JPH11273990A - 耐熱コンデンサ用ポリプロピレンフィルム - Google Patents

耐熱コンデンサ用ポリプロピレンフィルム

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JPH11273990A
JPH11273990A JP7000698A JP7000698A JPH11273990A JP H11273990 A JPH11273990 A JP H11273990A JP 7000698 A JP7000698 A JP 7000698A JP 7000698 A JP7000698 A JP 7000698A JP H11273990 A JPH11273990 A JP H11273990A
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JP
Japan
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film
capacitor
heat
temperature
polypropylene
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JP7000698A
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Tetsuo Araki
哲夫 荒木
Yoshikazu Taniguchi
嘉一 谷口
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New Oji Paper Co Ltd
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Oji Paper Co Ltd
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002—Details
    • H01G4/018—Dielectrics
    • H01G4/06—Solid dielectrics
    • H01G4/14—Organic dielectrics
    • H01G4/18—Organic dielectrics of synthetic material, e.g. derivatives of cellulose

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)
  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】高温での電気特性と同時に成形性等の加工性に
も優れたコンデンサ用ポリプロピレンフィルムを提供す
ること。 【解決手段】アイソタクチックペンタッド分率が96%
以上であるポリプロピレンを用い、流れ方向のF5値が
50MPa以上かつ幅方向の熱収縮率が120℃で0.
5%以下、少なくとも片方の面の表面粗さRaが0.1
μm以上であることを特徴とする耐熱コンデンサ用ポリ
プロピレンフルム。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は高温使用での電気特
性に優れたコンデンサ用ポリプロピレンフィルムに関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】二軸延伸ポリプロピレンフィルムは、工
業用、包装用フィルムとして幅広く用いられており、ま
た優れた電気特性(低誘電損失、高耐電圧)を有するこ
とにより、コンデンサの誘電体として巾広く使用されて
いる。一般にコンデンサ用二軸延伸ポリプロピレンフィ
ルムは、延伸後コロナ放電処理またはプラズマ処理し、
フィルム表面を活性化させて官能基を付与させる。蒸着
用フィルムの場合には、このフィルムに真空中でAlや
Znなどの金属を1〜15Ω/□になるように蒸着し、
その後素子巻き機により巻回し使用されている。近年基
板の密集化とそれに伴うコンデンサの小型化により、フ
ィルムは薄膜化するともとに、高温での使用に耐えうる
フィルムが求められており、近年115℃程度の使用に
も耐えうるコンデンサのためのポリプロピレンフィルム
が求められている。
【0003】しかしながら、ポリプロピレンフィルムは
一般的に耐熱性が低く、特に90℃以上の温度では、コ
ンデンサとしての使用は不向きであり、ポリプロピレン
を用いたコンデンサは最高使用温度を90℃以下に制限
されているのが実状である。これらの問題を解決するた
めにポリプロピレンの立体規則性を高くしたり、熱収縮
率を小さくする試みがおこなわれているが、充分とはい
えない。
【0004】そこで本発明者らは鋭意研究を行ない、コ
ンデンサとして高温で使用されるためには、コンデンサ
が使用される温度よりも高い温度で熱プレスすること
が、それ以下の温度で使用されるコンデンサ素子の安定
につながるとの知見を得、耐熱性の問題についてはある
程度の改善をすることができた。
【0005】しかしながら高温で使用される薄膜フィル
ムの場合には、これだけでは不十分なことが判明した。
すなわち薄膜フィルムの場合には、さらにフィルム間の
すべり性が悪い、腰が無い、熱収縮率が大きいなどの問
題がある。その結果高温でコンデンサを熱処理する場
合、特に扁平型の素子にする場合、成型性が不十分な
上、素子変形やメタリコン部分のフィルムの反り返り現
象が発生するので高温での電気特性を著しく損なうとい
う問題がある。そこで本発明者らは更に研究を行ない、
熱プレスの条件とは別に、フィルムの物性についての研
究を行ない、本発明に至った。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
欠点を解消するために高温での電気特性と同時に成形性
等の加工性にも優れたコンデンサ用ポリプロピレンフィ
ルムを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明の第1の
発明は、アイソタクチックペンタッド分率が96%以上
であるポリプロピレンを用い、流れ方向のF5値が50
MPa以上かつ幅方向の熱収縮率が120℃で0.5%
以下、少なくとも片方の面の表面粗さRaが0.1μm
以上であることを特徴とする耐熱コンデンサ用ポリプロ
ピレンフルムに関するものである。本発明の第2の発明
は、上記第1の発明において、少なくとも片方の面の表
面粗さRaが、0.1〜0.2μmであるポリプロピレ
ンフィルムに関するものである。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明のコンデンサ用フィルムを
得るためのポリプロピレンには、高度の結晶性を得るた
め、アイソタクチックペンタッド分率が96%以上好ま
しくは97%以上のポリプロピレンが必要である。アイ
ソタクチックペンタッド分率が96%に満たない場合に
は、フイルムの結晶性が低くフイルムの腰が十分でな
い。したがって120℃を超える温度で熱処理した場
合、コンデンサ素子の端面が反り返り、電気特性が低下
する。またポリプロピレン原料の灰分は、50ppm以下
のものが用いられる。灰分が50ppmを超えるポリプロ
ピレン原料を用いると、絶縁欠陥の増加により、耐圧が
低下する。
【0009】この原料を使用してコンデンサ用フィルム
を得る。本発明のフィルムとしては二軸延伸フィルムが
用いられる。本発明の耐熱コンデンサ用ポリプロピレン
フィルムの特性としては、まづ流れ方向(以下MDとい
う)の20℃におけるF5値が50MPa以上であるこ
とが必要である。F5値が50MPaに満たないと、薄
膜化フィルムでは腰がないため、きれいな偏平素子にな
らない。その結果素子のフイルム層間に空隙ができ、T
anδが上昇したり絶縁破壊電圧の低下をもたらす。ま
た、素子中にシワを巻き込むことになり著しく電気特性
を損なう。
【0010】また本発明の耐熱コンデンサ用ポリプロピ
レンフィルムの特性としては、120℃における熱収縮
率が幅方向(以下TDという)で0〜0.5%であること
が必要である。TDの熱収縮率が上限を超える場合は、
素子を熱プレスする時素子端面のメタリコン部の反り返
りが発生しメタリコン強度が低下し、充放電を繰り返す
とtanδが上昇する問題が発生する。
【0011】更に本発明の耐熱コンデンサ用ポリプロピ
レンフィルムの特性としては、フィルムの表面粗さRa
は少なくとも片方の面が0.1以上好ましくは0.1〜
0.20μmであることが必要である。表面粗さが下限
に満たない場合は、扁平型コンデンサの場合、熱プレス
時フィルムのすべりが悪いため、きれいな楕円形になら
ず素子の中央部にしわが入り、電気特性を損なう。ま
た、上限を超える場合は、コンデンサの重要特性である
容量減少率が大きくなるばかりか耐電圧が低くなる。
【0012】本発明のフイルムは、厚さを限定するもの
ではないが、3〜15μmのような薄膜化フィルムで効
果的であり、特に3〜7μmの薄膜化フィルムで効果的
である。
【0013】本発明のフィルムの製造方法は、要求され
る品質特性等によって異なるが、たとえば融点以上で溶
融させたポリプロピレン樹脂をスリットを施したTダイ
より押し出し、30℃から95℃の冷却ロ−ルで冷却固
化した後、該シ−トを長さ方向に100℃から150℃
の温度で4〜6倍に延伸し、ついで巾方向に120℃〜
160℃の温度で8〜12倍に延伸し、さらに160〜
170℃の温度で熱処理した厚さ3μm〜15μmのフ
ィルムに、1000J/m〜6000J/mのエネルギ
−で片方の面にコロナ放電処理をすることによって得る
ことが出来る。
【0014】
【実施例】次に実施例にもとずき、本発明をさらに詳細
に述べる。
【0015】実施例1 フィルム原料として結晶性ポリプロピレン(アイソタク
チックペンタッド分率:96%、メルトインデックス:
2.0g/10分)樹脂を押し出し機に供給しTダイよ
り押し出し、表面温度90℃のドラムに巻き付け、厚さ
250μmのシ−トを得た。この未延伸シ−トを130
℃の温度で長手方向に5.0倍に延伸し、直ちに室温に
冷却し、次にテンタ−にて160℃の温度で10倍に延
伸し、熱処理のあと、コロナ放電処理を施し、本発明の
耐熱コンデンサ用ポリプロピレンフィルムを得た。厚さ
は5μmであった。このフィルムの熱収縮率、表面粗
さ、F5値を測定した。その物性は表1の通りである。
このフィルムの片面にZn蒸着をし、金属化ポリプロピ
レンフィルムとした。
【0016】この金属化ポリプロピレンフィルムをスリ
ットした後、巻回し静電容量6μFのコンデンサ素子を
作成した。次にこのコンデンサ素子を扁平につぶして鉄
製の金属板にはさみ、1.47MPaの圧力を加えた状
態で真空釜に入れ、7Paの真空中で常温から130℃
までの熱プレス処理を行った。蒸着電極に電気的接続を
得るためZnの金属溶射からなるメタリコン層を形成し
てコンデンサ素子とし、リ−ド線を溶射した後エポキシ
樹脂を用いてモ−ルド外層を施しコンデンサを製造し
た。このコンデンサについて容量変化、Tanδ、素子
端面反り返りの評価を行なった。結果を表1に示す。
【0017】この方法で製造したコンデンサは、コンデ
ンサ素子両端部の反り返りはなく良好であった。120
℃の温度で加熱処理した後のコンデンサ素子の寸法変化
も少ない。また、周囲温度120℃の温度で1サイクル
6時間電圧・温度ON、2時間OFFする断続耐用試験
を150サイクル行ったコンデンサの静電容量の変化も
少なく良好であった。さらに、コンデンサにDC300
Vの電圧を充電し0.5Ωの抵抗を介し自らの蓄えられ
た電荷で短絡放電する充電試験においても、誘電体損失
の変化はなく良好な結果を得た。
【0018】実施例2 実施例1と同様の原料を用い、 ドラムの表面温度を8
9℃とし、テンターで横延伸したあとの熱処理温度を2
℃低くした以外は実施例1と同様の方法で、表1の物性
を有するフィルムを得た。このフィルムを用いて実施例
1と同様にしてコンデンサを作成し、同じ項目について
評価を行なった。結果を表1に示す。
【0019】実施例3 アイソタクチックペンタッド分率97%の原料樹脂を使
用し、Tダイより押し出したときのドラムの温度を92
℃とした以外は実施例1と同様の方法で、表1の物性を
有するフィルムを得た。このフィルムを用いて実施例1
と同様にしてコンデンサを作成し、同じ項目について評
価を行なった。結果を表1に示す。
【0020】比較例1 アイソタクチックペンタッド分率97%の原料樹脂を使
用し、テンターで横延伸したあとの熱処理温度を3℃低
くした以外は実施例1と同様の方法で表1の物性を有す
るフィルムを得た。このフィルムを用いて実施例1と同
様にしてコンデンサを作成し、同じ項目について評価を
行なった。結果を表1に示す。
【0021】比較例2 アイソタクチックペンタッド分率が95%の原料を用
い、テンターで横延伸したあとの熱処理温度を2℃低く
した以外は実施例1と同様の方法で、表1の物性を有す
るフィルムを得た。このフィルムを用いて実施例1と同
様にしてコンデンサを作成し、同じ項目について評価を
行なった。結果を表1に示す。
【0022】比較例3 アイソタクチックペンタッド分率が95%の原料を用い
た以外は実施例1と同様の方法で、表1の物性を有する
フィルムを得た。このフィルムを用いて実施例1と同様
にしてコンデンサを作成し、同じ項目について評価を行
なった。結果を表1に示す。
【0023】尚、測定法は下記の通りである。アイソタ
クチックペンタッド分率:13-NMRによる立体規則性の測
定を行なった。 熱収縮率:JIS C 2330によって測定し、%で
表した。 表面粗さ:JIS B 0601によって測定し、μm
で表した。カットオフ値0.8mm。 F5値 :JIS C 2330による引張試験によ
り、フィルムが5%変形したときの強度をMPaで表し
た。 容量変化:コンデンサを周囲温度115℃の温度で1サ
イクル6時間電圧・温度ON、2時間OFFする断続耐
用試験を150サイクル行い、コンデンサの静電容量の
変化を測定した。以下の基準で判定した。◎ 非常に少
ない。 ○ 少ない。 △ やや大きい。× 大きい。 Tanδ:コンデンサにDC300Vの電圧を充電し
0.5Ωの抵抗を介し自らの蓄えられた電荷で短絡放電
する充電試験を行い、誘電体損失を測定した。以下の基
準で判定した。◎ 非常に小さい。 ○ 小さい。 △
やや大きい。× 大きい。 素子端面反り返り:素子におけるフイルムのずらし巾を
0.5mmとしたとき、素子端面のフイルムの反り返り
を目視により判定した。以下の基準で判定した。◎ 非
常に小さい。 ○ 小さい。 △ やや大きい。× 大
きい。
【0024】
【表1】
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、コンデンサ作成時の熱
処理温度120℃において素子の変形が少なくなり、そ
れ以下の温度でのコンデンサの電気特性を向上した耐熱
コンデンサ用ポリプロピレンフィルムを得ることができ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C08J 7/00 303 C08J 7/00 303 // B29K 23:00 B29L 7:00 C08L 23:12

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アイソタクチックペンタッド分率が96%
    以上であるポリプロピレンを用い、流れ方向のF5値が
    50MPa以上かつ幅方向の熱収縮率が120℃で0.
    5%以下、少なくとも片方の面の表面粗さRaが0.1
    μm以上であることを特徴とする耐熱コンデンサ用ポリ
    プロピレンフルム。
  2. 【請求項2】少なくとも片方の面の表面粗さRaが、
    0.1〜0.2μmである請求項1に記載されたポリプ
    ロピレンフィルム。
JP7000698A 1998-03-19 1998-03-19 耐熱コンデンサ用ポリプロピレンフィルム Pending JPH11273990A (ja)

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