JPH02277208A - 電解コンデンサ駆動用電解液 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【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駆動用電解液に関するもので、
特に中高圧用電解コンデンサの特性改善に関するもので
ある。

従来の技術 従来の電解コンデンサ駆動用電解液において、特に中高
圧用電解液としては、火花発生電圧を比較的高くできる
ことからエチレングリコールに電解質として硼酸または
硼酸アンモニウムを溶解した電解液が用いられていた。

しかし、このような電解液は、硼酸から直接放出される
結晶水とエチレングリコール−硼酸の間で起こるエステ
ル化反応で生ずる縮合水とで電解液中に多量の水分が生
成されるため、１００℃を越える電解コンデンサに使用
すると、電解液中の水分が水蒸気となって蒸発し、これ
により、電解コンデンサのパッケージ内の内圧が上昇し
、これを破壊させてしまうという問題があった。このよ
うな問題点を解決するために、特公昭６０−１３２９３
号公報にみられるように、ブチルオクタンニ酸を溶質と
して用いる例や、特公昭６３−１５７３８号公報に見ら
れるように５，６−デカンジカルボン酸を溶質として用
いた例がある。これらの三塩基性酸あるいはその塩を用
いた電解液ではエステル化反応が非常に遅いため、電解
液中に生成される水分も少量であり、高温における電解
コンデンサのパッケージ内の圧力上昇を抑えることがで
きる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、これらの三塩基性酸またはその塩を溶質
とした電解液を用いてさらに高温度で使用するには、火
花電圧も低く、かつガス発生抑制効果が不十分であり、
したがって、最悪の場合、製品の開弁をも引き起こすた
め、長寿命で信頼性の高い電解コンデンサを提供できな
いという課題があった。

本発明はこのような課題を解決した電解コンデンサ駆動
用電解液を提供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の電解コンデンサ駆動
用電解液は、エチレングリコールを主体とした溶媒に、
１−メチル−１，７−ヘプタンジカルボン酸、１，７−
シメチルー１．７−ヘプタンジカルボン酸、１，３−ジ
メチル−１，３，９−ノナントリカルボン酸、１．３−
ジメチル−３カルボメトキシ−１，９−ノナンジカルボ
ン酸、１，３−ジメチル−１，７−ヘプタンジカルボン
酸、１−メチル−３−エチル−１，７ヘプタンジカルボ
ン酸、７−エチル−１，１６−ヘキサデカンジカルボン
酸、７，１２−ジメチル−１゜１８−オクタデカンジカ
ルボン酸、？、８，１１゜１２−テトラメチル−１，１
８−オクタデカンジカルボン酸、７−メチル−１，１４
−テトラデカンジカルボン酸、７，８−ジメチル−１，
１４テトラデカンジカルボン酸、１−メチル−１，６−
ヘキサンジカルボン酸、１．３−ジメチル−３カルボメ
トキシ−１，８−オクタンジカルボン酸、■、３−ジメ
チルー１．３．８−オクタントリカルボン酸、１−メチ
ル−１，８−オクタンジカルボン酸、１，３−ジメチル
−３−カルボメトキシ−１，１０−デカンジカルボン酸
、１．３ジメチル−１，３，１０−デカントリカルボン
酸、７−フェニル−７−メトキシ−１−オクタンカルボ
ン酸、６−７エニルー６−メトキシーへブタンカルボン
酸、６−エチル−１，４−テトラデカンジカルボン酸の
うちから選択した酸、またはその塩の中の１種もしくは
２種以上を主たる溶質として溶解したものである。

そして上記した塩としては、二級アミン塩と、三級アミ
ン塩と、四級アンモニウム塩があり、二級アミン塩の具
体例としては、ジメチルアミン塩、ジエチルアミン塩、
ジプロピルアミン塩、ジブチルアミン塩、メチルエチル
アミン塩、メチルプロピルアミン塩、メチルブチルアミ
ン塩、エチルプロピルアミン塩、エチルブチルアミン塩
、プロピルブチルアミン塩が挙げられる。また三級アミ
ン塩の具体例としては、トリメチルアミン塩。

ジメチルエチルアミン塩、ジメチルプロピルアミン塩、
ジメチルブチルアミン塩、ジエチルメチルアミン塩、メ
チルエチルプロピルアミン塩、メチルエチルブチルアミ
ン塩、ジプロピルメチルアミン塩、メチルプロピルブチ
ルアミン塩、ジブチルメチルアミン塩、トリエチルアミ
ン塩、ジエチルプロピルアミン塩、ジエチルブチルアミ
ン塩、ジプロピルエチルアミン塩、エチルプロピルブチ
ルアミン塩、ジブチルエチルアミン塩、トリプロピルア
ミン塩、ジブロピルブヂルアミン塩、ジブチルプロピル
アミン塩、トリブチルアミン塩が挙げられる。そしてま
た四級アンモニウム塩の具体例としては、テトラメチル
アンモニウム塩、トリメチルエチルアンモニウム塩、ト
リメデルプロピルアンモニウム塩、トリメチルブチルア
ンモニウム塩、ジメチルジエチルアンモニウム塩、ジメ
チルエチルプロピルアンモニウム塩、ジメチルエチルブ
チルアンモニウム塩、ジメチルジプロピルアンモニウム
塩、ジメチルプロピルブチルアンモニウム塩、ジメチル
ジブチルアンモニウム塩、トリエチルメチルアンモニウ
ム塩、ジエチルメチルプロピルアンモニウム塩、ジエチ
ルメチルブチルアンモニウム塩、ジプロピルメチルエチ
ルアンモニウム塩、メチルエチルプロピルブチルアンモ
ニウム塩、ジブチルメチルエチルアンモニウム塩、トリ
プロピルメチルアンモニウム塩、ジプロピルメチルブチ
ルアンモニウム塩、ジエチルメチルブチルアンモニウム
塩、トリブチルメチルアンモニウム塩、テトラエチルア
ンモニウム塩、トリエチルプロピルアンモニウム塩、ト
リエチルブチルアンモニウム塩、ジエチルジプロピルア
ンモニウム塩、ジエチルプロピルブチルアンモニウム塩
、ジエチルジブチルアンモニウム塩、トリプロピルエチ
ルアンモニウム塩、ジプロピルエチルブチルアンモニウ
ム塩、ジブチルエチルプロビルアンモニウム塩、トリブ
チルエチルアンモニウム塩、テトラプロピルアンモニウ
ム塩、トリプロピルブチルアンモニウム塩、ジエチルジ
ブチルアンモニウム塩、トリブチルプロピルアンモニウ
ム塩が挙げられる。

また本発明で用いた酸の構造式を示すと、次のようにな
る。

■ｌ１００Ｃ−（ＣＨ２）ｅ−Ｃｆｌ−ＣＯＯＨ■ ■−メチルー１．７−ヘプタンジカルボン酸ＯＯＨ ■ ■ｌ１００Ｃ−（ＣＨ２）６−Ｃ−ＣＨ２−ＣＩ−ＣＯ
ＯＨＣＩｆ　ｓ　　ＣＩＩ　３ １．３−ジメチル−１，３，９−ノナントリカルボン酸 ０ＯＣＨ３ １，３−ジメチル−３−カルボメトキシ−１，９ノナン
ジカルボン酸 ■Ｈ００Ｃ−ＣＩ−（ＣＨ２）５−ＣＩｌ−ＣＯＯＨＣ
Ｈ３ＣＨ３ １，７−シメチルー１．７−ヘプタンジカルボン酸ＣＨ
３ＣＨ３Ｃ１１３Ｃｌ−１３ １！　　　　　１１ ■ＨＯＯＣ−（ＣＨ２）ａ−ＣＩ−ＣＨ−（ＣＨ２）２
−ＣＨ−ＣＨ−（Ｃ１１２）ｓ−ＣＯＯＨ７，８，１°
１，１２−テトラメチル−１，１８オクタデカンジカル
ボン酸 １−メチル−３−エチル−１，７−ヘプタンジカルボン
酸 １．３−ジメチル−１，７−ヘプタンジカルボン酸ＣＨ
３ ＣＯＯＣＨ２ＣＨ３ ７，１２−ジメチル−１，１８−オクタデカンジカルボ
ン酸 ■ｔ１００ｃｍ（Ｃｆｌ　２　）６−ＣＩ（ＣＨ２）ｓ
−ＣＯＯＣＨ２Ｈ５ ７−エチル−１，１６−ヘキサデカンジカルボン酸Ｊｈ ＠　　１１００ｃｍ（Ｃ１１２）ａ−ＣＩ−Ｃｔｌ−（
ＣＨ２）ｅ−ＣＯＯＨＣＩｌ３ ７．８−ジメチル−１，１４−テトラデカンジカルボン
酸 ■ｆ１００ｃｍ（ＣＬ　）ｓ−ＣＩ−（ＣＬｈ−ＣＯＯ
ＩＩ７−メチル−１，１４−テトラデカンジカルボン酸
＠　　ｔｌｏｏｃｍ（Ｃｌｈ）ｓ−ＣＩ−ＣＯＯＨ■ ■−メチルー１．６ヘキサンジカルボン酸１．３−ジメ
チル−３−カルボメトキシ−オクタンジカルボン酸 １．８ ＣＯＯＨＣ１！３ ■　ＨＯＯＣ−（ＣＩ２　）Ｓ−Ｃ−ＣＨ２−ＣＨ−Ｃ
ＯＯＨＣＩ３ １．３−ジメチル−１，３，８−オクタントリカルボン
酸 ＣＩ３ ■　ＨＯＯＣ−（Ｃ１１２）？−Ｃ−ＣＯＯＩ１メチル
−１，８−オクタンジカルボン酸Ｃ００ＣＨｓ　　Ｃｌ
ｌ５ Ｉ ［相］　ＨＯＯＣ−（Ｃ１ｌ　２　）？−Ｃ−ＣＨ２−
ＣＩｌ−ＣＯＯＨＣＨ３ １，３−ジメチル−３−カルボメトキシ−１，１０−デ
カンジカルボン酸 ＣＯＯＨ ＣＨ３ １，３−ジメチル−１，３，１０−デカントリカルボン
酸 ｈ ［相］Ｈ００Ｃ−（Ｃｌ１２）？−Ｃ−ＯＣＨ３Ｃ１１
゜ ７−フェニル−７−メトキシ−１ ボン酸 オクタンカル ６−フェニル−６−メドキシーヘブタンカルボン酸［相
］ＨＯＯＣ−（ＣＨ２）８−ＣＨ−（ＣＩ２　）！、−
ＣＯＯＨ２Ｈ１１ ６−エチル−１，４−テトラデカンジカルボン酸。

作用 上記した構成とすることにより、本発明の電解コンデン
サ駆動用電解液は、高温中でのエステル化の劣化反応を
阻止することができるため、高温中においても特性の安
定したアルミ電解コンデンサを得ることができるもので
ある。

実施例 以下、本発明の実施例について説明する。

まず、本発明の実施例と従来例の組成および比抵抗（Ｒ
ｓ　）　、火花開始電圧（Ｖｓ）、含水率についての特
性比較を示すと、次のようになる。

従来例１ エチレングリコール　　　　　　　　９０ｗｔ％アゼラ
イン酸２アンモニウム塩　　　１０ｗｔ％Ｒｓ　：　３
００Ω・ｃＩＩ　Ｖｓ；４１０ｖ　含水率二〇、９％ 従来例２ エチレングリコール　　　　　　　　９０ｗｔ％１．６
−デカンジカルボン酸２アンモニウム塩１０ｗｔ％ Ｒｓ：４３０Ω・ＣＩＩＩ　Ｖｓ：４３０Ｖ　含水率０
．８％ 従来例３ エチレングリコール　　　　　　　　９０ｗｔ％５．６
−デカンジカルボン酸２アンモニウム塩１０ｗｔ％ Ｒｓ　：　４３０Ω・ｃｍ　Ｖｓ：４３０ｖ　含水率＝
０．８％ 実施例１ エチレングリコール　　　　　　　　９０　ｗ　ｔ％７
．１２−ジメチル−１，１８−オクタデカンジカルボン
酸２トリエチルアミン塩　　１０ｗｔ％Ｒ３：　５５０
Ω・ＣＩＩＩ　ｖｓ；５２０Ｖ　含水率＝０．６％ 実施例２ エチレングリコール　　　　　　　　９０ｗｔ％７．８
−ジメチル−１，１４−テトラデカンジカルボン酸２ト
リエチルアミン塩　　　１０ｗｔ％Ｒ８：　４４０Ω・
ｃＩＩ　Ｖｓ：４８ｏＶ　含水率二０．６％ 実施例３ エチレングリコール　　　　　　　　９０ｗｔ％１．７
−シメチルー１，７−ヘプタンジカルボン酸２トリエチ
ルアミン塩　　　　　　１０ｗｔ％Ｒ３：　４３０Ω・
ｃｍ　Ｖｓ：４８０Ｖ　含水率＝０．５％ 実施例４ エチレングリコール　　　　　　　　９０ｗｔ％１．３
−ジメチル−１，３，９−ノナントリカルボンｌ！１［
３トリエチルアミン塩　　　　１０ｗｔ％Ｒ３：　４７
０Ω・ｃｔａ　　Ｖｓ：５００Ｖ　　含水率二０．７％ 実施例５ エチレングリコール　　　　　　　　９０ｗｔ％１．３
−ジメチル−３−カルボメトキシ−１，９−ノナントリ
カルボン酸２トリエチルアミン塩１０ｗｔ％ Ｒ３：　４８０Ω・ＣＩＩＩ　ｖｓ：４９０ｖ　含水率
二０．６％ 実施例６ エチレングリコール　　　　　　　　９０ｗｔ％１．３
−ジメチル−１，７−ヘプタンジカルボン酸２トリエチ
ルアミン塩　　　　　　１０ｗｔ％Ｒ８：　４５０Ω・
ｃＩ　ｖｓ：４９０Ｖ　含水率：０．７％ 実施例７ エチレングリコール　　　　　　　　９０ｗｔ％１−メ
チル−３−エチル−１，７−ヘプタンジカルボン酸２ト
リエチルアミン塩　　　１０ｗｔ％Ｒ８：　４５０Ω・
ｃＩＩ　Ｖｓ：４９０Ｖ　含水率二〇、５％ 実施例８ エチレングリコール　　　　　　　　９０ｗｔ％７−エ
チル−１，１６−ヘキサデカンジカルボン酸２トリエチ
ルアミン塩　　　　　　１０ｗｔ％Ｒ３：　５２０Ω・
ＣＩＩ　Ｖｓ：５００ｖ　含水率＝０．８％ 実施例９ エチレングリコール　　　　　　　　９０ｗｔ％７．８
．１１．１２−テトラメチル−１，１８−オクタデカン
ジカルボン酸２トリエチルアミン塩１０ｗｔ％ Ｒ８：　５８０Ω・ｃｍ　　Ｖｓ：５４０Ｖ　　含水率
二０．７％ 実施例１０ エチレングリコール　　　　　　　　９０ｗｔ％７−メ
チル−１，１４−テトラデカンジカルボン酸２トリエチ
ルアミン塩　　　　　　１０ｗｔ％Ｒ５：　５００Ω・
ｃｎ＋　　Ｖｓ：５００Ｖ　　含水率。

０．８％ 実施例１１ エチレングリコール　　　　　　　　９０ｗｔ％１−メ
チル−１，７−ヘプタンジカルボン酸２ジエチルアミン
塩　　　　　　　　　　　１０ｗｔ％Ｒ８：　４６０Ω
・ｃＩｌ　ｖｓ：５００Ｖ　含水率二０．７％ 実施例１２ エチレングリコール　　　　　　　　９０ｗｔ％１−メ
チル−１，７−ヘプタンジカルボン酸２トリエチルアミ
ン塩　　　　　　　　　１０ｗｔ％Ｒ８二４８０Ω・ｃ
ｍ　ｖｓ：５０ｏＶ　含水率＝０．７％ 実施例１３ エチレングリコール　　　　　　　　９０　ｗ　ｔ％１
−メチル−１，７−ヘプタンジカルボン酸２テトラエチ
ルアンモニウム塩　　　　　１０ｗｔ％Ｒ３：　４９０
Ω・ｃＩ　Ｖｓ：５００Ｖ　含水率；０．６％ 実施例１４ エチレングリコール　　　　　　　　９０ｗｔ％ｌ−メ
チル−１，６−へ牛サンジカルボン酸２トリエチルアミ
ン塩　　　　　　　　　　１０ｗｔ％Ｒ８：　４５０Ω
・ｃｌＩＩ　Ｖｓ：４９０ｖ　含水率二〇、７％ 実施例１５ エチレングリコール　　　　　　　　９０ｗｔ％１．３
−ジメチル−３−カルボメトキシ−１，８−オクタンジ
カルボン酸２トリエチルアミン塩１０ｗｔ％ Ｒ８：　４７０Ω・ｃｍ　　Ｖｓ：４９０Ｖ　　含水率
二〇、６％ 実施例１６ エチレングリコール　　　　　　　　９０ｗｔ％１．３
−ジメチル−１，３，８−オクタントリカルボン酸３ト
リエチルアミン塩　　　１０ｗｔ％Ｒ３：　４３０Ω・
ｃＩｌ　ｖｓ：４８０ｖ　含水率：０．８％ 実施例１７ エチレングリコール　　　　　　　　９０ｗｔ％１−メ
チル−１，８−オクタンジカルボン酸２トリエチルアミ
ン塩　　　　　　　　　　１０ｗｔ％Ｒ３：　４５０Ω
・ｃｌ　ｖｓ；４９０ｖ　含水率＝０．５％ 実施例１８ エチレングリコール　　　　　　　　９０ｗｔ％１．３
−ジメチル−３−カルボメトキシ−１，１〇−デカンジ
カルボン酸２トリエチルアミン塩１０ｗｔ％ Ｒ３：　４９０Ω・ｃＩＩ　Ｖｓ；５００ｖ　含水率二
０．７％ 実施例１９ エチレングリコール　　　　　　　　９０ｗｔ％１．３
−ジメチル−１，３，１０−デカントリカルボン酸３ト
リエチルアミン塩　　　１０ｗｔ％Ｒ３，４８０Ω・ｃ
Ｉｌ　ｖｓ：４８０Ｖ　含水率：０．９％ 実施例２０ エチレングリコール　　　　　　　　９Ｃ）ｖｔ％７−
フェニル−７−メトキシ−１−オクタンカルボン酸トリ
エチルアミン塩　　　　　１０ｗｔ％Ｒ８；５１０Ω・
ｃｍ　ｖｓ：５１０Ｖ　含水率＝０．６％ 実施例２１ エチレングリコール　　　　　　　　９０ｗｔ％６−フ
ェニル−６−メトキシ−ヘプタンカルボン酸トリエチル
アミン塩　　　　　　　１０ｗｔ％Ｒ８：　５２０Ω・
ＣＩＩＩ　ｖｓ：５１０ｖ　含水率：０．７％ 実施例２２ エチレングリコール　　　　　　　　９０ｗｔ％６−エ
チル−１，１４−テトラデカンジカルボン酸２トリエチ
ルアミン塩　　　　　　１０ｗｔ％Ｒ８：　５３０Ω・
ＣＩＩ　Ｖｓ；５１０Ｖ　含水率二〇、５％ 以上のように、本発明によるカルボン酸は、実施例１〜
２２で示した通り、火花発生電圧を高くすることができ
る。また、実施例１〜２２で示した通り、二級アミン塩
、三級アミン塩、四級アンモニウム塩を用いてもその特
性は何ら劣ることなく維持される。

次に本発明に係る電解コンデンサの駆動用電解液を用い
た電解コンデンサの寿命特性を第１表に示した。実験で
使用したアルミ電解コンデンサはいずれも定格電圧がＤ
Ｃ４００Ｖ、定格静電容量が２７０μＦであり、寿命負
荷試験は、１２５℃で行った。また、ｔａｎδは損失角
の正接を表す。

（以　　下　　余　　白　　） 第１表 製品寿命特性 ｎ　＝　２０ケの平均値 この実験結果によると、初期特性ではどの電解液も略同
様の値を示しているが、２０００時間経過後においては
各従来例に比べ、本発明の各実施例の静電容量および損
失角の正接は共に増加が小さくなっている。これは二級
アミン塩、三級アミン塩、四級アンモニウム塩の分子が
アンモニウム塩に比べて大きく、エステル生成劣化反応
がその立体障害に阻止されるためである。また実施例１
１〜１３に示す通り、二級アミン塩、三級アミン塩、ｉ
２！１級アンモニウム塩による差異はほとんど見られな
かった。

発明の効果 上記実施例の説明から明らかなように本発明の電解コン
デンサ駆動用電解液は、高温での劣化が小さく、ガスの
発生も抑制されるため、高温で長寿命の電解コンデンサ
を得ることができるものである。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）エチレングリコールを主体とした溶媒に、１−メ
   チル−１，７−ヘプタンジカルボン酸、１，７−ジメチ
   ル−１，７−ヘプタンジカルボン酸、１，３−ジメチル
   −１，３，９−ノナントリカルボン酸、１，３−ジメチ
   ル−３−カルボメトキシ−１，９−ノナンジカルボン酸
   、１，３−ジメチル−１，７−ヘプタンジカルボン酸、
   １−メチル−３−エチル−１，７ヘプタンジカルボン酸
   、７−エチル−１，１６−ヘキサデカンジカルボン酸、
   ７，１２−ジメチル−１，１８−オクタデカンジカルボ
   ン酸、７，８，１１，１２−テトラメチル−１，１８−
   オクタデカンジカルボン酸、７−メチル−１，１４−テ
   トラデカンジカルボン酸、７，８−ジメチル−１，１４
   −テトラデカンジカルボン酸、１−メチル−１，６−ヘ
   キサンジカルボン酸、１，３−ジメチル−３−カルボメ
   トキシ−１，８−オクタンジカルボン酸、１，３−ジメ
   チル−１，３，８−オクタントリカルボン酸、１−メチ
   ル−１，８−オクタンジカルボン酸、１，３−ジメチル
   −３−カルボメトキシ−１，１０−デカンジカルボン酸
   、１，３−ジメチル−１，３，１０−デカントリカルボ
   ン酸、７−フェニル−７−メトキシ−１−オクタンカル
   ボン酸、６−フェニル−６−メトキシ−ヘプタンカルボ
   ン酸と６−エチル−１，１４−テトラデカンジカルボン
   酸のうちから選択した酸、またはその塩の中の１種もし
   くは２種以上を主たる溶質として溶解したことを特徴と
   する電解コンデンサ駆動用電解液。
2. （２）塩が二級アミン塩であることを特徴とする請求項
   １記載の電解コンデンサ駆動用電解液。
3. （３）塩が三級アミン塩であることを特徴とする請求項
   １記載の電解コンデンサ駆動用電解液。
4. （４）塩が四級アンモニウム塩であることを特徴とする
   請求項１記載の電解コンデンサ駆動用電解液。
5. （５）二級アミン塩の置換基が、メチル基，エチル基，
   プロピル基，ブチル基より選ばれた１種もしくは２種で
   あることを特徴とする請求項２記載の電解コンデンサ駆
   動用電解液。
6. （６）三級アミン塩の置換基が、メチル基，エチル基，
   プロピル基，ブチル基より選ばれた１種もしくは２種以
   上であることを特徴とする請求項３記載の電解コンデン
   サ駆動用電解液。
7. （７）四級アンモニウム塩の置換基が、メチル基，エチ
   ル基，プロピル基，ブチル基より選ばれた１種もしくは
   ２種以上であることを特徴とする請求項４記載の電解コ
   ンデンサ駆動用電解液。