JP2009289793A

JP2009289793A - 金属化フィルムコンデンサ

Info

Publication number: JP2009289793A
Application number: JP2008137744A
Authority: JP
Inventors: Senichi Kozasa; 千一小笹; Toru Mino; 徹美濃; Tsugunori Miyazaki; 二紀宮崎; Kazuyoshi Obara; 和喜小原
Original assignee: Shizuki Electric Co Inc
Current assignee: Shizuki Electric Co Inc
Priority date: 2008-05-27
Filing date: 2008-05-27
Publication date: 2009-12-10

Abstract

【課題】加熱プレスなどによって扁平化したコンデンサ素子の中心部と外周部とのシワや傷、凹凸を防止でき、そのため高い信頼性を得ることが可能な金属化フィルムコンデンサを提供する。
【解決手段】少なくとも片面に１０５℃以下でヒートシール性を有する層３を設けた第１のヒートシール性フィルム２を巻回し、その上に、２枚の片面金属化ポリプロピレンフィルム５を重ね合わせて、または重ね合わせた両面金属化ポリプロピレンフィルムとポリプロピレンフィルムとを重ね合わせて巻回し、さらにその上に、プラスチックフィルムの少なくとも片面に１０５℃以下でヒートシール性を有する層を設けた第２のヒートシール性フィルム６を巻回して構成し、その後、これを扁平化してコンデンサ素子１を具備する。ヒートシール性フィルム２、６は、ヒートシール性ポリオレフィン３とポリプロピレン４とのラミネートフィルムである。
【選択図】図１

Description

この発明は、誘電体フィルムに蒸着電極を形成した金属化フィルムを巻回してなる金属化フィルムコンデンサに関するものである。

従来の金属化フィルムコンデンサ素子１１の一例を、図４に示している（例えば、特許文献１参照）。このコンデンサ素子１１は、金属化ポリプロピレンフィルムをバーンオフしたポリプロピレンフィルム１２もしくは厚めのポリプロピレンフィルムを巻回し、その上に、重ね合わせた２枚の金属化ポリプロピレンフィルム１５を巻回し、さらにその上に、厚めのポリプロピレンフィルム１６を巻回した構造のもので、これを加熱プレスなどの方法で扁平化している。巻き始めに厚めのポリプロピレンフィルム１２を用いるのは、素子中心部での皺の発生を抑制するためである。
特開２００７−０８１００７号公報

ところで、上記特許文献１に記載された金属化フィルムコンデンサにおいては、ポリプロピレンはヒートシール性が乏しいため、巻き始めのポリプロピレンフィルム１２は、巻き取った後、融点近くの高温の加熱したコテを当ててヒートシールしなければならず、この結果、その表面に凹凸が生じてしまうことになる。そのため、加熱プレスなどの方法で扁平化する際に、金属ポリプロピレンフィルム１５も表面が凹凸になったポリプロピレンフィルム１２に強く押し付けられて表面が凹凸になってしまう。また、巻き終わりのポリプロピレンフィルム１６のヒートシールは、素子の電気的特性への影響を考慮し、コテ当てを短時間で行わなければならず、このため後工程でフィルムが剥がれてしまうことがあり、金属化ポリプロピレンフィルム１５にまで及ぶ傷や凹凸がつくことがある。そしてそれらが素子の絶縁耐圧に悪影響を及ぼし、コンデンサの信頼性の低下を招くという問題があった。

この発明は上記従来の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、コンデンサ素子の中心部と外周部とのシワや傷、凹凸を防止でき、そのため高い信頼性を得ることが可能な金属化フィルムコンデンサを提供することにある。

そこで、この発明の金属化フィルムコンデンサは、プラスチックフィルムの少なくとも片面に１０５℃以下でヒートシール性を有する層３を設けたヒートシール性フィルム２を巻回し、その上に、２枚の片面金属化ポリプロピレンフィルム５を重ね合わせて、または両面金属化ポリプロピレンフィルムとポリプロピレンフィルムとを重ね合わせて巻回して構成したコンデンサ素子１を具備することを特徴としている。

また、この発明の金属化フィルムコンデンサは、プラスチックフィルムの少なくとも片面に１０５℃以下でヒートシール性を有する層３を設けた第１のヒートシール性フィルム２を巻回し、その上に、２枚の片面金属化ポリプロピレンフィルム５を重ね合わせて、または両面金属化ポリプロピレンフィルムとポリプロピレンフィルムとを重ね合わせて巻回し、さらにその上に、プラスチックフィルムの少なくとも片面に１０５℃以下でヒートシール性を有する層を設けた第２のヒートシール性フィルム６を巻回して構成したコンデンサ素子１を具備することを特徴としている。

また、上記ヒートシール性を有する層３は、ポリオレフィンからなることを特徴とし、さらに、上記ヒートシール性フィルム２は、ヒートシール性ポリオレフィン３とポリプロピレン４とのラミネートフィルムであることを特徴としている。

この発明の金属化フィルムコンデンサにおいては、コンデンサ素子の製造過程において、扁平化処理を行ってもヒートシール性フィルム同士が容易に熱接着して強固な板状になるので、素子中心部はシワになりにくい。また、素子外周部に傷や凹凸がつきにくい。そのため、従来よりも信頼性の高い金属化フィルムコンデンサを提供することが可能となる。

次に、この発明の金属化フィルムコンデンサの具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。この発明の一実施形態に係る金属化フィルムコンデンサは、図１に示すような断面形状を有するものである。まず最初に、巻芯保持治具（図示せず）に、片面にヒートシール性を有する層を設けた第１のヒートシール性フィルム２を巻芯保持具（図示せず）に巻回して巻芯を形成する。このヒートシール性フィルム２は、材料として、ポリオレフィンの一種である低密度ポリエチレンとポリプロピレンとを用い、これらを共押出法（溶融押出成型法において複数の素材を一度に押し出して重ねる手法）などを採用することによって製造したものであって、この方法によれば、安価でかつ良好な作業性で製造可能である。図２には、その構造を示しているが、これは基体フィルムをポリプロピレンフィルム４で構成し、その上下両面に、低密度ポリエチレンで構成したヒートシール性を有する層３、３を重ね合わせて一体化した構造のラミネートフィルムである。

そしてその後、上記のような巻芯の上に、重ね合わせた２枚の片面金属化ポリプロピレンフィルム５を所定回数だけ巻回する。そして、さらにその後、その上に、コンデンサ素子を絶縁保護する外装フィルムとして、第２のヒートシール性フィルム６を所定回数だけ巻回する。この第２のヒートシール性フィルム６は、上記第１のヒートシール性フィルム２と同様のものである。このようにしてリング状の素体が形成されると、このリング状素体を巻芯保持具（図示せず）から取り外し、その上下方向（径方向の両側）から、加熱プレスなどを用いて、８０〜９０℃の温度下において押し潰し加工を行って扁平化したコンデンサ素子１を製作する。

上記片面金属化ポリプロピレンフィルム５は、絶縁マージンによって分割化されており、各分割電極がヒューズ部によって並列接続された電極構造を有するもので、自己保安機構を有している。

上記したヒートシール性フィルム２において、ヒートシール性を有するとは、ヒートシールした部分の剥離強度が、１５ｍｍ幅換算で４０ｇｆ以上であること（以下、剥離強度４０ｇｆ／１５ｍｍと記す）をいう。剥離強度は、具体的には、図３に示すように、ヒートシール後、１５ｍｍ幅に切り出したフィルムの一方側７を固定し、他方側８をバネばかりで図中Ｆの方向に引張ったときの強度として把握する。なお、このときヒートシールは、重ね合わせた２枚のフィルムを２Ｋｇｆ／ｃｍ^２で押圧し、所定の温度で５分間加熱して行う。

上記のようにして製作されたコンデンサ素子１においては、扁平化処理を行ってもヒートシール性フィルム２、２同士が容易に熱接着して強固な板状になるので、素子中心部はシワになりにくい。また、素子外周部に傷や凹凸がつきにくい。そのため、従来よりも信頼性の高い金属化フィルムコンデンサを製作することが可能となる。

以上にこの発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施形態においては、低密度ポリエチレンとポリプロピレンとを用いてヒートシール性フィルムを形成したが、ヒートシール性を有する層３を形成するための材料としては、低密度ポリエチレン（ポリオレフィン）の他にも、エチレン、プロピレン、ブテンなどのオレフィン系共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ウレタン系樹脂などを挙げることができるが、これに限られるものではなく、要は、ポリプロピレンに対して与える熱影響の少ない１０５℃以下の温度でヒートシールが行える材料であればよい。上記においては、基体フィルム４としてポリプロピレンフィルムを用いているが、これは他の材質のプラスチックフィルムであってもよい。また、ヒートシール性を有する層３は、基体フィルム４の両面ではなく、片面にだけ設けるようにしてもよい。さらに、上記実施形態においては、重ね合わせた２枚の片面金属化ポリプロピレンフィルム５を用いているが、両面金属化ポリプロピレンフィルムとポリプロピレンフィルムとを重ね合わせてこれを巻回することも可能である。

この発明の一実施形態に係る金属化フィルムコンデンサの金属化フィルムの断面図である。上記実施形態において用いるヒートシール性フィルムの断面図である。剥離強度の測定方法を示す説明図である。従来の金属化フィルムコンデンサの断面図である。

符号の説明

１・・コンデンサ素子、２・・ヒートシール性フィルム（巻芯）、３・・低密度ポリエチレン（ヒートシール性を有する層）、４・・ポリプロピレンフィルム（基体フィルム）、５・・片面金属化ポリプロピレンフィルム、６・・ヒートシール性フィルム（外装フィルム）

Claims

プラスチックフィルムの少なくとも片面に１０５℃以下でヒートシール性を有する層（３）を設けたヒートシール性フィルム（２）を巻回し、その上に、２枚の片面金属化ポリプロピレンフィルム（５）を重ね合わせて、または両面金属化ポリプロピレンフィルムとポリプロピレンフィルムとを重ね合わせて巻回して構成したコンデンサ素子（１）を具備することを特徴とする金属化フィルムコンデンサ。
プラスチックフィルムの少なくとも片面に１０５℃以下でヒートシール性を有する層（３）を設けた第１のヒートシール性フィルム（２）を巻回し、その上に、２枚の片面金属化ポリプロピレンフィルム（５）を重ね合わせて、または両面金属化ポリプロピレンフィルムとポリプロピレンフィルムとを重ね合わせて巻回し、さらにその上に、プラスチックフィルムの少なくとも片面に１０５℃以下でヒートシール性を有する層を設けた第２のヒートシール性フィルム（６）を巻回して構成したコンデンサ素子（１）を具備することを特徴とする金属化フィルムコンデンサ。
上記ヒートシール性を有する層（３）は、ポリオレフィンからなることを特徴とする請求項１または請求項２の金属化フィルムコンデンサ。
上記ヒートシール性フィルム（２）は、ヒートシール性ポリオレフィン（３）とポリプロピレン（４）とのラミネートフィルムであることを特徴とする請求項１または請求項２の金属化フィルムコンデンサ。