JPH1154362A - 金属化ポリエステルフィルム - Google Patents

金属化ポリエステルフィルム

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JPH1154362A
JPH1154362A JP21990497A JP21990497A JPH1154362A JP H1154362 A JPH1154362 A JP H1154362A JP 21990497 A JP21990497 A JP 21990497A JP 21990497 A JP21990497 A JP 21990497A JP H1154362 A JPH1154362 A JP H1154362A
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範夫 田中
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コールドプレスにおいても、コンデンサ素子
の形態保持力、コンデンサの絶縁特性を両立可能な金属
化ポリエステルフィルムを提供する。 【解決手段】 ポリエステルフィルムの片面若しくは両
面に、金属蒸着を施したコンデンサ用蒸着フィルムであ
って、30%の伸びを得るときの強度(F30)が13〜
24kg/mm2 の範囲にあることを特徴とするコンデ
ンサ用金属化ポリエステルフィルム。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属化ポリエステ
ルフィルムコンデンサに用いられるコンデンサ用金属化
ポリエステルフィルムに関する。
【0002】
【従来の技術】コンデンサ用金属化ポリエステルフィル
ムは、例えば特公昭57−154823号公報に記載さ
れているように、ベースとなるポリエステルフィルムに
アルミニウム、亜鉛、若しくは亜鉛とアルミニウムの合
金を片面または両面に真空蒸着して作られる。また、真
空蒸着の際には、マージンと呼ばれる非蒸着部を作成
し、金属化ポリエステルフィルムの端に非蒸着部を備え
ている。
【0003】金属化ポリエステルフィルムは、コンデン
サに加工すると、自己回復性、良好な絶縁特性を示し、
また小型化が可能な点からコンデンサに広く使用されて
いる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】金属化ポリエステルコ
ンデンサは、一般に次のような工程で生産される。リー
ル状に巻き上げられた金属化フィルムを、素子巻し、そ
れをプレスする。このプレス体にメタリコンを施した
後、リード線を付け、油含浸槽内に浸漬して油を含浸さ
せ、ケースに入れて検査工程に送る。このうちのプレス
工程では、ヒートプレスと呼ばれる90〜150℃に加
熱された熱板に10〜100kg/cm2 の圧力で素子
巻されたコンデンサ用蒸着フィルムを1〜15分間程度
挟む方法が従来より一般的に行われている。
【0005】しかし、近年ではコンデンサの生産効率を
より追求し、コールドプレスと呼ばれる常温で500〜
1500kg/cm2 の圧力で0.1〜2秒間程度の瞬
間的なプレス方法が採用されつつある。このようなコー
ルドプレス方式ではプレス時間が短いため、コンデンサ
用金属化ポリエステルフィルムの密着性が悪く、プレス
されたコンデンサ素子の形態保持力が弱く十分な容量が
出ない、高い圧力でプレスされるためコンデンサ用蒸着
フィルムがダメージを受け、コンデンサとしての絶縁特
性が悪い等の問題が時々発生する。
【0006】本発明の課題は、かかる問題を改善し、コ
ールドプレスにおいても、コンデンサ素子の形態保持力
が十分で且つコンデンサでの絶縁特性が良好なコンデン
サ用金属化ポリエステルフィルムを提供することにあ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、コールド
プレスにおいてもコンデンサ素子の形態保持力が十分
で、且つ、コンデンサでの絶縁特性が良好なコンデンサ
用金属化ポリエステルフィルムについて検討した結果、
コンデンサ用金属化ポリエステルフィルムの長手方向の
伸びと強度を適正に選択することで、コンデンサ素子の
形態保持力、コンデンサでの絶縁特性が良好な金属化フ
ィルムが得られることを見出し、本発明に到達した。
【0008】すなわち、本発明に係るコンデンサ用金属
化ポリエステルフィルムは、ポリエステルフィルムの片
面若しくは両面に、金属蒸着を施したコンデンサ用蒸着
フィルムであって、30%の伸びを得るときの強度(F
30)が13〜24kg/mm2 の範囲にあることを特徴
とするものからなる。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明のコンデンサ用金属化ポリ
エステルフィルムに用いる蒸着金属は、導電性を有する
ものであれば特に限定されるものではないが、通常、フ
ィルムコンデンサに使用されるアルミニウム、亜鉛、
銅、金、銀、錫、またはこれらの合金が好ましく、特に
アルミニウムは他の金属に比べ同一抵抗値でも厚みが薄
く、自己回復性が良好である点から一層好ましい。
【0010】ベースフィルムであるポリエステルフィル
ムの種類も特に限定はされないが、フィルムを30%伸
ばした時の応力F30値が13〜24kg/mm2 の範囲
に限定されることが必要である。F30値が13kg/m
2 未満では、コンデンサ素子の形態保持力は良好であ
るが、コンデンサでの絶縁特性が低下し好ましくない。
24kg/mm2 を超えると、コンデンサでの絶縁特性
は良好だが、コンデンサ素子の形態保持力が不足とな
り、コンデンサの容量が出ない。
【0011】更に、示差走査熱量計で測定されたコンデ
ンサ用金属化ポリエステルフィルムのガラス転移にまつ
わる吸熱ピーク(Tg)が85〜105℃で、吸熱量
(Uw)が0.2〜0.8mj/mgを示す場合、コン
デンサの絶縁性は一層好ましいものとなる。
【0012】また、コンデンサ用金属化ポリエステルフ
ィルムの滑り値がフィルム幅当たり3〜15g/mmで
あると、コンデンサの絶縁特性、コンデンサ素子の形態
保持力は極めて良好である。滑り値は、金属化ポリエス
テルフィルムの持つ静電気とベースフィルムの表面粗さ
(中心線平均表面粗さRa)とで決められるが、滑り値
をフィルム幅当たり3〜15g/mmとするには、Ra
を20〜40nmとし、好ましくはリール表層で測定し
た表面電位を20〜40Vとすることで得られる。
【0013】次に、本発明のコンデンサ用金属化ポリエ
ステルフィルムの製造方法について説明する。まずベー
スとなるポリエステルチップを溶融し、フィルムの表面
粗さを所望の粗さ状態に形成する外粒を含むチップを溶
融した溶融液を、濃度が均一になるように十分攪拌す
る。この溶融したゲル状の液をキャスティングロールと
呼ばれる冷却ロール上に厚さが均一になるように押し出
し、キャスティングロールより引き出した厚いフィルム
(シート)を二軸延伸により配向せしめる。延伸方法と
しては同時二軸延伸、逐次二軸延伸などを用いることが
できる。延伸の倍率を適度に調整することでフィルム長
手方向のF30値が13〜24kg/mm2 のポリエステ
ルフィルムが得られる。
【0014】このポリエステルフィルム上に真空蒸着法
にて電極となる金属を設ける。尚、真空蒸着時にオイル
マージン法、あるいはテープマージン法にてマージンと
呼ばれる非蒸着部分を設ける。
【0015】示差走査熱量計による所望のTg及びUw
については、上述のベースフィルム製造中の温度条件に
ても得られるが、一定期間の加熱処理等によっても目的
の値に調節することが可能である。一定期間の加熱処理
は蒸着の前後いずれでも可能であるが、特に蒸着後の蒸
着フィルムの一定期間の加熱処理はその後の加熱工程が
無いことからTg及びUwの調整が容易である。
【0016】蒸着フィルムを一定の幅にスリットしたリ
ール状のフィルムの滑り値は、上述のベースフィルムに
加える外粒の大きさと量で決定される中心線平均表面粗
さRaによって決められるが、さらに蒸着フィルムをリ
ール状にスリットする直前に電圧を印加し静電気を付与
することによっても調整することが可能である。
【0017】
【作用】本発明では、ベースとなるポリエステルフィル
ムのF30値、Ra、Tg、及びUwを適度に調整し、蒸
着品リール状態の表面電位を適当な値とすることで、コ
ールドプレスの際に金属化ポリエステルフィルムが受け
るダメージを最小限にとどめ、コンデンサの絶縁抵抗と
素子の形態保持性の両立を可能にしたものである。
【0018】[物性の測定方法ならびに効果の測定方
法] (1)フィルム長手方向の強度(F30) フィルムを10mm幅に切断し、長手方向に100mm
の長さで引張強度試験機(島津製作所社製:IM−10
0)を用いて測定した。フィルムの厚さをtmmとし、
引張速度100mm/minで測定し、フィルムの長さ
が130%となったときの強力W130 から次式によって
30を算出した。 F30=W130 /(t×10mm)
【0019】(2)ガラス転移にまつわる吸熱ピーク
(Tg)及び吸熱量(Uw) SEIKOinstruments社製DSC(示差走
査熱量計:ROC220)を用いて測定した。測定は試
料5mgをDSCにセットし、−50℃まで冷却し、そ
の後40℃/minの速度で170℃まで昇温したとき
の等速昇温に必要な熱量の変化を測定し、コンデンサ用
金属化ポリエステルフィルムでの熱量変化を調べた。ガ
ラス転移にまつわる吸熱ピーク(Tg)及び吸熱量(U
w)は、図1に示すようなDSCで得られる等速熱量変
化の変極点のピーク温度をTgとし、変極開始点温度か
ら変極終了温度までの熱量をUwとした。図1におい
て、特性Aは、等速昇温に必要な熱量を示しており、途
中のC部で変化している。また、特性Bは、サンプルフ
ィルムが受けている熱量の変化を示しており、DSCで
フィルムの吸発熱の際のエネルギ量(UW)を測定した
ものである。このエネルギ量の+側は発熱、−側は吸熱
を示している。そして、特性Bの変化量(図の斜線部D
の面積)を熱量Uwとして求めた。
【0020】(3)中心線平均表面粗さ(Ra) 小坂製作所製表面粗さ計(ET−30HK)を用い測定
した。測定はフィルムの長手方向に10000倍、幅方
向に200倍で測定し、平均粗さ(SRa)を測定し
た。
【0021】(4)滑り値 リール状に巻き取られたコンデンサ用金属化フィルムの
外径を170mmとしたときに、リールから金属化フィ
ルムを約1m巻き戻し、図2に示すように金属化フィル
ム11を約50cmを弛ませた状態でリール12にフィ
ルムを重ね、フィルムの先端にプッシュプルゲージ
((株)イマダ社製DPS−2)13を付け、該プッシ
ュプルゲージ13を引っ張った。この状態でフィルムリ
ール上ですべり始めた荷重をすべり値とした。尚、リー
ル上でフィルムを引っ張る際の方向は図2に示すように
水平方向とした。
【0022】(5)リール表層の表面電位 リール状に巻き取られたコンデンサ用金属化フィルム
を、皆藤製作所製素子巻機KHW−2HCにて約70回
転/分の速度でφ9mmの巻芯に巻き取りながら表面電
位計を用いて測定した。表面電位計はSSV−40(K
AWAGUTIELECTRIC WORKS製)を使
用し、表面電位計の検出部とフィルムの距離は6mmと
した。
【0023】(6)絶縁性 コンデンサ用金属化フィルムの絶縁性は厚さ4.5μm
のコンデンサ用金属化フィルムでコンデンサ素子を作成
し、超絶縁計(東亜電波製:SM−8210)を用いて
測定した。測定条件は、コンデンサに30秒間充電し、
測定モードに切換えて30秒後に測定した。コンデンサ
素子は以下の条件で作成した。 素子巻:KAW−U2B40/78(皆藤製作所製)
を用いφ5mmの巻芯に金属化ポリエステルフィルム2
枚を重ね500回転巻き取った。 プレス:1000kg/cm2 の圧力で、常温で行っ
た。 メタリコン:メタリコン剤は帝国メタル製アルミメタ
ルTM−105を用い、溶射時の空気圧を5kg/cm
2 の圧力で行った。 リード線付け:リード線は錫メッキ軟導線を用い、電
気溶接にてメタリコン剤と溶接した。 含浸:含浸剤はマイクロクリスタリンワックス180
°F(日本石油製)を用い、コンデンサ素子を真空乾燥
の後、105℃にて3時間の真空含浸を行った。 ケース外装:含浸が完了したコンデンサ素子を常温に
戻してから、PBT(ポリブチレンテレフタレート)の
樹脂ケースに入れ、常温硬化型エポキシ樹脂(サンユレ
ジン製 EX−664)を充填し、40℃で硬化した。 尚、絶縁性の判定はコンデンサ25個を測定し、絶縁抵
抗の平均値(X) 及び標準偏差(σ)を求め、Xが10
00MΩ未満を不良、X−3σが1000を超え、Xが
1000〜2000MΩを良、X−3σが1000を超
え、Xが2000MΩを超えるものを優とした。
【0024】(7)コンデンサ素子の形態保持性 図3(c)に示すように、プレスが完了したコンデンサ
素子21を定盤22の上に置き、素子21のR部分に当
て板23a、23bを当ててプッシュプルゲージ24で
押し、R部分から荷重をかけた。この荷重を徐々に増や
し、図3(a)、(b)に示すように変化してコンデン
サ素子の巻芯部分が開いた時のプッシュプルゲージ24
の示す値で読みとり、荷重の大小でフィルム層間密着性
を判定した。尚、各水準の荷重は、プレス後のコンデン
サ素子10個で測定し、その平均値で判定し、荷重の平
均値が12kg以上のものを○(良好)、10〜7kg
のものを△(使用可)、7kg未満のものを×(使用不
可)とした。
【0025】
【実施例】本発明の実施例1〜10、および比較例1〜
9を表1に示す。表1に示したF30の異なるいくつかの
種類の4μmの厚さのポリエステルフィルムにアルミニ
ウムを真空蒸着し、フィルムのもつ表面平均粗さ(R
a)と金属化フィルムをスリットする際に電圧を印加
し、すべり値を調整して試料を作成した。尚、吸熱ピー
ク(Tg)及び吸熱量(Ug)は、蒸着前のフィルムの
保管状態、真空蒸着の蒸着条件、蒸着後の金属化フィル
ムの保管状態等で種々の値に調節が可能だが、本実施例
では蒸着後に蒸着フィルムを加熱処理して調節した。
尚、本実施例では蒸着金属をアルミニウムに、フィルム
の厚みを4μmとしたが、これらに限定されるものでは
ない。各試料のパラメータ値は、表1に示した通りであ
るが、各パラメータの値が本発明の範囲内であれば、コ
ールドプレスにおいてもコンデンサ素子の形態保持力が
十分で、且つコンデンサでの絶縁特性が良好であるが、
そうでない場合は目的を達し得ないことがわかる。
【0026】
【表1】
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、特定条件下における蒸
着フィルムの強度を特定範囲にコントロールすることに
より、さらに加えてすべり値を適切に調整することによ
り、コールドプレスにおけるコンデンサ素子の形態保持
力、コンデンサでの絶縁特性を両立させることが可能に
なる。
【図面の簡単な説明】
【図1】示差走査熱量計での測定結果の一例を示すチャ
ートである。
【図2】すべり値測定方法を示す斜視図である。
【図3】コンデンサ素子の形態保持性の評価方法の説明
図であり、(a)、(b)はコンデンサ素子の巻芯が開
く際の状態変化を示し、(c)は測定方法を示してい
る。
【符号の説明】
11 フィルム 12 フィルムを巻いたリール 13 プッシュプルゲージ 21 プレスしたコンデンサ素子 22 定盤 23a、23b 当て板 24 プッシュプルゲージ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリエステルフィルムの片面若しくは両
    面に、金属蒸着を施したコンデンサ用蒸着フィルムであ
    って、30%の伸びを得るときの強度(F30)が13〜
    24kg/mm2 の範囲にあることを特徴とするコンデ
    ンサ用金属化ポリエステルフィルム。
  2. 【請求項2】 示差走査熱量計によるガラス転移にまつ
    わる吸熱ピーク(Tg)が85〜105℃の範囲にあ
    り、且つ、吸熱量(Uw)が0.2〜0.8mj/mg
    の範囲にある、請求項1に記載のコンデンサ用金属化ポ
    リエステルフィルム。
  3. 【請求項3】 中心線平均表面粗さ(Ra)が20〜4
    0nmの範囲にあり、リール状に巻き上げられた状態で
    の滑り値がフィルムの幅当たり3〜15g/mmの範囲
    にある、請求項1または2に記載のコンデンサ用金属化
    ポリエステルフィルム。
  4. 【請求項4】 リール状に巻き上げられたフィルムの表
    層で測定した表面電位が20〜40Vの範囲にある、請
    求項1ないし3のいずれかに記載のコンデンサ用金属化
    ポリエステルフィルム。
  5. 【請求項5】 請求項1ないし4のいずれかに記載のコ
    ンデンサ用金属化ポリエステルフィルムを巻回、または
    積層してなるコンデンサ。
  6. 【請求項6】 請求項1ないし4のいずれかに記載のコ
    ンデンサ用金属化ポリエステルフィルムを用いて巻回後
    コールドプレス法にて成形したことを特徴とするコンデ
    ンサ。
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