JP2886233B2

JP2886233B2 - 電解コンデンサ

Info

Publication number: JP2886233B2
Application number: JP1649290A
Authority: JP
Inventors: 順一丑本; 浩昭和田; 政弘竹谷
Original assignee: NITSUHON KODOSHI KOGYO KK
Current assignee: NITSUHON KODOSHI KOGYO KK
Priority date: 1990-01-26
Filing date: 1990-01-26
Publication date: 1999-04-26
Anticipated expiration: 2014-04-26
Also published as: JPH03222314A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は陽極箔と陰極箔との間に電解紙を介在させて
構成した電解コンデンサに係り、特には低密度であると
共に紙として緻密な外観を有し、しかも引張強度が良好
な新規な電解紙を用いることによって、ショート不良率
及びインピーダンス特性の双方を改善することに関す
る。

従来の技術一般に電解コンデンサ、特にアルミ電解コンデンサ
は、陽極アルミ箔と陰極アルミ箔との間に電解紙を介在
させて巻付け形成してコンデンサ素子を作成し、このコ
ンデンサ素子を液状の電解液中に浸漬して電解質を含浸
させ、封口して製作している。電解液としては通常エチ
レングリコール（EG），ジメチルホルムアミド（DMF）
又はγ−ブチロラクトン（GBL）等を溶媒とし、これら
の溶媒に硼酸やアジピン酸アンモニウム，マレイン酸水
素アンモニウム等の有機酸塩を溶解したものを用いてコ
ンデンサ素子の両端から浸透させて製作している。

これら従来のアルミ電解コンデンサは電解紙中に電解
液を含浸させているため、コンデンサとしてのインピー
ダンス特性、特に等価直列抵抗（以下ESRと略称する）
が高くなり易く、そのためインピーダンス特性を良くす
るために電解液の抵抗値を下げたり、電解紙を薄くする
か密度を低くする手段の外、電解紙の原料を通常の木材
クラフトパルプから針葉樹木材パルプ，マニラ麻パル
プ，エスパルトパルプ等に変更する手段が用いられてい
る。しかしながら、電解液の抵抗値を下げると、アルミ
箔に対して腐蝕性を与える原因となり、一方、電解紙を
薄くしたり密度を低くすると、コンデンサ素子に巻き取
る際にショート不良率が増大し、仮にショートしなかっ
た場合でも製品化されて市場に出された後のショート不
良率が高くなる難点がある。

そこでショート不良率を下げるためには電解紙の厚さ
を厚くしたり、密度を高くしたり、同密度の場合にはそ
の原料であるパルプの叩解の程度を示すJIS P 8121によ
るCSF（Canadian Standard Freeness）の数値を小さく
すればパルプの繊維がフィブリル化して細かくなり、得
られる電解紙が緻密となってショート不良率が改善され
ることが知られている。また、これらの項目のESRに与
える影響は電解紙を厚くすると一次式的にESRが悪化
し、密度を高めると二次式的にESRが悪化することが判
明している。即わちESRを改善するには、ショート不良
率の改善とは逆に電解紙を薄くし、その密度を低くする
必要がある。

そのため、ショート不良率の改善とESRの改善という
双方の目的を達成するために、前記したように電解紙の
原料を通常の木材クラフトパルプから針葉樹木材パル
プ，マニラ麻パルプ，エスパルトパルプ等の繊維径のよ
り小さなパルプに変更することによって、薄く、かつ、
低密度で緻密な電解紙を製造する試みがなされている。
現在電解紙として最も多く採用されている混抄品は、マ
ニラ麻パルプとエスパルトパルプの混抄品であって、繊
維径が細く剛性の高いエスパルトパルプをマニラ麻パル
プに混合することによってマニラ麻の外観の粗さを解消
し密度が低くても緻密性を有する電解紙を得ることがで
きる（特公昭61−45372号）。

更に、電解紙の原料として原料を叩解してCSFの数値
を小さくしても抄造された紙の密度が高くなり難いサイ
ザルパルプを使用することにより、CSFの小さい原料で
密度の低い電解紙を得ることが提供されている（特開昭
62−126622号）。

発明が解決しようとする課題しかしながら、前記マニラ麻パルプとエスパルトパル
プを混抄した特公昭61−45372号においては、エスパル
トパルプが非常に剛性であるため、マニラ麻パルプとの
相性が悪く、エスパルトパルプを混合することによって
極度に引張強度が減少してしまう。そのためにマニラ麻
パルプのCSFの数値を小さくし、フィブリルを無数に発
生させて繊維間に働く水素結合を増大させて電解紙の強
度を高めて引張強度を維持する必要がある。ところが、
近時この引張強度を高めるためのマニラ麻パルプのフィ
ブリルによって、繊維間隙が埋められてしまうため、剛
直なエスパルトパルプの存在下では低密度の電解紙は作
成できても、返ってESRに悪影響のあることが判明して
きた。

一方、サイザルパルプを原料とする特開昭62−126622
号によれば、サイザルパルプは繊維径がマニラ麻パルプ
と略同径で、かつ、マニラ麻パルプよりも剛性が高いた
め、薄い紙が抄き難いという問題点があり、しかも外観
上の粗さがあるため、ショート不良率が増加することが
判明してきた。また、マニラ麻パルプ，サイザルパル
プ，エスパルトパルプは原料が高価である上、供給が不
安定であるという原材料の面からの難点をも有してい
る。

そこで本発明は上記に鑑みてなされたものであって、
低密度であると共に紙として緻密な外観を有し、しかも
引張強度が良好な新規な電解紙を用いることによって、
ショート不良率及びインピーダンス特性の双方を改善す
る電解コンデンサを提供することを目的とするものであ
る。

課題を解決するための手段本発明は上記目的を達成するために、電解紙の原料と
してユーカリパルプに着目したものであり、陽極箔と陰
極箔との間に電解紙を介在して成る電解コンデンサにお
いて、前記電解紙は原料として少なくとも20重量％以上
のユーカリパルプを使用して抄造されていることを特徴
とする電解コンデンサを得ることを主眼としている。

前記電解紙は、20重量％以上のユーカリパルプと、80
重量％以上のマニラ麻パルプとを配合した構成にしてあ
り、更に前記電解紙は、20重量％以上のユーカリパルプ
と、80重量％以下のサイザルパルプとを配合した構成及
び20重量％以上のユーカリパルプと、80重量％以下の針
葉樹クラフトパルプとを配合した構成にしてある。

また、上記電解紙は厚さが30〜60μm,密度が0.30〜0.
70g/cm³であることが特徴となっている。

作用上記手段によれば、広葉樹繊維であるユーカリパルプ
はマニラ麻繊維よりも小さく、しかもエスパルト繊維程
の剛性を有しておらず、電解紙としての適度な柔軟性
と、断面形状において電気の流れを阻害しない良好なる
円形の繊維形態を有しているという特徴があり、他の天
然繊維との相性が良好であって過度なフィブリル化を行
なうことなく、低密度であって、しかも引張強度が高く
緻密な電解紙を得ることができる。従って原料中にユー
カリパルプを配合することによって、CSFの数値は大き
くても低密度で充分な引張強度を有し、しかも均質な地
合と緻密性を有する電解紙を抄造することが可能とな
り、このユーカリパルプを配合した電解紙を用いて作成
した電解コンデンサは、ショート不良率及びESRの両特
性を改善することができる。

実施例以下に本発明を各実施例に基づいて説明する。

先ず電解紙の原料として、広葉樹の一種であるユーカ
リパルプを20重量％以上含む混合原料を所定の叩解機に
よって適度なCSFの数値になるまで叩解し、この混合原
料を用いて所定の厚さの電解紙を抄造する。このように
して得られた電解紙を陽極アルミ箔と陰極アルミ箔との
間に介在させて巻付け形成した後、液状の電解質を含浸
させ、封口して電解コンデンサを製作する。本発明は電
解紙の原料としてユーカリパルプを使用したことに特徴
を有するものであり、原料としてのユーカリパルプは従
来のマニラ麻パルプやエスパルトパルプと同様に、洗
浄、脱水、叩解等の公知の原料調整工程を経て、円網抄
紙機や長網抄紙機，長網円網コンビネーションマシン，
円網円網コンビネーションマシン等の抄紙機にて抄造さ
れる。ただ、電解コンデンサの電気的特性、ショート不
良率に悪影響が及ぼされないように、ちりやごみ、鉄微
粒子が除去されていることが必要であり、原料の精選と
ともに除塵機により処理を施しておく必要がある。

ユーカリパルプに配合する他のパルプは特に限定はな
くマニラ麻パルプ，サイザルパルプ，針葉樹クラフトパ
ルプの何れであっても良いが、配合時にはユーカリパル
プは原料の少なくとも20重量％以上使用する必要があ
る。従って他のパルプは当然80重量％以下となり、混合
比はユーカリパルプの分量によって決定される。

得られた電解紙の厚さは30〜60μm,密度0.30〜0.70g/
cm³として良好な結果を得た。

ユーカリパルプを他のパルプと混合して叩解すると、
ユーカリパルプはエスパルトパルプ程剛性が高くないの
で、CSFが大きな数値であっても得られた電解紙の引張
強度が良好であり、しかも緻密な外観が得られる。更に
得られた電解紙はCSFが大きいため脱水性が良好であ
り、抄造速度を高めて生産性を向上させることができ
る。

更にマニラ麻パルプとの混合叩解時には、マニラ麻パ
ルプの過度なフィブリル化がないため、長繊維を叩解し
た際の特徴である繊維の捩れに起因する紙玉の発生が少
ないという特徴がある。また、サイザルパルプとの混抄
紙にあっては紙玉が全く発生しないので、地合が均質で
しかも緻密性を有する電解紙が得られ、地合むらによる
電解コンデンサのショート不良等の難点が解消され、ES
Rを改善した電解コンデンサが得られる。

以下表１から表３に略同一厚さ、同一密度に抄造した
本発明に係るユーカリパルプを原料とした電解紙と、従
来の針葉樹木材パルプ，広葉樹木材パルプ，マニラ麻パ
ルプ，エスパルトパルプ，サイザルパルプ及びこれらの
混合したものを原料とした電解紙を使用して電解コンデ
ンサを製作し、CSF,厚さ、密度，引張強度，ショート不
良率,ESRを測定した結果を示す。なお、上記実施例にお
ける電解コンデンサの作成方法及び測定方法は以下の通
りである。

（１）電解コンデンサの作成方法タブ付けした陽極箔と陰極箔の間に両極が接触しない
ように電解紙を介在させ、巻取りして電解コンデンサ素
子を作成した後、所定の電解液を含浸させたケースに封
入し、エージングを行って、50WV,220μＦのアルミ乾式
コンデンサを得た。

（２）電解紙の測定方法電解紙の厚さ，密度，引張強度はJIS C2301（電解コ
ンデンサ紙）に規定された方法で測定した。

（３）電解コンデンサの測定方法ショート不良率電解紙を陽極箔及び陰極箔とともに巻取りして電解コ
ンデンサ素子を作成した後、電解液を含浸しないままで
両極間のショートによる導通をテスターで確認した。シ
ョート不良率は略1000個の素子について検査し、ショー
トした素子の全素子数に対する割合をショート不良率と
した。

ESR（等価直列抵抗）電解コンデンサのESRは−40℃,1000HZの周波数でLCR
メータによって測定した。

表1,表2,表３の測定結果に示した通り、ユーカリパル
プを配合もしくは単独で使用した電解紙は従来の電解紙
に比してESR,ショート不良率がともに改善されており、
しかも充分な引張強度を有していることが明らかであ
る。

例えば表１の実施例１ではユーカリパルプ20重量％，
マニラ麻パルプ80重量％の原料を用いて厚さ50.0μm,密
度0.360g/cm³に抄造したものであり、比較例２は現在最
も多く使用されているエスパルトパルプ60重量％，マニ
ラ麻パルプ40重量％の混合原料を用いて実施例１と略同
一厚さ，同一密度に抄造したものである。略同一厚さ，
同一密度であるにもかかわらず、実施例１のCSFは670cc
であり、比較例２のCSFは600ccであって、本発明によれ
ばCSFの数値は大きくても低密度で、しかも均質な地合
と緻密性を有する電解紙を抄造することができる。しか
も引張強度も比較例２が1.5kgに対して、実施例１は2.2
kgと大きく改善されている。その結果、電解紙のショー
ト不良率は3.5％から2.4％に,ESRは1.199Ωから1.167Ω
に双方ともに改善されている。

同様に表２の実施例３ではユーカリパルプ60重量％，
マニラ麻パルプ40重量％の原料を用いてCSFを600ccと
し、厚さ50.3μm,密度0.501g/cm³に抄造した電解紙のシ
ョート不良率は1.0％,ESRは1.746Ω，引張強度は4.0kg
である。これに対して比較例４に示したようにエスパル
トパルプ60重量％，マニラ麻パルプ40重量％の混合原料
を用いてCSFを550ccとし、実施例１と略同一の厚さ及び
同一の密度に抄造した電解紙のショート不良率は1.3％,
ESRは1.800Ω，引張強度は3.7kgであった。データから
明らかなように、実施例３によれば、CSFの数値が比較
例より大きくても略同一密度の電解紙を抄造することが
でき、引張強度も改善されている。更に、ショート不良
率及びESRも共に改善されていることから、ユーカリパ
ルプを配合することにより、電解紙の地合いが均一とな
って緻密性を有することが示されている。

更に表３に示す実施例８はユーカリパルプ10重量％を
使用した電解紙であるが、比較例８に示すNUKP100重量
％を用いた電解紙及び比較例９に示すLUKP100％を用い
た電解紙に比して、ショート不良率の改善のみならず、
ESRが大幅に改善されていることが観察された。

よって、本発明によれば原料中にユーカリパルプを配
合することによってCSFの数値は大きくても低密度で充
分な引張強度を有し、しかも均質な地合と緻密性を有す
る電解紙を抄造することが可能となり、ショート不良
率,ESRの両特性を改善することが可能である。

発明の効果以上詳細に説明した如く、本発明に係る電解コンデン
サは、電解紙の原料としてユーカリパルプに着目したも
のであり、陽極箔と陰極箔との間に電解紙を介在して成
る電解コンデンサにおいて、前記電解紙は原料として少
なくとも20重量％以上のユーカリパルプを使用して抄造
されたことを特徴としており、以下に記す作用効果が得
られる。

即ち、広葉樹繊維であるユーカリパルプはマニラ麻繊
維よりも小さく、しかもエスパルト繊維程の剛性を有し
ておらず、電解紙としての適度な柔軟性と、断面形状に
おいて電気の流れを阻害しない良好なる円形の繊維形態
を有しているという特徴があり、他の天然繊維との相性
が良好であって過度なフィブリル化を行なうことなく、
低密度であって、しかも引張強度が高く緻密な電解紙を
得ることができる。従って原料中にユーカリパルプを配
合することによって、CSFの数値は大きくても低密度で
充分な引張強度を有し、しかも均質な地合と緻密性を有
する電解紙を抄造することが可能となり、このユーカリ
パルプを配合した電解紙を用いて作成した電解コンデン
サは、従来困難とされていたショート不良率とインピー
ダンス特性の双方の改善を同時に実現することができ
る。

また、ユーカリ樹は著しく成長が早いためパルプ材と
して世界各国で大規模に造林されており、マニラ麻、エ
スパルト草、サイザル麻のように限られた地域でのみ栽
培され、かつ、成育が天候に左右される原材料に比べれ
ばはるかに安定的に原料供給が可能の上、極めて安価に
入手できる。しかも何らの二次加工等の特殊処理を施す
こともなく、抄造のみによって得られ、更に抄造におい
ては過度に叩解を要することもなく、脱水性が良好で抄
造を早くすることができるため、極めて経済的である。
したがって電解コンデンサのショート不良率、ESRの改
善のみならず電解コンデンサ自体のコストを下げること
もできる。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】陽極箔と陰極箔との間に電解紙を介在して
成る電解コンデンサにおいて、前記電解紙は原料として
少なくとも20重量％以上のユーカリパルプを使用して抄
造されていることを特徴とする電解コンデンサ。
【請求項２】前記電解紙は20重量％以上のユーカリパル
プと、80重量％以下のマニラ麻パルプとを配合して成る
請求項１記載の電解コンデンサ。
【請求項３】前記電解紙は20重量％以上のユーカリパル
プと、80重量％以下のサイザルパルプとを配合して成る
請求項１記載の電解コンデンサ。
【請求項４】前記電解紙は20重量％以上のユーカリパル
プと、80重量％以下の針葉樹クラフトパルプとを配合し
て成る請求項１記載の電解コンデンサ。
【請求項５】前記電解紙は厚さが30〜60μm,密度が0.30
〜0.70g/cm³である請求項1,2,3,4記載の電解コンデン
サ。