CN1574130A - 全薄膜制电子炉用浸油电容器及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在确立可稳定地提供低成本，性能也充分令人满足的全薄膜制电子炉用电容器的制造方法条件等。依本发明的电子炉用浸油全薄膜电容器中，所用的电介质为聚丙烯薄膜，厚度为7～30μm，混浊值为5～50％，空间因子为5～12％，将电容器用油加热至85℃浸渍40小时以上时的薄膜厚度方向的厚度变化率为13％以下，作为导电体的铝箔的厚度为4～7μm，浸渍后的油的介质损耗因子(tanδ2)值为0.10％以下(80℃、60Hz)，假设浸油前电容器的静电电容为C1，浸油后的静电电容为C2，则C2/C1的比值为1.12～1.17。

Description

全薄膜制电子炉用浸油电容器及其制造方法
技术领域
本发明是关于以聚丙烯薄膜作为电介质的全薄膜制电子炉用电容器。
背景技术
关于用卷绕电极与电介质所形成的组件浸渍电容器用油而制成的浸油电容器用电介质，最初是采用电容器纸(以下称纸)。由于纸本身是多孔的，很容易令其浸渍电容器用油(以下称油)，即使浸油亦不会泡胀，且对电容器使用时温度变动的热膨胀及收缩少，设计容易而广被采用。
另一方面，纸的介质损耗因子比较大，电容器的内部发热量大。又，由于纸的绝缘击穿电压低，故电位梯度无法提高，必然使用厚纸，所以无法避免电容器变大的缺点。
更有由纸在其制程中副产的种种废弃物造成环境污染的问题或作为纸的原料的资源保护及降低成本的要求，故吾人期待能由混合式转换成全薄膜化。
但在另一方面，合成树脂薄膜由于绝缘击穿电压高，故电位梯度可设计较高，因因内部发热量较少，故每一单位电容的体积较小即可，一般着眼于其可将大电容的电容器小型化，设置面积减小的特征，且在制造成本上亦被认为有极多优点。
电力用电容器即充分运用这些优点，而一直采用全薄膜型的电容器。现今，600V以上的电力用电容器的薄膜主要是使用电气效能优良的二轴延伸聚丙烯薄膜(以下称OPP)。电力用电容器以卷绕OPP与Al箔所形成的组件为压扁组件，将数个～数十个叠置之后，再以带子扎好，将组件固定、束缚成所希望的C2/C1后，放入铁制容器浸油，成为密闭的构造。附带说明者，C1为浸油前电容器的静电电容，C2为浸油后的静电电容，在电力用电容器的C2/C1为1.19～1.20。
与此相较，电子炉用电容器与电力用电容器不同，通常组件数是1个，容器一般使用铝罐。又，电子炉用电容器所使用的环境温度范围广。
合成树脂薄膜和纸不同，由于一般内部不含空隙等(不是多孔)，卷绕紧密时浸油需费时间多，又若浸油时会泡胀，更由于热膨胀、收缩比纸大等，故有尺寸稳定性易于变低的缺点。
因为这些特性，若电子炉用电容器欲使用全薄膜型电容器时，由于电子炉用电容器是单独使用“一个”卷绕OPP与Al箔所形成的组件，而难以将其固定于所希望的C2/C1。又，因热的收缩(膨胀)或因油的泡胀，而造成容器鼓起，油流出等问题，组件产生“皱褶”，电容器破坏等。
由于如此特性不稳定，电子炉用电容器的“全薄膜型电容器”开发并未成功。
利用纸和薄膜两者的优点，已有人开发出混用纸和薄膜的“混合型电容器”，现在的电子炉用电容器几乎100％都是混合型。
现有的电子炉用混合型电容器一般的组件构成在图5以示意方式显示。
在图5中，将Al箔、OPP5及纸6依序重叠后卷绕来构成组件。作为电极的上下Al箔间的电介质层由OPP1片和纸1张或纸两张所构成。混合型的话，油不拘在OPP的表面状态，由纸具有的多孔性可易于浸渍至组件内部。又，由于浸油的纸几乎不起形状变化，对OPP的泡胀或热收缩、膨胀可完成缓冲材或隔离材的任务，压迫组件的现象缓和，无组件的绕紧或变形，即使不严密地规定C2/C1亦可制造稳定的电容器。而且，其C2/C1的值变成1.17～1.18(纸1张+OPP1片时)，或～1.20(纸2张+OPP1片时)。
发明内容
本发明的目的在以稳定地提供未发明成功的全薄膜制电子炉用电容器，确立成本也低，性能也充分令人满足的全薄膜制电子炉用电容器的制法条件等。
本案的各发明人对有助于提高不使用纸的全薄膜制电子炉电容器可靠性的要素进行精心研究的结果，成功的制作了以电容器的电介质薄膜只由聚丙烯薄膜构成为其特征的全薄膜制电子炉电容器。
本发明的全薄膜制电子炉用浸油电容器是在卷绕聚丙烯薄膜与铝箔所形成的组件浸渍电容器用油而成的电子炉用浸油全薄膜电容器中，其特征为该电容器的电介质只由聚丙烯薄膜构成。
该卷绕聚丙烯薄膜与铝箔而形成的组件是压扁组件，且受到拘束，该聚丙烯薄膜厚7～30μm，混浊(hazy)值为5～50％，空间因子为5～12％，以85℃电容器用油加热40小时以上浸渍后的薄膜厚度方向的厚度变化率为13％以下，该铝箔厚度为4～7μm，浸渍后油的介质损耗因子(tanδ2)值为0.20％以下(80℃、60Hz)，假定浸油前电容器的静电电容为C1、浸油后的静电电容为C2时，C2/C1的较佳比值为1.08～1.22。
又，前述对该组件的拘束较好采用以下述形态的单独或组合后的形态：
①在组件卷绕步骤的最终，Al箔达规定长度而切断Al箔后，只往上卷绕聚丙烯薄膜的形态。
②以PET薄膜、PP薄膜等较厚的薄膜包封组件的形态。
③用玻璃酚树脂、尿素树脂等具有刚直性的板包夹的形态。
④由放入组件的容器的外面限制容器膨胀的形态。
全薄膜制电子炉用电容器可稳定的制造，环境对策，可获削减成本效果。
如上述，依照本发明，即可制造有稳定性的全薄膜制电子炉用电容器。
附图说明
图1是显示在本发明中介电质构件只由OPP构成的电子炉用全薄膜电容器组件所构成的一例的示意图。
图2是显示将实施例1的组件在回绕状态下的示意图。
图3是显示在实施例1中OPP薄膜的泡胀时间性变化的图形。
图4是显示在本发明的压扁组件以硬石板包夹以限制的状态收入容器里的过程的说明图。
图5是显示先前电子炉用混合型电容器的一般组件构成的示意图。
组件符号说明：
1～Al箔
2～OPP(二轴延伸聚丙烯薄膜)
3～OPP(二轴延伸聚丙烯薄膜)
4～Al箔
5～OPP(二轴延伸聚丙烯薄膜)
6～纸(电容器纸)
具体实施方式
以下更详细说明本发明。
本发明的使用于全薄膜制电子炉用电容器的聚丙烯(以下称为PP)树脂较好为如下情形：熔体流动指数为1～10g/10分、较好为2～6g/10分；全同规整度为93％以上，较好为95％以上；氯含量10ppm以下；含灰量30ppm以下；添加500～1,500ppm的抗氧化剂后的pp组成物。将此pp组成物加热成形后再2轴延伸即为本发明的电介质OPP。
在此，若该PP树脂的熔体流动指数小于1g/10分时，则将PP组成物成形薄膜状以及取得具有希望特性的OPP会有困难，又，若熔体流动指数大于10g/10分时，则油(绝缘油)中的低分子量PP成分的溶出量有可能会增加。
OPP的绝缘击穿性能会被薄膜中的结晶度所左右。结晶度也会因薄膜的制膜条件(制膜温度、延伸倍率等)而变化，但会受全同规整度影响。若全同规整度未满93％时，OPP中的非晶部分会变多，因油引起的薄膜泡胀度会变大。而，在全同规整度93％以上的OPP结晶度大概是65～85％。
氯含量及含灰量都是会左右OPP的耐电压性能的，由于任一含量多时都会降低耐电压，所以较好是设定氯含量10ppm以下，含灰量30ppm以下。
又，PP组成物中的抗氧化剂量未满500ppm时，在将PP组成物加热成形成薄膜状时会产生加热劣化，又，抗氧化剂量若超过1,500ppm的话，则OPP的介质损耗因子(tanδ)易有过大的倾向。如此，在成形时过于氧化的OPP或含多量抗氧化剂的OPP用在浸油型的电容器时，内部发热会变大，造成增进薄膜的加热劣化、因薄膜的泡胀变形变大，成为电容器寿命不良影响的原因。
而，熔体流动指数、全同规整度、氯含量、抗氧化剂量等是在该薄膜制造业界周知的物性。具有如此特性的树脂可由在市场上以电容器薄膜用树脂出售中选择。
本发明所使用的薄膜(OPP)是使用该PP树脂制造的。其混浊值必须在5～50％，特别是较佳在20～40％。而混浊值是通过薄膜的光的量，亦即以透过光强度对入射光强度的比(百分比)所表示的值，也就是光的散射率。混浊值有产生在薄膜内部的内部混浊值和因在薄膜表面散射而产生的外部混浊值，本发明规定的是关于外部混浊值。
亦即，混浊值显示薄膜表面的粗糙度状态(表面构造的微细性)。混浊值未满5％的话。由于形成在PP表面的微细构造不充分，无法达到以混浊值空间因子为目的的范围，不能获得可靠性高的电容器。
另一方面，若混浊值超过50％时，OPP表面会存在有细微的复杂而深的凹部，由于在此部分会有局部性的薄膜厚度变薄，耐电压会降低，造成电容器破坏的原因。
一方面，表面凹凸部分所占厚度相对于薄膜的全厚度的比率(表面粗糙度大小的绝对值)的值称为空间因子(SF)，对于用测微计等实测的厚度(t)，由薄膜重量计算求得厚度(w)的比，亦即，以SF＝〔(t-w)÷w〕×100来表示。SF值为OPP和Al箔互相回绕而形成的组件，成为左右绝缘油应该进入的空间量(空隙率)。例如SF值如果大的话表面凹凸则变大。
在本发明使用OPP的SF值希望为5～12％。若SF值未满5％时，在减压下互相回绕OPP与Al箔所形成的组件令其浸油时，油与薄膜层之间或OPP-Al箔之间没有充分浸渍到各处，电晕放电电压降低，其结果产生薄膜的绝缘击穿，造成电容器破坏。又，若SF值超过12％时，与该混浊值超过50％时同样的，在薄膜表面会增加局部性深凹部的存在频度，耐电压会降低。
OPP依照成形方法及条件可得各式各样的表面形态。制造方法大致可分为充气法(同时二轴延伸法)和拉伸法(按序二轴延伸法)为人所知。
以充气法取得的混浊薄膜是制成管状，通常被慢冷的一侧的凹凸较大，反的，急冷的一侧的凹凸较小。
亦即，适于制造里面和外面的混浊值及SF值程度不同的混浊薄膜。
另一方面，以平板状制膜的拉伸法，通常适合于表面平滑薄膜的生产，但制膜时藉由适当调整薄膜两面的冷却速度，可制造混浊薄膜。
在本发明中所用的OPP，只要能满足上述OPP的诸项特性即可，并不限定其制造方法。
在本发明使用的薄膜的厚度为7～30μm，单独或组合多片来使用。依照设计电位梯度可用薄膜片数或厚度的组合来令其变化。
现在若设定电子炉用电容器的耐电压为2,000V，因薄膜的最小耐电压为300V/μm以上，2,000(V)÷300(V/μm)7(μm)故作为电介质的厚度，理论上7μm的电介质厚度，只要使用一片7μm厚的薄膜即可。然而，应该要注意塑料薄膜一般来说，由于制膜时的条件、异物混入、空气的引入等有时会产生薄膜本身的肉厚不匀或针孔，耐电压会降低。
所以，设计上的耐电压(电位梯度)必须取高安全率为是。一般采用40～100V/μm的值。未满40V/μm的话，可靠性会增加但成本变高，超过100V/μm则反的。
若设计耐电压为80V/μm时，则2,000÷80＝25。使用一片薄膜时的厚度为25μm，使用相同厚度的薄膜2片时为12.5μm，3片则为8.3μm。若能减少薄膜的弱点部重复的机率安全率会提高，故使用2片薄膜比1片薄膜、使用3片比2片安全率会增加。本发明通常使用多片的组合。另一方面，由于工作效率是片数愈少愈好，所以用几片设计是以包括成本的考量来决定。
而，若设计耐电压为40V/μm时，2,000÷40＝50(μm)，例如使用2片25μm的薄膜。又，若设计耐电压为100V/μm时，2,000÷100＝20μm，例如也可使用1片20μm的薄膜。为提高安全率也可使用2片10μm的薄膜。
混浊值5～50％、SF值5～12％之外，薄膜的热收缩率或热膨胀率及在油中的泡胀率也是重要的因素。85℃、60小时后的薄膜的热收缩率或热膨胀率若在2％以下即可。采用适当的制膜条件即可做出2％以下的薄膜。
相对于薄膜的热收缩率或热膨胀率是在空气中的值，泡胀率是表示在油中薄膜的变化，以电容器来说更现实且影响大，不容忽视。而，在油中薄膜的泡胀率如前述主要是左右薄膜的结晶度。然而，由于OPP是结晶性脂肪族聚合物，与油的兼容性(组合)其值也会变化。本发明中的泡胀率是在85℃的油里浸渍至泡胀达到饱和、平衡时的薄膜厚度方向变化率，13％以下，较佳希望能到10％以下。油设定为85℃的理由是因为电子炉用电容器的寿命试验条件为此温度。若非在85℃而13％以下的话，寿命试验不会合格。而，在85℃的油中泡胀达到饱和、平衡为止的大致时间为40小时以上较好是60小时。
对于电容器组件中电极间(2片Al箔间)的距离，由于可忽视铝箔的伸缩故无变化，薄膜是受热和油强烈的影响。泡胀率13％以上的话，薄膜厚度会增大，致使容器膨胀，成为破坏的原因，或排出薄膜层间、浸透于薄膜-铝箔层间的油致使无法保持充分的量，电容器的电容稳定性变坏，耐电压降低，成为破坏原因。又，加热时间未满40小时的话，由于薄膜与油的平衡关系(加热时的平衡)不会结束，所以不能制造稳定的电容器。
本发明的全薄膜制电子炉电容器是由满足该条件的OPP与Al箔回绕后形成组件，将的放入容器，接着浸于油内，再封罐而成。
组件通常回绕成圆形，由卷绕心抽拉来制造，但为了装入剖面呈轨道状的容器，所以压扁后(以压扁组件)插入容器中。所谓压扁组件是指如图4所示般，以平行平面将其压扁至组件中心部的卷绕心位置的空隙几乎全消除，所成的剖面呈磁道形状的状态的组件而言。本发明组件形状是以压扁组件或无引导卷绕压扁组件为对象。而，放入有卷绕心的圆形组件要由卷下层部到卷上层部为止将油均一的浸渍是很困难的，而在无卷绕心的圆形组件中，由于薄膜的泡胀而缩径的作用力施加于组件中心部，使中心部份发生异常变形，故要控制C2/C1的比非常困难。而Al箔在市面上以电容器用出售，其纯度为99％以上，厚度为4～7μm。
油是为防止在电极间的部分放电所必须的材料。所要求的特性是无离子性不纯物混入，介质损耗因子小，H2气体吸收性优良，耐电压大。具体的说，介质损耗因子(tanδ1)采用0.005～0.05％(80℃，60Hz)。
即使油单独的tanδ值(tanδ1)是0.01％的油，由电容器的制程或构件混入的不纯物会使其值恶化。容器(Al罐在使用前可清洗)，薄膜、Al箔在纯度上没问题，但盖子(为防止漏油，使用注入油孔封锁构件等各种构件)、调整片(取出电极。若为将纸黏贴于调整片型式则使用黏接剂)、用以将组件卷绕完成后的卷绕结的薄膜于以固定的黏着胶带(黏接剂)以及夹持固定材料(泡胀防止材)的纯度特别是大问题。
依照材料而定，有些会使油的tanδ恶化10倍以上。这些构件能否使用的判定可由用完电容器后的tanδ值(tanδ2)来判定。tanδ2值必须在0.20％以下。若在此以上会增加电容器破坏的可能性。
为了不发生部分放电，油本身的耐电压必须高才行。因此，油的体积电阻率希望在1015Ω·cm(80℃)以上。
又，薄膜-Al箔各层间不留空隙也很重要。为了如此，较佳的情形是在薄膜-Al箔各层间将油的粘度降低令油容易浸透。更为了能耐得住在寒冷地区使用，漂移点在-30℃以下的油较佳。然而，使用环境不会在冰点下的温暖地区的规格，不特别拘泥。若产生部分放电时，其周边的薄膜或油会因放电能源而分解，产生H2气体，且由于部分放电会更容易产生，所以具有迅速吸收产生此种H2气体特性的油会更有效。
以能满足这些要求的芳香族系合成油被多年常用，代表性的例子有PXE或SAS-40(两者都是新日本石油化学(株)制造的商品名)等，合成烷化芳香族系化合物类为人所知。PXE以二甲苯乙烷为主成分，SAS-40是由m-苄基甲苯(32％)、o-苄基甲苯(5％)、p-苄基甲苯(22％)、二苯乙烷(38％)组成的混合物。以提高低温特性为目的，也有将二苯乙烷的一部分改为苄基甲苯或二甲苯乙烷使用。
这些由合成烷化芳香族系化合物组成的油特优于H2气体吸收性，可单独或混合两种以上使用。
一般(广泛应用)电容器用的以电容器用油被需要的是电气绝缘性的油，表示规格为JIS C 2320。这些可例示为矿油、烷基苯、聚丁烯、烷基萘、烷基二苯乙烷、硅油。这些油除了具有本发明的要求特性者外，虽然不能单独使用，可是混合使用并非不可。
JIS规格以外的油一直使用的有植物系、其它合成酯系油等。植物系的可列举有大豆油、菜籽油、棉籽油、蓖麻油等，合成酯系油等为人所知的有长链酒精、磷酸酯、磺胺油、高级酯类等。
然而，因电子炉用电容器的额定电压是2,000V以上的高压，所以这些油一般耐电压低，不能单独使用。
本发明的电子炉用电容器是卷绕OPP与Al箔形成的组件，经过压扁，收入容器，干燥等步骤后进行油的填充、浸渍、陈化来制造电容器。由这一连串的过程，OPP会产生因油浸而尺寸变化(泡胀)及随温度上升的尺寸变化(在油中的热收缩或热膨胀)的现象。对电容器的稳定性给予极大影响的是前者(泡胀)。尤其是由选定适当的薄膜(OPP)和油，才可制造出可靠性优良的全薄膜制电子炉用电容器。
在油中薄膜的泡胀率是以85℃加热60小时后为13％以下，较好是10％以下，为满足此条件，油的浸渍条件也很重要。
油填充后，继续保持加热，使油对薄膜的浸透(泡胀)完成，藉由令其平衡化以更强化稳定性和可靠性。
浸渍后的陈化时间在30～60℃的温度范围，且包含浸渍时间需要48小时以上。若未满48小时则油无法充分浸透到薄膜中的微小缺陷为止，不能确保可靠性。希望的陈化时间为48～60小时。
其次，假定浸油前电容器的静电电容为C1，浸油后的静电电容为C2时，必须限制(拘束)利用油对于薄膜的泡胀，以使C2/C1的比值为1.08～1.22，较好是1.10～1.17。C2/C1的比值为1.08～1.22时，适度的令薄膜泡胀，可补足薄膜的微小缺陷，且油层会均一而无过与不足地存在于薄膜层间及薄膜-铝箔层间，可令组件稳定。若不满足此范围，即意味着各层间油不充分，充电中会从油不充分的部分产生部分放电。产生的电晕放电会分解油或薄膜等有机构成物，产生电容器的温度上升或内压上升，成为破坏的原因。另一方面，超过该范围时，意味着层间的油量过大，因油的耐电压低，会产生分解，重复使用会成为破坏的原因。
关于将C2/C1比限制于1.08～1.22范围的方法，可列举者有将压扁组件或无引导卷绕压扁组件的上下
①在组件卷绕步骤的最终，Al箔达到规定的长度，切断Al箔后，只将聚丙烯薄膜往上卷绕的方法。
②用PET薄膜、PP薄膜等较厚的薄膜包封组件的方法。
③用玻璃酚树脂、尿素树脂等具有刚直性的板来包夹的方法。
④由放入组件的容器外来限制容器膨胀的方法。的单独，或
⑤将该①～④予以组合的方法。
在①的方法，不令Al箔介在部分卷绕，不是因该部分的泡胀和热膨胀引起的扩径，而是利用对其本身内部方面的膨胀抑制作用比较大，所以剩余卷绕采用15卷以上，较好是20～30卷。
②的方法是以比组件更高刚性的薄膜包夹组件，欲用黏接胶带或黏接剂来固定其卷绕周长。若有必要，将薄膜卷绕多次。
③的方法是如图4所示，将具有刚直性的板分配在压扁组件的两面，用胶带固定。在图4的例中，具有刚直性的板以玻璃酚树脂为例示。
④的方法是由限制铝罐等的组件收纳容器本身的膨胀和扩径希望藉此限制组件的泡胀和膨胀。因此，可采用铁制带镶填似的形态或在组件收纳容器的广面积部分外加铁制板的形态。
虽然由电容器不能直接计测浸油前电容器的静电电容C1，但可由所使用电介质薄膜的电容率、厚和宽以及空间因子、铝箔(电极)长度、油的电容率等用近似计算求出。
用玻璃酚树脂、尿素树脂等具有刚直性的板来包夹的方法或用PET薄膜、PP薄膜等较厚的薄膜包封组件的方法时，重要的是这些构件必须不含有或放出会污染油的有害不纯物。若存有溶解于油中的离子性不纯物时，电容器容易破坏。
将C2/C1保持在目标值的较佳方法是将绕完后的组件使用在同一薄膜的比通常长的后绕的方法。后绕薄膜的长度是将组件绕15次以上，较好是上绕20次以上才有效。15次以下的话，夹持固定效果少，将C2/C1保持在目标值比较困难。
除了限制组件的上下(压扁后的平行面)的方法以外，也可由容器外限制容器的膨胀的方法。这些限制方法可单独或组合使用。
依照本发明，电介质构成构件只由OPP构成的电子炉用浸油全薄膜电容器的组件构成一例在图1显示示意图。
在图1中，将Al箔1、OPP2、OPP3当成1组依序重叠卷绕，来构成组件。作为电极的上下Al箔间的电介质层，在此图标例中是用2片OPP所构成。OPP的片数，如同前述，可适当决定。又，用多片时，原则上各OPP的膜厚要一样，但不同的膜厚亦无妨。
全薄膜型电容器的薄膜若因油而泡胀的话，薄膜会增厚。同时所卷绕的构件彼此成互相压迫。更且，若薄膜热收缩时，绕紧组件的力道会被加算，会产生因浸油使保持于组件中构件间的油被挤出组件外部的现象，在组件产生皱皱褶有时会成为破坏原因。
混合型、全薄膜型的任一种制造方法，其制程都是一样的，清洗＝清洗容器及盖，卷绕组件＝在卷绕心卷绕OPP与铝箔，绕卷途中插入为取出电极的调整片，压扁，组装＝在安装外部电极与放电电组的容器的盖上焊接由调整片所拉出的簧片，容器壳体＝将此放入容器(壳体)里，绕紧＝绕紧盖和壳体上部的接合部(封罐)，测定C1及tanδ1，干燥(真空下)，浸油(真空下)，陈化(放置)，封罐，测定C2及tanδ2。
混合型电容器的干燥，通常相对于纸无熔点，因吸水性故适用于高温(90～120℃)长时间(72小时以上)，全薄膜型薄膜的软化点(熔点168～170℃)低，因不吸收水，故温度30～60℃，时间24小时以内就很足够了。
30℃以下的话，需要长时间除去水分。另一方面，60℃以上的干燥温度，如前述，浸油时若无确实在60℃以下的话，会产生薄膜的泡胀和组件的收缩，就很难浸油。
而，OPP宽与Al箔宽的端面的差(边限宽度)较佳为3mm～10mm。3mm以下的边限宽度的话，在组件端面电极间的周围产生放电有时会破坏。10mm以上的话，周围就无放电的问题，但会格外使用薄膜，以致增高成本。而不使用旗状调整片(引出电极)的无引导卷绕压扁组件时的边限宽度即指在介质材间头部隐藏部分的边限宽度。相反侧的突出宽度适当即可。
产品的试验为热循环、测定部分放电开始电压(产生电晕电压)、连续充电、测定直流击穿电压(DC-BDV)。
热循环试验条件为室温(保持时间8小时)-80℃(保持时间16小时)-室温-80℃重复2次。
连续充电(寿命试验)条件设定为额定电压×1.25倍(2,625V)，500小时，85℃周温下。
DC-BDV设定为室温下，额定电压×4.3倍(9,030V)。
测定部分放电开始电压(产生电晕电压)使用NF电路板社制的电晕测定器测定。将电容器以85℃，AC1,650V×24小时(若用2片16.5μm的薄膜时，以1,650V＝50V/mm×16.5μm×2为基准)的预备充电实施后，将电容器的温度降至室温为止，以4,000V/90秒的速度施加AC电压，来测定部分放电产生的电压。
这些项目完全满足(不破坏)才算合格。
〔实施例1〕
以下显示实施例和比较例来具体说明本发明，但本发明并不限制于该实施例。
〔组件制造〕
使用镀锡Cu板的旗状调整片(引出电极)作成卷绕厚16.5μ、宽75mm的OPP薄膜2片以及厚6μ、宽60mm的Al箔1片的外径40mm(内径12mm)的电容器组件(规格2,100V、1μF)。边限宽度两侧均为7.5mm。调整片位置在中央(黏接剂：压克力系黏接剂复制磁带)。使用OPP薄膜的混浊值为30％，空间因子10％，油(PXE)85℃、60小时加热后的薄膜厚度方向的泡胀率为8％。而，图2显示回绕组件后的状态。
油(PXE)的温度85℃、60小时加热后的薄膜厚度方向泡胀率的测定方法是注入油500cc于烧杯，升温85℃后，将OPP薄膜(宽35mm×长400mm)浸入来进行的。随时间经过泡胀率会增加，图3显示此变化。
由图3可知，与时间经过同时薄膜泡胀，可理解大约在40小时大致达到平衡。给予充裕时间，若有60小时就更确实了。
压扁组件成为“压扁组件”来测定C1(0.936μF)及tanδ1(0.02％)。
其次，在组件上下设置厚2mm、宽30mm×长80mm所成切割氨性不纯物后的玻璃酚树脂板(日立化成制造，商品名：STANDLIGHT CP-J-8700)2片，用电气用聚酯带固定(限制)令C2/C1成为1.14。
将安装连接10MΩ放电电阻于电极的盖的容器(充分洗净的铝罐)装入限制的组件，集中多的容器插入密闭容器。将插入容器的密闭容器减压至0.001Torr后，升温到60℃为止，干燥24小时后冷却到40℃为止，在同温度下将PXE油注入(浸渍)容器。为令自PXE油充分除气，需要1小时将油填充至密闭容器。在40℃静置50小时后，密封容器的油注入口，来制造电容器。
C2的值为1.067μF，tanδ2为0.08％，C2/C1＝1.14。
〔组件评价结果〕
热循环试验：由室温升温至80℃，保持16小时。这种方式进行2次，结果合格了。
部分放电开始电压：预备充电：85℃，1,650V×24小时后，测定部分放电开始电压。其值为2,759V。
连续充电试验：以85℃，2,625V(额定电压2,100V×1.25)进行500小时。结果为合格(无破坏)。
直流击穿电压试验：在200V/s升压，测定击穿电压。合格(击穿)电压为9,030V(额定电压×4.3倍)以上。结果在10,200V击穿(合格)。
使用于测定的机器如后：电容及tanδ：LCR指示器(NF电路板社制造)，部分放电(电晕测定器、NF电路板社制造)，寿命试验：连续充电装置(总研电气社制造)，温度使用日油技研工业社制造的示温贴纸。而所得的结果显示于表1。
〔实施例2～7〕
除了夹持固定方式以表1所示作法进行以外，用与实施例1相同方法制造电容器。评价结果显示于表1，任一方式都可满足。
而，详细的夹持固定方式规格如下。
Al板尺寸(厚2mm、宽30mm×长80mm)，石英玻璃尺寸(厚2mm、宽30mm×长80mm)(固定磁带皆为电气绝缘用聚酯带)，PET薄膜(厚20μm、宽75mm、长150mm、电容器用PET)，PP薄膜(厚25μm、宽75mm、长100mm，使用电容器用纯度树脂)，OPP后绕(厚度等和卷绕组件使用的薄膜相同，卷绕完后的薄膜长：实施例6为30圈，实施例7为20圈)(3者固定磁带皆为电气绝缘用聚酯带)。
〔表1〕实施例1～7
  实施例1    实施例2   实施例3    实施例4    实施例5    实施例6   实施例7
OPP 厚度(μm)   16.5     16.5   16.5     16.5     16.5     16.5   16.5
宽度(mm)   75     75   75     75     75     75   75
片数   2     2   2     2     2     2   2
混浊值(％)   30     30   30     30     30     30   30
SF值(％)   10     10   10     10     10     10   10
泡胀率(％)   8     8   8     8     8     8   8
Al 厚度(μm) 6 6 6 6 6 6 6
Oil 品名   PXE     PXE   PXE     PXE     PXE     PXE   PXE
浸渍温度(℃)   40     40   40     40     40     40   40
浸渍时间(Hr)   60     60   60     60     60     60   60
tanδ1(％)   0.02     0.03   0.06     0.05     0.03     0.02   0.02
tanδ2(％)   0.08     0.03   0.07     0.06     0.03     0.09   0.07
电容 C1(μF)   0.936     0.89   0.88     0.91     0.92     0.900   0.891
C2(μF)   1.067     1.04   1.01     1.03     1.02     1.015   1.017
C2/C1   1.14     1.17   1.15     1.13     1.12     1.13   1.14
组件(构造)   压扁     压扁   压扁     压扁     压扁     压扁   压扁
边限宽度(mm)   7.5     7.5   7.5     7.5     7.5     7.5   7.5
夹持固定方式   玻璃酚树脂板 AL板   石英玻璃     PET薄膜 PP薄膜     OPP后绕   OPP后绕
试验结果 热循环   合格     合格   合格     合格     合格     合格   合格
连续充电   合格     合格   合格     合格     合格     合格   合格
击穿电压   合格     合格   合格     合格     合格     合格   合格
同(V)   10,200     9,300   10,100     10,700     10,300     11,100   10.900
部分放电开始电压 2,759 2,597 2,638 2,551 2,664 2,585 2,709
综合判定(合格否)   合格     合格   合格     合格     合格     合格   合格
〔实施例8～14〕
依照表2所示条件，采用与实施例2～7同样的方法制造电容器。评价结果显示于表2，任一者都可满足。
〔表2〕实施例8～14
实施例8 实施例9 实施例10 实施例11 实施例12 实施例13 实施例14
OPP 厚度(μm)   16.5   16.5     30     16.5     16.5   8     16.5
宽度(mm)   75   75     75     75     75   75     75
片数   2   2     1     2     2   4     2
混浊值(％)   40   13     50     30     30   15     30
SF值(％)   10   5     10     10     10   10     10
泡胀率(％)   8   8     8     8     8   8     8
Al 厚度(μm) 6 6 6 6 6 6 6
Oil 品名   PXE   PXE     PXE     SAS40     SAS40   PXE     PXE
浸渍温度(℃)   40   40     40     40     40   40     60
浸渍时间(Hr)   60   60     60     60     60   60     60
tanδ1(％)   0.02   0.02     0.04     0.04     0.05   0.05     0.02
tanδ2(％)   0.08   0.06     0.04     0.08     0.07   0.06     0.06
电容 C1(μF)   0.91   0.91     0.89     0.92     0.90   0.91     0.892
C2(μF)   1.03   1.02     1.03     1.03     1.03   1.04     1.014
C2/C1   1.13   1.12     1.15     1.12     1.14   1.14     1.14
组件(构造)   压扁   压扁     压扁     压扁     压扁   压扁     压扁
边限宽度(mm)   5.5   5.5     5.5     7.5     7.5   7.5     7.5
夹持固定方式   OPP后绕   OPP后绕     OPP后绕     OPP后绕     OPP后绕 混合*     OPP后绕
试验结果 热循环   合格   合格     合格     合格     合格   合格     合格
连续充电   合格   合格     合格     合格     合格   合格     合格
击穿电压   合格   合格     合格     合格     合格   合格     合格
同(V)   10,700   10,100     9,600     10,500     10,800   10,400     9,900
部分放电开始电压   2,622   2,551     2,703     2,549     2,497   2,522     2,538
综合判定(合格否)   合格   合格     合格     合格     合格   合格     合格
*混合(玻璃酚树脂+OPP后绕)
〔比较例1～7〕
为了比较，用表3所示条件进行以下的实验，各个实验的变更事项如下。
比较例1：用菜籽油作电容器油。
比较例2：用空间因子小的薄膜。空间因子＝4％。
比较例3：用泡胀率大的薄膜。泡胀率＝15％。
比较例4：在低温(室温)实施浸油。浸油温度＝20℃。
比较例5：在高温、短时间实施浸油。浸油温度＝80℃，时间＝8小时。
比较例6：加大C2/C1。C2/C1＝1.25
比较例7：组件无夹持固定。
〔表3〕比较例1～7
比较例1 比较例2 比较例3 比较例4 比较例5 比较例6 比较例7
OPP 厚度(μm)     16.5   16.2   16.5   16.5   16.5   16.5   16.5
宽度(mm)     75   75   75   75   75   75   75
片数     2   2   2   2   2   2   2
混浊值(％)     30   5   30   30   30   30   30
SF值(％)     10   4   4   10   10   10   10
泡胀率(％)     8   8   15   8   8   8   8
Al 厚度(μm) 6 6 6 6 6 6 6
Oil 品名     菜籽油   PXE   PXE   PXE   PXE   PXE   PXE
浸渍温度(℃)     40   40   40   20   80   40   40
浸渍时间(Hr)     60   60   60   60   8   60   60
tanδ1(％)     0.02   0.02   0.04   0.02   0.05   0.05   0.04
tanδ2(％)     0.08   0.09   0.06   0.02   0.07   0.07   0.07
电容 C1(μF)     0.89   0.91   0.91   0.899   0.92   0.89   0.91
C2(μF)     1.01   1.02   1.040   1.011   1.03   1.11   1.06
C2/C1     1.13   1.12   1.14   1.13   1.12   1.25   1.16
组件(构造)     压扁   压扁   压扁   压扁   压扁   压扁   压扁
边限宽度(mm)     5.5   5.5   5.5   5.5   5.5   5.5   5.5
夹持固定方式     玻璃酚树脂板 电木 电木   OPP后绕   OPP后绕   OPP后绕 无
试验结果 热循环     合格   合格   合格   合格   合格   合格   合格
连续充电     合格   合格   合格   合格   合格   合格   合格
击穿电压     合格   合格   合格   合格   合格   合格   合格
同(V)     -   -   -   -   -   -   -
部分放电开始电压 1,603 1,838 1,277 1,322 838 1,066 849
综合判定(合格否) 不合格 不合格 不合格 不合格 不合格 不合格 不合格

Claims (7)

1.一种全薄膜制电子炉用浸油电容器，在卷绕聚丙烯薄膜与铝箔而形成的组件浸渍电容器用油而形成，其特征在于：该电容器的电介质仅由聚丙烯薄膜构成。
2.如权利要求1所述的全薄膜制电子炉用浸油电容器，其特征在于：该卷绕聚丙烯薄膜与铝箔而形成的组件是压扁组件，且受到拘束。
3.如权利要求2所述的全薄膜制电子炉用浸油电容器，其特征在于：该聚丙烯薄膜厚7～30μm，混浊(hazy)值为5～50％，空间因子为5～12％，以电容器用油加热至85℃浸渍40小时以上(直至达于饱和、平衡为止)时的薄膜厚度方向的厚度变化率为13％以下，该铝箔的厚度为4～7μm，浸渍后的油的介质损耗因子(tanδ2)值为0.20％以下(80℃、60Hz)。
4.如权利要求3所述的全薄膜制电子炉用浸油电容器，其特征在于：该聚丙烯薄膜为多片的组合。
5.如权利要求4所述的全薄膜制电子炉用浸油电容器，其特征在于：若以浸油前的电容器的静电电容为C1、浸油后的电容器静电电容为C2，则C2/C1的比值为1.08～1.22。
6.如权利要求5所述的全薄膜制电子炉用浸油电容器，其特征在于：对于该组件的该拘束为以下形态的单独或组合后的形态：
①在组件卷绕步骤的最终，Al箔达规定长度而切断Al箔后，只往上卷绕聚丙烯薄膜的形态；
②以PET薄膜、PP薄膜等较厚的薄膜来包封组件的形态；
③用玻璃酚树脂、尿素树脂等具有刚直性的板加以包夹的形态；
④由放入有组件的容器的外侧限制容器的膨胀的形态。
7.一种全薄膜制电子炉用浸油电容器的制造方法，该浸油电容器是在卷绕聚丙烯薄膜与铝箔而形成的组件浸渍电容器用油而形成，其特征在于：该制造方法为：
①.所采用的电容器用油浸渍前的介质损耗因子(tanδ1)值为0.005～0.05％(80℃、60Hz)；
②.令电容器用油的浸渍温度在30～60℃。
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