(57)【要約】【課題】優れた耐熱性を得ることができ、フィルムキャパシタの小型化や高容量化を実現し、フィルムの薄膜化や高い耐電圧性を満足させることのできるフィルムキャパシタ用フィルムの製造方法及びフィルムキャパシタ用フィルムを提供する。【解決手段】成形材料１を押出機１０に投入してＴダイス２０からフィルムキャパシタ用フィルム２を押し出し、この押し出したフィルムキャパシタ用フィルム２を引取機３０の複数のロール間に挟んで冷却し、この冷却したフィルムキャパシタ用フィルム２を巻取機４０の巻取管４２に巻き取る製造方法で、成形材料１を、ポリエーテルイミド樹脂１００質量部にフッ素樹脂１〜１０質量部を配合することにより調製し、押出機１０とＴダイス２０との間に、フィルムキャパシタ用フィルム２の平均厚さの０．５〜６倍以下の開口５１を有するフィルタ５０を介在し、フィルムキャパシタ用フィルム２を１０μｍ以下の厚さとする。【選択図】図１
2011183645.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形材料を押出機に投入して押出ダイスからフィルムキャパシタ用フィルムを押し出し、この押し出したフィルムキャパシタ用フィルムを複数のロールの間に挟んで冷却するフィルムキャパシタ用フィルムの製造方法であって、
成形材料を、少なくともポリエーテルイミド樹脂１００質量部にフッ素樹脂１〜１０質量部を配合することにより調製し、押出機と押出ダイスとの間に、フィルムキャパシタ用フィルムの平均厚さの０．５〜６倍以下の開口を有するフィルタを介在し、フィルムキャパシタ用フィルムを１０μｍ以下の厚さとすることを特徴とするフィルムキャパシタ用フィルムの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載のフィルムキャパシタ用フィルムの製造方法により製造されたことを特徴とするフィルムキャパシタ用フィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低誘電損失で耐電圧性と耐熱性とを要求されるフィルムキャパシタ用フィルムの製造方法及びフィルムキャパシタ用フィルムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のフィルムキャパシタは、図示しないが、ポリエステル製のフィルムを誘電層としてその表面に金属蒸着層が電極として形成されることにより構成され、電子部品等に利用されている（特許文献１、２、３参照）。
ところで近年、環境負荷の低いハイブリッド車が開発・製造され、普及し始めているが、このハイブリッド車にフィルムキャパシタが電子部品として使用される場合には、高温の環境下（例えば１５０℃以上）で使用されるので、優れた耐熱性が要求される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９‐１５２５９０号公報
【特許文献２】特開２００７‐３００１２６号公報
【特許文献３】特開２００２‐１４１２４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来におけるフィルムキャパシタは、以上のように構成され、ハイブリッド車に電子部品として使用される場合には、優れた耐熱性を有することが要求される。また、フィルムキャパシタ自体の小型化や高容量化の要求も増大しており、しかも、誘電層として機能するフィルムのさらなる薄膜化や高い耐電圧性も強く求められてきている。
【０００５】
本発明は上記に鑑みなされたもので、優れた耐熱性を得ることができ、フィルムキャパシタの小型化や高容量化を実現し、しかも、フィルムの薄膜化や高い耐電圧性を満足させることのできるフィルムキャパシタ用フィルムの製造方法及びフィルムキャパシタ用フィルムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明においては上記課題を解決するため、成形材料を押出機に投入して押出ダイスからフィルムキャパシタ用フィルムを押し出し、この押し出したフィルムキャパシタ用フィルムを複数のロールの間に挟んで冷却するフィルムキャパシタ用フィルムの製造方法であって、
成形材料を、少なくともポリエーテルイミド樹脂１００質量部にフッ素樹脂１〜１０質量部を配合することにより調製し、押出機と押出ダイスとの間に、フィルムキャパシタ用フィルムの平均厚さの０．５〜６倍以下の開口を有するフィルタを介在し、フィルムキャパシタ用フィルムを１０μｍ以下の厚さとすることを特徴としている。
【０００７】
なお、少なくともポリエーテルイミド樹脂１００質量部にフッ素樹脂１〜１０質量部を配合した成形材料を押出機に投入して押出ダイスからフィルムキャパシタ用フィルムを押し出すフィルムキャパシタ用フィルムの製造装置で、押出機と押出ダイスとの間に、フィルムキャパシタ用フィルムの平均厚さの０．５〜６倍以下の開口を有するフィルタを介在することができる。
【０００８】
ここで、特許請求の範囲における成形材料は、優れた耐熱性を得る観点から、好ましくはポリエーテルイミド樹脂にフッ素樹脂のみを配合することにより調製されるが、特に支障を来たさなければ、これらにシリカ等の各種フィラーを適宜添加することができる。押出機は、単軸タイプでも良いし、二軸タイプでも良い。さらに、本発明に係るフィルムキャパシタ用フィルムは、少なくともハイブリッド車、風力発電や太陽光発電のインバータ等に利用することができる。
【０００９】
本発明によれば、成形材料としてポリエステル、ポリプロピレン、又はポリエチレンテレフタレートではなく、耐熱性に優れるポリエーテルイミド樹脂を使用するので、高温の環境下でも耐え得る耐熱性を得ることができる。また、フィルムキャパシタ用フィルムを１０μｍ以下の薄さに成形するので、フィルムキャパシタ自体の小型化や高容量化の要求を満たしたり、フィルムキャパシタ用フィルムの薄膜化が可能となる。さらに、フィルタがフィルムキャパシタ用フィルムの平均厚さの０．５〜６倍以下の開口を有するので、成形材料中の異物を除去できる他、成形材料中のフッ素樹脂が良好に分散して耐電圧性等を向上させる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、優れた耐熱性を得ることができ、フィルムキャパシタの小型化や高容量化を実現することができるという効果がある。また、フィルムキャパシタ用フィルムの薄膜化や高い耐電圧性を満足させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係るフィルムキャパシタ用フィルムの製造方法及びフィルムキャパシタ用フィルムの実施形態を模式的に示す全体説明図である。
【図２】本発明に係るフィルムキャパシタ用フィルムの製造方法の実施形態におけるフィルタを模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明すると、本実施形態におけるフィルムキャパシタ用フィルムの製造方法は、図１や図２に示すように、成形材料１を押出機１０に投入してＴダイス２０からフィルムキャパシタ用フィルム２を押し出し、この押し出したフィルムキャパシタ用フィルム２を引取機３０に挟んで冷却し、この冷却したフィルムキャパシタ用フィルム２を巻取機４０に巻き取る製造方法で、成形材料１を、ポリエーテルイミド樹脂にフッ素樹脂を配合することにより調製し、押出機１０とＴダイス２０との間に、フィルムキャパシタ用フィルム２の平均厚さの６倍以下の開口５１を有するフィルタ５０を介在し、フィルムキャパシタ用フィルム２を１０μｍ以下の厚さとするようにしている。
【００１３】
成形材料１は、１５０℃以上の耐熱性に優れるポリエーテルイミド樹脂１００質量部に摺動性を付与するフッ素樹脂１〜１０質量部、好ましくは５質量部が配合されることで調製される。この成形材料１のポリエーテルイミド樹脂とフッ素樹脂とは、攪拌混合されるとともに、押出混練機で混練され、乾燥処理された後、押出機１０に投入される。フッ素樹脂は、摺動性や滑り性を付与してフィルムキャパシタ用フィルムの製造に資するものの、耐電圧特性の低下を招く要因となる。
【００１４】
押出機１０は、例えば加熱される横長のシリンダ１１に螺旋溝を備えたスクリュが回転可能に内蔵軸支され、このスクリュが駆動装置の駆動で回転して投入された成形材料１を溶融混練し、先端部側のＴダイス２０に供給するよう機能する。シリンダ１１の末端部上方には、成形材料１用の投入ホッパ１２が連通して装着され、この投入ホッパ１２の少なくともシリンダ１１に連通する下部には、成形材料１の酸化劣化防止の観点から、矢印で示す窒素ガス等の不活性ガスを連続的に供給する不活性ガス供給管１３が接続される。
【００１５】
シリンダ１１の開口した先端部には、加熱される接続管１４が接続され、この接続管１４には、ろ過用のフィルタ５０が嵌着されるとともに、このフィルタ５０の下流に位置して成形材料１を一定速度で押し出すギアポンプ１５が装着される。
【００１６】
Ｔダイス２０は、接続管１４の下方に屈曲した先端部に接続され、押出機１０のギアポンプ１５から供給されてきた成形材料１を幅方向に分流し、この成形材料１を細長い隙間から押し出してフィルムキャパシタ用フィルム２を押出成形するよう機能する。
【００１７】
引取機３０は、Ｔダイス２０から下方に押し出されたフィルムキャパシタ用フィルム２を絞りながら挟持する回転可能な小さな圧着ロール３１と大きな冷却ロール３２とを対向させて備え、この冷却ロール３２の下流には、フィルムキャパシタ用フィルム２を挟持冷却しつつカールを調整する上下一対の搬送ロール３３が回転可能に軸支されており、この一対の搬送ロール３３の下流に、フィルムキャパシタ用フィルム２の厚さを測定する厚み測定器３４が配設される。
【００１８】
巻取機４０は、引取機３０から供給されてきたフィルムキャパシタ用フィルム２を巻架する複数のロール４１を所定の間隔で回転可能に備え、この複数のロール４１の下流に、フィルムキャパシタ用フィルム２を巻き取る巻取管４２が回転可能に軸支される。
【００１９】
フィルタ５０は、図１や図２に示すように、例えば多数の孔を同心円に備えた円板、多数の孔を有する焼結金属、あるいは金網製のメッシュ等からなり、フィルムキャパシタ用フィルム２の平均厚さの０．５〜６倍以下、好ましくは０．５〜４倍以下、より好ましくは０．５〜３．８倍以下の小さい開口５１を複数有しており、押出機１０とギアポンプ１５との間に介在される。
【００２０】
フィルタ５０の開口５１がフィルムキャパシタ用フィルム２の平均厚さの０．５倍以上であるのは、０．５倍未満の場合には、成形材料１の押出圧量が高くなるので、フィルタ５１が破損し易くなり、耐電圧性が低下する懸念が生じるからである。また、生産性が著しく低下するからである。
【００２１】
フィルタ５０の円板やメッシュ等は、必要に応じて複数が選択的に積層使用される。また、フィルタ５０の開口５１の形状は、円形、楕円形、矩形、多角形を特に問うものではない。このようなフィルタ５０は、接続管１４を流通する成形材料１のフッ素樹脂を高分散させたり、溶融した成形材料１中の異物やゲル状物等を除去したり、あるいはシリンダ１１内の背圧を向上させ、成形材料１の混練効果を増大させる。
【００２２】
上記において、フィルムキャパシタ用フィルム２を製造する場合には、先ず、計量したやや粘性のポリエーテルイミド樹脂とフッ素樹脂とを攪拌混合して混合物を調製し、この混合物を押出混練機で混練してペレット形の樹脂組成物を調製し、この樹脂組成物を乾燥処理して含水率を低下させることにより、成形材料１を調製する。
【００２３】
こうして成形材料１を調製したら、不活性ガスを供給しつつ成形材料１を図１に示す押出機１０の投入ホッパ１２に投入し、この押出機１０が成形材料を押し出してフィルタ５０にろ過させ、加熱されたＴダイス２０からフィルムキャパシタ用フィルム２を連続的に押出成形し、このフィルムキャパシタ用フィルム２を引取機３０の圧着ロール３１と冷却ロール３２との間に挟んで冷却固化することにより１０μｍ以下、好ましくは５〜７μｍ程度の厚さとし、このフィルムキャパシタ用フィルム２を下流に位置する巻取機４０の巻取管４２に順次巻き取れば、フィルムキャパシタ用フィルム２を製造することができる。
【００２４】
この際、フィルタ５０の開口５１がフィルムキャパシタ用フィルム２の平均厚さの０．５〜６倍以下の大きさに予め設定され、従来よりも異物を効果的に除去できるので、フィルムキャパシタ用フィルム２に摺動性を付与するフッ素樹脂が成形材料１中で適切に分散し、生産性が向上する。また、巻き取られたフィルムキャパシタ用フィルム２は、後に図示しない蒸着装置にセットされて金属蒸着層がスリット部を介しストライプ状にパターン形成される。
【００２５】
上記によれば、成形材料１としてポリエステルではなく、耐熱性に優れるポリエーテルイミド樹脂を使用するので、例えハイブリッド車にフィルムキャパシタが電子部品として使用される場合にも、例えば１５０℃以上の優れた耐熱性を容易に確保することができる。また、成形材料１の特定により延伸機を使用せずとも、フィルムキャパシタ用フィルム２を１０μｍ以下の薄さに成形することができるので、フィルムキャパシタ自体の小型化や高容量化の要求を満たしたり、フィルムキャパシタ用の周辺の冷却装置を省略したり、フィルムキャパシタ用フィルム２のさらなる薄膜化が可能となる。
【００２６】
さらに、フィルタ５０がフィルムキャパシタ用フィルム２の平均厚さの０．５〜６倍以下の狭い開口５１を有するので、耐電圧性の低下を招くと考えられるフッ素樹脂が異物化せず、好適に分散して耐電圧性を著しく向上させることができる。特に、フィルムキャパシタ用フィルム２の絶縁破壊電圧値が極端に低い部分の減少が大いに期待できる。
【００２７】
なお、上記実施形態では投入ホッパ１２のシリンダ１１に連通する下部に不活性ガス供給管１３を接続したが、投入ホッパ１２の上下部に不活性ガス供給管１３をそれぞれ接続してダイラインの発生や酸化等を確実に防止するようにしても良い。また、押出機１０の接続管１４に単一のフィルタ５０を接続したが、複数のフィルタ５０を装着しても良い。さらに、フィルムキャパシタ用フィルム２を単に巻き取ったが、滑り性等に支障を生じなければ、巻き取った後で二軸延伸処理しても良い。
【００２８】
次に、本発明の実施例を比較例と共に説明する。
〔実施例１〕
先ず、計量したポリエーテルイミド樹脂１００質量部にフッ素樹脂５質量部を攪拌混合して混合物を調製し、この混合物を二軸押出混練機で混練してペレット形の樹脂組成物を調製した。
【００２９】
ポリエーテルイミド樹脂としては、Ｕｌｔｅｍ１０１０（イノベーティブプラスチックスジャパン社製：商品名）を使用し、フッ素樹脂としては、フルオンＰＦＡ  Ｐ‐６２ＸＰ（旭硝子社製：商品名）を使用した。また、二軸押出混練機は、ＰＣＭ３０（池貝社製：商品名）を用い、シリンダ温度３２０〜３５０℃、接続管温度３６０℃、ダイス温度３６０℃の条件で混練した。
【００３０】
樹脂組成物を調製したら、この樹脂組成物を１６０℃に加熱した排気口付きの熱風乾燥機中に１２時間放置して乾燥処理し、樹脂組成物の含水率が３００ｐｐｍ以下であるのを確認して成形材料を調製した。
【００３１】
次いで、成形材料を図１に示すφ４０ｍｍの単軸押出機の投入ホッパに投入し、この押出機により成形材料を押し出してフィルタにろ過させ、加熱したＴダイスからフィルムキャパシタ用フィルムを連続的に押出成形し、このフィルムキャパシタ用フィルムを引取機の圧着ロールと冷却ロールとの間に挟んで冷却固化することにより、４．８６μｍの平均厚さに製造した。
【００３２】
単軸押出機は、ＭＶＳ４０‐２５（アイ・ケー・ジー社製：商品名）を用い、シリンダ温度３３０〜３５０℃、スクリュ回転数３０ｒｐｍ、接続管温度３６０℃、Ｔダイス温度３６０℃の条件で押し出した。また、フィルタは、開口が２６μｍで仕様が５００♯の金属メッシュを用い、フィルムキャパシタ用フィルムの平均厚さの５．３倍の開口とした。
【００３３】
平均厚さ４．８６μｍのフィルムキャパシタ用フィルムを帯形に製造したら、このフィルムキャパシタ用フィルムの耐電圧性を確認するため、フィルムキャパシタ用フィルムの縦横の９５点（５×１９）について所定の電圧を順次印加することにより耐電圧性をテストし、そのテスト結果を表１にまとめた。
【００３４】
〔実施例２〕
基本的には実施例１と同様にフィルムキャパシタ用フィルムを製造したが、フィルムキャパシタ用フィルムを６．７２μｍの平均厚さで製造した。また、フィルタについては、開口が２６μｍで仕様が５００♯の金属メッシュを用い、フィルムキャパシタ用フィルムの平均厚さの３．９倍の開口とした。
【００３５】
〔実施例３〕
基本的には実施例１と同様にフィルムキャパシタ用フィルムを製造したが、フィルムキャパシタ用フィルムを３．４４μｍの平均厚さで製造した。また、フィルタについては、開口（ろ過精度）が２０μｍのデナフィルタ（長瀬産業社製：商品名）を用い、フィルムキャパシタ用フィルムの平均厚さの５．８倍の開口とした。
【００３６】
〔実施例４〕
基本的には実施例１と同様にフィルムキャパシタ用フィルムを製造したが、フィルムキャパシタ用フィルムを４．９８μｍの平均厚さで製造した。また、フィルタは、開口が２０μｍのデナフィルタ（長瀬産業社製：商品名）を用い、フィルムキャパシタ用フィルムの平均厚さの４．０倍の開口とした。
【００３７】
〔実施例５〕
基本的には実施例１と同様にフィルムキャパシタ用フィルムを製造したが、フィルムキャパシタ用フィルムを６．８５μｍの平均厚さで製造した。また、フィルタは、開口が２０μｍのデナフィルタ（長瀬産業社製：商品名）を用い、フィルムキャパシタ用フィルムの平均厚さの２．９倍の開口とした。
【００３８】
〔実施例６〕
基本的には実施例１と同様にフィルムキャパシタ用フィルムを製造したが、フィルムキャパシタ用フィルムを３．０７μｍの平均厚さで製造した。また、フィルタは、開口（ろ過精度）が５μｍのデナフィルタ（長瀬産業社製：商品名）を用い、フィルムキャパシタ用フィルムの平均厚さの１．６倍の開口とした。
【００３９】
〔実施例７〕
基本的には実施例１と同様にフィルムキャパシタ用フィルムを製造したが、フィルムキャパシタ用フィルムを４．９４μｍの平均厚さで製造した。また、フィルタは、開口が５μｍのデナフィルタ（長瀬産業社製：商品名）を用い、フィルムキャパシタ用フィルムの平均厚さの１．０倍の開口とした。
【００４０】
〔実施例８〕
基本的には実施例１と同様にフィルムキャパシタ用フィルムを製造したが、フィルムキャパシタ用フィルムを５．９１μｍの平均厚さで製造した。また、フィルタは、開口が５μｍのデナフィルタ（長瀬産業社製：商品名）を用い、フィルムキャパシタ用フィルムの平均厚さの０．８倍の開口とした。
【００４１】
〔比較例１〕
基本的には実施例１と同様ではあるが、ポリエーテルイミド樹脂にフッ素樹脂を攪拌混合することなく、フィルムキャパシタ用フィルムを４．８８μｍの平均厚さで製造した。また、フィルタについては、開口が６５μｍで仕様が２００♯の金属メッシュを用い、フィルムキャパシタ用フィルムの平均厚さの６倍以上の１３．３倍の開口に変更した。
【００４２】
〔比較例２〕
基本的には実施例１と同様だが、ポリエーテルイミド樹脂にフッ素樹脂を攪拌混合することなく、フィルムキャパシタ用フィルムを４．８９μｍの平均厚さで製造した。また、フィルタについては、開口が２６μｍで仕様が５００♯の金属メッシュを用い、フィルムキャパシタ用フィルムの平均厚さの５．３倍の開口に変更した。
【００４３】
〔比較例３〕
基本的には実施例１と同様だが、ポリエーテルイミド樹脂にフッ素樹脂を攪拌混合することなく、フィルムキャパシタ用フィルムを４．９１μｍの平均厚さで製造した。また、フィルタについては、開口（ろ過精度）が２０μｍのデナフィルタ（長瀬産業社製：商品名）を用い、フィルムキャパシタ用フィルムの平均厚さの４．１倍の開口に変更した。
【００４４】
〔比較例４〕
基本的には実施例１と同様だが、ポリエーテルイミド樹脂にフッ素樹脂を攪拌混合することなく、フィルムキャパシタ用フィルムを４．９５μｍの平均厚さで製造した。また、フィルタについては、開口（ろ過精度）が５μｍのデナフィルタ（長瀬産業社製：商品名）を用い、フィルムキャパシタ用フィルムの平均厚さの１．０倍の開口に変更した。
【００４５】
〔比較例５〕
基本的には実施例１と同様だが、ポリエーテルイミド樹脂にフッ素樹脂を攪拌混合することなく、フィルムキャパシタ用フィルムを５．０１μｍの平均厚さで製造した。また、フィルタについては、開口が６５μｍで仕様が２００♯の金属メッシュを用い、フィルムキャパシタ用フィルムの平均厚さの１３．０倍の開口に変更した。
【００４６】
〔比較例６〕
基本的には実施例１と同様だが、ポリエーテルイミド樹脂にフッ素樹脂を攪拌混合することなく、フィルムキャパシタ用フィルムを２．８９μｍの平均厚さで製造した。また、フィルタについては、開口が６５μｍで仕様が２００♯の金属メッシュを用い、フィルムキャパシタ用フィルムの平均厚さの９．０倍の開口に変更した。
【００４７】
【表１】
2011183645.tif 000003
【００４８】
実施例１〜４のフィルムキャパシタ用フィルムの場合には、比較例と異なり、欠点数の少ない良好なテスト結果を得ることができ、フィルムキャパシタ用フィルムの絶縁破壊電圧値が極端に低い部分が減少した。
【符号の説明】
【００４９】
１      成形材料
２      フィルムキャパシタ用フィルム
１０    押出機
１４    接続管
１５    ギアポンプ
２０    Ｔダイス
３０    引取機
３１    圧着ロール（ロール）
３２    冷却ロール（ロール）
３３    搬送ロール（ロール）
４０    巻取機
４２    巻取管
５０    フィルタ
５１    開口
【図１】
2011183645.tif 000004
【図２】
2011183645.tif 000005