JPS6161483B2 - - Google Patents
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- JPS6161483B2 JPS6161483B2 JP57151274A JP15127482A JPS6161483B2 JP S6161483 B2 JPS6161483 B2 JP S6161483B2 JP 57151274 A JP57151274 A JP 57151274A JP 15127482 A JP15127482 A JP 15127482A JP S6161483 B2 JPS6161483 B2 JP S6161483B2
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- capacitors
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/002—Details
- H01G4/018—Dielectrics
- H01G4/20—Dielectrics using combinations of dielectrics from more than one of groups H01G4/02 - H01G4/06
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
- Organic Insulating Materials (AREA)
Description
本発明は高い耐電圧特性をもち、自己回復性に
優れた金属蒸着化ポリプロピレンフイルムコンデ
ンサに係る。 従来の金属蒸着化ポリプロピレンフイルム（以
下MPPと称す）コンデンサは低電圧（600V以
下）、低電位傾度で使用されているが、本発明に
係るMPPコンデンサは高電圧、高電位傾度での
使用に適したものである。 MPPコンデンサは、MPPを巻回した素子の両
端にメタリコン金属を吹付けてメタリコンを施
し、このメタリコン部にリード線を溶接し、これ
に誘電媒体である油を含浸させて製造される。こ
の油含浸MPPコンデンサに期待される特性を従
来充分発揮させ得なかつた大きな理由は、素子に
油を含浸させたときMPPのポリプロピレンが油
による膨潤で変形してメタリコン金属と蒸着金属
との接合がゆるみ極端な場合は剥離してしまうこ
と、及びポリプロピレンフイルムと蒸着金属との
付着力が弱まつて蒸着金属粒子が遊離或いは剥離
したりすることにある。蒸着金属粒子が遊離或い
は剥離するとコロナ電圧の低下、耐電流性の低
下、電力損失の増加、容量の低下という電気特性
の劣化が生じ、コンデンサの寿命はいちじるしく
低下する。 一方、箔電極型フイルムコンデンサの含浸油と
しては、低粘度で含浸性の良い鉱物油、アルキル
ベンゼン（AB）、アルキルナフタレン（AN）、１
−フエニル−１−キシリルエタン（１、
1PXE）、モノイソプロピルビフエニル（MIPB）
等が多く用いられている。しかしこれらの油を
MPPコンデンサに含浸した場合、ポリプロピレ
ン（以下PPと称す）フイルムの溶解膨潤が大き
くて、メタリコン金属の剥離、蒸着金属との付着
力の低下、含浸初期に素子の端部のフイルムが膨
潤してしまつて層間への油の流通路がふさがつて
しまうことによる含浸不良、含浸終了後層間に入
つた油が周りのMPPのポリプロピレンに吸収さ
れて膨潤してフイルム層間が油欠状態になること
による耐電圧の低下、或いは油がフイルムを溶解
して油の粘度が上昇し層間の油の循環をさまたげ
ることによる耐電圧の低下など多くの問題があつ
た。 このような問題を避けるためにMPPコンデン
サの含浸油としては、ひまし油などの植物油、ジ
オクチルフタレート（DOP）などのエステル
油、シリコーン油、ポリブテン、マイクロクリス
タリンや低分子ポリエチレンなどのワツクス、或
るいはこれらのワツクスとポリブテンとの混合油
が用いられている。 しかし、これらの油の使用により吹付けメタリ
コン金属の剥離、或るいは蒸着金属の剥離は防げ
ても、粘度が高いため工業的にMPPコンデンサ
素子の内部まで完全に油含浸することが極めて困
難で、電極端の近傍のみを部分的に含浸するに留
まつている。このためMPPコンデンサはその特
性を発揮し得ず低電圧でしか使用出来なかつた。 尚、含浸性の良好な薄葉誘電体として絶縁紙に
金属を蒸着した金属蒸着化絶縁紙は従来から使用
されているが、紙のもつ欠点として誘電損失が大
きく、耐電圧特性も低い。誘電損失を改善するた
め、金属蒸着化絶縁紙に替つてMPPが使用され
るようになつた。しかしMPPコンデンサは前述
の如く油含浸がむずかしく、耐電圧特性は殆んど
改善されていない。 このため高い耐電圧特性をもつMPPコンデン
サの開発が強く望まれていた。 本発明はメタリコン金属と蒸着金属との接合の
ゆるみ或いは剥離がなく、更にはMPPフイルム
の金属とフイルムとの付着力を弱めたり剥離させ
ることなく、しかも低粘度でPPフイルムとの適
性が良好でPPフイルムの溶解膨潤が小さくかつ
フイルムの濡れ性も良い油の使用により、高電
圧、高電位傾度で使用出来るMPPコンデンサを
得るものである。 本発明に用いるMPPフイルムはスペースフア
クタ−（ｔＭ−ｔＷ／ｔＷ×100、式中、ｔMはマイクロ
メー ター法で測定したフイルム厚さ、ｔWは重量法で
求めたフイルム厚さを示す）（以下SFと称す）が
５〜15％の粗面化PPフイルムに金属蒸着を施し
たものであり、このMPPフイルムを巻回した素
子に誘電率が2.4〜2.6の油を含浸することにより
コンデンサの静電容量増加量（以下ΔＣと称す）
が10〜25％になるような捲強度で捲取つた素子
に、下記一般式で示される１・２−アルキルジフ
エニルエタンを含浸することで、MPPコンデン
サのすべての問題を解決することが出来た。 〔R1：ＨまたはCH3、ｎ：１又は２ R2：CH3、C2H5またはC3H7 但し、R1がCH3のときはR2はCH3である〕 本発明で使用される１・２−アルキルジフエニ
ルエタンとしては、 １−フエニル−２−ノルマルプロピルフエニル
エタン （１、2PPE） １−フエニル−２−イソプロピルフエニルエタ
ン （１、2CPE） １−フエニル−２−エチルフエニルエタン
（１、2EDE） １−フエニル−２−キシリルエタン
（１、2PXE） １−フエニル−２−トリルエタン
（１、2PTE） １−トリル−２−トリルエタン （１、2DTE） 等が例示され得る。 SFが５％以下あるいは、ΔＣが10％以下の場
合、MPPコンデンサ素子に安定に１・２−アル
キルジフエニルエタンを含浸することが難しく、
コンデンサの耐熱性に基因する耐電圧特性に悪影
響を及ぼす。 SFが15％以上の場合、フイルムの弱点部が多
くなつてフイルムの有効厚さの減少により耐電圧
が低下する。 又ΔＣが25％以上の場合、フイルムにしわが発
出し易くなり、しかも蒸着金属とメタリコン金属
との接合が悪くなる。 従来からの油を含浸したMPPコンデンサのコ
ロナ発生電圧は30〜90V／μｍ程度であるのに対
して、フイルム誘電体の構成、捲取り方法、及び
誘電媒体の選択によりコロナ開始電圧が110〜
140V／μｍであつて、箔電極型フイルムコンデ
ンサと同等な電界強度をもつMPPコンデンサを
提供することが出来た。 以下、実施例を参照し乍ら詳細に説明する。 実施例 SF10％の２枚のMPPフイルム（厚み18μｍ）
を捲回してなる第１図及び第２図に示す構成のコ
ンデンサ素子（ΔＣ＝15％）に、本発明含浸油と
して１、2CPE、１、2EDE、１、2PXE、１、
2DTE及び対照含浸油として鉱物油、AB、AN、
１、1PXE、ひまし油、DOP、ジメチルシリコー
ン油を含浸してコンデンサ（容量11μＦ）を製造
した。 前記コンデンサに使用した本発明含浸油及び対
照含浸油の物性、並びにコンデンサに於ける蒸着
メタルの安定性及びメタリコンの付着安定性を第
１表に示す。 また、これらコンデンサを70℃に保つて加熱し
たときの加熱時間に対するコロナ開始電圧の変化
を第３図に示す（23℃、各５台で測定）。 70℃の加熱により鉱油、AB、１、1PXE含浸の
コンデンサは、急激にコロナ開始電圧が低下する
のに対して、本発明含浸油である１・２−アルキ
ルジフエニルエタン含浸のコンデンサは安定して
いる。
優れた金属蒸着化ポリプロピレンフイルムコンデ
ンサに係る。 従来の金属蒸着化ポリプロピレンフイルム（以
下MPPと称す）コンデンサは低電圧（600V以
下）、低電位傾度で使用されているが、本発明に
係るMPPコンデンサは高電圧、高電位傾度での
使用に適したものである。 MPPコンデンサは、MPPを巻回した素子の両
端にメタリコン金属を吹付けてメタリコンを施
し、このメタリコン部にリード線を溶接し、これ
に誘電媒体である油を含浸させて製造される。こ
の油含浸MPPコンデンサに期待される特性を従
来充分発揮させ得なかつた大きな理由は、素子に
油を含浸させたときMPPのポリプロピレンが油
による膨潤で変形してメタリコン金属と蒸着金属
との接合がゆるみ極端な場合は剥離してしまうこ
と、及びポリプロピレンフイルムと蒸着金属との
付着力が弱まつて蒸着金属粒子が遊離或いは剥離
したりすることにある。蒸着金属粒子が遊離或い
は剥離するとコロナ電圧の低下、耐電流性の低
下、電力損失の増加、容量の低下という電気特性
の劣化が生じ、コンデンサの寿命はいちじるしく
低下する。 一方、箔電極型フイルムコンデンサの含浸油と
しては、低粘度で含浸性の良い鉱物油、アルキル
ベンゼン（AB）、アルキルナフタレン（AN）、１
−フエニル−１−キシリルエタン（１、
1PXE）、モノイソプロピルビフエニル（MIPB）
等が多く用いられている。しかしこれらの油を
MPPコンデンサに含浸した場合、ポリプロピレ
ン（以下PPと称す）フイルムの溶解膨潤が大き
くて、メタリコン金属の剥離、蒸着金属との付着
力の低下、含浸初期に素子の端部のフイルムが膨
潤してしまつて層間への油の流通路がふさがつて
しまうことによる含浸不良、含浸終了後層間に入
つた油が周りのMPPのポリプロピレンに吸収さ
れて膨潤してフイルム層間が油欠状態になること
による耐電圧の低下、或いは油がフイルムを溶解
して油の粘度が上昇し層間の油の循環をさまたげ
ることによる耐電圧の低下など多くの問題があつ
た。 このような問題を避けるためにMPPコンデン
サの含浸油としては、ひまし油などの植物油、ジ
オクチルフタレート（DOP）などのエステル
油、シリコーン油、ポリブテン、マイクロクリス
タリンや低分子ポリエチレンなどのワツクス、或
るいはこれらのワツクスとポリブテンとの混合油
が用いられている。 しかし、これらの油の使用により吹付けメタリ
コン金属の剥離、或るいは蒸着金属の剥離は防げ
ても、粘度が高いため工業的にMPPコンデンサ
素子の内部まで完全に油含浸することが極めて困
難で、電極端の近傍のみを部分的に含浸するに留
まつている。このためMPPコンデンサはその特
性を発揮し得ず低電圧でしか使用出来なかつた。 尚、含浸性の良好な薄葉誘電体として絶縁紙に
金属を蒸着した金属蒸着化絶縁紙は従来から使用
されているが、紙のもつ欠点として誘電損失が大
きく、耐電圧特性も低い。誘電損失を改善するた
め、金属蒸着化絶縁紙に替つてMPPが使用され
るようになつた。しかしMPPコンデンサは前述
の如く油含浸がむずかしく、耐電圧特性は殆んど
改善されていない。 このため高い耐電圧特性をもつMPPコンデン
サの開発が強く望まれていた。 本発明はメタリコン金属と蒸着金属との接合の
ゆるみ或いは剥離がなく、更にはMPPフイルム
の金属とフイルムとの付着力を弱めたり剥離させ
ることなく、しかも低粘度でPPフイルムとの適
性が良好でPPフイルムの溶解膨潤が小さくかつ
フイルムの濡れ性も良い油の使用により、高電
圧、高電位傾度で使用出来るMPPコンデンサを
得るものである。 本発明に用いるMPPフイルムはスペースフア
クタ−（ｔＭ−ｔＷ／ｔＷ×100、式中、ｔMはマイクロ
メー ター法で測定したフイルム厚さ、ｔWは重量法で
求めたフイルム厚さを示す）（以下SFと称す）が
５〜15％の粗面化PPフイルムに金属蒸着を施し
たものであり、このMPPフイルムを巻回した素
子に誘電率が2.4〜2.6の油を含浸することにより
コンデンサの静電容量増加量（以下ΔＣと称す）
が10〜25％になるような捲強度で捲取つた素子
に、下記一般式で示される１・２−アルキルジフ
エニルエタンを含浸することで、MPPコンデン
サのすべての問題を解決することが出来た。 〔R1：ＨまたはCH3、ｎ：１又は２ R2：CH3、C2H5またはC3H7 但し、R1がCH3のときはR2はCH3である〕 本発明で使用される１・２−アルキルジフエニ
ルエタンとしては、 １−フエニル−２−ノルマルプロピルフエニル
エタン （１、2PPE） １−フエニル−２−イソプロピルフエニルエタ
ン （１、2CPE） １−フエニル−２−エチルフエニルエタン
（１、2EDE） １−フエニル−２−キシリルエタン
（１、2PXE） １−フエニル−２−トリルエタン
（１、2PTE） １−トリル−２−トリルエタン （１、2DTE） 等が例示され得る。 SFが５％以下あるいは、ΔＣが10％以下の場
合、MPPコンデンサ素子に安定に１・２−アル
キルジフエニルエタンを含浸することが難しく、
コンデンサの耐熱性に基因する耐電圧特性に悪影
響を及ぼす。 SFが15％以上の場合、フイルムの弱点部が多
くなつてフイルムの有効厚さの減少により耐電圧
が低下する。 又ΔＣが25％以上の場合、フイルムにしわが発
出し易くなり、しかも蒸着金属とメタリコン金属
との接合が悪くなる。 従来からの油を含浸したMPPコンデンサのコ
ロナ発生電圧は30〜90V／μｍ程度であるのに対
して、フイルム誘電体の構成、捲取り方法、及び
誘電媒体の選択によりコロナ開始電圧が110〜
140V／μｍであつて、箔電極型フイルムコンデ
ンサと同等な電界強度をもつMPPコンデンサを
提供することが出来た。 以下、実施例を参照し乍ら詳細に説明する。 実施例 SF10％の２枚のMPPフイルム（厚み18μｍ）
を捲回してなる第１図及び第２図に示す構成のコ
ンデンサ素子（ΔＣ＝15％）に、本発明含浸油と
して１、2CPE、１、2EDE、１、2PXE、１、
2DTE及び対照含浸油として鉱物油、AB、AN、
１、1PXE、ひまし油、DOP、ジメチルシリコー
ン油を含浸してコンデンサ（容量11μＦ）を製造
した。 前記コンデンサに使用した本発明含浸油及び対
照含浸油の物性、並びにコンデンサに於ける蒸着
メタルの安定性及びメタリコンの付着安定性を第
１表に示す。 また、これらコンデンサを70℃に保つて加熱し
たときの加熱時間に対するコロナ開始電圧の変化
を第３図に示す（23℃、各５台で測定）。 70℃の加熱により鉱油、AB、１、1PXE含浸の
コンデンサは、急激にコロナ開始電圧が低下する
のに対して、本発明含浸油である１・２−アルキ
ルジフエニルエタン含浸のコンデンサは安定して
いる。
【表】
【表】
次に、本発明コンデンサと対照コンデンサのコ
ロナ開始電圧（23℃、20pq検出感度）、コロナ消
滅電圧（23℃、20pqで0.5秒放電させた条件）を
第２表に示す。第２表から、本発明コンデンサは
ひまし油、ジメチルシリコーン油含浸の対照コン
デンサに比較して優れたコロナ特性を有してお
り、特に含浸性及びガス吸収性に起因するものと
考えられるコロナ消滅電圧の差は顕著であること
が明らかである。 更に、コンデンサ素子に含浸注油してから所定
のコロナ開始電圧が得られるまでに要した熱処理
条件を第３表に示す（各５台で測定）。第３表か
ら明らかな通り、所定のコロナ開始電圧に到達す
る熱処理時間においても本発明例と対照例とに大
きな差が見られる。このことはコンデンサを経済
的、合理的に製造して、安定的なコロナ特性を持
つ製品を得るという意味で意義の大なるものがあ
る。
ロナ開始電圧（23℃、20pq検出感度）、コロナ消
滅電圧（23℃、20pqで0.5秒放電させた条件）を
第２表に示す。第２表から、本発明コンデンサは
ひまし油、ジメチルシリコーン油含浸の対照コン
デンサに比較して優れたコロナ特性を有してお
り、特に含浸性及びガス吸収性に起因するものと
考えられるコロナ消滅電圧の差は顕著であること
が明らかである。 更に、コンデンサ素子に含浸注油してから所定
のコロナ開始電圧が得られるまでに要した熱処理
条件を第３表に示す（各５台で測定）。第３表か
ら明らかな通り、所定のコロナ開始電圧に到達す
る熱処理時間においても本発明例と対照例とに大
きな差が見られる。このことはコンデンサを経済
的、合理的に製造して、安定的なコロナ特性を持
つ製品を得るという意味で意義の大なるものがあ
る。
【表】
第１図は本発明コンデンサ素子の分解斜視図、
第２図は本発明コンデンサ素子の端部断面図、第
３図は加熱時間とコロナ開始電圧の関係を表わす
グラフである。 １……MPPフイルム、２……引出しリード
線、３……メタリコン部。
第２図は本発明コンデンサ素子の端部断面図、第
３図は加熱時間とコロナ開始電圧の関係を表わす
グラフである。 １……MPPフイルム、２……引出しリード
線、３……メタリコン部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 金属蒸着化ポリプロピレンフイルムがスペー
スフアクターが５〜15％の粗面化フイルムであ
り、該フイルムの捲強度が誘電媒体の含浸による
静電容量増加率が10〜25％になる様な捲強度であ
つて、 含浸する誘電媒体が一般式 〔R1：ＨまたはCH3、ｎは１または２ R2：CH3、C2H5またはC3H7 但し、R1がCH3のときはR2はCH3である〕 で表わされる１・２−アルキルジフエニルエタン
であることを特徴とする金属蒸着化ポリプロピレ
ンフイルムコンデンサ。
Priority Applications (5)
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|---|---|---|---|
| JP57151274A JPS5941822A (ja) | 1982-08-31 | 1982-08-31 | 金属蒸着化ポリプロピレンフイルムコンデンサ |
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Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP57151274A JPS5941822A (ja) | 1982-08-31 | 1982-08-31 | 金属蒸着化ポリプロピレンフイルムコンデンサ |
Publications (2)
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Family
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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Citations (2)
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Patent Citations (2)
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