JP2014511029A - コンデンサ用導電性コーティングおよびそれを用いたコンデンサ - Google Patents

Abstract

本発明は、コンデンサ用導電性コーティングおよび前記導電性コーティングを用いたコンデンサを提供する。本発明の導電性コーティングには２種類のコーティング、すなわち、熱硬化性導電性コーティングおよび熱可塑性導電性コーティングが含まれる。本発明の熱硬化性導電性コーティングは、エポキシ樹脂、エポキシ樹脂用硬化剤、非金属銀めっき粒子および溶剤を含む。本発明の熱可塑性導電性コーティングは、熱可塑性樹脂、非金属銀めっき粒子および溶剤を含み、熱可塑性樹脂はフッ素ゴムである。

Description

本発明は、コンデンサ用導電性コーティングおよびそれを用いたコンデンサに関する。

現在、主流市場におけるコンデンサはアルミニウム電解コンデンサ、タンタル電解コンデンサ、およびセラミックコンデンサなどである。しかしながら、これらのコンデンサは、等価直列抵抗（ＥＳＲと略す）により大きなエネルギー損失が生じるという共通の問題を抱えている。

ＥＳＲが低い場合、エネルギー損失は小さくなり、出力電流は大きくなり、コンデンサの品質は改良される。ＥＳＲの低減に伴って特に以下の利点が生じる：（１）コンデンサの寄生抵抗要素に由来するノイズの直接的な減少；および（２）より高い振動数条件下に適するコンデンサの公称容量を与える。

高品質電子的要素への高まる需要に伴い、低ＥＳＲのコンデンサはコンデンサの最近の開発動向を示す。したがって、コンデンサのＥＳＲを効果的に低下させることは継続的な取り組みである。

コンデンサ素子の表面に導電性コーティングを塗布することによりコンデンサのＥＳＲを効果的に低下させ得ることが知られている。例えば、コンデンサの表面に導電性コーティングを塗布することにより、コンデンサのＥＳＲを８０Ωから約０．１Ωに低下させることができる。

導電性コーティングに関して、商業的に入手し得るコンデンサ用導電性コーティングは、主に銀粉を含む導電性コーティングを含む。

銀粉（銀ペーストと称する)を含む導電性コーティングは、電解コンデンサのＥＳＲを低下させることができる。しかしながら、銀ペーストは高価であるため、その高いコストに起因して競合的でない。

銀めっき銅フィラーを導電性コーティングのコストを下げるために使用することができるが、めっき工程の制限により銅粉の表面は完全に銀で被覆されない。露出した銅は化学的に活性であり、容易に酸化され得るため、電気伝導性および熱伝導性の劇的な低下をもたらし、その実用的用途を制限する。

コンデンサ以外の技術分野において、非金属銀めっきフィラーに関する報告がある。例えば、ＣＮ１１４４８４７Ｃには、１０〜５０重量％の非金属銀めっき粉、５〜２０重量％の熱可塑性アクリル樹脂および３０〜８５重量％のＸ−５アクリル系希釈剤を含む電磁遮蔽用のコーティングが記載されている。このコーティングは、物質に完全な金属部品の電磁遮蔽能と同じくらい良好な電磁遮蔽能を与えるために、電磁遮蔽性を有しないまたは電磁遮蔽性をほとんど有しない物質表面に導電性層を形成する。

ＣＮ１０１０２９２１２Ａには、７０〜９０重量％のエポキシ樹脂、８〜１２重量％の導電性物質、２〜５重量％の硬化剤、２〜１０重量％の溶剤および他の添加剤を含み、導電性物質が銀封入ガラス、ミクロスフェアまたはセラミックミクロスフェアである、エポキシ樹脂に基づく異方性導電性接着剤が記載されている。この導電性接着剤は、電子的要素を結合するために使用される。

例えば、「ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ ａｎ ｅｐｏｘｙ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ａｎｔｉｃｏｒｒｏｓｉｖｅ ｃｏａｔｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ ｉｎｄｕｓｔｒｙ」（Ｅｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｉｎｇ ａｎｄ ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ、Ｖｏｌ．２７、Ｎｏ．１２、ｐｐ．４９、２００８）には、３０重量％の変性エポキシ樹脂、７０重量％の銀めっきガラス微粒子およびｎ−ブチルアルコール／キシレンの混合溶剤を含む導電性コーティングが記載されている。この導電性コーティングは、導電性金属物質の保護、特に電解工程において、湿潤および酸性環境下で使用する際腐食に対して一般的に使用される導電性ロッドの保護のために使用される。

しかしながら、非金属銀めっきフィラーを用いたコンデンサについて記載した文献はこれまでにない。コンデンサにおいて使用されるフィラーおよび前記用途において使用されるフィラーはいずれも同じ電子工業における導電性コーティングであったとしても、それらの調製物および製造方法は、異なる利用環境により互いに大きく異なる。

初期導電率および高温／湿潤安定性は、コンデンサ用導電性コーティングの重要な特性である。導電性コーティングの粘度は、別の重要な特徴であって、適用条件およびコーティング厚に直接影響を与える。先行技術において、コンデンサに適する導電性コーティングは存在しない。

中国特許第１１４４８４７号明細書 中国特許出願第１０１０２９２１２号明細書

したがって、優れた初期導電率および高温／湿潤安定性を有し、適当な粘度および高い費用効率を示すコンデンサ用導電性コーティングの開発が必要である。

先行技術に存在する問題を考慮して、本発明は新規のコンデンサ用導電性コーティングを提供する。
本発明の一態様によれば、５〜３０重量％のエポキシ樹脂；０．５〜５重量％のエポキシ樹脂用硬化剤；２０〜５０重量％の非金属銀めっき粒子；および４０〜７０重量％の溶剤を含むコンデンサ用導電性コーティングが提供される。
また、本発明は、凝縮物の溶剤含量が前記導電性コーティングの溶剤含量より少ない前記導電性コーティングの凝縮物も提供する。

本発明の別の態様によれば、３〜２０重量％の熱可塑性樹脂；２０〜５０重量％の非金属銀めっき粒子；および４０〜７０重量％の溶剤を含み、熱可塑性樹脂がフッ素ゴムであるコンデンサ用導電性コーティングが提供される。
また、本発明は、凝縮物の溶剤含量が前記導電性コーティングの溶剤含量より少ない前記導電性コーティングの凝縮物も提供する。

本発明において、非金属銀めっき粒子中の非金属物質は、ガラス、窒化ホウ素、炭酸カルシウム、カーボンブラック、炭素繊維、アルミナおよびポリマー材料から選択される１種以上の物質である。

本発明の導電性コーティングから形成されるコーティング層は優れた導電特性を有するだけでなく、高温／湿潤環境下における高い安定性も示す。本発明の導電性コーティングは、作りやすく、すぐに使用でき、高い費用効果をもたらす。

さらに、本発明は、コンデンサの少なくとも一部の表面が導電性コーティング層により被覆されたコンデンサであって、この導電性コーティング層を本発明の導電性コーティングをコンデンサの表面に塗布した後、導電性コーティングを硬化および／または乾燥させることにより形成するコンデンサも提供する。

本発明の他の多くの特徴、態様および利点が下記記載、実施例および特許請求の範囲から明らかになるであろう。

この開示において、他に明示しない限り、全ての科学的および技術的用語はこの分野の当業者に知られている意味と同じ意味を有する。矛盾が存在する場合は本発明の定義で解釈すべきである。

他に明示されない限り、本発明における全てのパーセンテージ、部および割合は重量に基づく。

全ての材料、方法および実施例は説明目的のために存在し、したがって、他に明確に特定されない限り、これらは本発明の限定として解釈されない。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明の明細書および／または特許請求の範囲において、用語「コンデンサ」は、一対の電極と電極間の誘電材料から構成される充電装置およびエネルギー貯蔵装置をいう。蓄電器とも呼ばれるコンデンサはサブ電気回路の主要素であり、これは種々の分野（例えば直流遮蔽、分断、バイパス、フィルタリング、同調回路、エネルギー変換および制御回路）で一般的に用いられている。

理想的なコンデンサ自身はいかなるエネルギーも損失しない。しかしながら、コンデンサを組み立てるために使用される材料は、通常、電気抵抗を有しており、コンデンサにおける絶縁誘電体の抵抗は決して無限ではないため漏洩電流を引き起こし、エネルギー損失は現実には生じる。すべてのこれらの損失はコンデンサから生じ、抵抗と理想的なコンデンサを含む直列回路として推測し得る。このように、ＥＳＲは回路で生じるコンデンサの抵抗値を説明するために用いられる。

電解コンデンサのＥＳＲを低コストで効果的に低下させるために、特に、本発明は新規のコンデンサ用導電性コーティングを提供する。

導電性コーティングは、その導電性メカニズムの観点から、付加型コーティングと構造型コーティングとに分けられる。付加型導電性コーティングは、導電性フィラーを非導電性樹脂に加えることにより調製され、一方、構造型導電性コーティング自体は、構造型導電性ポリマー化合物の導電性を利用する被膜形成物質として使用されるか、被膜を形成するために他のポリマーとの混合物において使用される。今のところ、付加型導電性コーティングが主流である。

＜熱硬化性導電性コーティング＞
本発明の実施態様によれば、５〜３０重量％のエポキシ樹脂；０．５〜５重量％のエポキシ樹脂用硬化剤；２０〜５０重量％の非金属銀めっき粒子；および４０〜７０重量％の溶剤を含むコンデンサ用熱硬化性導電性コーティングが提供される。

この熱硬化性導電性コーティングは、良好な接着特性を示し、硬化のために比較的高い温度を必要とする。

本発明において、用語「エポキシ樹脂」は、一分子中に少なくとも１つのエポキシ基を含むポリマー化合物を意味する。

本発明における使用に適するエポキシ樹脂としては、芳香族ジグリシジルエポキシ樹脂または脂肪族エポキシ樹脂、例えばビスフェノール系若しくはノボラック系エポキシ樹脂が挙げられる。適当な例としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、フェノール−ノボラック型エポキシ樹脂、および／またはクレゾール−ノボラック型エポキシ樹脂が挙げられる。

本発明の熱硬化性導電性コーティングにおいては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、例えばＥｐｉｋｏｔｅ １００７（Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｅｕｒｏｐｅ Ｂ．Ｖ．から入手可能）を使用し得る。ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、例えば８３０ＣＰＲ［大日本インキ化学工業（日本）製］も使用し得る。

エポキシ樹脂用硬化剤（硬化剤とも称する）は、エポキシ樹脂の硬化反応を促進または制御する物質若しくは材料である。エポキシ樹脂用硬化剤は、エポキシ樹脂と反応して立体網目形状のポリマーを生じる。本発明における使用に適する硬化剤としては、アミン系硬化剤またはイミダゾール系硬化剤、例えばトリヒドロキシエチルアミンが挙げられる。

本明細書で用いられる用語「非金属銀めっき粒子」は、非金属物質から形成された粒子が銀により覆われた／被覆された構造を意味する。

原則として、本発明の非金属銀めっき粒子に含まれる非金属物質は、導電性コーティングおよびコンデンサの作動環境において安定に存在できる限り特に制限されるものではない。例えば、ガラス、窒化ホウ素、炭酸カルシウム、カーボンブラック、炭素繊維、アルミナおよびポリマー材料から選択される少なくとも１種の物質を使用し得る。

非金属粒子の表面は、従来の技術手段（例えば、塗布および浸漬など）により銀で封入される。

粒子の浮上や沈下により引き起こり得るコーティングの劣化および破損を防止するために、非金属銀めっき粒子の密度は導電性コーティングの全体密度と同じであることが好ましい。３〜５ｇ／ｃｍ^３の密度を有する非金属銀めっき粒子が好ましい。

本発明で好適に使用する非金属銀めっき粒子は、５〜１００μｍの、より好ましくは１０〜４０μｍの、最も好ましくは１０〜２０μｍの平均粒子径を有する。

本明細書で使用する場合、用語「平均粒子径」は、５０体積％の粒子が前記値より小さい直径を有する累積体積分布曲線のＤ５０値を意味する。本発明において、平均粒子径またはＤ５０値はレーザー回折法により、好ましくはＭａｌｖｅｒｎ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製のＭａｌｖｅｒｎ Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ ２０００を用いて測定される。この技術において、懸濁液若しくはエマルション中の粒子の大きさは、フラウンホーファーまたはミー理論のいずれかの応用に基づき、レーザー光線の回折を用いて測定される。本発明においては、ミー理論または非球状粒子に対する修正ミー理論を利用し、平均粒子径またはＤ５０値は入射するレーザー光線に対して０．０２〜１３５°での散乱計測に関する。測定に関して、アセトンなどの適当な液体中に粒子が分散した分散体を超音波処理により調製することがより好ましい。許容できる信号対ノイズ比にするために、分散体／懸濁液の粒子濃度を好ましくは６〜２０％のオブスキュレーションが得られるように選択すべきである。

一般的に言えば、銀量の高い非金属銀めっき粒子が好ましく、高コストとなる。その一方で、めっき銀量が高すぎる場合、非金属銀めっき粒子は高すぎる密度のため硬化しやすい。種々の要因を考慮して、非金属銀めっき粒子中のめっき銀の好適な量は、非金属銀めっき粒子の総量に基づいて２０〜６０重量％である。銀めっきガラスについては３５〜４０重量％のめっき銀量が好ましいのに対して、銀めっき窒化ホウ素については４５〜５５重量％のめっき銀量が好ましい（各量は、非金属銀めっき粒子の総量に基づく）。

導電性コーティング中の他成分との親和性および材料の密度を考慮すると、本発明の導電性コーティングにおいては銀めっきガラス粒子または銀めっき窒化ホウ素粒子が好ましくは用いられる。

例えば、銀めっき窒化ホウ素粒子はＴｅｃｈｎｉｃ Ｉｎｃから入手可能な銀めっき窒化ホウ素３０−１０３であってよい。

銀めっきガラス粒子は、コスト面で銀めっき窒化ホウ素粒子より優れている。しかしながら、銀めっきガラス粒子を使用する場合、通常、導電性コーティング中に望ましくない金属イオンが導入される。したがって、金属イオン不純物に敏感な用途に対する導電性コーティングに、好ましくはイオン交換体を配合する。具体的なイオン交換体は、例えば、ＩＸＥ １００（Ｔｏａｇｏｓｅｉ Ｃｏ．， Ｌｔｄから入手可能）である。

本発明においては、エステル系溶剤および／またはエーテル系溶剤を好ましくは使用する。より好ましくは、エチレングリコールブチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルまたはそれらの混合物を本発明に使用し、エチレングリコールブチルエーテルアセテートが特に好ましい溶剤である。

エポキシ樹脂は、本発明の導電性コーティングの５〜３０重量％を構成する。

硬化剤の含量はエポキシ樹脂の種類により変わる。一般的に、エポキシ樹脂用硬化剤の量は０．５〜５重量％である。

非金属銀めっき粒子の含量は２０〜５０重量％である。

溶剤の量を選択する場合、導電性コーティングの安定性および粘度の両方を考慮すべきである。導電性コーティングに含まれる樹脂が熱硬化性樹脂である場合、コーティングの適切な粘度（２５℃）は４００ｍＰａ・ｓ〜８００ｍＰａ・ｓに及ぶ。それに応じて、本発明の熱硬化性導電性コーティングにおける溶剤の量は４０〜７０重量％である。

前記成分の含量または量は、本発明の導電性コーティングの総量に対する量である。

コーティング凝縮物(またはコーティングの準最終生成物）は一般的に商業的に入手可能である。コーティング凝縮物と導電性コーティングとの違いは、それらの溶剤含量である。導電性コーティングの最終生成物と比較して、コーティング凝縮物の溶剤含量は非常に少ない。これらのコーティング凝縮物は、本発明の別の態様である。

凝縮物を調製する場合、初期粘度の制御は重要である。理論上は、１０００００ｃｐｓ（５ｒｐｍ）以下の粘度を有する生成物を本発明のコーティング凝縮物として用いることができる。コーティング凝縮物は、適当な本発明のコーティング組成物を調製するために適切に希釈される。熱可塑性導電性コーティングおよび熱硬化性導電性コーティングは粘度に対して異なる要件を有しており、それらの粘度は顧客の要求によっても変わる。凝縮物の粘度は、一般的に３０００〜３００００ｃｐｓ、好ましくは５０００〜１００００ｃｐｓで変化する。

前記粘度範囲に対応する本発明の熱硬化性導電性コーティングの凝縮物に含まれる各成分の含量は、例えば、エポキシ樹脂５〜４０重量％、エポキシ樹脂用硬化剤０．５〜７．５重量％、非金属銀めっき粒子２５〜６５重量％および溶剤１０〜４０重量％である。

上述した主成分に加えて、例えば接着促進剤、分散剤、消泡剤およびチキソトロピー調整剤などの他の添加剤を本発明のコーティング組成物に添加し得る。活性官能基で末端化されたシロキサンに基づく接着促進剤（例えばＳｉｌａｎｅ Ａ−１８７、Ｚ−６０４０など）を接着促進剤として使用することができる。有機ケイ素分散剤（例えばＢＹＫ Ｗ９４０およびＢＹＫ−３３３など）を分散剤として使用することができる。有機ケイ素分散剤（例えばＭｏｄａｆｌｏｗおよびＭｏｄａｆｌｏｗ ２０００：Ｃｙｔｅｃ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ Ｉｎｃから入手可能）を消泡剤として使用することができる。気相二酸化ケイ素（例えばＴＳ７２０およびＲ２０２）をチキソトロピー調整剤として使用することができる。

本発明の導電性コーティングは、この分野の当業者に周知の方法にしたがって製造し得る。例えば、本発明の熱硬化性導電性コーティングを製造するために下記工程を採用し得る：はじめに、全溶剤量の４０〜６０％を構成する溶剤を、撹拌しながらエポキシ樹脂に加え、樹脂を完全に溶解させる；次いで、この溶液に非金属銀めっき粒子を添加し、溶液を０．５〜３０分間撹拌する；最後に、溶剤の損失量を加え、この溶液を０．５〜３０分間撹拌して導電性コーティングを得る。ここでの撹拌は好ましくは、５００〜１５００ｒｐｍの回転速度による機械的撹拌である。

本発明の熱硬化性導電性コーティングは、従来のコーティング方法、例えば浸漬被覆および噴霧被覆などにより、基材表面に塗布することができる。基材表面に塗布した後、導電性コーティングを適当な温度で乾燥および／または硬化させる。

熱硬化性導電性コーティングを乾燥および／または硬化させるための条件は下記のような条件であり得る：６０〜１５０℃の一定温度を１０〜１２０分間保持した後、１６０〜２５０℃の一定温度を１０〜１２０分間維持する；典型的に、８０℃の一定温度を３０分間保持した後、２００℃まで温度を上げ、１時間半この一定温度を保つ。

＜熱可塑性導電性コーティング＞
本発明の別の態様は、３〜２０重量％の熱可塑性樹脂；２０〜５０重量％の非金属銀めっき粒子；および４０〜７０重量％の溶剤を含み、熱可塑性樹脂がフッ素ゴムである熱可塑性導電性コーティングである。

熱可塑性導電性コーティングを硬化する温度は低いため、熱可塑性導電性コーティングは、硬化温度に対する厳しい要件を有し、接着性に関しては厳しい要件の少ない用途に適している。今のところ、多くの導電性コーティングの硬化温度は１５０℃未満である必要があり、このためこの点において熱可塑性系は熱硬化性系より優れている。

本発明において、用語「熱可塑性樹脂」は加熱または溶融時には塑性状態で存在し、冷却時には再び硬化する樹脂を意味する。適当なフッ素ゴムとしては、フッ素ゴムエラストマーおよびフルオロエチレンモノマーのブロックコポリマーが挙げられる。適当なフッ素ゴムの例としては、Ｄｙｎｅｏｎから入手可能なＦＣ ２１７８またはＦＣ ２０１７が挙げられる。

熱硬化性導電性コーティングの非金属銀めっき粒子に対する定義および実施態様が、熱可塑性導電性コーティングの非金属銀めっき粒子に準用されるものと理解されたい。

本発明の熱可塑性導電性コーティングに使用する溶剤に対して特に限定はなく、熱硬化性導電性コーティングにおける溶剤を熱可塑性導電性コーティングの溶剤として準用する。

本発明の熱可塑性導電性コーティングにおける熱可塑性樹脂の含量は、３〜２０重量％である。

本発明の熱可塑性導電性コーティングにおいて使用する非金属銀めっき粒子の量は、２０〜５０重量％である。

上述したように、溶剤量を決定する場合には、導電性コーティングの安定性と粘度の両方を考慮すべきである。導電性コーティングの樹脂が熱可塑性樹脂である場合、コーティングの適切な粘度（２５℃）は、１０００ｍＰａ・ｓ〜２０００ｍＰａ・ｓに及ぶ。それに応じて、本発明の熱可塑性導電性コーティングにおける溶剤の量は４０〜７０重量％である。

前記成分の含量または量は、本発明の熱可塑性導電性コーティングの総量に対する量である。

理論上は、１０００００ｃｐｓ（５ｒｐｍ）以下の粘度を有する生成物を本発明のコーティング凝縮物として用いることができる。コーティング凝縮物は、適当な本発明のコーティング組成物を調製するために適切に希釈される。

コーティング凝縮物の粘度は、通常、約１００００ｃｐｓである。

前記粘度範囲に対応する本発明の熱可塑性導電性コーティングの凝縮物に含まれる各成分の含量は、例えば、１０〜２５重量％の熱可塑性樹脂；４０〜６５重量％の非金属銀めっき粒子；および１０〜４０重量％の溶剤である。

上述した主成分に加えて、例えば接着促進剤、分散剤、消泡剤およびチキソトロピー調整剤などの他の添加剤を本発明の熱可塑性導電性コーティング組成物に添加し得る。活性官能基で末端化されたシロキサンに基づく接着促進剤（例えばＳｉｌａｎｅ Ａ−１８７、Ｚ−６０４０など）を接着促進剤として使用することができる。有機ケイ素分散剤（例えばＢＹＫ Ｗ９４０およびＢＹＫ−３３３など）を分散剤として使用することができる。アクリレート（例えばＭｏｄａｆｌｏｗおよびＭｏｄａｆｌｏｗ ２０００：Ｃｙｔｅｃ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ Ｉｎｃから入手可能）を消泡剤として使用することができる。気相二酸化ケイ素（例えばＴＳ７２０およびＲ２０２）をチキソトロピー調整剤として使用することができる。

本発明の熱可塑性導電性コーティングは、この分野の当業者に周知の方法にしたがって製造し得る。例えば、本発明の熱可塑性導電性コーティングを製造するために下記工程を採用し得る：はじめに、全溶剤量の５０〜８０％を構成する溶剤を、撹拌しながら熱可塑性樹脂に加え、樹脂を完全に溶解させる；次いで、この溶液に非金属銀めっき粒子を添加し、溶液を０．５〜３０分間撹拌する；最後に、溶剤の損失量を加え、この溶液を０．５〜３０分間撹拌して導電性コーティングを得る。ここでの撹拌は好ましくは、５００〜１５００ｒｐｍの回転速度による機械的撹拌である。

本発明の熱可塑性導電性コーティングは、従来のコーティング方法、例えば浸漬被覆および噴霧被覆などにより、基材表面に塗布することができる。基材表面に塗布した後、導電性コーティングを適当な温度で乾燥および／または硬化させる。

熱可塑性導電性コーティングを乾燥および／または硬化させるための条件は下記のような条件であり得る：８０〜２００℃の一定温度を１０〜１２０分間保持する、典型的には、１５０℃の一定温度を６０分間保持する。

本発明の非金属銀めっき粒子の体積抵抗率は、銀粉の体積抵抗率に近似している。本発明の非金属銀めっき粒子は、前記粒子の表面上に被覆した銀コーティングを有するだけであるため、従来の銀粉と比較して本発明のコストは非常に低い。さらに、本発明の非金属銀めっき粒子の密度は導電性コーティングの全体密度と同じであり、このことが粒子の沈降を防止するためコーティングはより長い寿命を有する。

＜コンデンサ＞
様々な種類のコンデンサがあり、セラミックコンデンサ、アルミニウム電解コンデンサ、タルクコンデンサ、紙誘電性コンデンサ、タンタル電解コンデンサ、およびフィルムコンデンサなどが一般的に用いられている。種々のコンデンサはそれらの構造において互いに区別されるが、これらのコンデンサは１つの特徴、すなわち、一対の電極間に挟まれた絶縁材料（誘電体）を有する点で共通している。

本発明の導電性コーティングは、導電性コーティング層を形成すべき任意のコンデンサ、特に高温／湿潤環境における安定性に対して比較的厳しい要件を有するコンデンサに使用することができる。本発明の導電性コーティングは、アルミニウム電解コンデンサ、タンタル電解コンデンサまたはニオブ電解コンデンサに特に適している。

例えば、タンタル電解コンデンサは、タンタル粉を圧縮し、焼結することにより得られる焼結体、焼結体上のタンタル酸化膜、二酸化マグネシウム層および二酸化マグネシウム上の導電性層を含む。導電性層は陰極の伝導性を促進するために使用され、これにより回路全体のＥＳＲを下げる。

本発明の導電性コーティングを、導電性層を形成するために使用することができる。本発明の導電性コーティングにより形成された導電性層は、優れた初期導電率および高温／湿潤安定性を示す。本発明の導電性コーティングは、一般的に使用される浸漬被覆工程に適合する適当な粘度を有する。

以下、本発明を実施例および具体的なデータを用いて説明する。実施例および具体的データは、本発明を実施するための態様およびその有利な効果を説明するために役立つものであって、本発明のいかなる限定も示すものではない。

＜材料＞
Ｅｐｉｋｏｔｅ １００７：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｅｕｒｏｐｅ Ｂ．Ｖ．より入手可能。
ｊＥＲ ８２８ＵＳ：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ジャパンエポキシレジンより入手可能。
Ｓｉｌａｎｅ Ａ−１８７：グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓより入手可能。
ＢＹＫ Ｗ９４０：主成分として、不飽和ポリカーボネートおよび有機ケイ素コポリマーを含む、ＢＹＫ ＵＳＡ Ｉｎｃ．より入手可能。
Ｍｏｄａｆｌｏｗ：２−エチルアクリレートおよび２−エチルへキシル２−アクリレートのポリマー、Ｃｙｔｅｃ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ Ｉｎｃ．より入手可能。
ＴＳ７２０：気相二酸化ケイ素、ＣＡＢＯＴ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎより入手可能。
ＳＧ１５Ｆ３５：銀めっきガラスシート、３５重量％の銀含量、平均粒子径：１５μｍ、Ｐｏｔｔｅｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｉｎｃ．より入手可能。
ＳＧ０５ＴＦ４０：銀めっきガラスシート、４０重量％の銀含量、平均粒子径：５μｍ、Ｐｏｔｔｅｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｉｎｃ．より入手可能。
３０−１０３：銀めっき窒化ホウ素シート、５３重量％の銀含量、平均粒子径：１２μｍ、Ｔｅｃｈｎｉｃ Ｉｎｃ．より入手可能。
ＦＣ ２１７８：フッ素ゴム（フッ化ビニリデン／ヘキサフルオロプロピレンコポリマー）、Ｄｙｎｅｏｎより入手可能。

＜試験方法＞
導電性コーティングの有利な効果を実証するために、導電性試験、密度試験および高温／湿潤試験を含む一連の試験を行った。

＜密度試験＞
得られた導電性コーティングについて、業界標準ＡＴＭ−０００１に従う密度試験を行った。詳細は以下の通りである。
試験に使用した主な機器は密度計である。
蒸留水の質量（ｍ１）を算出するために、はじめに、空の密度計の重量を測定し、次いで蒸留水で密度計を満たし再度重量を測定した。その後、サンプルの質量（ｍ２）を得るために、密度計から水を除去し、試験するコーティングサンプルを密度計に充填した。最後に、コーティングサンプルの密度を、式Ｄ＝ｍ２／ｍ１×１．０（ｇ／ｃｍ^３）により算出した。

＜粘度試験＞
得られた導電性コーティングについて、業界標準ＡＴＭ−０２１６に従う粘度試験を行った。詳細は以下の通りである。
試験機器：ＡＲ−５００レオメーター、４０ｍｍ コーン・プレート回転子
０．５ｍｌのコーティング生成物を量り取り、コーンとプレートの間に配置し、１５ｒ／ｓの回転速度で粘度を測定した。
測定温度は、常に常温（すなわち２５℃）に設定した。

＜高温／湿潤試験＞
得られた導電性コーティング層（硬化後）について、以下の方法で高温／湿潤試験を行った。
はじめに、試験するサンプルを８５％の相対湿度および８５℃の温度のサーモスタットに入れ、その後、サンプルを取り出して周期的に体積抵抗率を測定した。いくつかのデータを記録することで、一定期間での体積抵抗率の変化を測定することができ、これによりサンプルの高温／湿潤抵抗性を評価することができる。

＜体積抵抗率試験＞
硬化後の導電性コーティング層について、業界標準ＡＴＭ−００２０に従い伝導性試験を行った。詳細は以下の通りである。
試験機器：Ｇｅｎ Ｒａｄ １６８９ ＲＬＣ精密デジタルブリッジ
長方形状（長さ：７．５ｃｍ；および幅：１．２５ｃｍ）にコーティング層を形成するために導電性コーティングを塗布することにより、試験するサンプルをカバーガラスに調製した。厚さはサンプルにより変わり、具体的な測定を必要とした。厚さは、通常、０．００１〜０．０１ｃｍで変化した。コーティング層を硬化させ、次いで抵抗を測定するために電橋上にのせ、下記式に従って体積抵抗率を算出した：
ρ＝０．２５４Ｒ／Ｌ
〔式中、ρは体積抵抗率であり、Ｒは測定した抵抗値であり、Ｌはサンプルの厚さである〕。

実施例１
１２．２ｇのエポキシ樹脂Ｅｐｉｋｏｔｅ １００７（Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｅｕｒｏｐｅ Ｂ．Ｖ．より入手可能）、２．６ｇのトリエタノールアミン（Ｓｉｎｏｐｈａｒｍ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｒｅａｇｅｎｔ Ｃｏ．， Ｌｔｄより入手可能）、０．４ｇのＳｉｌａｎｅ Ａ−１８７（接着促進剤、Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓより入手可能）、０．６ｇのＢＹＫ Ｗ９４０（分散剤、ＢＹＫ ＵＳＡ Ｉｎｃ．より入手可能）および０．１ｇのＭｏｄａｆｌｏｗ（消泡剤、Ｃｙｔｅｃ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ Ｉｎｃ．より入手可能）の混合物に、シンキーミキサーにより撹拌しながら、２６．５ｇのエチレングリコールブチルエーテルアセテートを添加した。
銀めっきガラス粒子ＳＧ１５Ｆ３５（Ｐｏｔｔｅｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｉｎｃ．より入手可能、銀含量３５重量％、平均粒子径１５μｍ）を得られた溶液に加え、均質な溶液となるよう撹拌した後、この溶液をロータリーエバポレーター（回転速度１２００ｒｐｍ、１分間）を用いて撹拌した。
２１．８ｇのエチレングリコールブチルエーテルアセテートをさらに添加し、ロータリーエバポレーターを用いて１．５分間撹拌することにより導電性コーティングを得た。
二層のテープ（厚さ：約０．００５ｃｍ）をカバーガラスの同じ側面に張り付け（２つのテープ層間に１．２５ｃｍのギャップを形成）、得られた導電性コーティングを適当な量量り取ってギャップにのせ、ドクターブレードにより平らにし、長方形状（長さ：約７．５ｃｍ、幅：約１．２５ｃｍ、高さ：約０．００５ｃｍ）のコーティングを得るために２つの縁上のテープ層を剥がした。
コーティング層を下記温度で硬化させた：
８０℃の一定温度を３０分間保持し、その後、２００℃まで温度を上げ、１時間半保持した。これにより、導電性コーティング層サンプルを得た。
実施例１の導電性コーティングの具体的な処方は以下の通りである。

実施例２
導電性コーティングおよび導電性コーティング層を、下記コーティング処方を採用した以外は実施例１に記載の方法と同様の方法により調製した。
実施例２の導電性コーティングの具体的な処方は以下の通りである。

実施例３
導電性コーティングおよび導電性コーティング層を、下記コーティング処方を採用した以外は実施例１に記載の方法と同様の方法により調製した。
実施例３の導電性コーティングの具体的な処方は以下の通りである。

実施例４
導電性コーティングおよび導電性コーティング層を、下記コーティング処方を採用した以外は実施例１に記載の方法と同様の方法により調製した。
実施例４の導電性コーティングの具体的な処方は以下の通りである。

実施例５
導電性コーティングおよび導電性コーティング層を、下記コーティング処方を採用した以外は実施例１に記載の方法と同様の方法により調製した。
実施例５の導電性コーティングの具体的な処方は以下の通りである。

実施例６
導電性コーティングおよび導電性コーティング層を、下記コーティング処方を採用した以外は実施例１に記載の方法と同様の方法により調製した。
実施例６の導電性コーティングの具体的な処方は以下の通りである。

実施例７
導電性コーティングおよび導電性コーティング層を、下記コーティング処方を採用した以外は実施例１に記載の方法と同様の方法により調製した。
実施例７の導電性コーティングの具体的な処方は以下の通りである。

実施例８
導電性コーティングおよび導電性コーティング層を、下記コーティング処方を採用した以外は実施例１に記載の方法と同様の方法により調製した。
実施例８の導電性コーティングの具体的な処方は以下の通りである。

実施例９
４０ｇのエチレングリコールブチルエーテルアセテートを８．２ｇの固体フッ素ゴムＦＣ ２１７８（Ｄｙｎｅｏｎより入手可能）に添加し、固体を溶解させるために撹拌し、これによりフッ素ゴム溶液を得た。
２５．６ｇの銀めっきガラスフィラーＳＧ１５Ｆ３５（Ｐｏｔｔｅｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｉｎｃ．より入手可能、銀含量３５重量％、平均粒子径１５μｍ）を得られた溶液に加え、均質な溶液を得るために撹拌した後、ロータリーエバポレーター（１２００ｒｐｍの回転速度、１分間）を用いて溶液を撹拌した。
残りの溶剤を加え、得られた溶液をロータリーエバポレーターを用いて１分間撹拌することにより、熱可塑性導電性コーティングを得た。
二層のテープ（厚さ：約０．００５ｃｍ）をカバーガラスの同じ側面に張り付け（２つのテープ層間に１．２５ｃｍのギャップを形成）、得られた導電性コーティングを適当な量量り取ってギャップにのせ、ドクターブレードにより平らにし、長方形状（長さ：約７．５ｃｍ、幅：約１．２５ｃｍ、高さ：約０．００５ｃｍ）のコーティングを得るために２つの縁上のテープ層を剥がした。
コーティング層を１５０℃の一定温度、６０分で硬化させ、これにより、導電性コーティング層サンプルを得た。
実施例９の導電性コーティングの具体的な処方は以下の通りである。

実施例１０
導電性コーティングおよび導電性コーティング層を、下記コーティング処方を採用した以外は実施例９に記載の方法と同様の方法により調製した。
実施例１０の導電性コーティングの具体的な処方は以下の通りである。

実施例１１
導電性コーティングおよび導電性コーティング層を、下記コーティング処方を採用した以外は実施例９に記載の方法と同様の方法により調製した。
実施例１１の導電性コーティングの具体的な処方は以下の通りである。

実施例１２
導電性コーティングおよび導電性コーティング層を、下記コーティング処方を採用した以外は実施例９に記載の方法と同様の方法により調製した。
実施例１２の導電性コーティングの具体的な処方は以下の通りである。

実施例１３
導電性コーティングおよび導電性コーティング層を、下記コーティング処方を採用した以外は実施例９に記載の方法と同様の方法により調製した。
実施例１３の導電性コーティングの具体的な処方は以下の通りである。

実施例１４
導電性コーティングおよび導電性コーティング層を、下記コーティング処方を採用した以外は実施例９に記載の方法と同様の方法により調製した。
実施例１４の導電性コーティングの具体的な処方は以下の通りである。

実施例１５
導電性コーティングおよび導電性コーティング層を、下記コーティング処方を採用した以外は実施例９に記載の方法と同様の方法により調製した。
実施例１５の導電性コーティングの具体的な処方は以下の通りである。

比較例１：導電性フィラーとして銀粉を用いた。
導電性コーティングおよび導電性コーティング層を、導電性フィラーとして銀粉を用いた以外は実施例９に記載の方法と同様の方法により調製した。
比較例１の導電性コーティングの具体的な処方は以下の通りである。

比較例２：導電性フィラーとして銀めっき銅粉を用いた。
導電性コーティングおよび導電性コーティング層を、導電性フィラーとして銀めっき銅粉を用いた以外は実施例９に記載の方法と同様の方法により調製した。
比較例２の導電性コーティングの具体的な処方は以下の通りである。

＜効果に関するデータ＞
実施例１〜１５で得られた導電性コーティングについて、粘度試験、密度試験、および高温／湿潤試験を行った。試験結果を下記表１８に示す。

実用的応用において、熱硬化性導電性コーティングの粘度は４００〜８００ｃｐｓに制御される必要があり、熱可塑性導電性コーティングの粘度は５００〜２０００ｃｐｓの範囲に制御される必要がある。表１８から理解できるように、実施例１〜８で得られた熱硬化性導電性コーティングの粘度は４００〜７５０ｃｐｓであった；また、実施例９〜１５で得られた熱可塑性導電性コーティングの粘度は１０００〜１８００ｃｐｓの範囲であった。これらは、コンデンサにおける導電性コーティング層を形成するのに非常に適している。

導電性コーティングの密度は、好ましくは２．２ｇ／ｃｍ^３未満である。表１８に示すように、実施例１〜１５の導電性コーティングの密度は１．２〜１．５２ｇ／ｃｍ^３であり、これらはすべて２．２ｇ／ｃｍ^３未満である。
高温／湿潤試験の結果を考慮すると、導電性コーティングの初期体積抵抗率は０．０１Ωｃｍ^−１未満であり、その後の試験において明らかな増加はなく、少なくとも１か月間は維持される必要がある。

表１８に示すように、実施例１〜１５の初期体積抵抗率は０．４２８×１０^−３〜４．５×１０^−３Ωｃｍ^−１であり、これらはすべて０．０１Ωｃｍ^−１未満であり、これらの抵抗率はその後の試験において明らかな増加はなく、４２日間維持され、優れた高温／湿潤抵抗性を示した。

銀粉を用いた導電性コーティング（比較例１）および銀めっき銅粉を用いた導電性コーティング（比較例２）も、表１８に記載した。本発明の導電性コーティングの導電特性は銀粉を用いた導電性コーティングの導電特性に似ているが、銀めっき銅粉を用いた導電性コーティングは明らかに劣る高温安定性を示し、１５日後、体積抵抗率は１００倍以上に増加したことが理解される。

上記実施態様は本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載された発明を限定するものまたは本発明の範囲を減縮するものと解釈すべきでない。上記実施態様は、構成において制限的ではなく、当然、特許請求の範囲の技術的範囲内で修正し得るものである。

Claims (31)

1. ５〜３０重量％のエポキシ樹脂；
   ０．５〜５重量％のエポキシ樹脂用硬化剤；
   ２０〜５０重量％の非金属銀めっき粒子；および
   ４０〜７０重量％の溶剤
   を含むコンデンサ用導電性コーティング。
2. エポキシ樹脂がビスフェノール系エポキシ樹脂またはノボラック系エポキシ樹脂である、請求項１に記載の導電性コーティング。
3. エポキシ樹脂がビスフェノールＡ型エポキシ樹脂である、請求項２に記載の導電性コーティング。
4. 硬化剤がアミン系硬化剤またはイミダゾール系硬化剤である、請求項１〜３のいずれかに記載の導電性コーティング。
5. 硬化剤がトリエタノールアミンである、請求項４に記載の導電性コーティング。
6. 非金属銀めっき粒子が以下の条件の少なくとも１つを満たす、請求項１〜５のいずれかに記載の導電性コーティング：
   密度が３〜５ｇ／ｃｍ^３である、
   平均粒子径が５〜１００μｍである、
   めっき銀の量が、非金属銀めっき粒子の総量に基づいて２０〜６０重量％である。
7. 非金属銀めっき粒子の非金属物質が、ガラス、窒化ホウ素、炭酸カルシウム、カーボンブラック、炭素繊維、アルミナおよびポリマー材料から選択される１種以上の物質である、請求項１〜６のいずれかに記載の導電性コーティング。
8. 非金属銀めっき粒子が、銀めっきガラス粒子または銀めっき窒化ホウ素粒子である、請求項７に記載の導電性コーティング。
9. 非金属銀めっき粒子が銀めっきガラス粒子であり、かつ、導電性銀コーティングがイオン交換体をさらに含む、請求項８に記載の導電性コーティング。
10. 溶剤が、エステル系溶剤および／またはエーテル系溶剤である、請求項１〜９のいずれかに記載の導電性コーティング。
11. 溶剤が、エチレングリコールブチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、およびエチレングリコールモノブチルエーテルから選択される１種以上の溶剤である、請求項１０に記載の導電性コーティング。
12. １種以上の下記添加剤：接着促進剤、分散剤、消泡剤およびチキソトロピー調整剤をさらに含む、請求項１〜１１のいずれかに記載の導電性コーティング。
13. コーティングの粘度（２５℃）が４００〜８００ｍＰａ・ｓである、請求項１〜１２のいずれかに記載の導電性コーティング。
14. 凝縮物の溶剤含量が導電性コーティングの溶剤含量より少ない、請求項１〜１３のいずれかに記載の導電性コーティングの凝縮物。
15. 凝縮物の粘度（２５℃）が３０００〜３００００ｃｐｓである、請求項１４に記載の導電性コーティングの凝縮物。
16. 凝縮物の粘度（２５℃）が５０００〜１００００ｃｐｓである、請求項１５に記載の導電性コーティングの凝縮物。
17. ３〜２０重量％の熱可塑性樹脂；
    ２０〜５０重量％の非金属銀めっき粒子；および
    ４０〜７０重量％の溶剤；
    を含み、熱可塑性樹脂がフッ素ゴムであるコンデンサ用導電性コーティング。
18. フッ素ゴムがフッ素ゴムエラストマーおよびフルオロエチレンモノマーのブロックコポリマーから選択される、請求項１７に記載の導電性コーティング。
19. 非金属銀めっき粒子が以下の条件の少なくとも１つを満たす、請求項１７または１８に記載の導電性コーティング：
    密度が３〜５ｇ／ｃｍ^３である、
    平均粒子径が５〜１００μｍである、
    めっき銀の量が、非金属銀めっき粒子の総量に基づいて２０〜６０重量％である。
20. 非金属銀めっき粒子の非金属物質が、ガラス、窒化ホウ素、炭酸カルシウム、カーボンブラック、炭素繊維、アルミナおよびポリマー材料から選択される１種以上の物質である、請求項１７〜１９のいずれかに記載の導電性コーティング。
21. 非金属銀めっき粒子が、銀めっきガラス粒子または銀めっき窒化ホウ素粒子である、請求項２０に記載の導電性コーティング。
22. 非金属銀めっき粒子が銀めっきガラス粒子であり、かつ、導電性銀コーティングがイオン交換体をさらに含む、請求項２１に記載の導電性コーティング。
23. 溶剤が、エステル系溶剤および／またはエーテル系溶剤である、請求項１７〜２２のいずれかに記載の導電性コーティング。
24. 溶剤が、エチレングリコールブチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、およびエチレングリコールモノブチルエーテルから選択される１種以上の溶剤である、請求項２３に記載の導電性コーティング。
25. １種以上の下記添加剤：接着促進剤、分散剤、消泡剤およびチキソトロピー調整剤をさらに含む、請求項１７〜２４のいずれかに記載の導電性コーティング。
26. コーティングの粘度（２５℃）が１０００〜２０００ｍＰａ・ｓである、請求項１７〜２５のいずれかに記載のコンデンサ用導電性コーティング。
27. 凝縮物の溶剤含量が導電性コーティングの溶剤含量より少ない、請求項１７〜２６のいずれかに記載の導電性コーティングの凝縮物。
28. 凝縮物の粘度（２５℃）が３０００〜３００００ｃｐｓである、請求項２７に記載の導電性コーティングの凝縮物。
29. 凝縮物の粘度（２５℃）が５０００〜１００００ｃｐｓである、請求項２８に記載の導電性コーティングの凝縮物。
30. コンデンサの少なくとも一部の表面が導電性コーティング層により被覆されたコンデンサであって、前記導電性コーティング層を、請求項１〜１３のいずれかに記載の導電性コーティングおよび／または請求項１７〜２６のいずれかに記載の導電性コーティングをコンデンサの表面に塗布した後、導電性コーティングを硬化および／または乾燥させることにより形成するコンデンサ。
31. コンデンサがアルミニウム電解コンデンサ、タンタル電解コンデンサまたはニオブ電解コンデンサである、請求項３０に記載のコンデンサ。