JPH09270361A - コンデンサ用ポリオレフィンフィルムおよびそれからなるコンデンサ - Google Patents
コンデンサ用ポリオレフィンフィルムおよびそれからなるコンデンサInfo
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Abstract
た場合のコンデンサ素子内の空隙を最小限にできるた
め、コロナ放電の発生を少なくすることのできるコンデ
ンサ用ポリオレフィンフィルムおよびそれからなるコン
デンサを提供する。 【解決手段】 ポリオレフィン樹脂に融点が140℃以
下のフェノール系酸化防止剤及びポリメチルペンテンを
含有させたポリマーを用いてフィルムを製造し、該フィ
ルム表面にコロナ放電を施す。
Description
し、かつ内部放電の少ないコンデンサ用ポリオレフィン
フィルムおよびそれからなるコンデンサに関するもので
ある。
優れていることを理由に電気用物品の材料として広く用
いられている。中でも、コンデンサ用途における誘電体
材料としての需要の伸びは著しい。このコンデンサの重
要特性のひとつにコロナ放電特性がある。
誘電体や電極に悪影響を及ぼし、コンデンサの寿命を早
めるものであることが「蒸着ポリプロピレンフィルムコ
ンデンサの寿命について」(コンデンサ評論1986第
116号Vol.39NO,2狩野ら)などで、よく知
られている。該コロナ放電が、誘電体と電極からなるコ
ンデンサ素子の各層間の空隙で発生することから、この
空隙を最小限にとどめるべく、種々の提案がなされてい
る。
は、真空状態下でコンデンサ素子を巻取る方法が提案さ
れている。また、特開昭62−186512号公報で
は、金属化フィルムコンデンサ素子の各層間の密着強度
と外装材を規定する方法が提案されている。
54−53253号公報では、コンデンサ素子の巻取り
工程の複雑さによる生産性の低下や、コンデンサ素子巻
後に素子を大気中に戻した時のフィルム層間への空気の
再進入を防止できないなどの欠点があった。また、特開
昭62−186512号公報では、コンデンサ素子が誘
電体フィルムと剛性の高い金属箔とを巻き合わせる箔巻
タイプの場合には適応せず、外装材の選択自由度も小さ
いという欠点があった。
通常のフィルム製造工程によって製造可能で、箔巻タイ
プのコンデンサ素子にも適用でき、かつ加工時や取扱い
時でのブロッキングの発生が少なく、巻き取り後のコン
デンサ素子において密着強度の高いコンデンサ用ポリオ
レフィンフィルムおよびそれからなるコンデンサを提供
することを目的とするものである。
融点が140℃以下のフェノール系酸化防止剤とポリメ
チルペンテンを含有するポリオレフィンフィルムであっ
て、少なくとも片面にコロナ放電処理が施されているコ
ンデンサ用ポリオレフィンフィルムおよびそれからなる
コンデンサによって達成することができる。
を構成するポリマーとしては、ポリプロピレンや、ポリ
スチレン等が挙げられ、延伸のし易さの点でポリプロピ
レンが好ましい。ここでいうポリプロピレンとは、プロ
ピレンホモポリマー以外に、プロピレンと例えばエチレ
ン、ブテンなどの他種オレフィンとの共重合体やポリプ
ロピレンと例えばポリエチレン、ポリブテン、ポリメチ
ルペンテンなどのα−オレフィン重合体との混合物など
が挙げられる。
系酸化防止剤としては、テトラキス[メチレン−3
(3,5−ジ−ターシャリブチル−4−ハイドロキシフ
ェニル)プロピオネート]メタン(以下テトラキスメタ
ンと記す)、n−オクタデシル−3−(4´−ハイドロ
キシ−3´,5´−ジ−ターシャリブチル−フェニル)
プロピオネート、2,2−チオ[ジエチル−ビス−3
(3,5−ジ−ターシャリブチル−4−ハイドロキシフ
ェニル)プロピオネート]などを例示することができる
が、なかでもテトラキスメタンが電気特性や熱安定性の
点から、好ましい。融点が140℃を超えるフェノール
系酸化防止剤であると十分な密着強度が得られない。
wt%以上が好ましく、蒸着加工時等フィルム加工時の
フィルムのブロッキングの防止、加工性や素子巻性など
の作業性の点で1.0wt%以下であることが好まし
い。より好ましくは、0.2wt%以上、0.8wt%
以下であり、さらに好ましくは0.2wt%以上、0.
7wt%以下である。
リメチルペンテンを含有している必要がある。その含有
量としては、フィルムのすべり性やフィルム加工時のブ
ロッキング防止、加工性や作業性の点で0.5wt%以
上が好ましく、また密着強度の点で4.5wt%以下が
好ましい。より好ましくは0.8wt%以上、4.0w
t%以下、さらに好ましくは0.8wt%以上、3.0
wt%以下である。
は、上記したフェノール系酸化防止剤やポリメチルペン
テン以外に、ジブチルヒドロキシトルエン等の安定剤な
どの添加物が密着強度やコンデンサ特性に悪影響を及ぼ
さない範囲で含まれてもかまわない。
も片面にコロナ放電処理が施されている必要がある。コ
ロナ放電処理が施されていないと、充分な密着強度が得
られないばかりでなく、その面に金属蒸着を行っても均
一な金属層を得られない。密着強度が一層向上する点で
フィルムの両面にコロナ放電処理が施されていることが
好ましい。
密着強度の点で34dyne/cm以上が好ましく、蒸
着加工などのフィルム加工時のブロッキング防止の点で
45dyne/cm以下が好ましい。より好ましくは3
6dyne/cm以上、43dyne/cm以下であ
る。
面粗さRaは、特に限定されるものではないが、空気排
除効果の点で0.15μm以下が好ましく、フィルム加
工時フィルム同士やフィルムと他材料の密着を防止し、
素子巻性などの作業性を向上させる点で0.02μm以
上が好ましい。
熱収縮率は特に限定されるものではないが、大きすぎる
とコンデンサ素子の熱処理時に素子の形態保持に支障を
きたすことがあり、小さすぎると充分な層間密着度が得
られないことがある。従って、長さ方向0.5%以上
5.0%以下、幅方向0%以上2.5%以下であること
が好ましい。
は、テンター法、インフレーション法のいずれで得たも
のでもかまわない。延伸処方も未延伸、一軸延伸、二軸
延伸のいずれでも差し支えないが、コンデンサ用フィル
ムには、薄くてかつ、厚薄むらの小さいことが要求され
ることから、テンター法二軸延伸が好ましい。
らなるコンデンサの構造や形態は、特に限定されず、コ
ンデンサ素子の少なくとも一部が本発明のポリオレフィ
ンフィルムであればよい。例えば、同一コンデンサ素子
内に本発明のポリオレフィンフィルムと他の誘電体材料
を合わせ巻きや積層などで混合(複合)構造として使用
することも可能である。他誘電体材料としては、プラス
チックフィルム,金属化プラスチックフィルム,紙,金
属化紙などが例示される。
ポリオレフィンフィルムの片面もしくは両面に金属蒸着
層を形成しこれを電極としてもよいし、他の紙やフィル
ムなどの金属蒸着を施したもの、または金属箔であって
もかまわない。特に金属蒸着層を形成しこれを電極とす
ると電極層が薄くなり、密着強度が向上する点で好まし
い。なお金属蒸着はコロナ放電を施した面に行うことが
金属蒸着層とフィルムの接着強度の点で好ましい。ここ
で金属蒸着層または金属箔を構成する金属の種類は、ア
ルミニウム,亜鉛,銅,錫,銀,ニッケル,クロムなど
の単体や複数種の混合物あるいは合金などが挙げられる
が、特に限定されるものではない。
リード線を用いるタブ構造素子タイプのコンデンサ素子
として用いると、リード線保持力が向上し好ましい。
造法の一例を示すが、特に限定されるものではない。
止剤を0.1wt%〜1.0wt%含有したアイソタク
チック度が95%以上のポリオレフィン樹脂にポリメチ
ルペンテンを0.5wt%〜4.5wt%混合したポリ
マーを、200〜280℃の温度の押出機に供給して溶
融し、スリットを施したTダイより、シート状に押出
し、20〜100℃の温度の冷却ロ−ルで冷却固化す
る。このとき、一般に冷却ロール温度が高い程、面粗さ
が大きくなる関係にあるので、適宜冷却ロール温度を選
択すればよい。
ルムを長さ方向に3〜7倍に延伸する。この場合も延伸
温度を選択することで面粗さの大きさを変えられる。次
いで、140〜165℃で幅方向に5〜12倍に延伸す
る。その後、140〜170℃で熱処理を施す。
には、その両面にコロナ放電処理を施した後、ワインダ
ーで巻取る。
トし素子巻機で巻き取り、コンデンサ素子を作成してプ
ラスチックケース中に収納し、充填剤を充填することに
よりコンデンサを得ることができる。この時充填剤とし
てはエポキシ樹脂、ウレタン樹脂などが挙げられるが特
に限定されない。
について説明する。 (1)密着強度 JIS Z−1707 7.5による。但し、測定条件
は次の通り シール部 上;平板 下;シリコンゴム板 両面加熱 温度 120℃ 一定条件 圧力 1kg/cm2 一定条件 強度 3cm幅で引張試験[g/3cm] なお本発明においては、密着強度10g/3cm以上の
ものを合格とする。
トし、巻上げた後、このフィルムをコンデンサ用真空蒸
着機にてアルミニウムを2.5Ω/□の膜抵抗になるよ
う片面に蒸着し、その後、幅50mm,長さ4,500
mにスリットし、48本のリ−ルを採取した。このと
き、ブロッキングによる金属はがれが認められたリール
数を全リール数で除して、百分率で表した。なお本発明
においては、ブロッキング20%以下のものを合格とす
る。
いほどコロナ放電が発生しやすいことを意味し、本発明
においては、コロナ開始電圧500V以上のものを合格
とする。
個のコンデンサ素子を作成し、しわ及び巻ずれの発生率
を調べた。この時の主要素子巻条件は次の通り。 素子巻機 ;皆籐製作所KAW−4L 素子巻速度;2000rpm 張力 ;600g なお本発明においては、素子巻性のしわ10%以下、巻
ずれ20%以下のものを合格とする。
ック度が97%のポリプロピレン樹脂にポリメチルペン
テンである4−メチル−ペンテン−1を2.0wt%混
合したポリマ−を、265℃の押出機に供給して溶融
し、幅500mm、スリット1mmのTダイよりシート
状に押出し、65℃の温度の冷却ロールで冷却固化した
後、135℃の温度で長さ方向に4倍に延伸し、次い
で、160℃の温度で幅方向に9倍に延伸し、さらに1
60℃の温度で熱処理した。その後、フィルムの両面に
濡れ指数が39dyne/cmとなるようコロナ放電処
理を施し、ワインダーで巻取った。このとき、フィルム
厚さは10μm、面粗さRaは0.05μm、長さ方向
の熱収縮率3.0%、幅方向の熱収縮率0.5%であっ
た。こうして得たポリプロピレンフィルムの密着強度を
調べた。
20,000mにスリットし、巻上げた。このフィルム
をコンデンサ用真空蒸着機にてアルミニウムを2.5Ω
/□の膜抵抗になるよう片面に蒸着し、その後、幅50
mm,長さ4,500mにスリットし、48本のリール
を採取した。このとき、ブロッキングによる金属はがれ
を観察評価した。
て巻取り、コンデンサ素子100個を作成し、しわ,巻
ずれを評価した。
ンサ素子を10個選別し、通常の方法でプラスチックケ
−スエポキシ樹脂充填型乾式コンデンサを作成し、これ
らのコロナ開始電圧を測定し、10個の平均値を求め
た。これらの結果を表1に示す。 表1から明らかなよ
うに、密着強度、ブロッキング、素子巻き性のしわ、巻
ずれ、コロナ開始電圧のいずれにおいても優れたフィル
ムおよびコンデンサを得ることができた。
は、実施例1と同様にフィルムおよびコンデンサを作成
し測定を行った。結果を表1に示す。
巻き性の巻ずれ、コロナ開始電圧において実施例1より
若干劣るものの実用上問題がなく、ブロッキング、素子
巻き性のしわにおいて優れたフィルムおよびコンデンサ
を得ることができた。
は、実施例1と同様にフィルムおよびコンデンサを作成
し測定を行った。結果を表1に示す。
素子巻き性のしわにおいて実施例1より若干劣るものの
実用上問題がなく、密着強度、素子巻き性の巻ずれ、コ
ロナ開始電圧において優れたフィルムおよびコンデンサ
を得ることができた。
は、実施例1と同様にフィルムおよびコンデンサを作成
し測定を行った。結果を表1に示す。
巻き性の巻ずれ、コロナ開始電圧において実施例1より
若干劣るものの実用上問題がなく、ブロッキング、素子
巻き性のしわにおいて優れたフィルムおよびコンデンサ
を得ることができた。
は、実施例1と同様にフィルムおよびコンデンサを作成
し測定を行った。結果を表1に示す。
素子巻き性のしわにおいて実施例1より若干劣るものの
実用上問題がなく、密着強度、素子巻き性の巻ずれ、コ
ロナ開始電圧において優れたフィルムおよびコンデンサ
を得ることができた。
ようコロナ放電処理を施した以外は、実施例1と同様に
フィルムおよびコンデンサを作成し測定を行った。結果
を表1に示す。表1から明らかなように、密着強度、素
子巻き性の巻ずれ、コロナ開始電圧において実施例1よ
り若干劣るものの実用上問題がなく、ブロッキング、素
子巻き性のしわにおいて優れたフィルムおよびコンデン
サを得ることができた。
ようコロナ放電処理を施した以外は、実施例1と同様に
フィルムおよびコンデンサを作成し測定を行った。結果
を表1に示す。表1から明らかなように、ブロッキン
グ、素子巻き性のしわにおいて実施例1より若干劣るも
のの実用上問題がなく、密着強度、素子巻き性の巻ず
れ、コロナ開始電圧において優れたフィルムおよびコン
デンサを得ることができた。
実施例1と同様にフィルムおよびコンデンサを作成し測
定を行った。結果を表1に示す。表1から明らかなよう
に、密着強度、素子巻き性の巻ずれ、コロナ開始電圧に
おいて実施例1より若干劣るものの実用上問題がなく、
ブロッキング、素子巻き性のしわにおいて優れたフィル
ムおよびコンデンサを得ることができた。
ール系酸化防止剤である1,3,5トリメチル−2,
4,6−トリス(3,5−ジ−ターシャリブチル−4ハ
イドロキシベンジル)ベンゼンを0.3wt%添加した
以外は実施例1と同様にフィルムおよびコンデンサを作
成し測定を行った。結果を表1に示す。表1から明らか
なように、密着強度がなく、素子巻き性の巻ずれの発生
が多く、コロナ開始電圧が低く、全く実用化できるもの
できなかった。
と同様にフィルムおよびコンデンサを作成し測定を行っ
た。結果を表1に示す。表1から明らかなように、ブロ
ッキング、素子巻き性のしわの発生が著しく、全く実用
化できるものできなかった。
フィルムおよびコンデンサを作成し測定を行った。結果
を表1に示す。表1から明らかなように、密着強度がな
く、素子巻き性の巻ずれの発生が多く、コロナ開始電圧
が低く、全く実用化できるものできなかった。
−ビス−3(3,5−ジ−ターシヤリブチル−4−ハイ
ドロキシフェニル)プロピオネート]を0.3wt%含
有したこと以外は実施例1と同様にフィルムおよびコン
デンサを作成し測定を行った。結果を表1に示す。表1
から明らかなように、ブロッキングと素子巻性のしわが
僅かに生じたが、密着強度、素子巻き性の巻ずれ、コロ
ナ開始電圧の点で優れたものが得られた。
ィルムは、融点が140℃以下のフェノ−ル系酸化防止
剤とポリメチルペンテンを含有し、少なくとも片面にコ
ロナ放電処理が施されているため、密着強度が高く、こ
のためフィルム素子とした場合の素子内部の空隙が少な
く、コロナ放電の発生が少ない。また通常のフィルム工
程で製造できブロッキングの発生も少なく、加工性、作
業性もよいので、低コストで効率良くフィルムを製造す
ることができる。剛性の高い金属箔と巻き合わせる巻き
箔タイプのコンデンサ素子にも適用することができる。
また本発明のコンデンサ用ポリオレフィンフィルムを用
いたコンデンサは、長期間にわたり安定した電気特性を
維持でき、寿命も長い。
Claims (8)
- 【請求項1】融点が140℃以下のフェノール系酸化防
止剤とポリメチルペンテンを含有するポリオレフィンフ
ィルムであって、少なくとも片面にコロナ放電処理が施
されていることを特徴とするコンデンサ用ポリオレフィ
ンフィルム。 - 【請求項2】ポリオレフィンフィルムがポリプロピレン
フィルムであることを特徴とする請求項1記載のコンデ
ンサ用ポリオレフィンフィルム。 - 【請求項3】融点が140℃以下のフェノール系酸化防
止剤がテトラキス[メチレン−3(3,5−ジ−ターシ
ャリブチル−4−ハイドロキシフェニル)プロピオネー
ト]メタンであることを特徴とする請求項1または請求
項2記載のコンデンサ用ポリオレフィンフィルム。 - 【請求項4】融点が140℃以下のフェノール系酸化防
止剤の含有量が0.1wt%以上、1.0wt%以下、
ポリメチルペンテンの含有量が0.5wt%以上、4.
5wt%以下であることを特徴とする請求項1ないし3
のいずれか1項に記載のコンデンサ用ポリオレフィンフ
ィルム。 - 【請求項5】コロナ放電処理がフィルムの両面に施され
ていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1
項に記載のコンデンサ用ポリオレフィンフィルム。 - 【請求項6】フィルムの少なくとも片面の濡れ指数が3
4dyne/cm以上、45dyne/cm以下である
ことを特徴とする請求項1ないし5項のいずれか1項に
記載のコンデンサ用ポリオレフィンフィルム。 - 【請求項7】フィルムの少なくとも片面に金属蒸着層を
有することを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1
項に記載のコンデンサ用ポリオレフィンフィルム。 - 【請求項8】請求項1ないし7のいずれか1項に記載の
コンデンサ用ポリオレフィンフィルムを用いてなるコン
デンサ。
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JPH09270361A true JPH09270361A (ja) | 1997-10-14 |
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- 1996-03-29 JP JP7638796A patent/JP3718898B2/ja not_active Expired - Lifetime
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