JPS6354208B2 - - Google Patents
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- JPS6354208B2 JPS6354208B2 JP57226363A JP22636382A JPS6354208B2 JP S6354208 B2 JPS6354208 B2 JP S6354208B2 JP 57226363 A JP57226363 A JP 57226363A JP 22636382 A JP22636382 A JP 22636382A JP S6354208 B2 JPS6354208 B2 JP S6354208B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- paste
- gelling
- capacitor
- impregnated
- gelling agent
- Prior art date
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- Expired
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Diaphragms For Electromechanical Transducers (AREA)
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
Description
本発明は、アルミニユウム電解コンデンサ(以
下AL電解コンデンサと称す)の改良された製造
方法に関するもので、特にAL電解コンデンサの
使用中のドライアツプを防止して、寿命特性を改
善したAL電解コンデンサの製造方法に係わる。
一般に、AL電解コンデンサでは、陽・陰極箔
間に電解紙などのセパレタを介在させて、素子を
構成し、該セパレタに液状の駆動用電解液(以下
ペーストと云う)が含浸されている。このため、
電解コンデンサを長期に使用していると、前記ペ
ーストが徐々に蒸発減少しそれによる特性の劣化
がおこり、ドライアツプして寿命が他のコンデン
サに比べて短い欠点がある。特に近年のように、
小形化が進行すると共に、電解コンデンサの使用
温度も100℃以上の高温度領域において使用でき、
且つ寿命の長いAL電解コンデンサの要求が高ま
つてくると、ますます前記欠点が問題となつてく
る。従つて、100℃以上の高温度領域において使
用可能な液状ペーストの改良、開発や封口材およ
び封口構造の諸開発が勿論行なわれているが、前
記ペーストの蒸発による特性の劣化はいまだに充
分な解決は与えられていない。即ち、従来の液状
ペーストは、溶媒としてエチレングリコール、
N・N―ジメチルホルムアミド、メチルセロソル
ブ、エチルセロソルブ等を用い、溶質としてサル
チル酸アンモニウム、アジピン酸アンモニウム、
安息香酸アンモニウム、ギ酸カリ等が用いられて
いるが、溶媒の蒸気圧が100℃以上では更に高く
なるため、ペーストの蒸発減少は避けられずAL
電解コンデンサの特性劣化がおこる。特にケース
サイズの小さいゴム封口形の小形AL電解コンデ
ンサのケース直径が4〜8mmのものは、16〜18
mmのものに比較して、前記理由による寿命特性劣
化が著るしい欠点があつた。
本発明は、上述した欠点を除去する目的で発明
されたもので、AL電解コンデンサのペーストに、
ゲル化剤として、ヒドロキシエチルセルローズ、
ヒドロキシプロピルセルローズ、ラクトアルブミ
ン等を添加混合し、該ペーストをゲル化する前に
コンデンサ素子に含浸したのち、該ペーストを該
コンデンサ素子中でゲル化することにより、ペー
ストの蒸発を抑制して良好な電気特性と高温度に
おける優れた寿命特性を有するAL電解コンデン
サの製造方法を提供するものである。
以下、本発明について詳細に説明する。発明者
等は、AL電解コンデンサのペーストが使用中に
蒸発するのを抑制防止するには、ペーストが従来
のように液状でなく、ゲル化または半固体状にす
るのが有効であると考え、そのようなペーストに
ついて検討を加えてきた。従来、ペーストをゲル
化にすること(特開昭50―66761号)、およびその
ためのゲル化剤として、ポリビニルアルコール
(PVA)、ゼラチン、寒天等が知られている。第
1図は、エチレングリコール、N・N―ジメチル
ホルムアミド等を溶媒とし、それにサルチル酸、
アジピン酸、またはそれらの塩等を溶質とする組
成の一従来例ペーストに、ゲル化剤として前記ポ
リビニールアルコールを加えたペーストを調製
し、ゲル化前の該ペーストをAL電解コンデンサ
素子に含浸し、含浸後の素子を130℃〜140℃で加
熱して含浸されたペーストをゲル化し、該素子を
用いて、6.3V―22000μfのAL電解コンデンサを
試作して、コンデンサのtanδ、静電容量の各値、
ペーストのゲル化状態等とゲル化剤のポリビニー
ルアルコールのペーストへの添加量との関係を示
したものである。なお、上記ペーストをゲル化前
に素子に含浸し、含浸後にゲル化させるのは、こ
のようにすることによつて、ゲル化前の粘度が低
い状態で、ペーストを素子に含浸するから、ペー
ストは素子内に十分含浸され、しかる後、ゲル化
処理するので、含浸されたペーストは素子内でゲ
ル状化し、保持されるからである。第1図から明
らかのように、該ペーストをゲル化するために
は、ポリビニールアルコールの添加量はペースト
の10wt%以上の量を必要とし、しかもペースト
がゲル化すると共に、コンデンサのtanδは急激に
増大し、静電容量も大幅に変化減少して、実用的
でないことが判明した。また前記ゼラチン、寒天
等をゲル化剤として添加した場合も、ポリビニー
ルアルコールの場合と同様な結果となつた。しか
し、ペーストがゲル化すると、前記試作コンデン
サ素子とゲル化剤を添加しないペーストを含浸し
たコンデンサ素子とを同一条件で、加熱した結
果、その重量減少は、ゲル化したペーストの含浸
された素子の方が小さく、ペーストの蒸発がゲル
化により抑制されることが明らかに確められた。
そこで発明者等は、更に種々のゲル化剤について
広範囲の研究を重ねた結果、ある種のセルローズ
誘導体や、タン白質が前記目的のゲル化剤とし
て、添加量も少なくてすみ、且つ、ペーストのゲ
ル化により、その電気特性も損なうことのない優
れた作用を有することを見出した。
次に、二,三の具体的実施例に基いて、本発明
のAL電解コンデンサの製造方法を説明する。
第2図は、ペーストに添加するゲル化剤とし
て、セルローズ誘導体のヒドロキシエチルセルロ
ーズ、ヒドロキシプロピルセルローズ、またはタ
ン白質の一種であるラクトアルブミン等を、第1
図において説明した従来例ペーストにそれぞれ添
加して調製し、第1図の説明と同様に同じコンデ
ンサを試作して、そのコンデンサ特性とペースト
のゲル化状態と、上記ゲル化剤のペーストへの添
加量との関係を、第1図と同様に示したものであ
る。
第2図から、第1図と比較して、次のことが明
白である。
(1) ゲル化剤として、ヒドロキシエチルセルロー
ズ、ヒドロキシプロピルセルローズ、または、
ラクトアルブミン等を用いた場合は、何れの場
合も極めて少量の添加、即ち、ペーストの
0.1wt%以上の添加でペーストがゲル化する。
(2) ペーストがゲル化しても該ペーストが含浸さ
れたAL電解コンデンサのtanδ、静電容量の初
期特性値は、ゲル化剤の添加量が10wt%以下
であればゲル化剤を添加しないペーストを含浸
したコンデンサと変らない。
即ち、従来のポリビニールアルコール、ゼラチ
ン、寒天等の公知のゲル化剤は、ペーストにそれ
らを添加して、ペーストをゲル状にすると共に、
ペーストの比抵抗の増加が生じて、AL電解コン
デンサ用の駆動用電解液として実用不可能になつ
てしまうが、セルローズ誘導体のヒドロキシエチ
ルセルローズ、ヒドロキシプロピルセルローズ、
またはタン白質の一種であるラクトアルブミン等
をゲル化剤とした場合は、その濃度は低くてペー
ストのゲル化が生じ、且つゲル化しても、その比
抵抗変化が、急激に生じない特徴を有することが
わかる。
そこで、このような新しいゲル化剤を添加した
ペーストを試作し、該ペーストを使用した本発明
の実施例について、次に説明する。表1は、前記
試作したペーストの組成例である。組成例1〜6
のペーストを各々ゲル化前にコンデンサ素子に含
浸したのち、130〜140℃で約30分加熱してペース
トをゲル化して、ケースに密封し6.3V―22μf(4
×7mmケース)のAL電解コンデンサを試作し、
105℃の周囲温度で直流負荷試験を1000時間行つ
た結果を第3図および第4図に示す。
The present invention relates to an improved method for manufacturing aluminum electrolytic capacitors (hereinafter referred to as AL electrolytic capacitors), and in particular, a method for manufacturing AL electrolytic capacitors that prevents dry-up during use and improves life characteristics. related to. Generally, in an AL electrolytic capacitor, an element is constructed by interposing a separator such as electrolytic paper between positive and negative electrode foils, and the separator is impregnated with a liquid driving electrolyte (hereinafter referred to as paste). For this reason,
When an electrolytic capacitor is used for a long period of time, the paste gradually evaporates and decreases, resulting in deterioration of characteristics and dry-up, which has the disadvantage that the life span is shorter than that of other capacitors. Especially in recent years,
As miniaturization progresses, electrolytic capacitors can be used in high temperature ranges of 100℃ or higher.
As the demand for AL electrolytic capacitors with long life increases, the above-mentioned drawbacks become more and more problematic. Therefore, although efforts have been made to improve and develop liquid pastes that can be used in the high temperature range of 100°C or higher, as well as various developments in sealing materials and sealing structures, the problem of deterioration of properties due to evaporation of the paste has not yet been adequately resolved. is not given. That is, conventional liquid pastes contain ethylene glycol,
Using N・N-dimethylformamide, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, etc., ammonium salicylate, ammonium adipate,
Ammonium benzoate, potassium formate, etc. are used, but since the vapor pressure of the solvent becomes higher than 100℃, evaporation of the paste is unavoidable and AL
Characteristics of the electrolytic capacitor deteriorate. In particular, small rubber-sealed AL electrolytic capacitors with a case diameter of 4 to 8 mm are 16 to 18 mm in diameter.
Compared to the mm type, the disadvantage was that the life characteristics deteriorated significantly due to the above-mentioned reasons. The present invention was invented for the purpose of eliminating the above-mentioned drawbacks.
As a gelling agent, hydroxyethylcellulose,
Hydroxypropyl cellulose, lactalbumin, etc. are added and mixed, and the paste is impregnated into a capacitor element before gelling. By gelling the paste in the capacitor element, evaporation of the paste is suppressed and a good result is obtained. The present invention provides a method for manufacturing an AL electrolytic capacitor that has excellent electrical properties and long life characteristics at high temperatures. The present invention will be explained in detail below. The inventors believed that in order to prevent the paste of AL electrolytic capacitors from evaporating during use, it would be effective to make the paste gel or semi-solid instead of liquid as in the past. We have been considering such pastes. Conventionally, polyvinyl alcohol (PVA), gelatin, agar, and the like have been known as gelling agents for gelling paste (Japanese Patent Application Laid-open No. 66761/1983). Figure 1 shows ethylene glycol, N/N-dimethylformamide, etc. as a solvent, salicylic acid,
A conventional paste with a composition of adipic acid or a salt thereof as a solute is prepared by adding the polyvinyl alcohol as a gelling agent, and the paste before gelling is impregnated into an AL electrolytic capacitor element. , heat the impregnated element at 130°C to 140°C to gel the impregnated paste, use the element to prototype a 6.3V-22000μf AL electrolytic capacitor, and calculate the tanδ and capacitance of the capacitor. Each value,
This figure shows the relationship between the gelling state of the paste and the amount of polyvinyl alcohol as a gelling agent added to the paste. The reason why the above paste is impregnated into the element before gelation and then gelled after impregnation is that by doing this, the paste is impregnated into the element while the viscosity before gelation is low. This is because the paste is sufficiently impregnated into the element and then gelled, so that the impregnated paste gels and is retained within the element. As is clear from Figure 1, in order to gel the paste, it is necessary to add polyvinyl alcohol in an amount of 10 wt% or more of the paste, and as the paste gels, the tan δ of the capacitor rapidly changes. It was found that the capacitance increased significantly and the capacitance changed significantly, making it impractical. Also, when the gelatin, agar, etc. mentioned above were added as a gelling agent, the same results as in the case of polyvinyl alcohol were obtained. However, when the paste gels, when the prototype capacitor element and the capacitor element impregnated with the paste containing no gelling agent are heated under the same conditions, the weight decreases due to the weight loss of the element impregnated with the gelled paste. It was clearly confirmed that the evaporation of the paste was suppressed by gelation.
Therefore, as a result of extensive research on various gelling agents, the inventors found that certain cellulose derivatives and proteins can be used as gelling agents for the above purpose, requiring only a small amount of addition, and making pastes. It has been found that gelling has an excellent effect without impairing its electrical properties. Next, a method for manufacturing an AL electrolytic capacitor according to the present invention will be explained based on a few specific examples. Figure 2 shows that cellulose derivatives such as hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose, or lactalbumin, a type of protein, are added to the paste as gelling agents.
The conventional paste described in the figure was prepared by adding each of them, and the same capacitor was prototyped in the same manner as explained in Figure 1, and the capacitor characteristics and the gelling state of the paste, and the addition of the above gelling agent to the paste. The relationship with the amount is shown in the same way as in FIG. 1. From FIG. 2, compared with FIG. 1, the following is clear. (1) As a gelling agent, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose, or
When using lactalbumin, etc., it is necessary to add only a very small amount, i.e., to the paste.
Addition of 0.1wt% or more causes the paste to gel. (2) Even if the paste gels, the initial characteristic values of tan δ and capacitance of the AL electrolytic capacitor impregnated with the paste will be the same as the paste without gelling agent if the amount of gelling agent added is 10wt% or less. It is no different from a capacitor impregnated with That is, conventional gelling agents such as polyvinyl alcohol, gelatin, agar, etc. are added to the paste to make the paste gel-like, and
This increases the specific resistance of the paste, making it unpractical as a driving electrolyte for AL electrolytic capacitors, but cellulose derivatives such as hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose,
Alternatively, if lactalbumin, a type of protein, is used as a gelling agent, its concentration is low enough to cause gelation of the paste, and even when gelation occurs, the resistivity does not change suddenly. I understand that. Therefore, a paste to which such a new gelling agent was added was prototyped, and an example of the present invention using this paste will be described below. Table 1 shows an example of the composition of the prototype paste. Composition examples 1 to 6
After impregnating the capacitor element with each paste before gelling, heat the paste at 130 to 140℃ for about 30 minutes to gel, seal it in the case, and apply 6.3V to 22μf (4
x7mm case) prototype AL electrolytic capacitor,
Figures 3 and 4 show the results of a 1000 hour DC load test at an ambient temperature of 105°C.
【表】
第3図および第4図から明らかのように、本発
明により製造されたコンデンサは、何れの組成例
の場合も従来ペースト(ゲル化剤を添加しないペ
ースト)使用のコンデンサより、負荷試験におけ
る特性変化と劣化が小さく、ペーストのゲル化に
より、コンデンサ使用中のペーストの蒸発が抑制
され、100℃を超える高い温度条件下でも、その
寿命特性が大幅に改善される優れた効果を有して
いることがわかる。またセルローズ誘導体とタン
白質と組合せることにより、一層の改善効果が現
われているが、これは、ゲル化後の性状が関係し
ているものと考えられる。
以上説明したように、本発明によれば、前記ゲ
ル化剤を添加したペーストを、ゲル化前に粘度の
低い状態で、コンデンサ素子に十分含浸させ、そ
の後、含浸されたペーストをゲル化するので、素
子内にペーストがゲル状で保持され、ゲル化によ
つて、コンデンサ使用中のペーストの蒸発が抑制
され、特に高温で使用する場合、その効果が顕著
であるとともに、コンデンサの特性を損なうこと
がないから、電解コンデンサの高温寿命特性が向
上し、ロングライフが期待できると共に、特性が
安定し、信頼性の高いコンデンサが提供でき、特
に本発明の小形の電解コンデンサは、その効果が
顕著であり、小形、高密度実装、ロングライフ、
高温使用のニーズに対応することが可能となり、
その実用的価値は多大である。また、ペーストを
ゲル化することにより、万一、密閉が破れても、
従来の液状ペーストのように流出して周囲を汚損
することもなく、製造過程における素子の取扱い
も簡便となり、モールド外装などもやり易いなど
の効果も発揮できる。[Table] As is clear from Figures 3 and 4, the capacitors manufactured according to the present invention performed better in load tests than capacitors using conventional paste (paste without gelling agent) in all composition examples. The gelation of the paste suppresses paste evaporation during capacitor use, and has the excellent effect of greatly improving its life characteristics even under high temperature conditions exceeding 100℃. You can see that Moreover, a further improvement effect appears by combining a cellulose derivative and protein, but this is thought to be related to the properties after gelation. As explained above, according to the present invention, the paste containing the gelling agent is sufficiently impregnated into a capacitor element in a low viscosity state before gelation, and then the impregnated paste is gelled. , the paste is held in a gel state within the element, and gelation suppresses evaporation of the paste during use of the capacitor.This effect is particularly noticeable when used at high temperatures, and does not impair the characteristics of the capacitor. Because of this, the high-temperature life characteristics of electrolytic capacitors can be improved, and a long life can be expected, and a capacitor with stable characteristics and high reliability can be provided.In particular, the small electrolytic capacitor of the present invention has this effect. Yes, small size, high density mounting, long life,
It becomes possible to meet the needs of high-temperature use,
Its practical value is enormous. In addition, by gelling the paste, even if the seal is broken,
Unlike conventional liquid pastes, it does not flow out and contaminate the surrounding area, and the element can be easily handled during the manufacturing process, making it easier to mold the exterior.
第1図は、ポリビニールアルコール、ゼラチ
ン、寒天等のゲル化剤を添加したペーストを使用
したコンデンサの特性図。第2図、第3図および
第4図は、本発明により製造されたコンデンサの
特性図。
Figure 1 shows the characteristics of a capacitor using a paste containing gelling agents such as polyvinyl alcohol, gelatin, and agar. 2, 3 and 4 are characteristic diagrams of capacitors manufactured according to the present invention.
Claims (1)
したアルミニユウム電解コンデンサ素子に、ゲル
化剤を添加した駆動用電解液を含浸してなるアル
ミニユウム電解コンデンサの製造方法において、
前記ゲル化剤として、少なくともヒドロキシエチ
ルセルローズ、ヒドロキシプロピルセルローズま
たはラクトアルブミンの何れか一種を0.1〜10wt
%添加混合し、該駆動用電解液をゲル化する前
に、前記コンデンサ素子に含浸したのち、該駆動
用電解液を該コンデンサ素子中でゲル化すること
を特徴とするアルミニユウム電解コンデンサの製
造方法。1. A method for manufacturing an aluminum electrolytic capacitor, in which an aluminum electrolytic capacitor element wound with electrolytic paper interposed between an anode foil and a cathode foil is impregnated with a driving electrolyte containing a gelling agent,
As the gelling agent, at least 0.1 to 10 wt of any one of hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, or lactalbumin is used.
% addition and mixing, and before gelling the driving electrolyte, impregnating the capacitor element, and then gelling the driving electrolyte in the capacitor element. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22636382A JPS59117209A (en) | 1982-12-24 | 1982-12-24 | Al electrolytic condenser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22636382A JPS59117209A (en) | 1982-12-24 | 1982-12-24 | Al electrolytic condenser |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59117209A JPS59117209A (en) | 1984-07-06 |
| JPS6354208B2 true JPS6354208B2 (en) | 1988-10-27 |
Family
ID=16843967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22636382A Granted JPS59117209A (en) | 1982-12-24 | 1982-12-24 | Al electrolytic condenser |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59117209A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0741863U (en) * | 1993-12-27 | 1995-07-21 | 株式会社竹中工務店 | Downlight type lighting device that also serves as a blowout or suction port for air conditioning |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6122072A (en) * | 1984-07-09 | 1986-01-30 | Seiko Instr & Electronics Ltd | liquid crystal compound |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5066761A (en) * | 1973-10-18 | 1975-06-05 |
-
1982
- 1982-12-24 JP JP22636382A patent/JPS59117209A/en active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0741863U (en) * | 1993-12-27 | 1995-07-21 | 株式会社竹中工務店 | Downlight type lighting device that also serves as a blowout or suction port for air conditioning |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59117209A (en) | 1984-07-06 |
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