KR20040095211A

KR20040095211A - 중합체가 피복된 축전기 필름

Info

Publication number: KR20040095211A
Application number: KR10-2004-7011516A
Authority: KR
Inventors: 데커울프강; 얼리숀
Original assignee: 도레이 플라스틱스 아메리카 인코오포레이티드
Priority date: 2002-01-24
Filing date: 2003-01-24
Publication date: 2004-11-12
Also published as: US20030142461A1; WO2003063189A1; EP1476885A1; JP2005516387A; US6798642B2

Abstract

본 발명은 수분 저항성 및 파괴 저항성이 향상된 축전기 필름에 관한 것이다. 상기 축전기 필름은 공기 포획 방지에 기여하는 중합체 피복층을 포함한다.

Description

중합체가 피복된 축전기 필름{POLYMER COATED CAPACITOR FILMS}

전형적으로, 금속화 필름 축전기는 2개의 밀착 권취된 시트들을 포함하는데, 상기 시트들은 코어에 권취된다. 각 시트는 유전성 층(dielectric layer)과 금속화 층(metallized layer)을 포함한다. 금속화 층은 시트의 전면에 걸쳐서 형성되는 것은 아니며, 각 시트의 양측의 가장자리(margin)는 비금속화되어 있는 상태이다. 2개의 밀착 권취 시트들로부터 형성된 권취체의 단부는 도전성 금속이 분무되어, 축전기용 도전성 말단부를 형성한다. 이러한 방식으로 제조된 축전기는, 시트 재료의 형태, 시트 두께 및 시트의 유전 상수와 같은 인자에 따라 다양한 목적으로 사용될 수 있다. 시트로 사용되는 일반적인 재료는, 예를 들면 방향성 폴리프로필렌 또는 폴리-(에틸렌)-테레프탈레이트이다. 전형적으로 진공 금속화 장치 내에서 도전성 금속 말단부를 형성시키며, 이 말단부는 일반적으로 알루미늄, 아연 또는 이 금속들의 합금들로 구성된다.

금속화 층 제조 중에 발생하는 통상의 문제점은, 권취 공정 중에 공기가 포획된다는 것이다. 축전기 내측의 공기 간극에 의하여, 유전 시트 사이로 수분이 침투할 수 있게 되고, 얇은 금속화 층에 부식이 발생하게 된다. 이러한 부식으로 인하여, 축전기의 활성 영역 및 정전 용량이 감소할 수 있다. 또한, 공기 포획으로 인하여, 사용 중에 코로나 방전이 발생할 수도 있다. 코로나 방전은 유전성 재료와 금속화 층의 품질을 저하시킬 수 있고, 그 결과 정전 용량의 손실이 발생한다. 수분 저항성을 개선시키고 권취 필름 축전기 내에 포획된 공기의 양을 감소시키기 위하여, 여러 방법들이 제안되어 왔다.

수분 저항성을 개선하는 가장 일반적인 방법은 진공 함침(vacuum impregnation) 방법이다. 이 방법에서는, 축전기를 권취하고 분무 피복 공정으로 단부를 처리한 후에, 에폭시 레진, 폴리우레탄 레진 또는 특허 등록되어 있는 유기 수지와 같은 수지 또는 유전성 유체의 욕(bath)에 침지시킨다. 미국 특허 제4,897,791호와 제6,014,308호에 수지의 예가 개시되어 있다. 축전기를 욕 내에 침지한 상태에서 진공에 노출시키면, 포획된 공기가 밀착 권취된 축전기로부터 확산되어 나온다. 그 후 축전기를 욕내에 침지한 상태에서 고압에 노출시키면, 유체가 층들 사이의 미세 간극 내로 침투하게 된다. 그 후 욕으로부터 축전기를 꺼내어 레진을 고화시킨다. 레진은 축전기를 밀봉시켜, 수분 저항성을 향상시킨다.

그러나, 일반적으로는, 진공 함침 중에 유전성 유체가 밀착 권취 축전기 내로 완전하게 침투하는 것은 아니다. 또한, 유전성 유체가 공극 내로 침투하여 분무 코팅된 말단부의 표면을 덮게 되어, 단자를 분무 코팅 말단부의 표면에 용접 또는 납땜하는 것이 곤란하거나 불가능하게 된다. 유전성 유체는 금속화 층의 말단부 상에 노출된 금속을 덮는 경향이 있기 때문에, 말단부의 분무 처리 전에 축전기를 함침하는 것이 곤란하며, 분무 피복 공정 중에 충분한 접촉부를 형성시키는 것이 곤란하게 된다. 미국 특허 제5,043,843에는, 말단부의 분무 처리 전에 축전기를 함침시키고 반응성 가스 플라즈마로 에칭하여 말단부를 세정함으로써, 이러한 문제점을 해결할 수 있는 방법을 개시하고 있다.

건조한 조건에서 사용되는 권취 축전기는, 종종 외측 권취부에서 장력이 손실되는 문제점이 발생한다. 장력 손실로 인하여, 공기/수분 침입 및 코로나 방전과 같은 전술한 문제를 발생시킬 수 있는 간극이 외측 권취부에 형성될 수 있다. 오일이 충진된 축전기의 경우에는, 공기/수분 침입의 문제는 그다지 심각하지는 않다. 오일은 축전기 내의 간극을 효과적으로 충진하여 외측 권취부를 밀봉시킨다. 그러나, 건조한 조건에서 사용되는 축전기는 이러한 효과가 없기 때문에 정전 용량이 손실될 수 있다.

따라서, 공기 포획을 감소시키고 축전기의 수분 저항성을 증가시키기 위한 개선된 방법이 필요하다.

본 발명은 금속화 중합체 필름으로 제조된 필름 축전기 및 필름 축전기를 제조하는 방법에 관한 것이다. 상기 축전기는 향상된 수분 저항성 및 파괴 저항성을 갖는다.

도 1은 축전기 필름 상의 마스킹 처리된 금속 증착 및 왁스 코팅층 증착을 위한 진공 금속화 및 코팅 장치를 도시하는 도면이다.

도 2는 왁스 코팅층을 증착시키는 증기 코팅 장치를 도시하는 도면이다.

도 3은 두 개 층의 축전기 필름으로 형성되는 권취 축전기를 도시하는 도면이다.

도 4는 권취 또는 적층 축전기에서 여러 층들이 적층되어 이쓴 것을 도시하는 단면도이다.

도 5는 이축 배향 오피피(oPP) 유전성 축전기 필름의 기계 방향(Machine Direction; MD)에서의 수축율(%)과 온도의 관계를 나타낸 그래프이다.

도 6은 폴리왁스®폴리에틸렌의 점도와 융점을 폴리에틸렌의 분자량에 대하여 나타낸 그래프이다.

도 7은 가열과 적층 기능을 포함한 축전기 권취 장치를 도시하는 도면이다.

본 발명은, 수분 저항성 및 파괴 저항성이 개선된 축전기 필름 및 축전기에 관한 것이다. 축전기 필름은 공기 포획 방지에 기여하는 중합체 피복층을 포함한다.

한 실시예에서, 축전기 필름은 금속화 필름이다. 금속화 필름은 유전성 필름이며, 이 유전성 필름의 표면의 일부에 금속층이 부착되어 있다. 유전성 필름의 표면에 금속층이 부착되기는 하나, 상기 표면의 가장자리 부위에는 금속이 부착되지 않는다. 금속층과 가장자리 부위에는 열 용융성 중합체의 층이 피복된다.

유전성 필름은, 융점이 유전성 필름의 경화 온도 이하인 중합체로 이루어진 열 용융성 중합체로 제조되는 것이 바람직하다. 바람직한 열 용융성 중합체는, 두께가 1㎛ 내지 1.5㎛인 폴리에틸렌으로 제조된다.

필름을 압연하거나 층상으로 적층함으로써, 축전기 내에 금속화 층을 형성시킬 수 있다. 권취 공정 또는 적층 공정 중에 공기를 배제하고 금속화 층을 함께 용착시키기 위하여 열과 압력을 가하는 것이 바람직하다. 포획된 공기를 제거하기 위하여 축전기를 감소된 압력에 노출시키고, 그와 동시에 압력이 감소한 상태에서 열에 노출시킴으로써, 열 용융성 중합체가 축전기의 층들을 용착시키게 된다.

금속화 층의 다른 실시예에서는, 금속층이 부착되는 표면에 대향하는 유전성 필름의 표면상에 열 용융성 중합체의 층을 배치한다.

금속화 층의 또 다른 실시예에서는, 금속화 층이 유전성 필름과 제1 금속층과 제2 금속층을 포함한다. 제1 금속층은 유전성 필름의 제1 표면의 일부에 부착되나, 제1 표면의 가장자리 부위에는 금속이 부착되지 않는다. 제2 금속층은 유전성 필름의 제2 표면의 일부에 부착되나, 제1 표면의 가장자리 부위에는 금속이 부착되지 않는다. 제2 가장자리 부위는 제1 가장자리 부위의 반대측의 유전성 필름의 가장자리에 위치한다. 열 용융성 중합체의 층은 유전성 필름의 제1 표면, 유전성 필름의 제2 표면 또는 유전성 필름의 제1 표면과 제2 표면 모두에 부착된다.

금속화 층을 제조하는 방법의 한 실시예는, 유전성 필름을 제공하는 단계,유전성 필름의 표면상에 금속층을 부착시키는 단계 및 유전성 필름의 표면 또는 금속층의 표면에 열 용융성 중합체 층을 부착시키는 단계를 포함한다.

축전기의 또 다른 실시예는 유전성 필름 층, 금속층, 열 용융성 중합체 층을 포함한다. 축전기를 제조하기 위해서는, 유전성 필름 층, 금속층 및 열 용융성 중합체 층을 구비한 축전기 필름의 층들을 적층하거나, 유전성 필름 층, 금속층, 열 용융성 중합체 층을 구비한 축전기 필름을 코어에 권취하는 것이 바람직하다.

첨부 도면과 함께 발명의 상세한 설명을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

축전기 필름과 축전기 필름을 이용한 축전기가 아래에서 설명된다. 본 축전기는 수분 저항성이 뛰어나고 원치 않는 갇힌 공기와 수분에 의한 커패시턴스 손실이 감소된다. 수분 저항성이 뛰어나고 원치 않는 갇힌 공기와 수분에 의한 커패시턴스 손실이 낮은 축전기 필름과 축전기를 제조하는 방법이 또한 설명된다.

일 실시예에서, 필름 축전기는, (a) 각각의 유전성 필름이 그 표면에 형성된 금속층을 가지는 적어도 두 개의 감아진 유전성 필름의 다층 구조를 구비하는 축전기 요소와, (b) 금속층의 상부나 유전성 재료의 후면에 적용되는, 중합체 재료로 된 코팅 층을 포함한다. 상기 중합체 코팅 재료는 저 분자량의 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 이와 비슷한 것으로 하는 것이 바람직하다. 상기 중합체 코팅 재료는 열 용해될 수 있고 약 100℃ 내지 약 120℃의 융점을 가지는 것이 바람직하다.

상기 열 용융성 중합체 코팅은 약 0.1㎛ 내지 약 1.5㎛의 두께를 가지는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 상기 열 용융성 중합체 코팅은 약 0.2㎛ 내지 약 1.0㎛의 두께를 가진다. 가장 바람직하게는, 상기 열 용융성 중합체 코팅은 약 0.3㎛ 내지 0.8㎛의 두께를 가진다.

열 용융성 중합체 코팅이 두께가 너무 작으면, 중합체 코팅의 수분 차단이 불충분해진다. 열 용융성 중합체 코팅의 두께가 너무 크면, 경화 기간동안 축전기로부터 열 용융성 중합체 코팅이 스며나올 수 있다.

필름 축전기를 제조하는 바람직한 방법은, (1)아연, 구리, 알루미늄 또는 그것들의 합금을 포함하는 금속층으로 유전성 필름을 입히고, 밴드 매스킹(band masking)이나 오일 매스킹(oil masking)과 같은 보통의 방법에 의해 금속층 주변에 뚜렷한 마진(margin)을 형성시키는 단계와; (2)상기 금속층의 형성 중 또는 형성 직후에, 바람직하게는 동일한 공정 (진공)실 내에서 열 용융성 중합체 코팅을 상기 금속층의 상부나 상기 유전성 필름의 후면에 가하는 단계와; (3)금속층이 입혀지고 코팅된 유전체를 적당한 폭으로 자르고, 적절한 설비로 축전기를 감고, 리드선의 다음 부속품이 축전기의 단자에 연결되도록 감아진 축전기를 마무리하는 스프레이를 포함하는 보통의 방법으로써, 감아진 축전기를 제조하는 단계와; (4)상기 감아진 축전기를 감소된 압력에 노출시켜서 축전기를 경화시키고 따라서 갇힌 공기가 권선 사이의 틈 밖으로 확산될 수 있게 하는 단계와; (5)계속해서 축전기를 약 100℃ 내지 약 120℃로 가열하는 단계를 포함한다.

상기 감아진 축전기를 가열하면 상기 유전성 재료는 수축하게 되고 권선은 조여진다. 상기 축전기를 가열하면 또한 상기 열 용융성 중합체 코팅이 부분적으로 용해되고, 이는 유전체의 수축과 함께 권선의 층을 서로 융합시키고 공기나 물이 들어갈 수 있는 틈을 제거한다.

상기 열 용융성 중합체 코팅의 소수성(疏水性)도 물이 권선 속으로 확산되는 것을 방지하고 축전기의 수분 저항성을 향상시킨다.

본 발명에 따라 필름 축전기를 제조하는 또 다른 바람직한 방법은, (1)아연, 구리, 알루미늄 또는 그것들의 합금을 포함하는 금속층으로 유전성 필름을 입히고, 밴드 매스킹(band masking)이나 오일 매스킹(oil masking)과 같은 보통의 방법에의해 금속층 주변에 뚜렷한 마진(margin)을 형성시키는 단계와; (2)상기 금속층의 형성 중 또는 형성 직후에, 바람직하게는 동일한 공정 (진공)실 내에서 열 용융성 중합체 코팅을 상기 금속층의 상부나 상기 유전성 필름의 후면에 가하는 단계와; (3)금속층이 입혀지고 코팅된 유전체를 적당한 폭으로 자르고, 감기 작업 중 열과 압력을 가하여 적절한 설비로 축전기를 감고, 리드선의 다음 부속품이 축전기의 단자에 연결되도록 감아진 축전기를 마무리하는 스프레이를 포함하는 보통의 방법으로써, 감아진 축전기를 제조하는 단계를 포함한다. 감기 작업 동안 열과 부가적인 압력을 가하여, 상기 열 용융성 중합체 코팅은 적층된 감아진 구조를 형성하면서 녹게된다. 열, 압력 그리고 공정 조건을 적절하게 선택함으로써, 감기와 적층 작업시에 공기가 갇히는 것을 막을 수 있다. 경화 단계는 이 방법에서 필요하지 않다.

상기 금속 적층 필름에 대한 유전성 저부 필름으로서, 필름 축전기에 일반적으로 사용되는 것과 같은 중합체 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 그러한 중합체 필름의 예는 배향된 폴리에스터 또는 폴리프로필렌 필름이 있다. 본 발명에서 사용되는 중합체 필름의 형태에는 제한이 없지만, 배향된 폴리에스터 또는 폴리프로필렌 필름이 바람직하다. 또한, 이러한 필름의 두께 범위에 대한 제한도 없지만, 약 0.6㎛ 내지 약 15㎛ 범위의 두께가 바람직하다.

바람직한 금속 적층 필름은 중합체 필름의 적어도 하나의 면에 적어도 하나의 금속층이 적층된 중합체 필름이다. 금속층은 통상적으로 진공 증착 공정에 의해 준비한다. 도 1은 금속적층 필름을 제조하는 바람직한 설비를 도시한다. 운송 시스템과 증발기(6)를 포함한 진공실(1)은 진공 펌프에 의하여 미리 정하여진 압력으로감압된다. 유전성 필름(2)은 감은 것이 풀리고 구동 및 아이들링(idling) 롤러(3) 장치에 의하여 상기 진공실을 통하여 운송된다.

유전성 필름(2)은 금속 증발기(6)에 의해 발생된 일단의 증발된 금속(7)을 통과하면서 냉각 코팅 드럼(5)을 지나가게 된다. 유전성 필름(2)의 냉각면은 금속(7)이 유전성 필름(2)의 표면에서 응결되도록 하여 얇은 금속층을 형성하게 한다. 이어서 금속층(2)이 다른 피동 아이들링 롤러(8) 장치를 지나가게 되어 (12)에서 재권취된다.

반드시 필요하지는 않지만 바람직하게는 특히 높은 표면 기능성을 구비한 유전성 필름이 사용되는 경우에, 표면 처리부(31)가 금속층의 증착을 위해 유전성 필름의 일면을 활성화시키게 된다. 바람직한 표면 처리부(31)는 필름을 이온화 가스, 즉 플라즈마에 노출시킨다. 마진 시스템(margin system)(4)이 얇은 오일 층을 필름의 경계를 따라 유전성 필름(2)의 표면에 증착시킨다. 오일은 금속이 이들 영역에 증착되지 못하게 하여 금속이 없는 가장자리를 형성하게 한다. 마스킹 테이프 시스템과 같은 다른 마스킹 시스템이 또한 사용될 수도 있다. 금속 증발기(6)는 유전성 필름의 표면 위에 적절한 속도로 금속을 응결시키기에 충분한 금속 증기운(vapor cloud)을 생성할 수 있다면 어떠한 장치라도 사용될 수 있다. 예를 들어, 저항 가열식 증발기, 전자 빔 증발기 또는 스퍼터 원이 사용될 수 있다. 알루미늄, 동 또는 아연과 같은 다른 금속이 사용될 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 알루미늄 및/또는 구리의 경우에, 단지 한 단계만으로도 직접 증착이 가능하다. 바람직하게는, 아연이 사용되는 경우에, 알루미늄, 동 또는 은의 "시딩 층(seeding layer)"이아연 층의 증착 이전에 필름에 적용된다. "시딩 층"은 증착률과 아연 코팅의 특성을 향상시킬 수 있다.

열 용융성 중합체 코팅은 코팅 공정 중에 유전성 필름(2)에 적용된다. 열 용융성 중합체 코팅은, 적용기(10)를 사용하여 금속층에 대향된 유전성 필름의 면에 적용되거나 적용기(11)를 사용하여 금속층의 최상부에 적용될 수 있으며, 또는 유전성 필름의 양면에 적용될 수 있다.

도 2는 열용융성 중합체 코팅을 유전성 필름에 적용하기 위한 장치(applicator)의 바람직한 실시예를 나타낸 것이다. 상기 장치는 가열될 수 있도록 형성된 중공 금속 박스(13)이다. 상기 박스(13)에 부착된 열전대(14)에서 제어 입력을 수신받는 가열 제어 시스템(15)으로부터 전원(16)이 상기 박스에 인가된다. 필름들에 적용되는 열 용융성 중합체 코팅 재료는 박스(13) 내에 놓여지고 가열된다. 박스(13)와 그 내용물이 금속 침전 공정(metal deposition process)과 동일하거나 유사한 낮아진 압력에 노출됨으로써, 열저하점(thermal degradation point)의 온도보다는 낮고, 이 온도와 관련된 증기압이 공정 주위의 압력을 초과하기에 충분한 온도보다는 높은 온도로 밀납(wax)을 가열할 수 있게 된다. 이는, 상기 재료로부터 증기 유속이 일정하게 발생시키도록 하여, 상기 재료가 슬릿(17)을 통해 박스(13)로부터 나오게 된다. 슬릿(17)은 이와 같이 배열되어, 유전성 필름의 표면과 마주 보게 된다. 그리고, 유전성 필름의 폭을 가로지르는 방향으로 증기 분포가 균일하게 된다. 유전성 필름의 온도가 밀납 재료의 증기압보다 낮기 때문에, 밀납은 기판(substrate) 표면에 응축될 것이다.

열 용융성 중합체 코팅 재료는 진공 코팅 챔버 내에서 사용되는 압력 레벨과 중합체의 열저하 온도 이하의 온도에서 적당한 비율로 증발될 수 있는 어떤 종류의 중합체이어도 무방하다. 더욱이, 상기 재료는 축전기의 경화(curing) 온도 및 그 이하의 온도에서 최종 축전기의 층들 사이에서 융해될 수 있어야 한다. 매우 다양한 종류의 중합체들이 이와 같은 요건을 충족시킨다.

바람직한 실시예에서는, 텍사스주의 슈거랜드(Sugarland)에 소재한 베이커 페트로라이트(Baker Petrolite)사에서 생산되는 폴리왁스(Polywax)와 같은 낮은 분자량의 폴리에틸렌이 사용된다. 이러한 중합체들은 매우 좁은 분자량 분포를 갖는다는 점에 특징이 있으며, 진공 증발기에서 코팅 공정중에 분자량 분포를 변화시키지 않으면서 일정한 증발량으로 중합체가 증발될 수 있도록 한다. 바람직하게는, 상기 중합체는 약 500 내지 3000의 중량 평균 분자량을 갖는다. 보다 바람직하게는, 상기 중합체는 약 700 내지 1500의 중량 평균 분자량을 갖는다.

도 3은 감긴 형태의 축전기(26)의 일 실시예를 나타낸 것이다. 종래 기술 분야에와 마찬가지로, 코팅되고 다시 감겨진 재료는 슬릿팅에 의하여 처리되며, 그리고 나서, 축전기로 감겨진다. 감긴 형태의 축전기(26)는 2개의 유전성 필름(18, 22)들을 끼워넣고 그 표면에 각각 하나 이상의 층의 금속 필름(19, 23)으로 코팅된 유전성 필름들을 감는 것에 의하여 생산된다. 상기 금속 필름(19, 23)은 필름(21, 25)의 모서리에 뚜렷한 또는 비금속화된 마진(margin)을 형성하는 유전성 필름(18, 22)의 모서리까지 뻗어있지 않다. 상기 뚜렷한 마진(21, 25)은 서로 반대면에 위치한다. 열용융성 중합체 코팅(20, 24)은 금속층(19, 23) 상에 이루어진다.

도 4는 각각의 금속층(28, 33)과 열용융성 중합체 코팅(29, 32)을 구비한 끼워진(interleaved) 유전성 필름(27, 34)을 도시한 것이다. 2개의 유전성 필름(27, 34) 사이의 차이(offset)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 스프레이 코팅의 끝단(termination)(30, 35)과 연결함에 있어서 보다 용이한 것이 선호되지만, 반드시 필요로 하는 것은 아니다.

감겨진 종단형 축전기는 바람직하게는 낮은 압력 분위기에 노출되어 견고하게 감겨진 유전성 필름들 사이로 공기가 들어오도록 하는 것이 바람직하다. 그리고나서, 여전히 낮은 압력 상태에 있는 동안에 축전기는 경화 사이클에 노출된다. 상기 경화 사이클는 축전기를 설정된 온도로 가열하는 것을 포함한다. 경화 온도는 사용되는 유전성 재료와 열용융성 중합체 코팅 재료에 따라 달라진다.

바람직한 실시예에서는, 편향된(oriented) 폴리프로필렌이 유전체로 사용되고, 700 내지 1500의 분자량을 갖는 폴리왁스(Polywax) 타입의 폴리에틸렌이 열용융성 중합체 코팅용으로 사용된다. 경화 온도는 120 내지 140 인 것이 바람직하다.

도 5는 상기 편향된 폴리프로필렌 유전체가 120 내지 140 의 온도에 노출된 경우에 수축된 상태를 도시한 것이다. 도 5에 따르면, 유전체는 2.5% 내지 8% 정도 수축된다.

도 6은 중량 평균 분자량의 함수로서 폴리왁스(Polywax) 폴리에틸렌의 융점 온도를 도시한 것이다. 도 6에 따르면, 경화 온도는 바람직한 중합체의 분자량 범위로부터 얻어진 코팅의 융점 온도를 초과한다. 중합체가 융해되고, 유전성 필름의수축에 따라 감겨진 구조가 더욱 밀집되고, 감은 것 사이의 공기가 부재하는 경우에는, 온도가 낮아지져 열용융성 중합체 코팅이 다시 고화되는 때에 축전기를 구성하는 필름들이 녹게 된다. 보통의(nomal) 공기에 냉각되며 노출된 이후에 감겨진 구조가 고화되는 속성으로 인하여, 공기나 수분이 축전기 내부로 들어가지 못하게 되며, 이에 따라 축전기의 성능이 크게 향상된다.

또 다른 실시예에서는, 감는 공정 동안에 다른 층을 적층하는 것에 의하여 축전기로부터 공기를 배제시키고 고화될 수 있도록 한다. 도 7은 본 실시예에 따른 적층 장치를 도시한 것이다. 도 7에는, 전술한 금속층 및 중합체층로 코팅된 2개의 유전성 필름이 두루마리(36, 37)로부터 풀려져 수동 아이들링 롤러(38)의 조합체를 거쳐 수송된다. 2개의 유전성 필름이 축전기(41)로 감겨지기 이전에, 2개의 유전성 필름은 가열 시스템(39)을 통과하게 되어, 열용융성 중합체 코팅이 융해되도록 한다. 맞물림 롤러(nip roller)(40, 42)는 감는데 있어서 압력을 가하여 공기가 감겨지는 사이로 들어오는 것을 배제시키고, 2개의 유전성 필름의 끼워진 층들이 함께 융해되도록 한다. 그리고 나서, 감겨진 축전기(41)는 냉각 공정 동안에 고화되어 마무리 공정을 진행할 수 있게 된다. 이는, 진공 경화 사이클을 필요로 하지 않는 장점을 가지고 있으나, 공기를 완전히 배제시킬 수 없게 된다.

당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하, 당업자)는 열용융성 중합체 코팅이 전술한 방법들 이외에 다양한 다른 방법으로 적용 가능하다는 것을 인지할 것이다. 예를 들면, 열용융성 중합체 압출 성형 코팅 공정(extrusion coating process)을 이용하여 유전성 필름에 적용할 수 있을 것이다.

상기와 같은 기재는 당업자로 하여금 본 발명을 이용할 수 있도록 제공된 것이며, 특정적인 응용과 그 필요 요건이 본문에 제공되어 있다. 바람직한 실시예에 대하여 다양한 변경 또한 당업자에게 자명한 것이며, 여기서 정의된 일반적인 원리는 본 발명의 기술적 사상과 그 범주로부터 벗어나지 않고도 다른 실시예나 다른 형태로 응용될 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 전술한 실시예에만 한정되는 것이 아니며, 여기서 개시된 원리나 기술적 특징과 일치하는 범위를 포괄하는 최광의로 해석되어야 한다.

본 출원은 몇가지 수치적 범위의 제한을 개시한다. 본 발명은 명세서에서 개시된 수치 범위 전체에 대하여 실시 가능하기 때문에, 정밀한 범위의 한정이 발명의 상세한 설명에서는 축약적으로 언급되지 않았음에도 불구하고, 상기 수치 범위는 개시된 수치 범위 내의 모든 수치 범위를 근원적으로 뒷받침하는 것으로서 당업자에게 인지될 것이다.

Claims

유전성 필름과;

유전성 필름의 표면 일부에 증착되는 금속층으로서, 증착된 금속이 없는 가장자리부가 상기 금속층이 증착된 유전성 필름 표면에 구비되게 하는 금속층과;

금속층 및 가장자리부 위의 열 용융성 중합체 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속화 필름.
제1항에 있어서,

유전성 필름은 중합체로 제조되는 것을 특징으로 하는 금속화 필름.
제1항에 있어서,

열 용융성 중합체는 용융점이 유전성 필름의 경화 온도이거나 그 이하인 중합체로 제조되는 것을 특징으로 하는 금속화 필름.
제1항에 있어서,

열 용융성 중합체에 폴리에틸렌이 포함되는 것을 특징으로 하는 금속화 필름.
제1항에 있어서,

열 용융성 중합체 층의 두께는 0.1㎛ 내지 1.5㎛인 것을 특징으로 하는 금속화 필름.
제1항에 있어서,

필름을 압연시키거나 필름을 다층으로 적층시켜서 축전기로 형성되는 것을 특징으로 하는 금속화 필름.
제6항에 있어서,

권취 공정 또는 적층 공정 중에 열과 압력이 가해져서 공기가 배출되고 금속 필름이 함께 융합되는 것을 특징으로 하는 금속화 필름.
제6항에 있어서,

저감된 압력이 축전기에 가하여져 갇혀져 있는 공기가 배출되고, 상기 저감된 압력 하에서 열이 상기 축전기에 가하여져 열 용융성 중합체가 축전기의 층들을 융합시키는 것을 특징으로 하는 금속화 필름.
유전성 필름과;

유전성 필름의 표면 일부에 증착되는 금속층으로서, 증착된 금속이 없는 가장자리부가 상기 금속층이 증착된 유전성 필름 표면에 구비되게 하는 금속층과;

금속층이 증착되어 있는 표면에 대향된 유전성 필름의 표면에 형성되는 열용융성 중합체 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속화 필름.
제9항에 있어서,

유전성 필름은 중합체로 제조되는 것을 특징으로 하는 금속화 필름.
제9항에 있어서,

열 용융성 중합체는 용융점이 유전성 필름의 경화 온도이거나 그 이하인 중합체로 제조되는 것을 특징으로 하는 금속화 필름.
제9항에 있어서,

열 용융성 중합체에 폴리에틸렌이 포함되는 것을 특징으로 하는 금속화 필름.
제9항에 있어서,

열 용융성 중합체 층의 두께는 0.1㎛ 내지 1.5㎛인 것을 특징으로 하는 금속화 필름.
제9항에 있어서,

필름을 압연시키거나 필름을 다층으로 적층시켜서 축전기로 형성되는 것을 특징으로 하는 금속화 필름.
제14항에 있어서,

권취 공정 또는 적층 공정 중에 열과 압력이 가해져서 공기가 배출되고 금속 필름이 함께 융합되는 것을 특징으로 하는 금속화 필름.
제14항에 있어서,

저감된 압력이 축전기에 가하여져 갇혀져 있는 공기가 배출되고, 상기 저감된 압력 하에서 열이 상기 축전기에 가하여져 열 용융성 중합체가 축전기의 층들을 융합시키는 것을 특징으로 하는 금속화 필름.
유전성 필름과;

유전성 필름의 제1 표면 일부에 증착되는 금속층으로서, 증착된 금속이 없는 제1 가장자리부가 상기 제1 표면에 구비되게 하는 제1 금속층과;

유전성 필름의 제2 표면 일부에 증착되는 금속층으로서, 증착된 금속이 없고 제1 가장자리부와 대향된 유전성 필름의 가장자리에 위치되는 제2 가장자리부가 상기 제2 표면에 구비되게 하는 제2 금속층과;

유전성 필름의 제1 표면 및 제2 표면 중 적어도 하나에 형성되는 열 용융성 중합체 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속화 필름.
제17항에 있어서,

유전성 필름은 중합체로 제조되는 것을 특징으로 하는 금속화 필름.
제17항에 있어서,

열 용융성 중합체는 용융점이 유전성 필름의 경화 온도이거나 그 이하인 중합체로 제조되는 것을 특징으로 하는 금속화 필름.
제17항에 있어서,

열 용융성 중합체에 폴리에틸렌이 포함되는 것을 특징으로 하는 금속화 필름.
제17항에 있어서,

열 용융성 중합체 층의 두께는 0.1㎛ 내지 1.5㎛인 것을 특징으로 하는 금속화 필름.
제17항에 있어서,

필름을 압연시키거나 필름을 다층으로 적층시켜서 축전기로 형성되는 것을 특징으로 하는 금속화 필름.
제22항에 있어서,

권취 공정 또는 적층 공정 중에 열과 압력이 가해져서 공기가 배출되고 금속필름이 함께 융합되는 것을 특징으로 하는 금속화 필름.
제22항에 있어서,

저감된 압력이 축전기에 가하여져 갇혀져 있는 공기가 배출되고, 상기 저감된 압력 하에서 열이 상기 축전기에 가하여져 열 용융성 중합체가 축전기의 층들을 융합시키는 것을 특징으로 하는 금속화 필름.
유전성 필름을 마련하는 단계와;

유전성 필름의 표면에 금속층을 증착하는 단계와;

유전성 필름의 표면 또는 금속층에 열 용융성 중합체 층을 증착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속화 필름 제조 방법.
제25항에 있어서,

축전기 필름을 권취하여 축전기를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속화 필름 제조 방법.
제26항에 있어서,

축전기에 열과 압력을 가하여 공기를 배출시키고 금속화 필름의 권취부들을 함께 융합시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속화 필름 제조 방법.
제25항에 있어서,

저감된 압력을 축전기에 가하여 갇혀져 있는 공기를 배출시키고, 상기 저감된 압력 하에서 열을 상기 축전기에 가하여 열 용융성 중합체가 축전기의 층들을 융합시키게 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속화 필름 제조 방법.
유전성 필름 층과;

금속층과;

열 용융성 중합체 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 축전기.
제29항에 있어서,

유전성 필름은 중합체로 제조되는 것을 특징으로 하는 축전기.
제29항에 있어서,

열 용융성 중합체는 용융점이 유전성 필름의 경화 온도이거나 그 이하인 중합체로 제조되는 것을 특징으로 하는 축전기.
제29항에 있어서,

열 용융성 중합체에 폴리에틸렌이 포함되는 것을 특징으로 하는 축전기.
제1항에 있어서,

열 용융성 중합체 층의 두께는 0.1㎛ 내지 1.5㎛인 것을 특징으로 하는 축전기.
유전성 필름 층, 금속층 및 열 용융성 중합체 층을 포함하는 축전기 필름의 층들을 적층하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 축전기 제조 방법.
제34항에 있어서,

축전기에 열과 압력을 가하여 공기를 배출시키고 축전기 필름의 층들을 함께 융합시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 축전기 제조 방법.
제34항에 있어서,

저감된 압력을 축전기에 가하여 갇혀져 있는 공기를 배출시키고, 상기 저감된 압력 하에서 열을 상기 축전기에 가하여 열 용융성 중합체가 축전기 필름의 층들을 융합시키게 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 축전기 제조 방법.
유전성 필름 층, 금속층 및 열 용융성 중합체 층을 포함하는 축전기 필름을 코어 주위로 권취하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 축전기 제조 방법.
제37항에 있어서,

축전기에 열과 압력을 가하여 공기를 배출시키고 축전기 필름의 권취부들을함께 융합시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 축전기 제조 방법.
제37항에 있어서,

저감된 압력을 축전기에 가하여 갇혀져 있는 공기를 배출시키고, 상기 저감된 압력 하에서 열을 상기 축전기에 가하여 열 용융성 중합체가 축전기 필름의 권취부들을 함께 융합시키게 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 축전기 제조 방법.