JPH01293608A - 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 従来からアルミやタンタル等の電解コンデンサのセパレ
ータには、クラフトあるいはマニラ等の繊維から成る抄
紙セパレー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ために低インピーダ
ンス化、低ｔａｎδ化が図られるようになり、０　、３
０　ｇ／ｃ−程度の低密度のマニラ紙もその必要性から
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、マニラ、クラフト紙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
不均一な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
りを悪くしてしま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、極間シぢ一ト、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
織布としたのでは、電解液に対する親和性が乏しく、所
望の低インピー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、マニラ・クラ
フト紙等のセルロース系の繊維は、電解液が繊維内部に
まで浸透するため、そこが電荷担体の移動領域の一部を
荷い、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
０％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。

２＝、へｔ７了ｊ習〒扁責５フ；７迂　　・・・・・・
式１％式％ 電極皮膜誘電体の抵抗Ｒｅは一般に周波数の逆数１／ｆ
に比例して減少してゆき、高周波ではほぼｒｏＪに等し
くなる。一方、電解液とセパレータの合成抵抗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、従来のマニラ、クラフト紙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
を損うことなく、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。

また、従来のマニラ、クラフト紙及び有機合成繊維のセ
パレータは繊維形状が円形または楕円形であり、電解液
の含浸性を良くすることが難かしく、コンデンサ製造工
程において大きな障害となっていた。

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。

課題を解決するための手段 この目的を達成するために本発明は、原料がコツトンリ
ンターで、途中切れ間のない連続したセルロース系長繊
維のセパレータで、この繊維の断面形状が非円形で平均
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
よシ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、繊維断面形状が非円形
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、電解液の含浸速度も早く、ＲＯ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６は原料がコツトンリンターで、途中切
れ間のない連続したセルロース系長繊維で、平均直径２
０μ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６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、
従来のクラフト・マニラ繊維直径は２０〜３０μであり
セパに一夕の厚みを実質３０μ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、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シ接着してお
り、強度は非常に強い。従来のマニラ・クラフト繊維は
、繊維長が２〜３１ｎＩと短く、繊維径が２０〜３０μ
と太いため、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
６０チ程度存在するため、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、原料のコツトンセルロースがそ
れ自身親和性を有するため、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。

以下、本発明による具体例について述べる。

実施例１ 原料がコツトンリンターで、途中切れ間のない連続した
、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
セパレータとして用い、１　ｅＶ　、４７μＦ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 原料がコツトンリンターで、途中切れ間のない連続した
、平均繊維直径が２０μ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
と同じ方法で電解コンデンサを作製した。

従来例１ 従来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。

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
巻取直後のシッート発生率を第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。

第１表　　　セパレータの物性 第２表　コンデンサ素子のショート発生率ｎ＝１０００
個 以上の結果からもわかるように、実施例１〜４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　’Ｃ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、６・
・・・・・セパレータ、６・・・・・・封口体。 第　１　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）原料がコットンリンターで、途中切れ間のない連
   続したセルロース系長繊維で断面形状が非円形のセパレ
   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。