WO2021241151A1 - 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

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 Download PDF

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WO2021241151A1
WO2021241151A1 PCT/JP2021/017343 JP2021017343W WO2021241151A1 WO 2021241151 A1 WO2021241151 A1 WO 2021241151A1 JP 2021017343 W JP2021017343 W JP 2021017343W WO 2021241151 A1 WO2021241151 A1 WO 2021241151A1
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WO
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film
resin layer
resin
layer
organic material
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Application number
PCT/JP2021/017343
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English (en)
French (fr)
Inventor
智生 稲倉
千一 小笹
Original Assignee
株式会社村田製作所
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B17/00Insulators or insulating bodies characterised by their form
    • H01B17/56Insulating bodies
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/20Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances liquids, e.g. oils
    • H01B3/22Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances liquids, e.g. oils hydrocarbons
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/32Wound capacitors

Definitions

  • the present invention relates to a film capacitor and a film for a film capacitor.
  • a film capacitor having a structure in which a first metal layer and a second metal layer facing each other across the resin film are arranged while using a flexible resin film as a dielectric.
  • a first resin film on which a first metal layer made of aluminum or the like is formed and a second resin film on which a first metal layer made of aluminum or the like is formed are wound. It is made by laminating or laminating.
  • thermoplastic resin such as polypropylene
  • heat is described in Patent Documents 2 and 3.
  • curable resin such as a curable resin is also used.
  • a metallized film having a metal-deposited electrode formed on a resin-made dielectric film made of a polypropylene film or the like is laminated or wound so that a pair of metal-deposited electrodes face each other via the dielectric film.
  • a DC metallised film capacitor having a pair of take-out electrodes made of a metallised film formed by spraying metal on both end faces of the condenser element configured by the above Disclosed is a DC metallized film capacitor in which the film thickness of the metallised film formed on the metallized film on the positive electrode side is thicker than the film thickness of the metallised film formed on the metallized film on the negative electrode side.
  • Patent Document 2 includes a dielectric resin film and first and second counter electrodes facing each other with the dielectric resin film interposed therebetween, and the dielectric resin film is a first and second organic material.
  • a cured product obtained by reacting at least two kinds of organic materials containing, and containing at least one functional group having a relatively small molar polarization ratio, which is selected from a methylene group, an aromatic ring and an ether group. It comprises one atomic group and a second atomic group containing at least one functional group having a relatively high molar polarization ratio selected from a hydroxyl group, an amino group and a carbonyl group (absorption of the first atomic group).
  • a film capacitor made of a dielectric resin composition having a value represented by (total band strength) / (total absorption band strength of the second atomic group) of 1.0 or more is disclosed.
  • Patent Document 2 describes that it is preferable that the first organic material is a polyol such as a phenoxy resin, and the second organic material is an isocyanate compound, an epoxy resin or a melamine resin.
  • Patent Document 3 describes a film capacitor including a dielectric resin film and a first opposed electrode and a second opposed electrode that face each other with the dielectric resin film interposed therebetween.
  • the dielectric resin film is the first.
  • a film capacitor characterized by having a branched structure is disclosed.
  • a dielectric film using a curable resin such as a thermosetting resin has a feature of having higher heat resistance than a dielectric film using a thermoplastic resin.
  • ESR equivalent series resistance
  • the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a film capacitor capable of suppressing an increase in ESR when a voltage is applied for a long time at a high temperature. Furthermore, an object of the present invention is to provide a film for a film capacitor used as a dielectric film of the film capacitor.
  • the film capacitor of the present invention includes a dielectric film having first and second surfaces facing each other in the thickness direction, and a metal layer provided on at least the first surface of the dielectric film.
  • the dielectric film contains a first resin layer made of a cured product of a first organic material and a second organic material.
  • the first organic material is composed of an organic polymer having a hydroxyl group and a benzene ring in a repeating unit.
  • the second organic material comprises 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, a modified 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, or a mixture thereof.
  • a resin film having a chlorine ion content of less than 70 ppm is provided between the metal layer provided on the first surface of the dielectric film and the first resin layer.
  • the film for a film capacitor of the present invention is composed of a dielectric film having a first surface and a second surface facing each other in the thickness direction.
  • the dielectric film includes a first resin layer made of a cured product of a first organic material and a second organic material, and a second resin layer provided on the surface of the first resin layer on the first surface side.
  • the first organic material is composed of an organic polymer having a hydroxyl group and a benzene ring in a repeating unit.
  • the second organic material comprises 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, a modified 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, or a mixture thereof.
  • the content of chlorine ions in the second resin layer is less than 70 ppm.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example of the film capacitor of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view schematically showing an example of a metal layer having a fuse portion.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a sample film in which the second resin layer is provided on the first resin layer.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a sample film in which the second resin layer and the third resin layer are provided on the first resin layer.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a sample film to which the second resin layer and the third resin layer are not provided.
  • the film capacitor of the present invention and the film for a film capacitor will be described.
  • the present invention is not limited to the following configuration, and can be appropriately modified and applied without changing the gist of the present invention. It should be noted that a combination of two or more of the individual desirable configurations of the present invention described below is also the present invention.
  • the film capacitor of the present invention includes a dielectric film having first and second surfaces facing each other in the thickness direction, and a metal layer provided on at least the first surface of the dielectric film.
  • the dielectric film includes a first resin layer made of a cured product of the first organic material and the second organic material.
  • the first resin layer is made of a cured product obtained by reacting a hydroxyl group (OH group) of the first organic material with an isocyanate group (NCO group) of the second organic material.
  • the first organic material consists of an organic polymer having a hydroxyl group and a benzene ring in a repeating unit.
  • the first organic material is preferably made of a phenoxy resin.
  • the second organic material consists of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI), MDI modified product, or a mixture thereof.
  • MDI 4,4'-diphenylmethane diisocyanate
  • the uncured portion of the starting material may remain in the first resin layer.
  • the first resin layer may contain at least one of a hydroxyl group and an isocyanate group.
  • the first resin layer may contain either a hydroxyl group or an isocyanate group, or may contain both a hydroxyl group and an isocyanate group.
  • FT-IR Fourier transform infrared spectrophotometer
  • the thickness of the first resin layer is not particularly limited, but if the first resin layer is too thin, the withstand voltage and tensile strength of the dielectric film tend to decrease. Therefore, the thickness of the first resin layer is preferably 0.5 ⁇ m or more, and more preferably 1 ⁇ m or more. On the other hand, if the first resin layer becomes too thick, the capacitance of the film capacitor tends to decrease. Therefore, the thickness of the first resin layer is preferably 10 ⁇ m or less, and more preferably 5 ⁇ m or less.
  • the thickness of the first resin layer can be measured using an optical film thickness meter.
  • the thickness of the second resin layer or the third resin layer which will be described later, can be measured using an optical film thickness meter.
  • a resin film having a chlorine ion content of less than 70 ppm is provided between the metal layer provided on the first surface of the dielectric film and the first resin layer. It is a feature.
  • a resin film having a chlorine ion content of less than 70 ppm is provided between the metal layer and the first resin layer, so that a voltage is applied to the film capacitor at a high temperature for a long time. It was found that the increase in ESR could be suppressed.
  • Chlorine ions are contained as impurities in the first resin layer prepared by using the first organic material such as phenoxy resin.
  • the chlorine ion in the first resin layer for example, one derived from epichlorohydrin used when synthesizing a first organic material such as a phenoxy resin can be considered.
  • the metal layer of a film capacitor is made of aluminum
  • the aluminum constituting the metal layer on the positive electrode (positive electrode) side and the hydroxide ion derived from the moisture in the atmosphere cause an electrochemical reaction.
  • a film of aluminum hydroxide or aluminum oxide which is an insulator may be formed, and the metal layer may be insulated. This phenomenon is anodizing. It is considered that the metal layer is insulated by anodization, resulting in an increase in ESR.
  • the electrode area of the film capacitor is reduced, and it is considered that the capacitance is also reduced. It should be noted that these problems caused by anodization are not limited to film capacitors whose metal layer is made of aluminum, but are also common to film capacitors made of metals other than aluminum.
  • the first resin layer is formed. Since it does not come into direct contact with the metal layer, it is presumed that the influence of chlorine ions from the first resin layer to the metal layer is suppressed, and the above-mentioned anodizing, that is, the insulation of the metal layer is suppressed. As a result, it is considered that an increase in ESR can be suppressed when a voltage is applied to the film capacitor at a high temperature for a long time.
  • the content of chlorine ions in the resin film can be measured by a combustion ion chromatography method.
  • the content of chlorine ions in the first resin layer and the content of chlorine ions in the second resin layer or the third resin layer, which will be described later, can be measured by the combustion ion chromatography method.
  • the content of chlorine ions in the resin film is, for example, 3.6 ppm or more.
  • the content of chlorine ions in the resin film may be 0 ppm.
  • the resin film having a chlorine ion content of less than 70 ppm is provided at least between the metal layer on the positive electrode side and the first resin layer.
  • the resin film having a chlorine ion content of less than 70 ppm may be provided as a whole between the metal layer and the first resin layer, and may be provided between the metal layer and the first resin layer. It may be provided in a part of the space.
  • the resin film having a chlorine ion content of less than 70 ppm is preferably a part of the dielectric film. That is, it is preferable that the dielectric film further includes, as the resin film, a second resin layer provided on the surface of the first resin layer on the first surface side.
  • the second resin layer may be provided on all or a part of the surface of the first resin layer on the first surface side facing the metal layer in the thickness direction, but the metal layer and the second resin layer may be provided. In addition to the facing surfaces, it may be provided on all or a part of the surfaces that do not face the metal layer.
  • the second resin layer may be provided on the entire surface of the first resin layer on the first surface side, or may be provided on a part of the surface of the first resin layer on the first surface side.
  • the thickness of the resin film or the second resin layer is preferably 100 nm or less. If the resin film or the second resin layer is too thick, the ratio of the first resin layer to the film capacitor becomes small, so that the heat resistance tends to decrease.
  • the thickness of the resin film or the second resin layer is preferably 10 nm or more. If the resin film or the second resin layer is too thin, it becomes difficult to obtain the effect of suppressing the increase in ESR.
  • the resin film or the second resin layer is preferably made of a resin different from that of the first resin layer.
  • the resin different from the first resin layer include polyvinyl acetal resins such as polyvinyl acetal acetal (PVAA) resin and polyvinyl butyl acetal (PVBA) resin.
  • the resin constituting the resin film or the second resin layer may be a combination of a polyvinyl acetal resin and MDI or toluene diisocyanate (TDI).
  • the resin film or the second resin layer may contain silica particles having an average particle diameter of 5 nm or more and 300 nm.
  • the silica particles are contained in the second resin layer, so that the surface of the dielectric film is provided with irregularities, so that the friction coefficient of the film is lowered. , The slipperiness of the film is improved.
  • the silica particles existing in the resin film or the second resin layer can be confirmed by observing the surface of the resin film or the second resin layer with a scanning electron microscope (SEM). Further, when the acceleration voltage is increased during observation by SEM, the diameter of the silica particles existing on the surface of the resin film or the second resin layer becomes larger, and the maximum portion of the portion buried in the resin film or the second resin layer is reached. You can see the diameter of.
  • the area of the silica particles when the size of the silica particles is maximized can be converted into a circle-equivalent diameter to obtain the diameter per silica particle.
  • the average particle diameter of the silica particles is obtained as the average value of the diameters of the silica particles in the field of view.
  • the dielectric film is provided on the surface of the first resin layer on the second surface side and further includes a third resin layer having a chlorine ion content of less than 70 ppm.
  • the dielectric film contains the third resin layer, it is possible to further suppress an increase in ESR when a voltage is applied to the film capacitor at a high temperature for a long time.
  • the content of chlorine ions in the third resin layer is, for example, 3.6 ppm or more.
  • the content of chlorine ions in the third resin layer may be 0 ppm.
  • the content of chlorine ions in the third resin layer may be the same as or different from the content of chlorine ions in the resin film or the second resin layer.
  • the third resin layer may be provided on the entire surface of the first resin layer on the second surface side, and the surface of the first resin layer on the second surface side. It may be provided in a part of.
  • the thickness of the third resin layer is preferably 100 nm or less.
  • the thickness of the third resin layer is preferably 10 nm or more.
  • the thickness of the third resin layer may be the same as or different from the thickness of the resin film or the second resin layer.
  • the third resin layer is preferably made of a resin different from that of the first resin layer.
  • the resin different from the first resin layer include polyvinyl acetal resins such as PVAA resin and PVBA resin.
  • the resin constituting the third resin layer may be the same as or different from the resin film or the resin constituting the second resin layer.
  • the resin constituting the third resin layer may be a combination of a polyvinyl acetal resin and MDI or TDI.
  • the third resin layer may contain silica particles having an average particle diameter of 5 nm or more and 300 nm.
  • the resin film or both the second resin layer and the third resin layer may contain silica particles, or one of them may contain silica particles.
  • the silica particles existing in the third resin layer can be confirmed by observing the surface of the third resin layer by SEM. Further, the acceleration voltage is increased during observation by SEM, and the area of the silica particles when the size of the silica particles existing on the surface of the third resin layer is maximized is converted into a circle-equivalent diameter to convert silica. The diameter per particle can be determined. The average particle diameter of the silica particles is obtained as the average value of the diameters of the silica particles in the field of view.
  • the film capacitor of the present invention is, for example, a columnar column having an elongated cross section, and external terminal electrodes formed by, for example, metal spraying (metallikon) are provided at both ends in the central axis direction.
  • metal spraying metal spraying
  • the film capacitor of the present invention is a laminated film capacitor in which a first dielectric film provided with a first metal layer and a second dielectric film provided with a second metal layer are laminated. And so on. Further, in the film capacitor of the present invention, a first dielectric film provided with a first metal layer and a second metal layer and a second dielectric film not provided with a metal layer are wound or wound. It may be a laminated film capacitor or the like.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example of the film capacitor of the present invention.
  • the film capacitor 10 shown in FIG. 1 is a winding type film capacitor, and is a winding of a metallized film wound in a state where a first metallized film 11 and a second metallized film 12 are laminated.
  • the first metallized film 11 includes a first dielectric film 13 and a first metal layer (counter electrode) 15 provided on the first surface of the first dielectric film 13.
  • the second metallized film 12 includes a second dielectric film 14 and a second metal layer (counter electrode) 16 provided on the first surface of the second dielectric film 14. ing.
  • the first dielectric film 13 includes a first resin layer 17, a second resin layer 19 provided on the entire surface of the first resin layer 17 on the first surface side, and a second surface of the first resin layer 17. It includes a third resin layer 21 provided on the entire side surface.
  • the second resin layer 19 is provided between the first metal layer 15 and the first resin layer 17.
  • the third resin layer 21 is provided between the second metal layer 16 and the first resin layer 17.
  • the first dielectric film 13 may not be provided with the third resin layer 21.
  • the second dielectric film 14 has a first resin layer 18, a second resin layer 20 provided on the entire surface of the first resin layer 18 on the first surface side, and a second surface of the first resin layer 18. It includes a third resin layer 22 provided on the entire side surface.
  • the second resin layer 20 is provided between the second metal layer 16 and the first resin layer 18.
  • the third resin layer 22 is provided between the first metal layer 15 and the first resin layer 18.
  • the second dielectric film 14 may not be provided with the third resin layer 22.
  • the first dielectric film 13 and the second dielectric film 14 may have different configurations or may have the same configuration.
  • the first metal layer 15 and the second metal layer 16 face each other with the first dielectric film 13 or the second dielectric film 14 interposed therebetween. Further, the first metal layer 15 is electrically connected to the first external terminal electrode 41, and the second metal layer 16 is electrically connected to the second external terminal electrode 42.
  • the first dielectric film 13 has a second surface. It suffices if the resin layer 19 is provided, and the second dielectric film 14 may not be provided with the second resin layer 20 and the third resin layer 22.
  • the first metal layer 15 is formed on the first surface of the first dielectric film 13 so as to reach one side edge but not the other side edge.
  • the second metal layer 16 is formed so as to reach one side edge but not reach the other side edge on the first surface of the second dielectric film 14.
  • the first metal layer 15 and the second metal layer 16 are composed of, for example, an aluminum layer.
  • the first dielectric film 13 and the second dielectric film 14 are in the width direction (left-right direction in FIG. 1) so that the end portion of the side reaching the side edge of the film is exposed from the laminated film. ) And are stacked.
  • the wound body 40 of the metallized film is formed, and the first metal layer 15 and the second metal layer 16 are formed. Holds the exposed state at the end and is regarded as a stacked state.
  • the first dielectric film 14 is located outside the first dielectric film 13, and the first dielectric film 13 and the second dielectric film 14 are each in the first position.
  • Each of the metal layer 15 and the second metal layer 16 is wound so as to face inward.
  • the first external terminal electrode 41 and the second external terminal electrode 42 are formed by spraying, for example, zinc or the like onto each end surface of the wound body 40 of the metallized film obtained as described above. ..
  • the first external terminal electrode 41 comes into contact with the exposed end of the first metal layer 15 and is thereby electrically connected to the first metal layer 15.
  • the second external terminal electrode 42 comes into contact with the exposed end of the second metal layer 16 and is thereby electrically connected to the second metal layer 16.
  • the wound body of the metallized film is pressed into a flat shape such as an ellipse or an oval, and has a more compact shape than when the cross-sectional shape is a perfect circle. ..
  • the film capacitor of the present invention may have a cylindrical winding shaft.
  • the winding shaft is arranged on the central axis of the metallized film in the wound state, and serves as a winding shaft when winding the metallized film.
  • examples of the metal contained in the metal layer include aluminum, titanium, zinc, magnesium, tin, and nickel.
  • the thickness of the metal layer is not particularly limited, but is, for example, 5 nm or more and 40 nm or less.
  • the thickness of the metal layer can be determined by observing a cross section of the dielectric film provided with the metal layer cut in the thickness direction using an electron microscope such as a field emission scanning electron microscope (FE-SEM). Can be identified.
  • FE-SEM field emission scanning electron microscope
  • the metal layer is provided with a fuse portion.
  • the fuse portion means a portion connecting the electrode portion and the electrode portion in which the metal layer serving as the counter electrode is divided into a plurality of parts.
  • the pattern of the metal layer having the fuse portion is not particularly limited, and for example, the electrode patterns disclosed in JP-A-2004-363431 and JP-A-5-251266 can be used.
  • FIG. 2 is a plan view schematically showing an example of a metal layer having a fuse portion.
  • the metal layer 50 shown in FIG. 2 is provided with a fuse portion 51a in which a part of the electrodes is thinned and a split electrode 51c separated by an insulating slit 51b.
  • the fuse portion when the fuse portion is provided in the metal layer, even if the resin film or the second resin layer is provided only in the portion where the metal layer and the first resin layer face each other in the thickness direction. good.
  • the following film for a film capacitor of the present invention can be used as the dielectric film.
  • the film for a film capacitor of the present invention may be used for both the first dielectric film 13 and the second dielectric film 14, or only one of them may be used.
  • the film for a film capacitor of the present invention may be used.
  • the film for the film capacitor of the present invention when the film for the film capacitor of the present invention is used for both the first dielectric film and the second dielectric film, the film for the film capacitor of the same embodiment may be used for both. However, films for film capacitors of different aspects may be used.
  • the film for a film capacitor of the present invention is composed of a dielectric film having a first surface and a second surface facing each other in the thickness direction.
  • the dielectric film is provided on the surface of the first resin layer made of a cured product of the first organic material and the second organic material and the surface of the first resin layer on the first surface side.
  • the second resin layer obtained is included.
  • the first organic material is composed of an organic polymer having a hydroxyl group and a benzene ring in a repeating unit.
  • the second organic material consists of MDI, a modified MDI, or a mixture thereof.
  • the configuration of the first resin layer is the same as the configuration of the first resin layer described in the film capacitor of the present invention.
  • the film for a film capacitor of the present invention is characterized in that the content of chlorine ions in the second resin layer is less than 70 ppm.
  • the content of chlorine ions in the second resin layer is, for example, 3.6 ppm or more.
  • the content of chlorine ions in the second resin layer may be 0 ppm.
  • the second resin layer may be provided on the entire surface of the first resin layer on the first surface side, and is a part of the surface of the first resin layer on the first surface side. It may be provided in.
  • the thickness of the second resin layer is preferably 100 nm or less.
  • the thickness of the second resin layer is preferably 10 nm or more.
  • the second resin layer is preferably made of a resin different from that of the first resin layer.
  • the resin different from the first resin layer include polyvinyl acetal resins such as PVAA resin and PVBA resin.
  • the resin constituting the second resin layer may be a combination of a polyvinyl acetal resin and MDI or TDI.
  • the second resin layer may contain silica particles having an average particle diameter of 5 nm or more and 300 nm.
  • the configuration of the second resin layer is the same as the configuration of the second resin layer described in the film capacitor of the present invention.
  • the film for a film capacitor of the present invention is preferably provided on the surface of the first resin layer on the second surface side, and further contains a third resin layer having a chlorine ion content of less than 70 ppm.
  • the content of chlorine ions in the third resin layer is, for example, 3.6 ppm or more.
  • the content of chlorine ions in the third resin layer may be 0 ppm.
  • the content of chlorine ions in the third resin layer may be the same as or different from the content of chlorine ions in the second resin layer.
  • the third resin layer may be provided on the entire surface of the first resin layer on the second surface side, and the second resin layer may be provided. It may be provided on a part of the surface on the surface side.
  • the thickness of the third resin layer is preferably 100 nm or less.
  • the thickness of the third resin layer is preferably 10 nm or more.
  • the thickness of the third resin layer may be the same as or different from the thickness of the second resin layer.
  • the third resin layer is made of a resin different from that of the first resin layer.
  • the resin different from the first resin layer include polyvinyl acetal resins such as PVAA resin and PVBA resin.
  • the resin constituting the third resin layer may be the same as or different from the resin constituting the second resin layer.
  • the resin constituting the third resin layer may be a combination of a polyvinyl acetal resin and MDI or TDI.
  • the third resin layer may contain silica particles having an average particle diameter of 5 nm or more and 300 nm. It should be noted that both the second resin layer and the third resin layer may contain silica particles, or one of them may contain silica particles.
  • the configuration of the third resin layer is the same as the configuration of the third resin layer described in the film capacitor of the present invention.
  • a first resin solution containing the first organic material and the second organic material is applied to the base film.
  • hot air is blown to dry the solvent. As a result, the first resin layer is formed.
  • a polypropylene (PP) film or the like can be used as the base film.
  • PP polypropylene
  • the first resin solution is prepared, for example, by dissolving the above-mentioned first organic material and second organic material in a solvent, mixing them, and adding additives as necessary.
  • the solvent contained in the first resin solution may be present as a residue in the first resin layer after curing.
  • the weight ratio of the first organic material to the second organic material is preferably 50/50 or more and 75/25 or less.
  • methyl ethyl ketone (MEK), tetrahydrofuran (THF) and the like can be used. These solvents may be used alone or in combination of two or more. Above all, it is preferable to use a mixed solvent containing MEK and THF.
  • the weight ratio of MEK to THF (MEK / THF) is preferably 15/85 or more and 85/15 or less.
  • a second resin solution containing a resin having a chlorine ion content of less than 70 ppm is applied to the first resin layer on the base film.
  • hot air is blown to dry the solvent. As a result, the second resin layer is formed.
  • the second resin solution is prepared, for example, by dissolving a resin different from the above-mentioned first resin layer in a solvent and adding an additive as necessary.
  • the second resin solution may contain silica particles having an average particle size of 5 nm or more and 300 nm.
  • solvent for dissolving the PVAA resin for example, MEK or the like can be used.
  • solvent for dissolving the PVBA resin for example, isopropyl alcohol (IPA) or the like can be used.
  • IPA isopropyl alcohol
  • the solvent may be used alone or in combination of two or more.
  • the two-layer film containing the first resin layer and the second resin layer is peeled off from the base film.
  • a third resin solution containing a resin having a chlorine ion content of less than 70 ppm is applied to the surface of the first resin layer opposite to the second resin layer.
  • hot air is blown to dry the solvent. Thereby, the third resin layer may be formed.
  • the third resin solution is prepared, for example, by dissolving a resin different from the above-mentioned first resin layer in a solvent and adding an additive as necessary.
  • the third resin solution may contain silica particles having an average particle size of 5 nm or more and 300 nm.
  • the third resin solution may be the same as or different from the second resin solution.
  • the two-layer or three-layer film is heat-treated to cure the resin. From the above, a film for a film capacitor can be obtained.
  • a metallized film is obtained by forming a metal layer on the first surface of the dielectric film using the film for a film capacitor of the present invention as a dielectric film.
  • the surface on which the second resin layer is formed is referred to as the first surface of the dielectric film.
  • the method for forming the metal layer include a method such as thin film deposition.
  • a laminated body can be obtained by laminating two metallized films having a metal layer formed on the first surface of a dielectric film in a state of being shifted by a predetermined distance in the width direction and then winding the film. If necessary, the laminate may be sandwiched from a direction perpendicular to the width direction and pressed into an elliptical cylinder shape.
  • a film capacitor as shown in FIG. 1 can be obtained.
  • thermal spraying can be mentioned.
  • the film capacitor of the present invention is not limited to the above embodiment, and various applications and modifications can be added within the scope of the present invention regarding the configuration of the film capacitor, manufacturing conditions, and the like.
  • the film for the film capacitor of the present invention may not be used as the dielectric film. That is, in the film capacitor of the present invention, the resin film does not have to be a part of the dielectric film.
  • the resin film does not have to be in direct contact with the first resin layer. Further, the resin film does not have to be in direct contact with the metal layer provided on the first surface of the dielectric film.
  • the second resin layer does not have to be in direct contact with the first resin layer.
  • another resin layer may be provided between the first resin layer and the second resin layer.
  • the second resin layer does not have to be in direct contact with the metal layer provided on the first surface of the dielectric film.
  • another resin layer may be provided between the metal layer provided on the first surface of the dielectric film and the second resin layer.
  • the third resin layer does not have to be in direct contact with the first resin layer.
  • another resin layer may be provided between the first resin layer and the third resin layer.
  • another resin layer may be provided on the surface of the third resin layer opposite to the first resin layer.
  • the second resin layer does not have to be in direct contact with the first resin layer.
  • another resin layer may be provided between the first resin layer and the second resin layer.
  • another resin layer may be provided on the surface of the second resin layer opposite to the first resin layer.
  • the third resin layer does not have to be in direct contact with the first resin layer.
  • another resin layer may be provided between the first resin layer and the third resin layer.
  • another resin layer may be provided on the surface of the third resin layer opposite to the first resin layer.
  • Coating liquid 2 A PVAA resin having a chlorine ion content of 3.6 ppm was dissolved in MEK to prepare a coating liquid 2.
  • Coating liquid 3 A PVBA resin having a chlorine ion content of 65 ppm was dissolved in IPA to prepare a coating liquid 3.
  • Coating liquid 5 A PVAA resin having a chlorine ion content of 3.6 ppm and a mixture of MDI and a modified MDI were mixed, dissolved in a mixed solvent of MEK and THF, and mixed to prepare a coating liquid 5.
  • Coating liquid 6 A PVAA resin having a chlorine ion content of 3.6 ppm and a trimethylolpropane adduct of TDI were blended, dissolved in a mixed solvent of MEK and THF, and mixed to prepare a coating liquid 6.
  • Coating liquid 7 A phenoxy resin having a chlorine ion content of 600 ppm and a mixture of MDI and a modified MDI were mixed, dissolved in a mixed solvent of MEK and THF, and mixed to prepare a coating liquid 7.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a sample film in which the second resin layer is provided on the first resin layer.
  • the second resin layer 120 is provided on the first resin layer 110.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a sample film in which the second resin layer and the third resin layer are provided on the first resin layer.
  • the second resin layer 120 and the third resin layer 130 are provided on the first resin layer 110.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a sample film to which the second resin layer and the third resin layer are not provided.
  • the sample film 100C shown in FIG. 5 contains only the first resin layer 110.
  • Example film 1 After the coating liquid 1 was applied to a PP film as a base film, the solvent was dried by applying hot air at 70 ° C. to form a first resin layer having a thickness of 3 ⁇ m. Next, the coating liquid 2 was applied to the first resin layer on the PP film, and then the solvent was dried by applying hot air at 70 ° C. to form a second resin layer having a thickness of about 50 nm.
  • the two-layer film produced above was peeled off from the PP film. The two-layer film peeled off from the PP film was heat-treated at 150 ° C. for 4 hours to be cured. From the above, the sample film 1 having the structure shown in FIG. 3 was produced.
  • Example film 2 After the coating liquid 1 was applied to the PP film, the solvent was dried by applying hot air at 70 ° C. to form a first resin layer having a thickness of 3 ⁇ m. Next, the coating liquid 2 was applied to the first resin layer on the PP film, and then the solvent was dried by applying hot air at 70 ° C. to form a second resin layer having a thickness of about 50 nm.
  • the two-layer film produced above was peeled off from the PP film. With respect to the two-layered film peeled from the PP film, the coating liquid 2 was applied to the surface of the first resin layer opposite to the second resin layer, and then hot air at 70 ° C. was applied to dry the solvent. A third resin layer having a thickness of about 50 nm was formed.
  • the three-layered film produced above was heat-treated at 150 ° C. for 4 hours to be cured. From the above, the sample film 2 having the structure shown in FIG. 4 was produced.
  • Example film 3 After the coating liquid 1 was applied to the PP film, the solvent was dried by applying hot air at 70 ° C. to form a first resin layer having a thickness of 3 ⁇ m. Next, the coating liquid 3 was applied to the first resin layer on the PP film, and then the solvent was dried by applying hot air at 70 ° C. to form a second resin layer having a thickness of about 50 nm.
  • the two-layer film produced above was peeled off from the PP film. The two-layer film peeled off from the PP film was heat-treated at 150 ° C. for 4 hours to be cured. As described above, the sample film 3 having the structure shown in FIG. 3 was produced.
  • Example film 4 After the coating liquid 1 was applied to the PP film, the solvent was dried by applying hot air at 70 ° C. to form a first resin layer having a thickness of 3 ⁇ m. Next, the coating liquid 3 was applied to the first resin layer on the PP film, and then the solvent was dried by applying hot air at 70 ° C. to form a second resin layer having a thickness of about 50 nm. The two-layer film produced above was peeled off from the PP film. With respect to the two-layered film peeled from the PP film, the coating liquid 3 was applied to the surface of the first resin layer opposite to the second resin layer, and then hot air at 70 ° C. was applied to dry the solvent. A third resin layer having a thickness of about 50 nm was formed. The three-layered film produced above was heat-treated at 150 ° C. for 4 hours to be cured. From the above, the sample film 4 having the structure shown in FIG. 4 was produced.
  • Example film 5 After the coating liquid 1 was applied to the PP film, the solvent was dried by applying hot air at 70 ° C. to form a first resin layer having a thickness of 3 ⁇ m. Next, the coating liquid 5 was applied to the first resin layer on the PP film, and then hot air at 70 ° C. was applied to dry the solvent to form a second resin layer having a thickness of about 50 nm.
  • the two-layer film produced above was peeled off from the PP film. The two-layer film peeled off from the PP film was heat-treated at 150 ° C. for 4 hours to be cured. As a result, the sample film 5 having the structure shown in FIG. 3 was produced.
  • Example film 6 After the coating liquid 1 was applied to the PP film, the solvent was dried by applying hot air at 70 ° C. to form a first resin layer having a thickness of 3 ⁇ m. Next, the coating liquid 6 was applied to the first resin layer on the PP film, and then hot air at 70 ° C. was applied to dry the solvent to form a second resin layer having a thickness of about 50 nm.
  • the two-layer film produced above was peeled off from the PP film. The two-layer film peeled off from the PP film was heat-treated at 150 ° C. for 4 hours to be cured. From the above, the sample film 6 having the structure shown in FIG. 3 was produced.
  • Example film 7 After the coating liquid 1 was applied to the PP film, the solvent was dried by applying hot air at 70 ° C. to form a first resin layer having a thickness of 3 ⁇ m. Next, the coating liquid 5 was applied to the first resin layer on the PP film, and then hot air at 70 ° C. was applied to dry the solvent to form a second resin layer having a thickness of about 50 nm. The two-layer film produced above was peeled off from the PP film. With respect to the two-layered film peeled from the PP film, the coating liquid 5 was applied to the surface of the first resin layer opposite to the second resin layer, and then hot air at 70 ° C. was applied to dry the solvent. A third resin layer having a thickness of about 50 nm was formed. The three-layered film produced above was heat-treated at 150 ° C. for 4 hours to be cured. From the above, the sample film 7 having the structure shown in FIG. 4 was produced.
  • Example film 8 After the coating liquid 1 was applied to the PP film, the solvent was dried by applying hot air at 70 ° C. to form a first resin layer having a thickness of 3 ⁇ m. The one-layer film produced above was peeled off from the PP film. The one-layer film peeled from the PP film was heat-treated at 150 ° C. for 4 hours to be cured. As a result, the sample film 8 having the structure shown in FIG. 5 was produced.
  • Example film 9 After the coating liquid 1 was applied to the PP film, the solvent was dried by applying hot air at 70 ° C. to form a first resin layer having a thickness of 3 ⁇ m. Next, the coating liquid 4 was applied to the first resin layer on the PP film, and then hot air at 70 ° C. was applied to dry the solvent to form a second resin layer having a thickness of about 50 nm.
  • the two-layer film produced above was peeled off from the PP film.
  • the two-layer film peeled off from the PP film was heat-treated at 150 ° C. for 4 hours to be cured. From the above, the sample film 9 having the structure shown in FIG. 3 was produced.
  • Example film 10 After the coating liquid 1 was applied to the PP film, the solvent was dried by applying hot air at 70 ° C. to form a first resin layer having a thickness of 3 ⁇ m. Next, the coating liquid 7 was applied to the first resin layer on the PP film, and then hot air at 70 ° C. was applied to dry the solvent to form a second resin layer having a thickness of about 50 nm.
  • the two-layer film produced above was peeled off from the PP film.
  • the two-layer film peeled off from the PP film was heat-treated at 150 ° C. for 4 hours to be cured. From the above, the sample film 10 having the structure shown in FIG. 3 was produced.
  • sample evaluation For sample films 1 to 10, aluminum films were provided on both sides of the film by vacuum vapor deposition so as to have a thickness of 20 nm. Based on the above, Samples 1 to 10 were prepared.
  • Table 1 shows the results of summarizing the film composition and the time when the ESR change rate became 120% for samples 1 to 10.

Abstract

フィルムコンデンサ10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13と、誘電体フィルム13の少なくとも上記第1面に設けられた金属層15と、を備える。誘電体フィルム13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17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。誘電体フィルム13の上記第1面に設けられた金属層15と第1樹脂層17との間に、塩素イオンの含有量が70ppm未満である樹脂膜19が設けられている。

Description

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
 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。
特開2007-250833号公報 特開2015-181199号公報 国際公開第2017/175511号
 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。
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。
 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。
[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。
 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。
 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。
 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。
 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。
(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。
(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。
(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。
(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。
(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。
[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。
 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。
(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。
(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。
(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。
(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。
(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。
(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。
(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。
(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。
(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。
(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。
[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。
 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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 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、サンプル8~10では、ESRが上昇する時間が早い。これは、アルミニウム膜に接している第1樹脂層または第2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
 

Claims (9)

  1.  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、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。
  2.  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。
  3.  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。
  4.  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。
  5.  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。
  6.  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。
  7.  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。
  8.  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。
  9.  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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