JPWO2017175511A1 - フィルムコンデンサ、コンデンサ用フィルム、及び、フィルムコンデンサの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
しかし、末端にエポキシ基を有する高分子量のビスフェノールA型エポキシ樹脂の中で、分岐構造を持つものはこれまで知られていなかった。そのため、特許文献1の実験例で用いられているフェノキシ樹脂の構造は、分岐構造ではなく、直鎖構造であると言える。
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。
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。
図1は、本発明のコンデンサ用フィルムを備える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1は、巻回型のフィルムコンデンサであり、巻回状態の第1誘電体樹脂フィルム11及び第2誘電体樹脂フィルム12と、第1誘電体樹脂フィルム11又は第2誘電体樹脂フィルム12を挟んで互いに対向する第1対向電極21及び第2対向電極22とを備えるとともに、第1対向電極21及び第2対向電極22にそれぞれ電気的に接続される第1外部端子電極31及び第2外部端子電極32を備えている。
本発明のコンデンサ用フィルムは、第1有機材料と第2有機材料との架橋物からなる。すなわち、本発明のコンデンサ用フィルムは、第1有機材料と第2有機材料とが反応して得られる硬化物であり、第1有機材料が有する水酸基と第2有機材料が有するイソシアネート基とが反応して形成される架橋構造を有している。
なお、本発明のコンデンサ用フィルムでは、第1有機材料が有する水酸基及び第2有機材料が有するイソシアネート基のすべてが反応している必要はなく、水酸基及びイソシアネート基の一部が残っていてもよい。特に、水酸基の残留物が、イソシアネート基の残留物よりも多いことが好ましい。この場合、イソシアネート基の残留物が存在しなくてもよい。水酸基の残留物がイソシアネート基の残留物よりも多いことは、フーリエ変換赤外分光光度計(FT−IR)を用いて、赤外線吸収スペクトルを減衰全反射法(ATR:attenuated total reflection)により測定することで確認することができる。具体的には、水酸基は3400〜3700cm−1におけるピーク、イソシアネート基は2000〜2400cm−1におけるピークから確認することができる。
なお、第1有機材料の分子量とは、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により測定し、ポリスチレン標準試料を基準として算出した重量平均分子量(Mw)を意味する。
(実施例1)
第1有機材料として、分岐構造を持つフェノキシ樹脂を用意し、第2有機材料として、MDI(ジフェニルメタンジイソシアネート)を用意した。
具体的には、ビスフェノールAジグリシジルエーテル 400重量部、ビスフェノールA 224重量部、α,α−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−4−(4−ヒドロキシ―α,α−ジメチルベンジル)−エチルベンゼン 6重量部、水酸化テトラメチルアンモニウム27%水溶液 1.48重量部、トルエン 210重量部を耐圧反応容器に入れ、窒素ガス雰囲気下135℃で6時間、重合反応を行うことにより、目的とするビスフェノールA型エポキシ樹脂を得た。
第1有機材料の分子量を40,000に変更した他は、実施例1と同様にフィルムを作製し、実施例2のフィルムを得た。
第1有機材料の分子量を30,000に変更した他は、実施例1と同様にフィルムを作製し、実施例3のフィルムを得た。
第1有機材料として、直鎖構造を持つフェノキシ樹脂を用いた他は、実施例1と同様にフィルムを作製し、比較例1のフィルムを得た。
上記直鎖構造を持つフェノキシ樹脂としては、末端にエポキシ基を有し、直鎖構造を持つ高分子量のビスフェノールA型エポキシ樹脂(分子量:50,000)を用いた。
熱硬化後の各フィルムについて、DMA(動的粘弾性測定装置、TA INSTRUMENTS社製「RSA−III」)によりガラス転移点(Tg)を測定した。測定条件は、昇温速度10℃/分で室温から250℃まで昇温し、波数を10rad/秒、Strainを0.1%とし、損失正接(tanδ)が最大ピーク値を示す温度を求めた。各フィルムのTgを表1に示す。
以下の方法により、熱硬化後の各フィルムの絶縁破壊強度を測定した。各フィルムの両面に蒸着電極を形成したものを評価用試料とし、電界強度25V/μm刻みで、各電界強度を10分間保持する電界印加方法の下で、フィルムの破壊によって静電容量が低下して初期値の0%となった電界強度を絶縁破壊強度と定義した。なお、測定温度は125℃とした。この測定では、各フィルムについて評価用試料の数を5個とし、ワイブル分布で故障頻度50%となる値を絶縁破壊強度の平均値として採用した。各フィルムの絶縁破壊強度を表1に示す。
以上の結果から、第1有機材料として分岐構造を持つフェノキシ樹脂を用いることにより、耐熱性だけでなく、耐電圧性も高くすることできることが確認された。
11 第1誘電体樹脂フィルム
12 第2誘電体樹脂フィルム
21 第1対向電極
22 第2対向電極
31 第1外部端子電極
32 第2外部端子電極
Claims (16)
- 誘電体樹脂フィルムと、
前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、
前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、
前記第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、
前記第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。 - 前記第1有機材料の重量比率は、前記第2有機材料の重量比率よりも高い請求項1に記載のフィルムコンデンサ。
- 前記水酸基の残留物が、前記イソシアネート基の残留物よりも多い請求項1又は2に記載のフィルムコンデンサ。
- 前記コンデンサ用フィルムのガラス転移点は、169℃以上である請求項1〜3のいずれか1項に記載のフィルムコンデンサ。
- 前記コンデンサ用フィルムの絶縁破壊強度は、300V/μm以上である請求項1〜4のいずれか1項に記載のフィルムコンデンサ。
- 前記第1有機材料は、エポキシ基を有する請求項1〜5のいずれか1項に記載のフィルムコンデンサ。
- 前記第1有機材料は、フェノキシ樹脂である請求項6に記載のフィルムコンデンサ。
- 前記第2有機材料は、ジフェニルメタンジイソシアネート又はトリレンジイソシアネートである請求項6又は7に記載のフィルムコンデンサ。
- 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、
前記第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、
前記第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コンデンサ用フィルム。 - 前記第1有機材料の重量比率は、前記第2有機材料の重量比率よりも高い請求項9に記載のコンデンサ用フィルム。
- 前記水酸基の残留物が、前記イソシアネート基の残留物よりも多い請求項9又は10に記載のコンデンサ用フィルム。
- 樹脂溶液をフィルム状に成形し、硬化させることによって、誘電体樹脂フィルムを作製する工程と、
前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対向電極を形成する工程とを備えるフィルムコンデンサの製造方法であって、
前記樹脂溶液は、第1有機材料及び第2有機材料を含み、
前記第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、
前記第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の製造方法。 - 前記第1有機材料の重量比率は、前記第2有機材料の重量比率よりも高い請求項12に記載のフィルムコンデンサの製造方法。
- 前記第1有機材料は、エポキシ基を有する請求項12又は13に記載のフィルムコンデンサの製造方法。
- 前記第1有機材料は、フェノキシ樹脂である請求項14に記載のフィルムコンデンサの製造方法。
- 前記第2有機材料は、ジフェニルメタンジイソシアネート又はトリレンジイソシアネートである請求項14又は15に記載のフィルムコンデンサの製造方法。
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