JPH03222314A - 電解コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 り粟上立剋貝公見 本発明は陽極箔と陰極箔との間に電解紙を介在させて構
成した電解コンデンサに係り、時には低密度であると共
に紙として緻密な外観を有し、しかも引張強度が良好な
新規な電解紙を用いることによって、ショート不良率及
びインピーダンス特性の双方を改善することに関する。

亘来史挟亙 一般に電解コンデンサ、特にアルミ電解コンデンサは、
陽極アルミ箔と陰極アルミ箔との間に電解紙を介在させ
て巻付は形成してコンデンサ素子を作成し、このコンデ
ンサ素子を液状の電解液中に浸漬して電解質を含浸させ
、封口して製作している。電解液としては通常エチレン
グリコール（Ｅ　Ｇ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ
）又はγ−プチロラクトン（ＧＢＬ）等を溶媒とし、こ
れらの溶媒に硼酸やアジピン酸アンモニウム、マレイン
酸水素アンモニウム等の有機酸塩を溶解したちのを用い
てコンデンサ素子の両端から浸透させて製作している。

これら従来のアルミ電解コンデンサは電解紙中に電解液
を含浸させているため、コンデンサとしてのインピーダ
ンス特性、特に等価直列抵抗（以下ＥＳＲと略称する）
が高くなり易く、そのためインピーダンス特性を良くす
るために電解液の抵抗値を下げたり、電解紙を薄くする
か密度を低くする手段の外、電解紙の原料を通常の木材
クラフトパルプから針葉樹木材パルプ、マニラ麻パルプ
。

エスパルトパルプ等に変更する手段が用いられている。

しかしながら、電解液の抵抗値を下げると、アルミ箔に
対して腐蝕性を与える原因となり、方、電解紙を薄くし
たり密度を低くすると、コンデンサ素子に巻き取る際に
ショート不良率が増大し、仮にショートしなかった場合
でも製品化されて市場に出された後のショート不良率が
高くなる難点がある。

そこでショート不良率を下げるためには電解紙の厚さを
厚くしたり、密度を高くしたり、同密度の場合にはその
原料であるパルプの叩解の程度を示すＪＩＳ　　Ｐ　　
８１２１によるＣ　Ｓ　Ｆ　（ＣａｎａｄｉａｎＳｔａ
ｎｄａｒｄ　　Ｆｒｅｅｎｅｓｓ）の数値を小さくすれ
ばパルプの繊維がフィブリル化して細かくなり、得られ
る電解紙が緻密となってショート不良率が改善されるこ
とが知られている。また、これらの項目のＥＳＲに与え
る影響は電解紙を厚くすると一次式的にＥＳＲが悪化し
、密度を高めると二次式的にＥＳＲが悪化することが判
明している。即ちＥＳＲを改善するには、ショート不良
率の改善とは逆に電解紙を薄くし、その密度を低くする
必要がある。

そのため、ショート不良率の改善とＥＳＲの改善という
双方の目的を遠戚するために、前記したように電解紙の
原料を通常の木材クラフトパルプから針葉樹木材パルプ
、マニラ麻パルプ、エスパルトパルプ等の繊維径のより
小さなパルプに変更することによって、薄く、かつ、低
密度で緻密な電解紙を製造する試みがなされている。現
在電解紙として最も多く採用されている混抄品は、マニ
ラ麻゛パルプとエスパルトパルプの混抄品であって。

繊維径が細く剛性の高いエスパルトパルプをマニラ麻パ
ルプに混合することによってマニラ麻の外観の粗さを解
消し密度が低くても緻密性を有する電解紙を得ることが
できる（４１ｖ公昭６１−４５３７２号）。

更に、電解紙の原料として原料を叩解してＣ５Ｆの数値
を小さくしても抄造された紙の密度が高く々り難いサイ
ザルパルプを使用することにより、Ｃ３Ｆの小さい原料
で密度の低い電解紙を得ることが提供されている（特開
昭６２−１２６６２２号）。

が　　しよ°と　る しかしながら、前記マニラ麻パルプとエスパルトパルプ
を混抄した特公昭６１−４５３７２号においては、エス
パルトパルプが非常に剛性であるため、マニラ麻パルプ
との相性が悪く、エスパルトパルプを混合することによ
って極度に引張強度が減少してしまう。そのためにマニ
ラ麻パルプのＣ３Ｆの数値を小さくし、フィブリルを無
数に発生させて繊維間に働く水素結合を増大させて電解
紙の強度を高めて引張強度を維持する必要がある。

ところが、近時この引張強度を高めるためのマニラ麻パ
ルプのフィブリルによって、繊維間隙が埋められてしま
うため、剛直なエスパルトパルプの存在下では低密度の
電解紙は作成できても、返ってＥＳＲに悪影響のあるこ
とが判明してきた。

一方、サイザルパルプを特徴とする特開昭６２−１２６
６２２号によれば、サイザルパルプは繊維径がマニラ麻
パルプと略同径で、かつ、マニラ麻パルプよりち剛性が
高いため、薄い紙が抄き難いという問題点があり、しか
も外観上の粗さがあるため、ショート不良率が増加する
ことが判明してきた。また、マニラ麻パルプ、サイザル
パルプ。

エスパルトパルプは原料が高価である上、供給が不安定
であるという原材料の面からの難点をち有している。

そこで本発明は上記に鑑みてなされたちのであって、低
密度であると共に紙として緻密な外観を有し、しかも引
張強度が良好な新規な電解紙を用いることによって、シ
ョート不良率及びインピーダンス特性の双方を改善する
電解コンデンサを提供することを目的とするものである
。

−を　゛　るための 本発明は上記目的を達成するために、電解紙の原料とし
てユーカリパルプに着目したものであり、陽極箔と陰極
箔との間に電解紙を介在して成る電解コンデンサにおい
て、前記電解紙は原料として少なくとも２０重量％以上
のユーカリパルプを使用して抄造されていることを特徴
とする電解コンデンサを得ることを主眼としている。

前記電解紙は、２０重量％以上のユーカリパルプと、８
０重量％以下のマニラ麻パルプとを配合した構成にして
あり、更に前記電解紙は、２０重量％以上のユーカリパ
ルプと、８０重量％以下のサイザルパルプとを配合した
構成及び２０重景％以上のユーカリパルプと、８０重量
％以下の針葉樹クラフトパルプとを配合した構成にしで
ある。

また、上記電解紙は厚さが３０〜６０μｍ、密度が０．
　３０〜０．　７０ｇ／ｃｍＪであることが特徴となっ
ている。

道り辻 上記手段によれば、広葉樹繊維であるユーカリパルプは
マニラ麻繊維よりも小さく、しかもエスパルト繊維径の
剛性を有しておらず、電解紙としての適度な柔軟性と、
断面形状において電気の流九を阻害しない良好なる円形
の繊維形態を有しているという特徴があり５他の天然繊
維との相性が良好であって過度なフィブリル化を行なう
ことなく、低密度であって、しかも引張強度が高く緻密
な電解紙を得ることができる。従って原料中にユーカリ
パルプを配合することによって、Ｃ３Ｆの数値は大きく
ても低密度で充分な引張強度を有し、しかも均質な地合
と緻密性を有する電解紙を抄造することが可能となり、
このユーカリパルプを配合した電解紙を用いて作成した
電解コンデンサは、ショート不良率及びＥＳＲの両特性
を改善することができる。

尖」１医 以下に本発明を各実施例に基づいて説明する。

先ず電解紙の原料として、広葉樹の一種であるユーカリ
パルプを２０重量％以上含む混合原料を所定の叩解機に
よって適度なＣ８Ｆの数値になるまで叩解し、この混合
原料を用いて所定の厚さの電解紙を抄造する。このよう
にして得られた電解紙を陽極アルミ箔と陰極アルミ箔と
の間に介在させて巻付は形成した後、液状の電解質を含
浸させ、封目して電解コンデンサを製作する。本発明は
電解紙の原料としてユーカリパルプを使用したことに特
徴を有するものであり、原料としてのユーカリパルプは
従来のマニラ麻パルプやエスパルトパルプと同様に、洗
浄、脱水、叩解等の公知の原料調整工程を経て、円網抄
紙機や長網抄紙機、長網円網コンビネーションマシン、
円網円網コンビネーションマシン等の抄紙機にて抄造さ
れる。ただ、電解コンデンサの電気的特性、ショート不
良率に悪影響が及ぼされないように、ちりやごみ、鉄微
粒子が除去されていることが必要であり、原料の精選と
とちに除塵機により処理を施しておく必要がある。

ユーカリパルプに配合する他のパルプは特に限定はなく
マニラ麻パルプ、サイザルパルプ、針葉樹クラフトパル
プの何れであっても良いが、配合時にはユーカリパルプ
は原料の少なくとも２０重量％以上使用する必要がある
。従って他のパルプは当然８０重量％以下となり、混合
比はユーカリパルプの分量によって決定される。

得られた電解紙の厚さは３０〜６０μｍ、密度０、　３
０〜０．　７０ｇ／ｃｍ”として良好な結果を得た。

ユーカリパルプを他のパルプと混合して叩解すルト、ユ
ーカリパルプはエスパルトパルプ程剛性が高くないので
、Ｃ３Ｆが大きな数値であってち得られた電解紙の引張
強度が良好であり、しかち緻密な外観が得られる６更に
得られた電解紙はＣ８Ｆが大きいため脱水性が良好であ
り、抄紙速度を高めて生産性を向上させることができる
。

更にマニラ麻パルプとの混合叩解時には、マニラ麻パル
プの過度なフィブリル化がないため、長繊維を叩解した
際の特徴である繊維の捩れに起因する紙工の発生が少な
いという特徴がある。また、サイザルパルプとの混抄紙
にあっては紙工が全く発生しないので、地合が均質でし
かも緻密性を有する電解紙が得られ、地合むらによる電
解コンデンサのショート不良等の難点が解消され、ＥＳ
Ｒを改善した電解コンデンサが得られる。

以下表１から表３に略同−厚さ、同一密度に抄造した本
発明に係るユーカリパルプを原料とした電解紙と、従来
の針葉樹木材パルプ、広葉樹木材パルプ、マニラ麻パル
プ、エスパルトパルプ、サイザルパルプ及びこれらの混
合したものを原料とした電解紙を使用して電解コンデン
サを製作し、Ｃ３Ｆ、厚さ、密度、引張強度、ショート
不良率。

ＥＳＲを測定した結果を示す。なお、上記実施例におけ
る電解コンデンサの作成方法及び測定方法は以下の通り
である。

（１）電解コンデンサの作成方法 タブ付けした陽極箔と陰極箔の間に両極が接触しないよ
うに電解紙を介在させ１巻取りして電解コンデンサ素子
を作成した後、所定の電解液を含浸させたケースに封入
し、エージングを行って、５０ＷＶ、２２０μＦのアル
ミ乾式コンデンサを得た。

（２）電解紙の測定方法 電解紙の厚さ、密度、引張強度はＪＩＳ　　Ｃ２３０１
（電解コンデンサ紙）に規定された方法で測定した。

（３）電解コンデンサの測定方法 ■ショート不良率 電解紙を陽極箔及び陰極箔とともに巻取りして電解コン
デンサ素子を作成した後、電解液を含浸しないままで両
極間のショートによる導通をテスターで確認した。ショ
ート不良率は略１０００個の素子について検査し、ショ
ートした素子の全素子数に対する割合をショート不良率
とした。

■ＥＳＲ（等個直列抵抗） 電解コンデンサのＥＳＲは一４０℃、１０００Ｈ２の周
波数でＬＣＲメータによって測定した。

表１ 表２ 表中のＮＵＫＰは針葉樹クラフトパルプを示す。

表３ 表中のＬＵＫＰは広葉樹木材クラフトバルブ表示す表１
９表２１表３の測定結果に示した通り、ユーカリパルプ
を配合もしくは単独で使用した電解紙は従来の電解紙に
比してＥＳＲ，ショート不良率がともに改善されており
、しかも充分な引張強度を有していることが明らかであ
る。

例えば表１の実施例１ではユーカリパルプ２０重量％、
マニラ麻パルプ８０重量％の原料を用いて厚さ５０゜０
μｍ、密度０．　３６０ｇ／ｃｍ３に抄造したものであ
り、比較例２は現在量も多く使用されているエスパルト
パルプ６０重量％、マニラ麻パルプ４０重量％の混合原
料を用いて実施例１と路間−厚さ、同一密度に抄造した
ものである。

路間−厚さ、同一密度であるにもかかわらず、実施例１
のＣ３Ｆは６７０ｃｃであり、比較例２のＣ３Ｆは６０
０ｃｃであって、本発明によればＣ３Ｆの数値は大きく
ても低密度で、しかも均質な地合と緻密性を有する電解
紙を抄造することができる。しかも引張強度も比較例２
が１．５ｋｇに対して、実施例１は２．２ｋｇと大きく
改善されている。その結果、電解紙のショート不良率は
３．５％から２．４％に、ＥＳＲは１．１９９Ωから１
゜１６７０に双方ともに改善されている。

同様に表２の実施例３ではユーカリパルプ６０重量％、
マニラ麻パルプ４０重量％の原料を用いてＣ３Ｆを６０
０ｃｃとし、厚さ５０．３μｍ。

密度０．５０１ｇ／ｃｍ”に抄造した電解紙のショート
不良率は１．０％、ＥＳＲは１．７４６Ω、９張強度は
４．０ｋｇである。これに対して比較例４に示したよう
にエスパルトパルプ６０重量％、マニラ麻パルプ４０重
量％の混合原料を用いてｃｓＦを５５０ｃｃとし、実施
例１と路間−の厚さ及び同一の密度に抄造した電解紙の
ショート不良率は１．３％、ＥＳＲは１．８００Ω、引
張強度は３．７ｋｇであった。データから明らかなよう
に、実施例３によれば、Ｃ３Ｆの数値が比較例より大き
くても路間−密度の電解紙を抄造することができ、引張
強度ち改善されている。更に、ショート不良率及びＥＳ
Ｒｕ共に改善されていることから、ユーカリパルプを配
合することにより、電解紙の地合いが均一となって緻密
性を有することが示されている。

更に表３に示す実施例８はユーカリパルプ１００重量％
を使用した電解紙であるが、比較例８に示すＮＵＫＰ１
００重量％を用いた電解紙及び比較例９に示すＬＵＫＰ
　１００％を用いた電解紙に比して、ショート不良率の
改善のみならず、ＥＳＲが大幅に改善されていることが
観察された。

よって、本発明によれば原料中にユーカリパルプを配合
することによってＣ３Ｆの数値は大きくても低密度で充
分な引張強度を有し、しかも均質な地合と緻密性を有す
る電解紙を抄造することが可能となり、ショート不良率
、ＥＳＲの両特性を改善することが可能である。

又里立漿果 以上詳細に説明した如く、本発明に係る電解コンデンサ
は、電解紙の原料としてユーカリパルプに着目したもの
であり、陽極箔と陰極箔との間に電解紙を介在して成る
電解コンデンサにおいて。

前記電解紙は原料として少なくと４２０重量％以上のユ
ーカリパルプを使用して抄造されたことを特徴としてお
り、以下に記す作用効果が得られる。

即ち、広葉樹繊維であるユーカリパルプはマニラ麻繊維
よりも小さく、しかもエスパルト繊維径の剛性を有して
おらず、電解紙としての適度な柔軟性と、断面形状にお
いて電気の流れを阻害しない良好なる円形の繊維形態を
有しているという特徴があり、他の天然繊維との相性が
良好であって過度なフィブリル化を行なうことなく、低
密度であって、しかち引張強度が高く緻密な電解紙を得
ることができる。従って原料中にユーカリパルプを配合
することによって、Ｃ３Ｆの数値は大きくてち低密度で
充分な引張強度を有し、しかも均質々地合と緻密性を有
する電解紙を抄造することが可能となり、このユーカリ
パルプを配合した電解紙を用いて作成した電解コンデン
サは、従来困難とされていたショート不良率とインピー
ダンス特性の双方の改善を同時に実現することができる
。

また、ユーカリ樹は著しく成長が早いためパルプ材とし
て世界各国で大規模に造林されており、マニラ麻、エス
パルト基、サイザル麻のように限られた地域でのみ栽培
され、かつ、成育が天候に左右される原材料に比べれば
はるかに安定的に原料供給が可能の上、極めて安価に入
手できる。しかも何らの二次加工等の特殊処理を施すこ
ともなく、抄造のみによって得られ、更に抄造において
は過度に叩解を要することもなく、脱水性が良好で秒速
を早くすることができるため、極めて経済的である。し
たがって電解コンデンサのショート不良率、ＥＳＲの改
善のみならず電解コンデンサ自体のコストを下げること
もできる。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）陽極箔と陰極箔との間に電解紙を介在して成る電
   解コンデンサにおいて、前記電解紙は原料として少なく
   とも２０重量％以上のユーカリパルプを使用して抄造さ
   れていることを特徴とする電解コンデンサ。
2. （２）前記電解紙は２０重量％以上のユーカリパルプと
   、８０重量％以下のマニラ麻パルプとを配合して成る請
   求項１記載の電解コンデンサ。
3. （３）前記電解紙は２０重量％以上のユーカリパルプと
   、８０重量％以下のサイザルパルプとを配合して成る請
   求項１記載の電解コンデンサ。
4. （４）前記電解紙は２０重量％以上のユーカリパルプと
   、８０重量％以下の針葉樹クラフトパルプとを配合して
   成る請求項１記載の電解コンデンサ。
5. （５）前記電解紙は厚さが３０〜６０μｍ，密度が０．
   ３０〜０．７０ｇ／ｃｍ＾３である請求項１，２，３，
   ４記載の電解コンデンサ。