JPS6351532B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はコンデンサ、特に金属化プラスチツク
フイルムまたはシートからなるコンデンサの製造
方法に関する。

一般に、金属化プラスチツクフイルムを捲回し
て成る金属化プラスチツクフイルムコンデンサの
場合、使用される金属化プラスチツクフイルム
は、コンデンサの誘電体となるプラスチツクフイ
ルムの表面に真空蒸着によつて直接金属膜を形成
したものを用いている。

誘電体として機能するプラスチツクフイルムと
しては、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロ
ピレン、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリ
フツ化エチレン等、電気的絶縁性の高いフイルム
が使用されている。そのため、プラスチツクフイ
ルムのもつ高い電気的絶縁性のため、誘電体に絶
縁紙を使用する金属化紙コンデンサよりも高い使
用電位傾度が得られていた。

しかしながら、この真空蒸着によつて直接金属
膜をプラスチツクフイルム表面に形成する製造方
法では、金属の蒸着中に溶融金属の突沸等の現象
によつて誘電体となるプラスチツクフイルムの中
へ金属が粒子状となつて喰い込みやすい。従つて
これをコンデンサにした場合、誘電体中に喰い込
んだ粒子状の金属が対向電極と接近し、コンデン
サの絶縁不良を発生させる原因となる。その結
果、金属化プラスチツクフイルムコンデンサは、
この絶縁不良のために、誘電体のプラスチツクフ
イルムが有する高い電気的絶縁性をそこない、コ
ンデンサの耐電圧に悪影響を与え、高電圧使用時
における寿命特性に信頼性が得られなかつた。

この絶縁不良の原因となる金属物は、金属化プ
ラスチツクフイルムをコンデンサ素子として捲回
する前、もしくは捲回後に、該コンデンサの使用
電圧よりも1.5〜４倍程度の高い電圧を短時間、
金属化プラスチツクフイルムに印加することによ
り、一種の絶縁破壊現象を生じ、その短絡電流に
よつてある程度除去され、電気的な縁縁性が部分
的に回復される。しかし、このような短絡電流に
よつて除去された個所は蒸着金属の不充分な飛
散、および、短絡電流によつて発生した誘電体プ
ラスチツクフイルムの穴によつて、プラスチツク
フイルムの固有の高い電気的絶縁性にまでは回復
しえない。

かかる情況に鑑みて、本発明者等は前記の如き
真空蒸着により直接プラスチツクフイルム上に金
属蒸着膜を形成することにより得られる金属化プ
ラスチツクフイルムから作られるコンデンサにお
いてみられた絶縁不良の問題を改善すべく鋭意研
究の結果、転写法と電気的コロナ放電処理とを組
合せることにより得られる金属化プラスチツクフ
イルムまたはシートを使用することにより、前記
問題を克服し得ることを見出し、本発明を完成す
るに至つた。

そこで本発明の目的は新規なコンデンサの製造
方法を提供することにある。

本発明の他の目的は絶縁不良の問題を改善し、
寿命特性における信頼性の高い新規なコンデンサ
を提供することにある。

すなわち、本発明のコンデンサは、担持用基材
としての、平滑表面を有するプラスチツクフイル
ムまたはシートの一面に金属蒸着膜を形成し、一
方で誘電性基材の片面もしくは両面を電気的コロ
ナ放電処理に付し、かくして得られる２者を金属
蒸着膜とコロナ放電処理面とが相接するように、
接着剤を介在させることなしに熱と圧力とを掛け
ることにより接着させ、次いで得られる接着物か
ら前記担持用基材を剥離することにより蒸着金属
膜を転写して得られる金属化プラスチツクフイル
ムまたはシートを捲回もしくは積層することによ
つて製造できる。

かくして、本発明によれば転写性とコロナ放電
処理とを組合せることにより作られる金属化プラ
スチツクフイルムまたはシートを使用することに
より、従来のコンデンサにみられた絶縁不良の問
題を回避し、かつ耐用寿命の長い優れたコンデン
サを得ることができる。

また、本発明においては金属蒸着膜と誘電性基
材とは接着剤を介在させることなしに直接接着さ
れるので、接着剤の存在に基くコンデンサ容積の
増大という欠点を回避することができる。従つ
て、コンパクトな製品を得ることができる。

本発明の方法においては、まず金属蒸着膜を担
持用基材上に形成するがこれは従来公知の蒸着法
を利用することができ、蒸着金属としては電導性
のよいアルミニウム、亜鉛、金、銀、銅、ニツケ
ル等を使用することができる。また、担持用基材
としてはポリプロピレン、ポリエチレン等を使用
することができる。

コロナ放電処理も公知技術に従つて行うことが
でき、コロナ放電処理すべき誘電性基材として
は、この処理によつて活性化し得るものであれば
いかなるプラスチツクフイルムまたはシートであ
つてもよい。特にポリエチレン、ポリプロピレン
等の無極性高分子材料のフイルムまたはシート、
またはポリエチレンテレフタレート、ポリフツ化
ビニリデン等の極性高分子材料のフイルムまたは
シートが有利である。

上記の如くして形成される金属蒸着膜とコロナ
放電処理された誘電性基材の処理面とはプレスロ
ールまたはプレス板等を使用して熱と圧力とを加
えることにより、接着剤を介在させることなしに
所定の接着強度で、均一な接着面を有するように
接着される。

ここで、前記２者の接着に際して、温度条件と
圧力条件とは反比例関係にある。即ち、同じ接着
強度を達成するためには低温度下では高い圧力が
必要とされ、逆に高温度下では低い圧力ですむ。
従つて、これらは所定の接着強度に応じて適宜選
択される。

接着後、担持用基材は即座に剥離することがで
きる。

以下、その製造方法の１例を添付図面を参付し
つつ説明する。

第１図に示すごとく、誘電体のプラスチツクフ
イルムＡに電気的コロナ放電処理Ｃを施す。次
に、表面が平滑なプラスチツクフイルムの担持基
材の一面に予め適当な蒸着手段で蒸着金属膜を形
成した金属化フイルムＢの金属面と上記コロナ処
理されたプラスチツクフイルムＡの面とをプレス
ロールＤによつて接合する。この時使用するプラ
スチツクフイルムの種類、コロナ処理強度、金属
の種類に合わせてプレスロールＤの加熱条件と圧
力条件とを適当に調節することにより、誘電体の
プラスチツクフイルムＡの面へ金属膜が接着す
る。また、この場合のプレスロールＤの面は高い
平滑度を有し、フイルムにキズを与えるものであ
つてはならない。担持基材の接着物からの剥離Ｅ
はエージング時間を要せずに行えるため、短時間
で転写が行なえる。

本発明は上記のように電気的コロナ放電処理の
強度およびプレスロール時における圧力と温度に
よつて必要な接着強度を、基材のプラスチツクフ
イルム面と金属面に与えるものである。

以下に、非限定的実施例によつて本発明を更に
具体的に説明する。

参考例 １ ポリプロピレンフイルムを使用して、その表面
にそれぞれの強度で電気的コロナ放電を行つた面
と、コロナ処理を施さない担持基材のポリプロピ
レンフイルム上に常法に従つて蒸着した金属
（Al）膜面とを熱プレスロールによつて接着し、
その後剥離させることにより、蒸着金属の転写実
験を行つた。結果を第２図に示す。コロナ処理強
度10W・ｓ／cm²以上、温度90℃以上、圧力15Kg／
cm以上において、良好な蒸着金属膜の転写が得ら
れた。第２図において、Ｆは良好な接着強度を与
える領域を示す。

参考例 ２ ポリエチレンフイルムを使用して、同様な転写
実験を行つた。担持基材としては、コロナ処理を
施さないポリプロピレンフイルムを使用した。コ
ロナ処理強度10W・ｓ／cm²以上、温度80℃以上、
圧力15Kg／cm以上の条件において良好な蒸着金属
膜の転写が得られた。

参考例 ３ ポリエチレンテレフタレートフイルムを使用し
て同様の転写実験を行つた。担持基材にコロナ処
理を施さないポリプロピレンフイルムを使用し
た。コロナ処理強度0.1W・ｓ／cm²以上、温度100
℃以上、圧力15Kg／cm以上の条件下において良好
な蒸着金属膜の転写が得られた。

参考例 ４ ポリフツ化ビニリデンフイルムを使用して同様
の転写実験を行つた。担持基材にコロナ処理を施
さないポリプロピレンフイルムを使用した。コロ
ナ処理強度2.0W・ｓ／cm²以上、温度110℃以上、
圧力15Kg／cm以上の条件において、良好な蒸着金
属膜の転写が得られた。

実施例 １ 本実施例では参考例１に従つて、コロナ処理強
度1.5W・ｓ／cm²、温度100℃、圧力18Kg／cmなる
条件で製造した金属化プラスチツクフイルムを使
用した金属化プラスチツクフイルムコンデンサの
製造方法を記す。厚さ6μｍのポリプロピレンフ
イルムを誘電体とし、蒸着金属膜抵抗が４Ω／□
のAl膜を電極とした金属化プラスチツクフイル
ムを使用し、これを２枚重ね合わせて捲回し、コ
ンデンサ素子とした。このコンデンサ素子の両端
面にZn金属を溶射し、それにリード線を付けて
樹脂ケースに入れた。それをエポキシ樹脂によつ
て充填した後、室温条件下にて400VDCの電圧処
理を３分間行い製品とした。この場合のコンデン
サ容量は5μFであつた。

第３図にエポキシ樹脂で保護された本発明の金
属化ポリプロピレンフイルムコンデンサの耐電圧
特性(1)を同様な従来のもの(2)と対比させて示す。
本発明の金属化ポリプロピレンフイルムコンデン
サの耐電圧は従来例と比較して優れていた。

実施例 ２ 本実施例では参考例３に従つて、コロナ処理強
度0.6W・ｓ／cm²、温度110℃、圧力18Kg／cmなる
条件で造つた金属化プラスチツクフイルムを使用
する。厚さ6μｍのポリエチレンテレフタレート
フイルムを誘電体とし、金属化ポリエチレンテレ
フタレートフイルムコンデンサを実施例１と同様
な方法でエポキシ保護した無含浸型コンデンサを
製造した。コンデンサ容量は5μFであつた。

第４図にエポキシ樹脂で保護された本発明の金
属化ポリエチレンテレフタレートフイルムコンデ
ンサの耐電圧特性(3)を同様な従来のもの(4)と対比
させて示す。本発明の金属化ポリエチレンテレフ
タレートフイルムコンデンサの耐電圧は従来例と
比較して優れていた。

実施例 ３ 実施例１と同様にして造つた金属化プラスチツ
クフイルムを使用する。

油浸された金属化プラスチツクフイルムコンデ
ンサの製造方法を示す。厚さ6μｍのポリプロピ
レンフイルムを誘電体とし、蒸着金属膜抵抗が４
Ω／□のAl金属膜を電極とした金属化プラスチ
ツクフイルムを使用し、それを２枚重ね合わせて
捲回し、コンデンサ素子とした。このコンデンサ
素子の両端面にZn金属を溶射し、それにリード
線を付けて金属ケースに入れた。それを真空釜に
て100℃の温度条件で真空度10^-2Torr以下になる
まで真空乾燥を行つた。その後、充分に脱気処理
を施したポリイソブチレンの絶縁油にて含浸を行
い、80℃の温度10^-1Torrの真空度で24時間エー
ジングを行つた。その後、常圧下でコンデンサケ
ースを釜から取り出し、密封処理を行い、室温条
件にて400VDCの電圧処理を３分間行い、製品と
した。この場合のコンデンサ容量は5μFである。

第５図に油浸された本発明の金属化ポリプロピ
レンフイルムコンデンサの耐電圧特性(5)を同様な
従来のもの(6)と対比させて示す。本発明の金属化
ポリプロピレンフイルムコンデンサの耐電圧は従
来例と比較して優れていた。

実施例 ４ 実施例２と同様にして造つた金属化プラスチツ
クフイルムを使用する。

厚さ6μｍのポリエチレンテレフタレートフイ
ルムを誘電体とし、金属化ポリエチレンテレフタ
レートフイルムコンデンサを実施例３と同様な方
法でポリイソブチレンを含浸した油浸コンデンサ
を製造した。コンデンサ容量は5μFである。

第６図に油浸した本発明の金属化ポリエチレン
テレフタレートフイルムコンデンサの耐電圧特性
(7)を同様な従来のもの(8)と対比させて示す。本発
明の金属化ポリエチレンテレフタレートフイルム
コンデンサの耐電圧は従来例と比較して優れてい
た。

実施例 ５ 実施例１〜４で製造したコンデンサについて、
寿命試験を行つた。実施例１は45V／μAC、実施
例２は35V／μAC、実施例３は45V／μAC、実施
例４は35V／μACの電圧印加により寿命試験を行
つた。第７および８図に示すように本発明の金属
化プラスチツクフイルムコンデンサは容量減少が
安定し、かつ誘電損失の変化が少なく、従来例と
比較して優れていた（図中の番号は夫々上記第３
図〜第６図におけるものに相当する）。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のコンデンサの製造において使
用する金属化プラスチツクフイルムの製造を示す
模式図であり、第２図は該金属化プラスチツクフ
イルムの製造におけるコロナ放電の強さと温度と
の関係をプロツトしたグラフであり、第３図〜第
６図は本発明の金属化プラスチツクフイルムコン
デンサと従来のコンデンサの絶縁破壊電圧を示す
図であり、第７図および第８図は本発明のコンデ
ンサおよび従来のコンデンサの寿命試験結果であ
り、夫々電圧印加特性と容量減少（△Ｃ／Ｃ）並
びに誘電損失（tanδ）との関係を示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (i) 担持用基材としての、平滑表面を有する
   プラスチツクフイルムまたはシート上に金属蒸
   着膜を形成し、 (ii) 他方で誘電性基材の片面もしくは両面を電気
   的コロナ放電処理に付し、 (iii) 工程(i)および(ii)の生成物両者を、金属蒸着膜
   とコロナ放電処理面とが相接するように、接着
   剤を介在させることなしに、熱と圧力とを加え
   ることにより接着させ、 (iv) 得られた接着物から前記担持用基材を剥離す
   ることによつて金属蒸着膜を転写させ、 (v) かくして得られた金属化プラスチツクフイル
   ムまたはシートを捲回または積層する、 工程を含む、コンデンサの製造方法。