(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エチレングリコールを主体とする溶媒中に、３−ドデシルアジピン酸またはその塩を溶解し、非イオン性界面活性剤又は、多価アルコールに酸化エチレン及び／または酸化プロピレンを重合させてえられるポリオキシ多価アルコールエーテル化合物を１種または２種以上を添加した電解コンデンサ用電解液。
【請求項２】
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、安息香酸、セバシン酸、アゼライン酸、アジピン酸または、これらの塩のうち１種または２種以上を添加した、請求項１記載の電解コンデンサ用電解液。
【請求項３】
非イオン性界面活性剤又は、多価アルコールに酸化エチレン及び／または酸化プロピレンを重合させてえられるポリオキシ多価アルコールエーテル化合物を１種または２種以上に代えて、
一般式：
【化１】
0004134360.tif 000012
（式中、Ｒ1 、Ｒ2 は、炭素数１〜１８のアルキル基または水素原子を表し、少なくとも１つはアルキル基である。）で示される酸性アルキル燐酸エステル化合物、燐酸、亜燐酸、のうち１種または２種以上を添加した、請求項１又は２記載の電解コンデンサ用電解液。
【請求項４】
非イオン性界面活性剤又は、多価アルコールに酸化エチレン及び／または酸化プロピレンを重合させてえられるポリオキシ多価アルコールエーテル化合物を１種または２種以上に代えて、
一般式：
【化２】
0004134360.tif 000013
（式中、Ｘ1 〜Ｘ5 は、それぞれ同一または異なるニトロ基、水酸基、カルボキシル基、ヒドロキシメチル基、アルキル基、アルコキシ基、アセチル基、水素原子である。）で示される芳香族ニトロ化合物を１種または２種以上を添加した、請求項１又は２記載の電解コンデンサ用電解液。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電解コンデンサ用電解液に関し、更に詳しくは中高圧用の電解液に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電解コンデンサ用電解液は、アルミニウムまたはタンタルなどの表面に絶縁性の酸化皮膜が形成された弁金属を陽極電極に使用し、前記酸化皮膜層を誘電体とし、この酸化皮膜層の表面に電解質層となる電解液を接触させ、さらに通常陰極と称する集電用の電極を配置して構成されている。
【０００３】
電解コンデンサ用電解液は、上述のように誘電体層に直接に接触し、真の陰極として作用する。即ち、電解液は電解コンデンサの誘電体と集電陰極との間に介在して、電解液の抵抗分が電解コンデンサに直列に挿入されていることになる。故に、その電解液の特性が電解コンデンサ特性を左右する大きな要因となる。
【０００４】
電解コンデンサの従来技術においては、中高圧用の電解液として、火花電圧が比較的高く得られることから、エチレングリコールからなる溶媒にほう酸またはほう酸アンモニウムを溶質として溶解した電解液が用いられていた。しかしながら、このような電解液においては、電導率が低く、さらにエチレングリコールとほう酸のエステル化により多量の水が生成するため、１００℃以上では水の蒸発によって内圧が上昇し、また電極であるアルミニウムと反応しやすくなるという問題も発生し、高温での使用に適さなかった。
【０００５】
このような欠点を解決するために、セバシン酸、やアゼライン酸等の有機ジカルボン酸が用いられることもあるが、これらは溶解性が低いため、低温において結晶が析出しやすくコンデンサの低温特性を劣化させるという欠点を免れ得なかった。さらに、特公昭６０−１３２９６号公報に示されているようにブチルオクタン二酸を溶質として用いる例や特公昭６３−１５７３８号公報に示されているように５，６−デカンジカルボン酸を溶質として用いた例がある。これらの二塩基酸あるいはその塩を用いた電解液では、火花電圧および電導度が高く、しかもエステル化が非常に遅く水の生成が少ないので高温での安定性を得ることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、スイッチング電源を使用した電子機器が一般家庭で汎用されるようになり、アルミ電解コンデンサの安全性に対する要求が高まっている。すなわち、スイッチング電源の一次側に使われるアルミ電解コンデンサには、供給電力の不安定さによって過電圧が印加される場合があり、その際には、コンデンサが破壊し、発火、燃焼という事態が発生するようなことがあり、このような事態を防止する安全対策が図られている。この電解コンデンサの安全性を向上させるために、電解コンデンサ用電解液の火花電圧をさらに向上させて、電解コンデンサの過電圧特性を向上させることが望まれている。
【０００７】
本発明は、火花電圧および電導度が高く、さらに、漏れ電流特性、寿命特性の良好な中高圧用の電解液を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため第一の発明の電解コンデンサ用電解液は、エチレングリコールを主体とする溶媒中に、３−ドデシルアジピン酸またはその塩を溶解し、非イオン性界面活性剤又は、多価アルコールに酸化エチレン及び／または酸化プロピレンを重合させてえられるポリオキシ多価アルコールエーテル化合物を１種または２種以上を添加することを特徴とする。
【０００９】
第二の発明は、前記電解液に、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、安息香酸、セバシン酸、アゼライン酸、アジピン酸または、これらの塩のうち１種または２種以上を添加することを特徴とする。
【００１０】
第三の発明は、第一又は第二の発明の電解液の非イオン性界面活性剤又は、多価アルコールに酸化エチレン及び／または酸化プロピレンを重合させてえられるポリオキシ多価アルコールエーテル化合物代えて、
【００１１】
【化３】
0004134360.tif 000002
（式中、Ｒ1 、Ｒ2 炭素数１〜１８のアルキル基または水素原子を表し、少なくとも１つはアルキル基である。）で示される酸性アルキル燐酸エステル化合物、燐酸、亜燐酸、のうち１種または２種以上を添加することを特徴とする。
【００１２】
第四の発明は、第一又は第二の発明の電解液の非イオン性界面活性剤又は、多価アルコールに酸化エチレン及び／または酸化プロピレンを重合させてえられるポリオキシ多価アルコールエーテル化合物代えて、
【００１３】
【化４】
0004134360.tif 000003
（式中、Ｘ1 〜Ｘ5 は、それぞれ同一または異なるニトロ基、水酸基、カルボキシル基、ヒドロキシメチル基、アルキル基、アルコキシ基、アセチル基、水素原子である。）で示される芳香族ニトロ化合物を１種または２種以上を添加することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
一般に、電解コンデンサの電解液に用いられる有機カルボン酸の炭素数が大きくなると、一定濃度に対しては火花電圧は大きくなるが、それに伴って溶解性も小さくなるので、濃度を高めて電導度を高めることができなくなる。しかしながら、3-ドデシルアジピン酸は総炭素数が１８と従来の有機カルボン酸よりも炭素数が大きいにも拘わらずエチレングリコールに対する溶解度が高いので、高電導度で高火花電圧の電解液が実現できる。
【００１５】
そして、本発明の第一の発明のように、多価アルコールに酸化エチレン及び／または酸化プロピレンを重合させてえられるポリオキシアルキレン多価アルコールエーテル化合物を添加することにより、火花電圧を向上させることができる。このことによって、さらに、コンデンサに過電圧が印加された際の安全性を向上することができる。
【００１６】
また、第二の発明として、第一の発明の電解液に、３−ドデシルアジピン酸と、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、安息香酸、セバシン酸、アゼライン酸、アジピン酸または、これらの塩のうち１種または２種以上を併用することにより電解液の化成性が向上し、長時間安定な特性を有するコンデンサを得ることができる。また、これらのカルボン酸の濃度を増加させることによって、電導度を向上させることができる。
【００１７】
硼酸の添加濃度は、０．１〜３０重量％、好適には１〜１０重量％、プロピレングリコール等の濃度は、０．１〜２０重量％、好適には１〜１０％、この範囲未満では効果が小さく、これを越えると電導度が低下する。
【００１８】
非イオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、アルキルアリルホルムアルデヒド縮合ポリオキシエチレンエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル、グリセリン脂肪酸エステルのポリオキシエチレンエーテル、ソルビタン脂肪酸エステルのポリオキシエチレンエーテル、ソルビトール脂肪酸エステルのポリオキシエチレンエーテル、ポリエチレングリコールの脂肪酸エステル、親水性シリコンオイル等が挙げられる。ポリオキシアルキレン多価アルコールエーテル化合物の多価アルコールとしてはエチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、ポリグリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン等が挙げらる。
【００１９】
非イオン性界面活性剤、ポリオキシアルキレン多価アルコールエーテル化合物の添加量は、添加量が少ないと十分な効果が得られず、また多すぎると電導度の著しい低下が認められるので０．１〜１５重量％、好適には０．５〜１０重量％である。
【００２０】
第三の発明として、（化３）で示される酸性アルキル燐酸エステル化合物、燐酸、亜燐酸のうち１種または２種以上を添加することにより、コンデンサを長時間放置した際に発生する陽極酸化皮膜の水和劣化を抑制することができるのでコンデンサの漏れ電流の上昇を抑制できる。燐酸、亜燐酸の添加量は多量に添加すると火花電圧の低下を伴うので０．０１〜１．０重量％、好適には０．１〜０．５重量％である。酸性アルキル燐酸エステル化合物の添加も同様な理由により添加量は０．０１〜５．０重量％、好適には０．１〜３．０重量％である。
【００２１】
第四の発明として、（化４）で示される芳香族ニトロ化合物を１種または２種以上添加することにより、コンデンサ内部に発生した水素ガスとの間に還元反応が起こり、内部圧力の上昇を抑制することができ、コンデンサの寿命特性の改善が図れる。芳香族ニトロ化合物の添加量は多量に添加すると電導度が低下するので０．０１〜７．０重量％、好適には０．１〜５．０重量％である。
【００２２】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００２３】
第一〜二の発明の実施例を示す。（表１）〜（表３）は、第一〜二の発明の電解液及び、比較例の電解コンデンサ用電解液の組成、火花電圧および電導度を示したものである。
【００２４】
【表１】
0004134360.tif 000004
【００２５】
【表２】
0004134360.tif 000005
【００２６】
（表１）〜（表２）から明らかなように、実施例では、比較例に比べて、火花電圧が向上している。
【００２７】
次に、第三の発明の実施例を示す。（表３）、（表４）は、第三の発明の電解コンデンサ用電解液の実施例、及び、比較例の組成を示し、（表５）には、これらの電解液を用いた、４５０Ｖ−１８０μＦの電解コンデンサの１０５℃の１０００時間の放置特性を示した。
【００２８】
【表３】
0004134360.tif 000006
【００２９】
【表４】
0004134360.tif 000007
【００３０】
【表５】
0004134360.tif 000008
【００３１】
（表３）〜（表５）から明らかなように、実施例は、比較例に比べて、１０００時間後の漏れ電流特性は低く、安定している。
【００３２】
次に、第四の発明の実施例を示す。（表６）、（表７）は、第四の発明の電解コンデンサ用電解液の実施例、及び、比較例の組成を示し、（表８）には、これらの電解液を用いた、４５０Ｖ−１８０μＦの電解コンデンサの１０５℃の１０００時間の製品高さ寸法の変化を示した。
【００３３】
【表６】
0004134360.tif 000009
【００３４】
【表７】
0004134360.tif 000010
【００３５】
【表８】
0004134360.tif 000011
【００３６】
（表６）〜（表８）から明らかなように、実施例は、比較例に比べて、１０００時間後の製品高さ寸法変化は小さく、コンデンサの内部圧力の上昇が抑制され、寿命特性が向上している。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように、本発明の第一の発明の電解コンデンサ用電解液は、エチレングリコールを主体とする溶媒中に、３−ドデシルアジピン酸またはその塩を溶解し、非イオン性界面活性剤又は、多価アルコールに酸化エチレン及び／または酸化プロピレンを重合させてえられるポリオキシ多価アルコールエーテル化合物を１種または２種以上を添加する。このことによって、火花電圧はさらに向上し、電解コンデンサの過電圧特性は、さらに向上する。
【００３８】
また、第二の発明は、前記電解液に、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、安息香酸、セバシン酸、アゼライン酸、アジピン酸または、これらの塩のうち１種または２種以上を添加したものである。このことによって、火花電圧、電導度が高く、さらに、化成性の良好な電解液が得られ、電解コンデンサの過電圧性能が向上する。
【００３９】
第三の発明は、第一又は第二の発明の電解液に、非イオン性界面活性剤又は、多価アルコールに酸化エチレン及び／または酸化プロピレンを重合させてえられるポリオキシ多価アルコールエーテル化合物に代えて、（化３）で示される酸性アルキル燐酸エステル化合物、燐酸、亜燐酸、のうち１種または２種以上を添加する。このことによって、高温放置中の漏れ電流の上昇を抑制することができる。
【００４０】
第四の発明は、第一又は第二の発明の電解液に、非イオン性界面活性剤又は、多価アルコールに酸化エチレン及び／または酸化プロピレンを重合させてえられるポリオキシ多価アルコールエーテル化合物に代えて、（化４）で示される芳香族ニトロ化合物を１種または２種以上を添加する。このことによって、コンデンサの内部圧力の上昇を抑制し、寿命特性は向上する。
【００４１】
したがって、本発明の電解液を用いることによって、火花電圧および電導度が高く、さらに、漏れ電流特性、寿命特性の良好な中高圧用電解コンデンサを得ることができる。