(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエチレングリコール鎖及びカルボキシル基を有する、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂からなる群より選択される少なくとも１種の樹脂を含み、前記樹脂のポリエチレングリコール鎖含有量が３０質量％以上６０質量％以下であり、前記樹脂は架橋剤を含有した、セパレータの坪量が９〜２４ｇ／ｍ2であることを特徴とする電解コンデンサ用セパレータ。
【請求項２】
陽極箔と陰極箔との間に、セパレータを介在して成る電解コンデンサであって、前記セパレータとして、請求項１に記載の電解コンデンサ用セパレータを用いたことを特徴とする電解コンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミ電解コンデンサに好適なセパレータ及び該セパレータを用いたアルミ電解コンデンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器や自動車電装機器のデジタル化が進んでいる。デジタル化が進んでいる機器は、高機能化に伴い、搭載部品員数が増加している。限られた空間に対して搭載部品員数が増加しているため、これまで以上に電子回路基板には高密度実装が要求される。高密度実装を実現するために、搭載部品には小型化が求められている。搭載部品のうち、大きな体積を占めるものの一つとしてアルミ電解コンデンサが挙げられる。
【０００３】
アルミ電解コンデンサは陽極箔と陰極箔との間にセパレータを介在させて巻回しコンデンサ素子を作製する。コンデンサ素子内部に真の陰極となる陰極材料を保持させて、ケースに封入して作製される。
【０００４】
アルミ電解コンデンサは、電子回路の１種である電源回路への使用が例として挙げられる。アルミ電解コンデンサは電源回路の一部である整流回路から出力される電流波形に含まれる微小な波（以下、「リプル」と称す）を滑らかな波形とするために用いられている。アルミ電解コンデンサにリプル電流が印加されると、アルミ電解コンデンサには自己発熱が発生する。自己発熱量は、印加されるリプル電流値に応じて大きくなる。
【０００５】
アルミ電解コンデンサの寿命は使用環境に大きく影響され、温度が上昇すると寿命が短くなる。そのため、自己発熱が大きいとアルミ電解コンデンサの寿命が短くなり信頼性が低下する。
【０００６】
自己発熱を低下させるためには、アルミ電解コンデンサの等価直列抵抗（以下、「ＥＳＲ」と称す）を低下させることが有効である。ＥＳＲが低ければ、許容できるリプル電流値が高くなるからである。
【０００７】
また、小型化のためには、高静電容量のアルミ電解コンデンサが求められる。高静電容量のアルミ電解コンデンサを使用すれば、より安定な電流（小さなリプル電流）として出力できる。低静電容量のアルミ電解コンデンサを使用した場合、アルミ電解コンデンサを複数並列にして静電容量を加算する必要がある。高静電容量のアルミ電解コンデンサであれば、員数の削減が可能となり、結果として小型化につながる。
【０００８】
従って、アルミ電解コンデンサの占有体積を縮小するためには、低ＥＳＲ化、及び高静電容量化が有効な手段として挙げられる。
一方、自動車電装機器には上記小型化の要求に加え、過酷な環境下で長期間に渡って高い品質を維持して動作し続けなければならないという要求がある。そのため、自動車電装機器に搭載されるアルミ電解コンデンサには、電源として動作を安定させるために、低漏れ電流であること、高い耐ショート性といった高信頼性が求められている。
【０００９】
アルミ電解コンデンサを低ＥＳＲ化させる一手段として、陰極材料の低抵抗化が挙げられる。陰極材料の低抵抗化においては、伝導機構がイオン伝導である電解液の抵抗を下げることには限界がある。
【００１０】
更に低抵抗化を進める方法として、陰極材料に、伝導機構が電子伝導である導電性高分子を使用することが挙げられる。導電性高分子の１種であるポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）の電気伝導度は電解液と比較して、約一万倍高いことが知られている。そのため、陰極材料に導電性高分子を使用したアルミ電解コンデンサは陰極材料に電解液を使用したアルミ電解コンデンサと比較して、低ＥＳＲ化が可能である。
【００１１】
更に陰極材料として、導電性高分子に加え酸化皮膜の修復機能を有する電解液を併用することで、低漏れ電流であって、高い耐ショート性を有するアルミ電解コンデンサとできる。
【００１２】
以上より、低ＥＳＲが求められる電子機器には、陰極材料に導電性高分子を使用したアルミ電解コンデンサ（以下、「固体電解コンデンサ」と称す）が提案されている。低ＥＳＲかつ高信頼性の求められる自動車電装機器には、陰極材料に導電性高分子と電解液とを併用したアルミ電解コンデンサ（以下、「ハイブリッド電解コンデンサ」と称す）が提案されている。
【００１３】
導電性高分子をコンデンサ素子内に保持させる方法として、コンデンサ素子内にて導電性高分子を重合する方法と、あらかじめ重合された導電性高分子を水に分散させた分散液（以下、「分散液」と称す）を含浸する方法とが挙げられる。
【００１４】
コンデンサ素子内にて導電性高分子を重合する場合、モノマー及び酸化剤を含む溶液（以下、「重合液」と称す）をコンデンサ素子に含浸後、加熱・乾燥し重合させて、導電性高分子をコンデンサ素子に保持させる。
導電性高分子の分散液を含浸する場合、分散液をコンデンサ素子に含浸後、加熱・乾燥し、導電性高分子をコンデンサ素子に保持させる。
【００１５】
アルミ電解コンデンサを低ＥＳＲ化させる一手段として、コンデンサ素子内の導電性高分子保持量を増量させることが挙げられる。コンデンサ素子内の導電性高分子保持量を増量させるためには、重合液及び分散液の含浸性が良好なセパレータが求められる。含浸性が良好なセパレータとするためには、密度が低いセパレータが好ましい。しかしながら、密度が低いセパレータは緻密性が低い。
【００１６】
また、アルミ電解コンデンサを小型化するためには、厚さが薄いセパレータが好ましい。同一表面積・厚さを有する箔を用いてコンデンサ素子を作製する場合、厚さが薄いセパレータを使用した方がコンデンサ素子外径は小さくできる。しかしながら、厚さが薄いセパレータを使用した場合極間距離が短くなる。
【００１７】
そのため、単に密度が低いかつ厚さが薄いセパレータ、つまり坪量が低いセパレータの場合、陽極箔と陰極箔との短絡を防止するというセパレータの主たる役割を果たすことが困難となる。そのためセパレータには短絡を防止できるだけの厚さ、密度及び坪量が求められる。
【００１８】
更に、坪量が低いセパレータはセパレータを構成する繊維数が少ないため、セパレータの物理的強度は弱い。物理的強度の中でも、セパレータの引張強さが弱ければ、セパレータと陽極箔と陰極箔とを巻回する時にセパレータに破断が生じ、生産性及び歩留まりが低下する。
【００１９】
また、コンデンサ素子完成後であってもセパレータの物理的強度が弱ければ、巻回以降の工程にて素子形状の崩れが生じ、ショート不良率は悪化する場合がある。そのため、セパレータには、コンデンサ素子を作製する時に巻回可能な引張強さ、かつコンデンサ素子完成後であっても素子形状を保持できる物理的強度が必要である。
【００２０】
再化成工程の際使用される化成液は水が溶媒として使用されている。巻回されたコンデンサ素子内の箔には、酸化皮膜が形成されていない部分として、箔の裁断面や、タブ付けされた箇所及びコンデンサ素子を作製する時に生じた酸化皮膜の損傷部がある。セパレータの親水性が不十分な場合、化成液の含浸性が悪化する。そのため、酸化皮膜の形成及び修復が十分成されず、漏れ電流の増加、ショート不良率の悪化が生じるという課題があった。そのため、この種のセパレータには親水性が求められる。
【００２１】
セパレータによって保持されている導電性高分子は導電性高分子同士が連続して繋がることで、陽極箔（誘電体である酸化皮膜）と陰極箔との間を電気的に接続している。耐熱性が不十分なセパレータを使用すると、コンデンサ素子の作製工程や使用時にかかる熱によってセパレータは収縮や分解、融解が生じる。
【００２２】
セパレータに収縮や分解、融解が生じると、導電性高分子同士の繋がりが破断に至り、電気的な接続が切れる。陽極箔と陰極箔との間の電気的な接続が切れると、静電容量及びＥＳＲ特性が悪化する。更にセパレータの分解もしくは融解が進めば、陽極箔と陰極箔との短絡が生じる。そのため、セパレータはコンデンサ素子の作製工程や、使用環境条件で熱的に安定していることが求められる。
【００２３】
重合液には酸化剤が含まれている。更に重合液及び分散液は酸性を示す。そのため、セパレータには耐酸化性及び、耐酸性が求められる。
陰極材料に導電性高分子を使用しているアルミ電解コンデンサ用セパレータには、一例としてセルロース製セパレータが使用されている。
重合液には酸化剤が含まれており、セルロースは酸化剤と反応して導電性高分子の重合反応を阻害する。そのため、セルロース製セパレータは重合液を含浸して作製されるアルミ電解コンデンサにはそのままの状態で使用できない。セルロースと酸化剤との反応の防止、低密度化のためにセルロース製セパレータは炭化処理が成されている。セパレータを炭化し、低密度化することで、粘度の高い重合液の含浸性を向上させている。
【００２４】
しかし、セルロース製セパレータを使用したコンデンサ素子に炭化処理を行うと、セルロースの熱分解が生じる。セルロースの熱分解が生じるとセパレータの物理的強度は弱くなる。セパレータの物理的強度が弱くなると、素子形状の崩れが生じ、ショート不良率が悪化する課題がある。
【００２５】
また、セルロースは酸性条件下では、加水分解が生じ、物理的強度が低下する。セパレータの物理的強度が低下すると素子形状の崩れが生じ、ショート不良率が悪化する課題がある。そのため、セルロース製セパレータに分散液を含浸させる場合は、ｐＨ調整剤を使用して分散液のｐＨを酸性から弱酸性域まで調整して使用される。
【００２６】
しかし、分散液のｐＨは低いほど、導電性高分子の伝導度が高まることが知られている。そのため、ｐＨ調整剤を使用すると、アルミ電解コンデンサのＥＳＲ特性が悪化する課題がある。
陰極材料に導電性高分子を使用しているアルミ電解コンデンサ用セパレータには、一例として合成繊維製セパレータが使用されている（特許文献１、２）。
【００２７】
合成繊維として、耐熱性、耐酸化性及び耐酸性の高い繊維を選択すれば重合液もしくは分散液を使用するどちらの導電性高分子を保持させる方法も使用できる。使用できる合成繊維として、実施例ではアクリル繊維、半芳香族ポリアミド繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維を使用した。実施例ではこれらの合成繊維を用いたが、耐熱性、耐酸化性及び耐酸性の高い合成繊維であれば、これらの繊維に限定されるものではない。
【００２８】
合成繊維を使用したセパレータを作製する方法として、例えば抄紙法が挙げられる。抄紙法による合成繊維製セパレータは水中に分散させた合成繊維をシート状に積み重ねることで作製される。
【００２９】
合成繊維は、合成繊維間の結合がない、もしくは弱い。コンデンサ素子を作製する時に巻回可能な引張強さを有する合成繊維製セパレータにするためには、繊維間を結合するバインダー成分が必要である。合成繊維製セパレータのバインダー成分として、水溶性バインダーであるポリビニルアルコール（以下、「ＰＶＡ」と称す）が提案されている。
【００３０】
陰極材料に導電性高分子を使用しているアルミ電解コンデンサ用セパレータには、一例としてセルロースと合成繊維とを混合したセパレータ（以下、「セルロース混合セパレータ」と称す）が使用されている（特許文献３、４）。
【００３１】
セルロース混合セパレータは、耐熱性、耐酸化性及び耐酸性の高い合成繊維を選択すれば重合液、分散液を使用するどちらの導電性高分子を保持させる方法も使用できる。密度が低いかつ厚さが薄い、つまり坪量が低いセパレータであっても、コンデンサ素子を作製する時に巻回可能な引張強さを実現するために、水溶性バインダーであるＰＶＡを使用したセパレータが提案されている。
【００３２】
坪量が低いセパレータでかつ、セパレータとして適した引張強さを実現するために、水溶性バインダーであるＰＶＡを使用したセパレータが特許文献１乃至４において、提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３３】
【特許文献１】特開２０１１−２０５０２８号公報
【特許文献２】特開２０１１−１９９０８７号公報
【特許文献３】特開２００９−７１３２４号公報
【特許文献４】特開２００４−１６５５９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３４】
しかしながら、水溶性バインダーを含むセパレータを使用した場合、再化成の際使用される化成液には水が溶媒として使用されているため水溶性バインダーは化成液に溶出する。特にセパレータ近傍の化成液は水溶性バインダーが溶出するため水溶性バインダーの濃度が高くなっており、セパレータ近傍の化成液は高粘度となる。化成液が高粘度になると、セパレータへの化成液の吸液性が低下し、化成液の含浸が不十分となる。そのため、酸化皮膜の形成及び修復が十分成されないため、ショート不良率が悪化する課題があった。
【００３５】
アルミ電解コンデンサの静電容量を高くするためには、電極対向面積を大きくすることが有効な手段の一つとして挙げられる。電極対向面積を大きくする一手段として、陽極箔表面に微細なピットを形成させるエッチングが成されている。
【００３６】
また、陰極材料に導電性高分子を使用したアルミ電解コンデンサの場合、導電性高分子と陽極箔表面との接触面積によって静電容量は決定される。陰極材料に電解液を用いた場合に対して導電性高分子がどれだけ接触できているかを表すために容量出現率が用いられる。容量出現率を高くするためには、形成されたピット内部にまで導電性高分子を形成させることが重要である。
【００３７】
化成液に溶出した水溶性バインダーは化成液を乾燥させる際に析出するため陽極箔の表面を覆ってしまう。陽極箔の表面を水溶性バインダーが覆うと、容量出現率は悪化する課題があった。容量出現率が悪化した原因として、導電性高分子が陽極箔の表面に形成できないためであると考えられる。
【００３８】
特許文献１において、化成液の乾燥を１００℃以上にて急激に行うと、溶出した水溶性バインダーが陽極箔ピットの深部にまで浸み込み乾燥されるため、陽極箔のピット表面の多くが水溶性バインダーによって覆われる。乾燥条件を緩やかにすること（温度６０〜１００℃の範囲にて、１０〜６０分乾燥）で、容量出現率の低下を抑えることができると提案されている。
【００３９】
しかし、再化成後の乾燥条件を緩やかにしたとしても、再化成後コンデンサ素子内に残っている化成液中には水溶性バインダーが溶解しているため、そのまま乾燥すれば水溶性バインダーが析出し、陽極箔の表面を水溶性バインダーが覆ってしまう。
【００４０】
また、特許文献１において、再化成後に水溶性バインダーの洗浄を行うことが提案されている。水溶性バインダーの洗浄を行う場合であっても、コンデンサ素子内部の化成液は水溶性バインダーが化成液に溶解しているため、粘度が高い。そのため、水の置換が起こりにくくコンデンサ素子内部には水溶性バインダーが溶解した化成液が残存する。水溶性バインダーが溶解した化成液を乾燥すると水溶性バインダーが析出し、陽極箔の表面を水溶性バインダーが覆ってしまうため、導電性高分子が陽極箔表面に形成できず、容量出現率は悪化する課題があった。
【００４１】
更に、水溶性バインダーによって陽極箔の表面が覆われている場合、導電性高分子は陽極箔表面と直接接触できない。そのため、陽極箔と陰極箔との間を電気的に接続できる導電性高分子の量が減少するため、ＥＳＲ特性が悪化する課題があった。
【００４２】
再化成後のコンデンサ素子内への水溶性バインダーの残留をなくすために、巻回後もしくは再化成後の洗浄を複数回行うこともできるが、工程が複雑となる課題があった。
これら課題を解決する一手段として、合成繊維バインダーを使用する技術が提案されている（特許文献４）。しかしながら、セパレータに合成繊維バインダーを使用する場合、特にはコンデンサ素子を作製する時に巻回可能な引張強さを実現するためには、合成繊維バインダーの含有量を増加させなければならない。
【００４３】
合成繊維バインダーの含有量が増加すると、繊維間隙の遮蔽、及びセパレータの高密度化が生じ、化成液、重合液、分散液の含浸性が悪化する。化成液の含浸性が悪化すれば、酸化皮膜の形成及び修復が不十分となり、ショート不良率が悪化する課題があった。重合液、分散液の含浸性が悪化すれば、陽極箔と陰極箔との間を電気的に接続している導電性高分子量が少なくなるため、容量出現率、ＥＳＲ特性が悪化する課題があった。
【００４４】
以上のように、低坪量であって、かつ引張強さ及び吸水性が良好で、化成液に対する溶出成分量が少ないセパレータを実現することは困難であった。
【課題を解決するための手段】
【００４５】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、低坪量であって、かつ引張強さ、吸水性に優れ、化成液に対する溶出成分量が少ないセパレータを提供することを目的としたものである。また、このセパレータを用いることによって、これまで課題であった容量出現率、ＥＳＲ特性、ショート不良率を改善すると共に、歩留りを向上させることが可能になる。
【００４６】
上述の課題を解決する一手段として、例えば以下の構成を備える。
即ち、ポリエチレングリコール鎖（以下、「ＰＥＧ鎖」と称す）及びカルボキシル基を有する、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂からなる群より選択される少なくとも１種の樹脂を含むことを特徴とするアルミ電解コンデンサ用セパレータとする。
【００４７】
そして例えば、前記樹脂は、ＰＥＧ鎖含有量が３０質量％以上６０質量％以下であることを特徴とする。また例えば、前記樹脂はカルボキシル基と反応する官能基を有する化合物（以下、「架橋剤」と称す）を添加することによって、得られることを特徴とする。更に例えば、坪量は９．０〜２４．０ｇ／ｍ2の範囲であることを特徴とする。
【００４８】
又は、陽極箔と陰極箔との間に、セパレータを介在して成るアルミ電解コンデンサであって、前記セパレータとして、上記したいずれかのアルミ電解コンデンサ用セパレータを用いたことを特徴とするアルミ電解コンデンサとする。
【発明の効果】
【００４９】
本発明によれば、坪量が低く、かつ引張強さと吸水性に優れ、化成液に対する溶出量が少ないアルミ電解コンデンサ用セパレータを提供できる。また、該セパレータを用いることで、容量出現率、ＥＳＲ特性、ショート不良率が良好で、生産性の向上が可能なアルミ電解コンデンサを提供できる。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
以下、本発明の一実施の形態について詳細に説明する。
本実施の形態例のセパレータは、陽極箔と陰極箔との間に介在させるセパレータにおいて、セパレータの構成材料の一つとして、親水性樹脂を用いる。親水性樹脂はＰＥＧ鎖とカルボキシル基とを有する樹脂であって、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂から選択される１種である。
【００５１】
親水性樹脂は、ＰＥＧ鎖とカルボキシル基とを有する樹脂と、架橋剤とを加熱・反応することで得られる。
または、ＰＥＧ鎖とカルボキシル基と、カルボキシル基と反応する官能基とを有する樹脂（以下、「自己架橋型樹脂」と称す）を加熱・反応させることで得られる。
【００５２】
上記構成とすることで、親水性樹脂の溶解を抑制でき、更にセパレータの引張強さを向上できることが判明した。カルボキシル基と反応する官能基として、カルボジイミド基、イソシアネート基、エポキシ基、ヒドロキシル基が挙げられる。その他、カルボキシル基と反応する官能基を有する化合物であれば使用に限りはない。
【００５３】
更に親水性樹脂中のＰＥＧ鎖含有量は３０質量％以上６０質量％以下の範囲が好ましいことが判明した。ＰＥＧ鎖含有量が樹脂中３０質量％未満の樹脂の場合、セパレータの吸水性は向上せず、ＰＥＧ鎖含有量が樹脂中６０質量％超の樹脂の場合、引張強さの向上効果は小さい。
【００５４】
親水性樹脂は水溶性バインダーと比較して化成液への溶出量が少ないため、陽極箔の被覆量が少なく、導電性高分子が陽極箔の表面に接触できる面積が増加する。そのため、親水性樹脂を含有するセパレータを使用した場合、水溶性バインダーを含有するセパレータを使用した場合と比較して容量出現率が向上する。
【００５５】
更に、親水性樹脂を含有するセパレータは水溶性バインダーを含有するセパレータと比較して陽極箔と陰極箔の被覆量が少ないため、陽極箔と陰極箔との間を電気的に接続できる導電性高分子量が増加し、ＥＳＲ特性が向上する。
【００５６】
また、親水性樹脂を含有するセパレータは、水溶性バインダーを含有するセパレータと比較して、セパレータの親水性が向上するため、分散液の吸液性が向上する。分散液の吸液性が向上するため、分散液を使用して導電性高分子を保持させる場合、導電性高分子保持量が増加しＥＳＲ特性が向上する。
【００５７】
親水性樹脂を含有するセパレータは水溶性バインダーを含有するセパレータと比較して、再化成の際、化成液への溶出量が少ないため、化成液の高粘度化は生じにくい。親水性樹脂を含有するセパレータは水溶性バインダーを含有するセパレータと比較して、化成液の吸液性が良好なため、酸化皮膜の形成及び修復効果が高く、ショート不良率が改善する。
【００５８】
また、本実施の形態例のセパレータを構成する繊維は、耐熱性、耐酸化性及び耐酸性の高い合成繊維とセルロース、再生セルロース繊維、半合成繊維のうち一つ、もしくは複数の繊維とを混合することができる。具体的には、耐熱性、耐酸化性及び耐酸性の高い合成繊維は、セパレータ中少なくとも２０重量％以上含まれることが好ましい。
【００５９】
セパレータの坪量は９〜２４ｇ／ｍ2の範囲が好ましい。坪量が９ｇ／ｍ2未満となると、セパレータの緻密性が低下し、ショート不良率が悪化する。更に親水性樹脂を用いた場合であっても、コンデンサ素子を巻回可能な引張強さを実現することが困難である。
【００６０】
また、坪量が２４ｇ／ｍ2を超える場合、親水性樹脂を使用することなく、コンデンサ素子を巻回可能な引張強さを実現することが可能な場合があり、親水性樹脂を使用する利点が小さい。また、坪量が高いセパレータは厚さが厚く、もしくは密度が高いため、小型化や、ＥＳＲ特性において不利である。
【００６１】
セパレータの吸水度は８ｍｍ／１０ｍｉｎ以上であることが好ましい。吸水度が８ｍｍ／１０ｍｉｎ未満の場合、化成液の吸液性が大きく低下し、ショート不良率が大きく悪化する。
【００６２】
セパレータの引張強さは７．８Ｎ／１５ｍｍ超であることが好ましい。引張強さが７．８Ｎ／１５ｍｍ以下となると、コンデンサ素子を作製する時にセパレータが破断するために生産性が大きく低下する。
【００６３】
以上の構成を採用することにより、本実施の形態は、低坪量でかつ、引張強さと吸水性に優れ、化成液に対して溶出量が少ないアルミ電解コンデンサ用セパレータを提供できる。このセパレータをアルミ電解コンデンサに用いることで、容量出現率、ＥＳＲ性能に優れ、ショート不良率を改善するとともに、アルミ電解コンデンサの作製工程での生産性を向上させることが可能となる。
【００６４】
次に、本実施の形態例の固体電解コンデンサ及びハイブリッド電解コンデンサの作製工程を説明する。
〔固体電解コンデンサの作製工程〕
エッチング処理及び酸化皮膜形成処理を行った陽極箔と陰極箔とが接触しないようにセパレータを介在させて巻回し、コンデンサ素子を作製した。作製したコンデンサ素子は、再化成処理後、乾燥した。６．３ＷＶの固体電解コンデンサの場合には、コンデンサ素子に重合液を含浸後、加熱・重合させ、溶媒を乾燥させて導電性高分子を形成した。６３ＷＶの固体電解コンデンサの場合には、コンデンサ素子に分散液を含浸後、加熱し溶媒を乾燥させて導電性高分子を形成した。所定のケースにコンデンサ素子を入れ、開口部を封口し、各固体電解コンデンサを得た。
【００６５】
〔ハイブリッド電解コンデンサの作製工程〕
エッチング処理及び酸化皮膜形成処理を行った陽極箔と陰極箔とが接触しないようにセパレータを介在させて巻回し、コンデンサ素子を作製した。作製したコンデンサ素子は、再化成処理後、乾燥した。コンデンサ素子に分散液を含浸後、加熱し溶媒を乾燥させて導電性高分子を形成した。続けて、コンデンサ素子に駆動用電解液を含浸させた。所定のケースにコンデンサ素子を入れ、開口部を封口し、ハイブリッド電解コンデンサを得た。
【００６６】
〔セパレータ及びアルミ電解コンデンサの特性の測定方法〕
本実施の形態のセパレータ及びアルミ電解コンデンサの各特性の具体的な測定は、以下の条件及び方法で行った。
【００６７】
〔坪量〕
「ＪＩＳ  Ｃ  ２３００−２  『電気用セルロース紙−第２部：試験方法』  ６  坪量」に規定された方法でセパレータの坪量を測定した。
【００６８】
〔引張強さ〕
「ＪＩＳ  Ｃ  ２３００−２  『電気用セルロース紙−第２部：試験方法』  ８  引張強さ及び伸び」に規定された方法でセパレータの縦方向の引張強さを測定した。
引張強さはコンデンサ素子を作製する時に巻回可能な引張強さである、７．８Ｎ／１５ｍｍ超を合格とした。
【００６９】
〔吸水度〕
「ＪＩＳ  Ｃ  ２３００−２  『電気用セルロース紙−第２部：試験方法』  ２２  吸水度」のＢ法に規定された方法でセパレータの横方向の吸水度を測定した。
吸水度はショート不良率を考慮し、８ｍｍ／１０ｍｉｎ以上を合格とした。
【００７０】
〔質量減少率〕
再化成工程を想定した条件での質量減少率を知るために、次の方法にて質量減少率を測定した。１０５℃にて１時間加熱・乾燥後のセパレータ質量を測定した（浸漬前の質量）。水温７０℃の０．３５質量％のアジピン酸水溶液に、質量を測定したセパレータを１時間浸漬した。セパレータを取り出した後、セパレータを７０℃のイオン交換水にて洗浄した。１０５℃にて１時間乾燥し、浸漬後の質量を測定した（浸漬後の質量）。質量減少率を式１にて算出した。質量減少率は静電容量、ＥＳＲ特性への影響が小さい範囲である８．０質量％以下を合格とした。
式１：質量減少率（％）＝（浸漬前の質量（ｇ）−浸漬後の質量（ｇ））/（浸漬前の質量（ｇ））×１００
【００７１】
〔静電容量〕
作製したコンデンサ素子の静電容量は温度２０℃、周波数１２０Ｈｚの条件にてＬＣＲメータを用いて測定した。
【００７２】
〔容量出現率〕
作製したコンデンサ素子の容量出現率は、「作製したコンデンサ素子の静電容量値」を、「陰極材料に電解液のみを用いたコンデンサ素子の静電容量値」で除して、百分率をもって容量出現率とした。容量出現率は８０％以上を合格と判断した。
【００７３】
〔ＥＳＲ〕
作製したコンデンサ素子のＥＳＲは温度２０℃、周波数１００ｋＨｚの条件にてＬＣＲメータを用いて測定した。８０ＷＶのハイブリッド電解コンデンサは３６ｍΩ以下、６３ＷＶの固体電解コンデンサは２８ｍΩ以下、６．３ＷＶの固体電解コンデンサは１５ｍΩ以下を合格と判断した。
【００７４】
〔ショート不良率〕
ショート不良率は、巻回したコンデンサ素子を用いて、エージング中に生じたショート不良数を計数し、ショート不良となった素子数を、エージングを実施したコンデンサ素子数で除して、百分率をもってショート不良率とした。ショート不良率は０％を合格と判断した。
【００７５】
〔実施例〕
以下、本発明に係る具体的な実施例と、比較例及び従来例について説明する。
〔実施例１〕
半芳香族ポリアミドとポリアミドバインダーとを質量比７０：３０にて混合し、抄紙機を用いて不織布を作製した。樹脂中のＰＥＧ鎖含有量が３０質量％となるよう「ＰＥＧ鎖と、カルボキシル基とを有するアクリル樹脂」と架橋剤である日清紡ケミカル製「カルボジライトＳＶ−０２」とを混合した。これを得られた不織布に塗工し、坪量１６．０ｇ／ｍ2のセパレータを作製した。得られたセパレータの構成比は半芳香族ポリアミド６０質量％、ポリアミドバインダー２５質量％、樹脂１５質量％であった。このセパレータの特性は、引張強さ１０．８Ｎ／１５ｍｍ、吸水度１４ｍｍ／１０ｍｉｎ、質量減少率２．９％であった。
【００７６】
実施例１のセパレータを用いて作製した８０ＷＶのハイブリッド電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率９０．５％、ＥＳＲ２９ｍΩであった。実施例１のセパレータを用いて作製した６３ＷＶの固体電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率８９．４％、ＥＳＲ２４ｍΩであった。実施例１のセパレータを用いて作製した６．３ＷＶの固体電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は、容量出現率９０．９％、ＥＳＲ１１ｍΩであった。実施例１の各アルミ電解コンデンサのショート不良率は０％であった。
【００７７】
〔実施例２〕
半芳香族ポリアミドとポリアミドバインダーとを質量比７０：３０にて混合し、抄紙機を用いて不織布を作製した。樹脂中のＰＥＧ鎖含有量が４５質量％となるよう「ＰＥＧ鎖と、カルボキシル基とを有するアクリル樹脂」と架橋剤である日清紡ケミカル製「カルボジライトＳＶ−０２」とを混合した。これを得られた不織布に塗工し、坪量１６．０ｇ／ｍ2のセパレータを作製した。得られたセパレータの構成比は半芳香族ポリアミド６０質量％、ポリアミドバインダー２５質量％、樹脂１５質量％であった。このセパレータの特性は、引張強さ９．８Ｎ／１５ｍｍ、吸水度１４ｍｍ／１０ｍｉｎ、質量減少率３．３％であった。
【００７８】
実施例２のセパレータを用いて作製した８０ＷＶのハイブリッド電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率９２．９％、ＥＳＲ２８ｍΩであった。実施例２のセパレータを用いて作製した６３ＷＶの固体電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率８７．１％、ＥＳＲ２５ｍΩであった。実施例２のセパレータを用いて作製した６．３ＷＶの固体電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率９２．１％、ＥＳＲ１２ｍΩであった。実施例２の各アルミ電解コンデンサのショート不良率は０％であった。
【００７９】
〔実施例３〕
半芳香族ポリアミドとポリアミドバインダーとを質量比７０：３０にて混合し、抄紙機を用いて不織布を作製した。樹脂中のＰＥＧ鎖含有量が６０質量％となるよう「ＰＥＧ鎖と、カルボキシル基とを有するアクリル樹脂」と架橋剤である日清紡ケミカル製「カルボジライトＳＶ−０２」とを混合した。これを得られた不織布に塗工し、坪量１６．０ｇ／ｍ2のセパレータを作製した。得られたセパレータの構成比は半芳香族ポリアミド６０質量％、ポリアミドバインダー２５質量％、樹脂１５質量％であった。このセパレータの特性は、引張強さ９．３Ｎ／１５ｍｍ、吸水度１５ｍｍ／１０ｍｉｎ、質量減少率３．５％であった。
【００８０】
実施例３のセパレータを用いて作製した８０ＷＶのハイブリッド電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率９５．２％、ＥＳＲ２８ｍΩであった。実施例３のセパレータを用いて作製した６３ＷＶの固体電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率９０．６％、ＥＳＲ２４ｍΩであった。実施例３のセパレータを用いて作製した６．３ＷＶの固体電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率９１．５％、ＥＳＲ１１ｍΩであった。実施例３の各アルミ電解コンデンサのショート不良率は０％であった。
【００８１】
〔実施例４〕
半芳香族ポリアミドとポリアミドバインダーとを質量比７０：３０にて混合し、抄紙機を用いて不織布を作製した。「樹脂中４５質量％のＰＥＧ鎖と、カルボキシル基とエポキシ基とを有するアクリル樹脂」を得られた不織布に塗工し、坪量１６．０ｇ／ｍ2のセパレータを作製した。得られたセパレータの構成比は半芳香族ポリアミド６０質量％、ポリアミドバインダー２５質量％、樹脂１５質量％であった。このセパレータの特性は引張強さ８．８Ｎ／１５ｍｍ、吸水度１４ｍｍ／１０ｍｉｎ、質量減少率３．８％であった。
【００８２】
実施例４のセパレータを用いて作製した８０ＷＶのハイブリッド電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率９０．５％、ＥＳＲ３０ｍΩであった。実施例４のセパレータを用いて作製した６３ＷＶの固体電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率８８．２％、ＥＳＲ２６ｍΩであった。実施例４のセパレータを用いて作製した６．３ＷＶの固体電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率８９．１％、ＥＳＲ１３ｍΩであった。実施例４の各アルミ電解コンデンサのショート不良率は０％であった。
【００８３】
〔実施例５〕
フィブリル化アクリルとポリアミドバインダーとを質量比７０：３０にて混合し、抄紙機を用いて不織布を作製した。樹脂中のＰＥＧ鎖含有量が４５質量％となるよう「ＰＥＧ鎖と、カルボキシル基とを有するアクリル樹脂」と架橋剤である日清紡ケミカル製「カルボジライトＳＶ−０２」とを混合した。これを得られた不織布に塗工し、坪量１８．０ｇ／ｍ2のセパレータを作製した。得られたセパレータの構成比はフィブリル化アクリル６０質量％、ポリアミドバインダー２５質量％、樹脂１５質量％であった。このセパレータの特性は、引張強さ８．８Ｎ／１５ｍｍ、吸水度１３ｍｍ／１０ｍｉｎ、質量減少率２．９％であった。
【００８４】
実施例５のセパレータを用いて作製した８０ＷＶのハイブリッド電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率９０．５％、ＥＳＲ２６ｍΩであった。実施例５のセパレータを用いて作製した６３ＷＶの固体電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率９１．８％、ＥＳＲ２５ｍΩであった。実施例５のセパレータを用いて作製した６．３ＷＶの固体電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率９０．４％、ＥＳＲ１３ｍΩであった。実施例５の各アルミ電解コンデンサのショート不良率は０％であった。
【００８５】
〔実施例６〕
フィブリル化アラミドとポリアミドバインダーとを質量比７０：３０にて混合し、抄紙機を用いて不織布を作製した。樹脂中のＰＥＧ鎖含有量が４５質量％となるよう「ＰＥＧ鎖と、カルボキシル基とを有するアクリル樹脂」と架橋剤である日清紡ケミカル製「カルボジライトＳＶ−０２」とを混合した。これを得られた不織布に塗工し、坪量２０．０ｇ／ｍ2のセパレータを作製した。得られたセパレータの構成比はフィブリル化アラミド６０質量％、ポリアミドバインダー２５質量％、樹脂１５質量％であった。このセパレータの特性は引張強さ９．３Ｎ／１５ｍｍ、吸水度１３ｍｍ／１０ｍｉｎ、質量減少率２．７％であった。
【００８６】
実施例６のセパレータを用いて作製した８０ＷＶのハイブリッド電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率９２．９％、ＥＳＲ２８ｍΩであった。実施例６のセパレータを用いて作製した６３ＷＶの固体電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率９０．６％、ＥＳＲ２６ｍΩであった。実施例６のセパレータを用いて作製した６．３ＷＶの固体電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率９１．０％、ＥＳＲ１２ｍΩであった。実施例６の各アルミ電解コンデンサのショート不良率は０％であった。
【００８７】
〔実施例７〕
半芳香族ポリアミドとフィブリル化アクリルとを質量比６０：４０にて混合し、抄紙機を用いて不織布を作製した。樹脂中のＰＥＧ鎖含有量が４５質量％となるよう「ＰＥＧ鎖と、カルボキシル基とを有するエポキシ樹脂」と架橋剤である日清紡ケミカル製「カルボジライトＶ−０２−Ｌ２」とを混合した。これを得られた不織布に塗工し、坪量２４．０ｇ／ｍ2のセパレータを作製した。得られたセパレータの構成比は半芳香族ポリアミド４８質量％、フィブリル化アクリル３２質量％、樹脂２０質量％であった。このセパレータの特性は引張強さ９．１Ｎ／１５ｍｍ、吸水度１３ｍｍ／１０ｍｉｎ、質量減少率３．６％であった。
【００８８】
実施例７のセパレータを用いて作製した８０ＷＶのハイブリッド電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率８３．３％、ＥＳＲ２９ｍΩであった。実施例７のセパレータを用いて作製した６３ＷＶの固体電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率８９．４％、ＥＳＲ２４ｍΩであった。実施例７のセパレータを用いて作製した６．３ＷＶの固体電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率９０．５％、ＥＳＲ１２ｍΩであった。実施例７の各アルミ電解コンデンサのショート不良率は０％であった。
【００８９】
〔実施例８〕
アクリルとフィブリル化アクリルとを質量比６０：４０にて混合し、抄紙機を用いて不織布を作製した。樹脂中のＰＥＧ鎖含有量が４５質量％となるよう「ＰＥＧ鎖と、カルボキシル基とを有するポリエステル樹脂」と架橋剤である日清紡ケミカル製「カルボジライトＶ−０２」とを混合した。これを得られた不織布に塗工し、坪量９．０ｇ／ｍ2のセパレータを作製した。得られたセパレータの構成比はアクリル４５質量％、フィブリル化アクリル３０質量％、樹脂２５質量％であった。このセパレータの特性は引張強さ８．８Ｎ／１５ｍｍ、吸水度１６ｍｍ／１０ｍｉｎ、質量減少率２．０％であった。
【００９０】
実施例８のセパレータを用いて作製した８０ＷＶのハイブリッド電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率８５．７％、ＥＳＲ３０ｍΩであった。実施例８のセパレータを用いて作製した６３ＷＶの固体電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率８９．０％、ＥＳＲ２３ｍΩであった。実施例８のセパレータを用いて作製した６．３ＷＶの固体電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率８９．９％、ＥＳＲ１２ｍΩであった。実施例８の各アルミ電解コンデンサのショート不良率は０％であった。
【００９１】
〔実施例９〕
セルロースとアクリルとを質量比７８：２２にて混合し、抄紙機を用いて不織布を作製した。樹脂中のＰＥＧ鎖含有量が４５質量％となるよう「ＰＥＧ鎖と、カルボキシル基とを有するウレタン樹脂」と架橋剤である日清紡ケミカル製「カルボジライトＶ−０４」とを混合した。これを得られた不織布に塗工し、坪量１２．０ｇ／ｍ2のセパレータを作製した。得られたセパレータの構成比はセルロース７０質量％、アクリル２０質量％、樹脂１０質量％であった。このセパレータの特性は引張強さ８．８Ｎ／１５ｍｍ、吸水度１１ｍｍ／１０ｍｉｎ、質量減少率３．０％であった。
【００９２】
実施例９のセパレータを用いて作製した８０ＷＶのハイブリッド電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率９０．５％、ＥＳＲ３１ｍΩであった。実施例９のセパレータを用いて作製した６３ＷＶの固体電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率８７．１％、ＥＳＲ２２ｍΩであった。実施例９のセパレータを用いて作製した６．３ＷＶの固体電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率９１．１％、ＥＳＲ１３ｍΩであった。実施例９の各アルミ電解コンデンサのショート不良率は０％であった。
【００９３】
〔実施例１０〕
半芳香族ポリアミドとセルロースとを質量比６０：４０にて混合し、抄紙機を用いて不織布を作製した。樹脂中のＰＥＧ鎖含有量が４５質量％となるよう「ＰＥＧ鎖と、カルボキシル基とを有するアクリル樹脂」と架橋剤である明成化学工業製「メイカネートＦＭ−１」とを混合した。これを得られた不織布に塗工し、坪量１６．０ｇ／ｍ2のセパレータを作製した。得られたセパレータの構成比は半芳香族ポリアミド５４質量％、セルロース３６質量％、樹脂１０質量％であった。このセパレータの特性は引張強さ９．３Ｎ／１５ｍｍ、吸水度１６ｍｍ／１０ｍｉｎ、質量減少率２．１％であった。
【００９４】
実施例１０のセパレータを用いて作製した８０ＷＶのハイブリッド電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率９０．５％、ＥＳＲ３０ｍΩであった。実施例１０のセパレータを用いて作製した６３ＷＶの固体電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率８５．９％、ＥＳＲ２３ｍΩであった。実施例１０のセパレータを用いて作製した６．３ＷＶの固体電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率９０．８％、ＥＳＲ１２ｍΩであった。実施例１０の各アルミ電解コンデンサのショート不良率は０％であった。
【００９５】
〔実施例１１〕
ポリエステルとポリエステルバインダーとを質量比６０：４０にて混合し、抄紙機を用いて不織布を作製した。樹脂中のＰＥＧ鎖含有量が４５質量％となるよう「ＰＥＧ鎖と、カルボキシル基とを有するポリエステル樹脂」と架橋剤である明成化学工業製「メイカネートＴＰ−１０」とを混合した。これを得られた不織布に塗工し、坪量１２．０ｇ／ｍ2のセパレータを作製した。得られたセパレータの構成比はポリエステル４２質量％、ポリエステルバインダー２８質量％、樹脂３０質量％であった。このセパレータの特性は引張強さ９．２Ｎ／１５ｍｍ、吸水度１６ｍｍ／１０ｍｉｎ、質量減少率７．８％であった。
【００９６】
実施例１１のセパレータを用いて作製した８０ＷＶのハイブリッド電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率８８．１％、ＥＳＲ２７ｍΩであった。実施例１１のセパレータを用いて作製した６３ＷＶの固体電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率８９．４％、ＥＳＲ２４ｍΩであった。実施例１１のセパレータを用いて作製した６．３ＷＶの固体電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率８９．４％、ＥＳＲ１４ｍΩであった。実施例１１の各アルミ電解コンデンサのショート不良率は０％であった。
【００９７】
〔実施例１２〕
フィブリル化アクリルとフィブリル化アラミドとを質量比６０：４０にて混合し、抄紙機を用いて不織布を作製した。樹脂中のＰＥＧ鎖含有量が４５質量％となるよう「ＰＥＧ鎖と、カルボキシル基とを有するポリエステル樹脂」と架橋剤である明成化学工業製「メイカネートＴＰ−１０」とを混合した。これを得られた不織布に塗工し、坪量１２．０ｇ／ｍ2のセパレータを作製した。得られたセパレータの構成比はフィブリル化アクリル４２質量％、フィブリル化アラミド２８質量％、樹脂３０質量％であった。このセパレータの特性は引張強さ９．３Ｎ／１５ｍｍ、吸水度１５ｍｍ／１０ｍｉｎ、質量減少率７．２％であった。
【００９８】
実施例１２のセパレータを用いて作製した８０ＷＶのハイブリッド電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率８８．１％、ＥＳＲ３３ｍΩであった。実施例１２のセパレータを用いて作製した６３ＷＶの固体電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率８５．９％、ＥＳＲ２４ｍΩであった。実施例１２のセパレータを用いて作製した６．３ＷＶの固体電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率９０．９％、ＥＳＲ１１ｍΩであった。実施例１２の各アルミ電解コンデンサのショート不良率は０％であった。
【００９９】
〔実施例１３〕
フィブリル化アクリルとセルロースとを質量比６０：４０にて混合し、抄紙機を用いて不織布を作製した。樹脂中のＰＥＧ鎖含有量が４５質量％となるよう「ＰＥＧ鎖と、カルボキシル基とを有するポリエステル樹脂」と架橋剤である明成化学工業製「メイカネートＴＰ−１０」とを混合した。これを得られた不織布に塗工し、坪量１２．０ｇ／ｍ2のセパレータを作製した。得られたセパレータの構成比はフィブリル化アクリル４２質量％、セルロース２８質量％、樹脂３０質量％であった。このセパレータの特性は引張強さ１０．８Ｎ／１５ｍｍ、吸水度１２ｍｍ／１０ｍｉｎ、質量減少率６．９％であった。
【０１００】
実施例１３のセパレータを用いて作製した８０ＷＶのハイブリッド電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率８５．７％、ＥＳＲ３０ｍΩであった。実施例１３のセパレータを用いて作製した６３ＷＶの固体電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率９２．９％、ＥＳＲ２４ｍΩであった。実施例１３のセパレータを用いて作製した６．３ＷＶの固体電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率８９．５％、ＥＳＲ１３ｍΩであった。実施例１３の各アルミ電解コンデンサのショート不良率は０％であった。
【０１０１】
〔比較例１〕
半芳香族ポリアミドとポリアミドバインダーとを質量比７０：３０にて混合し、抄紙機を用いて不織布を作製した。樹脂中のＰＥＧ鎖含有量が２５質量％となるよう「ＰＥＧ鎖と、カルボキシル基とを有するアクリル樹脂」と架橋剤である日清紡ケミカル製「カルボジライトＳＶ−０２」とを混合した。これを得られた不織布に塗工し、坪量１６．０ｇ／ｍ2のセパレータを作製した。得られたセパレータの構成比は半芳香族ポリアミド６０質量％、ポリアミドバインダー２５質量％、樹脂１５質量％であった。このセパレータの特性は引張強さ８．３Ｎ／１５ｍｍ、吸水度６ｍｍ／１０ｍｉｎ、質量減少率２．６％であった。
【０１０２】
比較例１のセパレータを用いて作製した８０ＷＶのハイブリッド電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率６９．０％、ＥＳＲ４０ｍΩ、ショート不良率０．５％であった。比較例１のセパレータを用いて作製した６３ＷＶの固体電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率６９．４％、ＥＳＲ３３ｍΩ、ショート不良率０．６％であった。比較例１のセパレータを用いて作製した６．３ＷＶの固体電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率８８．３％、ＥＳＲ１３ｍΩ、ショート不良率０．８％であった。
【０１０３】
〔比較例２〕
半芳香族ポリアミドとポリアミドバインダーとを質量比７０：３０にて混合し、抄紙機を用いて不織布を作製した。樹脂中のＰＥＧ鎖含有量が６２質量％となるよう「ＰＥＧ鎖と、カルボキシル基とを有するアクリル樹脂」と架橋剤である日清紡ケミカル製「カルボジライトＳＶ−０２」とを混合した。これを得られた不織布に塗工し、坪量１６．０ｇ／ｍ2のセパレータを作製した。得られたセパレータの構成比は半芳香族ポリアミド６０質量％、ポリアミドバインダー２５質量％、樹脂１５質量％であった。このセパレータの特性は引張強さ６．９Ｎ／１５ｍｍ、吸水度１４ｍｍ／１０ｍｉｎ、質量減少率５．０％であった。
【０１０４】
比較例２のセパレータを用いて各アルミ電解コンデンサの作製を試みたが、コンデンサ素子を巻回できなかったため、各アルミ電解コンデンサの電気特性を測定できなかった。
【０１０５】
〔比較例３〕
半芳香族ポリアミドとポリアミドバインダーとを質量比７０：３０にて混合し、抄紙機を用いて不織布を作製した。「樹脂中４５質量％のＰＥＧ鎖と、カルボキシル基とを有するアクリル樹脂」を得られた不織布に塗工し、坪量１６．０ｇ／ｍ2のセパレータを作製した。得られたセパレータの構成比は半芳香族ポリアミド６０質量％、ポリアミドバインダー２５質量％、樹脂１５質量％であった。このセパレータの特性は引張強さ６．５Ｎ／１５ｍｍ、吸水度１１ｍｍ／１０ｍｉｎ、質量減少率９．２％であった。
【０１０６】
比較例３のセパレータを用いて各アルミ電解コンデンサの作製を試みたが、コンデンサ素子を巻回できなかったため、各アルミ電解コンデンサの電気特性を測定できなかった。
【０１０７】
〔比較例４〕
半芳香族ポリアミド７０質量％、ポリアミドバインダー３０質量％にて混合し、抄紙機を用いて、坪量１６．０ｇ／ｍ2のセパレータを作製した。このセパレータの特性は引張強さ６．０Ｎ／１５ｍｍ、吸水度４ｍｍ／１０ｍｉｎ、質量減少率０．０％であった。
【０１０８】
比較例４のセパレータを用いて各アルミ電解コンデンサの作製を試みたが、コンデンサ素子を巻回できなかったため、各アルミ電解コンデンサの電気特性を測定できなかった。
【０１０９】
〔比較例５〕
半芳香族ポリアミド６０質量％、ポリアミドバインダー４０質量％にて混合し、抄紙機を用いて、坪量２４．０ｇ／ｍ2のセパレータを作製した。このセパレータの特性は引張強さ８．０Ｎ／１５ｍｍ、吸水度１ｍｍ／１０ｍｉｎ、質量減少率０．０％であった。
【０１１０】
比較例５のセパレータを用いて作製した８０ＷＶのハイブリッド電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率６４．３％、ＥＳＲ４４ｍΩ、ショート不良率０．８％であった。比較例５のセパレータを用いて作製した６３ＷＶの固体電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率６７．１％、ＥＳＲ３３ｍΩ、ショート不良率１．０％であった。比較例５のセパレータを用いて作製した６．３ＷＶの固体電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率８２．３％、ＥＳＲ１４ｍΩ、ショート不良率１．１％であった。
【０１１１】
〔比較例６〕
半芳香族ポリアミド６０質量％、フィブリル化アクリル４０質量％にて混合し、抄紙機を用いて、坪量２４．０ｇ／ｍ2のセパレータを作製した。このセパレータの特性は引張強さ７．４Ｎ／１５ｍｍ、吸水度１１ｍｍ／１０ｍｉｎ、質量減少率０．０％であった。
【０１１２】
比較例６のセパレータを用いて各アルミ電解コンデンサの作製を試みたが、コンデンサ素子を巻回できなかったため、各アルミ電解コンデンサの電気特性を測定できなかった。
【０１１３】
〔比較例７〕
半芳香族ポリアミド６０質量％、フィブリル化アクリル４０質量％にて混合し、抄紙機を用いて、坪量２５．０ｇ／ｍ2のセパレータを作製した。このセパレータの特性は引張強さ８．１Ｎ／１５ｍｍ、吸水度６ｍｍ／１０ｍｉｎ、質量減少率０．０％であった。
【０１１４】
比較例７のセパレータを用いて作製した８０ＷＶのハイブリッド電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率６３．１％、ＥＳＲ４０ｍΩ、ショート不良率０．６％であった。比較例７のセパレータを用いて作製した６３ＷＶの固体電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率６６．４％、ＥＳＲ３２ｍΩ、ショート不良率０．５％であった。比較例７のセパレータを用いて作製した６．３ＷＶの固体電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率８９．１％、ＥＳＲ１３ｍΩ、ショート不良率０．７％であった。
【０１１５】
〔比較例８〕
アクリルとフィブリル化アクリルとを質量比６０：４０にて混合し、抄紙機を用いて不織布を作製した。樹脂中のＰＥＧ鎖含有量が４５質量％となるよう「ＰＥＧ鎖と、カルボキシル基とを有するポリエステル樹脂」と架橋剤である日清紡ケミカル製「カルボジライトＶ−０２」とを混合した。これを得られた不織布に塗工し、坪量７．８ｇ／ｍ2のセパレータを作製した。得られたセパレータの構成比はアクリル４５質量％、フィブリル化アクリル３０質量％、樹脂２５質量％であった。このセパレータの特性は引張強さ８．０Ｎ／１５ｍｍ、吸水度１４ｍｍ／１０ｍｉｎ、質量減少率１．９％であった。
【０１１６】
比較例８のセパレータを用いて作製した８０ＷＶのハイブリッド電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率９２．９％、ＥＳＲ３１ｍΩ、ショート不良率１．１％であった。比較例８のセパレータを用いて作製した６３ＷＶの固体電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率８５．９％、ＥＳＲ２５ｍΩ、ショート不良率１．３％であった。比較例８のセパレータを用いて作製した６．３ＷＶの固体電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率８９．３％、ＥＳＲ１３ｍΩ、ショート不良率１．１％であった。
【０１１７】
〔従来例１〕
半芳香族ポリアミド４８質量％、フィブリル化アクリル３２質量％、ＰＶＡ２０質量％にて混合し、抄紙機を用いて、坪量２４．０ｇ／ｍ2のセパレータを作製した。このセパレータの特性は引張強さ８．８Ｎ／１５ｍｍ、吸水度１０ｍｍ／１０ｍｉｎ、質量減少率１７．６％であった。
【０１１８】
従来例１のセパレータを用いて作製した８０ＷＶのハイブリッド電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率６１．９％、ＥＳＲ４３ｍΩであった。従来例１のセパレータを用いて作製した６３ＷＶの固体電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率７２．９％、ＥＳＲ３１ｍΩであった。従来例１のセパレータを用いて作製した６．３ＷＶの固体電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率７６．４％、ＥＳＲ１８ｍΩであった。従来例１の各アルミ電解コンデンサのショート不良率は０％であった。
【０１１９】
〔従来例２〕
アクリル４５質量％、フィブリル化アクリル３０質量％、ＰＶＡ２５質量％にて混合し、抄紙機を用いて、坪量９．０ｇ／ｍ2のセパレータを作製した。このセパレータの特性は引張強さ８．３Ｎ／１５ｍｍ、吸水度１０ｍｍ／１０ｍｉｎ、質量減少率２１．５％であった。
【０１２０】
従来例２のセパレータを用いて作製した８０ＷＶのハイブリッド電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率６９．０％、ＥＳＲ３９ｍΩであった。従来例２のセパレータを用いて作製した６３ＷＶの固体電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率７１．８％、ＥＳＲ３０ｍΩであった。従来例２のセパレータを用いて作製した６．３ＷＶの固体電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率７９．９％、ＥＳＲ１６ｍΩであった。従来例２の各アルミ電解コンデンサのショート不良率は０％であった。
【０１２１】
〔従来例３〕
セルロース７０質量％、アクリル２０質量％、ＰＶＡ１０質量％にて混合し、抄紙機を用いて、坪量１２．０ｇ／ｍ2のセパレータを作製した。このセパレータの特性は引張強さ９．０Ｎ／１５ｍｍ、吸水度１１ｍｍ／１０ｍｉｎ、質量減少率８．６％であった。
【０１２２】
従来例３のセパレータを用いて作製した８０ＷＶのハイブリッド電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率６４．３％、ＥＳＲ４０ｍΩであった。従来例３のセパレータを用いて作製した６３ＷＶの固体電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率７２．９％、ＥＳＲ３１ｍΩであった。従来例３のセパレータを用いて作製した６．３ＷＶの固体電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率７４．３％、ＥＳＲ１９ｍΩであった。従来例３の各アルミ電解コンデンサのショート不良率は０％であった。
【０１２３】
〔従来例４〕
半芳香族ポリアミド５４質量％、セルロース３６質量％、ＰＶＡ１０質量％にて混合し、抄紙機を用いて、坪量１６．０ｇ／ｍ2のセパレータを作製した。このセパレータの特性は引張強さ８．８Ｎ／１５ｍｍ、吸水度１０ｍｍ／１０ｍｉｎ、質量減少率８．８％であった。
【０１２４】
従来例４のセパレータを用いて作製した８０ＷＶのハイブリッド電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率５９．５％、ＥＳＲ４４ｍΩであった。従来例４のセパレータを用いて作製した６３ＷＶの固体電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率６５．９％、ＥＳＲ３４ｍΩであった。従来例４のセパレータを用いて作製した６．３ＷＶの固体電解コンデンサのエージング処理後の電気特性は容量出現率６７．０％、ＥＳＲ２２ｍΩであった。従来例４の各アルミ電解コンデンサのショート不良率は０％であった。
【０１２５】
【表１】
0006594010.tif 000002
【０１２６】
以下、各実施例、比較例、従来例について、評価結果を詳細に説明する。
実施例１乃至３及び比較例１乃至２のセパレータは含有している親水性樹脂の樹脂中のＰＥＧ鎖含有量が異なるセパレータである。
【０１２７】
実施例１乃至３のセパレータは比較例１のセパレータと比較して、樹脂中のＰＥＧ鎖含有量が多いため、吸水度が高い。吸水性の高いセパレータとするためには、親水性樹脂中のＰＥＧ鎖含有量が３０質量％以上の親水性樹脂を使用することが必要であることが分かった。
【０１２８】
実施例１乃至３の各アルミ電解コンデンサのショート不良率は比較例１と比較して良好であった。セパレータの吸水度が高いと、化成液の含浸性が良く、再化成が十分成されるためであると考えられる。実施例１乃至３の分散液を使用して作製された８０ＷＶのハイブリッド電解コンデンサ及び、６３ＷＶの固体電解コンデンサの容量出現率、ＥＳＲ特性は比較例１と比較して良好であった。セパレータの吸水度が高いと、分散液の含浸性が良く、陽極箔と陰極箔とを電気的に接続できる導電性高分子量が多くなったためであると考えられる。
【０１２９】
実施例１乃至３のセパレータは比較例２のセパレータと比較して、親水性樹脂中のＰＥＧ鎖含有量が少なく、引張強さが強い。また、比較例２のセパレータはコンデンサ素子を作製する時に巻回可能な引張強さを実現することができなかった。
【０１３０】
セパレータの引張強さを向上させるためには、親水性樹脂中のＰＥＧ鎖含有量が６０質量％以下の親水性樹脂を使用することが必要であることが分かった。以上より、使用する親水性樹脂中のＰＥＧ鎖含有量は３０質量％以上６０質量％以下の範囲にて実施することが有効であることが分かった。
【０１３１】
実施例２及び４のセパレータは比較例３及び４のセパレータと比較して、引張強さが強い。更に、比較例３及び４のセパレータはコンデンサ素子を作製する時に巻回可能な引張強さを実現することができなかった。また、実施例２及び４のセパレータは比較例３のセパレータと比較して、質量減少率が低い。
【０１３２】
実施例２の親水性樹脂には架橋剤を添加している。また、実施例４の親水性樹脂は自己架橋型アクリル樹脂であって、樹脂自身が架橋剤であり、カルボキシル基と反応する官能基を有している。そのため、実施例２及び４の親水性樹脂は塗工後、加熱・乾燥することで、架橋反応が生じた樹脂になっていると考えられる。そのため、実施例２及び４は比較例３と比較して、セパレータの引張強さが強く、質量減少率が低下したと考えられる。
比較例３のセパレータは比較例４のセパレータと比較すると、引張強さが強い。ＰＥＧ鎖とカルボキシル基とを有するアクリル樹脂を塗工することによって引張強さが向上したと考えられる。しかし、ＰＥＧ鎖とカルボキシル基とを有する樹脂のみを塗工した場合の引張強さの向上効果は、「ＰＥＧ鎖とカルボキシル基とを有するアクリル樹脂」と架橋剤とを混合し用いた場合と比較して小さく、架橋反応が生じた樹脂を使用することが有効であることが分かった。
【０１３３】
以上より、使用する親水性樹脂には架橋剤を添加する、もしくは自己架橋型樹脂を使用することが有効であることが分かった。
【０１３４】
実施例１乃至４のセパレータは比較例５のセパレータと比較して、吸水度が高い。比較例５のセパレータも比較例４と同様に親水性樹脂を使用していない。一方、比較例５のセパレータは親水性樹脂を使用することなく、コンデンサ素子を作製する時、巻回可能な引張強さを実現するために、実施例１乃至４及び比較例４と比較して坪量を高くし、ポリアミドバインダー量を増やしたセパレータである。比較例５のセパレータは比較例４と比較して坪量を高くするために密度が高くなったため、吸水度が低下したと考えられる。
【０１３５】
実施例１乃至４の各アルミ電解コンデンサのショート不良率は比較例５と比較して良好であった。また、実施例１乃至４の分散液を使用して作製された８０ＷＶのハイブリッド電解コンデンサ及び、６３ＷＶの固体電解コンデンサの容量出現率、ＥＳＲ特性は比較例５と比較して良好であった。比較例５の電気特性の悪化は比較例１と同様に吸水度の低下による影響であると考えられる。
【０１３６】
親水性樹脂を使用することで、これまで、吸水性に乏しかったポリアミドバインダーを使用することが可能となった。実施例５及び６は実施例２と比較して混合している繊維が異なるセパレータである。混合する繊維種が異なった場合であっても、各セパレータ特性、各アルミ電解コンデンサの電気特性は良好であった。親水性樹脂を使用することで、吸水性が乏しかったポリアミドバインダーを含むセパレータであっても、セパレータ特性及び各アルミ電解コンデンサの電気特性が良好な結果を示すことが分かった。
【０１３７】
実施例７のセパレータは従来例１のセパレータと比較して、質量減少率が低い。質量減少率に違いが現れた原因は実施例７のセパレータには親水性樹脂が使用されており、従来例１のセパレータには水溶性バインダーであるＰＶＡが使用されているためである。
【０１３８】
実施例７の各アルミ電解コンデンサの容量出現率、ＥＳＲ特性は従来例１と比較して良好であった。従来例１のセパレータには水溶性バインダーであるＰＶＡが含まれているため、再化成の際にＰＶＡが化成液へ溶出したと考えられる。溶出したＰＶＡは乾燥の際に、陽極箔、及び陰極箔の表面を覆ってしまう。従来例１は実施例７と比較して陽極箔と陰極箔とを電気的に接続できる導電性高分子量が少ないため、容量出現率、ＥＳＲ特性が悪化したと考えられる。実施例８と従来例２、実施例９と従来例３、実施例１０と従来例４についても実施例７と従来例１の場合と同様の原因により、質量減少率、容量出現率、ＥＳＲ特性に差が表れていると考えられる。
【０１３９】
比較例６及び７は親水性樹脂及び水溶性バインダーを使用していないセパレータである。比較例６のセパレータの坪量は２４．０ｇ／ｍ2、比較例７のセパレータの坪量は２５．０ｇ／ｍ2である。比較例７のセパレータは比較例６のセパレータと比較して引張強さが強く、コンデンサ素子を作製する時、巻回可能な引張強さを実現できた。一方、坪量が２４．０ｇ／ｍ2の比較例６のセパレータはコンデンサ素子を作製する時に巻回可能な引張強さを実現できなかった。つまり、坪量が２４．０ｇ／ｍ2を超えるセパレータには水溶性バインダーや親水性樹脂を使用する必要がない。比較例７のセパレータは比較例６と比較して坪量を高くするために密度が高くなったため、吸水度が低下したと考えられる。
【０１４０】
実施例７の各アルミ電解コンデンサのショート不良率は比較例７と比較して良好であった。また、実施例７の分散液を使用して作製された８０ＷＶのハイブリッド電解コンデンサ及び、６３ＷＶの固体電解コンデンサの容量出現率、ＥＳＲ特性は比較例７と比較して良好であった。比較例７の電気特性の悪化は比較例１と同様に吸水度の低下による影響であると考えられる。また、坪量が高いセパレータは厚さが厚いため、小型化においても不利である。
【０１４１】
実施例８のセパレータの坪量は９．０ｇ／ｍ2、比較例８のセパレータの坪量は７．８ｇ／ｍ2である。実施例８の各アルミ電解コンデンサのショート不良率は比較例８と比較して良好であった。坪量が９．０ｇ／ｍ2未満の場合、セパレータを構成する繊維数が少ないため、緻密性が不十分なため、ショート不良率が悪化したと考えられる。以上より、本発明に関して坪量は９．０〜２４．０ｇ／ｍ2の範囲にて実施することが有効であることが分かった。
【０１４２】
その他繊維の組み合わせとして、実施例１１乃至１３が挙げられる。実施例１１乃至１３のセパレータ特性、及び各アルミ電解コンデンサの特性は良好であった。耐熱性、耐酸性、耐酸化性のある繊維を含むセパレータに親水性樹脂を使用したセパレータを使用することで、アルミ電解コンデンサの特性向上を実現できる。
【０１４３】
本実施の形態例のセパレータは、陽極箔と陰極箔との間に介在させるセパレータであって、構成材料の一つとして、化成液に対する溶出量が水溶性バインダーと比較して少ない親水性樹脂を使用することを特徴としている。
【０１４４】
前記親水性樹脂としては、ＰＥＧ鎖とカルボキシル基とを有する樹脂であって、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂から選択される１種であることを特徴としている。
【０１４５】
親水性樹脂を使用した本実施の形態例のセパレータは、水溶性バインダーを使用したセパレータと比較して、セパレータからの溶出量が少なく、具体的には化成液に対するセパレータの質量減少率が８質量％以下であることを特徴としている。
【０１４６】
なお、本実施の形態例においては、質量減少率は温度７０℃、ｐＨ３〜７の範囲における水に対する１時間浸漬前後の質量減少率である。この条件は、再化成時に使用される化成液の条件に相当する。
また、セパレータの横方向（ＣＤ方向）の吸水度が８ｍｍ／１０ｍｉｎ以上とできる。
【０１４７】
更に本実施の形態例のセパレータの縦方向（ＭＤ方向）の引張強さは７．８Ｎ／１５ｍｍ超が確保され、坪量は９〜２４ｇ／ｍ2の範囲とすることが望ましい。セパレータの厚さは１５〜８０μｍの範囲とすることにより上記作用効果が得られる。
セパレータの密度は０．２０〜０．６０ｇ／ｃｍ3の範囲において実施することが好ましい。
【０１４８】
以上に説明したように本実施の形態例によれば、低坪量であって、かつ引張強さ、吸水性に優れ、化成液に対する溶出成分量が少ないセパレータを提供することができる。また、本実施の形態例のセパレータを用いることによって、容量出現率、ＥＳＲ特性、ショート不良率を改善すると共に、歩留りを向上させることが可能になる。