(57)【要約】【課題】低ＥＳＲと高耐圧性を両立できる固体電解コンデンサ用セパレータを提供する。【解決手段】固体電解質として、導電性高分子を用いる固体電解コンデンサ用セパレータであって、該セパレータが、セルロース繊維を５１〜９０質量％、フィブリル状耐熱性繊維を３〜４１質量％、アクリル短繊維を５〜４６質量％含有する固体電解コンデンサ用セパレータ。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体電解質として導電性高分子を用いる固体電解コンデンサ用セパレータであって、セルロース繊維を５１〜９０質量％、フィブリル状耐熱性繊維を３〜４１質量％、アクリル短繊維を５〜４６質量％含有することを特徴とする固体電解コンデンサ用セパレータ。
【請求項２】
セルロース繊維として、フィブリル状セルロース繊維を含有する請求項１記載の固体電解コンデンサ用セパレータ。
【請求項３】
フィブリル状耐熱性繊維として、フィブリル状パラ型全芳香族ポリアミド繊維を含有する請求項１記載の固体電解コンデンサ用セパレータ。
【請求項４】
アクリル短繊維の平均繊維径が０．１〜２０μｍである請求項１記載の固体電解コンデンサ用セパレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体電解質として導電性高分子を用いる固体電解コンデンサ用として好適な固体電解コンデンサ用セパレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
固体電解質として、ポリピロールやポリチオフェンなどの導電性高分子を用いる固体電解コンデンサでは、箔状の陽極電極および陰極電極をセパレータを介して巻き取り、いわゆる巻回素子を形成し、この巻回素子中のセパレータに導電性高分子の重合液を含浸させて重合させて、セパレータを覆い尽くす導電性高分子膜が形成される。従来、固体電解コンデンサのセパレータとしては、溶剤紡糸セルロース繊維や再生セルロース繊維が叩解処理されてなる繊維を主体とする紙製セパレータが使用されている（例えば、特許文献１〜３参照）。これらセルロース繊維は、導電性高分子を重合する際に用いる酸化剤と反応して導電性高分子の重合を阻害する。そこで、巻回素子形成後、セルロース繊維と酸化剤が反応しないようにするために、空気中１５０℃以上の温度で熱処理してセルロース繊維を炭化させる、いわゆる炭化処理が施される。炭化処理によって紙製セパレータの強度は著しく低下するため、これに導電性高分子膜を形成させると導電性高分子膜が破れやすく、固体電解コンデンサの電圧を例えば２０Ｖ以上に上げると、導電性高分子膜が破壊される率が高くなり、耐圧が低いという問題があった。
【０００３】
そのため、固体電解コンデンサ用セパレータとして、合成繊維とセルロース繊維の混抄紙の検討がなされている（例えば、特許文献４、５参照）。特許文献４では合成繊維としてアクリル繊維が用いられているが、固体電解コンデンサ用セパレータがアクリル繊維とセルロース繊維のみから成る場合には、炭化処理によりアクリル繊維及びセルロース繊維が細くなって低密度化されるために、ＥＳＲ（等価直列抵抗）は低くなるが、高電圧をかけると漏れ電流が大きくなる問題が生じている。特許文献５では、固体電解コンデンサ用セパレータとして熱分解温度の異なる少なくとも２種類の構成成分からなる混抄紙を使用しており、低熱分解温度成分としてセルロースが挙げられているが、一般的にセルロースの熱分解温度は３５０℃付近であるため、それ以上の温度で炭化処理を行うとリード線などのコンデンサ部材の劣化が起こる問題やセパレータ全体が熱劣化して、固体電解コンデンサの不良率が高くなる問題が生じる。従って、今までは高耐圧の固体電解コンデンサを得ることは難しかった。また、高耐圧化のためにセパレータの密度を高くするとＥＳＲが高くなってしまうことから、今までは高耐圧と低ＥＳＲを両立できる固体電解コンデンサ用セパレータを得ることは難しかった。
【特許文献１】特開平５−２６７１０３号公報
【特許文献２】特開平１１−１６８０３３号公報
【特許文献３】特開２０００−３８３４号公報
【特許文献４】特開２００４−１４６７０７号公報
【特許文献５】特開２００４−１９３４０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記実情を鑑みたものであって、低ＥＳＲと高耐圧性を両立できる固体電解コンデンサ用セパレータを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、この課題を解決するために鋭意研究を行った結果、特定の材質と特定の形状の繊維を特定の配合率で用いることにより、ＥＳＲと耐圧性のバランスに優れる固体電解コンデンサ用セパレータができることを見出し、本発明に至ったものである。
【０００６】
即ち、本発明は、固体電解質として、導電性高分子を用いる固体電解コンデンサ用セパレータであって、該セパレータが、セルロース繊維を５１〜９０質量％、フィブリル状耐熱性繊維を３〜４１質量％、アクリル短繊維を５〜４６質量％含有する固体電解コンデンサ用セパレータである。
【０００７】
本発明の固体電解コンデンサ用セパレータにおいては、セルロース繊維としてフィブリル状セルロース繊維を含有することが好ましい。
【０００８】
本発明の固体電解コンデンサ用セパレータにおいては、フィブリル状耐熱性繊維として、フィブリル状パラ型全芳香族ポリアミド繊維を含有することが好ましい。
【０００９】
本発明の固体電解コンデンサ用セパレータにおいては、アクリル短繊維の平均繊維径は０．１〜２０μｍであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、セルロース繊維を５１〜９０質量％、フィブリル状耐熱性繊維３〜４１質量％、アクリル短繊維を５〜４６質量％含有する固体電解コンデンサ用セパレータである。セルロース繊維とアクリル短繊維が、固体電解コンデンサ用セパレータの骨格部分を担い、巻回素子形成時に必要な十分な強度を発現する。また、巻回素子形成後の炭化処理によって、セルロース繊維とアクリル短繊維は炭化して細くなるため、セパレータの空隙が大きくなり、導電性高分子の担持量が多くすることができる。その結果、導電性高分子膜の導電性が向上し、固体電解コンデンサのＥＳＲを低くすることができる。本発明の固体電解コンデンサ用セパレータでは、フィブリル状耐熱性繊維は、炭化処理の際にセパレータが著しく収縮するのを防ぐだけでなく、導電性高分子膜の強度を補強する効果も発現するため、固体電解コンデンサの耐圧性を高くすることができる。従って、セルロース繊維を５１〜９０質量％、フィブリル状耐熱性繊維３〜４１質量％、アクリル短繊維を５〜４６質量％含有させることで高耐圧と低ＥＳＲを両立する固体電解コンデンサ用セパレータを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明における固体電解コンデンサは、固体電解質として導電性高分子を用いる固体電解コンデンサを指す。導電性高分子としては、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリアセン、ポリフェニルキノキサリン、これらの誘導体（例えば、ポリフルオロフェニルチオフェン、ポリ（３−メチルチオフェン）など）などの導電性高分子が挙げられるが、これらに限定されるものではない。さらに本発明における固体電解コンデンサは、導電性高分子と電解液を併用するものも含まれる。
【００１２】
本発明に用いられるセルロース繊維としては、溶剤紡糸セルロース、再生セルロース、木材繊維、リンター、リント、麻、柔細胞繊維などの非木材繊維、これらセルロース繊維をフィブリル化処理して得られるフィブリル状セルロース繊維、バクテリアセルロースなどが挙げられる。柔細胞繊維とは、植物の茎、葉、根、果実等に存在する柔細胞を主体とした部分を、アルカリで処理する等して得られるセルロースを主成分とし、水に不溶な繊維である。
【００１３】
本発明に用いられるセルロース繊維の平均繊維径は０．１〜４０μｍが好ましい。平均繊維径が０．１μｍ未満では、セルロース繊維が固体電解コンデンサ用セパレータから脱落する場合があり、平均繊維径が４０μｍを超えると、固体電解コンデンサ用セパレータに厚みむらが生じたり、厚みを薄くしにくくなったり、漏れ電流が大きくなったりする場合がある。本発明に用いられるセルロース繊維の繊維長は１〜１５ｍｍが好ましく、２〜６ｍｍがより好ましい。繊維長が１ｍｍより短いと、固体電解コンデンサ用セパレータから脱落しやすく、１５ｍｍより長いと、繊維がもつれてダマになりやすく、厚みむらが生じることがある。
【００１４】
本発明の固体電解コンデンサ用セパレータは、セルロース繊維を５１〜９０質量％含有する。セルロース繊維の含有率が５１質量％未満の場合、炭化処理後の固体電解コンデンサ用セパレータの密度が十分に低くならず、ＥＳＲが低くならない。セルロース繊維の含有率が９０質量％を超えると、炭化処理後のセパレータの強度が著しく低下するため、耐圧性が不十分になる。
【００１５】
一般的にセルロースの熱分解温度は３５０℃付近であるが、空気中２００℃以上に曝されると徐々に炭化され、繊維が細くなるため、セパレータの空隙が広がり、導電性高分子の担持量が増えてＥＳＲが低減する。
【００１６】
ここでの熱分解温度とは、ある物質に熱を加えたときに、その物質が分解して質量の小さいものに変化する最低の温度であり、熱重量分析（ＴＧＡ）において、一定の昇温速度で物質を加熱した時に、物質の質量減少が開始する温度のことである。
【００１７】
本発明の固体電解コンデンサ用セパレータは、セルロース繊維として、フィブリル状セルロース繊維を含有することが好ましい。フィブリル状セルロース繊維の含有率は、固体電解コンデンサ用セパレータに対して、０〜５０質量％であることが好ましく、１〜３０質量％であることがより好ましい。フィブリル状セルロース繊維を含有させると、繊維との絡みによって強度が向上する効果が得られるが、含有率が５０質量％を超えると、炭化処理条件が穏和な場合は、フィブリル状セルロース繊維が固体電解コンデンサ用セパレータの空隙を塞いでしまい、導電性高分子の担持量が不十分になってＥＳＲが高めになる場合がある。
【００１８】
本発明におけるフィブリル状耐熱性繊維とは、融点を持たないか、融点が２５０℃以上の有機繊維である耐熱性繊維をフィブリル状にした繊維をいう。耐熱性繊維としては、例えばパラ型全芳香族ポリアミド、メタ型全芳香族ポリアミド、全芳香族ポリエステル、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリベンゾイミダゾール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリ（パラ−フェニレンベンゾビスチアゾール）、ポリ（パラ−フェニレン−２，６−ベンゾビスオキサゾール）、ポリテトラフルオロエチレンなどの樹脂からなる単繊維や複合繊維が挙げられる。これらの中でも均一性の高いフィブリル状耐熱性繊維が得られやすいパラ型全芳香族ポリアミド繊維が好ましい。
【００１９】
本発明におけるパラ型全芳香族ポリアミドとは、パラ配向芳香族ジアミンとパラ配向芳香族ジカルボン酸ハライドとの重縮合で得られるポリマー、前述のモノマーに対して共重合率４０モル％以下でメタ配向芳香族ジアミン、メタ配向芳香族ジカルボン酸ハライド、脂肪族ジアミン、脂肪族ジカルボン酸などを重縮合して得られるポリマーであって、アミド結合が芳香環のパラ位で結合した繰り返し単位からなるポリマーである。また、パラ配向芳香族ジアミンとパラ配向芳香族ジカルボン酸ハライドの芳香環の一部の水素原子は、アミド結合を形成しない置換基で置換されていても良く、芳香環は多環でも良い。アミド結合を形成しない置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン、スルフォニル基、ニトロ基、フェニル基などが挙げられる。アルキル基とアルコキシ基は、炭素数が長いと重縮合を阻害しやすくなるため、炭素数は１〜４が好ましい。
【００２０】
本発明においては、パラ型全芳香族ポリアミドの中でも、耐熱性に優れるポリ（パラ−フェニレンテレフタルアミド）が好ましい。
【００２１】
本発明の固体電解コンデンサ用セパレータは、フィブリル状耐熱性繊維を３〜４１質量％含有する。フィブリル状耐熱性繊維の含有率が３質量％未満では、耐圧性が不十分になり、４１質量％を超えるとＥＳＲが高くなってしまう。
【００２２】
本発明に係わるフィブリル状セルロース繊維とフィブリル状耐熱性繊維は、カナディアンスタンダードフリーネスが０〜５００ｍｌの範囲にあることが好ましく、質量平均繊維長は０．２〜２ｍｍの範囲にあることが好ましい。フィブリルとは、主に繊維軸と平行な方向に非常に細かく分割された部分を有する繊維状で、少なくとも一部が繊維径１μｍ以下になっている繊維を指す。フィブリル状セルロース繊維とフィブリル状耐熱性繊維は、リファイナー、ビーター、ミル、摩砕装置、高速の回転刃により剪断力を与える回転刃式ホモジナイザー、高速で回転する円筒形の内刃と固定された外刃との間で剪断力を生じる二重円筒式の高速ホモジナイザー、超音波による衝撃で微細化する超音波破砕器、繊維懸濁液に少なくとも１３ＭＰａの圧力差を与えて小径のオリフィスを通過させて高速度とし、これを衝突させて急減速することにより繊維に剪断力、切断力を加える高圧ホモジナイザー等を用いて製造される。
【００２３】
本発明におけるアクリルとは、アクリロニトリル１００％の重合体からなるもの、アクリロニトリルに対して、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル等の（メタ）アクリル酸誘導体、酢酸ビニルなどを共重合させたものを指す。
【００２４】
本発明に用いられるアクリル短繊維は、アクリルを溶液紡糸や静電紡糸などの方法で紡糸して得られる短繊維を指す。アクリル短繊維の平均繊維径は０．１〜２０μｍが好ましい。平均繊維径が０．１μｍ未満では、アクリル短繊維が固体電解コンデンサ用セパレータから脱落する場合があり、平均繊維径が２０μｍを超えると、固体電解コンデンサ用セパレータに厚みむらが生じたり、厚みを薄くしにくくなったり、漏れ電流が大きくなったりする場合がある。本発明に用いられるアクリル短繊維の繊維長は１〜１５ｍｍが好ましく、２〜６ｍｍがより好ましい。繊維長が１ｍｍより短いと、固体電解コンデンサ用セパレータから脱落しやすく、１５ｍｍより長いと、繊維がもつれてダマになりやすく、厚みむらが生じることがある。アクリル短繊維は１種類だけでも良いし、２種類以上を併用しても良い。
【００２５】
アクリル短繊維は明確な融点を持たないが、空気中で２００℃以上の温度で熱すると炭化され、繊維が細くなる。セルロース繊維が完全に炭化分解して消失する温度で炭化処理されても、アクリル短繊維は残存するため、アクリル短繊維が炭化処理後のセパレータ強度を発現することができる。また、アクリル短繊維は炭化されて繊維径が細くなるため、セパレータの空隙が広がり、導電性高分子の担持量が増えて、ＥＳＲを低減することができる。さらに、アクリル短繊維は導電性高分子との親和性が良いため好ましい。アクリル短繊維以外の有機繊維であるポリエステル繊維やナイロン繊維などでは、融点よりも低温で炭化処理すると、繊維がそのまま残存するため、アクリル短繊維のようにセパレータの空隙を広げる作用がなく、ＥＳＲを低減させることができない。また、ポリエステル繊維やナイロン繊維は、融点よりも高温で炭化処理すると、繊維の一部が溶融して皮膜を形成するため、導電性高分子との親和性が悪くなり、ＥＳＲが著しく高くなってしまう。
【００２６】
本発明の固体電解コンデンサ用セパレータは、アクリル短繊維を５〜４６質量％含有する。アクリル短繊維の含有率が５質量％未満だと固体電解コンデンサの巻回素子形成のための十分な強度が得られず、工程不良率が高くなり、４６質量％を超えると耐圧性が不十分になる。
【００２７】
本発明の固体電解コンデンサ用セパレータは、厚みが２０〜６０μｍ、密度が０．２０〜０．４０ｇ／ｃｍ3であることが好ましい。厚みが２０μｍ未満では、ハンドリング時や加工時に破れやすくなり、穴もあきやすくなり、６０μｍより厚いとＥＳＲが高めになる場合がある。密度が０．２０ｇ／ｃｍ3未満では、漏れ電流が大きくなる場合があり、０．４０ｇ／ｃｍ3より大きいとＥＳＲが高めになる場合がある。
【００２８】
本発明における固体電解コンデンサ用セパレータは、円網抄紙機、長網抄紙機、短網抄紙機、傾斜型抄紙機、これらの中から同種または異種の抄紙機を組み合わせてなるコンビネーション抄紙機などを用いて湿式抄紙する方法によって製造することができる。原料スラリーには、繊維原料の他に必要に応じて分散剤、増粘剤、無機填料、有機填料、消泡剤などを適宜添加し、５〜０．００１質量％程度の固形分濃度にスラリーを調整する。この原料スラリーをさらに所定濃度に希釈して抄紙する。抄紙して得たセパレータは、必要に応じて、カレンダー処理、熱カレンダー処理、熱処理などが施される。
【００２９】
本発明の固体電解コンデンサ用セパレータは、空気中２００〜３３０℃で炭化処理されることが好ましく、２４０〜３００℃で炭化処理されることがより好ましい。炭化処理時間は０．５〜１５時間が好ましい。２００℃未満では、セルロース繊維の炭化が不十分になり、ＥＳＲが高めになったり、長時間の炭化処理が必要になり、製造効率が悪くなったりする場合がある。３３０℃より高い温度ではリード線などのコンデンサ部品が溶けたりして不具合が生じる場合や、セパレータ全体が熱劣化して固体電解コンデンサの不良率が高くなる場合がある。
【実施例】
【００３０】
以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
【００３１】
実施例１〜２４
表１に示した繊維を用い、表２に示した繊維含有率に従って円網抄紙機を用いて湿式抄紙し、固体電解コンデンサ用セパレータ１〜２４を作製した。表１のポリエチレンテレフタレート繊維は溶融紡糸法で作製し、アクリル短繊維は溶液紡糸法で作製した。
【００３２】
（比較例１〜８）
表１に示した繊維を用い、表２に示した繊維含有率に従って円網抄紙機を用いて湿式抄紙し、固体電解コンデンサ用セパレータ２５〜３２を作製した。
【００３３】
【表１】
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【００３４】
【表２】
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【００３５】
実施例及び比較例で作製した固体電解コンデンサ用セパレータについて、下記の試験方法により評価を行い、評価結果を表３に示した。また、実施例及び比較例で作製した固体電解コンデンサ用セパレータを用いて固体電解コンデンサを作製し、工程不良率、炭化条件を表４に、ＥＳＲ、耐圧、漏れ電流の評価結果を表５に示した。
【００３６】
＜厚み＞
固体電解コンデンサ用セパレータの厚みをＪＩＳ  Ｃ２１１１に準拠して測定した。
【００３７】
＜密度＞
固体電解コンデンサ用セパレータの密度をＪＩＳ  Ｃ２１１１に準拠して測定した。
【００３８】
＜繊維の脱落＞
固体電解コンデンサ用セパレータの表面を指で擦ったときに繊維が脱落した場合を「あり」、脱落しなかった場合を「なし」と表記した。
【００３９】
＜固体電解コンデンサ１〜２４の作製＞
陽極には、表面をエッチング処理して粗面化した後、誘電体皮膜を形成させたアルミニウム箔を用い、陰極には、誘電体皮膜を形成させなかったアルミニウム箔を用いた。予め所定の巾にスリット加工した陽極、陰極、固体電解コンデンサ用セパレータ１〜２４を用いて、陽極と陰極の間に固体電解コンデンサ用セパレータを配置して巻き取り、固体電解コンデンサの巻回素子１〜２４を作製した。固体電解コンデンサの巻回素子１〜２４を空気中３００℃で２時間炭化処理した後、３，４−エチレンジオキシチオフェン：ｐ−トルエンスルホン酸鉄（III）：ｎ−ブチルアルコール＝３４：３３：３３の質量比で混合した溶液に浸漬し、２００℃で５分間熱処理してポリチオフェンを重合させ、固体電解コンデンサ素子１〜２４とした。次に、固体電解コンデンサ素子１〜２４を円筒ケースに収納して固体電解コンデンサ１〜２４を作製した。
【００４０】
＜固体電解コンデンサ２５の作製＞
固体電解コンデンサ用セパレータ１１を用い、固体電解コンデンサの巻回素子１１を空気中３３０℃で２時間炭化処理した以外は固体電解コンデンサ１〜２４と同様にして、固体電解コンデンサ２５を作製した。
【００４１】
＜固体電解コンデンサ２６の作製＞
固体電解コンデンサ用セパレータ１１を用い、固体電解コンデンサの巻回素子１１を空気中２４０℃で２時間炭化処理した以外は固体電解コンデンサ１〜２４と同様にして、固体電解コンデンサ２６を作製した。
【００４２】
＜固体電解コンデンサ２７の作製＞
固体電解コンデンサ用セパレータ１１を用い、固体電解コンデンサの巻回素子１１を空気中２４０℃で６時間炭化処理した以外は固体電解コンデンサ１〜２４と同様にして、固体電解コンデンサ２７を作製した。
【００４３】
＜固体電解コンデンサ２８の作製＞
固体電解コンデンサ用セパレータ１１を用い、固体電解コンデンサの巻回素子１１を空気中２００℃で２時間炭化処理した以外は固体電解コンデンサ１〜２４と同様にして、固体電解コンデンサ２８を作製した。
【００４４】
＜固体電解コンデンサ２９の作製＞
固体電解コンデンサ用セパレータ１１を用い、固体電解コンデンサの巻回素子１１を空気中２００℃で１０時間炭化処理した以外は固体電解コンデンサ１〜２４と同様にして、固体電解コンデンサ２９を作製した。
【００４５】
＜固体電解コンデンサ３０〜３６の作製＞
固体電解コンデンサ用セパレータ２５〜３１を用いた以外は、固体電解コンデンサ１〜２４と同様にして、固体電解コンデンサ３０〜３６を作製した。
【００４６】
＜固体電解コンデンサ３７の作製＞
固体電解コンデンサ用セパレータ３２を用い、固体電解コンデンサの巻回素子３７を空気中３５０℃で２時間炭化処理した以外は固体電解コンデンサ１〜２４と同様にして、固体電解コンデンサ３７を作製した。
【００４７】
＜工程不良率＞
固体電解コンデンサ１〜３７を１００個作製するにあたり、固体電解コンデンサ用セパレータと電極を一緒に巻回する際に、固体電解コンデンサ用セパレータが切断したり、破れるなどして製造工程において不良が生じた割合を工程不良率（％）とした。
【００４８】
＜ＥＳＲ＞
固体電解コンデンサ１〜３７について、２０℃、１００ｋＨｚのときのＥＳＲ（等価直列抵抗）を測定した。
【００４９】
＜耐圧＞
固体電解コンデンサ１〜３７に対して０．１Ｖ／０．１秒の間隔で印加電圧を上げていき、５ｍＡの電流が流れたときの電圧を耐圧とした。耐圧の数値が大きいほど優れていることを意味する。
【００５０】
＜漏れ電流＞
固体電解コンデンサ１〜３７に２０℃で２０Ｖを印加して６０秒後の漏れ電流を測定した。
【００５１】
【表３】
2009141047.tif 000005
【００５２】
【表４】
2009141047.tif 000006
【００５３】
【表５】
2009141047.tif 000007
【００５４】
表５に示した通り、実施例１〜２４で作製した固体電解コンデンサ用セパレータ１〜２４は、セルロース繊維５１〜９０質量％、フィブリル状繊維３〜４１質量％、アクリル短繊維５〜４６質量％含有してなるため、炭化処理することによりＥＳＲが低く、耐圧性に優れた固体電解コンデンサが得られた。
【００５５】
図１は、実施例１１で作製した固体電解コンデンサ用セパレータ１１における炭化処理前の表面の電子顕微鏡写真である。図３は、固体電解コンデンサ１１において、空気中３００℃で２時間炭化処理した後のセパレータの電子顕微鏡写真である。図３では、炭化処理によって、セルロース繊維とアクリル繊維が細く変化しているため、図１と比べてセパレータの空隙が広がっており、導電性高分子の担持量が増えたため、固体電解コンデンサのＥＳＲが低くなった。
【００５６】
実施例１の固体電解コンデンサ用セパレータ１は、アクリル短繊維の平均繊維径が０．１μｍ未満であるため、セパレータから該繊維が脱落しやすかった。
【００５７】
実施例８の固体電解コンデンサ用セパレータ８は、アクリル短繊維の平均繊維径が２０μｍより太く、密度が０．２０ｇ／ｃｍ3未満であるため、実施例１〜７、９〜２４の固体電解コンデンサ用セパレータ１〜７、９〜２４と比べて、固体電解コンデンサの漏れ電流が大きめであった。
【００５８】
実施例１３の固体電解コンデンサ用セパレータ１３は、密度が０．４０ｇ／ｃｍ3を超えているため、実施例１〜２４の固体電解コンデンサ用セパレータ１〜２４の中では、ＥＳＲがやや高めであった。
【００５９】
実施例２１の固体電解コンデンサ用セパレータ２１は、フィブリル状セルロース繊維を含有していないことから、繊維同士の絡みがやや不十分であるため、強度がやや弱く、実施例１〜２０、２２〜２４の固体電解コンデンサ用セパレータ１〜２０、２２〜２４と比べて、固体電解コンデンサの工程不良率がやや高くなった。
【００６０】
実施例２４の固体電解コンデンサ用セパレータ２４は、フィブリル状耐熱性繊維としてフィブリル状ポリイミド繊維を含有しており、同量のフィブリル状パラ芳香族ポリアミド繊維を含有している実施例２３の固体電解コンデンサ用セパレータ２３に比べて、均一性がやや低いことから、耐圧性がやや悪く、漏れ電流が大きめであった。
【００６１】
固体電解コンデンサ２６は、固体電解コンデンサ１１と同様に、固体電解コンデンサ用セパレータ１１を用いている。しかし、炭化条件が空気中２４０℃、２時間だったため、図２の電子顕微鏡写真に示したように、セルロース繊維が完全に炭化分解するまでには至らず残存しており、固体電解コンデンサ１１と比べて、セパレータの空隙の広がりが少なかった。そのため、導電性高分子の担持量が少なくなり、固体電解コンデンサ１１よりも固体電解コンデンサ２６のＥＳＲは高めであった。
【００６２】
固体電解コンデンサ２７は、固体電解コンデンサ１１と同様に、固体電解コンデンサ用セパレータ１１を用いており、固体電解コンデンサ１１とほぼ同等のコンデンサ特性を示した。しかし、炭化処理温度が２４０℃と固体電解コンデンサ１１よりも低温なため、ＥＳＲと耐圧のバランスを良好にするためには、炭化処理時間は６時間と長時間の処理が必要であった。
【００６３】
固体電解コンデンサ２８は、固体電解コンデンサ１１と同様に、固体電解コンデンサ用セパレータ１１を用いている。しかし、炭化条件が空気中２００℃、２時間だったため、セルロース繊維が完全に炭化分解するまでには至らず残存しており、固体電解コンデンサ１１と比べて、セパレータの空隙の広がりが少なかった。そのため、導電性高分子の担持量が少なくなり、固体電解コンデンサ１１よりも固体電解コンデンサ２８のＥＳＲは高めであった。
【００６４】
固体電解コンデンサ２９は、固体電解コンデンサ１１と同様に、固体電解コンデンサ用セパレータ１１を用いており、固体電解コンデンサ１１とほぼ同等のコンデンサ特性を示した。しかし、炭化処理温度が２００℃と固体電解コンデンサ１１よりも低温なため、ＥＳＲと耐圧のバランスを良好にするためには、炭化処理時間は１０時間と長時間の処理が必要であった。
【００６５】
一方、比較例１〜８で作製した固体電解コンデンサ用セパレータ２５〜３２は、ＥＳＲは低く優れるものの耐圧性が悪いか、耐圧性には優れるもののＥＳＲが高いかの何れかであり、ＥＳＲと耐圧性を両立できるものではなかった。
【００６６】
比較例１で作製した固体電解コンデンサ用セパレータ２５は、フィブリル状耐熱性繊維を４２質量％含有するため、導電性高分子の形成に必要な空隙が不十分になり、固体電解コンデンサ３０のＥＳＲが高めであった。
【００６７】
比較例２で作製した固体電解コンデンサ用セパレータ２６は、セルロース繊維の含有率が５０質量％と少ないため、炭化処理後の空隙が不十分になり、固体電解コンデンサ３１のＥＳＲが高めであった。
【００６８】
比較例３で作製した固体電解コンデンサ用セパレータ２７は、セルロース繊維の含有率が９１質量％と多いとため、炭化処理後の空隙が多くなりすぎて導電性高分子膜の強度が不十分になり、固体電解コンデンサ３２の耐圧性が悪かった。
【００６９】
比較例４で作製した固体電解コンデンサ用セパレータ２８は、フィブリル状耐熱性繊維を含有しないため、炭化処理後の空隙が多くなりすぎて導電性高分子膜の強度が不十分になり、固体電解コンデンサ３３の耐圧性が悪く、漏れ電流が大きかった。
【００７０】
比較例５で作製した固体電解コンデンサ用セパレータ２９は、アクリル短繊維を含有しないため、固体電解コンデンサの巻回素子形成のための十分な強度が得られず、工程不良率が高くなった。
【００７１】
図４は、比較例６で作製した固体電解コンデンサ用セパレータ３０の炭化処理前の電子顕微鏡写真である。固体電解コンデンサ用セパレータ３０は、アクリル短繊維を含有せず、ポリエステル繊維を含有してなるため、空気中で３００℃、２時間炭化処理した後でも、図５の電子顕微鏡写真に示したように、ポリエステル繊維が残存しており、且つ、ポリエステル繊維の一部が溶融して皮膜を形成したため、導電性高分子との親和性が悪くなり、固体電解コンデンサ３５のＥＳＲが著しく高くなった。
【００７２】
比較例７で作製した固体電解コンデンサ用セパレータ３１は、セルロース繊維１００質量％からなるため、炭化処理後の強度が著しく弱く、固体電解コンデンサ３６の耐圧性が悪く、漏れ電流が大きかった。
【００７３】
比較例８の固体電解コンデンサ用セパレータ３２は、アクリル短繊維を含有しないため、固体電解コンデンサの巻回素子形成のための十分な強度が得られず、工程不良率が高くなった。また、炭化条件が３５０℃、２時間と過酷であったため、固体電解コンデンサ３７はリード線などのコンデンサ部品の熱劣化も見られた。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明の活用例としては、固体電解質として導電性高分子を用いる固体電解コンデンサが好適である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の実施例１１で作製した固体電解コンデンサ用セパレータ１１を炭化処理する前の表面の電子顕微鏡写真を示す。
【図２】本発明の実施例１１で作製した固体電解コンデンサ用セパレータ１１を空気中２４０℃で２時間炭化処理した後の表面の電子顕微鏡写真を示す。
【図３】本発明の実施例１１で作製した固体電解コンデンサ用セパレータ１１を空気中３００℃で２時間炭化処理した後の表面の電子顕微鏡写真を示す。
【図４】本発明の比較例６で作製した固体電解コンデンサ用セパレータ３１を炭化処理する前の表面の電子顕微鏡写真を示す。
【図５】本発明の比較例６で作製した固体電解コンデンサ用セパレータ３１を空気中３００℃で２時間炭化処理した後の表面の電子顕微鏡写真を示す。
【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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