【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
本発明は、金属化フイルムコンデンサーの改良
に関するものである。
従来、二軸配向ポリプロピレンフイルムの片面
または両面に、アルミニウムや亜鉛のような低融
点金属を蒸着し、これを巻きまわしてなる金属化
フイルムコンデンサーは公知であり、各種の電気
機器に便利に使用されている。しかしながら、か
かる従来のコンデンサーには、経日とともに容量
が低下していくという欠点があつた。
本発明の目的は、この容量低下が極めて小さい
コンデンサーを提供せんとするものである。
本発明は上記目的を達成するため、次の構成、
すなわち、表面粗さ（Ra）が0.01〜0.1μｍの二
軸配向ポリプロピレンフイルム（以下、OPPフ
イルムと略称する）と、該フイルムの片面または
両面に蒸着された融点1100℃以上の金属からなる
金属層とを主体としてなるコンデンサーを特徴と
するものである。
本発明の融点1100℃以上の金属とは、ニツケ
ル，クロム，ニクロム，鉄，ステンレス，チタ
ン，パラジウムマンガンなどである。融点が1100
℃より低い金属、たとえばアルミニウム，亜鉛，
錫，銅など従来から金属化フイルムコンデンサー
用に汎用されている金属では、コンデンサーの経
目的容量変化が大きくなる。融点の高い金属を用
いた場合に、容量変化が小さくなる理由は次のよ
うに考えられる。すなわち、電極端部で発生する
コロナ放電のエネルギーは大きいために、低融点
の金属は容易に飛散してしまう。ところが、1100
℃以上の融点を有する金属では、飛散よりもむし
ろ酸化反応が優先し、放電部分が不導体あるいは
半導体となることにより、コロナ放電の進行を防
止し、電極金属の消失がなくなる。
また、OPPフイルムの表面粗さ（Ra）は0.01
〜0.1μｍ、好ましくは0.02〜0.08μｍの範囲にあ
ることが必要である。この範囲よりRaが小さい
場合には、フイルムのすべりが極端に悪くなるた
め、素子巻きなどの作業性が悪くなり、そのため
に素子の中に、“しわ”などができやすくなるの
でコンデンサーの破壊電圧が低くなつてしまう。
逆に、Raがこの範囲より大きい場合には、コン
デンサーの容量低下が大きくなる。
なお、金属層がOPPフイルムの両面に設けら
れた金属化フイルムを巻きまわしてコンデンサー
を形成する際、表面金属層と裏面金属層間に介在
させる絶縁体または誘電体は特に限定されるもの
ではないが、OPPフイルムが望ましい。また、
その絶縁体または誘電体は表面の粗さが好ましく
は0.01〜0.1μｍ、より好ましくは0.02〜0.08μｍ
の範囲にあることが望ましい。
次に、本発明コンデンサーの製造方法の一例に
ついて説明する。まず、灰分30ppm以下（好ま
しくは20ppm以下）、アイソタクチツク度97％以
上のポリプロピレン原料を溶融してシート状と
し、これを20〜60℃まで急冷して冷却固化せしめ
る。次いで、このシートを120〜145℃に加熱して
長手方向に4.5〜5.5倍延伸し、ただちに20〜40℃
まで冷却する。次いで、このシートを150〜165℃
に加熱して幅方向に8.5〜10倍延伸し、次いで幅
方向に４〜10％の弛緩を許容しつつ、150〜165℃
で２〜20秒間熱処理し、これを室温まで徐冷す
る。このようにしてRaが0.01〜0.1μｍ、好まし
くは0.02〜0.08μｍのOPPフイルムを作る。この
OPPフイルムを窒素雰囲気中に置き、1000〜
6000J／m2の電気エネルギー量で、フイルム片面
をコロナ放電処理する。次に、このフイルムをエ
レクトロンビーム蒸着装置の中にセツトし、フイ
ルムの放電処理面の上に、融点1100℃以上の金属
を蒸着する。蒸着する金属層の厚さは100〜5000
Å程度とする。この蒸着フイルムを細幅にスリツ
トし、これを二枚重ね巻きまわしてコンデンサー
素子を作る。次いで、この素子を常法に従つて、
プレス、熱処理、端面封止およびリード線取り付
けを行なつてコンデンサーとする。
本発明は、特定範囲の表面粗さ（Ra）を持つ
OPPフイルムと、特定の高融点金属とを組み合
せてコンデンサー化したことにより、コンデンサ
ーの経日的容量低下が少なく、しかも破壊電圧も
高くなるという効果を生じるものである。
次に、本発明で用いる測定法をまとめて示して
おく。
(1) 表面粗さ（Ra）
JIS B0601―1976による。カツトオフは0.08mm
とする。
(2) コンデンサーの容量低下率（ΔＣ）
30μＦのコンデンサーを作り、これを85℃の雰
囲気中に置き、AC425Vを荷電して500時間保
つ。500時間後の容量を測定し、最初の容量から
の低下分を最初の容量で割つて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
どコンデンサーとしてすぐれていることになる。
(3) コンデンサーの破壊電圧
厚さ８μｍのOPPフイルムに、金属を膜抵抗
３Ω／口になるように蒸着し、これを巻きまわし
て、容量30μＦのコンデンサー素子を作る。これ
に、100V／秒の昇圧速度で荷電していきコンデ
ンサーが破壊する時の電圧を破壊電圧とする。良
好な素子の場合、この値は通常900V以上を示す
が、フイルムのすべりが悪くて素子の中に“し
わ”などが入つている場合、この値が低下してく
る。当然ながら、この破壊電圧が高いほどコンデ
ンサーとしてすぐれていることになる。
次に実施例にもとづいて、本発明を説明する。
実施例 １
市販のコンデンサー用ポリプロピレンペレツト
（メルトインデツクス２ｇ／10分。アイソタクチ
ツク度97.8％）を押出機に供給して、270℃でシ
ート状に溶融押出し、これを表面温度30℃の冷却
用ドラムに巻きつけて冷却固化せしめた。このシ
ートを長手方向に4.5倍延伸する時、延伸温度を
125〜155℃の範囲で変更した。このフイルムを、
ステンタへ導いて延伸温度160℃で幅方向に９倍
延伸し、次いで、幅方向に５％の弛緩を与えつつ
160℃で熱処理し、これを徐冷して厚さ８μｍの
OPPフイルムを作つた（長手方向延伸温度の変
更により、平均表面粗さ（Ra）の各種異なるも
のができた）。
これらのフイルムをエレクトロンビーム真空蒸
着装置の中へセツトし、各種金属を膜抵抗３Ω／
口になるようにコロナ放電処理面へ蒸着した。こ
の蒸着フイルムをスリツトし、素子巻機にかけて
コンデンサー素子を作り、さらに常法によつて端
面封止およびリード線取りつけを行なつて、容量
30μＦのコンデンサーを作つた。これらのコンデ
ンサーの特性を次にまとめて示す。
The present invention relates to improvements in metallized film capacitors. Conventionally, metallized film capacitors, which are made by depositing a low melting point metal such as aluminum or zinc on one or both sides of a biaxially oriented polypropylene film and winding the film, are well known and are conveniently used in various electrical devices. ing. However, such conventional capacitors have the disadvantage that their capacitance decreases over time. An object of the present invention is to provide a capacitor in which this capacitance drop is extremely small. In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration:
That is, a biaxially oriented polypropylene film (hereinafter abbreviated as OPP film) with a surface roughness (Ra) of 0.01 to 0.1 μm, and a metal layer made of a metal with a melting point of 1100°C or higher deposited on one or both sides of the film. It is characterized by a capacitor mainly consisting of. The metals having a melting point of 1100° C. or higher in the present invention include nickel, chromium, nichrome, iron, stainless steel, titanium, palladium manganese, and the like. Melting point is 1100
Metals below ℃, such as aluminum, zinc,
Metals such as tin and copper that have traditionally been used in metallized film capacitors have a large change in capacitance over time. The reason why the capacitance change becomes smaller when a metal with a high melting point is used is considered to be as follows. That is, since the energy of the corona discharge generated at the electrode end is large, metals with a low melting point are easily scattered. However, 1100
For metals with a melting point of .degree. C. or higher, oxidation reaction takes precedence over scattering, and the discharge portion becomes a nonconductor or semiconductor, thereby preventing the progression of corona discharge and eliminating loss of electrode metal. In addition, the surface roughness (Ra) of OPP film is 0.01
It is necessary that the thickness be in the range of ~0.1 μm, preferably 0.02-0.08 μm. If Ra is smaller than this range, the slippage of the film will be extremely poor, making it difficult to wind the element, and as a result, "wrinkles" will easily form inside the element, which will reduce the breakdown voltage of the capacitor. becomes low.
Conversely, if Ra is larger than this range, the capacitance of the capacitor will decrease significantly. Note that when a capacitor is formed by winding a metallized film in which metal layers are provided on both sides of an OPP film, the insulator or dielectric material to be interposed between the front metal layer and the back metal layer is not particularly limited. , OPP film is preferable. Also,
The surface roughness of the insulator or dielectric is preferably 0.01 to 0.1 μm, more preferably 0.02 to 0.08 μm.
It is desirable that it be within the range of . Next, an example of a method for manufacturing the capacitor of the present invention will be explained. First, a polypropylene raw material with an ash content of 30 ppm or less (preferably 20 ppm or less) and an isotactic degree of 97% or more is melted into a sheet form, which is rapidly cooled to 20 to 60°C to solidify. This sheet is then heated to 120-145°C, stretched 4.5-5.5 times in the longitudinal direction, and immediately heated to 20-40°C.
Cool until cool. This sheet is then heated to 150-165℃
Stretched 8.5 to 10 times in the width direction by heating to 150 to 165℃ while allowing 4 to 10% relaxation in the width direction.
Heat-treated for 2 to 20 seconds, and slowly cooled to room temperature. In this way, an OPP film having an Ra of 0.01 to 0.1 μm, preferably 0.02 to 0.08 μm is produced. this
Place the OPP film in a nitrogen atmosphere and
One side of the film is subjected to corona discharge treatment with an electrical energy amount of 6000 J/m 2 . Next, this film is set in an electron beam evaporation apparatus, and a metal having a melting point of 1100° C. or more is evaporated onto the discharge-treated surface of the film. The thickness of the metal layer to be deposited is 100~5000
It should be about Å. This vapor-deposited film is slit into narrow strips, and two layers are rolled to form a capacitor element. Next, this element is processed according to a conventional method.
A capacitor is made by pressing, heat treating, end sealing, and attaching lead wires. The present invention has a specific range of surface roughness (Ra).
By combining an OPP film and a specific high-melting-point metal into a capacitor, the capacitor's capacity decreases over time and its breakdown voltage increases. Next, the measurement methods used in the present invention will be summarized. (1) Surface roughness (Ra) Based on JIS B0601-1976. Cutoff is 0.08mm
shall be. (2) Capacitance reduction rate of capacitor (ΔC) Make a 30μF capacitor, place it in an atmosphere of 85℃, charge it with AC425V, and keep it for 500 hours. Measure the capacity after 500 hours, divide the decrease from the initial capacity by the initial capacity, and multiply by 100 to display as a percentage. Naturally, the smaller the capacitance reduction rate, the better the capacitor. (3) Breakdown voltage of a capacitor Deposit metal on an 8 μm thick OPP film so that the film resistance is 3 Ω/hole, and wind it to make a capacitor element with a capacitance of 30 μF. This is then charged at a rate of increase of 100V/sec, and the voltage at which the capacitor breaks down is defined as the breakdown voltage. In the case of a good element, this value usually shows 900V or more, but if the film has poor slippage and there are wrinkles inside the element, this value will decrease. Naturally, the higher the breakdown voltage, the better the capacitor. Next, the present invention will be explained based on examples. Example 1 Commercially available polypropylene pellets for condensers (melt index 2 g/10 minutes, isotactic degree 97.8%) were fed into an extruder and melted and extruded at 270°C into a sheet, which was then cooled to a surface temperature of 30°C. It was wrapped around a drum and cooled to solidify. When stretching this sheet 4.5 times in the longitudinal direction, the stretching temperature is
The temperature was varied between 125 and 155°C. This film,
It was guided to a stenter and stretched 9 times in the width direction at a stretching temperature of 160°C, and then relaxed by 5% in the width direction.
Heat treated at 160℃ and then slowly cooled to form a 8μm thick
OPP films were made (various types with different average surface roughness (Ra) were made by changing the longitudinal stretching temperature). These films were set in an electron beam vacuum evaporator, and various metals were deposited with a film resistance of 3Ω/3Ω.
It was deposited on the corona discharge treated surface so as to form an opening. This vapor-deposited film is slit and passed through an element winding machine to make a capacitor element.The end face is sealed and lead wires are attached using conventional methods.
I made a 30μF capacitor. The characteristics of these capacitors are summarized below.
【表】
以上の結果から、OPPフイルムの表面粗さ
（Ra）を0.01〜0.1μｍ、好ましくは0.02〜0.08μ
ｍの範囲にし、これに融点1100℃以上の金属を蒸
着して作つたコンデンサーは、容量低下が少な
く、しかも高い破壊電圧を有しており、コンデン
サーとしてすぐれていることがわかる。[Table] From the above results, the surface roughness (Ra) of the OPP film should be 0.01 to 0.1 μm, preferably 0.02 to 0.08 μm.
It can be seen that capacitors made by vapor-depositing metals with a melting point of 1100° C. or higher in the range of 1,100° C. have less capacity loss and high breakdown voltage, making them excellent capacitors.