(57)【要約】【課題】電解コンデンサに用いる導電性セパレータの製造装置に関し、全ての領域における電導度測定ができないという課題を解決し、導電性セパレータを搬送しながら連続して電導度測定ができる導電性セパレータの製造装置を提供することを目的とする。【解決手段】帯状のセパレータ基材１を供給する供給部２と、セパレータ基材１の外表面ならびに断面に導電性高分子を付着させて導電性セパレータを作製する重合部３と、重合後の余剰成分を除去する洗浄部４と、洗浄後に乾燥する乾燥部５と、乾燥後の導電性セパレータ１ａの電導度を測定する検査部６と、巻き取り部７からなり、上記検査部６による検査結果に基づいて供給部２の供給速度を制御する制御部８を設けた構成により、導電性セパレータ１ａを搬送しながら連続して電導度を測定することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状のセパレータ基材を供給する供給部と、供給されたセパレータ基材の外表面ならびに断面に導電性高分子を付着させることにより導電性セパレータを作製する重合部と、重合後の導電性セパレータの外表面ならびに断面に付着した余剰成分を除去する洗浄部と、洗浄後の導電性セパレータを乾燥する乾燥部と、乾燥後の導電性セパレータの電導度を測定する検査部と、検査後の導電性セパレータを保管する巻き取り部からなり、上記検査部による検査結果に基づいて上記供給部の供給速度を制御する制御部を設けた導電性セパレータの製造装置。
【請求項２】
導電性セパレータの電導度を測定する検査部は、所定の間隔を設けて導電性セパレータの裏面・表面に夫々当接し、導電性セパレータに定電流を印加する正極・負極の電流印加ピンと、この正極・負極の電流印加ピン間に所定の間隔を設けて配設されて導電性セパレータの表面・裏面に夫々当接し、上記印加された電流により発生する電圧を測定する正極・負極の電圧測定ピンにより構成された請求項１に記載の導電性セパレータの製造装置。
【請求項３】
検査部による検査結果に基づいて巻き取り部の巻き取り速度を制御するようにした請求項１に記載の導電性セパレータの製造装置。
【請求項４】
所定の間隔を設けて導電性セパレータの裏面・表面に夫々当接した正極・負極の電流印加ピンにより導電性セパレータに定電流を印加し、この定電流により導電性セパレータに発生する電圧を上記正極・負極の電流印加ピン間に所定の間隔を設けて導電性セパレータの表面・裏面に夫々当接した正極・負極の電圧測定ピンにより測定することにより、この電圧測定値と、正極・負極の電圧測定ピン間距離と、導電性セパレータの厚みと幅から、導電性セパレータの外表面ならびに断面に形成された導電性高分子の電導度を求める電導度測定を導電性セパレータを搬送しながら連続して行うようにした導電性セパレータの製造方法。
【請求項５】
導電性セパレータの外表面ならびに断面に形成された導電性高分子の電導度の測定結果に基づいてセパレータ基材の搬送速度を制御することにより、セパレータ基材の外表面ならびに断面に導電性高分子を付着させて導電性セパレータを作製する重合速度を制御するようにした請求項４に記載の導電性セパレータの製造方法。
【請求項６】
導電性セパレータの外表面ならびに断面に形成された導電性高分子の電導度の測定結果に基づいて行うセパレータ基材の搬送速度の制御は、導電性セパレータの搬送方向における所定長さの複数の測定値の平均値を用いて制御するようにした請求項４に記載の導電性セパレータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は各種電子機器に使用される電解コンデンサのセパレータに導電性を付与するために用いる導電性セパレータの製造装置及びそれを用いた製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の高周波化に伴い、電子部品である電解コンデンサにおいても高周波領域での等価直列抵抗（以下、ＥＳＲという）特性に優れた大容量の電解コンデンサが求められてきており、このような高周波領域におけるＥＳＲを低減するために電気電導度の高い導電性高分子等の固定電解質を用いた固体電解コンデンサが検討されている。
【０００３】
また、大容量化の要求に対しては、陽極箔と陰極箔とをその間にセパレータを介在させて巻回した巻回形構造のコンデンサ素子の内部に導電性高分子を充填した固体電解コンデンサが製品化されてきている。
【０００４】
さらに、導電性高分子からなる固体電解質と駆動用電解液の両方を陰極引き出し材料に用いた巻回形の電解コンデンサが提案されており、この巻回形の電解コンデンサとしては、マニラ紙またはクラフト紙等のセパレータ紙、或いは多孔質フィルムまたは合成繊維不織布セパレータを過硫酸塩を酸化剤兼ドーパントとして化学酸化重合した導電性高分子で導電化し、この導電化したセパレータ（以下、導電性セパレータという）と駆動用電解液を用いた電解コンデンサ（例えば、特許文献１、２）や、巻回形のコンデンサ素子に導電性ポリマーと駆動用電解液を含浸させた電解コンデンサ（例えば、特許文献３）等が提案されている。
【０００５】
図７は上記従来の導電性セパレータと駆動用電解液を用いた電解コンデンサの構成を示した部分断面斜視図であり、図７において１１はコンデンサ素子を示し、このコンデンサ素子１１はエッチング処理により表面を粗面化した後に陽極酸化処理により誘電体酸化皮膜を形成したアルミニウム箔からなる陽極箔１２と、アルミニウム箔を少なくともエッチング処理した陰極箔１３とを、その間に、予め非遷移金属系酸化剤と有機酸化合物を少なくとも含む溶液中で重合モノマーを化学酸化重合することにより形成される導電性高分子を被覆した導電性セパレータ１４を介在させて巻回することにより構成されたものである。
【０００６】
１５と１６（図示せず）は上記陽極箔１２と陰極箔１３に夫々接続された外部導出用の陽極リードと陰極リード、１７は上記コンデンサ素子１１を図示しない駆動用電解液と共に収納した有底円筒状のアルミニウムからなる金属ケース、１８は上記陽極リード１５と陰極リード１６が挿通する孔を備えて上記金属ケース１７の開口部を封止した封口部材、１９は陽極リード１５と陰極リード１６が挿通する孔を備えてこの封口部材１８側に装着された絶縁性樹脂からなる座板であり、この座板１９の外表面に設けられた溝に沿って陽極リード１５と陰極リード１６を折り曲げることにより面実装型の電解コンデンサを構成したものである。
【特許文献１】特許第２５７１９４１号公報
【特許文献２】特開平７−２４９５４３号公報
【特許文献３】特開平１１−１８６１１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように構成された上記従来の導電性セパレータと駆動用電解液を用いた電解コンデンサでは、導電性セパレータの導電化状態、即ち電導度が電解コンデンサの性能に与える影響が極めて大きく、電導度が低い場合には所望の性能（低ＥＳＲ）が発揮されないという問題があった。
【０００８】
従って、セパレータ基材の外表面ならびに断面に導電性高分子を付着させて形成した導電性セパレータの電導度を如何にして精度良く把握するかということが導電性セパレータの作製に当たって重要であり、そのために、従来は、ＪＩＳＫ７１９４−１９９４「導電性プラスチックの４探針法による抵抗率試験方法」に基づいて導電性セパレータの電導度を把握するようにしていたものであった。
【０００９】
図８は上記ＪＩＳＫ７１９４−１９９４に基づく導電性セパレータの電導度を測定する方法を示した概念図であり、図８において、２０は試験片、２１ａ〜２１ｄは探針であり、この探針２１ａと２１ｂは定電流源２２の正極／負極に夫々接続され、また探針２１ｃと２１ｄは電圧計２３の正極／負極に接続された構成のものであり、試験片２０に４本の探針２１ａ〜２１ｄを押し当てて定電流源２２から定電流を試験片２０に印加し、これにより発生する電圧を電圧計２３から読み取って別途定められた計算式（省略）により試験片２０の電導度を把握するようにしたものである。
【００１０】
しかしながら上記ＪＩＳＫ７１９４−１９９４に基づく導電性セパレータの電導度測定においては、第１に、サンプリングした試験片２０の電導度を測定する方法であるために連続した帯状の導電性セパレータの全ての領域における電導度を測定することができない。第２に、被測定物である導電性セパレータは外表面ならびに導電性セパレータ断面に導電性高分子層が形成されているため、片面からの測定では測定精度が悪い。第３に、被測定物である導電性セパレータは薄い不織布からなる基材により形成されているため、４本の探針２１ａ〜２１ｄを押し当てることにより導電性セパレータに損傷を与える、というような大きな課題を有したものであった。
【００１１】
本発明はこのような従来の課題を解決し、導電性セパレータを搬送しながら連続して電導度を測定し、しかも導電性セパレータに損傷を与えることなく精度の高い電導度測定を行うことができる導電性セパレータの製造装置及びそれを用いた製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために本発明は、帯状のセパレータ基材を供給する供給部と、供給されたセパレータ基材の外表面ならびに断面に導電性高分子を付着させることにより導電性セパレータを作製する重合部と、重合部の導電性セパレータの外表面ならびに断面に付着した余剰成分を除去する洗浄部と、洗浄後の導電性セパレータを乾燥する乾燥部と、乾燥後の導電性セパレータの電導度を測定する検査部と、検査後の導電性セパレータを保管する巻き取り部からなり、上記検査部による検査結果に基づいて上記供給部の供給速度を制御する制御部を設けた構成としたものである。
【００１３】
また、所定の間隔を設けて導電性セパレータの裏面・表面に夫々当接した正極・負極の電流印加ピンにより導電性セパレータに定電流を印加し、この定電流により導電性セパレータに発生する電圧を上記正極・負極の電流印加ピン間に所定の間隔を設けて導電性セパレータの表面・裏面に夫々当接した正極・負極の電圧測定ピンにより測定することにより、この電圧測定値と、正極・負極の電圧測定ピン間距離と、導電性セパレータの厚みと幅から、導電性セパレータの外表面ならびに断面に形成された導電性高分子の電導度を求める電導度測定を導電性セパレータを搬送しながら連続して行うようにした製造方法というものである。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように本発明による導電性セパレータの製造装置及びそれを用いた導電性セパレータの製造方法は、導電性セパレータを製造する装置の中に導電性セパレータの電導度を測定する検査部を設け、この検査結果を導電性セパレータを作製する工程にフィードバックするようにしたことにより、導電性セパレータを搬送しながら連続して電導度を測定し、しかも導電性セパレータに損傷を与えることなく高い電導度を有した導電性セパレータを安定して得ることができるという格別の効果が得られるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、実施の形態を用いて、本発明の特に全請求項に記載の発明について説明する。
【００１６】
図１は本発明の一実施の形態による導電性セパレータの製造装置の構成を示した概念図であり、図１において、１は合成繊維不織布からなる連続した帯状のセパレータ基材、２はこのセパレータ基材１をリールに巻回した状態で送り出す供給部、３はこの供給部２から供給されたセパレータ基材１の外表面ならびに断面に導電性高分子を付着させることにより導電性セパレータを作製する重合部であり、この重合部３は、本実施の形態においては、セパレータ基材１に酸化剤溶液を含浸する酸化剤含浸槽３ａと、この酸化剤溶液が含浸されたセパレータ基材１を導電性高分子のモノマー蒸気中で気相重合することにより導電性高分子をセパレータ基材１の外表面ならびに断面に付着させる気相重合槽３ｂにより構成されているものである。
【００１７】
４は上記重合部３によりセパレータ基材１の外表面ならびに断面に導電性高分子を付着させて形成された導電性セパレータ１ａの外表面ならびに断面に付着した余剰の酸化剤溶液を洗浄により除去する洗浄部、５はこの洗浄部４により洗浄された導電性セパレータ１ａを乾燥する乾燥部、６は乾燥後の導電性セパレータ１ａの電導度を測定する検査部、７はこの検査部６で検査を終えた導電性セパレータ１ａをリールに巻回して保管する巻き取り部、８は上記検査部６の検査結果に基づいて上記供給部２の供給速度を制御する制御部である。
【００１８】
図２は上記検査部６の詳細な構成を示した概念図、図３は同斜視図であり、図２、図３において、９は定電流電源、９ａと９ｂは所定の間隔を設けて導電性セパレータ１ａの裏面と表面に夫々当接し、上記定電流電源９に接続されて導電性セパレータ１ａに定電流を印加する正極電流印加ピンと負極電流印加ピンである。
【００１９】
１０は電圧計、１０ａと１０ｂは上記正極電流印加ピン９ａと負極電流印加ピン９ｂ間に所定の間隔を設けて配設されて導電性セパレータ１ａの表面と裏面に夫々当接し、上記正極電流印加ピン９ａと負極電流印加ピン９ｂを介して印加された電流により発生する電圧を測定する正極電圧測定ピンと負極電圧測定ピンである。
【００２０】
このように構成された本実施の形態による導電性セパレータの製造装置を用いた製造方法の一例について説明すると、まず、セパレータ基材１として、ポリパラフェニレンテレフタラミドを主成分とする芳香族ポリアミド樹脂を原料にスパンボンド法により得られた不織布からなる厚さ５０μｍ、秤量２５ｇ／ｍ2のもので、幅６ｍｍのものを用いた。
【００２１】
次に、過硫酸アンモニウム（濃度３重量％）と有機酸化合物である２−ナフタレンスルホン酸（濃度５重量％）を含有する水とエタノールとの混合溶媒からなる酸化剤溶液が充填された酸化剤含浸槽３ａ内に上記セパレータ基材１を浸漬した。なお、この際の酸化剤溶液の含浸量は１５ｍｇ／ｃｍ2であった。
【００２２】
続いて、この酸化剤溶液を含浸したセパレータ基材１を、ピロールモノマーが充填された気相重合槽３ｂの中にセパレータ基材１がピロールモノマーに接触しないように設置し、この系を密閉して雰囲気温度を４０℃に保ち、５分間かけて搬送した後に搬出した。
【００２３】
続いて、このポリピロールが被覆されることにより作製された導電性セパレータ１ａを洗浄部４で６０℃の温水中で５分間洗浄し、引き続き乾燥部５により１０５℃で乾燥して導電性セパレータ１ａを得た。
【００２４】
続いて、検査部６により、上記導電性セパレータ１ａの裏面ならびに表面に正極電流印加ピン９ａと負極電流印加ピン９ｂを介して定電流電源９から１ｍＡの電流を印加し、これにより発生する電圧を正極電圧測定ピン１０ａと負極電圧測定ピン１０ｂを介して電圧計１０で読み取り、この測定した電圧と、正極電圧測定ピン１０ａと負極電圧測定ピン１０ｂ間の距離と、導電性セパレータ１ａの厚みと幅から、導電性セパレータ１ａの外表面ならびに断面に形成された導電性高分子の電導度を求めるものであり、このようにして求めた電導度特性を図６に示す。また、検査部６により検査を終えた導電性セパレータ１ａは巻き取り部７でリールに巻回されて保管される。
【００２５】
また、この測定した電導度に基づいて制御部８を介して供給部２におけるセパレータ基材１の供給速度を制御する（巻き取り部７の巻き取り速度を制御しても良い）ことにより、セパレータ基材１の外表面ならびに断面に導電性高分子を付着させて導電性セパレータ１ａを作製する重合部３の重合速度を制御し、これにより優れた性能の導電性セパレータ１ａを安定して製造することができるようにしたものである。
【００２６】
なお、この測定した電導度に基づいて行うセパレータ基材１の搬送速度の制御は、図６に示す電導度特性図からも明らかなようにピンポイント的に突出した値を示す部分があるため、導電性セパレータ１ａの搬送方向における所定長さの複数の測定値の平均値を用いて制御するようにしているものであり、これによってより優れた品質の導電性セパレータ１ａを得ることができるものである。
【００２７】
このように本発明による導電性セパレータの製造装置及びそれを用いた製造方法は、導電性セパレータ１ａを製造する装置の中に導電性セパレータ１ａの電導度を測定する検査部６を設け、この検査結果を導電性セパレータ１ａを作製する工程にフィードバックするようにしたことにより、導電性セパレータ１ａを搬送しながら連続して電導度を測定し、しかも導電性セパレータ１ａに損傷を与えることなく高い電導度を有した導電性セパレータ１ａを安定して得ることができるという格別の効果が得られるものである。
【００２８】
また、図４と図５は上記検査部６の別の構成を示した概念図と斜視図であり、上記図２と図３で示した正極電流印加ピン９ａ、負極電流印加ピン９ｂと正極電圧測定ピン１０ａ、負極電圧測定ピン１０ｂを夫々ロータリ接点で構成し、正極電流印加接点９ｃ、負極電流印加接点９ｄと正極電圧測定接点１０ｃ、負極電圧測定接点１０ｄとしたものであり、このような構成にすることにより、導電性セパレータ１ａに損傷を与えることを更に少なくすることができるようになるものである。また、上記各ロータリ接点にはスリップリングと呼ばれる金属コンタクトで電気的導通をとるロータリコネクタや、水銀を用いたコンタクトで電気的導通をとる水銀ロータリコネクタを用いることにより、安定した電導度測定ができるようになるものである。
【００２９】
なお、本実施の形態においては、セパレータ基材１の外表面ならびに断面に導電性高分子を付着させることにより導電性セパレータ１ａを作製する重合を気相重合による構成で説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、電解重合や化学重合を用いても同様の効果が得られるものである。
【００３０】
また、セパレータ基材１の材料や、このセパレータ基材１の外表面ならびに断面に付着させる導電性高分子の材料についても、本実施の形態で説明したものに限定されるものではなく、他の材料を用いても良いものである。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明による導電性セパレータの製造装置及びそれを用いた製造方法は、導電性セパレータを搬送しながら連続して電導度を測定し、しかも導電性セパレータに損傷を与えることなく高い電導度を有した導電性セパレータを安定して得ることができるという格別の効果を有し、高周波領域において優れたＥＳＲ特性が要求される分野の用途に最適である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施の形態による導電性セパレータの製造装置の構成を示した概念図
【図２】同製造装置の検査部の詳細な構成を示した概念図
【図３】同斜視図
【図４】同製造装置の検査部の他の例を示した概念図
【図５】同斜視図
【図６】導電性セパレータの外表面ならびに断面に形成された導電性高分子の電導度を測定した電導度特性図
【図７】従来の導電性セパレータと駆動用電解液を用いた電解コンデンサの構成を示した部分断面斜視図
【図８】従来の導電性セパレータの電導度を測定する方法を示した概念図
【符号の説明】
【００３３】
１  セパレータ基材
１ａ  導電性セパレータ
２  供給部
３  重合部
３ａ  酸化剤含浸槽
３ｂ  気相重合槽
４  洗浄部
５  乾燥部
６  検査部
７  巻き取り部
８  制御部
９  定電流電源
９ａ  正極電流印加ピン
９ｂ  負極電流印加ピン
９ｃ  正極電流印加接点
９ｄ  負極電流印加接点
１０  電圧計
１０ａ  正極電圧測定ピン
１０ｂ  負極電圧測定ピン
１０ｃ  正極電圧測定接点
１０ｄ  負極電圧測定接点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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