JP4109697B2 - 電解コンデンサ - Google Patents

Description

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ともに大幅に向上した引張強度を有し、しかも繊維間空隙が遮蔽されることがない新規な電解紙を用いることによって、インピーダンス特性に悪影響を与えることなくショート不良率を改善するとともに、生産性を向上させるものである。

一般に電解コンデンサ，特にアルミ電解コンデンサは、陽極アルミ箔と陰極アルミ箔との間に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必然的に引張強度が低下して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り、引張強度が増大し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、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へ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へ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（特許文献１参照）。

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（特許文献２参照）。

また、ショート不良率を改善するには電解紙の箔バリに対する耐性を向上させることであり、厚さ，密度，緻密性，ピンホールとともに引張強度を向上させることも重要な課題である。そのため、前記したようにＣＳＦの数値を小さくする他、原料中にビニロンバインダー繊維，ポリエチレン繊維等低融点の熱融着繊維を混合し、乾燥工程での温度にて溶融させ、繊維間に接着強度を持たせ引張強度を増大させる手段や、ポリプロピレン繊維，ナイロン繊維等の熱可塑性繊維を混抄した紙を二次加工にて熱処理を施し融着させ引張強度を増大させる手段が知られている。これらの手段では前記した天然植物繊維の他にビスコースレーヨン繊維，ポリプロピレン繊維，ポリイミド繊維，アラミド繊維等の合成繊維の他、ガラス繊維，アルミナシリカ繊維等の無機繊維も配合し低密度、かつ、空隙率の高い紙で、実用レベルの引張強度を有する紙を得ることが可能である。

また、紙の一般的な引張強度の増大として製造工程中の原料懸濁液に澱粉，植物性ガム，半合成高分子及び合成高分子等を添加し、繊維表層に定着させ繊維相互の結合強度を増大させる手段が知られている。
特公昭６１−４５３７９号公報 特開昭６２−１２６６２２号公報

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許文献１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、繊維間隙は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許文献２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、引張強度が低く、素子巻取り工程上での断紙やショート不良率が増加することが判明してきた。

また、ＣＳＦの数値を小さくすることなく引張強度を増大させることのできる熱融着繊維を混抄して乾燥工程にて溶融させ繊維相互の結合を増大させる手段、或は熱可塑性繊維を混抄し二次加工の熱処理で融着させ引張強度を増大させる手段では、バインダー繊維及び熱可塑性繊維が溶融し膜状（フィルム状）となり繊維間隙を遮蔽して電解液のイオン電導を阻害するため、低密度紙で引張強度が強くてもＥＳＲは悪化する結果となることが判明している。

更に、紙の一般的な引張強度の増大手段である製造工程中の原料懸濁液に澱粉，植物性ガム，半合成高分子及び合成高分子等を添加し、繊維表層に定着させ繊維相互の結合強度を増大させる手段によれば、ＣＳＦの数値を小さくしミクロフィブリルを発生させ繊維表面積を増大させることのできる高密度用原料に対しては、ある程度は有効ではある。しかしながら、近年特に電解紙に要求される低ＥＳＲ化に対しては必ずしも有効ではない。即ち、電解紙の低ＥＳＲ化に対してはより低密度に製造することが重要であり、そのために未叩解原料か僅かに叩解を施した程度の原料を前提として製造する必要がある。これは原料繊維の叩解処理を施しＣＳＦの数値を小さくすれば必然的に密度が上昇するためである。従って、低ＥＳＲ化を目的とする電解紙においては未叩解原料か僅かに叩解を施した程度の原料を使用するため繊維表面積は増大しない。そのため、製造工程中の原料懸濁液に前記紙力増強剤を内添したとしても定着歩留りが極めて悪く、大幅な引張強度の増大は期待できず、低ＥＳＲ化を目的とする電解紙としては引張強度が充分でない。

また、前記の各種天然植物繊維を１００％使用する限り、電解紙の下限密度は０．２７ｇ／ｃｍ^３であり、これ以下に密度を低くすると、電解紙製造の巻取り段階で紙切れが発生し、仮に製作できたとしてもコンデンサの素子巻取り工程において紙切れが多発するため実用に致っていないのが現状である。

一方、コンデンサの製造過程においてはコンデンサ素子に巻取る際の電解紙切れの問題があり、特に近年の低ＥＳＲ化による低密度紙への移行とともに電解紙切れの増大によって、その生産性を著しく阻害する要因ともなっており、その改善が求められている。

そこで本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、低密度であるとともに大幅に向上した引張強度を有し、しかも繊維間空隙が遮蔽されることがない新規な電解紙を用いることによって、インピーダンス特性に悪影響を与えることなくショート不良率を改善するとともに、コンデンサの素子巻取り工程での断紙を無くし生産性を向上させ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。

本発明は上記の目的を達成するために、陽極箔と陰極箔との間に電解紙を介在してなる電解コンデンサにおいて、前記電解紙は、高叩解されミクロフィブリルが高度に発達した溶剤紡糸レーヨンを原料として抄紙するとともに、抄紙後の乾紙状態において、不純物を除去した紙力増強剤の精製溶液を電解紙に対して０．０５重量％〜５．０重量％になるように含浸塗布した構成、前記電解紙は、高叩解されミクロフィブリルが高度に発達した溶剤紡糸レーヨンを原料として抄紙するとともに、抄紙後の乾紙状態において、希釈水溶液として電解コンデンサのアルミ箔を腐食又は変質させないレベルまで不純物を除去した紙力増強剤の精製溶液を電解紙に対して０．０５重量％〜５．０重量％になるように含浸塗布することにより、電解紙の不純物を化成性で評価した場合３００〜６５０Ｖとした構成、及び前記電解紙は、高叩解されミクロフィブリルが高度に発達した溶剤紡糸レーヨンを原料として抄紙するとともに、抄紙後の乾紙状態において、希釈水溶液として電解コンデンサのアルミ箔を腐食又は変質させないレベルまで不純物を除去した紙力増強剤の精製溶液を電解紙に対して０．０５重量％〜５．０重量％になるように含浸塗布することにより、密度が０．２０〜０．７０ｇ／ｃｍ^３，引張強度が１．１ｋｇ／１５ｍｍ以上，厚さが２０〜７０μｍ，電解紙の不純物を化成性で評価した場合５００〜６５０Ｖ，ＥＳＲが０．２Ω／１ｋＨｚ以下とした構成を提供する。

また、溶剤紡糸レーヨンの叩解の程度がＣＳＦの値で２００ｍｌ以下であり、不純物を除去した紙力増強剤の精製溶液を紙層中の繊維相互の接触点に定着するように含浸塗布し、不純物を除去した紙力増強剤の精製溶液を含浸塗布することにより、該紙力増強剤の精製溶液を繊維内部に浸透させて、繊維間空隙を維持した状態で繊維間の結合強度を増大させている。更に、電解紙は、円網抄紙機により抄紙された円網一重紙又は円網多重紙であり、紙力増強剤として、グァーガム，ローカストビーンガム，トラガカントガム，コーンスターチ，ポテト澱粉，小麦澱粉，タピオカ澱粉，ジアルデヒドデンプン，カチオンデンプン，メチルセルロース，カルボキシメチルセルロース，ポリアクリルアミド樹脂，ポリエチレンイミン樹脂，尿素樹脂から選択された１種又は複数のものを使用する。

上記手段による本発明によれば、溶剤紡糸レーヨンを原料として抄紙した電解紙に紙力増強剤の精製溶液を含浸塗布することにより、該紙力増強剤の精製溶液を繊維内部に浸透させて繊維間空隙を維持した状態で繊維間の結合強度を増大させるとともに単繊維の強度を増大させることができるので、紙層中の繊維相互の接触点に紙力増強剤が効果的に定着し、繊維間の結合強度が増大するとともに、紙力増強剤の精製溶液が繊維内部まで浸透するため、単繊維自体の強度を大きく増大させることができる。従って、電解紙は繊維間空隙を維持した状態で繊維の結合強度が高まるため、ＥＳＲに悪影響を及ぼすことなく引張強度を格段に改善でき、結果としてコンデンサ素子製作時の断紙をなくすることができる。即ち、本発明にかかる電解紙によれば、繊維の結合強度を高めても、従来のように叩解原料におけるミクロフィブリルや熱融着繊維等による薄膜形成による繊維間空隙の遮蔽がないのである。そのため、紙力増強剤の精製溶液を含浸塗布した電解紙を用いて製作した電解コンデンサは、薄く低密度であることにより低ＥＳＲを実現できると同時に、繊維の結合強度の増加による引張強度の向上によりショート不良率を著しく減少させることができ、更に生産性をも向上させることができる。また、紙力増強剤の不純物を精製低減しているため、アルミ箔を腐食又は変質させることがない。

以下に本発明にかかる電解コンデンサの最良の実施形態を説明する。本発明は溶剤紡糸レーヨンを原料として抄紙するとともに、抄紙後の電解紙に紙力増強剤の精製溶液を含浸塗布したことに特徴を有する。そして、溶剤紡糸レーヨンは、高叩解されミクロフィブリルを高度に発達させ、具体的には、溶剤紡糸レーヨンの叩解の程度をＣＳＦの値で２００ｍｌ以下とする。

電解紙に塗布する紙力増強剤としてはグァーガム，ローカストビーンガム，トラガカントガム等の植物性ガム類，コーンスターチ，ポテト澱粉，小麦澱粉，タピオカ澱粉等の澱粉類，ジアルデヒドデンプン，カチオンデンプン，メチルセルロース，カルボキシメチルセルロース等の半合成高分子，ポリアクリルアミド樹脂，ポリエチレンイミン樹脂，尿素樹脂等の合成高分子が使用される。その中でも入手性，経済性，強度増強効果，作業性等からしてジアルデヒドデンプン，ポリアクリルアミド樹脂，ポリエチレンイミン樹脂が特に好ましい。

本発明では前記紙力増強剤の精製溶液を使用する。本発明で精製溶液とは希釈水溶液としてアルミ箔を腐食又は変質させないレベルまで不純物をイオン交換樹脂等により除去したものであり、電解紙の不純物を化成性で評価した場合に一般用途のものでは３００Ｖ〜６５０Ｖの範囲にあるもので使用可能であり、更に高温度長寿命用等の対応のものとしては５００Ｖ〜６５０Ｖの範囲とすることにより信頼性が増すこととなる。なお、紙力増強剤そのものは水溶液として精製されたものであれば前記したものに限定されるものではなく、適宜のものを使用可能である。また、紙力増強剤は上記条件に適合する精製溶液であればよく、その精製処理の方法はイオン交換樹脂の他、電気透析法，限外濾過法，逆浸透法等のどのような方法であってもよい。

紙力増強剤は電解紙に対して０．０５重量％〜５．０重量％、好ましくは０．１重量％〜３．０重量％を含浸塗布する。この範囲において目的とする低密度であるとともに大幅に向上した引張強度を有し、しかも繊維間空隙が遮蔽されることがない新規な電解紙を得ることができた。

この含浸塗布された紙力増強剤の精製溶液によって、紙層中の繊維相互の接触点に紙力増強剤が効果的に定着し、繊維間の結合強度が増大するとともに、繊維内部まで浸透するため、単繊維自体の強度をも増大させることができる。従って、電解紙は繊維間空隙を維持した状態で繊維の結合強度が高まる。しかも、従来のように過度に叩解してミクロフィブリルを発生したり、熱融着繊維等の造膜による繊維間隙の遮蔽がなく、低密度で薄く、しかも大きな引張強度を有することができる。

紙力増強剤の精製溶液を含浸塗布する被塗布紙としては、１つの円網バット部を有した円網抄紙機（円網一重紙），あるいは２つ以上複数の円網バット部を有した円網多層コンビネーションマシン（円網多重紙）等の適宜の抄紙機にて抄造された乾紙状態の電解紙を使用する。

この抄紙後の乾紙状態の電解紙に目標強度に応じて希釈した紙力増強剤の精製溶液を含浸塗布する。塗布方式としてはダイレクトロールコータ，ディップコータ，スプレーコータ，キッスロールコータ等の塗布方式で浸漬され、プレスロールにて脱液調整と厚さ調整を行った後、熱風乾燥やシリンダードライ方式等によって乾燥させて、所定の厚さ、密度の電解紙を製作する。この方式が二次加工であっても良いが、抄紙後にこれらの設備を設置したオンライン方式とすると生産性を阻害することなく量産することが可能となる。この方式によれば、例えば従来の原料懸濁液へのアニオン紙力増強剤の内部添加の如く、硫酸バンドやポリ塩化アルミ等の不純物の多い定着助剤を必要とせず、アニオン，ノニオン，カチオンの何れの紙力増強剤でも使用することができる。なお、紙力増強剤の精製溶液を含浸塗布する電解紙としては抄紙後の乾紙状態の電解紙が効率が良く適当である。湿紙状態の電解紙に噴霧塗布することも可能であるが、湿紙の水分率が高いため、吸引脱水やプレス脱水にて紙力増強剤が流出することとなり、効率が悪く、又抄紙フェルやドライヤーシリンダーを汚染するため、従来の電解紙の抄紙に支障を来すので、乾紙状態の電解紙に含浸塗布することが適当である。

また、含浸塗布，プレス加重，乾燥の方法及びこれらの条件によっては抄紙後の電解紙の厚さ，密度を調整することも可能であり、従来、天然植物繊維では未叩解原料でも不可能とされていた超低密度電解紙を製作することが可能となる。更に引張強度の増大により素子巻取り工程での断紙を防止するとともに電解紙中の微細繊維をも強固に固着するため電解紙の表面強度が増大し、電解紙の裁断時やコンデンサ素子巻取り工程での繊維脱落による紙粉の発生をも防止することができ、ラインの清掃頻度を減少させ工程の作業を円滑にすることも可能となる。

得られる電解紙の密度は０．２０〜０．７０ｇ／ｃｍ^３，厚さ２０〜７０μｍ、好ましくは密度０．２０〜０．３５ｇ／ｃｍ^３，厚さ４０〜６０μｍとすることが適当である。また、電解紙の不純物を化成性で評価した場合３００〜６５０Ｖ、好ましくは５００〜６５０Ｖとし、引張強度１．１ｋｇ／１５ｍｍ以上とすることが適当である。電解紙の高信頼性を維持するため、電解紙の不純物を化成性によって評価し、該化成性の評価基準を満たしていることが本発明の特徴の一つである。

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きつけ形成した後、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。

以下に本発明にかかる具体的な実施例と比較例及び従来例を示す。なお、電解コンデンサは、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形成した後、所定の電解液を含浸させてケースに封入し、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。

有機溶剤紡糸レーヨンをＣＳＦ２００ｍｌまで叩解した原料１００重量％を使用して、厚さ５７．５μｍ，密度０．２３９ｇ／ｃｍ^３，強度０．７ｋｇ／１５ｍｍの円網二重紙を抄紙し、ダイレクトロールコータにてイオン交換樹脂で精製したポリエチレンイミン樹脂の希釈溶液を浸漬しプレスロールでポリエチレンイミンが紙に対し２．２重量％になるよう脱液調整後シリンダードライヤーで乾燥し厚さ６０．１μｍ，密度０．２３４ｇ／ｃｍ^３，引張強度１．６ｋｇ／１５ｍｍの電解紙を得た。ついでこの電解紙で５０ＷＶ，２２０μＦの電解コンデンサを製作した。

〔比較例１〕
マニラ麻パルプをＣＳＦ７２０ｍｌに叩解した原料１００重量％を使用して、厚さ５０．２μｍ，密度０．２７７ｇ／ｃｍ^３，引張強度０．６ｋｇ／１５ｍｍの円網二重紙を抄紙した後、ダイレクトロールコータにて市販のエポキシ樹脂（ポリアミドポリアミンエピクロルヒドリン樹脂）の希釈溶液を浸漬し、プレスロールでエポキシ樹脂が紙に対し２．５重量％になるよう脱液調整後熱風乾燥によって厚さ５９．０μｍ，密度０．２３７ｇ／ｃｍ^３，引張強度１．１ｋｇ／１５ｍｍの電解紙を得た。ついでこの電解紙で５０ＷＶ，２２０μＦの電解コンデンサを製作した。

〔従来例１〕
サイザル麻パルプをＣＳＦ４５０ｍｌまで叩解した原料３０重量％とチョップドガラス繊維５０重量％及びビニロンバインダー繊維２０重量％の混合原料を使用して、抄紙機のシリンダードライヤー上でビニロンバインダー繊維を熱融着させ、厚さ６０．５μｍ，密度０．２３５，引張強度０．８ｋｇ／１５ｍｍの紙を抄造した。ついでこの電解紙で５０ＷＶ，２２０μＦの電解コンデンサを製作した。

〔従来例２〕
マニラ麻パルプをＣＳＦ３５０ｍｌに叩解した原料７０重量％とポリプロピレン繊維３０重量％の混合原料を使用して、厚さ６２．３μｍ，密度０．２３０ｇ／ｃｍ^３，引張強度０．６ｋｇ／１５ｍｍの紙を抄造した後、ポリプロピレン繊維を熱融着させ厚さ６０．１μｍ，密度０．２３８ｇ／ｃｍ^３，引張強度１．０ｋｇ／１５ｍｍの紙を製造した。ついでこの電解紙で５０ＷＶ，２２０μＦの電解コンデンサを製作した。

上記の実施例１と比較例１及び従来例１，２によって得られた電解紙及び電解コンデンサに関し、厚さ（μｍ）、密度（ｇ／ｃｍ^３）、引張強度（ｋｇ／１５ｍｍ）、気密度（秒／１００ｃｃ）、化成性（Ｖ）、紙粉発生量（ｍｇ／１０００ｍ）、ショート不良率（％）、ＥＳＲ（Ω／１ｋＨｚ）を測定した。なお、測定方法及びその装置は次の通りである。

（１）電解紙の厚さ、密度、引張強度
ＪＩＳ Ｃ２３０１（電解コンデンサ紙）に規定された方法で測定した。

（２）気密度
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６ｍｍψであるアダプターを使用した。また、気密度１秒以下の電解紙については５枚重ねで測定し１枚に換算した。

（３）化成性
電解紙５０ｇ±１ｇを１０００ｍｌのイオン交換水で１時間煮沸し、抽出液を１００ｍｌまで濃縮して冷却した後、０．３５ｇのアジピン酸を溶解した試料液に、清浄な９９．９９％のプレーンアルミ箔を両電極として６０ｍＡ定電流で１０分後の電圧を測定し化成性とした。このときブランク試験としてはイオン交換水１０００ｍｌを濃縮し１００ｍｌとし０．３５ｇのアジピン酸を溶解して前記操作で測定した１０分後の値が６００Ｖ〜６５０Ｖの範囲内であることを確認しておいた。

（４）紙粉発生量
巻出しと巻取りを設けた試験器の中央にカッター刃を５ｃｍ間隔で２枚固定する。１８ｍｍ幅でレコード巻に裁断した電解紙を巻出し側にセットし、０．５ｋｇの張力で引出し、カッター刃上を擦らせながら１０ｍ／分の速度で１０００ｍ巻取り側に移動させこの間に脱落した紙粉の量を測定した。４回の平均値を表示した。

（５）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形成した後、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、ショート素子の全素子数に対する割合をショート不良率とした。

（６）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。

以上のようにして得た実施例１，比較例１，従来例１，２の電解紙及び電解コンデンサの評価結果を表１に示す。

表１の結果に示した通り、紙力増強剤の精製溶液を含浸塗布してなる電解紙を使用した本発明は、化成性，ＥＳＲを悪化させることなくショート不良率が格段に改善されている。即ち、実施例１は本発明者らの特開平５−２６７１０３号にかかる有機溶剤紡糸レーヨン１００重量％を使用して抄造した円網二重紙に精製したポリエチレンイミン樹脂で紙力増強加工をしたものであるが、高叩解され高度に発達した溶剤紡糸レーヨンのミクロフィブリルの無数の接点にポリエチレンイミンが効果的に吸着され、引張強度が１．６ｋｇ／１５ｍｍと大幅に向上し、更に紙力増強剤による造膜作用がなく、ＥＳＲの悪化のない微多孔質状の緻密な紙層であるためショート不良率が４．８％、ＥＳＲは０．０８１７Ω／１ｋＨｚに改善されている。また、化成性も５３２Ｖであって、電解コンデンサに悪影響を及ぼすものではない。

比較例１は天然繊維であるマニラ麻を原料として抄紙した円網二重紙に精製されていない市販のエポキシ樹脂を含浸塗布して製作した実施例１と略同一厚さ，同一密度の電解紙を用いたものである。ショート不良率，ＥＳＲともに実施例１よりも悪く、特に化成性が実施例１の５３２Ｖに対し、３０Ｖと極端に低くなっている。これはエポキシ樹脂組成内に含有する塩素分によるものであり、電解紙としての実用レベルではないことを示している。そのため、本発明の課題を解決するためには使用する紙力増強剤が精製されたものであることが必要である。

また、従来例１はＣＳＦ４５０ｍｌのサイザルパルプ３０重量％とチョップドガラス繊維５０重量％及びビニロンバインダー繊維２０重量％の混合原料を用いたものであり、抄紙機のシリンダードライヤー上でバインダー繊維を熱融着させ、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、ＥＳＲは従来例１が０．１１７５Ω／１ｋＨｚに対し実施例１では０．０８１７Ω／１ｋＨｚと格段に改善されている。従来例１ではバインダー繊維が溶融し膜状（フィルム状）となり繊維間隙を遮蔽して電解液のイオン電導を阻害しているため、同一密度であってもＥＳＲが実施例１より悪化しているのである。これに対し、実施例１では紙力増強剤の精製溶液を含浸塗布しても繊維間空隙を維持しているため、ＥＳＲを改善することができるのである。また、引張強度も従来例１が０．８ｋｇ／１５ｍｍに対し、実施例１は１．６ｋｇ／１５ｍｍと大幅に上昇している。その結果ショート不良率は従来例１が１７．５％に対して、実施例１は４．８％となっている。このことから精製した紙力増強剤を含浸塗布した低密度電解紙は、紙の引張強度を大幅に上昇させ箔バリに対する抵抗性を向上させるが、バインダー繊維のように造膜作用がないためＥＳＲも良好となっていることが判る。

従来例２はＣＳＦ３５０ｍｌまで叩解したマニラ麻パルプ７０重量％とポリプロピレン繊維３０重量％の混抄紙を後加工にて加熱処理を施しポリプロピレンを溶融し製造したものであるが、抄造段階で巻取り可能な強度を保持させる必要があるため、過度にマニラ麻パルプを叩解しており、マニラ麻パルプの紙玉等の地合不良が発生し、ショート不良率は１５．２％と高く、溶融したポリプロピレンの造膜作用によりＥＳＲが悪化して０．１３０５Ω／１ｋＨｚとなっている。

以上詳細に説明した如く、本発明にかかる電解コンデンサは、アルミ箔を腐食又は変色させないレベルまで不純物を低減させた植物性ガム，澱粉，半合成高分子，合成高分子等の紙力増強剤の精製溶液を溶剤紡糸レーヨンを原料として円網抄紙機により抄紙した電解紙に含浸塗布したことを特徴としており、以下における作用効果が得られる。即ち、紙力増強剤の精製溶液の含浸塗布による引張強度の増大は天然植物繊維を過度に叩解を進めたり、熱融着繊維を使用したりして引張強度を向上させた電解紙と異なり、造膜作用がないため電解紙は繊維間空隙を維持した状態で繊維の結合強度が高まり、ＥＳＲを悪化させることなく、引張強度の大幅な増大によってショート不良率を著しく低減させることができる。また、溶剤紡糸レーヨンを原料としているため、紙層中の繊維相互の接触点に紙力増強剤が効果的に定着し、繊維間の結合強度が増大するとともに、繊維内部まで浸透するため、単繊維自体の強度をも増大させることができる。そのため、従来では実用上強度的に使用困難とされていた超低密度領域の電解紙の製作が可能となり、更に従来電解紙に比しては素子巻取り工程の断紙をなくし、脱落紙粉を大幅に減少させることによって紙粉トラブルを減少させ、電解コンデンサ製作過程での生産性をも格段に向上させることが可能となる。

Claims (8)

1. 陽極箔と陰極箔との間に電解紙を介在してなる電解コンデンサにおいて、
   前記電解紙は、高叩解されミクロフィブリルが高度に発達した溶剤紡糸レーヨンを原料として抄紙するとともに、抄紙後の乾紙状態において、不純物を除去した紙力増強剤の精製溶液を電解紙に対して０．０５重量％〜５．０重量％になるように含浸塗布したことを特徴とする電解コンデンサ。
2. 陽極箔と陰極箔との間に電解紙を介在してなる電解コンデンサにおいて、
   前記電解紙は、高叩解されミクロフィブリルが高度に発達した溶剤紡糸レーヨンを原料として抄紙するとともに、抄紙後の乾紙状態において、希釈水溶液として電解コンデンサのアルミ箔を腐食又は変質させないレベルまで不純物を除去した紙力増強剤の精製溶液を電解紙に対して０．０５重量％〜５．０重量％になるように含浸塗布することにより、電解紙の不純物を化成性で評価した場合３００〜６５０Ｖとしたことを特徴とする電解コンデンサ。
3. 陽極箔と陰極箔との間に電解紙を介在してなる電解コンデンサにおいて、
   前記電解紙は、高叩解されミクロフィブリルが高度に発達した溶剤紡糸レーヨンを原料として抄紙するとともに、抄紙後の乾紙状態において、希釈水溶液として電解コンデンサのアルミ箔を腐食又は変質させないレベルまで不純物を除去した紙力増強剤の精製溶液を電解紙に対して０．０５重量％〜５．０重量％になるように含浸塗布することにより、密度が０．２０〜０．７０ｇ／ｃｍ^３，引張強度が１．１ｋｇ／１５ｍｍ以上，厚さが２０〜７０μｍ，電解紙の不純物を化成性で評価した場合５００〜６５０Ｖ，ＥＳＲが０．２Ω／１ｋＨｚ以下としたことを特徴とする電解コンデンサ。
4. 溶剤紡糸レーヨンの叩解の程度がＣＳＦの値で２００ｍｌ以下である請求項１，２又は３記載の電解コンデンサ。
5. 不純物を除去した紙力増強剤の精製溶液を紙層中の繊維相互の接触点に定着するように含浸塗布した請求項１，２，３又は４記載の電解コンデンサ。
6. 不純物を除去した紙力増強剤の精製溶液を含浸塗布することにより、該紙力増強剤の精製溶液を繊維内部に浸透させて、繊維間空隙を維持した状態で繊維間の結合強度を増大させた請求項１，２，３，４又は５記載の電解コンデンサ。
7. 電解紙は、円網抄紙機により抄紙された円網一重紙又は円網多重紙である請求項１，２，３，４，５又は６記載の電解コンデンサ。
8. 紙力増強剤として、グァーガム，ローカストビーンガム，トラガカントガム，コーンスターチ，ポテト澱粉，小麦澱粉，タピオカ澱粉，ジアルデヒドデンプン，カチオンデンプン，メチルセルロース，カルボキシメチルセルロース，ポリアクリルアミド樹脂，ポリエチレンイミン樹脂，尿素樹脂から選択された１種又は複数のものを使用する請求項１，２，３，４，５，６又は７記載の電解コンデンサ。