JP2008283118A - アルミ電解コンデンサ素子巻き止め用テープ及びアルミ電解コンデンサ - Google Patents

Abstract

【課題】アルミ電解コンデンサに用いた場合に、そのテープ巻き付け時にテープ切れが発生せず、テーピング作業性が低下させず、巻回し後のコンデンサが不必要に大きくなりすぎる不具合を防止できるアルミ電解コンデンサ巻き止め用粘着テープ、およびこれを用いたアルミ電解コンデンサを提供すること。
【解決手段】支持基材の片面に粘着剤層を有するアルミ電解コンデンサ素子巻き止め用テープであって、前記支持基材が、マニラ麻紙、クラフト紙、合成繊維紙又はこれらの２種以上からなる混抄紙の層を少なくとも１層有し、前記支持基材の密度が、０．９ｇ／ｃｍ^３より大きく、前記支持基材の厚みが、１５〜５０μｍであることを特徴とするアルミ電解コンデンサ素子巻き止め用テープ。
【選択図】なし

Description

本発明は、支持基材と粘着剤層から構成されるアルミ電解コンデンサ素子巻き止め用テープ、及び、前記テープを用いてなるアルミ電解コンデンサ、に関する。

従来、アルミ電解コンデンサの素子巻き止めには、接着剤や粘着テープが使用されており、機械化等が容易に実施できる粘着テープ方式が主流となっている。このアルミ電解コンデンサ用粘着テープには、マニラ麻紙、クラフト紙、合成繊維などを支持基材に用いたアルミ電解コンデンサ用端末止め粘着テープが提案されている（特許文献１及び２）。

しかし、これらをアルミ電解コンデンサの素子巻き止めに用いた場合、支持基材のベースが紙であるため、相対的に強度が不足し、例えば、５０μｍ以下の紙を支持基材として用いた薄手の粘着テープは、巻取機でコンデンサに貼り付ける際にテープ切れが発生したり、テープ切れを回避するために作業速度（テーピング作業性）を落とす必要がある等、作業性の低下の原因となる。また、素子巻き止めテープの幅が５ｍｍ以下になる小型コンデンサの場合には、特に作業性の低下が顕著となる。

また、紙の厚さを厚くすると、例えば５０μｍを超えて使用した場合、テープ強度が相対的に強くなるため、テーピング作業性の低下は避けられるが、巻回し後のコンデンサ径が不必要に大きくなりすぎてしまい、小型コンデンサの適用が困難となる。

特公昭６２−６２４５４号公報 特公昭６２−６２４５５号公報

そこで、本発明は、上記実情に鑑み、アルミ電解コンデンサに用いた場合に、そのテープ巻き付け時にテープ切れが発生せず、これによりテーピング作業性を低下させず、巻回し後のコンデンサが不必要に大きくなりすぎるという不具合を防止できるアルミ電解コンデンサ巻き止め用粘着テープ、およびこれを用いたアルミ電解コンデンサを提供することを目的とする。

本発明者らは、上記の目的を達成するために、鋭意検討した結果、下記アルミ電解コンデンサ素子巻き止め用テープを用いることにより、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明のアルミ電解コンデンサ素子巻き止め用テープは、支持基材の片面に粘着剤層を有するアルミ電解コンデンサ素子巻き止め用テープであって、前記支持基材が、マニラ麻紙、クラフト紙、合成繊維紙又はこれらの２種以上からなる混抄紙の層を少なくとも１層有し、前記支持基材の密度が、０．９ｇ／ｃｍ^３より大きく、前記支持基材の厚みが、１５〜５０μｍであることを特徴とする。

本発明のアルミ電解コンデンサ素子巻き止め用テープは、支持基材の片面に粘着剤層を有するアルミ電解コンデンサ素子巻き止め用テープであって、前記支持基材が、マニラ麻紙、クラフト紙、合成繊維紙又はこれらの２種以上からなる混抄紙を積層した２層以上の多重層を有し、前記多重層の少なくとも１層の密度が、０．９ｇ／ｃｍ^３より大きく、前記支持基材の厚みが、１５〜５０μｍであることを特徴とする。

本発明のアルミ電解コンデンサ素子巻き止め用テープは、少なくとも前記多重層の粘着剤層と反対側の最外層の密度が０．９ｇ／ｃｍ^３より大きいことを特徴とする。

本発明のアルミ電解コンデンサは本発明におけるアルミ電解コンデンサ素子巻き止め用テープを用いてなることを特徴とする。

本発明のアルミ電解コンデンサ素子巻き止め用テープは、支持基材として、マニラ麻紙、クラフト紙、合成繊維紙又はこれらの２種以上からなる混抄紙の層を少なくとも１層有し、支持基材の密度が、０．９ｇ／ｃｍ^３より大きく、支持基材の厚みを１５〜５０μｍにすることにより、そのテープ巻き付け時にテープ切れが発生せず、これによりテーピング作業性が低下せず、巻回し後のコンデンサが不必要に大きくなりすぎるという不具合を防止できるアルミ電解コンデンサを提供することができ、有効である。

本発明のアルミ電解コンデンサ巻き止め用粘着テープは、支持基材及び粘着剤層から構成されている。以下に具体的に説明する。

本発明に用いられる支持基材としては、マニラ麻紙、クラフト紙、合成繊維紙又はこれらの２種以上からなる混抄紙の層を少なくとも１層から構成されるものである。前記紙を用いることにより、電解コンデンサの耐熱性や電解液保持性を確保することが出来る。

また、本発明に用いられる支持基材としては、マニラ麻紙、クラフト紙、合成繊維紙又はこれらの２種以上からなる混抄紙を積層した２層以上の多重層から構成されるものである。前記紙を積層した２層以上の多重層にして用いることにより、上記同様、電解コンデンサの耐熱性や電解液保持性を確保することが出来る。

支持基材の密度は、支持基材がマニラ麻紙、クラフト紙、合成繊維紙又はこれらの２種以上からなる混抄紙の層を少なくとも１層有する場合、支持基材の密度は０．９ｇ／ｃｍ^３より大きい。前記紙の密度が０．９ｇ／ｃｍ^３以下であると、アルミ電解コンデンサ素子巻き止め用としての強度を保つことが出来ない恐れがある。

また、支持基材の密度は、マニラ麻紙、クラフト紙、合成繊維紙又はこれらの２種以上からなる混抄紙を積層した２層以上の多重層である場合は、多重層の少なくとも１層の密度が、０．９ｇ／ｃｍ^３より大きく、多重層の粘着剤層と反対側の最外層の密度が０．９ｇ／ｃｍ^３より大きいことが好ましい。前記紙の密度が０．９ｇ／ｃｍ^３以下であると、アルミ電解コンデンサ素子巻き止め用としての強度を保つことが出来ない恐れがある。

ここで、上記密度（ｇ／ｃｍ^３）の測定方法について説明する。まず、支持基材において、大きさ約１ｍ×１ｍ、または、定格寸法の試験片を取り出し、前記試験片の縦横及び厚さを測定した後、重量を測定する。その重量と、水分（％）から、次式により算出する。なお、前記水分とは、抄紙機で抄いた直後の巻きを、電気抵抗式水分計にて直ちに測定するか、または、乾燥法で測定する場合は、約２ｇの試験片を秤量瓶にとり、その重量を測定し、１０５±３℃×１時間以上乾燥後、デシケータ内でほぼ常温になるまで冷却して恒量となった後、その減量分を求め、もとの重量に対する百分率を水分とする。
密度（ｇ／ｃｍ^３） ＝ [測定重量(ｇ)×（１−水分(％)）／１００] ／ [縦寸法（ｍ）×横寸法（ｍ）×厚さ(ｍ)]

支持基材の厚みは、１５〜５０μｍであり、好ましくは、２０〜４０μｍである。支持基材の厚みが５０μｍを超えると、巻回後のコンデンサ径が大きくなり、小型コンデンサに適用できない。一方、１５μｍ未満であると、支持基材の強度が低くなりすぎて、実用性を損なうことになる。また、支持基材が多重層を形成する場合、多重層の粘着剤層と反対側の最外層の厚さは、１０μｍ以上であることが好ましく、より好ましくは１５〜３０μｍである。１０μｍ未満であると、アルミ電解コンデンサ素子巻き止め用テープとして期待される支持基材の強度を確保することができない。

本発明の粘着テープの粘着剤層は、粘着性を有するものであれば、その材質や構成などは特に限定されないが、通常用いられる粘着剤、例えば、アクリル系粘着剤やゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤等の慣用の感圧粘着剤を用いることができる。この中でも、アクリル系粘着剤を用いることが好ましい。

アクリル系粘着剤としては、粘着性を与える低ガラス転移温度（Ｔｇ）のアクリル系モノマーを主モノマーとして用いることができる。また、接着性や凝集力を与える高Ｔｇのコモノマーや、架橋性や接着性の改良に用いられる官能基含有モノマーであるモノエチレン性不飽和モノマー等を用いることもできる。

前記主モノマーとしては、例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、イソアミル（メタ）アクリレート、ｎ−ヘキシル（メタ）アクリレート２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、イソオクチル（メタ）アクリレート、イソノニル（メタ）アクリレート、デシル（メタ）アクリレート、ドデシル（メタ）アクリレートなどのアルキル（メタ）アクリレート等の１種又は２種以上をモノマー成分として用いたアクリル系ポリマーなどが挙げられる。前記アクリル系粘着剤は比較的耐熱性も高く、本発明に最も好適な粘着剤である。

前記コモノマーとしては、例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ビニルエーテル、スチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のビニル基含有化合物が挙げられる。

前記官能基含有モノマーとして、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸などのカルボキシル基含有モノマー；（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸４−ヒドロキシブチル、Ｎ−メチロールアクリルアミド、アリルアルコールなどのヒドロキシル基含有モノマー；ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリレート等の三級アミノ基含有モノマー；アクリルアミド、メタアクリルアミド等のアミド基含有モノマー；Ｎ−メチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−エチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メトキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−エトキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ｔ−ブチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−オクチル（メタ）アクリルアミド等のＮ−置換アミド基含有モノマー；グリシジルメタクリレート等のエポキシ基含有モノマー等が挙げられる。これら共重合可能なモノマー成分は、１種又は２種以上使用できる。これら共重合可能なモノマーの使用量は、全モノマー成分の７０重量％以下、さらには４０重量％以下が好ましい。

前記アクリル系ポリマーは、単一モノマー又は２種以上のモノマー混合物を重合に付すことにより得られる。重合は、溶液重合、乳化重合、塊状重合、懸濁重合等の何れの方式で行うこともできる。アクリル系ポリマーの重量平均分子量（Ｍｗ）は、好ましくは５０万〜１５０万、さらに好ましくは８０万〜１２０万である。また、重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）の分散度（Ｍｗ／Ｍｎ）は、６〜１０であるのが好ましい。

重量平均分子量は、ＧＰＣ法で標準ポリスチレンにより換算した値である。ＧＰＣ本体として、東ソー社製のＨＬＣ−８１２０ＧＰＣを使用し、カラム温度４０℃、ポンプ流量０．５ｍｌ／ｍｉｎ、検出器ＲＩを用いたデータ処理は、予め分子量が既知の標準ポリスチレンの検量線（分子量５００〜２０６０万での検量）を用い、換算分子量より分子量を求めた。
使用カラム：ＴＳＫｇｅｌ ＧＭＨ−Ｈ（Ｓ）×２本（東ソー社製）
移動相：テトラヒドロフラン
注入量：１００μｌ
サンプル濃度：１．０ｇ／ｌ（テトラヒドロフラン溶液）
分散度は、重量平均分子量と数平均分子量の比として算出した。数平均分子量の測定は、重量平均分子量の測定と同一方法にて実施した。

前記アクリル系粘着剤には、適宜、架橋剤を含有することができる。例えば、イソシアネート系架橋剤、エポキシ架橋剤、アジリジン系架橋剤、キレート系架橋剤等が挙げられる。

架橋剤の使用量は特に制限されるものではないが、例えば、前記アクリル系ポリマー１００重量部に対して、０．１〜１５重量部が好ましく、１〜１０重量部がより好ましい。０．１重量部未満であると、粘着剤の凝集力不足となり、１５重量部を越えると、粘着剤の架橋過多による粘着力不足などの原因となる。

前記粘着剤には、必要により、前記成分のほかに、従来公知の各種の開始剤、粘着付与剤、老化防止剤、充填剤、着色剤、連鎖移動剤、可塑剤等の添加剤を用いてもよい。

前記粘着剤層の調製に用いる溶媒は特に制限されないが、通常は、有機溶媒が用いられる。有機溶媒としては、粘着剤組成物を均一に溶解できるものが、製膜時の塗膜安定性の面でよい。有機溶媒としては、例えば、ブタン、ヘキサン、ヘプタン、トルエン、ｏ‐キシレン、m‐キシレン、p‐キシレン、シクロヘキサン、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、１‐ペンタノール、シクロヘキサノール、２‐メチルシクロヘキサノール、ジエチルエーテル、イソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、ジベンジルエーテル、テトラヒドロフラン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、２‐ヘプタノン（メチルペンチルケトン）、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、シクロペンタノン、酢酸アミル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、Ｎ，Ｎ‐ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ‐ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ)、Ｎ‐メチルピロリドン、２‐メトキシエタノール、２‐エトキシエタノール、２‐ブトキシエタノールなどがあげられる。前記有機溶媒としては、酢酸エチル、トルエン、キシレン等が好ましい。溶媒により、粘着剤組成物は、通常、固形分濃度が、５〜５０重量％、好ましくは５〜３０重量％、さらに好ましくは１０〜２５重量％の溶液に調製される。

形成される粘着剤層の厚みは、特に限定されないが、通常２〜１００μｍ程度が好ましく、５〜４０μｍ程度がより好ましく、１０〜３０μｍが更に好ましい。２μｍ未満であると、素子巻き止め用テープとしての巻き止め性が低下する場合がある。一方、１００μｍを越えると、厚くなりすぎてハンドリングしにくい場合がある。

本発明の粘着剤層の形成方法は、粘着剤組成物を、支持基材上に塗布して、粘着剤組成物層を形成する。当該形成方法としては、各種方法を採用できる。例えば、粘着剤組成物層の形成に連続塗工装置を用いる場合は、例えば、粘着剤組成物（溶液）を連続的に供給して、装置先端に取り付けたダイスなどの吐出手段より連続的にシート基材上に薄層に押出してする方法が挙げられる。また粘着剤組成物層を形成する方法として、バッチ方式を採用する場合には、支持基材上に粘着剤組成物（溶液）を基材上に流延して、アプリケーターや、マイヤーバー、ナイフコーターで成形する方法が挙げられる。このようにして、薄層化した粘着剤組成物を支持基材上に積層した後、加熱して、溶媒を除去する。

本発明における粘着剤層は、ステンレス板（ＪＩＳ Ｚ０２３７）に貼り合わせた状態で、剥離角度９０°、引っ張り速度５０ｍｍ／ｍｉｎでの粘着力が３．０Ｎ／２０ｍｍ以上であることが好ましく、より好ましくは３．５Ｎ／２０ｍｍ以上である。この場合、本発明における粘着テープは、素子巻き止め用テープとして必要な粘着力を維持することができる。

次に、本発明のアルミ電解コンデンサについて説明すると、当該アルミ電解コンデンサは、陽極箔と陰極箔とをセパレータを介して巻き回すことにより構成されるコンデンサ素子と、陽極、陰極箔からそれぞれ引き出された端子、これらを封止する封口材とケースにより構成されたものである。ここで、コンデンサ素子の巻き止め用テープとして、前記アルミ電解コンデンサ素子巻き止め用テープを用いられる。このテープを用いることにより、そのテープ巻き付け時にテープ切れが発生せず、これにより、テーピング作業性も低下せず、巻回し後のコンデンサが不必要に大きくなりすぎるという不具合の発生のないアルミ電解コンデンサを得ることができる。

以下、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、以下、部とあるのは重量部を意味するものとする。

＜実施例１＞
支持基材として、密度が０．９ｇ／ｃｍ^３であり、厚さが２０μｍのクラフト一重紙（ニッポン高度紙工業製）を用いた。

粘着剤層は以下の方法により調製した。まず、アクリル酸ｎ−ブチル１００部及びアクリル酸５部からなるモノマー混合溶液から得たベースポリマーであるアクリル系ポリマーを調製した。このアクリル系ポリマー１００部に対して、イソシアネート系架橋剤（商品名：コロネートL、日本ポリウレタン製）を２部、溶剤であるトルエンを５００部添加して、アクリル系粘着剤溶液を調製した。このアクリル系粘着剤溶液を、厚さが２０μｍの粘着剤層となるように、支持基材上に塗布・乾燥させ、粘着剤層を作製した。

＜実施例２＞
支持基材として、密度が０．９５ｇ／ｃｍ^３であり、厚さが１５μｍのクラフト一重紙（ニッポン高度紙工業製）と、密度が０．７５ｇ／ｃｍ^３であり、厚さが１５μｍのクラフト一重紙（ニッポン高度紙工業製）で構成されたクラフト二重紙（ニッポン高度紙工業製）を用いた。

粘着剤層は以下の方法により調製した。まず、アクリル酸ｎ−ブチル７０部、アクリル酸２−エチルヘキシル２５部及びアクリル酸５部からなるモノマー混合溶液から得たベースポリマーであるアクリル系ポリマーを調製した。このアクリル系ポリマー１００部に対して、イソシアネート系架橋剤（商品名：コロネートL、日本ポリウレタン製）を２部、溶剤であるトルエンを５００部添加して、アクリル系粘着剤溶液を調製した。このアクリル系粘着剤溶液を、厚さが２０μｍの粘着剤層となるように、支持基材上に塗布・乾燥させ、粘着剤層を作製した。

＜比較例１＞
実施例１において、支持基材として、密度が０．７５ｇ／ｃｍ^３であり、厚さが２０μｍのクラフト一重紙（ニッポン高度紙工業製）を用いた以外は、実施例１と同様にして、粘着テープを作製した。

＜比較例２＞
実施例２において、支持基材として、密度が０．８５ｇ／ｃｍ^３であり、厚さが１５μｍのクラフト一重紙（ニッポン高度紙工業製）と、密度が０．７５ｇ／ｃｍ^３であり、厚さが１５μｍのクラフト一重紙（ニッポン高度紙工業製）で構成されたクラフト二重紙（ニッポン高度紙工業製）を用いた以外は、実施例２と同様にして、粘着テープを作製した。

実施例および比較例で得られた粘着テープについての評価方法及び評価結果を以下に示す。

＜テーピング作業性の評価＞
粘着テープを幅２．５ｍｍのレコード状に切断加工し、コンデンサ巻回機を想定したテープ巻替機において、５０ｍ／分の速度で走行させた場合の粘着テープの走行状態を確認した。

本発明の粘着テープをアルミ電解コンデンサ素子巻き止め用に使用した場合であっても、そのテープ巻き付け時にテープ切れが発生せず、テーピング作業性が低下させず、巻回し後のコンデンサが不必要に大きくなりすぎる不具合を防止できることが確認できた。一方、比較例では、テープ巻き付け時にテープ切れが発生し、テーピング作業性が低下することが確認された。

本発明の粘着テープの一例を示す概念図である。 本発明の粘着テープの一例を示す概念図である。

符号の説明

１ 支持基材
１−１ 支持基材
１−２ 支持基材（最外層）
２ 粘着剤層
３ アルミ電解コンデンサ素子巻き止め用テープ

Claims (4)

1. 支持基材の片面に粘着剤層を有するアルミ電解コンデンサ素子巻き止め用テープであって、
   前記支持基材が、マニラ麻紙、クラフト紙、合成繊維紙又はこれらの２種以上からなる混抄紙の層を少なくとも１層有し、
   前記支持基材の密度が、０．９ｇ／ｃｍ^３より大きく、
   前記支持基材の厚みが、１５〜５０μｍであることを特徴とするアルミ電解コンデンサ素子巻き止め用テープ。
2. 支持基材の片面に粘着剤層を有するアルミ電解コンデンサ素子巻き止め用テープであって、
   前記支持基材が、マニラ麻紙、クラフト紙、合成繊維紙又はこれらの２種以上からなる混抄紙を積層した２層以上の多重層を有し、
   前記多重層の少なくとも１層の密度が、０．９ｇ／ｃｍ^３より大きく、
   前記支持基材の厚みが、１５〜５０μｍであることを特徴とするアルミ電解コンデンサ素子巻き止め用テープ。
3. 少なくとも前記多重層の粘着剤層と反対側の最外層の密度が０．９ｇ／ｃｍ^３より大きいことを特徴とする請求項２に記載のアルミ電解コンデンサ素子巻き止め用テープ。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載のアルミ電解コンデンサ素子巻き止め用テープを用いてなるアルミ電解コンデンサ。
   

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