專利名稱：固定電容器元件的線圈用壓敏粘合膠帶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及固定電容器元件的線圈用壓敏粘合膠帶，該膠帶適于纏繞在電容器元件周圍。更特別地，本發(fā)明涉及固定電容器元件的線圈用壓敏粘合膠帶，該膠帶適合于在濕式或干式鋁制電解電容器內(nèi)防止表面氧化的鋁箔和電解的紙或隔離片的線圈端部松動。
背景技術(shù)：
濕的或干燥的盤旋式鋁制電解電容器包括插入在含電解質(zhì)的鋁盒(aluminumcan)(金屬殼)內(nèi)的電容器元件，其中通過纏繞鋁箔(電極箔)獲得該電容器元件，而該鋁箔在具有由蕉麻等制成的電解紙或在其上層壓的隔離片表面上已經(jīng)被腐蝕或氧化。層壓材料的最外層可以是電極箔或電解紙或隔離片。
作為防止這種電容器元件的線圈端松動的一種方法，迄今為止已使用的一種方法包括將粘合劑直接施加到電解紙或隔離片的最外層，以便粘接和固定電容器元件的線圈；或一種方法是將寬度基本上等于電容器元件高度的壓敏粘合膠帶膠粘到電容器元件的四周上或更多的地方，并使壓敏粘合膠帶的橫向范圍與電容器元件的高度一致。作為固定電容器元件的線圈用的這種壓敏粘合膠帶，主要使用的有含雙軸拉伸的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚丙烯(PP)、聚苯硫醚(PPS)或類似物作為支持基材的壓敏粘合膠帶，或含未拉伸聚酰亞胺(PI)或聚醚酰亞胺(PEI)作為支持基材的壓敏粘合膠帶。
另一方面，要求電解電容器具有耐熱性。例如，保證在高溫使用的濕式鋁制電解電容器要求耐受150℃。對于較多表面封裝(安裝)的基片部件來說，最近的要求是耐受焊劑軟熔時產(chǎn)生的不低于250℃的溫度，而焊劑軟熔最近更經(jīng)常受到由于脫鉛所致的升高的焊劑熔融溫度影響。因此，要求在固定電容器元件的線圈中使用的壓敏粘合膠帶耐受施加到電容器元件上的負(fù)載溫度。此外，干燥的鋁制電解電容器在其制備過程中，在電解紙或隔離片進(jìn)行碳化的步驟中，在不低于250℃的溫度下進(jìn)行熱處理。因此，干燥的鋁制電解電容器也要求耐受高溫。
但是，固定電容器元件的線圈用的相關(guān)技術(shù)中的壓敏粘合膠帶包括雙軸拉伸的塑料膜作為襯底，其缺點在于當(dāng)暴露在不低于構(gòu)成塑料膜的樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變點(Tg)的溫度時，薄膜沿拉伸方向收縮，引起電容器元件的最外層電極箔暴露并與金屬殼如鋁盒接觸，從而引起電容器元件短路。此外，由于未拉伸的聚醚酰亞胺薄膜或聚酰亞胺薄膜是無定形薄膜，因此會突然喪失其彈性，并在高于其玻璃化轉(zhuǎn)變點的溫度下軟化，所以當(dāng)加熱時，難以防止電容器元件的膨脹與松動。而且，未拉伸的聚酰亞胺薄膜昂貴，因此其應(yīng)用受到限制。
因此，本發(fā)明的目的是提供固定電容器元件的線圈用的壓敏粘合膠帶，其確保甚至在不低于構(gòu)成基材膜的樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變點的溫度下，不僅防止電容器元件的松動，而且防止電容器元件的短路。
本發(fā)明另一目的是提供固定電容器元件的線圈用的壓敏粘合膠帶，當(dāng)使用該膠帶來固定其線圈時，該膠帶可保證在高溫下使用的鋁制電解電容器元件不短路。
本發(fā)明進(jìn)一步的目的是提供固定電容器元件的線圈用的壓敏粘合膠帶，在電容器元件的表面封裝過程中，在焊劑軟熔時，其可防止電容器元件的短路。
發(fā)明公開本發(fā)明者進(jìn)行了深入的研究，解決了這些問題。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，含拉伸薄膜作為支持基材的壓敏粘合膠帶的預(yù)定橫向熱收縮系數(shù)(即在寬度方向上的熱收縮系數(shù))不大于某一特定值使其能防止電容器元件短路，同時使其能確保防止電容器元件的線圈松動，從而完成本發(fā)明。
本發(fā)明提供一種固定電容器元件的線圈用的壓敏粘合膠帶，所述電容器元件包括在至少一面的拉伸塑料膜上提供的粘合劑層，在電容器元件的負(fù)載溫度(例如在達(dá)150℃的溫度下，優(yōu)選達(dá)250℃，特別優(yōu)選達(dá)300℃)下，該壓敏粘合膠帶具有不大于5％的橫向熱收縮系數(shù)。正因為如此，在此可使用拉伸的塑料膜是例如單軸拉伸的聚丙烯膜。
實施發(fā)明的最佳模式作為將被用作壓敏粘合膠帶的支持基材的拉伸塑料膜，可使用拉伸的塑料膜。這種拉伸的塑料膜的代表性實例包括聚酯膜如聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜、聚烯烴膜如聚丙烯(PP)膜和聚苯硫醚(PPS)膜。
拉伸的塑料膜在不低于其玻璃化轉(zhuǎn)變點(Tg)的溫度下，在拉伸方向顯示出相應(yīng)于拉伸比的熱收縮行為。另一方面，這一拉伸的塑料膜是晶體。因此，當(dāng)環(huán)境溫度不低于塑料膜的玻璃化轉(zhuǎn)變點，但低于塑料膜的熔點時，未拉伸塑料膜保持彈性，具有固定電容器元件的線圈能力。聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜顯示出69℃的玻璃化轉(zhuǎn)變點和264℃的熔點。聚丙烯(PP)膜顯示出-18℃的玻璃化轉(zhuǎn)變點和165℃的熔點。聚苯硫醚(PPS)膜顯示出90℃的玻璃化轉(zhuǎn)變點和285℃的熔點。相反，當(dāng)暴露在不低于其玻璃化轉(zhuǎn)變點的溫度下時，拉伸膜不收縮，但突然喪失其彈性，因此不可能充分地固定電容器元件的線圈。
在本發(fā)明中，在施加到電容器元件的負(fù)載溫度(例如在表面封裝(安裝)的電子部件情況下，在260°(峰值溫度)下經(jīng)1-2分鐘，或在固體電解電容器情況下，在300℃下經(jīng)1小時或在150-200℃下經(jīng)1-2小時)下，壓敏粘合膠帶的橫向熱收縮系數(shù)不大于5％，優(yōu)選不大于3％，更優(yōu)選不大于1.5％。這種壓敏粘合膠帶可通過在相應(yīng)于膠帶橫向的方向上(通常沿薄膜的寬度方向；TD方向)調(diào)節(jié)被用作壓敏粘合膠帶基體的塑料膜的拉伸比而獲得。更具體地，通過僅沿相應(yīng)于膠帶縱向的方向(通常沿薄膜流動的方向；MD方向)拉伸塑料膜獲得的單軸拉伸膜；或者主要沿相應(yīng)于膠帶縱向的方向和以較小的拉伸比沿相應(yīng)于膠帶橫向的方向拉伸塑料膜獲得的雙軸拉伸膜，可用作壓敏粘合膠帶用的基材膜，制備具有前述性能的粘合劑。通過恰當(dāng)?shù)卦O(shè)定構(gòu)成塑料膜的樹脂的種類，可調(diào)節(jié)壓敏粘合膠帶的橫向熱收縮系數(shù)。
此處可使用的基材膜的具體實例包括單軸拉伸的聚丙烯膜、雙軸拉伸的聚酯膜[例如由SUMITOMO CHEMICAL CO.，LTD.生產(chǎn)的商品名為“LCP Film”]和雙軸拉伸的聚苯硫醚[例如由TORAY INDUSTRIES，INC.，生產(chǎn)的商品名為“Torelina3030”]。前述雙軸拉伸的聚酯膜(商品名為“LCP Film”)在達(dá)300℃的溫度下顯示出不大于5％的橫向熱收縮系數(shù)。前述雙軸拉伸的聚苯硫醚膜(商品名為“Torelina3030”)在達(dá)150℃的溫度下顯示出不大于5％的橫向熱收縮系數(shù)。作為本發(fā)明的基材膜，優(yōu)選使用單軸拉伸的塑料膜，特別是例如單軸拉伸的聚丙烯膜。
可恰當(dāng)?shù)卦O(shè)定基材膜的厚度，只要不損害固定電容器元件的線圈的工作效率即可。但實際上基材膜的厚度通常為約5微米到100微米，優(yōu)選約9微米到50微米。
在固定本發(fā)明的電容器元件的線圈用的壓敏粘合膠帶中，作為構(gòu)成粘合劑層的粘合劑，可使用常規(guī)的壓敏粘合劑如丙烯酸粘合劑、橡膠基粘合劑和硅氧烷基粘合劑或類似物。
作為丙烯酸粘合劑，可使用常用于壓敏粘合膠帶中的一種。此處可用的丙烯酸粘合劑的優(yōu)選實例包括一種由(1)50％-100wt％主要單體((甲基)丙烯酸烷酯，其中烷基部分具有4-18個碳原子)，(2)0-50wt％共聚單體(例如具有5個或更少碳原子的(甲基)丙烯酸化合物、乙酸乙烯酯和苯乙烯)和(3)0-50wt％含官能團(tuán)的單體進(jìn)行共聚而獲得的共聚物。
主要單體(1)的實例包括(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸異癸酯、(甲基)丙烯酸月桂酯和(甲基)丙烯酸硬脂醇酯。作為共聚單體(2)的具有5個或更少碳原子的(甲基)丙烯酸化合物的實例包括(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸甲酯、丙烯腈和丙烯酰胺。
含官能團(tuán)的單體(3)的實例包括具有羥基的單體、具有羧基的單體、具有酰胺基的單體和具有氨基的單體。具有羥基的單體的優(yōu)選實例包括(甲基)丙烯酸羥烷酯如(甲基)丙烯酸2-羥乙酯和(甲基)丙烯酸2-羥丙酯。具有羧基的單體的優(yōu)選實例包括馬來酸單烷酯如馬來酸丁酯、馬來酸、馬來酸酐和巴豆酸。具有酰胺基的單體的優(yōu)選實例包括烷基(甲基)丙烯酰胺如二甲基丙烯酰胺和二乙基丙烯酰胺、烷基醚羥甲基(甲基)丙烯酰胺如丁氧基甲基丙烯酰胺和乙氧基甲基丙烯酰胺，和雙丙酮丙烯酰胺。具有氨基的單體的優(yōu)選實例包括丙烯酸二甲基氨乙酯。
作為含官能團(tuán)的單體，可使用多官能團(tuán)的單體如1，6-己二醇二甲基丙烯酸酯、四甘醇二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、二乙烯基苯、二乙烯基甲苯、鄰苯二甲酸二芳酯、馬來酸二芳酯、己二酸二芳酯、甘醇酸二芳酯、異氰脲酸三烯丙酯和碳酸二甘醇雙烯丙酯。
丙烯酸粘合劑可包括增粘聚合物物質(zhì)如松香、萜烯樹脂(如α-蒎烯、β-蒎烯)、萜酚樹脂和石油樹脂、交聯(lián)劑(如多元醇、多胺、異氰酸酯)和除了前述共聚物(丙烯酸聚合物)之外可摻入其中的其它添加劑。
作為橡膠基粘合劑，可使用通過混合天然橡膠或合成橡膠作為主要聚合物與增粘聚合物物質(zhì)、酚類防老劑、金屬氧化物或視需要的類似物而獲得的粘合劑。
作為硅氧烷基粘合劑，例如可使用通過用過氧化物如過氧化苯甲酰對作為硅氧烷組分的含烷基或苯基的聚硅氧烷進(jìn)行熱固化而獲得的粘合劑，所述聚硅氧烷如聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷和聚二苯基硅氧烷，或使用通過含乙烯基的聚硅氧烷與氫化硅烷的加成反應(yīng)而獲得的硬化產(chǎn)品。
粘合劑層的厚度通常為約2微米到100微米，優(yōu)選約5微米到50微米。
作為固定本發(fā)明的電容器元件的線圈用壓敏粘合膠帶的制備方法，可使用制備壓敏粘合膠帶的常規(guī)方法。例如可通過下述方法制備壓敏粘合膠帶，該方法包括借助涂布設(shè)備如輥涂機、逆向涂布機、照相凹版式涂布機和刮涂機，將粘合劑直接施加到拉伸的塑料膜上，然后干燥涂布的材料；或者該方法包括將粘合劑施加到防粘的襯墊上，干燥襯墊，接著將粘合劑層轉(zhuǎn)移到拉伸塑料膜上。
固定本發(fā)明的電容器元件的線圈用的壓敏粘合膠帶可用作端部擋板(endstop)(固定線圈)，纏繞在電解電容器元件周圍上。所述電解電容器元件包括陽極箔和陰極箔，用插入其間的的電解紙或隔離片纏繞。
下面根據(jù)下述實施例將進(jìn)一步描述本發(fā)明，但不應(yīng)當(dāng)將本發(fā)明限制于此。
實施例1作為支持基材，使用單軸拉伸的聚丙烯膜(厚度30微米)。然后向單軸拉伸的聚丙烯膜的一面施加通過在溶劑中溶解共聚物和交聯(lián)劑(如多元醇、多胺、異氰酸酯)而獲得的溶液，該共聚物是通過共聚烷基部分具有4-18個碳原子的(甲基)丙烯酸烷酯和可與之共聚的含乙烯基的化合物而獲得的。隨后，將涂布的材料經(jīng)3分鐘加熱到90℃的溫度，以便除去溶劑和使共聚物交聯(lián)，在其上形成由丙烯酸粘合劑制成的粘合劑層(厚度25微米)。由此制備了壓敏粘合膠帶。
實施例2以與實施例1相同的方式制備壓敏粘合膠帶，所不同的是，支持基材使用雙軸拉伸的聚苯硫醚膜[由TORAY INDUSTTRIES，INC.生產(chǎn)的商品名為“Torelina3030”](厚度25微米)。
實施例3以與實施例1相同的方式制備壓敏粘合膠帶，所不同的是，支持基材使用雙軸拉伸的聚酯膜[由SUMITOMO CHEMICAL CO.，LTD.生產(chǎn)的商品名為“LCPFilm”](厚度25微米)。
對比例1以與實施例1相同的方式制備壓敏粘合膠帶，所不同的是，支持基材使用雙軸拉伸的聚丙烯膜(厚度30微米)。
對比例2以與實施例1相同的方式制備壓敏粘合膠帶，所不同的是，支持基材使用雙軸拉伸的聚醚酰亞胺膜[由MITSUBISHI PLASTIC INDUSTRIES LTD.生產(chǎn)的商品名為“Superio”](厚度25微米)。
實驗例1將實施例1和2與對比例1中制備的壓敏粘合膠帶各自切割成2.5mm的寬度(在實施例1中，與拉伸方向垂直的方向相應(yīng)于橫向；而在實施例2和對比例1中，拉伸方向之一相應(yīng)于橫向)。然后在10g的負(fù)載下，將這些壓敏粘合膠帶各自纏繞1.5圈到模擬電容器元件的直徑為4mmφ的鋼棒上。之后，將用壓敏粘合膠帶纏繞的鋼棒加熱到150℃的溫度經(jīng)1小時。接著測量壓敏粘合膠帶各自的橫向熱收縮系數(shù)。結(jié)果見下表1。
表1

從上表1中可看出，實施例1和2的壓敏粘合膠帶即使在高至150℃的溫度下，分別顯示出低至0.9％和0％的橫向熱收縮系數(shù)。因此，即使當(dāng)用于固定要在高溫下使用的鋁制電解電容器元件的線圈時，本發(fā)明的壓敏粘合膠帶還會使鋁箔(電極箔)幾乎不被暴露，這樣使其能防止鋁箔到鋁金(金屬殼)的短路。相反，對比例1的壓敏粘合膠帶在高至150℃的溫度下顯示出高至8.3％的熱收縮系數(shù)。當(dāng)使用這種壓敏粘合膠帶來固定通常要在高溫下使用的電解電容器元件的線圈時，鋁箔被暴露，從而可能引起短路。
實驗例2以與實驗實施例1相同的方式在鋼棒上各自纏繞實施例3和對比例2制備的壓敏粘合膠帶，經(jīng)1小時加熱到270℃和300℃的環(huán)境溫度，然后測量橫向收縮系數(shù)。結(jié)果見表2。在實施例3中，以一個拉伸方向為橫向，切割壓敏粘合膠帶。
表2

從表2可看出，實施例3的壓敏粘合膠帶即使在高至300℃的溫度下，也顯示出低至0.5％的橫向熱收縮系數(shù)。因此，即使當(dāng)使用本發(fā)明的壓敏粘合膠帶固定待表面封裝的電解電容器元件的線圈時，在焊劑軟熔下鋁箔(電極箔)也幾乎不被暴露，這樣使其能防止鋁箔和鋁殼(金屬殼)之間發(fā)生短路。相反，對比例2的壓敏粘合膠帶顯示出顯著降低的薄膜彈性，因此在比構(gòu)成基材薄膜的樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變點高的溫度(216℃)下發(fā)生熔融和發(fā)泡。因此，這種壓敏粘合膠帶不可能固定待表面組裝的電解電容器元件的線圈。
工業(yè)實用性固定本發(fā)明的電容器元件的線圈用的壓敏粘合膠帶包括拉伸的塑料膜作為基材膜。本發(fā)明的壓敏粘合劑顯示出不大于某一特定值的預(yù)定橫向熱收縮系數(shù)。按照這種布局，可確保防止電容器元件的松動，即使在不低于構(gòu)成基材薄膜的樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變點的溫度下也是如此。此外，同樣可防止電容器元件的短路。因此，本發(fā)明的壓敏粘合膠帶特別是保證了鋁制電解電容器元件能在高溫使用。此外，本發(fā)明的壓敏粘合膠帶在其表面封裝過程中在焊劑軟熔時可防止電容器元件的短路。
本申請基于2001年2月22日申請的日本專利申請JP2001-046184，其全部內(nèi)容在此作為參考文獻(xiàn)引用，就如同詳細(xì)陳述一樣。
權(quán)利要求
1.一種固定電容器元件的線圈用的壓敏粘合膠帶，其中包括拉伸的塑料膜；和在拉伸塑料膜的至少一面上所提供的粘合劑層，其中該壓敏粘合膠帶在電容器元件的負(fù)載溫度下，在其寬度方向上具有不大于5％的熱收縮系數(shù)。
2.權(quán)利要求1的固定電容器元件的線圈用的壓敏粘合膠帶，其中該拉伸的塑料膜是單軸拉伸的聚丙烯膜。
3.權(quán)利要求1的固定電容器元件的線圈用的壓敏粘合膠帶，其中該拉伸的塑料膜選自聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜、聚丙烯(PP)膜和聚苯硫醚(PPS)膜。
4.權(quán)利要求1的固定電容器元件的線圈用的壓敏粘合膠帶，其中該壓敏粘合膠帶在150℃下在其寬度方向上具有不大于5％的熱收縮系數(shù)。
5.權(quán)利要求1的固定電容器元件的線圈用的壓敏粘合膠帶，其中該壓敏粘合膠帶在250℃下在其寬度方向上具有不大于5％的熱收縮系數(shù)。
6.權(quán)利要求1的固定電容器元件的線圈用的壓敏粘合膠帶，其中該拉伸的塑料膜是沿其縱向拉伸的單軸拉伸塑料膜。
7.權(quán)利要求1的固定電容器元件的線圈用的壓敏粘合膠帶，其中該拉伸的塑料膜是沿其縱向和寬度方向兩個方向拉伸的雙軸拉伸塑料膜，其中在寬度方向上的拉伸比小于在縱向的拉伸比。
8.一種電容器，其包括電容器元件；和根據(jù)權(quán)利要求1的固定電容器元件的線圈用的壓敏粘合膠帶。
全文摘要
本發(fā)明提供固定電容器元件的線圈用壓敏粘合膠帶，其即使在不低于構(gòu)成基材膜的樹脂玻璃化轉(zhuǎn)變點的溫度下，也能保證電容器元件不僅不松動而且不短路。本發(fā)明的壓敏粘合膠帶包括在拉伸塑料膜的至少一面提供的粘合劑層，該壓敏粘合膠帶在電容器元件的負(fù)載溫度下具有不大于5％的橫向熱收縮系數(shù)。可使用的拉伸塑料膜的例子是單軸拉伸的聚丙烯膜。
文檔編號H01G9/08GK1487984SQ02804032
公開日2004年4月7日 申請日期2002年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月22日
發(fā)明者谷本正一 申請人:日東電工株式會社