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技術 樹脂フィルム被覆金属薄板、およびこの金属薄板製の電解コンデンサ−用外装容器

出願人 三菱樹脂株式会社
発明者 若山芳男
出願日 1999年11月9日 (20年3ヶ月経過) 出願番号 1999-317926
公開日 2001年5月15日 (18年9ヶ月経過) 公開番号 2001-129921
状態 特許登録済
技術分野 流動性材料の適用方法、塗布方法 高分子成形体の製造 積層体(2) 高分子組成物 電解コンデンサ
主要キーワード コンデンサー素子 プレラミネート 芳香族系ポリアミド 被覆樹脂フィルム 内容物表示 層アルミ アルミニウム薄板 樹脂添加物
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2001年5月15日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (3)

課題

高温に曝されても変色が少なく、絞り加工、かしめ加工などの際に、樹脂フィルム金属薄板との界面が剥離し難い、樹脂フィルム被覆金属薄板と、この樹脂フィルム被覆金属薄板よりなる電解コンデンサー用の外装容器を提供すること。

解決手段

第1発明は、アルミニウム薄板の少なくとも片面が、メタキシリレンジアミンアジピン酸との重縮合反応によって生成する構造単位を90モル%以上含有する芳香族ポリアミド(A)50〜80重量%と、ポリアミド6(B)50〜20重量%との混合物よりなり、厚さが5〜50μmのポリアミド系樹脂フィルムによって被覆されてなる、樹脂フィルム被覆金属薄板を提供し、第2発明は、この樹脂フィルム被覆金属薄板よりなる電解コンデンサー用の外装容器を提供する。

効果

上記課題が解決される。

概要

背景

従来、アルミニウム電解コンデンサーを構成するコンデンサー素子収納するための外装容器としては、通常、アルミニウム薄板絞り加工した円筒状の容器が用いられていた。この円筒状の容器の外周面は、電気絶縁内容物表示を目的として塩化ビニル系樹脂オレフィン系樹脂などのフィルムによって被覆されている。

近年電子部品の小型化が図られ、アルミニウム電解コンデンサーでも同様に小型化の傾向にあり、さらに表面実装用リード線をなくしたチップ型電解コンデンサーが開発されている。このようなアルミニウム電解コンデンサー、特にチップ形電解コンデンサーでは、上記円筒状の容器表面をフィルムで被覆するのが極めて困難であるために、アルミニウム薄板の少なくとも片面に予め耐熱性耐溶剤性などに優れているポリアミド系樹脂、特にポリアミド6や、ポリアミド66を積層したアルミニウム薄板(予め樹脂被覆する方法を、プレラミネート法とも言う)が、外装容器用として使用されるようになった(例えば、特開平1−175222号公報参照)。

しかしながら、プレラミネート法によって金属薄板を被覆したポリアミド系樹脂は、ハンダリフロー工程での高温処理黄変が起こり易く、特にハンダの鉛レス化に伴い処理温度が上昇する傾向にあり、高温処理する際の黄変の改良が望まれていた。ポリアミド系樹脂の高温での黄変を改良する方法としては、ポリアミド6や、ポリアミド66などのポリアミド系樹脂に、予めフェノール系酸化防止剤りん系の加工安定剤などを添加する手法があるが、このような添加剤を相当量添加しても、大幅な黄変防止効果は認められないのが実情であつた。

概要

高温に曝されても変色が少なく、絞り加工、かしめ加工などの際に、樹脂フィルムと金属薄板との界面が剥離し難い、樹脂フィルム被覆金属薄板と、この樹脂フィルム被覆金属薄板よりなる電解コンデンサー用の外装容器を提供すること。

第1発明は、アルミニウム薄板の少なくとも片面が、メタキシリレンジアミンアジピン酸との重縮合反応によって生成する構造単位を90モル%以上含有する芳香族ポリアミド(A)50〜80重量%と、ポリアミド6(B)50〜20重量%との混合物よりなり、厚さが5〜50μmのポリアミド系樹脂フィルムによって被覆されてなる、樹脂フィルム被覆金属薄板を提供し、第2発明は、この樹脂フィルム被覆金属薄板よりなる電解コンデンサー用の外装容器を提供する。

上記課題が解決される。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

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請求項1

アルミニウム薄板の少なくとも片面が、メタキシリレンジアミンアジピン酸重縮合反応で生成する構造単位を90モル%以上含有する芳香族系ポリアミド(A)50〜80重量%と、ポリアミド6(B)50〜20重量%との混合物よりなり、厚さが5〜50μmのポリアミド系樹脂フィルムによって被覆されてなることを特徴とする、樹脂フィルム被覆金属薄板

請求項2

アルミニウム薄板の少なくとも片面が、メタキシリレンジアミンとアジピン酸の重縮合反応で生成する構造単位を90モル%以上含有する芳香族系ポリアミド(A)50〜80重量%と、ポリアミド6(B)50〜20重量%との混合物よりなり、厚さが5〜50μmのポリアミド系樹脂フィルムが積層されてなり、このポリアミド系樹脂フィルムを外側面としてに絞り加工されてなることを特徴とする、樹脂フィルム被覆金属薄板製の電解コンデンサー用の外装容器

技術分野

3.本発明に係るポリアミド系樹脂フィルム被覆金属薄板製の電解コンデンサ−用外装容器は、製造する際にポリアミド系樹脂フィルムとアルミニウムとの界面が剥離し難く、ハンダリフロー工程で高温熱処理に曝しても黄変が起こり難く、品質に優れている。

背景技術

0001

本発明は、樹脂フィルム被覆金属薄板、およびこの樹脂フィルム被覆金属薄板製の電解コンデンサ−用外装容器に関する。さらに詳しくは、電解コンデンサーや、チップ型アルミニウム電解コンデンサーの外装容器に好適に使用される、アルミニウム薄板の少なくとも片面に、特定のポリアミド系樹脂フィルムが積層された樹脂フィルム被覆金属薄板と、この樹脂フィルム被覆金属薄板製の電解コンデンサー用の外装容器に関する。

0002

従来、アルミニウム電解コンデンサーを構成するコンデンサー素子収納するための外装容器としては、通常、アルミニウム薄板を絞り加工した円筒状の容器が用いられていた。この円筒状の容器の外周面は、電気絶縁内容物表示を目的として塩化ビニル系樹脂オレフィン系樹脂などのフィルムによって被覆されている。

0003

近年電子部品の小型化が図られ、アルミニウム電解コンデンサーでも同様に小型化の傾向にあり、さらに表面実装用リード線をなくしたチップ型電解コンデンサーが開発されている。このようなアルミニウム電解コンデンサー、特にチップ形電解コンデンサーでは、上記円筒状の容器表面をフィルムで被覆するのが極めて困難であるために、アルミニウム薄板の少なくとも片面に予め耐熱性耐溶剤性などに優れているポリアミド系樹脂、特にポリアミド6や、ポリアミド66を積層したアルミニウム薄板(予め樹脂被覆する方法を、プレラミネート法とも言う)が、外装容器用として使用されるようになった(例えば、特開平1−175222号公報参照)。

0004

しかしながら、プレラミネート法によって金属薄板を被覆したポリアミド系樹脂は、ハンダリフロー工程での高温処理で黄変が起こり易く、特にハンダの鉛レス化に伴い処理温度が上昇する傾向にあり、高温処理する際の黄変の改良が望まれていた。ポリアミド系樹脂の高温での黄変を改良する方法としては、ポリアミド6や、ポリアミド66などのポリアミド系樹脂に、予めフェノール系酸化防止剤りん系の加工安定剤などを添加する手法があるが、このような添加剤を相当量添加しても、大幅な黄変防止効果は認められないのが実情であつた。

課題を解決するための手段

0005

本発明は、従来のプレラミネート法によって得られた樹脂フィルム被覆金属薄板の上記欠点を解決し、金属薄板に樹脂フィルムを積層したときに良好な密着性を有し、かつ高温に曝されても変色の少ない樹脂フィルム被覆金属薄板を提供すべく、鋭意検討の結果本発明を完成するに至ったものである。すなわち、本発明の目的は、次のとおりである。
1.高温に曝されても変色の少ない樹脂フィルム被覆金属薄板を提供すること。
2.上記の樹脂フィルム被覆金属薄板製の電解コンデンサー用の外装容器を提供すること。

0006

上記課題を解決するために、本発明では、アルミニウム薄板の少なくとも片面が、メタキシリレンジアミンアジピン酸重縮合反応で生成する構造単位を90モル%以上含有する芳香族系ポリアミド(A)50〜80重量%と、ポリアミド6(B)50〜20重量%との混合物よりなり、厚さが5〜50μmのポリアミド系樹脂フィルムによって被覆されてなる、ことを特徴とする樹脂フィルム被覆金属薄板を提供する。

発明を実施するための最良の形態

0007

本発明では、さらに、アルミニウム薄板の少なくとも片面が、メタキシリレンジアミンとアジピン酸の重縮合反応で生成する構造単位を90モル%以上含有する芳香族系ポリアミド(A)50〜80重量%と、ポリアミド6(B)50〜20重量%との混合物よりなり、厚さが5〜50μmのポリアミド系樹脂フィルムによって被覆されてなり、このポリアミド系樹脂フィルムが外側面として絞り加工されてなることを特徴とする、樹脂フィルム被覆金属薄板製の電解コンデンサー用の外装容器を提供する。

0008

以下、本発明を詳細に説明する。本発明に係る樹脂フィルム被覆金属薄板の金属としては、アルミニウムが好ましく、純度90%以上のもので、薄板の厚さは0.2mm〜5mm程度のものが好適である。このアルミニウム薄板は、その表面をクロメート処理リン酸クロメート処理ジンククロメート処理、アルマイト処理電解エッチングなどの電気化学的処理無機化学的処理、有機化学的処理を施したものであってもよい。さらにこの金属薄板に接着剤を介して樹脂フィルムを被覆する場合には、予めプライマーを塗布したものであってもよい。

0009

本発明に係る樹脂フィルム被覆金属薄板の樹脂は、メタキシリレンジアミンとアジピン酸の重縮合反応で生成する構造単位を90モル%以上含有する芳香族系ポリアミド(A)50〜80重量%と、ポリアミド6(B)50〜20重量%との混合物より構成する。上記組成の芳香族系ポリアミド(A)は、被覆樹脂フィルムの耐熱性を向上させるように機能するが、金属薄板との密着性はポリアミド6(B)より劣る傾向にある。従って、芳香族系ポリアミドのみよりなるフィルムを積層した樹脂フィルム被覆金属薄板は、絞り加工や絞り加工の後にかしめ加工する際に、樹脂フィルムが剥離し易いという欠点がある。

0010

ポリアミド6(B)はアルミニウム薄板との密着性を向上させるように機能するが、芳香族系ポリアミドより耐熱性が劣る傾向にあり、ハンダリフローの処理工程でフィルムが黄変するという欠点がある。芳香族系ポリアミド(A)とポリアミド6(B)とを上記範囲で混合すると、相互の長所を生かし欠点を補うことができる。混合物に占める芳香族系ポリアミド(A)の割合が50重量%未満であると、混合物より得られるフィルムの耐熱性が劣り、80重量%を超えると、混合物より得られるフィルムのアルミニウム薄板との密着性が劣り、好ましくない。芳香族系ポリアミド(A)とポリアミド6(B)とのより好ましい混合割合は、前者が50〜80重量%、後者が50〜20重量%であり、特に好ましいのは前者が60〜70重量%、後者が40〜30重量%である。

0011

芳香族系ポリアミド(A)は、メタキシリレンアジパミド単位を主体とするポリアミド系樹脂であって、メタキシリレンアジパミド単位を90モル%以上含有するポリアミド系樹脂、ポリメタキシリレンアジパミドなどが含まれる。市場では、三菱ガス化学社製のポリアミドMXD6が入手可能である。ポリアミド6(B)は、ε−カプロラクタムの開還重合によって製造することができるポリアミド系樹脂である。

0012

上記ポリアミド系樹脂の混合物には、必要に応じて、各種の樹脂添加物を配合することができる。樹脂添加物としては、顔料染料などの着色剤滑剤ブロッキング防止剤熱安定剤酸化防止剤帯電防止剤光安定剤防錆剤紫外線吸収剤耐衝撃改良剤などが挙げられる。これらの樹脂添加物は、ポリアミド系樹脂フィルムの性質に悪影響を与えない範囲で配合できる。

0013

本発明に係る樹脂フィルム被覆金属薄板は、上記アルミニウム薄板の少なくとも片面を被覆してなる上記ポリアミド系樹脂フィルムの厚さは、5〜50μmの範囲で選ぶものとする。フィルムの厚さが5μm未満であると薄すぎて、アルミニウム薄板を被覆することが困難であり、50μを越えると樹脂フィルム被覆金属薄板をプレス加工する際に、フィルムが剥離し易いばかりでなく、経済的に不利である。

0014

ポリアミド系樹脂フィルムの製法には特に制限はなく、カレンダー成形法押出成形法などいずれの方法であってもよい。押出成形法では、シリンダー先端にコートハンガーダイ、Tダイ、Iダイ、インフレーションダイなどのダイを装着し、原料樹脂溶融混練してフィルム化するが、フィルムは未延伸でも、二軸延伸されたものであってもよい。

0015

本発明に係る樹脂フィルム被覆金属薄板を製造する方法としては、(1)押出機のシリンダー先端にコートハンガーダイ、Tダイ、Iダイ、インフレーションダイなどのダイを装着し、フィルムを押出しながら金属薄板表面に積層する、いわゆる押出しラミネーション法、(2)あらかじめ製膜されたフィルムを用いて、各種接着剤を塗布して加熱された金属薄板表面にニップロール圧着するドライラミネーション法、(3)あらかじめ製膜されたフィルムを用いて、接着剤を使用せずに加熱された金属薄板表面にニップロールで熱圧着する熱ラミネーション法、などが挙げられる。

0016

上記樹脂フィルム被覆金属薄板から、電解コンデンサー用の外装容器を製造するには、樹脂フィルム被覆金属薄板の一方の表面を樹脂フィルムで被覆したものであるときは、被覆樹脂フィルム面が外側となるようにして絞り加工することにより、目的の電解コンデンサー用の外装容器を製造することができる。

0017

以下、本発明を試験例により更に詳細に説明するが、本発明はその趣旨を超えない限り以下の記載例に限定されるものではない。なお、以下の試験例で使用したポリアミド系樹脂は、ポリメタキシリレンアジパミド(三菱ガス化学社製の芳香族系ポリアミド、商品名:MXD6 6007、以下「MXD6」と略記する)と、ポリアミド6(三菱化学社製、商品名:ノバミッド1030)である。

0018

[試験例1〜試験例7]
<樹脂フィルム被覆金属薄板の調製>厚さが0.3mmのアルミニウム薄板(1100P-H18)を、リン酸クロム酸塩処理液化成処理し、厚さが20mmg/m2の処理皮膜を形成した。この化成処理したアルミニウム板の片面を、エポキシ系接着剤を1.4μmの厚さに塗付した後に、MXD6とポリアミド6とを、表−1に示す割合で配合・混合し、この混合物から製造した厚さが50μmのポリアミドフィルムによって被覆した。これらのポリアミドフィルムは、別工程でTダイを装着した押出成形機によって押出し、二軸延伸して厚さ50μmとしたものである。得られたポリアミドフィルム被覆アルミニウム薄板を、図1断面略図として示した。図1において、1はアルミニウム薄板、2はポリアミドフィルムである。

0019

<樹脂フィルム被覆金属薄板の評価>上で得られたポリアミドフィルム積層アルミニウム薄板を用い、下に記載した方法で耐熱性、接着性、絞り加工性、かしめ加工性などの評価試験を行った。その結果を、表−1に示す。

0020

「耐熱性」上で調製した樹脂フィルム被覆金属薄板から、50mm×50mmの大きさの試料切り取り、この試料を2分で最高到達温度が150℃に加熱処理した後、1分で最高到達温度が270℃になるように加熱処理した。加熱処理した後のポリアミド系樹脂フィルムを目視観察して、熱処理前のものと比べて黄変が目立つものやフィルムの外観に異常があるものを「×」、黄変が目立ずフィルムの外観などに異常のないものを「○」と、それぞれ判定した。

0021

「接着性」ポリアミドィルム被覆アルミニウム薄板を、薄板の厚さが元の厚さの40%になるまでに伸ばした後に、被覆ポリアミドフィルムをアルミニウム薄板に対して180゜の方向に50mm/minの剥離速度で引っ張り剥離強度を測定する方法である。数値が大きいほど「接着性」に優れている。

0022

「絞り加工性」各試験例で調製したポリアミドフィルム被覆アルミニウム薄板を用い、ランス順送り絞り機によって7段の絞り加工を行い、容器外側面がフィルム層となるように10mmφ×20mm高さの図2に示した断面図の有底の電解コンデンサー用外装容器を作成し、ポリアミド系樹脂フィルムとアルミニウム薄板との界面の剥離状態を目視観察する方法。界面に剥離が全く認められなかったものを「○」、界面に剥離が認められたものを「×」と、それぞれ判定した。図2において、3は円筒容器、4はコンデンサー素子、5は封口体である。

0023

「かしめ加工性」上で絞り加工した有底の円筒容器を、100rpmの回転速度で回転させながら、厚さ3mmの円板状のかしめごま(側面はR=1.5mmの半円状)を押し当てて、押し込み深さが1.5mmになるようにかしめて、ポリアミド系樹脂フィルムとアルミニウムとの界面の剥離状態を目視観察した。界面に剥離が全く認められなかったものを「○」、界面に剥離が認められたものを「×」と、それぞれ判定した。

0024

総合評価」上記4つの評価項目の評価結果を総合的に案して、実用上問題がないと判断されるものを「○」、実用上問題があると判断されるものを「×」と、それぞれ判定した。

0025

0026

表−1より、次のことが明らかとなる。
(1)金属薄板を被覆するポリアミド系樹脂が、特許請求の範囲にある試験例3〜試験例5のものは、耐熱性、接着性、絞り加工性、かしめ加工性などに優れ、総合判定も良好(○)である。
(2)これに対して、金属薄板を被覆するポリアミド系樹脂に占めるMXD6の割合が50重量%未満のもの(試験例1、試験例2)は、耐熱性に劣り、80重量%を越えるもの(試験例6、試験例7)は接着性、絞り加工性、かしめ加工性などに劣り、総合判定は不良(×)である。

図面の簡単な説明

0027

本発明は以上詳細に説明したとおりであり、以下のような特別に有利な効果を奏し、その産業上の利用価値は極めて大である。
1.本発明に係るポリアミド系樹脂フィルム被覆金属薄板は、高温に曝されてもポリアミド系樹脂フィルムが変色することがなく、耐熱性に優れている。
2.本発明に係るポリアミド系樹脂フィルム被覆金属薄板は、ポリアミド系樹脂フィルムが接着性に優れているので、絞り加工性、かしめ加工する際に、ポリアミド系樹脂フィルムとアルミニウムとの界面が剥離し難い。

--

0028

図1試験例で得たポリアミド系樹脂フィルム被覆アルミニウム薄板の断面図である。
図2図1に示したポリアミド系樹脂フィルム被覆アルミニウム薄板から、絞り加工によって製造した電解コンデンサー用円筒容器の一例の断面図である。

0029

1:アルミニウム薄板
2:ポリアミドフィルム
3:電解コンデンサ−用外装容器
4:コンデンサー素子
5:封口体

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