JPH0370114A - 粗面化蒸着フィルム及び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、フィルム及びコンデンサ、特に、巻込み型コ
ンデンサに好適な粗面化蒸着フィルム及びこの粗面化蒸
着フィルムを用いた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、金属蒸着された樹脂フィル
ムを巻き込んだ素子に、絶縁油を含浸させたものが提案
されている。このような巻込み型コンデンサの電気特性
は、金属蒸着フィルムに含浸された含浸剤の種類や含浸
量により左右される。

従来、このような巻込み型コンデンサに用いられる金属
蒸着フィルムの含浸性を改善するために、種々の検討が
されている（たとえば特開昭５２１３５０５２号公報参
照）。

〔発明が解決しようとする課題］ 前記公報記載の従来技術では、金属蒸着フィルムの含浸
性が改善され、しかもこの金属蒸着フィルムを用いた巻
込み型コンデンサは小型に構成することができるという
利点がある。

しかし、前記従来技術では、コンデンサ素子の巻き硬度
が高くなった場合やコンデンサ素子の面形状によるデッ
ドスペースが発生した場合に、著しく含浸性が悪くなる
という問題があった。

第１の発明の目的は、コンデンサ素子の面形状によるデ
ッドスペースが発生しにくく、また、硬巻きした場合で
も含浸性が低下しにくい粗面化蒸着フィルムを提供する
ことにある。

第２の発明の目的は、第１の発明に係る粗面化蒸着フィ
ルムを用いた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〕

第１の発明に係る粗面化蒸着フィルムは、粗面を有しか
つ結晶サイズが１５０Å以下であるポリプロピレン系樹
脂フィルムと、ポリプロピレン系樹脂フィルムの少なく
とも片面に形成された金属ｒＪＩＩ！とを備えている。

そして、ポリプロピレン系樹脂フィルムの粗面ば、高さ
０．　４μｍ以上で密度７個／　ｍ　ｍ以上の独立した
粒状突起を有している。

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、
他のポリマーや造核剤、その他の第３戒分が添加されて
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９６〜９９６６％のポリプロピレン樹脂フィルム
（Ａ）と、エチレン含量０．７〜２．５重量％のエチレ
ン−プロピレンランダム共重合体７０〜８５重量％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
ピレンブロック共重合体樹脂フィルムＣＢ）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結
晶サイズは、１５０Å以下（望ましくは１４０Å以下）
の必要がある。結晶サイズが１５０人を超えると、フィ
ルム内の非晶部のセグメント密度の低下や分子鎖長さが
短くなり、絶縁性や耐圧性が低下することになる。

なお、フィルムの結晶サイズは、次のようにして測定し
た値である。まず、フィルムを広角エックス線回折（反
射法）により測定する。測定条件は次の通りである。

印加電圧：３５ＫＶ−１５ＭＡ スキャンスピード：ｌ”７分 タイムコンスタント：２秒 ＦＳ：８０００ｃｐｓ スリット系：ＤＳ＝１°、５Ｓ＝１°、Ｒ３＝０、　３
ｍｍ フィルタｍ：ニッケル 測定結果から、次式で求めた１１０面の測定値を結晶サ
イズとする。

結晶サイズ（入）＝ （Ｋ・λ）／（β・ｃｏｓθ） 式中、Ｋはシェラ−常数であり、ここではｌとする。ま
た、λは波長であり、ここでは１．５４１８とする。β
は、測定結果から得られる半値幅である。θは、測定結
果から得られるピーク角度である。

本発明に用いられるポリプロピレン系樹脂フィルムの片
面には、粗面が形成されている。この粗面は、β晶球晶
のα晶転移による網目状構造により形成される粗面とは
異なる粗面であり、たとえば、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ジン差を利用して、ポリ
プロピレン系樹脂フィルムを２軸延伸させることにより
形成されたものである。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、多数の独立した粒状突起が形成されてい
る。本発明のポリプロピレン系樹脂フィルムでは、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（望ましくは１０個／　ｍ　ｍ以上）必要
である。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。

粒状突起の高さ及び数は、解析装置付き三次元万能表面
形状測定器（たとえば、小板研究所■製：　５Ｅ−３Ｆ
ＫＳ）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：０．１ｍｍ／秒 フィルター：０．２５ｍｍ 測定間隔：１０μｍ 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Ｗｉ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、亜鉛とアルご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。なお、金属薄膜は、使
用目的に応じてマージン部と反対側の端面において濃厚
蒸着されていてもよい。

本発明に用いられる金属薄膜の膜抵抗は、使用目的に応
じた値にする必要がある。たとえば、アル旦ニュウムを
主成分とした場合には２〜７Ω／口、亜鉛を主成分とし
た場合には４〜１５Ω／口にするのが一般的である。膜
抵抗が小さい場合には、セルフヒーリング性が低下する
ことがある。

逆に膜抵抗が大きい場合には、膜強度の低下やコロージ
ゴンによる膜消失を招くことがある。

膜抵抗は、○ＨＭメータ（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。また、金属薄膜の膜厚は、あらかじめ膜
抵抗値と膜圧との相関データを取っておき、膜抵抗値か
ら換算することができる。

＊＊ネ車＊＊＊ 第２の発明の巻込み型コンデンサは、第１の発明に係る
粗面化蒸着フィルムに含浸剤を含浸してなるコンデンサ
本体と、コンデンサ本体に設けろれた端子とを備えてい
る。

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、第１の発明の粗面化蒸着フィ
ルム２を金属薄Ｍ層２ａ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。絶縁油としては、菜種油や綿
実油等の植物油、もしくはポリエチレングリコール等が
用いられる。

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、第１の発明に係る粗面化蒸着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りンクに入
れ、８０°Ｃ，１ｍｍＨｇａｂｓ以下の条件で２４時間
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、５０〜９
０°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］ 第１の発明では、ポリプロピレン系樹脂フィルムは高さ
０．４μｍ以上で密度７個／　ｍ　ｍ以上の独立した粒
状突起が形成された粗面を有している。

このため、コンデンサ素子の面形状によるデッドスペー
スが発生しにくく、また硬巻きした場合でも含浸剤の含
浸性が改善された粗面化蒸着フィルムを得ることができ
る。

また、第２の発明では、第１の発明に係る粗面化蒸着フ
ィルムを用いているため、安定した耐電圧特性を有する
信頼性の高い巻込み型コンデンサ得ることができる。

〔実施例〕 １〜４　　び　　　　ｌ〜４ ベース層となるアイソタクチック度が９９．６％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重量％とからなるアイソタクチック度
９４％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６６０ｍｍ、間隙１．２ｍｍ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、ポリプロピレン系樹脂フィル
ムの全体の厚さは１５μｍになるようにした。また、複
合層の厚みは第１表に示す厚みとなるように押出機の回
転数を調整した。

なお、フィルム製造時に用いられるキャスティングドラ
ムの温度は、第１表に示す温度とした。

次に、得られたポリプロピレン系樹脂フィルムを、１４
５℃で長さ方向に５．０倍、１７０°Ｃで幅方向に９．
０倍延伸し、その後第１表に示す温度で弛緩熱処理を施
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４２ｄｙｎｅ／　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
知の方法でアルミニュウムを蒸着することにより、粗面
化蒸着フィルムを製造した。この際、アルミニュウムの
膜抵抗は、３Ω／口となるようにした。

こうして得られた粗面化蒸着フィルムを、巻き硬度８７
．９２及び９６″シヨア、容量４μＦの条件で巻き込み
、両端にメタリコン処理を施して端子付けを行い、コン
デンサを作成した。

コンデンサの容量を測定後、コンデンサを含浸タンクに
入れ、外部からコンデンサの容量変化が測定できるよう
にシールした端子をタンク外に引き出し、８０″Ｃ１０
，５ｍｍＨｇａｂｓ以下の条件で２４時間乾燥を行った
。次に、あらかじめ脱水精製した市販のサラダオイルを
素早く含浸タンク内に供給し、コンデンサが完全にサラ
ダオイルに浸漬した時間をスタート時間として粗面化蒸
着フィルムの含浸性を測定した。測定には、ディジタル
マルチメーター：モデル３０５０及びキャパシタンスア
ダプタ：モデル９３３０　（■ソアー製）を用い、コン
デンサの容量変化を測定することにより行った。そして
、コンデンサの容量変化が２時間以上経過しても０．３
％以内となった時間を飽和含浸時間とした。

次に、サラダオイルが含浸されたコンデンサを用いてＡ
Ｃ耐電圧試験を行った。試験は、２０”Ｃで脱水した絶
縁油中にコンデンサをセットし、ＡＣ２０００Ｖを初期
電圧として１分間に５０Ｖの段階昇圧することにより行
った。そして、段階圧を過電流感度２０Ａのセンサが関
知するまで行い、センサの作動電圧を破壊電圧（ＡＣ−
ＢＤＶ）とした。なお、測定に用いたコンデンサは各実
施例及び比較例ともに１０個であり、その平均値（Ｘ）
を破壊電圧とした。

第２表にこれらの試験結果を示した。また、参考として
、実施例２の巻き硬度９２°シヨア及び９６″シヨアの
コンデンサについてサラダオイルを含浸させた場合の容
量変化のグラフを第２図に示す。図中、■は９２°シヨ
アのコンデンサの特性であり、■は９６°シヨアのコン
デンサの特性である。

第１表 膜抵抗３Ω／口のアルミニュウム薄膜が形成された幅７
５ｍｍの蒸着フィルムを用いて実施例１〜４及び比較例
１〜４と同様にコンデンサを製造し、同様の試験を行っ
た。その結果を第２表に示す。

また、参考として、サラダオイルを含浸させた場合の容
量変化のグラフを第２図に示す。図中、■は９２″シヨ
アのコンデンサの特性であり、■は９６＠シヨアのコン
デンサの特性である。

フィブリル化による粗面を有する厚さ１５μｍのポリプ
ロピレン系樹脂フィルム（Ｂ社製）に、第２表 第２表及び第２図から明らかなように、高さ０゜４μｍ
以上の独立した粒状突起が７個／　ｍ　ｍ未満のもの（
比較例１及び比較例３）は、含浸性が充分ではないこと
がわかる。また、比較例５についっては、巻硬度が高い
もの（９６°シヨアのもの）になると含浸性が充分では
ないことがわかる。

また、ＡＣ耐電圧性については、高さ０．４μｍ以上の
独立した粒状突起が７個／　ｍ　ｍ以上でかつ結晶サイ
ズが１５０Å以下のもの（実施例１〜４）は巻硬度にか
かわらず耐電圧低下が見られないのに対し、結晶サイズ
が１５０Å以上のもの（比較例２及び比較例４）につい
ては含浸性が充分であっても耐電圧低下が見られること
がわかる。

また、高さ０．４μｍ以上の独立した粒状突起が７個／
　ｍ　ｍ未満のもの（比較例１及び比較例３）及び比較
例５では、巻硬度によって含浸不良による耐電圧低下を
きたすことがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図は巻込み型コンデンサの一部展開斜視図、第２図
は実施例２と比較例５とに係るコンデンサの含浸時にお
ける容量変化を示すグラフである。 １・・・巻込み型コンデンサ、２・・・フィルム、２ａ
・・・金属簿膜、４・・・端子。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　粗面を有し、結晶サイズが１５０Å以下である
   ポリプロピレン系樹脂フィルムと、 前記ポリプロピレン系樹脂フィルムの少なくとも片面に
   形成された金属薄膜とを備え、 前記粗面は高さ０．４μｍ以上で密度７個／ｍｍ以上の
   独立した粒状突起を有している、 粗面化蒸着フィルム。
2. （２）　請求項（１）に記載の粗面化蒸着フィルムに含
   浸剤を含浸してなるコンデンサ本体と、 前記コンデンサ本体に設けられた端子と、 を備えた巻込み型コンデンサ。