JP7276398B2

JP7276398B2 - 樹脂組成物、硬化物、成形体及びその製造方法、並びに、フィルムコンデンサ及びその製造方法

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Publication number: JP7276398B2
Application number: JP2021167176A
Authority: JP
Inventors: 泰典川端; 香澄中村; 達仁福原; 尚英岩谷
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd; Showa Denko Materials Co Ltd; Resonac Corp
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 2017-10-30
Filing date: 2021-10-12
Publication date: 2023-05-18
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Description

本発明は、樹脂組成物、硬化物、成形体及びその製造方法、並びに、フィルムコンデンサ及びその製造方法に関する。

フィルムコンデンサ等の電子部品は、例えば、太陽電池、産業機器、電気自動車等における電力変換装置（パワーコンディショナ）に用いられている。電子部品として用いられる成形体は、例えば、素子と、素子を封止する封止部とを備えている。例えば、フィルムコンデンサは、フィルムコンデンサ素子と、フィルムコンデンサ素子を封止する封止部とを備えており、フィルムコンデンサ素子を収容する空間を有する型部材の前記空間内にフィルムコンデンサ素子を配置した後に前記空間に封止材を供給して封止部を形成することにより得ることができる（例えば、下記特許文献１参照）。封止部としては、樹脂材料を含む硬化性の樹脂組成物の硬化物を用いることができる。

特開平７－１６１５７８号公報

素子を封止する封止部を備える成形体において素子の劣化を抑制する観点から、水分が外部から封止部内に侵入することを抑制することが望ましい。そのため、封止部として用いられる硬化物に対しては、吸水率が低いことが求められ、さらには、優れた難燃性及び耐熱性を達成しつつ吸水率が低いことが求められている。特に、注型用の樹脂組成物の硬化物に対しては、優れた難燃性及び耐熱性を達成しつつ吸水率が低いことが求められている。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、優れた難燃性及び耐熱性を有しつつ吸水率の低い硬化物を得ることが可能な樹脂組成物、及び、その硬化物を提供することを目的とする。また、本発明は、前記樹脂組成物又はその硬化物を用いた成形体及びその製造方法を提供することを目的とする。さらに、本発明は、前記樹脂組成物又はその硬化物を用いたフィルムコンデンサ及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係る樹脂組成物は、硬化性成分と、膨張黒鉛と、を含有する、注型用の樹脂組成物である。

本発明に係る樹脂組成物によれば、優れた難燃性及び耐熱性を有しつつ吸水率の低い硬化物を得ることができる。このように吸水率が低い場合、素子を封止する封止部としてこのような樹脂組成物の硬化物を備える成形体において素子の劣化を抑制することができる。さらに、本発明に係る樹脂組成物によれば、溶剤を用いない場合であっても樹脂組成物の粘度を低く維持することが可能であり、樹脂組成物を注型する際に樹脂組成物の充填作業性に優れる。

前記膨張黒鉛の長径は、８００μｍ以下であることが好ましい。

前記硬化性成分は、エポキシ樹脂を含むことが好ましい。

Ｂ型粘度計を用いて４０℃、６０ｒｐｍの条件で測定した場合の樹脂組成物の粘度は、８．０Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。

本発明に係る硬化物は、上述の樹脂組成物の硬化物である。

本発明に係る成形体は、素子と、前記素子を封止する封止部と、を備え、前記封止部が上述の樹脂組成物又はその硬化物を含む。本発明に係る成形体の製造方法においては、上述の樹脂組成物を注型して成形体を得る。

本発明に係るフィルムコンデンサは、フィルムコンデンサ素子と、前記フィルムコンデンサ素子を封止する封止部と、を備え、前記封止部が上述の樹脂組成物又はその硬化物を含む。本発明に係るフィルムコンデンサの製造方法においては、上述の樹脂組成物を注型して、フィルムコンデンサ素子を封止する封止部を備えたフィルムコンデンサを得る。

本発明によれば、優れた難燃性及び耐熱性を有しつつ吸水率の低い硬化物を得ることができる。さらに、本発明によれば、溶剤を用いない場合であっても樹脂組成物の粘度を低く維持することが可能であり、樹脂組成物を注型する際に樹脂組成物の充填作業性に優れる。本発明によれば、注型への樹脂組成物の応用を提供できる。

図１は、本発明の一実施形態に係る成形体を示す斜視図である。図２は、本発明の一実施形態に係る成形体を示す端面図である。図３は、本発明の一実施形態に係る成形体の製造方法を示す斜視図である。

以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

本明細書において、「～」を用いて示された数値範囲は、「～」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。本明細書に段階的に記載されている数値範囲において、ある段階の数値範囲の上限値又は下限値は、他の段階の数値範囲の上限値又は下限値と任意に組み合わせることができる。本明細書に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。「Ａ又はＢ」とは、Ａ及びＢのどちらか一方を含んでいればよく、両方とも含んでいてもよい。本明細書に例示する材料は、特に断らない限り、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。本明細書において、組成物中の各成分の含有量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。

＜樹脂組成物及び硬化物＞
本実施形態に係る樹脂組成物は、注型用の樹脂組成物である。本実施形態に係る樹脂組成物を注型することにより成形体を得ることができる。本実施形態に係る樹脂組成物は、硬化性（例えば熱硬化性）の樹脂組成物である。本実施形態に係る硬化物は、本実施形態に係る樹脂組成物の硬化物であり、硬化性の樹脂組成物を硬化させることにより得ることができる。本実施形態に係る樹脂組成物及びその硬化物は、例えば、黒色を呈している。本実施形態に係る硬化物は、素子を封止する封止部として用いることができる。封止部によって素子を封止することにより、水分等によって素子が劣化することを抑制することができる。

本実施形態に係る樹脂組成物は、硬化性成分と、膨張黒鉛と、を含有する。本実施形態に係る樹脂組成物によれば、優れた難燃性及び耐熱性を有しつつ吸水率の低い硬化物を得ることができる。このような効果が発現される理由は必ずしも明らかではないが、本発明者は、以下のように推察している。

すなわち、膨張黒鉛では、六方晶系と呼ばれる結晶構造を炭素原子が形成しており、膨張黒鉛は親水性の極性基を有していない。そのため、水の吸着又は保持が可能な化学構造を有していないことから、吸水率の低い硬化物を得ることができる。このような膨張黒鉛を用いることにより、優れた難燃性及び耐熱性を有しつつ吸水率の低い硬化物を得ることができる。

（硬化性成分）
硬化性成分は、例えば、硬化性樹脂及び硬化剤を含むことができる。硬化剤を用いることなく硬化性樹脂が硬化可能である場合には、硬化剤を用いなくてもよい。

硬化性成分としては、熱硬化性成分又は光硬化性成分を用いることが可能であり、硬化性樹脂としては、熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂を用いることができる。硬化性成分としては、硬化性に優れる観点から、熱硬化性成分が好ましい。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル、シリコーン樹脂、ポリウレタン等が挙げられる。光硬化性樹脂としては、アクリル樹脂、メタクリル樹脂等が挙げられる。硬化性成分は、硬化物の透湿性が低く、硬化物により素子を封止した際に素子の劣化を防ぎやすい観点から、エポキシ樹脂を含むことが好ましい。

エポキシ樹脂としては、１分子中に２個以上のグリシジル基を有する樹脂を用いることができる。エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＰ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＢ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＢＰ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＣ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＥ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＧ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＭ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Ｐ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＰＨ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＴＭＣ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＺ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂（ヘキサンジオールビスフェノールＳジグリシジルエーテル等）、ノボラックフェノール型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ビキシレノール型エポキシ樹脂（ビキシレノールジグリシジルエーテル等）、水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（水添ビスフェノールＡグリシジルエーテル等）、これら樹脂の二塩基酸変性ジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂などが挙げられる。

エポキシ樹脂の含有量は、硬化物の透湿性が低く、硬化物により素子を封止した際に素子の劣化を防ぎやすい観点から、硬化性樹脂の全質量を基準として、５０質量％以上が好ましく、８０質量％以上がより好ましく、９０質量％以上が更に好ましい。エポキシ樹脂の含有量は、硬化性樹脂の全質量を基準として１００質量％であってもよい。

硬化性樹脂の含有量は、樹脂組成物の全質量（溶剤の質量を除く）を基準として下記の範囲が好ましい。硬化性樹脂の含有量は、樹脂組成物の粘度の過剰な上昇が抑制されて樹脂組成物の取り扱いが容易である（作業性を確保しやすい）観点から、１０質量％以上が好ましく、１５質量％以上がより好ましく、１８質量％以上が更に好ましく、２０質量％以上が特に好ましい。硬化性樹脂の含有量は、吸水率の低い硬化物を得やすい観点から、６０質量％以下が好ましく、５０質量％以下がより好ましく、４０質量％以下が更に好ましく、３０質量％以下が特に好ましい。これらの観点から、硬化性樹脂の含有量は、１０～６０質量％が好ましい。

硬化剤としては、グリシジル基と反応する官能基を１分子中に２個以上有する化合物を用いることができる。硬化剤としては、フェノール樹脂、酸無水物等が挙げられる。

フェノール樹脂としては、１分子中に２個以上のフェノール性水酸基を有する樹脂を用いることができる。フェノール樹脂としては、フェノール類及び／又はナフトール類とアルデヒド類とを酸性触媒下で縮合又は共縮合させて得られる樹脂、ビフェニル骨格型フェノール樹脂、パラキシリレン変性フェノール樹脂、メタキシリレン・パラキシリレン変性フェノール樹脂、メラミン変性フェノール樹脂、テルペン変性フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂、シクロペンタジエン変性フェノール樹脂、多環芳香環変性フェノール樹脂、キシリレン変性ナフトール樹脂等が挙げられる。フェノール類としては、フェノール、クレゾール、キシレノール、レゾルシノール、カテコール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ等が挙げられる。ナフトール類としては、α－ナフトール、β－ナフトール、ジヒドロキシナフタレン等が挙げられる。アルデヒド類としては、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ベンズアルデヒド、サリチルアルデヒド等が挙げられる。

酸無水物としては、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、エンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、ドデセニル無水コハク酸、オクテニル無水コハク酸等が挙げられる。

硬化剤の含有量は、硬化物の優れた強度が得られやすい観点、及び、硬化物の透湿性が低く、硬化物により素子を封止した際に素子の劣化を防ぎやすい観点から、樹脂組成物の全質量（有機溶剤等の溶剤を除く）を基準として、１０～５５質量％が好ましく、１２～４０質量％がより好ましく、１５～３０質量％が更に好ましい。

硬化性成分は、硬化促進剤を含んでいてもよい。硬化促進剤としては、４級アンモニウム塩、アミン系の硬化促進剤、リン系の硬化促進剤等が挙げられる。アミン系の硬化促進剤としては、イミダゾール化合物、脂肪族アミン、芳香族アミン、変性アミン、ポリアミド樹脂等が挙げられる。リン系の硬化促進剤としては、ホスフィンオキサイド、ホスホニウム塩、ダイホスフィン等が挙げられる。

（膨張黒鉛）
膨張黒鉛は、黒鉛の結晶構造の層間が拡張された材料であり、例えば、黒鉛以外の物質が黒鉛の層間内に侵入して形成された黒鉛層間化合物である。膨張黒鉛は、例えば、黒鉛材料を酸（硫酸、硝酸等）に浸漬させることで得ることができる。膨張黒鉛は、酸処理を行って得られる膨張可能な黒鉛（Ｅｘｐａｎｄａｂｌｅｇｒａｐｈｉｔｅ）を示し、膨張黒鉛を熱処理して得られる膨張化黒鉛（Ｅｘｐａｎｄｅｄｇｒａｐｈｉｔｅ）と区別される。

膨張黒鉛の長径は、樹脂組成物の粘度の過剰な上昇が抑制されて樹脂組成物の取り扱いが容易である（作業性を確保しやすい）観点から、２μｍ以上が好ましく、５μｍ以上がより好ましく、１０μｍ以上が更に好ましく、１２μｍ以上が特に好ましく、５０μｍ以上が極めて好ましく、１００μｍ以上が非常に好ましく、１００μｍを超えることがより一層好ましく、１５０μｍ以上が更に好ましく、２００μｍ以上が特に好ましい。膨張黒鉛の長径は、２００μｍを超えてよく、３００μｍ以上であってよく、４００μｍ以上であってよく、５００μｍ以上であってよく、６００μｍ以上であってよい。膨張黒鉛の長径は、膨張黒鉛が樹脂組成物中において分散しやすい観点から、８００μｍ以下が好ましく、５００μｍ以下がより好ましく、２００μｍ以下が更に好ましく、１００μｍ以下が特に好ましい。これらの観点から、膨張黒鉛の長径は、５～８００μｍが好ましい。膨張黒鉛の平均長径についても、これらの範囲であることが好ましい。

膨張黒鉛の長径は、例えば、次の手順により得ることができる。測定対象の膨張黒鉛を硬化性成分に分散させて硬化物を作製した後、膨張黒鉛が露出するように硬化物を切断する。次に、膨張黒鉛の長径（膨張黒鉛全体の最大長さ）が把握できるまで切断面を研磨する。そして、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）又は光学顕微鏡を用いて切断面を観察し、膨張黒鉛の長径を測定する。膨張黒鉛が硬化物中に分散していない場合についても、走査電子顕微鏡又は光学顕微鏡を用いて膨張黒鉛の長径を得ることができる。すなわち、走査電子顕微鏡又は光学顕微鏡を用いて膨張黒鉛単独の観察像を得た後、観察像における膨張黒鉛全体の最大長さを膨張黒鉛の長径として取得することができる。

膨張黒鉛の含有量は、樹脂組成物の全質量（溶剤の質量を除く）を基準として下記の範囲が好ましい。膨張黒鉛の含有量は、硬化物に高い難燃性を付与しやすい観点から、２．０質量％以上が好ましく、４．０質量％以上がより好ましく、８．０質量％以上が更に好ましい。膨張黒鉛の含有量は、膨張黒鉛が樹脂組成物中において分散しやすい観点から、４０質量％以下が好ましく、３５質量％以下がより好ましく、３５質量％未満が更に好ましく、３０質量％以下が特に好ましく、２０質量％以下が極めて好ましく、１０質量％以下が非常に好ましい。これらの観点から、膨張黒鉛の含有量は、２．０～４０質量％が好ましく、２．０～３０質量％がより好ましい。

（その他の添加剤）
本実施形態に係る樹脂組成物は、硬化性成分及び膨張黒鉛とは異なる添加剤を含有することができる。添加剤としては、フィラー、消泡剤、難燃剤、カップリング剤、反応希釈剤、可撓性付与剤、顔料、着色剤、溶剤等が挙げられる。

フィラーの構成材料としては、シリカ、カーボンブラック、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ウォラストナイト、アエロジル、アルミナ、炭酸カルシウム、珪酸カルシウム、マイカ、タルク、クレー、チタンホワイト、窒化珪素、炭化珪素、黒鉛（膨張黒鉛を除く）、メラミンシアヌレートなどが挙げられる。シリカとしては、結晶シリカ、溶融シリカ等が挙げられる。フィラーは、硬化性成分との親和性（なじみやすさ）、及び、汎用性に優れる観点から、シリカ及び水酸化アルミニウムからなる群より選ばれる少なくとも一種を含むことが好ましく、シリカを含むことがより好ましい。

フィラーの粒径は、樹脂組成物の粘度の過剰な上昇が抑制されて樹脂組成物の取り扱いが容易である（作業性を確保しやすい）観点から、２μｍ以上が好ましく、３μｍ以上がより好ましく、５μｍ以上が更に好ましく、１０μｍ以上が特に好ましい。フィラーの粒径は、微細な隙間への含浸性に優れる樹脂組成物を得やすい観点から、３０μｍ以下が好ましく、２０μｍ以下がより好ましく、１５μｍ以下が更に好ましい。これらの観点から、フィラーの粒径は、２～３０μｍが好ましい。フィラーの粒径は、レーザー回折粒度分布計（株式会社堀場製作所製、商品名：ＬＡ９２０）により測定することができる。フィラーの平均粒径についても、これらの各範囲であることが好ましい。

フィラーの含有量は、樹脂組成物の全質量（溶剤の質量を除く）を基準として下記の範囲が好ましい。フィラーの含有量は、硬化物の優れた強度が得られやすい観点、及び、硬化物の透湿性が低く、硬化物により素子を封止した際に素子の劣化を防ぎやすい観点から、３０質量％以上が好ましく、４０質量％以上がより好ましく、５０質量％以上が更に好ましい。フィラーの含有量は、樹脂組成物の粘度の過剰な上昇が抑制されて樹脂組成物の取り扱いが容易である（作業性を確保しやすい）観点から、８０質量％以下が好ましく、７０質量％以下がより好ましく、６０質量％以下が更に好ましい。これらの観点から、フィラーの含有量は、３０～８０質量％が好ましい。

（粘度）
Ｂ型粘度計を用いて４０℃、６０ｒｐｍの条件で測定した場合の樹脂組成物の粘度は、樹脂組成物を注型する際に樹脂組成物の充填作業性に更に優れる観点から、８．０Ｐａ・ｓ以下が好ましく、７．０Ｐａ・ｓ以下がより好ましく、５．０Ｐａ・ｓ以下が更に好ましく、３．０Ｐａ・ｓ以下が特に好ましく、２．０Ｐａ・ｓ以下が極めて好ましい。前記粘度は、例えば、１．０Ｐａ・ｓ以上であってもよい。

＜成形体＞
本実施形態に係る成形体は、素子と、素子を封止する封止部と、を備え、封止部が本実施形態に係る樹脂組成物又はその硬化物を含む。成形体としては、例えば、コンデンサ（フィルムコンデンサ等）、チップインダクタ、リアクトル、トランス、モールドコイル、ＬＳＩチップ、ＩＣチップ、センサー（タイヤ空気圧センサー等）、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）などの電子部品が挙げられる。

図１は、本実施形態に係る成形体の一例として、フィルムコンデンサを示す斜視図である。図２は、本実施形態に係る成形体の一例として、フィルムコンデンサを示す端面図である。図２の（ａ）は、図１のＩＩａ－ＩＩａ線に沿った端面図である。図２の（ｂ）は、図１のＩＩｂ－ＩＩｂ線に沿った端面図である。

図１及び図２に示すフィルムコンデンサ（成形体）１００は、ケース型フィルムコンデンサである。フィルムコンデンサ１００は、フィルムコンデンサ素子（フィルムコンデンサ巻回素子）１０と、フィルムコンデンサ素子１０を収容する素子収容空間２０ａを有する有底の外装ケース（ケース）２０と、素子収容空間２０ａ内においてフィルムコンデンサ素子１０を封止する封止部３０と、を備える。封止部３０は、本実施形態に係る樹脂組成物の硬化物を含む。

フィルムコンデンサ素子１０は、例えば、巻回体１２と、メタリコン電極１４と、リード線１６と、を有している。フィルムコンデンサ素子１０の製造方法は、例えば、樹脂フィルムに金属蒸着して得られる部材（金属化フィルム）を巻き回して巻回体１２を得る工程と、樹脂フィルムの巻回方向に直交する方向における巻回体１２の両端面に金属（メタリコン材）を蒸着（メタリコン処理）してメタリコン電極１４を得る工程と、メタリコン電極１４にリード線１６を接続する工程と、を備える。樹脂フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、ポリプロピレン（ＰＰ）フィルム等が挙げられる。金属蒸着の金属としては、亜鉛、錫、アルミニウム等が挙げられる。巻回体１２は、例えば、略楕円形状の断面を有する筒状体である。メタリコン電極１４は、巻回体１２の両端面のそれぞれの全面に形成することができる。メタリコン電極１４の金属としては、亜鉛、錫、アルミニウム等が挙げられる。リード線１６は、例えば、巻回体１２の両端面のそれぞれに２本ずつ配置されており、２本のリード線１６は、両端面のそれぞれにおいて、端面の長手方向に互いに離れて配置されている。リード線１６は、例えば、はんだによりメタリコン電極１４に接続されている。

外装ケース２０は、例えば、直方体形状を有しており、直方体形状の素子収容空間２０ａを内部に有している。外装ケース２０の上部には、素子収容空間２０ａと連通する開口部が形成されている。外装ケース２０は、例えば、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等によって形成されている。フィルムコンデンサ素子１０のリード線１６は、外装ケース２０の開口部の開口方向に伸びており、リード線１６の先端側の部分は、素子収容空間２０ａの外に突出している。

封止部３０は、例えば、フィルムコンデンサ素子１０の巻回体１２の全体が覆われるように（外部に露出しないように）外装ケース２０の素子収容空間２０ａ内に充填されている。封止部３０内において、フィルムコンデンサ素子１０と外装ケース２０の底面との間には封止部３０が介在しており、フィルムコンデンサ素子１０は外装ケース２０の底面から離れて配置されている。封止部３０内において、フィルムコンデンサ素子１０と外装ケース２０の側壁との間には封止部３０が介在しており、フィルムコンデンサ素子１０は外装ケース２０の側壁から離れて配置されている。これらのようにフィルムコンデンサ素子１０と外装ケース２０との間に封止部３０が介在している場合、フィルムコンデンサ素子１０が封止部３０に充分に保護されやすいため、フィルムコンデンサを長寿命化させやすい。

＜成形体の製造方法＞
本実施形態に係る成形体の製造方法においては、本実施形態に係る樹脂組成物を注型して成形体を得る。本実施形態に係る成形体の製造方法は、例えば、硬化性の封止材として、本実施形態に係る樹脂組成物を型部材（鋳型、枠体）に供給する樹脂供給工程と、樹脂組成物を硬化し成形体を得る硬化工程と、をこの順に備えている。成形方法としては、真空注型、インサート成形、射出成形、押出成形、トランスファ成形等が挙げられる。

本実施形態に係る成形体の製造方法の一例として、本実施形態に係るフィルムコンデンサの製造方法においては、本実施形態に係る樹脂組成物を注型して、フィルムコンデンサ素子を封止する封止部を備えたフィルムコンデンサを得る。本実施形態に係るフィルムコンデンサの製造方法は、例えば、硬化性の封止材として、本実施形態に係る樹脂組成物を外装ケース（ケース）の素子収容空間に供給する樹脂供給工程と、樹脂組成物を硬化する硬化工程と、をこの順に備えている。

樹脂供給工程では、フィルムコンデンサ素子が収容された素子収容空間内に、本実施形態に係る樹脂組成物（硬化性の封止材）を供給する。樹脂供給工程は、例えば、真空下、温度２０～９０℃の条件で行うことができる。樹脂供給工程では、例えば、樹脂組成物の供給に伴い、浮力によってフィルムコンデンサ素子が樹脂組成物の液面に浮き上がることにより、フィルムコンデンサ素子と外装ケースの底面との間に樹脂組成物が介在してもよい。

硬化工程では、素子収容空間内に供給された樹脂組成物を硬化して硬化物を得る。硬化工程では、例えば、熱硬化性の樹脂組成物を加熱して硬化物を得る。樹脂組成物の硬化温度は、１１０℃以下であることが好ましい。硬化工程は、例えば、８５～１０５℃、３～８時間の条件で行うことができる。複数の条件を組み合わせてもよく、一の温度で加熱した後に他の温度（例えば、前記一の温度よりも高温）で加熱してもよい。

本実施形態に係るフィルムコンデンサの製造方法では、樹脂供給工程と硬化工程とを繰り返し行ってもよい。例えば、フィルムコンデンサ素子の巻回体の底部が浸漬されるまで樹脂組成物を素子収容空間内に供給した後に樹脂組成物を硬化させ、さらに、樹脂組成物を素子収容空間内に供給した後に樹脂組成物を硬化させてもよい。すなわち、フィルムコンデンサ素子の巻回体の全体が覆われるまで、樹脂組成物の供給及び硬化は複数回行われてもよい。フィルムコンデンサ素子の巻回体の底部が浸漬されるまで樹脂組成物を素子収容空間内に供給した後に樹脂組成物を硬化させることにより、その後の樹脂組成物の供給の際に、浮力によってフィルムコンデンサ素子が樹脂組成物の液面に浮き上がることを抑制することができる。

本実施形態に係るフィルムコンデンサの製造方法は、樹脂供給工程の前に、フィルムコンデンサ素子を素子収容空間内に配置する素子配置工程を備えていてもよい。また、本実施形態に係るフィルムコンデンサの製造方法では、素子収容空間内に樹脂組成物を供給した後にフィルムコンデンサ素子を素子収容空間内に配置してもよい。

図３は、本実施形態に係る成形体の製造方法の一例として、フィルムコンデンサの製造方法を示す斜視図である。まず、図３の（ａ）に示すように、素子配置工程において、フィルムコンデンサ素子１０を外装ケース２０の素子収容空間２０ａ内に配置する。次に、図３の（ｂ）に示すように、樹脂供給工程において、硬化性の封止材として樹脂組成物３０ａを素子収容空間２０ａ内に供給する。これにより、図３の（ｃ）に示すように、樹脂組成物３０ａが素子収容空間２０ａ内に充填される。そして、硬化工程において、素子収容空間２０ａ内の樹脂組成物３０ａを硬化して硬化物を得ることにより、図１及び図２に示すフィルムコンデンサ１００を得ることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、フィルムコンデンサは、フィルムコンデンサ素子と、フィルムコンデンサ素子を封止する封止部と、を備え、封止部が樹脂組成物又はその硬化物を含んでいればよく、外装ケースを備えることなく、フィルムコンデンサ素子を封止する封止部の全体が外部に露出した態様であってもよい。封止部に封止されるフィルムコンデンサ素子は、一つであってもよく、複数であってもよい。

フィルムコンデンサの封止部内において、フィルムコンデンサ素子と外装ケースの底面との間に封止部が介在することなく、フィルムコンデンサ素子が外装ケースの底面に接していてもよい。封止部内において、フィルムコンデンサ素子と外装ケースの側壁との間に封止部が介在することなく、フィルムコンデンサ素子が外装ケースの側壁に接していてもよい。

フィルムコンデンサ素子は、フィルムで形成されたフィルム本体（コンデンサ本体、フィルム素子本体）を有していればよく、特に限定されない。例えば、フィルムコンデンサ素子は、フィルムの巻回体（フィルムを巻き回して形成されたフィルム構造体）に代えて、フィルムの積層体（フィルムを積層して形成されたフィルム構造体）を有していてもよい。フィルム本体としては、金属化フィルムの巻回体又は積層体を用いることができる。

以下、実施例及び比較例を用いて本発明の内容を更に詳細に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。

＜樹脂組成物の調製＞
表１及び表２に示す下記成分を混合することにより樹脂組成物を調製した。

（熱硬化性樹脂）
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、三井化学株式会社製、商品名：エポミックＲ－１３９Ｓ
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、三菱ケミカル株式会社製、商品名：ＪＥＲ８３４

（硬化剤）
酸無水物、３ｏｒ４－メチル－１，２，３，６－テトラヒドロ無水フタル酸、日立化成株式会社製、商品名：ＨＮ－２０００

（硬化促進剤）
塩化ベンザルコニウム、日本油脂株式会社製、商品名：Ｍ２－１００Ｒ

（膨張黒鉛：Ｅｘｐａｎｄａｂｌｅｇｒａｐｈｉｔｅ）
（商品名）ＧＲＥＰ－ＥＧ、株式会社鈴裕化学製、平均長径：６００μｍ
（商品名）ＥＸＰ－１００Ｓ、富士黒鉛工業株式会社製、平均長径：２００μｍ

（フィラー）
メラミンシアヌレート、日産化学工業株式会社製、商品名：ＭＣ－４０００、平均粒径：１４μｍ
カーボンブラック、着色剤、三菱ケミカル株式会社製、商品名：ＭＡ－１００
結晶シリカ、フミテック株式会社製、商品名：ＨＣ－１５、平均粒径：１２．８μｍ
結晶シリカ、シベルコ・ジャパン株式会社製、商品名：ＣＡ００４０、平均粒径：３．６５μｍ
水酸化アルミニウム、日本軽金属株式会社製、商品名：ＡＬ－Ｂ１４３、平均粒径：５μｍ
水酸化マグネシウム、神島化学工業株式会社製、商品名：Ｎ－６、平均粒径：１．３μｍ

（その他の添加剤）
消泡剤、シリコーン系消泡剤、信越化学工業株式会社製、商品名：ＫＳ－６０３
カップリング剤、エポキシ基含有シランカップリング剤、ダウコーニング社製、商品名：ＯＦＳ－６０４０
難燃剤、ポリリン酸アンモニウム、大八化学工業株式会社製、商品名：ＴＣＰ
難燃剤、ポリリン酸アンモニウム、クラリアントケミカルズ株式会社製、商品名：ＥｘｏｌｉｔＡＰ４６２

＜物性測定＞
前記樹脂組成物を用いて下記の物性測定を行った。物性測定は、上述の硬化剤と他成分とを混合した後、速やかに行った。物性測定の結果を表１及び表２に示す。

（吸水率）
直径６０ｍｍのアルミニウムシャーレ内に前記樹脂組成物を２０ｇ注入した。次に、前記樹脂組成物を１０５℃で８時間熱硬化させて硬化物を得た後、前記硬化物の質量を測定した。続いて、１２１℃、１００％ＲＨ、２ａｔｍの条件で前記硬化物に３７時間吸水させた後、前記硬化物の質量を測定した。下記式により硬化物の吸水率を算出した。
吸水率（質量％）＝（吸水後の質量－吸水前の質量）／吸水前の質量

（粘度）
Ｂ型回転粘度計（ＴＯＫＩＭＥＣ社製、商品名：ＢＬ）を用いて、温度４０℃、回転数６０ｒｐｍ（６０回転）の条件における前記樹脂組成物の粘度を測定した。温度は、恒温槽（ヤマト科学株式会社製、商品名：ＢＦ６００）を用いて調整した。

（難燃性）
前記樹脂組成物を１０５℃で８時間熱硬化させて硬化物を得た後、縦１２５ｍｍ×横１３．０ｍｍ、厚さ５ｍｍの直方体形状に硬化物を加工して試験片を得た。前記試験片を用いて、ＵＬ９４Ｖの試験方法に従い難燃性を評価した。ＵＬ９４Ｖの判定基準に従い、下部接炎について「Ｖ－０」、「Ｖ－１」、「Ｖ－２」、「Ｖ－ＮＯＴ」（分類不可）の４段階で判定した。「Ｖ－０」が最も難燃性が高く、「Ｖ－１」、「Ｖ－２」及び「Ｖ－ＮＯＴ」の順に難燃性が低下する。

（熱機械分析：ＴＭＡ）
前記樹脂組成物を１０５℃で８時間熱硬化させて硬化物を得た後、縦５ｍｍ×横５ｍｍ、厚さ３ｍｍの直方体形状に硬化物を加工して試験片を得た。熱機械分析装置（圧縮ＴＭＡ測定装置、リガク株式会社製、商品名：ＴＭＡ８３１０）を用いて、昇温速度１０℃／ｍｉｎ、４０～１８０℃、荷重５Ｎの条件で測定して熱膨張曲線を得た。熱膨張曲線の屈曲線から前記試験片のガラス転移温度（Ｔｇ、単位：℃）を求めた。また、ガラス転移温度より低温の領域の傾きから線膨張係数（α１、単位：ｐｐｍ）を求めた。

表１及び表２に示されるとおり、膨張黒鉛を用いた各実施例では、優れた難燃性及び耐熱性を有しつつ吸水率の低い硬化物が得られている。膨張黒鉛を用いていない各比較例では、難燃性に劣る結果（比較例１）、硬化物の吸水率が高い結果（比較例２、３及び５）、又は、耐熱性が低い結果（比較例４）が得られている。また、各実施例では、溶剤を用いないものの樹脂組成物の粘度が低く維持されている。

１０…フィルムコンデンサ素子、１２…巻回体、１４…メタリコン電極、１６…リード線、２０…外装ケース、２０ａ…素子収容空間、３０…封止部、３０ａ…樹脂組成物、１００…フィルムコンデンサ（成形体）。

Claims

硬化性成分と、膨張黒鉛と、シリカと、を含有し、
前記硬化性成分が硬化性樹脂及び硬化剤を含み、
前記硬化剤が酸無水物を含み、
前記硬化性樹脂の含有量が１８質量％以上であり、
前記硬化剤の含有量が１２～４０質量％であり、
前記膨張黒鉛の含有量が２．０質量％以上３５質量％未満であり、
前記シリカの含有量が３０質量％以上である、注型用の樹脂組成物。