(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の分極性電極の間に介在し、電解質を含有した電解液を保持可能な蓄電デバイス用セパレータであって、
長網または短網抄紙された密度０．３０〜０．７２ｇ／ｃｍ3の繊維層Ａと、円網抄紙された繊維層Ｂとからなる二層構造を有し、
前記繊維層Ａ及び繊維層Ｂは、叩解可能な再生セルロース繊維を７０質量％以上含有し、前記二層構造全体の密度が０．２５〜０．６５ｇ/ｃｍ3、厚さが１０〜１５０μｍであり、
前記繊維層Ａは、
ＣＳＦ値：一旦０ｍｌ（下限値）まで低下した後、更に叩解を進め、上昇に転じたＣＳＦ値１０〜６００ｍｌの再生セルロース繊維を抄紙し、
前記繊維層Ｂは、
ＣＳＦ値：ＣＳＦ７００〜０ｍｌまで叩解した再生セルロース繊維を抄紙することを特徴とする蓄電デバイス用セパレータ。
【請求項２】
一対の分極性電極の間に介在し、電解質を含有した電解液を保持可能な蓄電デバイス用セパレータであって、
長網または短網抄紙された密度０．３０〜０．７２ｇ／ｃｍ3の繊維層Ａと、円網抄紙された繊維層Ｂとからなる二層構造を有し、
前記繊維層Ａ及び繊維層Ｂは、叩解可能な再生セルロース繊維を７０質量％以上含有し、前記二層構造全体の密度が０．３５〜０．５５ｇ/ｃｍ3、厚さが２０〜６０μｍであり、
前記繊維層Ａは、
ＣＳＦ値：一旦０ｍｌ（下限値）まで低下した後、更に叩解を進め、上昇に転じたＣＳＦ値１０〜６００ｍｌの再生セルロース繊維を抄紙し、
前記繊維層Ｂは、
ＣＳＦ値：ＣＳＦ７００〜０ｍｌまで叩解した再生セルロース繊維を抄紙することを特徴とする蓄電デバイス用セパレータ。
【請求項３】
前記再生セルロース繊維が、溶剤紡糸レーヨン繊維またはビスコース再生セルロース繊維から選択されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の蓄電デバイス用セパレータ。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の蓄電デバイス用セパレータを用いたことを特徴とする蓄電デバイス。
【請求項５】
電気二重層キャパシタまたはリチウムイオンキャパシタであることを特徴とする請求項４記載の蓄電デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電デバイス用セパレータおよび該セパレータを用いた蓄電デバイスに関し、例えば電気二重層キャパシタに好適な蓄電デバイス用セパレータおよび該セパレータを用いた蓄電デバイスである電気二重層キャパシタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
蓄電デバイス、例えば電気二重層キャパシタは、分極性電極と電解液を接触させたときに、分極性電極表面と電解液界面に相対する電荷が蓄積される電気二重層現象を利用したキャパシタであり、一般的には対向する一対の分極性電極と、この一対の分極性電極を電気的、物理的に隔離するセパレータ及び有機電解液とで構成されている。分極性電極としては、電荷蓄積界面の大きい、即ち比表面積の大きい活性炭粉末などが使用されている。
【０００３】
この電気二重層キャパシタは電極面積が広く、キャパシタの中では容量が大きいものとして認識されているアルミ電解キャパシタと比較してもはるかに大容量が得られるため、主として家庭用電化製品のメモリーバックアップ用途などに使用されてきた。近年、大容量の電気二重層キャパシタが着目されて、ＯＡ機器や産業機械向けに加え、車両用や太陽光・風力発電など、さまざまな用途にその使用が拡大している。
【０００４】
この電気二重層キャパシタには構造別にコイン型と捲回型と積層型があり、その容量は電荷蓄積界面として作用する電極の表面積により決定される。
【０００５】
コイン型は、微細な活性炭繊維や活性炭粉末をバインダーにより結着し、マット状にして円形に打ち抜いた一対の分極性電極の間に平行して介在させたセパレータに電解液を含浸させた後に外装材を兼ねる金属ケースに収められ、ガスケットを介して金属蓋をかしめることによって密封したものである。
【０００６】
捲回型は、電極物質の表面積を大きくするために、微粉末状にした活性炭をバインダーにより集電体である金属箔表面に塗布結着させて電極を構成し、この電極一対を、セパレータを介在させて捲回してキャパシタ素子とし、金属ケースに収納した後、電解液を注液し、密封したものである。
【０００７】
積層型は、電極物質の表面積を大きくするために、微粉末状にした活性炭をバインダーにより集電体である金属箔表面に塗布結着させて電極を構成し、この活性炭電極とセパレータを交互に積層してキャパシタ素子とし、金属ケースまたは厚手のアルミ箔を使用した多層ラミネートフィルムに収められ、電解液を注液した後、密封したものである。
【０００８】
近年用途が拡大してきている大容量の電気二重層キャパシタには、捲回型または積層型構造が採用されている。大容量タイプは車両などの回生エネルギー用または負荷変動の大きい風力・太陽光発電システム向けなどに使用され、この用途では瞬間的な充放電に優れ、長サイクル寿命といった特性が求められる。
【０００９】
電気二重層キャパシタの長サイクル寿命化には、キャパシタの低抵抗化が必須となる。内部抵抗が高いと、大電流を短時間で充放電する場合、抵抗による損失で熱が発生し、発生した熱の影響により性能が劣化してしまう。電気二重層キャパシタの低抵抗化には電極材料や電解液などの各種部材の改良が活発に行われており、セパレータにも低抵抗化の要求が強くなっている。
【００１０】
また、電気二重層キャパシタの用途拡張による市場拡大に伴い、生産性を向上させるために、セパレータには内部抵抗、漏れ電流特性に悪影響を与えることなく、生産性を向上させることが可能な強度のあるセパレータが求められている。
【００１１】
従来の捲回型および積層型電気二重層キャパシタに好適なセパレータとしては、特許文献１に記載された再生セルロース繊維セパレータ、特許文献２に記載された再生セルロースと合成繊維を含有した多層セパレータ、特許文献３に記載された再生セルロース繊維を含む層とポリオレフィン製多孔質膜層を積層した二層セパレータ等がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０００−３８３４号公報
【特許文献２】特開２０１３−１７１９０５号公報
【特許文献３】特開２０１１−３５３７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献１のように叩解可能な再生セルロース繊維１００質量％でセパレータを用いた場合、引裂強さが低いため、捲回型および積層型の電気二重層キャパシタの製造工程においてセパレータの破断が発生してしまうという問題があった。
【００１４】
これは、以下の理由によると考えられる。叩解可能な再生セルロース繊維の叩解を高度に進めることによって得られた数１０ｎｍ〜数μｍの微細なフィブリルを用いて抄紙されたシートは、非常に緻密な紙層を形成する上に、フィブリルの剛性が高く潰れにくいため密度が高くならず、ＥＳＲ特性に優れたシートとなる。またフィブリルが増加することにより繊維間の水素結合が増大するため、引張強さの値を高くすることができる。
【００１５】
しかし、叩解可能な再生セルロース繊維は叩解することで繊維間結合を増加させることにより引張強さは向上するが、さらに繊維の叩解を進め繊維間結合を増加させると引裂強さは急激に低下する。すなわち、ある程度叩解を進めた繊維では、繊維間結合による引張強さと引裂強さとは相反の関係にあり、叩解が高度になるほど引張強さは向上するが、引裂強さは低下してしまうことになる。
【００１６】
ここで、引裂強さを向上するために叩解を抑制すると引張強さだけでなく遮蔽性も低下してしまうため、電気二重層キャパシタの漏れ電流値が高くなる問題が発生する。
【００１７】
また、特許文献２のように叩解可能な再生セルロースと合成繊維を混抄した高密度層と、叩解可能な再生セルロースと合成繊維を混抄した低密度層とを有する多層セパレータにより、機械的強度に優れたセパレータが提案されている。しかしながら、特許文献２の実施例で使用されているセパレータでは、合成繊維の含有量が多いことで繊維間の水素結合が弱くなり、毛羽立ちの多いセパレータになることから、電気二重層キャパシタを作製する際にセパレータの毛羽立ちによる繊維の脱落が発生し、電気二重層キャパシタの漏れ電流値が高くなるという問題があった。
【００１８】
これは、セルロース製セパレータが形を保ち、強度を保持しているのは繊維間の絡み合いによる物理的な力だけでなく、セルロース分子間に水素結合という化学的な力が働いているためである。
【００１９】
また、特許文献３のように叩解可能な再生セルロース繊維に合成繊維を混抄した層に、ポリオレフィン製多孔質膜層を積層した二層セパレータとすることによって、機械的強度に優れたセパレータが提案されている。
しかしながら、ポリオレフィン製多孔質膜はセルロース製セパレータと比較して空隙が少ないことから、電解液のイオン伝導を阻害し、ＥＳＲが悪化してしまうという問題があった。
【００２０】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、引張強さと引裂強さに優れた蓄電デバイス用セパレータを提供する。また、該セパレータを用いることによって、内部抵抗、漏れ電流特性に悪影響を与えることなく、生産性を向上させることが出来る蓄電デバイスを提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上述した問題点を解決し、上述した目的を達成する一手段として、本発明に係る一発明の実施の形態例は、例えば以下の構成を備える。
即ち、一対の分極性電極の間に介在し、電解質を含有した電解液を保持可能な蓄電デバイス用セパレータであって、長網または短網抄紙された繊維層Ａと、円網抄紙された繊維層Ｂとからなる二層構造を有し、前記繊維層Ａ及び繊維層Ｂは、再生セルロース繊維を７０質量％以上含有した、前記二層構造全体の密度が０．２５〜０．６５ｇ/ｃｍ3、厚さが１０〜１５０μｍであることを特徴とする蓄電デバイス用セパレータとする。
【００２２】
そして例えば、一対の分極性電極の間に介在し、電解質を含有した電解液を保持可能な蓄電デバイス用セパレータであって、長網または短網抄紙された繊維層Ａと、円網抄紙された繊維層Ｂとからなる二層構造を有し、前記繊維層Ａ及び繊維層Ｂは、再生セルロース繊維を７０質量％以上含有した、前記二層構造全体の密度が０．３５〜０．５５ｇ/ｃｍ3、厚さが２０〜６０μｍであることを特徴とする
【００２３】
また例えば、前記繊維層Ａは、ＣＳＦ値：一旦０ｍｌ（下限値）まで低下した後、更に叩解を進め、上昇に転じたＣＳＦ値１０〜６００ｍｌの再生セルロース繊維を用いて抄紙し、前記繊維層Ｂは、ＣＳＦ値：ＣＳＦ７００〜０ｍｌまで叩解した再生セルロース繊維を用いて抄紙することを特徴とする。
【００２４】
そして例えば、前記再生セルロース繊維が、溶剤紡糸レーヨン繊維またはビスコース再生セルロース繊維から選択されることを特徴とする。
【００２５】
また例えば、上記のいずれかに記載の蓄電デバイス用セパレータを用いた蓄電デバイスであることを特徴とする。
そして、たとえば係る蓄電デバイスは、電気二重層キャパシタまたはリチウムイオンキャパシタであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、引張強さと引裂強さの両方に優れた蓄電デバイス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によって、内部抵抗、漏れ電流特性に悪影響を与えることなく、生産性を向上させることが可能な蓄電デバイスを提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は本発明に係る一発明の実施の形態例におけるセパレータ構成素材の叩解処理のエネルギーと時間との積と、叩解したＣＳＦ値（ｍｌ）の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面なども参照して本発明に係る一発明の実施の形態例について詳細に説明する。
本発明に係る発明の実施の形態例では、使用する再生セルロースのろ水度を、「ＪＩＳ  Ｐ８１２１−２  パルプ−ろ水度試験法−第２部：カナダ標準ろ水度法」に従って測定した値を用いている。カナダ標準ろ水度は、カナダ標準ろ水度計のサイドオリフィスから集めた、ろ水の容量をｍｌで表したものである。
【００２９】
具体的には、直径０．５ｍｍ孔を１ｃｍ2あたり９７個持つふるい板上に形成された繊維マットを通過して、計測漏斗の中のサイドオリフィスから排出される、ろ水の量を測定する方法である。
【００３０】
叩解可能な再生セルロースは叩解により微細化される。当該微細化された再生セルロースをふるい板上でろ過しようとすると、ふるい板上に形成される初期に堆積する繊維マットの影響を受け、その後、通過しようとする懸濁液の抵抗が大きくなるため、叩解により再生セルロースを微細化していくと、ろ水度の値は次第に低くなり、０ｍｌとなる。
【００３１】
ここで、叩解を更に進めると、ふるい板の孔を通過する程度の微細な繊維が増加し、ろ水度の値は上昇に転じることが判明した。この状態を図１に示す。図１は本発明に係る一発明の実施の形態例におけるセパレータ素材（再生セルロース繊維）の叩解処理の実行時間と叩解したＣＳＦ値（ｍｌ）の関係を示す図である。
【００３２】
図１に示すように、ＣＳＦ（ａ）の値が叩解により再生セルロースを微細化することで、ろ水度の値が次第に低くなり、一旦０ｍｌ（図１のｂ）まで低下する。その後、更に叩解を進めることで、ふるい板の孔を通過する程度の微細な繊維が増加することによってＣＳＦの値は上昇に転じることが判明した。
【００３３】
本発明の実施の形態例では、ＣＳＦの値が一旦０ｍｌ（図１のｂ）まで低下するまでの原料と、更に叩解を進め、上昇に転じた原料を使用する。尚、図１中の横軸はセパレータ構成材料を叩解する際の叩解エネルギーと時間との積を示す。
【００３４】
本実施の形態例のセパレータは、一対の分極性電極の間に介在し、電解質を含有した電解液を保持可能であって、長網または短網抄紙された繊維層Ａと、円網抄紙された繊維層Ｂとからなる二層構造を有し、繊維層ＡとＢとは再生セルロース繊維を７０質量％以上含有した、前記二層構造全体の密度が０．２５〜０．６５ｇ/ｃｍ3、厚さが１０〜１５０μｍであるセパレータとする。
【００３５】
また、本実施の形態例のセパレータは、一対の分極性電極の間に介在し、電解質を含有した電解液を保持可能であって、長網または短網抄紙された繊維層Ａと、円網抄紙された繊維層Ｂとからなる二層構造を有し、繊維層ＡとＢとは再生セルロース繊維を７０質量％以上含有した、前記二層構造全体の密度が０．３５〜０．５５ｇ/ｃｍ3、厚さが２０〜６０μｍであるセパレータとする。
【００３６】
そして、前記繊維層Ａとしては、ＣＳＦ値：一旦０ｍｌ（下限値）まで低下した後、更に叩解を進め、上昇に転じたＣＳＦ値１０〜６００ｍｌのものを採用する。又、前記繊維層Ｂとしては、ＣＳＦ値：ＣＳＦ７００〜０ｍｌのものを採用する。
【００３７】
以上の繊維層を採用することにより、本実施の形態例は、引張強さと引裂強さに優れた蓄電デバイス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によって、内部抵抗、漏れ電流特性に悪影響を与えることなく蓄電デバイスの生産性を向上させることが可能なセパレータとすることができる。
【００３８】
また例えば、蓄電デバイスとしてキャパシタを想定することが好適であり、更に、キャパシタとしては電気二重層キャパシタを含めることができる。以下の説明においては、本実施の形態例のセパレータを用いる蓄電デバイスとして、キャパシタ、具体的には電気二重層キャパシタに用いる例について説明する。しかし、他の蓄電デバイス、キャパシタへの採用を排除するものではない。
【００３９】
本実施の形態例及び実施例に示す例のほか種々の材料、構成割合についての試験研究を行った結果、前記したように、ＣＳＦ値が一旦０ｍｌ（下限値）まで低下した後も更に叩解を進め、上昇に転じたＣＳＦ値１０〜６００ｍｌまで叩解された再生セルロース繊維を７０質量％以上含有し、長網または短網で抄紙された繊維層Ａと、ＣＳＦ値７００〜０ｍｌまで叩解された再生セルロース繊維を７０質量％以上含有し、円網で抄紙された繊維層Ｂとの二層構造とすることで良好な結果が得られることが判明した。
【００４０】
ＣＳＦ値が一旦０ｍｌ（下限値）まで低下した後、更に叩解を進め、上昇に転じたＣＳＦ値１０〜６００ｍｌまで叩解された再生セルロース繊維を７０質量％以上含有し、長網または短網で抄紙された繊維層Ａと、ＣＳＦ値７００〜０ｍｌまで叩解された再生セルロース繊維を７０質量％以上含有し、円網で抄紙された繊維層Ｂとの二層構造とすることにより、相反の関係である引張強さと引裂強さを両立することが可能となる。
【００４１】
本実施の形態例のセパレータを用いた電気二重層キャパシタは、セパレータ部分に有機電解液を含浸保持させ、一対の分極性電極を該セパレータで隔離して電気二重層キャパシタとしている。
【００４２】
〔セパレータの説明〕
本実施の形態例のセパレータは、叩解可能な再生セルロース繊維を叩解した原料、或いは他の原料を使用して、長網円網抄紙機、短網円網抄紙機等により、長網又は短網で形成された紙層と円網で形成された紙層とを抄紙機上で抄き合わせて二層構造のセパレータとする。また、長網抄紙機と円網抄紙機、短網抄紙機と円網抄紙機にて抄造した二枚のセパレータを後加工で貼り合わせて二層構造のセパレータとすることも可能である。
【００４３】
尚、再生セルロース繊維には、湿式紡糸法による銅アンモニア再生セルロース繊維、ビスコース再生セルロース繊維、およびＮ−メチルモルフォリン−Ｎ−オキサイドなどの有機溶媒で分子上にセルロースを溶解した溶液を紡糸原液とした溶剤紡糸再生セルロース繊維などがある。なかでも叩解可能な再生セルロース繊維としては、ビスコース再生セルロース繊維としてのポリノジックレーヨン、及び溶剤紡糸レーヨン繊維としてのリヨセルが代表的なものとして挙げられ、これらの再生セルロース繊維を用いることで容易に繊維層を形成できる。
【００４４】
再生セルロース繊維の叩解により得られるフィブリルの繊維径は細く、繊維間結合力が弱い。このため、繊維やフィブリルは交絡点では絡合するが、繊維やフィブリル同士が面や線で結着しないために内部抵抗が悪化しない特徴がある。本実施の形態例では、この特徴点が叩解可能な再生セルロース繊維を配合する理由である。しかし、以上の例に限定されるものではなく、叩解可能な再生セルロース繊維であれば何れでも良く、例えば、以下に詳細構成を示すポリノジックレーヨン繊維とリヨセル繊維に限定されるものではない。
【００４５】
キャパシタ用セパレータには、電気二重層キャパシタに組み込まれたときの内部抵抗と漏れ電流の悪化が発生しないことが求められる。そのため、叩解原料に混抄する他の繊維としては、特に限定はないが、ヘンプパルプ、マニラ麻パルプ、エスパルトパルプ、木材クラフトパルプ、コットンパルプ等の天然セルロース繊維を使用することができ、また例えばアラミド、アクリル等の叩解可能な合成繊維、ポリプロピレン、ポリエチレン（以下『ＰＥ』と呼ぶ）、ポリエチレンテレフタレート（以下『ＰＥＴ』と呼ぶ）、ポリフェニレンスルファイド、ポリエチレンナフタレート等の極細繊維を選択しても良い。また、叩解可能な合成繊維は繊維径によるが、繊維径が十分小さければ叩解せずに用いることもできる。
【００４６】
叩解可能な再生セルロース繊維の叩解原料の含有率は７０質量％以上が好ましい。叩解可能な再生セルロース繊維の叩解原料の含有率が７０質量％未満であると、他の繊維の含有量が多くなることで、電気二重層キャパシタの内部抵抗値もしくは漏れ電流値が高くなるおそれがある。例えば天然セルロース繊維の含有量が多い場合では、電気二重層キャパシタの内部抵抗値が高くなるおそれがある。これは天然繊維を叩解して生じたフィブリル同士は水素結合するため、フィブリルの発生度合いが高い程、繊維間が結着しやすくなる。
【００４７】
この繊維間の結着が過度になると繊維が面状に凝集し膜のようになりイオン透過性を阻害することとなる。また例えば合成繊維の含有量が多い場合では、繊維間の結合力が弱いことから、シート表面が磨耗に弱く毛羽立ちの多いシートになる。そのため、電気二重層キャパシタを作製する際に、シートの毛羽立ちによる繊維の脱落が発生し、電気二重層キャパシタの漏れ電流値が高くなるおそれがある。
【００４８】
二層セパレータの密度としては、０．２５〜０．６５ｇ／ｃｍ3であることが好ましく、０．３５〜０．５５ｇ／ｃｍ3がより好ましい。セパレータの密度が０．２５ｇ／ｃｍ3未満では、引張強さや、引裂強さが低すぎるため、捲回型あるいは積層型電気二重層キャパシタの製造工程において、セパレータの破断によるショート不良が発生するおそれがある。またセパレータの密度が０．６５ｇ／ｃｍ3を超過すると、セパレータの空隙が少なくなりイオンの透過性を阻害してしまい、電気二重層キャパシタの内部抵抗が悪化するという問題が生じる。
【００４９】
二層セパレータの厚さとしては、１０〜１５０μｍであることが好ましく、２０〜６０μｍであることがより好ましい。セパレータの厚さが１０μｍ未満では、本発明の実施の形態例に係る二層構造のセパレータであっても、セパレータの引張強さと引裂強さが弱く、捲回型あるいは積層型電気二重層キャパシタの製造工程においてセパレータの破断によるショート不良が発生するおそれがあるうえに、セパレータの遮蔽性が低くなり、漏れ電流値が大きい電気二重層キャパシタになってしまうからである。更に、セパレータの厚さが１５０μｍを超過すると、セパレータが厚いことで電気二重層キャパシタの極間距離が長くなることから、電気二重層キャパシタの内部抵抗が悪化するという問題が生じるからである。
【００５０】
繊維層Ａの叩解度としては、叩解原料のＣＳＦ値が一旦０ｍｌ（下限値）まで低下した後、更に叩解を進め、上昇に転じたＣＳＦ値１０〜６００ｍｌまで叩解されていることが好ましい。ＣＳＦ値が一旦０ｍｌ（下限値）まで低下した後、更に叩解を進め、上昇に転じたＣＳＦ値１０ｍｌよりも低くなると、セパレータの引張強さが弱く、捲回型あるいは積層型電気二重層キャパシタの製造工程において、セパレータの破断によるショート不良が発生するおそれがある。また、遮蔽性が低くなり、漏れ電流値が高い電気二重層キャパシタになる。
【００５１】
ＣＳＦ値が一旦０ｍｌ（下限値）まで低下した後、更に叩解を進め、上昇に転じたＣＳＦ値６００ｍｌよりも高くなると、繊維長が短くなることで湿紙強度が弱くなり、セパレータの抄紙工程において、セパレータを製造できない可能性がある。
【００５２】
繊維層Ｂの叩解度としては、叩解原料がＣＳＦ値７００〜０ｍｌまで叩解されていることが好ましい。ＣＳＦ値が７００ｍｌよりも高い場合は未叩解の繊維が多く存在する状態であり、繊維間の結合が弱く、セパレータの毛羽立ちにより繊維の脱落が多くなる可能性がある。繊維の脱落が多くなると、脱落部分の厚さが薄くなることで、セパレータの遮蔽性が低下し、漏れ電流値が高い電気二重層キャパシタとなる。また、電気二重層キャパシタの製造工程において、製造機械に脱落した繊維が付着する可能性があり、電気二重層キャパシタの生産性が低下する。というのは、定期的に製造ラインを停止し、脱落した繊維を取り除く必要がある。
【００５３】
ＣＳＦ値が一旦０ｍｌ（下限値）まで低下した後、更に叩解を進め、上昇に転じてしまうと、叩解を進めたことで繊維間の水素結合が過度に増大することにより引裂強さが弱くなることから、捲回型あるいは積層型電気二重層キャパシタの製造工程において、セパレータの破断によるショート不良の発生が懸念され、電気二重層キャパシタの生産性が低くなってしまう可能性がある。
【００５４】
上記したセパレータの構成により、電気二重層キャパシタの製造工程、およびキャパシタ特性の双方で良好なセパレータを見出した。すなわち、捲回型あるいは積層型電気二重層キャパシタの製造工程において、セパレータが破断なく製造できる程度の引張強さと引裂強さを持ち、電気二重層キャパシタとしての電気特性とを兼ね備えた良好なセパレータである。
【００５５】
〔セパレータの評価方法〕
本実施の形態例のセパレータ及び電気二重層キャパシタの各特性の具体的な測定は、以下の条件及び方法で行う。
【００５６】
〔厚さの測定〕
「ＪＩＳ  Ｃ  ２３００−２  『電気用セルロース紙-第２部：試験方法』  ５．１  厚さ」に規定された、「５．１．１  測定器及び測定方法 a外側マイクロメータを用いる場合」のマイクロメータを用いて、「５．１．３  紙を折り重ねて厚さを測る場合」の１０枚に折り重ねる方法でセパレータの厚さを測定した。
【００５７】
〔密度の測定〕
「ＪＩＳ  Ｃ  ２３００−２  『電気用セルロース紙-第２部：試験方法』  ７．０Ａ  密度」のＢ法に規定された方法で絶乾状態のセパレータの密度を測定した。
【００５８】
〔引張強さの測定〕
「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。
【００５９】
〔引裂強さの測定〕
「ＪＩＳ  Ｃ  ２３００−２  『電気用セルロース紙-第２部：試験方法』  ９引裂強さ」に規定された方法でセパレータの横方向の引裂強さを測定した。
【００６０】
〔セパレータを使用した電気二重層キャパシタの作製〕
電気二重層キャパシタに本実施の形態例のセパレータを適用した例を以下に説明する。
本実施の形態例の電極としては、電気二重層キャパシタ用の活性炭電極（日本黒鉛工業株式会社製、製品名：ＳＷ-１）を用いた。また電解液としては、プロピレンカーボネート溶媒に、テトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレート溶質を溶解したもの（富山薬品工業株式会社製、製品名：ＬＩＰＡＳＴＥ−ＥＡＦ1Ｎ）を用いた。
【００６１】
〔電気二重層キャパシタの作製方法〕
以下、本実施の形態例のセパレータを用いた電気二重層キャパシタの製造方法を説明する。
活性炭電極と本発明のセパレータとを渦巻き状に捲回後、その捲回体を有底円筒状のアルミニウムケース内に収納し、電解液を注入し真空含浸を行った後、封口ゴムで封止して電気二重層キャパシタを作製した。
【００６２】
〔電気二重層キャパシタの評価方法〕
定格電圧２．５Ｖの捲回型電気二重層キャパシタを作製し、キャパシタ特性として静電容量（Ｃ）、内部抵抗（Ｚ）、漏れ電流（ＬＣ）を測定した。
【００６３】
〔電気二重層キャパシタの静電容量〕
電気二重層キャパシタを定格電圧２．５Ｖで充電し、３０分間電圧保持した後、定電流１０ｍＡで放電し、２．０Ｖから１．０Ｖに下がるまでの時間Ｔを測定することで、以下の式により静電容量（Ｃ）を算出した。
Ｃ＝放電電流（１０ｍＡ）×Ｔ  （式1）
【００６４】
〔電気二重層キャパシタの内部抵抗〕
電気二重層キャパシタの内部抵抗（Ｚ）は、交流電流１ｍＡ、周波数１ｋＨｚとし、ＬＣＲメーターを用いて測定した。
【００６５】
〔電気二重層キャパシタの漏れ電流〕
電気二重層キャパシタの漏れ電流（ＬＣ）は、電気二重層キャパシタを定格電圧２．５Ｖで充電し、３０分間定電圧にて充電を継続した際の電流値を測定した。
【００６６】
電気二重層キャパシタのショート不良率は、電気二重層キャパシタの静電容量を測定する際、定格電圧の２．５Ｖまで充電電圧が上がらなかった場合をショート不良とみなし、不良電気二重層キャパシタの個数を１０００で除して百分率をもって不良率とした。
【実施例】
【００６７】
以上に説明した本発明に係る一発明の実施の形態例のセパレータに係る具体的な実施例を説明する。
本実施例のセパレータは、再生セルロースを使用して、長網円網抄紙機あるいは短網円網抄紙機により抄紙法にて不織布を得た。即ち、湿式不織布でセパレータを構成した。
【００６８】
〔実施例１〕
長網円網抄紙機にて、厚さ１０μｍ、密度０．２５ｇ／ｃｍ3の二層セパレータを作製した。長網で抄紙した繊維層Ａは、抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を１００質量％用い、ＣＳＦ値が一旦０ｍｌ（下限値）まで低下した後、更に叩解を進め、上昇に転じたＣＳＦ値１０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ５μｍ、密度０．３０ｇ／ｃｍ3の層であり、円網で抄紙した繊維層Ｂは、抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を１００質量％用い、ＣＳＦ値７００ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ５μｍ、密度０．２０ｇ／ｃｍ3の層である。
【００６９】
〔実施例２〕
長網円網抄紙機にて、厚さ１０μｍ、密度０．６５ｇ／ｃｍ3の二層セパレータを作製した。長網で抄紙した繊維層Ａは、抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を１００質量％用い、ＣＳＦ値が一旦０ｍｌ（下限値）まで低下した後、更に叩解を進め、上昇に転じたＣＳＦ値６００ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ５μｍ、密度０．７２ｇ／ｃｍ3の層であり、円網で抄紙した繊維層Ｂは、抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を１００質量％用い、ＣＳＦ値０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ５μｍ、密度０．５８ｇ／ｃｍ3の層である。
【００７０】
〔実施例３〕
短網円網抄紙機にて、厚さ２０μｍ、密度０．６５ｇ／ｃｍ3の二層セパレータを作製した。短網で抄紙した繊維層Ａは、抄紙原料として、再生セルロース繊維であるポリノジックレーヨン繊維を１００質量％用い、ＣＳＦ値が一旦０ｍｌ（下限値）まで低下した後、更に叩解を進め、上昇に転じたＣＳＦ値５５０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ１０μｍ、密度０．７２ｇ／ｃｍ3の層であり、円網で抄紙した繊維層Ｂは、抄紙原料として、再生セルロース繊維であるポリノジックレーヨン繊維を１００質量％用い、ＣＳＦ値１０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ１０μｍ、密度０．５８ｇ／ｃｍ3の層である。
【００７１】
〔実施例４〕
長網円網抄紙機にて、厚さ２０μｍ、密度０．５５ｇ／ｃｍ3の二層セパレータを作製した。長網で抄紙した繊維層Ａは、抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を１００質量％用い、ＣＳＦ値が一旦０ｍｌ（下限値）まで低下した後、更に叩解を進め、上昇に転じたＣＳＦ値４００ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ１０μｍ、密度０．６５ｇ／ｃｍ3の層であり、円網で抄紙した繊維層Ｂは、抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を１００質量％用い、ＣＳＦ値５０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ１０μｍ、密度０．４５ｇ／ｃｍ3の層である。
【００７２】
〔実施例５〕
長網円網抄紙機にて、厚さ１５０μｍ、密度０．２５ｇ／ｃｍ3の二層セパレータを作製した。長網で抄紙した繊維層Ａは、抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を１００質量％用い、ＣＳＦ値が一旦０ｍｌ（下限値）まで低下した後、更に叩解を進め、上昇に転じたＣＳＦ値１０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ５０μｍ、密度０．３５ｇ／ｃｍ3の層であり、円網で抄紙した繊維層Ｂは、抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を１００質量％用い、ＣＳＦ値６９０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ１００μｍ、密度０．２０ｇ／ｃｍ3の層である。
【００７３】
〔実施例６〕
長網円網抄紙機にて、厚さ１５０μｍ、密度０．６５ｇ／ｃｍ3の二層セパレータを作製した。長網で抄紙した繊維層Ａは、抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を１００質量％用い、ＣＳＦ値が一旦０ｍｌ（下限値）まで低下した後、更に叩解を進め、上昇に転じたＣＳＦ値５８０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ１００μｍ、密度０．７２ｇ／ｃｍ3の層であり、円網で抄紙した繊維層Ｂは、抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を１００質量％用い、ＣＳＦ値１０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ５０μｍ、密度０．５１ｇ／ｃｍ3の層である。
【００７４】
〔実施例７〕
長網円網抄紙機にて、厚さ４０μｍ、密度０．４０ｇ／ｃｍ3の二層セパレータを作製した。長網で抄紙した繊維層Ａは、抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を１００質量％用い、ＣＳＦ値が一旦０ｍｌ（下限値）まで低下した後、更に叩解を進め、上昇に転じたＣＳＦ値２００ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ２５μｍ、密度０．４６ｇ／ｃｍ3の層であり、円網で抄紙した繊維層Ｂは、抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を１００質量％用い、ＣＳＦ値１００ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ１５μｍ、密度０．３０ｇ／ｃｍ3の層である。
【００７５】
〔実施例８〕
長網円網抄紙機にて、厚さ４０μｍ、密度０．４０ｇ／ｃｍ3の二層セパレータを作製した。長網で抄紙した繊維層Ａは、抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を７０質量％と天然繊維であるヘンプを３０質量％用い、ＣＳＦ値が一旦０ｍｌ（下限値）まで低下した後、更に叩解を進め、上昇に転じたＣＳＦ値２００ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ２５μｍ、密度０．４６ｇ／ｃｍ3の層であり、円網で抄紙した繊維層Ｂは、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を７０質量％と天然繊維であるヘンプを３０質量％用い、ＣＳＦ値１００ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ１５μｍ、密度０．３０ｇ／ｃｍ3の層である。
【００７６】
〔実施例９〕
長網円網抄紙機にて、厚さ７０μｍ、密度０．２５ｇ／ｃｍ3の二層セパレータを作製した。長網で抄紙した繊維層Ａは、抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を１００質量％用い、ＣＳＦ値が一旦０ｍｌ（下限値）まで低下した後、更に叩解を進め、上昇に転じたＣＳＦ値３０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ２５μｍ、密度０．３４ｇ／ｃｍ3の層であり、円網で抄紙した繊維層Ｂは、抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を１００質量％用い、ＣＳＦ値６５０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ４５μｍ、密度０．２０ｇ／ｃｍ3の層である。
【００７７】
〔実施例１０〕
長網円網抄紙機にて、厚さ６０μｍ、密度０．２５ｇ／ｃｍ3の二層セパレータを作製した。長網で抄紙した繊維層Ａは、抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を１００質量％用い、ＣＳＦ値が一旦０ｍｌ（下限値）まで低下した後、更に叩解を進め、上昇に転じたＣＳＦ値１０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ２５μｍ、密度０．３３ｇ／ｃｍ3の層であり、円網で抄紙した繊維層Ｂは、抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を１００質量％用い、ＣＳＦ値７００ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ３５μｍ、密度０．１９ｇ／ｃｍ3の層である。
【００７８】
〔実施例１１〕
長網円網抄紙機にて、厚さ６０μｍ、密度０．３５ｇ／ｃｍ3の二層セパレータを作製した。長網で抄紙した繊維層Ａは、抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を１００質量％用い、ＣＳＦ値が一旦０ｍｌ（下限値）まで低下した後、更に叩解を進め、上昇に転じたＣＳＦ値５０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ２５μｍ、密度０．３７ｇ／ｃｍ3の層であり、円網で抄紙した繊維層Ｂは、抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を１００質量％用い、ＣＳＦ値３０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ３５μｍ、密度０．３４ｇ／ｃｍ3の層である。
【００７９】
〔実施例１２〕
長網円網抄紙機にて、厚さ６０μｍ、密度０．３５ｇ／ｃｍ3の二層セパレータを作製した。長網で抄紙した繊維層Ａは、抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を７０質量％と合成繊維であるＰＥＴ繊維を３０質量％用い、ＣＳＦ値が一旦０ｍｌ（下限値）まで低下した後、更に叩解を進め、上昇に転じたＣＳＦ値５０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ２５μｍ、密度０．３７ｇ／ｃｍ3の層であり、円網で抄紙した繊維層Ｂは、抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を７０質量％と合成繊維であるＰＥＴ繊維を３０質量％用い、ＣＳＦ値３０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ３５μｍ、密度０．３４ｇ／ｃｍ3の層である。
【００８０】
〔比較例１〕
長網で抄紙する繊維層Ａの抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を１００質量％用い、ＣＳＦ値が一旦０ｍｌ（下限値）まで低下した後、更に叩解を進め、上昇に転じたＣＳＦ値１０ｍｌまで叩解した原料を使用し、また円網で抄紙する繊維層Ｂの抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を１００質量％用い、ＣＳＦ値７００ｍｌまで叩解した原料を使用することで、厚さ１０μｍ、密度０．２３ｇ／ｃｍ3の二層セパレータの作製を試みたが、乾燥工程において破断が相次ぎ、セパレータを得ることができなかった。
【００８１】
〔比較例２〕
長網で抄紙する繊維層Ａの抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を１００質量％用い、ＣＳＦ値が一旦０ｍｌ（下限値）まで低下した後、更に叩解を進め、上昇に転じたＣＳＦ値５０ｍｌまで叩解した原料を使用し、また円網で抄紙する繊維層Ｂの抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を１００質量％用い、ＣＳＦ値６５０ｍｌまで叩解した原料を使用することで、厚さ８μｍ、密度０．２５ｇ／ｃｍ3の二層セパレータの作製を試みたが、乾燥工程において破断が相次ぎ、セパレータを得ることができなかった。
【００８２】
〔比較例３〕
長網円網抄紙機にて、長網で抄紙する繊維層Ａの抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を１００質量％用い、ＣＳＦ値が一旦０ｍｌ（下限値）まで低下した後、更に叩解を進め、上昇に転じたＣＳＦ値６５０ｍｌまで叩解した原料を使用し、また円網で抄紙する繊維層Ｂの抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を１００質量％用い、ＣＳＦ値０ｍｌまで叩解した原料を使用することで、厚さ８μｍ、密度０．６５ｇ／ｃｍ3の二層セパレータの作製を試みたが、繊維層Ａが抄紙ワイヤーからプレス工程に移行しなかったため、セパレータを得ることができなかった。これは繊維層Ａの叩解を進めることでセパレータの引張強さを向上させる狙いであったが、繊維層Ａの叩解を進め過ぎたため、繊維長が短く、湿紙強度が弱くなったことが原因と考えられる。
【００８３】
〔比較例４〕
長網円網抄紙機にて、厚さ８μｍ、密度０．７０ｇ／ｃｍ3の二層セパレータを作製した。長網で抄紙した繊維層Ａは、抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を１００質量％用い、ＣＳＦ値が一旦０ｍｌ（下限値）まで低下した後、更に叩解を進め、上昇に転じたＣＳＦ値６００ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ５μｍ、密度０．７２ｇ／ｃｍ3の層である。また、円網で抄紙した繊維層Ｂは、抄紙原料として、ＣＳＦ値が一旦０ｍｌ（下限値）まで低下した後、更に叩解を進め、上昇に転じたＣＳＦ値１０ｍｌまで叩解した原料を使用し、厚さ３μｍ、密度０．６７ｇ／ｃｍ3の層を得た。
【００８４】
〔比較例５〕
長網円網抄紙機にて、厚さ１６０μｍ、密度０．２５ｇ／ｃｍ3の二層セパレータを作製した。長網で抄紙した繊維層Ａは、抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を１００質量％用い、ＣＳＦ値が一旦０ｍｌ（下限値）まで低下した後、更に叩解を進め、上昇に転じたＣＳＦ値１０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ６０μｍ、密度０．３５ｇ／ｃｍ3の層であり、円網で抄紙した繊維層Ｂは、抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を１００質量％用い、ＣＳＦ値７５０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ１００μｍ、密度０．１９ｇ／ｃｍ3の層である。
【００８５】
〔比較例６〕
長網円網抄紙機にて、厚さ１６０μｍ、密度０．６５ｇ／ｃｍ3の二層セパレータを作製した。長網で抄紙した繊維層Ａは、抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を１００質量％用い、ＣＳＦ値６００ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ１００μｍ、密度０．７２ｇ／ｃｍ3の層であり、円網で抄紙した繊維層Ｂは、抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を１００質量％用い、ＣＳＦ値０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ６０μｍ、密度０．５３ｇ／ｃｍ3の層である。
【００８６】
〔比較例７〕
長網円網抄紙機にて、厚さ２５０μｍ、密度０．３９ｇ／ｃｍ3の二層セパレータを作製した。長網で抄紙した繊維層Ａは、抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を１００質量％用い、ＣＳＦ値０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ１６７μｍ、密度０．３９ｇ／ｃｍ3の層であり、円網で抄紙した繊維層Ｂは、抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を１００質量％用い、ＣＳＦ値０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ８３μｍ、密度０．３９ｇ／ｃｍ3の層である。
【００８７】
その後、当該セパレータをカレンダー加工することにより、厚さ１５０μｍ、密度０．６５ｇ／ｃｍ3の二層セパレータを得た。カレンダー加工後の繊維層Ａは厚さ１００μｍ、密度０．６５ｇ／ｃｍ3、繊維層Ｂは厚さ５０μｍ、密度０．６５ｇ／ｃｍ3となった。
【００８８】
〔比較例８〕
長網円網抄紙機にて、厚さ４０μｍ、密度０．４０ｇ／ｃｍ3の二層セパレータを作製した。長網で抄紙した繊維層Ａは、抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を６０質量％と天然繊維であるヘンプを４０質量％用い、ＣＳＦ値が一旦０ｍｌ（下限値）まで低下した後、更に叩解を進め、上昇に転じたＣＳＦ値２００ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ２５μｍ、密度０．４６ｇ／ｃｍ3の層であり、円網で抄紙した繊維層Ｂは、抄紙原料として再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を７０質量％と天然繊維であるヘンプを３０質量％用い、ＣＳＦ値１００ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ１５μｍ、密度０．３０ｇ／ｃｍ3の層である。
【００８９】
〔比較例９〕
長網円網抄紙機にて、厚さ４０μｍ、密度０．４０ｇ／ｃｍ3の二層セパレータを作製した。長網で抄紙した繊維層Ａは、抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を７０質量％と天然繊維であるヘンプを３０質量％用い、ＣＳＦ値が一旦０ｍｌ（下限値）まで低下した後、更に叩解を進め、上昇に転じたＣＳＦ値２００ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ２５μｍ、密度０．４６ｇ／ｃｍ3の層であり、円網で抄紙した繊維層Ｂは、抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を６０質量％と天然繊維であるヘンプを４０質量％用い、ＣＳＦ値１００ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ１５μｍ、密度０．３０ｇ／ｃｍ3の層である。
【００９０】
〔比較例１０〕
長網円網抄紙機にて、厚さ６０μｍ、密度０．３５ｇ／ｃｍ3の二層セパレータを作製した。長網で抄紙した繊維層Ａは、抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を６０質量％と合成繊維であるＰＥＴ繊維を４０質量％用い、ＣＳＦ値が一旦０ｍｌ（下限値）まで低下した後、更に叩解を進め、上昇に転じたＣＳＦ値５０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ２５μｍ、密度０．３６ｇ／ｃｍ3の層であり、円網で抄紙した繊維層Ｂは、抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を７０質量％と合成繊維であるＰＥＴ繊維を３０質量％用い、ＣＳＦ値３０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ３５μｍ、密度０．３４ｇ／ｃｍ3の層である。
【００９１】
〔比較例１１〕
長網円網抄紙機にて、厚さ６０μｍ、密度０．３５ｇ／ｃｍ3の二層セパレータを作製した。長網で抄紙した繊維層Ａは、抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を７０質量％と合成繊維であるＰＥＴ繊維を３０質量％用い、ＣＳＦ値が一旦０ｍｌ（下限値）まで低下した後、更に叩解を進め、上昇に転じたＣＳＦ値５０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ２５μｍ、密度０．３７ｇ／ｃｍ3の層であり、円網で抄紙した繊維層Ｂは、抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を６０質量％と合成繊維であるＰＥＴ繊維を４０質量％用い、ＣＳＦ値３０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ３５μｍ、密度０．３４ｇ／ｃｍ3の層である。
【００９２】
〔従来例１〕
抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を１００質量％用い、長網抄紙機でセパレータを作製した。ＣＳＦ値０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ４０μｍ、密度０．４０ｇ／ｃｍ3のセパレータを得た。
【００９３】
〔従来例２〕
抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維と合成繊維であるＰＥＴ繊維を用い、短網円網抄紙機で、厚さ４０μｍ、密度０．５１ｇ／ｃｍ3の二層セパレータを作製した。短網で抄紙した繊維層Ａは、リヨセル繊維５０％とＰＥＴ繊維５０％を混合し、ＣＳＦ値０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ１７μｍ、密度０．５８ｇ／ｃｍ3の層であり、円網で抄紙した繊維層Ｂは、リヨセル繊維５０％とＰＥＴ繊維５０％を混合し、ＣＳＦ値５０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ２３μｍ、密度０．４６ｇ／ｃｍ3の層である。
【００９４】
〔従来例３〕
抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維と合成繊維であるＰＥＴ繊維を用い、ＪＩＳ  Ｐ８２２に規定される標準型手抄き装置で作製した繊維層Ａと、ＰＥパルプを原料とし、フィルム製造機にて製造された繊維層Ｂを積層し、厚さ６０μｍ、密度０．３５ｇ／ｃｍ3の二層セパレータを作製した。繊維層Ａは、リヨセル繊維８０質量％とＰＥＴ繊維２０質量％を混合し、ＣＳＦ値０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ４０μｍ、密度０．２２ｇ／ｃｍ3の層であり、繊維層Ｂは、厚さ２０μｍ、密度０．６１ｇ／ｃｍ3の層である。繊維層Ｂは高密度ＰＥパルプ（比重：０．９６）をＴダイにより溶融押出してフィルム化した後、熱風循環オーブン中で通過過熱処理をし、次いで、ニップロール間で延伸させたものである。
【００９５】
実施例１乃至４、比較例４のセパレータを用いて、セルサイズ６０ｍｍφ×１３８ｍｍＬ、定格電圧２．５Ｖ、容量３０００Ｆの電気二重層キャパシタを、実施例５のセパレータを用いて、セルサイズ１０ｍｍφ×２０ｍｍＬ、定格電圧２．５Ｖ、容量１Ｆの電気二重層キャパシタを、実施例６、比較例６、比較例７のセパレータを用いて、セルサイズ１８ｍｍφ×４０ｍｍＬ、定格電圧２．５Ｖ、容量５０Ｆの電気二重層キャパシタを、実施例７、実施例８、比較例８、比較例９、従来例１、従来例２のセパレータを用いて、セルサイズ３６ｍｍφ×６４ｍｍＬ、定格電圧２．５Ｖ、容量３００Ｆの電気二重層キャパシタを、実施例９乃至１２、比較例１０、比較例１１、従来例３のセパレータを用いて、セルサイズ２２ｍｍφ×４５ｍｍＬ、定格電圧２．５Ｖ、容量１００Ｆの電気二重層キャパシタを作製した。比較例6のセパレータでは、電気二重層コンデンサの製造工程において、セパレータの表面が磨耗し、毛羽立ちによる繊維の脱落が多かったため、使用できなかった。
【００９６】
以上記載の本実施の形態例、比較例１乃至１１、従来例１乃至３の各セパレータ単体の評価結果、及び電気二重層キャパシタの性能評価結果を表１に示す。表１では叩解度の違いを区別するために、ＣＳＦ値が一旦０ｍｌ（下限値）まで低下した後、更に叩解を進め、上昇に転じたＣＳＦ値に＊をつけて記載する。電気二重層キャパシタは各１０００個製作し、各種測定値は平均値を示している。
【００９７】
【表１】
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【００９８】
以下、各実施例、比較例、従来例について、詳細に説明する。
【００９９】
実施例１乃至４のセパレータは、厚さ１０μｍおよび２０μｍで、密度は０．２５〜０．６５ｇ/ｃｍ3のセパレータである。これら実施例１乃至４のセパレータ、およびそれらを用いて製作した電気二重層キャパシタは、性能を満足していることが分かる。一方、比較例４のセパレータは、厚さが８μｍで、実施例１乃至４のセパレータより薄く、繊維層Ｂの叩解が進んでいることから、引裂強さが弱い。このことより、電気二重層キャパシタのショート不良率が２９．６％と高くなっている。
【０１００】
また、厚さが８μｍであるにもかかわらず、電気二重層キャパシタの内部抵抗は実施例３よりも高くなっているが、これはセパレータの密度が０．７０ｇ／ｃｍ3と高いことに起因すると考えられる。このことより、セパレータの厚さは１０μｍよりも厚く、密度は０．２５〜０．６５ｇ／ｃｍ3の範囲内であれば、電気二重層キャパシタ用セパレータとして好ましいことがわかる。また、セパレータに引裂強さを持たせるためには、繊維層Ｂの叩解をＣＳＦ０ｍｌよりも抑える必要がある。
【０１０１】
実施例２と実施例３を比較した際、実施例３の方が漏れ電流、ショート不良率ともに良好である。これは、実施例３のセパレータの厚さが２０μｍであることから、引張強さ、引裂強さが強くなったことによる。
実施例３と実施例４を比較した際、実施例４の方がセパレータの密度が低いため、電気二重層キャパシタの内部抵抗も低くなっている。
【０１０２】
比較例５のセパレータは、厚さ１６０μｍ、密度０．２５ｇ／ｃｍ3のセパレータである。電気二重層キャパシタの製造工程において、繊維層Ｂの叩解度が７５０ｍｌと叩解されていないため、セパレータの毛羽立ちが多く、繊維の脱落が多かったため、電気二重層キャパシタの評価に供せなかった。
【０１０３】
一方、実施例５は、厚さ１５０μｍ、密度が０．２５ｇ／ｃｍ3のセパレータである。このセパレータは、電気二重層キャパシタの製造工程において、繊維の脱落が多少あったが、電気二重層キャパシタの性能としては満足できるものであった。このことより、繊維の脱落等を抑制するためには、繊維層Ｂの叩解度をＣＳＦ７００ｍｌ以下にする必要がある。
【０１０４】
実施例６と比較例６を比較すると、比較例６のセパレータを用いた電気二重層キャパシタの内部抵抗が３８．７ｍΩと高くなっている。これは、比較例６のセパレータの厚さが厚いことから、電気二重層キャパシタの極間距離が長くなったためである。
また、比較例７のセパレータを用いた電気二重層キャパシタでは、ショート不良率１．５％となった。これは、繊維層Ａの叩解度がＣＳＦ０ｍｌと低く、セパレータの引張強さが低くなったためである。
【０１０５】
このことより、繊維層Ａの叩解度はＣＳＦ０ｍｌより、更に進める必要があることがわかる。
ここで、実施例６および比較例６、比較例７の電気二重層キャパシタを比較すると比較例６の内部抵抗が高くなっている。このことから、セパレータの厚さが１５０μｍを超過すると、電気二重層キャパシタの内部抵抗が高くなることがわかる。
【０１０６】
比較例８、比較例９のセパレータを用いた電気二重層キャパシタでは、実施例７、実施例８のセパレータを用いた電気二重層キャパシタに比べ、内部抵抗が高くなっている。これは、片側の繊維層に叩解した天然繊維を４０質量％配合したことにより、セパレータ自体の抵抗が悪化したためである。天然繊維を叩解して生じたフィブリル同士は水素結合するため、フィブリルの発生度合いが高い程、繊維間が結着しやすくなる。この繊維間の結着が過度になると繊維が面状に凝集し膜のようになり、イオン透過性を阻害したと考えられる。このことから、天然繊維の配合量が３０質量％以下であれば、セパレータとして好適に使用できることがわかる。
【０１０７】
従来例１のセパレータは、繊維層Ｂを持たない一層構造のセパレータであるが、繊維層Ｂを持たないため引裂強さが弱く、このセパレータを用いた電気二重層キャパシタのショート不良率が２．１％となった。
従来例２のセパレータは、繊維層Ａおよび繊維層ＢのＰＥＴ繊維の含有量が５０質量％であり、セパレータを構成する繊維間の結合力が低い。このため、セパレータの引張強さと引裂強さが弱く、またセパレータの表面が毛羽立ち、繊維の脱落が多く、ショート不良率が高い結果となった。
【０１０８】
実施例９乃至１２のセパレータは、厚さ６０μｍおよび７０μｍで、密度は０．２５〜０．３５ｇ/ｃｍ3のセパレータである。これら実施例９乃至１２のセパレータ、およびそれらを用いて製作した電気二重層キャパシタは、性能を満足していることが分かる。一方、比較例１０、比較例１１のセパレータは、片側の繊維層にＰＥＴ繊維を４０質量％含有しており、セパレータの引張強さもしくは引裂強さが弱い。また、セパレータの表面が毛羽立ち、繊維の脱落が多く、ショート不良率が高い結果となった。このことから、合成繊維の含有量が３０質量％以下であれば、セパレータとして好適に使用できることがわかる。
実施例９と実施例１１を比較した際、実施例１１の方が漏れ電流、ショート不良率ともに良好である。実施例１１は厚さが６０μｍで、実施例９よりも薄いが、密度が０．３５ｇ/ｃｍ3と高いことに起因すると考えられる。
従来例３のセパレータは、片側の繊維層がポリオレフィン製多孔質膜であるが、ポリオレフィン製多孔質膜はセルロース製セパレータと比較して空隙が少ないことから、実施例９乃至１２よりも電気二重層キャパシタの内部抵抗が悪化した。
【０１０９】
以上、本実施の形態例によれば、長網または短網抄紙された繊維層Ａと、円網抄紙された繊維層Ｂとからなる二層構造を有し、繊維層ＡとＢとはそれぞれ下記範囲まで叩解されており、かつ、繊維層ＡとＢとは再生セルロース繊維を７０質量％以上含有した、前記二層構造全体の密度が０．２５〜０．６５ｇ/ｃｍ3、厚さが１０〜１５０μｍとすることにより、捲回時および積層時にセパレータが破断しない程度の機械的強度を持ち、高遮蔽性と低ＥＳＲを実現した電気二重層キャパシタ用セパレータを提供することができる。
繊維層ＡのＣＳＦ値：一旦０ｍｌ（下限値）まで低下した後、更に叩解を進め、上昇に転じたＣＳＦ値１０〜６００ｍｌ
繊維層ＢのＣＳＦ値：ＣＳＦ７００〜０ｍｌ
【０１１０】
また該セパレータを用いることによって、内部抵抗、漏れ電流特性に悪影響を与えることなく、生産性を向上させることが可能な電気二重層キャパシタを提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
以上の説明は本実施の形態例のセパレータを電気二重層キャパシタについて用いる例を説明し、電気二重層キャパシタの他の構成、製造方法の詳細についての説明は省略したが、上記した捲回および積層型電気二重層キャパシタにおいて、電極材料及び電解液に材料については、特別に限定を必要とすることはなく、種々のものを用いることができる。
【０１１２】
更に、セパレータは、電気二重層キャパシタに適用できるほか、リチウムイオンキャパシタ、リチウムイオン電池、リチウム電池、ナトリウムイオン電池、アルミ電解コンデンサ、固体電解コンデンサなどの各種蓄電デバイスにも適用することが可能である。
【図１】
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