JPH079865B2 - 無外装ポリエステルフイルムコンデンサ - Google Patents

無外装ポリエステルフイルムコンデンサ

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JPH079865B2
JPH079865B2 JP2638487A JP2638487A JPH079865B2 JP H079865 B2 JPH079865 B2 JP H079865B2 JP 2638487 A JP2638487 A JP 2638487A JP 2638487 A JP2638487 A JP 2638487A JP H079865 B2 JPH079865 B2 JP H079865B2
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capacitor
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polyester film
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adhesive layer
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好一 北浦
怡正 西田
順史 狩野
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は新規なポリエステルフィルムコンデンサに関す
る。更に詳しくは、外装を必要としないポリエステルフ
ィルムコンデンサに関するものである。
[従来の技術] 従来、ポリエステルフィルムコンデンサの外装方法とし
て、コンデンサ素子を樹脂にディッピングあるいはモー
ルディングして包み込む樹脂ディップ外装や樹脂モール
ド外装、あるいはコンデンサ素子の外側に粘着テープを
巻き付けた後、樹脂で封止するテープラップ外装、更に
は金属あるいは樹脂よりなる容器にコンデンサ素子を収
納密閉する金属ケース外装、樹脂ケース外装が一般的に
採用されている。
[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、ポリエステルフィルムコンデンサは、現
在電子機器用途を始め広く使用されており、TVR、オー
ディオ機器用コンデンサ等では更に小型、軽量化が進め
られているものの外装に伴う寸法、重量の増大が無視で
きなくなってきており、上記従来の外装されるたコンデ
ンサではこのような要求を十分満足できない。
また樹脂を使った外装では、樹脂のコーティングもしく
はディップと樹脂の乾燥硬化が繰返されるため、加工工
程が長くなるという欠点がある。
本発明の目的はコンデンサ、絶縁体のポリエステルフィ
ルムに外装機能を付与することで、電気特性を低下させ
ずに、コンデンサの小型化と外装工程の省略化を行なう
ことにある。
[問題点を解決するための手段] 本発明はポリエステルフィルム層(A)、熱接着層
(B)および薄金属層(C)を少なくとも積層しリード
線を挿入して巻回したコンデンサであって、該薄金属層
(C)の少なくとも片側に該熱接着層(B)を配置し、
かつ下記(I)および(II)式を同時に満足することを
特徴とする無外装ポリエステルフィルムコンデンサに関
する。
1000≦(Tg1+Tg2)×(Tm1−Tm2)≦9500 ……(I) D/L≦1500 ……(II) ここで、 Tg1:ポリエステルフィルム層(A)のガラス転移温度
(℃) Tg2:熱接着層(B)のガラス転移温度(℃) Tm1:ポリエステルフィルム層(A)の融点(℃) Tm2:熱接着層(B)の融点(℃) L :熱接着層(B)の厚み(μm) D :リード線の線径(μm) 本発明におけるポリエステルフィルム層とは、エチレン
テレフタレート、ブチレンテレフタレート、エチレンナ
フタレート、アリレートから選ばれ、その単位が70モル
%以上、好ましくは80モル%以上のものをいう。もちろ
ん上記の範囲内で、多種のジカルボン酸成分(例えば、
イソフタル酸、アジピン酸など)あるいはジオール成分
(例えば、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコ
ール、ネオペンチルグリコールなど)が共重合されてい
てもよい。また上記ポリエステルの2種類以上のポリマ
ブレンドや交換反応による共重合品であってもよい。こ
の中でも電気特性のバランス、強度及びコストパーフォ
ーマンスなどの点からポリエチレンテレフタレートを主
成分とするポリエステルフィルム層が特に好ましく用い
られる。
一方、本発明の熱接着層は、ポリエステル、ポリプロピ
レン、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリカーボネート
などの電気特性に優れた熱可塑性ポリマを主体とするフ
ィルム層が挙げられるが、ポリエステルフィルム層・薄
金属層およびリード線との接着及び機械特性の点からポ
リエステルが好ましく用いられる。特に誘電体フィルム
層と溶解パラメータが近似したポリエステルが適してい
る。
また、ポリエステルフィルム層あるいは熱接着層のいず
れにも、所望に応じて滑り性や電気特性を改善する目的
で酸化チタン、炭酸カリシウム、ケイ酸カルシウム、チ
タン酸バリウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、リン
酸カルシウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、
シリカ、カオリナイト、タルク、マイカ、ゼオライトな
どの無機粒子を添加することができる。
本発明のポリエステルフィルム層(A)及び熱接着層
(B)は下記の熱特性式(I)を満足することが必要で
ある。すなわち、 1000≦(Tg1+Tg2)×(Tm1−Tm2)≦9500 ……(I) ここで、 Tg1:ポリエステルフィルム層(A)のガラス転移温度
(℃) Tg2:熱接着層(B)のガラス転移温度(℃) Tm1:ポリエステルフィルム層(A)の融点(℃) Tm2:熱接着層(B)の融点(℃) 更に好ましくは、 3000≦(Tg1+Tg2)×(Tm1−Tm2)≦8000である。
式(I)において、(Tg1+Tg2)×(Tm1−Tm2)(以
下、熱特性パラメータと称する)が1000未満であれば、
コンデンサ素子層間の接着が不均一となり、外気吸湿に
伴う静電容量、絶縁抵抗、誘電正接の劣化を生じ、9500
を超えると素子層間接着部の耐久性が不足し、環境温度
変化、紫外線、有害ガスなどの悪影響を受ける。
また本発明のポリエステルフィルム層と熱接着層は巻回
時に積層しても、あるいはあらかじめ共押出しによる複
合製膜、ポリエステル誘導体フィルムと熱接着フィルム
とのラミネート加工、ポリエステル誘電体フィルム表面
への熱接着ポリマーのコーティング加工などで複合積層
を行なっておいてもよい。さらにコンデンサ特性の向上
を目的としてポリエステルフィルムに加えてポリエステ
ル以外のプラスチックフィルムあるいは薄紙を誘電体と
して積層してもよい。
本発明で使用される導電材料として薄金属層とリード線
がある。薄金属層はアルミニウム、錫、亜鉛などの金属
箔としてポリエステルフィルム層、熱接着層と巻回時に
同時に積層しても、あるいはあらかじめポリエステルフ
ィルム層や熱接着層の表面に蒸着によって金属膜を形成
しておいてもよいが、薄金属層と接合されたリード線を
外装せずに固定するためには薄金属層の少なくとも片側
に熱接着層を配置しなければならない。さらにリード線
の線径Dおよび熱接着層(B)は下記の固定特性式(I
I)を満足することが必要である。
すなわち、 D/L≦1500 ……(II) ここで、 L:熱接着層(B)の厚み(μm) D:リード線の線径(μm) 更に好ましくは、 50≦D/L≦900である。
ここでいう熱接着層(B)の厚みLは薄金属層1層あた
りに接する熱接着層のトータル厚みであり、リード線の
線径は熱接着層と接する位置におけるリード線直径であ
る。
式(II)においてD/L(以下、リード線固定パラメータ
と称する。)が1500を超えると熱接着層によるリード線
の固定が不充分となり、リード線の引張り・ねじりおよ
び曲げに対する実用強力が得られず電子機器等に組み込
む段階でリード線と薄金属層の剥離が起こりシート不良
となる。
本発明における外装を必要としないコンデンサは、例え
ば次のような方法で製造するこができるが、これに限定
されるものではない。すなわち、従来の金属箔片ポリエ
ステルフィルムコンデンサでは、ポリエステルフィルム
とアルミ箔の間にリード線を挿入して同時に巻き取り、
テーピングし、熱プレスを実施し、更に外装するために
エポキシ樹脂で下地コーティングの後に樹脂硬化させ、
続けて再び仕上樹脂コーティングと硬化を繰返した後マ
ーキングして製品とする。一方、本発明の外装を必要と
しないコンデンサの場合は本発明要件を満足するポリエ
ステルフィルム、熱接着層とアルミ箔にリード線を挿入
して同時に巻き取ったコンデンサ素子に従来より高い15
0〜210℃の温度で、加圧面積当り1〜50kg/cm2の圧力を
かけながら50〜250秒間熱プレスした後マーキングして
製品とできる。
本発明の特性値の測定方法並びに効果の評価方法は次の
通りである。
(1)熱特性パラメータ 熱特性パラメータで使用するガラス転移温度と融点は繊
維、高分子測定法の技術(繊維学会編)に準じて示差走
査熱量計(DSC)を用いて、サンプル10mgを窒素気流中
で昇温速度16℃/minで融点+25℃まで昇温した後50℃ま
で急冷し、再び昇温したセカンドランで測定した。
(2)静電気容量低下率 コンデンサを60℃で95%RHの雰囲気中に500時間置いた
後に静電気容量を測定し、最初の容量からの低下分を最
初の容量で除して100を乗じて%表示する。当然なが
ら、この容量低下率が小さいほどコンデンサとして優れ
ていることになる。
(3)絶縁抵抗および誘電正接 コンデンサを60℃で95%RHの雰囲気下に500時間放置し
たあと、JIS C5112に準じて絶縁抵抗および誘電正接を
測定し無外装コンデンサの耐湿特性を評価した。当然な
がら、この絶縁抵抗が大きいほど、また誘電正接が小さ
いほどコンデンサとして優れていることになる。
(4)リード線固定性 リード線挿入部を加圧しないようにコンデンサを把持し
てリード線の引抜き抵抗力を測定し、リード線固定性を
判定した。引抜き抵抗力はリード線のコンデンサ内埋没
長さ7mmあたりの最大抵抗力である。
○:引抜き抵抗力4.5kg以上(実用範囲内で特に好まし
い。) △:引抜き抵抗力3.5kg以上、4.5kg未満(実用可能範囲
内である。) ×:引抜き抵抗力3.5kg未満(実用範囲に達していな
い。) [実施例] 以下の実施例によって、本発明を更に詳細に説明する。
実施例1 固有粘度0.65のポリエチレンテレフタレート(Tg1=80
℃、Tm1=256℃)を内層として、その両面にイソフタル
酸を17.5モル%共重合したポリエチレンテレフタレート
([η]=0.63、Tg2=76℃。Tm2=211℃)の熱接着層
を積層、複合して口金から押出したフィルムを90℃で縦
方向に3.3倍、横方向に3.4倍延伸した。次いで180℃で
熱処理して全厚み6.0μm、熱接着層厚みが片面各々1.0
μmで、熱特性パラメータが7020の複合フィルムを得
た。得られた3層積層複合フィルムを7mm幅にマイクロ
スリットし4mm幅のアルミ箔と交互に積層し線径500μm
のリード線を挿入しながら巻回した後、熱プレス工程で
1Kg/cm2の加圧を加えながら200℃で60秒間の一体形成を
実施し、リード線固定パラメータが250で外装のない定
格容量1000PFの直流コンデンサを得た。
このコンデンサは、従来の樹脂ディップ外装品に比べて
コンデンサ体積を75%にできたばかりか、外装工程を省
くことでコンデンサ製造工程専有長さを1/4にすること
ができた。また、絶縁破壊強さ、電気容量、絶縁抵抗の
電気特性及びその耐久性も従来外装コンデンサに比べて
優れていた。
比較例1 実施例1の外装に用いた共重合ポリエチレンテレフタレ
ートのみの厚み6.0μmの単層フィルムを同様の方法で
製膜した。引き続き実施例1と同条件で外装のないコン
デンサを製造したところ、ポリエチレンテレフタレート
の結晶、配向領域の微細構造が熱プレスで劣化し、フィ
ルムコンデンサとしての電気特性は劣るものになった。
比較例2 実施例1の熱接着層としてイソフタル酸を2モル%共重
合したポリエチレンテレフタレート([η]=0.65、Tg
2=79℃、Tm2=251℃)を積層した熱特性パラメータが7
95の複合フィルムを使用した無外装コンデンサは素子層
間の接着が不均一で外気とのシールも不完全なため高温
多湿時の静電気容量、絶縁抵抗の劣化が大きかった。
比較例3 実施例1の熱接着層としてイソフタル酸30モル%を共重
合したポリエチレンテレフタレート([η]=0.63、Tg
2=71℃、Tm2=179℃)を積層し、150℃で熱処理した以
外は、実施例1と同条件で製膜し熱特性パラメータが11
627の複合フィルムを得た。このフィルムを用いた無外
装コンデンサの接着シール部は、熱、湿気、紫外線、有
害ガスに対する耐久性が小さく長期使用時のショート不
良率が高かった。
実施例2 実施例1で示したポリエステルベース層の両面に、熱接
着層としてポリブチレンテレフタレート([η]=0.8
9、Tg1=35℃、Tm1=225℃)を共押出法によって複合
し、実施例1と同じ条件で製膜後、やはり同条件でコン
デンサに加工した。得られた無外装コンデンサは小型軽
量で電気特性にも優れていた。
実施例3 厚さ4μmのポリエチレンテレフタレートフィルム
([η]=0.64、Tg1=80℃、Tm1=256℃)の上に、乾
燥後の塗布厚みが1.5μmとなるように、イソフタル酸1
2.5モル%とスルホン酸ナトリウム塩を12.5モル%共重
合した水溶性ポリエステルを熱接着層として片面コート
し、130℃熱風中で乾燥して、全厚み5.5μmで熱特性パ
ラメータが9372の積層複合フィルムを得た。更に、この
フィルムを実施例1と同一条件によりリード線固定パラ
メータが333で定格容量10000PFのコンデンサに加工した
ものは、電気容量、絶縁抵抗の変化が小さく、故障が少
なくて信頼性の高いものであった。
実施例4 厚さ25μmのポリエチレンテレフタレートフィルム
([η]=0.64、Tg1=80℃、Tm1=256℃)のアルミ箔
およびイソフタル酸を117.5モル%共重合した厚さ2μ
mのポリエチレンテレフタレート([η]=0.63、Tg2
=76℃、Tm2=211℃)の熱接着フィルムをこの順に積層
し線径1600μmのハンダメッキを施したリード線を挿入
しながら巻回し、引き続き実施例1と同じ加工条件で60
00PFの外装のないコンデンサを製造した。得られたコン
デンサは熱特性パラメータが7020、リード線固定パラメ
ータが800で素子層間のシールとリード線の固定が十分
であるため静電容量低下率も少なくショート不良率も従
来の樹脂ディップ外装品同様に優れていた。
比較例5 実施例4の熱接着フィルムの厚さを1μmとした以外は
同様の条件で製造し、熱特性パラメータが7020でリード
線固定パラメータが1600のコンデンサを得た。本コンデ
ンサはシード線の固定保持に劣り、アルミ箔とリード線
接合部でのショート不良が多発するものになった。
[発明の効果] 本発明の構成により小型軽量の無外装コンデンサを容易
に得ることができ、かかるコンデンサは、絶縁抵抗の変
動及び高温高湿雰囲気下における静電容量、絶縁破壊強
さ、誘電正接、絶縁抵抗の変化が小さく、故障が極めて
少ない。また、外装工程を省略できるので、コンデンサ
製造工程の実質専有スペースを縮小することができ、大
幅な生産性の向上とコストダウンが計れる。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明による無外装ポリエステルフィルムコン
デンサの一実施例の構成図、第2図(a)〜(h)は本
発明コンデンサ積層部の断面図である。 1:ポリエステルフィルム層(A) 2:熱接着層(B) 3:薄金属層(C) 4:ポリエステルフィルム以外の誘電体層 5:リード線

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ポリエステルフィルム層(A)、熱接着層
    (B)および薄金属層(C)を少なくとも積層しリード
    線を挿入して巻回したコンデンサであって、該薄金属層
    (C)の少なくとも片側に該熱接着層(B)を配置し、
    かつ下記(I)および(II)式を同時に満足することを
    特徴とする無外装ポリエステルフィルムコンデンサ。 1000≦(Tg1+Tg2)×(Tm1−Tm2)≦9500 ……(I) D/L≦1500 ……(II) ここで、 Tg1:ポリエステルフィルム層(A)のガラス転移温度
    (℃) Tg2:熱接着層(B)のガラス転移温度(℃) Tm1:ポリエステルフィルム層(A)の融点(℃) Tm2:熱接着層(B)の融点(℃) L :熱接着層(B)の厚み(μm) D :リード線の線径(μm)
JP2638487A 1987-02-09 1987-02-09 無外装ポリエステルフイルムコンデンサ Expired - Lifetime JPH079865B2 (ja)

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JPH0793242B2 (ja) * 1991-05-16 1995-10-09 ダイアホイルヘキスト株式会社 金属蒸着ポリエステルフィルムコンデンサ
JP4360899B2 (ja) * 2003-12-22 2009-11-11 パナソニック電工株式会社 放電灯点灯装置及び照明器具

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