JP2018157055A - Metallized film for capacitor and capacitor using the same - Google Patents

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畑山 章
Akira Hatayama
章 畑山
裕介 北田
Yusuke Kitada
裕介 北田
麻祐子 藤井
Mayuko Fujii
麻祐子 藤井
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a metallized film for a capacitor and a capacitor using the same capable of obtaining high moisture resistance.SOLUTION: A metallized film obtained by forming a metal layer on one side of a polypropylene film is a metallized polypropylene film for a capacitor in which a silicone oil layer or a fluorine oil layer of 0.02 to 0.2 μg/cmis formed on the surface of the metal layer, and a wetting index is 33 to 50 mN/m, a wetting index of the surface opposite to the metal layer of the polypropylene film is 33 to 45 mN/m, and the charge amount is in the range of -15 to +15 V.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、コンデンサ用金属化フィルム、およびそれを用いたコンデンサに関する。   The present invention relates to a metallized film for a capacitor and a capacitor using the same.

従来より、有機高分子フィルムを誘電体として用いたコンデンサは広く用いられている。例えば、特許文献1及び特許文献2などに例示されるように、ポリエステルフィルムと金属箔を交互に巻回するか、あるいはフィルムに金属蒸着などをすることで金属層を形成し、これを巻回または積層することによりコンデンサを得る技術が知られている。   Conventionally, capacitors using an organic polymer film as a dielectric have been widely used. For example, as exemplified in Patent Document 1 and Patent Document 2, a metal layer is formed by alternately winding a polyester film and a metal foil, or performing metal vapor deposition on the film, and winding the film. Or the technique of obtaining a capacitor | condenser by laminating | stacking is known.

真空蒸着によりフィルムに金属層を形成する場合、蒸着の容易さやコスト面、そして電気特性の面で、使用する金属としては一般的にアルミニウムや亜鉛が広く用いられている。   When a metal layer is formed on a film by vacuum deposition, aluminum or zinc is generally widely used as a metal to be used in terms of ease of deposition, cost, and electrical characteristics.

上記のように薄い金属層を有するフィルムを用いたコンデンサは、高温高湿下で金属薄膜が酸化して、コンデンサ容量が徐々に低下し、ついには実用に耐えなくなるという問題を持っている。この耐湿性の問題点を改善するために、特許文献3に例示されるように、蒸着層上に有機化合物を形成する技術が知られている。   A capacitor using a film having a thin metal layer as described above has a problem that the metal thin film is oxidized under high temperature and high humidity, the capacitor capacity gradually decreases, and finally cannot be put into practical use. In order to improve the problem of moisture resistance, as exemplified in Patent Document 3, a technique for forming an organic compound on a deposited layer is known.

従来、例えば特許文献3に例示される技術では、金属化フィルムを素子巻きし、プレスあるいは加熱処理にてコンデンサ素子を形成する過程で巻き合わせたフィルム層間の密着性が十分でなく微細な空隙が生じ、コンデンサのメタリコン端面から湿潤空気が侵入し、金属層を酸化劣化させることがわかってきた。   Conventionally, in the technique exemplified in Patent Document 3, for example, a metallized film is wound in an element, and the adhesiveness between film layers formed in the process of forming a capacitor element by pressing or heat treatment is not sufficient, and a fine gap is formed. As a result, it has been found that wet air enters from the end surface of the metallicon of the capacitor and oxidizes and degrades the metal layer.

特開昭63−182351号公報JP-A-63-182351 特開昭63−194318号公報JP 63-194318 A 特開平10−128908号公報JP-A-10-128908

上述したような従来の方法では、近年の電子部品の使用環境の過酷化に伴い、耐湿性が十分ではなくなってきている。   With the conventional methods as described above, moisture resistance has become insufficient with the recent severe use of electronic components.

本発明は、かかる従来技術の背景に鑑み、極めて高い耐湿性を有する優れたコンデンサ用金属化フィルム、およびそれを用いたコンデンサを提供することにある。   In view of the background of such prior art, the present invention is to provide an excellent metallized film for a capacitor having extremely high moisture resistance, and a capacitor using the same.

本発明は、発明者らの鋭意検討の結果、金属化フィルムの各々の表面を特定の範囲とすることにより、層間の密着性を確保でき、コンデンサ素子として評価した際の耐湿性を向上させることができることに到達したものである。   As a result of intensive studies by the inventors, by making each surface of the metallized film a specific range, it is possible to ensure adhesion between layers and improve moisture resistance when evaluated as a capacitor element. This is what we have achieved.

本発明は、かかる課題を解決するために次のような手段を採用するものである。
即ち、ポリプロピレンフィルムの片面に金属層を形成してなる金属化フィルムであって、該金属層の表面に0.02〜0.2μg/cmのシリコーンオイル層もしくはフッ素オイル層が形成されており、かつぬれ指数が33〜50mN/mであり、ポリプロピレンフィルムの金属層と反対側の面のぬれ指数が33〜45mN/mであり、帯電量が−15〜+15Vの範囲であるコンデンサ用金属化フィルムである。
The present invention employs the following means in order to solve such problems.
That is, it is a metallized film formed by forming a metal layer on one side of a polypropylene film, and a 0.02-0.2 μg / cm 2 silicone oil layer or fluorine oil layer is formed on the surface of the metal layer. And a wetting index of 33 to 50 mN / m, a wetting index on the side opposite to the metal layer of the polypropylene film is 33 to 45 mN / m, and a charge amount is in the range of −15 to +15 V. It is a film.

本発明によれば、従来では得られなかった極めて高い耐湿性を得ることのできるコンデンサ用金属化フィルムを提供することができる。本発明により、フィルムコンデンサのさらなる過酷な環境への対応が可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the metallized film for capacitors which can acquire the extremely high moisture resistance which was not obtained conventionally can be provided. According to the present invention, the film capacitor can cope with a more severe environment.

本発明のコンデンサ用金属化フィルムでは、コンデンサの誘電体としてポリプロピレンフィルムが用いられる。ポリプロピレンフィルムは、耐電圧が高く吸水率も低いため、コンデンサとしての耐湿性を確保するのに好適である。本発明のポリプロピレンフィルムに用いられるポリマーは、ホモポリマー以外にプロピレンと他のα−オレフィン(例えば、エチレン、ブテンなど)の共重合体であっても、ポリプロピレンと他のα−オレフィン重合体(例えばポリエチレン、ポリブテンなど)とのブレンド品であっても構わない。本発明の場合、特にホモポリマーが好ましく、またアイソタクチック度(以下IIという)は96%以上が特に好ましい。同時あるいは逐次二軸延伸フィルムであることが好ましいが、一軸延伸、あるいは未延伸フィルムであってもよい。   In the metallized film for a capacitor of the present invention, a polypropylene film is used as the dielectric of the capacitor. Polypropylene film is suitable for securing moisture resistance as a capacitor because of its high withstand voltage and low water absorption. The polymer used for the polypropylene film of the present invention may be a copolymer of propylene and another α-olefin (for example, ethylene, butene, etc.) in addition to a homopolymer, and may be a polypropylene and another α-olefin polymer (for example, A blended product with polyethylene, polybutene, etc.) may be used. In the present invention, a homopolymer is particularly preferred, and the isotactic degree (hereinafter referred to as II) is particularly preferably 96% or more. A simultaneous or sequential biaxially stretched film is preferred, but a uniaxially stretched or unstretched film may also be used.

本発明におけるポリプロピレンフィルムは、表面粗さRaは0.01〜0.10μmが好ましく、より好ましくは0.02〜0.07μmである。本発明におけるポリプロピレンフィルムには、表面形成、酸化防止、その他の機能を付与するために添加剤を添加してもよい。   The polypropylene film in the present invention preferably has a surface roughness Ra of 0.01 to 0.10 μm, more preferably 0.02 to 0.07 μm. An additive may be added to the polypropylene film in the present invention in order to impart surface formation, oxidation prevention, and other functions.

本発明で用いられるポリプロピレンフィルムの厚みは、特に限定されないが、0.5μm〜20μmの範囲が好ましい。厚みをこの範囲とすることで、本発明の効果をより高く発揮することができる。より好ましくはポリプロピレンフィルムの厚みは0.7μm〜13μmの範囲であり、さらに好ましくは1.0μm〜6μmの範囲である。   Although the thickness of the polypropylene film used by this invention is not specifically limited, The range of 0.5 micrometer-20 micrometers is preferable. By making thickness into this range, the effect of this invention can be exhibited more highly. More preferably, the thickness of the polypropylene film is in the range of 0.7 μm to 13 μm, and more preferably in the range of 1.0 μm to 6 μm.

本発明の金属化フィルムは、フィルムの少なくとも片面に金属層を有する。その金属層の形成方法は特に限定されない。例えば、蒸着、スパッタリング、イオンプレーティングあるいはメッキなどの方法を用いて形成することができる。工業的に好ましくは、真空蒸着法を用いて形成された金属層である。真空蒸着法を用いると、効率的に本発明のフィルムを製造することができる。   The metallized film of the present invention has a metal layer on at least one side of the film. The method for forming the metal layer is not particularly limited. For example, it can be formed using a method such as vapor deposition, sputtering, ion plating, or plating. Industrially preferred is a metal layer formed by vacuum deposition. When the vacuum deposition method is used, the film of the present invention can be produced efficiently.

本発明における金属層の材質としては、例えば、アルミニウム、亜鉛、スズ、ニッケル、クロム、鉄、銅、チタン、あるいはこれらを含有する合金等が好ましく挙げられる。コンデンサの電気特性や生産性の面からは、亜鉛、アルミニウム、またはそれらを含む合金が好ましく用いられる。より好ましくは、金属層がアルミニウムを90質量%以上含むことである。具体的には、アルミニウム単体またはアルミニウムを90質量%以上含むアルミニウム合金を用いることが耐湿性の観点から好ましい。   Preferred examples of the material for the metal layer in the present invention include aluminum, zinc, tin, nickel, chromium, iron, copper, titanium, and alloys containing these. From the viewpoint of the electrical characteristics and productivity of the capacitor, zinc, aluminum, or an alloy containing them is preferably used. More preferably, the metal layer contains 90% by mass or more of aluminum. Specifically, it is preferable from the viewpoint of moisture resistance to use aluminum alone or an aluminum alloy containing 90% by mass or more of aluminum.

金属層の厚みは1〜100nmであることが好ましい。特に金属層が薄いほど、従来技術による蒸着フィルムでは、高湿度下での電極の劣化は早くなるので、相対的に本発明の効果が顕著に表れるので好ましい。好ましくは1〜40nmである。1nmより薄いと、膜抵抗が高くなりすぎ、コンデンサの電気特性に影響がある場合がある。   The thickness of the metal layer is preferably 1 to 100 nm. In particular, the thinner the metal layer, the more preferable the vapor deposition film according to the prior art, since the electrode deterioration under high humidity is accelerated, so that the effect of the present invention is remarkably exhibited. Preferably it is 1-40 nm. If it is thinner than 1 nm, the film resistance becomes too high, which may affect the electrical characteristics of the capacitor.

また金属層の膜抵抗は、好ましくは0.5〜50Ω/□、より好ましくは1.5〜40Ω/□、さらに好ましくは3〜30Ω/□の範囲である。膜抵抗が0.5Ω/□未満では、セルフヒーリング不良を発生し絶縁抵抗が悪化するなど本来のコンデンサ特性が得られないことがある。また、30Ω/□を越えると直列等価抵抗が増大し、誘電正接(tanδ)が悪化することがある。膜抵抗を上記範囲にするには、金属層の厚みの制御および金属種の選定をすることで可能である。   The film resistance of the metal layer is preferably in the range of 0.5 to 50Ω / □, more preferably 1.5 to 40Ω / □, and further preferably 3 to 30Ω / □. If the film resistance is less than 0.5Ω / □, the original capacitor characteristics may not be obtained, for example, a self-healing failure occurs and the insulation resistance deteriorates. On the other hand, if it exceeds 30Ω / □, the series equivalent resistance may increase and the dielectric loss tangent (tan δ) may deteriorate. The film resistance can be controlled within the above range by controlling the thickness of the metal layer and selecting the metal species.

本発明の金属化フィルムには、該金属化フィルムの金属層側の表面に0.02〜0.2μg/cmのシリコーンオイル層もしくはフッ素オイル層が形成されていることが必要である。本発明にかかるシリコーンオイルもしくはフッ素オイルは、金属層を覆い金属層を水分から保護する役割を持つ。特に限定されないが、パーフロロアルキルポリエーテル類、ジメチルポリシロキサン類、メチルフェニルシリコーン類が好ましく例示される。 The metallized film of the present invention needs to have a 0.02-0.2 μg / cm 2 silicone oil layer or fluorine oil layer formed on the surface of the metallized film on the metal layer side. The silicone oil or fluorine oil according to the present invention has a role of covering the metal layer and protecting the metal layer from moisture. Although not particularly limited, preferred examples include perfluoroalkyl polyethers, dimethylpolysiloxanes, and methylphenyl silicones.

シリコーンオイルとしては、ジメチルポリシロキサンまたはメチルフェニルシリコーンオイルが好ましく、メチルフェニルジメチルポリシロキサンが耐湿性の観点から特に好ましい。有機変性シリコーンオイルとして、アルキル変性シリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル、アルコール変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル、カルボキシル変性シリコーンオイルなども好ましく使用できる。   As the silicone oil, dimethylpolysiloxane or methylphenylsilicone oil is preferable, and methylphenyldimethylpolysiloxane is particularly preferable from the viewpoint of moisture resistance. As the organic-modified silicone oil, alkyl-modified silicone oil, fluorine-modified silicone oil, alcohol-modified silicone oil, epoxy-modified silicone oil, carboxyl-modified silicone oil and the like can be preferably used.

また、このシリコーンオイル層もしくはフッ素オイル層の厚みは、好ましくは0.02〜0.2μg/cm、より好ましくは0.03〜0.1μg/cmである。0.02μg/cmより小さいと耐湿性が顕著に発揮されず、0.2μg/cm以上であるとコンデンサの素子巻き性が悪化することがある。 The thickness of the silicone oil layer or fluorine oil layer is preferably 0.02 to 0.2 μg / cm 2 , more preferably 0.03 to 0.1 μg / cm 2 . If it is less than 0.02 μg / cm 2 , the moisture resistance is not exhibited remarkably, and if it is 0.2 μg / cm 2 or more, the element winding property of the capacitor may deteriorate.

本発明において、シリコーンオイル層もしくはフッ素オイル層(以下、オイル層と称する)をフィルムに付着せしめる方法は特に限定されないが、例えば、有機溶媒で希釈してスリットダイコーターで塗布した後に溶媒分を蒸散させて付着させる方法、真空中において加熱して蒸散するものであれば、点状もしくは細いスリット状のノズルから加熱した物質を蒸散・噴霧する方法などを使用することができる。後者の方法は、例えば、真空蒸着法で金属層を形成する場合、真空蒸着機内にオイル層形成工程を設けられるため生産性が良い利点があり、かつ均一性の高いオイル層形成ができて好ましい。   In the present invention, the method for adhering a silicone oil layer or a fluorine oil layer (hereinafter referred to as an oil layer) to the film is not particularly limited. For example, the solvent component is evaporated after being diluted with an organic solvent and applied with a slit die coater. For example, a method of evaporating and spraying a heated substance from a dot-like or fine slit-like nozzle can be used as long as it is vaporized by heating in a vacuum. The latter method is preferable because, for example, when a metal layer is formed by vacuum vapor deposition, an oil layer formation step is provided in the vacuum vapor deposition machine, so that there is an advantage of good productivity and an oil layer can be formed with high uniformity. .

本発明の金属化フィルムは、該金属化フィルムの金属層側の表面のぬれ指数が33〜50mN/mである必要があり、かつ、本発明の金属化フィルムは、該金属化フィルムの金属層側の反対側の面のぬれ指数が33〜45mN/mである必要がある。   In the metallized film of the present invention, the wettability index of the metal layer side surface of the metallized film needs to be 33 to 50 mN / m, and the metallized film of the present invention is a metal layer of the metallized film. It is necessary that the wetting index of the opposite surface is 33 to 45 mN / m.

本来、蒸着金属層の表面の表面活性、すなわちぬれ指数は高く、アルミニウムにおいては54mN/m以上の値となる。これに上述で例示したようなシリコーンオイル層もしくはフッ素オイル層を形成することで、一般的にぬれ指数は下がり、一部の撥水性の高い種類のフッ素オイルを用いれば22以下になることもある。   Originally, the surface activity of the surface of the deposited metal layer, that is, the wetting index is high, and in aluminum, the value is 54 mN / m or more. By forming a silicone oil layer or a fluorine oil layer as exemplified above on this, the wetting index generally decreases, and may be 22 or less if some types of fluorine oil with high water repellency are used. .

これらのオイルをオイル層として形成し、かつ金属側の表面のぬれ指数を本願の範囲とするにはもとよりOH基やCOOH基やC=O結合その他の極性基を多く含む高分子をオイル層の材料として選択するか、オイル層を形成した後にプラズマ放電処理を行って表面を活性化し極性基を導入する方法、あるいは大気中、もしくは酸素か窒素雰囲気中でコロナ処理を行い、同様に極性基を導入する方法があげられる。   In order to form these oils as an oil layer, and to make the wetting index of the surface on the metal side within the scope of the present application, a polymer containing many OH groups, COOH groups, C═O bonds and other polar groups is included in the oil layer. Either select the material, or after forming the oil layer, perform plasma discharge treatment to activate the surface and introduce polar groups, or perform corona treatment in the air or in an oxygen or nitrogen atmosphere. The method to introduce is mention | raise | lifted.

真空蒸機内で金属層を、次いでオイル層を形成する場合は、真空蒸着機内でプラズマ放電処理をするのが生産効率上最も好ましい。この場合オイル層の材料としては、膜状に形成した際にぬれ指数が25〜33mN/mのものを選択するのが好ましい。
該金属化フィルムの金属層側の表面のぬれ指数はより好ましくは33〜45mN/mであり、さらに好ましくは34〜40mN/mのであることが、耐湿性を向上させるために好ましい。
In the case of forming a metal layer and then an oil layer in a vacuum evaporator, it is most preferable in terms of production efficiency to perform plasma discharge treatment in a vacuum vapor deposition machine. In this case, as the material for the oil layer, it is preferable to select a material having a wetting index of 25 to 33 mN / m when formed into a film.
In order to improve moisture resistance, the wetting index of the surface of the metallized film on the metal layer side is more preferably 33 to 45 mN / m, and further preferably 34 to 40 mN / m.

本発明の金属化フィルムの金属層側の反対側の面について、未処理のポリプロピレンフィルムの濡れ指数は30〜32mN/mであり、これを本願の範囲とするためには既知の表面活性化の手段が適用できる。もっとも一般的には大気中、もしくは酸素または窒素雰囲気中でコロナ処理を行うことであるが、蒸着前のポリプロピレンフィルムの両面にコロナ処理を行うと、巻き上げた際に互いにブロッキングする懸念がある。好ましい手段としては、真空蒸着の際に、真空中でプラズマ放電処理を行って表面を活性化し極性基を導入する方法、あるいは金属層を形成した後に、大気中、もしくは酸素か窒素雰囲気中でコロナ処理を行う方法があげられる。   For the surface opposite the metal layer side of the metallized film of the present invention, the wet index of the untreated polypropylene film is 30-32 mN / m, and in order to make this within the scope of the present application Means can be applied. Most commonly, the corona treatment is performed in air or in an oxygen or nitrogen atmosphere. However, if corona treatment is performed on both sides of the polypropylene film before vapor deposition, there is a concern of blocking each other when wound up. As a preferable means, during vacuum deposition, plasma discharge treatment is performed in vacuum to activate the surface and introduce polar groups, or after forming a metal layer, corona in the atmosphere or in an oxygen or nitrogen atmosphere. There is a method for performing the processing.

本発明の金属化フィルムの金属層側の反対側の面のぬれ指数は、より好ましくは34〜40mN/mであり、さらに好ましくは34〜37mN/mであることが、上述の層間密着性を向上させ、ひいては耐湿性を向上させるために好ましい。   The wetting index of the surface opposite to the metal layer side of the metallized film of the present invention is more preferably 34 to 40 mN / m, and even more preferably 34 to 37 mN / m. It is preferable in order to improve and thus improve moisture resistance.

本発明の金属化フィルムは、帯電量が−15〜+15Vの範囲である必要がある。帯電量をこの範囲にすることにより、素子巻きの際のハンドリング性が向上するとともに、プレスや熱処理の際にフィルムが帯電により固着せずにある程度微細に自由に動く(スリップする)ことで、結果としてコンデンサ素子に内在するシワやすき間を低減することができ、上述のような微細な空隙からの水分の侵入を防ぎ、耐湿性を向上させることができる。   The metallized film of the present invention needs to have a charge amount in the range of −15 to + 15V. By setting the amount of charge within this range, the handling performance when winding the element is improved, and the film moves freely (slips) to some extent without being stuck due to charging during press or heat treatment, resulting in a result. As a result, it is possible to reduce wrinkles and gaps inherent in the capacitor element, prevent moisture from entering from the fine gaps as described above, and improve moisture resistance.

次に、本発明の金属化フィルムの製造方法の一態様を以下に記載するが、本発明はこれに限定されるものではない。   Next, although one aspect | mode of the manufacturing method of the metallized film of this invention is described below, this invention is not limited to this.

ポリプロピレンフィルムを真空蒸着機内の巻出軸から巻出して、冷却ドラムへ導く。高分子フィルムを冷却ドラム上で冷却しながら、蒸着源から誘導加熱法もしくは抵抗加熱法、電子ビーム法などにより加熱・溶融させ、飛来した金属を蒸着する。冷却ドラムの後に、細いスリット状のノズルを設けた容器を配置し、その中にオイル層となる物質を加熱し、蒸散、噴霧させる。このノズルを高分子フィルムに向けることで、表面にオイル層が形成される。   The polypropylene film is unwound from the unwinding shaft in the vacuum vapor deposition machine and guided to the cooling drum. While the polymer film is cooled on a cooling drum, it is heated and melted from an evaporation source by an induction heating method, a resistance heating method, an electron beam method, etc., and the flying metal is deposited. After the cooling drum, a container provided with a thin slit-shaped nozzle is arranged, and a substance that becomes an oil layer is heated, evaporated, and sprayed therein. By directing this nozzle toward the polymer film, an oil layer is formed on the surface.

引き続き、真空中にて金属層側および反対面側に同時にプラズマ放電処理を行う。プラズマ放電電極は可能な限り同じ形状・構造のものを、通過するフィルムに対しはさみこむように対向して配置することが重要である。これにより、プラズマ放電処理時の電荷分布が正・負どちらかに偏るのを防ぐことができ、フィルムの帯電量を本願の範囲にコントロールできる。   Subsequently, plasma discharge treatment is simultaneously performed on the metal layer side and the opposite surface side in a vacuum. It is important that the plasma discharge electrodes have the same shape and structure as possible so as to face each other so as to be sandwiched between the passing films. Thereby, it is possible to prevent the charge distribution during the plasma discharge treatment from being biased to either positive or negative, and the charge amount of the film can be controlled within the range of the present application.

これを蒸着機の巻取軸で巻き取り中間製品とする。中間製品は、所定の幅にスリットしリール状のフィルムを得る。
プラズマ放電処理においては、局部的に電極周辺にガスを導入する。用いられるガスの種類は特に限定されないが、例えば、O2、Ar、CO、CO2などが挙げられる。特に好ましくはO2やAr、あるいはこれらの1種以上を含む混合ガスである。
この場合、処理電力密度を5W・min/(m・片面)以上にすることが、フィルムの特性を本願の範囲に制御するために好ましく、金属層面およびその反対面の処理電力密度は同じにするのが好ましい。より好ましくは、10〜30W・min/(m・片面)である。
This is the intermediate product wound by the winding shaft of the vapor deposition machine. The intermediate product is slit to a predetermined width to obtain a reel-like film.
In the plasma discharge treatment, a gas is locally introduced around the electrode. Although the kind of gas used is not specifically limited, For example, O2, Ar, CO, CO2 etc. are mentioned. Particularly preferred is O 2, Ar, or a mixed gas containing one or more of these.
In this case, it is preferable that the processing power density is 5 W · min / (m 2 · single side) or more in order to control the film characteristics within the scope of the present application, and the processing power density on the metal layer surface and the opposite surface is the same. It is preferable to do this. More preferably, it is 10-30W * min / (m < 2 > * single side | surface).

また、プラズマ放電電極には、銅かチタン、アルミ、あるいはステンレス電極を使用するのが好ましい。また、本発明の範囲に特性を制御するためには、プラズマ放電電源はパルスDC電源を用いるのが好ましく、周波数を200〜500kHzにすることが好ましい。   Further, it is preferable to use a copper, titanium, aluminum, or stainless steel electrode for the plasma discharge electrode. In order to control the characteristics within the range of the present invention, the plasma discharge power source is preferably a pulsed DC power source, and the frequency is preferably 200 to 500 kHz.

このようにして得られた金属化フィルムはコンデンサ用フィルムとして好ましく用いることが出来、公知の方法で積層もしくは巻回してコンデンサを得ることができる。   The metallized film thus obtained can be preferably used as a capacitor film, and can be laminated or wound by a known method to obtain a capacitor.

例えば、巻回型フィルムコンデンサの場合を例示する。上述のフィルムに金属層を形成する工程において、長手方向に走るマージン部を有するストライプ状に蒸着する。次に、表面の各蒸着部の中央と各マージン部の中央に刃を入れてスリットし、左側もしくは右側にマージンを有するテープ状の巻取リールにする。得られたリールのうち、左側にマージンを有するフィルムと、右側にマージンを有するフィルム各1本ずつを、幅方向に非マージン側のフィルム端面がマージン側のフィルム端面からはみ出すように2枚を少しずらして重ね合わせて巻回し、巻回体を得る。この巻回体から芯材を抜いてプレスし、両端面にメタリコンを溶射して外部電極とし、メタリコンにリード線を溶接して巻回型コンデンサ素子を得ることができる。
[物性の測定方法並びに効果の評価方法]
(1)オイル量
蛍光X線分析装置 理学電機工業製ZSX Primus IIを用い、試料を3cm角程度に裁断し、蛍光X線分析法にて、測定雰囲気真空中、測定スポット径φ30mmにて測定を行った。
For example, the case of a wound film capacitor is illustrated. In the step of forming the metal layer on the above-described film, the metal layer is deposited in a stripe shape having a margin portion running in the longitudinal direction. Next, a blade is put in the center of each vapor deposition part on the surface and the center of each margin part and slit to form a tape-shaped take-up reel having a margin on the left or right side. Of the obtained reels, a little of the film with a margin on the left side and one film with a margin on the right side are slightly placed so that the film end surface on the non-margin side protrudes from the film end surface on the margin side in the width direction. Shift and superimpose and wind to obtain a wound body. The core material is removed from the wound body and pressed, and the metallicon is sprayed on both end faces to form external electrodes, and a lead wire is welded to the metallicon to obtain a wound capacitor element.
[Methods for measuring physical properties and methods for evaluating effects]
(1) Oil quantity Fluorescent X-ray analyzer Using a ZSX Primus II manufactured by Rigaku Denki Kogyo, the sample is cut to about 3 cm square, and measured by fluorescent X-ray analysis in a measurement atmosphere vacuum at a measurement spot diameter of 30 mm. went.

(2)ぬれ指数
JIS K−6768(1999)に従い測定した。
(2) Wetting index It measured according to JIS K-6768 (1999).

(3)帯電量
川口電機製作所製 表面電位計 S−211を用い、接地したアルミニウム板の上に金属化フィルムを金属層面側が下になるように、シワなどのないように置き、帯電量を測定した。
(3) Charge amount Using a surface potential meter S-211, manufactured by Kawaguchi Electric Mfg., Place the metallized film on a grounded aluminum plate with the metal layer side facing down, and measure the charge amount. did.

(4)金属層厚み
金属層の表面より、アルゴンイオンにより下記条件でエッチングを行いながらESCA分析を実施し、深さ方向の元素組成プロファイルを得る。金属元素が50%以下となる点を界面として、表面から界面までの距離(深さ)を金属層厚みとする。事前にエッチング速度をSiOを同条件で処理して形状測定機でエッチング量を測定することで測定しておき、このSiOのエッチング速度から、エッチング量を換算した。
イオン種:アルゴン
イオンビーム強度:3kV、10mA。
(4) Metal layer thickness ESCA analysis is performed from the surface of the metal layer while etching with argon ions under the following conditions to obtain an elemental composition profile in the depth direction. The point where the metal element is 50% or less is defined as the interface, and the distance (depth) from the surface to the interface is defined as the metal layer thickness. The etching rate was measured in advance by treating SiO 2 under the same conditions and measuring the etching amount with a shape measuring machine, and the etching amount was converted from the etching rate of SiO 2 .
Ion species: Argon ion beam intensity: 3 kV, 10 mA.

(5)金属化フィルムの総厚み
JIS C 2151に従い、10枚重ねの金属化フィルムの厚みを電子マイクロメータで測定し、5点平均した平均値を金属化フィルム枚数(10)で除して金属化フィルム厚みとした。
(5) Total thickness of metallized film According to JIS C 2151, the thickness of 10 metallized films was measured with an electronic micrometer, and the average of 5 points was divided by the number of metallized films (10). It was set as the film thickness.

(6)アルミニウム比率
金属化フィルムサンプル9cmを希硝酸で溶解した後、20mlに定溶し、この定溶液をICP発光分光分析法により各金属の組成を定量する。ICP発光分光分析装置はセイコー電子工業製SPS1200VRを用いた。
(6) Aluminum ratio After 9 cm 2 of the metallized film sample was dissolved in dilute nitric acid, it was dissolved in 20 ml, and the composition of each metal was determined by ICP emission spectroscopic analysis. As an ICP emission spectroscopic analyzer, SPS1200VR manufactured by Seiko Denshi Kogyo was used.

(7)膜抵抗
4端子法により、100mmの電極間の金属膜の抵抗を測定し、測定値を測定幅と電極間距離で除し、幅10mm、電極間距離10mm当たりの膜抵抗を算出した。単位はΩ/□と表示する。
(7) Membrane resistance The resistance of a metal film between 100 mm electrodes was measured by a four-terminal method, and the measured value was divided by the measurement width and the distance between the electrodes to calculate the membrane resistance per 10 mm width and 10 mm distance between the electrodes. . The unit is displayed as Ω / □.

(8)耐湿性
得られた金属化フィルムを下記の条件で素子巻きし、フィルムコンデンサを得た。無外装のまま、95℃×85%RHの雰囲気下で、100V/μmの直流電圧を印加し、高温高湿ライフ試験を実施した。サンプル数10個の平均にて、0時間の静電容量を100%とし、1000時間後の精電容量保持率が90%以上を良好、90%未満を不良とした。
静電容量:1μF
プレス温度、圧力、時間:120℃、30kg/cm、10分
メタリコン材料:帝国メタル工業製TM801CN。
(8) Moisture resistance The obtained metallized film was wound around the following conditions to obtain a film capacitor. A high-temperature and high-humidity life test was performed by applying a DC voltage of 100 V / μm in an atmosphere of 95 ° C. × 85% RH with no exterior. In the average of 10 samples, the electrostatic capacity at 0 hour was defined as 100%, and the retention capacity of the electrostatic capacity after 1000 hours was determined as 90% or more as good and less than 90% as defective.
Capacitance: 1μF
Press temperature, pressure, time: 120 ° C., 30 kg / cm 2 , 10 minutes Metallicon material: Teikoku Metal Industry TM801CN.

以下、本発明を実施例に基づき詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples.

[実施例1]
厚さ3.0μmのポリプロピレンフィルム(東レ(株)製“トレファン(登録商標)”#3E−Q273)の上に、真空蒸着法によってライン速度400m/minで連続的にアルミニウムを膜抵抗10Ω/□になるように蒸着した。次いで同じ面(金属蒸着面)に、フェニルメチルジメチルポリシロキサンオイル(東レダウコーニングシリコーン製SH702)を加熱蒸着した。続けて両面にプラズマ電極を上下均等に配置し、O2ガスを微量供給しながらパルスDC電源を用いて250kHz、4kWのプラズマ放電を発生して両面にプラズマ放電処理を施し(処理電力密度 E=8W・min/(m・片面))、これを巻取軸で巻き取りアルミニウム蒸着フィルムを得た。ここで、オイル付着量を0.05μg/cmとなるようにオイルの蒸着量を制御した。上述の耐湿性評価を行ったところ、静電容量保持率は98%と耐湿性は良好であった。結果を表1に示す。
[Example 1]
On a polypropylene film having a thickness of 3.0 μm (“Torphan (registered trademark)” # 3E-Q273 manufactured by Toray Industries, Inc.), a film having a film resistance of 10Ω / cm is continuously formed by vacuum deposition at a line speed of 400 m / min. Vapor deposition was performed so that □ Next, phenylmethyldimethylpolysiloxane oil (SH702 made by Toray Dow Corning Silicone) was heat-deposited on the same surface (metal deposition surface). Subsequently, plasma electrodes are arranged evenly on both sides, and a plasma discharge treatment is performed on both sides by generating a 250 kHz, 4 kW plasma discharge using a pulsed DC power supply while supplying a small amount of O2 gas (processing power density E = 8 W). * Min / (m < 2 > * single side)), this was wound up by the winding shaft and the aluminum vapor deposition film was obtained. Here, the amount of oil deposited was controlled so that the amount of oil adhesion was 0.05 μg / cm 2 . When the above-mentioned moisture resistance evaluation was performed, the capacitance retention was 98% and the moisture resistance was good. The results are shown in Table 1.

[実施例2]
処理電力を調整し、処理電力密度を4W・min/(m・片面)にする以外は実施例1と同様にしてアルミニウム蒸着フィルムを得た。実施例1と同様の耐湿性評価を行ったところ、静電容量保持率は95%と耐湿性は良好であった。結果を表1に示す。
[Example 2]
An aluminum vapor-deposited film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the treatment power was adjusted and the treatment power density was 4 W · min / (m 2 · single side). When the same moisture resistance evaluation as that of Example 1 was performed, the capacitance retention was 95% and the moisture resistance was good. The results are shown in Table 1.

[比較例1]
プラズマ放電処理を金属層面のみにし、処理電力密度を20W・min/(m・片面)にする以外は実施例1と同様にしてアルミニウム蒸着フィルムを得た。実施例1と同様の耐湿性評価を行ったところ、静電容量保持率は80%と耐湿性は不良であった。結果を表1に示す。
[Comparative Example 1]
An aluminum vapor-deposited film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the plasma discharge treatment was performed only on the metal layer surface and the treatment power density was 20 W · min / (m 2 · single surface). When the same moisture resistance evaluation as that of Example 1 was performed, the capacitance retention was 80% and the moisture resistance was poor. The results are shown in Table 1.

[比較例2]
金属蒸着面に、フェニルメチルジメチルポリシロキサンオイルを形成させない以外は実施例1と同様にしてアルミニウム蒸着フィルムを得た。実施例1と同様の耐湿性評価を行ったところ、静電容量保持率は65%と耐湿性は良好であった。結果を表1に示す。
[Comparative Example 2]
An aluminum vapor deposition film was obtained in the same manner as in Example 1 except that phenylmethyldimethylpolysiloxane oil was not formed on the metal vapor deposition surface. When the same moisture resistance evaluation as that of Example 1 was performed, the capacitance retention was 65% and the moisture resistance was good. The results are shown in Table 1.

[比較例3]
プラズマ放電処理の金属層面側と反対面側を別系統の電源を接続し、金属層面側の処理電力密度を8W・min/(m・片面)、反対面側の処理電力密度を20W・min/(m・片面)にする以外は実施例1と同様にしてアルミニウム蒸着フィルムを得た。実施例1と同様の耐湿性評価を行ったところ、静電容量保持率は70%と耐湿性は良好であった。結果を表1に示す。
[Comparative Example 3]
A power source of a different system is connected to the surface opposite to the metal layer surface side of the plasma discharge processing, the processing power density on the metal layer surface side is 8 W · min / (m 2 · single side), and the processing power density on the opposite surface side is 20 W · min. An aluminum vapor-deposited film was obtained in the same manner as in Example 1 except that it was changed to / (m 2 · single side). When the same moisture resistance evaluation as that of Example 1 was performed, the capacitance retention was 70% and the moisture resistance was good. The results are shown in Table 1.

Figure 2018157055
Figure 2018157055

本発明で得られるコンデンサは、自動車や電車の電装用及びエンジン、モーターの制御用やインバータ平滑コンデンサ、照明用などに好適に用いられる。   The capacitor obtained by the present invention is suitably used for electrical equipment for automobiles and trains and for controlling engines, motors, inverter smoothing capacitors, lighting, and the like.

Claims (4)

フィルムコンデンサの誘電体として用いられるポリプロピレンフィルムの片面に、金属層を形成してなる金属化フィルムであって、該金属層の表面に0.02〜0.2μg/cmのシリコーンオイル層もしくはフッ素オイル層が形成されており、かつぬれ指数が33〜50mN/mであり、ポリプロピレンフィルムの金属層と反対側の面のぬれ指数が33〜45mN/mであり、帯電量が−15〜+15Vの範囲であるコンデンサ用金属化フィルム。 A metallized film formed by forming a metal layer on one side of a polypropylene film used as a dielectric of a film capacitor, wherein a 0.02 to 0.2 μg / cm 2 silicone oil layer or fluorine is formed on the surface of the metal layer An oil layer is formed, the wetting index is 33 to 50 mN / m, the wetting index on the side opposite to the metal layer of the polypropylene film is 33 to 45 mN / m, and the charge amount is −15 to +15 V Range of metallized film for capacitors. 金属層の厚みが1〜100nmであり、金属化フィルムの厚みが0.5〜20μmであることを特徴とする請求項1に記載のコンデンサ用金属化フィルム。   2. The metallized film for a capacitor according to claim 1, wherein the metal layer has a thickness of 1 to 100 nm and the metallized film has a thickness of 0.5 to 20 μm. 金属層が該金属層100質量%に対してアルミニウムを90質量%以上含むことを特徴とする請求項1または2に記載のコンデンサ用金属化フィルム。   The metallized film for a capacitor according to claim 1 or 2, wherein the metal layer contains 90% by mass or more of aluminum with respect to 100% by mass of the metal layer. 請求項1〜3のいずれかに記載のコンデンサ用金属化フィルムを用いてなるコンデンサ。   The capacitor | condenser formed using the metallized film for capacitors in any one of Claims 1-3.
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