JP2013125936A - フィルムキャパシタ用フィルム - Google Patents
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Abstract
【課題】高い耐電圧性を有する、コンパクトで軽量なフィルムキャパシタを構成するのに好適なフィルムキャパシタ用フィルムを提供する。
【解決手段】フィルムキャパシタ用フィルムであって、熱可塑性樹脂組成物を含む複数のフィルムを積層して形成されたフィルム積層体を備え、フィルム積層体が、所望の絶縁破壊電圧に対し単層のフィルムが有する絶縁破壊強さから規定される全厚みを有して、単層の熱可塑性樹脂組成物のフィルムで構成するより薄化されたフィルムキャパシタ用フィルムの提供を可能にする。
【選択図】なし
【解決手段】フィルムキャパシタ用フィルムであって、熱可塑性樹脂組成物を含む複数のフィルムを積層して形成されたフィルム積層体を備え、フィルム積層体が、所望の絶縁破壊電圧に対し単層のフィルムが有する絶縁破壊強さから規定される全厚みを有して、単層の熱可塑性樹脂組成物のフィルムで構成するより薄化されたフィルムキャパシタ用フィルムの提供を可能にする。
【選択図】なし
Description
本発明は、フィルムキャパシタ用フィルムに関する。より具体的には、耐電圧性に優れた軽量フィルムキャパシタ用に好適なフィルムキャパシタ用フィルムに関する。
現在、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ樹脂）、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ樹脂）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ樹脂）及びポリエチレンナフタレート樹脂（ＰＥＮ樹脂）の４種類の樹脂のいずれかから得られるフィルムを誘電層として、この誘電層の表面に金属蒸着層を電極として形成することで、フィルムキャパシタ用フィルムが実用化されている。
しかしながら、ＰＰ樹脂製及びＰＥＴ樹脂製のフィルムキャパシタ用フィルムは、ＰＰ樹脂の使用温度が１０５℃以下であり、ＰＥＴ樹脂の使用温度が１２５℃以下なので耐熱性に劣る。これに対し、ハイブリッド車の普及により、インバータ用として使用されるキャパシタには１５０℃以上の耐熱性が必要とされる。このため、ＰＰ樹脂製又はＰＥＴ樹脂製のフィルムキャパシタ用フィルムをハイブリッド車のキャパシタに適用するには、（１）軽量化の要請を無視して大型の冷却装置を設置する方法、（２）スペース効率を無視して熱源のエンジンルームから遠く離れた運転席側等にキャパシタを設置する方法を採用せざるを得ず、軽量化やコストの点が解決すべき問題となっている。
ＰＰＳ樹脂製のフィルムキャパシタ用フィルムは、使用温度が１６０℃以下で良好な耐熱性が得られるものの、絶縁破壊強さが低く、耐電圧性に劣るため、使用範囲が限定される。又、ＰＥＮ樹脂製のフィルムキャパシタ用フィルムは、使用温度が１６０℃以下で良好な耐熱性が得られるものの、誘電損失が大きく、誘電正接の温度依存性が大きいので、使用範囲が限定される。
これに対し、ポリエーテルイミド樹脂（ＰＥＩ樹脂）製のフィルムがフィルムキャパシタ用フィルムとして注目されている（例えば、特許文献１、２参照）。ポリエーテルイミド樹脂製のフィルムキャパシタ用フィルムは、ガラス転移点Ｔｇが２００℃以上で耐熱性に優れ、絶縁破壊強さが高く耐電圧性に優れ、誘電正接の周波数依存性と温度依存性が小さいためフィルムキャパシタ用フィルムとして好適である。
しかしながら、上記のような熱可塑性樹脂からなるフィルムキャパシタ用フィルムには、フィルムの厚みが増加するにつれて、単位厚みあたりの絶縁耐圧が低くなっていくという現象がある。このために、絶縁耐圧の大きなキャパシタ用フィルムが要求される場合、単に比例的にフィルムキャパシタ用フィルムの厚みを増加させるだけでは所望の絶縁耐圧を達成できないので、単位厚みあたりの絶縁耐圧の低下量を見込んだ厚みの大きなフィルムを用いる必要があり、軽量キャパシタの設計、製造上大きな問題となっている。
そこで、本発明は上記問題点に鑑みなされたものであって、高い耐電圧生を有する、コンパクトで軽量なフィルムキャパシタを構成するのに好適なフィルムキャパシタ用フィルムを提供することを目的とする。
このような課題を解決するために、本発明のフィルムキャパシタ用フィルムの特徴は、フィルムキャパシタ用フィルムであって、熱可塑性樹脂組成物を含む複数のフィルムを積層して形成されたフィルム積層体を備え、フィルム積層体が、所望の絶縁破壊電圧に対し単層のフィルムが有する絶縁破壊強さから規定される全厚みを有して、単層の熱可塑性樹脂組成物のフィルムで構成するより薄化されたフィルムキャパシタ用フィルムの提供を可能にすることを要旨とする。
熱可塑性樹脂組成物からなるフィルムの単位厚みあたりの絶縁破壊強さは、平均値、最小値ともに、フィルムの厚みの増加とともに低下する。従って、例えば、厚み５μｍのフィルムの１μｍあたりの絶縁破壊強さは、厚み１０μｍのフィルムの１μｍあたりの絶縁破壊強さより大きいので、厚み５μｍのフィルムを２層積層した積層フィルムの方が、厚み１０μｍの単層フィルムよりも、全厚みに対する絶縁破壊強さは大きくなる。
フィルムキャパシタ用フィルムの厚みは、要求される耐電圧（絶縁破壊電圧）の値に応じてフィルムの有する最小の絶縁破壊強さを勘案して決められる。従って、要求耐電圧値に対応するフィルムしては、薄いフィルムを複数層積層したほうが、単層のフィルムを用いるよりも、全体厚みを薄くすることができる。
さらに、薄いフィルムを複数層積層した積層フィルムの単位厚みあたりの絶縁破壊強さは、その積層フィルムを構成する各フィルムの単位厚みあたりの絶縁破壊強さに比較して、平均値は同等であるが、最小値は大きくなる。従って、薄いフィルムを複数層積層した積層フィルムにおける、この薄いフィルムを複数層積層した積層フィルムの最小値の増加分を勘案すれば、要求耐電圧値に対するフィルムキャパシタフィルムの厚みはさらに薄くすることができる。
積層フィルムのフィルム積層数を２層にすると、製造装置及び製造工程において、コストアップの要因を抑制することができる。
熱可塑性樹脂組成物をポリプロピレン樹脂（ＰＰ樹脂）、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ樹脂）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ樹脂）及びポリエチレンナフタレート樹脂（ＰＥＮ樹脂）等の結晶性樹脂組成物から形成すると、２軸延伸フィルムを使用することができる。
熱可塑性樹脂組成物を非結晶性樹脂組成物で形成すると、結晶質熱可塑性樹脂のようにＴダイスから押し出された溶融樹脂をキャスティング装置で冷却固化させた後に２軸延伸してフィルムを製造することができず、溶融樹脂をＴダイスで押出して冷却ロールで冷却して最終厚みとなる。
非結晶性の熱可塑性樹脂組成物の中でも、ポリエーテルイミド樹脂（ＰＥＩ樹脂）ベースの樹脂組成物を用いると、優れた耐熱性及び耐電圧性を有するフィルムキャパシタ用フィルムを得ることができる。
表面にエンボスを形成する等の手段を適用して粗表面化した冷却ロールを用いて製造した摺動性改質ＰＥＩ樹脂組成物フィルムでは、耐電圧性はさらに向上する。
本発明によれば、高い耐電圧生を有する、コンパクトで軽量なフィルムキャパシタを構成するのに好適なフィルムキャパシタ用フィルムを提供することができる。
以下、本発明を実施するための形態（以下、実施形態という。）について詳細に説明する。
まず、本発明に係るフィルムキャパシタ用フィルムは、熱可塑性樹脂組成物からなる、厚み１〜５μｍのフィルムを複数層積層した積層フィルムからなる。
熱可塑性樹脂組成物は、ポリエチレン樹脂（ＰＥ樹脂）、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ樹脂）、ポリアミド樹脂（ＰＡ樹脂）、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ樹脂）、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ樹脂）、超高分子量ポリエチレン樹脂（ＵＨＰＥ樹脂）、ポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ樹脂）、ポリメチルペンテン樹脂（ＴＰＸ樹脂）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ樹脂）、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ樹脂）、液晶ポリマー樹脂（ＬＣＰ樹脂）、ポリテトラフロロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ樹脂）及びシンジオタックチックポリスチレン樹脂等を含む群から選択される１つ又は複数の結晶質熱可塑性樹脂組成物を用いることができる。
上記の結晶質熱可塑性樹脂組成物は、一般にＴダイスで押し出し後、二軸延伸法を用いて最終フィルム厚みに仕上げられるが、二軸延伸法を適用せずに、Ｔダイスで押し出し後、圧着ロールと冷却ロールとで挟んで最終フィルム厚みに仕上げこともできる。
熱可塑性樹脂組成物はまた、ポリスチレン樹脂（ＰＳ樹脂）、アクリロニトリル／スチレン樹脂（ＡＳ樹脂）、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン樹脂（ＡＢＳ樹脂）、メタクリル樹脂（ＰＭＭＡ樹脂）、塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ樹脂）、ポリカーボネイト樹脂（ＰＣ樹脂）、シクロオレフィンポリマー樹脂（ＣＯＰ樹脂）、ポリエーテルイミド樹脂（ＰＥＩ樹脂）、ポリアレレート樹脂（ＰＡＲ樹脂）、ポリサルフォン樹脂（ＰＳＦ樹脂）、ポリエーテルサルホン樹脂（ＰＥＳ樹脂）、ポリアミドイミド樹脂（ＰＡＩ樹脂）等を含む群から選択される１つ又は複数の非結晶質熱可塑性樹脂組成物を用いることができる。
上記非結晶質熱可塑性樹脂組成物は延性に乏しいため、二軸延伸法を適用せず、Ｔダイスで押し出し後、圧着ロールと冷却ロールとで挟んで最終フィルム厚みに仕上げられる。
ポリエーテルイミド樹脂（ＰＥＩ樹脂）製のフィルムキャパシタ用フィルムは、ガラス転移点Ｔｇが２００℃以上で耐熱性に優れ、絶縁破壊強さが高く耐電圧性に優れ、誘電正接の周波数依存性と温度依存性が小さいためフィルムキャパシタ用フィルムとして好適である。
ポリエーテルイミド樹脂（ＰＥＩ樹脂）の具体例としては、Ｔｇが２１１℃のＵｌｔｅｍ １０００−１０００（ＳＡＢＩＣ イノベーティブプラスチックスジャパン社製、商品名）、Ｔｇが２２３℃のＵｌｔｅｍ １０１０−１０００の（ＳＡＢＩＣ イノベーティブプラスチックスジャパン社製、商品名）、Ｔｇが２３５℃のＵｌｔｅｍ ＣＲＳ５００１−１０００の（ＳＡＢＩＣ イノベーティブプラスチックスジャパン社製、商品名）等が挙げられる。
ＰＥＩ樹脂には、本発明の効果を損なわない範囲で他の共重合可能な単量体とのブロック共重合体、ランダム共重合体あるいは変性体も使用可能である。例えば、ポリエーテルイミドサルフォン共重合体であるＴｇが２５２℃のＵｌｔｅｍ ＸＨ６０５０−１０００（ＳＡＢＩＣ イノベーティブプラスチックスジャパン社、商品名）を使用することができる。また、ＰＥＩ樹脂は、１種類を単独または２種類以上をアロイ化あるいはブレンドして使用しても構わない。
ＰＥＩ樹脂組成物としては、本発明の特性を損なわない範囲で、ポリイミド樹脂（ＰＩ樹脂）あるいはポリアミドイミド樹脂（ＰＡＩ樹脂）等の熱可塑性ポリイミド系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ樹脂）あるいはポリエーテルケトン樹脂（ＰＫ樹脂）等のポリアリーレンケトン系樹脂、ポリサルホン樹脂（ＰＳＵ樹脂）、ポリエーテルサルホン樹脂（ＰＥＳ樹脂）あるいはポリフェニレンサルホン樹脂（ＰＰＳＵ樹脂）等の芳香族ポリエーテルサルホン系樹脂、ポリフェニレンサルフィド樹脂（ＰＰＳ樹脂）、ポリフェニレンスルフィドスルホン樹脂、ポリフェニレンスルフィドケトン樹脂等のポリアリーレンサルフィド系樹脂、液晶ポリマー樹脂（ＬＣＰ樹脂）等の公知の熱可塑性樹脂を添加することができる。液晶ポリマーはＩ型、ＩＩ型あるはＩＩＩ型のいずれ液晶ポリマーも使用可能である。
ＰＥＩ樹脂組成物は、ＰＥＩ樹脂単独の樹脂組成物であるか、又はＰＥＩ樹脂１００質量部にフッ素樹脂を１．０〜３０．０質量部添加した樹脂組成物を用いることができる。
フッ素樹脂は、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ樹脂）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂（ＰＦＡ樹脂）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピル共重合体樹脂（ＦＥＰ樹脂）、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体樹脂（ＥＴＦＥ樹脂）、ポリビニリデンフルオライド樹脂（ＰＶＤＦ樹脂）及びポリクロロトリフルオロエチレン樹脂（ＰＣＴＦＥ樹脂）等を含む群から選択される１つ又は複数の樹脂を用いることができる。
本発明の実施形態で用いる、上記の熱可塑性樹脂フィルムの単層の厚みは、１〜５μｍであることが好ましい。１μｍ未満であると、フィルムの引張強度が低下してフィルムを複数層積層する工程で問題が生じるおそれがある。５μｍを超えると、フィルムの単位厚みあたりの絶縁破壊強さが低下するため、フィルムを積層しても絶縁破壊電圧向上の効果が薄くなる。
本発明の実施形態においては、表１に示したように、比較例1〜４として厚み５〜９μｍの単層ポリエーテルイミド樹脂（ＰＥＩ樹脂）フィルム、比較例５〜８として厚み５〜９μｍの摺動性改質単層ポリエーテルイミド樹脂（ＰＥＩ樹脂）フィルムを作製し、絶縁破壊強さと冷却ロールに接触する側の表面（内面）の表面粗さを測定した。次いで、実施例１として、厚み５μｍの単層ポリエーテルイミド樹脂（ＰＥＩ樹脂）フィルムを２層積層した積層フィルム、実施例２として厚み５μｍの摺動性改質単層ポリエーテルイミド樹脂（ＰＥＩ樹脂）フィルムを２層積層した積層フィルムを作製して、絶縁破壊強さを測定した。
本発明におけるフィルムキャパシタ用フィルムは、Ｔダイスを用いた溶融押出成形法により製造する。熱可塑性樹脂組成物からなる成形材料を、二軸押出混練機を使用して混練調製後、単軸押出機の先端に配置されたＴダイス先端のリップ部からフィルムキャパシタ用フィルムを溶融押出しし、このフィルムキャパシタ用フィルムを引取機内の圧着ロールと冷却ロールとの間に挟んで冷却し、次いで巻取機で巻取管に順次巻取り、フィルムキャパシタ用フィルムをとして提供する。
図1に基いて、本発明の実施形態の比較例１〜４に係る単層ポリエーテルイミド樹脂（ＰＥＩ樹脂）フィルムの製造方法について説明する。
図１に示すように、比較例１〜４に係る単層ポリエーテルイミド樹脂（ＰＥＩ樹脂）フィルムの製造装置は、成形材料を投入する材料投入ホッパー２、押出機１、Ｔダイス７、冷却ロール１０、圧着ロール９、引取機１１、巻取機１５を備えている。
押出機１は、押出スクリュー（図示していない）でＰＥＩ樹脂組成物の成形材料を混合、撹拌しながら矢印Ｂ方向に搬送すると共に、シリンダー１内に組み込まれた電熱手段で、成形材料を加熱、溶融する。このようにして溶融されて搬送されるＰＥＩ樹脂組成物からなる成形材料は、接続管４を介してフィルター手段に送給される。そして、フィルター５によって、未溶融の成形材料を分離し、溶融された成形材料をギヤポンプ６へ送給する。ギヤポンプ６では、溶融された成形材料の圧力を高めながらＴダイス７に成形材料を押し出す。Ｔダイス７では、所定圧力で溶融成形材料を押出し、Ｔダイス７のリップ部（図示していない）から所定厚み、所定幅のフィルム８を成形する。このようにして成形されたフィルム８は、引取機１１の標準表面冷却ロール１０ａの外周面上に引き取って、圧着ロール９で押しつけることにより所定厚みに調整すると共に、冷却、固化し、搬送ロール対１２、１３で搬送して巻取機１５に巻取って製造することができる。
比較例５〜８に係る単層ポリエーテルイミド樹脂（ＰＥＩ樹脂）フィルムの製造装置は、図１において、標準表面冷却ロール１０ａの代りにエンボス加工等による粗表面を有する粗表面冷却ロール１０ｂを備えている。
比較例５〜８に係る摺動性改質単層ポリエーテルイミド樹脂（ＰＥＩ樹脂）フィルムは、成形されたフィルム８を、引取機１１の粗表面を有する粗表面冷却ロール１０ｂの外周面上に引き取って、圧着ロール９で押しつけることにより、粗表面冷却ロール１０ｂの粗表面をフィルム面に転写しながら所定厚みに調整すると共に、冷却、固化し、搬送ロール対１２、１３で搬送して巻取機１５に巻取って製造することができる。
図２に基いて、本発明の実施形態の実施例１、２に係る２層ポリエーテルイミド樹脂（ＰＥＩ樹脂）積層フィルム及び２層摺動性改質ポリエーテルイミド樹脂（ＰＥＩ樹脂）積層フィルムの製造方法について説明する。
図２に示すように、実施例１、２に係る２層ポリエーテルイミド樹脂（ＰＥＩ樹脂）積層フィルム及び２層摺動性改質ポリエーテルイミド樹脂（ＰＥＩ樹脂）積層フィルムの製造装置は、送り出し機１７を設けたこと以外は、図１と同様である。
実施例１に係る２層ＰＥＩ樹脂積層フィルムは、比較例１〜４に係る単層ＰＥＩ樹脂フィルムの製造と同様に、溶融したＰＥＩ樹脂成形材料を、Ｔダイス７のリップ部（図示せず）から押出し、所定厚み、所定幅に成形したフィルム８を、送り出し機１７から送り出した成形、冷却、固化済の単層ＰＥＩ樹脂フィルムとともに、引取機１１の標準表面冷却ロール１０ａの外周面上に引き取って積層し、圧着ロール９で押しつけることにより所定厚みに調整するとともに、冷却、固化し、搬送ロール対１２、１３で搬送して巻取機１５に巻取って製造することができる。
実施例２に係る２層摺動性改質ＰＥＩ樹脂積層フィルムは、比較例５〜８に係る単層摺動性改質ＰＥＩ樹脂フィルムの製造と同様に、溶融したＰＥＩ樹脂成形材料を、Ｔダイス７のリップ部（図示せず）から押出し、所定厚み、所定幅に成形したフィルム８を送り出し機１７から送り出した成形、冷却済の単層摺動性改質ＰＥＩ樹脂フィルムとともに、引取機１１のエンボス加工等による粗表面を有する粗表面冷却ロール１０ｂの外周面上に引き取って積層し、圧着ロール９で押しつけることにより粗表面冷却ロール１０ｂの粗表面をフィルム面に転写しながら所定厚みに調整すると共に、冷却、固化し、搬送ロール対１２、１３で搬送して巻取機１５に巻取って製造することができる。
図２に示した方法では、冷却、固化済の単層フィルムと新たにＴダイスから押出した単層フィルムを積層しているが、Ｔダイスを２台並べてそれぞれ押出しながら積層を実施して２層積層フィルムを製造することもできるが、装置面でのコストアップ要因が大きくなる。
積層数が３層以上の積層フィルムも、同様の方法で製造することができる。
（測定と評価）
（フィルムの厚み）
接触式の厚み計(Ｍａｈｒ社製 商品名：電子マイクロメータミロトロン１２４０)を使用し、フィルム幅方向１９点、フィルム流れ方向５箇所の９５点箇所の平均厚みにより求めた。
（フィルムの厚み）
接触式の厚み計(Ｍａｈｒ社製 商品名：電子マイクロメータミロトロン１２４０)を使用し、フィルム幅方向１９点、フィルム流れ方向５箇所の９５点箇所の平均厚みにより求めた。
（表面粗さ）
算術平均粗さＲａと最大高さＲｚは、ＪＩＳＢ０６０１−２００１に準じて測定を行った。十点平均粗さＲｚ９４は、ＪＩＳＢ０６０１−１９９４に準じて測定を行った。
算術平均粗さＲａと最大高さＲｚは、ＪＩＳＢ０６０１−２００１に準じて測定を行った。十点平均粗さＲｚ９４は、ＪＩＳＢ０６０１−１９９４に準じて測定を行った。
（フィルムの絶縁破壊強さ）
フィルムの絶縁破壊強さは、ＪＩＳＣ２１１０−１９９４に準拠し、気中法による短時間絶縁破壊試験で測定した。この測定は、２３℃の環境下で実施した。電極の形状は、円柱状（上部形状 直径：２５ｍｍ、高さ：２５ｍｍ、下部形状 直径：２５ｍｍ、高さ：１５ｍｍ）を使用した。
フィルムの絶縁破壊強さは、ＪＩＳＣ２１１０−１９９４に準拠し、気中法による短時間絶縁破壊試験で測定した。この測定は、２３℃の環境下で実施した。電極の形状は、円柱状（上部形状 直径：２５ｍｍ、高さ：２５ｍｍ、下部形状 直径：２５ｍｍ、高さ：１５ｍｍ）を使用した。
（比較例１〜４）、（実施例１）
熱可塑性樹脂組成物としてポリエーテルイミド樹脂（ＰＥＩ樹脂）を用い、標準表面冷却ロール１０ａを備えた図１に示した装置によって、比較例１〜４において、呼称厚みが順に、５μｍ、６μｍ、８μｍ、９μｍの単層フィルムを作製した。ＰＥＩ樹脂は、Ｔｇが２１７℃で非晶質のＵＬＴＥＭ１０１０（イノベーティブプラスチックスジャパン社製商品名）を使用した。実施例１においては、比較例１の呼称厚み５μｍのフィルムを使用して、標準表面冷却ロール１０ａを備えた図２に示した装置を用いて、２層積層フィルムを作製した。
熱可塑性樹脂組成物としてポリエーテルイミド樹脂（ＰＥＩ樹脂）を用い、標準表面冷却ロール１０ａを備えた図１に示した装置によって、比較例１〜４において、呼称厚みが順に、５μｍ、６μｍ、８μｍ、９μｍの単層フィルムを作製した。ＰＥＩ樹脂は、Ｔｇが２１７℃で非晶質のＵＬＴＥＭ１０１０（イノベーティブプラスチックスジャパン社製商品名）を使用した。実施例１においては、比較例１の呼称厚み５μｍのフィルムを使用して、標準表面冷却ロール１０ａを備えた図２に示した装置を用いて、２層積層フィルムを作製した。
比較例１〜４、実施例１で作製したフィルムの絶縁破壊強さ（Ｖ／μｍ）、厚み（μｍ）、冷却ロール側の内面表面粗さ（μｍ）の測定結果を表１、図３に示す。比較例１〜４の結果から、ＰＥＩ樹脂単層フィルムにおいては呼称厚みが５μｍから増加するにつれて、厚み１μｍあたりの絶縁破壊強さは平均値、最小値ともに減少しているのがわかる。一方、実施例１の呼称厚み５μｍ×２（＝１０μｍ）の２層積層フィルムにおいては、厚み１μｍあたりの絶縁破壊強さは、平均値は比較例１の厚み５μｍの単層フィルムと同等であるが、最小値は比較例１の厚み５μｍの単層フィルムの１９６Ｖ／μｍから、２２６Ｖ／μｍへと顕著に増加している。
（比較例５〜８）、（実施例２）
熱可塑性樹脂組成物として摺動性改質ポリエーテルイミド樹脂（ＰＥＩ樹脂）を用い、粗表面冷却ロール１０ｂを備えた図１に示した装置でよって、比較例５〜８において、呼称厚みが順に、５μｍ、６μｍ、８μｍ、９μｍの単層フィルムを作製した。ＰＥＩ樹脂は、Ｔｇが２１７℃で非晶質のＵＬＴＥＭ１０１０（イノベーティブプラスチックスジャパン社製商品名）を使用した。実施例２においては、比較例５の呼称厚み５μｍのフィルムを使用して、粗表面冷却ロール１０ｂを備えた図２に示した装置を用いて、２層積層フィルムを作製した。
熱可塑性樹脂組成物として摺動性改質ポリエーテルイミド樹脂（ＰＥＩ樹脂）を用い、粗表面冷却ロール１０ｂを備えた図１に示した装置でよって、比較例５〜８において、呼称厚みが順に、５μｍ、６μｍ、８μｍ、９μｍの単層フィルムを作製した。ＰＥＩ樹脂は、Ｔｇが２１７℃で非晶質のＵＬＴＥＭ１０１０（イノベーティブプラスチックスジャパン社製商品名）を使用した。実施例２においては、比較例５の呼称厚み５μｍのフィルムを使用して、粗表面冷却ロール１０ｂを備えた図２に示した装置を用いて、２層積層フィルムを作製した。
比較例５〜８、実施例２で作製したフィルムの絶縁破壊強さ（Ｖ／μｍ）、厚み（μｍ）、冷却ロール側の内面表面粗さ（μｍ）の測定結果を表１、図４に示す。比較例５〜８の結果から、ＰＥＩ樹脂単層フィルムにおいては呼称厚みが５μｍから増加するにつれて、厚み１μｍあたりの絶縁破壊強さは平均値、最小値ともに減少しているのがわかる。一方、実施例２の呼称厚み５μｍ×２（＝１０μｍ）の２層積層フィルムにおいては、厚み１μｍあたりの絶縁破壊強さは、平均値は比較例５の厚み５μｍの単層フィルムと同等であるが、最小値は比較例５の厚み５μｍの単層フィルムの２１３Ｖ／μｍから、２５４Ｖ／μｍへと顕著に増加している。
図３の摺動性改質ＰＥＩフィルムに関する比較例５〜８、実施例２に関する表面粗さと、図４のＰＥＩフィルムに関する比較例１〜４、実施例２に冠する表面粗さを比較すると、算術平均粗さＲａは同等であるが、最大高さＲｚは、図３の摺動性改質ＰＥＩフィルムの方が明瞭に高くなっている。
以下、メタライジング前のフィルムキャパシタ用フィルムに２０００Ｖ以上の絶縁耐圧が要求される場合の、摺動性改質ＰＥＩフィルムの適用について説明する。説明の便宜上、マージンについては考慮しない。
単層の摺動性改質ＰＥＩフィルムを適用して、２０００Ｖ以上の絶縁破壊電圧を有するフィルムキャパシタ用フィルムを形成する場合、表１の比較例８の厚み９μｍのフィルムの絶縁破壊強さ（Ｍｉｎ）を基準にすると、２０００／１３７＝１４．７μｍを超える厚みが必要となる。これに対し、２層の摺動性改質ＰＥＩフィルムを適用して２０００Ｖ以上の絶縁破壊電圧を有するフィルムキャパシタ用フィルムを形成する場合、表１の比較例の厚み５μｍのフィルムの絶縁破壊強さ（Ｍｉｎ）を基準にすると、２０００／２１３＝９．４μｍの厚みですむことになり、これは上記単層フィルムの厚み１４．７μｍの約６４％の厚みとなる。
さらに、表１の実施例２からわかるように、厚み５μｍの単層フィルムを２層積層した摺動性改質ＰＥＩの２層積層フィルムの絶縁破壊強さ（Ｍｉｎ）は２５４Ｖ／μｍと、比較例５の厚み５μｍの単層フィルムの絶縁破壊強さ（Ｍｉｎ）２１３Ｖ／μｍに比較して顕著に高くなっている。この実施例２の絶縁破壊強さ（Ｍｉｎ）を適用すれば、要求絶縁耐圧２０００Ｖに対しては、２０００／２５４＝７．９μｍと厚みをさらに低減することができる。この７．９μｍは上記単層フィルムの厚み１４．７μｍの約５４％の厚みとなる。厚み７．９μｍを２層の単層フィルムで構成すると、単層フィルムの厚みは３．９５μｍとなるが、この厚みは５μｍより薄いので、厚み３．９５μｍの単層フィルムの絶縁破壊強さ（Ｍｉｎ）は、厚み５μｍの単層フィルムの絶縁破壊電圧（Ｍｉｎ）より高くなる。よって、厚み３．９５μｍ×２の摺動性改質ＰＥＩの２層積層フィルムの絶縁耐圧は２０００Ｖを十分に超えることが容易に導かれる。
このように、要求絶縁耐圧が２０００Ｖ以下であれば、厚み１〜５μｍの摺動性改質ＰＥＩ単層フィルムを２層積層した２層積層フィルムを適用することで顕著な厚み低減が達成される。また、要求絶縁耐圧が２０００Ｖを超えても厚み１〜５μｍの摺動性改質ＰＥＩ単層フィルムを３層以上積層した複数層積層フィルムを適用することで顕著な厚み低減が達成される。
積層フィルムを構成する各単層フィルムの樹脂組成物及び厚みは同一のものを用いたほうが、設計上、製造上好適である。
以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されないことは言うまでもない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが、当業者には明らかである。また、その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
１ 押出機
１ａ 押出スクリュー
１ｂ シリンダー
１ｃ 材料投入口
２ 材料投入ホッパー
３ ガス供給用パイプ
４ 接続管
５ フィルター
６ ギヤポンプ
７ Ｔダイス
７ａ リップ部
８ フィルム
９ 圧着ロール
１０ａ 標準表面冷却ロール
１０ｂ 粗表面冷却ロール
１１ 引取機
１２、１３ 搬送ロール対
１４ 厚み測定器
１５ 巻取機
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ 案内ロール
１６ 巻取管
１７ 送り出し機
１ａ 押出スクリュー
１ｂ シリンダー
１ｃ 材料投入口
２ 材料投入ホッパー
３ ガス供給用パイプ
４ 接続管
５ フィルター
６ ギヤポンプ
７ Ｔダイス
７ａ リップ部
８ フィルム
９ 圧着ロール
１０ａ 標準表面冷却ロール
１０ｂ 粗表面冷却ロール
１１ 引取機
１２、１３ 搬送ロール対
１４ 厚み測定器
１５ 巻取機
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ 案内ロール
１６ 巻取管
１７ 送り出し機
Claims (7)
- フィルムキャパシタ用フィルムであって、
熱可塑性樹脂組成物を含む複数のフィルムを積層して形成されたフィルム積層体を備え、
前記フィルム積層体が、所望の絶縁破壊電圧に対し単層の前記フィルムが有する絶縁破壊強さから規定される全厚みを有することを特徴とするフィルムキャパシタ用フィルム。 - 前記フィルム積層体が、所望の絶縁破壊電圧を単層の前記フィルムが有する絶縁破壊強さのうち最小値で除すことによって規定される全厚みを有することを特徴とする請求項１に記載のフィルムキャパシタ用フィルム。
- 前記フィルム積層体が２枚の単層の前記フィルムを積層して形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載のフィルムキャパシタ用フィルム。
- 前記熱可塑性樹脂組成物が結晶性樹脂組成物を含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のフィルムキャパシタ用フィルム。
- 前記熱可塑性樹脂組成物が非結晶性樹脂組成物を含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のフィルムキャパシタ用フィルム。
- 前記非結晶性樹脂組成物がポリエーテルイミド樹脂組成物であることを特徴とする請求項５に記載のフィルムキャパシタ用フィルム。
- 前記ポリエーテルイミド樹脂組成物が摺動性改質ポリエーテルイミド樹脂組成物であることを特徴とする請求項６に記載のフィルムキャパシタ用フィルム。
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