(57)【要約】本発明のフィルムコンデンサは、第１面と第２面を有し、その少なくとも一方の表面に粒子が存在する樹脂層と、上記樹脂層の上記第１面上に設けられた金属層と、を含むフィルムコンデンサであって、上記樹脂層の表面に、上記樹脂層の内部よりも多くの粒子が存在することを特徴とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面と第２面を有し、その少なくとも一方の表面に粒子が存在する樹脂層と、
前記樹脂層の前記第１面上に設けられた金属層と、を含むフィルムコンデンサであって、
前記樹脂層の表面に、前記樹脂層の内部よりも多くの粒子が存在することを特徴とするフィルムコンデンサ。
【請求項２】
前記樹脂層の内部には粒子が存在しない請求項１に記載のフィルムコンデンサ。
【請求項３】
前記樹脂層の前記第１面に粒子が存在し、前記粒子の表面の少なくとも一部は前記金属層から露出している請求項１又は２に記載のフィルムコンデンサ。
【請求項４】
前記粒子の平均粒径は０．１μｍ以上、０．４μｍ以下である請求項１〜３のいずれかに記載のフィルムコンデンサ。
【請求項５】
前記粒子が前記樹脂層の表面に０．００１１８８ｍｍ２あたり５個以上、１６個以下存在する請求項１〜４のいずれかに記載のフィルムコンデンサ。
【請求項６】
前記樹脂層の厚さが１μｍ以上、５μｍ以下である請求項１〜５のいずれかに記載のフィルムコンデンサ。
【請求項７】
前記粒子が無機粒子からなる請求項１〜６のいずれかに記載のフィルムコンデンサ。
【請求項８】
第１面と第２面を有し、その少なくとも一方の表面に粒子が存在する樹脂層を含むフィルムコンデンサ用フィルムであって、
前記樹脂層の表面に、前記樹脂層の内部よりも多くの粒子が存在することを特徴とするフィルムコンデンサ用フィルム。
【請求項９】
前記樹脂層の内部には粒子が存在しない請求項８に記載のフィルムコンデンサ用フィルム。
【請求項１０】
前記樹脂層の前記第１面上に金属層が設けられるとともに、前記樹脂層の前記第１面に粒子が存在し、前記粒子の表面の少なくとも一部は前記金属層から露出している請求項８又は９に記載のフィルムコンデンサ用フィルム。
【請求項１１】
前記粒子の平均粒径は０．１μｍ以上、０．４μｍ以下である請求項８〜１０のいずれかに記載のフィルムコンデンサ用フィルム。
【請求項１２】
前記粒子が前記樹脂層の表面に０．００１１８８ｍｍ２あたり５個以上、１６個以下存在する請求項８〜１１のいずれかに記載のフィルムコンデンサ用フィルム。
【請求項１３】
前記樹脂層の厚さが１μｍ以上、５μｍ以下である請求項８〜１２のいずれかに記載のフィルムコンデンサ用フィルム。
【請求項１４】
前記粒子が無機粒子からなる請求項８〜１３のいずれかに記載のフィルムコンデンサ用フィルム。
【請求項１５】
基材フィルム上に樹脂溶液を塗工して樹脂層を形成する工程を含む、フィルムコンデンサ用フィルムの製造方法であって、
前記基材フィルムの樹脂溶液塗工面には粒子が付着しており、樹脂層を前記基材フィルムから剥離することにより粒子を前記基材フィルムから前記樹脂層の表面に移動させることを特徴とするフィルムコンデンサ用フィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルムコンデンサ、フィルムコンデンサ用フィルム及びフィルムコンデンサ用フィルムの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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対向電極及び第２対向電極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、第１対向電極が形成された樹脂フィルムと第２対向電極が形成された樹脂フィルムとを巻回することによって作製される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１３／０６９４８５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
フィルムコンデンサの自己回復機能は、フィルムコンデンサに設けられるヒューズ部分が短絡時に切断されることにより発揮される。このヒューズ部分でのフィルム同士の密着性が高すぎると、蒸着電極が飛散しにくいために絶縁破壊時の短絡電流によるヒューズ部分が動作せず、自己回復機能が充分に機能しないことがある。
そこで、フィルムの表面を大きく荒らすことでフィルム同士の密着性を下げて保安性が良いコンデンサを提供できる。【０００５】
また、フィルムの表面が平滑であると、フィルムの摩擦係数が上がる（フィルムの滑り性がない）ため、その取扱いが難しく、フィルムの搬送、巻取り等の工程において作業性が低下する要因となっていた。【０００６】
フィルムに滑り性を持たせるために、フィルムに粒子を添加してフィルム表面に凹凸を設ける手法が行われる。
この手法であると、フィルムの内部に不純物となる粒子が含まれるために、フィルムの滑り性が向上したとしても、絶縁破壊電圧が低下するという問題がある。【０００７】
このような事情から、フィルムコンデンサ用フィルムの滑り性の向上と高い絶縁破壊電圧を両立させることが要望されていた。【０００８】
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、滑り性が高く、高い絶縁破壊電圧を有するフィルムコンデンサ用フィルムを使用したフィルムコンデンサを提供することを目的とする。また、該フィルムコンデンサを製造するためのフィルムコンデンサ用フィルム、該フィルムコンデンサ用フィルムの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のフィルムコンデンサは、第１面と第２面を有し、その少なくとも一方の表面に粒子が存在する樹脂層と、上記樹脂層の上記第１面上に設けられた金属層と、を含むフィルムコンデンサであって、上記樹脂層の表面に、上記樹脂層の内部よりも多くの粒子が存在することを特徴とする。【００１０】
本発明のフィルムコンデンサ用フィルムは、第１面と第２面を有し、その少なくとも一方の表面に粒子が存在する樹脂層を含むフィルムコンデンサ用フィルムであって、上記樹脂層の表面に、上記樹脂層の内部よりも多くの粒子が存在することを特徴とする。【００１１】
本発明のフィルムコンデンサ用フィルムの製造方法は、基材フィルム上に樹脂溶液を塗工して樹脂層を形成する工程を含む、フィルムコンデンサ用フィルムの製造方法であって、上記基材フィルムの樹脂溶液塗工面には粒子が付着しており、樹脂層を上記基材フィルムから剥離することにより粒子を上記基材フィルムから上記樹脂層の表面に移動させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、滑り性が高く、高い絶縁破壊電圧を有するフィルムコンデンサ用フィルムを使用したフィルムコンデンサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】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】図２は、本発明のフィルムコンデンサ用フィルムの一例を模式的に示す断面図である。
【図３】図３は、本発明のフィルムコンデンサ用フィルムの別の一例を模式的に示す断面図である。
【図４】図４（ａ）及び図４（ｂ）は、本発明のフィルムコンデンサ用フィルムに金属層を設けてなる金属化フィルムの例を模式的に示す断面図である。
【図５】図５（ａ）、図５（ｂ）及び図５（ｃ）は、本発明のフィルムコンデンサ用フィルムの製造方法の一例を模式的に示す工程図である。
【図６】図６は、塗工後フィルムを巻く様子の一例を模式的に示す工程図である。
【図７】図７は、実施例１で作製したフィルムコンデンサ用フィルムの表面のＳＥＭ写真である。
【図８】図８は、実施例１で作製したフィルムコンデンサ用フィルムにつき、走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）で樹脂層の表面を観察した結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明のフィルムコンデンサ、該フィルムコンデンサを製造するためのフィルムコンデンサ用フィルム、該フィルムコンデンサ用フィルムの製造方法について説明する。
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。
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。
【００１５】
［フィルムコンデンサ］
以下、本発明のフィルムコンデンサの一実施形態として、巻回型フィルムコンデンサを例にとって説明する。
【００１６】
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１００は、巻回型のフィルムコンデンサであり、樹脂層１０の第１面１１上に設けられた金属層２０を備える金属化フィルム１１０と、樹脂層３０の第１面３１上に設けられた金属層４０を備える金属化フィルム１２０とが巻回されることによって構成されている。
また、金属層２０に電気的に接続される外部端子電極５１、及び、金属層４０に電気的に接続される外部端子電極５２を備えている。
なお、図１において樹脂層の表面に存在する粒子は省略している。
【００１７】
金属層２０は、金属化フィルム１１０の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、金属層４０は、金属化フィルム１２０の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。金属層２０及び金属層４０は、例えばアルミニウム、亜鉛などから構成される。
【００１８】
金属化フィルム１１０及び金属化フィルム１２０は、巻回されることによって、積み重なった状態とされる。図１に示すように、金属層２０における金属化フィルム１１０の側縁にまで届いている側の端部、及び、金属層４０における金属化フィルム１２０の側縁にまで届いている側の端部がともに露出するように、金属化フィルム１１０と金属化フィルム１２０とが互いに幅方向にずらされる。
【００１９】
図１に示すフィルムコンデンサ１００では、金属化フィルム１１０が金属化フィルム１２０の外側になるように、かつ、金属化フィルム１１０及び金属化フィルム１２０の各々について、金属層２０及び金属層４０の各々が内方に向くように巻回されている。
【００２０】
外部端子電極５１及び外部端子電極５２は、上述のようにして得られたコンデンサ本体の各端面上に、例えば亜鉛などを溶射することによって形成される。外部端子電極５１は、金属層２０の露出端部と接触し、それによって金属層２０と電気的に接続される。他方、外部端子電極５２は、金属層４０の露出端部と接触し、それによって金属層４０と電気的に接続される。
【００２１】
本発明のフィルムコンデンサは、断面形状が楕円又は長円のような扁平形状にプレスされ、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。
【００２２】
上記フィルムコンデンサの製造においては、樹脂層を含むフィルムコンデンサ用フィルムとして、本発明のフィルムコンデンサ用フィルムを用いることができる。
なお、金属化フィルム１１０と金属化フィルム１２０を構成するフィルムコンデンサ用フィルムとして、いずれにも本発明のフィルムコンデンサ用フィルムを用いてもよいし、一方のみに本発明のフィルムコンデンサ用フィルムを用いてもよい。
【００２３】
［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、第１面と第２面を有し、その少なくとも一方の表面に粒子が存在する樹脂層を含むフィルムコンデンサ用フィルムであって、上記樹脂層の表面に、上記樹脂層の内部よりも多くの粒子が存在することを特徴とする。
【００２４】
図２は、本発明のフィルムコンデンサ用フィルムの一例を模式的に示す断面図である。
フィルムコンデンサ用フィルム１は、樹脂層１０の第２面１２に粒子１３が存在している誘電体樹脂フィルムである。フィルムコンデンサ用フィルム１では、樹脂層１０の第１面１１には粒子は存在していない。
また、樹脂層１０の内部には粒子１３は存在していない。
【００２５】
本発明のフィルムコンデンサ用フィルムは、樹脂層の表面に粒子が存在している。
樹脂層の表面に粒子が存在することにより、フィルム表面に凹凸が設けられ、フィルムの摩擦係数が下がって、フィルムの滑り性が向上する。
また、滑り性を向上させるための粒子は樹脂層の表面に存在していればよく、樹脂層の内部に存在する粒子は滑り性の向上には寄与しない。
樹脂層の内部に粒子が存在すると、絶縁破壊電圧が低下するので、樹脂層の内部に存在する粒子の量は少なくしている。
すなわち、樹脂層の表面に、樹脂層の内部よりも多くの粒子が存在するようにしている。
【００２６】
樹脂層の表面に存在する粒子は、フィルムコンデンサ用フィルムの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。
一方、樹脂層の内部に存在する粒子は、フィルムコンデンサ用フィルムの樹脂層の表面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察する際に加速電圧を高くすることにより確認することができる。
すなわち、加速電圧が低い場合には見えないが、加速電圧を高くした場合に見える粒子は樹脂層の内部に存在する粒子であると判断する。
樹脂層の表面に対する走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による観察を、加速電圧を低電圧〜高電圧まで変化させながら行い、樹脂層の表面に存在する粒子の数と樹脂層の内部に存在する粒子の数を計測して、樹脂層の表面に存在する粒子と樹脂層の内部に存在する粒子のどちらが多いかを判断する。
なお、加速電圧は１ｋＶ以上、１０ｋＶ以下の範囲で変化させることで、樹脂層の表面に存在する粒子と樹脂層の内部に存在する粒子の数を計測することができる。
【００２７】
また、樹脂層の内部には粒子が存在しないことが好ましい。樹脂層の内部に存在する粒子は滑り性の向上には寄与しない一方で絶縁破壊電圧が低下する原因となるため、存在しないほうが好ましい。
【００２８】
粒子としては、無機粒子が好ましく、シリカ粒子であることがより好ましい。
粒子の平均粒径は０．１μｍ以上、０．４μｍ以下であることが好ましい。
上記した樹脂層の表面に対するＳＥＭによる観察の際に加速電圧を上げていくと、樹脂層の表面に存在する粒子の径が大きくなる（埋まっていた部分の最大の径が見える）。粒子の大きさが最大になったときの粒子の面積を円相当径に換算して、粒子１つ当たりの直径を求める。視野中の粒子の直径の平均値として、粒子の平均粒径が得られる。
なお、ここでいう粒子の平均粒径とは、樹脂層の表面に存在する粒子の平均粒径である。
【００２９】
また、粒子が樹脂層の表面に０．００１１８８ｍｍ２あたり５個以上、１６個以下存在することが好ましい。
樹脂層の表面に存在する粒子の数が上記範囲内であると、樹脂層の表面に粒子を存在させることの効果が充分に発揮される。また、樹脂層の表面に存在させる粒子を上記範囲を超えて多くしても、滑り性を向上させる効果がそれ以上向上しない。
樹脂層の表面に存在する粒子の数は、樹脂層の表面に対してＳＥＭで１万倍の倍率でランダムの場所を１０視野（１視野当たり１２．５μｍ×９．５μｍ、１０視野で０．００１１８８ｍｍ２）測定し、その際に観察された１０視野分の粒子の数を数えることにより、求めることができる。
【００３０】
また、樹脂層から突出した粒子の高さが０．００５μｍ以上、０．１μｍ以下であることが好ましい。
樹脂層から突出した粒子の高さが上記範囲内であると、樹脂層の表面に粒子を存在させることの効果が充分に発揮される。
樹脂層から突出した粒子の高さは、樹脂層の表面を、走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）で２μｍ×２μｍの視野で観察することにより求めることができる。
【００３１】
樹脂層は、ウレタン結合及びユリア結合の少なくとも一方を有する樹脂を主成分として含むことが好ましい。このような樹脂としては、例えば、ウレタン結合を有するウレタン樹脂、ユリア結合（ウレア結合ともいう）を有するユリア樹脂（ウレア樹脂ともいう）等が挙げられる。また、ウレタン結合及びユリア結合の両方を持つ樹脂であってもよい。
なお、ウレタン結合及び／又はユリア結合の存在は、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。
【００３２】
本明細書において、「主成分」とは、存在割合（重量％）が最も大きい成分を意味し、好ましくは、存在割合が５０重量％を超える成分を意味する。したがって、樹脂層は、主成分以外の成分として、例えば、シリコーン樹脂等の添加剤や、後述する第１有機材料及び第２有機材料等の出発材料の未硬化部分を含んでもよい。
【００３３】
樹脂層は、硬化性樹脂を主成分として含むことが好ましい。硬化性樹脂は、熱硬化性樹脂であってもよいし、光硬化性樹脂であってもよい。また、樹脂層は熱可塑性樹脂を含んでいてもよい。
樹脂層が熱可塑性樹脂である場合、ポリアリレート樹脂等を使用することができる。
本明細書において、熱硬化性樹脂とは、熱で硬化し得る樹脂を意味しており、硬化方法を限定するものではない。したがって、熱で硬化し得る樹脂である限り、熱以外の方法（例えば、光、電子ビームなど）で硬化した樹脂も熱硬化性樹脂に含まれる。また、材料によっては材料自体が持つ反応性によって反応が開始する場合があり、必ずしも外部から熱又は光等を与えずに硬化が進むものについても熱硬化性樹脂とする。光硬化性樹脂についても同様であり、硬化方法を限定するものではない。
【００３４】
硬化性樹脂は、第１有機材料と第２有機材料との硬化物からなることが好ましい。例えば、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等が挙げられる。
【００３５】
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樹脂層中に残留する場合がある。例えば、樹脂層は、イソシアネート基（ＮＣＯ基）を含んでもよい。
なお、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。
【００３６】
第１有機材料は、分子内に複数の水酸基（ＯＨ基）を有するポリオールであることが好ましい。ポリオールとしては、例えば、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリビニルアセトアセタール等が挙げられる。第１有機材料として、２種以上の有機材料を併用してもよい。第１有機材料の中では、ポリエーテルポリオールに属するフェノキシ樹脂が好ましい。
【００３７】
第２有機材料は、分子内に複数の官能基を有する、イソシアネート化合物、エポキシ基を含有するエポキシ樹脂又はメラミン樹脂であることが好ましい。第２有機材料として、２種以上の有機材料を併用してもよい。
【００３８】
イソシアネート化合物としては、例えば、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）及びトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）等の芳香族ポリイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）等の脂肪族ポリイソシアネート等が挙げられる。これらのポリイソシアネートの変性体、例えば、カルボジイミド又はウレタン等を有する変性体であってもよい。中でも、芳香族ポリイソシアネートが好ましく、ＭＤＩがより好ましい。
【００３９】
エポキシ樹脂としては、エポキシ環を有する樹脂であれば特に限定されず、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビフェニル骨格エポキシ樹脂、シクロペンタジエン骨格エポキシ樹脂、ナフタレン骨格エポキシ樹脂等が挙げられる。
【００４０】
メラミン樹脂としては、構造の中心にトリアジン環、その周辺にアミノ基３個を有する有機窒素化合物であれば特に限定されず、例えば、アルキル化メラミン樹脂等が挙げられる。その他、メラミンの変性体であってもよい。
【００４１】
樹脂層には、他の機能を付加するための添加剤を含むこともできる。例えば、レベリング剤を添加することで平滑性を付与することができる。添加剤は、水酸基及び／又はイソシアネート基と反応する官能基を有し、硬化物の架橋構造の一部を形成する材料であることがより好ましい。このような材料としては、例えば、エポキシ基、シラノール基及びカルボキシル基からなる群より選択される少なくとも１種の官能基を有する樹脂等が挙げられる。
【００４２】
樹脂層の厚さは特に限定されないが、１μｍ以上、５μｍ以下であることが好ましい。
ここでいう樹脂層の厚さは、表面に粒子が存在しない位置で測定した厚みを意味する。
樹脂層の厚さが１μｍ以上、５μｍ以下であると、成膜時に発生するクラック等の欠陥の数を少なくすることができる。
【００４３】
また、樹脂層の内部に粒子が存在しない場合において、樹脂層の厚さと粒子の粒径の関係につき、膜厚に対する粒径の割合（粒径／膜厚）が小さいと絶縁破壊電圧が大きくなるために好ましい。
樹脂層の内部に粒子が存在しない場合、膜厚に対する粒径の割合（粒径［μｍ］／膜厚［μｍ］）は０．１３以下であることが好ましい。
また、樹脂層の内部に粒子が存在しない場合、膜厚に対する粒径の割合（粒径［μｍ］／膜厚［μｍ］）は０．０４以上であることが好ましい。
ここでいう粒径は粒子の平均粒径である。粒子が２種類以上使用されている場合には、大きい方の粒子の粒径を使用して膜厚に対する粒径の割合を算出する。
【００４４】
図３は、本発明のフィルムコンデンサ用フィルムの別の一例を模式的に示す断面図である。
フィルムコンデンサ用フィルム２は、樹脂層１０の第２面１２に粒子１３が存在しており、さらに樹脂層１０の第１面１１にも粒子１３が存在している誘電体樹脂フィルムである。
また、樹脂層１０の内部には粒子１３は存在していない。
【００４５】
粒子が樹脂層の第１面と第２面に存在していると、フィルムの滑り性をより向上させることができる。
また、この形態のフィルムコンデンサ用フィルムは、樹脂層の第１面及び第２面の両方に、樹脂層の内部よりも多くの粒子が存在している。このようなフィルムコンデンサ用フィルムも、本発明のフィルムコンデンサ用フィルムとしての効果を発揮することができる。
【００４６】
本発明のフィルムコンデンサ用フィルムは、その絶縁破壊電圧が３００Ｖ／μｍ以上であることが好ましい。
フィルムの絶縁破壊電圧を測定する場合、フィルムの第１面及び第２面に電極としてアルミ薄膜を真空蒸着機を用いて設け、その後、１２５℃の雰囲気下で、フィルムに電圧を印加する。
フィルムに穴があくまで電圧を上げていき、フィルムに穴が開いた電圧を絶縁破壊電圧とする。フィルムの絶縁破壊電圧を１６点測定し、その平均値を求める。
【００４７】
本発明のフィルムコンデンサ用フィルムは、フィルム同士を重ねた際にスムーズに滑る摩擦係数を有することが好ましい。
２枚のフィルムを重ねる際には、一方のフィルムの第１面と他方のフィルムの第２面を重ねて摩擦係数を測定する。粒子が樹脂層の第２面に存在していて第１面には存在していない場合は、一方のフィルムの第２面（粒子が存在している面）と他方のフィルムの第１面(粒子が存在していない面)を重ねる。粒子が樹脂層の第１面及び第２面の両方に存在している場合も、一方のフィルムの第２面（粒子が存在している面）と他方のフィルムの第１面(粒子が存在している面)を重ねる。
摩擦係数の測定はＪＩＳ  Ｋ  ７１２５に準拠して行い、フィルム同士を重ねた際にスムーズに滑る摩擦係数として１．０以下であることが好ましい。
摩擦係数としては静摩擦係数及び動摩擦係数のどちらを使用してもよい。
【００４８】
図２及び図３に示すようなフィルムコンデンサ用フィルムは、後述するように樹脂層の第１面に金属層が設けられて金属化フィルムとされ、フィルムコンデンサの製造に用いられることが好ましい。
金属層は、粒子が存在している面に設けられてもよく、粒子が存在しない面に設けられていてもよい。
【００４９】
本発明のフィルムコンデンサ用フィルムは、樹脂層の第１面に金属層を設けることにより金属化フィルムとすることができる。
図４（ａ）及び図４（ｂ）は、本発明のフィルムコンデンサ用フィルムに金属層を設けてなる金属化フィルムの例を模式的に示す断面図である。
図４（ａ）に示す金属化フィルム１１１においては、樹脂層１０の第１面１１上に金属層２０が設けられるとともに、樹脂層１０の第２面１２に粒子１３が存在する。
すなわち、金属層は、樹脂層において粒子が存在しない面に設けられている。
【００５０】
図４（ｂ）に示す金属化フィルム１１２においては、樹脂層１０の第１面１１上に金属層２０が設けられていて、樹脂層１０の第２面１２に粒子１３が存在しており、さらに樹脂層１０の第１面１１にも粒子１３が存在している。
すなわち、金属層は、樹脂層において粒子が存在する面に設けられている。
この場合、樹脂層１０の第１面１１に存在する粒子１３の表面の少なくとも一部が金属層２０から露出していてもよい。
金属化フィルムにおいて、金属層が、樹脂層において粒子が存在する面に設けられている場合、粒子の表面の少なくとも一部が金属層から露出していると、フィルム表面の凹凸の程度が大きくなるため、滑り性を向上させる効果がより好適に発揮される。
また、粒子の表面の全体が金属層で覆われていてもよい。
粒子の表面の全体が金属層に覆われている場合、粒子により形成されるフィルム表面の凹凸がなだらかになるため、滑り性向上効果が少し低下すると考えられるが、粒子の表面の全体が金属層に覆われていても滑り性向上効果は発揮される。
【００５１】
金属化フィルムにおいて金属層から露出している粒子の数は、金属化フィルムの表面につき、ＳＥＭで１万倍の倍率でランダムの場所を１０視野（１視野当たり１２．５μｍ×９．５μｍ、１０視野で０．００１１８８ｍｍ２）測定し、その際に観察された１０視野分の粒子の数を数えることにより、求めることができる。
【００５２】
金属層としては、アルミニウム又は亜鉛等が挙げられる。
金属層を構成する材料がアルミニウム又は亜鉛であると、外部端子電極との接合性を良好に保ちやすい。
【００５３】
金属層の厚さは、５ｎｍ以上、５０ｎｍ以下であることが好ましい。金属層の厚さは金属層の抵抗値を勘案して定めることが好ましく、金属層の面抵抗が２０Ω／□以下となるように定めることが好ましい。
金属層の厚さが薄すぎると金属層部分の導通がオープンとなってしまうことがある。
【００５４】
金属層には、ヒューズ部が設けられることが好ましい。
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号公報等に開示された電極パターンを用いることができる。
【００５５】
続いて、本発明のフィルムコンデンサ用フィルムの製造方法について説明する。
本発明のフィルムコンデンサ用フィルムの製造方法は、基材フィルム上に樹脂溶液を塗工して樹脂層を形成する工程を含む。
基材フィルムとして、樹脂溶液塗工面に粒子が付着しているフィルムを使用する。
基材フィルムに樹脂溶液を塗工すると、基材フィルムに付着した粒子は塗工した樹脂溶液に付着する。そして、樹脂層を基材フィルムから剥離することにより、粒子を基材フィルムから樹脂層の表面に移動させる。
【００５６】
図５（ａ）、図５（ｂ）及び図５（ｃ）は、本発明のフィルムコンデンサ用フィルムの製造方法の一例を模式的に示す工程図である。
まず、図５（ａ）に示すように、基材フィルム７０を準備する。基材フィルム７０は、粒子１３をその内部及び表面に有しているフィルムであり、樹脂溶液塗工面７１に粒子１３が付着している。
【００５７】
図５（ｂ）に示すように、基材フィルム７０の樹脂溶液塗工面７１に、樹脂溶液を塗工し、樹脂溶液を塗工した後、必要に応じて樹脂の硬化、乾燥等の処理を行い樹脂層１０を形成する。
そして、図５（ｃ）に示すように、基材フィルム７０から樹脂層１０を剥離することにより、基材フィルム７０から樹脂層１０の第２面１２に粒子１３を移動させる。
このようにしてフィルムコンデンサ用フィルム１が得られる。
【００５８】
基材フィルムは、ポリプロピレンフィルムであることが好ましい。
基材フィルムは、フィルム中に粒子が練り込まれていてその表面に粒子が付着しているものであることが好ましい。
【００５９】
フィルムコンデンサ用フィルムを形成するために使用する樹脂溶液としては、原料となる樹脂又は該樹脂の前駆体を溶媒中に分散させた樹脂溶液を使用することができる。
また、樹脂層には樹脂溶液に含まれる溶媒（メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、酢酸エチル等）が残留物として存在しても良い。
【００６０】
次に、樹脂層の第１面及び第２面に粒子が存在するフィルムコンデンサ用フィルムを製造する場合について説明する。
樹脂層の第１面及び第２面に粒子を存在させる場合は、両面に粒子が付着した基材フィルムの樹脂溶液塗工面に樹脂溶液を塗工し、塗工後フィルムを巻く工程を経てフィルムコンデンサ用フィルムを得る。
図６は、塗工後フィルムを巻く様子の一例を模式的に示す工程図である。
図６では、基材フィルム７０に樹脂溶液を塗工して樹脂層１０を形成したのち、塗工後フィルムを巻く様子を示している。巻く方向は図６に矢印で示している。
図６に示すように、塗工後フィルムを巻くと、樹脂層１０の第１面１１に、隣接する基材フィルム７０が接触するようになる。基材フィルム７０にはその両面に粒子１３が付着しているので、塗工後フィルムを巻くことにより樹脂層１０の第１面１１にも粒子１３が付着する。
【００６１】
その後、巻いた塗工後フィルムを巻き取り方向と反対に回して広げることにより、樹脂層１０の第１面１１に粒子１３を移動させる。そして、基材フィルム７０から樹脂層１０を剥離することにより、樹脂層１０の第２面１２に粒子１３を移動させる。
このようにして、樹脂層の第１面及び第２面に粒子が存在するフィルムコンデンサ用フィルム（図３に示したフィルムコンデンサ用フィルム２）が得られる。
【００６２】
［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を製造する方法について説明する。
まず、本発明のフィルムコンデンサ用フィルムの樹脂層の第１面に金属層を設けて、金属化フィルムを得る。フィルムコンデンサ用フィルムの樹脂層の第１面に金属層を設ける方法としては、蒸着等の方法が挙げられる。
【００６３】
図５（ｂ）に示すように、基材フィルム７０に樹脂層１０が形成された状態で、樹脂層１０の基材フィルム７０と反対側の面に対して蒸着等を行うことにより、樹脂層１０に金属層２０を設けることができる。このようにして金属層を設けた面が樹脂層の第１面となり、基材フィルム側で粒子が付着する面が樹脂層の第２面となる。
上記工程後に基材フィルムを剥離することにより得られる金属化フィルムは図４（ａ）に示す金属化フィルム１１１である。
【００６４】
また、図６に示すように巻いた塗工後フィルムを作製し、巻取り方向と反対に回して広げた後では、基材フィルム７０の上に樹脂層１０が形成され、樹脂層１０の基材フィルム７０と反対側の面に粒子１３が付着した状態となる。
そして、樹脂層１０の基材フィルム７０と反対側の面に対して蒸着等を行うことにより、樹脂層１０の粒子１３が付着した面に金属層２０を設けることができる。このようにして金属層を設けた面が樹脂層の第１面となり、基材フィルム側で粒子が付着する面が樹脂層の第２面となる。
上記工程後に基材フィルムを剥離することにより得られる金属化フィルムは図４（ｂ）に示す金属化フィルム１１２である。
この工程では、金属層の面抵抗が２０Ω／□以下になるように金属層の厚さを調整することが好ましく、その時、粒子の表面の少なくとも一部が金属層から露出するようにしてもよい。
【００６５】
また、基材フィルムから樹脂層を剥離した後に樹脂層に対して金属層の形成を行ってもよい。
【００６６】
このような金属化フィルムを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。
【実施例】
【００６７】
以下、本発明のフィルムコンデンサ及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。【００６８】
（実施例１）
［フィルムコンデンサ用フィルムの作製］
フェノキシ樹脂とジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）変性体を有機溶剤に溶解させ、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）を添加して樹脂溶液を調合した。
その樹脂溶液を、平均粒径が０．１μｍ（粒径分布０．０４μｍ〜０．３μｍ）と平均粒径０．４μｍ（粒径分布０．２μｍ〜０．６μｍ）のシリカ粒子が表面に付着しているポリプロピレンフィルム（東レ（株）製：トレファン、１２μｍ厚）上に塗工し、溶剤乾燥後、図６に示すように、塗工後フィルムを巻いた。その後、巻いた塗工後フィルムを巻き取り方向と反対に回して広げ、続けて加熱してフェノキシ樹脂とＭＤＩ変性体を熱反応させた。さらに、ポリプロピレンフィルムから剥がして、厚さ約３．０μｍのフィルム（フィルムコンデンサ用フィルム）を作製した。
作製したフィルムの第２面(ポリプロピレンフィルム側の表面）及び第１面(ポリプロピレンフィルム側とは反対側の面）には、シリカ粒子が埋没していた。
フィルムの第２面側におけるフィルム表面の粒子の個数、フィルムの絶縁破壊電圧とフィルム同士の摩擦係数を測定した。結果を表１に示す。【００６９】
フィルム表面の粒子の個数は、樹脂層（フィルムコンデンサ用フィルム）の第２面側の表面に対してＳＥＭで１万倍の倍率でランダムの場所を１０視野（１視野当たり１２．５μｍ×９．５μｍ、１０視野で０．００１１８８ｍｍ２）測定し、その際に観察された１０視野分の粒子の数を数えることにより求めた。
フィルムの絶縁破壊電圧は、フィルムの第１面及び第２面に電極としてアルミ薄膜を真空蒸着機を用いて設け、その後、１２５℃の雰囲気下でフィルムに電圧を印加して求めた。フィルムに穴が開くまで電圧を上げていき、フィルムに穴が開いた電圧を絶縁破壊電圧とした。フィルムの絶縁破壊電圧を１６点測定し、その平均値を求めた。
摩擦係数の測定はＪＩＳ  Ｋ  ７１２５に準拠して行い、静摩擦係数と動摩擦係数を求めた。作製したフィルムの第２面(ポリプロピレンフィルム側の表面）と、第１面（第２面と反対側の面）を重ねて摩擦係数を測定した。【００７０】
（実施例２）
樹脂溶液の塗工量を変更した他は実施例１と同様にして厚さ約２．３μｍのフィルム（フィルムコンデンサ用フィルム）を作製した。作製したフィルムの第２面及び第１面には、シリカ粒子が埋没していた。
フィルム表面の粒子の個数、フィルムの絶縁破壊電圧とフィルム同士の摩擦係数を測定した。結果を表１に示す。【００７１】
（実施例３）
樹脂溶液を塗工するフィルムとして、平均粒径が０．１μｍ（粒径分布０．０４μｍ〜０．３μｍ）のシリカ粒子が表面に付着しているポリプロピレンフィルム（東レ（株）製：トレファン、１２μｍ厚）を用いた他は実施例１と同様にして、厚さ約２．３μｍのフィルム（フィルムコンデンサ用フィルム）を作製した。作製したフィルムの第２面及び第１面には、シリカ粒子が埋没していた。
フィルム表面の粒子の個数、フィルムの絶縁破壊電圧とフィルム同士の摩擦係数を測定した。結果を表１に示す。【００７２】
（実施例４）
樹脂溶液の塗工量を変更した他は実施例３と同様にして厚さ約１．０μｍのフィルム（フィルムコンデンサ用フィルム）を作製した。作製したフィルムの第２面及び第１面には、シリカ粒子が埋没していた。
フィルム表面の粒子の個数、フィルムの絶縁破壊電圧とフィルム同士の摩擦係数を測定した。結果を表１に示す。【００７３】
（実施例５）
熱可塑性のポリアリレート（ユニチカ(株）製、ユニファイナー）を有機溶剤に溶解させ、樹脂溶液を調合した。その樹脂溶液を、平均粒径が０．１μｍ（粒径分布０．０４μｍ〜０．３μｍ）と平均粒径０．４μｍ（粒径分布０．２μｍ〜０．６μｍ）のシリカ粒子が表面に付着しているポリプロピレンフィルム（東レ（株）製：トレファン、１２μｍ厚）上に塗工し、溶剤乾燥後、図６に示すように、塗工後フィルムを巻いた。その後、巻いた塗工後フィルムを巻き取り方向と反対に回して広げ、ポリプロピレンフィルムから剥がして、厚さ約３．０μｍのフィルム（フィルムコンデンサ用フィルム）を作製した。作製したフィルムの第２面(ポリプロピレンフィルム側の表面）及び第１面(ポリプロピレンフィルム側とは反対側の面）には、シリカ粒子が埋没していた。
フィルムの第２面側におけるフィルム表面の粒子の個数、フィルムの絶縁破壊電圧とフィルム同士の摩擦係数を測定した。結果を表１に示す。【００７４】
（比較例１）
トルエンおよびエタノールを重量比１：１で配合した溶媒中に、平均粒径０．２μｍのシリカ粒子とシランカップリング剤とを入れ、ボールミルで８時間攪拌し、シランカップリング剤で表面処理されたシリカ粒子を分散させたシリカ粒子分散液を作製した。このシリカ粒子分散液の中の粒子の粒径分布を測定したところ、平均粒径が０．４μｍであった。
フェノキシ樹脂とＭＤＩ変性体を有機溶剤に溶解させ混合し、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）を添加後、上記で作製したシリカ粒子分散液を、フェノキシ樹脂とＭＤＩ変性体の固形分重量に対して、粒子比率が１ｗｔ％になる様に添加して樹脂溶液を調合した。その樹脂溶液を、表面に離型層が付いた、平滑なＰＥＴフィルムに塗工し、溶剤乾燥後、フェノキシ樹脂とＭＤＩ変性体を熱反応させた後にＰＥＴフィルムから剥がして、厚さ約３．０μｍのフィルム（フィルムコンデンサ用フィルム）を作製した。
フィルム表面の粒子の個数、フィルムの絶縁破壊電圧とフィルム同士の摩擦係数を測定した。結果を表１に示す。【００７５】
（比較例２）
フェノキシ樹脂とＭＤＩ変性体を有機溶剤に溶解させ混合し、さらに表面調整剤を添加後、粒径が０．０１〜０．０１５μｍのシリカ分散液（日産化学（株）製、オルガノシリカゲルＭＥＫ−ＳＴ）を、フェノキシ樹脂とＭＤＩ変性体の固形分重量に対して、粒子比率が１ｗｔ％になる様に添加して樹脂溶液を調合した。その樹脂溶液を、表面に離型層が付いた、平滑なＰＥＴフィルムに塗工し、溶剤乾燥後、フェノキシ樹脂とＭＤＩ変性体を熱反応させた後にＰＥＴフィルムから剥がして、厚さ約３．０μｍのフィルム（フィルムコンデンサ用フィルム）を作製した。
フィルム表面の粒子の個数、フィルムの絶縁破壊電圧とフィルム同士の摩擦係数を測定した。結果を表１に示す。【００７６】
（比較例３）
熱可塑性のポリアリレート（ユニチカ（株）製、ユニファイナー）を有機溶剤に溶解させ、比較例１と同様にして作製したシリカ粒子分散液を、ポリアリレートの固形分重量に対して、粒子比率が１ｗｔ％になる様に添加して樹脂溶液を調合した。その樹脂溶液を、表面に離型層が付いた、平滑なＰＥＴフィルムに塗工し、溶剤乾燥後、ＰＥＴフィルムから剥がして、厚さ約３．０μｍのフィルム（フィルムコンデンサ用フィルム）を作製した。
フィルム表面の粒子の個数、フィルムの絶縁破壊電圧とフィルム同士の摩擦係数を測定した。結果を表１に示す。【００７７】
【表１】
2020039638.tif 000003
【００７８】
図７は、実施例１で作製したフィルムコンデンサ用フィルムの表面(第２面）のＳＥＭ写真である。
樹脂層１０の表面に粒子１３が存在していることがわかる。【００７９】
図８は、実施例１で作製したフィルムコンデンサ用フィルムにつき、走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）で樹脂層の表面(第２面）を観察した結果を示すグラフである。２か所での測定結果を合わせて示しており、樹脂層から突出した粒子の高さが左側（矢印Ａで示す）で約３６ｎｍ（０．０３６μｍ）、右側（矢印Ｂで示す）で約２２ｎｍ（０．０２２μｍ）であることがわかる。【００８０】
実施例１〜５、比較例１、３のフィルムコンデンサ用フィルムでは、樹脂層の表面にシリカ粒子が２０〜４０ｎｍの高さで突き出しており、樹脂層の表面にシリカ粒子が存在していることが確認された。
また、実施例１〜５のフィルムコンデンサ用フィルムでは、樹脂層のシリカ粒子が存在している面に金属層を形成した後でも、シリカ粒子が観察された。金属層の厚さは薄いため、シリカ粒子が電極を突き抜けているか、または、シリカ粒子の周囲には電極が付かなかったためと考えられる。この結果から、絶縁破壊電圧の測定時には、電極上に粒子が見えていたと推測される。【００８１】
実施例１と比較例１を比較すると、比較例１では樹脂層の内部にシリカ粒子が存在するため、絶縁破壊電圧が低くなった。
比較例２ではシリカ粒子の大きさが小さすぎたため、シリカ粒子が全て樹脂層の内部に埋もれてしまい、樹脂層の表面にシリカ粒子が存在しておらず、凹凸を形成することができなかった。そのため、フィルムコンデンサ用フィルム同士を重ね合わせた時に滑り性が悪かった。この状態では、フィルムコンデンサ用フィルムをコンデンサとして加工することが困難である。【００８２】
実施例１、２を比較すると、膜厚に対する粒径の割合が小さいと絶縁破壊電圧が大きいことが確認された。そこで、実施例３、４では、粒子の粒径を小さくし、膜厚に対する原料粒子の粒径の割合を低くしたところ、絶縁破壊電圧はさらに大きくなった。樹脂層の内部に粒子が存在しない場合においては、膜厚に対する原料粒子の粒径の割合は、フィルムの絶縁破壊電圧と相関があると考えられる。【００８３】
また、樹脂として熱可塑性樹脂を使用した実施例５と比較例３を比較すると、樹脂層内部の粒子の有無と絶縁破壊電圧の関係が、樹脂が熱可塑性樹脂の場合にも当てはまることが確認された。
【符号の説明】
【００８４】
１、２  フィルムコンデンサ用フィルム
１０、３０  樹脂層
１１、３１  第１面
１２  第２面
１３  粒子
２０、４０  金属層
５１、５２  外部端子電極
７０  基材フィルム
７１  樹脂溶液塗工面
１００  フィルムコンデンサ
１１０、１１１、１１２、１２０  金属化フィルム
【図１】
2020039638.tif 000004
【図２】
2020039638.tif 000005
【図３】
2020039638.tif 000006
【図４】
2020039638.tif 000007
【図５】
2020039638.tif 000008
【図６】
2020039638.tif 000009
【図７】
2020039638.tif 000010
【図８】
2020039638.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】令和3年2月8日(2021.2.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面と第２面を有し、その少なくとも一方の表面に粒子が存在する単層の樹脂層と、
前記樹脂層の前記第１面上に設けられた金属層と、を含むフィルムコンデンサであって、
前記樹脂層の表面に、前記樹脂層の内部よりも多くの粒子が存在することを特徴とするフィルムコンデンサ。
【請求項２】
前記樹脂層の内部には粒子が存在しない請求項１に記載のフィルムコンデンサ。
【請求項３】
前記樹脂層の前記第１面に粒子が存在し、前記粒子の表面の少なくとも一部は前記金属層から露出している請求項１又は２に記載のフィルムコンデンサ。
【請求項４】
前記粒子の平均粒径は０．１μｍ以上、０．４μｍ以下である請求項１〜３のいずれかに記載のフィルムコンデンサ。
【請求項５】
前記粒子が前記樹脂層の表面に０．００１１８８ｍｍ２あたり５個以上、１６個以下存在する請求項１〜４のいずれかに記載のフィルムコンデンサ。
【請求項６】
前記樹脂層の厚さが１μｍ以上、５μｍ以下である請求項１〜５のいずれかに記載のフィルムコンデンサ。
【請求項７】
前記粒子が無機粒子からなる請求項１〜６のいずれかに記載のフィルムコンデンサ。
【請求項８】
第１面と第２面を有し、その少なくとも一方の表面に粒子が存在する単層の樹脂層を含むフィルムコンデンサ用フィルムであって、
前記樹脂層の表面に、前記樹脂層の内部よりも多くの粒子が存在することを特徴とするフィルムコンデンサ用フィルム。
【請求項９】
前記樹脂層の内部には粒子が存在しない請求項８に記載のフィルムコンデンサ用フィルム。
【請求項１０】
前記樹脂層の前記第１面上に金属層が設けられるとともに、前記樹脂層の前記第１面に粒子が存在し、前記粒子の表面の少なくとも一部は前記金属層から露出している請求項８又は９に記載のフィルムコンデンサ用フィルム。
【請求項１１】
前記粒子の平均粒径は０．１μｍ以上、０．４μｍ以下である請求項８〜１０のいずれかに記載のフィルムコンデンサ用フィルム。
【請求項１２】
前記粒子が前記樹脂層の表面に０．００１１８８ｍｍ２あたり５個以上、１６個以下存在する請求項８〜１１のいずれかに記載のフィルムコンデンサ用フィルム。
【請求項１３】
前記樹脂層の厚さが１μｍ以上、５μｍ以下である請求項８〜１２のいずれかに記載のフィルムコンデンサ用フィルム。
【請求項１４】
前記粒子が無機粒子からなる請求項８〜１３のいずれかに記載のフィルムコンデンサ用フィルム。
【請求項１５】
基材フィルム上に樹脂溶液を塗工して樹脂層を形成する工程を含む、フィルムコンデンサ用フィルムの製造方法であって、
前記基材フィルムの樹脂溶液塗工面には粒子が付着しており、樹脂層を前記基材フィルムから剥離することにより粒子を前記基材フィルムから前記樹脂層の表面に移動させることを特徴とするフィルムコンデンサ用フィルムの製造方法。
【国際調査報告】
2020039638.tif 000012
2020039638.tif 000013
2020039638.tif 000014
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