(57)【要約】本発明は、耐湿性および破壊抵抗が上昇したコンデンサーフィルムに関する。本発明のコンデンサーフィルムは、空気の閉じこめを予防する役に立つポリマーコートを含む。
2005516387.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体フィルム；
誘電体フィルム表面の一部に蒸着された金属層であって、金属層が蒸着された誘電体フィルムの表面が、蒸着された金属のない縁部を持つ金属層；および
金属層および縁部を覆う熱可融性ポリマーの層
を含む金属蒸着フィルム。
【請求項２】
誘電体フィルムがポリマーから製造される、請求項1記載の金属蒸着フィルム。
【請求項３】
熱可融性ポリマーが、誘電体フィルムの硬化温度またはそれ以下の融点を持つポリマーから製造される、請求項1記載の金属蒸着フィルム。
【請求項４】
熱可融性ポリマーがポリエチレンを含む、請求項1記載の金属蒸着フィルム。
【請求項５】
熱可融性ポリマー層の厚みが0.1μmから1.5μmである、請求項1記載の金属蒸着フィルム。
【請求項６】
金属蒸着フィルムが、フィルムを巻くまたは層上にフィルムを積層することによりコンデンサーに成形される、請求項1記載の金属蒸着フィルム。
【請求項７】
巻く過程または積層過程で、空気を排除し、および金属蒸着フィルムを互いに融合させるために、熱および圧力がかけられる、請求項6記載の金属蒸着フィルム。
【請求項８】
コンデンサーに、閉じこめられた空気を抜くために減圧がかけられ、かつ減圧下で、熱可融性ポリマーがコンデンサーの層を融合させるために熱がかけられる、請求項6記載の金属蒸着フィルム。
【請求項９】
誘電体フィルム；
誘電体フィルム表面の一部に蒸着された金属層であって、金属層が蒸着された誘電体フィルムの表面が、蒸着された金属のない縁部を持つ金属層；および
金属層が蒸着された表面と反対側の誘電体フィルムの表面上の熱可融性ポリマーの層
を含む金属蒸着フィルム。
【請求項１０】
誘電体フィルムがポリマーから製造される、請求項9記載の金属蒸着フィルム。
【請求項１１】
熱可融性ポリマーが、誘電体フィルムの硬化温度またはそれ以下の融点を持つポリマーから製造される、請求項9記載の金属蒸着フィルム。
【請求項１２】
熱可融性ポリマーがポリエチレンを含む、請求項9記載の金属蒸着フィルム。
【請求項１３】
熱可融性ポリマー層の厚みが0.1μmから1.5μmである、請求項9記載の金属蒸着フィルム。
【請求項１４】
金属蒸着フィルムが、フィルムを巻くまたは層上にフィルムを積層することによりコンデンサーに成形される、請求項9記載の金属蒸着フィルム。
【請求項１５】
巻く過程または積層過程で、空気を排除し、および金属蒸着フィルムを互いに融合させるために、熱および圧力がかけられる、請求項14記載の金属蒸着フィルム。
【請求項１６】
コンデンサーに、閉じこめられた空気を抜くために減圧がかけられ、かつ減圧下で、熱可融性ポリマーがコンデンサーの層を融合させるために熱がかけられる、請求項14記載の金属蒸着フィルム。
【請求項１７】
誘電体フィルム；
誘電体フィルムの第1の表面の一部に蒸着された第1の金属層であって、第1の表面が、蒸着された金属のない第1の縁部を持つ第1の金属層；
誘電体フィルムの第2の表面の一部に蒸着された第2の金属層であって、第2の表面が、誘電体フィルムの第1の縁部とは反対側の端に位置する蒸着された金属のない第2の縁部を持つ第2の金属層；および
誘電体フィルムの第1および第2の表面の少なくとも1つの上にある熱可融性ポリマーの層
を含む金属蒸着フィルム。
【請求項１８】
誘電体フィルムがポリマーから製造される、請求項17記載の金属蒸着フィルム。
【請求項１９】
熱可融性ポリマーが、誘電体フィルムの硬化温度またはそれ以下の融点を持つポリマーから製造される、請求項17記載の金属蒸着フィルム。
【請求項２０】
熱可融性ポリマーがポリエチレンを含む、請求項17記載の金属蒸着フィルム。
【請求項２１】
熱可融性ポリマー層の厚みが0.1μmから1.5μmである、請求項17記載の金属蒸着フィルム。
【請求項２２】
金属蒸着フィルムが、フィルムを巻くまたは層上にフィルムを積層することによりコンデンサーに成形される、請求項17記載の金属蒸着フィルム。
【請求項２３】
巻く過程または積層過程で、空気を排除し、および金属蒸着フィルムを互いに融合させるために、熱および圧力がかけられる、請求項22記載の金属蒸着フィルム。
【請求項２４】
コンデンサーに、閉じこめられた空気を抜くために減圧がかけられ、かつ減圧下で、熱可融性ポリマーがコンデンサーの層を融合させるために熱がかけられる、請求項22記載の金属蒸着フィルム。
【請求項２５】
誘電体フィルムを提供する段階；
誘電体フィルムの表面に金属層を蒸着する段階；および
誘電体フィルムの表面または金属層に、熱可融性ポリマー層を蒸着する段階
を含む金属蒸着フィルムの製造方法。
【請求項２６】
コンデンサーフィルムを巻き込んでコンデンサーを形成する段階をさらに含む、請求項25記載の方法。
【請求項２７】
空気を排除し、および金属蒸着フィルムの巻き部分を互いに融合させるために、コンデンサーに熱および圧力をかける段階をさらに含む、請求項26記載の方法。
【請求項２８】
閉じこめられた空気を抜くためにコンデンサーに減圧をかけ、かつ減圧下で熱可融性ポリマーがコンデンサーの層を融合させるようにコンデンサーに熱をかける段階をさらに含む、請求項25記載の方法。
【請求項２９】
誘電体フィルム層；
金属層；および
熱可融性ポリマー層
を含むコンデンサー。
【請求項３０】
誘電体フィルムがポリマーから製造される、請求項29記載のコンデンサー。
【請求項３１】
熱可融性ポリマーが、誘電体フィルムの硬化温度またはそれ以下の融点を持つポリマーから製造される、請求項29記載のコンデンサー。
【請求項３２】
熱可融性ポリマーがポリエチレンを含む、請求項29記載のコンデンサー。
【請求項３３】
熱可融性ポリマー層の厚みが0.1μmから1.5μmである、請求項1記載のコンデンサー。
【請求項３４】
誘電体フィルム層、金属層、および熱可融性ポリマー層を含むコンデンサーフィルムを積層する段階を含む、コンデンサーの製造方法。
【請求項３５】
空気を排除し、およびコンデンサーフィルムの層を互いに融合させるために、コンデンサーに熱および圧力をかける段階をさらに含む、請求項34記載の方法。
【請求項３６】
閉じこめられた空気を抜くためにコンデンサーに減圧をかけ、かつ減圧下で熱可融性ポリマーがコンデンサーフィルムの層を互いに融合させるようにコンデンサーに熱をかける段階をさらに含む、請求項34記載の方法。
【請求項３７】
誘電体フィルム層、金属層、および熱可融性ポリマー層を含むコンデンサーフィルムを芯の周りに巻く段階を含む、コンデンサーの製造方法。
【請求項３８】
空気を排除し、コンデンサーフィルムの巻いたものを互いに融合させるために、コンデンサーに熱および圧力をかける段階をさらに含む、請求項37記載の方法。
【請求項３９】
閉じこめられた空気を抜くためにコンデンサーに減圧をかけ、かつ減圧下で熱可融性ポリマーがコンデンサーフィルムの巻いたものを互いに融合させるようにコンデンサーに熱をかける段階をさらに含む、請求項37記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の技術分野
本発明は金属蒸着されたポリマーフィルムから製造されたフィルムコンデンサーおよびフィルムコンデンサーの製造方法に関する。コンデンサーは、耐湿性および破壊抵抗が上昇している。
【背景技術】
【０００２】
背景
通常、金属蒸着されたフィルムコンデンサーには、芯の周りを包む、2つのきつく巻き込まれたシートが含まれる。各シートには、誘電体層および金属蒸着層が含まれる。金属蒸着層は、シートの向かい合う端には到達せず、各シートの向かい合う端に金属蒸着のない縁部が残る。2つのきつく巻かれたシートから形成されたロールの両端には、導電性金属がスプレーされ、コンデンサーの導電性終端（conducting termination）が形成される。このように製造されたコンデンサーは、シート物質の種類ならびにシートの厚さおよび誘電率のような要因によって、様々な目的で使用できる。典型的なシート用の物質は、例えば、配向ポリプロピレンまたはポリ（エチレン）テレフタレートである。導電性金属終端は、通常は真空金属蒸着装置中で塗布され、一般に、アルミニウム、亜鉛、またはそれらの合金を含む。
【０００３】
金属蒸着フィルムコンデンサーの製造時の一般的な問題は、巻き上げ過程において、空気が閉じ込められることである。コンデンサー内に空気の間隙があると、誘電体シートの間を水が浸透し、薄い金属蒸着層を腐食させることがある。この腐食は、コンデンサーの活性面積およびその静電容量を低下させる可能性がある。空気が閉じこめられると、使用時にコロナ放電も生じ得る。コロナ放電は誘電物質および金属蒸着層を劣化させる可能性があり、それによって静電容量の損失が起き得る。耐湿性を改善し、巻き込み型フィルムコンデンサーに閉じこめられる空気量を低下させるために、いくつかの方法が考案されている。
【０００４】
耐湿性を改善させる最も一般的な方法は、真空含浸である。この過程では、コンデンサーを巻き込み、スプレーコーティング過程で終端を形成した後、コンデンサーを誘電体液、またはエポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂もしくは工業所有権で保護される有機樹脂のような樹脂の槽に浸す。樹脂の例は、米国特許第4,897,791号および第6,014,308号に記載されている。槽中でコンデンサーを真空に露出すると、閉じこめられた空気が、きつく巻き込まれたコンデンサーから外へ拡散する。その後、まだ槽中に浸したままでコンデンサーをより高圧にさらすと、層の間の微小な間隙中に、液体が浸透する。その後、コンデンサーを槽から取り出して、樹脂を硬化させる。樹脂はコンデンサーを封入し、耐湿性を改善する。
【０００５】
しかし、きつく巻き込まれたコンデンサー中への、真空含浸時の誘電体液の浸透は、通常は完全ではない。さらに、誘電体液は、空隙にも浸透し、スプレーコーティングされた終端の表面も被覆するため、スプレーコーティングされた終端表面への端子の溶接またはハンダ付けが困難または不可能になる。スプレー終端形成の前にコンデンサーの含浸を行なうのは困難である。これは、誘電体液は金属蒸着層の終端に露出した金属を被覆する傾向があるので、スプレーコーティング過程で十分な接触が困難になるためである。米国特許第5,043,843号は、スプレー終端形成の前にコンデンサーを含浸し、反応性ガスプラズマを用いたエッチングによって終端をクリーニングすることによって、この問題の克服できる方法を開示している。
【０００６】
乾燥した用途で使用される巻き込みコンデンサーは、しばしば外側の巻き部分（winding）の張力が失われる問題に直面する。この張力損失により、外側の巻き部分に間隙が生じ、それにより前述の空気/湿気の侵入およびコロナ放電の問題が生じ得る。空気/湿気の問題は、油入コンデンサーの場合には、それほど深刻な問題ではない。コンデンサー中の間隙を油が効率良く充填し、外側の巻き部分を封入する。しかし、乾燥した用途のコンデンサーは、この効果によって静電容量を失う場合がある。
【０００７】
したがって、空気の閉じこめを低下させ、コンデンサーの耐湿性を上昇させるための改善された方法が必要とされている。
【発明の開示】
【０００８】
発明の概要
本発明は耐湿性および破壊抵抗が上昇した、コンデンサーフィルムおよびコンデンサーを含む。コンデンサーフィルムは、空気の閉じこめを予防する役に立つポリマーコートを含む。
【０００９】
1つの態様では、コンデンサーフィルムは金属蒸着フィルムである。金属蒸着フィルムは、誘電体フィルムの表面の一部に金属層が蒸着した、誘電体フィルムである。金属層が蒸着した誘電体フィルムの表面には、縁部があり、この部分には金属の蒸着はない。熱可融性ポリマーの層が、金属層および縁部の上にコーティングされる。
【００１０】
好ましくは、誘電体フィルムは、誘電体フィルムの硬化温度またはそれ以下の融点を持つポリマーから製造された熱可融性ポリマーから製造される。好ましい熱可融性ポリマーは、ポリエチレンから製造され、0.1μmから1.5μmの厚さを持つ。
【００１１】
金属蒸着フィルムは、フィルムを巻くか、またはフィルムを層状に重ねることによって、コンデンサーに形成できる。好ましくは、巻き込みまたは積層過程では、空気を除去し、金属蒸着フィルムが互いに融合するように、熱および圧力をかける。コンデンサーは、閉じこめられた空気を抜き出すために減圧下に置くことができ、さらに減圧下で、コンデンサーの層が融合するように、熱可融性ポリマーの融合を引き起こすために熱をかけることもできる。
【００１２】
金属蒸着フィルムの別の態様では、熱可融性ポリマーの層を、誘電体フィルムの金属層が蒸着した表面と反対側の表面に置く。
【００１３】
金属蒸着フィルムのさらに別の態様では、金属蒸着フィルムは、誘電体フィルムならびに第1および第2の金属層を含む。第1の金属層は、誘電体フィルムの第1の表面の一部に蒸着しており、第1の表面は、蒸着した金属のない第1の縁部を持つ。第2の金属層は誘電体フィルムの第2の表面の一部に蒸着しており、第2の表面は、蒸着した金属のない第2の縁部を持つ。第2の縁部は、誘電体フィルムの第1の縁部とは反対側の端にある。熱可融性ポリマーの層は、誘電体フィルムの第1の表面上、誘電体フィルムの第2の表面上、または誘電体フィルムの第1および第2の両方の表面上に蒸着される。
【００１４】
金属蒸着フィルムの製造方法の1つの態様は、誘電体フィルムを提供する段階、誘電体フィルムの表面上に金属層を蒸着させる段階、および誘電体フィルムまたは金属層の表面に、熱可融性ポリマー層を蒸着させる段階を含む。
【００１５】
コンデンサーの別の態様は、誘電体フィルム層、金属層、熱可融性ポリマー層を含む。コンデンサーを製造する好ましい方法は、誘電体フィルム層、金属層、および熱可融性ポリマー層を持つコンデンサーフィルムの層を積層すること、または誘電体フィルム層、金属層、および熱可融性ポリマー層を持つコンデンサーフィルムを、芯の周りに巻き付けることによる。
【００１６】
本発明は添付の図面と合わせて、発明の詳細な説明を参照することによって、より良く理解されると考えられる。
【００１７】
発明の詳細な説明
本明細書には、コンデンサーフィルムおよびコンデンサーフィルムを用いたコンデンサーが記述されている。本コンデンサーは優れた耐湿性を持ち、さらに不要な空気および湿気の閉じこめによる静電容量の損失が低下している。優れた耐湿性および不要な空気および湿気の閉じこめによる静電容量の損失の低下を持つコンデンサーフィルムおよびコンデンサーの製造方法も記述されている。
【００１８】
1つの態様では、フィルムコンデンサーは：(a) 少なくとも2つの巻き込まれた誘電体フィルムの多層構造であって、各誘電体フィルムの表面には金属層が形成されている構造と、 (b)金属蒸着層の表側または誘電物質の裏側のいずれかに塗布された、ポリマー物質から製造されるコート層とを持つコンデンサー要素を持つ。ポリマーコート物質は、好ましくは低分子量ポリエチレン、ポリプロピレンなどである。好ましくは、ポリマーコート物質は、熱可融性であって、約100℃から約120℃の融点を持つ。
【００１９】
好ましくは、熱可融性ポリマーコートは、約0.1μmから約1.5μmの厚みを持つ。より好ましくは、熱可融性ポリマーコートは、約0.2μmから約1.0μmの厚みを持つ。最も好ましくは、熱可融性ポリマーコートは、約0.3μmから約0.8μmの厚みを持つ。
【００２０】
熱可融性ポリマーコートの厚みが薄すぎると、ポリマーコートから十分な耐湿保護が提供されない。熱可融性ポリマーコートの厚みが厚すぎると、硬化時にコンデンサーから熱可融性ポリマーコートの漏出が起こり得る。
【００２１】
フィルムコンデンサーの好ましい製造方法は：(1) 亜鉛、銅、アルミニウム、またはその合金を含む金属層で誘電体フィルムを金属蒸着する段階であって、好ましくは、米国特許第6,018,454号に説明されるようなバンドマスキングまたはオイルマスキングのような一般的方法によって、金属の層の周りに明確な縁部が形成される段階；(2) 金属層の形成中またはその直後であるが、好ましくは同一のプロセス（真空）チャンバー内で、金属層の上または誘電体フィルムの裏側に、熱可融性ポリマーコートが塗布される段階；(3) 金属蒸着およびコーティングした誘電体を適当な幅に切断する段階、適当な装置でコンデンサーを巻き込む段階、および後でコンデンサーの端子へリード線を接続できるように巻き込み型コンデンサーにスプレーで終端を形成する段階を含む一般的方法によって巻き込み型コンデンサーを製造する段階；(4)巻き部分の間の間隙から閉じこめられた空気が拡散するように、巻き込み型コンデンサーを減圧下に置いてコンデンサーを硬化させる段階；および (5)その後コンデンサーを約100℃から約120℃に加熱する段階を含む。
【００２２】
巻き込み型コンデンサーを加熱すると、誘電物質が収縮し、巻き込みがきつくなる。コンデンサーを加熱すると、熱可融性ポリマーコートが部分的に液化し、それが誘電体の収縮と組み合わさると、巻き込みの各層が互いに融合し、空気または水が浸入する間隙を排除することも可能となる。熱可融性ポリマーコートの疎水性の性質は、巻いたものの中に水が拡散するのも防ぐことができるため、コンデンサーの耐湿性を改善することができる。
【００２３】
本発明に係るフィルムコンデンサーを製造する別の好ましい方法は：(1) 亜鉛、銅、アルミニウム、またはその合金を含む金属層で誘電体フィルムを金属蒸着する段階であって、好ましくは、バンドマスキングまたはオイルマスキングのような一般的方法によって、金属の層の周りに明確な縁部が形成される段階；(2) 金属層の形成中またはその直後であるが、好ましくは同一のプロセス（真空）チャンバー内で、金属層の上または誘電体フィルムの裏側に、熱可融性ポリマーコートが塗布される段階；および(3) 金属蒸着およびコーティングした誘電体を適当な幅に切断する段階、巻き込みの間に加熱および加圧しながら適当な装置でコンデンサーを巻き込む段階、および後でコンデンサーの端子へリード線を接続できるように巻き込み型コンデンサーにスプレーで終端を形成する段階を含む一般的方法によって巻き込み型コンデンサーを製造する段階である。巻き込み過程で加熱および加圧すると、熱可融性ポリマーコートが融解し、積層巻き込み構造が形成される。熱、圧力、およびプロセス条件を正しく選択すれば、巻き込みおよび積層過程で空気の閉じこめを排除できる。この方法では、硬化段階は不要である。
【００２４】
好ましくは、金属蒸着フィルムの誘電体フィルムベースとしては、フィルムコンデンサーに一般的に使われるようなポリマーフィルムが使用される。そのようなポリマーフィルムの例は、配向ポリエステルまたはポリプロピレンフィルムである。本発明で使用されるポリマーフィルムの種類については制限はないが、配向ポリエステルまたはポリプロピレンフィルムが好ましい。またこのフィルムの厚みの範囲に関しても制限はないが、約0.6μmから約15μmの範囲の厚みが好ましい。
【００２５】
好ましい金属蒸着フィルムは、ポリマーフィルムの少なくとも片側に少なくとも1つの金属層を持つ、ポリマーフィルムである。金属層の作製は、通常、真空蒸着過程で行われる。図1は、金属蒸着フィルムを製造するための好ましい装置を示す。輸送システムおよび蒸発装置6を含む真空チャンバー1は、真空ポンプによって、事前に決められた圧力に減圧する。誘電体フィルム2は巻き出され、一連の駆動および空転ローラー3によってチャンバー中を輸送される。誘電体フィルム2は、金属蒸発装置6によって生成する金属蒸気7の雲を通過する際に、冷却されたコーティングドラム5上を通過する。誘電体フィルム2の冷却された表面によって、金属7が誘電体フィルム2の表面上で凝結し、金属の薄層を形成する。その後、金属蒸着フィルム2は別の一連の駆動および空転ローラー8を通って、12で再度巻き込まれる。
【００２６】
金属層の蒸着用に誘電体フィルムの片面を活性化するために、表面処理31が好ましいが、特に表面の官能性が高い誘電体フィルムが使用される場合には、必ずしも必要ではない。好ましい表面処理31は、イオン化ガス、すなわちプラズマにフィルムを露出する。縁部システム4は、誘電体フィルム2の表面の境界線の周りにオイルの薄層を沈着させる。オイルはこの部分の金属の蒸着を妨げ、金属のない縁部を形成する。マスキングテープシステムのような、他のマスキングシステムも使用できる。金属蒸発装置6は、適当なスピードで、誘電体フィルムの表面に金属を凝結させるために十分な金属蒸気雲を生成する能力のある任意の種類の装置でありうる。例えば、 抵抗加熱蒸発装置、電子線蒸発装置、またはスパッター源が使用できる。アルミニウム、銅、または亜鉛を含むがこれらに限定されない様々な金属が使用できる。アルミニウムおよび/または銅の場合には、1段階のみでの直接の蒸着が可能である。好ましくは、亜鉛を使用する場合には、亜鉛層を蒸着する前に、フィルムにアルミニウム、銅、または銀の「シーディング層（seeding layer）」を塗布する。「シーディング層」は、亜鉛コートの蒸着率および特性を改善することができる。
【００２７】
熱可融性ポリマーコートは、コーティング過程中に誘電体フィルム2に塗布される。熱可融性ポリマーコートは、アプリケーター10を用いて金属蒸着層と反対側の誘電体フィルム面に、またはアプリケーター11を用いて金属層の上に、または誘電体フィルムの両面に、塗布できる。
【００２８】
図2は、熱可融性ポリマーコートを誘電体フィルムに塗布するための、好ましいアプリケーターを示す。アプリケーターは、加熱できる中空の金属箱13である。電力16は、箱に接続した熱電対14から制御インプットを受ける熱制御システム15から、この箱に供給される。この構成では、コーティング過程中に箱の温度を制御できる。フィルムに塗布される熱可融性ポリマーコート物質は、箱13に入れ、加熱する。箱13およびその内容物は金属蒸着過程と同一または類似した減圧にさらされているので、熱劣化点より低いが、その温度での蒸気圧がプロセス環境の圧力よりも高い温度にワックスを加熱することが可能である。これにより、物質から一定の蒸気の流れが生成し、これがスリット17を通して箱13から出る。スリット17は、蒸発した物質でコーティングされる誘電体フィルムの表面に面し、誘電体フィルムの幅全体に蒸気が均一に分布するように配置されている。誘電体フィルムの表面温度は、ワックス物質の蒸気圧よりも低いため、ワックスは基質表面で凝結すると考えられる。
【００２９】
熱可融性ポリマーコート物質は、真空コーティングチャンバーで使用される圧力レベル、およびポリマーの熱劣化点よりも低い温度で適当な速度で蒸発できる、任意の種類のポリマーで良い。さらに、物質はコンデンサーの硬化温度またはそれ以下で、最終コンデンサーの層の間の融合が可能であるべきである。多くの種類のポリマーがこの要件を満たす。
【００３０】
好ましい態様では、Baker Petrolite, Sugarland, Texasが製造販売しているPolywax(登録商標)のような低分子量ポリエチレンが使用される。これらのポリマーは、非常に狭い範囲の分子量の分布を持つという特徴があるため、コーティング過程の間に分子量の分布が変わらずに、真空蒸発装置中でポリマーの定常的な蒸発が可能である。好ましくは、ポリマーは約500から約3000の平均分子量を持つ。より好ましくは、ポリマーは約700から約1500の平均分子量を持つ。
【００３１】
図3は、巻き込み型コンデンサー26の1つの態様を示す。コーティングされ再度巻かれた物質は、切断加工され、当技術分野で一般的なコンデンサーを形成する。巻き込み型コンデンサー26は、各誘電体フィルム上の少なくとも1つの金属層19および23でコーティングされた2つの誘電体フィルム18および22を交互配置して巻き込むことによって製造される。金属層19および23は、誘電体フィルム18および22の端まで到達せず、フィルムの端に開いたまたは金属蒸着されていない縁部21および25を形成している。開いた縁部21および25は、互いに反対側に位置している。熱可融性ポリマーコート20および24は、金属層19および23の上に塗布される。
【００３２】
図4は、それぞれの金属層28および33ならびに熱可融性ポリマーコート29および32のついた、交互配置された誘電体フィルム27および34を示す。図4に示されるように、2つの誘電体フィルム27および34の間の片寄りは、スプレーコーティングされた終端30および35とよりうまく結合するために好ましいが、必ずしも必要ではない。
【００３３】
巻き込み、終端を形成したコンデンサーは、好ましくは、きつく巻き込まれた誘電体層の間およびスプレーコート層に閉じこめられた空気がコンデンサーから拡散できるように、減圧環境下に置く。その後、減圧下のままで、コンデンサーを硬化サイクルにさらす。硬化サイクルは、設定した温度へのコンデンサーの加熱を含む。硬化温度は、誘電物質および使用する熱可融性ポリマーコート物質に依存する。
【００３４】
誘電体として配向ポリプロピレンが用いられ、分子量が700〜1500の間のPolywax(登録商標)タイプのポリエチレンが熱可融性ポリマーコートとして用いられる好ましい態様では、硬化温度は好ましくは120℃〜140℃の間である。
【００３５】
図5は120℃〜140℃の間の温度に露出した際の、配向ポリプロピレン誘電体の収縮を示す。図5によると、誘電体は2.5％〜8％の間の収縮を示す。
【００３６】
図6は平均分子量の関数として、Polywax(登録商標)ポリエチレンの融点を示す。図6によると、硬化温度は、好ましい分子量範囲のポリマーで形成されたコートの融点を超えている。ポリマーの液化、誘電体フィルムの収縮による巻き込み構造の高密度化、および巻き部分の間の空気の欠如が組み合わさって、温度が下げられ、熱可融性ポリマーコートが再固体化したときに、コンデンサーの構造の層を互いに融合させる。冷却および通常の空気への露出後、巻き込み構造は固体の性質を示すので、空気および水分がコンデンサーに入るのが防げられて、コンデンサーの性能が大きく向上する。
【００３７】
別の態様では、空気の排除およびコンデンサーの固体化は、巻き込み過程の際に異なる層を積層することによって行われる。図7は、本態様に係る積層用の装置を示す。図7では、金属およびポリマーの上述の層でコーティングされた2つの誘電体フィルムが、ロール36および37から巻き出され、駆動および空転ローラー38の集合によって輸送される。2つの誘電体フィルムが巻き込まれコンデンサー41を形成する前に、各々のフィルムは、熱可融性ポリマーコートを液化させる加熱システム39を通過する。ニップローラー40および42は、巻き部分に圧力をかけ、巻き部分に入ろうとする空気を排除し、誘電体フィルムの交互配置された2つの層を融合させる。巻き込み型コンデンサー41は、その後、冷却時に固体化し、終端の形成のためにさらに加工できる。これの利点は、真空硬化サイクルが不要だということであるが、空気の排除は完全ではない可能性がある。
【００３８】
当業者は、熱可融性ポリマーコートは、上述の方法以外にも、多くの異なる方法で塗布できることを認識すると思われる。例えば、熱可融性ポリマーコートは、押し出しコーティング過程を用いて、誘電体フィルムに塗布できる。
【００３９】
上述の説明は、当業者が本発明を製造および使用できるように提供されており、特定の適用および要件の状況で提供されている。当業者には、好ましい態様の様々な改変が容易に明らかとなり、本明細書に規定される一般的な原則は、本発明の精神および範囲を逸脱することなく、他の態様および適用に当てはめることができる。したがって、本発明は、示された実施例によって制限されるのではなく、本明細書に開示される原則および特徴と調和する最も広い範囲と一致するものである。
【００４０】
本願は、いくつかの数字の範囲の制限を開示している。本発明は開示された数字の範囲を通して実施できるので、当業者は、本明細書では逐語的に正確な範囲の限度が記述されていなくても、開示された数字の範囲は、開示された数字の範囲内の任意の範囲を本来支持するものであることを認識すると思われる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】コンデンサーフィルム上の金属のマスキングした蒸着およびワックスコートの蒸着のための真空金属蒸着・コーティング装置である。
【図２】ワックスコートの蒸着のための、蒸気コーティング装置である。
【図３】2層のコンデンサーフィルムから形成される巻き込み型コンデンサーである。
【図４】巻き込み型または積層型コンデンサーにおける異なる層の重なりを示す断面図である。
【図５】温度に対する双方向oPP誘電体コンデンサーフィルムの縦方向(MD)の収縮をパーセントで示すグラフである。
【図６】ポリエチレンの分子量に対するPolywax(登録商標)ポリエチレンの粘度および融点を表すグラフである。
【図７】加熱および積層機能を組み込んだコンデンサー巻き込み装置である。
【図１】
2005516387.tif 000003
【図２】
2005516387.tif 000004
【図３】
2005516387.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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