(57)【要約】【課題】  金属との密着性に優れ、且つ封口板を成形したときに金属端子表面への樹脂の流出が少ない電解コンデンサーの封口板用フェノール樹脂成形材料、およびこのフェノール樹脂成形材料と金属端子を成形してなる電解コンデンサーの封口板を提供すること。【解決手段】  本発明は、フェノール樹脂３０〜５０重量％、粉末状無機基材４５〜６５重量％、数平均分子量５００〜８０００のポリエチレン０．１〜５重量％を含有する電解コンデンサーの封口板用フェノール樹脂成形材料であって、前記粉末状無機基材は、その５０重量％以上が粒径１０〜５０μｍであり、且つ８０重量％以上が粒径１〜７０μｍの範囲内にあることを特徴とする電解コンデンサーの封口板用フェノール樹脂成形材料であり、また、本発明は、このフェノール樹脂成形材料と金属端子を成形して得られることを特徴とする電解コンデンサーの封口板である。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェノール樹脂２５〜５０重量％、粉末状無機基材４０〜７０重量％、数平均分子量５００〜８０００のポリエチレン０．１〜５重量％を含有する電解コンデンサーの封口板用フェノール樹脂成形材料であって、前記粉末状無機基材は、その５０重量％以上が粒径１０〜５０μｍであり、且つ８０重量％以上が粒径１〜７０μｍの範囲内にあることを特徴とする電解コンデンサーの封口板用フェノール樹脂成形材料。
【請求項２】
請求項１に記載のフェノール樹脂成形材料と金属端子を成形して得られることを特徴とする電解コンデンサーの封口板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解コンデンサーの封口板用フェノール樹脂成形材料、およびこのフェノール樹脂成形材料と金属端子を成形してなる電解コンデンサーの封口板に関するものである。本発明の封口板は例えば、産業機器、自動車用、家庭電源用の電解コンデンサーに用いられる。
【背景技術】
【０００２】
電解コンデンサーの封口板は、端子となる金具をフェノール樹脂成形材料で一体成形することにより得られるが、金属端子と樹脂成形品の密着性が悪い場合には、液漏れが発生するという問題があった。また、端子表面に成形材料が流出するとその流出物（バリ）が電解液中に脱落しコンデンサー特性に不具合が生じる。液漏れについては端子と樹脂成形品の密着性が悪いと発生するため、様々な対策が取られている。例えば、特許文献１や特許文献２のように端子表面にカップリング処理等を施し化学的に樹脂成形体との接着を行う、あるいは、特許文献３や特許文献４のように金属端子の形状を工夫することで気密性を確保する手法が実施されていた。これらの方法は、塗布工程や金属端子の加工コストがかかるという欠点がある。
【０００３】
端子表面に流出し硬化したバリが電解液へ脱落するという問題については、金属端子と金型の端子挿入部の隙間を小さくし樹脂の流出を抑制するか、あるいは成形後の加工でバリを取り除く場合が多いが、前者は隙間を小さくするにはインサート物である金属端子の寸法精度が必要となりコスト高になること、後者は金属端子を傷つける危険性があり形状によっては加工できない場合がある。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−９７１０４号公報
【特許文献２】特開平５−２３４８３１号公報
【特許文献３】特開２００１−０５２９６０号公報
【特許文献４】実公平０６−２１２２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、金属との密着性に優れ、且つ封口板を成形したときに金属端子表面への樹脂の流出が少ない電解コンデンサーの封口板用フェノール樹脂成形材料、およびこのフェノール樹脂成形材料と金属端子を成形してなる電解コンデンサーの封口板を提供するものである。
ここでいう電解コンデンサーは、特に限定されるものではないが、例えば家庭電源や家庭電化製品等に用いられるアルミ電解コンデンサーや、電気自動車や燃料電池自動車等に用いられる電気二重層電解コンデンサー等を挙げることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的は、下記の本発明（１）〜（２）によって達成される。
（１）  フェノール樹脂２５〜５０重量％、粉末状無機基材４０〜７０重量％、数平均分子量５００〜８０００のポリエチレン０．１〜５重量％を含有する電解コンデンサーの封口板用フェノール樹脂成形材料であって、前記粉末状無機基材は、その５０重量％以上が粒径１０〜５０μｍであり、且つ８０重量％以上が粒径１〜７０μｍの範囲内にあることを特徴とする電解コンデンサーの封口板用フェノール樹脂成形材料。
（２）  前記（１）に記載のフェノール樹脂成形材料と金属端子を成形して得られることを特徴とする電解コンデンサーの封口板。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の電解コンデンサーの封口板用フェノール樹脂成形材料は、フェノール樹脂、数平均分子量５００〜８０００のポリエチレンおよび特定の粒径分布を有する粉末状無機基材を使用していることから、金属との密着性に優れ、封口板の成形において、金属端子への樹脂流出の少ない成形体（封口板）を得ることが可能となる。また、本発明の電解コンデンサーの封口板は、金属端子との密着性に優れ、金属端子への樹脂流出が少ないため、電解液中への樹脂硬化物の脱落によるコンデンサー特性への不具合が生じることはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の電解コンデンサーの封口板用フェノール樹脂成形材料、およびこれを用いた電解コンデンサーの封口板について説明する。
本発明の電解コンデンサーの封口板用フェノール樹脂成形材料は、フェノール樹脂２５〜５０重量％、粉末状無機基材４０〜７０重量％、数平均分子量５００〜８０００のポリエチレン０．１〜５重量％を含有する電解コンデンサーの封口板用フェノール樹脂成形材料であって、前記粉末状無機基材は、その５０重量％以上が粒径１０〜５０μｍであり、且つ８０重量％以上が粒径１〜７０μｍの範囲内にあることを特徴とする。
本発明の電解コンデンサーの封口板（以下、単に「封口板」ということがある）は、上記のフェノール樹脂成形材料と金属端子を成形して得られることを特徴とする。
【０００９】
まず、本発明の封口板用フェノール樹脂成形材料について説明する。
本発明で用いるフェノール樹脂は、ノボラック型フェノール樹脂（以下、ノボラック樹脂という）、レゾール型フェノール樹脂（以下、レゾール樹脂という）があるが、特に限定されるものではない。これらは、単独或いは併用して用いることができるが、ノボラック樹脂の場合、通常硬化剤としてヘキサメチレンテトラミンを使用する。ヘキサメチレンテトラミンの配合量は、フェノール樹脂１００重量部に対し、通常１０〜２０重量部が好ましい。一方、レゾール樹脂は、自硬化性の樹脂であるため、ノボラック樹脂と異なりヘキサメチレンテトラミンを用いることなく硬化させることができる。
【００１０】
フェノール樹脂の配合量は、ヘキサメチレンテトラミンを使用する場合はこれを含めて、成形材料全体に対して２５〜５０重量％である。フェノール樹脂が２５重量％未満であると、成形材料の生産が困難となることがあり、また成形材料の流動性が低下するため成形が困難になることがある。この場合、成形時に金属端子周りに発生するウェルド部での樹脂同士の密着が悪く気密性を満足することが困難となる。フェノール樹脂が５０重量％を越えると成形収縮や後収縮による寸法変化が大きくなるため所定の成形品寸法を維持することが難しくなることがある。
【００１１】
本発明は基材として粉末状無機基材を用いる。粉末状無機基材としては、焼成されたカオリナイト、焼成クレー、タルク、シリカ、ガラス粉末、ガラスビーズ、炭酸カルシウム、ウォラストナイト等の通常のフェノール樹脂成形材料に用いられるものを用いることができる。ここで用いる無機基材は、粉末状物質であり、単独或いは併用して用いてもよい。
また、電解液にさらされても有機基材のような膨潤を起こしにくく良好な寸法安定性を確保できることも特長である。更に粉末状であるため、成形流動時に基材の配向がなく、金属端子の周りにおいて均一な成形収縮となり、良好な気密性を確保することが可能となる。
【００１２】
本発明で用いられる粉末状無機基材は、３０〜５０μｍの粒径範囲に無機基材全体の５０重量％以上が分布し、かつ１０〜７０μｍの粒径範囲に無機基材全体の８０重量％以上が分布するものを使用する。また無機基材は一種類でもよく、多種類を組み合わせて上記粒度に調整して使用することも可能である。このことによって成形時にバリの発生が抑えられるが、その理由は、成形材料が溶融し金型内で粘度が低下して、バリが形成されるインサート物（金属端子）と金型のインサート挿入部の隙間に到達する時点でも、前記粒度分布を有する無機基材が成形材料内に密に充填されていて、いわゆる石垣のような構造となるためにインサート物とインサート挿入部の隙間に成形材料が流れ込みにくくなるためであると考えられる。
【００１３】
粉末状無機基材の粒径が１μｍ未満のものあるいは７０μｍを超えるものが多くなると、無機基材粒子の密な充填構造が崩れバリ低減効果を発現するだけの強固な石垣構造とすることが困難となる。さらに、粒径１０〜５０μｍのものはバリ低減効果がより大きい。従って、本発明において、バリ低減効果を最大限発現させるために、充填材は、１０〜５０μｍの粒径の範囲に充填材全体の５０重量％以上が分布し、かつ１〜７０μｍの粒径の範囲内に充填材全体の８０重量％以上が分布するものである。１０〜５０μｍの範囲における無機基材の割合が充填材全体の５０重量未満の場合、厚み１０〜５０μｍバリが形成されるインサート物と金型挿入部の隙間に無機基材粒子が入り込む確率が大きくなり、バリ防止効果が低下するようになる。また、１〜７０μｍの粒径の範囲内に粒子の８０重量％未満が分布する場合も、粒子の充填性が低下するため、バリ防止効果が低下するようになる。
【００１４】
これらの粉末状無機基材の配合量は成形材料全体の４０〜７０重量％である。７０重量％を超える場合、成形時の流動性が乏しくなり充填不良や、ウェルドなど成形品としての欠陥が生じることがある。一方、４０重量％より少ない場合、成形後の収縮や線膨張係数が大きくなるため、安定した寸法の成形品を得ることが困難となることがある。
【００１５】
また、必要に応じ、機械的強度の向上のため無機基材としてガラス繊維を併用する。この時用いるガラス繊維は、平均繊維径が６〜３５μｍで平均繊維長が２０μｍ〜５ｍｍのミルドファイバー或いはチョップドストランドである。機械的強度を向上する目的のためにガラス繊維を用いる場合は、ガラス繊維は成形材料全体の５〜２５重量％が好ましい。２５重量％を超える量を配合した場合、成形時に金属端子周りに生じるガラス繊維の配向の影響が大きくなり、金属端子の周りの成形収縮が不均一となり、気密性を損なうことがある。また、５重量％より少ない場合、機械的強度の向上効果が小さい。成形品として機械的強度をそれほど必要としない場合は、必ずしもガラス繊維を配合しなくてもよい。
【００１６】
本発明においては、数平均分子量５００〜８０００のポリエチレンを配合する。
通常、成形材料では生産時の作業性や成形時の離型性を付与するため、離型剤としてステアリン酸等の高級脂肪酸やステアリン酸亜鉛などに代表される金属石鹸などが配合されるが、これらは生産時或いは成形時の熱により溶融し、生産装置や金型との間に均一に介在することで離型性を向上させる。その一方で、これら高級脂肪酸系の離型剤の配合量がある量以上（例えば、０．７重量％以上）では金属端子との密着性を低下させるようになる。
【００１７】
一方、ポリエチレンは、フェノール樹脂成形材料においてポリマー系ワックスとして用いられた場合、ポリマー系ワックスとして用いられる場合があるが、金属との接着性に優れるといった特色も持ち合わせている。このため上記高級脂肪酸系の離型剤とは作用が異なる。即ち、用いられるポリエチレンは、低・中分子量タイプのものであり、高級脂肪酸と同様な離型効果を有するものであるが、良好な金属との接着性を有することから金属端子との密着性を良好なものとし、電解コンデンサーの気密性が確保される。ここで用いるポリエチレンは、数平均分子量５００〜８０００が好ましい。５００未満では分子量が小さすぎるため、外観不良や不純物として溶出してくるようになる。また８０００を越えると、分散不良の原因となり成形体中で異物として欠陥の原因となり機械的強度を低下させたり、特性のばらつきを大きくする要因となりやすい。
【００１８】
かかるポリエチレンの配合量は成形材料全体の０．１〜５重量％が好ましい。０．１重量％未満では離型効果が小さくなるため生産時の設備への付着が生じ生産性を低下させたり、成形時の金型からの脱型が悪くなることがある。５重量％を越えると、成形材料の生産時滑り過ぎるため混練性が低下し生産性が損われたり、成形品の外観不良の発生が起こることがある。更にはインサートとの密着性が小さくなり気密性が確保しにくくなることから目的とする気密性に優れた封口板を得ることができない場合がある。
【００１９】
本発明のフェノール樹脂成形材料を製造する方法は、通常の方法が採用される。即ち、上記の配合物を所定の配合割合で混合し、更に着色剤、硬化触媒等を加え加熱ロールにより混練し、シート状にしたものを顆粒状に粉砕して得られる。
【実施例】
【００２０】
以下、実施例により本発明を説明する。
実施例及び比較例に用いた各配合物は以下の通りである。
レゾール樹脂：住友ベークライト（株）製・ＰＲ−５１５０１Ｂ
ノボラック樹脂：住友ベークライト（株）製・ＰＲ−５０７１６
ガラス繊維：日本板硝子社製・チョップドストランドＲＥＳ（繊維径９〜１５μｍ、繊維長２０〜３００μｍ）
無機基材：電気化学工業製溶融シリカＦ−１６０を篩分し、表１に示す粒径に調整し、充填材Ａ，Ｂ，Ｃ及びＤを得た。
ポリエチレン：ヤスハラケミカル社製・ネオワックス（数平均分子量３０００）
着色剤：カーボンブラック
硬化助剤：水酸化カルシウム
【００２１】
【表１】
2005079252.tif 000002
【００２２】
これらを表２に示す割合で配合し、約９０℃の加熱ロール間で５分間混練、次いで、シート状にし冷却したものを粉砕して顆粒状のフェノール樹脂成形材料とした。
特性の評価結果を表２下欄に示した。評価方法は以下の通りである。
特性評価のための成形体は、上記で得られた成形材料を用いて、金属端子をインサート物として射出成形により作製した。成形条件は、金型温度１７５℃、硬化時間１分とした。
気密性評価は、成形した封口板成形体を、冷熱衝撃試験機を用い、−２０℃および１４０℃の雰囲気にそれぞれ３０分間交互にさらし、これを２００サイクル実施した。その後、この封口板成形体を蓋として、密閉用容器に固定して容器を密閉し、容器の空気導入口から内圧８ｋｇｆ／ｃｍ２ の空気圧を加え、封口板の金属端子部分から空気の漏れの有無を確認した。
また、最大流出長は、端子部に流出した成形材料の最大流出長を測定した。
【００２３】
【表２】
2005079252.tif 000003
【００２４】
各実施例で得られた成形材料は、比較例の場合に比べて、金属との密着性に優れ、且つインサート物である金属端子への樹脂流出を効果的に低減することができた。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明は、電解コンデンサーの封口板用フェノール樹脂成形材料およびこのフェノール樹脂成形材料を用いた電解コンデンサーの封口板であり、特に、金属端子との密着性に優れていて、電解コンデンサーの気密性が向上する。また、金属端子への樹脂流出を効果的に低減することができたる。従って、家庭電源や家庭電化製品等に用いられるアルミ電解コンデンサーや、電気自動車や燃料電池自動車等に用いられる電気二重層電解コンデンサーの用途に好適に適用できるものである。