JPH0216567B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、コンデンサの製造法に関し、特に温
度上昇下に於ても誘電損失率及び誘電正接の増加
及び蓄電効率の低下を伴わないプラスチツクコン
デンサの製造法に関するものである。 コンデンサは、一定の容量に出来るだけ多くの
静電エネルギーを蓄積出来るよう設計された回路
素子であるか、コンデンサの基本的性能は、静電
的に貯えられた電気エネルギーを極めて短時間に
動電的電気エネルギーに変えることができ、また
その逆に瞬間的に電気エネルギーとして損失なく
貯え得る能力を併せもつことである。即ち、電気
エネルギーの授受が低損失で行い得ることが必要
である。更にその他の特性としては、静電容量、
耐電圧、絶縁抵抗及び誘電正接等が対象となり、
実用に際してはこれらの特性の温度、印加電圧あ
るいは周波数による変化を勘案して、使用目的に
適した品種を選定することになる。 前記の特性をもつたコンデンサを構成する誘電
材料としては、種々のものがあり、その中にはポ
リスチレン、ポリエチレン、ポリ弗化エチレン、
ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネー
ト、ポリプロピレン、三酢酸セルロース等のプラ
スチツクフイルムを利用したものが知られてい
る。 これらのプラスチツクフイルムは、ガラス転移
点以下の温度では、誘電正接及び誘電損失率が小
さく、薄膜化も可能であるためコンデンサ加工が
容易であること、耐湿性に優れていること、耐電
圧に優れていること等の長所があることから最近
ではこのプラスチツクコンデンサが主流を占める
に到つている。 しかしこれらのプラスチツクコンデンサもプラ
スチツクのガラス転移点以上の温度条件下で使用
すると誘電正接及び誘電損失率が著しく増大して
蓄電効率の低下が起り、コンデンサとしての性能
に欠けるという問題がある。プラスチツクコンデ
ンサにこのような欠点があるには、プラスチツク
フイルムにはプラスチツクの重合時に使用される
触媒例えばナトリウム、カルシウム、アルミニウ
ム、塩素等がイオン化した状態で数十〜数百ppm
含まれており、プラスチツクコンデンサが高温下
で使用された場合、該イオン化不純物がフイルム
層中を移動し易い状態となり、フイルム表面に蓄
電されている反対電荷に引き寄せられ電荷的に放
電中和され、そのためには表面に蓄電されている
電荷は放電中和された分だけ減少することになる
からである。 このような蓄電効率の低下現象は、温度が上昇
するに伴つて顕著に表われる。従つてプラスチツ
クフイルム層中に含まれるこれらの不純物を予め
除去できれば、このような欠点も解消できるので
はないかと考えられるが、実際にはプラスチツク
フイルム層中からこれらの不純物を除去すること
は至難とされていた。 そこで本発明者は、プラスチツクフイルム層中
からイオン化不純物を除去する方法がないかと鋭
意研究を行つた結果、プラスチツクフイルムをコ
ンデンサとして使用する前に予め、イオン化した
不純物をフイルム表面に移行し放電析出せしめれ
ば除去できるのではないかと考えた。そこで移行
し放電析出せしめ中和させる方法について種々の
検討を重ねた結果、プラスチツクフイルムに予め
特定の温度条件下で静電場を印加すると、層中の
イオン化不純物を表面に移行し放電析出させ中和
し得、その結果、誘電損失率および誘電正接を著
しく低下せしめうることを見出し本発明の完成と
なつたものである。 而して本発明の特徴は、プラスチツクフイルム
と電極箔又は金属蒸着プラスチツクフイルムを巻
込んだプラスチツクコンデンサに於て、プラスチ
ツクフイルムを予め、融点のあるものはガラス転
移点と融点との間で、融点のないものはガラス転
移点と流動性発生点との間の温度範囲は500ｍ
Ｖ／cm以上の静電場を印加処理することにある。 前記構成の発明によれば、イオン化不純物がプ
ラスチツクフイルム表面に移行し放電析出した状
態は、フイルムの表面に銀を蒸着した状態で静電
場を印加し、蒸着した銀を水銀でアマルガムにし
たのち、これをプラスチツクフイルム表面から取
り出し、所謂発光分析法あるいいは原子吸光分析
法によつて確認することができる。この分析法に
よれば、静電場を印加処理する前のプラスチツク
フイルム電極からは、前記した不純物が検出され
ないのに対し、前記条件下で静電場を印加処理し
た後のプラスチツクフイルム電極からは、不純物
が検出されるという事実により確認することが可
能である。 而して本発明のプラスチツクコンデンサーに使
用するプラスチツクフイルムは、ポリスチレン、
ポリエチレン、ポリ４弗化エチレン、ポリ弗化ビ
ニル、ポリ弗化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポ
リ塩化ビニリデン、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリオ
キシメチレン、ポリアクリロニトリル、エポキシ
樹脂、フエノール樹脂、アルキド樹脂、ユリア樹
脂、メラミン樹脂、ポリアクリルアミド、ポリエ
チレンイミン、ポリエーテル三酢酸セルロース、
ナイロン、スチレン−メチルスチレン共重合体そ
の他の共重合体等が対象として挙げられる。 前記プラスチツクフイルムに静電場を印加する
には、プラスチツクフイルムの両面を電極で挾み
印加する方法、プラスチツクを対ロールに通し、
フイルム化する延伸法に於て該対ロールを電極と
しておき、フイルム化と同時に静電場を印加する
方法、あるいはプラスチツクコンデンサーに構成
した状態で静電場を印加する方法等が考えられる
がそのいずれであつてもよい。 前記のいずれの静電場印加方法でも、印加はプ
ラスチツクフイルムに融点のあるものに於ては、
ガラス転移点と融点との間で融点のないものは、
ガラス転移点と流動変形発生点との間の温度範囲
で印加することが必要である。因みにガラス転移
点以下の温度条件で印加しても不純物の移行が少
なく、又、融点以上乃至流動変形発生点以上の温
度条件下ではフイルムとしてお形態を失うことと
なるからこの範囲での印加処理は避けるべきであ
る。 次に、印加する静電場の大きさは、不純物を効
果的に移行し電極で放電析出せしめ、且つ所謂絶
縁破壊を防ぐ意味からは100V／cm〜1MV／cmの
範囲で印加するのが望ましい。 なお、印加する際の具体的な静電場の大きさ、
温度範囲及び印加時間は、使用するプラスチツク
フイルムの種類及び得られたコンデンサの用途と
の関連に於て適宜最適条件を選定することにな
る。 このうち殊に静電場を印加する際の温度範囲は
プラスチツクコンデンサが使用される際の温度よ
りも高いところで印加処理するのが、使用温度が
上昇しても蓄電効率を低下させないためにも望ま
しいことである。 かくして得られる本発明のプラスチツクコンデ
ンサは、予めフイルム中のイオン化不純物をフイ
ルム表面に移行し放電析出させ中和させることが
できているため、高温下で使用しても誘電損失率
及び誘電正接は増大することがなく、従つて蓄電
効率が低下することもなく、又、経時的にも前記
効果が低下するということもなく理想的なコンデ
ンサにすることができるものである。 以下実施例を挙げて、具体的に説明するが、本
発明はこれらの実施例にのみ限定されるものでな
いことは勿論である。 実施例 １ 厚さ30μｍ、面積が30cm²のポリ弗化ビニリデン
フイルムの両面をステンレスの電極で挾み、160
℃の恒温槽内で100KV／cmの静電場を２分間印
加処理した。この印加処理後のフイルムの160℃
における誘電率、誘電損失率及び誘電正接を周波
数6.25Hz、25Hz、100Hz、400Hz、1600Hz、で各々
測定したところ表−１に示すデータが得られた。

【表】 実施例 ２ 厚さが30μｍ、面積が30cm²のポリオキシメチレ
ンフイルムの両面をステンレスの電極で挾み120
℃の恒温槽内で100KV／cmの静電場を２分間印
加処理した。この印加処理後のフイルムの120℃
における誘電率、誘電損失率及び誘電正接を周波
数100Hzで測定したところ表−２に示すデータが
得られた。 実施例 ３ ポリオキシメチレンに代え、ポリ弗化ビニリデ
ンを使用した以外は実施例２と全く同じ方法で静
電場を印加処理した。この印加処理後のフイルム
の120℃における誘電率、誘電損失率及び誘電正
接を周波数100Hzで測定したところ表−２に示す
データが得られた。 実施例 ４ ポリオキシメチレンに代え、ポリ弗化ビニルを
使用した以外は実施例２と全く同じ方法で静電場
を印加処理した。この印加処理後のフイルムの
120℃における誘電率、誘電損失率及び誘電正接
を周波数100Hzで測定したところ表−２に示すデ
ータが得られた。 実施例 ５ ポリオキシメチレンに代え、ポリ塩化ビニルを
使用し静電場印加温度を100℃とした以外は実施
例２と同じ方法で静電場を印加処理した。この印
加処理後のフイルムの100℃における誘電率、誘
電損失率及び誘電正接を周波数100Hzで測定した
ところ表−２に示すデータが得られた。 実施例 ６ ポリオキシメチレンに代え、ナイロン−６を使
用し、印加温度を90℃とした以外は実施例２と同
じ方法で静電場を印加処理した。この印加処理後
のフイルムの90℃における誘電率、誘電損失率及
び誘電正接を周波数100Hzで測定したところ表−
２に示すデータが得られた。

【表】 表−１及び表−２のデータからも明らかなよう
に、プラスチツクフイルムに予め静電場を印加処
理したときの各プラスチツクコンデンサの誘電率
はあまり低下せず、誘電損失率及び誘電正接の小
さいものが得られた。 また、本発明によつて得られるプラスチツクコ
ンデンサは、不純物イオンが除去されているた
め、プラスチツクの絶縁破壊電圧が著しく向上
し、高電圧下での使用に耐えるコンデンサが得ら
れた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ プラスチツクフイルムと電極箔又は金属蒸着
   プラスチツクフイルムを巻込んだプラスチツクコ
   ンデンサに於て、プラスチツクフイルムに予め、
   融点のあるものはガラス転移点と融点との間で、
   融点のないものはガラス転移点と流動変形発生点
   との間の温度範囲で100V／cm〜1MV／cmの静電
   場を印加処理することを特徴とするプラスチツク
   コンデンサの製造法。