JP6422165B2

JP6422165B2 - 電解コンデンサ駆動用電解液

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Publication number: JP6422165B2
Application number: JP2015559746A
Authority: JP
Inventors: 将士工藤; 広平歩仁内; 小島　義弘; 義弘小島; 大祐代田; 修也相川; 知洋中村
Original assignee: Tomiyama Pure Chemical Industries Ltd
Current assignee: Tomiyama Pure Chemical Industries Ltd
Priority date: 2014-01-28
Filing date: 2014-11-27
Publication date: 2018-11-14
Anticipated expiration: 2034-11-27
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Description

本発明は、電解コンデンサの駆動用電解液、特に、中高圧用のアルミニウム電解コンデンサの駆動用電解液に関する。

従来、中高圧用のアルミニウム電解コンデンサの駆動用電解液としては、一般にエチレングリコールなどを主溶媒に、ほう酸又はその塩類を加えた電解液が使用されてきた。しかしながら、ほう酸は８５℃以上の高温において主溶媒のエチレングリコールなどと容易にエステル化反応を起こして多量の水を生じる。このため、誘電体であるアルミニウム酸化皮膜を著しく水和劣化させ、また、その蒸気圧の高さから、防爆弁の開弁及び外装ケースの変形等を引き起こし、使用環境１０５℃以上でコンデンサの寿命を短くする原因となっていた。そこで、アジピン酸、セバシン酸等の脂肪族ジカルボン酸又はその塩を含む電解液が使用されてきた（非特許文献１）。

しかし、アジピン酸、セバシン酸等のジカルボン酸は、導電率自体は高いものの、主溶媒であるエチレングリコールなどに対する溶解性が乏しいため、電解液への添加量を低く抑えなければならない。その結果、電解液の導電率が小さくなり、また、高温条件下では導電率の減少等、経時劣化が大きく、満足するコンデンサ特性が得られないという問題点がある。

一方、安息香酸や置換安息香酸のようなベンゼン環に対して直接カルボン酸が置換された芳香族モノカルボン酸は、高温条件下での安定性が高く経時劣化が緩和される利点があるものの、化成性が低下するだけでなく、満足する導電率と耐電圧を同時に得られないという問題がある（特許文献１及び特許文献２）。

日本特開２００２−３７３８３３号公報日本特開２０１３−１４９６３８号公報

「電解液陰極アルミニウム電解コンデンサ」（１９９７年、日本蓄電器工業社発行）３８７頁〜４０２頁

上記のように、これまでに種々の検討がなされているが、耐電圧性及び高温長寿命特性、及びコンデンサの生産性を満足する中高圧用のアルミニウム電解コンデンサの駆動用電解液は得られていない。

上記課題を解決するために、本発明は、耐電圧性、高温長寿命特性に優れ、かつコンデンサの生産性の高い電解コンデンサの駆動用電解液、特に、中高圧用アルミニウム電解コンデンサの駆動用電解液を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を達成するために鋭意研究を続けたところ、下記を要旨とする本発明に到達したものである。

（１）カルボキシル基を含む少なくとも２つの基が置換されたベンゼン環若しくはナフタレン環を有し、かつ上記カルボキシル基を含む少なくとも１つの基が酸素原子を介してベンゼン環若しくはナフタレン環に置換されている化合物の塩が、有機溶媒中に溶解されていることを特徴とする電解コンデンサ駆動用電解液。
（２）前記化合物が、下記式（Ｉ）で表わされる化合物である、上記（１）に記載の電解コンデンサ駆動用電解液。

（Ｚは、式（ＩＩＩ）で表わされる基であり、Ｒ_１、Ｒ_２は、それぞれ独立して、直鎖若しくは分岐の炭素数１〜２０のアルキレン基である。Ｘ¹〜Ｘ⁵は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アラルキル基、アリール基、アルコキシ基、カルボキシル基、アシル基、式（ＩＩ）又は式（ＩＩＩ）で表わされる基であり、かつＸ ¹ 〜Ｘ ⁵ のうちの少なくとも一つが、式（ＩＩ）、式（ＩＩＩ）又はカルボキシル基である。）
（３）前記化合物が、下記式（IV）又は式（Ｖ）で表される、上記（１）又は上記（２）に記載の電解コンデンサ駆動用電解液。

（Ｒ_３、Ｒ_４、Ｒ_５は、それぞれ独立して、炭素数１〜２０のアルキレン基であり、Ｘは、水素、又は分岐してもよく置換されていてもよい炭素数１〜１０のアルキル基若しくはアルコキシ基、シクロアルキル基、又はアリール基であり、ｎは１〜４である。）
（４）前記化合物の塩が、アンモニウム塩、第１級〜第４級アミン塩、アルカリ金属塩又は、含窒素複素環式化合物塩である、上記（１）〜（３）のいずれか１項に記載の電解コンデンサ駆動用電解液。
（５）前記化合物の塩を、電解液中に、０．１〜２０．０重量％含有する、上記（１）〜（４）のいずれか１項に記載の電解コンデンサ駆動用電解液。
（６）前記有機溶媒が、多価アルコール、又は多価アルコールのモノ若しくはジアルキルエーテルを主溶媒とする、上記（１）〜（５）のいずれか１項に記載の電解コンデンサの駆動用電解液。
（７）電解液が、１０重量％以下の水分含有量を有する、上記（１）〜（６）のいずれか１項に記載のアルミニウム電解コンデンサの駆動用電解液。
（８）耐電圧が１６０〜５００Vの中高圧用のルミニウム電解コンデンサである、上記（１）〜（７）のいずれか１項に記載のアルミニウム電解コンデンサの駆動用電解液。

本発明によれば、耐電圧性、高温寿命特性に優れ、酸化被膜を形成する時間（化成時間）が短く、かつコンデンサの生産性が高い、電解コンデンサ駆動用の新規な電解液、特に、中高圧用のアルミニウム電解コンデンサ駆動用の電解液が提供される。

本発明の電解コンデンサ駆動用電解液は、カルボキシル基を含む少なくとも１つの基が置換されたベンゼン環を有する化合物であり、該カルボキシル基を含む基が、炭素原子又は酸素原子を介してベンゼン環に置換されている化合物（以下、特定芳香族カルボン酸ともいう。）と塩基成分とから構成される塩が、溶質として、有機溶媒中に溶解されてなる。
本発明における特定芳香族カルボン酸は、上記式（Ｉ）で示される化合物が好ましい。上記式（Ｉ）中、Ｚは、上記式（ＩＩ）で表わされるカルボキシアルキル基、又は上記式（ＩＩＩ）で表わされるカルボキシアルキルオキシ基である。式（ＩＩ）及び（ＩＩＩ）におけるＲ_１及びＲ_２は、それぞれ独立して、炭素数１〜２０、好ましくは２〜１５、特に好ましくは３〜１１のアルキレン基である。該アルキレン基は、直鎖、若しくは分岐してもよく、また、その水素原子は、置換されていてもよい。
本発明における特定芳香族カルボン酸の具体例としては、実施例の表１−１〜表１−６に例示の芳香族カルボン酸の他に、パラトリル酢酸、２-フェニル酪酸、１，４−フェニレン二酢酸、２−（４−イソブチルフェニル）プロピオン酸等が挙げられる。

式（Ｉ）中の置換基Ｘ^１〜Ｘ^５は、水素、又は置換されていてもよい直鎖若しくは分岐状の炭素数１〜２０、好ましくは炭素数１〜１５を有するアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アラルキル基、アリール基、アルコキシ基、カルボキシル基、上記式（ＩＩ）で表わされるカルボキシアルキル基、上記式（ＩＩＩ）で表わされるカルボキシアルキルオキシ基、カルボキシアリール基、又はアシル基である。なかでも、アルキル基、アルコキシ基、カルボキシル基、上記式（ＩＩ）で表わされるカルボキシアルキル基、又は、上記式（ＩＩＩ）で表わされるカルボキシアルキルオキシ基が好ましい。
また、Ｘ^１〜Ｘ^５の個数は１〜５が好ましいが、より好ましくは１〜３である。さらには、そのうち１個がカルボキシル基、上記式（ＩＩ）で表わされるカルボキシアルキル基、又は、上記式（ＩＩＩ）で表わされるカルボキシアルキルオキシ基であるのが好ましい。

本発明における特定芳香環カルボン酸は、なかでも、カルボキシル基を含む２つの基が置換されたベンゼン環を有する化合物であり、該２つの基の一方又は両方が、酸素原子を介してベンゼン環に置換されている化合物が好ましい。ここで、ベンゼン環に置換されるカルボキシル基を含む基は、少なくとも２つ、必要に応じて、３から５であってもよい。
かかるカルボキシル基を含む２つの基を有する特定芳香族カルボン酸は、上記式（IV）又は式（Ｖ）で示される化合物が好ましい。

上記式（IV）及び式（Ｖ）中、Ｒ₃、Ｒ₄及びＲ₅は、それぞれ独立して、炭素数１〜２０、好ましくは炭素数２〜１５、特にこのましくは炭素数３〜１１のアルキレン基である。アルキレン基は分岐してもよく、また、その水素原子は置換されていてもよい。Ｘは、水素、又は分岐していてもよく置換されていてもよい炭素数１〜１０、好ましくは炭素数１〜４を有する、アルキル基若しくはアルコキシ基、シクロアルキル基、又はアリール基である。なかでも、アルキル基若しくはアルコキシ基が好ましい、ｎは１〜４、好ましくは１又は２である。

上記式（IV）又は式（Ｖ）で示される化合物の好ましい具体例は、Ｒ₃、Ｒ₄及びＲ₅が、それぞれ炭素数１〜１２のアルキル基であり、さらに、置換基Ｘがメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ターシャルブチル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、ターシャルブトキシ基、ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基又はベンゾイル基である。

また、上記式（IV）又は式（Ｖ）で示される化合物の塩の好ましい具体例は、上記した好ましい具体例の化合物のアンモニウム塩、第１級、第２級、第３級若しくは第４級アンモニウム塩、又はアルカリ金属塩である。なかでも、アンモニウム塩、又は第１級、第２級、若しくは第３級アンモニウム塩が好ましく、アンモニウム塩が特に好ましい。

本発明における塩基成分は、上記特定芳香族カルボン酸とともに、好ましくは、アンモニウム塩、第１級、第２級、第３級若しくは第４級アミン塩、含窒素複素環式化合物塩、又はアルカリ金属塩を形成する塩基化合物が挙げられる。
これらの塩基化合物としては、特定芳香族カルボン酸の塩の種類に応じて、アンモニア、第１級、第２級、第３級若しくは第４級アミンが挙げられる。
上記第１級、第２級若しくは第３級アンモニウム塩の好ましい例としては、モノエチルアンモニウム塩、ジエチルアンモニウム塩、ジメチルアンモニウム塩、ジメチルエチルアンモニウム塩、トリエチルアンモニウム塩、トリブチルアンモニウム塩、トリイソブチルアンモニウム塩、トリエタノールアンモニウム塩などが挙げられる。
また、第４級アンモニウム塩の好ましい例としては、テトラメチルアンモニウム塩、トリメチルエチルアンモニウム塩、Ｎ−メチルピロリジニウム塩、Ｎ−エチルピロリジニウム塩などが挙げられる。
含窒素複素環式化合物塩としては、１，２，３，４−テトラメチルイミダゾリニウム塩、２−エチル−１，３，４−トリメチルイミダゾリニウム塩、１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリニウム塩が挙げられる。
アルカリ金属塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩が例示される。
なかでも、アンモニウム塩、又は第１級、第２級、若しくは第３級アミン塩が好ましく、アンモニウム塩又はジメチルアミン塩が特に好ましい。

本発明の電解液で使用される有機溶媒としては、メタノール、エタノール等の１価アルコール；エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、グリセリン、1,4-ブタンジオール、ポリエチレングリコール等の多価アルコール；ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル、ポリエチレングリコールモノエチルエーテル、ポリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル等の多価アルコールのモノ若しくはジアルキルエーテルエチルアルコール；N-メチルホルムアミド、N、N-ジメチルホルムアミド等のアミド類；γ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトン等の環状エステル；ジメチルスルホキシド、スルホラン等の硫黄化合物；プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、スチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート等のカーボネート類；アセトニトリル、ブチロニトリル、スクシノニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル等のニトリル類；テトラヒドロフラン、ジオキサン等のフラン類；などが挙げられる。
中でも、多価アルコール、又は多価アルコールのモノ若しくはジアルキルエーテルが好ましく、多価アルコールとしてはエチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン、又はポリエチレングリコールが特に好ましい。
また、多価アルコールのモノ又はジアルキルエーテルとしては、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、又はジエチレングリコールジメチルエーテルが好ましく、これらは５０重量％以上、特には７０重量％以上含有する有機溶媒が好適であり、１００重量％であってもよい。
本発明では、これらの有機溶媒は、溶質の溶解性や電導度、温度特性等を向上させるために２種以上混合して使用することもできる。

本発明のコンデンサ駆動用電解液は、上記特定芳香族カルボン酸の塩を予め調製し、これを上記有機溶媒に溶解することにより得られる。また、上記特定芳香族カルボン酸の塩を形成する原材料又は前駆体成分を、有機溶媒中に同時に又は順次添加して反応させることにより得ることもできる。本発明のコンデンサ駆動用電解液には、上記特定芳香族カルボン酸の塩とともに、特定芳香族カルボン酸が存在していてよい。
例えば、上記特定芳香族カルボン酸と、アンモニア、又はアミン化合物とを、有機溶媒中に添加して反応せしめることにより目的とする本発明の電解液を得ることができる。また、本発明のコンデンサ駆動用電解液を得るに際しては、必要に応じて、加温、攪拌などの溶解を促進し、また均一な溶液を得るための手段を施すことができる。

この場合、上記特定芳香族カルボン酸と、塩基であるアンモニア、第１級〜第３級アミン、水酸化第４級アンモニウム若しくは水酸化アルカリとの添加比率により電解液中の、遊離芳香族カルボン酸とカルボン酸塩の存在比率を制御するのが好ましい。通常、遊離芳香族カルボン酸の当量と塩基の当量がほぼ等しいことが好ましい。この結果、電解液は、特定芳香族カルボン酸が全て塩であり、遊離カルボン酸を含まないのが好ましい。遊離カルボン酸とカルボン酸塩の存在比率は、得られる電解液のｐＨを制御して行うことができる。電解液のｐＨは２〜１０が好ましく、３〜８がさらに好ましい。

本発明のコンデンサ駆動用電解液における上記特定芳香族カルボン酸の塩の含有量は、好ましくは０．１〜２０重量％である。かかる含有量の場合、電導性を損なうことなく、使用耐電圧を高め、しかも広範囲の使用温度に耐え、高温での長寿命を有する電解液が得られる。上記含有量が２０重量％を越えるのは、溶解性等から好ましくない。なかでも、上記特定芳香族カルボン酸の塩の含有量は、より好ましくは、１〜１５重量％、特に好ましくは１〜１０重量％である。

本発明のコンデンサ駆動用電解液には、少量の水が含まれていてもよい。該電解液の水分含有量は、例えば、０．１〜９０重量％の範囲であってもよい。なかでも、本発明の中高圧用のアルミニウム電解コンデンサの場合は、水分含有量は１０重量％以下が望ましい。水分量が１０重量％を超えると、不良率、及び防爆弁作動率が上昇するようになる。この場合、電解液中の水分量は５重量％以下がさらに好ましい。

本発明のコンデンサ駆動用電解液には、上記特定芳香族カルボン酸若しくはその塩に加えて、通常のコンデンサ駆動用電解液に使用されている、既知の電解質を添加できる。かかる電解質の例としては、有機カルボン酸等の有機酸若しくはその塩、無機酸若しくはその塩等が挙げられる。これらの電解質は、単独でも、又は２種以上であってもよい。
有機カルボン酸等の有機酸としては、蓚酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ノナンジカルボン酸、デカンジカルボン酸、ウンデカンジカルボン酸、ドデカンジカルボン酸、トリデカンジカルボン酸等の脂肪族直鎖ジカルボン酸；3-メチルアジピン酸、２−ヘキシルアジピン酸、2-メチルアゼライン酸、１，６−デカンジカルボン酸、５，６−デカンジカルボン酸等の脂肪族側鎖ジカルボン酸；ギ酸、酢酸、ノナン酸、ヘプタン酸等のモノカルボン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、メサコン酸などの不飽和ジカルボン酸；安息香酸、メチル安息香酸、エチル安息香酸、ジメチル安息香酸、ジエチル安息香酸、ｔ−ブチル安息香酸、サリチル酸、メチルサリチル酸などの芳香族カルボン酸；フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等の芳香族ジカルボン酸；ボロジサリチル酸、ボロジグリコール酸、ボロジフタル酸、ボロジシュウ酸等のボロジ塩；等が挙げられる。
無機酸としては、ホウ酸、リン酸、亜リン酸、ジ亜リン酸、ポリ燐酸、ケイ酸、タングステン酸等が挙げられる。また、２価以上の無機酸では、リン酸モノエチル、リン酸ジブチルのようなその一部をエステル化された酸も使用することができる。

上記有機酸又は無機酸の塩としては、種々のものが挙げられる。例えば、アンモニウム塩の他、モノエチルアンモニウム塩、ジエチルアンモニウム塩、ジメチルアンモニウム塩、ジメチルエチルアンモニウム塩、トリエチルアンモニウム塩、トリブチルアンモニウム塩、トリイソブチルアンモニウム塩、トリエタノールアンモニウム塩などが好まし例として挙げられる。また、第４級アンモニウム塩の好ましい例としては、テトラメチルアンモニウム塩、トリメチルエチルアンモニウム塩、Ｎ−メチルピロリジニウム塩、Ｎ−エチルピロリジニウム塩などが挙げられる。含窒素複素環式化合物塩としては、１，２，３，４−テトラメチルイミダゾリニウム塩、２−エチル−１，３，４−トリメチルイミダゾリニウム塩、１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリニウム塩などが挙げられる、アルカリ金属塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩などが挙げられる。
上記塩の塩基成分としては、上記特定芳香族カルボン酸で使用の塩基成分と同様のものを用いることができる。
本発明のコンデンサ駆動用電解液では、有機酸又は無機酸の塩の形成に使用する塩基成分は、芳香族カルボン酸と同じ塩基成分でも、異なった塩基成分でもよい。

また、酸化被膜の保護や耐圧の向上、化成性向上、寿命特性の改善を目的として各種の添加剤を含有することができる。添加剤の例としては、マンニトール、ソルビトール等の多価アルコール、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール等の高分子化合物、シリカやアルミナ等の無機微粒子、エチレンジアミン四酢酸や尿素のような含窒素有機化合物等が挙げられる。
これらは単体として使用することもできるが、電解質や添加剤である酸のエステルや錯体としたものも使用することもできる。
これらの添加剤の添加量としては、添加剤単体で０．０１〜１０重量％が好ましく、０．０５〜５重量％がより好ましい。

また、コンデンサ内部に発生した水素ガスによる内部圧力の上昇を抑制する目的で、芳香族ニトロ化合物を１種以上添加することができる。かかる芳香族ニトロ化合物の例としては、ニトロアニソール、ニトロトルエン、ニトロクレゾール、ニトロフェニル酢酸、ニトロアセトアニリド、ニトロベンジルアルコール、ニトロアセトフェノン、ニトロアニリン、ニトロフェノール、ニトロ安息香酸、メチルニトロ安息香酸、ニトロクメン、ニトロテレフタル酸、ニトロイソフタル酸、ニトロフェネトールなどが挙げられる。なかでも、ニトロアニソール、ニトロベンジルアルコール、ニトロアセトフェノン、ニトロアセトアニリド、ニトロ安息香酸、又はニトロフェノールが好ましい。これらは、単体として添加しても充分な効果が得られるが、必要に応じて、マレイン酸ジメチル等の不飽和カルボニル化合物を添加することで、より高い効果が得られる。芳香族ニトロ化合物の添加量としては０．０１〜１０重量％が好ましく、０．５〜５重量％がより好ましい。

本発明のコンデンサ駆動用電解液は、種々の電解コンデンサに使用できるが、なかでも中高圧用のアルミニウム電解コンデンサの駆動液として有用である。本発明において、中高圧用のアルミニウム電解コンデンサとは、定格電圧（耐電圧）が１６０〜５００Ｖ、好ましくは３００〜５００Ｖのアルミニウム電解コンデンサを意味する。
本発明のコンデンサ駆動用電解液は、定格電圧が３５０〜５００Ｖの電解コンデンサの駆動液として好適であり、なかでも定格電圧４００〜５００Ｖの高圧用電解コンデンサの駆動液として有用である。
本発明のコンデンサ駆動用電解液を用いる電解コンデンサの形状には特に制限がなく、ネジ端子形、基板自立形及びリード形いずれでもよい。
電解コンデンサの定格静電容量範囲にも特に制限はなく、０．１〜４７０００μＦの範囲が例示でき、３０〜３００００μＦの範囲が好ましい。

以下、本発明を実施例に基づき、更に具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定して解釈されるものではない。

実施例１
ガラス製容器に特定芳香族カルボン酸（Ａ−１）４．６部をエチレングリコール９５部に投入し、２０〜３０℃にて撹拌させながらアンモニアガス０．４部を吹き込んだ。そのまま約１時間撹拌を続けることで塩濃度５重量％の電解液を調製した。また、アンモニアガスの吹き込み量は吹き込み前後の電解液の重量を測定することで算出することができる。

実施例２〜１６及び１９〜３８
実施例１において特定芳香族カルボン酸（Ａ−１）の代わりに各特定芳香族カルボン酸（Ａ−２）〜（Ａ−１６）及び（Ａ−１９）〜（Ａ−３８）とした以外は、実施例１と同様な操作を行い、実施例２〜１６及び１９〜３８の本発明の電解液を得た。

実施例１７
実施例１において特定芳香族カルボン酸（Ａ−１）の代わりに特定芳香族カルボン酸（Ａ−３）、塩基をジエチルアミンとした以外は、実施例１と同様な操作を行い、実施例１７の本発明の電解液を得た。

実施例１８
実施例１において特定芳香族カルボン酸（Ａ−１）の代わりに特定芳香族カルボン酸（Ａ−３）、溶媒をプロピレングリコールとした以外は、実施例１と同様な操作を行い、実施例１８の本発明の電解液を得た。

実施例３９
実施例１において特定芳香族カルボン酸（Ａ−１）の代わりに特定芳香族カルボン酸（Ａ−１９）、塩基をジメチルアミンとした以外は、実施例１と同様な操作を行い、実施例３９の本発明の電解液を得た。

実施例４０
実施例１において特定芳香族カルボン酸（Ａ−１）の代わりに特定芳香族カルボン酸（Ａ−１９）、塩基をトリイソブチルアミンとした以外は、実施例１と同様な操作を行い、実施例４０の本発明の電解液を得た。

実施例４１
実施例１において特定芳香族カルボン酸（Ａ−１）の代わりに特定芳香族カルボン酸（Ａ−１９）、溶媒をエチレングリコールとジエチレングリコールの比が３：１なる混合溶媒とした以外は、実施例１と同様な操作を行い、実施例４１の本発明の電解液を得た。

実施例４２
実施例１において特定芳香族カルボン酸（Ａ−１）の代わりに特定芳香族カルボン酸（Ａ−２６）、塩基をジメチルアミン、溶媒をジエチレングリコールとした以外は、実施例１と同様な操作を行い、実施例４２の本発明の電解液を得た。

比較例１〜３
実施例１において特定芳香族カルボン酸（Ａ−１）の代わりにセバシン酸、１，６−デカンジカルボン酸及び安息香酸とした以外は、実施例１と同様な操作を行い、比較例１〜３の電解液を得た。

上記実施例１〜４２及び比較例１〜３の電解液を用いて、以下に示す方法にて火花発生電圧、導電率、化成時間及び１０００時間後の導電率維持率を測定した。その結果を表２−１及び表２−２に記載した。

〈火花発生電圧、化成時間〉
エーディーシー社製 7352Eを用い、陽極に化成エッチングアルミニウム箔、陰極にプレーンなアルミニウム箔を使用し、１０５℃にて電流密度０．２５ｍＡ／ｃｍ２の定電流を負荷させたときの火花発生電圧を測定した。
化成時間(アルミニウムの酸化被膜を形成する時間)は、火花発生電圧測定時の1分あたりの昇電圧を計算した値であり、以下の方法にて算出した。
化成時間（Ｖ／ｍｉｎ）＝（火花発生電圧）／（火花発生電圧に到達した時間）

〈導電率、導電率維持率〉
東亜ディーケーケー社製ＣＭ−３０Ｒを用い、容器を３０℃恒温槽中にて温度を一定に保ち導電率の測定を行った。その後、電解液を１０５℃の恒温槽にて１０００時間保管し、保管後の導電率も同様に測定した。また、導電率維持率は以下の方法にて算出した。
導電率維持率（％）＝１００×{（高温保管後の導電率）／（高温保管前の導電率）}

表２−１及び表２−２から明らかなように、実施例１〜４２の電解液は、高い火花発生電圧を有し、なお且つ、高い熱安定性及び化成性を併せ持っていることが分かる。また、塩が３級アミン塩、４級アミン塩、アルカリ金属塩及び含窒素複素環式化合物塩でも同じ傾向を示す。

また、実施例３の電解液の３つの塩濃度における、導電率と火花発生電圧の測定を行った。その結果を表３に示す。

表３で明らかなように、特定芳香族カルボン酸の塩濃度を変化させても高い火花発生電圧及び導電率を得られることが分かる。

本発明のコンデンサ駆動用電解液は、種々の電解コンデンサに使用できるが、なかでも中高圧用のアルミニウム電解コンデンサの駆動液として有用である。
なお、２０１４年１月２８日に出願された日本特許出願２０１４−０１３７３５号の明細書、特許請求の範囲、及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。

Claims

カルボキシル基を含む少なくとも２つの基が置換されたベンゼン環若しくはナフタレン環を有し、かつ上記カルボキシル基を含む少なくとも１つの基が酸素原子を介してベンゼン環若しくはナフタレン環に置換されている化合物の塩が、有機溶媒中に溶解されていることを特徴とする電解コンデンサ駆動用電解液。
前記化合物が、下記式（Ｉ）で表わされる化合物である、請求項１に記載の電解コンデンサ駆動用電解液。

（Ｚは、式（ＩＩＩ）で表わされる基であり、Ｒ_１、Ｒ_２は、それぞれ独立して、直鎖若しくは分岐の炭素数１〜２０のアルキレン基である。Ｘ¹〜Ｘ⁵は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アラルキル基、アリール基、アルコキシ基、カルボキシル基、アシル基、式（ＩＩ）又は式（ＩＩＩ）で表わされる基であり、かつＸ ¹ 〜Ｘ ⁵ のうちの少なくとも一つが、式（ＩＩ）、式（ＩＩＩ）又はカルボキシル基である。）
前記化合物が、下記式（IV）又は式（Ｖ）で表される、請求項１又は２に記載の電解コンデンサ駆動用電解液。

（Ｒ_３、Ｒ_４、Ｒ_５は、それぞれ独立して、炭素数１〜２０のアルキレン基であり、Ｘは、水素、又は分岐してもよく置換されていてもよい炭素数１〜１０のアルキル基若しくはアルコキシ基、シクロアルキル基、又はアリール基であり、ｎは１〜４である。）
前記化合物の塩が、アンモニウム塩、第１級〜第４級アミン塩、アルカリ金属塩又は、含窒素複素環式化合物塩である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電解コンデンサ駆動用電解液。
前記化合物の塩を、電解液中に、０．１〜２０．０重量％含有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電解コンデンサ駆動用電解液。
前記有機溶媒が、多価アルコール、又は多価アルコールのモノ若しくはジアルキルエーテルを主溶媒とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電解コンデンサの駆動用電解液。
電解液が、１０重量％以下の水分含有量を有する、請求項１〜６のいずれか１項に記載のアルミニウム電解コンデンサの駆動用電解液。
耐電圧が１６０〜５００Vの中高圧用のルミニウム電解コンデンサである、請求項１〜７のいずれか１項に記載のアルミニウム電解コンデンサの駆動用電解液。