铝电解电容器用分隔件和铝电解电容器的制作方法

文档序号:33415449发布日期:2023-03-10 22:34阅读:54来源:国知局
铝电解电容器用分隔件和铝电解电容器的制作方法

1.本发明涉及铝电解电容器中合适使用的铝电解电容器用分隔件、以及使用了该铝电解电容器用分隔件的铝电解电容器。


背景技术:

2.通常,铝电解电容器如下制作:在阳极铝箔与阴极铝箔之间夹设电解纸作为分隔件,制作电容器元件,使该电容器元件浸渗电解液,并插入到壳体后,进行封口,由此制作铝电解电容器。
3.铝电解电容器中,分隔件的主要作用为两电极的隔离和电解液的保持。为了隔离两电极,要求分隔件为低电阻的同时、具有高的遮蔽性。进而,对于分隔件的原材料要求电绝缘性,另外,为了保持各种电解液,要求亲水性、亲油性。因此,使用兼具这些特性的将纤维素作为原料的分隔件。
4.迄今为止,作为包括铝电解电容器的电化学元件用分隔件,提出了各种结构(例如参照专利文献1~专利文献5)。
5.现有技术文献
6.专利文献
7.专利文献1:日本特开昭53-142652号公报
8.专利文献2:日本特开平3-222315号公报
9.专利文献3:日本特开平5-315193号公报
10.专利文献4:日本特开平8-250376号公报
11.专利文献5:日本特开平5-267103号公报
12.专利文献6:国际专利公开第2017/047699号


技术实现要素:

13.发明要解决的问题
14.作为与分隔件有关系的铝电解电容器的短路,可以举出:(1)极耳部所导致的分隔件的压缩、破损;(2)电极箔端部的毛边、或者电极箔与引线连接部的毛边等所导致的分隔件的贯通、破损;(3)振动、冲击等机械应力所导致的分隔件的破损;(4)火花放电等电应力;(5)制造电容器时的熟化时、源自氧化覆膜缺陷部的氧化覆膜介质击穿;等。分隔件的均匀性、强度特性给对这些短路原因的耐性带来影响,但耐短路性能的改善对于分隔件来说是永恒的课题。
15.铝电解电容器之中,特别是在作为100v以下的电压区域的低压区域中,通常使用利用了专利文献1和专利文献2中记载的技术的分隔件、即由马尼拉麻浆粕和针茅草浆粕形成的圆网多层分隔件等。但是,马尼拉麻浆粕主要在菲律宾生产,而针茅草浆粕主要在突尼斯生产,由于近年的政局不稳、初级产业从事者减少而逐年难以获得,另外价格也持续上涨。因此,当务之急是开发使用了能够稳定地获得的原材料的替代品。
16.铝电解电容器中,分隔件对于阻抗特性、特别是等效串联电阻(esr)造成大的影响。已知分隔件中使用的浆粕的截面形状越接近于圆形、另外直径越细则阻抗特性越降低。
17.针叶树浆粕、阔叶树浆粕等源自木材的浆粕的生产量多、能够稳定地获得。但是,木材浆粕由于截面形状为扁平并且尺寸也大,因此作为重视阻抗特性的低压用分隔件的原材料不合适。
18.作为工业上大量生产的能够比较廉价地获得的非木材浆粕,可列举出锦葵科植物浆粕、椴树科植物浆粕和禾本科植物浆粕。
19.作为使用了针茅草以外的禾本科植物浆粕的铝电解电容器用分隔件,专利文献3中提出了使用了稻草纤维和马尼拉麻浆粕的分隔件,专利文献4中提出了使用了竹浆粕的分隔件。
20.但是,专利文献3和专利文献4的目的都在于,改善音响设备的音质。对于面向音响用设备的分隔件的主要要求特性为人感觉的音质,与通常的低压用分隔件中要求的阻抗特性显著不同。
21.锦葵科植物浆粕、椴树科植物浆粕和禾本科植物浆粕中含有很多源自植物的薄壁细胞,薄壁细胞与浆粕相比,幅宽非常短小。若分隔件中存在很多薄壁细胞则除了阻抗特性变差之外,还会产生拉伸强度、撕裂强度降低等问题。另外,锦葵科植物浆粕、椴树科植物浆粕和禾本科植物浆粕与针叶树浆粕、马尼拉麻浆粕等相比,主体纤维的平均纤维长较短,拉伸强度、撕裂强度等强度特性变差。因此通常的低压用分隔件所要求的耐短路性能和阻抗性能难以利用将锦葵科植物浆粕、椴树科植物浆粕和禾本科植物浆粕作为主体的分隔件来实现。
22.已知,能打浆的再生纤维素纤维有如下特征:如果高度进行打浆,则产生刚度高、纤维直径小的原纤维,可以制作耐短路性能和阻抗特性优异的分隔件。因此,近年来提出了很多使用了能打浆的再生纤维素纤维的分隔件。需要说明的是,能打浆的再生纤维素纤维为工业制品,因此,可以稳定地获得。
23.专利文献5中,为了改善分隔件的致密性、且改善阻抗特性,提出了使用能打浆的再生纤维素纤维的方法。使用了经打浆的再生纤维素纤维的分隔件的致密性高、且成为微多孔质状的纸质,使用该分隔件而制作的铝电解电容器的短路不良率减少,阻抗特性改善。
24.然而,如专利文献5,使用能打浆的再生纤维素纤维100质量%的分隔件的情况下,拉伸强度、撕裂强度低,因此,铝电解电容器的制造工序中有时产生分隔件的断裂。另外,强度低,因此,例如对铝电解电容器的极耳部、箔毛边等施加应力的部位的耐性低,也有时分隔件破裂而产生短路。
25.专利文献5中,还提出了在能打浆的再生纤维素纤维中配混马尼拉麻浆粕、剑麻浆粕等的方案。如果在能打浆的再生纤维素纤维中配混马尼拉麻浆粕、剑麻浆粕,则拉伸强度、撕裂强度改善,但是基本未打浆的csf值高的马尼拉麻浆粕、剑麻浆粕的纤维长度长,因此,存在分隔件的质地变差的问题。纤维长度越长,越难使纤维均匀地分散于水中,抄纸时难以形成均匀的纸层。为了改善质地,需要推进马尼拉麻浆粕、剑麻浆粕的打浆,缩短纤维长度,但如果将马尼拉麻浆粕、剑麻浆粕打浆,则阻抗特性会大幅恶化,因此,基本不进行打浆。
26.专利文献6中提出了如下分隔件:其维持了由高度地打浆了的再生纤维素形成的
分隔件等同的致密性和阻抗特性的同时,改善了拉伸强度和耐短路性的、由天然纤维素纤维a、天然纤维素纤维b和经打浆的再生纤维素纤维形成的。对于专利文献6的分隔件,为了在长网抄纸机中将质地良好的分隔件抄纸,高度推进再生纤维素纤维的打浆,使用平均纤维长度短的天然纤维素纤维。因此,对于专利文献6的分隔件,平均纤维长度较短,与能打浆的再生纤维素纤维100质量%的分隔件相比,无法改善撕裂强度。铝电解电容器的制造工序中,对分隔件施加张力时,在分隔件中存在扭曲等时,撕裂强度低的分隔件有时发生断裂。
27.本发明的目的在于,提供:由天然纤维素纤维和经打浆的再生纤维素纤维形成、且撕裂强度、耐短路性能和阻抗特性优异的铝电解电容器用分隔件。
28.另外,本发明的目的在于,提供:具备该铝电解电容器用分隔件、耐短路性能和阻抗特性优异的铝电解电容器。
29.用于解决问题的方案
30.本发明的铝电解电容器用分隔件,其为夹设于铝电解电容器的阳极与阴极之间的铝电解电容器用分隔件,由天然纤维素纤维和经打浆的再生纤维素纤维形成,分隔件介质击穿试验中的施加500v时的短路率为10%以下。
31.本发明的铝电解电容器,其具备阳极、阴极、夹设于阳极与阴极之间的分隔件,分隔件使用上述本发明的铝电解电容器用分隔件。
32.发明的效果
33.根据上述本发明,可以提供撕裂强度、短路性能和阻抗特性优异的铝电解电容器用分隔件以及使用该分隔件的铝电解电容器。
34.另外,根据本发明,通过分隔件介质击穿试验中的施加500v时的短路率为10%以下,能够使用锦葵科植物浆粕、椴树科植物浆粕和禾本科植物浆粕等廉价的纤维构成分隔件。
具体实施方式
35.以下对于本发明的一实施方式例进行详细说明。
36.本发明的铝电解电容器用分隔件的结构是,其为夹设于铝电解电容器的阳极与阴极之间的铝电解电容器用分隔件,分隔件介质击穿试验中的施加500v时的短路率为10%以下。
37.本发明的铝电解电容器具备阳极、阴极、夹设于阳极与阴极之间的分隔件,分隔件使用本发明的铝电解电容器用分隔件。
38.本发明的铝电解电容器用分隔件中,优选由选自由锦葵科植物浆粕、椴树科植物浆粕和禾本科植物浆粕组成的组中的1种以上的天然纤维素纤维50~90质量%、和经打浆的再生纤维素纤维50~10质量%构成分隔件。由此,可以使用能稳定地获得的原材料,构成分隔件。
39.经打浆的再生纤维素纤维与选自由锦葵科植物浆粕、椴树科植物浆粕和禾本科植物浆粕组成的组中的1种以上的天然纤维素纤维相比,耐短路性能、阻抗特性优异。另外,通过控制打浆度和平均纤维长度,从而与仅由选自由锦葵科植物浆粕、椴树科植物浆粕和禾本科植物浆粕组成的组中的1种以上的天然纤维素纤维形成的分隔件相比,可以改善拉伸强度和撕裂强度。因此,特别是制作0.45g/cm3以下的低密度分隔件时,可以减轻为了改善
拉伸强度而进行的天然纤维素纤维的打浆的程度,可以进一步改善分隔件的阻抗特性。经打浆的再生纤维素纤维的比率如果低于10质量%,则变得不易得到耐短路性能、强度特性的改善效果、阻抗的减少效果。
40.本发明的分隔件的抄纸优选使用圆网多层抄纸机。圆网抄纸机为使扩张网的圆筒(以下简称为“圆网”)在加入有浆粕悬浮液的槽中旋转,利用水位差而使水通过网并流入到圆筒内时,在网之上形成纸层的方法的抄纸机。形成纸层时,在初期阶段,在网之上堆积浆粕,但是在此后的阶段,由于网缓慢地堵塞,因此在初期阶段与水一起流出的微细的浆粕、薄壁细胞也在中期以后的阶段被包含于纸层内。因此利用圆网抄纸机抄纸的纸与通常存在于上下表面的薄壁细胞的比率不同。
41.锦葵科植物浆粕、椴树科植物浆粕和禾本科植物浆粕含有很多薄壁细胞。构成分隔件的材料根据其形状可以分成纤维状的浆粕和薄壁细胞。薄壁细胞与浆粕相比,幅宽非常短小,因此对于分隔件的阻抗特性、拉伸强度造成不良影响。锦葵科植物浆粕、椴树科植物浆粕和禾本科植物浆粕与马尼拉麻浆粕相比,有如下特征:平均纤维长度短,因此,容易使纸的质地均匀,容易制造致密性优异的分隔件。然而,平均纤维长度短,因此,有拉伸强度、撕裂强度之类的强度特性差的倾向。通过减少分隔件中的薄壁细胞的数量,从而可以延长平均纤维长度,可以改善强度特性。
42.本发明中,为了减少残留于分隔件中的薄壁细胞数,优选使用多个圆网。也就是说,将由仅纸层形成的初期阶段的材料构成的纸层、即薄壁细胞含有率低的纸层多层重叠而形成1张分隔件,由此可以大幅减少分隔件中的薄壁细胞数。通过控制分隔件中的薄壁细胞数,即使是包含很多锦葵科植物浆粕、椴树科植物浆粕和禾本科植物浆粕的分隔件,也可以实现能够用作铝电解电容器用分隔件的耐短路性能和阻抗特性。
43.经打浆的再生纤维素纤维具有纤维直径小的原纤维,因此,形成致密的纸层。然而,本发明的分隔件中,经打浆的再生纤维素纤维的比率如果变多,则天然纤维的薄壁细胞的成品率会改善,因此,即使增加配混比率,阻抗特性也变得不易减少。因此,本发明的分隔件中的经打浆的再生纤维素纤维的比率必须设为50质量%以下。
44.将相同原料抄纸的情况下,圆网抄纸机通过变更浆粕悬浮液浓度和圆网旋转速度,可以控制纸的每单位面积的重量(以下简称为“基重”)。因此,以相同的速度生产相同基重的纸的情况下,例如通过由1个圆网变更为2个圆网,可以使浆粕悬浮液浓度为约一半。浆粕悬浮液的浓度越小则越可以减少分隔件中的薄壁细胞。浆粕悬浮液的浓度优选为0.3%以下。
45.另外,本发明中,网的开口部的尺寸也是重要的。通常的薄壁细胞的尺寸为(20~几十μm)
×
(20~150μm)程度,为了促进薄壁细胞的流出,网的开口部优选为0.1mm以上
×
0.1mm以上。
46.通过大幅减少分隔件中的薄壁细胞数,可以改善分隔件的阻抗特性,即使使用锦葵科植物浆粕、椴树科植物浆粕和禾本科植物浆粕,也可以实现与由马尼拉麻浆粕和针茅草浆粕等形成的圆网多层分隔件同等水平的阻抗特性。
47.作为分隔件中含有的薄壁细胞数的指标,优选存在于分隔件表面的薄壁细胞数的上下表面比率(与圆网接触面相反的面/圆网接触面)为5以下。需要说明的是,对于薄壁细胞数,由于与圆网接触的面减少、没有与圆网接触的面增多,因此难以使上下表面比率不足
1。另一方面,若上下表面比率大于5则薄壁细胞的流出不充分,分隔件的阻抗特性、拉伸强度容易变差。另外,上下表面比率超过5的分隔件供于铝电解电容器时,随着拉伸强度的降低等而短路率容易变差。
48.需要说明的是,难以识别圆网接触面和与圆网接触面相反的面的情况下,可以使薄壁细胞数多的面/少的面的比率为5以下。
49.本发明中使用的、锦葵科植物浆粕、椴树科植物浆粕和禾本科植物浆粕没有特别限定,可以使用任意纤维。例如合适地使用洋麻浆粕、黄麻浆粕、稻草浆粕、麦杆浆粕、竹浆粕、甘蔗渣浆粕、芦苇浆粕、蓑草浆粕、龙须草浆粕、白茅草浆粕等。这些材料可以使用1种或混合2种以上来使用。另外,这些浆粕可以被漂白处理,另外,也可以为如溶解浆粕那样经过纯化的浆粕、纤维素碱化浆粕。
50.本发明中使用的锦葵科植物浆粕、椴树科植物浆粕和禾本科植物浆粕优选被打浆处理。但是,根据所制作的分隔件的密度,也可以不进行打浆处理。
51.作为本发明中使用的再生纤维素纤维,例如可以举出以莱赛尔为代表的溶剂纺丝人造丝、波里诺西克人造丝等。然而,不限定于这些例子,只要为能打浆的再生纤维素纤维就均可以使用。
52.打浆前的再生纤维素纤维的纤维直径可以使用任意者,但打浆前的纤维直径如果过度粗,则打浆时的流动性差,容易发生阻塞等不良情况。打浆前的纤维直径如果过细,则由于打浆而产生的原纤维量变少,因此,变得难以确保致密性。因此,打浆前的纤维直径优选3~18μm。
53.再生纤维素纤维的打浆度以csf值计优选200ml以下。csf值如果高于200ml,则分隔件的致密性变得不充分。
54.平均纤维长度如果过短,则撕裂强度变弱,因此,再生纤维素纤维的平均纤维长度优选1.0mm以上。另外,平均纤维长度如果过长,则抄纸时变得难以在水中均匀分散,因此,分隔件的质地恶化,耐短路性能恶化。因此,再生纤维素纤维的平均纤维长度优选3.5mm以下。
55.天然纤维素纤维和再生纤维素纤维的打浆处理中,可以没有特别限定地使用盘磨机、锥形磨浆机、高压均质机、打浆机(beater)等制纸原料的调配中使用的打浆机。天然纤维素纤维和再生纤维素纤维的打浆处理可以分别进行,也可以混合而进行。
56.制造分隔件时,若不会阻碍作为电容器用分隔件的功能则根据需要可以使用分散剂、消泡剂、纸力增强剂等添加剂。需要说明的是,纸力增强加工处理可以在制作分隔件之后涂布水溶性聚合物。
57.利用圆网多层抄纸机抄纸时,各层中使用的原料可以相同、也可以变更打浆度、原料的种类。使用相同原料的情况下,可以简化工序。
58.本发明的分隔件如上述形成分隔件介质击穿试验中的施加500v时的短路率为10%以下的构成。
59.分隔件介质击穿试验中的施加500v时的短路率如果超过10%,则铝电解电容器的熟化试验中变得容易产生短路。
60.本发明的分隔件中,分隔件的拉伸强度优选9.8n/15mm以上。拉伸强度低于9.8n/15mm的情况下,制作铝电解电容器的元件时等变得容易产生分隔件的断裂。
61.分隔件的厚度优选20~120μm。
62.锦葵科植物浆粕、椴树科植物浆粕和禾本科植物浆粕的纤维截面的直径由于为10~15μm程度,因此具有多层利用圆网抄纸机形成的层的情况下,若厚度不足20μm则难以维持分隔件所需要的强度。
63.若分隔件比120μm厚则对于铝电解电容器的小型化是不利的。
64.分隔件的密度优选为0.25~0.70g/cm3。
65.若密度低于0.25g/cm3则分隔件的强度显著降低。
66.若想要密度高于0.70g/cm3则电容器的阻抗特性大幅变差。
67.本发明的分隔件的撕裂指数为20~100mn
·
m2/g,分隔件的基重优选8g/m2以上。
68.分隔件的撕裂指数低于20mn
·
m2/g的情况下,分隔件的每单位基重的撕裂强度弱,铝电解电容器的制造工序中分隔件中有扭曲等时,分隔件沿宽度方向裂开,变得容易产生断裂。
69.另一方面,分隔件的撕裂指数超过100mn
·
m2/g的情况下,表示构成分隔件的纤维的纤维长度长。纤维长度如果长,则缺乏片的均匀性,有时包含分隔件的致密性局部降低的部位。
70.基重低于8g/m2的情况下,如上述,构成分隔件的纤维条数少,有铝电解电容器的短路不良增加的担心。另外,基重低于8g/m2时,撕裂指数即使高,撕裂强度也弱,有时无法大幅改善铝电解电容器的生产率。由此,分隔件的基重也优选8g/m2以上。
71.发现:根据以上的分隔件的构成,得到由天然纤维素纤维和经打浆的再生纤维素纤维形成、撕裂强度、耐短路性能和阻抗特性优异的铝电解电容器用分隔件。
72.可以使用上述本发明的铝电解电容器用分隔件制作本发明的铝电解电容器。
73.例如通过在阳极铝箔与阴极铝箔之间夹设分隔件并卷绕以形成元件,然后浸渗电解液,并插入到壳体后,进行封口,由此可以制作铝电解电容器。
74.实施例
75.以下对于本发明的铝电解电容器用分隔件以及具备该铝电解电容器用分隔件的铝电解电容器的具体的各种实施例、比较例进行详细说明。
76.〔分隔件和铝电解电容器的特性的测定方法〕
77.本实施方式的分隔件和铝电解电容器的各特性的具体的测定通过以下的条件和方法进行。
78.〔csf值〕
79.csf值为根据“jis p8121-2《浆粕-滤水度试验法-第2部:加拿大标准滤水度法》(iso5267-2《pulps-determination of drainability-part2:“canadian standard”freeness method》)”测定得到的值。
80.〔厚度、基重和密度〕
81.对于分隔件的厚度,使用“jis c 2300-2《电气用纤维素纸-第2部:试验方法》5.1厚度”中规定的“5.1.1测定器和测定方法a)使用外侧测微计的情况”的测微计,利用“5.1.3折叠纸并测定厚度的情况”的折叠为10张的方法进行测定。
82.对于分隔件的基重,利用“jis c 2300-2《电气用纤维素纸-第2部:试验方法》6基重”中规定的方法,测定绝干状态的分隔件的基重。
83.对于分隔件的密度,利用“jis c 2300-2《电气用纤维素纸-第2部:试验方法》7.0a密度b法”中规定的方法,测定绝干状态的分隔件的密度。
84.〔拉伸强度〕
85.利用“jis p 8113《纸和纸板-拉伸特性的试验方法-第2部:定速拉伸法》”(iso1924-2《paper and board-determination of tensile properties-part2:constant rate of elongation method》中规定的方法,以试验幅度15mm测定分隔件的纵向(制造方向)的最大拉伸负荷,作为拉伸强度。
86.〔平均纤维长度〕
87.平均纤维长为依据jis p 8226-2《浆粕-利用光学的自动分析法的纤维长测定方法第2部:非偏光法》(iso16065-2《pulps-determination of fibre length by automated optical analysis-part2:unpolarized light method》),使用kajaani fiberlab ver.4(metso automation公司制)测定得到的伸直长度(contour length)(中心线纤维长)的长度负荷平均纤维长的值。
88.〔撕裂指数〕
89.利用“jis p 8116《纸-撕裂强度试验方法-埃尔门多夫型撕裂试验机法》”(iso1974《paper-determination of tearing resistance-elmendorf method》)中规定的方法测定分隔件的横向(宽度方向)的撕裂强度。接着,得到的撕裂强度的值除以分隔件的基重,算出分隔件的撕裂指数。
90.〔分隔件介质击穿试验中的施加500v时的短路率〕
91.利用“jis c 2300-2《电气用纤维素纸-第2部:试验方法》24介质击穿的强度24.2.2直流的情况b法24.1.2.1方法2”中规定的方法,测定分隔件的介质击穿电压总计100处,在不足500v的电压下发生了短路的比率作为分隔件介质击穿试验中的施加500v时的短路率(以下简称为“施加500v时的短路率”)
92.〔存在于分隔件表面的薄壁细胞数的上下表面比率〕
93.使用扫描电子显微镜(以下简称为“sem”)、以200倍的倍率测定存在于1000μm(纵向)
×
5000μm(横向)的分隔件的上下表面的薄壁细胞数。将与圆网侧相反侧的薄壁细胞数除以圆网侧的薄壁细胞数,作为存在于分隔件表面的薄壁细胞的上下表面比率(以下简称为“薄壁细胞的上下表面比率”)。
94.〔使用了分隔件的铝电解电容器的制作〕
95.以下对于使用了本实施方式例的分隔件的铝电解电容器的制作方法进行说明。
96.使用上述结构的分隔件,在阳极铝箔与阴极铝箔之间夹设分隔件并卷绕以形成元件后,浸渗电解液,插入到壳体后,进行封口,由此制作铝电解电容器。
97.〔阻抗〕
98.对于所制作的铝电解电容器的阻抗,使用lcr计在20℃下以100khz的频率进行测定。
99.〔实施例1〕
100.使用双盘磨(以下简称为“ddr”),将混合有作为锦葵科植物浆粕的csf值550ml的洋麻浆粕60质量%、和作为经打浆的再生纤维素纤维的csf值30ml、平均纤维长度1.75mm的莱赛尔纤维40质量%的原料进行打浆直至csf值150ml,使用圆网三层抄纸机,得到厚度50μ
m、基重22.5g/m2、密度0.45g/cm3的三层分隔件。该分隔件的拉伸强度为24.5n/15mm、撕裂指数为47.9mn
·
m2/g、施加500v时的短路率为0.2%、薄壁细胞的上下表面比率为2.5。
101.使用该分隔件制作500个电容器元件,浸渗eg系电解液后,插入到壳体,进行封口,形成额定电压100v、电容100μf、直径12.5mm
×
长度20mm的铝电解电容器。该铝电解电容器在熟化试验中不会短路,阻抗为0.18ω。
102.〔实施例2〕
103.使用ddr,将混合有作为锦葵科植物浆粕的csf值700ml的洋麻浆粕80质量%、和作为经打浆的再生纤维素纤维的csf值200ml、平均纤维长度3.50mm的莱赛尔纤维20质量%的原料进行打浆直至csf值400ml,使用圆网三层抄纸机进行抄纸后,浸渗涂布作为水溶性聚合物的纸力增强剂,得到厚度60μm、基重15.0g/m2、密度0.25g/cm3的三层分隔件。该分隔件的拉伸强度为16.7n/15mm、撕裂指数为98.0mn
·
m2/g、施加500v时的短路率为5.8%、薄壁细胞的上下表面比率为1.7。
104.使用该分隔件制作500个电容器元件,浸渗eg系电解液后,插入到壳体,进行封口,形成额定电压100v、容量100μf、直径12.5mm
×
长度20mm的铝电解电容器。该铝电解电容器在熟化试验中不会短路,阻抗为0.15ω。
105.〔实施例3〕
106.使用ddr,将混合有作为椴树科植物浆粕的csf值100ml的黄麻浆粕50质量%、和作为经打浆的再生纤维素纤维的csf值0ml、平均纤维长度1.05mm的莱赛尔纤维50质量%的原料进行打浆直至csf值20ml,使用圆网二层抄纸机,得到厚度20μm、基重9.0g/m2、密度0.45g/cm3的二层分隔件。该分隔件的拉伸强度为10.0n/15mm、撕裂指数为38.1mn
·
m2/g、施加500v时的短路率为9.6%、薄壁细胞的上下表面比率为3.7。
107.使用该分隔件制作500个电容器元件,浸渗eg系电解液后,插入到壳体,进行封口,形成额定电压100v、容量100μf、直径12.5mm
×
长度20mm的铝电解电容器。该铝电解电容器在熟化试验中不会短路,阻抗为0.15ω。
108.〔实施例4〕
109.使用ddr,将混合有作为禾本科植物浆粕的csf值300ml的竹浆粕90质量%、和作为经打浆的再生纤维素纤维的csf值10ml、平均纤维长度1.35mm的莱赛尔纤维10质量%的原料进行打浆直至csf值200ml,使用圆网二层抄纸机,得到厚度35μm、基重21.0g/m2、密度0.60g/cm3的二层分隔件。该分隔件的拉伸强度为32.3n/15mm、撕裂指数为35.0mn
·
m2/g、施加500v时的短路率为1.6%、薄壁细胞的上下表面比率为2.8。
110.使用该分隔件制作500个电容器元件,浸渗eg系电解液后,插入到壳体,进行封口,形成额定电压100v、容量100μf、直径12.5mm
×
长度20mm的铝电解电容器。该铝电解电容器在熟化试验中不会短路,阻抗为0.18ω。
111.〔实施例5〕
112.使用ddr,将混合有作为禾本科植物浆粕的csf值400ml的麦秆浆粕50质量%、和作为经打浆的再生纤维素纤维的csf值100ml、平均纤维长度2.55mm的莱赛尔纤维50质量%的原料进行打浆直至csf值160ml,使用圆网二层抄纸机,得到厚度40μm、基重20.0g/m2、密度0.50g/cm3的二层分隔件。该分隔件的拉伸强度为16.7n/15mm、撕裂指数为27.0mn
·
m2/g、施加500v时的短路率为0.8%、薄壁细胞的上下表面比率为4.8。
113.使用该分隔件制作500个电容器元件,浸渗eg系电解液后,插入到壳体,进行封口,形成额定电压100v、容量100μf、直径12.5mm
×
长度20mm的铝电解电容器。该铝电解电容器在熟化试验中不会短路,阻抗为0.22ω。
114.〔实施例6〕
115.使用ddr,将混合有作为禾本科植物浆粕的csf值650ml的龙须草浆粕70质量%、和作为经打浆的再生纤维素纤维的csf值70ml、平均纤维长度2.20mm的波里诺西克人造丝纤维30质量%的原料进行打浆直至csf值380ml,使用圆网二层抄纸机,得到厚度50μm、基重25.0g/m2、密度0.50g/cm3的二层分隔件。该分隔件的拉伸强度为29.4n/15mm、撕裂指数为37.2mn
·
m2/g、施加500v时的短路率为0.0%、薄壁细胞的上下表面比率为4.1。
116.使用该分隔件制作500个电容器元件,浸渗eg系电解液后,插入到壳体,进行封口,形成额定电压100v、容量100μf、直径12.5mm
×
长度20mm的铝电解电容器。该铝电解电容器在熟化试验中不会短路,阻抗为0.20ω。
117.〔比较例1〕
118.使用ddr,将混合有作为锦葵科植物浆粕的csf值700ml的洋麻浆粕80质量%、作为经打浆的再生纤维素纤维的csf值230ml、平均纤维长度3.70mm的莱赛尔纤维20质量%的原料进行打浆直至csf值460ml,使用圆网三层抄纸机进行抄纸后,浸渗涂布作为水溶性聚合物的纸力增强剂,得到厚度65μm、基重15.0g/m2、密度0.23g/cm3的三层分隔件。该分隔件的拉伸强度为10.8n/15mm、撕裂指数为104.9mn
·
m2/g、施加500v时的短路率为16.4%、薄壁细胞的上下表面比率为1.5。
119.使用该分隔件制作500个电容器元件,浸渗eg系电解液后,插入到壳体,进行封口,形成额定电压100v、容量100μf、直径12.5mm
×
长度20mm的铝电解电容器。该铝电解电容器在熟化试验中发生了短路,但未短路的电容器的阻抗为0.16ω。
120.〔比较例2〕
121.使用与实施例3相同的原料,使用圆网二层抄纸机,得到厚度18μm、基重7.7g/m2、密度0.43g/cm3的二层分隔件。该分隔件的拉伸强度为9.0n/15mm、撕裂指数为38.0mn
·
m2/g、施加500v时的短路率为23.0%、薄壁细胞的上下表面比率为3.3。
122.使用该分隔件制作500个电容器元件,浸渗eg系电解液后,插入到壳体,进行封口,形成额定电压100v、容量100μf、直径12.5mm
×
长度20mm的铝电解电容器。制作电容器元件时,由于拉伸强度弱的影响而制作元件时发生了分隔件的断裂。该铝电解电容器在熟化试验中发生了短路,但未短路的电容器的阻抗为0.13ω。
123.〔比较例3〕
124.使用ddr,将混合有作为禾本科植物浆粕的csf值300ml的竹浆粕95质量%、和作为经打浆的再生纤维素纤维的csf值10ml、平均纤维长度1.35mm的莱赛尔纤维5质量%的原料进行打浆直至csf值270ml,使用圆网二层抄纸机,得到厚度35μm、基重21.0g/m2、密度0.60g/cm3的二层分隔件。该分隔件的拉伸强度为23.5n/15mm、撕裂指数为23.3mn
·
m2/g、施加500v时的短路率为2.6%、薄壁细胞的上下表面比率为2.5。
125.使用该分隔件制作500个电容器元件,浸渗eg系电解液后,插入到壳体,进行封口,形成额定电压100v、容量100μf、直径12.5mm
×
长度20mm的铝电解电容器。该铝电解电容器在熟化试验中不会短路,阻抗为0.20ω。
126.〔比较例4〕
127.使用ddr,将作为禾本科植物浆粕的竹浆粕进行打浆直至csf值300ml,使用圆网二层抄纸机,得到厚度35μm、基重21.0g/m2、密度0.60g/cm3的二层分隔件。该分隔件的拉伸强度为23.5n/15mm、撕裂指数为22.4mn
·
m2/g、施加500v时的短路率为2.8%、薄壁细胞的上下表面比率为2.4。
128.使用该分隔件制作500个电容器元件,浸渗eg系电解液后,插入到壳体,进行封口,形成额定电压100v、容量100μf、直径12.5mm
×
长度20mm的铝电解电容器。该铝电解电容器在熟化试验中不会短路,阻抗为0.20ω。
129.〔比较例5〕
130.使用ddr,将混合有作为禾本科植物浆粕的csf值400ml的麦秆浆粕40质量%、和作为经打浆的再生纤维素纤维的csf值100ml、平均纤维长度2.55mm的莱赛尔纤维60质量%的原料进行打浆直至csf值140ml,使用圆网二层抄纸机,得到厚度40μm、基重20.0g/m2、密度0.50g/cm3的二层分隔件。该分隔件的拉伸强度为18.6n/15mm、撕裂指数为28.4mn
·
m2/g、施加500v时的短路率为0.4%、薄壁细胞的上下表面比率为5.3。
131.使用该分隔件制作500个电容器元件,浸渗eg系电解液后,插入到壳体,进行封口,形成额定电压100v、容量100μf、直径12.5mm
×
长度20mm的铝电解电容器。该铝电解电容器在熟化试验中不会短路,阻抗为0.27ω。
132.〔比较例6〕
133.使用ddr,将混合有作为禾本科植物浆粕的csf值200ml的麦秆浆粕50质量%、和作为经打浆的再生纤维素纤维的csf值0ml、平均纤维长度0.95mm的莱赛尔纤维50质量%的原料进行打浆直至csf值40ml,使用圆网三层抄纸机,得到厚度30μm、基重15.0g/m2、密度0.50g/cm3的三层分隔件。该分隔件的拉伸强度为14.7n/15mm、撕裂指数为18.3mn
·
m2/g、施加500v时的短路率为0.4%、薄壁细胞的上下表面比率为4.6。
134.使用该分隔件制作500个电容器元件,浸渗eg系电解液后,插入到壳体,进行封口,形成额定电压100v、容量100μf、直径12.5mm
×
长度20mm的铝电解电容器。撕裂强度和撕裂指数弱,因此,制作电容器元件时,发生了分隔件的断裂。该铝电解电容器在熟化试验中不会短路,阻抗为0.21ω。
135.〔比较例7〕
136.使用圆网一层抄纸机,对于与实施例6相同的原料,得到厚度50μm、基重25.0g/m2、密度0.50g/cm3的一层分隔件。该分隔件的拉伸强度为28.4n/15mm、撕裂指数为36.8mn
·
m2/g、施加500v时的短路率为2.4%、薄壁细胞的上下表面比率为6.8。
137.使用该分隔件制作500个电容器元件,浸渗eg系电解液后,插入到壳体,进行封口,形成额定电压100v、容量100μf、直径12.5mm
×
长度20mm的铝电解电容器。该铝电解电容器在熟化试验中不会短路,阻抗为0.26ω。
138.〔现有例1〕
139.将作为芭蕉科植物浆粕的马尼拉麻浆粕、和作为禾本科植物浆粕的针茅草浆粕各混合一半量,使用ddr,进行打浆直至csf值550ml,使用圆网二层抄纸机,得到厚度50μm、基重25.0g/m2、密度0.50g/cm3的二层分隔件。该分隔件的拉伸强度为29.4n/15mm、撕裂指数为32.9mn
·
m2/g、施加500v时的短路率为4.0%、薄壁细胞的上下表面比率为1.9。
140.使用该分隔件制作500个电容器元件,浸渗eg系电解液后,插入到壳体,进行封口,形成额定电压100v、容量100μf、直径12.5mm
×
长度20mm的铝电解电容器。该铝电解电容器在熟化试验中不会短路,阻抗为0.20ω。
141.〔现有例2〕
142.将作为芭蕉科植物浆粕的马尼拉麻浆粕、和作为禾本科植物浆粕的麦秆浆粕各混合一半量,使用ddr,进行打浆直至csf值600ml,使用圆网三层抄纸机,得到厚度60μm、基重30.0g/m2、密度0.50g/cm3的三层分隔件。该分隔件的拉伸强度为34.3n/15mm、撕裂指数为24.2mn
·
m2/g、施加500v时的短路率为3.7%、薄壁细胞的上下表面比率为5.5。
143.使用该分隔件制作500个电容器元件,浸渗eg系电解液后,插入到壳体,进行封口,形成额定电压100v、容量100μf、直径12.5mm
×
长度20mm的铝电解电容器。该铝电解电容器在熟化试验中不会短路,阻抗为0.31ω。
144.将实施例1至实施例6、比较例1至比较例7、现有例1和现有例2的各分隔件和额定电压100v的电容器的阻抗的评价结果示于表1。
145.[表1]
[0146][0147]
实施例2的分隔件中使用csf值200ml、平均纤维长度3.50mm的莱赛尔纤维,但比较例1的分隔件中使用csf值230ml、平均纤维长度3.70mm的莱赛尔纤维。对于比较例1的分隔件,原料的平均纤维长度变长,因此,分隔件的质地恶化,密度也低于0.25g/cm3,结果施加500v时的短路率恶化至16.4%。另外,对于比较例1的分隔件,撕裂指数超过100mn
·
m2/g,
为104.9mn
·
m2/g。
[0148]
撕裂指数如果超过100mn
·
m2/g,则原料的平均纤维长度过度变长,导致质地恶化,分隔件的耐短路性能降低。另外,密度如果低于0.25g/cm3,则拉伸强度大幅降低。
[0149]
实施例3与比较例2的分隔件为使用相同的原料、用圆网二层抄纸机进行了抄纸的分隔件,但实施例3的分隔件如下:厚度20μm、基重9.0g/m2,比较例2的分隔件如下:厚度18μm、基重7.7g/m2。比较例2的分隔件用多层的圆网抄纸机进行了抄纸,但厚度变得低于20μm,因此,由于纤维的重叠条数不足而拉伸强度大幅降低,成为9.0n/15mm,制作电容器元件时发生了分隔件的断裂。另外,耐短路性能降低,结果施加500v时的短路率成为23.0%,发生了熟化短路。施加500v时的短路率与铝电解电容器的熟化试验中的短路有相关性,为了抑制铝电解电容器的熟化试验中的短路,必须使分隔件的施加500v时的短路率为10%以下。此外,本发明的分隔件优选厚度20μm以上、基重8.0g/m2以上。
[0150]
实施例4、比较例3、比较例4的分隔件是变更竹浆粕与莱赛尔纤维的配混比率而制作的、相同的厚度、相同的密度的分隔件。实施例4的分隔件的再生纤维素纤维的比率为10质量%,但比较例3为5质量%、比较例4为0质量%。
[0151]
实施例4的分隔件与比较例4的分隔件相比,拉伸强度、撕裂指数、施加500v时的短路率优异。
[0152]
另一方面,比较例3的分隔件与比较例4的分隔件相比,拉伸强度、撕裂指数、施加500v时的短路率为基本相同的值。
[0153]
为了添加经打浆的再生纤维素纤维,得到耐短路性能、强度特性的改善效果、阻抗的减少效果等,必须使经打浆的再生纤维素纤维的比率为10质量%以上。
[0154]
实施例5与比较例5的分隔件是变更麦秆浆粕与莱赛尔纤维的配混比率而制作的、相同的厚度、相同的密度的分隔件。通常,经打浆的再生纤维素纤维与天然纤维素纤维相比,阻抗特性优异,因此,越增加配混比率,分隔件的阻抗相应越减少。然而,与使用了莱赛尔纤维的比率少的实施例5的分隔件的电容器相比,使用了莱赛尔纤维的比率多的比较例5的分隔件的电容器的阻抗变高。这是由于,经打浆的再生纤维素纤维具有很多纤维直径小的原纤维,因此,分隔件的致密性改善,用圆网抄纸机抄纸时捕捉原本应向白水中流出的天然纤维素纤维中的薄壁细胞,分隔件中的薄壁细胞比率改善。
[0155]
将薄壁细胞多的天然纤维素纤维、特别是锦葵科植物浆粕、椴树科植物浆粕、禾本科植物浆粕、与经打浆的再生纤维素纤维混合并抄纸的情况下,必须使经打浆的再生纤维素纤维的比率为50质量%以下。
[0156]
实施例6与比较例7的分隔件是使用相同的原料、用圆网二层抄纸机或者圆网一层抄纸机分别制作的分隔件。用圆网一层抄纸机制作的比较例7的分隔件与用圆网二层抄纸机制作的实施例6的分隔件相比,分隔件中的薄壁细胞比率高,因此,拉伸强度、撕裂指数稍变低,电容器的阻抗大幅恶化。本发明的分隔件的抄纸中优选使用圆网多层抄纸机。
[0157]
〔实施例7〕
[0158]
使用ddr,将混合有作为禾本科植物浆粕的csf值650ml的甘蔗渣浆粕50质量%、和作为经打浆的再生纤维素纤维的csf值200ml、平均纤维长度3.50mm的莱赛尔纤维50质量%的原料进行打浆直至csf值300ml,使用圆网三层抄纸机,得到厚度120μm、基重81.6g/m2、密度0.68g/cm3的三层分隔件。该分隔件的拉伸强度为73.5n/15mm、撕裂指数为30.0mn
·
m2/g、
施加500v时的短路率为0.0%、薄壁细胞的上下表面比率为4.8。
[0159]
使用该分隔件制作500个电容器元件,浸渗gbl系电解液后,插入到壳体,进行封口,形成额定电压400v、容量10μf、直径12.5mm
×
长度20mm的铝电解电容器。该铝电解电容器在熟化试验中未短路。
[0160]
如此,确认了,本发明的分隔件还可以适用于所谓中高压gbl系的铝电解电容器。
[0161]
以上,根据本实施方式,可以提供:使用经中长期能稳定地获得的、锦葵科植物浆粕、椴树科植物浆粕和禾本科植物浆粕、和经打浆的再生纤维素纤维、且撕裂强度、耐短路性能和阻抗特性优异的铝电解电容器用分隔件和使用该分隔件的铝电解电容器。
[0162]
以上,对于将本实施方式的分隔件用于铝电解电容器的例子进行了说明。
[0163]
省略对于铝电解电容器的其它结构、制造方法的详细内容的说明,但是本发明的铝电解电容器中,对于电极材料和电解液材料无需特别限定,可以使用各种材料。另外,只要元件外径容许则也能够使用多张本发明的分隔件,或者使用一张以上本发明的分隔件与其它分隔件一起重叠多张来使用。
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