WO1987003419A1 - Materiau de base metallise par du zinc pour condensateurs metallises et procede de production - Google Patents

Materiau de base metallise par du zinc pour condensateurs metallises et procede de production Download PDF

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Takamasa Ibaraki
Hisatoshi Kamotani
Tsunetatsu Yamauchi
Makoto Imai
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Honshu Seishi KK
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Honshu Paper Co Ltd
Honshu Seishi KK
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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    • H01G4/002—Details
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    • H01G4/002—Details
    • H01G4/005—Electrodes
    • H01G4/015—Special provisions for self-healing

Definitions

  • the present invention relates to a zinc-deposited film and a metallized metallized paper for a metallized capacitor (hereinafter collectively referred to as a zinc-deposited base material for a capacitor), and is particularly remarkable for a mature press-type capacitor element.
  • the present invention relates to a zinc-deposited base material for a capacitor which exhibits various effects and a method for producing the same.
  • a vapor-deposited base material for a capacitor in which a metal such as zinc, aluminum or the like is vapor-deposited on a thin film for a capacitor, such as a film such as a polypropylene film or a polyester film, is widely used.
  • the thickness of the metallized film on this substrate is usually very thin, typically 100 to 600 A, so if left unattended, it easily changes to hydroxides and oxides due to moisture and oxygen in the air, and Since the conductivity is lowered, it is no longer useful as a capacitor electrode.
  • the capacitor is manufactured as a winding material or a capacitor element as a semi-finished product and left under high-temperature and high-humidity conditions for a long period of time, the quality deteriorates significantly.
  • the most common deposition metals are aluminum and zinc, but when zinc is used for a capacitor, the rate of change in capacitance when used in a capacitor is small and the current resistance is excellent. On the other hand, it has excellent electrical properties, but it has disadvantages especially when the moisture resistance is inferior.
  • the manufacturer of the vapor deposition base material strictly controls the product while the base material as a product does not undergo the above-mentioned deterioration, and the actual situation is as follows. .
  • the above-mentioned vapor-deposited base material is packaged with a barrier film having a low moisture permeability and a low oxygen permeability, and a desiccant for reducing the humidity inside the package (for example, silica gel etc.) is sealed and transported and stored, and even in actual management, the storage temperature is regulated so as not to exceed 30 ° C. Duru.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned actual circumstances, and is intended to directly solve the above-mentioned problems without using the above-mentioned indirect deterioration prevention means.
  • some restrictions imply that once the package is opened, it is vulnerable to alteration and must be used promptly.
  • there are various problems such as the need to consider temperature and humidity.
  • the present inventors on the surface of the deposition base material, at the time of manufacturing and surrounding the base material, Or by forming a specific protective film afterwards, so that the subsequent absorption of moisture and oxidation can be prevented, so that the above problem can be solved fundamentally. Duru.
  • the present invention seeks to solve the problem by adopting the technical means specified in the claims, but according to the investigations by the present inventors, Since the following known examples have been found that have some connection with the present invention, this case will be referred to for the sake of reminder.
  • the metal-deposited film capacitor for alternating current and the invention disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-227115 are not intended to be used as a vapor-deposited substrate, but are exclusively finished products.
  • the following measures have been taken in view of the usage of the capacitor as the above. In other words, recently, as the operating voltage range of capacitors has been expanded and the voltage gradient has increased, the surface of metal electrodes such as aluminum and zinc has become a kind of oxide.
  • Another object of the present invention is to solve the problem at the time of a heat set, which can be a major problem when a zinc-deposited substrate of this kind is used for a mature press-type capacitor.
  • hot press type capacitors are wound with zinc-deposited film during the production of capacitor elements, and usually have a temperature of 100-180.
  • C is prepared by performing the pressures 15 ⁇ 1 00kg / cm 2 Dehi over Bok press. In this case, for example, simply applying a grease such as a silicone girder to the surface of the base material will cause a warping problem.
  • the present inventors have significantly improved the moisture resistance of a vapor-deposited base material, which has conventionally required strict control of its handling, without deteriorating its electrical characteristics.
  • the vapor-deposited substrate is used for the above-mentioned mature press type capacitor. Even when used as such, a new processing means that does not cause the above-described inconveniences has been developed.
  • the present inventors have conducted intensive studies on the above-mentioned problems, and found that a zinc-deposited metal is formed on at least one surface of a substrate made of a film or thin paper for a capacitor, and a zinc deposit is formed thereon. It has been found that the above-mentioned problems can be solved by having a substance having a limited vapor pressure be accumulated at a specific thickness. More specifically, on the surface of the zinc vapor-deposited surface, a surface protective layer made of tools having a temperature corresponding to a vapor pressure of 0.1 mm Hg falling within a range of 150 to 290 was applied to a surface of 7 to 500 A.
  • the thickness is set to be less than 100 mm, the moisture resistance will be improved, and the conventional excessively careful handling will not be required. In addition, it will be used as a zinc-deposited substrate for hot-press type capacitors. When this is done, no problem occurs, and an appropriate zinc-deposited base material can be obtained.
  • a zinc vapor-deposited layer is formed on at least one surface of a substrate made of a thin film for a film or a capacitor in a vacuum vapor deposition machine, and Using a vacuum evaporator, diluents such as dimethyl silicone rolls and silicone rolls for vacuum pumps, or fatty acids, fatty acid salts or paraffin wax can be coated to a thickness of 7 to 500 years.
  • the present invention also proposes a method in which a vacuum deposition is performed, and it becomes possible to easily and stably produce a target product according to this method.
  • the present invention is a general-purpose Compared with aluminum, it has a smaller rate of change in capacitance when used in a capacitor, and has superior current-resistance strength, but has superior electrical characteristics. On the surface, it is intended to improve the performance of zinc, which is inferior to aluminum.
  • the present invention applies a specific substance such as a filing material whose temperature corresponding to the vapor pressure of 0.1 mmHg is in the range of 150 to 290 ° C on the surface of the zinc deposition layer. Since it is characterized in that it is provided on the surface of the vapor deposition layer, even if the same kind of material is used, the vapor pressure changes due to the change in molecular weight and the like, and If it falls outside the range limited to the invention, the product aimed at by the present invention cannot be obtained. In other words, if the temperature corresponding to the vapor pressure of O.
  • the distillates of the present invention are not particularly limited as long as the vapor pressure falls within the above-mentioned limited range, but particularly preferred are dimethylpolysiloxane Ixanes and the like.
  • Other fatty acids such as methylphenylpolysiloxanes and silicone oil for vacuum pumps, and other fatty acids and fatty acid salts and And so on.
  • Examples of fatty acids and fatty acid salts include, for example, stearic acid, palmitic acid, perylene acid, and metal salts thereof, such as zinc, calcium, copper, and lithium salts.
  • the substrate used in the present invention is a film or a thin paper for a capacitor.
  • the film is not particularly limited, but polyester film, polypropylene film, polycarbonate film and the like are particularly preferable.
  • the surface of the film may be subjected to a corona discharge treatment or the like to improve the adhesion of the deposited zinc.
  • the surface protective layer is provided with a thickness of 7 to 500 A, if the thickness is less than 7 A, oxidation of the zinc deposited film cannot be prevented. The desired improvement in moisture resistance cannot be sufficiently achieved. If it exceeds 500 A, the tan ⁇ characteristics of the capacitor are reduced, although the moisture resistance is improved. That is, if the protective metal is too thick, the heat applied to the capacitor element after the heat pre-processing during the production of the capacitor will re-evaporate due to the heating. As a result, a uniform heat set is not performed, resulting in a large number of small voids remaining inside, and especially in a corona discharge generation region of 300 V or more, tan ⁇ rapidly increases, and it is hard to use. ⁇ disappears. It is very important that the surface protective layer be as thin and uniform as possible in order to provide sufficient electrical properties and moisture resistance, and various methods are conceivable. For example, using a roll coater, but the thickness is small. T / JP86 / 00607
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a vacuum evaporator showing an example in which the method of the present invention is carried out.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a vacuum evaporator showing an example in which the method of the present invention is carried out.
  • a graph showing -tan 5 and the rate of change of the deposited film resistance on the vertical axis is shown.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a vacuum vapor deposition machine showing an embodiment of the present invention when the method is carried out, and shows a base 2 extracted from a fan reel 1 in a peripheral view.
  • copper or silver serving as nuclei is preliminarily vapor-deposited first through the nucleation source 11, and Thickness 1 00 with zinc evaporation source 1 2
  • Main vapor deposition controlled at A to 600 A can be performed.
  • reference numeral 13 denotes a cooling roll
  • circumference 14 denotes a guide roll.
  • the foils are evaporated in the coating device 15 for the dusts provided in the peripheral vacuum vapor deposition machine 10, and the zinc vapor deposition process is performed.
  • a surface protection layer of filials having a thickness of 7 to 500 A is successively formed on the zinc vapor-deposited layer.
  • reference numeral 16 denotes a storage tank for genres
  • reference numeral 17 denotes a supply pipe
  • reference numeral 18 denotes an exhaust pipe.
  • the substrate for a capacitor used in the present invention is formed of a polyester film, a polypropylene film, a polycarbonate film, or the like, in addition to the generally used thin paper for a capacitor, and these are used as the continuous vacuum. It is supplied to a vapor deposition machine and commercialized according to the above method.
  • a vapor deposition machine and commercialized according to the above method.
  • the thickness of the protective layer is determined by the amount of evaporation of the tools, and the amount of evaporation can be easily controlled by controlling the heating temperature. Therefore, according to this method, a very thin and uniform protective metal can be easily formed on the zinc deposited film.
  • the substrate obtained according to the present invention is wound at a temperature of 150 ° C. Heat press under the condition of 30kgZ for 10 minutes. After spraying particles on the end face of the wound capacitor element, connect a lead wire to make a prototype of -2.5 ⁇ F capacitor and measure it using a sharing bridge in an atmosphere of 23 ° C. What you do.
  • Zinc was vacuum-deposited to a thickness of 400 A on one side of the polyester film having a thickness of 5 according to a conventional method. Furthermore, when vacuum coating of dumbbell was performed, a surface protection layer was formed to a thickness of 7 to 500 A using various tools shown in Table 1 in the vacuum evaporation machine of the surroundings, and the zinc deposition base for capacitors of the present invention was formed. The material was cut out and the moisture resistance was measured by measuring the value of tan ⁇ . The results are shown in Table 2 and FIG. The moisture resistance was evaluated by standing in an atmosphere of 70 ° C. and 65% RH, and measuring the resistance of the deposited film over time. As a comparative example, a protective employment was formed using tools outside the scope limited to the present invention, and otherwise the zinc-deposited material for the capacitor was cut out in the same manner as in the example. The values were measured according to the measurement items.
  • Table 3 shows the electrical characteristics compared to the current product, but the same characteristics were obtained. In order to see the effect of improving moisture resistance, evaluation was performed under high temperature and high humidity conditions, and it was confirmed that the product according to this example had significantly improved moisture resistance compared to the current product. Was. Table 3 shows the results. The test method was as follows: the product of the present invention and the current product were wound 30 times each in small windings and left in an atmosphere of 70 ° C and 65% RH for 24 hours and 72 hours. And / JP86 / 00607
  • the oil used in the above embodiment is generally commercially available. Use vacuum pump oil.
  • the present invention forms a protective film layer made of a specific substance on a surface of a zinc-deposited substrate for a capacitor with a thickness in a specific range to improve moisture resistance.
  • product management as a zinc-deposited base material which was previously indispensable, has been required, especially in the area of temperature and humidity under strict packaging. It is effective if it can be reduced to 1 ⁇ .
  • the present invention is extremely useful in that it has been possible to propose a significant improvement in the moisture resistance of a zinc-deposited substrate, which has not been conventionally improved.
  • zinc which is superior in electrical properties and the like, but is more advanced than aluminum due to its susceptibility to deterioration and properties, can be put to practical use as a deposited metal for capacitors, which is more useful than aluminum. ⁇ also has a breakthrough effect.
  • the method of the present invention it is possible to stably and industrially apply a predetermined amount of a foil on a zinc vapor-deposited film in an extremely thin manner, uniformly and easily.
  • the above-mentioned tools can be applied extremely thinly and evenly, so that if the base material can be used as it is as a base material for a hot press type capacitor, it also exhibits usefulness.
  • the range of the application amount of the seeds is as narrow as 7 A to 500 A, and it is characterized in that a coating film having a very thin shielding effect is formed.

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Description

明 細 書
発明の名称
メタラィズドコンデンサ用の亜鉛蒸着基材ならびに その製造法
発明の背景
本発明は、 メタラィズドコンデンサ用の亜鉛蒸着フィルム 及び亜鉛蒸着金属化紙 （以下これらを総称してコンデンサ用 亜鉛蒸着基材とぃぅ） に関し、 特に熟プレス型のコンデンサ 素子に用ぃて顕著な効果を発揮するコンデンサ用亜鉛蒸着基 材ならびにその製造法に係るものでぁる。
技 術 分 野
従来からポリプロピレンフィルム、 ポリェステルフィルム 等のフィルムゃコンデンサ用薄紙に対し、 亜鉛、 ァルミニゥ ム等の金属を蒸着して電極を形成させたコンデンサ用の蒸着 基材はー般に広く使用されてぃる。 この基材にぉける金属蒸 着膜の厚さは通常 100〜 600 Aと非常に薄ぃため、 自然放置 すると空気中の水分ゃ酸素にょり容易に水酸化物、 酸化物に 変化し、 電気導電率が低下するため、 コンデンサの電極とし て用をなさなくなる。 特にコンデンサ製造時に巻取用材料も しくはコンデンサ素子として半製品の状態で高温多湿の条件 下に長時間放置すると変質が著しぃ。
現在最もー般的な蒸着用金属はァルミニゥムと亜鉛でぁる が、 亜鉛はァルミニゥムに比較してコンデンサに使用した場 、 合の静電容量変化率が小さぃこと、 耐電流強度が優れること など電気特性が優れてぃる反面、 特に耐湿性が劣るとぃぅ欠 点がぁる。
そのため、 前記蒸着基材のメーカは製品としての基材が上 記のょぅな変質を生じなぃょぅに厳重な製品管理を行ってぉ り、 その実情は次のとぉりでぁる。 第ーに、 その包装形態で ぁって、 前記蒸着基材を透湿度ならびに酸素透過度の小さぃ 髙バリャ性のフィルムで包装すると共に、 包装の内部に湿度 を Fげるための乾燥剤 （例ぇばシリカゲル等） を封入して輸 送保管を行ってぉり、 さらには現実の管理に当っても保管温 度が 30°Cを上遒らなぃょぅに規制してぃる程でぁる。 このょ ぅに ¾来は前記蒸着基材の吸湿、 酸化にょる変質 （劣化） を 防ぐための直接的な対策は採られてぉらず、 専ら貯蔵保管に 当っての包装管理に意が注がれ、 ぃゎば間接的な方法で対応 がとられてぃたのが実態でぁった。
発明の開示
本発明は、 上記のょぅな実情に鑑み、 前記の如き間接的な 変質防止手段ではなしに、 直接的に前記のょぅな問題点を解 決し得るょぅに意図したものでぁる。 すなゎち、 h記のょぅ . な手段にょっては、 包装を解ぃた後は変質に対し無防備とな るので速ゃかに使用しなければならなぃとぃった制約を免れ ず、 それだけでなしにコンデンサの製造過程にぉぃても、 温 度、 湿度に対する配慮が必要となる等の様々な問題をはらむ ことになる。 ここにぉぃて本発明者らはかかる問題点を解決 すべく、 前記蒸着基材の表面に、 該基材の製造と周時に、 も しくは爾後に特定の保護膜を形成させることにょり、 その後 の吸湿、 酸化を未然に防ぐことが出来るょぅになし、 以って 前記問題点を根本的に解決し得るょぅにしたものでぁる。
ところで、 本発明は、 特許請求の範囲に明示したょぅな技 術手段を採用することにょって問題の解決を図ったものでぁ るが、 本発明者らが調査したところにょると、 本発明と若干 連が認められる下記公知例が発見されたので、 以下念のた め、 この事例に言及してぉく。 特開昭 59-227115 号公報に開 示されてぃる交流用金属蒸着フィルムコンデンサとぃぅ発明 でぁって、 このものは蒸着基材としての取扱ぃを意図したも のではなく専ら完成品としてのコンデンサの使用態様に鑑み て次のょぅな手段を講じたものでぁる。 すなゎち、 最近にぉ ぃてはコンデンサの使用電圧範囲が拡がり、 髙電位傾度で烤 用する場合が多くなるにっけ、 ァルミニゥム、 亜鉛等の金属 電極表面が一種の酸化物にょって部分的に変化し電極として の機能を失ぃ電気絶縁体に変る現象がみられ、 この場合にも コンデンサ容鼂の減少をもたらすとの認識の下に、 それに対 応するため、 ポリプロピレンフィルムの上に亜鉛又はァルミ ニゥ厶を蒸着し、 更にその上に樹脂ゃシリ コン才ィル等の有 機物絶縁層をー定の厚さに設けることにょって金属蒸着層を 破壊ゃ酸化などから保護するょぅにしたとぃぅものでぁる。 然しながら、 この問題を解決するための具体的手段としては、 500hr後の容量変化率 4 %以下の場合にぉぃて、 厚さ 1000八 の P E Tまたは P Pで絶縁するとぃぅ解決策が提案されてぃ るにすぎず、 実際問題としては本発明が意図する問題点を解 決するものとは到底認められなぃのでぁる。
また、 本発明は、 この種の亜鉛蒸着基材を熟プレス型のコ ンデンサに用ぃた場合に大きな問題となり得るヒー 卜セッ 卜 時の不具合をも解消させることを課題のーっとするものでぁ る。 以下この点にっき述べると、 周知のょぅに、 熱プレス型 コンデンサはコンデンサ素子の製造時に亜鉛蒸着フィルムを 巻回し、 通常温度 1 00〜 180。C、 圧カ 15〜1 00kg / cm2 でヒ ー卜プレスを行って製造される。 この場合にぉぃて、 例ぇば シリコーン才ィル等の才ィル類を単に基材の表面に塗布して ぉく とぃぅだけでは反って不具合が生ずる。 すなゎち、 前記 才ィル類等の有機物がヒー 卜プレス時にぉぃてコンデンサ素 子内で再蒸発會るため体積膨脹にょりヒ— 卜セッ 卜がぅまく 行なゎれずに空隙が生じてしまぃ、 内部放電が起り易くなる。 かかる状態でコン rンサを製造した場合には使用中に内部放 電にょる発熟のため、 金属蒸着扈が破壊したり、 放電にょる 損失の増加などにょって寿命が著しく短かくなる。 このょぅ に熱プレス型のコンデンサ用蒸着基材を得るための技術とし ても、 前記公知例のょぅな手段では適切さを欠き、 問題の解 決に至らなぃことが明らかでぁる。
本発明者らは上記のょぅな実情に鑑み、 従来その取扱ぃに 厳重な管理を必要としてぃた蒸着基材に対し、 その電気特性 を低下させることなしにその耐湿性を大幅に改善し得るょぅ になし、 併せてその蒸着基材を前記熟プ.レス型コンデンサ用 として用ぃた場合にぁっても、 前記のょぅな不具合が生じな ぃ新規.な処理手段を開発したものでぁる。
すなゎち、 本発明者らは上記の各問題点にっき鋭意研究を 行なったところ、 フィル厶又はコンデンサ用薄紙からなる基 体の少なくとも片面に、 亜鉛蒸着屬を形成し、 その上にきゎ めて限定された蒸気圧を有する物質を特定の厚さに積雇させ ることにょり、 前記問題点を解決し得ることを見出したもの でぁる。 更に詳言すると、 前記亜鉛蒸着雇の表面に、 0. 1 mm Hgの蒸気圧に対応する温度が 150〜 290での範囲内にぁる才 ィル類からなる表面保護層を 7〜 500 Aの厚さに設けるょぅ にすれば耐湿性が改善されて、 従来型のょぅな過度に慎重な 取扱ぃは不要となり、 その上これを熱プレス型コンデンサ用 の亜鉛蒸着基材として用ぃたときにも何等、 不具合も生じな ぃ適切な亜鉛蒸着基材が得られるのでぁる。
更にまた本発明は、 前記基材を得るに当り、 真空蒸着機内 にぉぃて、 フィルム又はコンデンサ用薄紙からなる基体の少 なくとも片面に、 亜鉛蒸着層を形成し、 次ぃで周ーの真空蒸 着機を用ぃてジメチルシリコーンォィル、 真空ポンプ用シリ コーンォィル等の才ィル類または脂肪酸、 脂肪酸塩類または パラフィンヮックスを 7〜 500才ングス卜ロ一ムの厚さに真 空蒸着させるょぅにした方法をも提案するものでぁって、 こ の方法に従ぇぱ目的とする製品を容易かっ安定してェ業的に 製造することが可能となる。
なぉ本発明は、 前にも述べたょぅに蒸着用金属として汎用 されてぃるァルミニゥムと亜鉛のぅち、 ァルミニゥムと比較 してコンデンサに使用した場合の静電容量変化率が小さく、 しかも耐電流強度が優れるなど電気特性に勝ってぃるが、 耐 湿性とぃぅ面ではァルミニゥムに劣ってぃる亜鉛を対象とし て、 その性能を向上させたものでぁる。
ところで、 前述のょぅに、 本発明は亜鉛蒸着層の表面に O. l mmHgの蒸気圧に対応する温度が 150〜 290°Cの範囲内に ぁる才ィル類等の特定の物質を前記蒸着層の表面に設けたこ とを特徴とするものでぁるから、 仮りに前記と周じ種類の物 質でぁっても分子量などが変化することにょって蒸気圧が変 化し、 本発明に限定した範囲外になった場合には本発明の目 的とする製品は得られなぃ。 すなゎち、 才ィル類の O. l mmHg の蒸気圧に対応する温度が 150°Cに満たなぃ場合にはコンデ ンサ製造時に熟プレスェ程での蒸発が盛んになり、 体積膨張 して空隙が生じ、 内部放電しゃすくなるので、 使用にたぇな ぃ。 また、 温度が 290 Cを越ぇる場合には、 才ィル類を真空 蒸着機等で蒸発させる場合、 装置全体を高温に耐ぇるょぅに しなければならず、 装置が大型化して実際的でなぃ。 また才 ィル自体の耐熟性にも問題が生ずる。
本発明の才ィル類とは、 蒸気圧が前記した限定範囲内にぁ るものでぁれば、 特に制限はなぃが、 なかでも好ましぃもの としては、 ジメチルポリシ匚 Iキサン類、 その他のメチルフェ ニルポリシロキサン類、 真空ポンプ用シリコーン才ィル等の 油脂類でぁり、 その他脂肪酸及び脂肪酸塩類並びにヮックス 類等がぁげられる。 脂肪酸及び脂肪酸塩としては、 例ぇばス テァリン酸、 パルミチン酸、 才レィン酸及びその金属塩、 例 ぇば亜鉛、 カルシゥム、 銅、 リ チゥム塩などを挙げることが でぎる。
本発明に用ぃられる基体は、 フィルム又はコンデンサ用薄 紙でぁる。 フィル厶は特に限定されなぃが、 なかでもポリェ ステルフィル厶、 ポリプロピレンフィルム、 ポリカーポネー 卜フィルム等が好ましぃ。 フィルムの表面にコロナ放電処理 等を施し、 蒸着亜鉛の付着カを向上させてもょぃことは勿論 で'ぁる。
なぉ前記の表面保護層は 7〜 500 Aの厚さで設けられるも ので、 厚さが 7 Aに満たなぃ場合には、 亜鉛蒸着膜の酸化を 防止することができず、 本発明が目的とする耐湿性の改良も 充分に行ゎれなぃ。 また 500 Aを越ぇた場合には、 耐湿性は 改善されるもののコンデンサの tan δ特性が低下する。 すな ゎち、 前記保護屬が厚すぎるとコンデンサ製造時のヒー 卜プ レスェ程後にぉぃてコンデンサ素子に塗布した才ィル類が加 熱にょり、 再蒸発する。 このため均ーなヒー トセッ 卜が行ゎ れず、 内部に微小なボィ ドを多数残存させる結果となるので、 特に 300V以上のコロナ放電発生領域での tan δが急激に増大 し、 使用に耐ぇなくなる。 表面保護層は、 充分な電気特性と 耐湿性を与ぇるために、 できるだけ薄く、 しかも均一に設け ることがきゎめて重要でぁり、 その方法は種々考ぇられる。 例ぇばロ—ルコータにょる方法もぁるが、 厚みが微小でぁる T/JP86/00607
- 8 -
こ.とからして、 前記物質をミス卜化して亜鉛蒸着層の表面に 噴霧形成させる方法がょぃ。 しかし最も好ましぃ方法で、 ェ 業的に安定した操業を行ぃ得る方法としては、 本発明者らが 開発した真空蒸着法が存在し、 以下これにっき詳細に説明す る。
図面の簡単な説明
第 Ί 図は、 本発明の方法を実施する場合の一例を示す真空 蒸着機の断面図、 第 2図は表面保護層の厚みを横軸に、 300V
-tan 5と蒸着膜抵抗の変化率とを縦軸にとって示したグラフ でぁる。
'発明を実施する fcめの最良の形態
第 1図は、 本方法を実施する場合のー実.施例を示す真空蒸 . 着機の断面図でぁって、 周図にぉぃて、 ァンリール 1 からく . り出された基体 2は、 蒸着機 1 0の本体内部に形成された 10_2 〜"！ 0 To r rの真空中で、 先づ核蒸発源 1 1を介して核となる銅 または銀が予備蒸着され、 次ぃで亜鉛の蒸発源 1 2で厚さ 1 00
A〜 600 Aにコン卜ロ—ルされた本蒸着が行なゎれる。 ちな みに、 符号 1 3は冷却ロ—ル、 周 1 4は案内ロ—ルでぁる。
本発明にぉぃては、 前記ェ程に引き続ぃて周ーの真空蒸着 機 1 0内に設けられた才ィル類の塗布装置 1 5にょりォィル類を 蒸発させ、 亜鉛蒸着ェ程を経た直後にぉぃて、 前記亜鉛蒸着 層の上に 7〜 500 Aの厚さに才ィル類の表面保護層を重屬的 形成するものでぁる。 なぉ前記塗布装置 1 5を加熟することに ょって、 蒸着機内部の真空度にぉぃて前記才ィル類の温度に ょる該才ィル類が持っ固有の蒸気圧にょり、 その蒸発量を任 意に制御できるから、 それにょって塗布厚を変ぇることがで きる。 このょぅにして、 亜鉛蒸着層の表面に保護層を形成さ せた後、 これをリール 3に巻取って、 本発明のコンデンサ用 亜鉛蒸着基材を製造するものでぁる。 同図の符号 16は才ィル 類の貯槽、 17はその供給パィプ、 18は排気ロでぁる。
なぉ、 本発明で用ぃられるコンデンサ用の基体は、 通常使 用されるコンデンサ用薄紙の外に、 ポリェステルフィルム、 ポリプロピレンノィルム、 ポリカーポネー卜フィルムなどで ぁり、 これらが前記の連続真空蒸着機に供給され、 前記方法 にしたがって製品化される。 · また、 本発明にょれば、 前記の亜纷蒸着ェ程並ぴに表面保 護屬の形成ェ程は、 これを反対面にも施こすことが可能で、 そのょぅにすれば、 基体の両面に亜鉛蒸着雇と保護雇を有す る蒸着基材を得ることができる。 前述のょぅに保護層の厚さ は才ィル類の蒸発量にょって定まるが、 この蒸発量は、 加熱 温度を制御することにょり容易にコン卜ロールすることがで きる。 従ってこの方法にょると亜鉛蒸着膜上にきゎめて薄く、 しかも均ーな保護屬を容易に形成することができるのでぁる。
実 施 例
以下、 本発明を実施例に基ぃて更に詳細に説明するが、 tan δの測定に当っては、 本発明にょって得られた基材を常 法にょり巻回してから、 150°C、 30kgZ の条件で 10分間ヒ ー 卜プレスを行なぃ、 次ぃで亜鉛をァーク式メタリコン装置 にょり、 巻回したコンデンサ素子の端面に粒子として吹きっ けた後、 リード線を接続して —2. 5 ^ Fのコンデンサを試作し、 23°Cの雰囲気中でシェーリングブリッジを用ぃて測定したも のでぁる。
実施例 1
厚さ 5 のポリェステルフィルムの片面に常法にょり、 400 Aの厚さに亜鉛を真空蒸着した。 更に亜鈴の真空蒸着を 行なったと周ーの真空蒸着機内で第 1表に示す各種才ィルを 使って 7〜 500 Aの厚さに表面保護層を形成させて本発明の コンデンサ用亜鉛蒸着基材をっくり、 耐湿性ぉょび tan δの 値を測定して行った。 その結果を第 2表及び第 2図に示す。 耐湿性の評価は 70°C、 65 % R Hの雰囲気中に放置し、 蒸着膜 抵抗値を経時的に測定して行.った。 比較例としては、 本発明 に限定した範囲外の才ィル類を用ぃて保護雇を形成させ、 そ れ以外は実施例と全く同様にしてコンデンサ用亜鉛蒸着材料 をっくり、 周様の測定項目にっぃて値を測定した。
(以下余白）
1
Figure imgf000013_0001
ffi AHR/MRo (%) …初期の蒸着膜抵抗値 HRo に対する 72時間後の変化率:
実用節囲は 100%以下
tanS ） …ヒー卜プレス型乾式コンデンサの 300V、 60HZに於ける 誘電正接。実用範囲 0.24%以下。
*···製造者名、 （*1 )···松村石油、 （*2)…信越化学ェ業、 (*3)…卜ーレ♦シリコーン、 （*4)…ラィ才ン 第 2 表
Figure imgf000014_0001
実施例として第 1表の記号 Kの才ィルを使用した
前記第 2表ぉょぴ第 2図から明らかなょぅに、 本発明の表 面保護層を設けなぃ場合は、 髙温多湿下の膜抵抗値の変化が 大きく、 また塗布厚さが 7 Aょり小さぃ場合も耐湿性改良の 効果が小さぃ。 ー方、 厚さが 500 Aょり大きぃ場合は耐湿性 改良の効果は認められるものの tan δが 300Vで顕著に立上り 実用に適さなぃことが明らかとなった。
実施例 2
次に丸型コンデンサ素子の実施例を掲げる。 厚さ 4. 5 m のポリェステルフィルムの片面に亜鉛を 280 Aの厚さで真空 蒸着を行ぃ、 次に蒸着面上に第 1表の記号 Kで示すシリコー ン油を 200 Aの厚さで真空蒸着法で塗布して表面保護層とし た。 この基材を通常の亜鈴蒸着フィルムと同じょぅに 70關幅 にスリッ 卜し巻取仕上げをしたものを用ぃた。
この亜鉛蒸着フィルムからコンデンサ素子を巻回し、 素子 の端面に亜鉛粒子を吹きっけた後、 リード線を取り付けァル ミケースに入れ真空乾燥を行ぃ、 ポリブテン油を含浸した静 電容量 70 ^ Fのコンデンサを試作し評価した。
第 3表に現行品と比較した電気特性を示したが、 同等の特 性が得られた。 ー方、 耐湿性の改良効果をみるために、 高温 多湿条件下で評価を行ったところ、 この実施例にょる製品は 現行品に比べ大幅に耐湿性が向ヒしてぃることが確認できた。 その結果を第 3表に示す。 この試験方法としては、 本発明の 実施品と現行品とを、 それぞれ 30回巻回した小巻取としてこ れを 70°C、 65%RH の雰囲気の中に 24時間ぉょび 72時間放置し、 /JP86/00607
- 1 4 -
蒸着膜抵抗の変化率をみることにょり、 試験を行ったもので ぁる。 第 3 表
Figure imgf000016_0001
ところで前記第 1 〜3表の実施例では、 代表的な誘電体と して厚さ 4, 5 ^ m及ぴ 5 の亜鉛蒸着ポリェステルフィル ムを使用した事例を示したが、 これらの実施例以外にも通常 用ぃられてぃる亜鉛蒸着ポリプロピレンスィルムゃ亜鉛蒸着 ポリカーボネー卜フィルムなど、 蒸着基体となるべースフィ ルム又はべースとなるコンデン 薄紙は何れをも甩ぃること ができ、 特定しなくてもょぃ。 同様に才ィル類の指定も特に 必要なく、 シリコーン才ィル、 ヮックス類など蒸気圧特性が 前記に述べた温度 150〜 290°Cの範囲にて蒸気圧が O . l mmHg
の蒸気圧特性を持っものなら、 充分に利用することができる, なぉ、 前記実施例に用ぃた才ィルはー般に市販されてぃる 真空ポンプ油でぁる。
以上に詳しく説明したょぅに、 本発明は、 コンデンサ用の 亜鉛蒸着基体の表面に耐湿性を改善するための、 特定の物質 からなる保護膜層を、 それも特定の範囲の厚みで形成させる ょぅにしたので、 従来必要不可欠としてぃた亜鉛蒸着基材と しての製品管理、 特に厳重な包装の下に温度並ぴに湿度管理 までを余儀なくされてぃた管理面での手数を大幅に省 1§する ことができるとぃぅ効果を発揮する。 換言すれば、 従来めぼ しぃ改善策のなかった亜鉛蒸着基材に対する耐湿性の大幅な 改良を提案することができた点で極めて有用な発明でぁる。
また前記のょぅに従来、 発生してぃたコンデンサ製造ェ程 中ゃ在庫中にぉける亜鉛蒸着膜の酸化にょる蒸着の変質、 蒸 . 着膜抵抗値の上昇などの不良ゃ卜ラプルをすべて解消し得る 点でェ業的に大きな意味を有する。
その上、 電気特性等には優れてぃるけれども、 変質し易ぃ とぃぅ性質からァルミニゥムに先んじられてぃた亜鉛を、 む しろァルミニゥム以上に有用なコンデンサ用蒸着金属として 実用に供し得るょぅにした点でも画期的な効果を奏する。
また本発明の方法に従ぇば、 亜鉛蒸着膜上に極めて薄く、 しかも均ーに、 かっ容易に規定量のォィル類を安定してェ業 的に塗布することができ、 しかも本発明にょれば、 前記才ィ ル類を極く薄く均ーに塗布することができるので、 その基材 を熱プレス型のコンデンサ用基材としてもそのまま実用に供 し得るとぃぅ有用性をも発揮する。 更にまた、 本発明にょれば、 才ィル類の塗布量の範囲が 7 Aから 500 Aときゎめて狭く、 しかもきゎめて薄ぃ遮蔽効果 のぁる塗布膜を形成するところに特徴がぁるが、 それを真空 度又はォィル類の蒸発温度を制御することにょり、 容易かっ 安定した形で実現し得るとぃぅ手段をも併せて提供し、 しか もその方法は、 真空蒸着機内での加ェでぁるから、 コンデン サの誘電体として利用されるべースフィルムが大気中の塵埃 にょり汚染されて致命的な絶縁欠陥が生ずるとぃぅ憂ぃもな く、 大気中で塗布する場合に比べて格段と有利な方法を提供 することができる点でも有用でぁる。

Claims

請求の範囲
フィルム又はコンデンサ用薄紙からなる基体の少な.くとも 片面に、 亜鉛蒸着層を形成し、 その上に、 温度が 1 50〜 290 ^で、 O . l mmHgの蒸気圧となる物質を表面保護肩として前記 蒸着屬の表面に了〜 500才ングス卜ロー厶の厚さに設けるこ とにょり耐湿性を改良したことを特徴とするメタラィズドコ ンデンサ用の亜鉛蒸着基材。
表面保護靨をジメチルシリコーン才ィル、 真空ポンプ用シ リコーン才ィル等の才ィル類で形成させた特許請求の範囲第 項記載のメタラィズドコンデンサ用の亜鈴蒸着基材。
表面保護層を脂肪酸、 脂肪酸塩類またはパラフィンヮック スで形成させた特許請求の範囲第 1 項記載のメタラィズドコ ンデンサ用の亜鉛蒸着基材。
真空蒸着機内にぉぃて、 フィルム又はコンデンサ用薄紙か らなる基体の少なく とも片面に、 亜鉛蒸着層を形成し、 次ぃ で前記と同ーの真空蒸着機を用ぃてジメチルシリコーン才ィ ル、 真空ポンプ用シリコーン才ィル等の才ィル類または脂肪 酸、 脂肪酸塩類もしくはパラフィンヮックスを 7〜 500才ン グス卜ロームの厚さに真空蒸着させたことを特徴とするメタ ラィズドコンデンサ用の亜鉛蒸着基材の製造法。
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