(57)【要約】【課題】  火花発生電圧が高く、高温及び高電圧条件下で使用しても安定な特性を示し、かつ低温域での特性に優れる電解コンデンサ駆動用電解液を提供すること。【解決手段】  極性溶媒を主溶媒として含む溶液と、有機酸、無機酸またはその塩からなる群から選択される少なくとも１種の電解質とを含む電解液が、特定の構造をもったメチルグルコシド−ポリオキシアルキレン付加物を含むように構成する。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
次式（I）により表されるメチルグルコシド−ポリオキシアルキレン付加物：
【化１】
2006080422.tif 000017
（上式において、
ＡＯは、同一もしくは異なっていてもよく、それぞれ、２〜４個の炭素原子を有するオキシアルキレン基を表し、
a〜dは、それぞれ、ＡＯにより表されるオキシアルキレン基の付加モル数を表し、１〜１００の範囲であり、そして
R1〜R4は、同一もしくは異なっていてもよく、それぞれ、水素原子を表すかもしくは１〜５０個の炭素原子を有する炭化水素基を表す）
を、極性溶媒と、有機酸、無機酸またはその塩からなる群から選択される少なくとも1種の電解質とを含む電解液に混合してなることを特徴とする電解コンデンサ駆動用電解液。
【請求項２】
前記極性溶媒が、水、プロトン系有機溶媒、非プロトン系有機溶媒またはそれらの混合物であることを特徴とする請求項1に記載の電解コンデンサ駆動用電解液。
【請求項３】
前式（I）において、
ＡＯは、同一もしくは異なっていてもよく、それぞれ、２〜４個の炭素原子を有するオキシアルキレン基を表し、
a〜dは、それぞれ、ＡＯにより表されるオキシアルキレン基の付加モル数を表し、５〜５０の範囲であり、そして
R1〜R4は、同一もしくは異なっていてもよく、それぞれ、水素原子を表すかもしくは１〜２４個の炭素原子を有する炭化水素基を表すことを特徴とする請求項１又は２に記載の電解コンデンサ駆動用電解液。
【請求項４】
前記メチルグルコシド−ポリオキシアルキレン付加物が、前記電解液の全量を基準として０．１〜３０重量％の範囲で含まれることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電解コンデンサ駆動用電解液。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の電解コンデンサ駆動用電解液を含んでなることを特徴とする電解コンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電解コンデンサに関し、さらに詳しく述べると、新規な添加剤を加えて火花発生電圧を高めることにより、高電圧における特性を安定にし、高温度条件下でも特性変化が小さく、かつ低温特性にも優れた電解コンデンサ駆動用電解液と、その電解液を用いた電解コンデンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
周知の通り、種々の電気・電子製品やその他の製品において電解コンデンサが広く使用されている。現在使用されている電解コンデンサにはいろいろな種類のものがあり、その一例を示すと、アルミニウム電解コンデンサ、湿式タンタル電解コンデンサなどがある。
【０００３】
電解コンデンサでは、それに使用される電解液の特性が電解コンデンサの性能を決定する大きな要因となっている。このため、それぞれの電解コンデンサにあわせて、それに最適な電解液が次々と開発され、実用化されている。例えば、従来、中電圧〜高電圧（１６０〜５００ボルト）の電解コンデンサを駆動するための電解液としては、エチレングリコール（ＥＧ）等の多価アルコールを主成分とする溶媒に、ホウ酸とアンモニウム水の混合物、ホウ酸のアンモニウム塩などを電解質として溶解したものが使用されてきたが、最近では、高級二塩基酸であるアジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、１,６-デカンジカルボン酸等の脂肪族カルボン酸、安息香酸等の芳香族カルボン酸、又はその塩が電解質として使用されるようになってきている。例えば特許文献１には、比抵抗が低く、溶解度及び火花発生電圧が高い電解液として、ブチルオクタン二酸又はその塩類を溶質として含むことを特徴とする電解コンデンサ用電解液が開示されている。また、このような電解質を使用した電解液において、火花発生電圧を高くして電解コンデンサの耐電圧を向上させるために、ポリエチレンオキサイドやそのエステル類、あるいはポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン共重合体等の高分子化合物を電解液に添加することも試みられている。
【０００４】
一方、低電圧（１６０ボルト未満）の電解コンデンサを駆動するための高信頼性の電解液としては、ＧＢＬ（γ−ブチロラクトン）を主成分とする溶媒に、マレイン酸、フタル酸等のカルボン酸又はそれらの塩類、例えばアミン塩、４級アンモニウム塩などを電解質として溶解したものが使用されている。
【０００５】
しかしながら、電解コンデンサ駆動のために常用されている上記のような電解液は、それぞれ、解決されるべき問題点を有している。例えば、ホウ酸系の電解質を使用した電解液は、上述のように火花発生電圧を高めることが可能であるが、その電解質の特質に由来して電解液の粘度や比抵抗が高くなってしまうという欠点や、例えば高温条件で使用すると、ホウ酸のエステル化が起こり、多量の水の生成に原因して電極箔の化学反応が発生し、防爆弁が作動してしまうという欠点を有している。
【０００６】
また、カルボン酸をはじめとした各種の有機酸を電解質として使用した場合、適度な粘度及び低い比抵抗を有し、１００℃以上の高温でも防爆弁の作動等の不具合を発生しないけれども、火花発生電圧が依然として低く、また、溶質の混合割合を減らして火花発生電圧を高めることができても、同時に耐食性が低下してしまうので、高温条件下で使用することができない。
【０００７】
さらに、火花発生電圧を高めるために、各種の添加剤を電解液に加えることも行われている。例えば特許文献２には、エチレングリコールを主溶媒とし、ジカルボン酸又はその塩類を含む電解コンデンサ用電解液において、分子量２００〜１，０００のポリエチレングリコールを添加することを特徴とする電解コンデンサ用電解液が開示されている。さらにまた、特許文献３には、溶媒と溶質からなる電解液において、ポリグリセリンを添加したことを特徴とする電解コンデンサ駆動用電解液が開示されている。
【０００８】
しかし、これらの電解液のいずれにおいても、十分に満足し得る程度に、火花発生電圧を高めることができない。また、ポリエチレングリコールを添加する場合、高分子量のものを多量に添加した場合には、常温域あるいは低温域で分離あるいは凝固を生じる傾向があり、温度特性的に問題がある。
【０００９】
【特許文献１】特公昭６０-１３２９３号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】特公平３-７６７７６号公報（特許請求の範囲）
【特許文献３】特開平２−１９４６１１号公報（特許請求の範囲）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記したような従来の技術の問題点を解決することを目的としたもので、その第１の目的は、火花発生電圧が高く、高温及び高電圧条件下で使用しても安定な特性を示し、かつ低温域での特性に優れる電解コンデンサ駆動用電解液を提供することにある。
【００１１】
また、本発明のもう１つの目的は、そのような電解コンデンサ駆動用電解液を使用することにより、信頼性の高い電解コンデンサを提供することにある。
【００１２】
本発明の上記した目的やその他の目的は、以下の詳細な説明から容易に理解することができるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、その１つの面において、次式（I）により表されるメチルグルコシド−ポリオキシアルキレン付加物：
【００１４】
【化１】
2006080422.tif 000002
【００１５】
（上式において、
ＡＯは、同一もしくは異なっていてもよく、それぞれ、２〜４個の炭素原子を有するオキシアルキレン基を表し、
a〜dは、それぞれ、ＡＯにより表されるオキシアルキレン基の付加モル数を表し、１〜１００の範囲であり、そして
R1〜R4は、同一もしくは異なっていてもよく、それぞれ、水素原子を表すかもしくは１〜５０個の炭素原子を有する炭化水素基を表す）
を、極性溶媒と、有機酸、無機酸またはその塩からなる群から選択される少なくとも1種の電解質とを含む電解液に混合してなることを特徴とする電解コンデンサ駆動用電解液にある。
【００１６】
本発明の電解液において、極性溶媒は、好ましくは、水、プロトン系有機溶媒、非プロトン系有機溶媒又はそれらの混合物である。また、メチルグルコシド−ポリオキシアルキレン付加物（「ポリオキシアルキレンメチルグルコシド」ともいう）は、好ましくは、電解液の全量を基準にして０．１〜３０重量％の量で含まれる。
【００１７】
また、本発明は、そのもう１つの面において、ケース内にコンデンサ素子を収納した構造を有し、前記ケース内で本発明の電解コンデンサ駆動用電解液が使用されていることを特徴とする電解コンデンサにある。
【発明の効果】
【００１８】
以下の詳細な説明から理解されるように、本発明によれば、火花電圧が高く、高温及び高電圧条件下で使用しても安定な特性を示し、かつ低温域での特性に優れる電解コンデンサ駆動用電解液を提供することができる。
【００１９】
また、本発明によれば、このような電解液を使用することにより、高電圧、高温条件下での寿命特性が良好であり、高信頼性の電解コンデンサを提供することができる。
【００２０】
本発明によるこのような注目すべき顕著な作用効果は、特に、本発明の電解コンデンサ駆動用電解液で使用されるメチルグルコシド−ポリオキシアルキレン付加物が、メチルグルコシドの分子構造に起因して、図１（Ａ）に模式的に示すようにアルミニウム箔（図では、陽極）２１の上にポリオキシアルキレンの三次元立体網目構造（図中の記号ＮＳ）を形成しやすいことに大きく由来している。実際、本発明によれば、従来一般的に行われているようにポリエチレングリコール等を単独で添加した場合に比較してより少量の添加量にて、比抵抗を上げすぎることなく、より大きな火花発生電圧の向上効果を得ることができる。ちなみに、図１(Ｂ）は、アルミニウム箔（陽極）２１の上にポリエチレングリコールを単独で添加した場合の、陽極表面におけるポリエチレングリコールの挙動を模式的に示したものである。三次元立体網目構造の形成をこの図において認めることができない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明による電解コンデンサ駆動用電解液及び電解コンデンサは、それぞれ、いろいろな形態で有利に実施することができる。以下、下記のものに限定されるわけではないけれども、本発明の好ましい実施形態について説明する。
【００２２】
本発明の電解コンデンサ駆動用電解液は、特に高圧用で、火花発生電圧が高められたことを特徴とする。この電解液は、少なくとも、溶媒と、その溶媒に溶解した電解質とからなる。電解質を溶解するための溶媒としては、種々の溶媒を使用することができるけれども、有機の極性溶媒または水を主溶媒として含む溶媒を有利に使用することができる。
【００２３】
本発明の実施において、使用する有機の極性溶媒としては、特に制限はないけれども、プロトン系有機溶媒又は非プロトン系有機溶媒を単独で、あるいは任意に組み合わせて使用することができる。適当なプロトン系溶媒の例としては、アルコール類を挙げることができる。また、ここで有利に使用することのできるアルコール類の具体的な例としては、以下に列挙するものに限定されるわけではないけれども、エチルアルコール、プロピルアルコール、ブチルアルコール等の一価アルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、１,４-ブタンジオール、１,３-ブタンジオール等の二価アルコール(グリコール)、グリセリン等の多価アルコールを挙げることができる。なお、本発明に実施において、必要ならば、上記したアルコール類以外の非プロトン系溶媒を使用してもよい。また、適当な非プロトン系溶媒の例としては、ラクトン化合物、アミド化合物、スルホラン及びその誘導体、プロピレンカーボネートなどを挙げることができる。また、ここで有利に使用することのできるラクトン化合物の具体的な例としては、以下に列挙するものに限定されるわけではないけれども、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトンやその他の分子内分極化合物を挙げることができる。また、アミド化合物の具体的な例としては、以下に列挙するものに限定されるわけではないけれども、N−メチルホルムアミド、N，N−ジメチルホルムアミドなどを挙げることができる。以上に列挙したような有機の極性溶媒の中で、特に、エチレングリコールやγ−ブチロラクトンなどを有利に使用することができる。
【００２４】
本発明の電解液において、電解質としては、有機酸、無機酸又はその塩からなる群から選択される少なくとも１種の電解質を使用する。すなわち、電解質としては、有機酸、好ましくはカルボン酸又はその塩や、ジカルボン酸又はヒドロキシカルボン酸のホウ素錯体又はその塩、そして無機酸又はその塩を使用する。これらの電解質成分は、単独で使用してもよく、あるいは２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００２５】
電解質成分として使用可能なカルボン酸の例としては、以下に列挙するものに限定されるわけではないけれども、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、p−ニトロ安息香酸、サリチル酸、安息香酸、メチル安息香酸、エチル安息香酸、イソブチル安息香酸、sec−ブチル安息香酸、tert−ブチル安息香酸などに代表されるモノカルボン酸やその誘導体、蓚酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、フマル酸、マレイン酸、フタル酸、アゼライン酸、セバシン酸、カプリル酸、１，６−デカンジカルボン酸、５，６−デカンジカルボン酸、メチルアジピン酸、エチルアジピン酸、イソブチルアジピン酸、sec−ブチルアジピン酸、tert−ブチルアジピン酸などに代表されるジカルボン酸やその誘導体を挙げることができる。
【００２６】
また、同じく電解液成分として使用可能なジカルボン酸又はヒドロキシカルボン酸のホウ素錯体は、以下に列挙するものに限定されるわけではないけれども、ボロジ蓚酸、ボロジマロン酸、ボロジこはく酸、ボロジアジピン酸、ボロジマレイン酸、ボロジグリコール酸、ボロジ乳酸、ボロジリンゴ酸、ボロジ酒石酸、ボロジクエン酸、ボロジサリチル酸、ボロジフタル酸、ボロジ（２−ヒドロキシ）イソ酪酸、ボロジマンデル酸、ボロジ（３−ヒドロキシ）プロピオン酸などを挙げることができる。
【００２７】
さらに、同じく電解質成分として使用可能な無機酸の例としては、以下に列挙するものに限定されるわけではないけれども、燐酸、亜リン酸、次亜リン酸、アルキルリン酸、硼酸、スルファミン酸などを挙げることができる。
【００２８】
さらにまた、上記したようなカルボン酸又は無機酸の塩としては、いろいろな塩を使用することができるけれども、適当な塩としては、例えば、アンモニウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、ジメチルアミン、ジエチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、エチルジメチルアミン、ジエチルメチルアミンなどのアミン塩、テトラアルキルアンモニウム塩、イミダゾリウム塩などを挙げることができる。このような塩の中でも、アンモニウム塩を用いるのがより好ましい。
【００２９】
本発明の電解液において、上記したような電解質の量は、電解液や最終的に作られる電解コンデンサの要求される特性、使用する溶媒の種類、組成及び量、使用する電解質の種類等の各種ファクタに応じて広い範囲で変更することができる。電解質の濃度は、通常、電解液の全量を基準として２〜４５重量％の範囲であり、好ましくは５〜４０重量％の範囲であり、最も好ましくは５〜３０重量％の範囲である。
【００３０】
さらに、本発明の電解液にはニトロ化合物、例えばニトロ安息香酸、ジニトロ安息香酸、ニトロフェノール、ニトロアセトフェノンなどを必要に応じて添加するのが好ましい。ニトロ化合物には、水素ガスを吸収する効果や、プリント基板洗浄剤などによる腐食を防止する効果がある。ニトロ化合物は、単独で使用してもよく、２種以上を組み合わせて使用してもよい。ニトロ化合物の添加量は、通常、電解液の全量を基準として０．５〜５重量％の範囲が好ましい。
【００３１】
さらにまた、上記した以外にも、アルミニウム電解コンデンサあるいはその他の電解コンデンサの分野で常用の添加剤、例えばシランカップリング剤や、糖類などをさらに添加してもよい。糖類の例としては、以下に列挙するものに限定されるわけではないけれども、マンニトール、グルコース、キシリトール、フルクトース、キシロース、ガラクトース、リボース、マンノース、アラビノース、リキソース、アロース、アルトース、グロース、イドースタロースなどの単糖類ならびにそれらの誘導体、マルトース、スクロース、ラクトース、セロビオース、ショ糖、アガロビオースなどの二糖類ならびにそれらの誘導体、マルトトリオースなどの三糖類ならびにそれらの誘導体、でんぷん、グリコーゲン、寒天、マンナンなどの多糖類ならびにそれらの誘導体などが挙げられる。
【００３２】
本発明の電解液では、上記したような電解液に対して、次式（Ｉ）で示されるメチルグルコシド−ポリオキシアルキレン付加物を添加する。
【００３３】
【化２】
2006080422.tif 000003
【００３４】
上式において、
ＡＯは、同一もしくは異なっていてもよく、それぞれ、２〜４個の炭素原子を有するオキシアルキレン基を表し、
a〜dは、それぞれ、ＡＯにより表されるオキシアルキレン基の付加モル数を表し、１〜１００の範囲であり、そして
R1〜R4は、同一もしくは異なっていてもよく、それぞれ、水素原子を表すかもしくは１〜５０個の炭素原子を有する炭化水素基を表す。
【００３５】
このメチルグルコシド−ポリオキシアルキレン付加物についてさらに説明すると、前式（Ｉ）の置換基R1〜R4は、それぞれ、水素原子を表すかもしくは１〜５０個の炭素原子を有する炭化水素基を表す。炭化水素基は、置換もしくは非置換のいずれであってもよい。これらの置換基に好適な炭化水素基は、好ましくは、１〜２４個の炭素原子を有する置換もしくは非置換の炭化水素基、さらに好ましくは１〜４個の炭素原子を有する置換もしくは非置換の炭化水素基であり、最も好ましくは１個又は２個の炭素原子を有する置換もしくは非置換の炭化水素基である。好適な炭化水素基の例として、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert‐ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、イソトリデシル気、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、イソステアリル基、オクチルドデシル基、ドコシル基、デシル基、テトラデシル基等の脂肪族炭化水素基、ベンジル基、クレジル基、ブチルフェニル基、ジブチルフェニル基、オクチルフェニル基、ノニルフェニル基、ドデシルフェニル基、ジオクチルフェニル基、ジノニルフェニル基等の芳香族炭化水素基、ビニル基、アリル基などの不飽和炭化水素基を挙げることができる。
【００３６】
置換基R1〜R4は、同一もしくは異なっていてもよく、換言すると、これらの置換基は、単独で使用してもよく、２種以上を組み合わせて使用してもよい。上記した置換基のなかでも特に好ましい置換基は、水素原子、メチル基又はブチル基である。とりわけ、水素原子が置換基として好ましい。
【００３７】
また、前式（Ｉ）中のＡＯで示されるオキシアルキレン基は、好ましくは、オキシエチレン基、オキシプロピレン基、１，２−オキシブチレン基、２，３−オキシブチレン基、オキシテトラメチレン基などである。これらのオキシアルキレン基は、単独で使用してもよく、２種以上を組み合わせて使用してもよい。２種以上を組み合わせて使用するような場合には、オキシアルキレン基がランダム状に付加していてもよく、あるいはブロック状に付加していてもよい。特に好ましいＡＯ基は、オキシエチレン基又はオキシプロピレン基である。
【００３８】
さらに、前式（Ｉ）中のａ〜ｄは、上記したＡＯ基により示されるオキシアルキレン基の平均付加モル数を表し、通常、１〜１００の範囲であり、好ましくは２〜７０の範囲であり、さらに好ましくは、５〜５０の範囲である。ａ〜ｄの値が１よりも小さいと、電解液の火花発生電圧を上昇させる効果が低くなり、反対にａ〜ｄの値が１００よりも大きいと、メチルグルコシド−ポリオキシアルキレン付加物の粘度が高くなることあるいは凝固することなどにより、取扱いが困難となる。
【００３９】
上記したメチルグルコシド−ポリオキシアルキレン付加物は、通常、その分子量（Mｗ）が５００〜２５，０００の範囲にあり、好ましくは５００〜１０，０００の範囲にあり、最も好ましくは１，０００〜５，０００の範囲にある。このメチルグルコシド−ポリオキシアルキレン付加物の分子量が５００を下回ると、電解液の火花発生電圧を上げる効果を得ることが難しくなり、反対に、２５，０００を上回ると、そのメチルグルコシド−ポリオキシアルキレン付加物を溶媒に溶解することが難しくなるばかりか、メチルグルコシド−ポリオキシアルキレン付加物の粘度が高いために電解液も高粘度となり、コンデンサ素子に対する含浸が困難となる。
【００４０】
本発明の電解液において有利に使用することのできるメチルグルコシド−ポリオキシアルキレン付加物は、例えば、以下に列挙するものに限定されるわけではないけれども、下記の第１表に示すような付加物Ａ〜付加物Ｊを包含する。
【００４１】
【表１】
2006080422.tif 000004
【００４２】
また、付加物Ａ〜付加物Ｊは、それぞれ、次のような一般式で表すことができる。
【００４３】
【化３】
2006080422.tif 000005
【００４４】
【化４】
2006080422.tif 000006
【００４５】
【化５】
2006080422.tif 000007
【００４６】
【化６】
2006080422.tif 000008
【００４７】
【化７】
2006080422.tif 000009
【００４８】
【化８】
2006080422.tif 000010
【００４９】
【化９】
2006080422.tif 000011
【００５０】
【化１０】
2006080422.tif 000012
【００５１】
【化１１】
2006080422.tif 000013
【００５２】
【化１２】
2006080422.tif 000014
【００５３】
本発明の電解液において、メチルグルコシド−ポリオキシアルキレン付加物の添加濃度は、火花発生電圧の上昇などの所望とする効果に応じて広く変更することができるというものの、通常、電解液の全量を基準として０．１〜３０重量％の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは、０．５〜２０重量％の範囲である。電解液に占めるメチルグルコシド−ポリオキシアルキレン付加物の割合が０．１重量％を下回ると、火花発生電圧を上げる効果が十分ではなくなり、反対に、３０重量％を上回ると、電解液の比抵抗が大幅に上昇したり、電解コンデンサの低温特性が低下したりすることとなる。
【００５４】
本発明の電解液は、上記したような各種の成分を任意の順序で混合し、溶解することによって調製することができ、また、基本的には従来の技法をそのままあるいは変更して使用することができる。例えば、極性溶媒を主体とした適当な溶媒を調製した後、その溶媒に電解質、上記のメチルグルコシド−ポリオキシアルキレン付加物及び必要に応じて任意のその他の添加剤を溶解することで簡単に調製することができる。
【００５５】
本発明は、もう１つの面において、本発明による上述のような電解液を駆動用に使用し、電解液及び電解液以外のコンデンサ構成要素（本願明細書では、このような構成要素を「コンデンサ素子」と呼ぶ）を含む電解コンデンサにある。本発明の電解コンデンサ、好ましくは、対向して配置されかつそれぞれ誘電体を有する陽極箔及び陰極箔と、それらの中間に介在せしめられたセパレータ（隔離紙）とから形成されたコンデンサ素子と、本発明の電解液とを含んでなるように構成される。
【００５６】
本発明の電解コンデンサは、さらに好ましくは、アルミニウム電解コンデンサである。本発明のアルミニウム電解コンデンサは、例えば上述のような構成要素を任意に組み合わせて、構築することができる。
【００５７】
本発明の電解コンデンサにおいては、本発明の電解液を使用していることから、高められた火花発生電圧を得ることができる。よって、高電圧における特性を安定化することができる。また、高温条件下でも特性の変化を小さくすることができる。すなわち、本発明の電解コンデンサは、各種の特性に優れていることに加えて、信頼性にも優れている。
【００５８】
本発明のアルミニウム電解コンデンサは、好ましくは、エッチングが施されたアルミニウム箔の表面が陽極酸化された陽極箔と、エッチングが施されたアルミニウム箔から成る陰極箔とを、両者の表面がセパレータを介して対向するように卷回して形成したコンデンサ素子と電解液とがケース内に収容され、かつ前記コンデンサ素子が収容されたケースの開口部が弾性封口体で密封されているように構成される。
【００５９】
図２は、本発明のアルミニウム電解コンデンサの一例を示した断面図であり、また、図３は、図２に示したアルミニウム電解コンデンサのコンデンサ素子を、特に一部を厚さ方向に拡大して示した斜視図である。なお、図示の例は巻回構造を備えたアルミニウム電解コンデンサであるが、本発明の電解コンデンサは、本発明の範囲内においていかなる変更や改良も可能である。例えば、本発明の電解コンデンサは、それを構成している電極箔の両方に酸化膜を有するタイプの電解コンデンサ、表面にコンデンサ特性に有効な作用を及ぼす有機または無機化合物を付与した電極箔や、表面にシランカップリング剤などの機能性物質を付与した電極箔を有するタイプの電解コンデンサであってもよい。また、ここで言うまでもなく、巻回構造以外の電解コンデンサも包含する。
【００６０】
図示のアルミニウム電解コンデンサ１０は、電解液を含浸したコンデンサ素子１を金属製のケース４に収納し、さらにケース４の開口部を封口体３で閉塞した構造を有する。また、金属製のケースに収納されたコンデンサ素子１は、巻き取られたシート状積層体２０の形をしている。積層体２０は、図示のように、表面全体にアルミニウム酸化膜２２を有するアルミニウム箔（陽極）２１と、アルミニウム箔（陰極）２３と、これらの電極の間に挟まれた第１のセパレータ２４と、第２のセパレータ２５とからなる。第１のセパレータ２４と第２のセパレータ２５は同一もしくは異なっていてもよい。コンデンサ素子１には電解液が含浸せしめられている。
【００６１】
本発明の電解コンデンサにおいて用いられる封口体は、その材料の硬度が高くかつ適度のゴム弾性を有し、電解液不透過性であり、そして封口体としての気密性が良好である限り、いろいろな常用の材料から形成することができる。適当な封口体材料としては、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、エチレン・プロピレンターポリマー（ＥＰＴ）、イソブチレン・イソプレンゴム（ＩＩＲ）等の弾性ゴムを挙げることができる。また、気密性が高く、電解液が蒸気として透過してしまうようなことがないので、イソブチレン・イソプレンゴム（ＩＩＲ）を使用することも好ましい。特に、より優れた耐熱性を有するＩＩＲ、例えば、イオウ加硫ＩＩＲ、キノイド加硫ＩＩＲ、樹脂加硫ＩＩＲ、過酸化物加硫ＩＩＲ等を使用することがさらに好ましい。これらの封口体を使用することで、高いガスバリア特性（気密性）と高硬度特性による封止強度とを同時に達成することができる。
【００６２】
また、本発明の実施に当たっては、上記したような封口体材料に代えて、気密性があり強度も十分に高い樹脂材料板（例えば、ＰＴＦＥ板などのようなフッ素樹脂板）と弾性ゴムを貼り合わせたハイブリッド材料も有利に使用することができる。
【実施例】
【００６３】
引き続いて、本発明をその実施例を参照して説明する。
【００６４】
調製例
メチルグルコシド−ポリオキシアルキレン付加物の調製
メチルグルコシドにポリオキシアルキレン化合物を常法に従って付加させ、合計して１０種類のメチルグルコシド−ポリオキシアルキレン付加物、付加物Ａ〜付加物Ｊ（上記の第１表及び化学式を参照されたい）を調製した。
【００６５】
実施例1
下記の第２表に記載するような組成（付加物Ａを含有）の電解液を調製し、その電解液の３０℃における比抵抗を測定したところ、６００Ωｃｍであった。
【００６６】
次いで、上記の電解液を使用して作製したアルミニウム電解コンデンサについて、８５℃での火花発生電圧を測定したところ、下記の第２表に記載するように、４５０Ｖであった。
【００６７】
比較例1
前記実施例１に記載の手法を繰り返したが、本例の場合、比較のため、電解液の組成から付加物Ａを取り除くとともに、電解液の組成を下記の第２表に記載するように変更した。下記の第２表に記載するように、電解液の３０℃における比抵抗は５４０Ωｃｍであり、８５℃での火花発生電圧は４００Ｖであった。
【００６８】
本例の測定結果を前記実施例１の測定結果と比較すると、本例の電解コンデンサの場合、ホウ酸系電解液を使用しているので、火花発生電圧に対して相対的に高い比抵抗を有しているが、実施例１では、比抵抗は若干上がったけれども、火花発生電圧に関して、顕著な増加を達成することができたことがわかる。
【００６９】
実施例２−１及び２−２
前記実施例１に記載の手法を繰り返したが、本例の場合、使用する電解液の組成を下記の第２表に記載するように、付加物Ｂを含有する組成に変更した。下記の第２表に記載するように、電解液の３０℃における比抵抗は２８５Ωｃｍ（実施例２−１）及び３４０Ωｃｍ（実施例２−２）であり、８５℃での火花発生電圧は４００Ｖ（実施例２−１)及び４５０Ｖ（実施例２−２）であった。
【００７０】
比較例２
前記実施例２−１及び２−２に記載の手法を繰り返したが、本例の場合、比較のため、電解液の組成から付加物Ｂを取り除くとともに、電解液の組成を下記の第２表に記載するように変更した。下記の第２表に記載するように、電解液の３０℃における比抵抗は２５０Ωｃｍであり、８５℃での火花発生電圧は２８０Ｖであった。
【００７１】
本例の測定結果を前記実施例２−１及び２−２の測定結果と比較すると、本例の電解コンデンサでは、有機酸系電解液を使用しているが、比抵抗は低いものの、本来高くあることが望ましい火花発生電圧も低くなっている。これに対して、実施例２−１及び２−２では、比抵抗は若干上がったけれども、火花発生電圧に関して顕著な増加を達成することができ、かつ添加剤Ｂの添加量に応じて火花発生電圧も増加することが確認できた。
【００７２】
実施例３
前記実施例１に記載の手法を繰り返したが、本例の場合、使用する電解液の組成を下記の第２表に記載するように、付加物Ｃを含有する組成に変更した。下記の第２表に記載するように、電解液の３０℃における比抵抗は２４０Ωｃｍであり、８５℃での火花発生電圧は４６０Ｖであった。
【００７３】
比較例３−１及び３−２
前記実施例３に記載の手法を繰り返したが、本例の場合、比較のため、電解液の組成から付加物Ｃを取り除くとともに、電解液の組成を下記の第２表に記載するように変更した。下記の第２表に記載するように、電解液の３０℃における比抵抗は１８０Ωｃｍ（比較例３−１）及び２４０Ωｃｍ（比較例３−２）であり、８５℃での火花発生電圧は３００Ｖ（比較例３−１)及び４５０Ｖ（比較例３−２）であった。
【００７４】
本例の測定結果を前記実施例３の測定結果と比較すると、比較例３−１の電解コンデンサでは、有機酸系電解液を使用しているが、比抵抗は低いものの、本来高くあることが望ましい火花発生電圧も低くなっている。また、比較例３−２では、火花発生電圧の向上効果があるとされているポリエチレングリコールを添加した例であるが、比較例３−１に比べて火花発生電圧は増加するものの比抵抗も高くなってしまう。また、−２５℃放置下において凝固を生じ、低温特性が悪化する。
【００７５】
これに対して、実施例３では、比抵抗は比較例３−２と同じであるが、さらに高い火花発生電圧を有する。また、実施例３の電解液は、−２５℃のみならず、−４０℃放置下でも凝固を生じず、低温特性にも優れていることが確認できた。
【００７６】
実施例４−１及び４−２
前記実施例１に記載の手法を繰り返したが、本例の場合、使用する電解液の組成を下記の第２表に記載するように、付加物Ｄ（実施例４−１）又は付加物Ｅ（実施例４−２）を含有する組成に変更した。下記の第２表に記載するように、電解液の３０℃における比抵抗は４１０Ωｃｍ（実施例４−１）及び４２０Ωｃｍ（実施例４−２）であり、８５℃での火花発生電圧は１２０Ｖ（実施例４−１）及び１３０Ｖ（実施例４−２）であった。
【００７７】
比較例４
前記実施例４−１及び４−２に記載の手法を繰り返したが、本例の場合、比較のため、電解液の組成から付加物Ｄ又はＥを取り除くとともに、電解液の組成を下記の第２表に記載するように変更した。下記の第２表に記載するように、電解液の３０℃における比抵抗は３５５Ωｃｍであり、８５℃での火花発生電圧は１００Ｖであった。
【００７８】
本例の測定結果を前記実施例４−１及び４−２の測定結果と比較すると、比較例４の電解コンデンサでは、実施例４−１及び４−２と同様にγ-ブチロラクトンを電解液に使用しているが、不十分な結果しか得られていない。これに対して、実施例４−１では、比抵抗は若干上がったけれども、火花発生電圧に関して顕著な増加を達成することができた。また、実施例４−２は、実施例４−１で使用した付加物Ｄに代えて、そのオキシアルキレン基末端を水素原子からメチル基に変更した付加物Ｅを使用した例であるが、比抵抗は若干上がったけれども、火花発生電圧のさらなる増加を達成することができた。
【００７９】
実施例５
前記実施例１に記載の手法を繰り返したが、本例の場合、使用する電解液の組成を下記の第２表に記載するように、付加物Ｆを含有する組成に変更した。下記の第２表に記載するように、電解液の３０℃における比抵抗は９５Ωｃｍであり、８５℃での火花発生電圧は８０Ｖであった。
【００８０】
比較例５
前記実施例５に記載の手法を繰り返したが、本例の場合、比較のため、電解液の組成から付加物Ｆを取り除くとともに、電解液の組成を下記の第２表に記載するように変更した。下記の第２表に記載するように、電解液の３０℃における比抵抗は８５Ωｃｍであり、８５℃での火花発生電圧は５５Ｖであった。
【００８１】
本例の測定結果を前記実施例５の測定結果と比較すると、比較例５の電解コンデンサでは、実施例５と同様にγ-ブチロラクトンとエチレングリコールを電解液に使用しているが、不十分な結果しか得られていない。これに対して、実施例５では、比抵抗は若干上がったけれども、火花発生電圧に関して顕著な増加を達成することができた。
【００８２】
実施例６
前記実施例１に記載の手法を繰り返したが、本例の場合、使用する電解液の組成を下記の第２表に記載するように、付加物Ｇを含有する組成に変更した。下記の第２表に記載するように、電解液の３０℃における比抵抗は２００Ωｃｍであり、８５℃での火花発生電圧は１２０Ｖであった。
【００８３】
比較例６
前記実施例６に記載の手法を繰り返したが、本例の場合、比較のため、電解液の組成から付加物Ｇを取り除くとともに、電解液の組成を下記の第２表に記載するように変更した。下記の第２表に記載するように、電解液の３０℃における比抵抗は１８０Ωｃｍであり、８５℃での火花発生電圧は９０Ｖであった。
【００８４】
本例の測定結果を前記実施例６の測定結果と比較すると、比較例６の電解コンデンサでは、実施例６と同様にγ-ブチロラクトンとエチレングリコールを電解液に使用しているが、不十分な結果しか得られていない。これに対して、実施例６では、比抵抗は若干上がったけれども、火花発生電圧に関して顕著な増加を達成することができた。
【００８５】
実施例７
前記実施例１に記載の手法を繰り返したが、本例の場合、使用する電解液の組成を下記の第２表に記載するように、付加物Ｈを含有する組成に変更した。下記の第２表に記載するように、電解液の３０℃における比抵抗は１４５Ωｃｍであり、８５℃での火花発生電圧は１２０Ｖであった。
【００８６】
比較例７
前記実施例７に記載の手法を繰り返したが、本例の場合、比較のため、電解液の組成から付加物Ｈを取り除くとともに、電解液の組成を下記の第２表に記載するように変更した。下記の第２表に記載するように、電解液の３０℃における比抵抗は１３０Ωｃｍであり、８５℃での火花発生電圧は９０Ｖであった。
【００８７】
本例の測定結果を前記実施例７の測定結果と比較すると、比較例７の電解コンデンサでは、実施例７と同様にＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドとγ-ブチロラクトンを電解液に使用しているが、不十分な結果しか得られていない。これに対して、実施例７では、比抵抗は若干上がったけれども、火花発生電圧に関して顕著な増加を達成することができた。
【００８８】
実施例８
前記実施例１に記載の手法を繰り返したが、本例の場合、使用する電解液の組成を下記の第２表に記載するように、付加物Ｉを含有する組成に変更した。下記の第２表に記載するように、電解液の３０℃における比抵抗は４６Ωｃｍであり、８５℃での火花発生電圧は３２０Ｖであった。
【００８９】
比較例８
前記実施例８に記載の手法を繰り返したが、本例の場合、比較のため、電解液の組成から付加物Ｉを取り除くとともに、電解液の組成を下記の第２表に記載するように変更した。下記の第２表に記載するように、電解液の３０℃における比抵抗は４２．６Ωｃｍであり、８５℃での火花発生電圧は１９０Ｖであった。
【００９０】
本例の測定結果を前記実施例８の測定結果と比較すると、比較例８の電解コンデンサでは、水とエチレングリコールを電解液に使用しているが、不十分な結果しか得られていない。これに対して、実施例８では、比抵抗は若干上がったけれども、火花発生電圧に対して顕著な増加を達成することができた。
【００９１】
実施例９
前記実施例１に記載の手法を繰り返したが、本例の場合、使用する電解液の組成を下記の第２表に記載するように、付加物Ｊを含有する組成に変更した。下記の第２表に記載するように、電解液の３０℃における比抵抗は１６Ωｃｍであり、８５℃での火花発生電圧は２２０Ｖであった。
【００９２】
比較例９
前記実施例９に記載の手法を繰り返したが、本例の場合、比較のため、電解液の組成から付加物Ｊを取り除くとともに、電解液の組成を下記の第２表に記載するように変更した。下記の第２表に記載するように、電解液の３０℃における比抵抗は１４Ωｃｍであり、８５℃での火花発生電圧は１８０Ｖであった。
【００９３】
本例の測定結果を前記実施例９の測定結果と比較すると、比較例９の電解コンデンサでは、水を電解液に使用しているが、不十分な結果しか得られていない。これに対して、実施例９では、比抵抗は若干上がったけれども、火花発生電圧に対して顕著な増加を達成することができた。
【００９４】
【表２】
2006080422.tif 000015
【００９５】
【表３】
2006080422.tif 000016
【００９６】
上記第２表に記載の測定結果から理解できるように、比較例１〜９の不満足な結果とは対照的に、本発明に従う実施例１〜９では、比抵抗は若干上がったけれども、火花発生電圧に関して、約１０〜５０％の顕著な増加を達成することができた。
【００９７】
以上、本発明につき好適な実施例を挙げて種々説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのはもちろんのことである。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明による電解液においてポリオキシアルキレンメチルグルコシドを使用した時に得られる作用効果を従来例と対比して模式的に示した断面図である。
【図２】本発明による電解コンデンサの一例を示した断面図である。
【図３】図２に示した電解コンデンサのコンデンサ素子の構成を分解して示した斜視図である。
【符号の説明】
【００９９】
１    コンデンサ素子
２    リード線
３    封口体
４    ケース
１０    電解コンデンサ
１４    カール
【図１】
2006080422.tif 000018
【図２】
2006080422.tif 000019
【図３】
2006080422.tif 000020