(57)【要約】【課題】高温環境中ショートが発生する課題を解決し、高耐圧性、長寿命の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】外部接続用のリード２、３が接続された陽極箔と陰極箔をセパレータを介して巻回し、電解液を含浸して構成されたコンデンサ素子１と、このコンデンサ素子１を収納した金属ケース６と、この開口部を封止する封口板５とを備え、上記セパレータ内にリン系官能基を有するアクリル系誘導体と、アクリル系誘導体で末端に水酸基を有し重合性の不飽和二重結合を１つ有する単官能モノマー群の中の少なくとも１つからなる第１モノマーと、アクリル系誘導体で重合性の不飽和二重結合を複数有する多官能モノマー群の中の少なくとも１つからなる第２モノマーとの重合体を含有した構成とした。【選択図】  図１
2004221180.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部接続用のリードが接続された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し、これに駆動用電解液を含浸することにより構成されたコンデンサ素子と、このコンデンサ素子を収納する有底筒状の金属ケースと、この金属ケースの開口部を封止する封口板とを備えたアルミ電解コンデンサにおいて、上記セパレータ内に、リン系官能基を有するアクリル系誘導体と、アクリル系誘導体で末端に水酸基を有し重合性の不飽和二重結合を１つ有する単官能モノマー群の中の少なくとも１つからなる第１モノマーと、アクリル系誘導体で重合性の不飽和二重結合を複数有する多官能モノマー群の中の少なくとも１つからなる第２モノマーとの重合体を含有したアルミ電解コンデンサ。
【請求項２】
リン系官能基を有するアクリル系誘導体が以下の（化１）、（化２）で表される請求項１に記載のアルミ電解コンデンサ。
【化１】
2004221180.tif 000030
【化２】
2004221180.tif 000031
【請求項３】
駆動用電解液が極性溶媒と無機酸もしくは有機酸またはこれらの塩からなる請求項１に記載のアルミ電解コンデンサ。
【請求項４】
無機酸もしくは有機酸またはこれらの塩が、アンモニウム塩、アミン塩またはアミジン塩から選ばれる１種以上の溶質である請求項３に記載のアルミ電解コンデンサ。
【請求項５】
セパレータの秤量が０．０１〜５５ｇ／ｍ２の範囲である請求項１に記載のアルミ電解コンデンサ。
【請求項６】
セパレータが空孔率１０〜９０％の多孔質樹脂フィルムまたは不織布を用い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】
本発明は各種電子機器に用いられるアルミ電解コンデンサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来のアルミ電解コンデンサについて、以下に図面を用いて説明する。
【０００３】
図３は従来のアルミ電解コンデンサの構成を示す部分断面斜視図であり、図３において２９はコンデンサ素子を示し、このコンデンサ素子２９はアルミニウム箔をエッチング処理することによって実効表面積を拡大させた表面に化成処理により誘電体酸化皮膜を形成して陽極リード２５を接続した陽極箔２１と、アルミニウム箔をエッチング処理して陰極リード２６を接続した陰極箔２２とをクラフト紙やマニラ紙などからなるセパレータ２３をその間に介在させて巻回することにより構成されている。また、このコンデンサ素子２９は駆動用電解液２４を含浸させた状態でアルミニウムケースなどの金属ケース２８内に挿入し、ゴム等の封口板２７で大気中雰囲気で封止することによりアルミ電解コンデンサが組み立てられているものである。
【０００４】
また、上記駆動用電解液２４としては、有機溶媒と、溶質として硼酸もしくは硼酸アンモニウムを用いたものや、非水系の溶質として、アゼライン酸、ブチルオクタン二酸、５，６−デカンジカルボン酸、側鎖を有する二塩基酸等の二塩基酸及びそれらの塩を用いたものが知られており、これらの有機カルボン酸は駆動用電解液２４中の水分を低減できるため、１００℃以上の環境下においても水分の内圧上昇によるアルミ電解コンデンサの開弁を抑制することができるとされている。
【０００５】
また、電解質として固体でイオン伝導性を用いたものも提案されており、この電解質としては無機系と高分子系のタイプがあり、無機系タイプはイオン伝導率が高いという特徴を有するが、重く、柔軟性に欠け、成形性が悪いという短所を有する。高分子系タイプは無機系タイプの電解質に比べてイオン伝導率が低いという短所を有するが、軽量で柔軟性、成形性等の機械的性能の面で優れているので注目を集めている。
【０００６】
さらに、上記固体のイオン伝導性で高分子系タイプを用いた電解コンデンサとしては、例えば誘電体酸化皮膜を有する陽極箔と陰極箔との間にゲル状電解質層が形成され、このゲル状電解質が、（ａ）ポリアミド・ポリエーテルブロックポリマーおよびポリエステル・ポリエーテルブロックポリマーから選ばれる熱可塑性エラストマー、（ｂ）極性有機溶媒、（ｃ）溶質を含有したもの（特許文献１）、ポリビニルアルコールが付着したセパレータを介して、陰極箔および表面に形成されたピットの径が０．１μｍ以上の陽極箔を巻回してコンデンサ素子を形成し、このコンデンサ素子がエチレングリコールを含む電解コンデンサ用の駆動用電解液に接触するとともに、駆動用電解液がゲル化したもの（特許文献２）などが提案されている
【０００７】
【特許文献１】
特開平０９−０８２５８０号公報
【特許文献２】
特開平１０−２２３４８１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年高調波対策回路や車両用に用いられるアルミ電解コンデンサは、従来のアルミ電解コンデンサ以上の高耐圧、高耐熱、長寿命と耐振動性などの高信頼性が必要とされており、その要求を満足させるためには、上記従来の駆動用電解液２４に使用していた有機カルボン酸もしくはその塩に溶質として界面活性剤を添加したものでは、更なる高耐圧化（火花発生電圧の向上）、高耐熱、長寿命の点で満足することができないという課題があった。
【０００９】
なお、この課題を解決するために駆動用電解液２４にゲル化剤を添加するという方法が考えられるが、これまで報告されている方法では、室温におけるイオン伝導度が低いためにアルミ電解コンデンサに適用した場合には損失が大きく十分な特性が得られなかったり、イオン伝導度は駆動用電解液並みに出ても高分子の耐熱性が低かったり、金属塩を使用しているために高温環境中でショートを起こしたりするといった種々の課題があり、十分な特性が得られないものであった。
【００１０】
さらに、上記課題を解決するためにセパレータ２３内にゲル化剤を添加するという方法も考えられるが、これまで報告されている方法では、高分子の耐熱性が低かったり、ゲル化剤と陽極箔および陰極箔との接触抵抗が高いために損失が大きく、十分な特性が得られないものであった。
【００１１】
本発明はこのような従来の課題を解決し、室温におけるイオン伝導度が高く、耐熱性も高く、かつ高耐圧性、高耐熱性、長寿命に優れた高信頼性の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】
上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、外部接続用のリードが接続された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し、駆動用電解液を含浸することにより構成されたコンデンサ素子と、このコンデンサ素子を収納する有底筒状の金属ケースと、この金属ケースの開口部を封止する封口板とを備えたアルミ電解コンデンサにおいて、上記セパレータ内に、リン系官能基を有するアクリル系誘導体と、アクリル系誘導体で末端に水酸基を有し重合性の不飽和二重結合を１つ有する単官能モノマー群の中の少なくとも１つからなる第１モノマーと、アクリル系誘導体で重合性の不飽和二重結合を複数有する多官能モノマー群の中の少なくとも１つからなる第２モノマーとの重合体を含有した構成としたものであり、これにより、アクリル酸エステルの共重合体マトリックス中に取り込まれたゲル状高分子がセパレータに含有することで高い耐圧を有し、さらに、リン系官能基を有するアクリル系誘導体を用いることで、アルミ電解コンデンサの陽極箔および陰極箔への共重合マトリックスの吸着を促して陽極箔および陰極箔との接触抵抗を低減することができ、高耐熱性、長寿命に優れたアルミ電解コンデンサを得ることができるという作用効果を有する。
【００１３】
また、アクリル系誘導体で末端に水酸基を有し重合性の不飽和二重結合を１つ有する単官能モノマー群の中の少なくとも１つからなる第１モノマーは、末端にアルキル基を有したアクリル酸エステルよりも溶媒との親和性が向上し、架橋してできた共重合体マトリックス内に無機酸もしくは有機酸またはこれらの塩のいずれか１種以上の溶質を溶かし込んだ極性溶媒を取り込みやすくすることができ、イオン伝導度を高めることができる。この具体的なものとしては（化３）〜（化５）のものが挙げられる。
【００１４】
【化３】
2004221180.tif 000003
【００１５】
【化４】
2004221180.tif 000004
【００１６】
【化５】
2004221180.tif 000005
【００１７】
また、アクリル系誘導体で重合性の不飽和二重結合を複数有する多官能モノマー群の中の少なくとも１つからなる第２モノマーは、溶媒との親和性および架橋密度を上げることができ、電解液の含有量を向上することができる。これにより、更に高いイオン伝導度を実現でき、かつ共重合体マトリックスが物理的極間距離を維持するため、アルミ電解コンデンサの耐ショート性において優れた特性を示すものである。この具体的なものとしては（化６）〜（化１６）のものが挙げられる。
【００１８】
【化６】
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【００１９】
【化７】
2004221180.tif 000007
【００２０】
【化８】
2004221180.tif 000008
【００２１】
【化９】
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【００２２】
【化１０】
2004221180.tif 000010
【００２３】
【化１１】
2004221180.tif 000011
【００２４】
【化１２】
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【００２５】
【化１３】
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【００２６】
【化１４】
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【００２７】
【化１５】
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【００２８】
【化１６】
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【００２９】
本発明の請求項２に記載の発明は、リン系官能基を有するアクリル系誘導体が以下の（化１７）、（化１８）からなる構成としたものであり、これにより、アルミ電解コンデンサの陽極箔および陰極箔への共重合マトリックスの吸着を促して陽極箔および陰極箔との接触抵抗を低減することができ、これによりさらに高いイオン伝導度を実現でき、高耐熱性、長寿命に優れたアルミ電解コンデンサを得ることができるという作用効果を有する。
【００３０】
【化１７】
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【００３１】
【化１８】
2004221180.tif 000018
【００３２】
本発明の請求項３に記載の発明は、駆動用電解液が極性溶媒と無機酸もしくは有機酸またはこれらの塩からなる構成としたものであり、これにより、セパレータ内に含有するアクリル酸エステルの共重合体は溶媒との親和性が良いため、常温におけるイオン伝導度が高いものを得ることができるという作用効果を有する。
【００３３】
また、マトリックスが物理的極間距離を維持するため、アルミ電解コンデンサに適用した場合にショート性において優れた特性を示し、さらに、陽極箔や陰極箔と反応することもなく、形成性ならびに長寿命化の点で優れたものを得ることができる。
【００３４】
なお、上記極性溶媒としては、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、グリセリン、ポリオキシアルキレンポリオール（分子量２００以下のポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリオキシエチレン、オキシプロピレングリコールならびに、これら２種以上の併用）等、アミド溶媒（Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロジリノン等）、アルコール溶媒（メタノール、エタノール等）、エーテル溶媒（メチラール、１，２−ジメトキシエタン、１−エトキシ−２−メトキシエタン、１，２−ジエトキシエタン等）、ニトリル溶媒（アセトニトリル、３−メトキシプロピオニトリル等）、フラン溶媒（２，５−ジメトキシテトラヒドロフラン等）、スルホラン溶媒（スルホラン、３−メチルスルホラン、２，４−ジメチルスルホラン等）、カーボネート溶媒（プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、スチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、またはメチルエチルカーボネート等）、ラクトン溶媒（γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン、３−メチル−１，３−オキサジリジン−２−オン、３−エチル−１，３−オキサゾリジン−２−オン等）、イミダゾリジノン溶媒（１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン等）、ピロリドン溶媒の単独あるいは２種以上の併用が挙げられる。このうちではエチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、水、ラクトン溶媒、アルコール溶媒、カーボネート溶媒、エーテル溶媒、ニトリル溶媒およびフラン溶媒が好ましい。
【００３５】
また、無機酸もしくは有機酸としては、ポリカルボン酸（２〜４価）：脂肪族ポリカルボン酸［飽和ポリカルボン酸、例えばシュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、１，６−デカンジカルボン酸、５，６−デカンジカルボン酸、１，７−オクタンジカルボン酸、７−メチル−７−メトキシカルボニル−１，９−デカンジカルボン酸、７，９−ジメチル−７，９−ジメトキシカルボニル−１，１１−ドデカンジカルボン酸、７，８−ジメチル−７，８−ジメトキシカルボニル−１，１４−テトラデカンジカルボン酸：不飽和ポリカルボン酸、例えばマレイン酸、フマル酸、イコタン酸］；芳香族ポリカルボン酸、例えばフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸；脂環式ポリカルボン酸、例えばテトラヒドロフタル酸（シクロヘキサン−１，２−ジカルボン酸等）、ヘキサヒドロフタル酸；これらのポリカルボン酸のアルキル（炭素数１〜３）もしくはニトロ置換体、例えばシトラコン酸、ジメチルマレイン酸、ニトロフタル酸（３−ニトロフタル酸、４−ニトロフタル酸）；および硫黄含有ポリカルボン酸、例えばチオプロピオン酸；モノカルボン酸；脂肪族モノカルボン酸（炭素数１〜３０）［飽和モノカルボン酸、例えばギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、ラウリル酸、ミリスチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、リンゴ酸、酒石酸：不飽和モノカルボン酸、例えばアクリル酸、メタクリル酸、オレイン酸］；芳香族モノカルボン酸、例えば安息香酸、ｏ−ニトロ安息香酸、ｐ−ニトロ安息香酸、ケイ皮酸、ナフトエ酸；オキシカルボン酸、例えばサリチル酸、マンデル酸、レゾルシン酸等が挙げられ、さらに、ほう酸、りん酸、けいタングステン酸、けいモリブデン酸、りんタングステン酸、りんモリブデン酸等があり、特に電気二重層コンデンサ用としては、４−フッ化ホウ酸、６−フッ化リン酸、過塩素酸、トリフルオロメタンスルホン酸等やこれらの塩が挙げられる。
【００３６】
本発明の請求項４に記載の発明は、無機酸もしくは有機酸の塩がアンモニウム塩、アミン塩もしくはアミジン塩から選ばれる１種以上の溶質である構成としたもので、これにより、これらの溶質はカチオンとして金属塩を用いないため、アルミ電解コンデンサに適用した場合に耐ショート性を向上させつつ、高いイオン伝導度を引き出すことができるという作用効果を有する。
【００３７】
なお、アンモニウム塩としては上記無機酸もしくは有機酸のアンモニウム塩などが挙げられ、アミン塩を構成するアミンとして１級アミン（メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、エチレンジアミン等）、２級アミン（ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、メチルエチレンアミン、ジフェニルアミン、ジエタノールアミン等）、３級アミン（トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリフェニルアミン、トリエタノールアミン等）、４級アミン（テトラメチルアミン、テトラエチルアミン、テトラプロピルアミン等）が挙げられ、アミジン塩として、アルキル置換アミジン基を有する化合物およびアルキル置換アミジン基を有する化合物の４級化物が、炭素数１〜１１のアルキル基またはアリールアルキル基で４級化されたイミダゾール化合物、ベンゾイミダゾール化合物、脂環式アミジン化合物から選ばれる化合物が挙げられる。
【００３８】
具体的には、アルキル置換アミジン基を有する化合物の４級化物が１−メチル−１，８−ジアザビシクロ［５，４，０］ウンデセン−７、１−メチル−１，５−ジアザビシクロ［４，３，０］ノネン−５、１，２，３−トリメチルイミダゾリニウム、１，２，３，４−テトラメチルイミダゾリニウム、１，２−ジメチル−３−エチル−イミダゾリニウム、１，３，４−トリメチル−２−エチルイミダゾリニウム、１，３−ジメチル−２−ヘプチルイミダゾリニウム、１，３−ジメチル−２−（−３’ヘプチル）イミダゾリニウム、１，３−ジメチル−２−ドデシルイミダゾリニウム、１，２，３−トリメチル−１，４，５，６−テトラヒドロピリミジウム、１，３−ジメチルイミダゾリウム、１−メチル−３−エチル−イミダゾリニウム、１，３−ジメチルベンゾイミダゾリニウムが挙げられる。
【００３９】
本発明の請求項５に記載の発明は、セパレータの秤量が０．０１〜５５ｇ／ｍ２の範囲のものを用いて構成したものであり、これにより、従来の駆動用電解液または高分子固体電解質では、これらの秤量の低いセパレータを用いた場合にショートを引き起こして安定な特性を保つことができないのに対し、本発明のゲル状高分子を用いた場合には、セパレータに高分子マトリックスが網目状に張り巡らされるため、各電極間の極間距離を物理的に保って耐圧の安定性が向上し、従来では適用できなかった中高圧のアルミ電解コンデンサにも秤量の低いセパレータの使用を可能にし、良好な特性の引き出しが可能となるという作用効果を有する。
【００４０】
なお、ここでセパレータの種類としてはマニラ紙、クラフト紙、セルロース紙、Ｈｅｍｐ紙、不織布、およびこれらの混抄セパレータが挙げられる。
【００４１】
本発明の請求項６に記載の発明は、セパレータが空孔率１０〜９０％の範囲である多孔質樹脂フィルムもしくは不織布を用いた構成としたものであり、これにより、多孔質樹脂フィルムもしくは不織布にゲル状高分子が網目状に張り巡らされ、その中に溶質の溶け込んだ極性溶媒を含有するため、コンデンサ素子の電極間の極間距離を物理的に保つことができるようになって、耐圧を安定に保つことができると共に、良好な特性の引き出しを可能にすることができるという作用効果を有する。
【００４２】
特に、これらのセパレータを使用することにより、コンデンサ素子内のセパレータの占める抵抗分を大きく下げることが可能となるため、低ＥＳＲ化、低インピーダンス化に大きく寄与することができるものである。
【００４３】
なお、上記多孔質樹脂フィルムもしくは不織布としては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、フッ素樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、スチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、塩化ビニル樹脂、ビニルカルバゾール樹脂、塩化ビニリデン樹脂、酢酸ビニル樹脂、メタクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂、セルロース樹脂等の熱可塑性樹脂およびフェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、グアナミン樹脂、アニリン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、キシレン樹脂、シリコン樹脂、フラン樹脂等の熱硬化性樹脂が挙げられる。
【００４４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施の形態におけるアルミ電解コンデンサの構成を示す部分断面正面図であり、図１において１はコンデンサ素子を示し、このコンデンサ素子１は、アルミニウム箔をエッチング処理することにより実効表面積を拡大した表面に陽極酸化により誘電体酸化皮膜を形成して引き出し用の陽極リード２を接続した陽極箔と、アルミニウム箔をエッチング処理して引き出し用の陰極リード３を接続した陰極箔とを、その間にアクリル酸エステルの共重合体マトリックスを含有したセパレータを介在させて巻回することにより構成されその間に介在させて巻回することにより構成されている。また、このコンデンサ素子１は駆動用電解液を含浸させた状態で素子固定剤４が入ったアルミニウム製の金属ケース６内に挿入し、この金属ケース６の開口部をゴム等の封口板５で封止し、金属ケース６の外表面を外装樹脂スリーブ７で被覆することにより本発明のアルミ電解コンデンサが組み立てられているものである。
【００４５】
また、上記セパレータにアクリル酸エステルの共重合体マトリックスを含有させる方法としては、セパレータの原料のパルプにリン系官能基を有するアクリル系誘導体と、アクリル系誘導体で末端に水酸基を有し重合性の不飽和二重結合を１つ有する単官能モノマー群の中の少なくとも１つからなる第１モノマーと、アクリル系誘導体で重合性の不飽和二重結合を複数有する多官能モノマー群の中の少なくとも１つからなる第２モノマーを添加して混合し、この混合物を抄紙機で抄造する方法、リン系官能基を有するアクリル系誘導体と、アクリル系誘導体で末端に水酸基を有し重合性の不飽和二重結合を１つ有する単官能モノマー群の中の少なくとも１つからなる第１モノマーと、アクリル系誘導体で重合性の不飽和二重結合を複数有する多官能モノマー群の中の少なくとも１つからなる第２モノマーの水溶液にセパレータを浸漬するか、もしくは塗布した後に加熱する方法などが挙げられる。
【００４６】
以下、本発明の具体的な実施の形態について実施例を用いて詳細に説明する。
【００４７】
（実施例１、実施例２）
（表１）に示したアクリル酸エステルの共重合体溶液をポリエチレン樹脂のスパンボンド法により得られた不織布セパレータ（厚さ６０μｍ、秤量２５ｇ／ｍ２）に塗布して、９０℃で６時間加熱乾燥させてアクリル酸エステルの共重合体マトリックスを含有したセパレータを得た。
【００４８】
【表１】
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【００４９】
次に、エッチング処理により表面を粗面化した後に陽極酸化処理により誘電体酸化皮膜（化成電圧５２０Ｖ）を形成したアルミニウム箔からなる陽極箔とアルミニウム箔をエッチング処理した陰極箔と上記セパレータを介在させて巻回し、エチレングリコールに１５ｗｔ％の安息香酸アンモニウムを溶解した駆動用電解液に含浸することによりコンデンサ素子を得た。
【００５０】
次に、上記コンデンサ素子を、樹脂加硫ブチルゴム封口材（ブチルゴムポリマー３０部、カーボン２０部、無機充填剤５０部から構成、封口体硬度：７０ＩＲＨＤ［国際ゴム硬さ単位］）と共に有底筒状のアルミニウム製の金属ケースに封入した後、カーリング処理により開口部を封止してアルミ電解コンデンサを得た。
【００５１】
（比較例１）
実施例１において、セパレータとして（表１）に示したゲル状高分子溶液を塗布しない通常の不織布セパレータを用いて、同様にアルミ電解コンデンサを得た。
【００５２】
（比較例２）
実施例２において、（表１）に示したゲル状高分子において、（化１）を混合しないものを用いて、同様にアルミ電解コンデンサを得た。
【００５３】
以上の実施例１、実施例２および比較例１、比較例２のアルミ電解コンデンサを各２０個用意し、寿命試験を行った結果を（表２）に示す。
【００５４】
なお、アルミ電解コンデンサの定格はいずれも３５０ＷＶ４７０μＦであり、試験温度は１０５℃でリップル負荷試験を行った。
【００５５】
【表２】
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【００５６】
（表２）の結果から、比較例１はエージング中にショートが発生し、比較例２は１０５℃リップル負荷試験後には特性値が大きく変化しており正常な製品が作製できなかったのに対し、実施例１、実施例２のアルミ電解コンデンサは初期特性が安定し、１０５℃リップル負荷試験５０００時間後でもショートかつ開弁等の不具合も発生していない。
【００５７】
ここで、実施例１と比較例１のアルミ電解コンデンサによる電極箔への化成能力を比較した結果を図２に示す。実施例１は比較例１に対して２００Ｖ以上の高い化成能力を有し、これが耐ショート性の向上を来すものである。これにより、セパレータに従来に比べ秤量の小さいセパレータもしくは多孔質樹脂フィルムを用いることが可能となり、従来に無い優れた特性を実現できるものである。
【００５８】
このようにセパレータ内に、リン系官能基を有するアクリル系誘導体と、アクリル系誘導体で末端に水酸基を有し重合性の不飽和二重結合を１つ有する単官能モノマー群の中の少なくとも１つからなる第１モノマーと、アクリル系誘導体で重合性の不飽和二重結合を複数有する多官能モノマー群の中の少なくとも１つからなる第２モノマーとの重合体を含有したアルミ電解コンデンサは特性が安定し、耐熱性に大きな効果があることが判った。
【００５９】
（実施例３〜１０、比較例３）
上記実施例１において、アクリル酸エステルの共重合体溶液の配合比とアクリル酸エステルの種類と電解液の種類を（表３）に示すように変えた以外は上記実施例１と同様にしてアルミ電解コンデンサを作製した。なお、（化３）および（化６）のアクリル酸エステル誘導体の構造を（表４）及び（表５）に示す。
【００６０】
【表３】
2004221180.tif 000021
【００６１】
【表４】
2004221180.tif 000022
【００６２】
【表５】
2004221180.tif 000023
【００６３】
以上の実施例３〜１０と比較例３のアルミ電解コンデンサを各２０個作製し、寿命試験を行った結果を（表６）に示す。なお、電解コンデンサの定格はいずれも３５０ＷＶ４７０μＦであり、試験温度は１０５℃でリップル負荷試験を行った。
【００６４】
【表６】
2004221180.tif 000024
【００６５】
（表６）の結果から、比較例３はエージング中にショートが発生し、正常な製品が得られなかったのに対し、実施例３〜１０の電解コンデンサは初期特性が安定し、１０５℃リップル負荷試験５０００時間後でもショートかつ開弁等の不具合も発生していない。これにより、本発明のセパレータ内に含有させたアクリル酸エステルからなる共重合体が耐熱性に大きな効果があることが判る。
【００６６】
（実施例１１〜１４、比較例４）
実施例１１〜１４および比較例４で用いるアクリル酸エステルの共重合体溶液の配合比とアクリル酸エステルの種類と電解液の種類を（表７）に示す。電解液の水分を５ｗｔ％になるように調整した。
【００６７】
【表７】
2004221180.tif 000025
【００６８】
次に、（表７）に示したコンデンサ素子を用いて上記実施例１と同様にしてアルミ電解コンデンサを各２０個作製し、その寿命試験および耐振動試験を行った結果を（表８）に示す。なお、アルミ電解コンデンサの定格はいずれも６３Ｖ３３０μＦであり、試験温度は１２５℃中でＤＣ負荷試験を行った。また、不織布セパレータの秤量を（表８）に示すように変えている。
【００６９】
【表８】
2004221180.tif 000026
【００７０】
（表８）の結果から、実施例１１〜１４のアルミ電解コンデンサは、比較例４と電解質の電気的な特性は同等であったが、高温中におけるアルミ電解コンデンサの長時間の安定性については、比較例４では全数ショートが発生したのに対し、実施例１１〜１４は非常に安定であり、歴然とした差があることが判る。
【００７１】
また、セパレータの秤量を０．１〜１２．０ｇ／ｍ２の範囲のものを用いても、負荷試験および耐振動試験において全くショートは発生しなかった。
【００７２】
（実施例１５〜１９、比較例５）
実施例１５〜１９および比較例５で用いるアクリル酸エステルの共重合体溶液の配合比とアクリル酸エステルの種類と電解液の種類を（表９）に示す。なお、駆動用電解液の水分を２５ｗｔ％になるように調整した。
【００７３】
【表９】
2004221180.tif 000027
【００７４】
次に、（表９）に示したコンデンサ素子を用いて上記実施例１と同様にしてアルミ電解コンデンサを各２０個作製し、その寿命試験および耐振動試験を行った結果を（表１０）に示す。なお、アルミ電解コンデンサの定格はいずれも４００Ｖ３３０μＦで、試験温度は９５℃中でＤＣ負荷試験を行った。
【００７５】
【表１０】
2004221180.tif 000028
【００７６】
（表１０）の結果から、実施例１５〜１９のアルミ電解コンデンサは、比較例５と比べて伝導度は多少低下するが、火花発生電圧を向上させることができ、これにより、初期特性および寿命試験後のＬＣ値を小さくすることができる。特にセパレータ内にリン系官能基を有するアクリル系誘導体と、アクリル酸エステルの中でもアクリル系誘導体の末端に水酸基を有する（化３）〜（化５）で表される第１グループおよび（化６）〜（化１６）で表される第２グループのアクリル酸エステルの重合体を用いたものは寿命試験後の特性が優れている。
【００７７】
また、（表１０）に示した効果をより明確なものにするために、実施例１５と比較例５のアルミ電解コンデンサについて、寿命試験終了後、分解し、陰極箔の容量と外観を検査した。その結果を（表１１）に示す。
【００７８】
【表１１】
2004221180.tif 000029
【００７９】
（表１１）の結果より明らかなように、比較例５の試験後の陰極箔は初期容量比が１／２以下まで減少し、かつ表面が黒色に変色していたが、本発明の実施例１５の陰極箔は容量変化は殆ど観察されず、変色も見当たらなかった。これにより、本発明のセパレータ内にアクリル酸エステルからなる共重合体を含有し、極性溶媒と無機酸、有機酸もしくはこれらの塩のいずれか１種以上の溶質を含む電解液は、高温環境下においても陰極箔表面を保護できる特性を有することが確認されたため、高温で長寿命の安定性を有する電解コンデンサを提供することができるものである。
【００８０】
【発明の効果】
以上のように本発明は、外部接続用のリードが接続された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し、駆動用電解液を含浸することにより構成されたコンデンサ素子と、このコンデンサ素子を収納する有底筒状の金属ケースと、この金属ケースの開口部を封止する封口板とを備えたアルミ電解コンデンサにおいて、上記セパレータ内に、リン系官能基を有するアクリル系誘導体と、アクリル系誘導体で末端に水酸基を有し重合性の不飽和二重結合を１つ有する単官能モノマー群の中の少なくとも１つからなる第１モノマーと、アクリル系誘導体で重合性の不飽和二重結合を複数有する多官能モノマー群の中の少なくとも１つからなる第２モノマーとの重合体を含有した構成としたことにより、アクリル酸エステルの共重合体マトリックス中に取り込まれたゲル状高分子がセパレータに含有することで高い耐圧を有し、さらに、リン系官能基を有するアクリル系誘導体を用いることで、アルミ電解コンデンサの陽極箔および陰極箔への共重合マトリックスの吸着を促すことにより、箔との接触抵抗を低減でき、高耐熱性、長寿命に優れたアルミ電解コンデンサを得ることができ、その工業的価値は大なるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態によるアルミ電解コンデンサの構成を示す部分断面正面図
【図２】本発明の実施例１および比較例１の電極箔の化成能力を示す特性図
【図３】従来のアルミ電解コンデンサの構成を示す部分断面斜視図
【符号の説明】
１  コンデンサ素子
２  陽極リード
３  陰極リード
４  素子固定剤
５  封口板
６  金属ケース
７  外装樹脂スリーブ
【図１】
2004221180.tif 000032
【図２】
2004221180.tif 000033
【図３】
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