JPH0370111A - 巻込み型コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、コンデンサ、特に、巻込み型のコンデンサに
関する。

〔従来の技術〕

巻込み型コンデンサとして、金属蒸着された樹脂フィル
ムを所定の硬さに巻き込んだ素子に、絶縁油を含浸させ
たものが提案されている。このような巻込み型コンデン
サの電気特性は、金属蒸着フィルムに含浸された含浸剤
の種類や含浸量により左右される。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の巻込み型コンデンサでは、金属蒸着された樹脂フ
ィルムの巻き硬度が高くなると、コンデンサ本体の面形
状によるデッドスペースが発生し、著しく含浸剤の含浸
性が低下するという問題があった。

この場合、樹脂フィルムの巻き硬度を８７〜９２″ショ
ア程度に規制することにより、含浸不良を防ぐことは可
能である。しかし、巻き硬度を規制すると、巻き込まれ
た樹脂フィルムがズレを起こして変形しやすい。また、
メタリコン時に、コンデンサ本体内に金属粒子が侵入し
やすいため、コンデンサの電気特性が狂いやすい。

本発明の目的は、成形性、形状安定性及び電気特性に対
する信頼性が改善された巻込み型コンデンサを提供する
ことにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の巻込み型コンデンサは、少なくとも片面に金属
薄膜層備えたポリプロピレン系フィルムを巻き硬度９２
〜９７″シリアの範囲内で巻き込みかつこれに含浸剤を
含浸してなるコンデンサ本体と、コンデンサ本体に設け
られた端子とを備えている。そして、ポリプロピレン系
フィルムは粗面を有し、この粗面ば高さ０．４μｍ以上
で密度７個／　ｍ　ｍ以上の独立した粒状突起を有して
いる。

＊＊＊＊＊＊＊ 本発明に用いられるポリプロピレン系樹脂としては、た
とえばアイソタクチックポリプロピレン、エチレン−プ
ロピレン共重合体、ブテン−プロピレン共重合体、エチ
レン−ブテン−プロピレン共重合体等が挙げられる。前
記ポリプロピレン系共重合体樹脂は、ランダム共重合体
、ブロック共重合体のいずれの共重合体が用いられても
よい。

前記ポリプロピレン系樹脂は、それぞれ単独で用いられ
てもよいし２種以上混合して用いられてもよい。また、
他のポリマーや造核剤、その他の第３戒分が添加されて
いてもよい。なお、本発明に用いられるポリプロピレン
系樹脂では、ポリプロピレンの占める割合が８０重量％
以上であるものが望ましい。

本発明に用いられるポリプロピレン系樹脂フィルムは、
前記ポリプロピレン系樹脂をフィルム状に成形したもの
である。本発明に用いられるポリプロピレン系樹脂フィ
ルムとして望ましいものは、たとえば、アイソタクチッ
ク度が９６〜９９．６％のポリプロピレン樹脂フィルム
（Ａ）と、エチレン含量０．７〜２．５重量％のエチレ
ン−プロピレンランダム共重合９７０〜８５重量％にエ
チレンを１５〜３０重四％共重合させることにより得ら
れたアイソタクチック度８５〜９５％のエチレン−プロ
ピレンブロック共重合体樹脂フィルム（Ｂ）とを積層し
たものを２軸延伸した後、コロナ放電処理によって片面
のヌレ張力を３７〜４６ｄ　ｙ　ｎ　ｅ　／　ｃ　ｍに
したものである。この場合、ＡとＢとの厚さは、重量比
（Ａ／Ｂ）で８０／２０〜９５１５としたものが望まし
い。

本発明に用いられるポリプロピレン系樹脂フィルムの結
晶サイズは、１５０Å以下、さらに１４０Å以下が望ま
しい。結晶サイズが１５０人を超えると、フィルム内の
非晶部のセグメント密度の低下や分子鎖長さが短くなり
、絶縁性や耐圧性が低下する場合がある。

なお、フィルムの結晶サイズは、次のようにして測定し
た値である。まず、フィルムを広角エックス線回折（反
射法）により測定する。測定条件は次の通りである。

印加電圧：３５ＫＶ−１５ＭＡ スキャンスピード：１＠／分 タイムコンスタント＝２秒 ＦＳ：８０００ｃｐｓ スリット系：ＤＳ＝１°、５Ｓ＝１°、Ｒ３＝０．３ｍ
ｍ フィルタｍ：ニッケル 測定結果から、次式で求めた１１０面の測定値を結晶サ
イズとする。

結晶サイズ（入）＝ （Ｋ・　λ）／（β・ｃｏｓθ） 式中、Ｋはシェラ−常数であり、ここでは１とする。ま
た、λは波長であり、ここでは１．５４１８とする。β
は、測定結果から得られる半値幅である。θは、測定結
果から得られるピーク角度である。

本発明に用いられるポリプロピレン系樹脂フィルムの片
面には、粗面が形成されている。この粗面は、β晶球晶
のα晶転移による網目状構造により形成される粗面とは
異なる粗面であり、たとえばポリプロピレン樹脂とポリ
エチレン樹脂との溶融テンシラン差を利用して、ポリプ
ロピレン系樹脂フィルムを２軸延伸させることにより形
成されたものである。なお、このような粗面の形成方法
は、たとえば特開昭６１−４２１１６号公報に記載され
ている。

前記粗面には、多数の独立した粒状突起が形成されてい
る。本発明に用いられるポリプロピレン系樹脂フィルム
では、独立した粒状突起のうち高さ０．　４μｍ以上の
突起が７個／　ｍ　ｍ以上（望ましくは１０個／　ｍ　
ｍ以上）必要である。高さ０゜４μｍ以上の粒状突起が
７個／　ｍ　ｍに満たないフィルムでは、粗面が不充分
であり、含浸剤の含浸性が充分ではない。

粒状突起の高さ及び数は、解析装置付３次元号能表面形
状測定器（たとえば小板研究所■製：５Ｅ−３ＦＫＳ）
を用いて測定することができる。

なお、測定条件は次の通りである。

測定長：１ｍｍ 縦倍率：５０００倍 横倍率＝２００倍 送り速度’　０．１ｍｍ／秒 フィルター：０．２５ｍｍ 測定間隔：１０ａｍ 測定数：２０個 測定方向：フィルムの長手方向 前記条件によって得られた粒状突起数（ＰＣ−１）から
高さ０．　４μｍ以上の突起についてその数を数える。

なお、ここでの粒状突起数（ＰＣ−１）とは、粗面の凹
凸の中心線より０．２μｍ以上の高さをもつ粒状突起の
数をいう。

本発明に用いられるポリプロピレン系樹脂フィルムの少
なくとも片面には金属薄膜が形成されている。

本発明に用いられる金属薄膜とは、亜鉛、アルミニュウ
ム、亜鉛とアルミニュウムとの混合物、亜鉛または他の
金属（たとえば銀、銅等）との混合物からなる薄膜層で
ある。このような金属薄膜は、公知の方法で蒸着するこ
とにより形成することができる。

金属薄膜の厚さは、特に限定されるものではないが、１
００〜３００人が望ましい。厚さが１００人未満の場合
には、金属薄膜の強度が弱くなる場合がある。逆に、３
００人を越える場合には、セルフヒーリンク性が低下す
ることがある。

金属薄膜の膜厚は、膜抵抗値との相関データをあらかじ
め調べておき、膜抵抗値から換算することにより測定す
ることができ、る。なお、膜抵抗は、○ＨＭメータ（た
とえば東洋メタライジング■製）を用い、次の条件によ
り測定することができる。

測定長：フィルムの長さ方向に１０ｃｍ測定幅：フィル
ムの幅方向に１０ｃｍ以下で任意に設定する。

なお、膜抵抗値は、３個以上測定し、その平均値で表す
のが望ましい。

本発明の巻込み型コンデンサの一例を第１図に示す。

巻込み型コンデンサ１は、上述の金属薄膜層を備えたポ
リプロピレンフィルム（以下ポリプロピレンフィルムと
略す）２を金属薄膜層２ａが対面しない用に２枚重ねて
巻き込んだものの両端にメタリコン３を施して端子４を
接続し、素子を乾燥後脱水精製した絶縁油を含浸させた
ものである。

本発明では、ポリプロピレンフィルムの巻込み時の硬さ
（巻き硬度）は、９２〜９７°シツア、望ましくは９３
〜９６＠シヨアである。この巻き硬度は、ポリプロピレ
ンフィルムを巻き込んだ後もしくはメタリコン後のいわ
ゆる熱履歴を受けない状態で測定した硬度である０巻き
硬度が９２゜ショア未満の場合には、含浸剤の含浸性は
良好であるが巻込み時やメタリコン時においてズレが生
じやすくコンデンサの成形不良の原因となる。逆に、巻
き硬度が９７＠シヨアを越える場合には、ポリプロピレ
ンフィルムに強い張力が作用して皺が発生しやすく、ま
たポリプロピレンフィルム層の間に含浸される含浸剤の
減少による弊害が生じることがある。

なお、巻き硬度は、ゴム硬度計（アスカ−タイプＣ１高
分子計器■製）を用いて測定した。

本発明に用いられる含浸剤は、電気絶縁性を有するもの
であればいかなるものが用いられてもよい。また、それ
らを２種以上混合して用いてもよい。ただし、ポリプロ
ピレンフィルムの金属薄膜層がクランク、膨れ、抜は等
を起こさないものを選ぶ必要がある。なお、好ましい含
浸剤としては、菜種油、綿実油等の植物油及びこれらを
主成分とした芳香族化合物（たとえばアルキルベンゼン
）との混合油を挙げることができる。

次に、本発明の巻込み型コンデンサの製造方法の−例を
説明する。まず、ポリプロピレンフィルムを所定の形状
に裁断し、これを２枚重ねて巻き込むことによりコンデ
ンサ本体を作成する。次に、亜鉛、アルミニュウム、鉛
、すす等の金属またはこれらの合金をコンデンサ本体の
両端にメタリコンし、このメタリコン部に端子を取りつ
ける。

端子が取りつけられたコンデンサ素子を含浸タンクに入
れ、真空乾燥を行う。次に、真空蒸発または吸着等の操
作によって脱水精製した含浸剤を含浸タンク内に入れ、
５０〜９０°Ｃ１０，１ｍｍＨｇａｂｓ以下の条件で２
４時間以上含浸を行うと、巻込み型コンデンサが製造さ
れる。

〔発明の効果〕

本発明では、ポリプロピレンフィルムとして、高さ０．
４μｍ以上で密度７個／　ｍ　ｍ以上の独立した粒状突
起を有する粗面を備えたものを使用している。そのため
、本発明の巻込み型コンデンサは、含浸剤の含浸性が良
好である。

また、本発明では、ポリプロピレンフィルムを９２〜９
７°シヨアの巻き硬度で巻き込んでいるため、成形性及
び形状安定性が改善され、さらに電気特性に対する信頼
性が高い巻込み型コンデンサを得ることができる。

〔実施例〕

ｌ　　２　　び　　　　ｌ〜３ ベース層となるアイソタクチック度が９９．６％のポリ
プロピレン樹脂と、複合層となるエチレン含量１．４重
量％のエチレン−プロピレンランダム共重合体８５重量
％とエチレン１５重量％とからなるアイソタクチック度
９４％のエチレン−プロピレンブロック共重合体とをそ
れぞれ２６０°Ｃの押出機中で溶融させた。そして、両
方の溶融体を幅６６０ｍｍ、間隙１．２ｍｍのＴダイよ
りシート状に共押し出しし、これをキャスティングドラ
ム上で冷却することにより積層ポリプロピレン樹脂フィ
ルムを作成した。この際、ポリプロピレン樹脂フィルム
の全体の厚さは１５μｍになるようにした。また、複合
層の厚みは、第１表に示す厚みとなるように押出機の回
転数を調整した。

なお、フィルム製造時に用いられるキャスティングドラ
ムの温度は、３０　’Ｃとした。

第１表 次に、得られたポリプロピレン系樹脂フィルムを、１４
５°Ｃで長さ方向に５．０倍、１７０°Ｃで幅方向に９
．０倍延伸し、その後１５０°Ｃで弛緩熱処理を施して
２軸延伸フイルムを作成し、コロナ放電処理により粗面
側を４２　ｄ　ｙ　ｎ　ｅ　／　ｃ　ｍのヌレ張力とし
た。なお、ヌレ張力は、ＪＩＳ−に６７８８の方法に準
じて測定した。

次に、２軸延伸フイルムを７５ｍｍ幅にスリットし、公
知の方法でアルミニュウムを蒸着することにより蒸着フ
ィルムを製造した。この際、アルくニュウムの膜抵抗は
、３Ω／口となるようにした。こうして得られた蒸着フ
ィルムを、容量４μＦ、及び第２表に示す巻き硬度で巻
込み、素子を作成した。得られた素子について、巻きズ
レ及び皺の発生を調べた。結果を第２表に示す。なお、
巻きズレ及び皺の評価方法は次の通りである。

血主五之 １０個の素子を調査し、素子端面に１ｍｍ以上の不揃い
部が生じているものの数を数えた。

星 １０個の素子について、目視により皺の生じている素子
の個数を数えた。

次に、コンデンサの容量を測定後、コンデンサを含浸タ
ンクに入れ、外部からコンデンサの容量変化が測定でき
るようにシールした端子をタンク外に引き出し、８０°
Ｃ１０，５ｍｍＨｇａｂｓ以下の条件で２４時間乾燥を
行った。次に、あらかじめ脱水精製した市販のサラダオ
イルを素早く含浸タンク内に供給し、コンデンサが完全
にサラダオイルに浸漬した時間をスタート時間として蒸
着フィルムの含浸性を測定した。測定は、ディジタルマ
ルチメータ：モデル３０５０及びキャパシタンスアダプ
タ：モデル９３３０　（■ソアー製）を用い、コンデン
サの容量変化を測定することにより行った。結果を第２
表に示す。なお、含浸性の評価基準は次の通りである。

◎：非常に良好。

○：良好。

Δ：やや不良。

×：不良。

さらに、得られた巻込み型コンデンサについて、総合評
価を行った。結果を第２表に示す。なお、評価の基準は
次の通りである。

◎：良好。

△：形状安定性に劣る。

×：コンデンサの電気特性に重大な欠陥がある。

止較班土 フィブリル化による粗面を有する厚さ１５μｍのポリプ
ロピレン系樹脂フィルム（Ｂ社製）に、膜抵抗３Ω／口
のアルミニュウム薄膜が形成された幅７５ｍｍの蒸着フ
ィルムを用いて実施例１゜２及び比較例１〜３と同様に
コンデンサを製造し、同様の試験を行った。その結果を
第２表に示す。

第２表 ９６°シヨアにあるもの（実施例１．２）は、巻き込み
時に巻きズレや皺の発生がなく良好な成形性を示すこと
がわかる。これに対し、巻き硬度が９２°シヨアに満た
ないもの及び９７°シヨアを越えるもの（比較例１〜４
）は、巻きズレや皺を生じ、成形性が劣ることがわかる
。また、高さ０゜４μｍ以上の独立した突起数が７個／
ｍｍに満たないもの（比較例３）や比較例４は、巻き硬
度が高くなった場合の含浸性が劣ることがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一例に係る巻込み型コンデンサの一部
展開斜視図である。 １・・・巻込み型コンデンサ、２・・・フィルム、２ａ
・・・金属薄膜、４・・・端子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　少なくとも片面に金属薄膜層を備えたポリプロ
   ピレン系フィルムを巻き硬度９２〜９７°ショアの範囲
   内で巻き込み、これに含浸剤を含浸してなるコンデンサ
   本体と、 前記コンデンサ本体に設けられた端子とを備え、前記ポ
   リプロピレン系フィルムは粗面を有し、前記粗面は高さ
   ０．４μｍ以上で密度７個／ｍｍ以上の独立した粒状突
   起を有している、 巻込み型コンデンサ。