JPS6354207B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、AL電解コンデンサ用駆動用電解液
（以下ペーストと云う）の改良に関するもので、
特に電解コンデンサの寿命特性を改善するペース
トに係わる。 一般に、AL電解コンデンサでは、陽・陰極箔
間に電解紙などのセパレタを介在させて、素子を
構成し、該セパレタに液状のペーストが含浸され
ている。このため、電解コンデンサを長期に使用
していると、前記ペーストが徐々に蒸発減少し、
それによる特性の劣化がおこり、ドライアツプし
て寿命が他のコンデンサに比べて短い欠点があ
る。特に近年のように、小形化が進行すると共
に、電解コンデンサの使用温度も100℃以上の高
温度領域において使用でき、且つ寿命の長いAL
電解コンデンサの要求が高まつてくると、ますま
す前記欠点が問題となつてくる。 従つて、100℃以上の高温度領域において使用
可能な液状ペーストの改良、開発や封口材および
封口構造の諸開発が勿論行なわれているが、前記
ペーストの蒸発による特性の劣化はいまだに充分
な解決は与えられていない。即ち、従来の液状ペ
ーストは、溶媒としてエチレングリコール、Ｎ・
Ｎ―ジメチルホルムアミド、メチルセロソルブ、
エチルセロソルブ等を用い、溶質としてサルチル
酸アンモニウム、アジピン酸アンモニウム、安息
香酸アンモニウム、ギ酸カリ等が用いられている
が溶媒の蒸気圧が100℃以上では更に高くなるた
め、ペーストの蒸発減少は避けられずAL電解コ
ンデンサの特性劣化がおこる。特にケースサイズ
の小さいゴム封口形の小形AL電解コンデンサの
ケース直径が4〜8mmのものは、16〜18mmのも
のに比較して、前記理由による寿命特性劣化が著
るしい欠点があつた。 本発明は、上述した欠点を除去する目的で発明
されたもので、AL電解コンデンサ素子に含浸す
る処理時点では液状であるが、含浸後は、自然放
置または使用により徐々に、または強制的にゲル
状あるいは半固体状になり、AL電解コンデンサ
の特に高温使用に伴なうペーストの蒸発を抑止
し、良好な電気性能と寿命特性を与える新らしい
改良されたペーストを提供するものである。 以下、本発明のペーストについて、詳細に説明
する。発明者等は、AL電解コンデンサのペース
トが使用中に蒸発するのを抑制防止するには、ペ
ーストが従来のように液状でなく、ゲル状または
半固体状にするのが有効であると考え、そのよう
なペーストについて検討を加えてきた。一般に液
体をゲル状にするゲル化剤として、ポリビニール
アルコール（PVA）、ゼラチン、寒天、メチルセ
ルローズ等が知られている。（例えば、特開昭48
―45858号、特開昭52―129963号等）第１図は、
エチレングリコール、Ｎ・Ｎ―ジメチルホルムア
ミド等を溶媒とし、それにサルチル酸、アジピン
酸、またはそれらの塩等を溶質とする組成の一従
来例ペーストに、ゲル化剤として前記ポリビニー
ルアルコールを加えたペーストを調製し、該ペー
ストをAL電解コンデンサ素子に含浸し、含浸後
の素子を130〜140℃で加熱して含浸されたペース
トをゲル化し、該素子を用いて6.3V―22000μFの
AL電解コンデンサを試作して、コンデンサの
tanδ、静電容量の各値、ペーストのゲル化状態等
とゲル化剤のポリビニールアルコールのペースト
への添加量との関係を示したものである。第１図
から明らかのように、該ペーストをゲル化するた
めには、ポリビニールアルコールの添加量はペー
ストの10wt％以上の量を必要とし、しかもペー
ストがゲル化すると共に、コンデンサのtanδは急
激に増大し、静電容量も大幅に変化減少して、実
用的でないことが判明した。また前記ゼラチン寒
天等をゲル化剤として添加した場合も、ポリビニ
ールアルコールの場合と同様な結果となつた。し
かし、ペーストがゲル化すると、前記試作コンデ
ンサ素子とゲル化剤を添加しないペーストを含浸
したコンデンサ素子とを同一条件で、加熱した結
果、その重量減少はゲル化したペーストの含浸さ
れた素子の方が小さくペーストの蒸発がゲル化に
より抑制されることが明らかに確められた。そこ
で発明者等は、更に種々のゲル化剤について広範
囲の研究を重ねた結果、ある種のセルローズ誘導
体や、タン白質が前記目的のゲル化剤として、添
加量も少なくてすみ、且つペーストのゲル化によ
り、その電気特性も損なうことのない優れた作用
を有することを見出した。 次に、二，三の具体的実施例に基いて、本発明
のペーストを説明する。 第２図は、ペーストに添加するゲル化剤とし
て、セルローズ誘導体のヒドロキシエチルセルロ
ーズ、ヒドロキシプロピルセルローズ、またはタ
ン白質の一種であるラクトアルブミン等を、第１
図において説明した従来例ペーストにそれぞれ添
加して調製し、第１図の説明と同様に同じコンデ
ンサを試作して、そのコンデンサ特性とペースト
のゲル化状態と、上記ゲル化剤のペーストへの添
加量との関係を、第１図と同様に示したものであ
る。 第２図から、第１図と比較して、次のことが明
白である。 (1) ゲル化剤として、ヒドロキシエチルセルロー
ズ、ヒドロキシプロピルセルローズ、または、
ラクトアルブミン等を用いた場合は、何れの場
合も極めて少量の添加、即ち、ペーストの
0.1wt％以上の添加でペーストがゲル化する。 (2) ペーストがゲル化しても、該ペーストが含浸
されたAL電解コンデンサのtanδ、静電容量の
初期特性値は、ゲル化剤の添加量が10wt％以
下であればゲル化剤を添加しないペーストを含
浸したコンデンサと変らない。 即ち、従来のポリビニールアルコール、ゼラチ
ン、寒天等の公知のゲル化剤は、ペーストにそれ
らを添加して、ペーストをゲル状にすると共に、
ペーストの比抵抗の増加が生じて、AL電解コン
デンサ用の駆動用電解液として実用不可能になつ
てしまうが、セルローズ誘導体のヒドロキシエチ
ルセルローズ、ヒドロキシプロピルセルローズ、
またはタン白質の一種であるラクトアルブミン等
をゲル化剤とした場合は、その濃度は低くてペー
ストのゲル化が生じ、且つゲル化しても、その比
抵抗変化が急激に生じない特徴を有することがわ
かる。 本発明のペーストの実施例を表１に各々示し、
また該実施例のペーストを各々コンデンサ素子に
含浸したのち、130〜140℃で約30分加熱してペー
ストをゲル化して、ケースに密封し6.3V―22μF
（4×７mmケース）のAL電解コンデンサを試作
し、105℃の周囲温度で直流負荷試験を1000時間
行つた結果を第３図および第４図に示す。

【表】 第３図および第４図から明らかなように、本発
明のペーストを使用したコンデンサは、何れの実
施例の場合も従来ペースト（ゲル化剤を添加しな
いペースト）使用のコンデンサより、負荷試験に
おける特性変化と劣化が小さく、ペーストのゲル
化により、コンデンサ使用中のペーストの蒸発が
抑制され、100℃を超える高い温度条件下でも、
その寿命特性が大幅に改善される優れた効果を有
していることがわかる。またセルローズ誘導体と
タン白質と組合せることにより、一層の改善効果
が現われているが、これは、ゲル化後の性状が関
係しているものと考えられる。 以上説明したように、本発明によれば、ペース
トにヒドロキシエチルセルローズ等のセルローズ
誘導体またはタン白質のラクトアルブミン等をゲ
ル化剤として添加するようにしたので、極めて少
ない添加量で、ペーストをゲル化することが可能
となり、しかも該ペーストを含浸したコンデンサ
の特性は、ペーストがゲル化しても損なわれな
い。 従つて、本発明のペーストを電解コンデンサに
使用すれば、ペーストのゲル化によつて、コンデ
ンサ使用中のペーストの蒸発を抑制し、特に高温
下で使用する場合、その効果が顕著であるととも
に、コンデンサの特性を損なうことがないから、
電解コンデンサの高温寿命特性が向上し、ロング
ライフが期待できると共に、特性が安定し、信頼
性の高いコンデンサが提供でき、特に小形の電解
コンデンサに本発明のペーストを使用した時、そ
の効果は顕著であり、小形、高密度実装、ロング
ライフ、高温使用のニーズに対応することが可能
となり、その実用的価値は多大である。また、ペ
ーストをゲル化することにより、万一密閉が破れ
ても、従来の液状ペーストのように流出して周囲
を汚損することもなく、製造過程における素子の
取扱いも簡便となり、モールド外装などもやり易
いなどの効果も発揮できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ポリビニールアルコール、ゼラチ
ン、寒天等のゲル化剤を添加したペーストを使用
したコンデンサの特性図。第２図，第３図および
第４図は、本発明のペーストを使用したコンデン
サの特性図。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ゲル化剤として、少なくともヒドロキシエチ
   ルセルローズ、ヒドロキシプロピルセルローズま
   たはラクトアルブミンの何れか一種を0.1〜10wt
   ％添加混合してなることを特徴とする電解コンデ
   ンサ用駆動用電解液。