JP2000058396A - 電解コンデンサの駆動用電解液 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 比抵抗の上昇を抑制しつつ、耐電圧向上を図
ることができる電解コンデンサの駆動用電解液を提供す
る。 【解決手段】 エチレングリコールを主成分とする溶媒
に、高級二塩基酸またはそのアンモニウム塩、及びホウ
酸またはそのアンモニウム塩を溶解し、架橋型ポリビニ
ルアルコール−ポリエチレングリコールジアクリレート
共重合体（化１、ｎ＝２００〜１５００、ｍ＝４〜８０
０）を０．１〜１０．０ｗｔ％溶解することを特徴とし
ている。 【化１】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐電圧を改善した
電解コンデンサの駆動用電解液(以下、電解液と称す)の
改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、エチレングリコールを主成分とす
る溶媒に高級二塩基酸またはそのアンモニウム塩、及び
ホウ酸またはそのアンモニウムを溶解した電解コンデン
サ用電解液にポリエチレングリコールや、ポリビニルア
ルコール等の合成高分子を添加すると電解液の耐電圧を
向上できることが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】平均分子量が１０００
以下の比較的重合度の小さいポリエチレングリコール
は、電解液に対する溶解性が高いが耐電圧向上の効果が
小さい。平均分子量が１０００以上のものは耐電圧向上
の効果が大きいが、大幅な比抵抗の上昇を伴う。ポリビ
ニルアルコールは、３次元網目構造を有するため、比抵
抗を大幅に上昇させずに耐電圧を向上できるが、エチレ
ングリコールを主溶媒とする電解液に対して溶解性が非
常に低いためごく少量しか溶解せず、溶解しても製品中
の発熱等により、ポリビニルアルコールの主鎖の切断が
生じるため耐電圧向上の効果が減少してしまう問題があ
った。本発明は上記の欠点を改善し、電解液の比抵抗の
上昇を抑制しつつ、耐電圧の向上及び耐電圧の維持を図
ることができ、かつ、溶解性の向上も可能な電解コンデ
ンサ用電解液を提供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するために、各種検討した結果、見出されたものであ
る。ポリビニルアルコールをポリエチレングリコールジ
アクリレートで架橋して形成した架橋型ポリビニルアル
コール−ポリエチレングリコールジアクリレート共重合
体は、エチレングリコールに対する溶解性が高いポリエ
チレングリコール部分と、耐電圧に効果のあるポリビニ
ルアルコール部分を併せて活用できる。そして、上記の
共重合体を使用すると、ポリビニルアルコールを単独で
用いたときより、エチレングリコールを主溶媒とする電
解液に対する溶解性を向上でき、かつ架橋構造による効
果−耐熱性、耐薬品性に優れる特性を利用できることが
判明した。

【０００５】すなわち、エチレングリコールを主成分と
する溶媒に、高級二塩基酸またはそのアンモニウム塩、
およびホウ酸またはそのアンモニウム塩を溶解してなる
電解コンデンサの駆動用電解液に、架橋型ポリビニルア
ルコール−ポリエチレングリコールジアクリレート共重
合体（化２）を添加することを特徴とする電解コンデン
サの駆動用電解液である。

【化２】

【０００６】そして、上記記載の架橋型ポリビニルアル
コール−ポリエチレングリコールジアクリレート共重合
体として、ポリビニルアルコールの重合度（ｎ）が２０
０〜１５００であり、ポリエチレングリコールの重合度
（ｍ）が４〜８００であることを特徴とする電解コンデ
ンサの駆動用電解液である。

【０００７】さらに、上記記載の架橋型ポリビニルアル
コール−ポリエチレングリコールジアクリレート共重合
体の添加量が、０．１〜１０．０ｗｔ％であることを特
徴とする電解コンデンサの駆動用電解液である。

【０００８】ポリビニルアルコールをポリエチレングリ
コールジアクリレートで架橋して形成した架橋型ポリビ
ニルアルコール−ポリエチレングリコールジアクリレー
ト共重合体は化２に示したように、ポリビニルアルコー
ル部分とポリエチレングリコール部分を有し、ポリビニ
ルアルコール部分とポリエチレングリコール部分がとも
に耐電圧向上の効果を示し、ポリエチレングリコール部
分によりエチレングリコールに対する溶解性を向上さ
せ、ポリビニルアルコール部分が有する３次元網目構造
により比抵抗の上昇を抑制できる。またアクリル酸によ
る架橋構造のため、熱分解が生じにくく、耐熱性に優れ
るため、ポリビニルアルコールの主鎖切断による分子量
低下を抑えることができ、高温下における電解液の耐電
圧低下を防止できる。

【０００９】

【実施例】以下、実施例の具体的内容について説明す
る。溶媒にエチレングリコール、溶質にホウ酸と、高級
二塩基酸としてはアジピン酸、セバシン酸を用いた。添
加剤としてはマンニトール、オルトリン酸を用いた。そ
して耐電圧向上を目的として架橋型ポリビニルアルコー
ル−ポリエチレングリコールジアクリレート共重合体、
ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコールを添加
した。ｐＨ調整剤としてアンモニア水を用いた。表１に
電解液の組成、３０℃の比抵抗、８５℃の火花発生電圧
（以下、火花電圧と称す）の測定結果を示した。

【００１０】

【表１】

【００１１】従来例、比較例１〜３に示すように、平均
分子量１０００のポリエチレングリコールを添加すると
火花電圧は上昇するが、同時に比抵抗も上昇し、添加量
１０．０ｗｔ％では火花電圧は４３５Ｖまで達するが、
比抵抗は７８０Ω・ｃｍまで上昇した。比較例４〜６の
平均分子量２００００のポリエチレングリコールでは、
平均分子量１０００と比べ、火花電圧の上昇は大きいが
５．０ｗｔ％添加した場合、完全に溶解できなかった。

【００１２】次にポリビニルアルコールの添加について
の検討結果を、比較例７〜９に示した。ポリエチレング
リコールに比べ、比抵抗の上昇がほとんどなく火花電圧
は上昇しているが、２．０ｗｔ．％の添加では完全に溶
解できなかった。

【００１３】そこで、実施例１〜３に示すように架橋型
ポリビニルアルコール−ポリエチレングリコールジアク
リレート共重合体を添加すると、火花電圧が４２５Ｖの
場合でも比抵抗は６６５Ω・ｃｍに抑えられ、１０．０
ｗｔ％添加しても完全に溶解可能で、火花電圧は４４０
Ｖまで上昇させることができ、比抵抗の上昇も６９０Ω
・ｃｍ程度であった。

【００１４】尚、このとき架橋型ポリビニルアルコール
−ポリエチレングリコールジアクリレート共重合体の添
加量が０．１０ｗｔ％未満では耐電圧向上の効果がな
く、１０．０ｗｔ．％を超える場合では完全に溶解でき
なくなるため不適である。さらに、ポリビニルアルコー
ルの重合度ｎが２００未満、もしくはポリエチレングリ
コールの重合度ｍが４未満の場合、耐電圧向上の効果が
なく、ポリビニルアルコールの重合度ｎが１５００、も
しくはポリエチレングリコールの重合度ｍが８００を超
える場合、完全に溶解することができないため不適であ
る。

【００１５】

【発明の効果】上記の通り、架橋型ポリビニルアルコー
ル−ポリエチレングリコールジアクリレート共重合体を
エチレングリコールを主体とした電解液に添加した場
合、比抵抗を上昇させずに耐電圧の改善を図ることがで
きる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エチレングリコールを主成分とする溶媒
   に、高級二塩基酸またはそのアンモニウム塩、およびホ
   ウ酸またはそのアンモニウム塩を溶解してなる電解コン
   デンサの駆動用電解液に、架橋型ポリビニルアルコール
   −ポリエチレングリコールジアクリレート共重合体（化
   １）を添加することを特徴とする電解コンデンサの駆動
   用電解液。 【化１】
2. 【請求項２】 請求項１記載の架橋型ポリビニルアルコ
   ール−ポリエチレングリコールジアクリレート共重合体
   として、ポリビニルアルコールの重合度（ｎ）が２００
   〜１５００であり、ポリエチレングリコールの重合度
   （ｍ）が４〜８００であることを特徴とする電解コンデ
   ンサの駆動用電解液。
3. 【請求項３】 請求項１記載の架橋型ポリビニルアルコ
   ール−ポリエチレングリコールジアクリレート共重合体
   の添加量が、０．１〜１０．０ｗｔ％であることを特徴
   とする電解コンデンサの駆動用電解液。