JPH04357814A

JPH04357814A - アルミニウム電解コンデンサーの封口ゴム

Info

Publication number: JPH04357814A
Application number: JP22985291A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kuramochi; 浩倉持
Original assignee: Polytec Design KK
Current assignee: Polytec Design KK
Priority date: 1991-06-03
Filing date: 1991-06-03
Publication date: 1992-12-10

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】アルミニウム電解コンデンサーは
、テレビ、ビデオ、ラジオなどを中心に使用されている
小型コンデンサーである。最近は、車やコンピュ−タな
どにも使われており、生産数は年々増えている。アルミ
ニウム電解コンデンサーは直系３〜２０ｍｍ、高さ１０
〜５０ｍｍの円柱形をしている。円柱部分はアルミニウ
ム箔でできた小さな缶状のケースで、中にペースト状電
解液が入っている。アルミニウムケースの片側は開口し
ていて、ゴム栓が施されている。ゴム栓は従って、アル
ミニウムケースと同じ直径で、ケースより高さの低い円
柱形をしている。ゴム栓には２本の細い穴が開いていて
、容器外から容器内につながるリード線が通っている。本発明は、この封口ゴムに関する。

【０００２】

【従来の技術】封口ゴムには、主に次の３つの性質が要
求される。 ○アルミニウムを腐食しない。封口ゴムの中にアルミニウムを腐食するものが入ってい
ると、アルミニウム箔に穴が開いてしまう。腐食するも
のは例えばクロロプレンゴムやハロゲン化合物などであ
る。このような材料が封口ゴム中にあってはならない。

【０００３】○耐熱性が高いアルミニウム電解コンデンサーは近年、車やコンピュー
タなどに多く使われるようになった。このため１００〜
１５０℃の高温に長時間さらされることもある。このよ
うな使用に耐えるような封口ゴムが要求されるようにな
った。 ○ガスバリア性が高い。アルミニウム電解コンデンサーのペースト状電解液には
、エチレングリコール、ジメチルホルムアミド、γ−ブ
チロラクトンなどが使われている。最近はアルミニウム
電解コンデンサーの特性向上のためγ−ブチロラクトン
が多用されている。これは６０℃以上になると揮散し易
い。封口ゴムのガスバリア性が低いと、封口ゴムを通っ
てγ−ブチロラクトンが揮散してしまう。特に高温で使
用されるアルミニウム電解コンデンサーは、その封口ゴ
ムにガスバリア性が強く要求される。

【０００４】次に従来の封口ゴムについて述べる。以前
はアルミニウム電解コンデンサーは主にテレビ、ビデオ
などに使われていた。また電解液は主にエチレングリコ
ールが使われていた。この時期、封口ゴムのベースゴム
は、価格の安い天然ゴムであった。天然ゴムは、耐熱性
、ガスバリア性に欠けるゴムだが、先のような使用状況
では問題は生じなかった。ところが車などに使われるよ
うになると、まず耐熱性が要求されるようになった。そこで耐熱性の高いエチレンプロピレンジエンゴムが天
然ゴムに代わって封口ゴムのベースゴムとなった。さら
にγ−ブチロラクトンが電解液に使用されるようになる
と、ガスバリア性も要求されるようになった。そこでガ
スバリア性の低いエチレンプロピレンジエンゴムに代わ
って、ブチルゴムが封口ゴムのベースゴムとなった。

【０００５】ブチルゴムはゴムの中で最もガスバリア性
が高い。これをベースゴムとした封口ゴムは、γ−ブチ
ロラクトンの揮散を防ぐことができる。しかし汎用ブチ
ルゴムはエチレンプロピレンジエンゴムより耐熱性が低
い。そこで耐熱性の高いブチルゴムが封口ゴムに使われ
ている。それは部分架橋ブチルゴムを過酸化物架橋した
ものか、またはブチルゴムを樹脂加硫したものである。両者は先述した性質をすべて満足するが、生産性の面で
問題がある。

【０００６】過酸化物架橋した部分架橋ブチルゴムは、
ベースゴムが部分架橋している。このため混練、成型の
際、流れが悪く、取り扱いにくい。従って生産性を上げ
にくい。また過酸化物架橋した部分架橋ブチルゴムは割
れ易い。封口ゴムをアルミニウムケースに組み込む際、
割れてしまうものがある。

【０００７】一方、樹脂加硫したブチルゴムは割れ易い
という欠点はない。しかしこれも生産性に問題がある。一般の樹脂加硫ブチルゴムは、加硫助剤として塩化第一
スズやハロゲン化ポリマーを必要とする。中でも塩化第
一スズは、配合しないと架橋時間が非常に長くなる。し
かしハロゲン化合物が封口ゴム中にあると、ハロゲンが
遊離してアルミニウムを腐食する。そこで樹脂加硫ブチ
ルゴムを用いた現在の封口ゴムは、臭素を含んだ樹脂加
硫剤を使っている。臭素化合物は塩素化合物に比べると
アルミニウムを腐食しにくいが、架橋に要する時間が長
くなる。この封口ゴムは、架橋時間が汎用ブチルゴムの
１．５〜２倍必要である上、架橋を十分に進行させるた
め、二次架橋を必要とする。従って生産性が悪い。また
この封口ゴムは長期に渡って高温で使用すると、アルミ
ニウムを腐食する事もある。

【０００８】このような問題点から、ゴムとプラスチッ
クをはり合わせた封口ゴムが考えられている。これは硫
黄加硫したブチルゴムにテフロンをはったものである。テフロンの性質、すなわち高い耐熱性とγ−ブチロラク
トンの不透過性をブチルゴムに付加した封口ゴムである
。しかしこの封口ゴムも、次のような問題点がある。

【０００９】○アルミニウム電解コンデンサーの性能に
ばらつきができてしまう。テフロンには弾性が無い。封口ゴムをアルミニウムケー
スに組み込む際、封口ゴムのテフロン部分にわずかなバ
リがあったりすると、アルミニウムケースと封口ゴムの
テフロン部分との間にすき間ができてしまう。このよう
なアルミニウム電解コンデンサーは、γ−ブチロラクト
ンがすぐに揮散してしまう。また組み込む際、硬いテフ
ロン部分にしわがよることがある。これは次第にテフロ
ン部分とゴム部分とがはがれてゆく。テフロンがはがれ
た封口ゴムは、ガスバリア性が下がってしまう。このよ
うに、テフロンをはり合わせた封口ゴムを施すと、性能
の悪いアルミニウム電解コンデンサーができてしまうこ
とがある。

【００１０】○高価である。素材のテフロンが高価な上、製造工程が複雑である。こ
の封口ゴムは、ブチルゴムだけをベースゴムとした封口
ゴムの約５〜７倍の価格である。 ○この封口ゴムは、円柱形のものしか作れない。近年、単なる円柱形ではなく、封口ゴムの円形面に小さ
な円柱がくっついた形の封口ゴムが使われるようになっ
た。この形は、円形面が平らでない。このような形のテ
フロンをひとつずつ成型してゴムとはり合わせて作るこ
とは、製造工程上困難である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明の封口ゴムが解
決した課題を次にまとめる。 ○高温での長期使用に耐える。耐熱性が高い。また高温で使用しても、γ−ブチロラク
トンが揮散しない封口ゴムである。もちろんアルミニウ
ムを腐食することはない。 ○安価である。製造工程が簡単で、量産できる封口ゴムである。従って
安価である。またこの封口ゴムを施したアルミニウム電
解コンデンサーは性能にばらつきを生じたりしない。す
なわち不合格品の率が低い。この面でも安価な封口ゴム
である。 ○形状に制約が無い。封口ゴムの円形面に、小さな円柱がくっついた形のもの
を作ることができる。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の封口ゴムは、次
のように作られる。■ブチルゴムをベースゴムとして、
ハロゲン化合物を添加し、樹脂加硫によって封口ゴムを
成型する。■成型した封口ゴムからハロゲン化合物を除
く。以下にこれを詳述する。

【００１３】■ブチルゴムをベースゴムとして、ハロゲ
ン化合物を添加し、樹脂加硫によって封口ゴムを成型す
る。まず配合を設定する。本発明の封口ゴムに適した配
合を表１に示した。配合は基本的には、ブチルゴム、樹
脂加硫剤、加硫助剤、充てん剤から成る。各々について
次に述べる。

【００１４】

【表１】

【００１５】ブチルゴムはハロゲンを含まないものであ
れば、どのようなものを用いても良い。樹脂加硫剤は、
ブチルゴム用のものを使用する。その例として、アルキ
ルフェノールホルムアルデヒド樹脂、アルキルフェノー
ルスルフィド樹脂などが挙げられる。これらは、加硫助
剤としてハロゲン化合物が必要である。加硫助剤は、ハ
ロゲンドナーとなるような化合物であれば、有機物でも
無機物でも使用できる。中でもハロゲン化金属が本発明
に適している。具体的には塩化第一スズ、塩化亜鉛、塩
化アルミニウム、臭化亜鉛、臭化アルミニウムなどを挙
げることができる。ハロゲンを含んだ樹脂加硫剤も、本
発明に使用できる。例えば、塩素化アルキルフェノール
ホルムアルデヒド樹脂、臭素化アルキルフェノールホル
ムアルデヒド樹脂などである。これらはハロゲンを含ん
でいるので、加硫助剤は特に加えなくても良いし、先に
挙げた加硫助剤を加えても良い。配合剤を加えて混練し
、金型で封口ゴムを成型する。架橋条件は、１６０〜１
８０℃、７〜１５分間程度である。

【００１６】■成型した封口ゴムからハロゲン化合物を
除く。成型した封口ゴムから、樹脂加硫剤や加硫助剤と
して使用したハロゲン化合物を除く。まず使用したハロ
ゲン化合物がよく溶ける溶媒を選ぶ。例えば、加硫助剤
に塩化第一スズを使用した場合、溶媒は酢酸エチル、ア
セトン、ジエチルエーテル、アルコール、水などから選
ぶ。塩化亜鉛ならアルコールやエーテル、塩化アルミニ
ウムなら水やほとんどすべての有機溶媒、臭化アルミニ
ウムなら水やアルコールやアセトンやベンゼンなどの中
から選ぶことができる。樹脂加硫剤にハロゲン化アルキ
ルフェノールホルムアルデヒド樹脂を使用した場合、溶
媒は酢酸エチル、アセトンなどから選ぶ。２種類以上の
溶媒を併せて用いても良い。選んだ溶媒に、成型した封
口ゴムを浸漬し、常温付近で３〜１０時間放置する。還
流冷却器を取り付け、溶媒を５０〜８０℃に暖めても良
い。暖めれば、放置時間は１〜４時間に短縮できる。溶
媒から取り出した封口ゴムは、新しい溶媒で洗うと良い
。これを乾燥して溶媒を揮散させる。

【００１７】先述した溶媒の中で、水やアルコールは封
口ゴムに全く浸透しない。エーテルや酢酸エチルも、十
分には浸透しない。これらの溶媒を用いた場合は、封口
ゴムの表面にあるハロゲン化合物を取り除くことはでき
るが、封口ゴムの内部にあるハロゲン化合物を取り除く
ことはできない。内部のハロゲン化合物全部を取り除く
には、次のようにする。封口ゴムに良く浸透する溶媒を
準備する。このような溶媒は、ｎ−ヘキサン、キシレン
、トルエンなどである。封口ゴムに浸透する溶媒と、先
述したハロゲン化合物を溶解する溶媒とを混ぜる。溶媒
は互いによく混ざるものを選ぶ。溶媒を混ぜる割合は、
ハロゲン化合物の良溶媒に対する封口ゴムに浸透する溶
媒が３対７〜７対３となるようにする。どちらの溶媒も
、２種類以上を併せても良い。両者の溶媒を混ぜた溶液
に封口ゴムを浸漬し、常温付近で２０〜３０時間放置す
る。溶液を新しいものと交換し、３〜８時間放置する。溶液の交換は、２〜４回行う。各回とも放置時間は３〜
８時間が適当である。先述したように還流冷却器を取り
付け、溶液の温度を５０〜８０℃に上げれば、放置時間
を短縮することができる。浸漬を終えた封口ゴムは、放
置して、封口ゴム内部に浸透した溶媒を全部揮散させる
。この操作は、常温だと２０〜３０時間、５０〜８０℃
だと５〜１０時間かかる。

【００１８】

【作用】本発明の封口ゴムは、ハロゲン化合物を加えて
、通常の樹脂加硫の方法でブチルゴムを架橋、成型した
ものである。通常の樹脂加硫は、混練や成型の段階での
ゴムの流れは良い。また、ハロゲン化合物、中でも塩化
第一スズを配合すると、ブチルゴムの硫黄架橋と同じ架
橋時間で、架橋が十分に進行する。樹脂加硫したブチル
ゴムは、硫黄架橋のものより高い耐熱性を持っている。

【００１９】本発明の封口ゴムは架橋の際、樹脂加硫剤
または加硫助剤にハロゲン化合物を使用している。ハロ
ゲン化合物は、経時的にハロゲンを遊離するため、アル
ミニウム電解コンデンサーのアルミニウム部分を腐食す
る。そこで本発明では、成型した封口ゴムを後処理して
、ハロゲン化合物を封口ゴムから取り除いた。成型した
封口ゴムは、ハロゲン化合物の良溶媒、すなわちアルコ
ール、アセトンなどに浸漬し、放置する。すると封口ゴ
ム表面のハロゲン化合物は、溶媒の方へ移行する。一定
時間放置した後、封口ゴムを乾燥する。ゴム部分は架橋
しているので、この間の操作によって変化してしまうこ
とはない。このようにして封口ゴムの表面のハロゲン化
合物を取り除くことができる。

【００２０】本発明で使用したハロゲン化合物は、封口
ゴム中でゴム部分に溶解しているのではなく、分散、点
在している。アルミニウム電解コンデンサーを使用する
温度が約８０℃までであれば、封口ゴム内部に点在した
ハロゲン化合物が、封口ゴム表面に移行することはない
。従って、封口ゴムの表面部分のハロゲン化合物を取り
除いておけば、封口ゴムによるアルミニウムの腐食は無
い。

【００２１】しかしさらに高温８０〜１５０℃で使用し
た場合、封口ゴムのゴム分子や、ハロゲン化合物分子の
運動が非常に活発になる。すると封口ゴム内部のハロゲ
ン化合物が、経時的に封口ゴム表面に移動する。このよ
うな場合には、封口ゴム内部のハロゲン化合物も取り除
く必要がある。それには、封口ゴム内部に浸透する溶媒
と、ハロゲン化合物の良溶媒とを混合して用いる。前者
が封口ゴムに浸透するため、後者も封口ゴム内部にまで
入り込む。すると、封口ゴム内部のハロゲン化合物が後
者の溶媒に溶解する。溶解したハロゲン化合物は、その
濃度が低い方へと移行する。このようにして、封口ゴム
内部のハロゲン化合物を、封口ゴムを浸漬している溶液
の方へ移行させることができる。封口ゴムから十分にハ
ロゲン化合物を取り除いた後、封口ゴムを溶液から取り
出す。この封口ゴムは、溶液を吸収して膨潤している。常温または穏やかに加温して封口ゴムを放置すると、溶
液は揮散して、元の大きさの封口ゴムとなる。

【００２２】本発明では樹脂加硫剤や加硫助剤にハロゲ
ン化合物を使用する。これらは、先述した中のどれを用
いても良い。しかし、ハロゲン化合物を含んでいない樹
脂加硫剤と、加硫助剤の塩化第一スズを組み合わせると
量産し易い。これは次の理由による。

【００２３】○この組み合わせは、架橋に要する時間が
７〜１１分で、他に比べて短い。また二次加硫の必要は
無い。このように工程が簡単で、１日当たりの生産量を
上げることができる。 ○塩化第一スズは溶媒に速やかに溶解するので、封口ゴ
ムから取り除き易い。封口ゴムを溶媒に浸漬する時間が
短くて済む。

【００２４】なお、本発明の封口ゴムは、これまでのブ
チルゴムの封口ゴムとほとんど価格が変わらない。これ
は次の理由による。 ○成型金型は、これまでのものを使用できる。新しい設
備は、封口ゴムの溶媒浸漬と溶媒揮散に関わるものだけ
で、安価である。 ○架橋に要する時間が短く、二次加硫も必要としないの
で、一日当たりの生産量を上げることができる。 ○アルミニウム電解コンデンサーに組み立てる際、本発
明の封口ゴムは割れることが無い。従って不合格品の率
が低い。

【００２５】

【実施例】例Ａ〜例Ｄの４種類の封口ゴムについて述べ
る。表１の配合に従って、ブチルゴムをベ−スゴムとし
て配合剤を加えて混練した。そして高さ２ｍｍ、直系３
．５ｍｍの円柱形の封口ゴムを成型した。これを各々下
記のように処理し、ハロゲン化合物を封口ゴムの中から
除去した。

【００２６】例Ａ）樹脂加硫剤にアルキルフェノールホ
ルムアルデヒド樹脂、加硫助剤に塩化第一スズを使用し
た例表１、例Ａに従って配合、混練し、１７０℃　　７分の
架橋条件で封口ゴムを成型した。封口ゴムを浸漬する溶
媒は、アセトンを用いた。封口ゴムをアセトンに浸漬し
、緩やかに撹拌しながら常温で１昼夜放置した。アセト
ンから取り出した封口ゴムを、新しいアセトンで洗った
。これを室温で５時間放置して、アセトンを乾かした。

【００２７】例Ｂ）樹脂加硫剤にアルキルフェノールホ
ルムアルデヒド樹脂、加硫助剤に塩化亜鉛を使用した例
表１、例Ｂに従って配合、混練し、１７０℃　　１２分
の架橋条件で封口ゴムを成型した。封口ゴムを浸漬する
溶媒は、エチルアルコールとトルエンを１対１で混ぜた
ものを用いた。封口ゴムを混合溶媒に浸漬し、緩やかに
撹拌しながら常温で１昼夜放置した。混合溶媒（溶媒の
種類、溶媒比は同じ）を新しいものと２回取り換えて、
各回５時間ずつ放置した。この段階では、封口ゴムは混
合溶媒を吸収して膨潤している。この封口ゴムを室温で
１昼夜放置して、吸収した溶媒を揮散させる。すると、
封口ゴムは元の大きさに戻った。

【００２８】例Ｃ）樹脂加硫剤に臭素化アルキルフェノ
ールホルムアルデヒド樹脂を使用した例表１、例Ｃに従
って配合、混練し、１８０℃　　１３分の架橋条件で封
口ゴムを成型した。封口ゴムを浸漬する溶媒は、アセト
ンを用いた。封口ゴムをアセトンに浸漬し、常温で１昼
夜放置した。アセトンから取り出した封口ゴムは、新し
いアセトンで洗った。これを室温で５時間放置して、ア
セトンを乾かした。

【００２９】例Ｄ）樹脂加硫剤に臭素化アルキルフェノ
ールホルムアルデヒド樹脂、加硫助剤に塩化第一スズを
使用した例表１、例Ｄに従って配合、混練し、１７０℃　　７分の
架橋条件で封口ゴムを成型した。封口ゴムを浸漬する溶
媒は、アセトンとトルエンを１対１で混ぜたものを用い
た。封口ゴムを混合溶媒に浸漬し、緩やかに撹拌しなが
ら常温で１昼夜放置した。混合溶媒（溶媒の種類、溶媒
比は同じ）を新しいものと３回取り換えて、各回５時間
ずつ放置した。この段階では、封口ゴムは混合溶媒を吸
収して膨潤している。この封口ゴムを室温で１昼夜放置
して、吸収した溶媒を揮散させる。すると、封口ゴムは
元の大きさに戻る。

【００３０】（実験）本発明の封口ゴムは、ブチルゴム
を樹脂加硫したものである。ブチルゴムはガスバリア性
が高いので、高温でもγ−ブチロラクトンをほとんど透
過しない。そこで本発明の封口ゴムに関して、耐熱性と
アルミニウムの腐食性の実験を行った。実験内容を次に
述べる。内径約７．５ｍｍのガラスアンプルに、例Ａ〜
例Ｄの封口ゴム１個とアルミニウム箔１枚を封入する。アルミニウム箔は、アルミニウム電解コンデンサーに使
用されているものから、１枚あたり約１ｍｇとなるよう
に切り取った。例Ａと例Ｃは約８０℃で、例Ｂと例Ｄは
約１５０℃で放置する。１カ月後にアルミニウム箔と封
口ゴムの様子を観察する。対照には、例Ａと同様に成型
した封口ゴムをそのまま、すなわち溶媒浸漬処理せずに
用いた。

【００３１】その結果を表２に示した。本発明の封口ゴ
ムと一緒にガラスアンプルに封入したアルミニウム箔は
、どれも穴が開いたりかすれたりしていなかった。しか
し、浸漬処理していない例Ａの封口ゴムと一緒に封入し
たアルミニウム箔は、かすれたり穴が開いたりしていた
。これは、封口ゴムから出た塩素のためと考えられる。封口ゴムは、軟化したり、べとついたりしているものは
無かった。このように本発明の封口ゴムは、耐熱性が高
く、かつアルミニウムを腐食しない。例Ｂ、例Ｄのよう
に、封口ゴム全体のハロゲン化合物を取り除けば、さら
にこれらの効果が顕著である。この封口ゴムを施したア
ルミニウム電解コンデンサーは、１５０℃で連続使用す
ることも可能である。

【００３２】

【表２】

【００３３】

【効果】本発明の封口ゴムは、ブチルゴムを樹脂加硫し
て成型したものである。従って、この封口ゴムの耐熱性
は汎用ブチルゴムより高く、エチレンプロピレンジエン
ゴムに匹敵する。ガスバリア性は、エチレンプロピレン
ジエンゴムよりはるかに高い。しかし封口ゴムを成型す
る際、アルミニウムを腐食するハロゲン化合物を使用し
ている。そこで本発明では封口ゴムを後処理して、ハロ
ゲン化合物を除いた。従って、本発明の封口ゴムがアル
ミニウムを腐食したりすることは無い。

【００３４】後処理の際、封口ゴム内部に浸透する溶媒
を混合して用いると、封口ゴム全体のハロゲン化合物を
取り除くことができる。この封口ゴムは高温で連続使用
することができる。このような封口ゴムは、これまで部
分架橋したブチルゴムを過酸化物架橋するか、またはブ
チルゴムを樹脂加硫して作っていた。しかしこれらは生
産性が悪かった。本発明の封口ゴムは、部分架橋したブ
チルゴムに比べ、混練、成型時のゴムの流れが良く、取
り扱い易い。また架橋の際ハロゲン化合物を加えている
ので、架橋に要する時間が、これまでの樹脂加硫した封
口ゴムに比べて短い。このように生産性も優れている。従って本発明の封口ゴムは安価である。さらには、ゴム
を金型で成型するので、どのような形にすることもでき
る。すなわちテフロンをはり合わせた封口ゴムに比べ、
形状に制約が無い。このように本発明の封口ゴムは、こ
れまで色々な封口ゴムが抱えていた各々の問題点を、す
べて解決したものである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　ブチルゴムを樹脂加硫して、アルミニ
ウム電解コンデンサーの封口ゴムを成型し、溶媒を使用
して、該封口ゴムの表面または該封口ゴム全体から、ハ
ロゲンを含んだ化合物を取り除くことを特徴とする、ア
ルミニウム電解コンデンサーの封口ゴム。
【請求項２】　　ブチルゴムを樹脂加硫する際、加硫助
剤に塩化第一スズを使用することを特徴とした特許請求
の範囲第１項記載の封口ゴム。