JP2002299189A - 電解コンデンサ用封口体およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電解液の封口部位の透過性を低減させて電解
コンデンサの性能劣化を防止するとともに、封口体と空
気との接触を遮断して封口体のひび割れや硬化を防止す
る。 【解決手段】 電解コンデンサ用封口体は、電解コンデ
ンサの封口に用いられる封口体であって、弾性ゴムに超
高分子量ポリエチレンを介してビニルアルコール重合体
層に積層させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電解コンデンサの封
口体に係り、封口体は超高分子量ポリエチレン層を介し
てビニルアルコールの重合体層に積層されるものに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の電解コンデンサの構造を図２とと
もに説明する。図２は電解コンデンサ１０の構成を示す
断面図であり、陽極箔と陰極箔をセパレータと共に巻回
したコンデンサ素子１２に電解液を含浸し、このコンデ
ンサ素子を有底筒状の外装ケース１４に収納し、外装ケ
ースの開口端部を封口体１６で封口して構成されてい
る。このような電解コンデンサでは、外装ケースの端部
は横溝加工およびカーリング加工からなる加締めにより
電解コンデンサの封口を得るものであるため、封口体と
しては通常、弾性ゴムが用いられることが多い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】電解コンデンサにおい
てコンデンサ素子に含浸された電解液が封口体を透過し
て次第に減少し、静電容量の低下を引き起こすという問
題を有していた。そのため、電解コンデンサ用封口体の
要求特性の一つとして、電解液の透過性が低いことが挙
げられる。従来、その向上のための手段としては、ゴム
の充填剤の種類や充填量を変えることによって対応して
いた。しかし、特性の絶対的なレベルはポリマーの分子
構造に大きく起因するため、画期的な改善は難しいとい
う問題があった。

【０００４】すでに、特開平７−３０７２５３号公報に
おいて、封口体の表面に金属や樹脂を接着し、電解液の
透過性を低減させる方法が提案されている。しかしなが
ら、この方法において過酸化物加硫ゴムとの接着は接着
材を必要とするとともに、封口体の表面あるいは貼付す
る金属、樹脂表面のスパッタエッチングによる改質等の
表面処理を行わないと困難であるという問題があった。

【０００５】そこで、本発明の目的は、電解液の封口部
位での透過性を低減させて電解コンデンサの性能劣化を
防止するとともに、封口体と空気との接触を遮断して封
口体のひび割れや硬化を防止することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明に係る電解コンデンサ用封口体は、電解コン
デンサの封口に用いられる封口体であって、弾性ゴムに
超高分子量ポリエチレンを介してビニルアルコール重合
体層に積層させることを特徴とする。

【０００７】また、弾性ゴムに超高分子量ポリエチレン
を介してビニルアルコール重合体層に積層させて、前記
ビニルアルコールの重合体層の上にさらに超高分子量ポ
リエチレン層を形成して、弾性ゴムの上に少なくとも三
層構造の積層体を設けることもできる。

【０００８】そして、本発明に係る電解コンデンサ用封
口体の製造方法は、ビニルアルコール重合体シートと超
高分子量ポリエチレンフィルムよりなる積層シートの前
記超高分子量ポリエチレンフイルム側に加硫剤を添加し
たゴムを接触させ加熱して成型する。

【０００９】下金型に未加硫ゴムに加硫剤を添加して混
練したゴムを流し込み、前記ゴム上に積層シートを載せ
て上金型を被せるとともに加熱加圧して成型し所定の形
状に切り出すこともできる。

【００１０】加硫剤としては有機過酸化物加硫剤を用い
ると好ましい。

【００１１】本発明に係る電解コンデンサ用封口体は、
弾性ゴムに超高分子量ポリエチレン／エチレンビニルア
ルコール／超高分子量ポリエチレンを三層に積層した複
合フィルムを張り付けたものである。

【００１２】超高分子量ポリエチレンは、平均分子量が
１００万〜５００万ときわめて大きいため化学薬品に対
して安定であり、吸水性が極めて少なく電気特性が優れ
ている。さらに、弾性ゴムの表面処理を行わずとも、過
酸化物加硫が可能なゴムと加硫接着が可能である。

【００１３】ビニルアルコール共重合体は、ビニルアル
コールを共重合させた物質であり、熱溶融性成形加工性
が付与されるとともに高いガスバリヤー性を有する。

【００１４】このため、高分子量ポリエチレンとビニル
アルコールの共重体層を積層するとガス透過性が低いと
いう効果を得られる。

【００１５】ビニルアルコールの重合体としては、ポリ
ビニルアルコールとエチレンビニルアルコールが本発明
において使用される。エチレンビニルアルコールは、エ
チレンと共重合された共重合樹脂である。

【００１６】さらに、超高分子量ポリエチレンフィルム
は、動摩擦係数が低いため本発明の三層の表面層とする
ことにより、加工時の成形金型からの離型性が向上す
る。

【００１７】また、本発明の製造方法において、超高分
子量ポリエチレンフィルムとビニルアルコールの重合体
シートからなる積層シートにおいて超高分子量ポリエチ
レンフィルム側に過酸化物加硫したゴム層を接触させ加
熱して成形する。その結果、超高分子量ポリエチレンフ
ィルムと弾性ゴムが接合する。すなわち、フィルムまた
はゴム表面の改質等をすることなく接合可能である。

【００１８】加硫方法としては、過酸化物加硫、樹脂加
硫、その他キノサイド加硫、硫黄加硫、ポリアミン加
硫、ポリオール加硫を挙げることができる。中でも、有
機化酸化物加硫剤によって加硫したゴムは、加硫するこ
とによって超高分子量ポリエチレンと加硫接着すること
が可能であるとともにゴムの耐熱性が向上する。このた
め、高温環境で使用される電解コンデンサ用封口体とし
ては、熱による劣化が少なくなり、寿命特性の向上を図
ることができるため好適である。

【００１９】有機過酸化物加硫剤としては、ケトンパー
オキサイド類、パーオキシケタール類、ジアルキルパー
オキサイド類、ジアシルパーオキサイド類、パーオキシ
ジカーボネート類、パーオキシエステル類等を例示する
ことができる。より具体的には、１，１−ビス(ｔ―ブ
チルパーオキシ)−３，３，５−トリメチルシクロヘキ
サン、ｔ―ブチルパーオキシベンゾエート、ｎ−ブチル
−４，４−ビス(ｔ―ブチルパーオキシ)バレレート、
α，α′−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ジイソプロピ
ルベンゼン、ジクミルパーオキサイド、２，５−ジメチ
ル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ｔ
−ブチルクミルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオ
キサイド等を例示することができる。

【００２０】

【実施例】以下、実施例につき、図１を参照しながらさ
らに詳細に説明する。本発明に係る封口体は、図１の
に示すように積層シート６と弾性ゴム４とが積層され
る。

【００２１】積層シート６は、エチレンビニルアルコー
ルフィルムとしてクラレ社製商品名「エバール」を、超
高分子量ポリエチレンシートとして大塚テクノ社製商品
名「テクノール」を積層し、超高分子量ポリエチレン／
エチレンビニルアルコール／超高分子量ポリエチレンの
３層構造の積層フィルムを得る。このときの厚さは、上
層の超高分子量ポリエチレンは８０μｍ、中間層のエチ
レンビニルアルコールは３０μｍ、下層の超高分子量ポ
リエチレンは８０μｍである。また、超高分子量ポリエ
チレンとエチレンビニルアルコールとは、ウレタン系ま
たはエポキシ系の接着材を介して接合される。

【００２２】テクノールの融点は１３６℃であるが、高
分子量であるため融点以上の温度でも液状に溶融するこ
とがない。

【００２３】弾性ゴム４は、有機過酸化物加硫が可能な
エチレンプロピレンジエンゴム、部分架橋ブチルゴム、
樹脂加硫ブチルゴムのいずれかから構成される。本実施
例では、部分架橋ブチルゴムより構成される。

【００２４】次に、図１のからを使用して本願発明
に係る封口体の製造方法について示す。

【００２５】第１に、図１のに示すように封口体を形
成する下金型２を示す。金型２は、作成する封口体の個
数に応じた凹部を一定間隔をおいて設ける。

【００２６】第２に、図１のに示すように未加硫ゴム
に有機過酸化物加硫剤を添加し混練したゴムを投入す
る。

【００２７】第３に、図１のに示すように上記のゴム
層の上に積層シート６をさらに積層する。

【００２８】第４に、図１のに示すように上記積層シ
ート６上に上金型８を搭載する。さらに、加熱及び加圧
して成形し封口体の連続体を得る。

【００２９】第５に、図１のに示すように封口体の連
続体を金型より取出す。この際に、超高分子量ポリエチ
レンが上金型８に付着しないため、上金型８からの剥離
が容易である。封口体の連続体を図５に示す切断線で切
断することにより、図６に示される個々の封口体を得
る。

【００３０】加硫に際する条件は、ジクミルパーオキサ
イド（１分半減期１７５℃）をゴムの加硫剤として用い
る場合に、１５７℃で１５分間である。

【００３１】１，１−ビス（ｔ−ブチルペロキシ）−
３，３，５―トリメチルシクロヘキサン（１分半減期温
度１４９℃）をゴムの加硫剤として用いる場合に、加硫
に際する条件は１５０℃で５分間である。

【００３２】さらに、本願発明の実施例と従来例とを比
較する実験を行った。実施例は、積層フィルムを貼付け
した封口体を用いて電解コンデンサを作製した。そのサ
イズはφ１６×２５Ｌであり、定格電圧と定格静電容量
は２５ＷＶ１２００μＦである。一方、従来例は積層フ
ィルムを貼付けしていない封口体を用いて作製された電
解コンデンサである。寿命試験の、試験条件は１５０℃
および２０００時間、定格電圧印加および無負荷放置状
態で行った。その結果を表１に示す。

【００３３】

【表１】

【００３４】表１の結果より従来例では電解液のガス抜
けが大きいため、無負荷時で30mg、有負荷時において50
mg実施例が重量減少の抑制がなされている。

【００３５】次に、寿命試験後の外観を比較した結果を
表２に示す。

【００３６】

【表２】

【００３７】従来例は、封口体が空気中の酸素に接触し
たことにより、ゴム表面にひび割れが発生したが、実施
例では、外観異常は発生していない。すなわち、積層シ
ートが酸素を遮断し、経時劣化が少なかったものと考え
られる。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、積層フィルムを貼付け
することで電解液の透過性が低減する。このため、電解
コンデンサの長寿命化を図ることができる。

【００３９】そして、ゴム表面が被覆されることにより
空気との接触が遮断されるので封口ゴムの酸化が抑制さ
れ、封口ゴムに生じるひび割れ、硬化等の発生頻度が低
下する。

【００４０】また、超高分子量ポリエチレンフィルム
は、動摩擦係数が低いため本発明の三層の表面層とする
ことにより、加工時の成形金型からの離型性が向上す
る。

【００４１】さらに、超高分子量ポリエチレンフィルム
と弾性ゴムとが接合する。すなわち、フィルムまたはゴ
ム表面の改質等をすることなく接合可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電解コンデンサ用封口ゴムおよび
その製造方法を示す説明図である。

【図２】従来の電解コンデンサの構成を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

２ 下金型 ４ 弾性ゴム ６ 積層シート ８ 上金型

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電解コンデンサの封口に用いられる封口
   体であって、弾性ゴムに超高分子量ポリエチレンを介し
   てビニルアルコール重合体層を積層させることを特徴と
   する電解コンデンサ用封口体。
2. 【請求項２】 弾性ゴムに超高分子量ポリエチレンを介
   してビニルアルコール重合体層を積層させて、前記ビニ
   ルアルコール重合体層の上にさらに超高分子量ポリエチ
   レン層を形成して、弾性ゴムの上に少なくとも三層構造
   を含む積層体を設けた請求項１記載の電解コンデンサ用
   封口体。
3. 【請求項３】 ビニルアルコール重合体シートと超高分
   子量ポリエチレンフィルムよりなる積層シートの前記超
   高分子量ポリエチレンフイルム側に加硫剤を添加したゴ
   ムを接触させ、加硫して成型する電解コンデンサ用封口
   体製造方法。
4. 【請求項４】 下金型に未加硫ゴムに加硫剤を添加して
   混練したゴムを流し込み、前記ゴム上に積層シートを載
   せて上金型を被せるとともに加熱加圧して成型し所定の
   形状に切り出すことを特徴とする請求項３記載の電解コ
   ンデンサ用封口体製造方法。
5. 【請求項５】 加硫剤が有機過酸化物加硫剤であること
   を特徴とする請求項３又は請求項４記載の電解コンデン
   サ用封口体製造方法。