JPH01268109A - 電解コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はショート不良等を増加させることなく著しく低
いｔａｎδ・インピーダンスを実現する電解コンデンサ
に関するものである。

従来の技術 ３　・＼−７ 従来からアルミやタンタル等の電解コンデンサノセパレ
ータには、セルロース系繊維から成る抄造セパレニタが
一般的に使用されている。

近年、電解コンデンサの性能向上のだめに低インピーダ
ンス化、低ｊａｎδ　化が図られるようになり、０．３
０　ｇ　／　ｃｒｄ程度の低密度のセルロース系抄造セ
パレータもその必要性から検討されるようになってきた
。

発明が解決しようとする課題 しかし、従来のセルロース系抄造上ノくレータは短繊維
で抄紙であるがために、低密度化を進めていくと、繊維
間の絡合の力が弱くなり、又繊維の分布も不均一になり
、強度が弱くなり不拘−々ポーラス紙構造となるため、
電解コンデンサの電極箔のパリ等による極間短絡が多く
発生し、製品歩留りを悪くしてし壕うという欠陥がある
。

一方このような問題点を改善する目的として、連続した
微細な有機合成繊維で一定方向に繊維が配列し、繊維同
志は自己粘着で接着して成る不織布の電解コンデンサの
セパレータ（特公昭６１−１３３６８）が発明された。

このセパレータは、平均繊維直径が１０μ以下の微細な
有機合成繊維から成るため、電荷担体の移動距離を短か
くすることができ、また実質的に連続した繊維で、かつ
各繊維の大部分は一定方向に配列し、更に各繊維の交点
で接着されているから、強度は強く、極間ショート、セ
パレータ切断を惹起することなく、不織布の密度を小さ
くすることができ、インピーダンスを効果的に減少させ
るものと知られている。

しかし、このセパレータは、無処理の有機合成繊維で不
織布としだのでは、電解液に対する親和性が乏しく、所
望の低インビニダンスを実現することはできず、親和性
を持たせるのには、有機合成繊維に界面活性剤を付着さ
せる等、特別な親和性付与処理が必要であるとされるた
めそれらの処理方法はコンデンサ機能に悪影響を及ぼさ
ないように慎重な配慮が必要である。又、従来のセルロ
ース系の繊維は、電解液が繊維内部にまで浸透するだめ
、そこが電荷担体の移動領域の一部を荷い、６　′＼−
ノ 低インピーダンス化の役目を果すが、有機合成繊維のセ
パレータは、界面活性剤を付着させた表面の親和性は良
くなり、低インピーダンス化に役立つが、下地の有機合
成繊維内部には、電解液は浸透しないため、この領域は
電荷移動領域として利用することは全くできない。

更にこの有機合成繊維のセパレータは、引張りに対し６
ｏｔｌｙ前後の伸びを有するため、巻取り製造工程では
巻取素子の寸法安定性を欠き、ショート不良の増加も懸
念されている。

一般に電解コンデンサの等何回路は第３図のように静電
容量Ｃ１電極皮膜誘電体の抵抗Ｒｆ、電解液とセパレー
タの合成抵抗Ｒｅ　で表わされ、その等何回路から誘導
されるインピーダンスの式は式１で示される。

Ｚ　−（Ｒｆ−１−Ｒｅ）”　＋（１／ωｃ）２・・−
・−式１％式％ ： 電極皮膜誘電体の抵抗Ｒｅは一般に周波数の逆６、＜−
ノ 数１／ｆに比例して減少してゆき、高周波ではほぼ「○
」に等しくなる。一方、電解液と七ノくレータの合成抵
抗Ｒｅは周波数に影響を受けず低周波から高周波に渡っ
てほぼ一定の関係で、電極面積とセパレータの厚みに対
して式２のような関係があり、高周波において低インピ
ーダンス化を図ろうとするなら、Ｒｅを低くする必要が
ある。

Ｒｅ＝ｋｄ／ｓ　　　　　　　　　・　・式２： ｄ、セパレータの厚み Ｓ、電極面積 しかし、従来のセルロース系繊維及び有機合成繊維のセ
パレータでは、電解コンデンサの製造工程での作業性を
損うととなく、安定な品質を維持しつつ電解液とセパレ
ータの合成抵抗Ｒｅを低くして、所望の低インピーダン
ス化を果すことが困難であった。

本発明はこのような従来の欠点を除去するもので、強度
が強く、繊維の配列が均一で、親和性付与処理を施こさ
なくても、それ自身電解液の親和７１＼−／ 性・浸透性を有し、極間ショートを惹起することなく、
前記式２のＲｅ　を低くすることによって所望の低イン
ピーダンス化を可能とする電解コンデンサを提供しよう
とするものである。

課題を解決するだめの手段 この目的を達成するために本発明は、銅アンモニアレー
ヨン（キュプラ）から成るセパレータテ、この繊維が平
均直径２０μ以下で、セパレータが織布もしくは不織布
で、不織布がバインダを用いず繊維の交点で自己接着性
により接着され繊維が絡み合って成る純粋なセルロース
系不織布で、不織布の繊維が一定方向に均一に配列して
いるセパレータを用いた構成としたものである。

作用 前記のように構成された電解コンデンサにおいて、織布
あるいは不織布のセパレータは、繊維直径の平均が２０
μ以下の微細な繊維から成るため、実質セパレータの厚
みを薄くすることが可能で、Ｒｅを低くすることができ
る。

実施例 以下、本発明の実施例を添付の図面を用いて説明する。

第１図において、１はアルミニウムよりなるケースであ
り、このケース１にはコンデンサ素子２が収納されてい
る。このコンデンサ素子２は、アルミニウム箔をエツチ
ングなどの方法により表面積を拡大した陽極箔３と陰極
箔４との間にセパレータ５を介して巻回して構成され、
上記セパレータ５ｉｉ銅アンモニアレーヨン（キュプラ
）から成る長繊維で、平均直径２０μ以下で織布あるい
は不織布で構成されている。

６は封口体でコンデンサ素子２をケース１に収納し電解
液を含浸した後ケース１の開口部に封着されて電解コン
デンサを構成している。

上記セパレータ５の繊維直径を微細にすればするほどそ
の効果は大きくなり、低インピーダンス化が図れるが、
従来のセルロース系繊維の直径は２Ｑ〜３０μでありセ
パレータの厚みを実質３Ｑμ以下にすることは不可能で
ある。

又、一般にセパレータ６の強度は、繊維どうしの絡合力
、あるいは親和力による物理的結合力、９へ一／′ および化学的な接着力によって成立っているが、セパレ
ータの織布は、縦繊維及び横繊維で規則正しく織ってお
り繊維どうしは堅固に絡み合っている。又不織布は途中
切れ間のない連続した長繊維で、繊維を一定方向に均一
に配列させながら絡み合せ、繊維の交点で自己接着性に
より接着しており、強度は非常に強い。従来のセルロー
ス系繊維は、繊維長が２〜３ｍｍと短く、繊維径が２ｏ
〜３ｏμと太いだめ、これで造った不織布は、低インピ
ーダンス化を図るために、低密度化すると、絡合力が低
下すると共に、著しく抄きむらが生じるので、作業性の
悪化、ショート発生率の増加をまねき、おのずと限界が
生ずる。本発明のセパレータの織布あるいは不織布は、
途中切れ間のない長繊維で、繊維同志は、自己接着力で
接着される関係上、低密度化しても比較的セパレータの
強度の低下は少なく、繊維径が自由に細くできるため低
密度にしても繊維を繊細にすれば抄きむらを抑えること
が出来、低インピーダンス化が図れる。

又、前記の有機合成繊維から成る不織布は、界面１０ヘ
ーノ 活性剤等により処理しなければ、繊維自身に親和性がな
く、電解液の含浸性が悪く低インピーダンス化が図れず
、又電解液の保持性も悪く、コンデンサの寿命も非常に
短かくなる。又、引張りに対する伸度も延伸処理を施こ
しても５０係程度存在するため、これが巻取工程での巻
取精度を悪くさせ、ショート発生等の不良を誘発させる
可能性がある。

これに対し本発明では、セルロースがそれ自身親和性を
有するだめ、親和性付与処理を施こさなくても、電解液
の含浸性・保持性は良好である。

又引張りに対する伸度もほとんどなく巻取精度等への影
響も小さい。

以上のように本発明の電解コンデンサは巻取工程におけ
る極間ショート等の問題を惹起することなく、インピー
ダンスを飛躍的に低下することができるものである。

なお、本発明では原料セルロースを製造する途中、銅ア
ンモニア溶液を用いるだめに、製造された原料セルロー
ス中に銅が不純物として微量残存１１’＼−７ するだめ、銅除去の調整が必要である。

一定量以上の銅の存在は電解コンデンサにショートを惹
起させる因子となり得るため、本発明の原料セルロース
は硫酸水溶液で処理し、さらに純水にて洗浄することに
より除−去した。

以下、本発明による具体例について述べる。

（実施例１） 銅アンモニアレーヨン（キュプラ）から成る平均繊維直
径が２０μのセルロース系長繊維で、繊維が一定方向に
均一に配列し、繊維の交点で自己接着性により接着され
絡合ってからなる不織布を電解コンデンサセパレークと
して用い、１６Ｖ４７μＦの定格で、内部素子を巻取り
、それに電解液を含浸して組立て、エージング処理を施
し、電解コンデンサを作製した。

（実施例２） 平均繊維直径を１０μに変更した他実施例１と同じ方法
で電解コンデンサを作製した。

（実施例３） 平均繊維直径を６μに変更した他実施例１と同じ方法で
電解コンデンサを作製した。

（実施例４） 銅アンモニア（キュプラ）から成る平均繊維直径が２Ｑ
μのセルロース系長繊維で織った織布を電解コンデンサ
セパレータとして用い、実施例１と同じ方法で電力イコ
ンデンザを作製した。

（実施例５） 銅含有量を５ｏｐｐｍ　Ｋ調整した実施例１と同じ方法
で電解コンデンサを作製した。

（実施例６） 銅含有量を１１００ｐｐ　に調整した実施例１と同じ方
法で電解コンデンサを作製した。

（従来例１） 従来のセルロース系抄造のマニラ紙をセパレータとして
用い、実施例１と同じ方法で電解コンデンサを作製した
。

（従来例２） 従来のポリプロピレンの微細な有機合成繊維から成る不
織布をセパレータとして用い、実施例１と同じ方法で電
解コンデンサを作製した。

１３、＼−７ （従来例３） 有機合成繊維の表面に界面活性剤を付着させた他従来例
と同じ方法で電解コンデンサを作製した。

実施例及び従来例で用いたセパレータの物性を第１表に
示す。又、実施例及び従来例の内部のコンデンサ素子の
巻取直後のショート発生率を第２表に示す。これらの内
部素子に電解液を含浸して組立てた電解コンデンサの特
性を第３表に示す。

（以下余　白） １４４−ノ １５１、７ 第２表　コンデンサ素子のショート発生率ｎ＝１０００
個 １７・＼−ノ 以上の結果からもわかるように、実施例１〜６は、従来
例１〜３に比ベコンデンサ素子のショート発生もなく、
優れた特性を示し、又、従来例２゜３に比べても、セパ
レータの伸びは少なく、界面活性剤の付着の有無に関係
なく優れたコンデンサ特性を示すことは明らかである。

発明の効果 以上のように本発明は、ショート不良等を増加させるこ
とな（ｔａｎδ・インピーダンスを著しく低くした高性
能・高品質の電解コンデンサを提供するもので、その実
用的効果は犬なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電解コンデンサの一実施例を示す分解
斜視図、第２図は本発明の実施例及び従来例で得られた
コンデンサの２０℃のインピーダンスの温度特性図、第
３図は電解コンデンサの等価回路図である。 １　・・・ケース、２　・・・・コンデンサ素子、３・
・・・陽極箔、４・・・陰極箔、５・　セパレータ、６
・封口体。 第１図 第２図 θ、／　　　　　　ｌ　　　　　　／θ　　　　　にθ
ａ　汲毅　〔ＫＨｉＪ 第３図

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）銅アンモニアレーヨン（キュピラ）から成るセパ
   レータを電極箔間に介在させて巻回したコンデンサ素子
   をケースに封入してなる電解コンデンサ。
2. （２）セルロース系長繊維が平均直径２０μ以下である
   請求項１記載の電解コンデンサ。
3. （３）セパレータが織布もしくは不織布であることを特
   徴とする請求項１記載の電解コンデンサ。
4. （４）不織布がバインダーを用いず繊維の交点で自己接
   着性により接着され繊維が絡み合って成る純粋なセルロ
   ース系不織布である請求項３記載の電解コンデンサ。
5. （５）不織布の繊維が一定方向に均一に配列しているこ
   とを特徴とする請求項３記載の電解コンデンサ。
6. （６）銅アンモニアレーヨンの原料がリンターパルプで
   あることを特徴とする請求項１記載の電解コンデンサ。
7. （７）銅アンモニアレーヨンの原料が木材パルプである
   ことを特徴とする請求項１記載の電解コンデンサ。
8. （８）銅アンモニアレーヨンの原料が茎稈パルプである
   ことを特徴とする請求項１記載の電解コンデンサ。
9. （９）銅アンモニアレーヨンの原料が靭皮パルプである
   ことを特徴とする請求項１記載の電解コンデンサ。
10. （１０）銅アンモニアレーヨン繊維中の銅含有量が５０
    ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の電解
    コンデンサ。