JP2728290B2 - 電解コンデンサ用封口体およびその製造方法 - Google Patents

電解コンデンサ用封口体およびその製造方法

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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、電解コンデンサ用封口体の改良に関し、更
に詳しくは、高い耐有機溶剤性と優れた気密性とを備え
る電解コンデンサ用封口体およびその製造方法に関す
る。
[従来の技術] 電解コンデンサは、小形、大容量、安価で整流出力の
平滑化等に優れた特性を示し、各種電気・電子機器の重
要な構成要素の1つであるが、一般に表面を電解酸化に
よって誘電体とする酸化被膜に変えたアルミニウムフィ
ルムを陽極とし、これと集電陰極とからなる素子を電解
液(ペースト)に含浸し、これを容器に封入して作製さ
れる。
電解コンデンサは、酸化被膜を再生する化学反応を行
いながら使用するものであるため、その特性は使用する
電解液の性質に最も大きく依存する。電解コンデンサ用
電解液としては、エチレングリコールとホウ酸とからな
る電解液が一般的であるが、この種の電解液は縮合水を
生成する水系の電解液であり、酸化被膜誘電体の水和劣
化や高温使用に際しての水のガス化によるコンデンサ外
観不良の発生等の不都合を生じるため、最近では実質的
に水を含有しない非水系の電解液が次第に多く使用され
る傾向にある。
電解液を含浸した素子を封入する容器は、一端に開口
部を有しアルミニウムのような金属材料からなるケース
と主としてベークライトを基材とする封口体とから構成
される。封口体の基材としては、構造保持特性、価格等
の観点からベークライトが最も一般的に使用されてい
る。製造に際しては電解液を含浸した素子をケースに入
れた後、封口体をケース開口部に嵌着封入して電解コン
デンサ製品が組立てられる。この嵌着を確実にするため
に、ベークライト基材と開口部との間にしばしばゴムシ
ート等が介装される。
電解コンデンサの性能を向上させ用途拡大を図るため
には、前記したように非水系の電解液の積極的利用を推
進する必要があるが、この種の電解液は封口体基材であ
るベークライトを溶解腐蝕する傾向が強く、電解液の改
良により特性向上を図り得たとしても、コンデンサ製品
の総合性能という観点から見た場合、封口体の劣化に起
因するライフ特性の低下等を避け得ない。
使用し得る電解液の範囲拡大を実現する電解コンデン
サ封口体の改良はこれまでにも試みられている。例え
ば、特公昭57−38182号には、加硫済ゴムシートと、タ
ルクなどのフィラーを入れたフィラー入りポリロピレン
板とをポリプロピレンまたはポリエチレンを主成分とす
るポリオレフィン系ホットメルトフィルムを介在させて
熱圧着することにより接合させてなる封口板を用いたこ
とを特徴とする電解コンデンサが開示されている。ま
た、同公報第2欄第34行〜第3欄第4行には、ブチルゴ
ム(IIR)は材料としては最も安定であるが、腐蝕性の
ある抽出物の遊離が懸念されるため、電解コンデンサ用
封口材としての実用化はあまり進んでいないと記載され
ている。このため、この技術では、目的を達成するため
に次善の材料としてエチレンプロピレンターポリマー
(EPT)を用いて腐蝕しない封口板を得るための検討を
行っている。
しかしながら、EPT張りベークの場合、ブチルゴム張
りベークと異なり、比較的ガス透過性が大きいためペー
スト抜けが大きく、また有機溶媒による膨潤性が大きい
ため腐蝕等が発生する可能性を否定し得ない。また、一
般的なイオウ、無イオウ、キノイド系の加硫系ではフェ
ノールとの接着性が悪く、気密性の高いものを作製する
のは困難である。
応用範囲の広い好適な電解コンデンサ用封口体を得る
ためには、介装するゴムシートの耐有機溶剤性、嵌着
性、並びにベーク板との接着性を総合的に勘案する必要
がある。
[発明が解決しようとする課題] 電解コンデンサ用封口体作製に際し介装するゴムシー
トの材料としては、EPTはガス透過性、耐有機溶剤性の
点で必ずしも十分なものではない、EPT張りベークを用
いる電解コンデンサ用封口体では、特に非水系電解液の
ガス化浸透による散逸、浸透による膨潤劣化等を避け得
ない。
本発明は、EPTよりもガス透過量が少なく膨潤され難
い材料からなりコンデンサ外装ケースとの嵌着性に優れ
ベーク板との接着性良好なゴムシートを用いると共に接
着面に特定のプライマを塗布して接着性の向上を図るこ
とにより、耐有機溶剤性が高く気密性の優れた応用範囲
の広い好適な電解コンデンサ用封口体を得ることを目的
とする。
[課題を解決するための手段] 本発明によれば、イソプレン、イソブチレン、並びに
ジビニルベンゼンからなり添加物を混和する加硫済み共
重合体ポリマたるゴムシートと未硬化乃至半硬化のフェ
ノール(エポキシ)ベーク板とを一体成形した電解コン
デンサ用封口体であって、前記添加物が有機過酸化物、
カーボン・フィラー並びに金属酸化物よりなる群から選
択され、前記ゴムシートのベーク板に対する接着面にプ
ライマとしてジビニルベンゼンを塗布することを特徴と
する電解コンデンサ用封口体が提供される。
更に本発明によれば、イソプレン、イソブチレン、並
びにジビニルベンゼンからなり添加物を混和する未加硫
乃至半加硫の共重合体ポリマたるゴムシートと未硬化乃
至半硬化のフェノール(エポキシ)ベーク板とを一体成
形した電解コンデンサ用封口体であって、前記添加物が
有機過酸化物、カーボン・フィラー並びに金属酸化物よ
りなる群から選択され、前記ゴムシートのベーク板に対
する接着面にプライマとしてジビニルベンゼンを塗布す
ることを特徴とする電解コンデンサ用封口体が提供され
る。
イソプレン、イソブチレン、並びにジビニルベンゼン
は未加硫の共重合体ポリマとして市販されており、これ
に加硫剤として所定量の添加物を混和し、常法に従って
加硫済み共重合体ポリマまたは未加硫乃至半加硫の共重
合体ポリマを調製する。加硫剤とする添加物の量は、1
〜10重量部とする。
ベークライト基材とケース開口部との間に介装される
ゴムシートは、未加硫のものでもよいが、加硫によって
弾性が増加し密着性が向上したものの方が、嵌着を確実
にするという観点からは望ましい。また、有機過酸化
物、カーボン・フィラー並びに金属酸化物よりなる群か
ら選択される添加物を用いる加硫によってベークライト
基材との接着性の向上を図ることができる。しかしなが
ら、一般に加硫によって耐有機溶剤性の低下を招くた
め、前記添加物を用いる共重合体ポリマの加硫の程度は
これらの要因を総合的に勘案し製造する電解コンデンサ
の用途、目的に応じて定めるべきである。
更に本発明によれば、イソプレン、イソブチレン、並
びにジビニルベンゼンからなる共重合体ポリマに対し、
有機過酸化物、カーボン・フィラー並びに金属酸化物よ
りなる群から選択する添加物を混和して加硫済みゴムシ
ートを調製し、このゴムシートのベーク板に対する接着
面にプライマとしてジビニルベンゼンを塗布し、これに
未硬化乃至半硬化のフェノール(エポキシ)ベーク板を
重ね、融着条件下で一体成形することを特徴とする電解
コンデンサ用封口体の製造方法が提供される。
この際にプライマとするジビニルベンゼンは極く少量
塗布すれば十分であるが、少くとも接着面に実質的に連
続したジビニルベンゼンの薄層が形成される塗布量と
し、例えば、噴霧器により接着面積1m2当り1〜2g塗布
する。
圧力30kg/cm2〜200kg/cm2、温度130℃〜200℃の融着
条件下で一体成形すれば、加硫済みゴムシートを用いて
好適な電解コンデンサ用封口体を得ることができる。
更に本発明によれば、イソプレン、イソブチレン、並
びにジビニルベンゼンからなる共重合体ポリマに対し、
有機過酸化物、カーボン・フィラー並びに金属酸化物よ
りなる群から選択する添加物を混和して未加硫乃至半加
硫のゴムシートを調製し、このゴムシートのベーク板に
対する接着面にプライマとしてジビニルベンゼンを塗布
し、これに未硬化乃至半硬化のフェノール(エポキシ)
ベーク板を重ね、融着条件下で一体成形することを特徴
とする電解コンデンサ用封口体の製造方法が提供され
る。
この際にプライマとするジビニルベンゼンは極く少量
塗布すれば十分であるが、少くとも接着面に実質的に連
続したジビニルベンゼンの薄層が形成される塗布量と
し、例えば、噴霧器により接着面積1m2当り1〜2g塗布
する。
圧力30kg/cm2〜200kg/cm2、温度130℃〜200℃の融着
条件下で一体成形すれば、未加硫乃至半加硫のゴムシー
トを用いて好適な電解コンデンサ用封口体を得ることが
できる。
なお、ジメチルホルムアミド系、γ−ブチロラクトン
系の溶解度の高いペーストを使用する場合は、フェノー
ル(エポキシ)ベーク板から不純物が摘出されるおそれ
があるため、フェノール(エポキシ)ベーク板の外表面
にポリプロピレンもしくはブチルゴム等からなる薄膜シ
ートを貼付してもよい。
[作用] 本発明が開示した独特の共重合体ポリマは、ガス透過
性が小さくペースト抜けが少く、EPTより溶媒親和性が
小さく膨潤され難いため、耐有機溶剤性や構造保持能力
等の点ではそれ自体極めて優れた材料である。EPTのよ
うな共重合体では封口体のベーク板との接着性がそれ程
良好ではなく気密性の高いものを作るのは比較的困難で
ある。本発明の共重合体ポリマは、フェノール系樹脂と
反応し架橋ができる部分を有すると共に他の成分に由来
する二重結合を分子内に有するため、一体成形に際しベ
ーク板との融着が促進され、その結果極めて堅固な一体
成形封口体が形成されると推定される。
本発明は、この共重合体に添加する加硫剤として有機
過酸化物、カーボン・フィラー並びに金属酸化物よりな
る群から選択する添加物を用いることにより、この共重
合体に対し他の良好な特性を損うことなく寧ろ強化しつ
つ封口体のケースに対する嵌着性の向上を図るものであ
る。
更に本発明は、共重合体ポリマとベーク板との間にプ
ライマとしてジビニルベンゼンを塗布して接着性の向上
を図ることにより、耐有機溶剤性が高く気密性の優れた
応用範囲の広い好適な電解コンデンサ用封口体を提供す
るものである。
[発明の効果] 本発明によれば、イソプレン、イソブチレン、並びに
ジビニルベンゼンからなり独特の添加物を混和する共重
合体ポリマを使用すると共に特定のプライマを使用する
ことにより、接着性が更に向上し、耐有機溶剤性が高
く、ガス透過性が少く、ペースト抜けが少いゴム張りベ
ークたる電解コンデンサ用封口体が提供される。本発明
による電解コンデンサ用封口体は、耐有機溶剤性が高い
ため、電解液の成分としてγ−ブチロラクトン(BL)や
ジメチルホルムアミド(DMF)等の有機溶剤を使用する
ことができ、またEPT張りベークよりペースト抜けが少
いため、長寿命化を図ることができる。
[実施例] 以下に実施例により本発明を更に詳細に説明するが、
本発明は以下の実施例にのみ限定されるものではない。
ゴムシートの作製 加硫済み共重合体ポリマまたは未加硫未乃至半加硫の
共重合体ポリマを用い、次のゴム配合比(重量部、ph
r)によって原料を配合した。
実施例1 加硫済みイソブチレンイソプロピレンジビニルベンゼ
ン共重合体 100 SRFカーボン 50 ハードクレー 100 ステアリン酸 3 ZnO 3 ジクミルペルオキシド 2 実施例2 未加硫乃至半加硫のイソブチレンイソプロピレンジビ
ニルベンゼン共重合体 100 SRFカーボン 50 ハードクレー 100 ステアリン酸 3 ZnO 3 ジクミルペルオキシド 2 前記処方により配合した原料を混和し、常法に従って
加工して厚さ1.5mmのゴムシートを作製した。
封口体の作製 前記したように作製した実施例1および実施例1の共
重合体ポリマたるゴムシートと未硬化乃至半硬化のフェ
ノール(エポキシ)ベーク板との間に、噴霧器により1m
2当り1.2gのジビニルベンゼンを塗布した後、次の融着
条件下で張合わせ、一体成形して電解コンデンサ用封口
体を作製した。
温度 165℃ 時間 10分 圧力 150kg/cm2 電解コンデンサの作製 実施例1による封口体を装着した電解コンデンサ、実
施例2による封口体を装着した電解コンデンサ、並びに
封口体として同じ厚さのEPTを用いる従来の電解コンデ
ンサ(比較例1)を作製した。γ−ブチロラクトン系電
解液をペーストとして使用し、常法により、サイズ20φ
×40、定格63WV、820μFの電解コンデンサを作製し
た。
第1図に電解コンデンサの断面図を、第2図に本発明
による電解コンデンサ用封口体の断面図を示す。図中、
1は素子、2はケース、3は封口体、4は共重合体シー
ト、5はベーク板、6は塗布したジビニルベンゼン、7
は端子である。
性能試験 実施例1による封口体を装着した電解コンデンサ、実
施例2による封口体を装着した電解コンデンサ、並びに
封口体として同じ厚さのEPTを用いる従来の電解コンデ
ンサ(比較例1)について、高温での長時間使用による
ペースト抜け、静電容量(Cap)の変化、並びに誘電正
接(tanδ)の変化を測定した。
ペースト抜け試験結果 110℃で100時間使用後の重量変化として、ペースト抜
け試験結果を次に示す。
実施例1 − 2.6mg 実施例2 − 2.6mg 比較例1 −24.3mg 静電容量および誘電正接の試験結果 100℃で長時間電解コンデンサを使用し、静電容量お
よび誘電正接の変化を経時的に測定した。実施例1によ
る封口体を装着した電解コンデンサについての試験結果
を第3図に、実施例2による封口体を装着した電解コン
デンサについての試験結果を第4図に示す。また、従来
の電解コンデンサ(比較例1)についての試験結果を第
3図および第4図に併せて示す。
以上の結果から、本発明による電解コンデンサ用封口
体は、電解液の成分としてγ−ブチロラクトンのような
有機溶剤を使用した場合、EPT張りベークよりペースト
抜けが少く、性能が向上し長寿命化を図ることができる
ことが分る。
【図面の簡単な説明】
第1図は電解コンデンサの断面図、第2図は本発明によ
る電解コンデンサ用封口体の断面図、第3図は実施例1
による封口体を装着した電解コンデンサについての試験
結果を示す図、第4図は実施例2による封口体を装着し
た電解コンデンサについての試験結果を示す図である。 1……素子、2……ケース 3……封口体、4……共重合体シート 5……ベーク板 6……塗布したジビニルベンゼン 7……端子

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】イソプレン、イソブチレン、並びにジビニ
    ルベンゼンからなり添加物を混和する加硫済み共重合体
    ポリマたるゴムシートと未硬化乃至半硬化のフェノール
    (エポキシ)ベーク板とを一体成形した電解コンデンサ
    用封口体であって、前記添加物が有機過酸化物、カーボ
    ン・フィラー並びに金属酸化物よりなる群から選択さ
    れ、前記ゴムシートのベーク板に対する接着面にプライ
    マとしてジビニルベンゼンを塗布す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】イソプレン、イソブチレン、並びにジビニ
    ルベンゼンからなり添加物を混和する未加硫乃至半加硫
    の共重合体ポリマたるゴムシートと未硬化乃至半硬化の
    フェノール(エポキシ)ベーク板とを一体成形した電解
    コンデンサ用封口体であって、前記添加物が有機過酸化
    物、カーボン・フィラー並びに金属酸化物よりなる群か
    ら選択され、前記ゴムシートのベーク板に対する接着面
    にプライマとしてジビニルベンゼンを塗布することを特
    徴とする電解コンデンサ用封口体。
  3. 【請求項3】イソプレン、イソブチレン、並びにジビニ
    ルベンゼンからなる共重合体ポリマに対し、有機過酸化
    物、カーボン・フィラー並びに金属酸化物よりなる群か
    ら選択する添加物を混和して加硫済みゴムシートを調製
    し、このゴムシートのベーク板に対する接着面にプライ
    マとしてジビニルベンゼンを塗布し、これに未硬化乃至
    半硬化のフェノール(エポキシ)ベーク板を重ね、融着
    条件下で一体成形することを特徴とする電解コンデンサ
    用封口体の製造方法。
  4. 【請求項4】イソプレン、イソブチレン、並びにジビニ
    ルベンゼンからなる共重合体ポリマに対し、有機過酸化
    物、カーボン・フィラー並びに金属酸化物よりなる群か
    ら選択する添加物を混和して未加硫乃至半加硫のゴムシ
    ートを調製し、このゴムシートのベーク板に対する接着
    面にプライマとしてジビニルベンゼンを塗布し、これに
    未硬化乃至半硬化のフェノール(エポキシ)ベーク板を
    重ね、融着条件下で一体成形することを特徴とする電解
    コンデンサ用封口体の製造方法。
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