JPS5940285B2 - 電解コンデンサ用セパレ−タおよびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電解コンデンサ用セパレータに関するもので、
特に抄造によらないセルロース系電解コンデンサ用セパ
レータを提供し、従来の抄造紙セパレータの欠点を解消
するものである。

電解コンデンサは、（１）表面にごく薄いアルマイト層
を有する一対のアルミニウム電極、（２）電極間を隔離
するセパレータ、（３）電解液（有機溶剤に電解質を溶
解したもの）から構成されている。

電解コンデンサの性能は、上記三構成要素の緒特性によ
って決まるが、とりわけセパレータが関与するコンデン
サ特性として（１）洩れ電流、（１１）誘電正接（ｔａ
ｎδ）があげられる。

コンデンサ特性とじ又は、この両特性値が小さいほど良
いとされる。

従来からセパレータとして使用されてきた抄造紙は、ク
ラフトパルプおよびマニラ麻パルプによるものであるが
、従来の経験では、洩れ電流を小さくするために、緻密
な紙にすると誘電圧接が大きくなり、誘電正接を小さく
するために、粗な紙にすると洩れ電流が大きくなるため
、洩れ電流と誘電正接な共に小さくすることができなか
った。

これは抄造紙の構造による限界と思われる。

このような現状から、プラスチック材料による多孔シー
トがセパレータ用として検討されたが、電解液として用
いる有機溶剤に対する耐溶剤性の点で問題があった。

電解液の溶剤とじ又は、主とし℃エチレングリコールが
用いられてきたが、このものはコンデンサの低温時の誘
電正接な増大させる性質がある。

このため゛近年はジメチルホルムアミド、ジメチルアセ
トアミド−ピロピレンカーボネート、ガンマ−ブチロラ
クトン等が用いられるようになつｔもセパレータ化料と
して、これら溶剤に不溶性のものは種類が多くなく、一
般にはポリエチレン、ポリプロピレン等ポリオレフィン
系のプラスチックおよびセルロース等があげられるが、
従来技術ではこれらを安価にセパレータ化することが困
難であった。

本発明は上記従来の抄造紙ならびにプラスチック材料に
よる多孔シートの難点を解消し、抄造によらない多孔シ
ートを作りセパレータとして提供するものであって、第
１番目の発明は、コンデンサ電解液に不溶性の繊維から
なるウェブ上に、セルロースエステルを消石灰水溶液で
げん化処理したセルロース多孔体を設けたことを特徴と
する電解コンデンサ用セパレータに係り、第２番目の発
明は、これを製造する方法に係るものであって、単一ま
たは混合溶剤に溶解したセルロースエステル溶液を、コ
ンデンサ電解液に不溶性の繊維からナルウェブに含浸塗
布し、ついでこれを前記溶剤に相溶性でセルロースエス
テルを溶解しない溶媒に浸漬するか、前記混合溶剤の場
合は単に加熱して、ウェブ上にセルロースエステル多孔
体を形成させ、これを消石灰水溶液でけん化処理するこ
とを特徴とする方法である。

以下これをさらに詳しく説明すると、本発明で用いるウ
ェブはポリエチレン、ポリプロピレン等のホリオレフィ
ン系の繊維、ポリエチレンテレフタレート繊維、セルロ
ース系繊維等を原料とした織布または不織布であって、
これらはセルロースエステル溶液の保持体の役割を果す
ものである。

セルロースエステルとしては各種のものがあるが最も一
般的なものとして酢酸セルロース、硝酸セルロースがあ
る。

これらはエステル化程度によって各種のグレードがある
が、本発明では溶剤に可溶性であれば良く、グレードの
差は最終セパレータの特性にさほど影響を与えない。

これらセルロースエステルの溶剤としては、各種のもの
があげられる。

たとえば酢酸セルロースに対してはアセトン、ケトン類
、ジオキサン、義酸メチル等のエステル類、塩化メチレ
ン−アルコール（メチル、エチル、フロビル、メチルア
ルコール等）混合溶剤、ジメチルホルムアミド等の電解
コンデンサ用溶剤等、硝酸セルロースに対しては、アセ
トン、アルコール類、エーテル、酢酸アミル等のエステ
ル類等が適当であって、セルロースの種類、エステル化
のグレードあるいは最終製品の多孔度に応じて適宜選択
され、単一または混合溶剤として用いられる。

本発明のセパレータを製造するには、まず所定のセルロ
ースエステルを適当の溶剤に溶解してセルロースエステ
ル溶液を作り、これをウェブ上に含浸塗布させるのであ
るが、この場合エステル溶液の濃度は５〜ｉ２ｆ／１０
０ｍ程度が適当であり、ウェブ塗布量はセルロースエス
テル固形分換算で１０〜３０グ／ｍ２程度とする必要が
ある。

セルロースエステルの保持体となるウェブは重量２０−
４０ ？／ｒｒｆ、厚さ３０〜ｌＯＯμｍの範囲が適当
である。

前記濃度および塗布量の範囲以下では粗な構造のセパレ
ータとなり、ピンホール等を生じ、洩れ電流特性の点で
不適当となる。

また、前記範囲を越え余りにも高濃度、高塗布量になる
と緻密な構造のセパレータとなり、抵抗が大きく好まし
くないものとなる。

ウェブの重量および厚さは基本的にはセパレータの厚さ
に対する要求によって定まるもので、セパレータは実質
的に薄いものほど好ましいものとされ、厚さの上限は１
００μｍ程度である。

しかし余りにも薄いとウェブが粗なものとなり、塗布溶
液を均一に保持する点で不都合が生じ、ピンホールや厚
さむらを生じ実用できな（なるので、一般的意味で厚さ
３０〜１０μｍ、重量２０〜４０ｖ／ｍ２が好適である
。

前記のようにしてウェブ上に含浸塗布したセルロースエ
ステル溶液から、多孔体シートを製造するために、本発
明では湿式または乾式の方法が採用される。

湿式法としては、セルロースエステル溶液を含浸塗布し
たウェブを、セルロースエステルの溶剤に相溶性で、こ
のエステルを溶解しない溶媒に浸漬し、溶媒置換によっ
てセルロースエステルをウェブ上に析出させて多孔化す
るもので、この場合の多孔化溶媒としては水が最も安価
であり、水に可溶性のセルロースエステル溶剤としてア
セトン、ジオキサン、ジメチルホルムアミド、アルコー
ル類を用いることによりセルロースエステルの多孔体を
ウェブ上に形成することができる。

乾式法は揮発性の異なる溶剤の混合物をセルロースエス
テルの溶剤として使用する場合に可能である。

すなわち、混合溶剤によるセルロースエステル溶液を含
浸塗布したウェブを加熱乾燥すると揮発性の大きい溶剤
が先に蒸発するためセルロースエステル多孔体が得られ
る。

このような例としては、酢酸セルロースの場合の塩化メ
チレン−アルコール類混合溶剤系、硝酸セルロースの場
合のエーテルアルコール系、アセトン−水系の混合溶剤
等があり、これらによつ℃それぞれセルロースエステル
多孔体を得ることができる。

次にこのようにして得られたセルロースエステル多孔体
をげん化してセルロース多孔体とするのであるが、この
場合強酸、強アルカリを用いてけん化すると、セルロー
スの分解や可溶化が起り、目的とする多孔構造が破壊さ
れ、粗い構造のシートとなり洩れ電流が大きくなる。

したがって、けん化処理はおだやかに行わなければ目的
にかなった多孔シートは得られないのである。

本発明者らは鋭意検討した結果、セルロースエステル多
孔体のけん化処理液としては消石灰（Ｃａ （ＯＨ）２
）の飽和水溶液が最適であることを見出した。

この溶液を使用し約８０°Ｃでげん化処理すると、セパ
レータとして好適な多孔体が得られる。

この場合あまり低温では処理にあまりにも長時間を要し
、また９０℃以上の温度では得られるセパレータの構造
が粗となり、洩れ電流が大きくなるので適当でない。

次に実施例をあげて本発明を具体的に説明する。

実施例 １〜２ 窒素Ｎ含有量ｌ０５５％の硝酸セルロースをアセトンに
溶解し、濃度ＩＣＩ／１００−の硝酸セルロース溶液を
得た。

ポリエチレンテレフタレート繊維による重量２７９／ｒ
ｒｆ、厚さ６０μｍの不織布に前記硝酸セルロース溶液
を固形分換算２０ｆ／ｍ’量塗布し、１５°Ｃの水に浸
漬し、溶媒置換によって不織布上に硝酸セルロースの多
孔体を得た。

この多孔体を３分し、消石灰飽和水溶液で、５０°ＣＸ
２０分、８０°ＣＸｌ０分、９５°ＣＸ７分のけん化処
理を行い、さらに流水中で洗浄し乾燥してセパレータを
得た。

セパレータの特性は表−■のとおりであった。

上表において実施例１および２は好適なセパレータであ
るが比較例はピンホールを生じているため、洩れ電流が
太き（なりセパレータとして不適尚であることを示して
いる。

実施例 ３ 結合酢酸５６％の酢酸セルロースを塩化メチレン７０％
、イングロビルアルコール３０％（重量比）の混合溶剤
に溶解して６ ｆ／１００Ｔ１１の酢酸セルロース溶液
を得た。

この溶液を、ポリプロピレン繊維からなる重量２０ｆ／
ｍ２、厚さ６０μｍの不織布上に固形分１８ｆ／ｍ’量
塗布し、７５℃の気流中で蒸発乾燥させて多孔体を得た
。

この多孔体シートを２分し、消石灰飽和水溶液で８０°
ＣＸ１０分、９５°ＣＸ７分のけん化処理を行い、さら
に流水中で洗浄し、セパレータを得た。

セパレータの特性は表−■のとおりであった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ コンデンサ電解液に不溶性の繊維からなるウェブ上
   に、セルロースエステルを消石灰水溶液でげん化処理し
   たセルロース多孔体を設けてなる電解コンデンサ用セパ
   レータ。 ２ 単一または混合溶剤に溶解したセルロースエステル
   溶液を、コンデンサ電解液に不溶性の線維からなるウェ
   ブに含浸塗布し、ついでこれを前記溶剤に相溶性でセル
   ロースエステルを溶解しない溶媒に浸漬するか、前記混
   合溶剤の場合は単に加熱してウェブ上にセルロースエス
   テル多孔体を形成させ、これを消石灰水溶液でげん化処
   理することを特徴とする電解コンデンサ用セパレータの
   製造方法。