(57)【要約】【課題】過酸化物架橋したブチルゴムよりも更に耐熱性が良好で高温でも長寿命とすることができる電解コンデンサ用封口体を提供する。【解決手段】過酸化物加硫したブチルゴムを用いた電解コンデンサ用封口体において、２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン重合体を０．５乃至２０重量部添加することを特徴とする電解コンデンサ用封口体とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
過酸化物加硫したブチルゴムを用いた電解コンデンサ用封口体において、前記ブチルゴムに対して２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン重合体を０．５乃至２０重量部添加することを特徴とする電解コンデンサ用封口体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電解コンデンサ用封口体に係り、特に封口ゴムは２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン重合体を添加し、耐熱性および物性の良好な電解コンデンサ用封口体に関する。
【背景技術】
【０００２】
電解コンデンサは、小型、大容量かつ安価で整流出力の平滑化に優れた特性を示し、各種電気・電子機器の重要な構成要素の１つであるが、一般に表面を電解酸化によって誘電体とする酸化皮膜に変えたアルミニウムフィルムを陽極とし、これと集電陰極とからなる素子を電解液（ペースト）に含浸し、これを容器に封入して作製される。
【０００３】
電解コンデンサは、酸化皮膜を再生する化学反応を行ないながら使用するものであるため電解液の性質に最も大きく依存する。最近は、電解液として非水系の電解液が使用される傾向にある。
【０００４】
電解液を含浸した素子を封入する容器は、一端に開口部を有し、アルミニウムのような金属材料からなるケースと封口ゴムとから構成される。製造に際しては、電解液を含浸した素子をケースに入れた後、封口ゴムをケース開口部に封入して電解コンデンサ製品が組み立てられる。
【０００５】
その電解コンデンサの部品のなかでも、封口ゴムは電解コンデンサの性能、特に電解液の蒸発揮散に伴う劣化および寿命に大きく影響するため、電解液に対して適切な封口ゴムを選択することは非常に重要である。
【０００６】
従来の封止性および耐熱性が要求される電解コンデンサ用封口ゴムとしては、耐熱性がある程度良好な部分架橋ブチルである、イソブチレン・イソプレン・ジビニルベンゼン（商品名：バイエルＸＬ１００００）３元共重合体を過酸化物架橋したブチルゴムが使用されていた。これは、ハロゲンを含まずに過酸化物架橋が可能なブチルポリマーとして公知である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記部分架橋ブチルは、シーラント用途として開発されたものであり、未架橋のまま溶かして使用するため、固形ゴムとしての加工性がきわめて悪かった。
【０００８】
また、近年、自動車の電装品やインバータ照明に用いられる電解コンデンサの使用保証温度は１５０℃と高温化している。
【０００９】
前記のブチルゴムによる従来の電解コンデンサ用封口ゴムでの高温使用は、１２５℃が限界であり、１５０℃のような高温下で特に長時間の使用には耐えることができないという問題点があった。
【００１０】
本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたものであり、その目的は前記の過酸化物架橋したブチルゴムよりも更に耐熱性が良好で高温でも長寿命とすることができる電解コンデンサ用封口体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために本発明における電解コンデンサ用封口体は、過酸化物加硫したブチルゴムを用いた電解コンデンサ用封口体において、前記ブチルゴムに対して２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン重合体を０．５乃至２０重量部添加することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、老化防止剤として２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン重合体を添加することにより、１５０℃の高温、長時間の条件下において、熱老化性および高温寿命特性において、大幅な向上を実現できるとともに、製造上においても、ゴムの組成調合時に２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン重合体を添加するのみで作業性を損なうことなくまた、従来の装置をそのまま使用して調合を行うことができ、量産時における問題がないなど、本発明は電解コンデンサの高性能化、低コスト化などの発展に大きく寄与する工業上価値が大きいものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１４】
本発明の電解コンデンサ用封口体には、種々の原料ゴム、熱可塑性エラストマー等が使用可能であるが、ガスバリア性が高いという点から、過酸化物での架橋可能なブチルゴムとして、ハロゲンを使用せずに部分架橋が可能であるイソブチレンと少量のイソプレンにジビニルベンゼンを共重合させたブチルポリマーを使用することが好適で、上記ブチルポリマーの架橋剤として、過酸化物を添加する。また、本発明に用いる架橋触媒としてはハイドロシリル化反応を促進する触媒全体を指す。その際に必要に応じてカーボン、無機充填剤、滑剤、架橋助剤を添加する。
【００１５】
このようなゴム組成物に対して、上記１５０℃のような高温下で特に長時間の使用には耐えることができない点を克服するため、種々の添加剤の検討の結果、老化防止剤として、２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン重合体を添加すると１５０℃の高温に耐え得ることが判明した。
【００１６】
この２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン重合体は、商品名ノクラック２２４（大内新興化学工業株式会社製）として公知であり、耐熱性を要求される製品に利用されるアミン−ケトン系の老化防止剤である。
【００１７】
配合比については、イソブチレン・イソプレン・ジビニルベンゼンのブチルポリマー１００重量部に対し２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン重合体０．５乃至２０重量部、好ましくは０．５乃至３.０重量部添加させる。
【００１８】
また、上記ブチルポリマー１００重量部に対して、架橋剤０．５乃至１０重量部、必要に応じて、カーボン０乃至１００重量部、充填剤０乃至２００重量部の量で含まれてもよい。また、架橋助剤及び加工助剤が含まれてもよい。
【００１９】
本発明の電解コンデンサ封口体において、上記のゴム組成物を製造する方法は、とくに限定されることなく、通常の熱硬化型樹脂組成物、熱硬化型ゴム組成物の製造に用いられる一般的な全ての方法を採用できる。基本的には機械的溶解混練方法であり、これらには単軸押出機、二軸押出機、ハンバリーミキサー、各種ニーダ−、フラベンダー、ロール等が用いられる。このようにして得られたゴム組成物を一般に使用される熱硬化性樹脂成形機を用いて成形することが可能であり、射出成形、圧縮成形、トランスファー成形等の各種の成形方法が適用可能である。また、成形と同時にまたは成形後に過酸化物を添加して加硫成形して架橋させることにより、本願発明の電解コンデンサ用封口体を得る。
【００２０】
この本願の老化防止剤を含有する電解コンデンサ用封口体と、他の公知の老化防止剤を含有する電解コンデンサ用封口体の初期物性および熱老化性を試験したところ、２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン重合体を添加すると１５０℃の高温に耐え得ることが判明した。
【００２１】
さらに、この本願の電解コンデンサ用封口体からなる電解コンデンサを作成し、１５０℃、２０００時間の高温寿命試験を行なったところ、本願の老化防止剤を添加した封口体を使用した電解コンデンサの重量変化が小さいことが判明した。
【実施例】
【００２２】
以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。
【００２３】
[実施例１]
イソブチレン・イソプレン・ジビニルベンゼンのブチルポリマー          １００重量部
２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン重合体                  ２重量部
過酸化物      ２重量部
カーボン    ５０重量部
充填剤    １００重量部
をブレンドした後に、１５０℃、１５分の成形条件で架橋すると同時に成形した。
【００２４】
[比較例１]
イソブチレン・イソプレン・ジビニルベンゼンのブチルポリマー          １００重量部
Ｎ−フェニル−Ｎ‘−（１，３−ジメチルブチル）−ｐ−フェニレンジアミン  ２重量部
過酸化物      ２重量部
カーボン    ５０重量部
充填剤    １００重量部
をブレンドした後に、１５０℃、１５分の成形条件で架橋すると同時に成形した。
【００２５】
[比較例２]
イソブチレン・イソプレン・ジビニルベンゼンのブチルポリマー          １００重量部
２−メルカプトベンツイミダゾール                                        ２重量部
過酸化物      ２重量部
カーボン    ５０重量部
充填剤    １００重量部
をブレンドした後に、１５０℃、１５分の成形条件で架橋すると同時に成形した。
【００２６】
初期物性および高温物性試験
実施例１および比較例１の初期物性の試験を行なった。初期物性としては、ゴムの硬さおよび、引張強さＴＢ値（kgf/cm2）を試験した。なお、測定はＪＩＳ  Ｋ６２５３、およびＪＩＳ  Ｋ６２５１に準じた。
【００２７】
結果を以下の表１に示す。
【００２８】
【表１】
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【００２９】
この結果から、イソブチレン・イソプレン・ジビニルベンゼンを過酸化物架橋した電解コンデンサ用封口体に対して、老化防止剤として２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン重合体を添加した電解コンデンサ用封口体は、硬さならびに引張強さが高い値となり、比較例１のＮ−フェニル−Ｎ‘−（１，３−ジメチルブチル）−ｐ−フェニレンジアミンを添加したものより初期物性が良いことが理解できる。
【００３０】
更に、前記実施例１の老化防止剤と、別の公知の老化防止剤として２−メルカプトベンツイミダゾールを２部添加したものを比較例２として上記と同様に初期物性の試験を行なった。更に、高温物性について、熱老化性試験を行なった。
【００３１】
熱老化性試験は、有機物質であるゴムは、熱と酸素の相乗効果による変化を受け、化学的、物理的特性の低下を来す性質から、この低下度合いをゴムの物性変化率として硬さ変化およびＴＢ変化率(％)で測定することによって行なう。試験後の物性は、初期値と大きく変わらない方が望ましい。
【００３２】
以下に実施例１と比較例２の初期物性および熱老化試験の結果を表２に示す。熱老化性試験は、ＪＩＳ  Ｋ６２５７に準じて空気加熱老化試験（ノーマルオーブン法）により１５０℃で５２８時間加熱を行なった。
【００３３】
【表２】
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【００３４】
この結果から、イソブチレン・イソプレン・ジビニルベンゼンを過酸化物架橋した電解コンデンサ用封口体に対して、老化防止剤として実施例１の２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン重合体を添加した電解コンデンサ用封口体と、比較例２の老化防止剤である２−メルカプトベンツイミダゾールを添加した電解コンデンサ用封口体は、初期物性は共に良好であった。しかしながら、１５０℃で５２８時間の加熱を行なったところ、ゴムの硬度ならびに引っ張り強度の変化率は、実施例１の方が比較例２よりもかなり低い値となり、２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン重合体を添加した方が、１５０℃で５２８時間という高温かつ長時間の条件にも耐え得ることが理解できる。
【００３５】
上記封口ゴムを使用した電解コンデンサの物性測定
[実施例２]
上記実施例１のゴムと、電解コンデンサ用電解液として、スルホラン５０ｗｔ％、γ−ブチロラクトン２５ｗｔ％、フタル酸１−エチル、２，３−ジメチルイミダゾリニウム２５ｗｔ％を用いて電解コンデンサを作成した。
【００３６】
[比較例３]
イソブチレン・イソプレン・ジビニルベンゼンのブチルポリマー          １００重量部
過酸化物      ２重量部
カーボン    ５０重量部
充填剤    １００重量部
をブレンドした後に、１５０℃、１５分の成形条件で架橋すると同時に成形した。このゴムと電解コンデンサ用電解液として、スルホラン５０ｗｔ％、γ−ブチロラクトン２５ｗｔ％、フタル酸１−エチル、２，３−ジメチルイミダゾリニウム２５ｗｔ％を用いて電解コンデンサを作成した。
【００３７】
上記実施例２および比較例３の電解コンデンサの高温寿命特性試験として、電解コンデンサの定格が、３５Ｖ−３３０μＦ、定格電圧負荷の条件下で、１５０℃、２０００時間の試験条件により電解コンデンサの重量変化を測定した。その結果を図１に示す。実施例２の電解コンデンサの重量変化は、○のプロットを示し、比較例３の電解コンデンサの重量変化は、□のプロットを示す。
【００３８】
このように、２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン重合体老化防止剤を添加した、実施例１の電解コンデンサの方が重量変化が小さいことが分かる。すなわち、封口体の気密性を向上させることができ、この封口体を使用した電解コンデンサは、気密性および耐熱性が優れたものとなる。
【００３９】
以上の試験結果から、イソブチレン・イソプレン・ジビニルベンゼンを過酸化物架橋した電解コンデンサ用封口体に対して、老化防止剤として２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン重合体を添加した実施例１の電解コンデンサ用封口体おびその封口体から構成される電解コンデンサである実施例２は、他の老化防止剤を使用した電解コンデンサ用封口体である比較例１および２、また、老化防止剤を添加していない封口体から構成される電解コンデンサである比較例３よりも、高温寿命特性が優れており、従来不可能であった、１５０℃の高温で、長時間に耐えうる封口体を開発することができた。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係る電解コンデンサ用封口体の実施例および比較例の封口体を使用した電解コンデンサの経持的重量変化を示すグラフである。
【図１】
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