JP2892412B2

JP2892412B2 - 電解コンデンサ用電解紙

Info

Publication number: JP2892412B2
Application number: JP2016493A
Authority: JP
Inventors: 順一丑本; 浩昭和田
Original assignee: NITSUHON KODOSHI KOGYO KK
Current assignee: NITSUHON KODOSHI KOGYO KK
Priority date: 1990-01-26
Filing date: 1990-01-26
Publication date: 1999-05-17
Anticipated expiration: 2014-05-17
Also published as: JPH03222315A

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セパレータとして介
在される電解コンデンサ用電解紙に係り、特には電解紙
の製法に改良を加えたことによって、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を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、気密度が高く
なってしまうため、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、例えばγ−ブチロラ
クトン（GBL）系電解液に対しては返ってESRに悪影響が
あり、気密度を下げればショート不良率が増加すること
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、ショート不良率が造花することが
判明してきた。

他方において、一般の円網抄紙機で抄いた電解紙は、
円網抄紙機の特徴として円網型抄紙網の空孔の大きさに
比例した円網特有のピンホールを有しているものであっ
て、このようなピンホールが大きいと得られた電解コン
デンサのショート不良率が増加してしまうことが判明し
ている。しかしながら、円網型抄紙網の空孔を小さくす
ると該抄紙網からの紙層の脱水能力が損なわれてしまう
ので、過度に網の空孔を小さくすることができない。従
ってショートを完全に防止する程度にまで電解紙の空孔
の大きさを小さくすることができないという現状にあ
る。

そこで本発明は上記に鑑みてなされたものであって、
円網抄紙機によって得られる紙特有のピンホールを小さ
くし、しかも気密度を低くしたことによってショート不
良率とESRとの双方を同時に改善することができる電解
コンデンサ用電解紙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、陽極箔と陰極箔
との間に介在させて所定の電解液を含浸させる電解コン
デンサ用電解紙であって、該電解紙は少なくとも２つ以
上の円網型抄紙網を用いて紙層が形成され、かつ、この
紙層を抄紙機上で重ねて１枚に抄き合わせて形成されて
成ることを特徴とする電解コンデンサ用電解紙の構成に
してある。

更に上記前記電解紙の原材料は、マニラ麻パルプ，エ
スパルトパルプ，サイザルパルプ，木材クラフトパルプ
等の天然パルプ又はこれらパルプの混抄品であり、具体
的な原材料例として、マニラ麻パルプ60〜40％，エスパ
ルトパルプ40〜60％の混合材及びマニラ麻パルプ40〜０
％，サイザルパルプ60〜100％の混合材にしてある。

また前記電解紙は、厚さが20〜60μm,密度が0.25〜70
g/cm³，気密度が0.5〜20秒/100ccとしてある。

作用上記手段によれば、少なくとも２つ以上の円網型抄紙
網を用いて形成された個々の紙層には従来の円網一重紙
と同様に円網抄紙機特有のピンホールが形成されている
が、少なくとも２枚以上の紙層を抄紙機上で重ねて１枚
に抄き合わせるため、紙層に形成された各ピンホールが
相互に打ち消し合い、得られた円網二重紙の表面から裏
面に貫通するピンホールの大きさが小さくなるとともに
ピンホールが均一に分散することとなる。

このように電解紙に形成されるピンホールが小さくな
ると、この紙を用いて製造した電解コンデンサのショー
ト不良率を格段に減少させることができる上、ピンホー
ルが均一に分散して、紙の地合いが均質となるためESR
も改善することができる。

実施例以下に本発明の構成を各実施例に基づいて説明する。

通常の円網抄紙機は、円網バットの中に特定メッシュ
の金網もしくはプラスチック網を張った円網シリンダを
設置し、この円網シリンダを用いてパルプスラリー中の
水分のみを脱水し、円網シリンダ上にパルプ繊維の湿紙
（紙層）を造る抄紙機である。このようにして得られた
紙は円網一重紙と呼ばれる。例えば従来の40μｍの円網
一重紙は、一つの円網シリンダのみを用いて40μｍの厚
さの紙層に抄紙するものであって、得られた紙には円網
シリンダの網目によって、脱水したときにできる円網抄
紙機の円網特有なピンホールがそのまま残存してしまう
ことになる。

そこで本発明の場合には、特定メッシュの金網もしく
はプラスチック網を張った円網シリンダを少なくとも２
個以上設置し、上記２個の円網シリンダ内に予め準備し
たパルプスラリーを流し込み、パルプスラリー中の水分
を脱水した後、各円網シリンダ上に得られたパルプ繊維
の紙層を抄紙機上で重ね合わせて１枚に抄き合わせて製
作される。尚、上記の円網型抄紙網は２個に限定される
ものではなく、２個以上の円網型抄網を用いて複数枚の
紙層を形成し、これらの紙層を抄紙機上で重ねて１枚に
抄き合わせて形成するものである。

例えば２個の円網シリンダを用いて40μｍの紙を製作
する場合には、一つの円網シリンダを用いて20μｍの厚
さに湿紙を造り、他の円網シリンダを用いて同様に20μ
ｍの厚さの湿紙を造って、両湿紙を抄紙機上で重ね合わ
せ、１枚に抄き合わせて製作される。よって従来の紙が
円網一重紙と呼ばれるのに対して、本発明によって得ら
れた紙は円網二重紙と呼称されるべきものといえる。

電解紙の原材料として本実施例ではマニラ麻パルプ，
エスパルトパルプ，サイザルパルプ，木材クラフトパル
プ等の天然パルプ及びこれらの混抄品を用いた。製作に
際してこれらの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、この混合原料によってパルプ
スラリーを作成して、前記したように２個の円網シリン
ダを用いて該パルプスラリー中の水分を脱水した後、各
円網シリンダ上に得られたパルプ繊維の紙層を抄紙機上
で重ねて１枚に抄き合わせ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。

得られた電解紙の厚さは20〜60μｍ、密度0.25〜0.70
g/cm³、気密度が0.5〜20秒/100ccとして良好な結果を得
た。

本発明にかかる電解コンデンサ用電解紙を製作する際
に、一方の円網シリンダを用いて例えば20μｍの厚さの
湿紙を造ると、この湿紙には円網抄紙機特有のピンホー
ルが形成されているが、このような二枚の湿紙を重ね合
わせるとピンホールが相互に打ち消し合い、得られた円
網二重紙の表面から裏面に貫通するピンホールの大きさ
が小さくなるとともにピンホールが均一に分散すること
となる。

このように電解紙に形成されるピンホールが小さくな
ると、この紙を用いて製造した電解コンデンサのショー
ト不良率を格段に減少させることができる上、ピンホー
ルが均一に分散して、紙の地合いが均質となるためESR
も改善することがてきるという特徴が発揮される。

第１図は本発明にかかる電解コンデンサ用電解紙（表
１の実施例１−），即ち円網二重紙の透光型顕微鏡写
真（倍率:10倍）であり、第２図は従来の電解コンデン
サ用電解紙（表１の従来例１−），即ち円網一重紙の
透光型顕微鏡写真（倍率:10倍）である。また、第３図
は上記第１図，第２図で観察された各顕微鏡写真のピン
ホール部分を大蔵省印刷発行の狭雑物測定図表を用いて
ピンホールの面積及び個数（5mm×5mm中）を計測したグ
ラフである。

従来例である第２図のピンホールに比して、本発明に
かかる電解紙である第１図のピンホールの方が小さく、
かつ、全体的にピンホールが均一に分散していることが
観察される。また、第３図に示すグラフによれば従来例
よりも本実施例の方がピンホールの個数が多く、かつ、
１個当りの面積が小さい方向に分布していることが見ら
れる。このグラフからも本実施例は１個当りの面積が小
さいピンホールが全体に均一に分散していることが判
る。

以下表１により、略同一厚さ、同一密度に抄造した本
発明に係る電解紙と従来の電解紙を使用して電解コンデ
ンサを製作し、厚さ，密度，気密度,ESR及びショート不
良率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直接接触し
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，密度はJIS C2301（電解コンデンサ
紙）に規定された方法で測定した。

気密度に関してはJIS C2111（電気絶縁紙試験方法）
に規定する“12.1気密度”の項に従い、Ｂ型試験器（ガ
ーレーデンソメータ）によって測定した、但し穴の部分
が直径6mmφであるアダプターを使用する。

（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の有無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20℃,1000HZの周波数でLCRメ
ータによって測定した。

表１の実施例1,2,3は円網二重紙を用いた電解コンデ
ンサの例であり、実施例４は円網三重紙を用いた例を示
している。これに対して従来例1,2,3は円網一重紙を用
いた電解コンデンサの例である。

表１の測定結果に示した通り、本発明にかかる電解紙
を用いたコンデンサは従来例に比して気密度,ESR,ショ
ート不良率がともに改善されていることが明らかであ
る。

例えば表１の実施例１−は現在最も多く使用されて
いるマニラ麻パルプ40％，エスパルトパルプ60％の混合
原料を用いて、厚さ40.0μm,密度0.505g/cm³に抄造した
ものであり、対応する従来例１−は同一原料を用いて
実施例１−と略同一厚さ，同一密度に抄造したもので
ある。実施例１−は円網二重紙とすることにより、第
１図、第３図に示す通り１個当りのピンホールの面積が
小さくなり、かつ、数多く均一に分散しているため、気
密度が4.2秒と従来の円網一重紙の従来例１−の9.5秒
に比して大幅に低くなっている。そのため、略同一厚
さ，同一密度であるにもかかわらず、ESRは0.902Ωから
0.683Ωに、ショート不良率は3.1％から1.5％に双方と
もに大幅に改善されている。

また、厚さ略30μｍとした実施例１−と従来例１−
を比較すると実施例１−の方が気密度が1.3秒から
1.0秒と低くなり、ESRは0.603Ωから0.497Ωに、ショー
ト不良率は64.6％から35.2％に双方ともに大幅に改善さ
れており、30μｍの薄い電解紙であっても実用可能とす
ることができる。

従って本発明にかかる電解紙を用いた電解コンデンサ
は、従来の同様な電解コンデンサに比して気密度,ESR,
ショート不良率の何れもが改善されていることが観察さ
れた。

発明の効果以上詳細に説明した如く、本発明は電解コンデンサを
構成する電解紙が少なくとも２つ以上の円網型抄紙網を
用いて紙層が形成され、かつ、この紙層が抄紙機上で重
ねて１枚の抄き合わせて形成されているので、如何に記
す作用効果が得られる。

即ち、少なくとも２つ以上の円網型抄紙網を用いて形
成された個々の紙層には従来の円網一重紙と同様に円網
抄紙機特有のピンホールが形成されているが、少なくと
も２枚以上の紙層を抄紙機上で重ねて１枚に抄き合わせ
るため、紙層に形成された各ピンホールが相互に打ち消
し合い、得られた円網二重紙の表面から裏面に貫通する
ピンホールの大きさが小さくなるとともにピンホールが
均一に分散することとなる。

このように電解紙に形成されるピンホールが小さくな
ると、この紙を用いて製造した電解コンデンサのショー
ト不良率を格段に減少させることができる上、ピンホー
ルが均一に分散して、紙の地合いが均質となるためESR
も改善することができる。そのため、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という効果が発揮され
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる電解コンデンサ用電解紙のピン
ホールの状態を示す部分拡大図、第２図は従来の電解コ
ンデンサ用電解紙のピンホールの状態を示す部分拡大
図、第３図は第１図，第２図で観察したピンホール部分
の面積及び個数を計測したグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭63−51619（ＪＰ，Ａ) 特開昭53−55766（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−32121（ＪＰ，Ａ) 特開昭56−152229（ＪＰ，Ａ) 特開昭56−27915（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01G 9/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】陽極箔と陰極箔との間に介在させて所定の
電解液を含浸させる電解コンデンサ用電解紙であって、
該電解紙は少なくとも２つ以上の円網型抄紙網を用いて
紙層が形成され、かつ、この紙層を抄紙機上で重ねて１
枚に抄き合わせて形成されて成ることを特徴とする電解
コンデンサ用電解紙。
【請求項２】前記電解紙の原材料は、マニラ麻パルプ，
エスパルトパルプ，サイザルパルプ，木材クラフトパル
プ等の天然パルプ又はこれらパルプの混抄品である請求
項１記載の電解コンデンサ用電解紙。
【請求項３】前記電解紙の原材料は、マニラ麻パルプ60
〜40％，エスパルトパルプ40〜60％の混合材である請求
項１記載の電解コンデンサ用電解紙。
【請求項４】前記電解紙の原材料は、マニラ麻パルプ40
〜０％，サイザルパルプ60〜100％の混合材である請求
項１記載の電解コンデンサ用電解紙。
【請求項５】前記電解紙は、厚さが20〜60μm,密度が0.
25〜0.70g/cm³，気密度が0.5〜20秒/100ccである請求項
1,2,3,4記載の電解コンデンサ用電解紙。