向）の両側から原料液が基材１２に向かって吐出されるため、基材１２（陽極５及び陰極６の一方）では、一対の主面１５の両方が、セパレータ７となる繊維膜１３によって覆われる。なお、基材１２において、一対の主面１５の一方を主面（第１の主面）１５Ａとし、一対の主面１５において主面１５Ａとは別の一方を主面（第２の主面）１５Ｂとする。

また、図４等の一例では、複数の紡糸ヘッド２２Ａは、搬送部２１での搬送方向に互いに対して離れて配置され、複数の紡糸ヘッド２２Ｂは、搬送方向に互いに対して離れて配置される。このため、図４等の一例では、搬送方向に互いに対して離れる複数の領域のそれぞれにおいて、対応する紡糸ヘッド２２Ａによって、基材１２の主面１５Ａに繊維が堆積される。そして、搬送方向に互いに対して離れる複数の領域のそれぞれにおいて、対応する紡糸ヘッド２２Ｂによって、基材１２の主面１５Ｂに繊維が堆積される。

複数の親水化ヘッド２３のそれぞれは、基材１２の表面に堆積された繊維を親水化する。複数の親水化ヘッド２３による繊維の親水化処理では、例えば、親水化ヘッド２３のそれぞれから、基材１２に堆積された繊維に紫外線を照射する。これにより、繊維の一部が酸化され、繊維の親水性（濡れ性）が向上する。繊維に紫外線を照射する場合、親水化ヘッド２３のそれぞれの内部に紫外線光を発生させる素子が設けられる、又は、紫外線を発生させる素子で発生された紫外線光が親水化ヘッド２３のそれぞれに、導光される。そして、親水化ヘッド２３のそれぞれから、基材１２の表面の繊維へ、紫外線が照射され、オゾン、活性酸素の生成により繊維の一部が酸化される。あるいは、繊維の一部の化学結合を切断し、生成した活性酸素で酸化される。

なお、ある一例では、親水化ヘッド２３のそれぞれは、基材１２に堆積された繊維にオゾンガスを噴射することにより、繊維の親水性を向上させる。また、別のある一例では、基材１２に堆積された繊維に大気圧プラズマを噴射することにより、繊維の親水性を向上させる。いずれの場合も、紫外線を繊維に照射する場合と同様に、生成した活性酸素等により繊維の一部が酸化され、繊維の親水性（濡れ性）が向上する。親水化ヘッド２３は、例示した親水性向上のための処理を適宜組み合わせて行なうようにしてもよい。また、紡糸ヘッド２２に電圧を印加することによって紡糸ヘッド２２のそれぞれから原料液を吐出する場合等は、親水化ヘッド２３のそれぞれは、電気的絶縁性を有する材料から形成されることが、好ましい。これにより、紡糸ヘッド２２への電圧の印加によって発生する電界への親水化ヘッド２３の影響が、低減される。前述のように、複数の紡糸ヘッド２２及び複数の親水化ヘッド２３による処理が行われた後、基材１２の表面（主面１５のそれぞれ）に繊維膜１３が形成された帯状体１１は、巻取り部２６のリール３２に、ロール状に巻取られる。

図４等の一例では、複数の親水化ヘッド２３として、複数の親水化ヘッド２３Ａ及び複数の親水化ヘッド２３Ｂが設けられる。親水化ヘッド２３Ａのそれぞれは、基材１２の主面１５Ａに堆積された繊維を親水化し、親水化ヘッド２３Ｂのそれぞれは、基材１２の主面１５Ｂに堆積された繊維を親水化する。親水化ヘッド２３Ａは、複数の紡糸ヘッド２２Ａのそれぞれに対応させて１つ以上ずつ設けられ、図４等の一例では、紡糸ヘッド２２Ａのそれぞれに対応させて１つずつ、親水化ヘッド２３Ａが設けられる。同様に、親水化ヘッド２３Ｂは、複数の紡糸ヘッド２２Ｂのそれぞれに対応させて１つ以上ずつ設けられ、図４等の一例では、紡糸ヘッド２２Ｂのそれぞれに対応させて１つずつ、親水化ヘッド２３Ｂが設けられる。

製造装置２０では、複数の親水化ヘッド２３Ａのそれぞれは、対応する紡糸ヘッド２２Ａに対して、搬送部２１の下流側に並んで配置される。このため、製造装置２０では、紡糸ヘッド２２Ａ及び親水化ヘッド２３Ａが、搬送部２１での搬送方向に沿って交互に配置される。また、前述のように紡糸ヘッド２２Ａ及び親水化ヘッド２３Ａが配置されるため、親水化ヘッド２３Ａのそれぞれは、対応する紡糸ヘッド２２Ａが繊維を堆積させる領域に対して下流側に連続する領域において、基材１２に堆積された繊維を親水化する。このため、搬送部２１では、搬送方向に沿って、すなわち、上流側から下流側に向かって、紡糸ヘッド２２Ａによって繊維が堆積される領域、及び、親水化ヘッド２３Ａによって繊維が親水化される領域が、交互に繰返し形成される。したがって、下流側への基材１２の搬送に伴って、基材１２の主面１５Ａでは、紡糸ヘッド２２Ａによる繊維の堆積、及び、親水化ヘッド２３Ａによる繊維の親水化が、交互に繰返し行われる。

また、製造装置２０では、複数の親水化ヘッド２３Ｂのそれぞれは、対応する紡糸ヘッド２２Ｂに対して、搬送部２１の下流側に並んで配置される。このため、製造装置２０では、紡糸ヘッド２２Ｂ及び親水化ヘッド２３Ｂが、搬送部２１での搬送方向に沿って交互に配置される。また、前述のように紡糸ヘッド２２Ｂ及び親水化ヘッド２３Ｂが配置されるため、親水化ヘッド２３Ｂのそれぞれは、対応する紡糸ヘッド２２Ｂが繊維を堆積させる領域に対して下流側に連続する領域において、基材１２に堆積された繊維を親水化する。このため、搬送部２１では、搬送方向に沿って、すなわち、上流側から下流側に向かって、紡糸ヘッド２２Ｂによって繊維が堆積される領域、及び、親水化ヘッド２３Ｂによって繊維が親水化される領域が、交互に繰返し形成される。したがって、下流側への基材１２の搬送に伴って、基材１２の主面１５Ｂでは、紡糸ヘッド２２Ｂによる繊維の堆積、及び、親水化ヘッド２３Ｂによる繊維の親水化が、交互に繰返し行われる。

電解コンデンサ１の製造では、製造装置２０によって前述のように帯状体１１が形成されると、帯状体１１を用いてコンデンサ素子３が形成される。コンデンサ素子３の形成では、電極（陽極５又は陰極６）となる基材１２及びセパレータ７となる繊維膜１３が一体の帯状体１１に対して、基材１２とは極性が反対の電極となる板部材が、積層される。すなわち、基材１２とは極性が反対の電極となる板部材が、繊維膜１３を間に介して、基材１２に対して積層される。この際、基材１２と板部材との間が繊維膜１３によって電気的に絶縁された状態で、基材１２、繊維膜１３及び板部材が積層される。そして、基材１２、繊維膜１３及び板部材の積層体を巻回することにより、コンデンサ素子３となる巻回体が形成される。前述のように、コンデンサ素子３は、基材１２、繊維膜１３及び板部材の積層体から形成される。

そして、前述のようにして形成されたコンデンサ素子３を、導電性高分子が溶解された溶液に浸す。図５は、電解コンデンサ１の製造において、導電性高分子が溶解された溶液にコンデンサ素子３を浸す処理の一例を示す。図５の一例では、処理槽４１に、導電性高分子が溶解された溶液４２が充填される。そして、処理槽４１の内部において、充填された溶液４２にコンデンサ素子（巻回体）３が浸される。コンデンサ素子３は、リード端子８，９以外の部分の全体が溶液４２に浸される状態に、処理槽４１の内部に配置される。

ここで、溶解される導電性高分子としては、ポリアセチレン及びポリチオフェン類等が挙げられる。導電性高分子が溶解された溶液は、酸性となり、例えば、ｐＨが３程度となる。また、繊維膜１３を形成する原料液に用いられる有機物質は、前述のように、導電性高分子が溶解された溶液に溶解し難い。このため、導電性高分子の溶液にコンデンサ素子３を浸している状態において、導電性高分子の溶液への繊維膜１３を形成する繊維の溶解が、有効に抑制される。

前述のように溶液４２にコンデンサ素子３が浸されることにより、セパレータ７となる繊維膜１３に、導電性高分子が含浸する。そして、溶液４２にコンデンサ素子３をある程度の時間浸した後、溶液４２から取出す。溶液４２にコンデンサ素子３が浸した状態では、前述のように繊維膜１３に導電性高分子が含浸するため、溶液４２から取出されたコンデンサ素子３では、セパレータ７（繊維膜１３）において導電性高分子が保持される。

また、電解コンデンサ１の製造では、繊維膜１３に導電性高分子が含浸されたコンデンサ素子３を、ケース２の内部に収納する。この際、リード端子８，９がケース２の外部に延出される状態で、コンデンサ素子３がケース２の内部に配置される。そして、ケース２の内部に電解液を注入し、コンデンサ素子３に電解液を含浸させる。そして、ケース２を封止し、ケース２の内部を密閉することにより、電解コンデンサ１が形成される。

また、前述した製造装置２０には、製造装置２０全体を制御する制御部２７が設けられる。制御部２７は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）又はＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等を含むプロセッサ又は集積回路（制御回路）、及び、メモリ等の記憶媒体を備える。制御部２７は、集積回路等を１つのみ備えてもよく、集積回路等を複数備えてもよい。制御部２７は、記憶媒体等に記憶されるプログラム等を実行することにより、処理を行う。製造装置２０では、制御部２７によって、搬送部２１、紡糸ヘッド２２及び親水化ヘッド２３等のそれぞれの作動が制御される。これにより、搬送部２１での基材１２の搬送、紡糸ヘッド２２のそれぞれからの原料液の吐出、及び、親水化ヘッド２３のそれぞれによる親水化処理等が制御される。

前述のように本実施形態では、親水化ヘッド２３のそれぞれは、対応する紡糸ヘッド２２が繊維を堆積させる領域に対して下流側に連続する領域において、繊維を親水化する。そして、製造装置２０の搬送部２１では、紡糸ヘッド２２によって繊維が堆積される領域、及び、親水化ヘッド２３によって繊維が親水化される領域が、搬送方向に沿って交互に繰返し形成される。すなわち、搬送部２１において搬送される基材１２の表面では、繊維の堆積及び繊維の親水化が、交互に繰返し行われる。前述のように繊維の親水化が行われるため、基材１２に堆積された繊維から形成される繊維膜１３では、表面だけでなく、内部でも繊維の親水性が向上する。

ここで、搬送部において、繊維を親水化する領域に対して上流側でのみ、紡糸ヘッド等によって基材の表面に繊維が堆積される構成を、比較例とする。比較例では、基材１２の表面に繊維膜が形成された状態でのみ、繊維の親水化処理が行われる。一方、本実施形態では、前述のように繊維の堆積及び繊維の親水化が交互に繰返し行われるため、形成された繊維膜１３の内部での繊維の親水性が、比較例等に比べて高い。

前述のように本実施形態では、基材１２に形成された繊維膜１３において、表面だけでなく、内部でも繊維の親水性が高くなる。このため、前述のように導電性高分子の溶液へコンデンサ素子３を浸している状態において、セパレータ７となる繊維膜１３では、表面だけでなく、内部まで適切に導電性高分子が含浸する。繊維膜１３の内部まで導電性高分子が含浸することにより、前述のようにして形成された電解コンデンサ１では、セパレータ７となる繊維膜１３において導電性高分子の分布が不均一になることが、有効に防止される。すなわち、電解コンデンサ１では、繊維膜１３（セパレータ７）における導電性高分子の均一性が、向上する。

また、本実施形態では、前述のように繊維が親水化されるため、繊維膜１３の表面及び内部の両方において、繊維の親水性が向上する。繊維膜１３の表面において繊維の親水性が向上することにより、導電性高分子が溶解した溶液にコンデンサ素子３を浸している状態において、繊維膜１３の表面に液体が付着し易くなる。そして、繊維膜１３の表面に液体が付着し易くなることにより、繊維膜１３に導電性高分子がさらに含浸し易くなる。

前述のように、本実施形態の電解コンデンサ１では、繊維膜１３における導電性高分子の均一性が向上する。このため、電解コンデンサ１の性能が向上する。また、繊維膜１３の内部まで導電性高分子が含浸し易くなることにより、電解コンデンサ１の製造において、材料効率等が向上する。これにより、電解コンデンサ１の製造において、手間及びコストを削減可能となる。

（変形例）
なお、図６及び図７に示すある変形例でも、複数の紡糸ヘッド２２Ａは、搬送部２１での搬送方向に互いに対して離れて配置され、複数の紡糸ヘッド２２Ｂは、搬送方向に互いに対して離れて配置される。このため、本変形例でも、搬送方向に互いに対して離れる複数の領域のそれぞれにおいて、基材１２の主面１５Ａに繊維が堆積され、搬送方向に互いに対して離れる複数の領域のそれぞれにおいて、基材１２の主面１５Ｂに繊維が堆積される。また、本変形例では、紡糸ヘッド２２Ａのそれぞれに対応させて一対ずつ（２つずつ）、親水化ヘッド２３Ａが設けられ、紡糸ヘッド２２Ｂのそれぞれに対応させて一対ずつ（２つずつ）、親水化ヘッド２３Ｂが設けられる。

本変形例でも、搬送部２１（製造装置２０）において、前述のように、搬送方向、第１の方向及び第２の方向が規定される。そして、搬送部２１では、基材１２の幅方向が第２の方向と一致又は略一致し、かつ、基材１２の厚さ方向が第１の方向と一致又は略一致する状態で、基材１２（帯状体１１）が搬送される。ここで、図６では、搬送部２１の第２の方向（幅方向）は、紙面に対して直交又は略直交する。また、図７では、搬送部２１での搬送方向は、紙面に対して直交又は略直交する。

本変形例では、複数の親水化ヘッド２３Ａのそれぞれは、対応する紡糸ヘッド２２Ａに対して、搬送部２１での搬送方向にずれることなく、又は、ほとんどずれることなく配置される。このように紡糸ヘッド２２Ａ及び親水化ヘッド２３Ａが配置されるため、親水化ヘッド２３Ａのそれぞれは、対応する紡糸ヘッド２２Ａが繊維を堆積させる領域において、基材１２に堆積された繊維を親水化する。このため、搬送部２１では、搬送方向について互いに対して離れる複数の領域のそれぞれで、紡糸ヘッド２２Ａによる繊維の堆積、及び、親水化ヘッド２３Ａによる繊維の親水化の両方が行われる。すなわち、搬送方向について互いに対して離れる複数の領域のそれぞれで、紡糸ヘッド２２Ａによる繊維の堆積、及び、親水化ヘッド２３Ａによる繊維の親水化の両方が、基材１２の主面１５Ａに対して行われる。

また、本変形例の製造装置２０では、複数の親水化ヘッド２３Ｂのそれぞれは、対応する紡糸ヘッド２２Ｂに対して、搬送部２１での搬送方向にずれることなく、又は、ほとんどずれることなく配置される。このように紡糸ヘッド２２Ｂ及び親水化ヘッド２３Ｂが配置されるため、親水化ヘッド２３Ｂのそれぞれは、対応する紡糸ヘッド２２Ｂが繊維を堆積させる領域において、基材１２に堆積された繊維を親水化する。このため、搬送部２１では、搬送方向について互いに対して離れる複数の領域のそれぞれで、紡糸ヘッド２２Ｂによる繊維の堆積、及び、親水化ヘッド２３Ｂによる繊維の親水化の両方が行われる。すなわち、搬送方向について互いに対して離れる複数の領域のそれぞれで、紡糸ヘッド２２Ｂによる繊維の堆積、及び、親水化ヘッド２３Ｂによる繊維の親水化の両方が、基材１２の主面１５Ｂに対して行われる。

また、本変形例では、親水化ヘッド２３Ａのそれぞれは、対応する紡糸ヘッド２２Ａに対して、搬送部２１の第２の方向（基材１２の幅方向）にずれて配置される。図６及び図７等の一例では、紡糸ヘッド２２Ａのそれぞれは、搬送部２１の第２の方向について、対応する一対の親水化ヘッド２３Ａの間に配置され、親水化ヘッド２３Ａのそれぞれは、対応する紡糸ヘッド２２Ａに対して、第２の方向に並んで配置される。このため、紫外線の照射によって繊維を親水化する構成では、親水化ヘッド２３Ａのそれぞれから紫外線を出射する位置は、対応する紡糸ヘッド２２Ａから原料液を吐出する位置に対して、搬送部２１の第２の方向にずれる。そして、大気圧プラズマ又はオゾンガスの噴射によって繊維を親水化する構成では、親水化ヘッド２３Ａのそれぞれから大気圧プラズマ又はオゾンガスを噴出する位置は、対応する紡糸ヘッド２２Ａから原料液を吐出する位置に対して、搬送部２１の第２の方向にずれる。

同様に、本変形例では、親水化ヘッド２３Ｂのそれぞれは、対応する紡糸ヘッド２２Ｂに対して、搬送部２１の第２の方向（基材１２の幅方向）にずれて配置される。図６及び図７等の一例では、紡糸ヘッド２２Ｂのそれぞれは、搬送部２１の第２の方向について、対応する一対の親水化ヘッド２３Ｂの間に配置され、親水化ヘッド２３Ｂのそれぞれは、対応する紡糸ヘッド２２Ｂに対して、第２の方向に並んで配置される。このため、紫外線の照射によって繊維を親水化する構成では、親水化ヘッド２３Ｂのそれぞれから紫外線を出射する位置は、対応する紡糸ヘッド２２Ｂから原料液を吐出する位置に対して、搬送部２１の第２の方向にずれる。そして、大気圧プラズマ又はオゾンガスの噴射によって繊維を親水化する構成では、親水化ヘッド２３Ｂのそれぞれから大気圧プラズマ又はオゾンガスを噴出する位置は、対応する紡糸ヘッド２２Ｂから原料液を吐出する位置に対して、搬送部２１の第２の方向にずれる。

なお、図７等の一例では、紡糸ヘッド２２Ａのそれぞれに対して、第２の方向の両側に、対応する親水化ヘッド２３Ａが配置されるが、これに限るものではない。ある一例では、紡糸ヘッド２２Ａのそれぞれに対して、第２の方向の一方側にのみ、対応する親水化ヘッド２３Ａが配置されてもよい。同様に、図７等の一例では、紡糸ヘッド２２Ｂのそれぞれに対して、第２の方向の両側に、対応する親水化ヘッド２３Ｂが配置されるが、これに限るものではない。ある一例では、紡糸ヘッド２２Ｂのそれぞれに対して、第２の方向の一方側にのみ、対応する親水化ヘッド２３Ｂが配置されてもよい。

前述のように本変形例では、親水化ヘッド２３のそれぞれは、対応する紡糸ヘッド２２が繊維を堆積させる領域において、繊維を親水化する。そして、製造装置２０の搬送部２１では、搬送方向について互いに対して離れる複数の領域のそれぞれで、紡糸ヘッド２２による繊維、及び、親水化ヘッド２３による繊維の親水化の両方が行われる。前述のように繊維の親水化が行われるため、本変形例でも、基材１２に堆積された繊維から形成される繊維膜１３において、表面だけでなく、内部でも繊維の親水性が向上する。

本変形例でも、基材１２に形成された繊維膜１３において、表面だけでなく、内部でも繊維の親水性が高くなる。このため、前述のように導電性高分子の溶液へコンデンサ素子３を浸している状態において、セパレータ７となる繊維膜１３では、表面だけでなく、内部まで適切に導電性高分子が含浸する。これにより、本変形例のようにして製造された電解コンデンサ１でも、繊維膜１３（セパレータ７）における導電性高分子の均一性が、向上する。したがって、本変形例でも、電解コンデンサ１の性能が向上するとともに、電解コンデンサ１の製造において、手間及びコストを削減可能となる。

また、本変形例では、紡糸ヘッド２２のそれぞれは、搬送方向に対して交差する第１の方向から、基材１２に向かって原料液を吐出する。そして、親水化ヘッド２３のそれぞれは、搬送方向及び第１の方向の両方に対して交差する第２の方向に、対応する紡糸ヘッド２２からずれて配置される。このため、対応する紡糸ヘッド２２が繊維を堆積させる領域において親水化ヘッド２３のそれぞれが繊維を親水化する構成を、容易に実現可能となる。

これらの少なくとも一つの実施形態又は実施例によれば、複数の紡糸ヘッドのそれぞれに対応させて１つ以上ずつ設けられ、対応する紡糸ヘッドが繊維を堆積させる領域、又は、対応する紡糸ヘッドが繊維を堆積させる領域に対して下流側に連続する領域において、それぞれが繊維を親水化する親水化ヘッドを備える。これにより、一対の電極の一方と一体にセパレータとなる繊維膜が形成され、繊維膜における導電性高分子の均一性を向上させる電解コンデンサの製造装置を提供することができる。

これら少なくとも一つの実施形態又は実施例によれば、繊維を堆積させる複数の領域のそれぞれ、又は、繊維を堆積させる複数の領域のそれぞれに対して下流側に連続する領域において、繊維を親水化する。これにより、一対の電極の一方と一体にセパレータとなる繊維膜が形成され、繊維膜における導電性高分子の均一性を向上させる電解コンデンサの製造方法を提供することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…電解コンデンサ、２…ケース、３…コンデンサ素子、５…陽極、６…陰極、７…セパレータ、１１…帯状体、１２…基材、１３…繊維膜、２０…製造装置、２１…搬送部、２２（２２Ａ，２２Ｂ）…紡糸ヘッド、２３（２３Ａ，２３Ｂ）…親水化ヘッド。

Claims (6)

1. 電極となる基材を搬送する搬送部と、
   搬送部において搬送される前記基材にそれぞれが原料液を吐出することにより、セパレータとなる繊維膜を形成する繊維を前記基材にそれぞれが堆積させ、前記搬送部での搬送方向に互いに対して離れて配置される複数の紡糸ヘッドと、
   複数の前記紡糸ヘッドのそれぞれに対応させて１つ以上ずつ設けられ、対応する前記紡糸ヘッドが前記繊維を堆積させる領域、又は、対応する前記紡糸ヘッドが前記繊維を堆積させる前記領域に対して下流側に連続する領域において、それぞれが前記繊維を親水化する親水化ヘッドと、
   を具備する、電解コンデンサの製造装置。
2. 複数の前記紡糸ヘッドのそれぞれは、前記搬送方向に対して交差する第１の方向の一方側から、前記基材に向かって前記原料液を吐出し、
   複数の前記親水化ヘッドのそれぞれは、前記搬送方向及び前記第１の方向の両方に対して交差する第２の方向に、対応する前記紡糸ヘッドからずれて配置される、
   請求項１の製造装置。
3. 複数の前記親水化ヘッドのそれぞれは、前記繊維への紫外線の照射、前記繊維への大気圧プラズマの噴射、及び、前記繊維へのオゾンガスの噴射の少なくともいずれかによって、前記繊維を親水化する、請求項１又は２の製造装置。
4. 搬送部において電極となる基材を搬送することと、
   前記搬送部での搬送方向に互いに対して離れる複数の領域のそれぞれにおいて、搬送される前記基材に原料液を吐出することにより、セパレータとなる繊維膜を形成する繊維を前記基材に堆積させることと、
   前記繊維を堆積させる複数の前記領域のそれぞれ、又は、前記繊維を堆積させる複数の前記領域のそれぞれに対して下流側に連続する領域において、前記繊維を親水化することと、
   を具備する、電解コンデンサの製造方法。
5. 前記繊維の親水化において、前記繊維への紫外線の照射、前記繊維への大気圧プラズマの噴射、及び、前記繊維へのオゾンガスの噴射の少なくともいずれかによって、前記繊維を親水化する、請求項４の製造方法。
6. 前記基材とは極性が反対の電極となる板部材を前記基材に対して前記繊維膜を間に介して積層し、前記基材、前記繊維膜及び前記板部材の積層体からコンデンサ素子を形成することと、
   前記繊維膜に導電性高分子を含浸させることと、
   をさらに具備する、請求項４又は５の製造方法。