JP2736481B2 - 電解コンデンサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は基材表面に硬質炭素皮膜
を形成したコンデンサ素子巻止め用テ−プを使用した電
解コンデンサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】アルミニウムなどの弁作用金属の陽極箔
と陰極箔をセパレータを介在させて巻回してコンデンサ
素子とした電解コンデンサは、外周を巻止め用テ−プに
て固定されたコンデンサ素子に駆動用電解液を含浸し、
アルミニウムなどの金属製の外装ケ−スや合成樹脂製の
外装ケースにコンデンサ素子を収納し、封口体にて密閉
した構造を有する。

【０００３】このような電解コンデンサはＪＩＳ−０４
形、６２形、６９形などの構造を有する。

【０００４】電解コンデンサ用電極箔の一方の陽極箔と
しては、アルミニウム箔を化学的にあるいは電気化学的
にエッチングしてその表面積を拡大し、化成処理により
誘電体酸化皮膜を形成したものが一般的に使用される。
また、エッチングすることなく、プレーン（平坦）なア
ルミニウム箔に誘電体酸化皮膜を形成したものも使用さ
れることがある。

【０００５】電解コンデンサ用電極箔の他方の陰極箔と
しては、アルミニウム箔を化学的にあるいは電気化学的
にエッチングしてその表面積を拡大したもの、エッチン
グすることなく、プレーン（平坦）なアルミニウム箔を
そのまま使用するのが普通であるが、誘電体酸化皮膜を
形成したものも使用されることがある。

【０００６】電解コンデンサの駆動用電解液としては、
エチレングリコールやγ−ブチロラクトンなどの有機極
性溶媒の単体あるいはその混合物を主溶媒とし、これに
カルボン酸またはその塩を溶質とし、また必要により糖
類、水分、リン酸などを添加剤として溶解した電解液が
一般に使用されている。溶質としてホウ酸またはその塩
を使用することもある。

【０００７】コンデンサ素子を封口体と共に組み込み、
コンデンサ素子を収納するための外装ケ−スとしては合
成樹脂製のケ−スも使用されるが、アルミニウム製のケ
−スが一般的に使用される。

【０００８】電解コンデンサの封口体は内部の電解液が
漏洩しないように機能するもので、ＪＩＳ−０４形の電
解コンデンサではゴム弾性体が使用され、またＪＩＳ−
６２形などではゴム張り積層体が使用される。

【０００９】上述の陽極箔と陰極箔とを電解紙であるセ
パレ−タを介在させて巻回することによってコンデンサ
素子が製作される。また、コンデンサ素子の外周はそれ
が解けないようにテ−プを巻回することによって固定さ
れている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】音響用に使用される電
解コンデンサは電源回路の２次側のフィルタ用のコンデ
ンサ、アンプ間のカップリング用コンデンサ、あるいは
スピーカネットワーク用コンデンサとして使用される
が、特に優れた再生音質が得られることが要求される。
しかし、従来の音響用として使用されている電解コンデ
ンサは、必ずしも優れた再生音質が得られているとは言
えなかった。

【００１１】本発明は優れた音質特性を有した音響用の
電解コンデンサを提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために、本発明者らは種々の実験および検討を行なっ
た結果、コンデンサ素子巻止め用テ−プとして硬質炭素
皮膜を形成したテ−プを使用すると、優れた再生音を得
ることができる電解コンデンサを提供することができる
ことが判明した。

【００１３】本発明に係る硬質炭素皮膜とは基材表面に
化学気相法（ＣＶＤ法）や物理蒸着法（ＰＶＤ法）によ
り得られる機械的に硬い炭素皮膜を言い、非晶質構造、
硬質炭素皮膜中にダイヤモンド粒子が存在するもの、多
結晶質のダイヤモンド膜状のものなどを含む。

【００１４】硬質炭素皮膜の合成法には熱的な原料ガス
の分解と放電プラズマを利用したＣＶＤ法と、スパッタ
リング、イオンプレ−ティング、真空蒸着などのＰＶＤ
法とがあるが、テ−プに熱衝撃を与えないという点では
放電プラズマＣＶＤ法が最も好ましい。

【００１５】プラズマＣＶＤ法による場合は、電源に直
流電源を使用するＤＣプラズマＣＶＤ法と、電源に高周
波電源を使用するＲＦプラズマＣＶＤ法とがある。原料
ガスにはメタン、エタンなどの炭化水素ガスと、アルコ
−ル、アセトンなどの有機化合物が好適に使用される。
これらのガスは単独に、またはＨ₂ 、Ｎ₂ 、Ｈｅ、Ｎ
ｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅなどのガスと混合して使用され
る。ガス圧力は１０^-4Ｔｏｒｒ〜１０Ｔｏｒｒの範囲が
好ましい。スパッタリング法は、プラズマ中のイオン種
の衝撃によって蒸発した炭素原子が基材に物理的に付着
して膜が形成される方法である。原料には炭素板が用い
られる。ガスとしてはＡｒ、Ｈｅ、Ｎｅ、Ｋｒなどのガ
スを単独に、またはＨ₂ 、Ｎ₂ 、炭化水素ガスなどと混
合して用いられる。ガス圧力は１０^-4Ｔｏｒｒ〜１０Ｔ
ｏｒｒの範囲が好ましい。

【００１６】イオンプレ−ティング法の場合は、炭化水
素ガス、有機化合物あるいは炭素の蒸気を高周波コイル
で放電させてプラズマを作り、そのうちのイオン種を直
流電界で引き付けて基材上に膜を形成する。この場合、
上述の二法と同様にＡｒ、Ｈｅ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｈ₂ 、Ｎ
₂ などのガスと混合させるのが好ましい。ガス圧力は１
０^-4Ｔｏｒｒ〜１０Ｔｏｒｒの範囲が好ましい。真空蒸
着法の場合は、炭素を熱的に蒸着させて基材上に膜を形
成する。１０^-4Ｔｏｒｒ〜１０^-7Ｔｏｒｒの範囲の高真
空領域で蒸着するが、Ｈ₂ ガスを導入するのが好まし
い。

【００１７】このような硬質炭素皮膜はＣＶＤ法または
ＰＶＤ法により、特にはＣＶＤ法により基材である巻止
め用テ−プに付着形成するのが好ましい。この硬質炭素
皮膜はテ−プの表面上に１０オングストロ−ム〜１００
μｍの範囲で付着形成するのが好ましい。より好ましく
は５０オングストロ−ム〜５０００オングストロ−ムの
範囲で付着形成するのがよい。硬質炭素皮膜はテ−プの
一方の面のみに形成してもよいが、両面に形成しても良
い。

【００１８】巻止め用テ−プの基材としては厚さが３０
〜２３０μｍのもので、ポリ弗化エチレン系樹脂、ポリ
プロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ナイロン系樹
脂などが好ましい。

【００１９】テ−プには粘着層が形成されるが、本発明
に係る硬質炭素皮膜を形成した後に塗布するのが好まし
い。粘着剤はテ−プの一方の面の全面もしくは端部に形
成するのが好ましい。粘着剤としてはシリコン樹脂系感
圧粘着剤やアクリル樹脂系感圧粘着剤を例示することが
できる。

【００２０】本発明において使用される駆動用電解液の
有機極性溶媒としては、電解コンデンサに通常使用され
る有機極性溶媒であればいずれも使用できる。好ましい
溶媒としては、アミド類、ラクトン類、グリコ−ル類、
硫黄化合物類、ケトン類、エ−テル類または炭酸塩類が
使用できる。好ましい具体例としては、炭酸プロピレ
ン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルホルム
アミド、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチルピロリドン、
ジメチルスルホキシド、エチレンシアノヒドリン、エチ
レングリコ−ル、エチレングリコ−ルモノまたはジアル
キルエ−テル、３−アルキル−１，３−オキサゾリジン
−２−オンなどが使用できる。特に好ましくは、ラクト
ン類、エチレングリコ−ル類などが用いられる。

【００２１】本発明において使用される駆動用電解液の
溶質としては、電解コンデンサに通常使用される溶質で
あればいずれも使用できる。

【００２２】好ましい溶質としては、ホウ酸やリン酸な
どの無機酸またはその塩、ケイタングステン酸などのヘ
テロポリ酸またはその塩、フェノ−ル性水酸基を有する
有機酸またはその塩、スルホン酸基を有する有機酸また
はその塩、ギ酸やドデシル酸に代表される鎖式モノカル
ボン酸またはその塩、安息香酸やサリチル酸に代表され
る芳香族モノカルボン酸またはその塩、アジピン酸やセ
バシン酸に代表されるる鎖式ジカルボン酸またはその
塩、マレイン酸やシトラコン酸などの不飽和ジカルボン
酸またはその塩、フタル酸やニトロフタル酸やテトラヒ
ドロフタル酸からなる環式ジカルボン酸またはその塩、
クエン酸に代表されるトリカルボン酸またはその塩を例
示することができる。特に好ましくは、芳香族カルボン
酸または不飽和ジカルボン酸の４級アルキルアンモニウ
ム塩、芳香族カルボン酸のアンモニウム塩が採用され
る。

【００２３】また、塩としてはアンモニウム塩、第１〜
第３級アミン塩、第４級アンモニウム塩を例示すること
ができる。また、伝導度を高めるために水分を添加する
が、コンデンサ特性の経時変化を抑止するためには１５
％以下、好ましくは８％以下、特に好ましくは５％以下
が採用される。

【００２４】本発明に係る硬質炭素皮膜は化学的な安定
性、すなわち耐薬品性に優れているために、テ−プを上
述の駆動用電解液の浸蝕から有効的に保護することがで
きる。また、硬質炭素皮膜を形成されたテ−プは硬質性
と電気的な絶縁性とがさらに付着されるので、コンデン
サ素子の電極箔間のバリなどによる電気的な短絡を防止
する機能を呈する。

【００２５】

【実施例】

【００２６】＜実施例１＞両面に誘電体酸化皮膜を形成
した厚さ８０μｍのアルミニウム（純度９９．９９％）
陽極箔と、厚さ８０μｍのアルミニウム（純度９９．９
％）陰極箔と、マニラ麻と真綿繊維の混抄紙からなる厚
さ５０μｍのセパレ−タとを用意した。一方、厚さ８０
μｍのポリテトラフルオロエチレン樹脂の一方の面にＣ
ＶＤ法により膜厚が８０オングストロ−ムの硬質炭素皮
膜を形成し、他方の面にアクリル樹脂系感圧粘着剤を塗
布して巻止め用テ−プとした。これら陽極箔と陰極箔と
をセパレ−タを介して巻回し、外周を巻止め用テ−プに
て固定してコンデンサ素子を製作した。このコンデンサ
素子に、水分１２ｗｔ％、エチレングリコ−ル７４ｗｔ
％、アジピン酸アンモニウム１４ｗｔ％からなる駆動用
電解液を含浸させた。有底筒状のアルミニウム製の外装
ケ−スにコンデンサ素子を封口体と共に組み込み、定格
６３Ｖ５６μＦ、外径８ｍｍ、長さ２０ｍｍのＪＩＳ−
０４形の電解コンデンサを製作した。

【００２７】＜比較例＞両面に誘電体酸化皮膜を形成し
た厚さ８０μｍのアルミニウム（純度９９．９９％）陽
極箔と、厚さ８０μｍのアルミニウム（純度９９．９
％）陰極箔と、マニラ麻と真綿繊維の混抄紙からなる厚
さ５０μｍのセパレ−タと、厚さ８０μｍのポリテトラ
フルオロエチレン樹脂の一方の面にアクリル樹脂系感圧
粘着剤を塗布した巻止め用テ−プとを用意した。これら
陽極箔と陰極箔とをセパレ−タを介して巻回し、外周を
巻止め用テ−プにて固定してコンデンサ素子を製作し
た。このコンデンサ素子に、水分１２ｗｔ％、エチレン
グリコ−ル７４ｗｔ％、アジピン酸アンモニウム１４ｗ
ｔ％からなる駆動用電解液を含浸させた。有底筒状のア
ルミニウム製の外装ケ−スにコンデンサ素子を封口体と
共に組み込み、定格６３Ｖ５６μＦ、外径８ｍｍ、長さ
２０ｍｍのＪＩＳ−０４形の電解コンデンサを製作し
た。

【００２８】次に、実施例１および比較例の電解コンデ
ンサをアンプ間のカップリングコンデンサとして使用
し、これらのコンデンサを取り替えて、ＣＤ（コンパク
トディスク）を試聴した。

【００２９】実施例１の試聴結果では、中低域の音の厚
みが増加し、ノイズ感が減少した。

【００３０】比較例の試聴結果では、音像が甘く、不透
明感があり、情報量が少なく、全域にわたって散漫であ
った。

【００３１】

【発明の効果】上述したように本発明ではコンデンサ素
子の巻止め用テ−プに硬質炭素皮膜を形成したことによ
り良好なる再生音を得ることができる。

フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭55−129444（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−139238（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】陽極箔と陰極箔とをセパレータを介在して
   巻回したコンデンサ素子に駆動用電解液を含浸し、コン
   デンサ素子を封口体と共に外装ケ−ス内に組み込んだ電
   解コンデンサにおいて、コンデンサ素子の外周を硬質炭
   素皮膜を形成したテ−プにて巻止めしたことを特徴とす
   る電解コンデンサ。
2. 【請求項２】硬質炭素皮膜はＣＶＤ法またはＰＶＤ法に
   よりテ−プに形成されていることを特徴とする請求項１
   に記載の電解コンデンサ。