(57)【要約】【課題】外装ケースの外周に形成された樹脂層の耐熱性および印刷インクとの密着性を向上させ、耐溶剤性に優れた外装ケースを有したアルミ電解コンデンサを提供することを目的とする。【解決手段】陽極箔と陰極箔とをその間にセパレータを介在させて巻回し、かつ電解液を含浸させてなるコンデンサ素子１１を内蔵した有底筒状の外装ケース１２を有し、この外装ケース１２の外面側にポリエステル樹脂を主成分とし、添加剤としてポリカルボジイミド樹脂を添加した絶縁樹脂層１３を備えた構成にすることにより、絶縁樹脂層１３の耐熱性、密着性およびリフロ−後の印刷インクの密着性を向上させることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極箔と陰極箔とをその間にセパレータを介在させて巻回し、かつ電解液を含浸させてなるコンデンサ素子を内蔵した有底筒状の外装ケースを有し、この外装ケースの外面側にポリエステル樹脂を主成分とし、添加剤としてポリカルボジイミド樹脂を添加した絶縁樹脂層を備えたアルミ電解コンデンサ。
【請求項２】
ポリカルボジイミド樹脂が脂肪族系、脂環式系、芳香族系或いは芳香−脂肪族系の少なくとも１種の有機ジイソシアネート化合物と反応して得られるものである請求項１に記載のアルミ電解コンデンサ。
【請求項３】
絶縁樹脂層が、ポリエステル樹脂を主成分とし、添加剤としてポリカルボジイミド樹脂を添加した熱収縮チューブを用いた請求項１に記載のアルミ電解コンデンサ。
【請求項４】
外装ケースが、アルミニウム板の表面を化成処理して絶縁樹脂層を形成し、その後絞り加工したものである請求項１に記載のアルミ電解コンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアルミ電解コンデンサに関し、特に、外装ケースの絶縁樹脂層に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のアルミ電解コンデンサは、図１に示すように、アルミニウム板を絞り加工することにより形成された有底筒状の外装ケース１２内にコンデンサ素子１１を収納し、その有底筒状の外装ケース１２の開口部をゴム等の弾性を有する封口体１４で封口し、その後、外装ケース１２の外周面をポリ塩化ビニル系樹脂等の熱収縮チューブで被覆した絶縁樹脂層１３により構成されている。
【０００３】
この熱収縮チューブで被覆した絶縁樹脂層１３には、アルミ電解コンデンサの種類などを識別するために各種着色剤によって着色し、さらに記号などが印刷されたものが使用されている。
【０００４】
近年、プリント配線板に実装される電子部品の小型化が図られ、アルミ電解コンデンサも同様に小型化される傾向にあり、さらにアルミ電解コンデンサのリード線を短くして、コンデンサ本体下部が直接基板に接触することでプリント配線板とコンデンサ間の間隔を小さく（低背化）し、無駄な空間を無くして高密度に実装することが検討されている。また同様にて高密度実装を目的として、コンデンサ本体側面部を直接配線基板表面に接触させる、いわゆる横置きタイプのアルミ電解コンデンサも検討されている。
【０００５】
これら低背化された小型のアルミ電解コンデンサには、ポリエステル樹脂やポリアミド樹脂からなる熱収縮チューブを外装ケースに被覆したり、予め外装ケースとなるアルミニウム板にポリエステル樹脂やポリアミド樹脂などの絶縁樹脂層を形成し、その後絞り加工して外装ケースを構成したものなどがある。
【０００６】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１，２が知られている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−１２１６０８号公報
【特許文献２】
特開２００１−３３８８４９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら低背化された小型のアルミ電解コンデンサの場合、これに用いられる外装ケースの外周に例えばポリ塩化ビニル系樹脂を使用すると、ポリ塩化ビニル系樹脂がプリント配線板に直接接触するため、プリント配線板表面にリフロー法によりハンダ付けを行う際のハンダの温度が高すぎると、ハンダの温度に影響されやすく、被覆材のプリント配線板に接触している部分が熱劣化したり、溶解したりするという課題があった。
【０００９】
この対策として、耐熱性の向上を目的としてポリエステル樹脂やポリアミド樹脂を用いた提案がなされているが、リフロー法によるハンダ付け後の洗浄で、アルミ電解コンデンサの種類などを識別する記号などを印刷されたものが薄くなったり、見えにくくなるという課題を有している。
【００１０】
また、アルミニウム板にポリエステル樹脂やポリアミド樹脂などの絶縁樹脂層を形成した後に絞り加工して外装ケースを構成したものは、絞り加工後の脱脂処理が必要となり、この脱脂処理により絶縁樹脂層が変色するといった課題も有している。
【００１１】
本発明はこのような従来の課題を解決し、外装ケースの外周に形成された絶縁樹脂層の耐熱性および印刷インクとの密着性を向上させた外装ケースを有したアルミ電解コンデンサを提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために本発明の請求項１に記載の発明は、陽極箔と陰極箔とをその間にセパレータを介在させて巻回し、かつ電解液を含浸させてなるコンデンサ素子を内蔵した有底筒状の外装ケースを有し、この外装ケースの外面側にポリエステル樹脂を主成分とし、添加剤としてポリカルボジイミド樹脂を添加した絶縁樹脂層を備えた構成とするものであり、この構成により、ポリエステル樹脂の鎖延長効果を発現したり、エステル交換反応してブロック共重合体を形成するので、外装ケースの外周に形成された絶縁樹脂層の耐熱性を向上させることができ、また、印刷インクとの密着性および耐溶剤性に優れた外装ケースを有することができるという作用を有する。
【００１３】
本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、ポリカルボジイミド樹脂が脂肪族系、脂環式系、芳香族系或いは芳香−脂肪族系の少なくとも１種の有機ジイソシアネート化合物と反応して得られるものであり、このポリカルボジイミド樹脂は、ポリエステル樹脂の加水分解性を抑制し、耐熱老化性を向上させることができるという作用を有する。
【００１４】
なお、前記ポリカルボジイミド樹脂は、脂肪族系、脂環式系、芳香族系或いは芳香−脂肪族系のタイプの有機ジイソシアネート化合物と反応して得られるものを単独あるいは２種以上を組み合わせて共重合体として用いてもよい。
【００１５】
本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、絶縁樹脂層が、ポリエステル樹脂を主成分とし、添加剤としてポリカルボジイミド樹脂を添加した熱収縮チューブを用いた構成とするものであり、ハンダ付けのリフロー温度に対する耐熱性を有し、密着が不充分による浮き現象や再収縮によるストリップ現象を生じることがなく、外装ケースに均一に被覆することができるという作用を有する。
【００１６】
本発明の請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、外装ケースが、アルミニウム板の表面を化成処理して絶縁樹脂層を形成し、その後絞り加工したものであるという構成とするものであり、外装ケースとなるアルミニウム板に均一に密着し、絞り成形加工しても絶縁樹脂層の破断や剥離を生じることがなく、その後の脱脂処理においても変色することがないという作用を有する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１８】
本発明の実施の形態によるアルミ電解コンデンサの構成は図１に示した従来のアルミ電解コンデンサと同じである。すなわち、同図１において、１１はコンデンサ素子であり、このコンデンサ素子１１は、表面を粗面化した後に電解酸化することにより酸化皮膜を形成したアルミニウム電極箔を陽極箔とし、この陽極箔と陰極箔をその間にセパレータを介在させて巻回することにより構成されている。
【００１９】
１２は前記コンデンサ素子１１を図示しない駆動用電解液と共に収納する外装ケースで、この外装ケース１２の外周に絶縁樹脂層１３が被覆されている。
【００２０】
１４は前記外装ケース１２の開口部を封止する弾性を有した封口体、１５と１６は前記コンデンサ素子１１から夫々引き出された陽極リード線と陰極リード線であり、前記封口体１４には陽極リード線１５と陰極リード線１６が貫通する貫通孔が設けられ、この貫通孔に両リード線１５，１６を貫通させて封口体１４を外装ケース１２の開口部に挿入した後、この外装ケース１２の開口部を内側に折り曲げて封口体１４を押圧し、更に、外装ケース１２の周面を絞り加工することにより封口体１４の有する弾性を利用することにより封止した構成を有している。
【００２１】
このアルミ電解コンデンサの外装ケース１２の外周に被覆される絶縁樹脂層１３は、ポリエステル樹脂を主成分とし、添加剤としてポリカルボジイミド樹脂を添加したものである。
【００２２】
前記ポリエステル樹脂は、酸性分としてテレフタル酸またはそのエステル誘導体を用い、グリコール成分として炭素数２〜１０のグリコースまたはそのエステル誘導体を用いて得られる線状飽和ポリエステルを主たる対象とし、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリテトラメチレンテレフタレート、ポリヘキサメチレンテレフタレート、ポリシクロヘキサン１，４−ジメチロールテレフタレート、ポリネオペンチルテレフタレート等及びこれらの共重合体が挙げられる。これらの中で特に、ポリエチレンテレフタレート及びポリテトラメチレンテレフタレート（ポリブチレンテレフタレート）が好ましい。これらのポリエステル樹脂は単独または２種以上の混合系として用いても良い。
【００２３】
また、ポリカルボジイミド樹脂としては、脂肪族系、脂環式系、芳香族系或いは芳香−脂肪族系のタイプの有機ジイソシアネート化合物を反応して得られるもので、カルボジイミド結合を分子内に少なくとも２個有するポリカルボジイミド樹脂が好ましい。
【００２４】
前記有機ジイソシアネート化合物としては、例えば１，３，５−イソプロピル−２，４−ジイソシアナトベンゼン、ナフタレン−１，５−ジイソシアネート、２，４−ジイソシアナト−３，５−ジエチルトルエン、４，４’−メチレンビス（２，６−ジエチルフェニルイソシアネート）、４，４’−メチレンビス（２−エチル−６−メチルフェニルイソシアネート）、４，４’−メチレンビス（２−イソピル−６−メチルフェニルイソシアネート）、４，４’−メチレンビス（シクロヘキシルイソシアネート）などを用いることができる。
【００２５】
前記ポリカルボジイミド樹脂は、ポリエステル樹脂１００重量部当たり０．１〜１０重量部、好ましくは０．５〜５重量部用いる。これより少ない量では効果が十分ではなく、これより多くなっても目的とする効果の上昇は少ない。
【００２６】
その他に安定剤、補強材、顔料、染料、難燃剤、核剤、滑剤その他添加物を含有してもよい。
【００２７】
前記ポリエステル樹脂を主成分とし、添加剤としてポリカルボジイミド樹脂を添加した絶縁樹脂層１３を外装ケース１２に被覆する方法としては、予めアルミニウム板に絶縁樹脂層１３を塗布工法やラミネート工法により形成しておき、このアルミニウム板を絞り加工により外装ケース１２を得る方法や、アルミニウム板を絞り加工により外装ケース１２を形成してアルミ電解コンデンサを作製し、その後、外装ケース１２の外周に絶縁樹脂層１３となる熱収縮チューブを被せ、熱を加えることにより絶縁樹脂層１３とする方法がある。
【００２８】
以下、具体的な実施例について説明する。
【００２９】
（実施例１〜６）
前記実施の形態のアルミ電解コンデンサにおいて、絶縁樹脂層１３を下記のように作製した。
【００３０】
ポリエチレンテレフタレート１００重量部と、ポリカルボジイミド（日清紡社製：ＨＭＶ−８ＣＡ）を（表１）に示す配合と、結晶核剤として安息香酸ナトリウム０．５重量部とを混合し、押出し機で溶融し環状ダイスからシームレスチューブ状に押し出し、冷却して夫々の未延伸シームレスチューブを得た。この未延伸シームレスチューブを加熱して縦方向および横方向に延伸することにより延伸された夫々のシームレスチューブを得た。
【００３１】
【表１】
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【００３２】
このシームレスチューブをアルミ電解コンデンサの外装ケースに被せ、加熱収縮させてアルミ電解コンデンサを夫々作製した。
【００３３】
なお、未延伸シームレスチューブの延伸倍率を縦方向（ＭＤ）を１．０５、横方向（ＴＤ）を２．０５になるようにした。
【００３４】
（実施例７〜１２）
前記実施の形態のアルミ電解コンデンサにおいて、絶縁樹脂層１３を下記のようにして作製した。
【００３５】
ポリブチレンテレフタレート１００重量部と、ポリカルボジイミド（日清紡社製：ＨＭＶ−８ＣＡ）を（表２）に示す配合と、結晶核剤としてポリアミド樹脂（ナイロン６）１．０重量部とを混合し、押出し機でフィルム状に押し出すとともに予め化成処理を施したアルミニウム板（ｔ＝０．３ｍｍ）上に乗せ、２本ロール間を加圧しながら通過させてアルミニウム板を夫々作製した。
【００３６】
【表２】
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【００３７】
このアルミニウム板を絞り加工して外装ケースを夫々作製し、その後実施の形態と同様にしてアルミ電解コンデンサを作製した。
【００３８】
（比較例１）
前記実施例１において、ポリエチレンテレフタレート１００重量部と、ポリエステル反応性化合物としてポリエチレンナフタレート５重量部と、結晶核剤として安息香酸ナトリウム０．５重量部とを混合した以外は前記実施例１と同様にして熱収縮チューブを作製してアルミ電解コンデンサを得た。
【００３９】
（比較例２）
前記実施例７において、ポリブチレンテレフタレート１００重量部と、ポリエステル反応性化合物としてポリエチレンナフタレート５重量部と、結晶核剤としてポリアミド樹脂（ナイロン６）１．０重量部とを混合した以外は前記実施例７と同様にしてアルミ電解コンデンサを作製した。
【００４０】
なお、（表１）中の熱収縮チューブの収縮率は１００℃の熱水中、１０秒間での収縮率を表す。また、（表２）中の積層板の特性は絞り成形加工により外装ケースを加工したときの外観検査をした結果であり、○は問題なし、×は外観に問題があったことを表す。
【００４１】
前記実施例１〜１２と比較例１，２のアルミ電解コンデンサをプリント配線板に取り付け、リフロー法によるハンダ付け（２５０℃  ３０秒）を行い、その外観検査をした。その結果を（表３）に示す。
【００４２】
【表３】
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【００４３】
ここで、耐熱性および密着性の評価は絶縁樹脂層に変色や変形がなければ○、変色および変形があれば×で示す。また、印刷インクの密着性はリフロー後に有機溶剤で洗浄を施した後、印刷インクに欠陥が生じていなければ○として評価した。
【００４４】
（表３）から明らかなように、本実施例１〜１２のアルミ電解コンデンサは、リフロー法によるハンダ付けを行っても、絶縁樹脂層に異常は見られなかった。これに対して、比較例１のアルミ電解コンデンサは、絶縁樹脂層の耐熱性を有するものの、熱収縮チューブの密着性および印刷インクの密着性に問題があった。また比較例２のアルミ電解コンデンサも絶縁樹脂層の耐熱性および密着性に問題がなかったが、印刷インクの密着性に問題があった。
【００４５】
また、（表２）の結果から明らかなように、比較例２の積層板は脱脂処理後に絶縁樹脂層が変色した。
【００４６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、陽極箔と陰極箔とをその間にセパレータを介在させて巻回し、かつ電解液を含浸させてなるコンデンサ素子を内蔵した有底筒状の外装ケースを有し、この外装ケースの外面側にポリエステル樹脂を主成分とし、添加剤としてポリカルボジイミド樹脂を添加した絶縁樹脂層を備えた構成とすることにより、ポリエステル樹脂の鎖延長効果を発現したり、エステル交換反応してブロック共重合体を形成するので、外装ケースの外周に形成された絶縁樹脂層の耐熱性を向上させることができ、また、印刷インクとの密着性および耐溶剤性に優れた外装ケースを有するアルミ電解コンデンサを得ることができるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態並びに従来のアルミ電解コンデンサの構成を示す断面図
【符号の説明】
１１  コンデンサ素子
１２  外装ケース
１３  絶縁樹脂層
１４  封口体
１５  陽極リード線
１６  陰極リード線
【図１】
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