KR20170104483A - 세퍼레이터 및 알루미늄 전해 컨덴서 - Google Patents

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Abstract

인열(引裂) 강도와 치밀성, 임피던스 성능이 우수한 세퍼레이터(separator), 및 이 세퍼레이터를 구비한 알루미늄 전해 컨덴서를 제공한다. 고해(叩解) 가능한 재생 셀룰로오스 섬유로 이루어지고, CSF값 X[ml]와 비인열 강도 Y[mN·m2/g]가, 하기 식을 만족시키는 범위에 있는 세퍼레이터를 구성한다. 또한, 이 세퍼레이터를 적어도 1장 사용하여, 양극과 음극의 사이에 세퍼레이터를 개재하여 이루어지는 알루미늄 전해 컨덴서를 구성한다.
식 1: 0≤X≤300
식 2: 15≤Y≤100
식 3: Y≥0.175X-2.5

Description

세퍼레이터 및 알루미늄 전해 컨덴서{SEPERATOR AND ALUMINUM ELECTROLYTIC CAPACITOR}
본 발명은, 알루미늄 전해 컨덴서에 사용하기에 바람직한 세퍼레이터(separator), 및 이 세퍼레이터를 사용한 알루미늄 전해 컨덴서에 관한 것이다.
최근, 일렉트로닉스화가 진행되는 자동차 관련 기기나 디지털 기기에 있어서, 에너지 절약화가 진행되고 있고, 이들 기기에 탑재되는 부품에는, 저임피던스화·장수명화 등이 요구되고 있다. 그리고, 이들 기기에 탑재되는 부품의 저임피던스화에 의해, 전력 손실의 저감이나, 반도체 동작 전력의 저전압화·고속화에 대한 대응, 주파수 특성의 향상 등 많은 장점을 얻을 수 있다.
또한, 일본뿐만 아니라, 세계 각국의 에너지 절약 정책이나 석유 대체 에너지 정책에 의해, 풍력 발전, 태양 전지, 하이브리드 자동차, 전기 자동차, 각종 에너지 절약 기기 등, 환경과 관련된 다양한 분야에서, 에너지 효율이 양호한 인버터 회로 등의 이용 확대가 계속되고 있다. 가정용 제품에서도, 에너지 절약화를 목적으로 하여, 에어컨, 냉장고, 세탁기, 조명 기기 등, 많은 기기가 인버터 회로를 구비하고 있다.
인버터 회로에서는, 정류기로부터 출력되는 직류에 포함되어 있는 변동 성분의 평활화를 목적으로 하여, 알루미늄 전해 컨덴서가 사용된다.
알루미늄 전해 컨덴서는, 인버터 회로의 구성 부재 중, 큰 체적 비율을 차지하고 있으므로, 알루미늄 전해 컨덴서의 더 한층의 소형화에 대한 요망이 강해지고 있다.
또한, 알루미늄 전해 컨덴서에 리플 전류(ripple current)가 인가된 경우, 손실에 의해 자가 발열한다. 알루미늄 전해 컨덴서의 임피던스가 낮으면, 리플 전류에 의한 발열을 억제할 수 있다. 알루미늄 전해 컨덴서에서의 발열은, 수명에 직접적으로 영향을 주는 요인이며, 발열이 작으면, 그대로 장수명화에 이어지기 때문에, 저임피던스화에 대한 요구는 더 한층 높아지고 있다.
일반적으로, 알루미늄 전해 컨덴서 등의 전해 컨덴서는, 양극 알루미늄박과 음극 알루미늄박의 사이에 세퍼레이터를 개재(介在)시키고, 이들을 권취하여 컨덴서 소자를 형성하고, 이 컨덴서 소자에 전해액을 함침(含浸)시키고, 케이스에 삽입하고, 봉구(封口)함으로써, 제작되고 있다.
전해액 및 세퍼레이터는, 알루미늄 전해 컨덴서의 임피던스에 크게 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 알루미늄 전해 컨덴서의 임피던스를 개선하기 위하여, 전해액이나 세퍼레이터에도, 저임피던스화에 대한 요구가 높아지고 있다.
또한, 알루미늄 전해 컨덴서의 소형화를 위해서는, 세퍼레이터를 얇게 하는 것이 유효하다.
동일한 면적의 알루미늄박을 사용하는 경우, 얇은 세퍼레이터를 사용하여 컨덴서 소자를 형성하면, 외경이 작은 컨덴서 소자를 제작할 수 있다. 따라서, 얇은 세퍼레이터가 요구되고 있다.
알루미늄 전해 컨덴서에 있어서, 세퍼레이터의 주된 역할은, 양측 전극박(電極箔)의 격리와 전해액의 유지이다. 세퍼레이터의 소재에는, 전기 절연성이 요구되고, 또한 다양한 종류의 전해액의 유지를 위하여, 친수성, 친유성(親油性)이 요구된다. 따라서, 이러한 특성을 겸비하는, 셀룰로오스를 원료로 한 세퍼레이터가 사용되고 있다.
세퍼레이터의 원료의 셀룰로오스의 소재로서는, 침엽수 크라프트 펄프(kraft pulp)나 마닐라삼 펄프, 에스파르토 펄프(esparto pulp) 등의 천연 셀룰로오스 섬유나, 용제(溶劑) 방사(紡絲) 셀룰로오스 섬유와 같은 재생 셀룰로오스 섬유가, 일반적으로 사용되고 있다.
세퍼레이터의 저임피던스화에 유효한 방법은, 세퍼레이터의 평량(坪量)을 낮게, 밀도를 낮게, 두께를 얇게 하는 것이다.
그러나, 단지, 세퍼레이터의 평량을 낮게, 밀도를 낮게, 두께를 얇게 하는 것 만으로는, 여러가지 문제가 발생한다.
세퍼레이터의 평량을 낮게, 밀도를 낮게, 두께를 얇게 한 경우, 세퍼레이터의 치밀성도 저하된다. 이 때문에, 알루미늄 전해 컨덴서에 사용했을 때, 소자 쇼트 불량율이나 에이징 쇼트 불량율이 증대하고, 혹시 쇼트하지 않은 경우라도, 제품화되어 시장에 나온 후의 쇼트 불량율이 높아지는 것과 같은 곤란한 점이 있다.
또한, 세퍼레이터의 평량을 낮게, 밀도를 낮게, 두께를 얇게 한 경우, 세퍼레이터의 인열(引裂) 강도의 값도 저하된다. 그 결과, 알루미늄 전해 컨덴서의 제조 공정에 있어서, 세퍼레이터의 파단(破斷)이 발생하여, 생산성이나 수율이 저하된다.
이러한 이유에 의하여, 세퍼레이터에는, 저평량, 저밀도, 얇은 두께라고 하더라도, 쇼트 불량율을 증가시키지 않는 높은 치밀성, 및 각각의 공정에서 종잇 조각을 발생시키지 않는 강도가 요구되고 있다.
세퍼레이터의 치밀성을 높이고, 알루미늄 전해 컨덴서의 쇼트 불량율을 감소시키기 위해서는, 세퍼레이터의 두께를 두껍게 하거나, 원료인 밸브의 고해(叩解)의 정도를 나타낸 JIS P 8121에 의한 CSF(Canadian Standard Freeness)의 수치를 작게 함으로써 밀도를 높게 하는 것이 알려져 있다.
그러나, 세퍼레이터의 두께를 두껍게 하고, 밀도를 높게 하면, 임피던스가 악화된다.
또한, 알루미늄 전해 컨덴서 소자의 권취 시에, 세퍼레이터, 양극박(陽極箔), 음극박(陰極箔)에는 주로 장척(長尺) 방향으로 응력이 가해진다. 그러나, 반송(搬送) 롤 상에서의 세퍼레이터 위치가 좌우로 벗어나는 것에 의해, 세퍼레이터의 폭 방향으로도 응력이 가해지는 경우가 있다. 이 때, 세퍼레이터의 인열 강도가 약하면 세퍼레이터가 파단하여, 수율이 저하되는 경우가 있다.
따라서, 세퍼레이터의 인열 강도가 강한 것도, 알루미늄 전해 컨덴서용 세퍼레이터에 요구되고 있다.
이상 설명한 바와 같이, 알루미늄 전해 컨덴서용 세퍼레이터에는, 임피던스 성능이 우수하고, 쇼트 불량율을 개선하는 동시에, 수율을 향상시키는 것이 가능한, 얇은 세퍼레이터가 요구되고 있다.
종래부터, 알루미늄 전해 컨덴서용 세퍼레이터에 있어서, 특성의 향상을 도모할 목적으로, 다양한 구성이 제안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1∼특허 문헌 7을 참조).
일본공개특허 평5-267103호 공보 일본공개특허 제2010-239094호 공보 일본공개특허 제2009-158811호 공보 일본공개특허 제2006-253728호 공보 일본공개특허 제2012-221567호 공보 일본공개특허 제 소53-142652호 공보 일본공개특허 평6-168848호 공보
특허 문헌 1에 있어서, 세퍼레이터의 치밀성을 향상시키고, 또한 임피던스 성능을 개선하기 위하여, 고해한 용제 방사 셀룰로오스 섬유를 사용하는 방법이 제안되어 있다. 고해의 정도가 높은 용제 방사 셀룰로오스 섬유를 사용한 세퍼레이터는, 치밀성이 높고, 또한 미다공질상(微多孔質狀)의 지질(紙質)이 되어, 이 세퍼레이터를 사용하여 제작한 알루미늄 전해 컨덴서는, 임피던스 및 쇼트 불량율의 양쪽 특성이 향상된다.
그러나, 특허 문헌 1과 같이, 고해 가능한 재생 셀룰로오스 섬유 100 질량%의 세퍼레이터를 사용한 경우, 인열 강도가 낮기 때문에, 알루미늄 전해 컨덴서의 제조 공정에 있어서, 세퍼레이터의 파단이 발생하는 경우가 있다.
이 세퍼레이터의 파단의 발생은, 이하의 이유에 의한 것으로 여겨진다.
고해 가능한 재생 셀룰로오스 섬유의 고해의 정도를 높게 함으로써, 수 10 nm∼수 ㎛의 미세한 피브릴(fibril)을 얻을 수 있다. 얻어진 피브릴화 미세 섬유는, 강성(剛性)이 높아 잘 붕괴되지 않으므로, 종이로 만들었을 때, 천연 섬유의 피브릴화 미세 섬유와 같이 필름상(狀)으로 결합하지 않는다. 따라서, 재생 셀룰로오스 섬유를 고해하여 얻어진 피브릴화 미세 섬유를 세퍼레이터에 사용함으로써, 서로 독립된 미세 섬유가 무수한 점접착(수소 결합)에 의해 구성된, 극히 치밀성이 높은 세퍼레이터를 얻을 수 있다. 이와 같이 하여 얻어진 세퍼레이터는, 치밀성이 높음에도 불구하고, 그 구조상 미다공질상의 지질로 되며, 또한 피브릴 단면(斷面)은 진원(眞圓)에 가까운 형상이므로, 비교적 편평한 천연 섬유와 달리, 이온의 흐름을 저해하지 않는다. 그 결과, 재생 셀룰로오스 섬유의 고해 원료를 배합한 세퍼레이터를 사용하여 제작한 알루미늄 전해 컨덴서는, 임피던스 및 쇼트 불량율의 양쪽 특성이 개선된다.
그러나, 고해 가능한 재생 셀룰로오스 섬유는, 고해함으로써 섬유간 결합이 증가하고 인장 강도가 향상되지만, 섬유의 고해의 정도를 더욱 높게 하면, 인열 강도는 급격하게 저하된다. 즉, 섬유간 결합에 의한 인장 강도와 인열 강도는, 상반되는 관계에 있어, 고해가 고도로 될수록, 인장 강도는 향상되지만, 인열 강도는 저하된다.
여기서, 인열 강도를 향상시키기 위해 고해를 억제하면, 인장 강도뿐만 아니라 치밀성도 저하되므로, 알루미늄 전해 컨덴서의 쇼트 불량율이 증가한다.
특허 문헌 2에 있어서, 세퍼레이터의 인열 강도를 향상시키고, 알루미늄 전해 컨덴서 제조 공정에서의 세퍼레이터의 파단을 억제하기 위하여, 재생 셀룰로오스 섬유와 고해한 천연 셀룰로오스 섬유를 혼초(混抄)하는 방법이 제안되어 있다. 천연 셀룰로오스 섬유를 10∼30 질량%, 잔부를 고해된 재생 셀룰로오스 섬유로 함으로써, 천연 셀룰로오스 섬유가 골격이 되고, 그 골격의 사이를 고해된 재생 셀룰로오스 섬유로 메우는 것에 의해, 인열 강도와 치밀성이 우수한 세퍼레이터를 얻을 수 있다.
그러나, 특허 문헌 2와 같이 천연 셀룰로오스 섬유를 배합한 경우, 임피던스가 악화되는 문제가 있었다.
이는, 이하의 이유에 의한 것으로 여겨진다.
재생 셀룰로오스 섬유로부터는, 전술한 바와 같이, 강성이 높고 단면이 진원에 가까운 형상의 피브릴을 얻을 수 있다. 한편, 천연 셀룰로오스 섬유는, 재생 셀룰로오스 섬유에 비해 단면이 편평하며 또한 크기 때문에, 이온의 흐름을 저해한다. 그 결과, 재생 셀룰로오스 섬유의 고해 원료 및 천연 셀룰로오스 섬유를 배합한 세퍼레이터를 사용하여 제작된, 알루미늄 전해 컨덴서는, 임피던스가 악화된다.
또한, 특허 문헌 2의 세퍼레이터는, 특허 문헌 1에 나타낸 바와 같은, 고해의 정도가 높은 재생 셀룰로오스 섬유만으로 구성된 세퍼레이터와 비교하여, 치밀성이 저하된다. 이 때문에, 특허 문헌 2의 세퍼레이터는, 알루미늄 전해 컨덴서에 사용한 경우에, 쇼트 불량율도 증가한다.
특허 문헌 3에 있어서, 습식 스펀본드(spunbond)법에 의해 제작된, 섬유 직경 0.5∼8.0 ㎛의 재생 셀룰로오스 연속 장섬유로 이루어지고, 알루미늄 전해 컨덴서에 사용하면 임피던스와 쇼트 불량율을 저감할 수 있는, 세퍼레이터가 제안되어 있다.
그러나, 특허 문헌 3에 기재되어 있는 바와 같이, 습식 스펀본드법은 섬유 배열에 이방성이 있으며, 초지법(抄紙法)과 같은 치밀한 웹을 구성하는 것이 곤란하다. 특허 문헌 3에 있어서는, 이 문제점을, 균일하게 가느다란 연속 장섬유를 사용함으로써 해결하고 있지만, 그렇게 하더라도, 고해의 정도가 높은 재생 셀룰로오스의 피브릴로 이루어지는 세퍼레이터의 치밀성에는 미치지 않는다. 특히, 특허 문헌 3에 기재된 평량의 범위를 하회하는, 낮은 평량의 영역에서는, 쇼트 불량이 증가하여, 최근 요구되고 있는, 알루미늄 전해 컨덴서의 저임피던스화에는 대응할 수 없다.
또한, 특허 문헌 3의 세퍼레이터를 구성하는 섬유는, 원재료의 제작 단계에서 동(銅) 암모니아 용액을 사용한 큐프라 레이온(cupra rayon)이므로, 섬유 내부에 동 이온을 함유하고 있다. 이 때문에, 알루미늄 전해 컨덴서가 시장에 나온 후, 알루미늄 전해 컨덴서의 내부에서 동 이온이 석출(析出)된 경우의 쇼트의 위험성을 가지고 있다.
특허 문헌 4에 있어서, 고해한 셀룰로오스 섬유를 원료로 하여 초지(抄紙)하고, 지력(紙力) 증강제를 함침 도포함으로써, 저임피던스이면서도 인장 강도를 개선시킨, 세퍼레이터가 제안되어 있다. 이 세퍼레이터를 알루미늄 전해 컨덴서에 사용하면, 쇼트 불량율 및 임피던스가 모두 낮은 컨덴서를 실현할 수 있다.
그러나, 특허 문헌 4에 기재되어 있는 세퍼레이터는, 재생 셀룰로오스 섬유의 CSF값이 높으므로, 세퍼레이터의 치밀성이 충분하다고는 할 수 없다. 최근, 쇼트 불량율의 더 한층의 저감이 요구되고 있으므로, 세퍼레이터의 치밀성을 향상시킬 필요가 있다.
여기서, 세퍼레이터의 치밀성을 향상시키기 위하여, 재생 셀룰로오스 섬유의 CSF값을 낮게 하면, 인열 강도가 저하된다.
특허 문헌 5에 있어서, 여수도(freeness)를 컨트롤한 재생 셀룰로오스 섬유를 사용하여, 전해액이 부착되었을 때의 강도가 우수한 세퍼레이터가 제안되어 있다.
그러나, 특허 문헌 5에 기재되어 있는 세퍼레이터는, 특허 문헌 1에 기재되어 있는 세퍼레이터와 비교하여, 섬유의 고해의 정도가 낮다. 이 때문에, 특허 문헌 5의 실시예에 기재된 평량의 범위를 하회하는, 낮은 평량의 영역에서는, 세퍼레이터의 치밀성이 부족하였다. 그 결과, 알루미늄 전해 컨덴서의 쇼트 불량이 증가하게 된다.
또한, 특허 문헌 5에 기재되어 있는 세퍼레이터는, 특허 문헌 2에 기재되어 있는 세퍼레이터와 비교하여, 섬유 사이의 결합력이 약하다. 이 때문에, 컨덴서 소자를 형성하여 전해액을 함침시킨 후의, 예를 들면, 열에 의한 팽창 수축과 같은, 극심한 동작을 수반하지 않는 변형에는 견딜 수 있지만, 컨덴서 소자의 권취 공정의 같은, 동작이 큰 공정에서는, 세퍼레이터가 파단된다.
특허 문헌 6에 있어서, 단면 직경이 작고 원형에 가까운 천연 섬유인, 에스파르트 섬유를 배합함으로써, 치밀성과 임피던스 특성을 동시에 개선하는, 세퍼레이터가 제안되어 있다.
그러나, 에스파르트 섬유의 펄프로 이루어지는 세퍼레이터의 치밀성은, 고해의 정도가 높은 재생 셀룰로오스 섬유의 피브릴로 이루어지는 세퍼레이터의 치밀성에는 미치지 않는다. 이 때문에, 특허 문헌 6에 기재된 세퍼레이터에서는, 최근의 쇼트 불량율의 저감의 요망에 대하여, 세퍼레이터의 치밀성이 충분하다고는 할 수 없다.
특허 문헌 7에 있어서, 고해의 정도가 높은 천연 셀룰로오스층과 고해의 정도가 적은 층의, 2층의 세퍼레이터로 함으로써, 쇼트 불량을 저감시키고, 또한 임피던스 특성을 개선하는 세퍼레이터가 제안되어 있다.
특허 문헌 7에 기재된 세퍼레이터에서는, 고해의 정도가 높은 천연 셀룰로오스의 층을 가지기 때문에, 쇼트 불량율의 저감에 효과적이지만, 특허 문헌 1에 기재된 세퍼레이터 등과 비교하여, 임피던스 특성이 악화되기 쉽다. 이 때문에, 임피던스의 더 한층의 저감이 요구되고 있다.
이상과 같이, 세퍼레이터에 요구되는, 치밀성, 임피던스 성능, 인열 강도 등은, 각각이 복잡하게 관련한 상반의 관계에 있어서, 이들 성능을 모두 동시에 향상시키는 것은 곤란했다.
본 발명은, 전술한 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것이며, 인열 강도와 치밀성, 임피던스 성능이 우수한 세퍼레이터를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 이 세퍼레이터를 사용함으로써, 임피던스 성능이 우수하고, 쇼트 불량율을 개선하고, 또한 수율을 향상시키는 것이 가능한, 알루미늄 전해 컨덴서를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 세퍼레이터는, 양극과 음극의 사이에 개재시키는 세퍼레이터로서, 고해 가능한 재생 셀룰로오스 섬유로 이루어지고, 세퍼레이터의 CSF값 X[ml]와 비인열 강도 Y[mN·m2/g]가, 하기 식 1 내지 식 3을 동시에 만족시키는 범위에 있다.
식 1: 0≤X≤300
식 2: 15≤Y≤100
식 3: Y≥0.175X-2.5
본 발명의 세퍼레이터에 있어서, 더욱 바람직하게는, 세퍼레이터의 CSF값 X와 비인열 강도 Y가, 하기 식 1 내지 식 4를 만족시키는 범위에 있다.
식 1: 0≤X≤300
식 2: 15≤Y≤100
식 3: Y≥0.175X-2.5
식 4: Y≤0.05X＋45
본 발명의 세퍼레이터에 있어서, 더욱 바람직하게는, 세퍼레이터의 CSF값 X와 비인열 강도 Y가, 하기 식 2 내지 식 5를 동시에 만족시키는 범위에 있다.
식 2: 15≤Y≤100
식 3: Y≥0.175X-2.5
식 4: Y≤0.05X＋45
식 5: 0≤X≤100
본 발명의 세퍼레이터에 있어서, 더욱 바람직하게는, 두께가 10∼50 ㎛이다.
본 발명의 세퍼레이터에 있어서, 더욱 바람직하게는, 밀도가 0.25∼0.70 g/cm3이다.
그리고, 본 발명에 있어서, 「CSF값」이란, 「JIS P8121-2 펄프-여수도 시험법-제2부: 캐나다 표준 여수도법」에 따라 측정한 값이다.
또한, 「비인열 강도」란, 인열 강도를 평량으로 나누어서 산출되는 값이며, 여기서는, 「JIS P 8116 『종이-인열 강도 시험 방법-엘멘도르프형 인열 시험기법』」에 규정된, 가로 방향(CD)의 비인열 강도이다.
그리고, 예를 들면, 상기 세퍼레이터가 섬유 A와 섬유 B의 2종의 고해의 정도가 상이한 재생 셀룰로오스 섬유의 혼합 원료로 이루어지는 구성으로 함으로써, 세퍼레이터의 CSF값 X와 비인열 강도 Y가, 식 1 내지 식 3을 만족시키는 범위가 되도록 하는 것이 가능하게 된다.
본 발명의 알루미늄 전해 컨덴서는, 양극과 음극의 사이에, 세퍼레이터를 개재하여 이루어지고, 세퍼레이터로서, 상기 본 발명의 세퍼레이터가 사용되고 있다.
본 발명에 의하면, 인열 강도와 치밀성, 임피던스 성능이 우수한 알루미늄 전해 컨덴서용 세퍼레이터를 제공할 수 있다.
또한, 상기 세퍼레이터를 사용함으로써, 임피던스 성능이 우수하고, 쇼트 불량율을 개선하고, 또한 수율을 향상시키는 것이 가능한, 알루미늄 전해 컨덴서를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 세퍼레이터를 구성하는 섬유에 대하여, 고해 처리의 에너지의 총합과, CSF값의 관계를 나타낸 도면이다.
도 2는 실시예 및 비교예의 각 예에 대하여, 세퍼레이터의 CSF값과 비인열 강도를 플롯(plot)한 도면이다.
이하, 도면 등도 참조하여, 본 발명의 일실시형태에 대하여 상세하게 설명한다.
본 실시형태의 세퍼레이터는, 양극과 음극의 사이에 개재시키는 세퍼레이터에 있어서, 고해 가능한 재생 셀룰로오스 섬유로 이루어지고, 세퍼레이터의 CSF값 X[ml]와 비인열 강도 Y[mN·m2/g]가, 다음에 나타내는 식 1 내지 식 3을 동시에 만족시키는 범위에 있고, 보다 바람직하게는, 식 1 내지 식 4를 동시에 만족시키는 범위에, 더욱 바람직하게는, 식 2 내지 식 5를 동시에 만족시키는 범위에 있다.
식 1: 0≤X≤300
식 2: 15≤Y≤100
식 3: Y≥0.175X-2.5
식 4: Y≤0.05X＋45
식 5: 0≤X≤100
또한, 본 실시형태의 알루미늄 전해 컨덴서는, 세퍼레이터로서 상기 구성의 세퍼레이터를 사용하여, 양극과 음극의 사이에, 세퍼레이터를 개재시킨 구성이다.
인열 강도는, 종이 1 m2당의 질량인, 평량에 비례하는 것으로 알려져 있다.
이 때문에, 인열 강도의 값을 평량으로 나눈 비인열 강도는, 용지의 평량이나 두께 등의 요인을 배제하고, 인열 강도의 비교를 위한 지표로서 사용된다.
인열 강도는, 주로 원료의 특성에 유래한다. 비인열 강도를 비교함으로써, 세퍼레이터의 종이의 특성의 비교뿐만 아니라, 원료의 특성의 비교도 동시에 행할 수 있는 점에서, 비인열 강도가 우수하다.
비인열 강도는, 원료의 고해의 정도에 의해 크게 변화한다. 고해의 정도가 높아짐에 따라, 비인열 강도는 서서히 증가하지만, 고해의 정도가 더욱 높아지면, 저하되어 간다.
그리고, 섬유의 고해에 사용하는 설비는 통상 초지 원료의 조제에 사용되는 것이면 어느 것이라도 된다. 일반적으로는 비터(beater), 코니컬 리파이너(conical refiner), 디스크 리파이너(disk refiner), 고압 호모지나이저 등을 예로 들 수 있다.
섬유는, 고해에 의해 미세화된다.
고해에 의해 미세화된 재생 셀룰로오스를, 체(sieve)판 상에서 여과하려고 하면, 체판 상에 초기에 퇴적하는 섬유 매트의 영향을 받는다. 그 후, 체판을 통과하려고 하는 현탁액의 저항이 커진다. 이 때문에, 고해에 의해 재생 셀룰로오스를 미세화해 가면, CSF값은 점차로 낮아지고, 하한에 도달한다.
고해에 제공하는 섬유의 섬도(纖度), 또한, 고해 처리 조건에 따라, 여수도의 하한의 값은 변동한다. 이 때문에, CSF값이 0 ml까지 작아지기 전(즉, ＋의 값)에, 하한이 되는 경우도 있고, CSF값이 0 ml까지 도달한 후, 즉시 CSF값이 커지지 않고, 0 ml를 잠시 동안 나타낸 후에 CSF값이 커지는 경우도 있다.
CSF값이 하한에 도달한 상태로부터, 더욱 고해하면, 체판의 구멍을 통과할 정도의 미세한 섬유가 증가하고, CSF값은 상승으로 바뀐다.
이상 설명한 상태의 변화를, 도 1에 나타낸다. 도 1은, 본 발명의 세퍼레이터를 구성하는 섬유(재생 셀룰로오스 섬유)에 대하여, 고해 처리의 에너지의 총계(kWh)와 CSF값(ml)의 관계를, 나타낸 도면이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, CSF값이 큰 a 상태로부터, 고해에 의해 재생 셀룰로오스를 미세화함으로써, CSF값이 점차로 낮아지고, 일단 하한(b 상태)까지 저하된다. 그 후, 더욱 고해함으로써, 체판의 구멍을 통과할 정도의 미세한 섬유가 증가하는 것에 의해, CSF값은 상승으로 바뀐다. 그리고, CSF값이 상승하여 CSF값이 커지면, c의 상태로 된다.
예를 들면, 섬유 A와 섬유 B의 2종의 고해의 정도가 상이한 섬유(재생 셀룰로오스 섬유)의 혼합 원료를 사용함으로써, 본 실시형태의 세퍼레이터를 얻을 수 있다.
그리고, 이하, 섬유 A 및 섬유 B 중, 섬유 A를 고해의 정도가 낮은 쪽의 섬유로 하고, 섬유 B를 고해의 정도가 높은 쪽의 섬유로 한다.
섬유 A로서는, CSF값이 500∼0 ml인 것을 채용한다.
또한, 섬유 A의 배합 비율은, 20∼80 질량%로 한다.
섬유 B로서는, CSF값이 일단 하한값(0 ml 또는 ＋의 값)까지 저하한 후, 더욱 고해하여, 상승으로 바뀐 CSF값이 1∼500 ml인 것을 채용한다.
또한, 섬유 B의 배합 비율은, 20∼80 질량%로 한다.
이상의 구성을 채용함으로써, 본 실시형태는, 인열 강도와 치밀성, 임피던스 성능이 우수한 알루미늄 전해 컨덴서용 세퍼레이터를 제공할 수 있다. 이 세퍼레이터를 알루미늄 전해 컨덴서에 사용하면, 임피던스 성능이 우수하고, 쇼트 불량율을 개선하고, 또한 알루미늄 전해 컨덴서 제작 공정에서의 수율을 향상시키는 것이 가능하게 된다.
그리고, 각종 재료, 구성 비율에 대하여, 시험을 행한 결과, 전술한 바와 같이, CSF값이 500∼0 ml까지 고해된 재생 셀룰로오스 섬유 A와, CSF값이 일단 하한값까지 저하된 후에도 더욱 고해함으로써, CSF값이 상승으로 바뀐 CSF값 1∼500 ml의 재생 셀룰로오스 섬유 B를, 각각 20∼80 질량%의 비율로 혼합하고 초지함으로써, 양호한 결과가 얻어졌다.
즉, 고해의 정도가 상이한 2종의 재생 셀룰로오스 섬유인, 섬유 A와 섬유 B를, 상기 비율로 혼합하고 초지함으로써, 상반되는 관계인, 인열 강도와 치밀성을 양립하는 것이 가능하게 된다.
본 실시형태예의 세퍼레이터를 사용한 알루미늄 전해 컨덴서는, 세퍼레이터 부분에 전해액을 함침 유지시키고, 양극박과 음극박을 상기 세퍼레이터로 격리하는 것에 의해 구성할 수 있다.
그리고, 알루미늄 전해 컨덴서에 있어서, 컨덴서 소자의 외경이 허용하는 범위 내에서, 필요에 따라, 복수 장의 세퍼레이터를 양극(兩極) 사이에 개재시킬 수도 있다.
전해액으로서는, 통상 사용되는 전해액이면, 어느 것이라도 된다. 전해액으로서, 일반적으로는, 에틸렌글리콜(이하 EG라고 함)이나, γ-부티로락톤(이하 GBL이라고 함), 디메틸포름아미드, 술포란 등을 용매로 하고, 이들 용매에 붕산이나 아디프산, 말레산 또는 이들의 암모늄염 등의 용질을 용해한 것 등이 있다.
그러나, 전해액은, 이상의 예 및 그 조합으로 한정되지 않고, 통상 사용되는 전해액이면, 어느 것이라도 된다.
[세퍼레이터의 설명]
본 실시형태의 세퍼레이터는, 고해 가능한 재생 셀룰로오스 섬유를 사용하여, 세퍼레이터의 CSF값을 X[ml], 가로 방향(CD)의 비인열 강도를 Y[mN·m2/g]로 했을 때, CSF값 X와 비인열 강도 Y가, 다음에 나타내는 식 1 내지 식 3을 동시에 만족시키는 범위에 있다. 보다 바람직하게는, 식 1 내지 식 4를 동시에 만족시키는 범위에 있다. 더욱 바람직하게는, 식 2 내지 식 5를 동시에 만족시키는 범위에 있는 세퍼레이터이다. 그리고, 세퍼레이터의 「가로 방향(CD)」이란, 장척형(長尺形)으로 권취된 세퍼레이터의 폭의 방향을 의미한다.
식 1: 0≤X≤300
식 2: 15≤Y≤100
식 3: Y≥0.175X-2.5
식 4: Y≤0.05X＋45
식 5: 0≤X≤100
식 1 내지 식 3을 동시에 만족시키는 경우, 그 세퍼레이터는, 인열 강도가 우수하고, 또한 치밀성도 높으므로, 알루미늄 전해 컨덴서에 사용했을 때 파단 불량율과 쇼트 불량율을 함께 개선할 수 있다.
또한, 식 1 내지 식 4를 동시에 만족시키는 경우, 세퍼레이터의 치밀성이 보다 향상되어, 쇼트 불량율을, 보다 저감할 수 있다.
또한, 식 2 내지 식 5를 동시에 만족시키는 경우, 세퍼레이터의 치밀성이 더욱 향상되어, 쇼트 불량율을, 더욱 저감할 수 있다.
식 1에 있어서, 세퍼레이터의 CSF값 X가 300 ml보다 큰 경우, 세퍼레이터의 치밀성이 저하되어 있어, 알루미늄 전해 컨덴서의 쇼트 불량이 증가할 위험성이 있다.
식 2에 있어서, 비인열 강도 Y가 식 2의 상한을 초과하는 경우, 알루미늄 전해 컨덴서의 쇼트 불량율이 악화된다.
한편, 비인열 강도 Y가 식 2의 하한을 하회하는 경우, 알루미늄 전해 컨덴서의 제조 공정에서의, 세퍼레이터의 파단 불량이 증가한다.
세퍼레이터의 두께로서는, 10∼50 ㎛가 바람직하다. 두께가 10㎛를 하회하면 쇼트 불량이 증가한다. 또한, 두께가 50㎛를 초과하면, 소자의 소형화가 어려워지는 경우나, 임피던스 성능이 악화되는 경우가 있다.
세퍼레이터의 밀도로서는, 0.25∼0.70 g/cm3가 바람직하다. 밀도가 0.25 g/cm3를 하회하면, 세퍼레이터의 치밀성이 저하되어, 쇼트 불량이 증가한다. 또한, 밀도가 0.70 g/cm3를 초과하면, 임피던스 성능이 악화된다.
또한, 전술한 바와 같이, 고해 가능한 재생 셀룰로오스 섬유를 고해한 원료를 사용하여, 고해의 정도가 상이한, 섬유 A와 섬유 B의 2종의 섬유를, 혼합하고 초지함으로써 본 실시형태의 세퍼레이터를 얻을 수 있다.
고해의 정도가 상이한 섬유 A와 섬유 B를 혼합하는 이유는, 섬유 A와 섬유 B의 특징을 양립시키기 위해서이다.
고해의 정도가 낮은 섬유 A를 단독으로 사용한 세퍼레이터는, 인열 강도가 우수하지만, 치밀성이 부족하다.
한편, 고해의 정도가 높은 섬유 B를 단독으로 사용한 세퍼레이터는, 치밀성이 우수하지만, 인열 강도가 약하다.
본 발명의 섬유 A와 섬유 B를 혼합하여 시트화한 세퍼레이터와, 동일한 CSF값까지 단독 고해한 원료를 사용하여 시트화한 세퍼레이터를 비교하면, 본 발명의 세퍼레이터는, 치밀성 또는 인열 강도 중 적어도 한쪽의 특성이 우수하다. 단독 고해한 원료는, 섬유 A에 비하면 미세화되어 있으므로, 인열 강도가 약하고, 또한, 섬유 B에 비하면 미세화되어 있지 않으므로, 치밀성이 부족하게 된다.
섬유 A에 요구되는 역할은, 세퍼레이터의 인열 강도를 향상시키는 것이다. 섬유 B에 비해 고해의 정도가 낮은 재생 셀룰로오스 섬유끼리 서로 얽혀서, 3차원의 그물코 구조를 구성하고, 이 그물코 구조의 교락점(交絡点)을, 섬유 A로부터 발생한 피브릴이나 섬유 B가 결합하여 지지함으로써, 세퍼레이터의 인열 강도가 향상된다. 또한, 고해의 정도가 높은 섬유 B에는 미치지 않지만, 고해된 재생 셀룰로오스 섬유이므로, 세퍼레이터의 치밀성, 및 임피던스를 해치지 않는다.
섬유 A의 고해의 정도로서는, 고해한 원료가 CSF값 500∼0 ml인 것이 바람직하다. CSF값이 500 ml보다 큰 경우에는, 인열 강도를 향상시킬 수 없게 된다. 즉, CSF값이 500 ml보다 크다는 것은, 고해의 정도가 낮은 섬유가 많이 존재하는 상태이며, 섬유 사이의 결합이 약하기 때문에, 3차원의 그물코 구조를 구성해도, 섬유를 뽑아내는 것에 대한 저항력이 약하다. 또한, CSF값이 일단 하한값(0 ml 또는＋의 값)까지 저하된 후, 상승으로 바뀔 때까지 고해의 정도를 높게 한 경우에는, 섬유가 과도하게 미세화하므로, 상기와 마찬가지로, 섬유를 뽑아내는 것에 대한 저항력이 약하고 세퍼레이터의 인열 강도가 현저하게 저하된다.
섬유 A의 배합 비율로서는, 20∼80 질량%가 바람직하다. 배합 비율이 20 질량% 미만에서는, 인열 강도가 저하된다. 배합 비율이 80 질량%를 초과하는 경우, 초지에 의해 얻어지는 시트가 불균일하게 되어, 알루미늄 전해 컨덴서의 쇼트 불량이 증가한다.
섬유 B에 요구되는 역할은, 세퍼레이터의 치밀성을 향상시키는 것이다. 고해의 정도가 높은 재생 셀룰로오스 섬유가 세퍼레이터의 공극(空隙)을 메우는 것에 의해, 세퍼레이터의 치밀성이 향상된다.
섬유 B의 고해의 정도로서는, 고해한 원료의 CSF값이 일단 하한값(0 ml 또는＋의 값)까지 저하된 후, 더욱 고해하고, 상승으로 바뀐 CSF값 1∼500 ml인 것이 바람직하다. 섬유 B의 CSF값이 하한값에 도달하기 전이나 하한값에서는, 섬유 B의 미세화가 불충분하고, 섬유 A와의 혼합에 의해 얻어지는 시트의 올새가 불균일하게 되기 때문에, 알루미늄 전해 컨덴서의 쇼트 불량이 증가한다. CSF값이 일단 하한값까지 저하되고, 상승으로 바뀐 후에도 더욱 고해하여, CSF값이 500 ml를 초과한 경우, 섬유가 지나치게 미세하게 되어, 초지용 원료로서 적합하지 않다.
섬유 B의 배합 비율로서는, 20∼80 질량%가 바람직하다. 배합 비율이 20 질량% 미만에서는, 초지에 의해 얻어지는 시트의 올새가 불균일하게 되어, 알루미늄 전해 컨덴서의 쇼트 불량이 증가한다. 배합 비율이 80 질량%를 초과하는 경우, 세퍼레이터의 인열 강도가 저하된다.
또한, 본 발명의 세퍼레이터에 있어서, 재생 셀룰로오스 섬유만을 배합하고, 천연 셀룰로오스 섬유나 그 외의 합성 섬유 등을 배합하지 않는 이유는, 하기와 같다.
재생 셀룰로오스 섬유의 고해에 의해 얻어지는 피브릴은, 그 섬유 직경이 가늘고, 강성이 높다. 이 때문에, 섬유나 피브릴이 교락점에서 수소 결합 등에 의해 결합하지만, 섬유나 피브릴끼리 면이나 선으로 필름형으로 결착하지 않기 때문에, 임피던스가 악화되지 않는 특징이 있다.
한편, 천연 셀룰로오스 섬유는, 강성이 낮고, 섬유간 결합력이 강하다. 즉, 천연 셀룰로오스끼리의 교락점에서는, 서로 얽힐 뿐만 아니라, 시트의 건조 과정에 있어서, 섬유끼리 수소 결합 등에 의해 흡착하고, 면끼리, 선끼리, 및 이들의 조합에 의해 융착한다. 그 결과, 임피던스가 악화된다.
합성 섬유는, 셀룰로오스 섬유와 달리, 섬유의 교락점에서 서로 얽힐 뿐이므로, 섬유간 결합력이 약하여, 각종 문제가 일어난다. 예를 들면, 합성 섬유를 섬유 A로서 배합하는 경우, 인열 강도가 약하다. 이는, 섬유를 뽑아내는 것에 대한 저항력이 약하기 때문이다. 또한 예를 들면, 섬유 B로서 미세화한 합성 섬유를 배합하는 경우, 쇼트 불량이 증가한다. 각종 바인더 섬유 등을 사용하여, 열 융착 또는 접착시킴으로써 시트 강도를 상승시킬 수 있지만, 융착부가 많아지면 임피던스가 악화된다.
재생 셀룰로오스 섬유에는, 습식 방사법에 의한 동 암모니아 재생 셀룰로오스 섬유, 비스코스 재생 셀룰로오스 섬유, 및 N-메틸모르폴린-N-옥사이드 등의 유기 용매로 분자상(狀)으로 셀룰로오스를 용해한 용액을 방사 원액으로 한 용제 방사 재생 셀룰로오스 섬유 등이 있다.
그 중에서도, 고해 가능한 재생 셀룰로오스 섬유로서는, 비스코스 재생 셀룰로오스 섬유로서의 폴리노직 레이온, 및 용제 방사 재생 셀룰로오스 섬유로서의 리오셀(lyocell)을 대표적인 것으로 예로 들 수 있으며, 이들 재생 셀룰로오스 섬유를 사용함으로써, 용이하게 섬유층을 형성할 수 있다.
단, 동 암모니아 재생 셀룰로오스 섬유인 큐프라 레이온은, 원재료의 제작 단계에서 동 암모니아 용액을 사용하고 있고, 섬유의 내부에 동 이온을 함유하고 있다. 이 때문에, 큐프라 레이온을 알루미늄 전해 컨덴서용 세퍼레이터에 사용한 경우에는, 알루미늄 전해 컨덴서가 시장에 나온 후에, 컨덴서 내부에서 동 이온이 석출하는 등의 쇼트의 위험성을 가지고 있다. 따라서, 큐프라 레이온은, 알루미늄 전해 컨덴서용 세퍼레이터의 재료로서 부적합하다.
그러나, 이상의 예로 한정되지 않고, 동 암모니아 재생 셀룰로오스와 같이, 불순물의 점에서 문제가 있는 경우를 제외하고, 고해 가능한 재생 셀룰로오스 섬유 이면 어느 것이라도 되고, 예를 들면, 이하에 상세 구성을 나타낸 폴리노직 레이온 섬유나 리오셀 섬유로 한정되는 것은 아니다.
밀도가 0.25∼0.70 g/cm3의 범위 내이면, 필요에 따라, 캘린더 가공에 의해, 세퍼레이터의 두께를 조정할 수도 있다.
또한, 필요에 따라, 지력 증강 가공을 실시할 수도 있다.
나아가서는, 필요에 따라, 초지 공정에서 통상 사용되는 첨가제, 예를 들면, 분산제나 소포제(消泡劑) 등을 사용할 수도 있다.
상기한 세퍼레이터의 구성에 의해, 알루미늄 전해 컨덴서의 제조 공정, 및 알루미늄 전해 컨덴서 특성의 양쪽에 있어서, 양호한 세퍼레이터를 얻을 수 있는 것을 발견하였다. 즉, 임피던스 성능이 우수하고, 쇼트 불량율을 개선하고, 또한 컨덴서 제조 공정에서의 수율을 향상시킬 수 있는, 양호한 세퍼레이터이다.
[세퍼레이터 및 알루미늄 전해 컨덴서의 특성의 측정 방법]
본 실시형태의 세퍼레이터 및 알루미늄 전해 컨덴서의 각 특성의 구체적인 측정은, 이하의 조건 및 방법으로 행하였다.
[세퍼레이터의 CSF]
「JIS P8121-2 밸브-여수도 시험법-제2부: 캐나다 표준 여수도법」에 따라, 세퍼레이터의 CSF값을 측정하였다.
[두께]
「JIS C 2300-2 『전기용 셀룰로오스지-제2부: 시험 방법』 5.1 두께」에 규정된, 「5.1.1 측정기 및 측정 방법 a 외측 마이크로미터를 사용하는 경우」의 마이크로미터를 사용하여, 「5.1.3 지를 접어서 중첩하여 두께를 측정하는 경우」의 10장으로 접어서 중첩하는 방법으로, 세퍼레이터의 두께를 측정하였다.
[밀도]
「JIS C 2300-2 『전기용 셀룰로오스지-제2부: 시험 방법』 7.0A 밀도」의 B법에 규정된 방법으로, 절건(絶乾) 상태의 세퍼레이터의 밀도를 측정하였다.
[비인열 강도]
「JIS P 8116 『종이-인열 강도 시험 방법 엘멘도르프형 인열 시험기법』」에 규정된 방법으로, 세퍼레이터의 가로 방향(CD)의 인열 강도를 측정하였다. 다음으로, 얻어진 인열 강도의 값을 세퍼레이터의 평량으로 나누어서, 세퍼레이터의 비인열 강도를 산출하였다.
[파단 불량율]
각각의 세퍼레이터와 소정의 정전(靜電) 용량이 되도록 재단(裁斷)한 알루미늄박을 사용하고, 소자 권취기로 권취하여, 컨덴서 소자를 형성하였다. 이 조작을 1000회 행한 후, 세퍼레이터의 파단이 없이 권취된 컨덴서 소자를 계수하고, 1000으로부터 빼서 파단 불량수를 구하였다. 이 파단 불량수를 1000으로 나누어서, 백분율을 가지고 파단 불량율로 하였다.
[쇼트 불량율]
쇼트 불량율은, 파단 불량이 없이 권취된 컨덴서 소자를 사용하여, 전해액 함침 전의 권취 소자의 통전 쇼트 및 에이징 중의 쇼트 불량수를 계수하고, 이들 쇼트 불량이 된 소자 수를, 파단 불량이 없이 권취된 소자 수로 니누어서, 백분율을 가지고 쇼트 불량율로 하였다.
[임피던스]
제작한 알루미늄 전해 컨덴서의 임피던스는, LCR 미터를 사용하여, 20℃에서 100 kHz의 주파수로 측정하였다.
[실시예]
이하, 본 발명에 따른 구체적인 실시예와 비교예 및 종래예에 대하여 설명한다.
그리고, 각각의 실시예의 세퍼레이터는, 재생 셀룰로오스 섬유를 사용하여, 초지법에 의해 세퍼레이터를 구성하였다.
[실시예 1]
섬유 A로서, CSF값 0 ml의 재생 셀룰로오스 섬유인 리오셀 섬유를 20 질량%, 섬유 B로서, CSF값이 일단 0 ml(하한값)까지 저하한 후, 더욱 고해하여, 상승으로 바뀐 CSF값 500 ml의 재생 셀룰로오스 섬유인 리오셀 섬유를 80 질량% 배합한 초지 원료를 사용하여, 장망(長網) 초지법에 의해, 두께 10.0㎛, 밀도 0.400 g/cm3, 비인열 강도 17 mN·m2/g의 세퍼레이터를 얻었다. 이 세퍼레이터의 CSF값은 10 ml였다.
이 세퍼레이터를 사용하여, 정격 전압 6.3 V, 용량 1000 μF, 소자 외경 7.6 mm의 알루미늄 전해 컨덴서 소자를 형성하고, GBL계 전해액을 함침 후, 케이스에 삽입, 봉구하여, 실시예 1의 알루미늄 전해 컨덴서로 했다.
[실시예 2]
섬유 A로서, CSF값 0 ml의 재생 셀룰로오스 섬유인 리오셀 섬유를 50 질량%, 섬유 B로서, CSF값이 일단 0 ml(하한값)까지 저하한 후, 더욱 고해하여, 상승으로 바뀐 CSF값 350 ml의 재생 셀룰로오스 섬유인 리오셀 섬유를 50 질량% 배합한 초지 원료를 사용하여, 장망 초지법에 의해, 두께 20.0㎛, 밀도 0.450 g/cm3, 비인열 강도 27 mN·m2/g의 세퍼레이터를 얻었다. 이 세퍼레이터의 CSF값은 0 ml였다.
이 세퍼레이터를 사용하여, 정격 전압 6.3 V, 용량 1000 μF, 소자 외경 7.9 mm의 알루미늄 전해 컨덴서 소자를 형성하고, GBL계 전해액을 함침 후, 케이스에 삽입, 봉구하여, 실시예 2의 알루미늄 전해 컨덴서로 했다.
[실시예 3]
실시예 2의 세퍼레이터와 동일한 초지 원료를 사용하여, 원망(圓網) 초지법에 의해, 두께 40.0㎛, 밀도 0.400 g/cm3, 비인열 강도 52 mN·m2/g의 세퍼레이터를 얻었다. 이 세퍼레이터의 CSF값은 0 ml였다.
이 세퍼레이터를 사용하여, 정격 전압 6.3 V, 용량 1000 μF, 소자 외경 8.5 mm의 알루미늄 전해 컨덴서 소자를 형성하고, GBL계 전해액을 함침 후, 케이스에 삽입, 봉구하여, 실시예 3의 알루미늄 전해 컨덴서로 했다.
[비교예 1]
섬유 A로서, CSF값 10 ml의 재생 셀룰로오스 섬유인 리오셀 섬유를 50 질량%, 섬유 B로서, CSF값이 일단 0 ml(하한값)까지 저하한 후, 더욱 고해하여, 상승으로 바뀐 CSF값 350 ml의 재생 셀룰로오스 섬유인 리오셀 섬유를 50 질량% 배합한 초지 원료를 사용하여, 장망 초지법에 의해, 두께 9.0㎛, 밀도 0.422 g/cm3, 비인열 강도 13 mN·m2/g의 세퍼레이터를 얻었다. 이 세퍼레이터의 CSF값은 0 ml였다.
이 세퍼레이터를 사용하여, 정격 전압 6.3 V, 용량 1000 μF, 소자 외경 7.5 mm의 알루미늄 전해 컨덴서 소자를 형성하고, GBL계 전해액을 함침 후, 케이스에 삽입, 봉구하여, 비교예 1의 알루미늄 전해 컨덴서로 했다.
[비교예 2]
비교예 1과 동일한 초지 원료를 사용하여, 장망 초지법에 의해 시트를 얻었다. 이어서, 일본공개특허 제2006-253728호 공보의 실시예 1의 방법에 따라, 이 시트에 지력 증강 가공을 실시하여, 두께 16.0㎛, 밀도 0.238 g/cm3, 비인열 강도 13 mN·m2/g의 세퍼레이터를 얻었다. 이 세퍼레이터의 CSF값은 0 ml였다.
이 세퍼레이터를 사용하여, 정격 전압 6.3 V, 용량 1000 μF, 소자 외경 7.8 mm의 알루미늄 전해 컨덴서 소자를 형성하고, GBL계 전해액을 함침 후, 케이스에 삽입, 봉구하여, 비교예 2의 알루미늄 전해 컨덴서로 했다.
[종래예 1]
재생 셀룰로오스 섬유인 리오셀 섬유를, CSF값이 일단 0 ml(하한값)까지 저하한 후, 더욱 고해하여, 상승으로 바뀐 CSF값 160 ml인 초지 원료를 사용하여, 장망 초지법에 의해 시트를 얻었다. 이어서, 일본공개특허 제2006-253728호 공보의 실시예 1의 방법에 따라, 이 시트에 지력 증강 가공을 실시하여, 두께 20.0㎛, 밀도 0.425 g/cm3, 비인열 강도 6 mN·m2/g의 세퍼레이터를 얻었다. 이 세퍼레이터의 CSF값은 150 ml였다.
이 세퍼레이터를 사용하여, 정격 전압 6.3 V, 용량 1000 μF, 소자 외경 7.9 mm의 알루미늄 전해 컨덴서 소자를 형성하고, GBL계 전해액을 함침 후, 케이스에 삽입, 봉구하여, 종래예 1의 알루미늄 전해 컨덴서로 했다.
[종래예 2]
일본공개특허 제 소53-142652호 공보의 실시예 1의 방법에 따라, 원망 초지법에 의해, 두께 40.0㎛, 밀도 0.400 g/cm3, 비인열 강도 43 mN·m2/g의 세퍼레이터를 얻었다. 이 세퍼레이터의 CSF값은 620 ml였다.
이 세퍼레이터를 사용하여, 정격 전압 6.3 V, 용량 1000 μF, 소자 외경 8.5 mm의 알루미늄 전해 컨덴서 소자를 형성하고, GBL계 전해액을 함침 후, 케이스에 삽입, 봉구하여, 종래예 2의 알루미늄 전해 컨덴서로 했다.
[실시예 4]
섬유 A로서, CSF값 0 ml의 재생 셀룰로오스 섬유인 폴리노직 레이온 섬유를 20 질량%, 섬유 B로서, CSF값이 일단 0 ml(하한값)까지 저하한 후, 더욱 고해하여, 상승으로 바뀐 CSF값 1 ml의 재생 셀룰로오스 섬유인 폴리노직 레이온 섬유를 80 질량% 배합한 초지 원료를 사용하여, 장망 초지법에 의해 시트를 얻었다. 이어서, 이 시트에 캘린더 가공을 실시함으로써, 두께 25.0㎛, 밀도 0.540 g/cm3, 비인열 강도 17 mN·m2/g의 세퍼레이터를 얻었다. 이 세퍼레이터의 CSF값은 0 ml였다.
이 세퍼레이터를 사용하여, 정격 전압 16 V, 용량 550 μF, 소자 외경 9.0 mm의 알루미늄 전해 컨덴서 소자를 형성하고, GBL계 전해액을 함침 후, 케이스에 삽입, 봉구하여, 실시예 4의 알루미늄 전해 컨덴서로 했다.
[실시예 5]
섬유 A로서, CSF값 100 ml의 재생 셀룰로오스 섬유인 리오셀 섬유를 30 질량%, 섬유 B로서, CSF값이 일단 0 ml(하한값)까지 저하한 후, 더욱 고해하여, 상승으로 바뀐 CSF값 20 ml의 재생 셀룰로오스 섬유인 리오셀 섬유를 70 질량% 배합한 초지 원료를 사용하여, 장망 초지법에 의해, 두께 30.0㎛, 밀도 0.400 g/cm3, 비인열 강도 24 mN·m2/g의 세퍼레이터를 얻었다. 이 세퍼레이터의 CSF값은 0 ml였다.
이 세퍼레이터를 사용하여, 정격 전압 16 V, 용량 550 μF, 소자 외경 9.2 mm의 알루미늄 전해 컨덴서 소자를 형성하고, GBL계 전해액을 함침 후, 케이스에 삽입, 봉구하여, 실시예 5의 알루미늄 전해 컨덴서로 했다.
[비교예 3]
섬유 A로서, CSF값이 일단 0 ml(하한값)까지 저하한 후, 더욱 고해하여, 상승으로 바뀐 CSF값 20 ml의 재생 셀룰로오스 섬유인 리오셀 섬유를 40 질량%, 섬유 B로서, CSF값이 일단 0 ml(하한값)까지 저하한 후, 더욱 고해하여, 상승으로 바뀐 CSF값 80 ml의 재생 셀룰로오스 섬유인 리오셀 섬유를 60 질량% 배합한 초지 원료를 사용하여, 장망 초지법에 의해, 두께 30.0㎛, 밀도 0.400 g/cm3, 비인열 강도 5 mN·m2/g의 세퍼레이터를 얻었다. 이 세퍼레이터의 CSF값은 55 ml였다.
이 세퍼레이터를 사용하여, 정격 전압 16 V, 용량 550 μF, 소자 외경 9.2 mm의 알루미늄 전해 컨덴서 소자를 형성하고, GBL계 전해액을 함침 후, 케이스에 삽입, 봉구하여, 비교예 3의 알루미늄 전해 컨덴서로 했다.
[비교예 4]
섬유 A로서, CSF값 30 ml의 재생 셀룰로오스 섬유인 리오셀 섬유를 20 질량%, 섬유 B로서, CSF값 5 ml의 재생 셀룰로오스 섬유인 리오셀 섬유를 80 질량% 배합한 초지 원료를 사용하여, 원망 초지법에 의해, 두께 35.0㎛, 밀도 0.371 g/cm3, 비인열 강도 105 mN·m2/g의 세퍼레이터를 얻었다. 이 세퍼레이터의 CSF값은 20 ml였다.
이 세퍼레이터를 사용하여, 정격 전압 16 V, 용량 550 μF, 소자 외경 9.3 mm의 알루미늄 전해 컨덴서 소자를 형성하고, GBL계 전해액을 함침 후, 케이스에 삽입, 봉구하여, 비교예 4의 알루미늄 전해 컨덴서로 했다.
[비교예 5]
섬유 A로서, CSF값 0 ml의 재생 셀룰로오스 섬유인 리오셀 섬유를 80 질량%, 섬유 B로서, CSF값이 일단 0 ml(하한값)까지 저하한 후, 더욱 고해하여, 상승으로 바뀐 CSF값 680 ml의 재생 셀룰로오스 섬유인 리오셀 섬유를 20 질량% 배합한 초지 원료를 사용하여, 원망 초지법에 의해, 두께 35.0㎛, 밀도 0.400 g/cm3, 비인열 강도 105 mN·m2/g의 세퍼레이터를 얻었다. 이 세퍼레이터의 CSF값은 0 ml였다.
이 세퍼레이터를 사용하여, 정격 전압 16 V, 용량 550 μF, 소자 외경 9.3 mm의 알루미늄 전해 컨덴서 소자를 형성하고, GBL계 전해액을 함침 후, 케이스에 삽입, 봉구하여, 비교예 5의 알루미늄 전해 컨덴서로 했다.
[종래예 3]
초지 원료로서, CSF값 0 ml의 재생 셀룰로오스 섬유인 리오셀 섬유를 사용하여, 장망 초지법에 의해, 두께 30.0㎛, 밀도 0.400 g/cm3, 비인열 강도 7 mN·m2/g의 세퍼레이터를 얻었다. 이 세퍼레이터의 CSF값은 0 ml였다.
이 세퍼레이터를 사용하여, 정격 전압 16 V, 용량 550 μF, 소자 외경 9.2 mm의 알루미늄 전해 컨덴서 소자를 형성하고, GBL계 전해액을 함침 후, 케이스에 삽입, 봉구하여, 종래예 3의 알루미늄 전해 컨덴서로 했다.
[종래예 4]
일본공개특허 제2009-158811호 공보의 실시예 1의 방법에 따라, 두께 30.0㎛, 밀도 0.333 g/cm3의 세퍼레이터를 얻었다. 이 세퍼레이터의 비인열 강도는, 측정 불가능할 만큼 컸다. 또한, 연속 장섬유로 이루어지므로 이해(離解)도 불가능했다.
이 세퍼레이터를 사용하여, 정격 전압 16 V, 용량 550 μF, 소자 외경 9.2 mm의 알루미늄 전해 컨덴서 소자를 형성하고, GBL계 전해액을 함침 후, 케이스에 삽입, 봉구하여, 종래예 4의 알루미늄 전해 컨덴서로 했다.
이 종래예 4는, 동 암모니아 재생 셀룰로오스 섬유인 큐프라 레이온을 사용하여, 세퍼레이터를 제작하고 있다.
[실시예 6]
섬유 A로서, CSF값 80 ml의 재생 셀룰로오스 섬유인 리오셀 섬유를 40 질량%, 섬유 B로서, CSF값이 일단 0 ml(하한값)까지 저하한 후, 더욱 고해하여, 상승으로 바뀐 CSF값 500 ml의 재생 셀룰로오스 섬유인 리오셀 섬유를 60 질량% 배합한 초지 원료를 사용하여, 장망 초지법에 의해, 두께 35.0㎛, 밀도 0.400 g/cm3, 비인열 강도 30 mN·m2/g의 세퍼레이터를 얻었다. 이 세퍼레이터의 CSF값은 0 ml였다.
이 세퍼레이터를 사용하여, 정격 전압 50 V, 용량 150 μF, 소자 외경 9.5 mm의 알루미늄 전해 컨덴서 소자를 형성하고, GBL계 전해액을 함침 후, 케이스에 삽입, 봉구하여, 실시예 6의 알루미늄 전해 컨덴서로 했다.
[실시예 7]
섬유 A로서, CSF값 500 ml의 재생 셀룰로오스 섬유인 리오셀 섬유를 60 질량%, 섬유 B로서, CSF값이 일단 0 ml(하한값)까지 저하한 후, 더욱 고해하여, 상승으로 바뀐 CSF값 20 ml의 재생 셀룰로오스 섬유인 리오셀 섬유를 40 질량% 배합한 초지 원료를 사용하여, 장망 초지법에 의해 시트를 얻었다. 이어서, 이 시트에 캘린더 가공을 실시함으로써, 두께 35.0㎛, 밀도 0.486 g/cm3, 비인열 강도 43 mN·m2/g의 세퍼레이터를 얻었다. 이 세퍼레이터의 CSF값은 56 ml였다.
이 세퍼레이터를 사용하여, 정격 전압 50 V, 용량 150 μF, 소자 외경 9.5 mm의 알루미늄 전해 컨덴서 소자를 형성하고, GBL계 전해액을 함침 후, 케이스에 삽입, 봉구하여, 실시예 7의 알루미늄 전해 컨덴서로 했다.
[실시예 8]
실시예 7과 동일한 초지 원료를 사용하여, 원망 초지법에 의해, 두께 40.0㎛, 밀도 0.375 g/cm3, 비인열 강도 82 mN·m2/g의 세퍼레이터를 얻었다. 이 세퍼레이터의 CSF값은 56 ml였다.
이 세퍼레이터를 사용하여, 정격 전압 50 V, 용량 150 μF, 소자 외경 9.6 mm의 알루미늄 전해 컨덴서 소자를 형성하고, GBL계 전해액을 함침 후, 케이스에 삽입, 봉구하여, 실시예 8의 알루미늄 전해 컨덴서로 했다.
[비교예 6]
섬유 A로서, CSF값 350 ml의 재생 셀룰로오스 섬유인 리오셀 섬유를 85 질량%, 섬유 B로서, CSF값이 일단 0 ml(하한값)까지 저하한 후, 더욱 고해하여, 상승으로 바뀐 CSF값 20 ml의 재생 셀룰로오스 섬유인 리오셀 섬유를 15 질량% 배합한 초지 원료를 사용하여, 원망 초지법에 의해, 두께 40.0㎛, 밀도 0.425 g/cm3, 비인열 강도 112 mN·m2/g의 세퍼레이터를 얻었다. 이 세퍼레이터의 CSF값은 190 ml였다.
이 세퍼레이터를 사용하여, 정격 전압 50 V, 용량 150 μF, 소자 외경 9.6 mm의 알루미늄 전해 컨덴서 소자를 형성하고, GBL계 전해액을 함침 후, 케이스에 삽입, 봉구하여, 비교예 6의 알루미늄 전해 컨덴서로 했다.
[비교예 7]
섬유 A로서, CSF값 0 ml의 재생 셀룰로오스 섬유인 리오셀 섬유를 15 질량%, 섬유 B로서, CSF값이 일단 0 ml(하한값)까지 저하한 후, 더욱 고해하여, 상승으로 바뀐 CSF값 340 ml의 재생 셀룰로오스 섬유인 리오셀 섬유를 85 질량% 배합한 초지 원료를 사용하여, 장망 초지법에 의해, 두께 35.0㎛, 밀도 0.400 g/cm3, 비인열 강도 12 mN·m2/g의 세퍼레이터를 얻었다. 이 세퍼레이터의 CSF값은 5 ml였다.
이 세퍼레이터를 사용하여, 정격 전압 50 V, 용량 150 μF, 소자 외경 9.5 mm의 알루미늄 전해 컨덴서 소자를 형성하고, GBL계 전해액을 함침 후, 케이스에 삽입, 봉구하여, 비교예 7의 알루미늄 전해 컨덴서로 했다.
[종래예 5]
섬유 A로서, CSF값 500 ml의 천연 셀룰로오스 섬유인 침엽수 크라프트 펄프 섬유를 30 질량%, 섬유 B로서, CSF값이 일단 0 ml(하한값)까지 저하한 후, 더욱 고해하여, 상승으로 바뀐 CSF값 200 ml의 재생 셀룰로오스 섬유인 리오셀 섬유를 70 질량% 배합한 초지 원료를 사용하여, 장망 초지법에 의해, 두께 30.0㎛, 밀도 0.400 g/cm3, 비인열 강도 20 mN·m2/g의 세퍼레이터를 얻었다. 이 세퍼레이터의 CSF값은 0 ml였다.
이 세퍼레이터를 사용하여, 정격 전압 50 V, 용량 150 μF, 소자 외경 9.3 mm의 알루미늄 전해 컨덴서 소자를 형성하고, GBL계 전해액을 함침 후, 케이스에 삽입, 봉구하여, 종래예 5의 알루미늄 전해 컨덴서로 했다.
[종래예 6]
섬유 A로서, CSF값 625 ml의 합성 섬유인 아크릴 섬유를 25 질량%, 섬유 B로서, CSF값 0 ml의 재생 셀룰로오스 섬유인 리오셀 섬유를 75 질량% 배합한 초지 원료를 사용하여, 장망 초지법에 의해, 두께 35.0㎛, 밀도 0.371 g/cm3, 비인열 강도 13 mN·m2/g의 세퍼레이터를 얻었다. 이 세퍼레이터의 CSF값은 5 ml였다.
이 세퍼레이터를 사용하여, 정격 전압 50 V, 용량 150 μF, 소자 외경 9.5 mm의 알루미늄 전해 컨덴서 소자를 형성하고, GBL계 전해액을 함침 후, 케이스에 삽입, 봉구하여, 종래예 6의 알루미늄 전해 컨덴서로 했다.
[실시예 9]
섬유 A로서, CSF값 400 ml의 재생 셀룰로오스 섬유인 리오셀 섬유를 80 질량%, 섬유 B로서, CSF값이 일단 0 ml(하한값)까지 저하한 후, 더욱 고해하여, 상승으로 바뀐 CSF값 1 ml의 재생 셀룰로오스 섬유인 리오셀 섬유를 20 질량% 배합한 초지 원료를 사용하여, 장망 초지법에 의해, 두께 40.0㎛, 밀도 0.400 g/cm3, 비인열 강도 30 mN·m2/g의 세퍼레이터를 얻었다. 이 세퍼레이터의 CSF값은 140 ml였다.
이 세퍼레이터를 사용하여, 정격 전압 100 V, 용량 50 μF, 소자 외경 11.1 mm의 알루미늄 전해 컨덴서 소자를 형성하고, EG계 전해액을 함침 후, 케이스에 삽입, 봉구하여, 실시예 9의 알루미늄 전해 컨덴서로 했다.
[실시예 10]
섬유 A로서, CSF값 500 ml의 재생 셀룰로오스 섬유인 리오셀 섬유를 80 질량%, 섬유 B로서, CSF값이 일단 0 ml(하한값)까지 저하한 후, 더욱 고해하여, 상승으로 바뀐 CSF값 20 ml의 재생 셀룰로오스 섬유인 리오셀 섬유를 20 질량% 배합한 초지 원료를 사용하여, 장망 초지법에 의해, 두께 40.0㎛, 밀도 0.400 g/cm3, 비인열 강도 55 mN·m2/g의 세퍼레이터를 얻었다. 이 세퍼레이터의 CSF값은 260 ml였다
이 세퍼레이터를 사용하여, 정격 전압 100 V, 용량 50 μF, 소자 외경 11.1 mm의 알루미늄 전해 컨덴서 소자를 형성하고, EG계 전해액을 함침 후, 케이스에 삽입, 봉구하여, 실시예 10의 알루미늄 전해 컨덴서로 했다.
[실시예 11]
섬유 A로서, CSF값 500 ml의 재생 셀룰로오스 섬유인 리오셀 섬유를 60 질량%, 섬유 B로서, CSF값이 일단 0 ml(하한값)까지 저하한 후, 더욱 고해하여, 상승으로 바뀐 CSF값 20 ml의 재생 셀룰로오스 섬유인 리오셀 섬유를 40 질량% 배합한 초지 원료를 사용하여, 장망 초지법에 의해, 두께 40.0㎛, 밀도 0.400 g/cm3, 비인열 강도 43 mN·m2/g의 세퍼레이터를 얻었다. 이 세퍼레이터의 CSF값은 56 ml였다.
이 세퍼레이터를 사용하여, 정격 전압 100 V, 용량 50 μF, 소자 외경 11.1 mm의 알루미늄 전해 컨덴서 소자를 형성하고, EG계 전해액을 함침 후, 케이스에 삽입, 봉구하여, 실시예 11의 알루미늄 전해 컨덴서로 했다.
[실시예 12]
실시예 9의 세퍼레이터와 동일한 초지 원료를 사용하여, 원망 초지법에 의해, 두께 45.0㎛, 밀도 0.356 g/cm3, 비인열 강도 58 mN·m2/g의 세퍼레이터를 얻었다. 이 세퍼레이터의 CSF값은 140 ml였다.
이 세퍼레이터를 사용하여, 정격 전압 100 V, 용량 50 μF, 소자 외경 11.2 mm의 알루미늄 전해 컨덴서 소자를 형성하고, EG계 전해액을 함침 후, 케이스에 삽입, 봉구하여, 실시예 12의 알루미늄 전해 컨덴서로 했다.
[실시예 13]
실시예 10의 세퍼레이터와 동일한 초지 원료를 사용하여, 원망 초지법에 의해, 두께 45.0㎛, 밀도 0.378 g/cm3, 비인열 강도 98 mN·m2/g의 세퍼레이터를 얻었다. 이 세퍼레이터의 CSF값은 260 ml였다.
이 세퍼레이터를 사용하여, 정격 전압 100 V, 용량 50 μF, 소자 외경 11.2 mm의 알루미늄 전해 컨덴서 소자를 형성하고, EG계 전해액을 함침 후, 케이스에 삽입, 봉구하여, 실시예 13의 알루미늄 전해 컨덴서로 했다.
[비교예 8]
섬유 A로서, CSF값 620 ml의 재생 셀룰로오스 섬유인 리오셀 섬유를 70 질량%, 섬유 B로서, CSF값이 일단 0 ml(하한값)까지 저하한 후, 더욱 고해하여, 상승으로 바뀐 CSF값 10 ml의 재생 셀룰로오스 섬유인 리오셀 섬유를 30 질량% 배합한 초지 원료를 사용하여, 원망 초지법에 의해, 두께 45.0㎛, 밀도 0.367 g/cm3, 비인열 강도 105 mN·m2/g의 세퍼레이터를 얻었다. 이 세퍼레이터의 CSF값은 120 ml였다.
이 세퍼레이터를 사용하여, 정격 전압 100 V, 용량 50 μF, 소자 외경 11.2 mm의 알루미늄 전해 컨덴서 소자를 형성하고, EG계 전해액을 함침 후, 케이스에 삽입, 봉구하여, 비교예 8의 알루미늄 전해 컨덴서로 했다.
[종래예 7]
초지 원료로서, CSF값 200 ml의 재생 셀룰로오스 섬유인 리오셀 섬유를 사용하여, 원망 초지법에 의해 시트를 얻었다. 이어서, 일본공개특허 제2006-253728호 공보의 실시예 1의 방법에 따라, 이 시트에 지력 증강 가공을 실시하여, 두께 40.0㎛, 밀도 0.325 g/cm3, 비인열 강도 107 mN·m2/g의 세퍼레이터를 얻었다. 이 세퍼레이터의 CSF값은 200 ml였다.
이 세퍼레이터를 사용하여, 정격 전압 100 V, 용량 50 μF, 소자 외경 11.1 mm의 알루미늄 전해 컨덴서 소자를 형성하고, EG계 전해액을 함침 후, 케이스에 삽입, 봉구하여, 종래예 7의 알루미늄 전해 컨덴서로 했다.
[실시예 14]
섬유 A로서, CSF값 500 ml의 재생 셀룰로오스 섬유인 리오셀 섬유를 70 질량%, 섬유 B로서, CSF값이 일단 0 ml(하한값)까지 저하한 후, 더욱 고해하여, 상승으로 바뀐 CSF값 1 ml의 재생 셀룰로오스 섬유인 리오셀 섬유를 30 질량% 배합한 초지 원료를 사용하여, 장망 초지법에 의해, 두께 50.0㎛, 밀도 0.300 g/cm3, 비인열 강도 48 mN·m2/g의 세퍼레이터를 얻었다. 이 세퍼레이터의 CSF값은 95 ml였다.
이 세퍼레이터를 사용하여, 정격 전압 200 V, 용량 120 μF, 소자 외경 15.5 mm의 알루미늄 전해 컨덴서 소자를 형성하고, EG계 전해액을 함침 후, 케이스에 삽입, 봉구하여, 실시예 14의 알루미늄 전해 컨덴서로 했다.
[비교예 9]
섬유 A로서, CSF값 550 ml의 재생 셀룰로오스 섬유인 리오셀 섬유를 80 질량%, 섬유 B로서, CSF값이 일단 0 ml(하한값)까지 저하한 후, 더욱 고해하여, 상승으로 바뀐 CSF값 1 ml의 재생 셀룰로오스 섬유인 리오셀 섬유를 20 질량% 배합한 초지 원료를 사용하여, 장망 초지법에 의해, 두께 55.0㎛, 밀도 0.364 g/cm3, 비인열 강도 17 mN·m2/g의 세퍼레이터를 얻었다. 이 세퍼레이터의 CSF값은 120 ml였다.
이 세퍼레이터를 사용하여, 정격 전압 200 V, 용량 120 μF, 소자 외경 15.7 mm의 알루미늄 전해 컨덴서 소자를 형성하고, EG계 전해액을 함침 후, 케이스로의삽입을 시도했지만, 소자 외경이 크기 때문에, 실시예 14와 동일한 사이즈의 케이스에는 삽입할 수 없었다. 그러므로, 실시예 14보다 큰 사이즈의 케이스에 삽입하여, 비교예 9의 알루미늄 전해 컨덴서로 했다.
[종래예 8]
일본공개특허 제 소53-142652호 공보의 실시예 1의 방법에 따라, 원망 초지법에 의해, 두께 60.0㎛, 밀도 0.600 g/cm3, 비인열 강도 35 mN·m2/g의 세퍼레이터를 얻었다. 이 세퍼레이터의 CSF값은 450 ml였다.
이 세퍼레이터를 사용하여, 정격 전압 200 V, 용량 120 μF, 소자 외경 15.9 mm의 알루미늄 전해 컨덴서 소자를 형성하고, EG계 전해액을 함침 후, 케이스로의삽입을 시도했지만, 소자 외경이 크기 때문에, 실시예 14와 동일한 사이즈의 케이스에는 삽입할 수 없었다. 그러므로, 실시예 14보다 큰 사이즈의 케이스에 삽입하여, 종래예 8의 알루미늄 전해 컨덴서로 했다.
[종래예 9]
일본공개특허 평6-168848호 공보의 실시예 2의 방법에 따라, 두께 25.0㎛, 밀도 0.800 g/cm3의 고밀도층, 두께 15.0㎛, 밀도 0.367 g/cm3의 저밀도층을 가지는, 두께 40.0㎛, 밀도 0.638 g/cm3, 비인열 강도 14 mN·m2/g의 세퍼레이터를 얻었다. 이 세퍼레이터의 CSF값은 0 ml였다.
이 세퍼레이터를 사용하여, 정격 전압 200 V, 용량 120 μF, 소자 외경 15.2 mm의 알루미늄 전해 컨덴서 소자를 형성하고, EG계 전해액을 함침 후, 케이스에 삽입, 봉구하여, 종래예 9의 알루미늄 전해 컨덴서로 했다.
[실시예 15]
섬유 A로서, CSF값 200 ml의 재생 셀룰로오스 섬유인 리오셀 섬유를 80 질량%, 섬유 B로서, CSF값이 일단 0 ml(하한값)까지 저하한 후, 더욱 고해하여, 상승으로 바뀐 CSF값 1 ml의 재생 셀룰로오스 섬유인 리오셀 섬유를 20 질량% 배합한 초지 원료를 사용하여, 장망 초지법에 의해, 두께 35.0㎛, 밀도 0.457 g/cm3, 비인열 강도 20 mN·m2/g의 세퍼레이터를 얻었다. 이 세퍼레이터의 CSF값은 60 ml였다.
이 세퍼레이터를, 양극 사이에 2장 사용하여, 정격 전압 450 V, 용량 50 μF, 소자 외경 17.6 mm의 알루미늄 전해 컨덴서 소자를 형성하고, GBL계 전해액을 함침 후, 케이스에 삽입, 봉구하여, 실시예 15의 알루미늄 전해 컨덴서로 했다.
[비교예 10]
섬유 A로서, CSF값 550 ml의 재생 셀룰로오스 섬유인 리오셀 섬유를 80 질량%, 섬유 B로서, CSF값이 일단 0 ml(하한값)까지 저하한 후, 더욱 고해하여, 상승으로 바뀐 CSF값 1 ml의 재생 셀룰로오스 섬유인 리오셀 섬유를 20 질량% 배합한 초지 원료를 사용하여, 장망 초지법에 의해, 두께 70.0㎛, 밀도 0.300 g/cm3, 비인열 강도 28 mN·m2/g의 세퍼레이터를 얻었다. 이 세퍼레이터의 CSF값은 220 ml였다.
이 세퍼레이터를 사용하여, 정격 전압 450 V, 용량 50 μF, 소자 외경 17.6 mm의 알루미늄 전해 컨덴서 소자를 형성하고, GBL계 전해액을 함침 후, 케이스에 삽입, 봉구하여, 비교예 10의 알루미늄 전해 컨덴서로 했다.
[비교예 11]
섬유 A로서, CSF값 620 ml의 재생 셀룰로오스 섬유인 리오셀 섬유를 80 질량%, 섬유 B로서, CSF값이 일단 0 ml(하한값)까지 저하한 후, 더욱 고해하여, 상승으로 바뀐 CSF값 1 ml의 재생 셀룰로오스 섬유인 리오셀 섬유를 20 질량% 배합한 초지 원료를 사용하여, 장망 초지법에 의해, 두께 80.0㎛, 밀도 0.400 g/cm3, 비인열 강도 50 mN·m2/g의 세퍼레이터를 얻었다. 이 세퍼레이터의 CSF값은 310 ml였다.
이 세퍼레이터 사용하여, 정격 전압 450 V, 용량 50 μF, 소자 외경 17.9 mm의 알루미늄 전해 컨덴서 소자를 형성하고, GBL계 전해액을 함침 후, 케이스에 삽입, 봉구하여, 비교예 11의 알루미늄 전해 컨덴서로 했다.
[비교예 12]
비교예 11의 세퍼레이터와 동일한 초지 원료를 사용하여, 원망 초지법에 의해, 두께 80.0㎛, 밀도 0.400 g/cm3, 비인열 강도 95 mN·m2/g의 세퍼레이터를 얻었다. 이 세퍼레이터의 CSF값은 310 ml였다.
이 세퍼레이터 사용하여, 정격 전압 450 V, 용량 50 μF, 소자 외경 17.9 mm의 알루미늄 전해 컨덴서 소자를 형성하고, GBL계 전해액을 함침 후, 케이스에 삽입, 봉구하여, 비교예 12의 알루미늄 전해 컨덴서로 했다.
[종래예 11]
일본공개특허 제 소53-142652호 공보의 실시예 1의 방법에 따라, 원망 초지법에 의해, 두께 90.0㎛, 밀도 0.600 g/cm3, 비인열 강도 35 mN·m2/g의 세퍼레이터를 얻었다. 이 세퍼레이터의 CSF값은 450 ml였다.
이 세퍼레이터를 사용하여, 정격 전압 450 V, 용량 50 μF, 소자 외경 18.2 mm의 알루미늄 전해 컨덴서 소자를 형성하고, EG계 전해액을 함침 후, 케이스로의 삽입을 시도했지만, 소자 외경이 크기 때문에, 실시예 15나 비교예 9 내지 11과 동일한 사이즈의 케이스에는 삽입할 수 없었다. 그러므로, 실시예 14보다 큰 사이즈의 케이스에 삽입하여, 종래예 11의 알루미늄 전해 컨덴서로 했다.
이상, 본 실시형태에 의하면, 인열 강도를 향상시키는 섬유 A와 치밀성을 향상시키는 섬유 B를 배합하고, 또한 섬유 A와 섬유 B는 재생 셀룰로오스 섬유로 이루어지고, 섬유 A의 배합 비율이 20∼80 %, 섬유 B의 배합 비율이 20∼80 %로 함으로써, 세퍼레이터의 CSF값 X와 비인열 강도 Y가 하기 식을 만족시키는 범위에 있는 세퍼레이터를 제공할 수 있다.
식 1: 0≤X≤300
식 2: 15≤Y≤100
식 3: Y≥0.175X-2.5
이상 기재된 본 실시형태의 실시예 1 내지 15, 비교예 1 내지 12, 종래예 1 내지 11의 각 세퍼레이터 단체(單體)의 평가 결과, 및 알루미늄 전해 컨덴서의 성능 평가 결과를, 표 1에 나타내었다.
표 1에서는, 고해의 정도의 차이를 구별하기 위하여, CSF값이 일단 0 ml(하한값)까지 저하한 후, 더욱 고해하여, 상승으로 바뀐 CSF값에, *를 부여하여 기재하고 있다. 또한, 양극 사이에 2장의 세퍼레이터를 사용한 알루미늄 전해 컨덴서의 경우, 세퍼레이터의 두께를 「1장의 두께의 값×2」로 기재하고 있다. 각종 측정값은, 모두 복수 개의 시료의 평균값을 나타내고 있다.
[표 1]
Figure pct00001
이하, 각각의 실시예, 비교예, 종래예에 대하여, 평가 결과를 상세하게 설명한다.
실시예 1 내지 3의 세퍼레이터를 사용하여 제작한 알루미늄 전해 컨덴서는, 파단 불량율이 0.0∼0.4 %로 1%를 하회하고 있어 낮다. 또한, 쇼트 불량율은 0.2∼0.5 %로 1%를 하회하여 낮다. 또한, 임피던스도 0.110∼0.140 Ω으로 충분히 낮다.
한편, 비교예 1의 세퍼레이터는, 두께가 9.0㎛로 얇기 때문에, 파단 불량율이 1.1%, 쇼트 불량율이 8.5%로 높다. 이로써, 세퍼레이터의 두께는 10㎛ 이상이 바람직한 것을 알 수 있다.
또한, 비교예 2의 세퍼레이터는, 밀도가 0.238 g/cm3로 낮기 때문에, 파단 불량율이 1.1%, 쇼트 불량율이 8.0%로 높다. 이로써, 세퍼레이터의 밀도는 0.25 g/cm3 이상이 바람직한 것을 알 수 있다.
그리고, 종래예 1의 세퍼레이터는, 리오셀 섬유의 CSF값이 일단 0 ml(하한값)까지 저하한 후, 더욱 고해함으로써, 상승으로 바뀐 CSF값 160 ml로 되어 있는 원료만을 사용하고 있다. 이 때문에, 세퍼레이터의 비인열 강도가 6 mN·m2/g으로, 식 2의 범위를 하회하고 있고, 파단 불량율이 1.1%로 높다.
또한, 종래예 2의 세퍼레이터는, 세퍼레이터의 CSF값이 620 ml로 높다. 그러므로, 세퍼레이터의 치밀성이 낮고, 쇼트 불량이 11.5%로 높다. 또한, 세퍼레이터가 천연 섬유만으로 구성되어 있고, 임피던스가 실시예 1의 3배 이상으로 악화되어 있다.
실시예 4 및 5의 세퍼레이터를 사용하여 제작한 알루미늄 전해 컨덴서는, 파단 불량율이 0.1∼0.2 %로 1%를 하회하고 있어 낮다. 또한, 쇼트 불량율은 0.2∼0.3 %로 1%를 하회하고 있어 낮다. 또한, 임피던스도 0.120∼0.125 Ω으로 충분히 낮다.
비교예 3의 세퍼레이터는, 섬유 A의 CSF값이 일단 0 ml(하한값)까지 저하한 후, 더욱 고해하여, 상승으로 바뀐 CSF값 20 ml이다. 이 때문에, 세퍼레이터의 비인열 강도가 식 2의 범위를 하회하고 있어 파단 불량율이 3.0%로 높다.
그리고, 비교예 4의 세퍼레이터는, 섬유 B의 CSF값이 5 ml이며, 고해의 정도가 낮다. 그러므로, 비인열 강도가 식 2의 범위를 초과하고 있고, 세퍼레이터의 치밀성이 낮아져 있는 것을 알 수 있다. 이 때문에, 알루미늄 전해 컨덴서의 쇼트 불량율이 2.2%로 높다
또한, 비교예 5의 세퍼레이터는, 섬유 B의 CSF값이 일단 0 ml(하한값)까지 저하한 후, 더욱 고해하여, 상승으로 바뀐 CSF값 680 ml이다. 이 때문에, 세퍼레이터의 초지 공정에 있어서, 섬유 B 중의 과도하게 미세화된 섬유가 초지 와이어로부터 빠져나와 있다. 그 결과, 비교예 5의 세퍼레이터는, 비인열 강도가 식 2의 범위를 초과하고 있고, 쇼트 불량율이 2.0%로 높다
종래예 3의 세퍼레이터는, 비인열 강도가 식 2의 범위를 하회하고 있어 파단 불량율이 11.0%로 높다. 또한, 종래예 3의 세퍼레이터의 CSF값은 0 ml이며, 실시예 4 및 실시예 5의 세퍼레이터의 CSF값과 동일하지만, 파단 불량율, 쇼트 불량율 모두, 실시예 4 및 실시예 5가 우수한 결과로 되어 있다. 이러한 사실로부터, 단일하게 고해한 원료보다, 본 발명과 같이, 고해 정도가 상이한 원료를 혼합하여 세퍼레이터으로 하는 것이, 치밀성, 인열 강도 모두 향상시킬 수 있고, 그 결과, 알루미늄 전해 컨덴서의 파단 불량율, 쇼트 불량율 모두 저감할 수 있는 것을 알 수 있다.
종래예 4의 세퍼레이터는, 습식 스펀본드법에 의해 시트 형성한 재생 셀룰로오스 세퍼레이터로, 비인열 강도가 측정 불가능한 만큼 높다. 이 때문에, 파단 불량은 발생하지 않았다. 그러나, 종래예 4의 알루미늄 전해 컨덴서는 쇼트 불량율이 10.0%로 높다. 이는, 스펀본드법은 초지법에 비해, 시트가 불균일하게 되기 쉬워 치밀성이 부족하기 때문이다.
또한, 이 종래예 4는, 동 암모니아 재생 셀룰로오스 섬유인 큐프라 레이온을 사용하여, 세퍼레이터를 제작하고 있으므로, 섬유 내부에 동 이온을 함유하고 있다. 이 때문에, 큐프라 레이온을 사용한 세퍼레이터를 사용한 알루미늄 전해 컨덴서는, 장기간 사용했을 때, 컨덴서 내부에서 동 이온이 석출하여, 쇼트 불량이 발생할 위험성이 우려된다.
실시예 6 내지 실시예 8의 세퍼레이터를 사용하여 제작한 알루미늄 전해 컨덴서는, 파단 불량율이 0.0∼0.3 %로 1%를 하회하고 있어 낮다. 또한, 쇼트 불량율은 0.1∼0.3 %로 1%를 하회하고 있어 낮다. 또한, 임피던스도 0.130∼0.140 Ω으로 충분히 낮다.
실시예 7의 세퍼레이터는, 실시예 8과 동일한 초지 원료를 사용하여 장망 초지한 것이다. 실시예 7의 세퍼레이터는 식 4를 만족시키고 있고, 실시예 8의 세퍼레이터는, 식 4를 만족시키지 않는다. 실시예 7과 실시예 8의 컨덴서를 비교하면, 실시예 7의 컨덴서가, 쇼트 불량율이 낮다. 이러한 사실로부터, 식 2 및 식 3을 만족시킬 뿐만 아니라, 또한 식 4도 만족시키는 경우, 쇼트 불량율을 더욱 저감할 수 있는 것을 알 수 있다.
비교예 6의 세퍼레이터는, 섬유 A를 85 질량%, 섬유 B를 15 질량% 배합하고 있고, 비인열 강도가 식 2의 범위를 초과하고 있다. 그리고, 비교예 6의 알루미늄 전해 컨덴서는, 쇼트 불량율이 1.1%로 높다. 이는 섬유 B의 비율이 적기 때문에, 치밀성이 향상되지 않기 때문인 것으로 여겨진다.
비교예 7의 세퍼레이터는, 섬유 A를 15 질량%, 섬유 B를 85 질량% 배합하고 있고, 비인열 강도가 식 2의 범위를 하회하고 있다. 그리고, 비교예 7의 세퍼레이터는 파단 불량율이 1.2%로 높다. 이는, 인열 강도를 향상시키는 섬유 A의 비율이 적기 때문인 것으로 여겨진다.
종래예 5는, 섬유 A로서 CSF값 500 ml의 침엽수 크라프트 펄프를, 섬유 B로서 CSF값이 일단 0 ml(하한값)까지 저하한 후, 더욱 고해하여, 상승으로 바뀐 CSF값 200 ml의 재생 셀룰로오스 섬유를 배합하고 있다. 실시예 6 내지 실시예 8과 비교하면, 침엽수 크라프트 펄프의 영향으로, 임피던스 값이 0.200Ω으로 실시예 6 내지 8과 비교하여 30% 이상 높다.
종래예 6은, 아크릴 섬유를 배합한 세퍼레이터이지만, 비인열 강도가 13 mN·m2/g으로 낮고, 식 2의 범위를 하회하고 있다. 이는 합성 섬유를 배합한 결과, 섬유간 결합력이 저하하기 때문이다. 또한, 동일한 이유로 세퍼레이터의 차폐성(遮閉性)도 저하되고, 파단 불량율, 쇼트 불량율이 각각 1.2%, 1.1%로 높은 결과가 되었다.
실시예 9 내지 실시예 13의 세퍼레이터를 사용하여 제작한 알루미늄 전해 컨덴서는, 파단 불량율이 0.0∼0.2 %로 1%를 하회하고 있어 낮다. 또한, 쇼트 불량율은 0.0∼0.5%로 1%를 하회하고 있어 낮다. 또한, 임피던스도 0.255∼0.280 Ω으로 충분히 낮다.
실시예 9 내지 실시예 13의 알루미늄 전해 컨덴서의 임피던스는, 종래예 7의 알루미늄 전해 컨덴서의 임피던스보다 약간 높다. 그러나, 알루미늄 전해 컨덴서의 임피던스의 값은, 컨덴서의 정격 전압이나 용량 등에 의해 기대되는 값의 범위가 상이한 것이며, 정격 전압 100 V·용량 50 μF의 알루미늄 전해 컨덴서에서는, 실시예 9 내지 실시예 13의 임피던스의 값이라도 충분하다.
실시예 12와 비교하여, 실시예 9의 세퍼레이터를 사용하여 제작한 알루미늄 전해 컨덴서는, 쇼트 불량율이 약간 낮아져 있다. 또한, 실시예 13과 비교하여, 실시예 10의 세퍼레이터를 사용하여 제작한 알루미늄 전해 컨덴서는, 쇼트 불량율이 약간 낮아져 있다. 이는, 실시예 7 및 실시예 8과 동일한 이유이며, 식 2 및 식 3을 만족시킬 뿐만 아니라, 또한 식 4도 만족시키는 세퍼레이터가, 쇼트 불량율 개선의 점에서 바람직한 것으로 알 수 있다.
실시예 9와 비교하여, 실시예 11의 세퍼레이터를 사용하여 제작한 알루미늄 전해 컨덴서는, 쇼트 불량율이 약간 낮아져 있다. 이러한 사실로부터, 식 1의 범위를 만족시킬 뿐만 아니라, 보다 좁은, 식 5의 범위를 만족시키는 세퍼레이터가, 쇼트 불량율 개선의 점에서 바람직한 것을 알 수 있다.
비교예 8의 세퍼레이터는, 비인열 강도가 105 mN·m2/g으로 크고, 식 2의 범위를 초과하고 있다. 이는 섬유 A의 고해의 정도가 낮은 결과이지만, 이 때문에, 쇼트 불량율이 1.1%로 높다.
종래예 7의 세퍼레이터는, 재생 셀룰로오스 섬유를 CSF값 200 ml의 단독 고해한 원료를 사용하여 초지한 세퍼레이터이다. 재생 셀룰로오스 섬유의 CSF값이 크기 때문에, 비인열 강도가 매우 높고, 파단 불량은 발생하지 않았다. 그러나, 비인열 강도가 식 2의 범위를 초과하고 있어 쇼트 불량율이 1.4%로 높아져 있다.
실시예 14의 세퍼레이터를 사용하여 제작한 알루미늄 전해 컨덴서는, 파단 불량율이 0.1%로 1%를 하회하고 있어 낮다. 또한, 쇼트 불량율은 0.2%로 1%를 하회하고 있어 낮다. 또한, 임피던스도 0.440Ω으로 충분히 낮다.
비교예 9의 세퍼레이터는, 비인열 강도가 17 mN·m2/g으로 작고, 식 3의 범위를 하회하고 있다. 이 때문에, 파단 불량율이 1.9%로 높아져 있다. 또한, 실시예 14의 세퍼레이터에 비해 두껍고, 소자 외경이 크기 때문에, 실시예 14보다 큰 사이즈의 케이스에 삽입하고 있다. 이러한 사실로부터, 컨덴서의 소형화를 추구하기 위해서는, 두께 50㎛ 이하인 것이 바람직한 것을 알 수 있다.
종래예 8의 세퍼레이터는, 실시예 14의 세퍼레이터에 비해 두껍고, 소자 외경이 크기 때문에, 실시예 14보다 큰 사이즈의 케이스에 삽입하고 있다. 또한, 세퍼레이터의 CSF값이 450 ml로 높다. 이에 따라, 세퍼레이터의 치밀성이 낮고, 쇼트 불량이 15.2%로 높아져 있다. 또한, 천연 섬유만으로 구성되어 있고, 임피던스가 실시예 14의 2배로 악화되고 있다. 이 예로부터, 본 실시형태의 세퍼레이터를 사용하면, 종래보다 얇은 세퍼레이터를 채용해도 쇼트 불량이 증가하지 않고, 동시에 소자의 소형화도 가능한 것을 알 수 있다.
종래예 9의 세퍼레이터는, 고해의 정도가 높은 천연 섬유의 층을 가진다. 이 때문에, 쇼트 불량은 발생하고 있지 않지만, 임피던스 성능이 2.110Ω으로 크게 악화되고 있다. 또한, 섬유 A, B 모두 섬유의 인발에 대한 저항력이 약하기 때문에, 비인열 강도의 값도 작고, 파단 불량율도 2.5%로 높다.
실시예 15의 세퍼레이터를 사용하여 제작한 알루미늄 전해 컨덴서는, 파단 불량율이 0.7%로 1%를 하회하고 있어 낮다. 또한, 쇼트 불량율은 0.1%로 1%를 하회하고 있어 낮다. 또한, 임피던스도 0.052Ω으로 충분히 낮다.
비교예 10의 세퍼레이터는, 비인열 강도가 28 mN·m2/g으로 작고, 식 3의 범위를 하회하고 있다. 이 때문에, 파단 불량율이 1.0%로 높아져 있다.
비교예 11 및 비교예 12의 세퍼레이터는, CSF값이 310 ml로, 식 1의 범위를 초과하고 있다. 이 때문에, 모두 쇼트 불량율이 1% 이상으로 높다.
종래예 11의 세퍼레이터는, 실시예 15의 세퍼레이터에 비해 두껍고, 소자 외경이 크기 때문에, 실시예 15보다 큰 사이즈의 케이스에 삽입하고 있다. 또한, 세퍼레이터의 CSF값이 450 ml로 높다. 이 때문에, 세퍼레이터의 치밀성이 낮고, 쇼트 불량이 16.0%로 높아져 있다. 또한, 천연 섬유만으로 구성되어 있고, 임피던스가 실시예 15의 2배 이상으로 악화되고 있다. 이 예로부터도, 본 실시형태의 세퍼레이터를 사용하면, 종래보다 얇은 세퍼레이터를 채용해도 쇼트 불량이 증가하지 않고, 동시에 소자의 소형화도 가능한 것을 알 수 있다.
또한, 실시예와 비교예의 각 예에 대하여, 세퍼레이터의 CSF값과 비인열 강도를 플롯하여, 도 2에 나타낸다. 도 2에서는, 각 예의 값의 플롯과 함께, 식 1∼식 5의 범위의 경계의 직선을 나타내고 있다.
도 2로부터, 각각의 실시예는 식 1 내지 식 3의 범위에 들어가 있고, 각각의 비교예는 식 1 내지 식 3 중 적어도 1개의 범위로부터 벗어나 있다.
또한, 동일 정격 전압, 동일 용량의 컨덴서에서 비교한 경우, 식 1 내지 3을 만족시킬 뿐만 아니라, 또한 식 4도 동시에 만족시키는 경우, 쇼트 불량율이, 더욱 저감한다.
또한, 식 5도 동시에 만족시키는 경우, 쇼트 불량율이 더욱 저감한다.
이상, 본 실시형태에 의하면, 인열 강도를 향상시키는 섬유 A와 치밀성을 향상시키는 섬유 B가, 각각 하기 범위까지 고해되어 있고, 또한 섬유 A와 섬유 B가 재생 셀룰로오스 섬유로 이루어지고, 섬유 A의 배합 비율이 20∼80 질량%, 섬유 B의 배합 비율이 20∼80 질량%로 됨으로써, CSF값 X와 비인열 강도 Y가 하기 식을 만족시키는 범위에 있는 세퍼레이터를 제공할 수 있다. 또한, 세퍼레이터의 두께를 10∼50 ㎛, 밀도를 0.25∼0.70 g/cm3로 함으로써, 임피던스 특성과 치밀성, 인열 강도가 우수한 알루미늄 전해 컨덴서용 세퍼레이터를 제공할 수 있다.
섬유 A의 CSF값: CSF 500∼0 ml
섬유 B의 CSF값: 일단 0 ml(하한값)까지 저하한 후, 더욱 고해하여, 상승으로 바뀐 CSF값 1∼500 ml
식 1: 0≤X≤300
식 2: 15≤Y≤100
식 3: Y≥0.175X-2.5
전술한 세퍼레이터를 사용함으로써, 임피던스 성능이 우수하고, 쇼트 불량율을 개선한 알루미늄 전해 컨덴서를 제공할 수 있고, 또한 알루미늄 전해 컨덴서 제작 공정의 수율을 향상시키는 것이 가능하게 된다.
이상, 본 실시형태의 세퍼레이터를 알루미늄 전해 컨덴서에 대하여 사용한 예를 설명하였다.
알루미늄 전해 컨덴서의 다른 구성, 제조 방법의 상세에 대한 설명은 생략하였으나, 본 발명의 알루미늄 전해 컨덴서에 있어서, 전극 재료 및 전해액 재료에 대해서는, 특별히 한정을 필요로 하지 않으며, 각종 재료를 사용할 수 있다.
전술한 본 실시형태에서는, 섬유 A의 CSF값을 CSF 500∼0 ml로 하고, 섬유 B의 CSF값을, 일단 0 ml(하한값)까지 저하한 후, 더욱 고해하여, 상승으로 바뀐 CSF값 1∼500 ml로 하였다. 또한, 각각의 실시예에 있어서, 섬유 A 및 섬유 B에, 동일 종류의 재생 셀룰로오스 섬유로부터 제작한, 고해의 정도가 상이한 섬유를 사용하고 있다.
본 발명에 있어서는, 세퍼레이터를 구성하는, 고해 가능한 재생 셀룰로오스 섬유의 구성은, 세퍼레이터의 특성이, 식 1 내지 식 3을 동시에 만족시키고, 또는 식 1 내지 식 4를 동시에 만족시키고, 또는 식 1 내지 식 5를 동시에 만족시키는 한, 특별히 한정되는 것은 아니다. 식 1 내지 식 3을 동시에 만족시키고, 또는 식 1 내지 식 4를 동시에 만족시키고, 또는 식 1 내지 식 5를 동시에 만족시키는 한, 예를 들면, 고해의 정도가 상이한 3개 이상의 재생 셀룰로오스 섬유를 사용하는 것이나, CSF값이 실시형태의 CSF값의 범위 외인 재생 셀룰로오스 섬유를 사용하는 것이나, 섬유 A와 섬유 B가 상이한 재생 셀룰로오스 섬유를 원료로 하는 것도 가능하다.
또한, 소자 외경이 허용하는 한, 본 발명의 세퍼레이터를 복수 개, 또는 본 발명의 세퍼레이터를 1장 이상 사용하여 복수 장 중첩하여 사용하는 것도 가능하다.
[산업상의 이용가능성]
본 발명의 세퍼레이터는, 알루미늄 전해 컨덴서에 적용할 수 있는 것 외에, 전기 2중층 커패시터, 리튬 이온 커패시터, 리튬 이온 전지, 리튬 전지, 나트륨 이온 전지, 고체 전해 컨덴서 등의 각종 축전 디바이스에도 적용할 수 있다.

Claims (6)

  1. 양극과 음극의 사이에 개재(介在)시키는 세퍼레이터(separator)로서,
    고해(叩解) 가능한 재생 셀룰로오스 섬유로 이루어지고,
    CSF값 X[ml]와 비인열(比引裂) 강도 Y[mN·m2/g]가, 하기 식 1 내지 식 3을 만족시키는 범위에 있는, 세퍼레이터:
    식 1: 0≤X≤300
    식 2: 15≤Y≤100
    식 3: Y≥0.175X-2.5.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 CSF값 X와 상기 비인열 강도 Y가, 또한 하기 식 4를 만족시키는 범위에 있는, 세퍼레이터:
    식 4: Y≤0.05X＋45.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 CSF값 X와 상기 비인열 강도 Y가, 또한 하기 식 5를 만족시키는 범위에 있는, 세퍼레이터:
    식 5: 0≤X≤100.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    두께가 10∼50 ㎛인, 세퍼레이터.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    밀도가 0.25∼0.70 g/cm3인, 세퍼레이터.
  6. 양극과 음극의 사이에, 세퍼레이터를 개재하여 이루어지는 알루미늄 전해 컨덴서로서,
    상기 세퍼레이터로서, 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 세퍼레이터가 적어도 1장 사용되고 있는, 알루미늄 전해 컨덴서.
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