TW201942925A - 鋁電解電容器用隔膜及使用該隔膜的鋁電解電容器 - Google Patents

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Abstract

作為隔膜，其僅由非原纖化纖維構成，作為該非原纖化纖維，含有20～60質量%的聚酯主體纖維、10～70質量%的聚酯黏合纖維，作為黏合材料，含有10～30質量%的聚乙烯醇。藉此，能夠將隔膜的平均孔徑控制為5.0～20.0μm，將5.0～15.0μm的範圍的孔徑頻率控制為所有孔徑的70%以上，將20.0μm以上的孔徑頻率控制為10%以下，並能夠得到均勻性高的隔膜。另外，通過將該隔膜用於固體電解電容器以及混合型電解電容器，能夠提供一種使導電性高分子的聚合液或分散液的浸漬性提高且改善靜電容量特性，並且，實現了短路故障率的降低的鋁電解電容器。

Description

鋁電解電容器用隔膜及使用該隔膜的鋁電解電容器
本發明涉及一種鋁電解電容器用隔膜以及使用該隔膜的鋁電解電容器。
近年，電子設備的小型化、高性能化不斷發展，在被安裝於這些電子設備所使用的電路基板等上的部件也需要進一步的小型化、高性能化。
安裝於電路基板的部件之一有鋁電解電容器，在鋁電解電容器中，陰極材料中使用導電性高分子的鋁固體電解電容器(以下，稱作“固體電解電容器”。)，與陰極材料中使用電解液的通常的鋁非固體電解電容器(以下，稱作“非固體電解電容器”。)相比，頻率特性優良，等效串聯電阻(以下，稱作“ESR”。)小，在要求高頻特性良好的CPU周圍也可以使用。
由於固體電解電容器，係陰極材料中使用固體的導電性高分子，因此，即使在高溫條件下，也不會像非固體電解電容器那樣因電解液的蒸發導致特性劣化。另外，固體電解電容器的傳導機制是電子傳導，與離子傳導的非固體鋁電解電容器相比，響應性更優良，因此頻率特性良好，ESR也小。因此，可減少接受電流時之電容器的發熱。基於這些特徵，固體電解電容器，作為安裝在電路基板上的電容器，從低電阻化、耐熱性提高觀點來看，其優點顯著。
固體電解電容器所使用的隔膜，提出使用了纖維素系纖維的隔膜、使用了合成纖維的隔膜、及混合了使用纖維素系纖維與合成纖維的隔膜等。
固體電解電容器，將電極箔與隔膜重疊並捲曲形成元件卷後，進行電極箔的鋁氧化膜的缺損部分之修復、及電極箔的剖面或垂片等未化學轉化部分之化學轉化，在形成導電性高分子層後，插入外殼中並封口而進行製作。
固體電解電容器的導電性高分子層，存在使隔膜浸漬導電性高分子的聚合液(導電性高分子的單體溶液與氧化劑溶液)後進行聚合而形成的情況，以及使隔膜浸漬導電性高分子微粒子的水分散液之後，使水分乾燥而形成的情況。
在將僅由纖維素系纖維構成的隔膜使用來作為固體電解電容器的隔膜的情況下，若使用導電性高分子的聚合液，則纖維素會與聚合液的氧化劑產生反應，消耗氧化劑，因此會阻礙導電性高分子的聚合。
另一方面，在使用了導電性高分子的水分散液的固體電解電容器中，由於水分散液的粘度非常高，因此隔膜對水分散液的浸漬性差。
為了防止這樣的與氧化劑的反應，另外，為了提高水分散液的浸漬性，纖維素系隔膜，在形成元件卷後，通過在高溫下進行加熱，從而使得隔膜碳化，之後形成導電性高分子層。由於碳化後的纖維素系隔膜，係耐氧化性升高且與聚合液的氧化劑的反應性降低，另外，構成隔膜的纖維素纖維因碳化而變細，隔膜的孔隙增加，因此，水分散液的浸漬性也提高。
然而，製造工時因碳化處理而增多，步驟也變複雜。此外，由於纖維素因碳化處理而熱分解，因此，隔膜的物理強度也降低。
為了解決這樣的纖維素系隔膜的課題，作為非碳化能夠使用的隔膜，提出了使用合成纖維的隔膜、混合使用纖維素系纖維與合成纖維的隔膜等。
使用了合成纖維的隔膜，係通過選擇即便非碳化亦不會阻礙導電性高分子的聚合、並且考慮了與導電性高分子的親和性的材料，還可提高水分散液的浸漬性。進一步，通過選擇考慮了與導電性高分子之間的化學穩定性的材料，還能夠謀求用於固體電解電容器時的性能穩定化。
進一步，如上所述，固體電解電容器在車載用途上的使用也增多。特別是在近年，隨著汽車的電氣化的發展，對汽車的各種功能進行控制的電子控制設備的電子控制單元(Electronic Control Unit(以下，稱作“ECU”。))的數量有增多的傾向。進一步，隨著這些基板的小型化，亦產生了在有限的空間內最大限度地進行高密度安裝的需要。
因此，所安裝的部件，在以往需求的高性能化的同時還需要小型化。在作為被安裝在ECU等的部件之一的固體電解電容器中，亦為了對應小型化，而需要進一步提高作為電容器的需求性能之一的靜電容量。進一步，由於作為車載用途所使用的部件，係故障直接關係到人命，因此，除了靜電容量特性的提高以外，在可靠性方面之短路故障率的進一步降低的需求也提高。
目前為止，作為對應上述課題的固體電解電容器用隔膜，例如，公開了專利文獻1～5所記載的技術。
先前技術文獻
專利文獻1：日本特開2012-104737號公報
專利文獻2：日本特開2006-344742號公報
專利文獻3：日本特開2013-197297號公報
專利文獻4：日本特開2010-87112號公報
專利文獻5：日本特開2002-246270號公報
發明要解決的課題
在專利文獻1中，提出了一種將兩種類之非原纖化纖維的纖維直徑的差設成為5μm以上，並通過纖維的混合比例來控制隔膜的平滑度的隔膜。還公開了一種提供電解電容器的技術，該電解電容器，係通過使用該隔膜，改善電解質的浸漬性和保持性，並在改善靜電容量的同時改善短路故障率。
然而，在如專利文獻1般之僅由非原纖化纖維構成的隔膜中，雖係為了提高隔膜的緻密性而使用細徑纖維，但纖維的細徑化存在極限，且難以將隔膜的緻密性提高到一定程度以上。
在專利文獻2中，提出了一種使用含有原纖化丙烯酸纖維的隔膜的電解電容器。該隔膜，係由具有微細的原纖維的纖維構成之非常緻密的隔膜。還公開了一種提供電解電容器的技術，該電解電容器，係通過使用該隔膜，在改善短路故障率的同時，即使是相同尺寸也能夠提高容量。
然而，如專利文獻2般之使用由原纖化纖維構成的隔膜的固體電解電容器，係隔膜的緻密性過高，導電性高分子的聚合液或分散液的浸漬性無法提高到一定程度以上，且難以提高近年所追求之程度的靜電容量。為了提高專利文獻2的隔膜的浸漬性，雖係可考慮降低原纖化纖維的原纖化程度或降低隔膜的原纖化纖維的含有率，但在任一情況下，隔膜的緻密性均降低，耐短路性也降低。
進一步，在專利文獻3中，提出了一種纖維的取向性之比(縱向的抗拉強度與橫向的抗拉強度之比)為2.0以下的隔膜。還公開了一種提供電解電容器的技術，該電解電容器，係通過使用該隔膜，在改善靜電容量的同時提高了生產率。然而，在專利文獻3公開的程度以上地減少纖維的取向性之比也有極限，且難以滿足近年所追求的提高固體電解電容器的靜電容量的需求。
而且，在專利文獻4中，以防止導電性高分子導致的纖維素的劣化為目的，提出了一種使纖維素不織布含有聚偏氟乙烯等聚合物的隔膜。還公開了一種提供固體電解電容器的技術，該固體電解電容器，係通過使用該隔膜，靜電容量優良、故障率小。
然而，在如專利文獻4般地使聚合物結構體浸漬或塗覆而使之析出的情況下，由於會形成聚合物凝集部等、導電性高分子的聚合液或分散液的浸漬性惡化的部位，因此，難以滿足近年所追求之提高靜電容量的需求。
另外，具有不織布製造步驟與形成聚合物結構體的步驟，在如像這樣的對隔膜進行後加工處理般的情況下，由於步驟變得複雜，因此，隔膜的成本也增加。
專利文獻5的隔膜，係隔膜與導電性高分子的親和性良好的隔膜，能夠降低使用了該隔膜的固體電解電容器的ESR。然而，近年，固體電解電容器的額定電壓也高壓化，需要不僅能夠降低電容器的ESR，而且耐短路性更高的隔膜。
為了提高專利文獻5的隔膜的耐短路性，雖係考慮如使用更細徑的纖維這樣的手法，但纖維的細徑化也有極限。
如此，存在如下述這樣的問題：在現有的隔膜中，係難以同時提高耐短路性與浸漬性，且在現有的隔膜中，係無法應對近年所追求之進一步提高靜電容量特性以及降低短路故障率的需求。
本發明，係有鑒於上述課題而提出，其目的在於提供一種通過提高導電性高分子的聚合液或分散液的浸漬性，從而改善靜電容量特性，並且實現短路故障率的降低的鋁電解電容器用隔膜以及鋁電解電容器。

解決課題的方法
為了解決上述課題，作為實現上述目的的一手段，本發明，例如，具備以下的結構。
即，介存於一對電極之間的鋁電解電容器用隔膜，其特徵在於，含有20～60質量%的聚酯主體纖維，10～70質量%的聚酯黏合纖維，10～30質量%的聚乙烯醇黏合劑，平均孔徑為5.0～20.0μm，5.0～15.0μm的範圍內孔徑頻率為所有孔徑的70%以上，並且，20.0μm以上的孔徑頻率為10%以下。
另外，本發明的鋁電解電容器，係其特徵在於，使用上述的鋁電解電容器用隔膜作為隔膜。而且，上述鋁電解電容器，係使用導電性高分子作為陰極材料為較佳。

發明的效果
根據本發明，由於通過使用聚酯主體纖維、聚酯黏合纖維、聚乙烯醇黏合劑，將平均孔徑與孔徑頻率控制在一定範圍內，能夠使構成隔膜的纖維彼此的間隙均勻化，因此，能夠提高作為隔膜的耐短路性，並且能夠提高導電性高分子的聚合液或分散液的浸漬性。
另外，由於本發明的隔膜，係與現有的耐短路性良好的隔膜相比緻密性不高，因此，不會阻礙導電性高分子的浸漬。因此，使用了本發明的隔膜的固體電解電容器，係能夠同時實現靜電容量特性的提高與短路故障率的減少。
以下，對本發明的實施方式進行詳細說明。
根據本發明的實施方式的鋁電解電容器，作為隔膜，例如使用作為非原纖化纖維的聚酯主體纖維、聚酯黏合纖維、聚乙烯醇黏合劑，通過將平均孔徑與孔徑頻率控制在一定範圍，能夠使構成隔膜的纖維彼此的間隙均勻化。因此，可提高作為隔膜的耐短路性，並且能夠提高導電性高分子的聚合液或分散液的浸漬性。
也就是說，用以實施本發明的實施方式的隔膜，係不同於通過提高隔膜的緻密性來提高耐短路性的以往的隔膜，而通過提高隔膜的均勻性從而消除使用電容器時之電荷的集中，並提高耐短路性。
另外，本發明的實施方式的隔膜雖為均勻，但與現有的耐短路性良好的隔膜相比，由於緻密性不高，因此，也不會阻礙導電性高分子的浸漬。
因此，使用了用以實施本發明的實施方式的隔膜的鋁固體電解電容器，係能夠同時實現靜電容量特性的提高與短路故障率的降低。
本發明者們，對靜電容量特性的提高與短路故障率的降低進行深入研究，結果發現，通過製造將平均孔徑、5.0～15.0μm的範圍的孔徑頻率以及20.0μm以上的孔徑頻率控制在一定範圍的均勻的隔膜，能夠提高作為隔膜的耐短路性，並能夠使隔膜整體均勻地浸漬導電性高分子的聚合液或分散液，從而能夠同時實現靜電容量特性的提高與短路故障率的降低，直到完成本發明。
本發明的實施方式的隔膜，係例如介存於一對電極之間的鋁電解電容器用隔膜，含有20～60質量%的聚酯主體纖維、10～70質量%的聚酯黏合纖維及10～30質量%的聚乙烯醇黏合劑，並且，具備平均孔徑為5.0～20.0μm、5.0～15.0μm的範圍的孔徑頻率為所有孔徑的70%以上、20.0μm以上的孔徑頻率為10%以下的結構。
平均孔徑，係表示隔膜的片材整體被平均化的緻密性。在本發明中，係為了以提高作為隔膜的耐短路性，並且提高導電性高分子的聚合液或分散液的浸漬性為目的，且提高作為片材整體的緻密性與內部的均勻性，除了控制平均孔徑以外，還控制5.0～15.0μm的範圍的孔徑頻率以及20.0μm以上的孔徑頻率。
本發明的實施方式的隔膜的平均孔徑，係5.0～20.0μm的範圍，平均孔徑係8.0～15.0μm的範圍為更佳。
若平均孔徑超過20.0μm，則由於隔膜的緻密性不足，電極箔的毛邊等容易貫穿隔膜，因此，即使是均勻性高的隔膜，也存在無法降低短路故障率的情況。
另外，在平均孔徑小於5.0μm的情況下，由於隔膜過於緻密，因此，存在導電性高分子的聚合液或分散液的浸漬變難而無法提高靜電容量的情況。
而且， 5.0～15.0μm的範圍的孔徑頻率，係所有孔徑的70.0%以上為較佳，並且，20.0μm以上的孔徑頻率，係所有孔徑的10%以下為較佳。
通過將隔膜的孔徑頻率設成為上述範圍，由於孔的分佈為平緩而廣泛分佈，不會局限在小於5.0μm與超過15.0μm這兩處位置，因此，能夠提高隔膜的均勻性。
通過提高隔膜的均勻性，能夠抑制老化時之局部的電荷集中，並能夠降低短路故障率。進一步，在浸漬導電性高分子的聚合液或分散液時，能夠防止局部浸漬或局部未浸漬這樣的情形，並能夠隔著隔膜而在電極箔整體上均勻地形成導電性高分子層，能夠提高電容器的靜電容量特性。
本發明的實施方式的隔膜，係不含有原纖維為較佳。也就是說，構成隔膜的纖維，係非原纖化纖維為較佳。
關於纖維，係有通過打漿等處理，從成為主體的部分枝葉狀地產生微細之鬚狀的原纖維的纖維，以及模仿原纖維而製造成紙漿狀的纖維等。
本實施方式(本實施的方式)的非原纖化纖維，係指不具有原纖維的纖維，亦可是成為片材的骨架的主體纖維或對構成片材的纖維進行黏合的具有黏合功能的纖維。
原纖化纖維，雖係能夠提高作為隔膜整體的緻密性，但容易形成局部過於緻密的部位，且難以提高像這樣的位置的浸漬性。
在本實施方式中，係通過僅使用非原纖化纖維作為構成隔膜的纖維，提高隔膜的均勻性。
構成隔膜的纖維種類，係基於化學穩定性、物理穩定性、處理容易性等，從合成纖維種類進行選擇，其中，從隔膜所含的雜質或水分少，且進一步，從本發明中所著眼的提高隔膜的均勻性的觀點來看，使用在水中的分散性良好的聚酯纖維為較佳。
進一步，作為構成隔膜的聚酯纖維，使用成為片材的骨架的聚酯主體纖維與對構成片材的纖維進行黏合的具有黏合功能的聚酯黏合纖維為較佳。
另外，本發明的實施方式的隔膜中，係使用聚乙烯醇黏合劑為較佳。
作為隔膜，在通過抄紙法製作濕式不織布的情況下，使纖維分散在水中並用網進行脫水(濾水)而形成片材。此時，纖維，係以使濾水的阻力變低的方式，進行堆積而形成片材。此後，通過將片材搬送至乾燥步驟進行乾燥從而製造隔膜。
通過使用聚酯黏合纖維與聚乙烯醇黏合劑，由於能夠在維持原來的狀態下固定以使濾水阻力最小化的方式進行堆積的片材，因此，即使在隔膜完成後受到捲繞或裁斷這樣的機械負荷，片材的均勻性也不會降低。
聚乙烯醇黏合劑，雖係通常被用於提高片材的機械強度，但已知在片材形成時將聚乙烯醇黏合劑乾燥成為膜狀，使得作為隔膜使用時的浸漬性降低。因此，對隔膜的聚乙烯醇黏合劑含有量，係盡可能地被降低。
相對於此，在本發明的實施方式中，係以片材完成後的均勻性的固定化為目的，除了聚酯黏合纖維以外還使用聚乙烯醇黏合劑。
具體而言，通過使隔膜含有20～60質量%的範圍的聚酯主體纖維、含有10～70質量%的範圍的聚酯黏合纖維、含有10～30質量%的範圍的聚乙烯醇黏合劑，能夠將隔膜的平均孔徑與5.0～15.0μm的範圍的孔徑頻率以及20.0μm以上的孔徑頻率收斂於上述範圍內。
當聚酯主體纖維小於20質量%或者聚酯黏合纖維超過70質量%時，構成隔膜的纖維彼此的間隙因黏合成分多而變得過於狹窄，有導電性高分子的聚合液或分散液的浸漬性降低的情況。當聚酯主體纖維超過60質量%或者聚酯黏合纖維小於10質量%時，隔膜的機械強度因黏合成分少而降低，有在電容器元件捲曲步驟中產生隔膜裂開等捲曲故障的情況，或電極箔的毛邊等變得容易貫穿隔膜且電容器的短路故障率增大的情況。另外，有難以維持隔膜的均勻性的情況。
進一步，當聚乙烯醇小於10質量%時，有難以維持隔膜完成後之片材的均勻性的情況。當聚乙烯醇超過30質量%時，有已溶解的聚乙烯醇過量地填埋構成隔膜的纖維彼此的孔隙，從而使隔膜的均勻性降低的情況。
隔膜的製作方法雖沒有特別限定，但從隔膜的均勻性的觀點來看，使纖維分散在水中而進行抄起的抄紙法為較佳。
本發明的實施方式的隔膜的厚度以及密度，係沒有特別限制，可採用滿足所期望的鋁電解電容器的特性者。通常，雖使用厚度20～70μm、密度0.20～0.60g／cm3 左右的厚度以及密度的隔膜，但不限於該範圍者。
在本發明的實施方式中，隔膜，係採用了使用抄紙法而形成的濕式不織布。隔膜的抄紙方式，只要能夠滿足平均孔徑與孔徑頻率則沒有特別的限制，能夠使用長網抄紙或短網抄紙、圓網抄紙這樣的抄紙方式，另外也可以是組合複數個通過這些抄紙法所形成的層而得到的隔膜。另外，在抄紙時，只要是不會對電容器用隔膜產生影響的程度的雜質含有量，則也可以添加分散劑或消泡劑、紙力增強劑等添加劑。
進一步，也可以在紙層形成後實施紙力增強加工、親液加工、壓光加工、壓花加工等加工。只要能夠滿足所期望之範圍的隔膜的平均孔徑、5.0～15.0μm的範圍的孔徑頻率以及20.0μm以上的孔徑頻率，則紙力增強加工或親水加工等塗覆量沒有特別限制。
而且，本實施方式的鋁電解電容器，係使上述結構的隔膜介存於一對電極之間，並使用導電性高分子作為陰極材料。
採用了以上的結構的本發明的實施方式的隔膜，係均勻性非常高，另外，作為隔膜具有充分的緻密性。
因此，通過在使用了導電性高分子作為陰極材料的鋁電解電容器中使用該隔膜，能夠得到靜電容量特性高、短路故障率也低、有助於提高上巿後的可靠性的鋁電解電容器。

[隔膜以及鋁電解電容器的特性的測量方法]
本實施方式的隔膜以及鋁電解電容器的各種特性的具體測量，係按照以下的條件以及方法進行。

[厚度]
使用“JIS C 2300-2‘電氣用纖維素紙-第2部：試驗方法’5.1厚度”中所規定的“5.1.1 測量器以及測量方法a使用外側千分尺的情況”的千分尺，按照“5.1.3 折疊紙測量厚度的情況”的折疊成10張的方法，測量隔膜的厚度。

[密度]
按照“JIS C 2300-2‘電氣用纖維素紙-第2部：試驗方法’7.0A 密度”的B法所規定的方法，測量絕對乾燥狀態的隔膜的密度。

[平均孔徑・孔徑頻率]
使用CFP-1200-AEXL-ESA(PMI (Porous Materials, Inc.)公司製造)，從通過泡點法(ASTM F316-86，JIS K3832)所測量的孔徑分布，求出隔膜的平均孔徑(μm)以及孔徑頻率。孔徑頻率，係從作為區間寬度0.1μm之孔徑分佈，求出整個區間中的區間0.5～15.0μm的比例(%)以及20μm以上的比例(%)，將其作為孔徑頻率。
例如，0.15μm的空孔被分配在0.2μm的區間，另外0.30μm的空孔被分配在0.3μm的區間。另外，使用GALWICK (Porous Materials, Inc.公司製造)作為試驗液。

[固體電解電容器的製作步驟]
使用各實施例、比較例、現有例的隔膜，製作額定電壓6.3V、ESR22mΩ、直徑8.0mm×高度7.0mm的固體電解電容器與額定電壓50V、ESR35mΩ、直徑8.0mm×高度10.0mm的固體電解電容器這兩種電容器。
具體的製作方法，如下文所述。
以使進行了蝕刻處理以及氧化膜形成處理的陽極箔與陰極箔不會接觸的方式，插入隔膜並捲曲，用膠帶進行固定而製作電容器元件。製作的電容器素子，係在再化學轉化處理後，進行乾燥。
在額定電壓6.3V的固體電解電容器的情況下，使電容器元件浸漬導電性高分子聚合液後，進行加熱・聚合，使溶媒乾燥而形成導電性高分子。在額定電壓50V的固體電解電容器的情況下，使電容器元件浸漬導電性高分子分散液後，進行加熱・乾燥而形成導電性高分子。
接著，將電容器元件放入預定的外殼中，對開口部進行封口後，進行老化，得到各個固體電解電容器。

[混合型電解電容器的製作步驟]
使用各實施例、比較例、現有例的隔膜，製作額定電壓16V、ESR20mΩ、直徑10.0mm×高度10.5mm的混合型電解電容器與額定電壓80V、ESR45mΩ、直徑8.0mm×高度10.0mm的混合型電解電容器這兩種電容器。
具體的製作方法，如下文所述。
以使進行了蝕刻處理以及氧化膜形成處理的陽極箔與陰極箔不會接觸的方式，插入隔膜並捲曲，用膠帶進行固定而製作電容器元件。製作的電容器元件，係在再化學轉化處理後，進行乾燥。
在額定電壓16V的混合型電解電容器的情況下，使電容器元件浸漬導電性高分子聚合液後，進行加熱・聚合，使溶媒乾燥而形成導電性高分子。在額定電壓80V的混合型電解電容器的情況下，使電容器元件浸漬導電性高分子分散液後，進行加熱・乾燥而形成導電性高分子。
接著，使上述電容器元件浸漬驅動用電解液，將電容器元件放入預定的外殼中，對開口部進行封口後，進行老化，得到各個混合型電解電容器。

[鋁電解電容器的評價方法]
本實施方式的鋁電解電容器的具體的性能評價，按照以下的條件以及方法進行。

[靜電容量]
靜電容量，係按照“JIS C 5101-1‘電子設備用固定電容器-第1部：項目類別通則’”中所規定的“4.7 靜電容量”的方法來求出。

[短路故障率]
短路故障率，係使用捲曲的電容器元件，計算老化中產生的短路故障個數，將發生了短路故障的元件個數除以實施了老化的電容器元件個數，以百分率計作為短路故障率。

[實施例]
以下，對本發明的實施方式的隔膜的具體實施例等進行說明。

[實施例1]
使用混合了60質量%的聚酯主體纖維與10質量%的聚酯黏合纖維與30質量%的聚乙烯醇的原料進行圓網抄紙，得到實施例1的隔膜。
完成的實施例1的隔膜的厚度為60μm，密度為0.20g／cm3 ，平均孔徑為20.0μm，5.0～15.0μm的孔徑頻率為72%，20.0μm以上的孔徑頻率為7%。

[實施例2]
使用混合了20質量%的聚酯主體纖維與70質量%的聚酯黏合纖維與10質量%的聚乙烯醇的原料進行圓網抄紙，得到實施例2的隔膜。
完成的實施例2的隔膜的厚度為70μm，密度為0.50g／cm3 ，平均孔徑為5.0μm，5.0～15.0μm的孔徑頻率為77%，20.0μm以上的孔徑頻率為4%。

[實施例3]
使用混合了50質量%的聚酯主體纖維與30質量%的聚酯黏合纖維與20質量%的聚乙烯醇的原料進行圓網抄紙，得到實施例3的隔膜。
完成的實施例3的隔膜的厚度為30μm，密度為0.40g／cm3 ，平均孔徑為15.0μm，5.0～15.0μm的孔徑頻率為91%，20.0μm以上的孔徑頻率為3%。

[實施例4]
使用混合了40質量%的聚酯主體纖維與40質量%的聚酯黏合纖維與20質量%的聚乙烯醇的原料進行圓網抄紙，得到實施例4的隔膜。
完成的實施例4的隔膜的厚度為40μm，密度為0.30g／cm3 ，平均孔徑為8.0μm，5.0～15.0μm的孔徑頻率為96%，20.0μm以上的孔徑頻率為8%。

[實施例5]
使用混合了30質量%的聚酯主體纖維與60質量%的聚酯黏合纖維與10質量%的聚乙烯醇的原料進行圓網抄紙，得到實施例5的隔膜。
完成的實施例5的隔膜的厚度為50μm，密度為0.60g／cm3 ，平均孔徑為16.0μm，5.0～15.0μm的孔徑頻率為70%，20.0μm以上的孔徑頻率為6%。

[實施例6]
使用混合了45質量%的聚酯主體纖維與30質量%的聚酯黏合纖維與25質量%的聚乙烯醇的原料進行圓網抄紙，得到實施例6的隔膜。
完成的實施例6的隔膜的厚度為20μm，密度為0.45g／cm3 ，平均孔徑為7.0μm，5.0～15.0μm的孔徑頻率為88%，20.0μm以上的孔徑頻率為10%。

[比較例1]
使用混合了65質量%的聚酯主體纖維與5質量%的聚酯黏合纖維與30質量%的聚乙烯醇的原料進行圓網抄紙，得到比較例1的隔膜。
完成的比較例1的隔膜的厚度為30μm，密度為0.35g／cm3 ，平均孔徑為26.0μm，5.0～15.0μm的孔徑頻率為71%，20.0μm以上的孔徑頻率為7%。

[比較例2]
使用混合了10質量%的聚酯主體纖維與80質量%的聚酯黏合纖維與10質量%的聚乙烯醇的原料進行圓網抄紙，得到比較例2的隔膜。
完成的比較例2的隔膜的厚度為40μm，密度為0.40g／cm3 ，平均孔徑為2.5μm，5.0～15.0μm的孔徑頻率為75%，20.0μm以上的孔徑頻率為8%。

[比較例3]
使用混合了30質量%的聚酯主體纖維與30質量%的聚酯黏合纖維與40質量%的聚乙烯醇的原料進行圓網抄紙，得到比較例3的隔膜。
完成的比較例3的隔膜的厚度為40μm，密度為0.45g／cm3 ，平均孔徑為15.0μm，5.0～15.0μm的孔徑頻率為60%，20.0μm以上的孔徑頻率為6%。

[比較例4]
使用混合了45質量%的聚酯主體纖維與50質量%的聚酯黏合纖維與5質量%的聚乙烯醇的原料進行圓網抄紙，得到比較例4的隔膜。
完成的比較例4的隔膜的厚度為50μm，密度為0.30g／cm3 ，平均孔徑為7.0μm，5.0～15.0μm的孔徑頻率為85%，20.0μm以上的孔徑頻率為20%。

[現有例1]
按照與專利文獻1的實施例1記載的方法相同的方法製作隔膜，將其作為現有例1的隔膜。
現有例1的隔膜，係含有20質量%的對位芳香聚醯胺纖維與60質量%的嫘縈纖維與20質量%的聚乙烯醇，厚度為52μm，密度為0.33g／cm3 ，平均孔徑為23.0μm，5.0～15.0μm的孔徑頻率為75%，20.0μm以上的孔徑頻率為13%。

[現有例2]
按照與專利文獻2的實施例1記載的方法相同的方法製作隔膜，將其作為現有例2的隔膜。
現有例2的隔膜，係含有90質量%的原纖化丙烯酸纖維與10質量%的均丙烯酸纖維，厚度為41μm，密度為0.55g／cm3 ，平均孔徑為1.5μm，5.0～15.0μm的孔徑頻率為71%，20.0μm以上的孔徑頻率為8%。

[現有例3]
按照與專利文獻3的實施例1記載的方法相同的方法製作隔膜，將其作為現有例3的隔膜。
現有例3的隔膜，係含有35質量%的聚酯主體纖維與65質量%的聚酯黏合纖維，厚度為51μm，密度為0.40g／cm3 ，平均孔徑為11.0μm，5.0～15.0μm的孔徑頻率為60%，20.0μm以上的孔徑頻率為9%。

[現有例4]
按照與專利文獻4的實施例9記載的方法相同的方法製作隔膜，將其作為現有例4的隔膜。
現有例4的隔膜，係在由100質量%的再生纖維素纖維構成的濕式紡黏不織布中含有N-甲基-2-吡咯烷酮的聚合物結構體的隔膜，厚度為20μm，密度為0.29g／cm3 ，平均孔徑為8.0μm，5.0～15.0μm的孔徑頻率為50%，20.0μm以上的孔徑頻率為25%。

[現有例5]
按照與專利文獻5的實施例5記載的方法相同的方法製作隔膜，將其作為現有例5的隔膜。
現有例5的隔膜，係由100質量%的聚對苯二甲酸乙二醇酯纖維構成，厚度為50μm，密度為0.40g／cm3 ，平均孔徑為22.0μm，5.0～15.0μm的孔徑頻率為63%，20.0μm以上的孔徑頻率為8%。
在表1中示出上文所記載的實施例1～6、比較例1～4、現有例1～5的各隔膜的原材料與配比，並在表2中示出各隔膜單體的評價結果(隔膜的特性)。
1是上文說明的實施例1～6、比較例1～4、現有例1～5的各隔膜的原材料與配比例。

表2是示出上文說明的實施例1～6、比較例1～4、現有例1～5的各隔膜的評價結果的表。

使用各實施例、各比較例、各現有例的隔膜而製作的鋁電解電容器，係製作成低電壓用的額定電壓6.3V的固體電解電容器與高電壓用的額定電壓50V的固體電解電容器、以及低電壓用的額定電壓16V的混合型電解電容器與高電壓用的額定電壓80V的混合型電解電容器。
在表3中示出使用了上述各隔膜的固體電解電容器以及混合型電解電容器的性能評價結果。
表3是示出使用了實施例1～6、比較例1～4、現有例1～5的各隔膜的固體電解電容器以及混合型電解電容器的性能評價結果的表。

以下，詳細說明使用了各實施例、各比較例、各現有例的隔膜的電解電容器的評價結果。

[使用了實施例1的隔膜的電解電容器]
＜固體電解電容器＞
額定電壓6.3V的固體電解電容器，係靜電容量為429μF且短路故障率為0.0%。額定電壓50V的固體電解電容器，係靜電容量為40μF且短路故障率為0.0%。

＜混合型電解電容器＞
額定電壓16V的混合型電解電容器，係靜電容量為165μF且短路故障率為0.0%，額定電壓80V的混合型電解電容器，係靜電容量為25μF且短路故障率為0.0%。

[使用了實施例2的隔膜的電解電容器]＜固體電解電容器＞
額定電壓6.3V的固體電解電容器，係靜電容量為430μF且短路故障率為0.0%。額定電壓50V的固體電解電容器，係靜電容量為40μF且短路故障率為0.0%。

＜混合型電解電容器＞
額定電壓16V的混合型電解電容器，係靜電容量為164μF且短路故障率為0.0%，額定電壓80V的混合型電解電容器，係靜電容量為25μF且短路故障率為0.0%。

[使用了實施例3的隔膜的電解電容器]
＜固體電解電容器＞
額定電壓6.3V的固體電解電容器，係靜電容量為468μF且短路故障率為0.0%。額定電壓50V的固體電解電容器，係靜電容量為46μF且短路故障率為0.0%。

＜混合型電解電容器＞
額定電壓16V的混合型電解電容器，係靜電容量為180μF且短路故障率為0.0%，額定電壓80V的混合型電解電容器，係靜電容量為29μF且短路故障率為0.0%。

[使用了實施例4的隔膜的電解電容器]
＜固體電解電容器＞
額定電壓6.3V的固體電解電容器，係靜電容量為465μF且短路故障率為0.0%。額定電壓50V的固體電解電容器，係靜電容量為45μF且短路故障率為0.0%。

＜混合型電解電容器＞
額定電壓16V的混合型電解電容器，係靜電容量為179μF且短路故障率為0.0%，額定電壓80V的混合型電解電容器，係靜電容量為28μF且短路故障率為0.0%。

[使用了實施例5的隔膜的電解電容器]
＜固體電解電容器＞
額定電壓6.3V的固體電解電容器，係靜電容量為428μF且短路故障率為0.0%。額定電壓50V的固體電解電容器，係靜電容量為41μF且短路故障率為0.0%。

＜混合型電解電容器＞
額定電壓16V的混合型電解電容器，係靜電容量為164μF且短路故障率為0.0%，額定電壓80V的混合型電解電容器，係靜電容量為25μF且短路故障率為0.0%。

[使用了實施例6的隔膜的電解電容器]
＜固體電解電容器＞
額定電壓6.3V的固體電解電容器，係靜電容量為431μF且短路故障率為0.0%。額定電壓50V的固體電解電容器，係靜電容量為40μF且短路故障率為0.0%。

＜混合型電解電容器＞
額定電壓16V的混合型電解電容器，係靜電容量為165μF且短路故障率為0.0%，額定電壓80V的混合型電解電容器，係靜電容量為25μF且短路故障率為0.0%。

[使用了比較例1的隔膜的電解電容器]
＜固體電解電容器＞
額定電壓6.3V的固體電解電容器，係靜電容量為410μF且短路故障率為1.1%。額定電壓50V的固體電解電容器，係靜電容量為38μF且短路故障率為1.0%。

＜混合型電解電容器＞
額定電壓16V的混合型電解電容器，係靜電容量為155μF且短路故障率為1.0%，額定電壓80V的混合型電解電容器，係靜電容量為23μF且短路故障率為1.1%。

[使用了比較例2的隔膜的電解電容器]
＜固體電解電容器＞
額定電壓6.3V的固體電解電容器，係靜電容量為310μF且短路故障率為0.0%。額定電壓50V的固體電解電容器，係靜電容量為28μF且短路故障率為0.0%。

＜混合型電解電容器＞
額定電壓16V的混合型電解電容器，係靜電容量為120μF且短路故障率為0.0%，額定電壓80V的混合型電解電容器，係靜電容量為14μF且短路故障率為0.0%。

[使用了比較例3的隔膜的電解電容器]
＜固體電解電容器＞
額定電壓6.3V的固體電解電容器，係靜電容量為350μF且短路故障率為0.5%。額定電壓50V的固體電解電容器，係靜電容量為32μF且短路故障率為0.4%。

＜混合型電解電容器＞
額定電壓16V的混合型電解電容器，係靜電容量為135μF且短路故障率為0.5%，額定電壓80V的混合型電解電容器，係靜電容量為19μF且短路故障率為0.4%。

[使用了比較例4的隔膜的電解電容器]
＜固體電解電容器＞
額定電壓6.3V的固體電解電容器，係靜電容量為351μF且短路故障率為0.4%。額定電壓50V的固體電解電容器，係靜電容量為32μF且短路故障率為0.5%。

＜混合型電解電容器＞
額定電壓16V的混合型電解電容器，係靜電容量為136μF且短路故障率為0.4%，額定電壓80V的混合型電解電容器，係靜電容量為19μF且短路故障率為0.5%。

[使用了現有例1的隔膜的電解電容器]
＜固體電解電容器＞
額定電壓6.3V的固體電解電容器，係靜電容量為350μF且短路故障率為0.5%。額定電壓50V的固體電解電容器，係靜電容量為31μF且短路故障率為0.4%。

＜混合型電解電容器＞
額定電壓16V的混合型電解電容器，係靜電容量為135μF且短路故障率為0.3%，額定電壓80V的混合型電解電容器，係靜電容量為18μF且短路故障率為0.3%。

[使用了現有例2的隔膜的電解電容器]
＜固體電解電容器＞
額定電壓6.3V的固體電解電容器，係靜電容量為310μF且短路故障率為0.0%。額定電壓50V的固體電解電容器，係靜電容量為27μF且短路故障率為0.0%。

＜混合型電解電容器＞
額定電壓16V的混合型電解電容器，係靜電容量為119μF且短路故障率為0.0%，額定電壓80V的混合型電解電容器，係靜電容量為15μF且短路故障率為0.0%。

[使用了現有例3的隔膜的電解電容器]
＜固體電解電容器＞
額定電壓6.3V的固體電解電容器，係靜電容量為348μF且短路故障率為0.4%。額定電壓50V的固體電解電容器，係靜電容量為31μF且短路故障率為0.4%。

＜混合型電解電容器＞
額定電壓16V的混合型電解電容器，係靜電容量為134μF且短路故障率為0.4%，額定電壓80V的混合型電解電容器，係靜電容量為19μF且短路故障率為0.3%。

[使用了現有例4的隔膜的電解電容器]
＜固體電解電容器＞
額定電壓6.3V的固體電解電容器，係靜電容量為308μF且短路故障率為1.5%。額定電壓50V的固體電解電容器，係靜電容量為26μF且短路故障率為1.6%。

＜混合型電解電容器＞
額定電壓16V的混合型電解電容器，係靜電容量為118μF且短路故障率為1.4%，額定電壓80V的混合型電解電容器，係靜電容量為15μF且短路故障率為1.5%。

[使用了現有例5的隔膜的電解電容器]
＜固體電解電容器＞
額定電壓6.3V的固體電解電容器，係靜電容量為351μF且短路故障率為1.5%。額定電壓50V的固體電解電容器，係靜電容量為32μF且短路故障率為1.4%。

＜混合型電解電容器＞
額定電壓16V的混合型電解電容器，係靜電容量為135μF且短路故障率為1.5%，額定電壓80V的混合型電解電容器，係靜電容量為18μF且短路故障率為1.5%。
如上文的記載以及表3可知，使用了實施例1～6的隔膜的額定電壓6.3V的固體電解電容器，係靜電容量較高為428～468μF，短路故障率較低為0.0%。
使用了相同隔膜的額定電壓50V的固體電解電容器也是，靜電容量較高為40～46μF，短路故障率較低為0.0%。
另外，即便在使用了實施例1～6的隔膜的額定電壓16V的混合型電解電容器中，靜電容量也較高為164～180μF，短路故障率較低為0.0%。
使用了相同隔膜的額定電壓80V的混合型電解電容器也是，靜電容量較高為25～29μF，短路故障率較低為0.0%。
實施例1～6的隔膜的平均孔徑為5.0～20.0μm，5.0～20.0μm的範圍的孔徑頻率為所有孔徑的70%以上，20.0μm以上的孔徑頻率為10%以下。由此，通過使用作為非原纖化纖維的聚酯主體纖維、聚酯黏合纖維，並使用聚乙烯醇作為黏合材料，將平均孔徑與孔徑頻率控制在一定範圍，由於能夠使構成隔膜的纖維彼此的間隙均勻化，因此，可提高作為隔膜的耐短路性，並且可提高導電性高分子的聚合液或分散液的浸漬性。而且，從實施例1、2與實施例3、4的比較可知，平均孔徑，係8.0～15.0μm為較佳。
比較例1的隔膜，係平均孔徑較大為26.0μm。使用了比較例1的隔膜的固體電解電容器以及混合型電解電容器，係與各實施例相比，短路故障率升高。可認為其原因是，比較例1的隔膜的平均孔徑大且隔膜的緻密性不足，因此，電極箔的毛邊等容易貫穿隔膜，耐短路性降低。從與各實施例的比較可知，隔膜的平均孔徑，係20.0μm以下為較佳。
比較例2的隔膜，係平均孔徑較小為2.5μm。使用了比較例2的隔膜的固體電解電容器以及混合型電解電容器，係與各實施例相比，靜電容量降低。可認為其原因是，比較例2的隔膜的平均孔徑小且隔膜過於緻密，因此，難以浸漬導電性高分子的聚合液或分散液。從與各實施例的比較可知，隔膜的平均孔徑，係5.0μm以上為較佳。
比較例3的隔膜，係5.0～15.0μm的孔徑頻率較低為60%。使用了比較例3的隔膜的固體電解電容器以及混合型電解電容器，係與各實施例相比，靜電容量更低且短路故障率升高。可認為其原因是，比較例3的隔膜的5.0～15.0μm的孔徑頻率低且隔膜的均勻性低，導電性高分子的聚合液或分散液的浸漬不均勻，並且老化時發生了局部的電荷集中。從與各實施例的比較可知，隔膜的5.0～15.0μm的孔徑頻率，係70%以上為較佳。
比較例4的隔膜，係20.0μm以上的孔徑頻率較高為20%。使用了比較例4的隔膜的固體電解電容器以及混合型電解電容器，係與各實施例相比，靜電容量更低且短路故障率更高。
可認為其原因是，比較例4的隔膜的20.0μm以上的孔徑頻率高且隔膜的均勻性低，與比較例3同樣地，導電性高分子的聚合液、分散液的浸漬不均勻，並且老化時發生了局部的電荷集中。從各實施例的比較可知，隔膜的20.0μm以上的孔徑頻率，係10%以下為較佳。
與使用了現有例1的隔膜的固體電解電容器以及混合型電解電容器的性能進行比較，各實施例，係靜電容量更高，短路故障率更低。可認為其原因是，由於現有例1的隔膜，係未使用聚酯纖維作為構成隔膜的纖維，因此，在隔膜形成時，纖維的分散性差且隔膜的均勻性低。因此，吾人認為，因平均孔徑較大為23.0μm且20.0μm以上的孔徑頻率較高為13%，進而導致導電性高分子的聚合液或分散液的浸漬變得不均勻與老化時發生了局部的電荷集中。
與使用了現有例2的隔膜的固體電解電容器以及混合型電解電容器的性能進行比較，各實施例，係靜電容量更高。可認為其原因是，由於現有例2的隔膜，係使用原纖化纖維作為構成隔膜的纖維，因此，隔膜變得過於緻密。因此，吾人認為，平均孔徑較小為1.5μ且導電性高分子的聚合液或分散液的浸漬性降低。
與使用了現有例3的隔膜的固體電解電容器以及混合型電解電容器的性能進行比較，各實施例，係靜電容量更高且短路故障率更低。可認為其原因是，由於現有例3的隔膜，係未使用聚乙烯醇作為黏合材料，因此，難以維持隔膜完成後的片材的均勻性。因此，吾人認為，因5.0μm～15.0μm的範圍的孔徑頻率較低為60%，進而導致導電性高分子的聚合液或分散液的浸漬不均勻與老化時發生了局部的電荷集中。
與使用了現有例4的隔膜的固體電解電容器以及混合型電解電容器的性能進行比較，各實施例，係靜電容量更高且短路故障率更低。可認為其原因是，由於在現有例4的隔膜中，係使聚合物結構體浸漬而使之析出，因此，存在聚合物凝集部等，隔膜的均勻性降低。
因此，吾人認為，因5.0～15.0μm的範圍的孔徑頻率較低為50%且20.0μm以上的孔徑頻率較高為25%，進而導致導電性高分子的聚合液或分散液的浸漬變得不均勻與老化時發生了局部的電荷集中。
與使用了現有例5的隔膜的固體電解電容器以及混合型電解電容器的性能進行比較，各實施例，係靜電容量更高且短路故障率更低。可認為其原因是，由於現有例5的隔膜，係未使用黏合纖維以及聚乙烯醇作為構成隔膜的材料，因此，隔膜的均勻性降低。
因此，吾人認為，因平均孔徑較大為22.0μm且5.0μm～15.0μm的範圍的孔徑頻率較低為63%，進而導致隔膜的緻密性不足，因此，電極箔的毛邊等容易貫穿隔膜，導電性高分子的聚合液或分散液的浸漬變得不均勻，或在老化時發生了局部的電荷集中。
如上文所說明般，根據本發明的實施方式，作為隔膜，僅由非原纖化纖維構成，作為該非原纖化纖維，含有20～60質量%的聚酯主體纖維、10～70質量%的聚酯黏合纖維，作為黏合材料，含有10～30質量%的聚乙烯醇，藉此，能夠將隔膜的平均孔徑控制在5.0～20.0μm，將5.0～15.0μm的範圍的孔徑頻率控制為所有孔徑的70%以上，20.0μm以上的孔徑頻率控制為10%以下，並能夠製作均勻性高的隔膜。
進一步，通過在鋁電解電容器中使用本發明的實施方式的隔膜，能夠改善導電性高分子的聚合液或分散液的浸漬性並改善靜電容量特性，並且，能夠實現短路故障率的降低。

Claims (4)

  1. 一種鋁電解電容器用隔膜，係介存於一對電極之間，其特徵在於，含有： 20～60質量%的聚酯主體纖維， 10～70質量%的聚酯黏合纖維， 10～30質量%的聚乙烯醇黏合劑，並且 平均孔徑為5.0～20.0μm， 5.0～15.0μm的範圍的孔徑頻率為所有孔徑的70%以上， 20.0μm以上的孔徑頻率為10%以下。
  2. 如申請專利範圍第1項的鋁電解電容器用隔膜，其中， 前述聚酯主體纖維為非原纖化纖維。
  3. 一種鋁電解電容器，係使用了如申請專利範圍第1或2項的鋁電解電容器用隔膜。
  4. 如申請專利範圍第3項的鋁電解電容器，其中， 使用導電性高分子作為陰極。
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