【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
(イ) 産業上の利用分野
本発明は電解コンデンサの陽極箔と陰極箔との
間にセパレータとして介在されて電解質を含浸さ
せる電解コンデンサ紙に係り、特にはインピーダ
ンス特性及びシヨート不良率の相方に優れるとと
もに、引張強度の良好な電解コンデンサ紙に関す
る。
(ロ) 従来の技術
一般に電解コンデンサは２枚のアルミニウムや
タンタルなどの弁作用金属よりなる陽極箔と陰極
箔との間に電解コンデンサ紙をセパレータとして
介在させて巻付け形成した後、液状の電解質を含
浸させて封口して製作している。そのため、電解
コンデンサ紙がコンデンサの性能を大きく作用す
ることとなる。
かかる電解コンデンサの欠点は電解コンデンサ
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が悪く、又使用中に
も劣化する恐れがあることである。そのため、イ
ンピーダンス特性を改善するため電解コンデンサ
紙を薄くしたり、その密度を低くしたりしてい
る。
しかしながら、電解コンデンサ紙を薄くしたり
密度を低くすると、コンデンサ素子に巻き取る際
にシヨート不良率が増大したり、或は製品化され
て市場に出された後のシヨート不良率が高くなる
難点があり、インピーダンス特性とシヨート不良
率の相方を良好ならしめることは困難であつた。
そこで、電解コンデンサ紙の原料を通常の木材
クラフトパルプから合成繊維やマニラ麻パルプに
変更することが行なわれている。
しかしながら、合成繊維は円形で最も理想的な
繊維形態を有するが、マニラ麻パルプ等のセルロ
ース系繊維との混抄時においては下記の如き欠点
を免れることができない。即ち、
合全繊維とセルロース系繊維には比重の差が
あるため、水中に両者の繊維を均一に分散させ
ることが困難であること。
合成繊維には水に対する親水性の無いものが
多いこと。
合成繊維は融点が低いために、乾燥工程での
問題があること。
両者は繊維の性質が全く異なるため混抄後の
引張強度が弱いこと。
引張強度を強くするために、合成繊維を熱融
着させると、融着部分が電解液で含浸されない
などの問題があること。
また、不織布や発泡プラスチツクフイルムをセ
パレータとして使用することも提案されているけ
れども、前者は地合が粗いためにシヨート不良率
が高いし、後者は厚さが均一とならないし、また
引張強度が低いなどの欠点を有している。
一方、マニラ麻パルプを原料とすれば、低密度
紙を簡単に抄造することができるため、インピー
ダンス特性が良く、しかも低密度紙であつても充
分な引張強度を有しているため、広く使用されて
いる。
(ハ) 発明が解決しようとする問題点
上記の如く、マニラ麻パルプを原料として抄造
された電解コンデンサ紙は、従来の木材クラフト
パルプや合成繊維を原料とする電解コンデンサ紙
に比較して、相応の効果を上げているが、いまだ
充分ではない。マニラ麻パルプは密度を下げれば
下げるほどインピーダンス特性は良くなるが、抄
造後の紙の外観が粗くなり、シユート不良率が増
加することが明らかとなつているからである。マ
ニラ麻パルプを原料とする電解コンデンサ紙はイ
ンピーダンス特性を良好にすることはできるが、
反面においてシヨート不良率を増大さすることと
なるのである。
そこで、本発明は低密度であるとともに紙とし
て緻密な外観を有し、しかも引張強度が良好であ
ると共に、インピーダンス特性とシヨート不良率
の相方に優れている電解コンデンサ紙を提供する
ことによつて前記する諸問題を解決しようとする
ものである。
(ニ) 問題点を解決するための手段
本発明は電解コンデンサ紙の原料としてエスパ
ルトパルプの特性に着目したものであり、エスパ
ルトパルプとマニラ麻パルプとを配合して抄造す
ることにより、電解コンデンサ紙としての両者の
原料の利点を助長するとともに、その問題点を互
いに補つて上記の目的を達成するものであり、具
体的な手段としては、電解コンデンサの陽極箔と
陰極箔との間に介在させる電解コンデンサ紙であ
つて、40〜80重量％のエスパルトパルプと60〜20
重量％マニラ麻パルプとを配合して抄造され、か
つ、その厚さが20〜60μｍであることを特徴とす
る電解コンデンサ紙を得ることである。
(ホ) 作 用
本発明者等は研究の結果によつて下記に示す通
り、新規な事実を見い出すことができた。
(1) チユニジア及びスペインなどにて産出するエ
スパルト草から通常のパルプ製造方法にて製造
されたエスパルトパルプは、繊維長が短かく且
つ繊維径も小さいにもかかわらず、その細胞膜
が厚いために繊維が一種の剛性を持つており、
そのためマニラ麻と同様に低密度紙を簡単に抄
造することができること。
(2) 繊維の断面形状は、マニラ麻が楕円形である
のに対して、エスパルトは真円であること。
(3) エスパルトパルプを使用した電解コンデンサ
紙は、低密度紙であるにもかかわらず、紙の外
観はマニラ麻パルプの電解コンデンサ紙よりも
非常に緻密であること。
(4) エスパルトパルプを使用した電解コンデンサ
紙は、マニラ麻パルプを使用した電解コンデン
サ紙よりもインピーダンス特性が良いし、また
シヨート不良率も改善されていること。
(5) エスパルトパルプはマニラ麻パルプと配合し
て抄造されることによつて、引張強度が蚊善さ
れること。
本発明に係る電解コンデンサ紙においては、エ
スパルトパルプの最適な配合率が40〜80重量％で
あり、この範囲内の配合率によつて、電解コンデ
ンサ紙は低密度であるとともに紙として緻密な外
観を有し、インピーダンス特性とシヨート不良率
の相方が良好であるが、エスパルト配合率が40重
量％よりも少ない場合では、電解コンデンサ紙の
外観が粗くなりシヨート不良率が大となり、また
エスパルト配合率が80重量％よりも多い場合で
は、電解コンデンサ紙の引張強度が不充分である
ので適当でない。
また、本発明に係る電解コンデンサ紙において
は、マニラ麻パルプの最適な配合率が、60〜20重
量％であり、この範囲内の配合率によつて、電解
コンデンサ紙のインピーダンス特性とシヨート不
良率の相方を良好に維持しながら、しかも電解コ
ンデンサ紙に要求される引張強度を満足させるこ
とができるのである。
更にまた、本発明に係る電解コンデンサ紙にお
いては、紙の厚さの最適範囲が20〜60μｍであつ
て、紙の厚さが20μｍよりも小である場合にはシ
ヨート不良率が増大し、また紙の厚さが60μｍよ
りも大である場合には、良好なインピーダンス特
性を保持することができないのである。
(ヘ) 実施例
以下において、本発明の実施の態様を実施例に
基づいて詳細に説明する。
なお、下記の表の中で示されている測定値は次
の測定方法及び装置によつて得たものである。
(1) 厚さ、密度及び引張強度
JISC2111電気絶縁紙試験方法、5.1紙を10枚
に折り重ねて厚さを測る場合、6.3乾燥状態の
密度を求める場合、7.引張強さ及び伸び、によ
り各々の数値を求めた。
(2) インピーダンス（Ｚ）
比抵抗200Ωcm（20℃）の電解液を使用し
て、25WV、100μＦのアルミニウム電解コン
デンサを製作し、周波数100KHz、温度−40℃
で電極端子間の抵抗（Ω）を測定する。
(3) シヨート不良率
電解コンデンサ紙の紙幅18mm、アルミ箔の幅
を15mmとし、直径10mmのコンデンサ素子を製作
後、テスターで導通の有無を試験し、導通のあ
るものを不良とし、％で示した。なおコンデン
サ素子の製作には、日本蓄電器工業社製の素子
巻線（MTS型）を使用した。
実施例 １
エスパルトパルプ60重量％とマニラ麻パルプ40
重量％とを通常の方法にて配合し、通常の円網抄
紙方法にて抄造して、紙の厚さが51.5μｍ、密度
が0.413ｇ/cm3の電解コンデンサ紙を製造した。
実施例 ２
エスパルトパルプ80重量％とマニラ麻パルプ20
重量％とを通常の方法にて配合し、通常の円網抄
紙方法にて抄造して、紙の厚さが50μｍ、密度が
0.51ｇ/cm3の電解コンデンサ紙を製造した。
実施例１及び実施例２によつて製造された電解
コンデンサ紙のインピーダンス（Ｚ）、シヨート
不良率(C)、引張強度（Kg／15mm幅）を測定した結
果は下記の表−１に示す通りであつた。
(a) Field of Industrial Application The present invention relates to an electrolytic capacitor paper that is interposed as a separator between an anode foil and a cathode foil of an electrolytic capacitor and is impregnated with electrolyte, and particularly has excellent impedance characteristics and short defect rate. The present invention also relates to an electrolytic capacitor paper with good tensile strength. (b) Prior art In general, electrolytic capacitors are formed by wrapping two sheets of anode foil and cathode foil made of valve metal such as aluminum or tantalum with electrolytic capacitor paper interposed as a separator, and then injecting liquid electrolyte into the anode foil and cathode foil. It is manufactured by impregnating it and sealing it. Therefore, the electrolytic capacitor paper greatly affects the performance of the capacitor. The disadvantage of such electrolytic capacitors is that since the electrolytic capacitor paper is impregnated with an electrolytic solution, the impedance characteristics as a capacitor are poor and there is a risk of deterioration during use. Therefore, in order to improve impedance characteristics, electrolytic capacitor paper is made thinner and its density is lowered. However, if the electrolytic capacitor paper is made thinner or its density is lowered, there is a problem that the shot defective rate increases when it is wound around a capacitor element, or that the shot defective rate increases after the product is commercialized and put on the market. However, it has been difficult to achieve a good relationship between impedance characteristics and shot defect rate. Therefore, the raw material for electrolytic capacitor paper is being changed from ordinary wood kraft pulp to synthetic fiber or Manila hemp pulp. However, although synthetic fibers have the most ideal circular fiber shape, they cannot avoid the following drawbacks when mixed with cellulose fibers such as Manila hemp pulp. That is, because there is a difference in specific gravity between the combined fiber and the cellulose fiber, it is difficult to uniformly disperse both fibers in water. Many synthetic fibers are not hydrophilic to water. Synthetic fibers have problems in the drying process due to their low melting points. Since the fiber properties of the two are completely different, the tensile strength after mixing is weak. When synthetic fibers are heat-fused to increase their tensile strength, there are problems such as the fused portion not being impregnated with electrolyte. It has also been proposed to use nonwoven fabric or foamed plastic film as a separator, but the former has a high shot defect rate due to its rough texture, and the latter has uneven thickness and low tensile strength. It has drawbacks such as: On the other hand, if Manila hemp pulp is used as a raw material, it is possible to easily make low-density paper, which has good impedance characteristics, and even low-density paper has sufficient tensile strength, so it is widely used. ing. (c) Problems to be solved by the invention As mentioned above, electrolytic capacitor paper made from Manila hemp pulp has a certain level of improvement compared to conventional electrolytic capacitor paper made from wood craft pulp or synthetic fibers. Although it has been effective, it is still not enough. This is because it has become clear that the lower the density of Manila hemp pulp, the better the impedance characteristics, but the rougher the appearance of the paper after paper making and the higher the reject rate of shute. Electrolytic capacitor paper made from Manila hemp pulp can have good impedance characteristics, but
On the other hand, this increases the shot defect rate. Therefore, the present invention provides an electrolytic capacitor paper that has low density, has a dense appearance as paper, has good tensile strength, and is excellent in both impedance characteristics and shot defect rate. This is an attempt to solve the problems mentioned above. (d) Means for solving the problems The present invention focuses on the characteristics of esparto pulp as a raw material for electrolytic capacitor paper, and by blending esparto pulp and manila hemp pulp and making paper, an electrolytic capacitor can be produced. The above purpose is achieved by promoting the advantages of both materials as paper and by compensating for their problems.As a specific means, the method is to electrolytic capacitor paper containing 40-80% by weight esparto pulp and 60-20% by weight
An object of the present invention is to obtain an electrolytic capacitor paper which is made by blending % by weight Manila hemp pulp and has a thickness of 20 to 60 μm. (e) Effect The present inventors were able to discover new facts as shown below as a result of their research. (1) Esparto pulp produced from esparto grass produced in Tiunisia and Spain using the normal pulp production method has short fiber length and small fiber diameter, but due to its thick cell membrane. The fibers have a kind of rigidity,
Therefore, it is possible to easily produce low-density paper similar to Manila hemp. (2) The cross-sectional shape of the fibers in Manila hemp is oval, while in esparto it is a perfect circle. (3) Although electrolytic capacitor paper made from esparto pulp is a low-density paper, the appearance of the paper is much denser than electrolytic capacitor paper made from Manila hemp pulp. (4) Electrolytic capacitor paper made from esparto pulp has better impedance characteristics than electrolytic capacitor paper made from Manila hemp pulp, and also has an improved shot defect rate. (5) The tensile strength of esparto pulp is improved by blending it with Manila hemp pulp. In the electrolytic capacitor paper according to the present invention, the optimal blending ratio of esparto pulp is 40 to 80% by weight, and by blending within this range, the electrolytic capacitor paper has a low density and is dense as a paper. However, if the Espart blending ratio is less than 40% by weight, the appearance of the electrolytic capacitor paper becomes rough and the shoot reject rate becomes large, and the Espart blending ratio is less than 40% by weight. If the ratio is more than 80% by weight, the tensile strength of the electrolytic capacitor paper is insufficient, so it is not suitable. In addition, in the electrolytic capacitor paper according to the present invention, the optimal blending ratio of Manila hemp pulp is 60 to 20% by weight, and the blending ratio within this range improves the impedance characteristics of the electrolytic capacitor paper and the shoot defect rate. It is possible to satisfy the tensile strength required for electrolytic capacitor paper while maintaining good properties. Furthermore, in the electrolytic capacitor paper according to the present invention, the optimal range of paper thickness is 20 to 60 μm, and when the paper thickness is smaller than 20 μm, the shot defect rate increases, and If the paper thickness is greater than 60 μm, good impedance characteristics cannot be maintained. (f) Examples Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on examples. The measured values shown in the table below were obtained using the following measuring method and apparatus. (1) Thickness, Density and Tensile Strength JISC2111 Electrical Insulating Paper Test Method, 5.1 Measuring the thickness by folding paper into 10 sheets, 6.3 Determining the dry density, 7. Tensile strength and elongation. Each numerical value was determined. (2) Impedance (Z) A 25WV, 100μF aluminum electrolytic capacitor was manufactured using an electrolyte with a specific resistance of 200Ωcm (20℃), a frequency of 100KHz, and a temperature of -40℃.
Measure the resistance (Ω) between the electrode terminals. (3) Short defect rate After manufacturing a capacitor element with a diameter of 10 mm using an electrolytic capacitor paper with a width of 18 mm and an aluminum foil with a width of 15 mm, it is tested for continuity using a tester, and those with continuity are considered defective and are expressed as a percentage. Ta. Note that element winding wire (MTS type) manufactured by Nippon Capacitor Industry Co., Ltd. was used to manufacture the capacitor element. Example 1 60% by weight of esparto pulp and 40% by weight of Manila hemp pulp
% by weight by a conventional method and paper-made by a conventional cylinder paper-making method to produce electrolytic capacitor paper having a paper thickness of 51.5 μm and a density of 0.413 g/cm 3 . Example 2 Esparto pulp 80% by weight and Manila hemp pulp 20%
% by weight using a normal method and making paper using a normal cylinder paper making method to obtain a paper with a thickness of 50 μm and a density of
Electrolytic capacitor paper of 0.51 g/cm 3 was produced. The results of measuring the impedance (Z), shot defect rate (C), and tensile strength (Kg/15mm width) of the electrolytic capacitor papers manufactured in Example 1 and Example 2 are shown in Table 1 below. It was hot.
【表】
次に、比較のために下記の表−２において従来
例及び比較例を示す。従来例はマニラ麻パルプだ
け（100％）を使用し、比較例はエスパルトパル
プだけ（100％）を使用して、実施例１及び実施
例２と同様の通常の方法で製造した電解コンデン
サ紙についての測定結果を示すものである。[Table] Next, for comparison, a conventional example and a comparative example are shown in Table 2 below. The conventional example uses only Manila hemp pulp (100%), and the comparative example uses only esparto pulp (100%), and is about electrolytic capacitor paper produced in the same usual manner as in Examples 1 and 2. This shows the measurement results.
【表】
(ト) 発明の効果
表−１に示す実施例１の電解コンデンサ紙と表
−２に示す従来例の電解コンデンサ紙との測定値
を対比するに、両者はほぼ同一の厚さ及びほぼ同
一の密度に抄造されていて、従来例の電解コンデ
ンサ紙のインピーダンス特性が3.0Ωであるのに
対して、実施例１の電解コンデンサ紙のインピー
ダンス特性は2.6Ωに改善されているし、またシ
ヨート不良率は前者が0.8％であるのに対して、
後者即ち実施例１の電解コンデンサ紙は0.3％で
あつて、格段に改善されていることが明らかであ
る。ただ引張強度においては、実施例１の電解コ
ンデンサ紙が従来例の電解コンデンサ紙よりも僅
かに弱くなつているけれども、前者の引張強度が
2.2Kg／15mm幅を有していることは、コンデンサ
素子の組立作業に必要充分な引張強度であつて、
実施例１の電解コンデンサ紙は充分実用性のある
引張強度を有しているものであることは理解され
るべきである。また、表−１に示す実施例２の電
解コンデンサ紙と表−２に示す従来例の電解コン
デンサ紙とを、両者の測定値に基づいて対比する
に、前者のインピーダンス特性及びシヨート不良
率は後者即ち従来例の電解コンデンサ紙よりも格
段に改善されていることが明らかであるし、また
実施例２の電解コンデンサ紙の引張強度が2.1
Kg／15mm幅を有していることは、コンデンサ素子
の組立作業に必要充分な引張強度であることを前
記同様に理解されるべきである。次に、表−２に
示す比較例１の電解コンデンサ紙であるが、この
電解コンデンサ紙の密度は0.405ｇ/cm3であつて低
密度であり、且つインピーダンス特性が2.4Ωで
良好ではあるが、引張強度が0.5Kg／15mm幅であ
つて、極端に低下しており、もはや素子巻が困難
であつて、使用不可能である。また、表−２に示
す比較例２の電解コンデンサ紙であるが、この電
解コンデンサ紙の厚さは比較例１の電解コンデン
サ紙よりも厚く80μｍであるけれども、引張強度
は弱くて1.4Kg／15mm幅しか有していないので、
実用的な引張強度を得ることができず、シヨート
不良率は向上して0.1％であるが、インピーダン
ス特性は悪化して3.7Ωとなるので、比較例２の
電解コンデンサ紙は使用するに不適当である。
以上の説明で明らかな通り、本発明に係る電解
コンデンサ紙は特許請求の範囲の記載に明記する
通り、40〜80重量％のエスパルトパルプと60〜20
重量％のマニラ麻パルプとを配合して抄造され、
かつその厚さが、20〜60μｍであることを特徴と
するものであり、このような特定条件を満足させ
ることによつてエスパルトパルプとマニラ麻パル
プの両者の持つ利点を助長し、且つ欠点を補うこ
とができ、密度が低く、しかも外観が緻密で、イ
ンピーダンス特性が良好で、シヨート不良率が少
なく、しかも引張強度の強い電解コンデンサ紙を
提供することができたのである。[Table] (G) Effects of the Invention Comparing the measured values of the electrolytic capacitor paper of Example 1 shown in Table 1 and the conventional electrolytic capacitor paper shown in Table 2, the two have almost the same thickness and thickness. The impedance characteristics of the conventional electrolytic capacitor paper are 3.0Ω, while the impedance characteristics of the electrolytic capacitor paper of Example 1 are improved to 2.6Ω, and the impedance characteristics are improved to 2.6Ω. While the defective rate of the former is 0.8%,
It is clear that the latter, that is, the electrolytic capacitor paper of Example 1, has a concentration of 0.3%, which is a marked improvement. However, in terms of tensile strength, although the electrolytic capacitor paper of Example 1 is slightly weaker than the conventional electrolytic capacitor paper, the tensile strength of the former is
Having a width of 2.2Kg/15mm means that the tensile strength is sufficient for the assembly work of capacitor elements.
It should be understood that the electrolytic capacitor paper of Example 1 has sufficient tensile strength for practical use. Furthermore, when comparing the electrolytic capacitor paper of Example 2 shown in Table 1 and the conventional electrolytic capacitor paper shown in Table 2 based on the measured values of both, the impedance characteristics and shot defect rate of the former are lower than those of the latter. In other words, it is clear that the electrolytic capacitor paper of Example 2 is much improved over the conventional electrolytic capacitor paper, and the tensile strength of the electrolytic capacitor paper of Example 2 is 2.1.
As mentioned above, it should be understood that having a width of Kg/15 mm means sufficient tensile strength necessary for the assembly work of capacitor elements. Next, regarding the electrolytic capacitor paper of Comparative Example 1 shown in Table 2, the density of this electrolytic capacitor paper is 0.405 g/cm 3 , which is low density, and the impedance characteristic is 2.4Ω, which is good. The tensile strength is 0.5 kg/15 mm width, which is extremely low, making it difficult to wind the element and making it unusable. Furthermore, although the electrolytic capacitor paper of Comparative Example 2 shown in Table 2 is thicker at 80 μm than the electrolytic capacitor paper of Comparative Example 1, its tensile strength is weak at 1.4 Kg/15 mm. Since it only has width,
Although practical tensile strength could not be obtained and the shot defect rate improved to 0.1%, the impedance characteristics deteriorated to 3.7Ω, making the electrolytic capacitor paper of Comparative Example 2 unsuitable for use. It is. As is clear from the above description, the electrolytic capacitor paper according to the present invention contains 40 to 80% by weight of esparto pulp and 60 to 20% by weight of esparto pulp, as specified in the claims.
The paper is made by blending % by weight of Manila hemp pulp,
It is characterized by a thickness of 20 to 60 μm, and by satisfying these specific conditions, it promotes the advantages of both esparto pulp and Manila hemp pulp, and eliminates the disadvantages. We were able to provide electrolytic capacitor paper with low density, fine appearance, good impedance characteristics, low shot defect rate, and high tensile strength.