JP7525301B2 - フィルムコンデンサおよびフィルムコンデンサ用フィルム - Google Patents
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Description
本発明は、フィルムコンデンサおよびフィルムコンデンサ用フィルムに関する。
コンデンサの一種として、可撓性のある樹脂フィルムを誘電体として用いながら、樹脂フィルムを挟んで互いに対向する第１の金属層および第２の金属層を配置した構造のフィルムコンデンサがある。このようなフィルムコンデンサは、例えば、アルミニウム等からなる第１の金属層が形成された第１の樹脂フィルムと、アルミニウム等からなる第１の金属層が形成された第２の樹脂フィルムとを巻回または積層することによって作製される。
フィルムコンデンサ用の誘電体フィルムの材料としては、従来、特許文献１に記載されているようにポリプロピレン等の熱可塑性樹脂が用いられてきたが、特許文献２および３に記載されているように熱硬化性樹脂等の硬化性樹脂も用いられる。
特許文献１には、ポリプロピレンフィルム等からなる樹脂製の誘電体フィルム上に金属蒸着電極を形成した金属化フィルムを一対の金属蒸着電極が誘電体フィルムを介して対向するように積層または巻回することにより構成されたコンデンサ素子と、このコンデンサ素子の両端面に金属を溶射することにより形成されたメタリコンからなる一対の取り出し電極を有した直流金属化フィルムコンデンサにおいて、上記一対の金属化フィルムのうち、プラス極側の金属化フィルムに形成する金属蒸着電極の膜厚をマイナス極側の金属化フィルムに形成する金属蒸着電極の膜厚よりも厚くなるようにした直流金属化フィルムコンデンサが開示されている。
特許文献２には、誘電体樹脂フィルムと、上記誘電体樹脂フィルムを挟んで互いに対向する第１および第２の対向電極とを備え、上記誘電体樹脂フィルムは、第１および第２の有機材料を含む少なくとも２種類の有機材料が反応して得られた硬化物であって、メチレン基、芳香環およびエーテル基から選ばれる、モル分極率の比較的小さい少なくとも１種の官能基を含む、第１の原子団と、水酸基、アミノ基およびカルボニル基から選ばれる、モル分極率の比較的大きい少なくとも１種の官能基を含む、第２の原子団とを備え、（第１の原子団の吸収帯強度の総和）／（第２の原子団の吸収帯強度の総和）で表される値が１．０以上である、誘電体樹脂組成物からなる、フィルムコンデンサが開示されている。特許文献２には、上記第１の有機材料がフェノキシ樹脂等のポリオールであり、上記第２の有機材料がイソシアネート化合物、エポキシ樹脂またはメラミン樹脂であることが好ましいと記載されている。
特許文献３には、誘電体樹脂フィルムと、上記誘電体樹脂フィルムを挟んで互いに対向する第１対向電極及び第２対向電極とを備えるフィルムコンデンサであって、上記誘電体樹脂フィルムは、第１有機材料と第２有機材料との架橋物からなるコンデンサ用フィルムであって、上記第２有機材料は、複数のイソシアネート基を有するポリイソシアネートであり、上記第１有機材料は、複数の水酸基を有し、かつ、分岐構造を持つことを特徴とするフィルムコンデンサが開示されている。
熱硬化性樹脂等の硬化性樹脂を用いた誘電体フィルムは、熱可塑性樹脂を用いた誘電体フィルムに比べて耐熱性が高いという特徴を有している。しかしながら、特許文献２および３に記載されているような誘電体フィルムを用いて作製されたフィルムコンデンサにおいては、高温で長時間電圧が印加されると、等価直列抵抗（ＥＳＲ）が高くなるという問題が生じることが判明した。
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、高温で長時間電圧が印加された場合におけるＥＳＲの上昇を抑制できるフィルムコンデンサを提供することを目的とする。さらに、本発明は、上記フィルムコンデンサの誘電体フィルムとして用いられるフィルムコンデンサ用フィルムを提供することを目的とする。
本発明のフィルムコンデンサは、厚さ方向において相対する第１面および第２面を有する誘電体フィルムと、上記誘電体フィルムの少なくとも上記第１面に設けられた金属層と、を備える。上記誘電体フィルムは、第１有機材料と第２有機材料との硬化物からなる第１樹脂層を含む。上記第１有機材料は、繰り返し単位の中に水酸基とベンゼン環とを有する有機高分子からなる。上記第２有機材料は、４，４’－ジフェニルメタンジイソシアネート、４，４’－ジフェニルメタンジイソシアネート変性体、または、これらの混合物からなる。上記誘電体フィルムの上記第１面に設けられた上記金属層と上記第１樹脂層との間に、塩素イオンの含有量が７０ｐｐｍ未満である樹脂膜が設けられている。
本発明のフィルムコンデンサ用フィルムは、厚さ方向において相対する第１面および第２面を有する誘電体フィルムから構成される。上記誘電体フィルムは、第１有機材料と第２有機材料との硬化物からなる第１樹脂層と、上記第１樹脂層の上記第１面側の表面に設けられた第２樹脂層と、を含む。上記第１有機材料は、繰り返し単位の中に水酸基とベンゼン環とを有する有機高分子からなる。上記第２有機材料は、４，４’－ジフェニルメタンジイソシアネート、４，４’－ジフェニルメタンジイソシアネート変性体、または、これらの混合物からなる。上記第２樹脂層中の塩素イオンの含有量が７０ｐｐｍ未満である。
本発明によれば、フィルムコンデンサに高温で長時間電圧が印加された場合におけるＥＳＲの上昇を抑制することができる。
以下、本発明のフィルムコンデンサおよびフィルムコンデンサ用フィルムについて説明する。
しかしながら、本発明は、以下の構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。なお、以下において記載する本発明の個々の望ましい構成を２つ以上組み合わせたものもまた本発明である。
しかしながら、本発明は、以下の構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。なお、以下において記載する本発明の個々の望ましい構成を２つ以上組み合わせたものもまた本発明である。
［フィルムコンデンサ］
本発明のフィルムコンデンサは、厚さ方向において相対する第１面および第２面を有する誘電体フィルムと、上記誘電体フィルムの少なくとも上記第１面に設けられた金属層と、を備える。
本発明のフィルムコンデンサは、厚さ方向において相対する第１面および第２面を有する誘電体フィルムと、上記誘電体フィルムの少なくとも上記第１面に設けられた金属層と、を備える。
本発明のフィルムコンデンサにおいて、誘電体フィルムは、第１有機材料と第２有機材料との硬化物からなる第１樹脂層を含む。具体的には、第１樹脂層は、第１有機材料が有する水酸基（ＯＨ基）と第２有機材料が有するイソシアネート基（ＮＣＯ基）とが反応して得られる硬化物からなる。
第１有機材料は、繰り返し単位の中に水酸基とベンゼン環とを有する有機高分子からなる。第１有機材料は、フェノキシ樹脂からなることが好ましい。
第２有機材料は、４，４’－ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、ＭＤＩ変性体、または、これらの混合物からなる。
上記の反応によって硬化物を得る場合、出発材料の未硬化部分が第１樹脂層中に残留してもよい。例えば、第１樹脂層は、水酸基およびイソシアネート基の少なくとも一方を含んでもよい。この場合、第１樹脂層は、水酸基およびイソシアネート基のいずれか一方を含んでもよいし、水酸基およびイソシアネート基の両方を含んでもよい。
なお、水酸基および／またはイソシアネート基の存在は、フーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴ－ＩＲ）を用いて確認することができる。
なお、水酸基および／またはイソシアネート基の存在は、フーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴ－ＩＲ）を用いて確認することができる。
本発明のフィルムコンデンサにおいて、第１樹脂層の厚さは特に限定されないが、第１樹脂層が薄すぎると、誘電体フィルムの耐電圧性や引っ張り強度が低下しやすくなる。そのため、第１樹脂層の厚さは、０．５μｍ以上であることが好ましく、１μｍ以上であることがより好ましい。一方、第１樹脂層が厚くなりすぎると、フィルムコンデンサの静電容量が低下しやすくなる。そのため、第１樹脂層の厚さは、１０μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以下であることがより好ましい。
なお、第１樹脂層の厚さは、光学式膜厚計を用いて測定することができる。後述する第２樹脂層または第３樹脂層の厚さについても同様に、光学式膜厚計を用いて測定することができる。
本発明のフィルムコンデンサにおいては、誘電体フィルムの第１面に設けられた金属層と第１樹脂層との間に、塩素イオンの含有量が７０ｐｐｍ未満である樹脂膜が設けられていることを特徴とする。
本発明者らの研究により、塩素イオンの含有量が７０ｐｐｍ未満である樹脂膜を金属層と第１樹脂層との間に設けることで、フィルムコンデンサに高温で長時間電圧が印加された場合におけるＥＳＲの上昇を抑制できることが判明した。
フェノキシ樹脂などの第１有機材料を用いて作製された第１樹脂層には、塩素イオンが不純物として含有されている。第１樹脂層中の塩素イオンとしては、例えば、フェノキシ樹脂などの第１有機材料を合成する際に用いられるエピクロロヒドリンに由来するものが考えられる。
このような第１樹脂層が金属層と直に接しているフィルムコンデンサでは、第１樹脂層中の塩素イオンが触媒となって、陽極酸化と呼ばれる現象が促進されると推定される。その結果、フィルムコンデンサに高温で長時間電圧が印加された場合においてＥＳＲが上昇すると考えられる。
例えば、フィルムコンデンサの金属層がアルミニウムから構成される場合、正極（プラス極）側の金属層を構成するアルミニウムと、雰囲気中の水分に由来する水酸化物イオンとが電気化学反応を起こして、絶縁体である水酸化アルミニウムまたは酸化アルミニウムの膜を形成し、金属層が絶縁化してしまう場合がある。この現象が陽極酸化である。陽極酸化によって金属層が絶縁化する結果、ＥＳＲの上昇が生じると考えられる。また、陽極酸化によって金属の絶縁部分が増加する結果、フィルムコンデンサの電極面積が低下するため、静電容量の低下も生じると考えられる。なお、陽極酸化に起因するこれらの問題は、金属層がアルミニウムから構成されるフィルムコンデンサに限らず、アルミニウム以外の金属から構成されるフィルムコンデンサにも共通する問題である。
これに対し、本発明のフィルムコンデンサのように、塩素イオンの含有量が少なく、７０ｐｐｍ未満である樹脂膜が金属層と第１樹脂層との間に設けられていると、第１樹脂層が金属層と直に接することがないため、第１樹脂層から金属層への塩素イオンの影響が抑えられ、上述した陽極酸化、すなわち金属層の絶縁化が抑制されると推定される。その結果、フィルムコンデンサに高温で長時間電圧が印加された場合におけるＥＳＲの上昇を抑制できると考えられる。
なお、樹脂膜中の塩素イオンの含有量は、燃焼イオンクロマトグラフィー法にて測定することができる。第１樹脂層中の塩素イオンの含有量や、後述する第２樹脂層中または第３樹脂層中の塩素イオンの含有量についても同様に、燃焼イオンクロマトグラフィー法にて測定することができる。
樹脂膜中の塩素イオンの含有量は、例えば、３．６ｐｐｍ以上である。樹脂膜中の塩素イオンの含有量は、０ｐｐｍであってもよい。
上述のとおり、陽極酸化は正極側の金属層で起こる。そのため、本発明のフィルムコンデンサにおいて、塩素イオンの含有量が７０ｐｐｍ未満である樹脂膜は、少なくとも正極側の金属層と第１樹脂層との間に設けられていることが好ましい。
本発明のフィルムコンデンサにおいて、塩素イオンの含有量が７０ｐｐｍ未満である樹脂膜は、金属層と第１樹脂層との間の全体に設けられていてもよく、金属層と第１樹脂層との間の一部に設けられていてもよい。
本発明のフィルムコンデンサにおいて、塩素イオンの含有量が７０ｐｐｍ未満である樹脂膜は、誘電体フィルムの一部であることが好ましい。すなわち、誘電体フィルムは、上記樹脂膜として、第１樹脂層の第１面側の表面に設けられた第２樹脂層をさらに含むことが好ましい。この場合、第２樹脂層は、第１樹脂層の第１面側の表面のうち、厚さ方向において金属層と対向する面の全体または一部に設けられていればよいが、金属層と対向する面に加えて、金属層と対向しない面の全体または一部に設けられていてもよい。第２樹脂層は、第１樹脂層の第１面側の表面の全体に設けられていてもよく、第１樹脂層の第１面側の表面の一部に設けられていてもよい。
本発明のフィルムコンデンサにおいて、樹脂膜または第２樹脂層の厚さは、１００ｎｍ以下であることが好ましい。樹脂膜または第２樹脂層が厚すぎると、フィルムコンデンサに占める第１樹脂層の割合が小さくなるため、耐熱性が低下しやすくなる。
本発明のフィルムコンデンサにおいて、樹脂膜または第２樹脂層の厚さは、１０ｎｍ以上であることが好ましい。樹脂膜または第２樹脂層が薄すぎると、ＥＳＲの上昇を抑制する効果が得られにくくなる。
本発明のフィルムコンデンサにおいて、樹脂膜または第２樹脂層は、第１樹脂層と異なる樹脂からなることが好ましい。第１樹脂層と異なる樹脂としては、例えば、ポリビニルアセトアセタール（ＰＶＡＡ）樹脂、ポリビニルブチルアセタール（ＰＶＢＡ）樹脂等のポリビニルアセタール樹脂等が挙げられる。
本発明のフィルムコンデンサにおいて、樹脂膜または第２樹脂層を構成する樹脂は、ポリビニルアセタール樹脂とＭＤＩまたはトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）との組み合わせでもよい。
本発明のフィルムコンデンサにおいては、樹脂膜または第２樹脂層に、平均粒子径が５ｎｍ以上３００ｎｍであるシリカ粒子が含まれていてもよい。特に、誘電体フィルムが樹脂膜として第２樹脂層を含む場合には、第２樹脂層にシリカ粒子が含まれることにより、誘電体フィルムの表面に凹凸が設けられるため、フィルムの摩擦係数が下がり、フィルムの滑り性が向上する。
なお、樹脂膜または第２樹脂層に存在するシリカ粒子は、樹脂膜または第２樹脂層の表面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察することで確認することができる。また、ＳＥＭによる観察の際に加速電圧を上げていくと、樹脂膜または第２樹脂層の表面に存在するシリカ粒子の径が大きくなり、樹脂膜または第２樹脂層に埋まっている部分の最大の径が見える。シリカ粒子の大きさが最大になったときのシリカ粒子の面積を円相当径に換算して、シリカ粒子１つ当たりの直径を求めることができる。視野中のシリカ粒子の直径の平均値として、シリカ粒子の平均粒子径が得られる。
本発明のフィルムコンデンサにおいて、誘電体フィルムは、第１樹脂層の第２面側の表面に設けられ、塩素イオンの含有量が７０ｐｐｍ未満である第３樹脂層をさらに含むことが好ましい。誘電体フィルムが第３樹脂層を含む場合、フィルムコンデンサに高温で長時間電圧が印加された場合におけるＥＳＲの上昇をさらに抑制することができる。
誘電体フィルムが第３樹脂層を含む場合、第３樹脂層中の塩素イオンの含有量は、例えば、３．６ｐｐｍ以上である。第３樹脂層中の塩素イオンの含有量は、０ｐｐｍであってもよい。第３樹脂層中の塩素イオンの含有量は、樹脂膜中または第２樹脂層中の塩素イオンの含有量と同じでもよく、異なっていてもよい。
誘電体フィルムが第３樹脂層を含む場合、第３樹脂層は、第１樹脂層の第２面側の表面の全体に設けられていてもよく、第１樹脂層の第２面側の表面の一部に設けられていてもよい。
誘電体フィルムが第３樹脂層を含む場合、第３樹脂層の厚さは、１００ｎｍ以下であることが好ましい。また、第３樹脂層の厚さは、１０ｎｍ以上であることが好ましい。第３樹脂層の厚さは、樹脂膜または第２樹脂層の厚さと同じでもよく、異なっていてもよい。
誘電体フィルムが第３樹脂層を含む場合、第３樹脂層は、第１樹脂層と異なる樹脂からなることが好ましい。第１樹脂層と異なる樹脂としては、例えば、ＰＶＡＡ樹脂、ＰＶＢＡ樹脂等のポリビニルアセタール樹脂等が挙げられる。第３樹脂層を構成する樹脂は、樹脂膜または第２樹脂層を構成する樹脂と同じでもよく、異なっていてもよい。
本発明のフィルムコンデンサにおいて、第３樹脂層を構成する樹脂は、ポリビニルアセタール樹脂とＭＤＩまたはＴＤＩとの組み合わせでもよい。
誘電体フィルムが第３樹脂層を含む場合、第３樹脂層に、平均粒子径が５ｎｍ以上３００ｎｍであるシリカ粒子が含まれていてもよい。なお、樹脂膜または第２樹脂層と第３樹脂層との両方にシリカ粒子が含まれていてもよいし、いずれか一方にシリカ粒子が含まれていてもよい。
樹脂膜または第２樹脂層と同様、第３樹脂層に存在するシリカ粒子は、第３樹脂層の表面をＳＥＭにより観察することで確認することができる。また、ＳＥＭによる観察の際に加速電圧を上げていき、第３樹脂層の表面に存在するシリカ粒子の大きさが最大になったときのシリカ粒子の面積を円相当径に換算して、シリカ粒子１つ当たりの直径を求めることができる。視野中のシリカ粒子の直径の平均値として、シリカ粒子の平均粒子径が得られる。
本発明のフィルムコンデンサは、例えば断面長円状の柱状であり、その中心軸方向の両端に、例えば金属溶射（メタリコン）で形成した外部端子電極が設けられる。
以下、本発明のフィルムコンデンサの一実施形態として、第１の金属層が設けられた第１の誘電体フィルムと、第２の金属層が設けられた第２の誘電体フィルムとが積層された状態で巻回されてなる巻回型のフィルムコンデンサを例にとって説明する。本発明のフィルムコンデンサは、第１の金属層が設けられた第１の誘電体フィルムと、第２の金属層が設けられた第２の誘電体フィルムとが積層されてなる積層型のフィルムコンデンサなどであってもよい。また、本発明のフィルムコンデンサは、第１の金属層および第２の金属層が設けられた第１の誘電体フィルムと、金属層が設けられていない第２の誘電体フィルムとが巻回または積層されたフィルムコンデンサなどであってもよい。
図１は、本発明のフィルムコンデンサの一例を模式的に示す断面図である。
図１に示すフィルムコンデンサ１０は、巻回型のフィルムコンデンサであり、第１の金属化フィルム１１と第２の金属化フィルム１２とが積層された状態で巻回された金属化フィルムの巻回体４０と、金属化フィルムの巻回体４０の一方の端部に接続された第１の外部端子電極４１と、金属化フィルムの巻回体４０の他方の端部に接続された第２の外部端子電極４２と、を備えている。
図１に示すフィルムコンデンサ１０は、巻回型のフィルムコンデンサであり、第１の金属化フィルム１１と第２の金属化フィルム１２とが積層された状態で巻回された金属化フィルムの巻回体４０と、金属化フィルムの巻回体４０の一方の端部に接続された第１の外部端子電極４１と、金属化フィルムの巻回体４０の他方の端部に接続された第２の外部端子電極４２と、を備えている。
図１に示すように、第１の金属化フィルム１１は、第１の誘電体フィルム１３と、第１の誘電体フィルム１３の第１面に設けられた第１の金属層（対向電極）１５とを備え、第２の金属化フィルム１２は、第２の誘電体フィルム１４と、第２の誘電体フィルム１４の第１面に設けられた第２の金属層（対向電極）１６とを備えている。
第１の誘電体フィルム１３は、第１樹脂層１７と、第１樹脂層１７の第１面側の表面の全体に設けられた第２樹脂層１９と、第１樹脂層１７の第２面側の表面の全体に設けられた第３樹脂層２１とを含む。第２樹脂層１９は、第１の金属層１５と第１樹脂層１７との間に設けられている。第３樹脂層２１は、第２の金属層１６と第１樹脂層１７との間に設けられている。第１の誘電体フィルム１３には、第３樹脂層２１が設けられていなくてもよい。
第２の誘電体フィルム１４は、第１樹脂層１８と、第１樹脂層１８の第１面側の表面の全体に設けられた第２樹脂層２０と、第１樹脂層１８の第２面側の表面の全体に設けられた第３樹脂層２２とを含む。第２樹脂層２０は、第２の金属層１６と第１樹脂層１８との間に設けられている。第３樹脂層２２は、第１の金属層１５と第１樹脂層１８との間に設けられている。第２の誘電体フィルム１４には、第３樹脂層２２が設けられていなくてもよい。
第１の誘電体フィルム１３および第２の誘電体フィルム１４は、それぞれ異なる構成を有していてもよく、同一の構成を有していてもよい。
図１に示すように、第１の金属層１５および第２の金属層１６は、第１の誘電体フィルム１３または第２の誘電体フィルム１４を挟んで互いに対向している。さらに、第１の金属層１５は、第１の外部端子電極４１と電気的に接続されており、第２の金属層１６は、第２の外部端子電極４２と電気的に接続されている。
上述のとおり、陽極酸化は正極側の金属層で起こる。そのため、例えば第１の外部端子電極４１が正極側の外部端子電極であり、第２の外部端子電極４２が負極側の外部端子電極である場合には、第１の誘電体フィルム１３に第２樹脂層１９が設けられていれば充分であり、第２の誘電体フィルム１４に第２樹脂層２０および第３樹脂層２２が設けられていなくてもよい。
第１の金属層１５は、第１の誘電体フィルム１３の第１面において一方側縁にまで届くが、他方側縁にまで届かないように形成される。他方、第２の金属層１６は、第２の誘電体フィルム１４の第１面において一方側縁にまで届かないが、他方側縁にまで届くように形成される。第１の金属層１５および第２の金属層１６は、例えばアルミニウム層などから構成される。
図１に示すように、第１の金属層１５における第１の誘電体フィルム１３の側縁にまで届いている側の端部、および、第２の金属層１６における第２の誘電体フィルム１４の側縁にまで届いている側の端部がともに積層されたフィルムから露出するように、第１の誘電体フィルム１３と第２の誘電体フィルム１４とが互いに幅方向（図１では左右方向）にずらされて積層される。第１の誘電体フィルム１３および第２の誘電体フィルム１４が積層された状態で巻回されることによって金属化フィルムの巻回体４０となり、第１の金属層１５および第２の金属層１６が端部で露出した状態を保持して、積み重なった状態とされる。
図１では、第２の誘電体フィルム１４が第１の誘電体フィルム１３の外側になるように、かつ、第１の誘電体フィルム１３および第２の誘電体フィルム１４の各々について、第１の金属層１５および第２の金属層１６の各々が内方に向くように巻回されている。
第１の外部端子電極４１および第２の外部端子電極４２は、上述のようにして得られた金属化フィルムの巻回体４０の各端面上に、例えば亜鉛などを溶射することによって形成される。第１の外部端子電極４１は、第１の金属層１５の露出端部と接触し、それによって第１の金属層１５と電気的に接続される。他方、第２の外部端子電極４２は、第２の金属層１６の露出端部と接触し、それによって第２の金属層１６と電気的に接続される。
本発明のフィルムコンデンサにおいて、金属化フィルムの巻回体は、断面形状が楕円または長円のような扁平形状にプレスされ、断面形状が真円であるときよりコンパクトな形状とされることが好ましい。なお、本発明のフィルムコンデンサは、円柱状の巻回軸を備えていてもよい。巻回軸は、巻回状態の金属化フィルムの中心軸線上に配置されるものであり、金属化フィルムを巻回する際の巻軸となるものである。
本発明のフィルムコンデンサにおいて、金属層に含まれる金属としては、例えば、アルミニウム、チタン、亜鉛、マグネシウム、スズ、ニッケルなどが挙げられる。
本発明のフィルムコンデンサにおいて、金属層の厚さは特に限定されないが、例えば、５ｎｍ以上、４０ｎｍ以下である。
なお、金属層の厚さは、金属層が設けられた誘電体フィルムを厚さ方向に切断した断面を、電界放出型走査電子顕微鏡（ＦＥ－ＳＥＭ）等の電子顕微鏡を用いて観察することにより特定することができる。
本発明のフィルムコンデンサにおいては、金属層にヒューズ部が設けられていることが好ましい。
ヒューズ部とは、対向電極となる金属層が複数に分割された電極部と電極部を接続する部分を意味する。ヒューズ部を有する金属層のパターンは特に限定されず、例えば、特開２００４－３６３４３１号公報、特開平５－２５１２６６号公報などに開示された電極パターンを用いることができる。
図２は、ヒューズ部を有する金属層の一例を模式的に示す平面図である。
図２に示す金属層５０には、電極の一部を細くしたヒューズ部５１ａと、絶縁スリット５１ｂにより区分された分割電極５１ｃとが設けられている。
図２に示す金属層５０には、電極の一部を細くしたヒューズ部５１ａと、絶縁スリット５１ｂにより区分された分割電極５１ｃとが設けられている。
本発明のフィルムコンデンサにおいて、金属層にヒューズ部が設けられている場合、厚さ方向において金属層と第１樹脂層とが対向する部分にのみ樹脂膜または第２樹脂層が設けられていてもよい。
本発明のフィルムコンデンサにおいては、誘電体フィルムとして、以下の本発明のフィルムコンデンサ用フィルムを用いることができる。例えば、図１に示すフィルムコンデンサ１０においては、第１の誘電体フィルム１３および第２の誘電体フィルム１４の両方に本発明のフィルムコンデンサ用フィルムが用いられてもよいし、いずれか一方のみに本発明のフィルムコンデンサ用フィルムが用いられてもよい。本発明のフィルムコンデンサにおいては、上述のとおり、少なくとも正極側の金属層が設けられる誘電体フィルムとして、本発明のフィルムコンデンサ用フィルムが用いられることが好ましい。本発明のフィルムコンデンサにおいて、第１の誘電体フィルムおよび第２の誘電体フィルムの両方に本発明のフィルムコンデンサ用フィルムが用いられる場合、どちらも同じ態様のフィルムコンデンサ用フィルムが用いられてもよいし、それぞれ別の態様のフィルムコンデンサ用フィルムが用いられてもよい。
［フィルムコンデンサ用フィルム］
本発明のフィルムコンデンサ用フィルムは、厚さ方向において相対する第１面および第２面を有する誘電体フィルムから構成される。
本発明のフィルムコンデンサ用フィルムは、厚さ方向において相対する第１面および第２面を有する誘電体フィルムから構成される。
本発明のフィルムコンデンサ用フィルムにおいて、誘電体フィルムは、第１有機材料と第２有機材料との硬化物からなる第１樹脂層と、上記第１樹脂層の上記第１面側の表面に設けられた第２樹脂層と、を含む。第１有機材料は、繰り返し単位の中に水酸基とベンゼン環とを有する有機高分子からなる。第２有機材料は、ＭＤＩ、ＭＤＩ変性体、または、これらの混合物からなる。
その他、第１樹脂層の構成は、本発明のフィルムコンデンサで説明した第１樹脂層の構成と同じである。
本発明のフィルムコンデンサ用フィルムにおいては、第２樹脂層中の塩素イオンの含有量が７０ｐｐｍ未満であることを特徴とする。第２樹脂層中の塩素イオンの含有量は、例えば、３．６ｐｐｍ以上である。第２樹脂層中の塩素イオンの含有量は、０ｐｐｍであってもよい。
本発明のフィルムコンデンサ用フィルムにおいて、第２樹脂層は、第１樹脂層の第１面側の表面の全体に設けられていてもよく、第１樹脂層の第１面側の表面の一部に設けられていてもよい。
本発明のフィルムコンデンサ用フィルムにおいて、第２樹脂層の厚さは、１００ｎｍ以下であることが好ましい。また、第２樹脂層の厚さは、１０ｎｍ以上であることが好ましい。
本発明のフィルムコンデンサ用フィルムにおいて、第２樹脂層は、第１樹脂層と異なる樹脂からなることが好ましい。第１樹脂層と異なる樹脂としては、例えば、ＰＶＡＡ樹脂、ＰＶＢＡ樹脂等のポリビニルアセタール樹脂等が挙げられる。
本発明のフィルムコンデンサ用フィルムにおいて、第２樹脂層を構成する樹脂は、ポリビニルアセタール樹脂とＭＤＩまたはＴＤＩとの組み合わせでもよい。
本発明のフィルムコンデンサ用フィルムにおいては、第２樹脂層に、平均粒子径が５ｎｍ以上３００ｎｍであるシリカ粒子が含まれていてもよい。
その他、第２樹脂層の構成は、本発明のフィルムコンデンサで説明した第２樹脂層の構成と同じである。
本発明のフィルムコンデンサ用フィルムは、第１樹脂層の第２面側の表面に設けられ、塩素イオンの含有量が７０ｐｐｍ未満である第３樹脂層をさらに含むことが好ましい。
本発明のフィルムコンデンサ用フィルムが第３樹脂層を含む場合、第３樹脂層中の塩素イオンの含有量は、例えば、３．６ｐｐｍ以上である。第３樹脂層中の塩素イオンの含有量は、０ｐｐｍであってもよい。第３樹脂層中の塩素イオンの含有量は、第２樹脂層中の塩素イオンの含有量と同じでもよく、異なっていてもよい。
本発明のフィルムコンデンサ用フィルムが第３樹脂層を含む場合、第３樹脂層は、第１樹脂層の第２面側の表面の全体に設けられていてもよく、第１樹脂層の第２面側の表面の一部に設けられていてもよい。
本発明のフィルムコンデンサ用フィルムが第３樹脂層を含む場合、第３樹脂層の厚さは、１００ｎｍ以下であることが好ましい。また、第３樹脂層の厚さは、１０ｎｍ以上であることが好ましい。第３樹脂層の厚さは、第２樹脂層の厚さと同じでもよく、異なっていてもよい。
本発明のフィルムコンデンサ用フィルムが第３樹脂層を含む場合、第３樹脂層は、第１樹脂層と異なる樹脂からなることが好ましい。第１樹脂層と異なる樹脂としては、例えば、ＰＶＡＡ樹脂、ＰＶＢＡ樹脂等のポリビニルアセタール樹脂等が挙げられる。第３樹脂層を構成する樹脂は、第２樹脂層を構成する樹脂と同じでもよく、異なっていてもよい。
本発明のフィルムコンデンサ用フィルムにおいて、第３樹脂層を構成する樹脂は、ポリビニルアセタール樹脂とＭＤＩまたはＴＤＩとの組み合わせでもよい。
本発明のフィルムコンデンサ用フィルムが第３樹脂層を含む場合、第３樹脂層に、平均粒子径が５ｎｍ以上３００ｎｍであるシリカ粒子が含まれていてもよい。なお、第２樹脂層と第３樹脂層との両方にシリカ粒子が含まれていてもよいし、いずれか一方にシリカ粒子が含まれていてもよい。
その他、第３樹脂層の構成は、本発明のフィルムコンデンサで説明した第３樹脂層の構成と同じである。
［フィルムコンデンサ用フィルムの製造方法］
以下、本発明のフィルムコンデンサ用フィルムを製造する方法の一例について説明する。
以下、本発明のフィルムコンデンサ用フィルムを製造する方法の一例について説明する。
まず、第１有機材料と第２有機材料とを含む第１樹脂溶液を基材フィルムに塗工する。好ましくは、第１樹脂溶液を基材フィルムに塗工した後、熱風を当てて溶剤を乾燥させる。これにより、第１樹脂層を形成する。
基材フィルムとしては、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）フィルム等を用いることができる。
第１樹脂溶液は、例えば、上述した第１有機材料及び第２有機材料を溶剤に溶解させて混合し、必要に応じて添加剤を添加することにより作製される。なお、硬化後の第１樹脂層には、第１樹脂溶液に含まれる溶剤が残留物として存在してもよい。第１有機材料と第２有機材料との重量比率（第１有機材料／第２有機材料）は、５０／５０以上、７５／２５以下であることが好ましい。
溶剤としては、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）等を用いることができる。これらの溶剤は、１種単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。中でも、ＭＥＫとＴＨＦとを含む混合溶剤を用いることが好ましい。ＭＥＫとＴＨＦとの重量比率（ＭＥＫ／ＴＨＦ）は、１５／８５以上、８５／１５以下であることが好ましい。
次に、塩素イオンの含有量が７０ｐｐｍ未満である樹脂を含む第２樹脂溶液を基材フィルム上の第１樹脂層に塗工する。好ましくは、第２樹脂溶液を第１樹脂層に塗工した後、熱風を当てて溶剤を乾燥させる。これにより、第２樹脂層を形成する。
第２樹脂溶液は、例えば、上述した第１樹脂層と異なる樹脂を溶剤に溶解させて、必要に応じて添加剤を添加することにより作製される。第２樹脂溶液には、平均粒子径が５ｎｍ以上３００ｎｍであるシリカ粒子が含まれていてもよい。
ＰＶＡＡ樹脂を溶解させる溶剤としては、例えば、ＭＥＫ等を用いることができる。ＰＶＢＡ樹脂を溶解させる溶剤としては、例えば、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）等を用いることができる。溶剤は、１種単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
第１樹脂層および第２樹脂層を含む２層構成のフィルムを基材フィルムから剥離する。
必要に応じて、第１樹脂層の第２樹脂層とは反対側の面に、塩素イオンの含有量が７０ｐｐｍ未満である樹脂を含む第３樹脂溶液を塗工する。好ましくは、第３樹脂溶液を第１樹脂層に塗工した後、熱風を当てて溶剤を乾燥させる。これにより、第３樹脂層を形成してもよい。
第３樹脂溶液は、例えば、上述した第１樹脂層と異なる樹脂を溶剤に溶解させて、必要に応じて添加剤を添加することにより作製される。第３樹脂溶液には、平均粒子径が５ｎｍ以上３００ｎｍであるシリカ粒子が含まれていてもよい。第３樹脂溶液は、第２樹脂溶液と同じでもよく、異なっていてもよい。
その後、２層または３層構成のフィルムを熱処理して、樹脂を硬化させる。以上により、フィルムコンデンサ用フィルムが得られる。
［フィルムコンデンサの製造方法］
続いて、本発明のフィルムコンデンサの製造方法の一例について説明する。
まず、本発明のフィルムコンデンサ用フィルムを誘電体フィルムとして、誘電体フィルムの第１面に金属層を形成することにより、金属化フィルムを得る。この際、第２樹脂層が形成されている面を、誘電体フィルムの第１面とする。金属層を形成する方法としては、蒸着等の方法が挙げられる。
続いて、本発明のフィルムコンデンサの製造方法の一例について説明する。
まず、本発明のフィルムコンデンサ用フィルムを誘電体フィルムとして、誘電体フィルムの第１面に金属層を形成することにより、金属化フィルムを得る。この際、第２樹脂層が形成されている面を、誘電体フィルムの第１面とする。金属層を形成する方法としては、蒸着等の方法が挙げられる。
誘電体フィルムの第１面に金属層が形成された金属化フィルムを２枚、幅方向に所定距離だけずらした状態で重ねた後、巻回することにより積層体が得られる。必要に応じて、積層体を幅方向とは垂直な方向から挟んで楕円円筒形状にプレスしてもよい。
続いて、積層体の端面に外部端子電極を形成することにより、図１に示すようなフィルムコンデンサが得られる。積層体の端面に外部端子電極を形成する方法としては、溶射が挙げられる。
本発明のフィルムコンデンサは、上記実施形態に限定されるものではなく、フィルムコンデンサの構成、製造条件等に関し、本発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
例えば、本発明のフィルムコンデンサにおいては、誘電体フィルムとして、本発明のフィルムコンデンサ用フィルムが用いられなくてもよい。すなわち、本発明のフィルムコンデンサにおいて、樹脂膜は、誘電体フィルムの一部でなくてもよい。
本発明のフィルムコンデンサにおいて、樹脂膜は、第１樹脂層と直に接していなくてもよい。また、樹脂膜は、誘電体フィルムの第１面に設けられた金属層と直に接していなくてもよい。
本発明のフィルムコンデンサにおいて、第２樹脂層は、第１樹脂層と直に接していなくてもよい。例えば、第１樹脂層と第２樹脂層との間に、他の樹脂層が設けられていてもよい。また、第２樹脂層は、誘電体フィルムの第１面に設けられた金属層と直に接していなくてもよい。例えば、誘電体フィルムの第１面に設けられた金属層と第２樹脂層との間に、他の樹脂層が設けられていてもよい。
本発明のフィルムコンデンサにおいて、誘電体フィルムが第３樹脂層を含む場合、第３樹脂層は、第１樹脂層と直に接していなくてもよい。例えば、第１樹脂層と第３樹脂層との間に、他の樹脂層が設けられていてもよい。また、第３樹脂層の第１樹脂層とは反対側の面に、他の樹脂層が設けられていてもよい。
本発明のフィルムコンデンサ用フィルムにおいても同様に、第２樹脂層は、第１樹脂層と直に接していなくてもよい。例えば、第１樹脂層と第２樹脂層との間に、他の樹脂層が設けられていてもよい。また、第２樹脂層の第１樹脂層とは反対側の面に、他の樹脂層が設けられていてもよい。
本発明のフィルムコンデンサ用フィルムが第３樹脂層を含む場合、第３樹脂層は、第１樹脂層と直に接していなくてもよい。例えば、第１樹脂層と第３樹脂層との間に、他の樹脂層が設けられていてもよい。また、第３樹脂層の第１樹脂層とは反対側の面に、他の樹脂層が設けられていてもよい。
以下、本発明のフィルムコンデンサおよびフィルムコンデンサ用フィルムをより具体的に開示した実施例を示す。なお、本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。
［塗液（樹脂溶液）の調製］
（塗液１）
第１有機材料として、塩素イオンの含有量が約６００ｐｐｍであるフェノキシ樹脂を用意し、第２有機材料として、ＭＤＩとＭＤＩ変性体との混合物を用意した。第１有機材料と第２有機材料とを、ＭＥＫとＴＨＦとの混合溶剤に溶解させて混合し、さらにシリコーン系表面調整剤ＢＹＫ３７０（ビックケミー・ジャパン（株）製）を添加して塗液１を調製した。第１有機材料と第２有機材料との重量比は第１有機材料／第２有機材料＝７０／３０とし、ＭＥＫとＴＨＦとの重量比はＭＥＫ／ＴＨＦ＝５０／５０とした。
（塗液１）
第１有機材料として、塩素イオンの含有量が約６００ｐｐｍであるフェノキシ樹脂を用意し、第２有機材料として、ＭＤＩとＭＤＩ変性体との混合物を用意した。第１有機材料と第２有機材料とを、ＭＥＫとＴＨＦとの混合溶剤に溶解させて混合し、さらにシリコーン系表面調整剤ＢＹＫ３７０（ビックケミー・ジャパン（株）製）を添加して塗液１を調製した。第１有機材料と第２有機材料との重量比は第１有機材料／第２有機材料＝７０／３０とし、ＭＥＫとＴＨＦとの重量比はＭＥＫ／ＴＨＦ＝５０／５０とした。
（塗液２）
塩素イオンの含有量が３．６ｐｐｍであるＰＶＡＡ樹脂をＭＥＫに溶解させて、塗液２を調製した。
塩素イオンの含有量が３．６ｐｐｍであるＰＶＡＡ樹脂をＭＥＫに溶解させて、塗液２を調製した。
（塗液３）
塩素イオンの含有量が６５ｐｐｍであるＰＶＢＡ樹脂をＩＰＡに溶解させて、塗液３を調製した。
塩素イオンの含有量が６５ｐｐｍであるＰＶＢＡ樹脂をＩＰＡに溶解させて、塗液３を調製した。
（塗液４）
塩素イオンの含有量が約６００ｐｐｍであるフェノキシ樹脂をＭＥＫ／ＴＨＦ＝５０／５０（重量比）の混合溶剤に溶解させて、塗液４を調製した。
塩素イオンの含有量が約６００ｐｐｍであるフェノキシ樹脂をＭＥＫ／ＴＨＦ＝５０／５０（重量比）の混合溶剤に溶解させて、塗液４を調製した。
（塗液５）
塩素イオンの含有量が３．６ｐｐｍであるＰＶＡＡ樹脂と、ＭＤＩとＭＤＩ変性体との混合物、とを配合し、ＭＥＫとＴＨＦとの混合溶剤に溶解させて混合して塗液５を調製した。ＰＶＡＡとＭＤＩ混合物との重量比はＰＶＡＡ／ＭＤＩ＝７０／３０とし、ＭＥＫとＴＨＦとの重量比はＭＥＫ／ＴＨＦ＝５０／５０とした。
塩素イオンの含有量が３．６ｐｐｍであるＰＶＡＡ樹脂と、ＭＤＩとＭＤＩ変性体との混合物、とを配合し、ＭＥＫとＴＨＦとの混合溶剤に溶解させて混合して塗液５を調製した。ＰＶＡＡとＭＤＩ混合物との重量比はＰＶＡＡ／ＭＤＩ＝７０／３０とし、ＭＥＫとＴＨＦとの重量比はＭＥＫ／ＴＨＦ＝５０／５０とした。
（塗液６）
塩素イオンの含有量が３．６ｐｐｍであるＰＶＡＡ樹脂と、ＴＤＩのトリメチロールプロパンアダクト体、とを配合し、ＭＥＫとＴＨＦとの混合溶剤に溶解させて混合して塗液６を調製した。ＰＶＡＡとＴＤＩアダクト体との重量比はＰＶＡＡ／ＴＤＩ＝６０／４０とし、ＭＥＫとＴＨＦとの重量比はＭＥＫ／ＴＨＦ＝５０／５０とした。
塩素イオンの含有量が３．６ｐｐｍであるＰＶＡＡ樹脂と、ＴＤＩのトリメチロールプロパンアダクト体、とを配合し、ＭＥＫとＴＨＦとの混合溶剤に溶解させて混合して塗液６を調製した。ＰＶＡＡとＴＤＩアダクト体との重量比はＰＶＡＡ／ＴＤＩ＝６０／４０とし、ＭＥＫとＴＨＦとの重量比はＭＥＫ／ＴＨＦ＝５０／５０とした。
（塗液７）
塩素イオンの含有量が６００ｐｐｍであるフェノキシ樹脂と、ＭＤＩとＭＤＩ変性体との混合物、とを配合し、ＭＥＫとＴＨＦとの混合溶剤に溶解させて混合して塗液７を調製した。フェノキシ樹脂とＭＤＩ混合物との重量比はフェノキシ／ＭＤＩ＝７０／３０とし、ＭＥＫとＴＨＦとの重量比はＭＥＫ／ＴＨＦ＝５０／５０とした。
塩素イオンの含有量が６００ｐｐｍであるフェノキシ樹脂と、ＭＤＩとＭＤＩ変性体との混合物、とを配合し、ＭＥＫとＴＨＦとの混合溶剤に溶解させて混合して塗液７を調製した。フェノキシ樹脂とＭＤＩ混合物との重量比はフェノキシ／ＭＤＩ＝７０／３０とし、ＭＥＫとＴＨＦとの重量比はＭＥＫ／ＴＨＦ＝５０／５０とした。
［サンプルフィルムの作製］
調製した塗液１～７を用いて、図３、図４または図５に示す構成を有するサンプルフィルムを作製した。
調製した塗液１～７を用いて、図３、図４または図５に示す構成を有するサンプルフィルムを作製した。
図３は、第２樹脂層が第１樹脂層に設けられたサンプルフィルムを模式的に示す断面図である。
図３に示すサンプルフィルム１００Ａでは、第２樹脂層１２０が第１樹脂層１１０に設けられている。
図３に示すサンプルフィルム１００Ａでは、第２樹脂層１２０が第１樹脂層１１０に設けられている。
図４は、第２樹脂層および第３樹脂層が第１樹脂層に設けられたサンプルフィルムを模式的に示す断面図である。
図４に示すサンプルフィルム１００Ｂでは、第２樹脂層１２０および第３樹脂層１３０が第１樹脂層１１０に設けられている。
図４に示すサンプルフィルム１００Ｂでは、第２樹脂層１２０および第３樹脂層１３０が第１樹脂層１１０に設けられている。
図５は、第２樹脂層および第３樹脂層が設けられていないサンプルフィルムを模式的に示す断面図である。
図５に示すサンプルフィルム１００Ｃは、第１樹脂層１１０のみを含む。
図５に示すサンプルフィルム１００Ｃは、第１樹脂層１１０のみを含む。
（サンプルフィルム１）
塗液１を、基材フィルムであるＰＰフィルムに塗工した後、７０℃の熱風を当てて溶剤を乾燥させ、厚さ３μｍの第１樹脂層を形成した。次に、塗液２を、ＰＰフィルム上の第１樹脂層に塗工した後、７０℃の熱風を当てて溶剤を乾燥させ、厚さ約５０ｎｍの第２樹脂層を形成した。上記で作製した２層構成のフィルムをＰＰフィルムから剥離した。ＰＰフィルムから剥離した２層構成のフィルムを、１５０℃で４時間熱処理して硬化させた。以上により、図３に示す構成を有するサンプルフィルム１を作製した。
塗液１を、基材フィルムであるＰＰフィルムに塗工した後、７０℃の熱風を当てて溶剤を乾燥させ、厚さ３μｍの第１樹脂層を形成した。次に、塗液２を、ＰＰフィルム上の第１樹脂層に塗工した後、７０℃の熱風を当てて溶剤を乾燥させ、厚さ約５０ｎｍの第２樹脂層を形成した。上記で作製した２層構成のフィルムをＰＰフィルムから剥離した。ＰＰフィルムから剥離した２層構成のフィルムを、１５０℃で４時間熱処理して硬化させた。以上により、図３に示す構成を有するサンプルフィルム１を作製した。
（サンプルフィルム２）
塗液１を、ＰＰフィルムに塗工した後、７０℃の熱風を当てて溶剤を乾燥させ、厚さ３μｍの第１樹脂層を形成した。次に、塗液２を、ＰＰフィルム上の第１樹脂層に塗工した後、７０℃の熱風を当てて溶剤を乾燥させ、厚さ約５０ｎｍの第２樹脂層を形成した。上記で作製した２層構成のフィルムをＰＰフィルムから剥離した。ＰＰフィルムから剥離した２層構成のフィルムについて、第１樹脂層の第２樹脂層とは反対側の面に、塗液２を塗工した後、７０℃の熱風を当てて溶剤を乾燥させ、厚さ約５０ｎｍの第３樹脂層を形成した。上記で作製した３層構成のフィルムを、１５０℃で４時間熱処理して硬化させた。以上により、図４に示す構成を有するサンプルフィルム２を作製した。
塗液１を、ＰＰフィルムに塗工した後、７０℃の熱風を当てて溶剤を乾燥させ、厚さ３μｍの第１樹脂層を形成した。次に、塗液２を、ＰＰフィルム上の第１樹脂層に塗工した後、７０℃の熱風を当てて溶剤を乾燥させ、厚さ約５０ｎｍの第２樹脂層を形成した。上記で作製した２層構成のフィルムをＰＰフィルムから剥離した。ＰＰフィルムから剥離した２層構成のフィルムについて、第１樹脂層の第２樹脂層とは反対側の面に、塗液２を塗工した後、７０℃の熱風を当てて溶剤を乾燥させ、厚さ約５０ｎｍの第３樹脂層を形成した。上記で作製した３層構成のフィルムを、１５０℃で４時間熱処理して硬化させた。以上により、図４に示す構成を有するサンプルフィルム２を作製した。
（サンプルフィルム３）
塗液１を、ＰＰフィルムに塗工した後、７０℃の熱風を当てて溶剤を乾燥させ、厚さ３μｍの第１樹脂層を形成した。次に、塗液３を、ＰＰフィルム上の第１樹脂層に塗工した後、７０℃の熱風を当てて溶剤を乾燥させ、厚さ約５０ｎｍの第２樹脂層を形成した。上記で作製した２層構成のフィルムをＰＰフィルムから剥離した。ＰＰフィルムから剥離した２層構成のフィルムを、１５０℃で４時間熱処理して硬化させた。以上により、図３に示す構成を有するサンプルフィルム３を作製した。
塗液１を、ＰＰフィルムに塗工した後、７０℃の熱風を当てて溶剤を乾燥させ、厚さ３μｍの第１樹脂層を形成した。次に、塗液３を、ＰＰフィルム上の第１樹脂層に塗工した後、７０℃の熱風を当てて溶剤を乾燥させ、厚さ約５０ｎｍの第２樹脂層を形成した。上記で作製した２層構成のフィルムをＰＰフィルムから剥離した。ＰＰフィルムから剥離した２層構成のフィルムを、１５０℃で４時間熱処理して硬化させた。以上により、図３に示す構成を有するサンプルフィルム３を作製した。
（サンプルフィルム４）
塗液１を、ＰＰフィルムに塗工した後、７０℃の熱風を当てて溶剤を乾燥させ、厚さ３μｍの第１樹脂層を形成した。次に、塗液３を、ＰＰフィルム上の第１樹脂層に塗工した後、７０℃の熱風を当てて溶剤を乾燥させ、厚さ約５０ｎｍの第２樹脂層を形成した。上記で作製した２層構成のフィルムをＰＰフィルムから剥離した。ＰＰフィルムから剥離した２層構成のフィルムについて、第１樹脂層の第２樹脂層とは反対側の面に、塗液３を塗工した後、７０℃の熱風を当てて溶剤を乾燥させ、厚さ約５０ｎｍの第３樹脂層を形成した。上記で作製した３層構成のフィルムを、１５０℃で４時間熱処理して硬化させた。以上により、図４に示す構成を有するサンプルフィルム４を作製した。
塗液１を、ＰＰフィルムに塗工した後、７０℃の熱風を当てて溶剤を乾燥させ、厚さ３μｍの第１樹脂層を形成した。次に、塗液３を、ＰＰフィルム上の第１樹脂層に塗工した後、７０℃の熱風を当てて溶剤を乾燥させ、厚さ約５０ｎｍの第２樹脂層を形成した。上記で作製した２層構成のフィルムをＰＰフィルムから剥離した。ＰＰフィルムから剥離した２層構成のフィルムについて、第１樹脂層の第２樹脂層とは反対側の面に、塗液３を塗工した後、７０℃の熱風を当てて溶剤を乾燥させ、厚さ約５０ｎｍの第３樹脂層を形成した。上記で作製した３層構成のフィルムを、１５０℃で４時間熱処理して硬化させた。以上により、図４に示す構成を有するサンプルフィルム４を作製した。
（サンプルフィルム５）
塗液１を、ＰＰフィルムに塗工した後、７０℃の熱風を当てて溶剤を乾燥させ、厚さ３μｍの第１樹脂層を形成した。次に、塗液５を、ＰＰフィルム上の第１樹脂層に塗工した後、７０℃の熱風を当てて溶剤を乾燥させ、厚さ約５０ｎｍの第２樹脂層を形成した。上記で作製した２層構成のフィルムをＰＰフィルムから剥離した。ＰＰフィルムから剥離した２層構成のフィルムを、１５０℃で４時間熱処理して硬化させた。以上により、図３に示す構成を有するサンプルフィルム５を作製した。
塗液１を、ＰＰフィルムに塗工した後、７０℃の熱風を当てて溶剤を乾燥させ、厚さ３μｍの第１樹脂層を形成した。次に、塗液５を、ＰＰフィルム上の第１樹脂層に塗工した後、７０℃の熱風を当てて溶剤を乾燥させ、厚さ約５０ｎｍの第２樹脂層を形成した。上記で作製した２層構成のフィルムをＰＰフィルムから剥離した。ＰＰフィルムから剥離した２層構成のフィルムを、１５０℃で４時間熱処理して硬化させた。以上により、図３に示す構成を有するサンプルフィルム５を作製した。
（サンプルフィルム６）
塗液１を、ＰＰフィルムに塗工した後、７０℃の熱風を当てて溶剤を乾燥させ、厚さ３μｍの第１樹脂層を形成した。次に、塗液６を、ＰＰフィルム上の第１樹脂層に塗工した後、７０℃の熱風を当てて溶剤を乾燥させ、厚さ約５０ｎｍの第２樹脂層を形成した。上記で作製した２層構成のフィルムをＰＰフィルムから剥離した。ＰＰフィルムから剥離した２層構成のフィルムを、１５０℃で４時間熱処理して硬化させた。以上により、図３に示す構成を有するサンプルフィルム６を作製した。
塗液１を、ＰＰフィルムに塗工した後、７０℃の熱風を当てて溶剤を乾燥させ、厚さ３μｍの第１樹脂層を形成した。次に、塗液６を、ＰＰフィルム上の第１樹脂層に塗工した後、７０℃の熱風を当てて溶剤を乾燥させ、厚さ約５０ｎｍの第２樹脂層を形成した。上記で作製した２層構成のフィルムをＰＰフィルムから剥離した。ＰＰフィルムから剥離した２層構成のフィルムを、１５０℃で４時間熱処理して硬化させた。以上により、図３に示す構成を有するサンプルフィルム６を作製した。
（サンプルフィルム７）
塗液１を、ＰＰフィルムに塗工した後、７０℃の熱風を当てて溶剤を乾燥させ、厚さ３μｍの第１樹脂層を形成した。次に、塗液５を、ＰＰフィルム上の第１樹脂層に塗工した後、７０℃の熱風を当てて溶剤を乾燥させ、厚さ約５０ｎｍの第２樹脂層を形成した。上記で作製した２層構成のフィルムをＰＰフィルムから剥離した。ＰＰフィルムから剥離した２層構成のフィルムについて、第１樹脂層の第２樹脂層とは反対側の面に、塗液５を塗工した後、７０℃の熱風を当てて溶剤を乾燥させ、厚さ約５０ｎｍの第３樹脂層を形成した。上記で作製した３層構成のフィルムを、１５０℃で４時間熱処理して硬化させた。以上により、図４に示す構成を有するサンプルフィルム７を作製した。
塗液１を、ＰＰフィルムに塗工した後、７０℃の熱風を当てて溶剤を乾燥させ、厚さ３μｍの第１樹脂層を形成した。次に、塗液５を、ＰＰフィルム上の第１樹脂層に塗工した後、７０℃の熱風を当てて溶剤を乾燥させ、厚さ約５０ｎｍの第２樹脂層を形成した。上記で作製した２層構成のフィルムをＰＰフィルムから剥離した。ＰＰフィルムから剥離した２層構成のフィルムについて、第１樹脂層の第２樹脂層とは反対側の面に、塗液５を塗工した後、７０℃の熱風を当てて溶剤を乾燥させ、厚さ約５０ｎｍの第３樹脂層を形成した。上記で作製した３層構成のフィルムを、１５０℃で４時間熱処理して硬化させた。以上により、図４に示す構成を有するサンプルフィルム７を作製した。
（サンプルフィルム８）
塗液１を、ＰＰフィルムに塗工した後、７０℃の熱風を当てて溶剤を乾燥させ、厚さ３μｍの第１樹脂層を形成した。上記で作製した１層構成のフィルムをＰＰフィルムから剥離した。ＰＰフィルムから剥離した１層構成のフィルムを、１５０℃で４時間熱処理して硬化させた。以上により、図５に示す構成を有するサンプルフィルム８を作製した。
塗液１を、ＰＰフィルムに塗工した後、７０℃の熱風を当てて溶剤を乾燥させ、厚さ３μｍの第１樹脂層を形成した。上記で作製した１層構成のフィルムをＰＰフィルムから剥離した。ＰＰフィルムから剥離した１層構成のフィルムを、１５０℃で４時間熱処理して硬化させた。以上により、図５に示す構成を有するサンプルフィルム８を作製した。
（サンプルフィルム９）
塗液１を、ＰＰフィルムに塗工した後、７０℃の熱風を当てて溶剤を乾燥させ、厚さ３μｍの第１樹脂層を形成した。次に、塗液４を、ＰＰフィルム上の第１樹脂層に塗工した後、７０℃の熱風を当てて溶剤を乾燥させ、厚さ約５０ｎｍの第２樹脂層を形成した。上記で作製した２層構成のフィルムをＰＰフィルムから剥離した。ＰＰフィルムから剥離した２層構成のフィルムを、１５０℃で４時間熱処理して硬化させた。以上により、図３に示す構成を有するサンプルフィルム９を作製した。
塗液１を、ＰＰフィルムに塗工した後、７０℃の熱風を当てて溶剤を乾燥させ、厚さ３μｍの第１樹脂層を形成した。次に、塗液４を、ＰＰフィルム上の第１樹脂層に塗工した後、７０℃の熱風を当てて溶剤を乾燥させ、厚さ約５０ｎｍの第２樹脂層を形成した。上記で作製した２層構成のフィルムをＰＰフィルムから剥離した。ＰＰフィルムから剥離した２層構成のフィルムを、１５０℃で４時間熱処理して硬化させた。以上により、図３に示す構成を有するサンプルフィルム９を作製した。
（サンプルフィルム１０）
塗液１を、ＰＰフィルムに塗工した後、７０℃の熱風を当てて溶剤を乾燥させ、厚さ３μｍの第１樹脂層を形成した。次に、塗液７を、ＰＰフィルム上の第１樹脂層に塗工した後、７０℃の熱風を当てて溶剤を乾燥させ、厚さ約５０ｎｍの第２樹脂層を形成した。上記で作製した２層構成のフィルムをＰＰフィルムから剥離した。ＰＰフィルムから剥離した２層構成のフィルムを、１５０℃で４時間熱処理して硬化させた。以上により、図３に示す構成を有するサンプルフィルム１０を作製した。
塗液１を、ＰＰフィルムに塗工した後、７０℃の熱風を当てて溶剤を乾燥させ、厚さ３μｍの第１樹脂層を形成した。次に、塗液７を、ＰＰフィルム上の第１樹脂層に塗工した後、７０℃の熱風を当てて溶剤を乾燥させ、厚さ約５０ｎｍの第２樹脂層を形成した。上記で作製した２層構成のフィルムをＰＰフィルムから剥離した。ＰＰフィルムから剥離した２層構成のフィルムを、１５０℃で４時間熱処理して硬化させた。以上により、図３に示す構成を有するサンプルフィルム１０を作製した。
［サンプルの評価］
サンプルフィルム１～１０について、フィルムの両面に、厚さが２０ｎｍになるようにアルミニウム膜を真空蒸着にて設けた。以上により、サンプル１～１０を作製した。
サンプルフィルム１～１０について、フィルムの両面に、厚さが２０ｎｍになるようにアルミニウム膜を真空蒸着にて設けた。以上により、サンプル１～１０を作製した。
１３５℃の雰囲気下で、作製したサンプルに６００Ｖの直流電圧を印加し、時間とともにサンプルのＥＳＲ（周波数１ｋＨｚ）を記録した。ＥＳＲの初期からの変化率が１２０％になった時点で測定を終了した。ＥＳＲの測定には、エヌネフ回路設計ブロック社製ＬＣＲメーターＺ２３７１を使用した。なお、第２樹脂層に設けられたアルミニウム膜を正極側の電極とした。
サンプル１～１０について、フィルムの構成、および、ＥＳＲの変化率が１２０％になった時間をまとめた結果を表１に示す。
表１において、＊を付したサンプルは、本発明の範囲外の比較例である。
表１に示すように、サンプル１～７では、ＥＳＲの上昇が抑制されている。これは、第１樹脂層に直に接しているアルミニウム膜が少ないためと考えられる。特に、アルミニウム膜が第１樹脂層に直に接していないサンプル２、４および７では、ＥＳＲの上昇が抑制されている。
一方、アルミニウム膜が第１樹脂層に直に接しているサンプル８～１０では、ＥＳＲが上昇する時間が早い。これは、第１樹脂層を構成するフェノキシ樹脂中の塩素イオンが触媒となって、アルミニウム膜の絶縁化を促進したためと推定される。
１０ フィルムコンデンサ
１１ 第１の金属化フィルム
１２ 第２の金属化フィルム
１３ 第１の誘電体フィルム
１４ 第２の誘電体フィルム
１５ 第１の金属層
１６ 第２の金属層
１７ 第１の誘電体フィルムの第１樹脂層
１８ 第２の誘電体フィルムの第１樹脂層
１９ 第１の誘電体フィルムの第２樹脂層
２０ 第２の誘電体フィルムの第２樹脂層
２１ 第１の誘電体フィルムの第３樹脂層
２２ 第２の誘電体フィルムの第３樹脂層
４０ 金属化フィルムの巻回体
４１ 第１の外部端子電極
４２ 第２の外部端子電極
５０ 金属層
５１ａ ヒューズ部
５１ｂ 絶縁スリット
５１ｃ 分割電極
１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ サンプルフィルム
１１０ サンプルフィルムの第１樹脂層
１２０ サンプルフィルムの第２樹脂層
１３０ サンプルフィルムの第３樹脂層
１１ 第１の金属化フィルム
１２ 第２の金属化フィルム
１３ 第１の誘電体フィルム
１４ 第２の誘電体フィルム
１５ 第１の金属層
１６ 第２の金属層
１７ 第１の誘電体フィルムの第１樹脂層
１８ 第２の誘電体フィルムの第１樹脂層
１９ 第１の誘電体フィルムの第２樹脂層
２０ 第２の誘電体フィルムの第２樹脂層
２１ 第１の誘電体フィルムの第３樹脂層
２２ 第２の誘電体フィルムの第３樹脂層
４０ 金属化フィルムの巻回体
４１ 第１の外部端子電極
４２ 第２の外部端子電極
５０ 金属層
５１ａ ヒューズ部
５１ｂ 絶縁スリット
５１ｃ 分割電極
１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ サンプルフィルム
１１０ サンプルフィルムの第１樹脂層
１２０ サンプルフィルムの第２樹脂層
１３０ サンプルフィルムの第３樹脂層
Claims (9)
- 厚さ方向において相対する第１面および第２面を有する誘電体フィルムと、
前記誘電体フィルムの少なくとも前記第１面に設けられた金属層と、を備え、
前記誘電体フィルムは、第１有機材料と第２有機材料との硬化物からなる第１樹脂層を含み、
前記第１有機材料は、繰り返し単位の中に水酸基とベンゼン環とを有する有機高分子からなり、
前記第２有機材料は、４，４’－ジフェニルメタンジイソシアネート、４，４’－ジフェニルメタンジイソシアネート変性体、または、これらの混合物からなり、
前記誘電体フィルムの前記第１面に設けられた前記金属層と前記第１樹脂層との間に、ポリビニルアセタール樹脂を含み、塩素イオンの含有量が７０ｐｐｍ未満である樹脂膜が設けられている、フィルムコンデンサ。 - 前記樹脂膜は、前記誘電体フィルムの一部であり、
前記誘電体フィルムは、前記樹脂膜として、前記第１樹脂層の前記第１面側の表面に設けられた第２樹脂層をさらに含む、請求項１に記載のフィルムコンデンサ。 - 前記誘電体フィルムは、前記第１樹脂層の前記第２面側の表面に設けられ、塩素イオンの含有量が７０ｐｐｍ未満である第３樹脂層をさらに含む、請求項１または２に記載のフィルムコンデンサ。
- 前記樹脂膜の厚さは、１００ｎｍ以下である、請求項１～３のいずれか１項に記載のフィルムコンデンサ。
- 前記樹脂膜の厚さは、１０ｎｍ以上である、請求項４に記載のフィルムコンデンサ。
- 厚さ方向において相対する第１面および第２面を有する誘電体フィルムから構成され、
前記誘電体フィルムは、第１有機材料と第２有機材料との硬化物からなる第１樹脂層と、前記第１樹脂層の前記第１面側の表面に設けられた第２樹脂層と、を含み、
前記第１有機材料は、繰り返し単位の中に水酸基とベンゼン環とを有する有機高分子からなり、
前記第２有機材料は、４，４’－ジフェニルメタンジイソシアネート、４，４’－ジフェニルメタンジイソシアネート変性体、または、これらの混合物からなり、
前記第２樹脂層はポリビニルアセタール樹脂を含み、前記第２樹脂層中の塩素イオンの含有量が７０ｐｐｍ未満である、フィルムコンデンサ用フィルム。 - 前記第１樹脂層の前記第２面側の表面に設けられ、塩素イオンの含有量が７０ｐｐｍ未満である第３樹脂層をさらに含む、請求項６に記載のフィルムコンデンサ用フィルム。
- 前記第２樹脂層の厚さは、１００ｎｍ以下である、請求項６または７に記載のフィルムコンデンサ用フィルム。
- 前記第２樹脂層の厚さは、１０ｎｍ以上である、請求項８に記載のフィルムコンデンサ用フィルム。
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