JPH0630320B2

JPH0630320B2 - 金属化フイルムコンデンサ−

Info

Publication number: JPH0630320B2
Application number: JP60050608A
Authority: JP
Inventors: 篤佐藤; 重信川上; 訓成井; 圭治遠藤
Original assignee: Nippon Petrochemicals Co Ltd
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 1985-03-15
Filing date: 1985-03-15
Publication date: 1994-04-20
Anticipated expiration: 2009-04-20
Also published as: JPS61210613A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は金属化プラスチックフィルムを巻回してなるコ
ンデンサー素子からなる金属化プラスチックフィルムコ
ンデンサーにおいて、エポキシ樹脂を充填し硬化してな
る、いわゆる半乾式の金属化フィルムコンデンサーに関
する。

（従来の技術とその問題点）金属化フィルムを巻回してなる金属化フィルムコンデン
サー（以下、ＭＦコンデンサーという）は、自己回復機
能（Self healing action）があるので、耐電圧を高く
するのが容易で小型化できるなどの理由で広く使用され
ている。

ところで、現在のところ実用化されているＭＦコンデン
サーは電気絶縁油などの電気絶縁性の含浸剤を含浸させ
ない所謂乾式のＭＦコンデンサーが主流となっている。

一般にコンデンサーに限らず、各種の電気機器は電極も
しくは導体周囲の環境に電気絶縁性の含浸剤が存在する
方が電位傾度が高められる。すなわち耐電圧が向上する
ので有利である。また、この際に適切な電気特性を有す
る含浸剤を選択すればさらに高電圧化が達成できる。

従って、含浸式のＭＦコンデンサーは乾式のものよりも
好ましいものではあるが、ポリプロピレンフィルムをベ
ースフィルムとする金属蒸着フィルムは、電気絶縁性の
含浸剤に含浸されると、フィルム寸法が変化したり、ま
た物理的に接着している蒸着金属層とベースフィルムと
の層間に含浸剤が浸透するなどのために該金属層にクラ
ックが生じたりし、甚だしい場合には該金属層が剥離し
絶縁破壊に至ることがある。

そこで、乾式ＭＦコンデンサーの改良として、ＭＦコン
デンサーには、その巻回されたコンデンサー素子の端面
および外周部に絶縁破壊がよく生じる特性を利用して、
該端面および外周部のみを含浸剤で含浸させ、内部は含
浸させないで乾式とした半乾式のＭＦコンデンサーとす
ることにより、或る程度の改良を達成している。

しかしながら、このような半乾式では部分的な含浸であ
って、肝心の電極層周囲は含浸されていないのであるか
ら、その性能改良にも限度があり、含浸式のＭＦコンデ
ンサーと比較して不満足であるのは否定できない。

上述の半乾式のＭＦコンデンサーに用いる絶縁剤には、
従来よりエポキシ樹脂が用いられてきた。

しかしながら、エポキシ樹脂は高価であるので、種々の
安価な増量剤、例えば石油樹脂、ワックスなどを混合す
るが、電気特性、特にコンデンサーとしての性能が低下
することがあり、その改良が望まれていた。

（問題点を解決するための手段）本発明は特定の製法に係る石油樹脂をエポキシ樹脂に混
合して用いれば、コンデンサーとしての性能の低下がな
く使用できることを見い出し、本発明を完成させたもの
である。

すなわち、本発明は、少なくとも一部が金属化プラスチ
ックフィルムを含むコンデンサー素子からなるコンデン
サーに、エポキシ樹脂100重量部当り、石油類の熱分解
により副生する80〜280℃の沸点範囲にある不飽和炭化
水素を主成分として含む炭化水素留分100重量部にフェ
ノール類７〜45重量部を添加しフリーデルクラフツ型触
媒により重合して得られる樹脂５〜900重量部を含むエ
ポキシ樹脂組成物を充填し、硬化してなる金属化フィル
ムコンデンサーに関する。

以下に本発明を更に説明する。

本発明の組成物で用いる樹脂の主原料は、ナフサ、灯経
由留分、またはブタンなどの石油類を、スチームクラッ
キングなどの熱分解によりエチレン、プロピレンなどの
オレフィンを製造する際に副生する80〜280℃の沸点範
囲にある分解油留分、その沸点範囲内で蒸留分割した各
留出留分、またはこの各留出留分を適宜に調合したもの
である。このような沸点80〜280℃の分解油留分中には
スチレンおよびアルキルスチレン、インデンおよびアル
キルインデンのような炭素数８〜10の芳香族オレフィン
が多量に、例えば35〜65重量％存在する。沸点80℃未満
の分解油留分は、これから得られた樹脂がエポキシ樹脂
と相溶性が悪いので好ましくない。しかしながら、本発
明の効果が達成される範囲内で、沸点80℃未満、例え
ば、20〜80℃の沸点範囲の分解油留分を２０重量％以下
のように少量を混合して本発明に用いる炭化水素留分と
して用い重合することもできる。

次に上記炭化水素留分に添加すべきフェノール類は、フ
ェノールおよびクレゾール、キシレノール、tert−ブチ
ルフェノール、ノニルフェノールなどのアルキル置換フ
ェノールの単独または２種以上の混合物である。

上記炭化水素留分100重量部に、フェノール類を７〜45
重量部混合し、フリーデルクラフツ型触媒で重合する。
フェノール類が７重量部未満であるときは得られた樹脂
はエポキシ樹脂との相溶性が悪くなり、ひいてはコンデ
ンサーの性能も低下する。また45重量部を越えると色相
のきわめて悪い樹脂が得られるのみならず不経済でもあ
るので好ましくない。

重合は、三フッ化ホウ素、塩化アルミニウム、三フッ化
ホウ素フェノール錯体、三フッ化ホウ素ジアルキルエー
テル錯体などのフリーデルクラフツ型触媒を原料に対し
て0.05〜５重量％添加し、−10〜＋80℃の温度範囲で、
10分間〜15時間行なう。重合後、カセイソーダ、炭酸ソ
ーダなどのアルカリで触媒を分解除去し、必要に応じて
水洗し、さらに蒸発または蒸留により未反応油および低
分子重合物を分離すれば淡黄色ないし黄色の樹脂が得ら
れる。得られる樹脂は軟化点（ＪＩＳＫ 2531-60に
よる）50〜120℃であり、数平均分子量500〜1500のもの
である。

以上のようにして得られる本発明で用いる樹脂は、ＩＲ
スペクトルによるとフェノール性水酸基を多量に含むこ
とが認められ、従来の石油樹脂とは明瞭に異なるもので
ある。

本発明で言うエポキシ樹脂は、従来より半乾式ＭＦコン
デンサーに使用されている公知のエポキシ樹脂であり、
分子量300〜3000、エポキシ当量150〜3500のものが有用
に使用される。

このエポキシ樹脂の代表的なものは、活性水素を有する
化合物とエピクロルヒドリンとの反応生成物として得ら
れるものがある。活性水素を有する化合物としては、フ
ェノール性ＯＨを分子内に２個以上有する化合物、例え
ば、ビスフェノールＡ、ノボラック樹脂およびこれらの
誘導体があり、また、カルボキシル基、アミノ基などを
有する化合物であってもよい。特に本発明では、ビスフ
ェノールＡとエピクロルヒドリンとの反応により得られ
るエポキシ樹脂が有利に使用できる。

本発明において、前記樹脂とエポキシ樹脂との混合割合
は、エポキシ樹脂100重量部当り前記樹脂５〜900重量部
である。前記の樹脂が900重量部を越えるときは、エポ
キシ樹脂の硬化が不十分となりエポキシ樹脂本来の特性
が失われるので好ましくなく、また５重量部未満では樹
脂の添加効果が生じない。

さらに、本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂
の硬化用として公知の硬化剤をエポキシ樹脂100重量部
当り５〜100重量部、好ましくは30〜50重量部を混合し
てなる。公知の硬化剤には、ジエチレントリアミン、ト
リエチレンテトラミン、エポキシ樹脂と脂肪族アミンと
の付加物などの脂肪族アミン、メタフェニレンジアミ
ン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノフェニルスル
ホンなどの芳香族アミン、メチルナジック酸無水物、ヘ
キサヒドロ酸無水物などの酸無水物などのほか、ユリア
樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ポリイソシアネ
ートなどが挙げられる。

また、エポキシ樹脂組成物のチクソトロピー性などを改
良するためにマイカ、シリカ、炭酸カルシウム、タルク
などの無機フィラーを任意の割合で混合することができ
る。その他エポキシ樹脂用難燃剤として公知のもの、例
えば、テトラブロモビスフェノールＡ、デカブロムジフ
ェニルエーテル、塩素化パラフィンなどのハロゲン系難
燃剤、リン酸アンモニウム、トリクレジルホスフェー
ト、トリエチルホスフェート、トリス（β−クロロエチ
ル）ホスフェート、酸性リン酸エステル、含窒素リン化
合物などのリン系難燃剤、赤リン、酸化スズ、三酸化ア
ンモニウム、水酸化ジルコニウム、メタホウ酸バリウ
ム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムなどの無
機系難燃剤なども使用することができる。また、スチレ
ンオキサイド、オレフィンオキサイドなどのモノエポキ
サイド、ジビニルベンゼンジオキサイドなどのようなポ
リエポキサイドなどの反応性稀釈剤、ジオクチルフタレ
ートなどの非反応性稀釈剤も、エポキシ樹脂組成物の粘
度を低下させ作業性を改良するため、その他の理由で用
いられる。

本発明においては、上記エポキシ樹脂組成物を、コンデ
ンサー素子を収納した適宜のケース内に充填し、加熱硬
化させることにより、金属化フィルムコンデンサーが得
られる。

ここで、コンデンサー素子は、アルミニウム、亜鉛など
の金属により片面または両面が金属化されたプラスチッ
クフィルムを巻回してなる素子である。プラスチックフ
ィルムとしてはポリプロピレンなどのポリオレフィンフ
ィルムあるいはポリエチレンテレフタレートなどのポリ
エステルフィルムなどが用いられる。巻回する際には、
金属化フィルムとともに、絶縁紙やプラスチックフィル
ムを重ねて巻回することもできる。巻回してなる素子
は、通常、端面にメタリコン処理をし、リード線が付け
られる。

エポキシ樹脂組成物は、コンデンサーが外装としてのケ
ースを有するときは、コンデンサー素子を収納したケー
ス内にエポキシ樹脂を充填し、その後硬化される。ま
た、外装を有しないコンデンサーでは、エポキシ樹脂の
容器あるいは型としてのケースにコンデンサー素子を収
納し、エポキシ樹脂を充填あるいは注型し、硬化され
る。この場合ケースは硬化後取りはずされる。なお、エ
ポキシ樹脂の充填後、コンデンサー素子をケース内に収
納し、硬化されてもよい。

エポキシ樹脂組成物の硬化は、素子中のプラスチックフ
ィルムに悪影響を与えないように行なうが、通常は加熱
温度70〜100℃、加熱時間１〜５時間で十分である。

（発明の効果）特定製法に係る安価な樹脂を混合することにより高価な
エポキシ樹脂の使用量が低減されるにもかかわらず、コ
ンデンサーとしての性能は改善されたＭＦコンデンサー
が得られる。

（実施例）以下、樹脂調製例、実施例および比較例に基づき本発明
を具体的に説明する。なお、第１表および第２表の配合
数値はすべて重量部である。

樹脂調製例１ナフサのスチームクラッキングから得られた分解油留分
のうち沸点範囲140〜210℃で、不飽和分57重量％を含む
炭化水素留分100重量部に、フェノール18重量部を添加
し、三フッ化ホウ素エチルエーテル錯体0.7重量部を加
えて、60℃で３時間重合させた。重合後、カセイソーダ
水溶液で触媒を分解後、水洗し、減圧蒸留で未反応油を
除去し、軟化点95℃の樹脂（Ｉ）を得た。樹脂収率は58
重量％であった。

樹脂調製例２樹脂調製例１で用いた炭化水素留分100重量部にフェノ
ール２重量部を加えたものを原料とした以外は、樹脂調
製例１と同様に重合し、軟化点110℃の樹脂（II）を得
た。樹脂収率は50重量％であった。

樹脂調製例３樹脂調製例１で用いた炭化水素留分100重量部にフェノ
ール25重量部を加えたものを原料とした以外は、樹脂調
製例１と同様に重合し、軟化点83℃の樹脂（III）を得
た。樹脂収率は62重量％であった。

樹脂調製例４樹脂調製例１で用いた炭化水素留分を精密蒸留により沸
点176〜190℃の留分に分留した。この留分中の不飽和成
分は58重量％であり、インデン含有量は37重量％であっ
た。この留分100重量部にノニルフェノールを25重量部
添加し、三フッ化ホウ素フェノール錯化合物触媒を0.7
重量％加えて40℃で３時間重合させた後、樹脂調製例１
と同様な処理をして樹脂（IV）を得た。樹脂収率は58重
量％であり、軟化点は97℃であった。

実施例１〜２および比較例１〜２厚さ15μの２軸延伸ポリプロピレンフィルムに、常法に
従い、アルミニウムを片面に蒸着させ、３mmのマージン
のある幅40mmの金属化プラスチックフィルムを得た。こ
れを巻回してなるコンデンサー素子をケースに収納し、
モデルコンデンサーを作製した。次に、第１表に示す組
成のエポキシ樹脂および樹脂調製例１で得られた樹脂
（Ｉ）を含有するエポキシ樹脂組成物を、それぞれに充
填し容量約５μＦのコンデンサーを得た（実施例１〜
２）。

続いて90℃で３時間加熱し、エポキシ樹脂を硬化させ
た。硬化後、一定電圧をコンデンサーに課電し、容量の
時間変化を測定することにより、コンデンサーの性能を
調べた。結果を第１図に示す。

なお、比較のためにエポキシ樹脂のみを充填したＭＦコ
ンデンサー（比較例１）、エポキシ樹脂と樹脂調製例２
で得られた樹脂（II）を含有するエポキシ樹脂組成物を
充填したＭＦコンデンサー（比較例２）についてもコン
デンサーの性能を試験した。

第１図の結果から、実施例１〜２のＭＦコンデンサーは
比較例１〜２のＭＦコンデンサーに比較して、容量の時
間的変化の少ない優れたコンデンサーであることがわか
る。

実施例３〜７第２表に示す組成のエポキシ樹脂および樹脂調製例１、
３〜４で得られた樹脂（Ｉ）、（III）、（IV）をそれ
ぞれ含有するエポキシ樹脂組成物を用いて、実施例１と
同様にしてモデルコンデンサーに充填し、硬化させた
後、容量の時間変化率を求めた。その結果、いずれも実
施例１のコンデンサーとほぼ同様であり、その性能は満
足できるものであった。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１〜２および比較例１〜２のコンデンサ
ーの容量変化と時間の関係を示すグラフ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 (Ｃ０８Ｌ 63/00 57:02） 7242−4Ｊ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一部に金属化プラスチックフィ
ルムを含むコンデンサー素子からなる金属化プラスチッ
クフィルムコンデンサーにおいて、エポキシ樹脂100重量部当り、石油類の熱分解により副生する80〜280℃の沸点範囲に
ある不飽和炭化水素を主成分として含む炭化水素留分10
0重量部にフェノール類７〜45重量部を添加し、フリー
デルクラフツ触媒により重合して得られる樹脂５〜900
重量部、を含むエポキシ樹脂組成物が充填され硬化してなる金属
化フィルムコンデンサー。
【請求項２】前記エポキシ樹脂組成物が、さらに硬化剤
をエポキシ樹脂100重量部当り５〜100重量部含む特許請
求の範囲第１項記載の金属化フィルムコンデンサー。