JP2010232449A

JP2010232449A - 電解コンデンサ用封口部材

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Publication number: JP2010232449A
Application number: JP2009078827A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Kimura; 一彦木村; Fumiko Takahashi; 文子高橋
Original assignee: Nippon Chemi Con Corp
Current assignee: Nippon Chemi Con Corp
Priority date: 2009-03-27
Filing date: 2009-03-27
Publication date: 2010-10-14

Abstract

【課題】電解コンデンサ用封口部材の気密性の向上による電解液の封口部位での透過を低減し、高温放置においても気密性の低下が少なく、電解コンデンサの長寿命化を可能とすることにあり、また、加硫済みゴムのリサイクル利用が可能であり、環境負荷の低減も可能とした電解コンデンサ用封口部材を提供することにある。
【解決手段】物理的又は化学的処理により解重合した粒状の加硫済みゴムと、未加硫の可塑性ゴムと、加硫剤とを混練した混練物を作り、この混練物を所定の形状に成形・加硫することにより、架橋密度が上昇し、硬度の高い封口部材が得られ、電解コンデンサ用封口部材として使用した場合に、特に高温における硬度低下が少なく、気密性が保持されるので、電解コンデンサの長寿命化に有効な封口部材を提供することができる。
【選択図】なし

Description

本発明は電解コンデンサ用封口部材に関し、高温における硬度低下が少なく、気密性が保持され、電解コンデンサの長寿命化に有効な封口部材に関する。

一般的に、電解コンデンサは、アルミニウムの表面をエッチング及び化成処理した陽極箔と、アルミニウムの表面をエッチングした陰極箔を、絶縁性のセパレータを介して巻回又は積層したコンデンサ素子に電解液を含浸し、これをアルミニウムや硬質樹脂等からなる有底筒状の外装ケース内に収納し、この外装ケースの開口部を封口部材で封止することで構成されている。このような電解コンデンサにおいて、コンデンサ素子から引き出されたリード線は、封口部材貫通用の丸棒部を備えており、封口部材に設けられたリード孔内にリード線の丸棒部が挿入された状態で、外装ケースの加締め横溝を封口部材の外周に押し込みゴムを上下方向に変形させリード孔を小さくする応力を発生させ、また外装ケースの開口端に縦加締めを行なうことで、外装ケースやリード線の丸棒部と、封口部材との間の気密性を保持している。

このような封口構造において、封口部材は電解コンデンサの性能、特に電解液の蒸発揮散に伴う劣化及び寿命に大きく影響するため、電解液に対して適切な封口部材を選択することは非常に重要であり、外装ケースやリード線の丸棒部との気密性を保持する観点から、通常、封口部材の材料としては、エチレンプロピレンターポリマー（ＥＰＤＭ）、イソブチレンイソプレンゴム（ＩＩＲ：通称ブチルゴム）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等のゴム材料が用いられている。

しかしながら、これらのゴム単独の封口部材を使用した場合には、外部空気中の水分が外装ケース内に浸入したり、逆に内部の電解液が外部に蒸発気散する場合があり、コンデンサの寿命信頼性を保持することが困難であった。これらの問題を解決するため、従来は、封口ゴムの充填材の種類や充填量を変えて封口ゴムの改善がなされている。（特許文献１）

特開昭５５−５５５１４号公報

しかしながら、電子機器の長寿命化に伴い、この電子機器に搭載される電解コンデンサにおいても、長寿命化が求められており、上記特許文献１に開示された封口部材を用いた場合では、電解液の外部への蒸散を十分に抑えることが出来ず、未だ長寿命化に満足できるものでない。

また一方で、これらゴム材料からなる封口体は、未加硫の可塑性ゴムに加硫剤及びその他の添加剤を添加して加硫し、シート状に成形された成形体から打ち抜くことで得られるため、封口部材を打ち抜いた後のシート成形体の残材である加硫済みゴムは、通常は廃棄処分されており、これら廃棄ゴムの蓄積による環境問題の解消が必要である。

この状況にあって、本発明の課題は、封口部材の気密性の向上による電解液の封口部位での透過を低減し、高温放置においても気密性の低下が少なく、電解コンデンサの長寿命化を可能とすることにあり、また、加硫済みゴムのリサイクル利用が可能であり、環境負荷の低減も可能とした電解コンデンサ用封口部材を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明の電解コンデンサ用封口部材は、解重合した粒状の加硫済みゴムと、未加硫の可塑性ゴムとの混練物を加硫した電解コンデンサ用封口部材を提供する。

本発明によれば、加硫済みゴムと未加硫の可塑性ゴムとを配合したゴムを使用することにより、従来の未加硫の可塑性ゴムを全て使用したゴムよりも加硫が進行しているため架橋密度が上昇し、硬度の高い封口部材が得られ、電解コンデンサ用封口部材として使用した場合に、特に高温における硬度低下が少なく、気密性が保持されるので、電解コンデンサの長寿命化に有効な封口部材を提供することができる。

また、解重合により加硫済みゴムが低分子量化するため、加硫済みゴムと未加硫の可塑性ゴムの分散性が向上するので、架橋密度が均等に上昇した封口部材が得られ、電解コンデンサの長寿命化に有効な封口部材を提供することができる。

さらに、従来廃棄していた封口部材を打ち抜いた後のシート成形体の残材である加硫済みゴムをリサイクル利用可能であり、廃棄ゴムの蓄積による環境問題の改善が図れるとともに、機械的強度及び耐化学性に優れたゴム材料を低廉に製造することが可能となる。

以下に、本発明の実施の形態を詳細に説明する。

本発明の電解コンデンサ用封口部材は、解重合して粉末化した加硫済みゴム（粒度０．０５〜０．５ｍｍ）に所定量の未加硫の可塑性ゴムと加硫剤とを配合し、これを混練することにより混練物を作り、その混練物を所定の加硫温度にて成形・加硫することにより電解コンデンサ用封口部材を得る。尚、加硫済みゴムとしては、封口部材を打抜いた残材が有効利用の点から好ましいが、新しい加硫ゴムを粒状としたものも使用できる。

本発明において使用可能な加硫済みゴムあるいは未加硫の可塑性ゴムとしては、エチレンプロピレンターポリマー（ＥＰＤＭ）、イソブチレンイソプレンゴム（ＩＩＲ：通称ブチルゴム）、部分架橋されたブチルゴム、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）などを用いることができる。

この加硫済みゴムと未加硫の可塑性ゴムの配合比率は、加硫済みゴム：未加硫の可塑性ゴムの重量比で、９０：１０〜５：９５とすることが好ましい。ここで、加硫済みゴムが９０部より多い場合には、混練物の流動性が低下するため成形が困難となり、また、ゴム弾性が低下して封口部材とした場合の気密性が低下する。そして、加硫済みゴムが５部より少ない場合には、耐熱寿命性向上の効果が見られない。

次に、加硫方法としては、過酸化物加硫、樹脂加硫、その他キノイド加硫、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。なかでも、過酸化物加硫で加硫すると寿命特性が向上するので好適である。過酸化物加硫に用いる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、ハイドロパーオキサイド類、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などです。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、ｎ−ブチル−４，４−ビス−ｔ−ブチルパーオキシバレレート、ジクミルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、１，３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ−イソプロピル）ベンゼン、２，５−ジメチル−２，５−ジ−ｔ−ブチルパーオキシルヘキシン−３、ｔ−ブチルパーオキシクメン、α、α´ビス（ターシャーリーブチルパーオキシ）ジイソプロピルベンゼンなどを挙げることができる。なお、本発明において「加硫」とは、ゴムの架橋重合処理一般を意味するもので、必ずしも硫黄による架橋処理のみを意味するものではない。

なお、加硫剤の添加量は、最終的に得られるゴム材料の重量に対し０．５〜１０．０重量％の範囲で調整するのがよい。加硫剤の添加量が０．５重量％未満になるとゴムの架橋が十分に進行しなくなり、得られるゴム材料の強度低下あるいは永久歪の増大といった問題を生ずる場合がある。一方、加硫剤の添加量が１０．０重量％を超えると、得られるゴム材料の硬度が大きくなり過ぎたり、ゴム特有の弾性が失われる問題を生ずることがある。加硫剤の添加量は、好ましくは０．８〜４．０重量％の範囲で調整するのがよい。

また、加硫済みゴム、未加硫の可塑性ゴム、加硫剤とともに、必要に応じてカーボン、無機充填剤、滑剤、架橋助剤を添加して混練物を得ることができる。

本発明の加硫済みゴムの解重合の方法は、とくに限定されることなく、熱およびせん断応力を加える等により行う素練り法、熱分解法、紫外線などの光エネルギーで分子鎖切断を起こす光分解法、オゾン分解・過酸化水素やフェニルヒドラジン等の酸化剤による酸化分解・金属イオン触媒による酸化分解などの化学分解法、などの一般的な全ての方法を採用できる。

また、本発明の電解コンデンサ用封口部材において、上記の混練物を製造する混練方法は、とくに限定されることなく、通常の熱硬化型樹脂組成物、熱硬化型ゴム組成物の混練に用いられる一般的な全ての方法を採用できる。基本的には機械的溶解混練方法であり、これらには単軸押出機、二軸押出機、ハンバリーミキサー、各種ニーダ−、フラベンダー、ロール等が用いられる。このようにして得られた混練物を一般に使用される熱硬化性樹脂成形機を用いて成形することが可能であり、射出成形、圧縮成形、トランスファー成形等の各種の成形方法が適用可能である。また、成形と同時にまたは成形後に所定の加硫条件にて架橋させることにより、本願発明の電解コンデンサ用封口体を得る。

以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。

（実施例）
粒状加硫済みゴム：２５０重量部
可塑性ゴム：１００重量部
変性フェノール樹脂：２重量部
カーボン：５０重量部
充填剤：１００重量部
を混練した後に、１５０℃、１５分の成形条件で架橋すると同時に成形した。
なお、可塑性ゴムは、イソブチレン・イソプレン共重合体であるブチルポリマーを用いた。また、加硫済みゴムは、下記従来例で得られる封口部材を打ち抜いた残材を、二軸押出機を用いて熱およびせん断応力を加えて解重合し、平均粒径０．１ｍｍの粒状にしたものを用いた。

（従来例）
可塑性ゴム：１００重量部
変性フェノール樹脂：２重量部
カーボン：５０重量部
充填剤：１００重量部
を混練した後に、１５０℃、１５分の成形条件で架橋すると同時に成形した。
なお、可塑性ゴムは、イソブチレン・イソプレン共重合体であるブチルポリマーを用いた。

この実施例および従来例の電解コンデンサ用封口部材を用いて２５Ｖ−２２０μＦの電解コンデンサを作成し、定格電圧負荷の条件下で、１３５℃、４０００時間の試験条件により、電解コンデンサの重量変化、および、静電容量変化率を測定した。その結果、電解コンデンサの重量変化は、実施例が−０．０９ｇ、従来例が−０．１２ｇであった。また、静電容量変化率は、実施例が−２５％、従来例が−４０％であった。

以上の試験結果から、加硫済みゴムと可塑性ゴムと加硫剤とを配合したゴムからなる実施例の封口部材を用いた電解コンデンサは、可塑性ゴムのみと加硫剤とを配合したゴムからなる従来例の封口部材を用いた電解コンデンサよりも、高温寿命特性が優れており、電解コンデンサの長寿命化に有効な封口部材を提供することができる。

本発明による電解コンデンサ用封口部材は、電解液の封口部位での透過を低減し、電解コンデンサの長寿命化を可能とするとともに、シート成形体の残材のリサイクル利用をも可能にしており、電解コンデンサに使用するのに有用である。

Claims

解重合した粒状の加硫済みゴムと未加硫の可塑性ゴムとの混練物を加硫した電解コンデンサ用封口部材。