DE212017000044U1 - Filmkondensator sowie Film für Kondensator - Google Patents

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Abstract

Filmkondensator mit einem dielektrischen Harzfilm sowie einer ersten und einer zweiten Gegenelektrode, die sich über den dielektrischen Harzfilm gegenüberliegen, dadurch gekennzeichnet,
dass der dielektrische Harzfilm ein Film für Kondensator ist, der aus einem Vernetzungsprodukt aus einem ersten und einem zweiten organischen Material besteht,
das zweite organische Material Polyisocyanate mit mehreren Isocyanatgruppen ist und
das erste organische Material mehrere Hydroxylgruppen und eine verzweigte Struktur aufweist.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Filmkondensator sowie einen Film für einen Kondensator. Der erfindungsgemäße Film für Kondensator betrifft näher einen Film, der als dielektrischer Harzfilm eines Filmkondensators verwendet wird.
  • STAND DER TECHNIK
  • Als Art von Kondensatoren steht ein Filmkondensator mit einer Struktur zur Verfügung, dass ein flexibler Harzfilm als Dielektrikum verwendet wird und über den Harzfilm eine erste und eine zweite Gegenelektrode, die sich gegenüberliegen, angeordnet sind. Der Filmkondensator nimmt eine im Wesentlichen zylindrische Form an, in welcher ein Harzfilm als Dielektrikum gewickelt wird, wobei auf einer ersten und einer zweiten sich gegenüberliegenden Stirnfläche des Zylinders jeweils eine erste und eine zweite externe Anschlusselektrode gebildet sind. Die erste Gegenelektrode ist mit der ersten externen Anschlusselektrode und die zweite Gegenelektrode mit der zweiten externen Anschlusselektrode elektrisch verbunden.
  • Als dielektrischer Harzfilm für Filmkondensatoren ist z. B. in der Patentliteratur 1 angegeben, dass ein dielektrischer Harzfilm aus einem duroplastischen Harz verwendet wird. Die Harzzusammensatzung, die den in der Patentliteratur 1 angegebenen dielektrischen Harzfilm bildet, ist versehen mit einer ersten Gruppierung, die mindestens eine von einer Methylengruppe, einem aromatischen Ring und einer Ethergruppe gewählte funktionelle Gruppe mit einer relativ kleinen molaren Polarisierbarkeit umfasst, und einer zweiten Gruppierung, die mindestens eine von einer Hydroxylgruppe, Aminogruppe und Carbonylgruppe gewählte funktionelle Gruppe mit einer relativ großen molaren Polarisierbarkeit umfasst, und erfüllt die Bedingung, dass ein Wert, der durch (Gesamtsumme der Absorptionsbandstärke der ersten Gruppierung)/(Gesamtsumme der Absorptionsbandstärke der zweiten Gruppierung) dargestellt wird, 1,0 oder mehr beträgt. Weiterhin ist in der Patentliteratur 1 angegeben, dass die Harzzusammensetzung ein ausgehärtetes Produkt ist, das durch Reaktion von mindestens zwei organischen Materialien, die ein erstes organisches Material wie Phenoxyharz und ein zweites organisches Material wie Isocyanat-Verbindung umfassen, erhalten wird.
  • ERMITTELTE SCHRIFT
  • PATENTLITERATUR
  • Patentliteratur 1: WO 2013/128726
  • ÜBERSICHT DER ERFINDUNG
  • ZU LÖSENDE AUFGABE DER ERFINDUNG
  • Gemäß der in der Patentliteratur 1 angegebenen Harzzusammensetzung kann die Verlusttangente reduziert werden, so dass ein Filmkondensator mit Hochfrequenz problemlos benutzt werden kann. Weiterhin, wenn die Harzzusammensetzung ein ausgehärtetes Produkt ist, das durch Reaktion von mindestens zwei organischen Materialien erhalten wird, kann die Glasübergangstemperatur auf 130°C oder höher festgelegt werden, so dass die Wärmebeständigkeit des dielektrischen Harzfilms hoch ist.
  • Wie oben beschrieben, werden hinsichtlich des dielektrischen Harzfilms aus der in der Patentliteratur 1 angegebenen Harzzusammensetzung zwar die Verlusttangente und die Wärmebeständigkeit überprüft, jedoch wurde die Spannungsfestigkeit, also die Spannungsfestigkeitsstärke bei einer bestimmten Temperatur nicht überprüft.
  • Die vorliegende Erfindung bezweckt die Bereitstellung eines Filmkondensators mit einem Film für Kondensator mit einer hohen Durchschlagfestigkeit und einer hervorragenden Spannungsfestigkeit sowie eines Films für einen Kondensator.
  • MITTEL ZU LÖSEN DER AUFGABE
  • Der erfindungsgemäße Filmkondensator ist ein Filmkondensator mit einem dielektrischen Harzfilm sowie einer ersten und einer zweiten Gegenelektrode, die sich über den dielektrischen Harzfilm gegenüberliegen, dadurch gekennzeichnet, dass der dielektrische Harzfilm ein erfindungsgemäßer Film für Kondensator ist.
  • Der erfindungsgemäße Film für Kondensator ist ein Film für Kondensator, der aus einem Vernetzungsprodukt aus einem ersten und einem zweiten organischen Material besteht, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite organische Material Polyisocyanate mit mehreren Isocyanatgruppen ist und das erste organische Material mehrere Hydroxylgruppen und eine verzweigte Struktur aufweist.
  • Der erfindungsgemäße Film für Kondensator besteht aus einem Vernetzungsprodukt aus einem ersten und einem zweiten organischen Material. D. h., der erfindungsgemäße Film für Kondensator ist ein ausgehärtetes Produkt, das durch Reaktion des ersten und des zweiten organischen Materials erhalten wird, und weist eine Vernetzungsstruktur auf, die durch Reaktion der Hydroxylgruppen, die das erste organische Material aufweist, und der Isocyanatgruppen, die das zweite organische Material aufweist, gebildet wird. Folglich ist es möglich, wie in der Patentliteratur 1, die Wärmebeständigkeit des Films zu erhöhen.
  • Zudem ist der erfindungsgemäße Film für Kondensator dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes organisches Material mit einer verzweigten Struktur verwendet wird, was zu einem Film mit einer hohen Durchschlagfestigkeit und einer hervorragenden Spannungsfestigkeit führt.
  • Bei der Verwendung des ersten organischen Materials mit einer verzweigten Struktur verwickeln sich die Molekülketten, die den Film bilden, der durch Vernetzung des ersten und des zweiten organischen Materials erhalten wird, im Vergleich zu bei der Verwendung eines ersten organischen Materials mit einer unverzweigten Kettenstruktur kompliziert. Es ist daher denkbar, dass sich bei Anlegen einer Spannung von außen auf den Film die Spannung nicht lokal konzentriert und daher der Film schwer zerstört wird.
  • In der Patentliteratur 1 ist ferner ein ausgehärtetes Produkt angegeben, die dadurch erhalten wird, dass als erstes organisches Material ein hochmolekulares Bisphenol-A-Typ-Epoxidharz mit einem am Ende vorgesehenen Epoxid und als zweites organisches Material Tolylendiisocyanat (TDI) oder Diphenylmethandiisocyanat (MDI) verwendet sowie diese zur Reaktion gebracht werden.
  • Unter dem hochmolekularen Bisphenol-A-Typ-Epoxidharz mit einem am Ende vorgesehenen Epoxid war jedoch eines mit einer verzweigten Struktur bisher nicht bekannt. Es kann daher davon ausgegangen werden, dass die Struktur eines Phenoxyharzes, das im Versuchsbeispiel der Patentliteratur 1 verwende wird, keine verzweigte Struktur, sondern eine unverzweigte Kettenstruktur darstellt.
  • Wie oben beschrieben, ist der erfindungsgemäße Film für Kondensator mit einer hohen Durchschlagfestigkeit und einer hervorragenden Spannungsfestigkeit versehen. Der erfindungsgemäße Film für Kondensator ermöglicht daher, unter Aufrechterhaltung einer vorgegebenen Durchschlagfestigkeit die Dicke des dielektrischen Harzfilms zu verdünnen und infolgedessen den Filmkondensator zu verkleinern.
  • Der Filmkondensator kann mit folgenden Schritten erhalten werden: Produzieren eines dielektrischen Harzfilms durch ein filmförmiges Formen und Härten einer Harzlösung sowie Bilden einer ersten und einer zweiten Gegenelektrode, die sich über den dielektrischen Harzfilm gegenüberliegen, und dadurch gekennzeichnet, dass die Harzlösung ein erstes und ein zweites organisches Material umfasst, das zweite organische Material Polyisocyanate mit mehreren Isocyanatgruppen ist und das erste organische Material mehrere Hydroxylgruppen und eine verzweigte Struktur aufweist.
  • EFFEKTE DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Bereitstellung eines Filmkondensators mit einem Film für Kondensator mit einer hohen Durchschlagfestigkeit und einer hervorragenden Spannungsfestigkeit sowie eines Films für einen Kondensator.
  • Figurenliste
    • [1] 1 ist die schematische Schnittdarstellung eines Beispiels des Filmkondensators mit dem erfindungsgemäßen Film für Kondensator.
  • AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
  • Nachstehend wird der erfindungsgemäße Film für Kondensator und der Filmkondensator mit dem Film erläutert.
  • Die vorliegende Erfindung wird jedoch nicht auf die folgenden Merkmale eingeschränkt, und kann im Umfang, in welchem das Wesentliche der vorliegenden Erfindung nicht geändert wird, den Umständen entsprechend geändert und angewendet werden.
  • Durch Kombination von zwei oder mehr nachstehend beschriebenen jeweiligen gewünschten Merkmalen der vorliegenden Erfindung wird auch die vorliegende Erfindung geschaffen.
  • [Filmkondensator]
  • 1 ist die schematische Schnittdarstellung eines Beispiels des Filmkondensators mit dem erfindungsgemäßen Film für Kondensator.
  • Der in 1 gezeigte Filmkondensator 1 ist ein gewickelter Filmkondensator und versehen mit dem ersten dielektrischen Harzfilm 11 und dem zweiten dielektrischen Harzfilm 12 im gewickelten Zustand, der ersten Gegenelektrode 21 und der zweiten Gegenelektrode 22, die über den ersten dielektrischen Harzfilm 11 oder den zweiten dielektrischen Harzfilm 12 gegenüberliegen, sowie der ersten externen Anschlusselektrode 31 und der zweiten externen Anschlusselektrode 32, die mit der ersten Gegenelektrode 21 und der zweiten Gegenelektrode 22 jeweils elektrisch verbunden sind.
  • Die erste Gegenelektrode 21 ist auf dem ersten dielektrischen Harzfilm 11 und die zweite Gegenelektrode 22 auf dem zweiten dielektrischen Harzfilm 12 gebildet. Die erste Gegenelektrode 21 ist derart gebildet, dass diese zwar einen Seitenrand des ersten dielektrischen Harzfilms 11, jedoch nicht den anderen Seitenrand erreicht. Demgegenüber ist die zweite Gegenelektrode 22 derart gebildet, dass diese zwar nicht einen Seitenrand des zweiten dielektrischen Harzfilms 12, jedoch den anderen Seitenrand erreicht. Die erste Gegenelektrode 21 und die zweite Gegenelektrode 22 sind z. B. aus einem Aluminiumfilm ausgebildet.
  • Der erste dielektrische Harzfilm 11 und der zweite dielektrische Harzfilm 12 kommen durch Wickeln zu einem gestapelten Zustand. Wie in 1 gezeigt, werden der erste dielektrische Harzfilm 11 und der zweite dielektrische Harzfilm 12 jeweils in Breitenrichtung versetzt, damit das Ende der ersten Gegenelektrode 21, das den Seitenrand des ersten dielektrischen Harzfilms 11 erreicht, und das Ende der zweiten Gegenelektrode 22, das den Seitenrand des zweiten dielektrischen Harzfilms 12 erreicht, jeweils freigelegt werden. Durch Wickeln des ersten dielektrischen Harzfilms 11 und des zweiten dielektrischen Harzfilms 12 wird ferner ein substantiell zylindrischer Kondensatorhauptkörper erhalten.
  • Hinsichtlich des in 1 gezeigten Filmkondensators 1 ist derart gewickelt, dass der zweite dielektrische Harzfilm 12 außerhalb des ersten dielektrischen Harzfilms 11 liegt und im Hinblick auf jeden des ersten dielektrischen Harzfilms 11 und des zweiten dielektrischen Harzfilms 12 jede der ersten Gegenelektrode 21 und der zweiten Gegenelektrode 22 nach innen gerichtet ist.
  • Der erste externe Anschlusselektrode 31 und der zweite externe Anschlusselektrode 32 werden dadurch gebildet, dass auf jeder Stirnfläche des auf die obige Weise erhaltenen substantiell zylindrischen Kondensatorhauptkörpers bspw. Zink thermisch gespritzt wird. Die erste externe Anschlusselektrode 31 steht mit dem freigelegten Ende der ersten Gegenelektrode 21 in Berührung und wird somit mit der ersten Gegenelektrode 21 elektrisch verbunden. Demgegenüber steht die zweite externe Anschlusselektrode 32 mit dem freigelegten Ende der zweiten Gegenelektrode 22 in Berührung und wird somit mit der zweiten Gegenelektrode 22 elektrisch verbunden.
  • Der Filmkondensator kann mit einer zylindrischen Wickelachse versehen sein. Die Wickelachse ist auf der Mittenachse des gewickelten ersten und zweiten dielektrischen Harzfilms angeordnet und dient als Achse, auf die beim Wickeln des ersten und des zweiten dielektrischen Harzfilms diese gewickelt werden. Wenn keine Wickelachse vorgesehen ist, wie im Filmkondensator 1 gemäß 1, wird der Wickelkörper des ersten dielektrischen Harzfilms 11 und des zweiten dielektrischen Harzfilms 12 in eine elliptische oder eine ovale Schnittform gedrückt und nimmt eventuell eine kompaktere Form an.
  • Als dielektrischer Harzfilm, mit dem der obige Filmkondensator versehen ist, wird der erfindungsgemäße Film für Kondensator verwendet.
  • [Film für Kondensator]
  • Der erfindungsgemäße Film für Kondensator besteht aus einem Vernetzungsprodukt aus einem ersten und einem zweiten organischen Material D. h., der erfindungsgemäße Film für Kondensator ist ein ausgehärtetes Produkt, das durch Reaktion des ersten und des zweiten organischen Materials erhalten wird, und weist eine Vernetzungsstruktur auf, die durch Reaktion der Hydroxylgruppen, die das erste organische Material aufweist, und der Isocyanatgruppen, die das zweite organische Material aufweist, gebildet wird.
  • Hinsichtlich des erfindungsgemäßen Films für Kondensator ist es ferner nicht nötig, dass all der Hydroxylgruppen, die das erste organische Material aufweist, und der Isocyanatgruppen, die das zweite organische Material aufweist, reagiert, und ein Teil der Hydroxylgruppen und der Isocyanatgruppen kann übrigbleiben. Insbesondere ist es bevorzugt, dass mehr Rückstand der Hydroxylgruppen vorliegt als der Rückstand der Isocyanatgruppen. In diesem Fall muss der Rückstand der Isocyanatgruppen ggf. nicht vorliegen. Dass mehr Rückstand der Hydroxylgruppen als der Rückstand der Isocyanatgruppen vorliegt, kann durch Messung von Infrarot-Absorptionsspektrum unter Verwendung eines Fourier-Transformations-Infrarot-Spektrophotometer (FT-IR) und durch eine abgeschwächte Totalreflexions-Methode (ATR: attenuated total reflection) bestätigt werden. Konkret kann hinsichtlich der Hydroxylgruppen aus der Spitze von 3400 bis 3700 cm-1 und hinsichtlich der Isocyanatgruppen aus der Spitze von 2000 bis 2400 cm-1 bestätigt werden.
  • Das erste organische Material weist mehrere Hydroxylgruppen (OH-Gruppen) und eine verzweigte Struktur auf. D. h. das erste organische Material besteht aus mehreren Molekülketten und weist mehrere Hydroxylgruppen als gesamtes Molekül auf. Solange das erste organische Material mehrere Hydroxylgruppen als gesamtes Molekül aufweist, wird die Anzahl an Hydroxylgruppen, die jeweilige Molekülketten aufweisen, nicht beschränkt, und kann sich die Anzahl an Hydroxylgruppen, die jeweilige Molekülketten aufweisen, auch unterscheiden. Es kann ferner auch eine Molekülkette ohne Hydroxylgruppen vorliegen. Insbesondere ist es bevorzugt, dass alle Molekülketten, die das erste organische Material ausbilden, eine oder mehrere Hydroxylgruppen aufweisen.
  • Das erste organische Material weist bevorzugt ein Epoxid auf. Insbesondere ist bevorzugt, dass das erste organische Material ein Phenoxyhar ist und am Ende ein Epoxid aufweist, und ist mehr bevorzugt, dass das erste organische Material ein hochmolekulares Epoxidharz vom Bisphenol-A-Typ mit einer verzweigten Struktur ist. Das erste organische Material kann ferner Polyol wie Polyetherpolyol und Polyesterpolyol sein.
  • Das Molekulargewicht des ersten organischen Materials beträgt unter dem Gesichtspunkt des Erhaltens einer Flexibilität des Films bevorzugt 20,000 oder mehr.
  • Mit dem Molekulargewicht des ersten organischen Materials ist ferner das Gewichtsmittel des Molekulargewichts (Mw) gemeint, welches durch eine Gelpermeationschromatographie (GPC) gemessen und in Bezug auf eine Polystyrol-Standardprobe ermittelt wurde.
  • Als erstes organisches Material können ferner zwei oder mehr organische Materialien mit mehreren Hydroxylgruppen und einer verzweigten Struktur gemeinsam benutzt werden.
  • Das zweite organische Material ist Polyisocyanate mit mehreren Isocyanatgruppen (NCO-Gruppen). Das zweite organische Material funktioniert als Härtemittel zum Härten des Films, indem dieses durch Reaktion auf Hydroxylgruppen, die das erste organische Material aufweist, eine Vernetzungsstruktur bildet.
  • Die Polyisocyanate weist bevorzugt Isocyanatgruppen von größer gleich zwei und kleiner gleich sechs und mehr bevorzugt Isocyanatgruppen von größer gleich zwei und kleiner gleich drei auf.
  • Als Polyisocyanate lassen sich bspw. Aromatische Polyisocyanate wie Diphenylmethandiisocyanat (MDI) und Toluylendiisocyanat (TDI) und Aliphatisches Polyisocyanat wie Hexamethylendiisocyanat (HDI) usw. anführen. Hierbei kann es sich auch um ein modifiziertes Produkt dieser Polyisocyanaten, z. B. ein modifiziertes Produkt mit Carbodiimid oder Urethan usw. handeln. Vor allem bevorzugt ist Aliphatisches Polyisocyanat, mehr bevorzugt MDI oder TDI und noch mehr bevorzugt MDI. Als zweites organisches Material können ferner Polyisocyanaten von zwei oder mehr Arten gemeinsam benutzt werden.
  • Obwohl hinsichtlich des erfindungsgemäßen Films für Kondensator das Gewichtsmittel des Molekulargewichts des ersten und des zweiten organischen Materials (das erste organische Material/das zweite organische Material) nicht besonders eingeschränkt wird, ist bevorzugt 10/90 oder mehr, mehr bevorzugt 20/80 oder mehr, noch mehr bevorzugt 30/70 und ferner bevorzugt 90/10 oder weniger, mehr bevorzugt 80/20 oder weniger und noch mehr bevorzugt 70/30 oder weniger. Insbesondere ist es bevorzugt, dass das Gewichtsmittel des Molekulargewichts des ersten organischen Materials höher ist als das Gewichtsmittel des Molekulargewichts des zweiten organischen Materials.
  • Der erfindungsgemäße Film für Kondensator kann auch ein Zusatzmittel zur Verleihung einer anderen Funktion umfassen. Bspw. kann durch Zusetzen eines Egalisiermittels die Glattheit verliehen werden. Es ist mehr bevorzugt, dass das Zusatzmittel eine funktionelle Gruppe aufweist, die auf Hydroxylgruppen und/oder Isocyanatgruppen reagiert, und ein Material zum Bilden eines Teils der Vernetzungsstruktur des ausgehärteten Produkts ist. Als Material dieser Art lässt sich ein Harz usw. mit mindestens einer funktionellen Gruppe anführen, die z. B. aus der Gruppe bestehend aus einem Epoxid, einer Silanolgruppe und einer Carboxylgruppe ausgewählt wird.
  • Der erfindungsgemäße Film für Kondensator wird bevorzugt dadurch erhalten, dass eine Harzlösung mit dem ersten und dem zweiten organischen Material in Form eines Films geformt und anschließend durch eine Wärmebehandlung gehärtet wird.
  • Der erfindungsgemäße Film für Kondensator, der auf diese Weise erhalten wird, zeichnet sich eine hohe Spannungsfestigkeit aus. Die Durchschlagsfestigkeit des erfindungsgemäßen Films für Kondensator beträgt bevorzugt gleich oder größer als 300 V/µm, mehr bevorzugt gleich oder größer als 340 V/µm.
  • Der erfindungsgemäße Film für Kondensator zeichnet sich ferner auch eine hohe Wärmebeständigkeit aus. Die Glasübergangstemperatur (Tg) des erfindungsgemäßen Films für Kondensator beträgt bevorzugt gleich oder höher als 130°C, mehr bevorzugt 160°C, noch mehr bevorzugt 169°C.
  • AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel gezeigt, in welchem der erfindungsgemäße Film für Kondensator konkreter offenbart ist. Die vorliegende Erfindung wird nicht lediglich auf diese Ausführungsbeispiele eingeschränkt.
  • [Produzieren eines Films]
  • (Ausführungsbeispiel 1)
  • Als erstes organisches Material wurde ein Phenoxyharz mit einer verzweigten Struktur und als zweites organisches Material MDI (Diphenylmethandiisocyanat) bereitgestellt.
  • Als obiges Phenoxyharz mit einer verzweigten Struktur wurde ein hochmolekulares Bisphenol-A-Typ-Epoxidharz (Molekulargewicht: 50,000) mit einem am Ende vorgesehenen Epoxid und einer verzweigten Struktur verwendet.
  • Konkret wurden 400 Gewichtsteile Bisphenol-A-diglycidylether, 224 Gewichtsteile Bisphenol A, 6 Gewichtsteile α, α-Bis (4-hydroxyphenyl) -4-(4-hydroxy-α, α-dimethylbenzyl)-ethylbenzol, 1,48 Gewichtsteile einer 27%-igen wässrigen Methylammoniumlösung, 210 Gewichtsteile Toluol in ein druckresistentes Reaktionsgefäß gegeben und eine Polymerisationsreaktion in einer Stickstoffgasatmosphäre bei 135°C für 6 Stunden durchgeführt, wodurch ein bezwecktes Bisphenol-A-Typ-Epoxidharz erhalten wurde.
  • Als obiges MDI wurde ein Gemisch (Gewichtsverhältnis 70 :30) aus 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat und seinem Carbodiimid-modifizierten Produkt verwendet.
  • Das erste und das zweite organische Material wurden mit einem in der Tabelle 1 dargestellten Gewichtsverhältnis gemischt, wodurch eine Harzlösung erhalten wurde. Beim Erhalten der Harzlösung wurde Phenoxyharz in Methylethylketon-Lösungsmittel aufgelöst und das in Methylethylketon aufgelöste MDI in die Phenoxyharzlösung gemischt.
  • Die erhaltene Harzlösung wurde mit einer Rakelstreichmaschine auf einem PET-Film geformt, wodurch ein ungehärteter Film mit einer Dicke von 3 µm erhalten wurde. Anschließend wurde dieser Film für 2 Stunden in einem auf 150 °C eingestellten Heißluftofen thermisch behandelt und thermisch gehärtet, wodurch der Film gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 erhalten wurde.
  • (Ausführungsbeispiel 2)
  • Abgesehen von der Änderung des Molekulargewichts des ersten organischen Materials auf 40,000 wurde der Film produziert, so wie im Ausführungsbeispiel 1, und der Film gemäß dem Ausführungsbeispiel 2 erhalten.
  • (Ausführungsbeispiel 3)
  • Abgesehen von der Änderung des Molekulargewichts des ersten organischen Materials auf 30,000 wurde der Film produziert, so wie im Ausführungsbeispiel 1, und der Film gemäß dem Ausführungsbeispiel 3 erhalten.
  • (Vergleichsbeispiel 1)
  • Abgesehen von der Verwendung eines Phenoxyharz mit einer unverzweigten Kettenstruktur als erstes organisches Material wurde der Film produziert, so wie im Ausführungsbeispiel 1, und der Film gemäß dem Vergleichsbeispiel 1 erhalten.
  • Als obiges Phenoxyharz mit einer unverzweigten Kettenstruktur wurde ein hochmolekulares Bisphenol-A-Typ-Epoxidharz (Molekulargewicht: 50,000) mit einem am Ende vorgesehenen Epoxid und einer verzweigten Struktur verwendet.
  • [Messung der Glasübergangstemperatur]
  • Hinsichtlich jedes Films nach der thermischen Härtung wurde die Glasübergangstemperatur (Tg) mittels DMAs (dynamisches Viskoelastizitätsmessgerät „RSA-III“ der Fa. TA INSTRUMENTS) gemessen. Unter den Messbedingungen, dass die Temperatur von Raumtemperatur auf 250 °C mit einer Aufheizrate von 10 °C/min erhöht, die Wellenzahl auf 10 rad/s eingestellt und die Dehnung auf 0,1% eingestellt wird, wurde die Temperatur ermittelt, bei welcher die Verlusttangente (tan δ) den maximalen Spitzenwert annimmt. Tg jedes Films wird in der Tabelle 1 gezeigt.
  • [Messung der Durchschlagsfestigkeit]
  • Durch folgendes Verfahren wurde die Durchschlagsfestigkeit jedes Films nach der thermischen Härtung gemessen. Auf beiden Seiten jedes Films wurden aufgedampfte Elektroden ausgebildet, um eine Bewertungsprobe zu bilden, und unter dem Anlegen eines elektrischen Feldes zum Aufrechterhalten jeder elektrischen Feldstärke für 10 Minuten bei einer elektrischen Feldstärke von 25 V/µm wurde die elektrische Feldstärke, bei der die elektrostatische Kapazität aufgrund von Filmbruch auf 0% des Anfangswertes abnahm, als Durchschlagfestigkeit definiert. Die Messtemperatur wurde ferner auf 125°C festgelegt. Bei dieser Messung wurde die Anzahl an den Bewertungsproben für jeden Film auf 5 eingestellt, und ein Wert, bei welchem die Fehlerhäufigkeit durch Weibull-Verteilung 50% beträgt, wurde als der Durchschnittswert der dielektrischen Durchschlagfestigkeit angenommen Die Durchschlagfestigkeit jedes Films ist in der Tabelle 1 gezeigt. [Tabelle 1]
    erstes organisches Material Gewichtsverhältnis Tg [°C] Durchschlagfestigkeit [v/µm]
    Struktur Molekulargewicht erstes organisches Material zweites organisches Material
    Ausführungsbeispiel 1 Verzweigung 50,000 70 30 169 350
    Ausführungsbeispiel 2 40,000 70 30 171 350
    Ausführungsbeispiel 3 30,000 70 30 170 340
    Vergleichsbeispiel 1 unverzweigte Kette 50,000 70 30 165 250
  • In der Tabelle 1 ist mit dem Molekulargewicht des ersten organischen Materials das Gewichtsmittel des Molekulargewichts (Mw) gemeint, welches durch eine Gelpermeationschromatographie (GPC) gemessen und in Bezug auf eine Polystyrol-Standardprobe ermittelt wurde.
  • Beim Film gemäß Vergleichsbeispiel 1, für welches ein Phenoxyharz mit einer unverzweigten Kettenstruktur als erstes organisches Material verwendet wurde, betrug die Glasübergangstemperatur Tg 165°C und die Durchschlagfestigkeit 250 V/µm. Demgegenüber betrug bei den Filmen gemäß den Ausführungsbeispielen 1-3, für welche ein Phenoxyharz mit einer verzweigten Struktur als erstes organisches Material verwendet wurde, die Glasübergangstemperatur Tg etwa 170 °C und die Durchschlagfestigkeit 340 V/µm oder mehr.
  • Aus den obigen Ergebnissen wurde bestätigt, dass durch Verwendung eines Phenoxyharzes mit einer verzweigten Struktur als erstes organisches Material nicht nur die Wärmebeständigkeit, sondern auch die Spannungsbeständigkeit erhöht werden kann.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Filmkondensator
    11
    erster dielektrischer Harzfilm
    12
    zweiter dielektrischer Harzfilm
    21
    erste Gegenelektrode
    22
    zweite Gegenelektrode
    31
    erste externe Anschlusselektrode
    32
    zweite externe Anschlusselektrode
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2013/128726 [0004]

Claims (11)

  1. Filmkondensator mit einem dielektrischen Harzfilm sowie einer ersten und einer zweiten Gegenelektrode, die sich über den dielektrischen Harzfilm gegenüberliegen, dadurch gekennzeichnet, dass der dielektrische Harzfilm ein Film für Kondensator ist, der aus einem Vernetzungsprodukt aus einem ersten und einem zweiten organischen Material besteht, das zweite organische Material Polyisocyanate mit mehreren Isocyanatgruppen ist und das erste organische Material mehrere Hydroxylgruppen und eine verzweigte Struktur aufweist.
  2. Filmkondensator nach Anspruch 1, wobei das Gewichtsverhältnis des ersten organischen Materials höher ist als das Gewichtsverhältnis des zweiten organischen Materials.
  3. Filmkondensator nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Rückstand der Hydroxylgruppen mehr ist als der Rückstand der Isocyanatgruppen.
  4. Filmkondensator nach einem der Ansprüche 1-3, wobei die Glasübergangstemperatur des Films für Kondensator gleich oder höher als 169°C beträgt.
  5. Filmkondensator nach einem der Ansprüche 1-4, wobei die Durchschlagsfestigkeit des Films für Kondensator gleich oder größer als 300 V/µm beträgt.
  6. Filmkondensator nach einem der Ansprüche 1-5, wobei das erste organische Material Epoxid aufweist.
  7. Filmkondensator nach Anspruch 6, wobei das erste organische Material ein Phenoxyharz ist.
  8. Filmkondensator nach Anspruch 6 oder 7, wobei das zweite organische Material Diphenylmethandiisocyanat oder Tolylendiisocyanat ist.
  9. Film für Kondensator bestehend aus einem Vernetzungsprodukt aus einem ersten und einem zweiten organischen Material, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite organische Material Polyisocyanate mit mehreren Isocyanatgruppen ist, und das erste organische Material mehrere Hydroxylgruppen und eine verzweigte Struktur aufweist.
  10. Film für Kondensator nach Anspruch 9, wobei das Gewichtsverhältnis des ersten organischen Materials höher ist als das Gewichtsverhältnis des zweiten organischen Materials.
  11. Filmkondensator nach Anspruch 9 oder 10, wobei der Rückstand der Hydroxylgruppen mehr ist als der Rückstand der Isocyanatgruppen.
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