JPH05217799A

JPH05217799A - 蒸着金属化フィルムコンデンサ

Info

Publication number: JPH05217799A
Application number: JP5760992A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Maeno; 稔彦前野; Yasuo Suzuki; 泰男鈴木
Original assignee: TOYO CONDENSER KK
Current assignee: TOYO CONDENSER KK
Priority date: 1992-01-31
Filing date: 1992-01-31
Publication date: 1993-08-27

Abstract

(57)【要約】【目的】製造時における巻き取り加工特性が良好で、
耐久性、耐熱性の優れた蒸着金属化フイルムコンデンサ
の提供。【構成】熱変形温度が１２０〜１４０℃のポリプロピ
レン樹脂から成形され、ヤング率が２２０〜２６０ｋｇ
／ｍｍ^２である、結晶化度が高く、立体規則性の良い高
剛性ポリプロピレンフイルムに、金属を蒸着した高剛性
蒸着金属化フイルムを備えてなることを特徴とする蒸着
金属化フイルムコンデンサ。特に、第１の蒸着金属化フ
イルムと第２の蒸着金属化フイルムとの２枚を重合した
蒸着金属化フイルムを巻回し、その巻回端面に引き出し
電極金属溶射層を設けてなる蒸着金属化フイルムコンデ
ンサにおいて、第１の蒸着金属化フイルムの蒸着金属層
（第１電極）を蒸着アルミニウムで構成し、第２の蒸着
金属化フイルムの蒸着金属層（第２電極）を亜鉛とアル
ミニウムとの複合蒸着金属層で構成し、かつ第１の蒸着
金属化フィルムのフィルムと第２の蒸着金属化フィルム
のフィルムを上記高剛性ポリプロピレンフィルムで構成
したものも好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は蒸着金属化フイルムコン
デンサに関し、特に巻き取り加工特性が良好で、耐久
性、耐熱性の優れた蒸着金属化フイルムコンデンサに関
する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】一般的
に蒸着金属化フィルムコンデンサは、第１の蒸着金属化
フィルムと第２の蒸着金属化フィルムとの２枚を重合し
た蒸着金属化フィルムを巻回し、その巻回端面に引出し
電極金属溶射層を設け、さらにこれをプラスチックケー
スに装入して構成されている。その蒸着金属化フイルム
コンデンサの製造においては、巻き取り時に蒸着金属化
フイルムにシワが生じたり異物が混入すること、またフ
イルムにキズがつくことなどの問題点がある。これらの
問題点はいずれもコンデンサの品質を低下させるもので
あり、例えばフイルムにシワが入るとその部分に水分を
含む空気が保持され、その部分の電気特性を劣化させ、
局部的なコロナ放電の原因にもなる。このシワの原因と
して、巻き取り中の微妙な回転速度やテンションの変
動、機械の振動などがあり、その対応策が求められてい
る。また、ポリプロピレンフイルムは、コンデンサ用と
して優れた誘電特性を持ち、特に損失、温度特性に優れ
るが、欠点として耐熱性が低く最高使用温度が９０℃以
下に制限されている。

【０００３】

【課題を解決するための手段及び作用】フィルムコンデ
ンサの製造時における蒸着金属化フイルムの巻き取りを
良好に達成する手段としては、装置面でもオートテンシ
ョン、ラインスピードなど、色々の工夫がなされている
が、未だ完全なものではない。本発明者はこの点の解決
するため、優れた電気特性を有し、巻き取り時の問題点
をなくすフイルムとして、フイルムの表面硬度が高く、
ヤング率が高く、伸びが少なく、またすべり易く、ブロ
ッキング度の高いフイルムを使用することを検討し、各
種プラスチックフイルムを検討した結果、結晶化度と立
体規則性を著しく高めた高剛性ポリプロピレンフイルム
がフイルムコンデンサ用に適していることを発見した。
本発明者はさらに鋭意研究を進め、結晶化度が高く、立
体規則性の良い高剛性ポリプロピレンフイルムに金属を
蒸着して構成した蒸着金属化フイルムを使用することに
より、シワやキズの極めて少ない蒸着金属化フイルムの
巻き取り体を得ることに成功した。これはまた誘電率な
どコンデンサとして優れた特徴を有し、かつ耐熱温度が
１００℃以上に耐えるコンデンサとなることを知見し
た。

【０００４】本発明は研究、知見の結果から達成された
ものであり、すなわち、熱変形温度が１２０〜１４０℃
のポリプロピレン樹脂から成形され、ヤング率が２２０
〜２６０ｋｇ／ｍｍ^２である、結晶化度が高く、立体規
則性の良い高剛性ポリプロピレンフイルムに、金属を蒸
着した高剛性蒸着金属化フイルムを備えてなることを特
徴とする蒸着金属化フイルムコンデンサである。上記の
結晶化度と立体規則性の極めて高い高剛性ポリプロピレ
ンフィルムは、公知（例えば、特開昭５８−１０４９０
７号公報、特開平２−２０６６０５号公報参照）のもの
であり、例えば三塩化チタンと有機アルミニウム化合物
を芳香族カルボン酸エステルなどの電子供与体で前処理
した、高活性、高性能の触媒を使用してプロピレンを重
合させて得られる熱変形温度が１２０〜１４０℃のポリ
プロピレン樹脂を、テンター延伸法等によりフィルム化
することによって製造されるものである。このフィルム
は、ヤング率が２２０〜２６０ｋｇ／ｍｍ^２程度であ
り、結晶化度が高く（７０％程度）、立体規則性の良い
（９０％程度）ものである。したがって、このポリプロ
ピレンフィルムは、従来のポリプロピレンフィルムに比
して、剛性、融点、耐熱変形性、硬度、耐クリープ性、
耐薬品性等において、卓越したものである。

【０００４】

【作用】本発明に係る高剛性ポリプロピレンフィルム
は、ヤング率が大きく引張破断伸びが小さく、滑り摩擦
係数が小さく、ブロッキング度が大きい。これらの物性
は、これを原料として製造した蒸着金属化フイルムの巻
き取り時の問題点を著しく減少させることができ、また
フイルムコンデンサはその形状から巻き強度を変える必
要があるが、前記高剛性ポリプロピレンフイルムは、ヤ
ング率が高く、摩擦係数が小さいため、素子巻き取りの
強度を比較的容易に設定することができる。さらに、本
高剛性ポリプロピレンフイルムは、熱変形温度が高く、
加熱収縮率が小さいため、これからなるフイルムコンデ
ンサの最高使用温度を１０５℃までに向上することがで
きる。

【０００５】

【実施例】次に、本発明の実施例について添付図面を参
照して説明する。図１は本実施例コンデンサ素子１０の
一部剥脱展開略説斜視図であり、図２はコンデンサ素子
１０をプラスチックケース３に挿し、エポキシ樹脂４を
充填して完成したコンデンサ製品３０の一部断面図であ
り、図３、図４はコンデンサの寿命試験データのグラフ
図であり、それぞれ温度寿命特性、電圧寿命特性を示
す。なお、以下の実施例においては、ポリプロピレンフ
ィルムとして、高剛性ポリプロピレンである「チッソＨ
ＣＰＰ−フィルム」（商品名：チッソ株式会社製）を使
用した。該フィルムの特性は、ヤング率（ＡＳＴＭＤ
８８２）が２４０ｋｇ／ｍｍ^２で、結晶化度が高く、
立体規則性の良く、剛性、融点、耐熱変形性、硬度、耐
クリープ性、耐薬品性に優れたものである。

【０００６】図１において、第１の蒸着金属化フイルム
１は高剛性ポリプロピレンフイルムの表面に、右端縁部
にマージン１２を残して蒸着された短冊状の蒸着アルミ
ニウム１３と各短冊状の蒸着アルミニウム１３から左側
に突設された蒸着アルミニウム細線部分（ヒューズ部）
とからなる保安機構及び左端縁部の蒸着アロイ蒸着ヘビ
ーエッジ部分（肉厚端縁部）１５とから構成される。

【０００７】また、第２の蒸着金属化フイルム２は、高
剛性のポリプロピレンフイルム１１の表面に、左端縁部
にマージン１２′を残してアルミニウムと亜鉛とがアル
ミニウムを下層とし亜鉛を上層として積層された複合蒸
着金属２３を有し、且つ右端縁部にヘビーエッジ部２
３′を形設したもので有る。該複合蒸着金属層２３にお
いては、下層（蒸着アルミニウム層）の厚さを３％、上
層（蒸着亜鉛層）の厚さを９７％として形成した。な
お、第１及び第２蒸着金属化フイルムのベースであるフ
イルムには、厚み６μｍ、幅５０ｍｍの高剛性のポリプ
ロピレンフイルムを使用し、容量は２０μＦとした。そ
して、第１の蒸着金属化フイルム１と第２の蒸着フイル
ム２の２枚の高剛性蒸着金属化ポリプロピレンフイルム
は重合して巻回され、その巻端面に引き出し電極として
亜鉛金属溶射層（メタリコン部）１６、２６が設けら
れ、さらにリード線１７、２７が取り付けられた。

【０００８】以上のようにして製作されたコンデンサ素
子１０を図２に示すごとく、プラスチックケースに挿入
し、それら間にエポキシ樹脂４を充填した。そして、プ
ラスチックケース３の上蓋にリード線１７、２７の外部
引き出し端子５、６を装着してコンデンサ製品３０を製
作完了した。

【０００９】図１において、第１及び第２の蒸着金属化
ポリプロピレンフイルムには高剛性のポリプロピレンフ
イルムのベースを使用し、第１の蒸着金属化フイルム１
のヘビーエッジ部１５の膜厚を厚く形成し、膜抵抗が
１．５〜３Ω／ｃｍ^２とする一方、残部の短冊状蒸着金
属の膜厚抵抗値を３〜６Ω／ｃｍ^２とする。又、第２の
金属化フイルム２のアルミニウムと亜鉛の複合蒸着金属
層２３、２３′は膜抵抗値を７〜２０Ω／ｃｍ^２としヘ
ビーエッジ部１５、１５′の膜厚を厚く形成し、膜抵抗
が１．５〜６Ω／ｃｍ^２に厚く形成する。

【００１０】

【比較例】比較のため従来技術による蒸着金属化フイル
ムコンデンサを製作した。第１及び第２の蒸着金属化ポ
リプロピレンフイルムには通常のポリプロピレンフイル
ムのベースを使用し、第１の蒸着金属フイルムの蒸着金
属として、保安機構付き付きアルミニウムを形成し、
第２の蒸着金属化フイルムの蒸着金属として蒸着亜鉛
（複合蒸着金属）を形成したもので、ポリプロピレンの
ベースを通常ベースを使用した意外の構成は全て前記実
施例と同一として製作した。

【００１１】上記本発明実施例により提供されたコンデ
ンサ製品と上記比較例のコンデンサ製品との耐温度性能
テストを行った。その結果を図３に示す。なお、テスト
条件は、試験電圧が３７０ＶＡＣであり、判定基準は、
初期値に対して容量減少が５％になった時間をもって行
った。図３において、▲印のグラフ線は比較例のもので
あり、●印は本発明実施例のものである。同図からみ
て、本発明実施例のものは印加温度を１２５℃に高めた
条件下でも１００時間以上判定基準以内の静電容量を維
持するに対して、各比較例の物は同印加温度下では数時
間以内で静電容量の減少が判定基準以外に低下してしま
うことが解る。また、印加温度を１１０℃として条件下
においては、比較例のものは１００時間程度の間で全て
静電容量が判定基準外となってしまうのに対して、本発
明実施例のものは１００００〜数万時間以上でも静電容
量の減少が判定基準以内を保ち、本発明の製品は非常に
耐温度性の高いものであることが確認できる。

【００１２】図４は本発明実施例により提供されたコン
デンサ製品と上記比較例のコンデンサ製品との耐電圧性
能テストを行った。その結果を図４に示す。なお、テス
ト条件は、試験温度が１００℃であり、判定基準は、前
記と同様に初期値に対する静電容量の変化率により判定
した。図４において、▲印のグラフは比較例のものであ
り、●印は本発明実施例のものである。同図から見て、
本発明実施例のものは印加電圧を５００Ｖに高めた条件
下でも１００時間付近まで静電容量の減少が判定基準以
内であるのに対して、比較例のものは同印加電圧下では
数時間以内に判定基準以外となってしまうことが解る。
また、印加電圧を４００Ｖとした条件下においては、比
較例のものは数百時間で全て静電容量が判定基準外とな
ってしまうのに対して、本発明の製品は１００００時間
以上でも静電容量の減少がなく全て判定基準に適合し、
本発明の製品は非常に耐久性の高いものであることが確
認できる。

【００１３】図５は電気特性の比較を示す。▲のグラフ
は比較例のものであり、●印は本発明実施例のものであ
る。同図より見て、本発明実施例のものは高温に於ける
電気特性が良好で、コロナ発生電圧が高くバラツキが少
ないことがわかる。

【００１４】

【発明の効果】上記のとおり、結晶化度が高く、立体規
則性の良い高剛性ポリプロピレンフイルムに、金属を蒸
着した高剛性蒸着金属化フイルムを備えてなる本発明の
蒸着金属化フイルムコンデンサは、従来品に比し耐熱
性、耐久性及び耐電圧特性が非常に優れたものである。
特に、本発明の高剛性のポリプロピレンフイルムベース
を使用した第１の蒸着金属化フイルムと第２の蒸着金属
化フイルムとの２枚を重合下蒸着金属化フイルムを巻回
し、その端面に引き出し電極金属溶射層を設けてなる蒸
着金属化フイルムコンデンサにおいて、第１の蒸着金属
化フイルムの蒸着金属層（第１電極）を下層の亜鉛と上
層の蒸着アルミニウムとの複合金属層で構成してなる蒸
着金属フイルムコンデンサは耐熱性、耐久性及び耐電圧
特性の優れたものである。特に、高剛性のポリプロピレ
ンフイルムをベースとして使用し亜鉛とアルミニウムと
の複合蒸着金属化フイルムは、従来のポリプロピレンフ
イルムを使用したものと比較して耐熱性が優れ、電気特
性、物理化学的安定性も優れている。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例コンデンサ素子の一部剥脱展開略説斜視
図。

【図２】コンデンサ素子をプラスチックケースに装入
し、エポキシ樹脂を充填して完成したコンデンサ製品の
一部断面図。

【図３】本発明実施例コンデンサ及び比較例コンデンサ
の寿命試験データのグラフ図

【図４】本発明実施例コンデンサ及び比較例コンデンサ
の耐温度試験データのグラフ図

【図５】本発明実施例コンデンサ及び比較例コンデンサ
の特性試験データのグラフ図

【符号の説明】

１：第１の蒸着金属化フイルム２：第２の蒸着金属化フイルム３：プラスチックケース４：エポキシ樹脂５、６：外部引き出し端子１０：コンデンサ素子１１、１１：ポリプロピレンフイルム１２、１２′：マージン１３：短冊状の蒸着アルミニウム１４：蒸着アルミニウム細線部１５：蒸着アルミニウムヘビーエッジ部（肉厚端縁部）１６、２６：亜鉛金属溶射層（メタリコン部）１７、２７：リード線２３：アルミニウムと亜鉛との複合蒸着金属層２３′：ヘビーエッジ部３０：コンデンサ製品

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱変形温度が１２０〜１４０℃のポリプ
ロピレン樹脂から成形され、ヤング率が２２０〜２６０
ｋｇ／ｍｍ^２である、結晶化度が高く、立体規則性の良
い高剛性ポリプロピレンフイルムに、金属を蒸着した高
剛性蒸着金属化フイルムを備えてなることを特徴とする
蒸着金属化フイルムコンデンサ。
【請求項２】第１の蒸着金属化フイルムと第２の蒸着
金属化フイルムとの２枚を重合した蒸着金属化フイルム
を巻回し、その巻回端面に引き出し電極金属溶射層を設
けてなる蒸着金属化フイルムコンデンサにおいて、第１
の蒸着金属化フイルムの蒸着金属層（第１電極）を蒸着
アルミニウムで構成し、第２の蒸着金属化フイルムの蒸
着金属層（第２電極）を亜鉛とアルミニウムとの複合蒸
着金属層で構成し、かつ第１の蒸着金属化フィルムのフ
ィルムと第２の蒸着金属化フィルムのフィルムを請求項
１記載の高剛性ポリプロピレンフィルムで構成してなる
ことを特徴とする蒸着金属化フイルムコンデンサ。
【請求項３】第１電極及び／又は第２電極の電極引き
出し側端部を他の電極部分より厚く形成してなることを
特徴とする請求項２記載の蒸着金属化フイルムコンデン
サ。
【請求項４】第１の蒸着金属化フイルム又は第２の蒸
着金属化フイルムが、蒸着金属層を電極引き出し側端部
及び該部に連結する細線部を残して、複数の短冊状に分
割してなる保安機構を備えてなるものであることを特徴
とする請求項２又は３記載の蒸着化金属フイルムコンデ
ンサ。
【請求項５】第１電極引き出し側端部の厚みが、抵抗
値として１．５〜３Ω／ｃｍ^２であり、他の第１電極部
分の厚みが、抵抗値として３〜６Ω／ｃｍ^２であること
を特徴とする請求項３又は４記載の蒸着金属化フイルム
コンデンサ。
【請求項６】第２電極引き出し側端部の厚みが、抵抗
値として１．５〜６Ω／ｃｍ^２であり、他の第２電極部
分の厚みが、抵抗値として７〜２０Ω／ｃｍ^２であるこ
とを特徴とする請求項３ないし５のいずれかに記載の蒸
着金属化フイルムコンデンサ。
【請求項７】プラスチックフイルム上面の長手両端面
に未蒸着部分を有し、かつ残部長手中央部分に蒸着金属
層からなる共通電極部を有する共通電極金属蒸着化フイ
ルムと、プラスチックフイルムの上面の長手中央部分に
細帯状の未蒸着部を有し、かつ該細帯部を境界として形
成された一方側の長手蒸着化金属層からなる第１電極と
他方側の長手蒸着化金属層からなる第２電極とを有する
第１、第２電極金属蒸着化フイルムとの２枚を重合して
巻回し、その巻回第１、第２電極の端面に引き出し電極
金属溶射層を設けてなる直列蒸着金属化フイルムコンデ
ンサにおいて、共通電極部の蒸着金属層を蒸着アルミニ
ウム、蒸着亜鉛又は亜鉛とアルミニウムなどの複合蒸着
金属で形成し、かつ共通電極部を蒸着金属層からなる細
線部で連結された左右一対の短冊状蒸着金属層の多数個
で構成した保安機構を備えてなるものとし、そしてかつ
プラスチックフィルムを請求項１記載の高剛性ポリプロ
ピレンで構成したことを特徴とする直列蒸着金属化フイ
ルムコンデンサ。
【請求項８】請求項１ないし７のいずれかに記載の蒸
着金属化フイルムコンデンサを、プラスチックケースに
装入し、前記コンデンサ本体とケースの間にエポキシ樹
脂等の合成樹脂を充填してなることを特徴とする蒸着金
属化フイルムコンデンサ。
【請求項９】請求項１ないし７のいずれかに記載の蒸
着金属化フイルムコンデンサを、金属又はプラスチック
のケースに装入し、上記コンデンサ本体とケースの間に
含浸液として液状エポキシ樹脂を注入してなることを特
徴とする蒸着金属化フィルムコンデンサ。
【請求項１０】含浸液が、芳香族酸と高級アルコール
のエステル類又はこれらと液状エポキシ樹脂との混合物
よりなることを特徴とする請求項９記載の蒸着金属化フ
ィルムコンデンサ。