JPH0370113A - 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は、従来から粗面化樹脂フィ
ルムとアルミニュウム等の金属箔とを重ね合わせたもの
、あるいは紙と金属箔とを重ね合わせたものを巻き込ん
で、含浸剤を含浸させたものが提供されている。また、
最近では、あらかじめフィルム表面に金属薄膜層を形成
した金属化フィルムを巻き込み、これに含浸剤を含浸さ
せた巻込み型コンデンサが提供されている。これらの巻
込み型コンデンサでは、フィルムや紙が誘電体となり、
金属箔や金属薄膜層が電極となる。

〔発明が解決しようとする課題］ 前記従来の巻込み型コンデンサでは、金属箔を使用した
ものは金属層の厚みが大きいために金属層の腐食消失は
起こらない。これに対し、金属化フィルムを使用した巻
込み型コンデンサでは、金属薄膜層の厚みが１００〜３
００人と薄いため、含浸剤中に含まれる水分により金属
腐食による膜消失が起こりやすい。このため、金属化フ
ィルムを用いた巻込み型コンデンサは、電極の消失によ
る容量減少、誘電損失（ｔａｎδ）の上昇、絶縁破壊等
の特性不良を起こしやすいという問題がある。

発明者は、電極の腐食と含浸剤中の水分率との間にどの
ような相関関係があるのかを調査した。

その結果、一定の水分率を越えると腐食速度が急に大き
くなることを見出した。

本発明の目的は、電極の腐食による特性不良が起こりに
くい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、含浸剤が含浸されかつ
少なくとも片面に金属薄膜層を備えた粗面化ポリプロピ
レン系フィルムを巻き込んだコンデンサ本体と、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、含
浸剤に含まれる水分量は、１５ｐｐｍ以下である。

＊＊＊＊＊＊＊ 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、造核剤、酸化防止剤、その他の第３ｅ、
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１０．７〜２．５重量％のエチレ
ン−プロピレンランダム共重合体７０〜８５ｆｆｉｉ１
％にエチレンを１５〜３０重量％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ｉ　合体ｍ　脂フィ／ｌ／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片
面又は両面には、粗面が形成されている。

この粗面ば、たとえば、β晶球晶のα品転移による網目
状構造により形成されるもの、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ョン差を利用して形成さ
れたもの、ポリプロピレン樹脂に有機または無機系の顔
料を添加してフィルム状に冷却後２軸延伸させることに
より形成されたもの等である。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、たとえば多数の独立した粒状突起が形成
されている。この場合、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、さらに１０
個／　ｍ　ｍ以上形成されているのが望ましい。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
分ではないことがある。

このような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：Ｑ、１ｍｍ／秒 フィルター：０．２５ｍｍ 測定間隔：１０ｕｍ 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以上の高さを持つ粒状突起の数
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、使用目的に応じた膜抵抗となるよう
にする必要があるが、一般には１００〜３００人である
。厚さが１００人未満の場合には、膜強度が弱くなるこ
とがある。逆に、３００Åを超えると、セルフヒーリン
グ性が低下することがある。なお、膜厚は、膜抵抗値と
の相関データをあらかじめ取っておき、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。膜抵抗は、Ｏ
ＨＭＨ−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２０ｃｍ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。

本発明に用いられる含浸剤は、金属薄膜に亀裂、膨れ、
抜は等の脱炭化を及ぼさず、電気特性の良好なものであ
ればいかなるものが用いられてもよい。ただし、粘性の
大きなものはハンドリング性、含浸性が悪くなるため使
用を避ける方が好ましい。

なお、好ましい含浸剤としては、たとえば菜種油、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。含浸剤中の水分は、１５ｐｐｍ以下（望ましく
は１０ｐｐｍ以下）である。水分量が１５ｐｐｍを超え
ると、金属薄膜層の腐食速度が急激に大きくなり、電極
の消失による容量減少、誘電損失（ｔａｎδ）の上昇、
絶縁破壊等の特性不良を起こしやすくなる。なお、含浸
剤中の水分量は、カールフィッシャー法により測定した
値である。

次に、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（金属化ポリプロピレンフィ
ルム）２を金属薄膜Ｈ２ａが対面しないように２枚重ね
て所望の硬さに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。

次に、本発明の巻込み型コンデンサの製造方法の一例を
説明する。

まず、金属化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
ず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絶縁油を含浸タンク内に入れ
、５０〜９０°Ｃ１０，１ｍｍＨｇａｂｓ以下の条件で
２４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、含浸剤に含まれている水分量は１５ｐｐｍ
以下である。このため、本発明では、電極の腐食による
特性不良を起こしにくい巻込み型コンデンサを得ること
ができる。

〔実施例〕

１〜３　　び　　　　１２ ベース層となるアイソタクチック度が９９．４％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重景％とからなるアイソタクチック度
９２．４％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６３０ｍｍ、間隙１．０ｍｍ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、ベース層の厚みが１３μ
ｍ、複合層の厚みが１．３μｍとなるように押出機を調
整した。また、キャスティングドラムの温度は、３０’
Ｃとした。

次に、得られたポリプロピレン系樹脂フィルムを１４５
℃で長さ方向に５．０倍、１７５℃で幅方向に９．０倍
延伸し、その後１５５°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４
２　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
知の方法で亜鉛を蒸着することにより蒸着フィルムを製
造した。この際、亜鉛の膜抵抗は、６Ω／口となるよう
にした。

こうして得られた蒸着フィルムを、巻き硬度９２〜９４
°シヨア、容量２μＦの条件で巻込み、両端にメタリコ
ン処理を施して端子付↓すを行い、コンデンサを作成し
た。

次に、コンデンサを所定の缶内に入れ、液入口を除いて
シールした後含浸タンクに入れ、８０°Ｃ１０，５ｍｍ
Ｈｇａｂｓ以下の条件で２４時間乾燥を行った。その後
、あらかじめ脱水精製した市販の菜種サラダオイルを素
早く含浸タンク内に供給し、４８時間の含浸を行った。

なお、菜種サラダオイルの脱水精製は、直径１０ｃｍ、
高さ７０ｃｍのカラムの底部から第１表に示す高さまで
乾燥した合成ゼオライト（商品名：ミズ力シープス４Ａ
−Ｃ８Ｂ、水沢化学■製）を充填し、カラムの塔頂部よ
り第１表に示す速度で菜種サラダオイルを通過させるこ
とにより行った。なお、このような脱水精製操作は、実
施例１については２回繰り返し、実施例２，３及び比較
例１．２については１回とした。

第１表 脱水後の水分をカールフィッシャー法により測定した。

その結果は、第２表の通りである。測定には、三菱化成
■製微量水分測定装置ＣＡ−０２を用いた。また、電量
滴定用試薬としては、発生液層にアクアミクロン八くツ
ビシ（商品名、三菱化成■製）、対極液層にアクア≧ク
ロンＣミツビシ（商品名、三菱化成■製）をそれぞれ用
いた。第２表の結果は、サンプル２つについての測定値
の平均値である。

次に、菜種サラダオイルが含浸されたコンデンサについ
てＡＣ耐電圧特性試験を行った。試験用サンプルには、
コンデンサが入れられた缶を封止したものを用いた。こ
のサンプルを８０℃で４８時間エージングし、室温でコ
ンデンサの容量（Ｃ）と誘電損失（ｔａｎδ）を測定後
、ＡＣ耐電圧特性試験を行った。測定及び試験は、次の
ようにした。

溢ｍ伍 安藤電気■製ＬＣＲ−メータ、タイプＡＣ−４３１１を
用い、室温で測定した。

ｉ禾ａｆｈｔ　　ａ　　ｎ　　δ 総研電気■製オートマチックシエーリンダブリッジ、Ｄ
ＡＣ−ＤＳＣ−２０Ｗを用い６０Ｈｚ。

４００ｖで測定した。

Δ旦紅里圧豊住 ■指刀電機製作所製のコンデンサ耐圧電源装置を用い、
下記の条件で行った。

測定雰囲気２８０°Ｃ 印加電圧：１５００Ｖ 結果を第２表に示す。なお、表中、ΔＣ（容量変化率）
及びｔａｎδの値は、５個測定の平均値である。

第２表 ４００時間のテストを行った後、コンデンサを解体し観
察したところ、比較例１，２ではかなりの膜消失が見ら
れた。一方、実施例１〜３には、このような現象は見ら
れなかった。これらの結果から、金属化フィルムを用い
た巻込み型コンデンサでは、微量水分の含有量の僅かな
差がコンデンサ特性に重大な影響を及ぼすことがわかる
。

【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、 ・・・金属薄膜、４・・・端子。 ２…フイルム１ ａ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　含浸剤が含浸され、少なくとも片面に金属薄膜
   層を備えた粗面化ポリプロピレン系フィルムを巻き込ん
   だコンデンサ本体と、 前記コンデンサ本体に設けられた端子とを備え、前記含
   浸剤に含まれる水分量は１５ｐｐｍ以下である、 巻込み型コンデンサ。