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公開番号2022141392
公報種別公開特許公報(A)
公開日2022-09-29
出願番号2021041671
出願日2021-03-15
発明の名称固体電解コンデンサ用セパレータ
出願人三菱製紙株式会社
代理人
主分類H01G 9/02 20060101AFI20220921BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】本発明の課題は、ESRが低く、外形が小さく、ばらつきの小さい固体電解コンデンサを高い生産性で製造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にある。
【解決手段】
非フィブリル化熱可塑性繊維及びフィブリル化繊維を含み、フィブリル化繊維がフィブリル化アラミド繊維及びフィブリル化セルロース繊維を含み、フィブリル化セルロース繊維がフィブリル化天然セルロース繊維を含み、セパレータに含まれる繊維全体に対し、フィブリル化繊維の含有率が40質量%以下であり、フィブリル化アラミド繊維の含有率が10質量%以上であり、フィブリル化セルロース繊維の含有率が7質量%以上であり、フィブリル化天然セルロース繊維の含有率が5質量%以下であり、厚さが45μm未満であることを特徴とする固体電解コンデンサ用セパレータ。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項1】
非フィブリル化熱可塑性繊維及びフィブリル化繊維を含む固体電解コンデンサ用セパレータであって、フィブリル化繊維がフィブリル化アラミド繊維及びフィブリル化セルロース繊維を含み、フィブリル化セルロース繊維がフィブリル化天然セルロース繊維を含み、
セパレータに含まれる繊維全体に対し、フィブリル化繊維の含有率が40質量%以下であり、フィブリル化アラミド繊維の含有率が10質量%以上であり、フィブリル化セルロース繊維の含有率が7質量%以上であり、フィブリル化天然セルロース繊維の含有率が5質量%以下であり、厚さが45μm未満であることを特徴とする固体電解コンデンサ用セパレータ。
続きを表示(約 170 文字)【請求項2】
セパレータに含まれる繊維全体に対し、フィブリル化天然セルロース繊維の含有率が1質量%以上である、請求項1記載の固体電解コンデンサ用セパレータ。
【請求項3】
セパレータに含まれる繊維全体に対し、フィブリル化繊維の含有率が20質量%以上である、請求項1又は2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、固体電解コンデンサ用セパレータ(以下、「固体電解コンデンサ用セパレータ」を「セパレータ」と記す場合がある)に関する。
続きを表示(約 2,100 文字)【背景技術】
【0002】
従来の塩溶液に代わり、導電性高分子を負極として用いた固体電解コンデンサ(固体電解キャパシタ)は、等価直列抵抗(以下、「等価直列抵抗」を「ESR」と記す場合がある)が低い特徴がある。
【0003】
スイッチング電源回路においては、近年、トランス、インダクタを小型化する目的で、スイッチング周波数の高周波化が志向されている。スイッチング電源回路においては、リプルを抑制するため、平滑コンデンサと呼ばれるコンデンサが用いられているが、前記スイッチング周波数の高周波化に伴い、充放電に伴う発熱(以下、「充放電に伴う発熱」を「リプル損失」と記す場合がある)の増大が問題になっている。外形の大きなコンデンサを用いることで、発熱量あたりの温度上昇を抑制でき、また、ESRが低いことで、発熱量そのものも抑制できる。しかし、外形の大きなコンデンサを用いた場合、トランス、インダクタを小型化したことの効果が減殺されてしまう。
【0004】
前記の通り、固体電解コンデンサはESRが低いことから、同一の外形で比較して、塩溶液を用いた従来の電解コンデンサ(以下、「塩溶液を用いた従来の電解コンデンサ」を、「液体電解コンデンサ」と記す場合がある)に比してリプル損失が小さい。反対に同一の許容リプル損失で比較すると、液体電解コンデンサと比較して、固体電解コンデンサの素子の外径が小型になる。よって、固体電解コンデンサを用いることで、液体電解コンデンサを用いる場合よりもスイッチング電源回路を小型化できる優位性がある。
【0005】
スイッチング電源回路を小型化できると言う優位性をより発揮するために、同容量、同耐圧で比較して、従来よりも小型の固体電解コンデンサが求められており、その手段の一つとして、セパレータの薄型化が志向されている。
【0006】
固体電解コンデンサ用セパレータとしては、従来、非フィブリル化有機繊維、融点又は熱分解温度が250℃以上のフィブリル化高分子を含有した湿式不織布からなるセパレータが提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1による固体電解コンデンサ用セパレータは、従来広く用いられてきた45μm以上の厚みにおいては、非常に良好な特性を示すが、素子の外形を小型化するために求められている45μm未満の厚みとした場合、以下のような問題が生じる。
【0007】
すなわち、固体電解コンデンサの製造工程においては、電極とセパレータを積層して捲回体を作製した後、導電性高分子の溶液若しくは分散液又は導電性高分子の前駆体である単量体(以下、「導電性高分子の溶液若しくは分散液又は導電性高分子の前駆体である単量体」を、「導電性高分子溶液等」と記す場合がある)に浸漬し、セパレータに導電性高分子の溶液又は導電性高分子の前駆体である単量体を含浸し、次いで乾燥又は単量体を重合して、セパレータ表面に導電性高分子が付着した導電路ネットワークを形成している。
【0008】
厚み45μm以上のセパレータを用いた固体電解コンデンサの場合、特許文献1のセパレータを用いた際には、適切に導電路ネットワークが形成され、低いESRを得ることができていた。ところが、厚み45μm未満のセパレータを用いた固体電解コンデンサを用いた場合、導電性高分子溶液等がセパレータ内に浸透する経路となる捲回体端面のセパレータ露出面積が小さく、特許文献1のセパレータを用いた際には、従来と同程度の浸漬時間では、捲回体内に十分に導電性高分子溶液等が行きわたらない個体が生じ易い。その結果、素子に、設計容量よりも容量の少ない個体や、ESRの高い個体が生じ易い問題がある。素子に容量の少ない個体が含まれる場合、容量が少ないことを前提とした回路定数を設定する、言い換えれば、回路上必要な容量よりも大きな設計容量を有するコンデンサを適用した回路設計をせざるを得ず、固体電解コンデンサの容量あたりの体積を小型化したことによる、回路小型化の効果を減殺してしまう。また、設計通りの容量とESRを有する個体と、設計容量よりも容量が少ない、又は設計よりもESRが高い個体とが混在する場合、すなわちコンデンサの容量やESRのばらつきが大きい場合、組み込まれた電子機器の動作に個体差が生じ、回路の動作が不安定になるおそれもある。これらの問題は、捲回体を導電性高分子溶液等に浸漬する時間を長くすることによっても解決することができるが、この場合、固体電解コンデンサの生産性が低下する問題が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
特開2004-235293号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
本発明の課題は、外形が小さく、ESRが低く、個体間のばらつきが小さい、すなわち容量が小さい個体やESRの高い個体が生じ難い固体電解コンデンサを高い生産性で製造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にある。
【課題を解決するための手段】
(【0011】以降は省略されています)

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