JP5817877B2

JP5817877B2 - 第二級カルボン酸化合物及びそれを用いた電解コンデンサ用電解液

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Publication number: JP5817877B2
Application number: JP2014080222A
Authority: JP
Inventors: 和徳黒澤; 大森　潔; 潔大森; 慎一郎貞池; 光正津川
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 2007-10-29
Filing date: 2014-04-09
Publication date: 2015-11-18
Anticipated expiration: 2028-10-07
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Description

本発明は、電解コンデンサの耐電圧を向上させるための電解コンデンサ用電解液に関するものである。

従来、中高圧用電解コンデンサの駆動用電解液としては、耐電圧が比較的高く得られることから、エチレングリコールを溶媒に、硼酸又は硼酸アンモニウムを溶質として溶解した電解液が用いられてきた。しかしながら、このような電解液は、導電性が低く、しかもエチレングリコールと硼酸のエステル化により多量の水が生成するため、この水分がアルミニウム酸化皮膜と反応して電極を劣化させるという問題があった。また、１００℃以上の高温化では水の蒸発により内圧が上昇するため、高温での使用に適さないという問題もあった。
このような問題を解決するために、アジピン酸（炭素数６）、アゼライン酸（炭素数９）、セバシン酸（炭素数１０）等の直鎖状の有機ジカルボン酸又はこれらの塩が用いられてきた。しかしながら、直鎖状の有機ジカルボン酸は溶解度が低いために、低温において結晶が析出しやすく、コンデンサの低温特性を悪化させ、低温での使用に適さないという問題があった。また、直鎖状の第一級カルボン酸部分を有するアゼライン酸等は、高温でエチレングリコールと反応しやすく、電導度の低下が大きいという問題点も有していた。

これらの問題を解決するものとして、特許文献１には、１，６−デカンジカルボン酸（炭素数１２）又はその塩を溶質として用いる電解コンデンサ用電解液が提案されている。この１，６−デカンジカルボン酸又はその塩は、第一級カルボン酸部分と第二級カルボン酸部分の両方を分子内に有する非対称な構造を有し、この電解液では、耐電圧及び電導度が高く、しかも溶解度が高いので低温における結晶析出の問題も解消されたとされている。
また、特許文献２及び３にはピバル酸（炭素数５）等の第三級モノカルボン酸又はその塩を溶質として用いる電解コンデンサ用電解液が提案されている。そして、特許文献４及び５には、ピバル酸のような第三級モノカルボン酸と２，９−ジメチルセバシン酸（炭素数１２）のような第二級ジカルボン酸とを組み合わせた電解液が、耐電圧及び電導度が高く、しかも化成性が良好であるとされている。
しかしながら、近年、スイッチング電源を使用した電気機器が一般家庭で汎用されるようになり、アルミニウム電解コンデンサの安全性に対する要求が更に高まっている。このアルミニウム電解コンデンサの安全性を向上させるために、電解コンデンサ用電解液の耐電圧を更に向上させることが切望されており、現状の電解コンデンサの耐電圧特性は満足できるものではない。

特公昭６０−１３２９３号特開昭６１−１１６８１５号特開昭６２−２４１３２２号特開平６−２７５４７２号特開平６−３０２４７５号

本発明者らの検討によれば、アゼライン酸や１，６−デカンジカルボン酸等の第一級カルボン酸部分を有する化合物を含む電解液は、第一級カルボン酸部分が高温でエチレングリコールと反応しやすく高温での電導度の低下が大きいという問題があり、また、第三級モノカルボン酸を含む電解液は、伝導度の低下が小さいものの、化成性が悪く、エージングに長時間を要し、アルミニウム酸化皮膜が破損した際の修復性が悪いために、コンデンサの信頼性を落とす欠点がある。
そこで、本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意検討した結果、電解液に用いられる、１，６−デカンジカルボン酸に代表されるような、分子内に第一級カルボン酸部分と第二級カルボン酸部分とを有する化合物において、反応性の高い第一級カルボン酸部分のみをエステル化した化合物、すなわち、分子内にエステル基を有する第二級カルボン酸化合物を電解液として用いれば、耐電圧及び電導度が高く、しかも化成性に優れた中高圧用の電解液が得られることを見出し、本発明に至った。

すなわち、本発明は、次の（１）〜（３）に関するものである。
（１）下記一般式（Ｉ）で表される分子内にエステル基を有する第二級カルボン酸化合物。

（式中、Ｒ^１及びＲ^２は、それぞれ独立して炭素数１〜８のアルキル基を示し、ｎは２〜８の整数を示す。）
（２）一般式（Ｉ）で表される第二級カルボン酸化合物及び／又はその塩を含有する電解コンデンサ用電解液。
（３）前記（２）の電解液を用いた電解コンデンサ。
本発明によれば、電解コンデンサの耐電圧を向上させるための電解コンデンサ用電解液を提供することができる。

本発明の下記一般式（Ｉ）で表される、分子内にエステル基を有する第二級カルボン酸化合物（以下、「第二級カルボン酸化合物（Ｉ）」ということがある）は、分子内に第一級カルボン酸部分と第二級カルボン酸部分とを有するジカルボン酸（ａ）とアルコール（ｂ）とを、触媒の存在下で反応させてエステル化させることにより製造することができる。
一般式（Ｉ）で表される第二級カルボン酸化合物としては、下記一般式（ＩＩ）で表される化合物が特に好ましい。

上記一般式（Ｉ）及び（ＩＩ）において、Ｒ^１及びＲ^２は、それぞれ独立して炭素数１〜８、好ましくは炭素数１〜６、より好ましくは炭素数１〜４のアルキル基を示し、ｎは２〜８、好ましくは２〜６の整数を示す。

第二級カルボン酸化合物（Ｉ）を製造するために必要な前記ジカルボン酸（ａ）としては、総炭素数５〜１８、好ましくは総炭素数６〜１２のジカルボン酸が挙げられる。より具体的には、２−メチルグルタル酸、２−エチルグルタル酸、２−プロピルグルタル酸、２−ブチルグルタル酸、２−ペンチルグルタル酸、２−メチルアジピン酸、２−エチルアジピン酸、２−プロピルアジピン酸、２−ブチルアジピン酸、２−ペンチルアジピン酸、１，５−ヘキサンジカルボン酸、１，５−ヘプタンジカルボン酸、１，６−ヘプタンジカルボン酸、１，５−オクタンジカルボン酸、１，６−オクタンジカルボン酸、１，５−ノナンジカルボン酸、１，６−ノナンジカルボン酸、１，５−デカンジカルボン酸、１，６−デカンジカルボン酸等が挙げられる。

また、アルコール（ｂ）としては特に制限はない。例えば、炭素数１〜８の飽和又は不飽和の脂肪族の鎖状アルコール、環状アルコール、及びそれらにハロゲンが導入されたアルコール等が挙げられる。それらの中では、炭素数１〜８の脂肪族アルコールが好ましく、具体的には、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノール、２−メチル−１−プロパノール、１，１−ジメチルエタノール、１−ペンタノール、１，１−ジメチル−１−プロパノール、２−ペンタノール、１−ヘキサノール、３−メチル−１−プロパノール、２，２−ジメチル−１−プロパノール、１−ヘプタノール、１−オクタノール等が挙げられる。これらの中では、メタノール、エタノール、１−プロパノール、１−ブタノール、１−ペンタノール、１−ヘキサノール、１−ヘプタノール、１−オクタノール等の炭素数１〜８の脂肪族直鎖状アルコールが好ましく、炭素数１〜４の脂肪族直鎖状アルコールが特に好ましい。

本発明の一般式（Ｉ）又は（ＩＩ）で表される第二級カルボン酸化合物としては、２−アルキルアルコキシカルボニルブタン酸、２−アルキルアルコキシカルボニルペンタン酸、２−アルキルアルコキシカルボニルヘキサン酸、２−アルキルアルコキシカルボニルヘプタン酸、２−アルキルアルコキシカルボニルオクタン酸等が挙げられる。
２−アルキルアルコキシカルボニルブタン酸としては、２−メチル−４−メトキシカルボニルブタン酸、２−メチル−４−エトキシカルボニルブタン酸、２−メチル−４−プロポキシカルボニルブタン酸、２−メチル−４−ブトキシカルボニルブタン酸、２−エチル−４−メトキシカルボニルブタン酸、２−エチル−４−エトキシカルボニルブタン酸、２−エチル−４−プロポキシカルボニルブタン酸、２−エチル−４−ブトキシカルボニルブタン酸、２−プロピル−４−メトキシカルボニルブタン酸、２−プロピル−４−エトキシカルボニルブタン酸、２−プロピル−４−プロポキシカルボニルブタン酸、２−プロピル−４−ブトキシカルボニルブタン酸、２−ブチル−４−メトキシカルボニルブタン酸、２−ブチル−４−エトキシカルボニルブタン酸、２−ブチル−４−プロポキシカルボニルブタン酸、２−ブチル−４−ブトキシカルボニルブタン酸等が挙げられる。

２−アルキルアルコキシカルボニルペンタン酸としては、２−メチル−５−メトキシカルボニルペンタン酸、２−メチル−５−エトキシカルボニルペンタン酸、２−メチル−５−プロポキシカルボニルペンタン酸、２−メチル−５−ブトキシカルボニルペンタン酸、２−エチル−５−メトキシカルボニルペンタン酸、２−エチル−５−エトキシカルボニルペンタン酸、２−エチル−５−プロポキシカルボニルペンタン酸、２−エチル−５−ブトキシカルボニルペンタン酸、２−プロピル−５−メトキシカルボニルペンタン酸、２−プロピル−５−エトキシカルボニルペンタン酸、２−プロピル−５−プロポキシカルボニルペンタン酸、２−プロピル−５−ブトキシカルボニルペンタン酸、２−ブチル−５−メトキシカルボニルペンタン酸、２−ブチル−５−エトキシカルボニルペンタン酸、２−ブチル−５−プロポキシカルボニルペンタン酸、２−ブチル−５−ブトキシカルボニルペンタン酸等が挙げられる。

２−アルキルアルコキシカルボニルヘキサン酸としては、２−メチル−６−メトキシカルボニルヘキサン酸、２−メチル−６−エトキシカルボニルヘキサン酸、２−メチル−６−プロポキシカルボニルヘキサン酸、２−メチル−６−ブトキシカルボニルヘキサン酸、２−エチル−６−メトキシカルボニルヘキサン酸、２−エチル−６−エトキシカルボニルヘキサン酸、２−エチル−６−プロポキシカルボニルヘキサン酸、２−エチル−６−ブトキシカルボニルヘキサン酸、２−プロピル−６−メトキシカルボニルヘキサン酸、２−プロピル−６−エトキシカルボニルヘキサン酸、２−プロピル−６−プロポキシカルボニルヘキサン酸、２−プロピル−６−ブトキシカルボニルヘキサン酸、２−ブチル−６−メトキシカルボニルヘキサン酸、２−ブチル−６−エトキシカルボニルヘキサン酸、２−ブチル−６−プロポキシカルボニルヘキサン酸、２−ブチル−６−ブトキシカルボニルヘキサン酸等が挙げられる。

２−アルキルアルコキシカルボニルヘプタン酸としては、２−メチル−７−メトキシカルボニルヘプタン酸、２−メチル−７−エトキシカルボニルヘプタン酸、２−メチル−７−プロポキシカルボニルヘプタン酸、２−メチル−７−ブトキシカルボニルヘプタン酸、２−エチル−７−メトキシカルボニルヘプタン酸、２−エチル−７−エトキシカルボニルヘプタン酸、２−エチル−７−プロポキシカルボニルヘプタン酸、２−エチル−７−ブトキシカルボニルヘプタン酸、２−プロピル−７−メトキシカルボニルヘプタン酸、２−プロピル−７−エトキシカルボニルヘプタン酸、２−プロピル−７−プロポキシカルボニルヘプタン酸、２−プロピル−７−ブトキシカルボニルヘプタン酸、２−ブチル−７−メトキシカルボニルヘプタン酸、２−ブチル−７−エトキシカルボニルヘプタン酸、２−ブチル−７−プロポキシカルボニルヘプタン酸、２−ブチル−７−イソプロポキシカルボニルヘプタン酸、２−ブチル−７−ブトキシカルボニルヘプタン酸、２−ブチル−７−ペントキシカルボニルヘプタン酸、２−ブチル−７−ヘキシルオキシカルボニルヘプタン酸、２−ブチル−７−オクチルオキシカルボニルヘプタン酸等が挙げられる。

２−アルキルアルコキシカルボニルオクタン酸としては、２−プロピル−８−メトキシカルボニルオクタン酸、２−プロピル−８−エトキシカルボニルオクタン酸、２−プロピル−８−プロポキシカルボニルオクタン酸、２−プロピル−８−ブトキシカルボニルオクタン酸、２−ブチル−８−メトキシカルボニルオクタン酸、２−ブチル−８−エトキシカルボニルオクタン酸、２−ブチル−８−プロポキシカルボニルオクタン酸、２−ブチル−８−ブトキシカルボニルオクタン酸等が挙げられる。

これらの中では、２−アルキルアルコキシカルボニルブタン酸、２−アルキルアルコキシカルボニルヘプタン酸がより好ましく、より具体的には、２−メチル−４−メトキシカルボニルブタン酸、２−ブチル−７−メトキシカルボニルヘプタン酸、２−ブチル−７−エトキシカルボニルヘプタン酸、２−ブチル−７−プロポキシカルボニルヘプタン酸、２−ブチル−７−イソプロポキシカルボニルヘプタン酸、２−ブチル−７−ブトキシカルボニルヘプタン酸、２−ブチル−７−ペントキシカルボニルヘプタン酸、２−ブチル−７−ヘキシルオキシカルボニルヘプタン酸、２−ブチル−７−オクチルオキシカルボニルヘプタン酸等が好ましく、２−ブチル−７−メトキシカルボニルヘプタン酸、２−ブチル−７−エトキシカルボニルヘプタン酸、２−ブチル−７−プロポキシカルボニルヘプタン酸、２−ブチル−７−イソプロポキシカルボニルヘプタン酸、２−ブチル−７−ブトキシカルボニルヘプタン酸等が特に好ましい。

分子内に第一級カルボン酸部分と第二級カルボン酸部分とを有するジカルボン酸（ａ）の第一級カルボン酸部分のエステル化は、通常のエステル化反応条件を用いることにより、第一級カルボン酸部分と第二級カルボン酸部分の反応性の差を利用して行うことができる。
使用する触媒に特に制限はなく、例えば硫酸等の強酸や強酸性固体酸等を用いることができる。
エステル化反応後、未反応の原料ジカルボン酸（ａ）と、第一級カルボン酸部分のみがエステル化されたハーフエステルと、反応が行き過ぎたジエステルとの混合物は、蒸留や晶析等の通常の方法で精製し、目的のハーフエステル、すなわち第二級カルボン酸化合物（Ｉ）を純度よく得ることができる。
なお、第二級カルボン酸化合物（Ｉ）に、未反応原料であるジカルボン酸、反応が過度に進んだジエステル、及び第二級カルボン酸部分のみがエステル化されたハーフエステル等の不純物が少量混入しても、電解コンデンサ用電解液としての特性に特に問題はない。

本発明では、第二級カルボン酸化合物（Ｉ）を塩としても用いることもできる。その塩としては、アンモニウム塩、メチルアミン、エチルアミン、ｔ−ブチルアミン等の第一級アミン塩、ジメチルアミン、エチルメチルアミン、ジエチルアミン等の第二級アミン塩、トリメチルアミン、ジエチルメチルアミン、エチルジメチルアミン、トリエチルアミン等の第三級アミン塩、テトラメチルアンモニウム、トリエチルメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム等の第四級アンモニウム塩等が挙げられる。
本発明の電解液のｐＨは５〜７が好ましいため、特にｐＨ６付近になるように第二級カルボン酸化合物（Ｉ）とその塩との比率を調整することが好ましい。

本発明の第二級カルボン酸化合物（Ｉ）又はその塩は、エチレングリコール等の溶媒に溶かしてそれのみで電解液として使用することもできるが、より電導度を高めるための観点から、更に１，６−デカンジカルボン酸のような２価カルボン酸及び／又はその塩を併用することが効果的である。
用いることのできる２価カルボン酸としては、炭素数５〜１２、好ましくは炭素数６〜１０の２価カルボン酸が挙げられる。より具体的には、１，６−デカンジカルボン酸の他、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、２−メチルグルタル酸、２−エチルグルタル酸、２−プロピルグルタル酸、２−ブチルグルタル酸、２−ペンチルグルタル酸、２−メチルアジピン酸、２−エチルアジピン酸、２−プロピルアジピン酸、２−ブチルアジピン酸、２−ペンチルアジピン酸、１，５−ヘキサンジカルボン酸、２，５−ヘキサンジカルボン酸、１，５−ヘプタンジカルボン酸、１，６−ヘプタンジカルボン酸、２，６−ヘプタンジカルボン酸、３，５−ヘプタンジカルボン酸、１，５−オクタンジカルボン酸、１，６−オクタンジカルボン酸、２，７−オクタンジカルボン酸、３，６−オクタンジカルボン酸、１，５−ノナンジカルボン酸、１，６−ノナンジカルボン酸、２，８−ノナンジカルボン酸、３，７−ノナンジカルボン酸、１，５−デカンジカルボン酸、２，９−デカンジカルボン酸等が挙げられる。__

第二級カルボン酸化合物（Ｉ）又はその塩と、上記の２価カルボン酸及び／又はその塩は、任意の比率で用いることができるが、１．０ｍＳ／ｃｍ以上、好ましくは１．２ｍＳ／ｃｍ以上の十分な比電導度を得る観点から、第二級カルボン酸化合物（Ｉ）及び／又はその塩（これらを総称して（Ａ）という）と、上記の２価カルボン酸、特に１，６−デカンジカルボン酸及び／又はその塩（これらを総称して（Ｂ）という）の重量比〔（Ａ）／（Ｂ）〕は、好ましくは１／９９〜１／１、より好ましくは５／９５〜４／６、更に好ましくは１／９〜３／７である。
本発明の電解液中における、第二級カルボン酸化合物（Ｉ）及び／又はその塩の含有量は、第二級カルボン酸化合物の総量として、好ましくは２〜３０重量％、より好ましくは４〜２５重量％であり、更に好ましくは５〜２０重量％であり、有機溶媒の含有量は、好ましくは７０〜９９重量％、より好ましくは７５〜９８重量％、更に好ましくは８０〜９５重量％である。また、電解液は水を含有してもよく、水を含有する場合は通常５重量％以下、好ましくは４重量％以下、更に好ましくは３．５重量％以下とするのがよい。

本発明の電解液においては、有機溶媒としてジニトリル類を含有させることにより、さらに耐電圧を向上させることができる。用いるジニトリル類のメチレン鎖の数は好ましくは１〜１２、より好ましくは４〜１０であり、直鎖状、分枝状のいずれであってもよい。
直鎖状のジニトリルとしては、スクシノニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、１，５−ジシアノペンタン、１，６−ジシアノヘキサン、１，７−ジシアノヘプタン、１，８−ジシアノオクタン、１，９−ジシアノノナン、１，１０−ジシアノデカン、１，１２−ジシアノドデカン等が挙げられる。
また、分枝状のニトリルとしては、テトラメチルスクシノニトリル、２−メチルグルタロニトリル、２，４−ジメチルグルタロニトリル、２，２，４，４−テトラメチルグルタロニトリル、１，４−ジシアノペンタン、２，５−ジメチル−２，５−ヘキサンジカルボニトリル、２，６−ジシアノヘプタン、２，７−ジシアノオクタン、２，８−ジシアノノナン、１，６−ジシアノデカン等が挙げられる。
上記のジニトリル類は１種単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
ジニトリル類の混合量は、耐電圧が向上の観点から、好ましくは０．１〜５０重量％、より好ましくは１〜４０重量％、更に好ましくは１〜２０重量％である。

また、多価アルコール類やモノアルコール類等のアルコール類、ラクトン類、ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類等のその他の有機溶媒を更に含有させることができる。
多価アルコール類としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、２−メチル−１，３−プロパンジオール、２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオール、ピナコール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、グリセリン、１，２，４−ブタントリオール、トリメチロールエタン、マンニトール、ソルビトール、ズリシトール、ポリビニルアルコール等が挙げられる。
モノアルコール類としては、２−メトキシエタノール、２−エトキシエタノール、２−プロポキシエタノール、２−イソプロポキシエタノール、２−ブトキシエタノール、３−メチル−３−メトキシ−１−ブタノール、３−メトキシ−１−ブタノール、１−メトキシ−２−プロパノール、１−エトキシ−２−プロパノール、１−メトキシ−２−ブタノール等が挙げられる。
ラクトン類としては、γ−ブチロラクトン、δ−バレロラクトン、ε−カプロラクトン等が挙げられる。
上記のその他の有機溶媒は１種単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる__。

本発明の電解液には、コンデンサを長期間保存した際に発生する陽極酸化皮膜の水和劣化を抑制し、コンデンサの漏れ電流の上昇を抑制する観点から、酸性アルキル燐酸エステル類、燐酸、亜燐酸から選ばれる１種以上を添加してもよい。酸性アルキル燐酸エステル類、燐酸、亜燐酸の添加量は、０．０２〜４重量％が好ましい。
また、コンデンサ内部に発生した水素ガスによる内部圧力の上昇を抑制する観点から、o−ニトロフェノール、ｍ−ニトロフェノール、ｐ−ニトロフェノール、ｍ−ニトロアセトフェノン等の芳香族ニトロ化合物から選ばれる１種以上を添加してもよい。芳香族ニトロ化合物の添加量は、０．０２〜６重量％が好ましい。

本発明の電解液を適用する電解コンデンサは特に限定されず、例えば、捲き取り形のアルミニウム電解コンデンサであって、陽極表面に酸化アルミニウムが形成された陽極（酸化アルミニウム箔）と陰極アルミニウム箔との間に、セパレータを介在させて捲回することにより構成されたコンデンサ等が挙げられる。この電解コンデンサに、本発明の電解液を駆動用電解液としてセパレーターに含浸し、陽陰極と共に、例えば、有底筒状のアルミニウムケースに収納した後、アルミニウムケースの開口部を封口材で密封してアルミニウム電解コンデンサを構成することができる。

以下に、本発明について、実施例及び比較例を挙げてより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例、特にその溶媒の組合せに限定されるものではなく、発明の趣旨から容易に類推可能な様々な組合せが可能である。

実施例１（２−ブチル−７−メトキシカルボニルヘプタン酸の製造）
１，６−デカンジカルボン酸２００．０ｇ（８６８．４ｍｍоｌ）をメタノール１９４．８ｇ（６．０８ｍоｌ）に溶解した後、硫酸２．６７ｇ（２６．１ｍｍоｌ）を添加し、室温で４時間攪拌し反応させた。反応後、反応溶液にトルエン１００ｇを加え、１００ｇの水で４回洗浄し濃縮した後、減圧下蒸留を行い、２−ブチル−７−メトキシカルボニルヘプタン酸１８４．６ｇ（沸点：１４８〜１５６℃／１〜２ｍｍＨｇ（１３３〜２６７Ｐａ））を得た（収率８７．０％）。

実施例２（２−ブチル−７−エトキシカルボニルヘプタン酸の製造）
１，６−デカンジカルボン酸１００．０ｇ（４３４．２ｍｍоｌ）をエタノール１４６．７ｇ（３．１７ｍоｌ）に溶解した後、硫酸１．３４ｇ（１３．１ｍｍоｌ）を添加し、室温で２６時間攪拌し反応させた。反応後、反応溶液にトルエン１００ｇを加え、１００ｇの水で４回洗浄し濃縮した後、減圧下蒸留を行い、２−ブチル−７−エトキシカルボニルヘプタン酸９５．２ｇ（沸点：１５１〜１５５℃／１ｍｍＨｇ（１３３７Ｐａ））を得た（収率８４．９％）。

実施例３（２−ブチル−７−プロポキシカルボニルヘプタン酸の製造）
１，６−デカンジカルボン酸１００．０ｇ（４３４．２ｍｍоｌ）を１−プロパノール１８２．８ｇ（３．０４ｍоｌ）に溶解した後、硫酸１．３３ｇ（１３．０ｍｍоｌ）を添加し、室温で２５時間攪拌し反応させた。反応後、反応溶液にトルエン１００ｇを加え、１００ｇの水で４回洗浄し濃縮した後、減圧下蒸留を行い、２−ブチル−７−プロポキシカルボニルヘプタン酸９９．１ｇ（沸点：１６０〜１６５℃／３ｍｍＨｇ（４００Ｐａ））を得た（収率８３．６％）。

実施例４（２−ブチル−７−イソプロポキシカルボニルヘプタン酸の製造）
１，６−デカンジカルボン酸１００．２ｇ（４３５．０ｍｍоｌ）を２−プロパノール１８２．０ｇ（３．０３ｍоｌ）に溶解した後、硫酸１．３２ｇ（１２．９ｍｍоｌ）を添加し、室温で８０時間攪拌し反応させた。反応後、反応溶液にトルエン１００ｇを加え、１００ｇの水で４回洗浄し濃縮した後、減圧下蒸留を行い、２−ブチル−７−イソプロポキシカルボニルヘプタン酸９２．４ｇ（沸点：１６１〜１６３℃／３ｍｍＨｇ（４００Ｐａ））を得た（収率７８．１％）。__

実施例５（２−ブチル−７−ブトキシカルボニルヘプタン酸の製造）
１，６−デカンジカルボン酸１００．０ｇ（４３４．２ｍｍоｌ）を１−ブタノール２２７．６ｇ（３．０４ｍоｌ）に溶解した後、硫酸１．３３ｇ（１３．０ｍｍоｌ）を添加し、室温で４３時間攪拌し反応させた。反応後、反応溶液にトルエン１０２ｇを加え、１００ｇの水で４回洗浄し濃縮した後、減圧下蒸留を行い、２−ブチル−７−ブトキシカルボニルヘプタン酸９８．６ｇ（沸点：１６４〜１６５℃／１ｍｍＨｇ（１３３Ｐａ））を得た（収率７９．３％）。

実施例６（２−メチル−４−メトキシカルボニルブタン酸の製造）
２−メチルグルタル酸５０．２ｇ（３４３．６ｍｍоｌ）をメタノール９０．７ｇ（２．８３ｍоｌ）に溶解した後、硫酸１．０６ｇ（１０．４ｍｍоｌ）を添加し、室温で６時間攪拌し反応させた。反応後、反応溶液を塩化メチレン５０ｇで３回抽出し、塩化メチレン層をあわせて１００ｇの水で４回洗浄し濃縮した後、減圧下蒸留を行い、２−メチル−４−メトキシカルボニルブタン酸４１．２ｇ（沸点：１１５〜１１６℃／３ｍｍＨｇ（４００Ｐａ））を得た（収率７４．９％）。

実施例７〜１６
実施例１〜６で得られた第二級カルボン酸化合物を用いて、表１に記載の各成分を所定量混合し、アンモニアでｐＨ６に調整して電解コンデンサ用電解液を得た。耐電圧測定装置「High Voltage DC Power Supplies EH Series(グラスマンジャパンハイボルテージ株式会社製)」及び導電率計「SevenGo Conductivity meter SG3 (メトラー・トレド社製)」を用いて、上記で得られた電解液の比電導度と耐電圧を測定した。表１に、アルミニウム箔を用いて１０ｍＡ／ｃｍ^２の電流密度の定電流で化成した際の耐電圧（Ｖ）、その耐電圧（Ｖ）までの到達時間（分）及び３０℃における比電導度（ｍＳ／ｃｍ）を示す。

比較例１〜３
表２に記載の各成分を所定量混合し、アンモニアでｐＨ６に調整して電解コンデンサ用電解液を得た。この電解液を用いて、実施例７〜１６と同様にして耐電圧、比電導度等を測定した。結果を表２に示す。

表１及び表２から明らかなように、実施例７〜１６では比較例１〜３に比べて電導度と化成性が維持されたまま、耐電圧が向上した。例えば、実施例７と比較例１との対比(比電導度１．７ｍＳ／ｃｍ)、また、実施例８、１５と比較例２の対比(比電導度１．４ｍＳ／ｃｍ)、更に、実施例１０〜１４と比較例３との対比（比電導度１．２ｍＳ／ｃｍ）により、同じ電導度の場合、実施例の方が比較例に比べ、耐電圧が向上している。また、到達時間はいずれの場合もあまり変化しておらず化成性が維持されていることが分かる。このように本発明の化合物は、電解コンデンサ用電解液として耐電圧を向上させる上で有用である。

本発明の第二級カルボン酸化合物及び／又はその塩を用いる電解コンデンサ用電解液によれば、電解コンデンサの耐電圧を向上させることができるため、電解コンデンサの駆動用電解液として好適に使用することができる。

Claims

下記一般式（ＩＩ）で表される電解コンデンサ用電解液に用いる第二級カルボン酸化合物。

（式中、Ｒ^２は炭素数１〜８のアルキル基を示す。）
請求項１記載の一般式（ＩＩ）で表される第二級カルボン酸化合物及び／又はその塩、並びに１，６−デカンジカルボン酸及び／又はその塩を含有することを特徴とする電解コンデンサ用電解液。
前記一般式（ＩＩ）で表される第二級カルボン酸化合物及び／又はその塩（Ａ）と、１，６−デカンジカルボン酸及び／又はその塩（Ｂ）の重量比〔（Ａ）／（Ｂ）〕が、１／９９〜１／１であることを特徴とする請求項２に記載の電解コンデンサ用電解液。
一般式（ＩＩ）で表される第二級カルボン酸化合物及び／又はその塩、並びに１，６−デカンジカルボン酸及び／又はその塩の電解液中の含有量が２〜３０重量％である請求項３に記載の電解コンデンサ用電解液。
請求項２〜４のいずれかに記載の電解液を用いた電解コンデンサ。