【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
本発明は電解コンデンサに関するもので、封口
体を改良し、コンデンサの性能を向上させること
を目的とするものである。
一般に電解コンデンサはアルミニウム、タンタ
ルなどの弁作用を有する金属の表面に陽極酸化に
よつて誘電体皮膜を形成したものを陽極電極と
し、対向する陰極電極との間に電解液を含浸した
セパレータを介して巻回してコンデンサ素子を形
成し、このコンデンサ素子に封口体を取り付けた
ものをケースに収納した後、ケース開口部を巻き
締め密封した構造となつている。
昨今、電子機器の小形化、コンパクト化が進む
中で、コンデンサの使用雰囲気の変化、特に周囲
温度の高温化が顕著である。また機器の置かれる
環境も多様で、高温雰囲気中に置かれることも少
なくなる。
従つてこのような環境の変化に対応して電解コ
ンデンサの耐熱性向上の要望が必然的に高まつて
きている。しかるに電解コンデンサは一般に電解
液を使用しているため、高温になるに従つて電解
液の蒸発速度が増大し、ケース内圧が急速に増加
するため防爆弁の早期作動またはコンデンサの破
裂に至ることが多く見られる。このため電解液の
耐熱性すなわち高温雰囲気中における蒸発速度の
低減が必須であるが、誘電体酸化皮膜との反応な
どの避け得ない現象のために自ずと低減に限界が
ある。
従つてこれを補う一手段として蒸発性の電解液
を封口体を介して透過逸散させる方法が用いられ
ている。
従来からこの効果が大きい材料としてシリコン
ゴムが用いられており、低蒸発性の電解液と組合
わせて大きな効果が得られている。しかもシリコ
ンゴムの耐熱性は大きく200℃程度までの硬度変
化脆化を生じることなく、長期の使用に耐える。
しかし公知のようにシリコンゴムの気体透過率は
かなり大きく、電解液組成によつては透過速度が
大きすぎて特性の経時劣化が早まるのを防止する
ことができない。他方やはり耐熱性に優れる材料
として、エチレンプロピレンゴムも多用されてい
る。このエチレンプロピレンゴムは150℃程度ま
での長期使用に耐え、硬度変化も比較的少ない
が、気体透過率が小さく、気密性に富む反面形状
の大きなコンデンサや蒸発速度の大きな電解液を
用いる場合などにおいては、内圧の上昇に伴つて
封口体が押し上げられ、外観上好ましくない状態
になる。
本発明はこのような現状に鑑みなされたもの
で、封口体のゴム材としてスチレンエチレンブチ
レンスチレンエラストマーを使用することによつ
て、前記の長所を備えると同時に欠点をも解消す
るものであり、以下本発明の具体的実施例に基づ
いて説明する。
第1表は気体透過性の例として酸素ガスの透過
率をスチレンエチレンブチレンスチレンエラスト
マー、シリコンゴムおよびエチレンプロピレンゴ
ムの各材料試料数各5個について測定したもので
ある。
The present invention relates to an electrolytic capacitor, and aims to improve the performance of the capacitor by improving the sealing body. In general, electrolytic capacitors have a dielectric film formed by anodization on the surface of a metal with valve action, such as aluminum or tantalum, as an anode electrode, and a separator impregnated with electrolyte between the opposing cathode electrode and the anode electrode. The structure is such that a capacitor element is formed by winding the capacitor element, a sealing body is attached to the capacitor element, the capacitor element is housed in a case, and the opening of the case is then tightly wound and sealed. In recent years, as electronic devices have become smaller and more compact, changes in the atmosphere in which capacitors are used, particularly the rise in ambient temperature, have been noticeable. Furthermore, the environments in which devices are placed are diverse, and they are less likely to be placed in high-temperature atmospheres. Therefore, in response to such environmental changes, the demand for improved heat resistance of electrolytic capacitors has inevitably increased. However, since electrolytic capacitors generally use an electrolyte, the evaporation rate of the electrolyte increases as the temperature rises, and the pressure inside the case increases rapidly, which can lead to premature activation of the explosion-proof valve or rupture of the capacitor. Seen a lot. For this reason, it is essential to improve the heat resistance of the electrolytic solution, that is, to reduce the evaporation rate in a high-temperature atmosphere, but there is a limit to this reduction due to unavoidable phenomena such as reaction with the dielectric oxide film. Therefore, as a means to compensate for this, a method is used in which the evaporative electrolyte is permeated and dissipated through a sealing body. Silicone rubber has conventionally been used as a material that has a large effect on this, and a large effect has been obtained in combination with a low-evaporation electrolyte. Moreover, silicone rubber has great heat resistance and can withstand long-term use without hardness changes or embrittlement up to about 200°C.
However, as is well known, the gas permeability of silicone rubber is quite high, and depending on the composition of the electrolyte, the permeation rate may be too high to prevent premature deterioration of properties over time. On the other hand, ethylene propylene rubber is also frequently used as a material with excellent heat resistance. This ethylene propylene rubber can withstand long-term use up to about 150℃ and has relatively little change in hardness. However, it has a low gas permeability and is highly airtight, but it is difficult to use when using large capacitors or electrolytes with a high evaporation rate. In this case, the sealing body is pushed up as the internal pressure increases, resulting in an unfavorable appearance. The present invention was made in view of the current situation, and uses styrene ethylene butylene styrene elastomer as the rubber material of the sealing body to provide the above-mentioned advantages and at the same time eliminate the disadvantages. The present invention will be explained based on specific embodiments. Table 1 shows, as an example of gas permeability, the oxygen gas permeability measured for five samples each of styrene ethylene butylene styrene elastomer, silicone rubber, and ethylene propylene rubber.
【表】
また第2表に第1表と同じ3種類の材料を125
℃で2000時間放置した後、常温に復帰させて測定
した硬度の初期値との比較を示す。[Table] Table 2 also lists the same three types of materials as in Table 1.
A comparison with the initial value of hardness measured after being left at ℃ for 2000 hours and then returning to room temperature is shown.
【表】
次に第3表にそれぞれの材料で作製した封口体
を定格50WV、470μFの電解液を含浸したコンデ
ンサ素子を収納したケースの開口部に封着して電
解コンデンサ(16mmφ×30.5mml)を製作し、
125℃2000時間の定格電圧印加の寿命試験を実施
した時の静電容量変化tonδ変化および外観変化を
示している。いずれも試料数は10個で、エチレン
プロピレンゴムは防爆弁が作動したものを除く6
個の平均値、他のものは10個の平均値である。[Table] Next, as shown in Table 3, a sealing body made of each material was sealed into the opening of a case housing a capacitor element impregnated with an electrolyte with a rating of 50WV and 470μF to form an electrolytic capacitor (16mmφ x 30.5mml). produced,
The figure shows the capacitance change, tonδ change, and appearance change when a life test was conducted at 125°C and rated voltage was applied for 2000 hours. In each case, the number of samples was 10, and for ethylene propylene rubber, there were 6 samples except for the one in which the explosion-proof valve was activated.
The average value of 1, others are the average of 10.
【表】
これらの試験結果から明らかなように本発明に
おけるスチレンエチレンブチレンスチレンエラス
トマーは物性が優れているばかりでなく、電解コ
ンデンサの封口体として使用した場合に優れた耐
熱性能を発揮する。さらに加硫工程が不要であ
り、スクラツプの再利用も可能であるのでコスト
ダウンにも寄与する。
なお、上述の実施例においては単体ゴムパツキ
ングの場合についてのみ記したが、フエノールな
どの樹脂基材との貼り合せ用のゴム材や封口体周
囲に設けるO−リング用のゴム材などに用いても
同様に大きな効果が得られた。
以上のように本発明は電解コンデンサの性能向
上およびコストダウンに大きく寄与するものであ
り、工業的価値が極めて大きいものである。[Table] As is clear from these test results, the styrene ethylene butylene styrene elastomer of the present invention not only has excellent physical properties, but also exhibits excellent heat resistance when used as a sealing member for an electrolytic capacitor. Furthermore, there is no need for a vulcanization process, and scraps can be reused, contributing to cost reduction. In addition, in the above-mentioned examples, only the case of single rubber packing was described, but it can also be used for rubber materials for bonding with resin base materials such as phenol, rubber materials for O-rings provided around the sealing body, etc. A similarly large effect was obtained. As described above, the present invention greatly contributes to improving the performance and reducing costs of electrolytic capacitors, and has extremely great industrial value.