JP3192679B2 - 電解コンデンサ駆動用高分子固体電解質 - Google Patents
電解コンデンサ駆動用高分子固体電解質Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電解コンデンサに関する
ものであり、更に詳しくは、アルミ電解コンデンサ駆動
用高分子固体電解質に関するものである。
ものであり、更に詳しくは、アルミ電解コンデンサ駆動
用高分子固体電解質に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、産業分野の発展によりエレクトロ
ニクス素子の高性能化、高信頼化が求められている。特
に、電解液を使用するコンデンサや電池等の電気化学素
子は、漏液、デバイスへの実装、加工性などの点で多く
の問題があり、従来より電解液の固体化が検討されてい
る。この中で高分子固体電解質は無機系の電解質に比
べ、イオン伝導率がはるかに小さいにも拘らず、軽量で
柔軟性、成形性等の機械的性能の面において優れている
ので注目を集めている。従来提案されている高分子固体
電解質としては、例えば、ポリエチレンオキシド（ＰＥ
Ｏ）とリチウム塩の複合体（イオン伝導率：１００℃で
〜１０-4Ｓ／ｃｍ）｛Ｐｏｌｙｍｅｒ，１４，５８６
（１９７３）｝、トリオール型ポリエチレンオキシドの
ジイソシアネート架橋物ポリマー−金属塩複合体（イオ
ン伝導率：３０℃で１０-5Ｓ／ｃｍ）｛特開昭６２−４
８７１６号公報｝、ポリメタクリル酸オリゴオキシエチ
レン・メタクリル酸アルカリ金属塩共重合体の対イオン
固定固体電解質（イオン伝導率：室温で１０-7Ｓ／ｃ
ｍ）｛Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｒｅｐｒｉｎｔｓ Ｊａｐａ
ｎ，３５，５８３（１９８６）｝等が報告されている。
また実際に電解コンデンサに適用した高分子固体電解質
の例としては、シリキサン−アルキレンオキサイド・コ
ポリマーとポリエチレンオキサイドの混合物とアルカリ
金属塩等の複合体（イオン伝導度：室温で１０-5〜１０
-6Ｓ／ｃｍ）｛特開平１−５０３４２５公報｝が報告さ
れている。
ニクス素子の高性能化、高信頼化が求められている。特
に、電解液を使用するコンデンサや電池等の電気化学素
子は、漏液、デバイスへの実装、加工性などの点で多く
の問題があり、従来より電解液の固体化が検討されてい
る。この中で高分子固体電解質は無機系の電解質に比
べ、イオン伝導率がはるかに小さいにも拘らず、軽量で
柔軟性、成形性等の機械的性能の面において優れている
ので注目を集めている。従来提案されている高分子固体
電解質としては、例えば、ポリエチレンオキシド（ＰＥ
Ｏ）とリチウム塩の複合体（イオン伝導率：１００℃で
〜１０-4Ｓ／ｃｍ）｛Ｐｏｌｙｍｅｒ，１４，５８６
（１９７３）｝、トリオール型ポリエチレンオキシドの
ジイソシアネート架橋物ポリマー−金属塩複合体（イオ
ン伝導率：３０℃で１０-5Ｓ／ｃｍ）｛特開昭６２−４
８７１６号公報｝、ポリメタクリル酸オリゴオキシエチ
レン・メタクリル酸アルカリ金属塩共重合体の対イオン
固定固体電解質（イオン伝導率：室温で１０-7Ｓ／ｃ
ｍ）｛Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｒｅｐｒｉｎｔｓ Ｊａｐａ
ｎ，３５，５８３（１９８６）｝等が報告されている。
また実際に電解コンデンサに適用した高分子固体電解質
の例としては、シリキサン−アルキレンオキサイド・コ
ポリマーとポリエチレンオキサイドの混合物とアルカリ
金属塩等の複合体（イオン伝導度：室温で１０-5〜１０
-6Ｓ／ｃｍ）｛特開平１−５０３４２５公報｝が報告さ
れている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の高分子固体電解質は、室温におけるイオン伝導度が低
いため、電解コンデンサへ適用した場合、損失が大きく
十分な特性が得られなかった。本発明は、上記従来の問
題点を解決するもので、室温におけるイオン伝導度が高
く、かつコンデンサを構成したとき電極アルミ箔と反応
せず、火花発生電圧が高く、成形性ならびに長寿命化の
点で優れたアルミ電解コンデンサ駆動用高分子固体電解
質を提供することを目的とする。
の高分子固体電解質は、室温におけるイオン伝導度が低
いため、電解コンデンサへ適用した場合、損失が大きく
十分な特性が得られなかった。本発明は、上記従来の問
題点を解決するもので、室温におけるイオン伝導度が高
く、かつコンデンサを構成したとき電極アルミ箔と反応
せず、火花発生電圧が高く、成形性ならびに長寿命化の
点で優れたアルミ電解コンデンサ駆動用高分子固体電解
質を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の電解コンデンサ駆動用高分子固体電解質は
分子中に環構造を有し、かつ環中にエステル基またはカ
ルボニルジオキシ基を有する化合物（ａ）と、有機ポリ
イソシアネート（ｂ）と、電解質塩（ｃ）と、必要によ
り酸性もしくはアルカリ性の触媒（ｄ）の組合せからな
る組成物の硬化物により構成したものである。
に、本発明の電解コンデンサ駆動用高分子固体電解質は
分子中に環構造を有し、かつ環中にエステル基またはカ
ルボニルジオキシ基を有する化合物（ａ）と、有機ポリ
イソシアネート（ｂ）と、電解質塩（ｃ）と、必要によ
り酸性もしくはアルカリ性の触媒（ｄ）の組合せからな
る組成物の硬化物により構成したものである。
【０００５】
【作用】上記手段によれば、分子中に環構造を有し、か
つ環中にエステル基またはカルボニルジオキシ基を有す
る化合物（ａ）と、有機ポリイソシアネート（ｂ）と、
電解質塩（ｃ）と、必要により酸性もしくはアルカリ性
の触媒（ｄ）の組合せからなる組成物の硬化物により電
解コンデンサ駆動用高分子固体電解質を構成しているも
ので、この構成によって、分子中に環構造を有し、かつ
環中にエステル基またはカルボニルジオキシ基を有する
化合物（ａ）の開環が起こり、そして、これが有機ポリ
イソシアネート（ｂ）の末端ＮＣＯ基と反応することに
より（ａ）と（ｂ）の３次元架橋体が形成され、それと
同時に電解質塩（ｃ）がその３次元架橋体のマトリック
ス中に取り込まれるため、イオン伝導性高分子固体電解
質を形成することができ、その結果、室温におけるイオ
ン伝導度も大きなものを得ることができる。また本発明
の高分子固体電解質を用いたコンデンサは電極アルミ箔
と反応することもなく、火花発生電圧、成形性ならびに
長寿命化の点で優れたものを得ることができる。
つ環中にエステル基またはカルボニルジオキシ基を有す
る化合物（ａ）と、有機ポリイソシアネート（ｂ）と、
電解質塩（ｃ）と、必要により酸性もしくはアルカリ性
の触媒（ｄ）の組合せからなる組成物の硬化物により電
解コンデンサ駆動用高分子固体電解質を構成しているも
ので、この構成によって、分子中に環構造を有し、かつ
環中にエステル基またはカルボニルジオキシ基を有する
化合物（ａ）の開環が起こり、そして、これが有機ポリ
イソシアネート（ｂ）の末端ＮＣＯ基と反応することに
より（ａ）と（ｂ）の３次元架橋体が形成され、それと
同時に電解質塩（ｃ）がその３次元架橋体のマトリック
ス中に取り込まれるため、イオン伝導性高分子固体電解
質を形成することができ、その結果、室温におけるイオ
ン伝導度も大きなものを得ることができる。また本発明
の高分子固体電解質を用いたコンデンサは電極アルミ箔
と反応することもなく、火花発生電圧、成形性ならびに
長寿命化の点で優れたものを得ることができる。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。本
発明の基本は、分子中に環構造を有し、かつ環中にエス
テル基またはカルボニルジオキシ基を有する化合物
（ａ）と、有機ポリイソシアネート（ｂ）と、電解質塩
（ｃ）と、必要により酸性もしくはアルカリ性の触媒
（ｄ）の組合せからなる組成物の硬化物により電解コン
デンサ駆動用高分子固体電解質を構成したものである。
発明の基本は、分子中に環構造を有し、かつ環中にエス
テル基またはカルボニルジオキシ基を有する化合物
（ａ）と、有機ポリイソシアネート（ｂ）と、電解質塩
（ｃ）と、必要により酸性もしくはアルカリ性の触媒
（ｄ）の組合せからなる組成物の硬化物により電解コン
デンサ駆動用高分子固体電解質を構成したものである。
【０００７】分子中に環構造を有し、かつ環中にエステ
ル基またはカルボニルジオキシ基を有する化合物（ａ）
としてはカーボネート類（プロピレンカーボネート、エ
チレンカーボネート、スチレンカーボネート等）、ラク
トン類（γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ
−バレロラクトン、３−メチル−１，３−オキサゾリジ
ン−２−オン、３−エチル−１，３−オキサゾリジン−
２−オン等）およびこれらの混合物が挙げられる。環の
大きさは特に限定はないが、５員環のものが好ましい。
ル基またはカルボニルジオキシ基を有する化合物（ａ）
としてはカーボネート類（プロピレンカーボネート、エ
チレンカーボネート、スチレンカーボネート等）、ラク
トン類（γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ
−バレロラクトン、３−メチル−１，３−オキサゾリジ
ン−２−オン、３−エチル−１，３−オキサゾリジン−
２−オン等）およびこれらの混合物が挙げられる。環の
大きさは特に限定はないが、５員環のものが好ましい。
【０００８】有機ポリイソシアネート（ｂ）としては、
従来ポリウレタンの製造に使用されているものが使用で
きる。具体的には「ポリウレタン樹脂ハンドブック」
（日刊工業新聞社発行）９０頁〜９８頁に記載の化合物
および、これらと高分子活性水素化合物との反応により
得られる末端ＮＣＯ基を有するウレタンプレポリマー
（以下プレポリマーと略す）が挙げられ、これらは混合
して使用してもよい。これらのうちではトリレンジイソ
シアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキ
サメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネ
ートおよびこれらからのプレポリマーが好ましい。
従来ポリウレタンの製造に使用されているものが使用で
きる。具体的には「ポリウレタン樹脂ハンドブック」
（日刊工業新聞社発行）９０頁〜９８頁に記載の化合物
および、これらと高分子活性水素化合物との反応により
得られる末端ＮＣＯ基を有するウレタンプレポリマー
（以下プレポリマーと略す）が挙げられ、これらは混合
して使用してもよい。これらのうちではトリレンジイソ
シアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキ
サメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネ
ートおよびこれらからのプレポリマーが好ましい。
【０００９】高分子活性水素化合物としては、「ポリウ
レタン樹脂ハンドブック」（日刊工業新聞社発行）９９
頁〜１１９頁に記載のポリエーテルポリオール、ポリエ
ステルポリオール、ポリシロキサンポリオール、ポリブ
タジエンポリオールおよびこれらからの末端アミン化合
物などがあげられる。これらのうちで好ましいものはポ
リエーテルポリオール、ポリエステルポリオールおよび
これらからの末端アミン化合物である。
レタン樹脂ハンドブック」（日刊工業新聞社発行）９９
頁〜１１９頁に記載のポリエーテルポリオール、ポリエ
ステルポリオール、ポリシロキサンポリオール、ポリブ
タジエンポリオールおよびこれらからの末端アミン化合
物などがあげられる。これらのうちで好ましいものはポ
リエーテルポリオール、ポリエステルポリオールおよび
これらからの末端アミン化合物である。
【００１０】高分子活性水素化合物の分子量は特に限定
はされないが、１００〜１００００のものが好ましい。
分子量が１００未満では高分子固体電解質のイオン伝導
度が小さく、かつ１００００を越えると形状保持性が低
下する。またこの高分子活性水素化合物は必要により該
組成物中に含有させてもよい。
はされないが、１００〜１００００のものが好ましい。
分子量が１００未満では高分子固体電解質のイオン伝導
度が小さく、かつ１００００を越えると形状保持性が低
下する。またこの高分子活性水素化合物は必要により該
組成物中に含有させてもよい。
【００１１】有機ポリイソシアネート（ｂ）のＮＣＯ重
量％（以下ＮＣＯ％と略す）は特に限定はないが、通常
１〜５０％、好ましくは１〜４５％である。この範囲外
では形状保持性がなくなるとともに、イオン伝導度が小
さくなる。
量％（以下ＮＣＯ％と略す）は特に限定はないが、通常
１〜５０％、好ましくは１〜４５％である。この範囲外
では形状保持性がなくなるとともに、イオン伝導度が小
さくなる。
【００１２】前記化合物（ａ）と有機イソシアネート
（ｂ）の配合比（重量）は、（ａ）１００部に対し通常
（ｂ）０．０１〜２００部であり、好ましくは０．０１
〜１００部である。（ｂ）が０．０１未満では硬化性が
低下し、かつ２００部を越えると高分子固体電解質のイ
オン伝導度が小さくなる。電解質塩（ｃ）の添加量は特
に限定はないが、（ａ）１００部に対し０．１部〜１０
０部が好ましい。また触媒（ｄ）の添加量も特に限定は
ないが、好ましくは、（ａ）１００部に対し０．０１〜
２０部である。この範囲外では好ましい硬化性が得られ
ない。
（ｂ）の配合比（重量）は、（ａ）１００部に対し通常
（ｂ）０．０１〜２００部であり、好ましくは０．０１
〜１００部である。（ｂ）が０．０１未満では硬化性が
低下し、かつ２００部を越えると高分子固体電解質のイ
オン伝導度が小さくなる。電解質塩（ｃ）の添加量は特
に限定はないが、（ａ）１００部に対し０．１部〜１０
０部が好ましい。また触媒（ｄ）の添加量も特に限定は
ないが、好ましくは、（ａ）１００部に対し０．０１〜
２０部である。この範囲外では好ましい硬化性が得られ
ない。
【００１３】また電解質塩（ｃ）としては金属塩、アミ
ン塩が挙げられる。これらは２種以上併用してもよい。
金属塩としては元素周期表第Ｉ族、または第II族の金属
の塩が挙げられ、中でも陽イオン半径の小さいＬｉ、Ｎ
ａおよびＫの塩が好ましい。これらの金属塩を構成する
陰イオンとしてはチオシアン酸イオン、過塩素酸イオ
ン、トリフルオロメタンスルフォン酸イオンおよびフル
オロホウ酸イオンが挙げられ、好ましいものは過塩素酸
イオン、トリフルオロメタンスルフォン酸イオンおよび
フルオロホウ酸イオンである。アミン塩を構成するアミ
ンとしては１級アミン（メチルアミン、エチルアミン、
プロピルアミン、ブチルアミン、エチレンジアミン
等）、２級アミン（ジメチルアミン、ジエチルアミン、
ジプロピルアミン、メチルエチルアミン、ジフェニルア
ミン等）、３級アミン（トリメチルアミン、トリエチル
アミン、トリプロピルアミン、トリフェニルアミン等）
が挙げられる。アミン塩を構成する酸としてはホウ酸、
過塩素酸、トリフルオロメタンスルホン酸、チオシアン
酸、テトラフルオロホウ酸、リン酸、スルホン酸（アリ
ールスルホン酸等）およびカルボン酸（マレイン酸、フ
タル酸、アジピン酸、アゼライン酸、安息香酸、ブチル
オクタニン酸、蟻酸等）等が挙げられる。これら（ｃ）
として例示したもののうち好ましいものはテトラメチル
アンモニウム塩、テロラエチルアンモニウム塩、テトラ
プロピルアンモニウム塩、メチルトリエチルアンモニウ
ム塩、エチルトリエチルアンモニウム塩、カルボン酸の
アンモニウム塩もしくはカルボン酸の４級アンモニウム
塩である。
ン塩が挙げられる。これらは２種以上併用してもよい。
金属塩としては元素周期表第Ｉ族、または第II族の金属
の塩が挙げられ、中でも陽イオン半径の小さいＬｉ、Ｎ
ａおよびＫの塩が好ましい。これらの金属塩を構成する
陰イオンとしてはチオシアン酸イオン、過塩素酸イオ
ン、トリフルオロメタンスルフォン酸イオンおよびフル
オロホウ酸イオンが挙げられ、好ましいものは過塩素酸
イオン、トリフルオロメタンスルフォン酸イオンおよび
フルオロホウ酸イオンである。アミン塩を構成するアミ
ンとしては１級アミン（メチルアミン、エチルアミン、
プロピルアミン、ブチルアミン、エチレンジアミン
等）、２級アミン（ジメチルアミン、ジエチルアミン、
ジプロピルアミン、メチルエチルアミン、ジフェニルア
ミン等）、３級アミン（トリメチルアミン、トリエチル
アミン、トリプロピルアミン、トリフェニルアミン等）
が挙げられる。アミン塩を構成する酸としてはホウ酸、
過塩素酸、トリフルオロメタンスルホン酸、チオシアン
酸、テトラフルオロホウ酸、リン酸、スルホン酸（アリ
ールスルホン酸等）およびカルボン酸（マレイン酸、フ
タル酸、アジピン酸、アゼライン酸、安息香酸、ブチル
オクタニン酸、蟻酸等）等が挙げられる。これら（ｃ）
として例示したもののうち好ましいものはテトラメチル
アンモニウム塩、テロラエチルアンモニウム塩、テトラ
プロピルアンモニウム塩、メチルトリエチルアンモニウ
ム塩、エチルトリエチルアンモニウム塩、カルボン酸の
アンモニウム塩もしくはカルボン酸の４級アンモニウム
塩である。
【００１４】本発明において必要により用いる触媒
（ｄ）のうち酸性の触媒としては酸性を示す化合物であ
れば特に限定はなく、例えば蟻酸、蓚酸等の有機カルボ
ン酸化合物や、塩酸、硫酸等の無機酸化合物が挙げられ
る。これらのうちでは蟻酸、蓚酸、塩酸および硫酸が好
ましい。
（ｄ）のうち酸性の触媒としては酸性を示す化合物であ
れば特に限定はなく、例えば蟻酸、蓚酸等の有機カルボ
ン酸化合物や、塩酸、硫酸等の無機酸化合物が挙げられ
る。これらのうちでは蟻酸、蓚酸、塩酸および硫酸が好
ましい。
【００１５】また必要により用いる触媒（ｄ）のうちア
ルカリ性の触媒としてはアルカリ性を示す化合物であれ
ば、特に限定はなく、例えば、１〜３級アミン化合物等
の有機アルカリ性の化合物や、水酸化ナトリウム、水酸
化カリウム等の無機アルカリ性の化合物が挙げられる
が、これらのうちでは、３級アミン化合物（トリエチレ
ンジアミン、テトラメチルエチレンジアミン、テトラエ
チルエチレンジアミン、Ｎ−エチルモルフォリン等）が
好ましい。
ルカリ性の触媒としてはアルカリ性を示す化合物であれ
ば、特に限定はなく、例えば、１〜３級アミン化合物等
の有機アルカリ性の化合物や、水酸化ナトリウム、水酸
化カリウム等の無機アルカリ性の化合物が挙げられる
が、これらのうちでは、３級アミン化合物（トリエチレ
ンジアミン、テトラメチルエチレンジアミン、テトラエ
チルエチレンジアミン、Ｎ−エチルモルフォリン等）が
好ましい。
【００１６】該組成物に必要に応じて一般に電解液に使
用される溶媒を含有してもよい。その例としては、水、
アミド溶媒（Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチ
ルホルムアミド、Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ−メチル
ピロジリノン等）、アルコール溶媒（エチレングリコー
ル、メチルセルソルブ、プロピレングリコール、１，４
−ブタンジオール、グリセリン、ポリオキシアルキレン
ポリオール、シクロヘキサンジオール等）、エーテル溶
媒（メチラール、１，２−ジメトキシエタン、１−エト
キシ−２−メトキシエタン、１，２−ジエトキシエタン
等）、ニトリル溶媒（アセトニトリル、３−メトキシプ
ロピオニトリル等）、フラン溶媒（２，５−ジメトキシ
テトラヒドロフラン等）、イミダゾリジノン溶媒（１，
３−ジメチル−２−イミダゾリジノン等）、ピロリドン
溶媒の単独あるいは混合溶媒が使用できる。これらのう
ちでは水、アルコール溶媒、エーテル溶媒、ニトリル溶
媒およびフラン溶媒が好ましい。
用される溶媒を含有してもよい。その例としては、水、
アミド溶媒（Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチ
ルホルムアミド、Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ−メチル
ピロジリノン等）、アルコール溶媒（エチレングリコー
ル、メチルセルソルブ、プロピレングリコール、１，４
−ブタンジオール、グリセリン、ポリオキシアルキレン
ポリオール、シクロヘキサンジオール等）、エーテル溶
媒（メチラール、１，２−ジメトキシエタン、１−エト
キシ−２−メトキシエタン、１，２−ジエトキシエタン
等）、ニトリル溶媒（アセトニトリル、３−メトキシプ
ロピオニトリル等）、フラン溶媒（２，５−ジメトキシ
テトラヒドロフラン等）、イミダゾリジノン溶媒（１，
３−ジメチル−２−イミダゾリジノン等）、ピロリドン
溶媒の単独あるいは混合溶媒が使用できる。これらのう
ちでは水、アルコール溶媒、エーテル溶媒、ニトリル溶
媒およびフラン溶媒が好ましい。
【００１７】本発明の高分子固体電解質の製法を例示す
ると、該組成物を構成する各成分の内、（ｂ）を除いた
成分と（ｂ）を混合し、必要により加熱することにより
高分子固体電解質が得られる。
ると、該組成物を構成する各成分の内、（ｂ）を除いた
成分と（ｂ）を混合し、必要により加熱することにより
高分子固体電解質が得られる。
【００１８】本発明の高分子固体電解質は副資材に高分
子固体電解質形成性組成物を含浸させて複合化すること
ができる。副資材としてはフィルム、紙、布、不織布等
が挙げられる。高分子固体電解質形成性組成物に樹脂を
添加してもよい。樹脂としては「１０８８９の化学商
品」（化学工業日報社刊）７０３頁〜７８２頁に記載の
ものが使用できる。これらのうちで溶媒には可溶性の熱
硬化性樹脂、ポリアミド、ポリ塩化ビニルおよびポリ酢
酸ビニルが好ましい。
子固体電解質形成性組成物を含浸させて複合化すること
ができる。副資材としてはフィルム、紙、布、不織布等
が挙げられる。高分子固体電解質形成性組成物に樹脂を
添加してもよい。樹脂としては「１０８８９の化学商
品」（化学工業日報社刊）７０３頁〜７８２頁に記載の
ものが使用できる。これらのうちで溶媒には可溶性の熱
硬化性樹脂、ポリアミド、ポリ塩化ビニルおよびポリ酢
酸ビニルが好ましい。
【００１９】次に電解コンデンサ駆動用高分子固体電解
質を構成する組成物の組成を示す。（部は重量部を示
す）
質を構成する組成物の組成を示す。（部は重量部を示
す）
【００２０】実施例 １ （ａ）γ−ブチロラクトン（１００部） （ｂ）ポリ（エチレンオキシド−プロピレンオキシド）
ウレタンプレポリマー（Ｍ．Ｗ．３０００）（２７部） （ｃ）マレイン酸テトラエチルアンモニウム（３３部）
ウレタンプレポリマー（Ｍ．Ｗ．３０００）（２７部） （ｃ）マレイン酸テトラエチルアンモニウム（３３部）
【００２１】実施例 ２ （ａ）γ−ブチロラクトン（１００部） （ｂ）ポリ（エチレンオキシド−プロピレンオキシド）
ウレタンプレポリマー（Ｍ．Ｗ．３０００）（６７部） （ｃ）マレイン酸テトラエチルアンモニウム（３３部）
ウレタンプレポリマー（Ｍ．Ｗ．３０００）（６７部） （ｃ）マレイン酸テトラエチルアンモニウム（３３部）
【００２２】実施例 ３ （ａ）γ−ブチロラクトン（１００部） （ｂ）ポリ（エチレンオキシド−プロピレンオキシド）
ウレタンプレポリマー（Ｍ．Ｗ．３０００）（１３３
部） （ｃ）マレイン酸テトラエチルアンモニウム（３３部）
ウレタンプレポリマー（Ｍ．Ｗ．３０００）（１３３
部） （ｃ）マレイン酸テトラエチルアンモニウム（３３部）
【００２３】実施例 ４ （ａ）γ−ブチロラクトン（１００部） （ｂ）ポリ（エチレンオキシド−プロピレンオキシド）
ウレタンプレポリマー（Ｍ．Ｗ．３０００）（２７部） （ｃ）フタル酸テトラエチルアンモニウム（３３部）
ウレタンプレポリマー（Ｍ．Ｗ．３０００）（２７部） （ｃ）フタル酸テトラエチルアンモニウム（３３部）
【００２４】実施例 ５ （ａ）γ−ブチロラクトン（１００部） （ｂ）ポリ（エチレンオキシド−プロピレンオキシド）
ウレタンプレポリマー（Ｍ．Ｗ．３０００）（２７部） （ｃ）ＬｉＢＦ4 （５部）
ウレタンプレポリマー（Ｍ．Ｗ．３０００）（２７部） （ｃ）ＬｉＢＦ4 （５部）
【００２５】実施例 ６ （ａ）γ−ブチロラクトン（１００部） （ｂ）ポリ（エチレンオキシド−プロピレンオキシド）
ウレタンプレポリマー（Ｍ．Ｗ．３０００）（２７部） （ｃ）ＮａＢＦ4 （５部）
ウレタンプレポリマー（Ｍ．Ｗ．３０００）（２７部） （ｃ）ＮａＢＦ4 （５部）
【００２６】実施例 ７ （ａ）γ−ブチロラクトン（１００部） （ｂ）ポリ（エチレンオキシド−プロピレンオキシド）
ウレタンプレポリマー（Ｍ．Ｗ．３０００）（２７部） （ｃ）マレイン酸テトラエチルアンモニウム（３３部） （ｄ）トリエチレンジアミン（０．５部）
ウレタンプレポリマー（Ｍ．Ｗ．３０００）（２７部） （ｃ）マレイン酸テトラエチルアンモニウム（３３部） （ｄ）トリエチレンジアミン（０．５部）
【００２７】実施例１〜６の組成物は均一に混合し、室
温で２時間放置することにより高分子固体電解質を得
た。また実施例７は組成物は均一に混合し、室温中で１
時間放置することにより高分子固体電解質を得た。
温で２時間放置することにより高分子固体電解質を得
た。また実施例７は組成物は均一に混合し、室温中で１
時間放置することにより高分子固体電解質を得た。
【００２８】比較例１としてヘキサフルオログルタール
酸カリウムに３×１０5 ｇ／モル濃度のポリエチレンオ
キシドを５０％、ポリエチレングリコール３５０ダルト
ン・シロキサンを４０％、スチレンを１０％に溶かし、
カリウム塩をエチレンオキサイド繰り返し単位１モル当
り０．０４モルの濃度としたポリマー電解液を作り、こ
のポリマー電解液を１０５℃で８時間放置することによ
り高分子固体電解質を得た。
酸カリウムに３×１０5 ｇ／モル濃度のポリエチレンオ
キシドを５０％、ポリエチレングリコール３５０ダルト
ン・シロキサンを４０％、スチレンを１０％に溶かし、
カリウム塩をエチレンオキサイド繰り返し単位１モル当
り０．０４モルの濃度としたポリマー電解液を作り、こ
のポリマー電解液を１０５℃で８時間放置することによ
り高分子固体電解質を得た。
【００２９】以上のようにして得られた本発明の実施例
１〜６および比較例１の電解コンデンサ駆動用固体電解
質のイオン伝導度を、白金を電極としたインピーダンス
測定をすることによって求めた。また、純度９９．９９
％のアルミ箔を陽極とし、かつ白金を陰極として定電流
化成を行い、火花発生電圧を求めた。
１〜６および比較例１の電解コンデンサ駆動用固体電解
質のイオン伝導度を、白金を電極としたインピーダンス
測定をすることによって求めた。また、純度９９．９９
％のアルミ箔を陽極とし、かつ白金を陰極として定電流
化成を行い、火花発生電圧を求めた。
【００３０】上記電解コンデンサ駆動用高分子固体電解
質のイオン伝導度と火花発生電圧の結果を表１に示し
た。
質のイオン伝導度と火花発生電圧の結果を表１に示し
た。
【００３１】
【表１】
【００３２】表１から明かなように、本発明の実施例１
〜７は、比較例１に比べて室温におけるイオン伝導度が
高く、火花発生電圧も高いものとすることができた。
〜７は、比較例１に比べて室温におけるイオン伝導度が
高く、火花発生電圧も高いものとすることができた。
【００３３】次に、実施例１、５および比較例１をコン
デンサに適用した結果を表２に示す。なお、試料コンデ
ンサユニットは従来の電解液で用いている巻き取り型の
アルミ電解コンデンサ（定格：１０Ｖ、２２０μＦ）の
ものであり、これに高分子固体電解質形成性組成物を含
浸させた後、実施例１、５では室温で２時間、比較例１
では１０５℃で８時間放置することにより固化させた。
デンサに適用した結果を表２に示す。なお、試料コンデ
ンサユニットは従来の電解液で用いている巻き取り型の
アルミ電解コンデンサ（定格：１０Ｖ、２２０μＦ）の
ものであり、これに高分子固体電解質形成性組成物を含
浸させた後、実施例１、５では室温で２時間、比較例１
では１０５℃で８時間放置することにより固化させた。
【００３４】
【表２】
【００３５】
【発明の効果】以上のように、本発明の電解コンデンサ
駆動用高分子固体電解質は、分子中に環構造を有しかつ
環中にエステル基またはカルボニルジオキシ基を有する
化合物（ａ）と、有機ポリイソシアネート（ｂ）と、電
解質塩（ｃ）と、必要により酸性もしくはアルカリ性の
触媒（ｄ）の組合せからなる組成物の硬化物により構成
しているもので、この構成によって分子中に環構造を有
し、かつ環中にエステル基またはカルボニルジオキシ基
を有する化合物（ａ）の開環が起こり、そして、これが
有機ポリイソシアネート（ｂ）の末端ＮＣＯ基と反応す
ることにより（ａ）と（ｂ）の３次元架橋体が形成さ
れ、それと同時に電解質塩（ｃ）がその３次元架橋体の
マトリックス中に取り込まれるため、高分子固体電解質
を形成することができ、その結果、室温におけるイオン
伝導度も高いものを得ることができる。また高分子固体
電解質を用いたコンデンサは電極アルミ箔と反応するこ
ともなく、火花発生電圧が高く、成形性ならびに長寿命
化の点で優れている。
駆動用高分子固体電解質は、分子中に環構造を有しかつ
環中にエステル基またはカルボニルジオキシ基を有する
化合物（ａ）と、有機ポリイソシアネート（ｂ）と、電
解質塩（ｃ）と、必要により酸性もしくはアルカリ性の
触媒（ｄ）の組合せからなる組成物の硬化物により構成
しているもので、この構成によって分子中に環構造を有
し、かつ環中にエステル基またはカルボニルジオキシ基
を有する化合物（ａ）の開環が起こり、そして、これが
有機ポリイソシアネート（ｂ）の末端ＮＣＯ基と反応す
ることにより（ａ）と（ｂ）の３次元架橋体が形成さ
れ、それと同時に電解質塩（ｃ）がその３次元架橋体の
マトリックス中に取り込まれるため、高分子固体電解質
を形成することができ、その結果、室温におけるイオン
伝導度も高いものを得ることができる。また高分子固体
電解質を用いたコンデンサは電極アルミ箔と反応するこ
ともなく、火花発生電圧が高く、成形性ならびに長寿命
化の点で優れている。
フロントページの続き (72)発明者 椿 雄一郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−138364（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−98004（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01G 9/028 H01G 9/035
Claims (12)
- 【請求項１】 分子中に環構造を有しかつ環中にエステ
ル基またはカルボニルジオキシ基を有する化合物（ａ）
と、有機ポリイソシアネート（ｂ）と、電解質塩（ｃ）
と、必要により酸性もしくはアルカリ性の触媒（ｄ）の
組合せからなる組成物の硬化物により構成した電解コン
デンサ駆動用高分子固体電解質。 - 【請求項２】 化合物（ａ）がラクトン類である請求項
１記載の電解コンデンサ駆動用高分子固体電解質。 - 【請求項３】 有機ポリイソシアネート（ｂ）が、トリ
レンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネ
ート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジ
イソシアネート、これらと高分子活性水素化合物との反
応により得られる末端ＮＣＯ基を有するウレタンプレポ
リマーからなる群から選ばれる１種以上の有機ポリイソ
シアネート（ｂ）である請求項１または２記載の電解コ
ンデンサ駆動用高分子固体電解質。 - 【請求項４】 高分子活性水素化合物が、ポリエーテル
ポリオール、ポリエステルポリオール、ポリシロキサン
ポリオール、ポリブタジエンポリオール、末端アミン化
合物からなる群から選ばれる１種以上の高分子活性水素
化合物である請求項３記載の電解コンデンサ駆動用高分
子固体電解質。 - 【請求項５】 高分子活性水素化合物が、分子量１００
〜１００００である請求項３記載の電解コンデンサ駆動
用高分子固体電解質。 - 【請求項６】 有機ポリイソシアネート（ｂ）のＮＣＯ
重量％が、１〜４５％である請求項１〜５のいずれかに
記載の電解コンデンサ駆動用高分子固体電解質。 - 【請求項７】 化合物（ａ）と有機イソシアネート
（ｂ）の配合比（重量）が、（ａ）１００部に対し
（ｂ）０．０１〜１５０部である請求項１〜６のいずれ
かに記載の電解コンデンサ駆動用高分子固体電解質。 - 【請求項８】 電解質塩（ｃ）の添加量が、重量基準で
（ａ）１００部に対し０．１〜１００部である請求項１
〜７のいずれかに記載の電解コンデンサ駆動用高分子固
体電解質。 - 【請求項９】 触媒（ｄ）の添加量が、重量基準で
（ａ）１００部に対し０．０１〜２０部である請求項１
〜８のいずれかに記載の電解コンデンサ駆動用高分子固
体電解質。 - 【請求項１０】 電解質塩（ｃ）が、金属塩、アンモニ
ウム塩および４級アンモニウム塩からなる群から選ばれ
る１種以上の電解質塩（ｃ）である請求項１〜９のいず
れかに記載の電解コンデンサ駆動用高分子固体電解質。 - 【請求項１１】 酸性の触媒が、蟻酸、シュウ酸、硫酸
である請求項１〜１０のいずれかに記載の電解コンデン
サ駆動用高分子固体電解質。 - 【請求項１２】 アルカリ性の触媒が、３級アミン化合
物である請求項１〜１１のいずれかに記載の電解コンデ
ンサ駆動用高分子固体電解質。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12469191A JP3192679B2 (ja) | 1991-02-19 | 1991-04-26 | 電解コンデンサ駆動用高分子固体電解質 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4773591 | 1991-02-19 | ||
| JP3-47735 | 1991-02-19 | ||
| JP12469191A JP3192679B2 (ja) | 1991-02-19 | 1991-04-26 | 電解コンデンサ駆動用高分子固体電解質 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0714750A JPH0714750A (ja) | 1995-01-17 |
| JP3192679B2 true JP3192679B2 (ja) | 2001-07-30 |
Family
ID=26387900
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12469191A Expired - Fee Related JP3192679B2 (ja) | 1991-02-19 | 1991-04-26 | 電解コンデンサ駆動用高分子固体電解質 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3192679B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5762718B2 (ja) | 2010-10-20 | 2015-08-12 | シャープ株式会社 | 画像形成装置 |
-
1991
- 1991-04-26 JP JP12469191A patent/JP3192679B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0714750A (ja) | 1995-01-17 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |