JP2020004743A - フィルムコンデンサ用フィルム材 - Google Patents

Abstract

【課題】ｔａｎδの過度な上昇を招来せず比誘電率を高めたフィルムコンデンサ用のポリプロピレン系フィルム材を提供すること。【解決手段】ポリプロピレンフィルムに所定厚みの無機誘電体を蒸着した二層構造を有する、ポリプロピレンのみの場合より比誘電率を向上させたことを特徴とするフィルムコンデンサ用フィルム材。【選択図】図３

Description

本発明は、比誘電率ε_ｒが大きく誘電正接ｔａｎδが小さな素材であるポリプロピレンを複合化して、ｔａｎδの過度な上昇が生じず比誘電率ε_ｒをより高めたフィルムコンデンサ用のフィルム材に関する。

フィルムコンデンサ用のフィルムとして様々な樹脂フィルムが用いられているが、中でもＰＰ（ポリプロピレン）やＯＰＰ（二軸延伸ポリプロピレン）が多用される。これは、他の樹脂フィルムに比して比誘電率が高く、特にｔａｎδが一桁ほど小さく電気エネルギーの損失が少ないという特徴を有するからである。

そして、近年、ＨＥＶなどの自動車にフィルムコンデンサが用いられ、高効率であって大容量（相対的に小型ということもできる）であることが求められている。すなわち、エネルギーロスが小さいすなわちｔａｎδが小さいままで、比誘電率ε_ｒのより大きなフィルム材またそれを用いたフィルムコンデンサが求められている。

特開平１１−１１９１２７号 ＷＯ２０１３０５７９８７号

本発明は上記に鑑みてなされたものであって、ｔａｎδの過度な上昇を招来せず比誘電率を高めたフィルムコンデンサ用のポリプロピレン系フィルム材を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、ポリプロピレンフィルムに所定厚みの無機誘電体を蒸着した二層構造を有する、ポリプロピレンのみの場合より比誘電率を向上させたことを特徴とするフィルムコンデンサ用フィルム材である。

請求項２に記載の発明は、無機誘電体の厚みをポリプロピレンフィルムの厚みの０．５％〜１０％としたことを特徴とする請求項１に記載のフィルムコンデンサ用フィルム材である。

請求項３に記載の発明は、無機誘電体を、マグネシア、ジルコニア、シリカ、窒化ケイ素、または、窒化アルミニウムとしたことを特徴とする請求項１または２に記載のフィルムコンデンサ用フィルム材である。

請求項４に記載の発明は、請求項１、２または３に記載のフィルムコンデンサ用フィルム材を用いて捲回または積層されて製造されたことを特徴とするフィルムコンデンサである。

なお、原料のＰＰフィルムは、フィルムコンデンサの要求特性に依存するが、厚み０．５μｍ〜１０μｍ、幅３０ｃｍ〜９０ｃｍ、長さ５００ｍ〜２０００ｍのもの（帯状フィルム）を採用することができる。後工程である金属蒸着（電極形成）に使用する、キャンローラを備えたチャンバであるフィルムコンデンサ製造装置を利用すべく、ＰＰフィルムはロール状に巻かれたものを用いることができる。
無機誘電体についても、フィルムコンデンサの要求特性に従って適宜選択可能であるが、ＰＰフィルムを二層化、多層化、複合化した際にｔａｎδが元のＰＰフィルムの１０倍以上にならない素材を採用することがひとつの目安となる。なお、ＰＰのｔａｎδはおおよそ０．０００５未満であり、また、ε_ｒはおおよそ２．２〜２．６である。
無機誘電体の蒸着に際しては、上述の様にフィルムコンデンサ製造装置を用いることができる。仕様の態様によっては、無機誘電体の蒸着→マスキング（パターニング）→金属蒸着（電極形成）を連続して（事実上の一工程として）おこなってもよい。
本発明のフィルム材を用いて製造されるフィルムコンデンサは、実装用の加工、例えばメタリコン処理、樹脂充填等を適宜おこなって良いことはいうまでもない。
なお、フィルム材は二層構造を有すればよく、三層以上であってそのうちの二層が上記構成であれば良いものとする。たとえば、第一無機誘電体層−ＯＰＰフィルム層−第二無機誘電体層の三層構造のフィルム材等も本発明に含まれる。

本発明によれば、ｔａｎδの過度な上昇を招来せず比誘電率を高めたフィルムコンデンサ用のポリプロピレン系フィルム材を提供することができる。
また、これを用いた、電気エネルギー損失の小さな大容量（または小型）のフィルムコンデンサを提供することができる。

フィルムコンデンサ用フィルム材の製造装置の例を示した断面図である。 フィルム材の形成から電極形成までの工程概要図である。 ジルコニアの厚みをかえてＯＰＰフィルムに蒸着したフィルム材のｔａｎδとε_ｒとを示した表である。 マグネシア、窒化ケイ素、シリカ、窒化アルミニウムを５％厚としてＯＰＰフィルムに蒸着したフィルム材のｔａｎδおよびε_ｒを示した図表である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。本実施の形態ではＯＰＰ＋ジルコニアの二層構造のフィルム材を製造しつつフィルムコンデンサ用の電極形成もおこなう態様について説明する。
図１は、本発明のフィルムコンデンサ用フィルム材の製造装置の例を示した断面図である。図２は、図１に示した製造装置によりフィルム材の形成から電極形成までの工程概要図である。なお、縮尺は説明の便宜上必ずしも統一したものでない。

製造装置１は、クーリングローラ１０と、誘電体蒸着部２０と、マスキング部３０と、金属蒸着部４０と、フィルム供給巻取部５０と、を真空槽６０に収容した構造である。なお、電子ビーム照射部やプラズマ照射部等を適宜設け、改質、硬化、固化等をおこなうようにする。

クーリングローラ１０は、円筒形状であって軸１１を中心に回転する（駆動部図示せず）。表面は鉄メッキが施され、内側から表面を冷却し（冷却機構図示せず）、所定の中心角にわたってフィルムＦを巻き付けて誘電体や金属を連続的に蒸着固化する。クーリングローラ１０の大きさは特に限定されないが、ここでは、直径約８０ｃｍ、軸長５０ｃｍのものを用いている。
回転速度は表面速度が０．５ｍ／分〜５００ｍ／分の間で調整可能であり、また、表面温度は、−２０度〜３０度まで適宜設定可能な仕様としている。用いるフィルムＦの厚み、蒸着する誘電体や金属の種類、厚みに応じて回転速度や表面温度を決定する。

誘電体蒸着部２０は、長手の略直方体形の筐体２１と、筐体２１を加熱するヒータ２２と、により構成される。筐体２１は、クーリングローラ１０の表面に対峙して配される。すなわち、筐体２１の長手を軸１１に対して平行に配し、筐体２１を表面に近接させて配置する。

筐体２１内部には、ヒータ２２により加熱され液体となったジルコニウムを貯留する貯留槽２１１を設けてあり、かつ、クーリングローラ１０と対峙する面にスリット２１２を設けている。スリット２１２は軸１１に平行に長手に配向されており、ヒータ２２の適切な制御のもと、ジルコニウムの蒸気が貯留槽２１１からクーリングローラ１０へ向けて適切な放散量および放散速度にて吹きだしていく。

また、誘電体蒸着部２０は、スリット２１２近傍に酸素供給口２３を設けており、放散されたジルコニウム蒸気を酸素雰囲気に曝し、酸化ジルコニウム（ジルコニア）としてフィルムＦに蒸着させる（図２ｂ）。このとき、クーリングローラ１０は回転しているので、一定厚みのジルコニア層が連続的に形成されていくこととなる。この厚みは、スリット２１２からの吹出量やクーリングローラ１０の回転速度にも依存するが、フィルムＦの厚みの０．５％〜２０％とする。
誘電体蒸着部２０により、ＯＰＰフィルムとジルコニアの二層からなるフィルム材が連続的に形成されることとなる。

マスキング部３０は、軸１１方向に長手である柱状の筐体３１の一面にノズル板３２が取り付けられた構成である。ノズル板３２は、クーリングローラ１０に近接対峙しており、ノズル板３２表面に等間隔かつ軸１１方向一直線上に配された噴出孔（図示せず）からオイルをクーリングローラ１０へ向けて噴出する（図２ｃ）。このオイルは、筐体３１内の貯留室３１１に封入されて加熱されている。オイルすなわちパターニング材料の例としては、エステル系オイル、グリコール系オイル、フッ素系オイルを用いることができる。また、マスキング部３０は軸１１方向に適宜往復等して、所定の電極形成用パタンをフィルム材表面に形成する。

金属蒸着部４０は、長手の略直方体形の筐体４１と、筐体４１を加熱するヒータ４２と、により構成される。筐体４１は、筐体２１と同様にクーリングローラ１０の表面に対峙して配される。すなわち、筐体４１の長手を軸１１と平行に配し、筐体４１をクーリングローラ１０表面に近接させて配置する。

筐体４１内部には抵抗加熱式ヒータ４２により加熱され液体となった金属（ここではアルミニウムとする。）を貯留する貯留槽４１１が設けられており、かつ、クーリングローラ１０と対峙する面にスリット４１２を設けている。スリット４１２は軸１１に平行に長手に配向されており、ヒータ４２の適切な制御のもと、アルミニウム蒸気が貯留槽２１１からクーリングローラ１０へ向けて適切な放散量および放散速度となって吹きだしていく。

クーリングローラ１０は冷却されているので、オイルがのっていないところはジルコニア表面にアルミニウムが蒸着凝固していく。一方、オイルがのっているところは、アルミニウム蒸気の熱によりオイルを剥ぎ取りアルミが着くことなくジルコニアを露出させる（図２ｄ）。
すなわち、金属蒸着部４０を経ることにより、一定厚みのアルミニウム電極がフィルム材上に連続的に形成されていくこととなる（フィルムコンデンサ用の半製品が形成されていく）。
なお、マスキングと金属蒸着を繰り返し、異種または同種の金属のパタンを更に形成するようにしても良い。

フィルム供給巻取部５０は、ＯＰＰフィルム（フィルムＦ）を送り出す送出ローラ５１と、電極が形成されたフィルム材を巻き取る巻取ローラ５２と、により構成される。

真空槽６０は、上記各構成を収容する。なお、本実施の形態では、誘電体蒸着部２０に酸素供給口２３が備わっているので、誘電体蒸着部２０の近傍には仕切りを設け、所定の酸素濃度が維持されるようにしつつ、全体としては所定の真空度が保たれるようにしている。

製造装置１は、以上の様に各構成が協働し、ＯＰＰフィルム→無機誘電体蒸着（複合化されたフィルム材の形成）→電極形成を連続しておこなう。

＜実験例＞
ＯＰＰフィルムに対する、無機誘電体の厚みを具体的に検討することとした。
用いたＯＰＰフィルムは、厚み＝２μｍ、ｔａｎδ＝０．０００２、比誘電率ε_ｒ＝２．２であり、ジルコニア（酸化ジルコニウム）の厚みを、０．００２μｍ（０．１％）、０．０１μｍ（０．５％）、０．０４μｍ（２％）、０．１μｍ（５％）、０．２μｍ（１０％）、０．４μｍ（２０％）として評価をおこなった。括弧内はＯＰＰフィルムに対するジルコニアの厚みの％である。なお、ジルコニアはｔａｎδ＝０．００１７，比誘電率ε_ｒ＝２８である。

二層化したフィルム材（複合化フィルム）のｔａｎδ複合とε_ｒを図３に示した。
図示したように、ｔａｎδは、たとえば、ジルコニア１０％厚としても５％増、２０％厚としても１０％増であって、驚くべきことに絶対値が依然として低いままであることが確認できた。
一方比誘電率ε_ｒは、ジルコニア０．１％厚であるとほとんど増加せず、０．５％厚とすると約６％の向上、２．０％とすると２０％強の向上にいたり、ジルコニア５．０％厚とすると５割増、１０．０％厚とする２倍以上となることが確認できた。

一方、ジルコニアの厚みが増すと熱量が大きいためＯＰＰフィルムが熱負けしてしまい、皺などの収縮が発生してしまう。すなわち、フィルム材の歩留まりが低くなってくる。ＯＰＰフィルムＦのクーリングローラ１０上の移送速度等にもよるが、５００ｍ／ｍｉｎの場合、ジルコニア１０％厚の単位面積当たりの不良率は０％であり、２０％厚の場合の不良率は５％〜１０％発生し、選別工程を考慮すると良好な厚みといえない。

以上から、無機誘電体はＯＰＰフィルムの厚みの０．５％〜１０％、好ましくは２．０％〜１０．０％とすることにより、ｔａｎδは事実上据え置いたまま（ＰＰフィルムと同等としたまま）ε_ｒを向上させつつ歩留まり高いフィルム材を製造することが可能となることが確認できた。

なお、ジルコニアにかえて、無機誘電体としてマグネシア、窒化ケイ素、シリカ、窒化アルミニウムをそれぞれ５％厚としてＯＰＰフィルムに蒸着したフィルム材のｔａｎδおよびε_ｒを図４に示した。
図表から、これらの無機誘電体もｔａｎδの過度な上昇を招来せずに比誘電率ε_ｒを好適に高めることができることを確認した。
また、これらの無機誘電体も、厚みはＯＰＰフィルムの０．５％〜１０％が好ましく、２．０％〜１０．０％の範囲とすることが特に好ましいことを確認した（下限はε_ｒの増加率および絶対値により決定され、上限は熱負けにより決定される）。ε_ｒの絶対値としては２．３以上であることがひとつの目安となる。

なお、ＰＰは耐熱性に特に優れている素材ではないが、無機材と複合化することにより耐熱性をも向上する。特に、フィルム材としては金属とＰＰフィルムとの間に無機材層が介在することとなるので耐熱性が高まり、コンデンサとしてフィルム材を積層させる場合でも金属層の半分は無機材層上に蒸着した態様となっているので耐熱性の向上に資することとなる。

仕様の態様によっては、無機誘電体層−ＯＰＰフィルム層−無機誘電体層の三層構造（上下の無機誘電体層は同種でなくても良い）とすることにより、より耐熱性を高めたコンデンサとすることも可能となる。

１ 製造装置
１０ クーリングローラ
１１ 軸
２０ 誘電体蒸着部
２１ 筐体
２１１ 貯留槽
２１２ スリット
２２ ヒータ
２３ 酸素供給口
３０ マスキング部
３１ 筐体
３１１ 貯留室
３２ ノズル板
４０ 金属蒸着部
４１ 筐体
４１１ 貯留槽
４１２ スリット
４２ ヒータ
５０ フィルム供給巻取部
５１ 送出ローラ
５２ 巻取ローラ
６０ 真空槽

本発明は、比誘電率ε_ｒが大きく誘電正接ｔａｎδが小さな素材であるポリプロピレンを複合化して、ｔａｎδの過度な上昇が生じず比誘電率ε_ｒをより高めたフィルムコンデンサ用のフィルム材に関する。

フィルムコンデンサ用のフィルムとして様々な樹脂フィルムが用いられているが、中でもＰＰ（ポリプロピレン）やＯＰＰ（二軸延伸ポリプロピレン）が多用される。これは、他の樹脂フィルムに比して比誘電率が高く、特にｔａｎδが一桁ほど小さく電気エネルギーの損失が少ないという特徴を有するからである。

そして、近年、ＨＥＶなどの自動車にフィルムコンデンサが用いられ、高効率であって大容量（相対的に小型ということもできる）であることが求められている。すなわち、エネルギーロスが小さいすなわちｔａｎδが小さいままで、比誘電率ε_ｒのより大きなフィルム材またそれを用いたフィルムコンデンサが求められている。

特開平１１−１１９１２７号 ＷＯ２０１３０５７９８７号

本発明は上記に鑑みてなされたものであって、ｔａｎδの過度な上昇を招来せず比誘電率を高めたフィルムコンデンサ用のポリプロピレン系フィルム材を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、ポリプロピレンフィルムに所定厚みの無機誘電体を蒸着した二層構造を有し、比誘電率が２．２７６２以上６．５０００以下であり、ｔａｎδが０．０００２２３２１以下０．０００１９７８１９以上であることを特徴とするフィルムコンデンサ用フィルム材である。

請求項２に記載の発明は、無機誘電体の厚みをポリプロピレンフィルムの厚みの０．５％〜１０％としたことを特徴とする請求項１に記載のフィルムコンデンサ用フィルム材である。

請求項３に記載の発明は、無機誘電体を、マグネシア、ジルコニア、シリカ、窒化ケイ素、または、窒化アルミニウムとしたことを特徴とする請求項１または２に記載のフィルムコンデンサ用フィルム材である。

請求項４に記載の発明は、ポリプロピレンフィルムに、ポリプロピレンフィルムの厚みの０．５％〜１０．０％としてジルコニアを蒸着した二層構造を有し、比誘電率が２．３２８４以上４．５４５５以下であり、ｔａｎδが０．０００２１１６９以下０．０００２００５９以上であることを特徴とするフィルムコンデンサ用フィルム材である。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一つに記載のフィルムコンデンサ用フィルム材を用いて捲回または積層されて製造されたことを特徴とするフィルムコンデンサである。

なお、原料のＰＰフィルムは、フィルムコンデンサの要求特性に依存するが、厚み０．５μｍ〜１０μｍ、幅３０ｃｍ〜９０ｃｍ、長さ５００ｍ〜２０００ｍのもの（帯状フィルム）を採用することができる。後工程である金属蒸着（電極形成）に使用する、キャンローラを備えたチャンバであるフィルムコンデンサ製造装置を利用すべく、ＰＰフィルムはロール状に巻かれたものを用いることができる。
無機誘電体についても、フィルムコンデンサの要求特性に従って適宜選択可能であるが、ＰＰフィルムを二層化、多層化、複合化した際にｔａｎδが元のＰＰフィルムの１０倍以上にならない素材を採用することがひとつの目安となる。なお、ＰＰのｔａｎδはおおよそ０．０００５未満であり、また、ε_ｒはおおよそ２．２〜２．６である。
無機誘電体の蒸着に際しては、上述の様にフィルムコンデンサ製造装置を用いることができる。仕様の態様によっては、無機誘電体の蒸着→マスキング（パターニング）→金属蒸着（電極形成）を連続して（事実上の一工程として）おこなってもよい。
本発明のフィルム材を用いて製造されるフィルムコンデンサは、実装用の加工、例えばメタリコン処理、樹脂充填等を適宜おこなって良いことはいうまでもない。
なお、フィルム材は二層構造を有すればよく、三層以上であってそのうちの二層が上記構成であれば良いものとする。たとえば、第一無機誘電体層−ＯＰＰフィルム層−第二無機誘電体層の三層構造のフィルム材等も本発明に含まれる。

本発明によれば、ｔａｎδの過度な上昇を招来せず比誘電率を高めたフィルムコンデンサ用のポリプロピレン系フィルム材を提供することができる。
また、これを用いた、電気エネルギー損失の小さな大容量（または小型）のフィルムコンデンサを提供することができる。

フィルムコンデンサ用フィルム材の製造装置の例を示した断面図である。 フィルム材の形成から電極形成までの工程概要図である。 ジルコニアの厚みをかえてＯＰＰフィルムに蒸着したフィルム材のｔａｎδとε_ｒとを示した表である。 マグネシア、窒化ケイ素、シリカ、窒化アルミニウムを５％厚としてＯＰＰフィルムに蒸着したフィルム材のｔａｎδおよびε_ｒを示した図表である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。本実施の形態ではＯＰＰ＋ジルコニアの二層構造のフィルム材を製造しつつフィルムコンデンサ用の電極形成もおこなう態様について説明する。
図１は、本発明のフィルムコンデンサ用フィルム材の製造装置の例を示した断面図である。図２は、図１に示した製造装置によりフィルム材の形成から電極形成までの工程概要図である。なお、縮尺は説明の便宜上必ずしも統一したものでない。

製造装置１は、クーリングローラ１０と、誘電体蒸着部２０と、マスキング部３０と、金属蒸着部４０と、フィルム供給巻取部５０と、を真空槽６０に収容した構造である。なお、電子ビーム照射部やプラズマ照射部等を適宜設け、改質、硬化、固化等をおこなうようにする。

クーリングローラ１０は、円筒形状であって軸１１を中心に回転する（駆動部図示せず）。表面は鉄メッキが施され、内側から表面を冷却し（冷却機構図示せず）、所定の中心角にわたってフィルムＦを巻き付けて誘電体や金属を連続的に蒸着固化する。クーリングローラ１０の大きさは特に限定されないが、ここでは、直径約８０ｃｍ、軸長５０ｃｍのものを用いている。
回転速度は表面速度が０．５ｍ／分〜５００ｍ／分の間で調整可能であり、また、表面温度は、−２０度〜３０度まで適宜設定可能な仕様としている。用いるフィルムＦの厚み、蒸着する誘電体や金属の種類、厚みに応じて回転速度や表面温度を決定する。

誘電体蒸着部２０は、長手の略直方体形の筐体２１と、筐体２１を加熱するヒータ２２と、により構成される。筐体２１は、クーリングローラ１０の表面に対峙して配される。すなわち、筐体２１の長手を軸１１に対して平行に配し、筐体２１を表面に近接させて配置する。

筐体２１内部には、ヒータ２２により加熱され液体となったジルコニウムを貯留する貯留槽２１１を設けてあり、かつ、クーリングローラ１０と対峙する面にスリット２１２を設けている。スリット２１２は軸１１に平行に長手に配向されており、ヒータ２２の適切な制御のもと、ジルコニウムの蒸気が貯留槽２１１からクーリングローラ１０へ向けて適切な放散量および放散速度にて吹きだしていく。

また、誘電体蒸着部２０は、スリット２１２近傍に酸素供給口２３を設けており、放散されたジルコニウム蒸気を酸素雰囲気に曝し、酸化ジルコニウム（ジルコニア）としてフィルムＦに蒸着させる（図２ｂ）。このとき、クーリングローラ１０は回転しているので、一定厚みのジルコニア層が連続的に形成されていくこととなる。この厚みは、スリット２１２からの吹出量やクーリングローラ１０の回転速度にも依存するが、フィルムＦの厚みの０．５％〜２０％とする。
誘電体蒸着部２０により、ＯＰＰフィルムとジルコニアの二層からなるフィルム材が連続的に形成されることとなる。

マスキング部３０は、軸１１方向に長手である柱状の筐体３１の一面にノズル板３２が取り付けられた構成である。ノズル板３２は、クーリングローラ１０に近接対峙しており、ノズル板３２表面に等間隔かつ軸１１方向一直線上に配された噴出孔（図示せず）からオイルをクーリングローラ１０へ向けて噴出する（図２ｃ）。このオイルは、筐体３１内の貯留室３１１に封入されて加熱されている。オイルすなわちパターニング材料の例としては、エステル系オイル、グリコール系オイル、フッ素系オイルを用いることができる。また、マスキング部３０は軸１１方向に適宜往復等して、所定の電極形成用パタンをフィルム材表面に形成する。

金属蒸着部４０は、長手の略直方体形の筐体４１と、筐体４１を加熱するヒータ４２と、により構成される。筐体４１は、筐体２１と同様にクーリングローラ１０の表面に対峙して配される。すなわち、筐体４１の長手を軸１１と平行に配し、筐体４１をクーリングローラ１０表面に近接させて配置する。

筐体４１内部には抵抗加熱式ヒータ４２により加熱され液体となった金属（ここではアルミニウムとする。）を貯留する貯留槽４１１が設けられており、かつ、クーリングローラ１０と対峙する面にスリット４１２を設けている。スリット４１２は軸１１に平行に長手に配向されており、ヒータ４２の適切な制御のもと、アルミニウム蒸気が貯留槽２１１からクーリングローラ１０へ向けて適切な放散量および放散速度となって吹きだしていく。

クーリングローラ１０は冷却されているので、オイルがのっていないところはジルコニア表面にアルミニウムが蒸着凝固していく。一方、オイルがのっているところは、アルミニウム蒸気の熱によりオイルを剥ぎ取りアルミが着くことなくジルコニアを露出させる（図２ｄ）。
すなわち、金属蒸着部４０を経ることにより、一定厚みのアルミニウム電極がフィルム材上に連続的に形成されていくこととなる（フィルムコンデンサ用の半製品が形成されていく）。
なお、マスキングと金属蒸着を繰り返し、異種または同種の金属のパタンを更に形成するようにしても良い。

フィルム供給巻取部５０は、ＯＰＰフィルム（フィルムＦ）を送り出す送出ローラ５１と、電極が形成されたフィルム材を巻き取る巻取ローラ５２と、により構成される。

真空槽６０は、上記各構成を収容する。なお、本実施の形態では、誘電体蒸着部２０に酸素供給口２３が備わっているので、誘電体蒸着部２０の近傍には仕切りを設け、所定の酸素濃度が維持されるようにしつつ、全体としては所定の真空度が保たれるようにしている。

製造装置１は、以上の様に各構成が協働し、ＯＰＰフィルム→無機誘電体蒸着（複合化されたフィルム材の形成）→電極形成を連続しておこなう。

＜実験例＞
ＯＰＰフィルムに対する、無機誘電体の厚みを具体的に検討することとした。
用いたＯＰＰフィルムは、厚み＝２μｍ、ｔａｎδ＝０．０００２、比誘電率ε_ｒ＝２．２であり、ジルコニア（酸化ジルコニウム）の厚みを、０．００２μｍ（０．１％）、０．０１μｍ（０．５％）、０．０４μｍ（２％）、０．１μｍ（５％）、０．２μｍ（１０％）、０．４μｍ（２０％）として評価をおこなった。括弧内はＯＰＰフィルムに対するジルコニアの厚みの％である。なお、ジルコニアはｔａｎδ＝０．００１７，比誘電率ε_ｒ＝２８である。

二層化したフィルム材（複合化フィルム）のｔａｎδ複合とε_ｒを図３に示した。
図示したように、ｔａｎδは、たとえば、ジルコニア１０％厚としても５％増、２０％厚としても１０％増であって、驚くべきことに絶対値が依然として低いままであることが確認できた。
一方比誘電率ε_ｒは、ジルコニア０．１％厚であるとほとんど増加せず、０．５％厚とすると約６％の向上、２．０％とすると２０％強の向上にいたり、ジルコニア５．０％厚とすると５割増、１０．０％厚とする２倍以上となることが確認できた。

一方、ジルコニアの厚みが増すと熱量が大きいためＯＰＰフィルムが熱負けしてしまい、皺などの収縮が発生してしまう。すなわち、フィルム材の歩留まりが低くなってくる。ＯＰＰフィルムＦのクーリングローラ１０上の移送速度等にもよるが、５００ｍ／ｍｉｎの場合、ジルコニア１０％厚の単位面積当たりの不良率は０％であり、２０％厚の場合の不良率は５％〜１０％発生し、選別工程を考慮すると良好な厚みといえない。

以上から、無機誘電体はＯＰＰフィルムの厚みの０．５％〜１０％、好ましくは２．０％〜１０．０％とすることにより、ｔａｎδは事実上据え置いたまま（ＰＰフィルムと同等としたまま）ε_ｒを向上させつつ歩留まり高いフィルム材を製造することが可能となることが確認できた。

なお、ジルコニアにかえて、無機誘電体としてマグネシア、窒化ケイ素、シリカ、窒化アルミニウムをそれぞれ５％厚としてＯＰＰフィルムに蒸着したフィルム材のｔａｎδおよびε_ｒを図４に示した。
図表から、これらの無機誘電体もｔａｎδの過度な上昇を招来せずに比誘電率ε_ｒを好適に高めることができることを確認した。
また、これらの無機誘電体も、厚みはＯＰＰフィルムの０．５％〜１０％が好ましく、２．０％〜１０．０％の範囲とすることが特に好ましいことを確認した（下限はε_ｒの増加率および絶対値により決定され、上限は熱負けにより決定される）。ε_ｒの絶対値としては２．３以上であることがひとつの目安となる。

なお、ＰＰは耐熱性に特に優れている素材ではないが、無機材と複合化することにより耐熱性をも向上する。特に、フィルム材としては金属とＰＰフィルムとの間に無機材層が介在することとなるので耐熱性が高まり、コンデンサとしてフィルム材を積層させる場合でも金属層の半分は無機材層上に蒸着した態様となっているので耐熱性の向上に資することとなる。

仕様の態様によっては、無機誘電体層−ＯＰＰフィルム層−無機誘電体層の三層構造（上下の無機誘電体層は同種でなくても良い）とすることにより、より耐熱性を高めたコンデンサとすることも可能となる。

１ 製造装置
１０ クーリングローラ
１１ 軸
２０ 誘電体蒸着部
２１ 筐体
２１１ 貯留槽
２１２ スリット
２２ ヒータ
２３ 酸素供給口
３０ マスキング部
３１ 筐体
３１１ 貯留室
３２ ノズル板
４０ 金属蒸着部
４１ 筐体
４１１ 貯留槽
４１２ スリット
４２ ヒータ
５０ フィルム供給巻取部
５１ 送出ローラ
５２ 巻取ローラ
６０ 真空槽

Claims (4)

1. ポリプロピレンフィルムに所定厚みの無機誘電体を蒸着した二層構造を有する、ポリプロピレンのみの場合より比誘電率を向上させたことを特徴とするフィルムコンデンサ用フィルム材。
2. 無機誘電体の厚みをポリプロピレンフィルムの厚みの０．５％〜１０％としたことを特徴とする請求項１に記載のフィルムコンデンサ用フィルム材。
3. 無機誘電体を、マグネシア、ジルコニア、シリカ、窒化ケイ素、または、窒化アルミニウムとしたことを特徴とする請求項１または２に記載のフィルムコンデンサ用フィルム材。
4. 請求項１、２または３に記載のフィルムコンデンサ用フィルム材を用いて捲回または積層されて製造されたことを特徴とするフィルムコンデンサ。