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JP4232223B2 - Electrolytic capacitor sealing body - Google Patents
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JP4232223B2 JP20484898A JP20484898A JP4232223B2 JP 4232223 B2 JP4232223 B2 JP 4232223B2 JP 20484898 A JP20484898 A JP 20484898A JP 20484898 A JP20484898 A JP 20484898A JP 4232223 B2 JP4232223 B2 JP 4232223B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電解コンデンサにおいて、コンデンサ素子を収容したケースの開口部を封口する電解コンデンサの封口体に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に電解コンデンサは、図1に示されるように、アルミ等からなる有底円筒状のケース1内に、ペースト状の電解質(電解液)を含浸したコンデンサ素子2を収容するとともに、前記ケース1の開口部を封口体3により封口している。前記コンデンサ素子2は、陽極箔と陰極箔とをセパレータを介して巻回してなり、このコンデンサ素子2に接続されたリード線4,5は封口体3に設けられたリード穴6,7に挿通されてケース1外に引き出されている。前記ケース1の封口体3と反対側の端部には、該端部の一部に溝8等の機械的に弱い部分を意図的に設けてなる安全弁が設けられている。そして、何らかの異常事態によりケース1内の圧力が所定以上になると、溝8等の機械的に弱い部分においてケース1が破壊するという態様により前記安全弁が作動し、ケース1の内圧が解放され、防爆が図られるようになっている。
【0003】
従来、前記封口体3の構成材料としては、他のゴムに比しシール性およびガスバリア性が高く、ケース1外への電解液の逃散を防止して電解液をケース1内に保持する電解液保持性が高いことから、レギュラーブチルゴムを主成分とするゴムが多用されていた(例えば、特開昭55−158621、特開平1−114030号)。
【0004】
他方、近時、電子部品の長寿命化がますます要請されており、電解コンデンサにも長寿命化が要請されている。しかしながら、前記レギュラーブチルゴムを主成分とするゴムからなる封口体3を用いた電解コンデンサでは、レギュラーブチルゴムを主成分とするゴムは耐熱性が十分でないので、高温に長時間晒されると、ゴムが劣化することにより、コンデンサ内部の電解液が封口体3を通して逃散してしまい、コンデンサの寿命が低下するため、長寿命化を実現できないという問題があった。
【0005】
その上、前記レギュラーブチルゴムを主成分とするゴムからなる封口体3においては、成形の際に金型に汚れが付着し、洗浄時間がかかって作業性が悪いとともに、高温長時間の架橋が必要であるという問題点もあった。
【0006】
そこで、耐熱性の良好な部分架橋ブチルゴムを過酸化物によって架橋したゴムからなる封口体3が最近開発されている。この封口体3は、耐熱性が良好であるとともに金型の汚れもない上、低温短時間での架橋が可能である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記部分架橋ブチルゴムを過酸化物で架橋したゴムからなる封口体は、次のような種々の問題があった。
【0008】
前記部分架橋ブチルゴムを過酸化物で架橋したゴムは、耐熱性等の特性は良好なものの、既に部分的に架橋されている部分架橋ブチルゴムを原料ゴムとして用いるので、混練性および金型への流れ性等が悪く、さらに融合不良が発生するという問題があった。このため、混練工程での作業性が悪く、工程条件も複雑になる上、封口体3として成形されたときに、寸法精度のバラツキや、内部欠陥が発生し易く、寸法の規格外品や外観不良品が発生する割合が高いという問題があった。また、耐熱変形性が不十分であるという問題もあった。
【0009】
また、封口体3の厚みを薄くすると、厚み方向の圧力に対して膨れやすくなり、逆電圧印加等の異常時のガス発生による内圧上昇が生じた際に、前記安全弁が作動する前に、内部欠陥部分等からヒビ割れが発生して、ケース1内部の電解液の液出等の問題が発生する。このため、封口体3の厚さをある程度厚くせざるを得なかったため、ケース1の実質的な容積が少なくなり、ひいては電解コンデンサの容量が小さくなってしまうという問題があった。
【0010】
さらに、近時、電子部品の表面実装化に伴うチップ化や、小型化が進展しているが、前記部分架橋ブチルゴムを架橋したゴムからなる封口体3は、次に詳しく説明するように、前述の問題点があるため、チップ化された電解コンデンサには適用することができないし、小型化された電解コンデンサへの適用にも限界があるという問題があった。
【0011】
すなわち、チップ化された電解コンデンサにおいては、はんだリフロー工程を通るので、この工程で高温状態になり、コンデンサ内部のガス圧力が上がるが、その際、内部欠陥部分等からヒビ割れが発生したり、耐熱変形性が十分でないため、ケースから封口体が外れてしまったりすることにより、ケース内部の電解液の液出等の問題が発生する。さらに、硬度が十分でないので、リフローの際の内圧上昇によって封口体が膨れ、コンデンサが基板から浮き上がってしまうという問題もあった。したがって、前記部分架橋ブチルゴムを架橋したゴムからなる封口体は、チップ化された電解コンデンサには適用できなかった。
【0012】
また、小型化された電解コンデンサへの適用を行おうとすると、以下のような問題が発生する。まず、封口体3でケース1の開口部を封口する際には、一般に、図1に示されているように、ケース1の開口部付近に全周に渡って絞り加工を行う(図1において、9はこの絞り加工による絞り部を示している)。しかるに、封口体3の径を小さくすると、前記絞り加工によるゴムの圧縮率が上昇して加圧力が増大し、この加圧力によってゴムの割れが発生する。また、封口体3の厚みを薄くすると、既に述べたように厚み方向の圧力に対して膨れやすくなり、逆電圧印加等の異常時のガス発生による内圧上昇が生じた際に、ケース1側の安全弁が作動する前に、内部欠陥部分からヒビ割れが発生して、ケース1内部の電解液の液出等の問題が発生する。したがって、前記部分架橋ブチルゴムを架橋したゴムからなる封口体3は、小型化された電解コンデンサへの適用にも限界があった。
【0013】
また、前記部分架橋ブチルゴムを過酸化物で架橋したゴムは、表面の摩擦抵抗が大きかったので、封口体3のリード穴6,7にコンデンサ素子2のリード線4,5を挿通する際、これらのリード線6,7を介してコンデンサ素子2に大きな抵抗力が作用するため、この挿通作業が困難になるとともに、巻回した電極箔やセパレータのズレやシワが発生したり、リード穴6,7の周面のゴムがリード線4,5によって削り取られるという問題があった。
【0014】
また、ガスバリア性が不十分であったので、電解液が封口体3を通して蒸散することにより電解コンデンサの寿命が短くなるという問題もあった。
【0015】
また、前記部分架橋ブチルゴムを過酸化物で架橋したゴムは、電気抵抗の低いカーボンを充填材として多量に混入する必要があったので、電気絶縁性を高くすることができないという問題もあった。
【0016】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、本発明の目的の一つは、原材料の混練を非常に容易に行うことができるとともに、成形不良を生じにくく、かつ寸法精度の良く成形することができ、加工性が非常に良い電解コンデンサの封口体を提供することにある。
【0017】
本発明の他の目的は、融合不良により内部欠陥が発生しないようすることができる電解コンデンサの封口体を提供することにある。
【0018】
本発明の他の目的は、耐熱性、耐熱老化性を良好にすることができる電解コンデンサの封口体を提供することにある。
【0019】
本発明の他の目的は、容易に高硬度かつ高モジュラスとすることができる電解コンデンサの封口体を提供することにある。
【0020】
本発明の他の目的は、低温短時間で架橋成形することが可能な電解コンデンサの封口体を提供することにある。
【0021】
本発明の他の目的は、表面の摩擦抵抗が小さい(表面の滑りが良い)電解コンデンサの封口体を提供することにある。
【0022】
本発明の他の目的は、ガスバリア性に優れた電解コンデンサの封口体を提供することにある。
【0023】
本発明のさらに他の目的は以下の説明から明らかになろう。
【0024】
【課題を解決するための手段】
本発明による電解コンデンサの封口体は、電解コンデンサにおいてコンデンサ素子を収容したケースの開口部を封口する電解コンデンサの封口体であって、過酸化物で架橋可能なエラストマー性ポリマー100重量部に対し、過酸化物で硬化可能な熱硬化性樹脂の初期重合物であるジアリルイソフタレート初期重合物を5〜300重量部を混合した上、過酸化物で、前記ポリマーを架橋するとともに前記熱硬化性樹脂の初期重合物を硬化してなるゴム弾性体からなるものである。
【0025】
なお、前記熱硬化性樹脂の配合量が、エラストマー性ポリマー100重量部に対して5重量部より少なくなると、以下に述べる作用効果が十分得られなくなる一方、300重量部より多くなると、ゴム弾性が低下する。エラストマー性ポリマー100重量部に対する前記熱硬化性樹脂の特に好ましい配合量は、10〜200重量部である。
【0026】
前記熱硬化性樹脂の初期重合物は、室温では固体であるが、40〜100℃の比較的低温で軟化する一方、一定温度以上で過酸化物と反応して硬化し、硬く耐熱性の良い樹脂となる。このように硬化するのは、該初期重合物が重合するとともに架橋するためと考えられる。そして、本発明に係るゴム弾性体においては、エラストマー性ポリマーと熱硬化性樹脂とが混合された状態でエラストマー性ポリマーの架橋と熱硬化性樹脂の硬化とが行われることにより、ポリマーと熱硬化性樹脂との間の結合も生じるものと考えられる。
【0027】
前述のように前記熱硬化性樹脂の初期重合物は、比較的低温で軟化するので、該初期重合物が軟化する温度で該初期重合物とエラストマー性ポリマーとを混合すると、両者を非常に容易に混合することができるので、混練工程での作業性が非常に良くなり、工程条件も簡単にすることができる。また、前記熱硬化性樹脂の初期重合物が比較的低温で軟化することから、加熱成形時にエラストマー性ポリマーと熱硬化性樹脂の初期重合物との混合物が流動し易くなるため、成形性、融合性が向上し、成形不良が生じにくく、かつ寸法精度の良い成形品(封口体)が得られ、内部欠陥の発生もなくなる。したがって、本発明によるゴム弾性体は非常に加工性が良い。
【0028】
また、前記エラストマー性ポリマーおよび熱硬化性樹脂の初期重合物は、短時間に架橋・硬化させることができるので、封口体の成形時間を短くすることができる。
【0029】
また、前述のように前記熱硬化性樹脂の初期重合物は、過酸化物で硬化し、硬く耐熱性の良い樹脂となるので、前記エラストマー性ポリマーおよび熱硬化性樹脂の初期重合物を架橋・硬化した本発明に係るゴム弾性体も耐熱性に優れており、また高硬度かつ高モジュラスとすることができる。
【0030】
また、前述のように高硬度、高モジュラスとすることができ、かつ内部欠陥をなくすことができるので、封口体の厚みをある程度薄くしても、逆電圧印加等の異常時のガス発生による内圧上昇が生じた際に、前記安全弁が作動する前にヒビ割れが発生して、ケース内部の電解液の液出等の問題が発生することがなくなる。さらに、寸法情度が向上しているので、封口体の厚みのバラツキが小さくなるため、厚みの公差の下限を大きくすることができ、その分だけ、厚みの設定値(規格の中央値)を小さくすることができる。このため、ケース1の大きさを従来と同じとしても、封口体の厚さを薄くしてケースの実質的な容積を増加させ、電解コンデンサの容量を増大することができる。このような封口体3の薄肉化による電解コンデンサの容量の増大の効果は極めて大きい。
【0031】
また、前述のように内部欠陥が発生しないようにすることができ、かつ封口体の耐熱性を良くすることができるので、はんだリフロー工程において高温になっても、ヒビ割れが発生したり、変形してケースから封口体が外れてしまったりして、電解液の液出等の問題を発生することがない。また、封口体を高硬度とすることができるので、リフローの際の内圧上昇があっても、封口体の膨れが抑制され、コンデンサの基板からの浮き上がりが抑制されため、チップ化された電解コンデンサにも適用できるようになる。
【0032】
また、前述のように高硬度、高モジュラスとすることができ、かつ内部欠陥をなくすことができるので、封口体の径を小さくしても、封口体でケースの開口部を封口する際の絞り加工によるゴムの割れが発生しない。さらに、既に述べたように封口体の厚みも薄くすることができる。したがって、電解コンデンサの小型化を図ることができる。
【0033】
また、前記熱硬化性樹脂が配合されていることにより、封口体の表面の摩擦抵抗が小さくなるので、封口体のリード穴にコンデンサ素子のリード線を挿通する際、これらのリード線を介してコンデンサ素子に大きな抵抗力が作用することがないので、この挿通作業が容易になるとともに、巻回した電極箔やセパレータのズレやシワが発生したり、リード穴の周面のゴムがリード線によって削り取られることがなくなる。しかも、封口体の厚みを薄くすることによっても、リード線挿入の際の抵抗力を減少し、より一層、封口体のリード穴にコンデンサ素子のリード線を挿通し易くすることができる。
【0034】
また、前記熱硬化性樹脂が配合されていること、さらには前記エラストマー性ポリマーおよび熱硬化性樹脂の初期重合物が架橋・硬化される際、熱硬化性樹脂がエラストマー性ポリマーの架橋成分と連結し合うようにして架橋にも関与し、架橋構造が複雑になることにより、封口体のガスバリア性が向上するため、封口体を通して蒸散する電解液を減少し、これにより電解コンデンサの長寿命化を図ることができる。
【0035】
また、電気抵抗の低いカーボンを充填材として多量に混入する必要がなくなるので、封口体の電気絶縁性を高くすることができる。
【0036】
また、硬度が向上することによって、逆電圧印加等の異常時のガス発生による内圧上昇が生じた際に、ゴムの膨れが抑制されて、コンデンサのケースの安全弁への圧力が大きくなり、該安全弁の動作性が向上し、異常時の安全性が向上する。
【0037】
【発明の実施の形態】
本発明における過酸化物で架橋可能なエラストマー性ポリマーとしては、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、ガスバリアー性が高いという点から、部分架橋ブチルゴム、ブチルゴム、EPDM、EPM等が好ましく、このうち最もガスバリアー性が高い部分架橋ブチルゴムが特に好ましい。
【0038】
本発明における過酸化物で硬化可能な熱硬化性樹脂としては、ジアリルイソフタレート初期重合物(重合率5〜25%のものが好ましい)が使用でき熱変形温度が高いという点で、ジアリルイソフタレート初期重合物が特に好ましい。
【0039】
なお、従来より、ジアリルフタレートが原料ゴムに添加されることがあったが、これは本発明におけるような初期重合物の状態ではなく、モノマーの状態で、ゴムに対する共架橋剤(架橋助剤)として添加されていたのであって、その添加量も少なく(ゴム100重量部に対し1〜5重量部程度)、本願発明における用法とは本質的に異なるものである。
【0040】
本発明においてエラストマー性ポリマーおよび熱硬化性樹脂の初期重合物を架橋・硬化する過酸化物としては、通常架橋剤として用いられている過酸化物の多くのものが使用できるが、低温で架橋・硬化が始まってしまうものは、ポリマーと熱硬化性樹脂とを混合する過程で架橋・硬化が始まってしまうので、不向きである。したがって、半減期が1分になる温度が120℃以上となるものが好ましい。
【0041】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
【0042】
部分架橋ブチルゴム … 70重量部
ジアリルイソフタレート初期重合物… 30重量部
(部分架橋ブチルゴム100重量部に対
して42.9重量部)
ステアリン酸亜鉛 … 1重量部
ジクミルパーオキサイド … 2重量部
焼成クレー …100重量部
カーボン … 1重量部
酸吸着剤 … 5重量部
老化防止剤 … 1重量部
をバンバリーミキサーにより、ジアリルイソフタレート初期重合物が軟化する温度、60〜80℃で混練し、圧縮成形により、170℃、5分の成形条件で架橋・硬化すると同時に成形して封口体3を作成し、この封口体3を用いて図1と同様の機械的構成を有する電解コンデンサを構成した。
【0043】
なお、本実施例では、前記酸吸着剤として酸化亜鉛(MgO)を使用したが、例えばAl(OH)3・xH2O、1.25Mg(OH)2・Al(OH)3・xCO3・yH2O、Al(OH)3・NaHCO3、Mg5Al2(OH)16CO3・4H2O、Mg4.5Al2(OH)13CO3・3.5H2O等の他の種の酸吸着剤、または例えば2MgO・6SiO2・xH2O等の酸アルカリ吸着剤を使用してもよい。
【0044】
本実施例のように封口体3に酸吸着剤または酸アルカリ吸着剤を添加すると、ケース1外への電解液の漏出、特に封口体3とリード線4,5との間、とりわけマイナス側のリード線5との間からの電解液の漏出を効果的に防止でき、これによってもさらに電解コンデンサの長寿命化を図ることができる。このような効果が得られる作用機序は未だ不明であるが、今のところ次のような2つの異なる推論が考えられている。
【0045】
(推論1) 酸吸着剤または酸アルカリ吸着剤を添加した場合、封口体3の電解液に接する部分が膨潤する現象が見られる。このことから、封口体3中の酸吸着剤または酸アルカリ吸着剤により電解液中の酸、塩基が吸着されて封口体3が膨潤し、封口体3とリード線4,5との間のシール性が向上する結果、封口体3とリード線4,5との間からの電解液の漏出が防止される。
【0046】
(推論2) 酸吸着剤または酸アルカリ吸着剤により封口体3を構成するゴム成分と電解液との反応が抑制されるので、電解液との反応による封口体3の劣化が抑制される結果、ケース1外への電解液の漏出が防止される。
【0047】
【発明の効果】
以上のように本発明による電解コンデンサの封口体は、
(a)原材料の混合を非常に容易に行うことができる、
(b)成形不良を生じにくく、かつ寸法精度良く成形された封口体を得ることができる、
(c)融合不良による内部欠陥が発生しないようにすることができる、
(d)耐熱性、耐熱老化性を良好にすることができる、
(e)高硬度かつ高モジュラスとすることができる、
(f)前記(c)(d)(e)のことから、ケースの大きさを従来と同じとしても、封口体の厚みを薄くして、電解コンデンサの容量を増大することができる、
(g)前記(c)(d)(e)のことから、電解コンデンサをチップ化することが可能になる、
(h)前記(c)(d)(e)のことから、封口体の径および厚みを小さくし、電解コンデンサを小型化することが可能になる、
(i)低温短時間で架橋成形することができる、
(j)表面の摩擦抵抗を小さくすることができ、これによりリード線の挿通作業が容易になるとともに、電極箔やセパレータのズレやシワが発生したり、リード穴の周面のゴムがリード線によって削り取られることがなくなる、
(k)ガスバリア性を向上し、電解コンデンサを長寿命化することができる、
(l)電気抵抗の低いカーボンを充填材として多量に混入する必要がなくなるので、電気絶縁性を高くすることができる、
(m)前記(e)のことから、逆電圧印加等の異常時のガス発生による内圧上昇が生じた際に、ゴムの膨れが抑制されて、電解コンデンサのケースの安全弁の動作性が向上し、異常時の安全性が向上する、
等の優れた効果を得られるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 電解コンデンサの機械的な構造の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
1 ケース
2 コンデンサ素子
3 封口体
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrolytic capacitor sealing body for sealing an opening of a case containing a capacitor element in an electrolytic capacitor.
[0002]
[Prior art]
In general, as shown in FIG. 1, an electrolytic capacitor accommodates a capacitor element 2 impregnated with a paste-like electrolyte (electrolytic solution) in a bottomed cylindrical case 1 made of aluminum or the like. The opening is sealed by the sealing body 3. The capacitor element 2 is formed by winding an anode foil and a cathode foil through a separator, and lead wires 4 and 5 connected to the capacitor element 2 are inserted into lead holes 6 and 7 provided in the sealing body 3. And pulled out of the case 1. A safety valve is provided at the end of the case 1 opposite to the sealing body 3 by intentionally providing a mechanically weak portion such as a groove 8 in a part of the end. When the pressure in the case 1 exceeds a predetermined level due to some abnormal situation, the safety valve is operated in such a manner that the case 1 is broken at a mechanically weak portion such as the groove 8 and the internal pressure of the case 1 is released, and explosion-proof. Is designed.
[0003]
Conventionally, as the constituent material of the sealing body 3, the sealing solution and the gas barrier property are higher than those of other rubbers, and the electrolytic solution that prevents the electrolytic solution from escaping to the outside of the case 1 and holds the electrolytic solution in the case 1 is used. Because of its high retention, rubbers mainly composed of regular butyl rubber have been frequently used (for example, JP-A-55-158621, JP-A-1-114030).
[0004]
On the other hand, in recent years, there has been an increasing demand for longer life of electronic components, and longer life of electrolytic capacitors is also required. However, in the electrolytic capacitor using the sealing body 3 made of the rubber mainly composed of the regular butyl rubber, the rubber mainly composed of the regular butyl rubber has insufficient heat resistance, so that the rubber deteriorates when exposed to a high temperature for a long time. As a result, the electrolytic solution inside the capacitor escapes through the sealing body 3, and the life of the capacitor is reduced.
[0005]
In addition, in the sealing body 3 made of rubber mainly composed of regular butyl rubber, dirt adheres to the mold during molding, it takes a long time for cleaning, and workability is poor, and high temperature and long time crosslinking is required. There was also a problem that.
[0006]
Therefore, a sealing body 3 made of rubber obtained by crosslinking partially crosslinked butyl rubber having good heat resistance with a peroxide has been recently developed. The sealing body 3 has good heat resistance and is free from mold contamination, and can be crosslinked at a low temperature in a short time.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the sealing body made of rubber obtained by crosslinking the partially crosslinked butyl rubber with a peroxide has the following various problems.
[0008]
Although the rubber obtained by crosslinking the partially crosslinked butyl rubber with a peroxide has good properties such as heat resistance, the partially crosslinked butyl rubber that has already been partially crosslinked is used as a raw material rubber. There was a problem that the property and the like were poor and further poor fusion occurred. For this reason, the workability in the kneading process is poor, the process conditions are complicated, and when the sealing body 3 is formed, variations in dimensional accuracy and internal defects are likely to occur. There was a problem that the rate of occurrence of defective products was high. There is also a problem that the heat distortion resistance is insufficient.
[0009]
Further, when the thickness of the sealing body 3 is reduced, the sealing body 3 tends to swell with respect to the pressure in the thickness direction, and when the internal pressure rises due to gas generation at the time of abnormality such as reverse voltage application, before the safety valve operates, Cracks are generated from defective portions and the like, and problems such as discharge of the electrolyte in the case 1 occur. For this reason, since the thickness of the sealing body 3 had to be increased to some extent, there was a problem that the substantial volume of the case 1 was reduced, and consequently the capacity of the electrolytic capacitor was reduced.
[0010]
Further, recently, the chip formation and downsizing associated with the surface mounting of electronic components have been progressed, but the sealing body 3 made of rubber obtained by crosslinking the partially crosslinked butyl rubber is described above in detail. Therefore, there is a problem that it cannot be applied to a chip-shaped electrolytic capacitor and there is a limit to application to a miniaturized electrolytic capacitor.
[0011]
That is, in the electrolytic capacitor formed into a chip, since it goes through a solder reflow process, it becomes a high temperature state in this process, and the gas pressure inside the capacitor rises, but at that time, cracking occurs from an internal defect part or the like, Since the heat-resistant deformation property is not sufficient, the sealing body may come off from the case, thereby causing problems such as discharge of the electrolyte solution inside the case. Furthermore, since the hardness is not sufficient, there is a problem that the sealing body swells due to an increase in internal pressure during reflow, and the capacitor rises from the substrate. Therefore, a sealing body made of rubber obtained by crosslinking the partially crosslinked butyl rubber cannot be applied to a chip electrolytic capacitor.
[0012]
In addition, the following problems occur when applying to miniaturized electrolytic capacitors. First, when the opening of the case 1 is sealed with the sealing body 3, generally, as shown in FIG. 1, the drawing process is performed over the entire circumference in the vicinity of the opening of the case 1 (in FIG. 1). , 9 indicates the drawn portion by this drawing process). However, when the diameter of the sealing body 3 is reduced, the compression rate of the rubber by the drawing process is increased and the applied pressure is increased, and the applied pressure causes cracking of the rubber. Further, when the thickness of the sealing body 3 is reduced, as described above, it tends to swell with respect to the pressure in the thickness direction, and when the internal pressure rises due to gas generation at the time of abnormality such as reverse voltage application, the case 1 side Before the safety valve is activated, a crack is generated from an internal defect portion, and a problem such as discharge of the electrolyte in the case 1 occurs. Therefore, the sealing body 3 made of rubber obtained by crosslinking the partially crosslinked butyl rubber has a limit in application to a miniaturized electrolytic capacitor.
[0013]
In addition, since the rubber obtained by crosslinking the partially crosslinked butyl rubber with peroxide has a large surface frictional resistance, when the lead wires 4 and 5 of the capacitor element 2 are inserted into the lead holes 6 and 7 of the sealing body 3, Since a large resistance acts on the capacitor element 2 via the lead wires 6 and 7, the insertion work becomes difficult and the wound electrode foil and the separator are displaced or wrinkled. There was a problem that the rubber on the peripheral surface 7 was scraped off by the lead wires 4 and 5.
[0014]
Moreover, since the gas barrier property was insufficient, there was a problem that the life of the electrolytic capacitor was shortened by the evaporation of the electrolytic solution through the sealing body 3.
[0015]
In addition, the rubber obtained by crosslinking the partially crosslinked butyl rubber with a peroxide had to be mixed with a large amount of carbon having a low electrical resistance as a filler.
[0016]
The present invention has been made in view of such circumstances, and one of the objects of the present invention is that kneading of raw materials can be performed very easily, and molding defects are hardly caused, and dimensional accuracy is high. It is an object of the present invention to provide an electrolytic capacitor sealing body that can be molded and has very good workability.
[0017]
Another object of the present invention is to provide a sealing body for an electrolytic capacitor that can prevent internal defects due to poor fusion.
[0018]
Another object of the present invention is to provide a sealing body for an electrolytic capacitor that can improve heat resistance and heat aging resistance.
[0019]
Another object of the present invention is to provide a sealing body for an electrolytic capacitor that can easily have high hardness and high modulus.
[0020]
Another object of the present invention is to provide a sealing body for an electrolytic capacitor that can be crosslinked and molded at a low temperature in a short time.
[0021]
Another object of the present invention is to provide an electrolytic capacitor sealing body having a small surface frictional resistance (good surface slipping).
[0022]
Another object of the present invention is to provide an electrolytic capacitor sealing body having excellent gas barrier properties.
[0023]
Still other objects of the present invention will become apparent from the following description.
[0024]
[Means for Solving the Problems]
The sealing body of the electrolytic capacitor according to the present invention is a sealing body of an electrolytic capacitor that seals the opening of a case containing a capacitor element in the electrolytic capacitor, and is 100 parts by weight of an elastomeric polymer that can be crosslinked with a peroxide. A diallyl isophthalate initial polymer, which is an initial polymer of a thermosetting resin curable with a peroxide, is mixed with 5 to 300 parts by weight, and then the polymer is crosslinked with the peroxide and the thermosetting resin. It consists of a rubber elastic body obtained by curing the initial polymer.
[0025]
When the blending amount of the thermosetting resin is less than 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the elastomeric polymer, the following effects cannot be obtained sufficiently, while when it exceeds 300 parts by weight, rubber elasticity is increased. descend. A particularly preferable blending amount of the thermosetting resin with respect to 100 parts by weight of the elastomeric polymer is 10 to 200 parts by weight.
[0026]
The initial polymer of the thermosetting resin is solid at room temperature, but softens at a relatively low temperature of 40 to 100 ° C., and cures by reacting with a peroxide at a certain temperature or higher, and is hard and has good heat resistance. It becomes resin. The reason for curing in this way is considered to be that the initial polymer is polymerized and crosslinked. In the rubber elastic body according to the present invention, the polymer and the thermosetting resin are cured by crosslinking the elastomeric polymer and curing the thermosetting resin in a state where the elastomeric polymer and the thermosetting resin are mixed. It is considered that a bond with the functional resin also occurs.
[0027]
As described above, the initial polymer of the thermosetting resin softens at a relatively low temperature. Therefore, when the initial polymer and the elastomeric polymer are mixed at a temperature at which the initial polymer softens, both of them are very easy. Therefore, the workability in the kneading process is greatly improved, and the process conditions can be simplified. In addition, since the initial polymer of the thermosetting resin is softened at a relatively low temperature, the mixture of the elastomeric polymer and the initial polymer of the thermosetting resin easily flows during heat molding. As a result, a molded product (sealing body) with good dimensional accuracy is obtained, and internal defects are not generated. Therefore, the rubber elastic body according to the present invention has very good processability.
[0028]
Moreover, since the initial polymer of the elastomeric polymer and the thermosetting resin can be crosslinked and cured in a short time, the molding time of the sealing body can be shortened.
[0029]
Further, as described above, the initial polymer of the thermosetting resin is cured with a peroxide and becomes a hard and heat-resistant resin. Therefore, the initial polymer of the elastomeric polymer and the thermosetting resin is crosslinked / The cured rubber elastic body according to the present invention is also excellent in heat resistance, and can have high hardness and high modulus.
[0030]
In addition, as described above, high hardness and high modulus can be obtained, and internal defects can be eliminated. Therefore, even if the thickness of the sealing body is reduced to some extent, the internal pressure due to gas generation during abnormalities such as reverse voltage application When the rise occurs, the crack does not occur before the safety valve operates, and problems such as discharge of the electrolytic solution inside the case do not occur. Furthermore, since the dimensionality is improved, the variation in the thickness of the sealing body is reduced, so that the lower limit of the thickness tolerance can be increased, and the thickness setting value (the median value of the standard) can be increased accordingly. Can be small. For this reason, even if the size of the case 1 is the same as the conventional size, the thickness of the sealing body can be reduced to increase the substantial volume of the case, and the capacity of the electrolytic capacitor can be increased. The effect of increasing the capacity of the electrolytic capacitor due to the thinning of the sealing body 3 is extremely great.
[0031]
In addition, as described above, internal defects can be prevented from occurring, and the heat resistance of the sealing body can be improved. Then, the sealing body does not come off from the case, and problems such as discharge of the electrolyte do not occur. In addition, since the sealing body can be made to have high hardness, even if there is an increase in internal pressure during reflow, swelling of the sealing body is suppressed, and lifting of the capacitor from the substrate is suppressed. It will be applicable to.
[0032]
Further, as described above, since the hardness and modulus can be high and internal defects can be eliminated, even when the diameter of the sealing body is reduced, the aperture when the opening of the case is sealed with the sealing body. Rubber cracking due to processing does not occur. Furthermore, as already described, the thickness of the sealing body can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the size of the electrolytic capacitor.
[0033]
Moreover, since the frictional resistance of the surface of the sealing body is reduced by blending the thermosetting resin, when inserting the lead wire of the capacitor element into the lead hole of the sealing body, Since a large resistance force does not act on the capacitor element, this insertion work is facilitated, the wound electrode foil and separator are displaced and wrinkled, and the rubber on the peripheral surface of the lead hole is caused by the lead wire. It will not be scraped off. In addition, by reducing the thickness of the sealing body, it is possible to reduce the resistance when inserting the lead wire, and to further easily insert the lead wire of the capacitor element into the lead hole of the sealing body.
[0034]
Further, when the thermosetting resin is blended, and further when the initial polymer of the elastomeric polymer and the thermosetting resin is crosslinked and cured, the thermosetting resin is connected to the crosslinking component of the elastomeric polymer. Since the cross-linking structure is involved and the cross-linking structure is complicated, the gas barrier property of the sealing body is improved, so that the electrolyte solution that evaporates through the sealing body is reduced, thereby extending the life of the electrolytic capacitor. Can be planned.
[0035]
Moreover, since it is not necessary to mix a large amount of carbon having a low electrical resistance as a filler, the electrical insulation of the sealing body can be increased.
[0036]
In addition, when the internal pressure rises due to gas generation at the time of abnormality such as reverse voltage application due to the improved hardness, the swelling of rubber is suppressed and the pressure to the safety valve of the capacitor case increases, and the safety valve This improves the operability of the system and improves safety in the event of an abnormality.
[0037]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As the elastomeric polymer crosslinkable with peroxide in the present invention, various raw rubbers, thermoplastic elastomers and the like can be used. From the viewpoint of high gas barrier property, partially crosslinked butyl rubber, butyl rubber, EPDM, EPM Among them, partially crosslinked butyl rubber having the highest gas barrier property is particularly preferable.
[0038]
The curable thermoset resin with a peroxide in the present invention, (preferably from polymerization rate 5-25%) diallyl isophthalate prepolymer thereof can be used, in that the thermal deformation temperature is high, Jiariruiso A phthalate prepolymer is particularly preferred.
[0039]
Conventionally, diallyl phthalate is sometimes added to the raw rubber, but this is not in the state of the initial polymer as in the present invention, but in the monomer state, the co-crosslinking agent (crosslinking aid) for the rubber. The amount of addition is small (about 1 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of rubber), which is essentially different from the usage in the present invention.
[0040]
In the present invention, as the peroxide for crosslinking and curing the initial polymer of the elastomeric polymer and the thermosetting resin, many of the peroxides usually used as a crosslinking agent can be used. Those that begin to cure are not suitable because crosslinking and curing begin in the process of mixing the polymer and the thermosetting resin. Therefore, the one where the temperature at which the half-life is 1 minute is 120 ° C. or more is preferable.
[0041]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described based on examples.
[0042]
Partially crosslinked butyl rubber: 70 parts by weight Diallyl isophthalate initial polymer: 30 parts by weight
(For 100 parts by weight of partially crosslinked butyl rubber
42.9 parts by weight)
Zinc stearate ... 1 part by weight Dicumyl peroxide ... 2 parts by weight Calcined clay ... 100 parts by weight Carbon ... 1 part by weight Acid adsorbent ... 5 parts by weight Anti-aging agent ... 1 part by weight of diallyl isophthalate initial polymerization by Banbury mixer A sealing body 3 is formed by kneading at a temperature at which the product is softened, at 60 to 80 ° C., and by cross-linking and curing at 170 ° C. for 5 minutes by compression molding to form a sealing body 3. An electrolytic capacitor having the same mechanical configuration as 1 was constructed.
[0043]
In this example, zinc oxide (MgO) was used as the acid adsorbent. For example, Al (OH) 3 · xH 2 O, 1.25Mg (OH) 2 · Al (OH) 3 · xCO 3 · Other species such as yH 2 O, Al (OH) 3 .NaHCO 3 , Mg 5 Al 2 (OH) 16 CO 3 .4H 2 O, Mg 4.5 Al 2 (OH) 13 CO 3 .3.5H 2 O An acid adsorbent or an acid alkali adsorbent such as 2MgO.6SiO 2 .xH 2 O may be used.
[0044]
If an acid adsorbent or an acid-alkali adsorbent is added to the sealing body 3 as in this embodiment, leakage of the electrolyte solution to the outside of the case 1, particularly between the sealing body 3 and the lead wires 4, 5, especially on the negative side. The leakage of the electrolytic solution from between the lead wires 5 can be effectively prevented, and this can further increase the life of the electrolytic capacitor. Although the mechanism of action for obtaining such an effect is still unclear, the following two different inferences have been considered.
[0045]
(Inference 1) When an acid adsorbent or an acid alkali adsorbent is added, a phenomenon in which a portion of the sealing body 3 in contact with the electrolytic solution swells is observed. From this, the acid or base in the electrolyte is adsorbed by the acid adsorbent or the acid-alkali adsorbent in the sealing body 3 to swell the sealing body 3, and the seal between the sealing body 3 and the lead wires 4 and 5 is sealed. As a result, the leakage of the electrolyte solution from between the sealing body 3 and the lead wires 4 and 5 is prevented.
[0046]
(Inference 2) Since the reaction between the rubber component constituting the sealing body 3 and the electrolytic solution is suppressed by the acid adsorbent or the acid-alkaline adsorbent, the deterioration of the sealing body 3 due to the reaction with the electrolytic solution is suppressed. Leakage of the electrolyte solution outside the case 1 is prevented.
[0047]
【The invention's effect】
As described above, the sealing body of the electrolytic capacitor according to the present invention is as follows.
(A) The raw materials can be mixed very easily.
(B) It is possible to obtain a sealing body that is less prone to molding defects and is molded with high dimensional accuracy.
(C) Internal defects due to poor fusion can be prevented from occurring,
(D) heat resistance, heat aging resistance can be improved,
(E) high hardness and high modulus;
(F) From the above (c), (d) and (e), even if the case has the same size as the conventional case, the thickness of the sealing body can be reduced and the capacity of the electrolytic capacitor can be increased.
(G) From the above (c), (d) and (e), it becomes possible to chip electrolytic capacitors.
(H) From the above (c), (d) and (e), the diameter and thickness of the sealing body can be reduced, and the electrolytic capacitor can be miniaturized.
(I) It can be crosslinked and molded at a low temperature in a short time.
(J) The frictional resistance of the surface can be reduced, which facilitates the lead wire insertion work, and the electrode foil and separator are misaligned and wrinkled. Will not be scraped off by
(K) The gas barrier property can be improved and the life of the electrolytic capacitor can be extended.
(L) Since it is not necessary to mix a large amount of carbon having a low electrical resistance as a filler, electrical insulation can be increased.
(M) From the above (e), when the internal pressure rises due to gas generation at the time of abnormality such as reverse voltage application, rubber bulge is suppressed and the operability of the safety valve of the electrolytic capacitor case is improved. , Safety at the time of abnormality is improved,
It is possible to obtain excellent effects such as.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a mechanical structure of an electrolytic capacitor.
[Explanation of symbols]
1 Case 2 Capacitor element 3 Sealing body

Claims (3)

電解コンデンサにおいてコンデンサ素子を収容したケースの開口部を封口する電解コンデンサの封口体であって、
過酸化物で架橋可能なエラストマー性ポリマー100重量部に対し、過酸化物で硬化可能な熱硬化性樹脂の初期重合物であるジアリルイソフタレート初期重合物を5〜300重量部を混合した上、過酸化物で、前記ポリマーを架橋するとともに前記熱硬化性樹脂の初期重合物を硬化してなるゴム弾性体からなることを特徴とする電解コンデンサの封口体。
An electrolytic capacitor sealing body for sealing an opening of a case containing a capacitor element in an electrolytic capacitor,
To 100 parts by weight of an elastomeric polymer crosslinkable with peroxide , 5 to 300 parts by weight of diallyl isophthalate initial polymer, which is an initial polymer of a thermosetting resin curable with peroxide, is mixed, An electrolytic capacitor sealing body comprising a rubber elastic body obtained by crosslinking the polymer with a peroxide and curing an initial polymer of the thermosetting resin.
前記ゴム弾性体は、前記エラストマー性ポリマーと前記ジアリルイソフタレート初期重合物と過酸化物とを、前記ジアリルイソフタレート初期重合物が軟化する温度で混合した上、これらの混合物を前記過酸化物で前記ポリマーが架橋するとともに前記過酸化物で前記ジアリルイソフタレート初期重合物が硬化する温度に加熱して、前記ポリマーを架橋するとともに前記ジアリルイソフタレート初期重合物を硬化させると同時に成形してなる請求項1記載の電解コンデンサの封口体。The rubber elastic body is prepared by mixing the elastomeric polymer, the diallyl isophthalate initial polymer and a peroxide at a temperature at which the diallyl isophthalate initial polymer is softened, and then mixing the mixture with the peroxide. The polymer is cross-linked and heated to a temperature at which the diallyl isophthalate initial polymer is cured with the peroxide to cross-link the polymer and simultaneously cure the diallyl isophthalate initial polymer . Item 14. An electrolytic capacitor sealing body according to Item 1. 前記エラストマー性ポリマーは、部分架橋ブチルゴムである請求項1または2記載の電解コンデンサの封口体。  The sealing body for an electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the elastomeric polymer is partially crosslinked butyl rubber.
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