(57)【要約】  【課題】電子部品内部で発生したガスを、ケース外に放出させて、電子部品の機能を保つことができる圧力弁を有する封口板およびそれを用いた電子部品を提供する。  【解決手段】端子部を有する封口板の一部に貫通孔を設け、該貫通孔を塞ぐ弾性体からなる圧力弁を有する封口板において、  上記弾性体がカーボンナノファイバーを含有し、ファイバー径が０．１〜０．５μｍ、ファイバー長さが１〜３０μｍ、ファイバー径に対するファイバー長さの比が３〜３００であり、上記の弾性体がゴムからなり、カーボンナノファイバーを１０〜８０ｗｔ％含有し、上記のゴムが、ＥＰＴおよび／またはＩＩＲからなることを特徴とする圧力弁を有する封口板であり、  上記の圧力弁を有する封口板を電子部品に用いたことを特徴とし、電子部品がコンデンサ、電気二重層コンデンサ、電池であることを特徴とする。  【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
端子部を有する封口板の一部に貫通孔を設け、該貫通孔を塞ぐ弾性体からなる圧力弁を有する封口板において、
上記弾性体がカーボンナノファイバーを含有することを特徴とする圧力弁を有する封口板。
【請求項２】
請求項１記載のカーボンナノファイバーのファイバー径が０．１〜０．５μｍ、ファイバー長さが１〜３０μｍであり、かつ、ファイバー径に対するファイバーの長さの比が３〜３００であることを特徴とする圧力弁を有する封口板。
【請求項３】
請求項１記載の弾性体がゴムからなり、カーボンナノファイバーを１０〜８０ｗｔ％含有することを特徴とする圧力弁を有する封口板。
【請求項４】
請求項３記載のゴムが、エチレン・プロピレン・ターポリマー（ＥＰＴ）および／またはイソブチレン・イソプレン・ラバー（ＩＩＲ）からなることを特徴とする圧力弁を有する封口板。
【請求項５】
請求項１〜４記載の圧力弁を有する封口板を用いたことを特徴とする電子部品。
【請求項６】
請求項５記載の電子部品がコンデンサ、電気二重層コンデンサ、電池であることを特徴とする電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種電気・電子機器に搭載されるコンデンサ等の封口板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種のコンデンサのうち、電気二重層コンデンサ（以下、ＥＤＬＣという。）は、図１（ｂ）の断面図に示すように、陽極、陰極およびセパレータを巻回したコンデンサ素子７と、該コンデンサ素子７を収納した有底筒状のアルミニウム製のコンデンサケース３と、このコンデンサケース３の開放端側を塞ぐ合成樹脂製の封口板４とを有している。
封口板４の外端面には陽極端子１ａおよび陰極端子１ｂが取り付けられ、これらの端子の下端部には、陽極内部端子および陰極内部端子としてコンデンサ素子７から引き出された陽極リードタブ６ａおよび陰極リードタブ６ｂが電気的に接続されている。
合成樹脂の封口板４の一部には貫通孔５が設けられ、該貫通孔５を塞ぐ厚さ０．４ｍｍ程度の圧力弁と呼ばれるゴム板が取り付けられ、電解液の分解ガスによる圧力上昇で該圧力弁が膨らみ、最終的に破断して内圧を下げ、製品の破壊を防止する仕組みになっている。
圧力弁２のゴム板は、封口体に設けられた段差を有する貫通孔５に嵌め込まれ、戻り防止用のワッシャ等（図示せず。）で固定される（例えば特許文献１参照）。
また、図３に示すように、コンデンサの内圧上昇時に破断する薄肉、溝付きの金属材料を用いたものも多く用いられている（例えば特許文献２参照）。
【特許文献１】実開昭５３−８１３４９号公報
【特許文献２】特開平１０−１０６５２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ＥＤＬＣ内の電解液の分解によるガスは、過電圧印加時に発生しやすい。また、環境温度にも左右され、温度が高いと過電圧領域でなくともガス発生が見られる。
このような状況下で発生したガスは、活性炭内部やセパレータ内部、または活性炭とアルミニウム集電電極の間などに溜り、時間とともに増加する。また、発生したガスは、電解液の存在しない部分を生ぜしめて、ＥＤＬＣの内部抵抗を上昇させ、容量を減少させるという問題があった。
【０００４】
本発明は、この発生したガスを、コンデンサケース外に放出させ、ＥＤＬＣの機能を保つことができる構造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】
【０００５】
本発明は、端子部を有する封口板の一部に貫通孔を設け、該貫通孔を塞ぐ弾性体からなる圧力弁を有する封口板において、
上記弾性体がカーボンナノファイバーを含有することを特徴とする圧力弁を有する封口板である。
【０００６】
また、上記カーボンナノファイバーのファイバー径が０．１〜０．５μｍ、ファイバー長さが１〜３０μｍであり、かつ、ファイバー径に対するファイバー長さの比が３〜３００であることを特徴とする圧力弁を有する封口板である。
【０００７】
さらに、上記の弾性体がゴムからなり、カーボンナノファイバーを１０〜８０ｗｔ％含有することを特徴とする圧力弁を有する封口板である。
【０００８】
そして、上記のゴムが、エチレン・プロピレン・ターポリマー（ＥＰＴ）および／またはイソブチレン・イソプレン・ラバー（ＩＩＲ）からなることを特徴とする圧力弁を有する封口板である。
【０００９】
また、上記の圧力弁を有する封口板を用いたことを特徴とする電子部品である。
【００１０】
さらに、上記の電子部品がコンデンサ、電気二重層コンデンサ、電池であることを特徴とする電子部品である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明による圧力弁は、圧力弁のゴム材にナノカーボンファイバーを混入させることによって、ケース内が所定の圧力に達した時、従来の圧力弁のように破壊されるのではなく、ガスのみを放出する機能を有する。よって、製品の内圧増大が抑制でき、製品の長寿命化を図ることができる。
【００１２】
圧力弁のゴム材（ＥＰＴおよび／またはＩＩＲ）に、ファイバー径が０．１〜０．５μｍ、ファイバー長さが１〜３０μｍのカーボンナノファイバーを、１０〜８０ｗｔ％混入させることにより、ケース内が所定の圧力に達した時、ガスのみを放出させ、内圧増大の抑制ができる。
【００１３】
カーボンナノファイバーをゴム材の中に適量配合させることで、ゴム材の伸びを増加させることができ、圧力による局部的な空隙が生じても、原形に復帰させることができる。  このとき、ファイバー径０．１μｍ〜０．５μｍに対して、繊維長さ１μｍ〜３０μｍ（長さ方向比：３〜３００（最適値は５０倍以上））とすることが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施例について具体的に説明する。
カーボンナノファイバーとして昭和電工株式会社製のＶＧＣＦを使用した。ゴム材としてエチレン・プロピレン・ターポリマー（ＥＰＴ）を選択し、ＶＧＣＦを表１に示す条件にて混入させ、相ロールで板状に混練成形した。
この成形された板状のものを、所定の大きさにし、かつ加硫するために、金型を用いて、加熱加圧した。なお、加硫条件は１８０℃−１０分とした（実施例１〜２０）。
また、従来例１として、ＥＰＴに粉末状ファーネスブラックを混入させたもの、従来例２として、粉末状アセチレンブラックを混入させたものも作製した。
上記各試料の抗張力、伸び、および硬度を測定し、表１の結果を得た。
【００１５】
【表１】
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【００１６】
表１より明らかなように、ＶＧＣＦを混合した実施例１〜２０は、ＶＧＣＦを混合しない従来例１、２と比べ、抗張力、伸び特性に優れていることが分かる。
このように伸びが大きく、かつ抗張力が減少することは、局部的な空隙が発生した場合、伸びによる復帰がし易いことを示している。
ただし、ファイバー径が０．０５μｍ（実施例４）では、抗張力が小さくなり過ぎ、０．７μｍ（実施例８）では、伸びが低下するため、ファイバー径は０．１〜０．５μｍの範囲が適当である。
また、ファイバー長さが０．５μｍ（実施例９）では、伸びが低下し、４０μｍ（実施例１３、１５）では、ゴムの混練管理が難しくなるため、ファイバー長さは１〜３０μｍの範囲が適当である。
ここで、ファイバー径に対するファイバー長さの比は、２以下（実施例９、１６）では伸びが低下し、４００（実施例１５）ではゴムの混練管理が難しくなり、不適であるため、ファイバー径に対するファイバー長さの比は３〜３００の範囲が適当である。
そして、カーボンナノファイバーの含有量は５ｗｔ％（実施例１）では抗張力が低下し過ぎ、９０ｗｔ％（実施例２０）では伸びが低下し、かつコスト高となるため、カーボンナノファイバー含有量は１０〜８０ｗｔ％の範囲が適当である。
【００１７】
次に、表１の条件にて、各試料のゴム材料を円板状に加工しＥＤＬＣ封口板４の圧力弁取り付け位置２に装着し、発生するガスによる内圧の経時変化を比較した。内圧の測定は、７０℃の温度下で行った。
ＥＤＬＣ端子１には２．８Ｖを過電圧印加して保持した。ガス圧力は、封口板４に別途測定用に設置された圧力センサを介して測定した。
その結果を表２に示す。
また、表２の条件にてサイズφ３５×５０ｍｍＬの電気二重層コンデンサを作製し、静電容量、内部抵抗の変化を調査した。
その結果を表３に示す。
【００１８】
【表２】
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【００１９】
【表３】
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【００２０】
表２、３より、実施例１〜２０のＶＧＣＦを混入した圧力弁では、内部圧力の増加が抑制され、ガスは抜けているが電気特性は維持されていることが分かる。しかし、ＶＧＣＦを混入しなかった従来例１、２の圧力弁では圧力増大を抑制できず、電気特性が悪化した。
【００２１】
表２の結果より、ＶＧＣＦの混入によって圧力増大抑制の効果は明らかであるが、圧力の変動はＥＤＬＣの使用温度環境等によっても異なるため、変動を見越して含有量を調整することが大切である。
含有量は圧力の増大変動に合わせて変化させたものを用いればよい。内圧増大はアルミニウムケース３の変形が生じる原因でもある。
したがって、内圧増加が顕著になる時間、すなわち、４００ｈ後で比較すると、全材料重量に対し、ＶＧＣＦ含有量が５ｗｔ％（実施例１）では、圧力による原形復帰の効果が小さく、９０ｗｔ％（実施例２０）では、コスト高となるため、１０〜８０ｗｔ％混入されているものが好ましい。
このとき、ファイバー径は０．１〜０．５μｍ、ファイバー長さは１〜３０μｍ、ファイバー径に対するファイバー長さの比は３〜３００とするのが適当である。
【００２２】
なお、上記実施例では、ゴム材料としてＥＰＴを使用したが、ＩＩＲとしても、また、ＥＰＴ／ＩＩＲの混合としても、ＶＧＣＦを混入させることにより、ケース内が所定の圧力に達した時、ガスのみが放出され、電気特性が維持できるという上記と同様の効果を得ることができる。
また、上記の安全弁を有する封口板を使用する電子部品として、上記実施例では電気二重層コンデンサ（ＥＤＬＣ）を対象としたが、この他、電解コンデンサ等のコンデンサ、電池にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】一般の電気二重層コンデンサの状態図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は縦方向の断面図である。
【図２】図１の電気二重層コンデンサに使用する封口板の平面図と、圧力弁の断面図である。
【図３】従来の電気二重層コンデンサに使用する封口板の状態図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦方向の断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１ａ  陽極端子
１ｂ  陰極端子
２    圧力弁（ゴム板）
３    コンデンサケース
４    封口板
５    貫通孔
６ａ  陽極リードタブ
６ｂ  陰極リードタブ
７    コンデンサ素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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