(57)【要約】【課題】優れた耐熱性と柔軟性を兼備すると共に、フィルムコンデンサ素子の自己回復性を十分に高め得るポリユリアとその製法と提供する。【解決手段】他の原料モノマーが有する官能基と反応可能な官能基を三つ以上有する原料モノマーを少なくも１種類含んだ、脂肪族モノマーからなる２種類以上の原料モノマーを用いて、蒸着重合法を実施することにより製造して、網目構造の分子構造をもって構成した。【選択図】図２
2014118417.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２種類以上の原料モノマーの蒸気を真空中で重合させる蒸着重合法によって製造されるポリユリアであって、
前記２種類以上の原料モノマーの全てが脂肪族モノマーからなると共に、該２種類以上の原料モノマーのうちの少なくとも１種が、該少なくとも１種の原料モノマーと重合する他の原料モノマーが有する官能基と反応可能な官能基を三つ以上有しており、更に、分子構造が網目構造とされていることを特徴とするポリユリア。
【請求項２】
２種類以上の原料モノマーの蒸気を真空中で重合させる蒸着重合法によってポリユリアを製造する方法であって、
前記２種類以上の原料モノマーとして、全て、脂肪族モノマーからなるものを用いると共に、該脂肪族モノマーからなる２種類以上の原料モノマーのうちの少なくとも１種に、該少なくとも１種の原料モノマーと重合する他の原料モノマーが有する官能基と反応可能な官能基を三つ以上有するものを用いて、かかる２種類以上の原料モノマーの蒸気を真空中で重合させるようにしたことを特徴とするポリユリアの製造方法。
【請求項３】
ポリユリアからなる誘電体膜層と金属蒸着膜層とを積層して構成した積層体を用いてなるフィルムコンデンサ素子であって、
前記ポリユリアからなる誘電体膜層が、蒸着重合法によって形成されていると共に、該ポリユリアの分子構造が網目構造とされ、更に、該ポリユリアからなる誘電体膜層を形成する原料モノマーが、２種類以上の脂肪族モノマーのみからなり、且つ該２種類以上の脂肪族モノマーのうちの少なくとも１種が、該少なくとも１種の原料モノマーと重合する他の原料モノマーが有する官能基と反応可能な官能基を三つ以上有していることを特徴とするフィルムコンデンサ素子。
【請求項４】
ポリユリアからなる誘電体膜層と金属蒸着膜層とを積層して構成した積層体を用いてフィルムコンデンサ素子を製造する方法にして、
互いに反応可能な官能基をそれぞれ有する２種類以上の脂肪族モノマーであって、且つ該２種類以上の脂肪族モノマーのうちの少なくとも１種が該官能基を三つ以上有するモノマーを、それぞれ、前記ポリユリアからなる誘電体膜層の原料モノマーとして準備する工程と、
前記脂肪族モノマーからなる２種類以上の原料モノマーの蒸気を真空中で重合させる蒸着重合法を実施して、前記ポリユリアからなる誘電体膜層を形成する工程と、
金属材料を用いた蒸着法を実施して、前記金属蒸着膜層を形成する工程と、
前記ポリユリアからなる誘電体膜層と前記金属蒸着膜層とを積層して、前記積層体を得る工程と、
該積層体を用いて、前記フィルムコンデンサ素子を作製する工程と、
を含むことを特徴とするフィルムコンデンサ素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリユリアとその製造方法並びにコンデンサ素子とその製造方法に係り、特に、薄膜の形態で好適に使用されるポリユリアと、そのようなポリユリアの有利な製造方法、並びにかかるポリユリアからなる誘電体膜層を有するコンデンサ素子と、そのようなコンデンサ素子の有利な製造方法とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、高分子薄膜の形成方法の一種として、蒸着重合法が知られている。この蒸着重合法は、例えば、特開昭６１−７８４６３号公報（特許文献１）等に明らかにされるように、２種類以上の原料モノマーの蒸気を、真空中で、例えば基板上において重合させることにより、蒸着重合体からなる高分子薄膜を形成するものである。このような蒸着重合法によって形成される蒸着重合体の薄膜は、ナノオーダーでの膜厚制御が可能で、しかも、真空中で形成されるために、膜中の不純物が極端に少なくされるといった優れた特徴が発揮される。
【０００３】
ところで、高分子の一種であるポリユリアを製造する際には、様々な方法が採用されるが、その中でも、上記の如き蒸着重合法を利用した製造方法が、好適に採用される。何故なら、蒸着重合法によって製造されるポリユリアは、上記のように、高純度で、ナノオーダーでの薄膜化が可能となるばかりでなく、原料モノマー（ジイソシアネートとジアミン等）の重合に際して、加熱処理が不要で、しかも、重付加重合反応が進行するため、水やアルコール等の脱離が全くない。そのため、ポリユリアを蒸着重合法によって製造する場合には、原料モノマーの重合時に加熱処理を実施するための設備や、重合反応によって脱離した水やアルコール等を、重合反応が進行する真空チャンバ内から除去するための設備等が不要となって、低コスト化や製造設備の簡略化等が、有利に図られ得るからである。
【０００４】
そして、近年では、そのような蒸着重合法によって得られた優れた特徴を有するポリユリアの用途が模索されて、例えば、かかるポリユリアを、フィルムコンデンサ素子の誘電体膜層や固体二次電池の固体電解質層等に適用することが、検討されてきている。
【０００５】
かかる状況下、本発明者が、従来の蒸着重合法によって製造されるポリユリアについて、各種の試験を実施したところ、以下のことが明らかとなった。即ち、蒸着重合法を利用した従来法によって製造されるポリユリアには、十分な耐熱性を備えるものの、柔軟性に乏しいものか、或いは高い柔軟性を有するものの、耐熱性に劣るものしかなく、高い耐熱性と柔軟性とを兼備したものが存在しないことが判明した。しかも、従来の蒸着重合法によって製造されるポリユリアからなる誘電体膜層を用いて、フィルムコンデンサ素子を作製した場合、耐熱性は高いものの、柔軟性が低いポリユリアからなる誘電体膜層を用いて得られるフィルムコンデンサ素子は、柔軟性は高いものの、耐熱性が低いポリユリアからなる誘電体膜層を用いて得られたフィルムコンデンサ素子に比して、自己回復性に劣るものとなることも、明らかとなったのである。自己回復性とは、誘電体膜層に層絶縁破壊が生じた際に、周囲の金属蒸着膜層が、短絡電流によって生ずるエネルギーにより蒸発飛散して、その周辺に絶縁部を形成することで、コンデンサ機能を直ちに回復させる性質を言う。
【０００６】
なお、特開平８−１４８２８１号公報（特許文献２）には、二つの官能基を有する原料モノマーと、三つ以上の官能基を有する原料モノマーとを用いて、蒸着重合法を実施することにより、分子構造が網目構造とされた蒸着重合体の薄膜を得ることができ、そして、そのような蒸着重合体の薄膜を有機薄膜電界発光素子の電界発光層や電荷注入・輸送層に適用することによって、それら電界発光層や電荷注入・輸送層の耐熱性と耐久性を高め得ることが、明らかにされている。
【０００７】
しかしながら、特開平８−１４８２８１号公報に開示の蒸着重合体の性能について、本発明者が検証した結果、単に、分子構造を網目構造としただけの蒸着重合体では、例えば、それが誘電体膜層に適用されたフィルムコンデンサ素子の自己回復性を十分に高めるのが困難であることが判明したのである。しかも、かかる公報に開示された蒸着重合体は、原料モノマーとしてカルボン酸クロリドを使用しているため、反応時に塩酸が発生する。そのため、そのようなカルボン酸クロリドからなる原料モノマーを使用して得られた蒸着重合体を誘電体膜層に適用して、フィルムコンデンサ素子を得ようとすると、誘電体膜中に塩酸が不純部として混入され、それによって、耐電圧が低下するといった問題が惹起されることも、本発明者の研究によって明らかとなったのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭６１−７８４６３号公報
【特許文献１】特開平８−１４８２８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ここにおいて、本発明は、上記した事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、優れた耐熱性と柔軟性を兼備し、しかも、フィルムコンデンサ素子の誘電体膜層等に適用された際に、適用されるフィルムコンデンサ素子の自己回復性を十分に高め得るポリユリアと、そのようなポリユリアを有利に製造可能な方法とを提供することにある。また、本発明は、誘電体膜層において、高い耐熱性と柔軟性とが十分に確保されると共に、優れた自己回復性が有利に発揮されるフィルムコンデンサ素子と、そのようなフィルムコンデンサ素子を有利に製造する方法とを提供することをも、解決課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、前記した課題の解決のために様々な試験や検討を行う過程で、芳香族モノマーからなる２種類以上の原料モノマーを用いて製造されるポリユリアが、十分な耐熱性を備えるものの、柔軟性が低くなる傾向にあり、また、脂肪族モノマーからなる２種類以上の原料モノマーを用いて製造されるポリユリアが、高い柔軟性を発揮するものの、耐熱性に劣るものとなる傾向があることを見出した。そして、本発明者が、更に研究を重ねた結果、ポリユリアの原料モノマーとして、脂肪族モノマーからなる原料モノマーだけを用いた上で、かかるポリユリアの分子構造を網目構造とすれば、ポリユリアにおいて、より優れた柔軟性が発揮されると共に、耐熱性の向上が図られ、更には、ポリユリアがフィルムコンデンサ素子の誘電体膜層に適用された際に、適用されるフィルムコンデンサ素子の自己回復性の向上が十分に図られ得るとの知見を得たのである。
【００１１】
本発明は、上記の知見を基に完成されたものであって、その要旨とするところは、２種類以上の原料モノマーの蒸気を真空中で重合させる蒸着重合法によって製造されるポリユリアであって、前記２種類以上の原料モノマーの全てが脂肪族モノマーからなると共に、該２種類以上の原料モノマーのうちの少なくとも１種が、該少なくとも１種の原料モノマーと重合する他の原料モノマーが有する官能基と反応可能な官能基を三つ以上有しており、更に、分子構造が網目構造とされていることを特徴とするポリユリアにある。なお、ここで言うポリユリアとは、ポリユリア単体のものと、ポリユリアを主体とした、ポリユリアと他の高分子化合物との共重合体を含む。以下、同一の意味において使用する。
【００１２】
また、本発明にあっては、２種類以上の原料モノマーの蒸気を真空中で重合させる蒸着重合法によってポリユリアを製造する方法であって、前記２種類以上の原料モノマーとして、全て、脂肪族モノマーからなるものを用いると共に、該脂肪族モノマーからなる２種類以上の原料モノマーのうちの少なくとも１種に、該少なくとも１種の原料モノマーと重合する他の原料モノマーが有する官能基と反応可能な官能基を三つ以上有するものを用いて、かかる２種類以上の原料モノマーの蒸気を真空中で重合させるようにしたことを特徴とするポリユリアの製造方法をも、その要旨とするものである。
【００１３】
そして、本発明においては、ポリユリアからなる誘電体膜層と金属蒸着膜層とを積層して構成した積層体を用いてなるフィルムコンデンサ素子であって、前記ポリユリアからなる誘電体膜層が、蒸着重合法によって形成されていると共に、該ポリユリアの分子構造が網目構造とされ、更に、該ポリユリアからなる誘電体膜層を形成する原料モノマーが、２種類以上の脂肪族モノマーのみからなり、且つ該２種類以上の脂肪族モノマーのうちの少なくとも１種が、該少なくとも１種の原料モノマーと重合する他の原料モノマーが有する官能基と反応可能な官能基を三つ以上有していることを特徴とするフィルムコンデンサ素子をも、また、その要旨とするものである。
【００１４】
また、本発明にあっては、ポリユリアからなる誘電体膜層と金属蒸着膜層とを積層して構成した積層体を用いてフィルムコンデンサ素子を製造する方法において、（ａ）互いに反応可能な官能基をそれぞれ有する２種類以上の脂肪族モノマーであって、且つ該２種類以上の脂肪族モノマーのうちの少なくとも１種が該官能基を三つ以上有するモノマーを、それぞれ、前記ポリユリアからなる誘電体膜層の原料モノマーとして準備する工程と、（ｂ）前記脂肪族モノマーからなる２種類以上の原料モノマーの蒸気を真空中で重合させる蒸着重合法を実施して、前記ポリユリアからなる誘電体膜層を形成する工程と、（ｃ）金属材料を用いた蒸着法を実施して、前記金属蒸着膜層を形成する工程と、（ｄ）前記ポリユリアからなる誘電体膜層と前記金属蒸着膜層とを積層して、前記積層体を得る工程と、（ｅ）該積層体を用いて、前記フィルムコンデンサ素子を作製する工程とを含むことを特徴とするフィルムコンデンサ素子の製造方法をも、また、その要旨とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
すなわち、本発明に従うポリユリアにあっては、２種類以上の原料モノマーの全てが脂肪族モノマーからなると共に、分子構造が網目構造とされているところから、より優れた柔軟性が発揮されると共に、耐熱性の向上が図られ、しかも、フィルムコンデンサ素子の誘電体膜層に適用された際に、適用されるフィルムコンデンサ素子の自己回復性を効果的に且つ十分に高めることができる。
【００１６】
また、本発明に従うポリユリアの製造方法によれば、優れた耐熱性と柔軟性を兼備し、しかも、フィルムコンデンサ素子の誘電体膜層に適用された際に、適用されるフィルムコンデンサ素子の自己回復性を十分に高め得るポリユリアを、極めて有利に製造することができる。
【００１７】
さらに、本発明に従うフィルムコンデンサ素子にあっては、誘電体膜層において、高い耐熱性と柔軟性とが十分に確保されると共に、優れた自己回復性が有利に発揮され得る。
【００１８】
また、本発明に従うフィルムコンデンサ素子の製造方法によれば、誘電体膜層において、高い耐熱性と柔軟性とが十分に確保されると共に、優れた自己回復性が有利に発揮され得るフィルムコンデンサ素子を、極めて有利に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に従う構造を有するフィルムコンデンサ素子の一実施形態を示す断面説明図である。
【図２】図１に示されたフィルムコンデンサ素子の誘電体膜層を構成するポリユリアの分子構造の模式図である。
【図３】図１に示されたフィルムコンデンサ素子を製造する製造装置の一例を示す説明図である。
【図４】図１に示されたフィルムコンデンサ素子を用いて製造されたフィルムコンデンサを示す断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【００２１】
先ず、図１には、本発明に従う構造を有するフィルムコンデンサ素子の一実施形態が、その縦断面形態において示されている。かかる図１から明らかなように、本実施形態のフィルムコンデンサ素子１０は、ベース誘電体膜層としての樹脂フィルム１２を有している。そして、樹脂フィルム１２の厚さ方向の一方の面に、第一金属蒸着膜層１４と誘電体膜層１６と第二金属蒸着膜層１８とが、その順番で、積層形成されている。即ち、ここでは、樹脂フィルム１２の一方の面に、第一及び第二の二つの金属蒸着膜層１４，１８と一つの誘電体膜層１６とを、交互に積層してなる一つの積層体２０にて、フィルムコンデンサ素子１０が構成されているのである。
【００２２】
より具体的には、樹脂フィルム１２は、ポリプロピレン製の長手の二軸延伸フィルムからなり、１〜１０μｍ程度の厚さを有している。この樹脂フィルム１２には、従来のフィルムコンデンサの誘電体膜層を構成する樹脂フィルムが、何れも使用可能である。例えば、ポリエチレンテレフタレートやポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンナフタレート、ポリフッ化ビニリデン等からなる樹脂フィルムが用いられ得る。また、それらの樹脂フィルムは、必ずしも、二軸延伸フィルムでなくとも良い。
【００２３】
第一金属蒸着膜層１４と第二金属蒸着膜層１８は、何れもアルミニウムからなっている。それら第一金属蒸着膜層１４と第二金属蒸着膜層１８は、フィルムコンデンサ素子１０を用いて作製されるフィルムコンデンサの内部電極を構成するものであって、公知の手法に従って、樹脂フィルム１２上と誘電体膜層１６上にそれぞれ積層形成される。即ち、第一及び第二金属蒸着膜層１４，１８は、フィルムコンデンサの内部電極を形成する公知の金属材料を蒸着材として用いて、ＰＶＤやＣＶＤの範疇に属する、従来から公知の蒸着法を実施することにより、樹脂フィルム１２上や誘電体膜層１６上に積層形成されるのである。従って、第一金属蒸着膜層１４と第二金属蒸着膜層１８は、アルミニウムに限定されるものではなく、例えば、亜鉛等からなるものであっても良い。なお、それら第一金属蒸着膜層１４と第二金属蒸着膜層１８は、互いに異なる金属材料にて構成されていても、何等差し支えない。
【００２４】
また、ここでは、第一金属蒸着膜層１４と第二金属蒸着膜層１８のそれぞれの幅（図１の左右方向での寸法）が、樹脂フィルム１２の幅よりも所定寸法小さくされている。そして、第一金属蒸着膜層１４が、樹脂フィルム１２の幅方向一方側（図１の左側）の端部を除いた部分に積層されている一方、第二金属蒸着膜層１８が、誘電体膜層１６の幅方向他方側（図１の右側）の端部を除いた部分に積層されている。これにより、樹脂フィルム１２の幅方向一方側の端部に、第一金属蒸着膜層１６の非形成部位からなる第一マージン部２２が、樹脂フィルム１２の長さ方向に沿って延びるように形成されている。また、誘電体膜層１６の、第一マージン部２２側とは反対の幅方向他方側の端部に、第二金属蒸着膜層１８の非形成部位からなる第二マージン部２４が、誘電体膜層１６（樹脂フィルム１２）の長さ方向に沿って延びるように形成されている。なお、本実施形態では、第一金属蒸着膜層１４が形成されていない樹脂フィルム１２の幅方向一方側の端縁部に、第二金属蒸着膜層１８の一部が積層形成されている。これにより、樹脂フィルム１２の幅方向一方側の端部のうち、第二金属蒸着膜層１８の形成部位を除いた、端縁部から幅方向内側に所定寸法だけ入り込んだ部分のみが、第一マージン部２２とされている。
【００２５】
一方、誘電体膜層１６は、ポリユリアからなっている。このポリユリアからなる誘電体膜層１６は、２種類以上の原料モノマーの蒸気を真空中で重合させる公知の蒸着重合法によって、第一金属蒸着膜層１４上に積層形成されている。このような誘電体膜層１６にあっては、不純物の少ない良好な品質が確保されると共に、その厚さが、樹脂フィルム１２の厚さよりも十分に薄くされている。これにより、フィルムコンデンサ素子１０を用いて作製されるフィルムコンデンサの小型・高性能化が効果的に図られるようになっている。
【００２６】
また、誘電体膜層１６は、樹脂フィルム１２よりも小さな幅を有し、樹脂フィルム１２上において、その幅方向中央部に配置されている。これにより、第一金属蒸着膜層１４の第一マージン部２２側とは反対側の端部には、誘電体膜層１６が何等設けられておらず、そのような第一金属蒸着膜層１４の端部が、後述する正極側及び負極側の二つのメタリコン電極のうちの一方と連結される第一連結部２６とされている。また、第二金属蒸着膜層１８のうちの第二マージン部２４側とは反対側の端部部位が、樹脂フィルム１２の第一マージン部２２側の端部に直接に積層されて、後述する二つのメタリコン電極の他方と連結する第二連結部２８とされている。
【００２７】
なお、誘電体膜層１６の膜厚は、特に限定されるものではないが、０．００１〜１０μｍ程度とされていることが望ましい。何故なら、誘電体膜層１６を０．００１μｍ未満の膜厚で形成することは容易ではない。そのため、誘電体膜層１６の膜厚が、現実的には、０．００１μｍ以上とされるからである。また、誘電体膜層１６の厚さが１０μｍを超える場合には、誘電体として誘電体膜層１６を有するフィルムコンデンサの小型化を促進することが困難となるからである。
【００２８】
誘電体膜層１６を構成するポリユリアは、樹脂フィルム１２よりも高い比誘電率が確保されるだけでなく、原料モノマー（ジイソシアネートとジアミン等）の重合に際して、加熱処理が不要であり、しかも、水やアルコール等の脱離が全くない重付加重合反応において形成される。それ故、ここでは、原料モノマーの重合時に加熱処理を実施するための設備が不要となって、低コスト化が実現され得る。また、加熱処理時の熱によって、樹脂フィルム１２が変形する、所謂熱負けが惹起されることが有利に回避され得る。更に、重合反応によって脱離した水やアルコール等を、重合反応が進行する真空チャンバ内から除去する必要がない。そのため、脱離された水やアルコール等を除去するための設備も不要となる。これによっても、低コスト化が、有利に実現可能となる。加えて、ポリユリア樹脂膜は、優れた耐湿性を有している。それによって、誘電体膜層１６の高い耐電圧が、より安定的に確保され得ることとなる。
【００２９】
そして、本実施形態のフィルムコンデンサ素子１０では、特に、そのような誘電体膜層１６を蒸着重合法により形成する際に使用される２種類以上の原料モノマーが、全て、脂肪族モノマーからなっており、また、それら２種類以上の原料モノマーのうちの少なくとも１種が、それら２種類以上の脂肪族モノマーのうちの他の脂肪族モノマーが有する官能基と反応可能な官能基を三つ以上有している。
【００３０】
すなわち、フィルムコンデンサ素子１０においては、誘電体膜層１６がポリユリアにて構成されているところから、誘電体膜層１６を形成する原料モノマーとして、脂肪族アミンの少なくとも１種と、脂肪族イソシアネートの少なくとも１種とが用いられる。そして、それら脂肪族アミンと脂肪族イソシアネートとからなる２種類以上の原料モノマーのうちの少なくとも何れか一種が、それら２種類以上の原料モノマーのうちの他の脂肪族アミンや脂肪族イソシアネートが有する官能基と反応する官能基を三つ以上有しているのである。換言すれば、原料モノマーとして使用される脂肪族アミンと脂肪族イソシアネートの全てが、３官能モノマーとされるか、またはそれらのうちの全部でない幾つかのものだけが、２官能モノマー若しくは１官能モノマーとされるのである。
【００３１】
なお、ポリユリアからなる誘電体膜層１６を形成する原料モノマーのうち、他の原料モノマーの官能基と反応可能な官能基を三つ以上有する脂肪族アミンとしては、例えば、三つ以上の官能基の全てがアミノ基（−ＮＨ2 ）からなるトリス（２−アミノエチル）アミンやトリスアミノメタン等が挙げられ、また、三つ以上の官能基がアミノ基（−ＮＨ2 ）とヒドロキシル基（−ＯＨ）からなる１，３−ジアミノ−２−プロパノールやトリスヒドロキシメチルアミノメタン等が挙げられ、三つ以上の官能基がアミノ基（−ＮＨ2 ）とカルボキシル基（−ＣＯＯＨ）からなる２，３−ジアミノプロパン酸や２，６−ジアミノピメリン酸等が挙げられる。三つ以上の官能基がアミノ基（−ＮＨ2 ）とヒドロキシル基（−ＯＨ）からなる脂肪族アミンと、脂肪族イソシアネートとを原料モノマーとして用いる場合には、誘電体膜層１６が、ポリユリアとポリウレタンの共重合体にて構成されることとなる。
【００３２】
また、ポリユリアからなる誘電体膜層１６を形成する原料モノマーのうち、他の原料モノマーの官能基と反応可能な官能基を三つ以上有する脂肪族イソシアネートとしては、例えば、三つ以上の官能基の全てがイソシアネート基（−ＮＣＯ）からなる１，３，６−トリイソシアネートヘキサンや１，３，５−トリイソシアネートヘキサンや１，３，５−トリメチルイソシアネートシクロヘキサン等が挙げられる。
【００３３】
ポリユリアからなる誘電体膜層１６を形成する原料モノマーのうち、他の原料モノマーの官能基と反応可能な官能基を一つだけ又は二つだけ有する脂肪族アミンや脂肪族イソシアネートとしては、ポリユリアを蒸着重合法によって形成する際に、従来より一般に用いられる脂肪族アミンや脂肪族イソシアネートが、何れも使用可能である。
【００３４】
そして、本実施形態のフィルムコンデンサ素子１０においては、ポリユリアからなる誘電体膜層１６が、具体的には、三つのアミノ基（−ＮＨ2 ）を有する脂肪族アミンであるトリス（２−アミノエチル）アミンと、二つのイソシアネート基（−ＮＣＯ）を有する脂肪族イソシアネートである１’３−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサンとからなる原料モノマーを用いて、形成されている。なお、誘電体膜層１６がポリユリアからなるものであっても、原料モノマーたる脂肪族アミンと脂肪族イソシアネートとして、トリス（２−アミノエチル）アミンと１’３−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサンとは別のものだけを、或いはそれらに加えて、別のものを使用することも、勿論可能である。
【００３５】
かくして、本実施形態に係るフィルムコンデンサ素子１０では、誘電体膜層１６が、芳香族アミンや芳香族イソシアネートを何等含まない、脂肪族アミンと脂肪族イソシアネートだけからなる原料モノマーを用いた蒸着重合法によって形成されていることによって、それらの原料モノマーの蒸着重合時における高い反応性が、より安定的に確保されている。
【００３６】
そして、特に、本実施形態においては、誘電体膜層１６の原料モノマーたる脂肪族アミンと脂肪族イソシアネートのうちの一方（ここでは、脂肪族アミン）が３官能モノマーからなる一方、他方が２官能モノマーからなるため、それら３官能モノマーと２官能モノマーとが蒸着重合した誘電体膜層１６を構成するポリユリアの分子構造が、図２に模式的に示されるように、互いに架橋した網目構造とされている。これに対して、従来のフィルムコンデンサ素子では、例えば、互いに反応可能な官能基（アミノ基とイソシアネート基）をそれぞれ二つずつ有するジアミンとジイソシアネートとが蒸着重合した誘電体膜層を構成するポリユリアの分子構造が、架橋していない鎖状構造となる。
【００３７】
これによって、本実施形態のフィルムコンデンサ素子１０にあっては、図２に示されるような網目状分子構造を備えた、ポリユリアからなる誘電体膜層１６が、従来のフィルムコンデンサ素子の、鎖状分子構造を有するポリユリアからなる誘電体膜層と比較して、明らかに異なる物性を有するものとなっている。しかも、かかる誘電体膜層１６は、原料モノマーとして、脂肪族アミンと脂肪族イソシアネートだけが用いられており、これによっても、従来のフィルムコンデンサ素子の誘電体膜層との間で、物性に明確な差異が生じている。
【００３８】
すなわち、従来のフィルムコンデンサ素子においては、脂肪族アミンと脂肪族イソシアネートだけを原料モノマーとして用いた蒸着重合により得られる誘電体膜層が、芳香族アミンと芳香族イソシアネートだけを原料モノマーとして用いた蒸着重合により得られる誘電体膜層に比して、耐熱性に劣るものとなる。しかしながら、本実施形態に係るフィルムコンデンサ素子の誘電体膜層１６は、脂肪族アミンと脂肪族イソシアネートのうちの一方（ここでは、脂肪族アミン）に原料モノマーに３官能モノマーが用いられていることにより、分子構造が網目構造とされている。そのため、原料モノマーとして、脂肪族アミンと脂肪族イソシアネートだけが用いられているにも拘わらず、芳香族アミンと芳香族イソシアネートだけを原料モノマーとして用いた蒸着重合によって得られる誘電体膜層と同等以上の耐熱性が実現されている。これは、誘電体膜層１６の分子構造が網目構造とされていることで、かかる誘電体膜層１６を構成するポリユリアの分子運動が束縛され、その結果、脂肪族アミンと脂肪族イソシアネートとを蒸着重合したポリユリアの耐熱性が有利に高められることによるものと考えられる。
【００３９】
また、従来のフィルムコンデンサ素子にあっても、誘電体膜層が、脂肪族アミンと脂肪族イソシアネートだけを原料モノマーとして用いた蒸着重合により形成されるものである場合、かかる誘電体膜層が、芳香族アミンと芳香族イソシアネートだけを原料モノマーとして用いた蒸着重合により得られる誘電体膜層に比して、良好な柔軟性を発揮する。しかしながら、本実施形態に係るフィルムコンデンサ素子１０の誘電体膜層１６は、分子構造が網目構造とされていることにより、柔軟性が更に一層高められて、クラックの発生も有利に防止される。これは、誘電体膜層１６の分子構造が網目構造とされていることで、かかる誘電体膜層１６を構成するポリユリアの分子同士の結合力が高められ、それによって、誘電体膜層１６の脆弱性が低下することが大きく影響すると考えられる。
【００４０】
そして、特に、本実施形態に係るフィルムコンデンサ素子１０の誘電体膜層１６にあっては、分子構造が網目構造とされて、耐熱性と柔軟性がより十分に高められていることにより、自己回復性の飛躍的な向上が、有利に実現される。これは、以下の理由によるものと考えられる。
【００４１】
すなわち、従来のフィルムコンデンサ素子の誘電体膜層では、上記したように、脂肪族アミンと脂肪族イソシアネートだけを原料モノマーとして用いた蒸着重合により形成される誘電体膜層が、芳香族アミンと芳香族イソシアネートだけを原料モノマーとして用いた蒸着重合により形成される誘電体膜層に比して、高い柔軟性を有する。そのため、前者の誘電体膜層の方が、後者の誘電体膜層よりも高い自己回復性を発揮する。しかしながら、単に、原料モノマーとして、脂肪族アミンと脂肪族イソシアネート用いただけの誘電体膜層では、大電圧が瞬間的に印加される等して、絶縁破壊が生じたときに、短絡部の周辺部位が割れて飛び散るように破壊される。
【００４２】
これに対して、本実施形態に係るフィルムコンデンサ素子１０の誘電体膜層１６においては、網目状の分子構造を有していることにより、耐熱性が高められているため、絶縁破壊が生じた際に、短絡電流によって生ずる熱エネルギーによる誘電体膜層１６の損傷の程度が有利に抑制される。しかも、かかる誘電体膜層１６が、網目状の分子構造を有していることによって、より高い柔軟性が発揮されるため、絶縁破壊が生じたときに、短絡部の周辺部位が収縮して、そこに微細な孔だけが生ずるようになる。この微細な孔は、絶縁破壊により短絡部の周辺部位が割れて飛び散って形成される破壊部分よりも十分に小さくされる。それ故、本実施形態のフィルムコンデンサ素子１０の誘電体膜層１６では、大電圧の瞬間的な印加後に、誘電体膜層１６の両面に形成される第一及び第二金属蒸着膜層１４，１８間での絶縁状態が復帰するまでの時間が、単に、原料モノマーとして、脂肪族アミンと脂肪族イソシアネート用いただけの誘電体膜層よりも、有利に短くされ、以て、より優れた自己回復性が発揮されるのである。
【００４３】
ところで、本実施形態のフィルムコンデンサ素子１０は、例えば、図３に示される如き構造を有する製造装置３０を用いて製造される。
【００４４】
図３から明らかなように、フィルムコンデンサ素子１０の製造装置３０は、真空槽３２を有している。この真空槽３２は、図示しない真空ポンプの作動により、内部が所定の圧力にまで減圧されて、真空状態とされるようになっている。真空槽３２内には、回転ドラム３４が配置されている。この回転ドラム３４は、電動モータ等の回転駆動装置（図示せず）により、一方向（ここでは、時計回りの方向であって、図４における白抜き矢印の方向）に連続的に回転駆動するようになっており、また、その外周面に対して、樹脂フィルム１２が巻き付けられるようになっている。真空槽３２内の回転ドラム３４の周囲には、第一オイル層形成装置３６と、第一金属蒸着膜形成装置３８と、誘電体膜層形成装置４０と、第二オイル層形成装置４２と、第二金属蒸着膜層形成装置４４とが、その順番で、時計回りの方向に並べられ、且つ回転ドラム３４の周方向に互いに間隔を開けて配置されている。
【００４５】
第一オイル層形成装置３６は、回転ドラム３４に巻き付けられた樹脂フィルム１２の表面（外周面）の幅方向の一端部のみに、薄膜形態を呈するオイル層を、蒸着等によって形成するものである。また、第二オイル層形成装置４２は、かかる樹脂フィルム１２の表面に第一の金属蒸着膜１４を介して積層される誘電体膜層１６の表面の両端部のうち、第一オイル層形成装置３６にてオイル層が形成される樹脂フィルム１２の一端部とは幅方向の反対側の他端部のみに、薄膜形態を呈するオイル層を、蒸着等によって形成するものである。
【００４６】
第一金属蒸着膜形成装置３８は、アルミニウムや亜鉛等の所定の金属を加熱し、蒸発させて、かかる金属蒸気を、回転ドラム３４に巻き付けられた樹脂フィルム１２の表面に吹き付けることにより、樹脂フィルム１２の表面上に、第一金属蒸着膜層１４を形成するものである。また、第二金属蒸着膜層形成装置４４は、第一金属蒸着膜層形成装置３８と同様な構造を有し、回転ドラム３４に巻き付けられた樹脂フィルム１２の表面に、第一金属蒸着膜層１４を介して積層される誘電体膜層１６上に、第二金属蒸着膜層１８を形成するものである。
【００４７】
なお、第一及び第二金属蒸着膜層形成装置３８，４４から吹き出される金属蒸気は、第一及び第二オイル層形成装置３６，４２にて形成されるオイル層上には付着しない。これによって、樹脂フィルム１２表面の幅方向一端部や誘電体膜層１６表面の幅方向他端部にそれぞれ形成されたオイル層上に、第一の金属蒸着膜層１４や第二の金属蒸着膜層１８が積層されないようになっている。
【００４８】
誘電体膜層形成装置４０は、第一モノマーポット４６と第二モノマーポット４８とを有している。それら第一及び第二モノマーポット４６，４８には、ヒータ５０が、それぞれ内蔵されている。また、第一モノマーポット４６は、内部に収容された脂肪族アミンからなる原料モノマー５２をヒータ５０にて加熱して、脂肪族アミンからなる原料モノマー５２の蒸気を発生させるようになっている。一方、第二モノマーポット４８は、内部に収容された脂肪族イソシアネートからなる原料モノマー５４をヒータ５０にて加熱して、脂肪族イソシアネートからなる原料モノマー５４の蒸気を発生させるようになっている。
【００４９】
そして、かかる誘電体膜層形成装置４０にあっては、第一及び第二モノマーポット４６，４８で発生した２種類の原料モノマー５２，５４の蒸気を、吹出口５６を通じて、回転ドラム３４に巻き付けられた樹脂フィルム１２の表面上や、かかる樹脂フィルム１２の表面に積層形成される第一金属蒸着膜層１４の表面上に吹き出して、それら樹脂フィルム１２上や第一金属蒸着膜層１４上で、２種類の原料モノマー５２，５４の蒸気を重合させるようになっている。そして、それにより、樹脂フィルム１２上や第一金属蒸着膜層１４上に、誘電体膜層１６を形成するように構成されたものである。
【００５０】
なお、ここでは、例えば、誘電体膜層形成装置４０の吹出口５６の開口幅が、樹脂フィルム１２の幅より狭くされていること等によって、かかる吹出口５６から吹き出される２種類の原料モノマー５２，５４の蒸気が、樹脂フィルム１２の幅方向両端部を除いた幅方向中間部分のみに吹き付けられるようになっている。
【００５１】
また、第一及び第二金属蒸着膜層形成装置３８，４４とは同一の構造を有する別の金属蒸着膜層形成装置を、必要に応じて、第一金属蒸着膜層形成装置３８と誘電体膜層形成装置４０との間や、第二金属蒸着膜層形成装置４４と第一オイル層形成装置３６との間に、それぞれ配置し、第一金属蒸着膜層形成装置３８にて形成される第一金属蒸着膜層１４の前記第一連結部２６上や、第二金属蒸着膜層形成装置４４にて形成される第二金属蒸着膜層１８の前記第二連結部２８上に、それぞれ補助金属蒸着膜層を形成しても良い。これにより、第一及び第二連結部２６，２８を厚肉化して、それらをヘビーエッジ部とすることも可能である。
【００５２】
このような構造を有する製造装置３０を用いて、フィルムコンデンサ素子１０を製造する際には、先ず、予備作業として、第一及び第二オイル層形成装置３６，４２内に所定のオイルを収容する一方、第一及び第二金属蒸着膜層形成装置３８，４４内に、所定の金属材料をセットする。また、脂肪族アミンからなる原料モノマー５２の所定量と、脂肪族イソシアネートからなる原料モノマー５４の所定量とを、それぞれ準備し、それらを誘電体膜層形成装置４０の第一及び第二モノマーポット４６，４８内にそれぞれ収容する。なお、原料モノマー５２としては、例えば、３官能脂肪族アミンである、液状のトリス−（２−アミノエチル）アミン等が、また、原料モノマー５４としては、例えば、２官能脂肪族イソシアネートである、液状の１’３−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサン等が、それぞれ準備される。
【００５３】
次いで、回転ドラム３４に樹脂フィルム１２を巻き付けた後、真空槽３２内を真空状態とする。その一方で、回転ドラム３４を、図３の白抜き矢印の方向に回転駆動させ、真空槽３２内が所定の真空状態となったら、第一オイル層形成装置３６と、第一金属蒸着膜形成装置３８と、誘電体膜層形成装置４０と、第二オイル層形成装置４２と、第二金属蒸着膜層形成装置４４とを、それぞれ作動させる。
【００５４】
そして、回転ドラム３４に巻き付けられた樹脂フィルム１２が、回転ドラム３４の回転により、第一オイル層形成装置３６の配設位置と対応する位置に到達したら、第一オイル層形成装置３６にて、樹脂フィルム１２の表面の幅方向一方の端部のうち、端縁部から内側に所定寸法だけ入り込んだ部位に、オイル層（図示せず）を、樹脂フィルム１２の全周に連続して延びるように形成する。
【００５５】
その後、オイル層が形成された樹脂フィルム１２部分が、回転ドラム３４の回転によって、第一金属蒸着膜層形成装置３８の配設位置と対応する位置に達したら、第一金属蒸着膜層形成装置３８にて、アルミニウム蒸気を、樹脂フィルム１２の表面のうちのオイル層形成側端部を除く部分に吹き付ける。このとき、樹脂フィルム１２表面の端部に設けられたオイル層上には、アルミニウム蒸気が付着しない。これによって、図１に示されるように、樹脂フィルム１２表面の幅方向一方の端縁から内側に所定寸法だけ入り込んだ部位に、第一マージン部２２を形成すると共に、この第一マージン部２２の形成側端部を除く樹脂フィルム１２の表面部分に、アルミニウムからなる第一金属蒸着膜層１４を積層形成する。
【００５６】
引き続いて、図３に示されるように、第一金属蒸着膜層１４が形成された樹脂フィルム１２部分が、回転ドラム３４の更なる回転により、誘電体膜層形成装置４０の配設位置と対応する位置に達したら、３官能脂肪族アミンからなる原料モノマー５２の蒸気と、２官能脂肪族イソシアネートからなる原料モノマー５４の蒸気とを、誘電体膜層形成装置４０の吹出口５６から、樹脂フィルム１２の幅方向における第一マージン部２２側とは反対側の端部を除く第一金属蒸着膜層１４部分上と第一マージン部２２上とに対して、それぞれ吹き付けて、それら２種類の原料モノマー５２，５４の蒸気を蒸着重合させる。これにより、図１に示されるように、第一マージン部２２側とは反対側の端部を除く第一金属蒸着膜層１４部分上と第一マージン部２２上に、誘電体膜層１６を積層形成する。また、そうして、第一金属蒸着膜層１４の第一マージン部２２側とは反対側の端部を、誘電体膜層１６が形成されていない第一連結部２６とする。
【００５７】
次に、図３に示されるように、誘電体膜層１６が形成された樹脂フィルム１２部分が、回転ドラム３４の更なる回転によって、第二オイル層形成装置４２の配設位置と対応する位置に達したら、第二オイル層形成装置４２にて、誘電体膜層１６の第一マージン部２２側とは幅方向反対側の端部のみに、オイル層を形成する。ここでは、このオイル層が、第一金属蒸着膜層１４の第一連結部２６上には形成されないようになっている。
【００５８】
その後、誘電体膜層１６の端部にオイル層が形成された樹脂フィルム１２部分が、回転ドラム３４の更なる回転によって、第二金属蒸着膜層形成装置４４の配設位置と対応する位置に達したら、第二金属蒸着膜層形成装置４４にて、誘電体膜層１６の全体と、樹脂フィルム１２の第一マージン部２２側の端部のうち、誘電体膜層１６が形成されていない端縁側部分に、アルミニウム蒸気を吹き付ける。このとき、誘電体膜層１６の第一マージン部２２側とは幅方向反対側の端部に設けられたオイル層上には、アルミニウム蒸気が付着しない。これによって、図１に示されるように、誘電体膜層１６の第一マージン部２２側とは幅方向反対側の端部に、第二マージン部２４を形成する。また、それと同時に、誘電体膜層１６の表面の第二マージン部２４を除く部分と、樹脂フィルム１２の第一マージン部２２側の端部のうち、誘電体膜層１６が形成されていない端縁側部分とに対して、それらの部分に連続する第二金属蒸着膜層１８を積層形成する。また、それと共に、樹脂フィルム１２の第一マージン部２２側の端縁部に形成された第二金属蒸着膜層１８部分にて、第二連結部２８を形成する。
【００５９】
かくして、回転ドラム３４を１回転させる間に、図１に示される如き構造を有するフィルムコンデンサ素子１０を製造するのである。
【００６０】
そして、そのようなフィルムコンデンサ素子１０の複数のものが用いられて、図４に示される如き構造を有するフィルムコンデンサ５８が製造されるのである。
【００６１】
すなわち、図４に示されるように、フィルムコンデンサ５８を得る際には、先ず、複数（ここでは、４個）のフィルムコンデンサ素子１０を、第二金属蒸着膜層１８と樹脂フィルム１２とが上下に重ね合わされるように、互いに積層すると共に、互いに積層された複数のフィルムコンデンサ素子１０の両側の端面に対して、保護フィルム６２，６２をそれぞれ、更に積層する。なお、この保護フィルム６２，６２には、例えば、フィルムコンデンサ素子１０の樹脂フィルム１２と同じ樹脂製のフィルム等が用いられる。
【００６２】
そして、そのような複数のフィルムコンデンサ素子１０と保護フィルム６２，６２の積層体の両側側面に対して、例えば、亜鉛等の金属材料を、公知の手法により溶射して、メタリコン電極６０をそれぞれ形成する。それら二つのメタリコン電極６０，６０は、上下方向において互いに隣り合うフィルムコンデンサ素子１０，１０のうち、下側に位置するフィルムコンデンサ素子１０の第一金属蒸着膜層１４の第一連結部２６及び第二金属蒸着膜層１８の第二連結部２８と、上側に位置するフィルムコンデンサ素子１０の樹脂フィルム１２との間に形成される隙間内に侵入して、第一連結部２６上と第二連結部２８上に積層形成される。これによって、二つのメタリコン電極６０，６０が、各フィルムコンデンサ素子１０の第一金属蒸着膜層１４と第二金属蒸着膜層１８とに対して、電気的に確実に接続される。かくして、積層体タイプのフィルムコンデンサ５８を製造するのである。なお、このフィルムコンデンサ５８には、必要に応じて、図示しない端子等が、各メタリコン電極６０にそれぞれ接続される。
【００６３】
また、図示されてはいないものの、フィルムコンデンサ素子１０を用いて、巻回タイプのフィルムコンデンサを得ることもできる。それには、例えば、先ず、フィルムコンデンサ素子１０を、樹脂フィルム１２が内側となるように、１回又は複数回、巻回して、巻回物を得る。そして、そのような巻回物の両側の端面に対して、メタリコン電極６０をそれぞれ形成する。これによって、巻回タイプのフィルムコンデンサを得るのである。この巻回タイプのフィルムコンデンサにおいても、必要に応じて、各メタリコン電極６０に端子等が接続される。
【００６４】
以上の説明から明らかなように、本実施形態のフィルムコンデンサ素子１０にあっては、ポリユリアからなる誘電体膜層１６の形成に用いられる原料モノマーが、芳香族アミンや芳香族イソシアネートを含まずに、脂肪族アミンの少なくとも１種と、脂肪族イソシアネートの少なくとも１種だけからなると共に、かかる少なくとも１種の脂肪族アミンが、他の脂肪族アミンや脂肪族イソシアネートが有する官能基と反応する官能基を三つ以上有していることで、誘電体膜層１６の分子構造が網目構造とされている。そして、それにより、誘電体膜層１６において、従来のフィルムコンデンサ素子における誘電体膜層よりも更に一層優れた柔軟性が発揮され得ると共に、十分な耐熱性が有利に確保され得る。しかも、それらに加えて、自己回復性の更なる向上が、効果的に実現され得る。
【００６５】
従って、かくの如き本実施形態のフィルムコンデンサ素子１０によれば、高い柔軟性を有することで、良好な取扱性が確保され、しかも、十分な耐熱性と極めて高度な自己回復性を有することで、更に一層優れた使用耐久性が発揮されるフィルムコンデンサ５８を容易に得ることができるのである。
【００６６】
また、かかるフィルムコンデンサ素子１０においては、ポリユリアからなる誘電体膜層１６の形成に用いられる原料モノマーが、芳香族モノマーよりも蒸発温度の低い脂肪族モノマーのみからなっているため、誘電体膜層１６の形成に際して、原料モノマーの加熱温度を低くできる。それにより、原料モノマーの加熱に要するエネルギーを小さくして、誘電体膜層１６の形成コスト、ひいてはフィルムコンデンサ素子１０の製造コストの低減化を図ることが可能となる。
【００６７】
以上、本発明の具体的な構成について詳述してきたが、これはあくまでも例示に過ぎないのであって、本発明は、上記の記載によって、何等の制約をも受けるものではない。
【００６８】
例えば、前記実施形態では、樹脂フィルム１２上に、第一金属蒸着膜層１４と誘電体膜層１６と第二金属蒸着膜層１８とを、その順番で積層形成してなる一つの積層体２０にて、フィルムコンデンサ素子１０が構成されていた。しかしながら、例えば、樹脂フィルム１２上に、第一金属蒸着膜層１４と誘電体膜層１６とを、その順番で積層形成してなる積層体の複数を更に積層することによって、フィルムコンデンサ素子を構成することも可能である。また、樹脂フィルム１２を省略して、金属蒸着膜層１４，１８の少なくとも一つと誘電体膜層１６の少なくとも一つとを交互に積層してなる積層体の少なくとも一つを用いて、フィルムコンデンサ素子を構成することもできる。
【００６９】
そして、前記実施形態に係るフィルムコンデンサ素子や上記に例示した各種のフィルムコンデンサ素子をそれぞれ製造する際には、例示した製造装置３０とは異なる装置も利用可能である。
【００７０】
その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもないところである。
【実施例】
【００７１】
以下に、本発明の幾つかの実施例を示し、本発明を更に具体的に明らかにすることとするが、本発明が、そのような実施例の記載によって、何等の制約をも受けるものでないことは、また、言うまでもないところである。
【００７２】
＜実施例１＞
先ず、目的とするフィルムコンデンサ素子の製造装置として、図３に示される如き構造を有する装置を準備した。また、誘電体膜層の原料モノマーとして、アミノ基を三つ有する３官能脂肪族アミンであるトリス−（２−アミノエチル）アミンと、イソシアネート基を二つ有する２官能脂肪族イソシアネートである１’３−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサンとを、液体状態において、それぞれ所定量準備した。そして、そのような３官能脂肪族モノマーの所定量を、誘電体膜層形成装置の第一モノマーポット内に収容する一方、２官能脂肪族イソシアネートの所定量を、誘電体膜層形成装置の第二モノマーポット内に収容した。
【００７３】
そして、フィルムコンデンサ素子の製造に際しての予備操作として、製造装置の第一及び第二金属蒸着膜層形成装置内に、蒸着材として、アルミニウムを収容し、第一及び第二オイル層形成装置内には、オイル層の形成に使用される公知のオイルをそれぞれ収容した。また、回転ドラムに対して、ポリプロピレン製の二軸延伸フィルムからなる樹脂フィルムを巻き付けた。
【００７４】
その後、製造装置の真空槽内の圧力を０．０１Ｐａにまで減圧して、真空槽内を真空状態とした後、第一及び第二オイル層形成装置と、第一及び第二金属蒸着膜層形成装置と、誘電体膜層形成装置とを、それぞれ作動させた。このとき、誘電体膜層装置の第一モノマーポット内に収容されたトリス−（２−アミノエチル）アミンを、第一モノマーポットに内蔵のヒータによって４５℃にまで加熱する一方、第二モノマーポット内に収容された１’３−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサンを、第二モノマーポットに内蔵のヒータによって５５℃にまで加熱した。そうして、トリス−（２−アミノエチル）アミンと１’３−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサンのそれぞれの蒸気圧を１Ｐａとした。
【００７５】
次に、回転ドラムを回転駆動させて、第一オイル層形成装置により、回転ドラムに巻き付けた樹脂フィルムの幅方向一端部にオイル層を形成した後、第一金属蒸着膜層形成装置により、樹脂フィルムのオイル層形成部位以外の部分に第一金属蒸着膜層を積層形成すると共に、樹脂フィルムのオイル層形成部分に第一マージン部を形成した。なお、かくして形成される第一金属蒸着膜層の厚さは１００〜３００Åであった。
【００７６】
その後、誘電体膜層形成装置により、第一マージン部側とは反対側の端部を除く第一金属蒸着膜層部分と第一マージン部とに対して、トリス−（２−アミノエチル）アミンの蒸気と１’３−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサンの蒸気とを同時に吹き付けて、それらを蒸着重合させることにより、第一マージン部側とは反対側の端部を除く第一金属蒸着膜層部分上と第一マージン部上に、誘電体膜層を形成した。なお、かくして形成される誘電体膜層の成膜速度は１．０×１０-4μｍ／ｍｉｎ・ｍｍ2 であり、誘電体膜層の厚さは０．５〜３．０μｍであった。
【００７７】
引き続き、樹脂フィルムに積層形成された誘電体膜層の第一マージン部側とは幅方向反対側の端部に対して、オイル層を第二オイル層形成装置によって形成した。その後、誘電体膜層のオイル層形成部位以外の部分と、樹脂フィルムの第一マージン部側の端部のうち、第一金属蒸着膜層や誘電体膜層が形成されずに剥き出しとされた部分とに対して、第二金属蒸着膜層を第二金属蒸着膜層形成装置によって積層形成すると共に、誘電体膜層のオイル層形成部分に第二マージン部を形成した。なお、第二金属蒸着膜層の厚さは１００〜３００Åであった。かくして、図１に示される如き構造を有するフィルムコンデンサ素子を得た。そして、このフィルムコンデンサ素子を実施例１とした。
【００７８】
＜実施例２＞
次に、誘電体膜層の原料モノマーとして、アミノ基を三つ有する３官能脂肪族アミンであるトリス−（２−アミノエチル）アミンと、アミノ基を二つ有する２官能脂肪族アミンである４’４メチレンビスシクロヘキシルアミンと、イソシアネート基を二つ有する２官能脂肪族イソシアネートである１’３−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサンとを、液体状態において、それぞれ所定量準備した。また、目的とするフィルムコンデンサ素子の製造装置として、誘電体膜層形成装置に、第一及び第二モノマーポットに加えて、第三モノマーポットが設けられる以外は、実施例１のフィルムコンデンサ素子を製造する際に用いられる製造装置と同様な構造を有する製造装置を準備した。そして、かかる製造装置における誘電体膜層形成装置の第一、第二、及び第三モノマーポット内に、準備された３種類の原料モノマーを、それぞれ別個に収容した。
【００７９】
その後、実施例１のフィルムコンデンサ素子を製造する際と同様な操作を実施した。それによって、前記した３官能脂肪族アミンと２官能脂肪族アミンと２官能イソシアネートの３種類の原料モノマーの蒸着重合により誘電体膜層が形成されてなるフィルムコンデンサ素子を得た。そして、このフィルムコンデンサ素子を実施例２とした。
【００８０】
なお、かかる実施例２のフィルムコンデンサ素子の第一及び第二金属蒸着膜層と誘電体膜層のそれぞれの厚さは、実施例１のフィルムコンデンサ素子の第一及び第二金属蒸着膜層と誘電体膜層のそれぞれの厚さと同じであった。また、実施例２のフィルムコンデンサ素子の誘電体膜層を形成する際には、３官能脂肪族アミンの加熱温度を４０℃とすると共に、２官能脂肪族アミンの加熱温度を５０℃として、それら３官能脂肪族アミンと２官能脂肪族アミンの蒸気圧を、それぞれ０．５Ｐａとした。一方、２官能脂肪族イソシアネートの加熱温度を６０℃として、かかる２官能脂肪族イソシアネートの蒸気圧を１Ｐａとした。また、誘電体膜層の成膜速度は１．０×１０-4μｍ／ｍｉｎ・ｍｍ2 であった。
【００８１】
＜比較例１＞
比較のために、先ず、誘電体膜層の原料モノマーとして、２官能脂肪族アミンである４’４メチレンビスシクロヘキシルアミンと、２官能脂肪族イソシアネートである１’３−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサンとを、液体状態において、それぞれ所定量準備した。また、目的とするフィルムコンデンサ素子の製造装置として、実施例１のフィルムコンデンサ素子を製造する際に用いられる製造装置と同様な構造を有する製造装置を準備した。そして、かかる製造装置における誘電体膜層形成装置の第一及び第二モノマーポット内に、準備された２種類の原料モノマーを、それぞれ、別個に収容した。
【００８２】
その後、実施例１のフィルムコンデンサ素子を製造する際と同様な操作を実施した。それによって、前記した２官能脂肪族アミンと２官能イソシアネートの３種類の原料モノマーの蒸着重合により誘電体膜層が形成されてなるフィルムコンデンサ素子を得た。そして、このフィルムコンデンサ素子を比較例１とした。
【００８３】
なお、かかる比較例１のフィルムコンデンサ素子の第一及び第二金属蒸着膜層と誘電体膜層のそれぞれの厚さは、実施例１のフィルムコンデンサ素子の第一及び第二金属蒸着膜層と誘電体膜層のそれぞれの厚さと同じであった。また、比較例１のフィルムコンデンサ素子の誘電体膜層を形成する際には、２官能脂肪族アミンの加熱温度を５５℃とすると共に、２官能脂肪族イソシアネートの加熱温度を６０℃として、それら２官能脂肪族アミンと２官能脂肪族イソシアネートの蒸気圧を、それぞれ１Ｐａとした。誘電体膜層の成膜速度は１．０×１０-4μｍ／ｍｉｎ・ｍｍ2 であった。
【００８４】
＜比較例２＞
また、比較例１のフィルムコンデンサ素子とは別の比較のために、先ず、誘電体膜層の原料モノマーとして、３官能脂肪族アミンであるトリス−（２−アミノエチル）アミンと、イソシアネート基を二つ有する２官能芳香族イソシアネートである４’４−ジイソシアナトジフェニルメタンとを、液体状態において、それぞれ所定量準備した。また、目的とするフィルムコンデンサ素子の製造装置として、実施例１のフィルムコンデンサ素子を製造する際に用いられる製造装置と同様な構造を有する製造装置を準備した。そして、かかる製造装置における誘電体膜層形成装置の第一及び第二モノマーポット内に、準備された２種類の原料モノマーを、それぞれ、別個に収容した。
【００８５】
その後、実施例１のフィルムコンデンサ素子を製造する際と同様な操作を実施した。それによって、前記した３官能脂肪族アミンと２官能芳香族イソシアネートの３種類の原料モノマーの蒸着重合により誘電体膜層が形成されてなるフィルムコンデンサ素子を得た。そして、このフィルムコンデンサ素子を比較例２とした。
【００８６】
なお、かかる比較例２のフィルムコンデンサ素子の第一及び第二金属蒸着膜層と誘電体膜層のそれぞれの厚さは、実施例１のフィルムコンデンサ素子の第一及び第二金属蒸着膜層と誘電体膜層のそれぞれの厚さと同じであった。また、比較例２のフィルムコンデンサ素子の誘電体膜層を形成する際には、３官能脂肪族アミンの加熱温度を５０℃とすると共に、２官能芳香族イソシアネートの加熱温度を１１０℃として、それら３官能脂肪族アミンと２官能芳香族イソシアネートの蒸気圧を、それぞれ１Ｐａとした。誘電体膜層の成膜速度は１．０×１０-4μｍ／ｍｉｎ・ｍｍ2 であった。
【００８７】
＜比較例３＞
比較例１及び２のフィルムコンデンサ素子とは別の比較のために、先ず、誘電体膜層の原料モノマーとして、３官能脂肪族アミンであるトリス−（２−アミノエチル）アミンと、アミノ基を二つ有する２官能芳香族アミンである４’４ジアミノジフェニルメタンと、２官能芳香族イソシアネートである４’４−ジイソシアナトジフェニルメタンとを、液体状態において、それぞれ所定量準備した。また、目的とするフィルムコンデンサ素子の製造装置として、実施例２のフィルムコンデンサ素子を製造する際に用いられる製造装置と同様な構造を有する製造装置を準備した。そして、かかる製造装置における誘電体膜層形成装置の第一、第二、及び第三モノマーポット内に、準備された３種類の原料モノマーを、それぞれ、別個に収容した。
【００８８】
その後、実施例２のフィルムコンデンサ素子を製造する際と同様な操作を実施した。それによって、前記した３官能脂肪族アミンと２官能芳香族アミンと２官能芳香族イソシアネートの３種類の原料モノマーの蒸着重合により誘電体膜層が形成されてなるフィルムコンデンサ素子を得た。そして、このフィルムコンデンサ素子を比較例３とした。
【００８９】
なお、かかる比較例３のフィルムコンデンサ素子の第一及び第二金属蒸着膜層と誘電体膜層のそれぞれの厚さは、実施例１のフィルムコンデンサ素子の第一及び第二金属蒸着膜層と誘電体膜層のそれぞれの厚さと同じであった。また、比較例３のフィルムコンデンサ素子の誘電体膜層を形成する際には、３官能脂肪族アミンの加熱温度を４０℃とすると共に、２官能芳香族アミンの加熱温度を１００℃として、それら３官能脂肪族アミンと２官能芳香族アミンの蒸気圧を、それぞれ０．５Ｐａとした。一方、２官能芳香族イソシアネートの加熱温度を１１０℃として、かかる２官能芳香族イソシアネートの蒸気圧を１Ｐａとした。また、誘電体膜層の成膜速度は１．０×１０-4μｍ／ｍｉｎ・ｍｍ2 であった。
【００９０】
＜比較例４＞
比較例１乃至３のフィルムコンデンサ素子とは別の比較のために、先ず、誘電体膜層の原料モノマーとして、２官能芳香族アミンである４’４ジアミノジフェニルメタンと２官能芳香族イソシアネートである４’４−ジイソシアナトジフェニルメタンとを、液体状態において、それぞれ所定量準備した。また、目的とするフィルムコンデンサ素子の製造装置として、実施例１のフィルムコンデンサ素子を製造する際に用いられる製造装置と同様な構造を有する製造装置を準備した。そして、かかる製造装置における誘電体膜層形成装置の第一及び第二モノマーポット内に、準備された２種類の原料モノマーを、それぞれ、別個に収容した。
【００９１】
その後、実施例１のフィルムコンデンサ素子を製造する際と同様な操作を実施した。それによって、前記した２官能芳香族アミンと２官能芳香族イソシアネートの２種類の原料モノマーの蒸着重合により誘電体膜層が形成されてなるフィルムコンデンサ素子を得た。そして、このフィルムコンデンサ素子を比較例４とした。
【００９２】
なお、かかる比較例４のフィルムコンデンサ素子の第一及び第二金属蒸着膜層と誘電体膜層のそれぞれの厚さは、実施例１のフィルムコンデンサ素子の第一及び第二金属蒸着膜層と誘電体膜層のそれぞれの厚さと同じであった。また、比較例４のフィルムコンデンサ素子の誘電体膜層を形成する際には、２官能芳香族アミンの加熱温度を１０５℃とすると共に、２官能芳香族イソシアネートの加熱温度を１１０℃として、それら２官能芳香族アミンと２官能芳香族イソシアネートの蒸気圧を、それぞれ１Ｐａとした。誘電体膜層の成膜速度は１．０×１０-4μｍ／ｍｉｎ・ｍｍ2 であった。
【００９３】
＜評価試験＞
次に、前記のようにして製造された実施例１及び２の２種類のフィルムコンデンサ素子と、比較例１乃至４の４種類のフィルムコンデンサ素子とを用い、それら６種類のフィルムコンデンサ素子の比誘電率と耐電圧とを、公知の手法に従って、それぞれ測定した。それらの測定結果を下記表１に示した。
【００９４】
また、実施例１及び２と比較例１乃至４の６種類のフィルムコンデンサ素子を用い、それら各フィルムコンデンサ素子の耐熱性と柔軟性と自己回復性とを、それぞれ、以下のようにして調べて、評価し、それらの結果を下記表１に併せて示した。
【００９５】
−耐熱性−
先ず、常温で、フィルムコンデンサ素子の誘電体膜層の表面積と厚さとを公知の手法に従って測定し、その測定値から誘電体膜層の体積を算出する。次いで、公知のヒータを用いて、フィルムコンデンサ素子を１００℃にまで加熱した後、１００℃に加熱されたフィルムコンデンサ素子の誘電体膜層の表面積と厚さとを公知の手法によって測定し、その測定値から誘電体膜層の体積を算出する。そして、加熱前のフィルムコンデンサ素子の誘電体膜層の体積に対する加熱後のフィルムコンデンサ素子の誘電体膜層の体積変化の割合を算出する。その結果、かかる体積変化の割合が５％以上であったフィルムコンデンサ素子は、耐熱性が低いものと評価し、それを下記表１に×で示した。一方、かかる体積変化の割合が５％未満であったフィルムコンデンサ素子は、耐熱性が高いものと評価し、それを下記表１に○で示した。
【００９６】
−自己回復性−
先ず、フィルムコンデンサ素子に対して定格電圧を印加し、市販の測定器［商品名：ＬＣＲメータ  Ｅ４９８０Ａ（アジレントテクノロジー株式会社製）］を用いて、フィルムコンデンサ素子の静電容量を随時測定しつつ、５分経過する毎に、印加電圧を１００Ｖの単位で段階的に上昇させ、測定される静電容量の値が、定格電圧の印加時の初期値よりも５％以上低下したときの電圧をフィルムコンデンサ素子の耐電圧とした。そして、印加電圧の上昇により、測定される静電容量の値が低下する前に、電流がショートして、試験の続行が不可能となったフィルムコンデンサと、耐電圧の値が定格電圧の１．５倍未満であったフィルムコンデンサ素子は、自己回復性がないか又は自己回復性が不十分なものと評価し、それらを下記表１に×で示した。一方、耐電圧の値が定格電圧の１．５倍以上であったフィルムコンデンサ素子は、十分な自己回復性を有するものと評価し、それを下記表１に○で示した。
【００９７】
−柔軟性−
自己回復性の評価試験で絶縁破壊を生じさせたときの誘電体膜層の破壊部分を１００倍の倍率で拡大観察し、かかる破壊部分の破壊状態に基づいて評価した。具体的には、誘電体膜層の破壊部分が、割れて飛び散った状態となっているフィルムコンデンサ素子は、柔軟性に乏しいと評価し、それを下記表１に×で示した。また、誘電体膜層の破壊部分が、収縮により形成された孔部となっているフィルムコンデンサ素子は、十分な柔軟性を有するものであると評価し、それを下記表１に○で示した。そして、十分な柔軟性を有するものと評価されたフィルムコンデンサ素子の中でも、クラックの発生がないフィルムコンデンサ素子については、特に優れた柔軟性を有するものと評価し、それを下記表１に◎で示した。
【００９８】
【表１】
2014118417.tif 000003
【００９９】
かかる表１の結果から明らかなように、実施例１及び２と比較例１乃至４の６種類のフィルムコンデンサ素子は、何れも、４．５以上の高い比誘電率を有している。また、実施例１及び実施例２のフィルムコンデンサ素子は、比較例１乃至４のフィルムコンデンサ素子よりも耐電圧が高くなる傾向にある。そして、実施例１及び２のフィルムコンデンサ素子は、比較例１乃至４のフィルムコンデンサ素子と同等以上の耐熱性を備えており、また、自己回復性と柔軟性に関しては、実施例１及び２のフィルムコンデンサ素子が、比較例１乃至４のフィルムコンデンサ素子よりも優れている。これは、脂肪族モノマーだけからなり、且つ少なくとも何れか１種が３官能モノマーである２種類以上の原料モノマーを用いた蒸着重合を行って形成された誘電体膜層を有する、本発明に従うフィルムコンデンサ素子が、十分な耐熱性と、より高度な柔軟性とを兼備し、しかも、従来のフィルムコンデンサ素子よりも更に一層優れた自己回復性を発揮することを如実に示しているのである。
【符号の説明】
【０１００】
１０  フィルムコンデンサ素子          １２  樹脂フィルム
１４  第一金属蒸着膜層                １６  誘電体膜層
１８  第二金属蒸着膜層                ２０  積層体
３０  製造装置                        ５２，５４  原料モノマー
５８  フィルムコンデンサ
【図１】
2014118417.tif 000004
【図２】
2014118417.tif 000005
【図３】
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【図４】
2014118417.tif 000007