JP6904809B2 - Composite resin materials, dielectric films, film capacitors and articulated capacitors using them, inverters, electric vehicles - Google Patents
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Description
本発明は、複合樹脂材料、誘電体フィルムと、これを用いたフィルムコンデンサおよび連結型コンデンサ、ならびにインバータ、電動車輌に関する。 The present invention relates to a composite resin material, a dielectric film, a film capacitor and a connected capacitor using the same, an inverter, and an electric vehicle.
フィルムコンデンサは、例えば、ポリプロピレン樹脂をフィルム化した誘電体フィルムの表面に、蒸着によって形成された金属膜を電極として有している。このような構成により、誘電体フィルムの絶縁欠陥部で短絡が生じた場合にも、短絡のエネルギーで欠陥部周辺の金属膜が蒸発、飛散して絶縁化し、フィルムコンデンサの絶縁破壊を防止できるという利点を有している(例えば、特許文献1を参照)。 The film capacitor has, for example, a metal film formed by vapor deposition on the surface of a dielectric film made of polypropylene resin as an electrode. With such a configuration, even if a short circuit occurs in the insulation defect portion of the dielectric film, the metal film around the defect portion evaporates and scatters due to the energy of the short circuit to insulate, and it is possible to prevent dielectric breakdown of the film capacitor. It has advantages (see, for example, Patent Document 1).
このため、フィルムコンデンサは電気回路が短絡した際の発火や感電を防止することができる。このような点が注目され、近年、LED(Light Emitting Diode)照明等の電源回路への適用を始め、用途が拡大しつつある。 Therefore, the film capacitor can prevent ignition and electric shock when the electric circuit is short-circuited. This point has attracted attention, and in recent years, its application has begun to be applied to power supply circuits such as LED (Light Emitting Diode) lighting, and its applications are expanding.
ところが、フィルムコンデンサは、各種の電子部品が実装された基板上において、セラミックコンデンサなど他の電子部品に比べて依然としてサイズが大きいことから、当該基板の低背化や実装密度の向上の妨げになっている。そのため、フィルムコンデンサの小型化が検討されている。また、電子機器の小型化、コンデンサの高容量化などにより、電子部品の使用環境が高温化している。これらの電子部品には、高温の環境下でも長時間にわたり安定な電気的特性が得られる耐熱性が要求されている。 However, since the film capacitor is still larger in size than other electronic components such as ceramic capacitors on a substrate on which various electronic components are mounted, it hinders the reduction of the height of the substrate and the improvement of the mounting density. ing. Therefore, miniaturization of film capacitors is being studied. In addition, the environment in which electronic components are used is becoming hotter due to the miniaturization of electronic devices and the increase in the capacity of capacitors. These electronic components are required to have heat resistance so that stable electrical characteristics can be obtained for a long time even in a high temperature environment.
フィルムコンデンサを小型化する手段として、誘電体フィルムを薄層化することや、誘電体フィルムの積層数や巻回数を減らすことが挙げられる。誘電体フィルムを薄層化するためには、誘電体フィルムの耐電圧を向上させる必要がある。例えば、特許文献2では、耐電圧を高めるため、誘電体フィルムに、エポキシ基を有する有機樹脂にセラミック粒子を分散させた複合誘電体材料を適用することが提案されている。
As a means for reducing the size of the film capacitor, thinning the dielectric film and reducing the number of layers and the number of turns of the dielectric film can be mentioned. In order to thin the dielectric film, it is necessary to improve the withstand voltage of the dielectric film. For example,
また、耐熱性に優れる材料として、例えば特許文献3では、ポリアリレート系材料に金属アルコキシドを導入した有機−無機ハイブリッド高分子材料が提案されている。
Further, as a material having excellent heat resistance, for example,
しかしながら、特許文献2に開示された誘電体フィルムでは、耐熱性が充分でなく、また、有機樹脂とセラミック粒子との界面の有機樹脂側において電界強度が高くなり、誘電体フィルム全体として、耐電圧が低下してしまうという課題があった。また、特許文献3に開示された材料は、耐熱性に優れるが耐電圧(絶縁破壊電界)が最大で330V/μm程度であり、誘電体フィルムの薄層化には耐電圧性が不充分であるという課題があった。
However, the dielectric film disclosed in
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、絶縁破壊電界の高い複合樹脂
材料、誘電体フィルムと、これを用いたフィルムコンデンサおよび連結型コンデンサ、ならびにインバータ、電動車輌を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and provides a composite resin material having a high dielectric breakdown electric field, a dielectric film, a film capacitor and a connected capacitor using the same, an inverter, and an electric vehicle. The purpose is.
本発明の複合樹脂材料は、有機樹脂と、Ti、ZrおよびSiのうち少なくともいずれか1種である金属元素を含有する粒子とを含み、該粒子の平均粒径(d50)は、4nm以下であり、前記有機樹脂が、環状オレフィン系の樹脂材料を含むとともに、断面の100nm×100nmの面積当たり、10〜200個の前記粒子を有する、または、前記有機樹脂が、フェニレンエーテル構造を有する樹脂材料を含むとともに、断面の100nm×100nmの面積当たり、100〜600個の前記粒子を有する、または、前記有機樹脂が、ポリエステルを主骨格とする樹脂材料を含むとともに、断面の100nm×100nmの面積当たり、100〜700個の前記粒子を有する。 The composite resin material of the present invention contains an organic resin and particles containing a metal element which is at least one of Ti, Zr and Si, and the average particle size (d50) of the particles is 4 nm or less. Yes, the organic resin contains a cyclic olefin resin material and has 10 to 200 particles per 100 nm × 100 nm area of the cross section, or the organic resin is a resin material having a phenylene ether structure. With 100 to 600 particles per 100 nm × 100 nm area of cross section, or the organic resin contains a resin material having polyester as the main skeleton and per 100 nm × 100 nm area of cross section. , Has 100-700 of the particles.
本発明の誘電体フィルムは、上記の複合樹脂材料からなる。 The dielectric film of the present invention is made of the above-mentioned composite resin material.
本発明のフィルムコンデンサは、上記の誘電体フィルム上に金属膜を備えた金属化フィルムが巻回または積層されてなる本体部と、該本体部に設けられた外部電極とを有する。 The film capacitor of the present invention has a main body portion in which a metallized film having a metal film is wound or laminated on the above-mentioned dielectric film, and an external electrode provided on the main body portion.
本発明の連結型コンデンサは、上記のフィルムコンデンサが、バスバーにより複数個接続されている。 In the articulated capacitor of the present invention, a plurality of the above film capacitors are connected by a bus bar.
本発明のインバータは、スイッチング素子により構成されるブリッジ回路と、該ブリッジ回路に接続された容量部とを備えるインバータであって、前記容量部が上記のフィルムコンデンサまたは連結型コンデンサである。 The inverter of the present invention is an inverter including a bridge circuit composed of a switching element and a capacitance portion connected to the bridge circuit, and the capacitance portion is the above-mentioned film capacitor or a connected capacitor.
本発明の電動車輌は、電源と、該電源に接続されたインバータと、該インバータに接続されたモータと、該モータにより駆動する車輪と、を備える電動車両であって、前記インバータが上記のインバータである。 The electric vehicle of the present invention is an electric vehicle including a power supply, an inverter connected to the power supply, a motor connected to the inverter, and wheels driven by the motor, and the inverter is the above-mentioned inverter. Is.
本発明によれば、絶縁破壊電界の高い複合樹脂材料、誘電体フィルムと、これを用いたフィルムコンデンサおよび連結型コンデンサ、ならびにインバータ、電動車輌を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a composite resin material having a high dielectric breakdown electric field, a dielectric film, a film capacitor and a connected capacitor using the same, an inverter, and an electric vehicle.
本実施形態の複合樹脂材料は、有機樹脂と、金属元素を含有する複数の粒子とを含んでいる。粒子は、平均粒径(d50)が4nm以下の微小な粒子である。 The composite resin material of the present embodiment contains an organic resin and a plurality of particles containing a metal element. The particles are fine particles having an average particle size (d50) of 4 nm or less.
本実施形態において、金属元素を含有する粒子とは、複数の金属元素が微小な領域に近接して集合したものである。ここでは、図1に示すように、複合樹脂材料の断面を透過型電子顕微鏡(TEM)で観察したとき、白く見える金属元素が、例えば直径数nmの範囲
内に近接した集合体として見えるものを、金属元素を含有する粒子という。これは、複数の金属元素が微小な範囲に集合し、粒子状をなしているものである。換言すれば、金属元素を含有する粒子とは、複数の金属元素が微小なクラスタを形成したものである。
In the present embodiment, the particles containing a metal element are particles in which a plurality of metal elements are gathered in close proximity to a minute region. Here, as shown in FIG. 1, when a cross section of a composite resin material is observed with a transmission electron microscope (TEM), metal elements that appear white appear as aggregates that are close to each other within a range of, for example, several nm in diameter. , A particle containing a metal element. In this case, a plurality of metal elements are gathered in a minute range to form particles. In other words, a particle containing a metal element is a particle in which a plurality of metal elements form minute clusters.
このように、本実施形態の複合樹脂材料は、そのTEM写真において、白く見える複数の金属元素が近接して集合したクラスタである粒子を含む。この粒子(クラスタ)は直径の平均(平均粒径、d50)が4nm以下、特には0.5〜4nmの範囲であり、このような粒子が複数、有機樹脂中に分散している。以下、このような金属元素を含有する粒子を、金属元素含有粒子と称する場合もある。 As described above, the composite resin material of the present embodiment includes particles that are clusters in which a plurality of metal elements that appear white in the TEM photograph are closely assembled. The particles (clusters) have an average diameter (average particle size, d50) of 4 nm or less, particularly in the range of 0.5 to 4 nm, and a plurality of such particles are dispersed in the organic resin. Hereinafter, such particles containing a metal element may be referred to as metal element-containing particles.
金属元素を含有する微小な粒子の存在は、上述のように複合樹脂材料の断面を透過型電2子顕微鏡(TEM)で観察することにより確認できる。観察する試料は、たとえば厚さ100nm以下に加工したものがよい。観察倍率は、たとえば150万倍〜300万倍とすればよい。特に、走査型透過電子顕微鏡(STEM)を用いて、高角環状暗視野(HAADF)像を観察するのがよい。 The presence of fine particles containing a metal element can be confirmed by observing the cross section of the composite resin material with a transmission electron microscope (TEM) as described above. The sample to be observed should be, for example, processed to a thickness of 100 nm or less. The observation magnification may be, for example, 1.5 million times to 3 million times. In particular, it is advisable to observe a high angle annular dark field (HAADF) image using a scanning transmission electron microscope (STEM).
このような構成を有する複合樹脂材料は、たとえば平均厚みが5μm以下、特には、1〜5μmの薄層のフィルムとして好適に用いることができる。 The composite resin material having such a structure can be suitably used, for example, as a thin film having an average thickness of 5 μm or less, particularly 1 to 5 μm.
従来より、有機樹脂中に金属元素を含む無機化合物粒子のフィラーを分散させることで、有機樹脂中を移動する電荷が無機化合物粒子にトラップされ、局所的な電界集中を抑制する効果が得られることが知られている。通常は、平均粒径が数十〜数百nm程度の無機化合物粒子のフィラーを有機樹脂に混合し、分散させている。このような構造において、電荷のトラップに寄与するのは無機化合物粒子に含まれる金属元素であると考えられる。 Conventionally, by dispersing the filler of the inorganic compound particles containing a metal element in the organic resin, the electric charge moving in the organic resin is trapped by the inorganic compound particles, and the effect of suppressing the local electric field concentration can be obtained. It has been known. Usually, a filler of inorganic compound particles having an average particle size of about several tens to several hundreds nm is mixed with an organic resin and dispersed. In such a structure, it is considered that it is the metal element contained in the inorganic compound particles that contributes to the charge trap.
本実施形態では、金属元素を含む微小な粒子(金属元素含有粒子)が有機樹脂中を移動する電荷をトラップし、局所的な電界集中を抑制すると考えられる。 In the present embodiment, it is considered that minute particles containing a metal element (metal element-containing particles) trap the electric charge moving in the organic resin and suppress local electric field concentration.
金属元素含有粒子は、金属元素を含む無機化合物であってもよいが、金属元素を含む有機化合物や、無機化合物と有機化合物との混合物に金属元素が含まれたものであることが好ましい。金属元素含有粒子が、金属元素を含む有機化合物や、無機化合物と有機化合物との混合物に金属元素が含まれたものであることにより、金属元素をより微小な集団として有機樹脂中に分散させることができ、局所的な電界集中を抑制する効果を高めることができる。 The metal element-containing particles may be an inorganic compound containing a metal element, but are preferably an organic compound containing the metal element or a mixture of the inorganic compound and the organic compound containing the metal element. When the metal element-containing particles are an organic compound containing the metal element or a mixture of the inorganic compound and the organic compound containing the metal element, the metal element is dispersed in the organic resin as a finer group. It is possible to enhance the effect of suppressing local electric field concentration.
金属元素含有粒子の平均粒径は、4nm以下、より好ましくは0.5〜4nm、特には1〜2nmであることが好ましい。金属元素含有粒子の平均粒径は、例えば透過型電子顕微鏡(TEM)や走査型透過電子顕微鏡(STEM)で撮影した断面写真の画像解析や、小角X線散乱測定により得られたプロファイルを解析することにより確認できる。 The average particle size of the metal element-containing particles is 4 nm or less, more preferably 0.5 to 4 nm, and particularly preferably 1 to 2 nm. For the average particle size of the metal element-containing particles, for example, image analysis of a cross-sectional photograph taken with a transmission electron microscope (TEM) or a scanning transmission electron microscope (STEM), or a profile obtained by small-angle X-ray scattering measurement is analyzed. It can be confirmed by.
このような金属元素含有粒子による、局所的な電界集中抑制効果の発現は、金属元素含有粒子が、複数の金属元素が微小な領域に近接して存在することに起因すると考えられる。例えば、従来より、有機樹脂の官能基と金属アルコキシドとを加水分解および重縮合することにより架橋し、有機樹脂の主骨格に金属元素が導入することが行われている。この場合、主骨格に金属元素が導入されているだけである。このように、有機樹脂の主骨格が金属アルコキシドにより架橋されているだけでは、複合樹脂材料中で、複数の金属元素が微小な領域に近接する状態にはなり得ず、絶縁性の向上効果が得られにくい。 It is considered that the manifestation of the local electric field concentration suppressing effect by such metal element-containing particles is due to the presence of a plurality of metal elements in the vicinity of minute regions in the metal element-containing particles. For example, conventionally, a functional group of an organic resin and a metal alkoxide are crosslinked by hydrolysis and polycondensation, and a metal element is introduced into the main skeleton of the organic resin. In this case, only the metal element is introduced into the main skeleton. In this way, if the main skeleton of the organic resin is simply crosslinked with a metal alkoxide, a plurality of metal elements cannot be in a state of being close to a minute region in the composite resin material, and the effect of improving the insulating property can be obtained. Hard to get.
本実施形態では、複合樹脂材料中に、複数の金属元素が微小な領域に近接する金属元素含有粒子が存在する。そして、それが複合樹脂材料中で所定の分散状態を有していること
で、複合樹脂材料の絶縁性(絶縁破壊電界)をさらに向上することができる。
In the present embodiment, in the composite resin material, there are metal element-containing particles in which a plurality of metal elements are close to minute regions. Then, since it has a predetermined dispersed state in the composite resin material, the insulating property (dielectric breakdown electric field) of the composite resin material can be further improved.
有機樹脂としては、環状オレフィン(COP)系の樹脂材料、フェニレンエーテル構造を有する樹脂材料(たとえば、ポリフェニレンエーテル(PPE)など)、ポリエステルを主骨格とする樹脂材料(たとえば、ポリカーボネート(PC)、ポリアリレート(PAR))等の耐熱性に優れた樹脂材料を用いる。これら耐熱性に優れた樹脂材料を用いることで、耐熱性に優れた複合樹脂材料となる。なお、環状オレフィン(COP)系の樹脂材料、フェニレンエーテル構造を有する樹脂材料、ポリエステルを主骨格とする樹脂材料からなる樹脂材料群は、有機溶剤に可溶で金属アルコキシドとの混合が容易な点からも好適に使用できる。 Examples of the organic resin include a cyclic olefin (COP) -based resin material, a resin material having a phenylene ether structure (for example, polyphenylene ether (PPE), etc.), and a resin material having a polyester as a main skeleton (for example, polycarbonate (PC), poly). A resin material having excellent heat resistance such as allylate (PAR) is used. By using these resin materials having excellent heat resistance, a composite resin material having excellent heat resistance can be obtained. The resin material group consisting of a cyclic olefin (COP) -based resin material, a resin material having a phenylene ether structure, and a resin material having a polyester as a main skeleton is soluble in an organic solvent and easily mixed with a metal alkoxide. It can also be suitably used from.
本実施形態の複合樹脂材料の有機樹脂は、上述の樹脂材料群のうち少なくともいずれか1種を主成分とすることが好ましい。ここで、主成分とは、複合樹脂材料全体に対して質量比で50質量%以上を占める成分である。 The organic resin of the composite resin material of the present embodiment preferably contains at least one of the above-mentioned resin material groups as a main component. Here, the main component is a component that occupies 50% by mass or more in terms of mass ratio with respect to the entire composite resin material.
(分散状態の評価)
ここで、有機樹脂に分散した金属元素含有粒子の分散状態について定義する。金属元素含有粒子の密度の指標として、複合樹脂材料の断面100nm×100nmの面積当たりに存在する金属元素含有粒子の個数を、n0と定義する。
(Evaluation of distributed state)
Here, the dispersed state of the metal element-containing particles dispersed in the organic resin is defined. As an index of the density of the metal element-containing particles, the number of metal element-containing particles present per area of 100 nm × 100 nm of the cross section of the composite resin material is defined as n0.
また、微小な金属元素含有粒子の分散状態として、微小な金属元素含有粒子を所定の個数含む領域の占有率を、以下のように定義する。図2に示すように、複合樹脂材料1の断面を、10nm×10nmの複数の領域Sに分割し、各領域S中に存在する直径が10nmよりも小さい金属元素含有粒子3の個数を、n1とする。図2に示す2は有機樹脂である。n1が1〜10個である領域SをS1とし、S1の数(領域の数)をP1(図2では8領域)とし、金属元素含有粒子3の個数を測定した領域の全数(領域の数、図2では9領域)をP0とする。P1/P0を、n1が1〜10個である領域S1の占有率P(図2では8/9)とする。
Further, as the dispersed state of the fine metal element-containing particles, the occupancy rate of the region containing a predetermined number of fine metal element-containing particles is defined as follows. As shown in FIG. 2, the cross section of the
(第1実施形態:COP)
複合樹脂材料1の第1実施形態では、有機樹脂2が、環状オレフィン系の樹脂材料である、または環状オレフィン系の樹脂材料を含む。本実施形態の複合樹脂材料1は、その断面の100nm×100nmの面積当たりに、10〜200個の金属元素含有粒子3を有する、すなわち、上記のn0が10〜200個の範囲である。
(First Embodiment: COP)
In the first embodiment of the
第1実施形態では、環状オレフィン系の樹脂材料を含む有機樹脂2中に、このような密度で金属元素含有粒子3を含むことで、電界集中を効果的に抑制することができる。
In the first embodiment, the electric field concentration can be effectively suppressed by containing the metal element-containing
また、第1実施形態では、上記の占有率Pが10%以上であることが好ましい。金属元素含有粒子3がこのように均一に分散していることにより、さらに効果的に電界集中を抑制することができ、複合樹脂材料1の絶縁性(絶縁破壊電界)をより高めることができる。
Further, in the first embodiment, the occupancy rate P is preferably 10% or more. When the metal element-containing
環状オレフィン系の樹脂材料としては、たとえば一般式(1)に示すようなノルボルネン系モノマーの重合体などが挙げられる。ノルボルネン系モノマーは、環状オレフィンモノマーの一種であり、環状オレフィンモノマーとは、炭素原子で形成される環構造を有するとともに、当該環構造中に炭素−炭素二重結合を有する化合物である。環状オレフィンモノマーとしては、ノルボルネン系モノマーのほか、単環環状オレフィンなどが挙げられる。ノルボルネン系モノマーは、反応式(2)〜(5)にそれぞれ示すような開環重合、ビニル共重合、ビニル重合、またはラジカル重合などにより、環状オレフィン系の有機樹
脂2を形成する。
Examples of the cyclic olefin-based resin material include a polymer of a norbornene-based monomer represented by the general formula (1). The norbornene-based monomer is a kind of cyclic olefin monomer, and the cyclic olefin monomer is a compound having a ring structure formed by carbon atoms and having a carbon-carbon double bond in the ring structure. Examples of the cyclic olefin monomer include norbornene-based monomers and monocyclic cyclic olefins. The norbornene-based monomer forms a cyclic olefin-based
式(2)〜(5)中、R1、R2、およびR3は、任意の官能基である。また、環状オレフィン系の樹脂材料は、通常、単一の種類のノルボルネン系モノマーの重合体であるが、複数の異なる種類のノルボルネン系モノマーの重合体であってもよい。 In formulas (2) to (5), R1, R2, and R3 are arbitrary functional groups. Further, the cyclic olefin-based resin material is usually a polymer of a single type of norbornene-based monomer, but may be a polymer of a plurality of different types of norbornene-based monomers.
ノルボルネン系モノマーの具体例としては、ノルボルネン類、ジシクロペンタジエン類、テトラシクロドデセン類などが挙げられる。これらは、アルキル基、アルケニル基、アルキリデン基、アリール基などの炭化水素基や、カルボキシル基、酸無水物基などの極性基を置換基として含有する場合もあるが、非極性の、すなわち炭素原子と水素原子のみで構成されるノルボルネン系モノマーであることが好ましい。 Specific examples of the norbornene-based monomer include norbornenes, dicyclopentadiene, tetracyclododecene and the like. These may contain a hydrocarbon group such as an alkyl group, an alkenyl group, an alkylidene group or an aryl group as a substituent, or a polar group such as a carboxyl group or an acid anhydride group as a substituent, but they are non-polar, that is, a carbon atom. It is preferable that it is a norbornene-based monomer composed of only hydrogen atoms.
非極性のノルボルネン系モノマーには、非極性のジシクロペンタジエン類、非極性のテトラシクロドデセン類、非極性のノルボルネン類、五環体以上の非極性の環状オレフィン類などがある。 Non-polar norbornene-based monomers include non-polar dicyclopentadiene, non-polar tetracyclododecenes, non-polar norbornenes, and pentacyclic or higher non-polar cyclic olefins.
ノルボルネン系モノマーは、ノルボルネン環の二重結合以外に、さらに二重結合を有していてもよい。 The norbornene-based monomer may have a double bond in addition to the double bond of the norbornene ring.
このような環状オレフィン系の樹脂材料としては、具体的には、ノルボルネン系開環重合体(以下、単に開環重合体という場合もある)であるJSR株式会社製のARTON(登録商標)、日本ゼオン株式会社製のZEONEX(登録商標)、ZEONOR(登録商標)や、ノルボルネン系のビニル共重合体(以下、単にビニル共重合体という場合もある)である三井化学株式会社製のAPEL(登録商標)、APO(登録商標)、ポリプラスチック株式会社製のTOPAS (登録商標)などが市販されている。また、ノルボルネ
ン環を有するモノマーの開環重合体の水素添加物、ノルボルネン環を有するモノマーとα−オレフィン類との付加重合体、環状オレフィンの付加重合体、環状オレフィンの付加重合体の水素添加物、環状ジエンの付加重合体及び環状ジエンの付加重合体の水素添加物などを用いることもできる。これらのなかでも、特に開環重合体、すなわちノルボルネン環を有するモノマーの開環重合体が、フィルム成形性、耐薬品性などの観点から好ましい。
Specific examples of such a cyclic olefin-based resin material include Norbornene-based ring-opening polymer (hereinafter, may be simply referred to as a ring-opening polymer), ARTON (registered trademark) manufactured by JSR Corporation, Japan. ZEONEX (registered trademark) and ZEONOR (registered trademark) manufactured by Zeon Co., Ltd. and APEL (registered trademark) manufactured by Mitsui Kagaku Co., Ltd., which is a norbornene-based vinyl copolymer (hereinafter, may be simply referred to as a vinyl copolymer). ), APO (registered trademark), TOPAS (registered trademark) manufactured by Polyplastics Co., Ltd., etc. are commercially available. Further, a hydrogenated compound of a ring-opened polymer of a monomer having a norbornene ring, an addition polymer of a monomer having a norbornene ring and α-olefins, an addition polymer of a cyclic olefin, and a hydrogenated product of an addition polymer of a cyclic olefin. , A hydrogenated product of a cyclic diene addition polymer, a hydrogenated product of a cyclic diene addition polymer, and the like can also be used. Among these, a ring-opening polymer, that is, a ring-opening polymer of a monomer having a norbornene ring is particularly preferable from the viewpoint of film moldability, chemical resistance and the like.
(第2実施形態:PPE)
複合樹脂材料1の第2実施形態では、有機樹脂2が、フェニレンエーテル構造を有する樹脂材料である、またはフェニレンエーテル構造を有する樹脂材料を含む。本実施形態の複合樹脂材料1は、その断面の100nm×100nmの面積当たりに、100〜600個の金属元素含有粒子3を有する、すなわち、上記のn0が100〜600個の範囲である。
(Second embodiment: PPE)
In the second embodiment of the
第2実施形態では、フェニレンエーテル構造を有する樹脂材料を含む有機樹脂2中に、このような密度で金属元素含有粒子3を含むことで、電界集中を効果的に抑制することができる。
In the second embodiment, the electric field concentration can be effectively suppressed by containing the metal element-containing
また、第2実施形態では、上記の占有率Pが40%以上であることが好ましい。金属元素含有粒子3がこのように均一に分散していることにより、さらに効果的に電界集中を抑制することができ、複合樹脂材料1の絶縁性(絶縁破壊電界)をより高めることができる。
Further, in the second embodiment, the occupancy rate P is preferably 40% or more. When the metal element-containing
フェニレンエーテル構造を有する樹脂材料としては、例えば、核置換フェノールの重合体または共重合体、および必要に応じてスチレン系重合体、ゴム変性スチレン系重合体を含んだものが挙げられる。これらフェニレンエーテル構造を有する樹脂材料は、耐熱性、絶縁性に優れており、種々の構造部品や電気・電子部品として用いられている。 Examples of the resin material having a phenylene ether structure include those containing a polymer or copolymer of a nuclear-substituted phenol, a styrene-based polymer, and a rubber-modified styrene-based polymer, if necessary. These resin materials having a phenylene ether structure are excellent in heat resistance and insulating properties, and are used as various structural parts and electric / electronic parts.
たとえばポリフェニレンエーテルであれば、一般式(6)で表される繰り返し単位を有するポリマーが挙げられる。 For example, in the case of polyphenylene ether, a polymer having a repeating unit represented by the general formula (6) can be mentioned.
上記一般式(6)中、R4、R5、R6、R7は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、第一級または第二級の低級アルキル基、フェニル基、ハロアルキル基、アミノアルキル基、炭化水素オキシ基またはハロ炭化水素オキシ基(但し、少なくとも2個の炭素原子がハロゲン原子と酸素原子を隔てている)を示す。 In the above general formula (6), R4, R5, R6, and R7 are independently hydrogen atom, halogen atom, primary or secondary lower alkyl group, phenyl group, haloalkyl group, aminoalkyl group, respectively. Indicates a hydrocarbon oxy group or a halo hydrocarbon oxy group (provided that at least two carbon atoms separate the halogen atom from the oxygen atom).
(第3実施形態:PAR)
複合樹脂材料1の第3実施形態では、有機樹脂2が、ポリエステルを主骨格とする樹脂材料である、またはポリエステルを主骨格とする樹脂材料を含む。本実施形態の複合樹脂材料1は、その断面の100nm×100nmの面積当たりに、100〜700個の金属元素含有粒子3を有する、すなわち、上記のn0が100〜700個の範囲である。また、ポリエステルを主骨格とする樹脂材料は、アルコキシ基を有していてもよい。
(Third Embodiment: PAR)
In the third embodiment of the
本実施形態の複合樹脂材料1は、ポリエステルを主骨格とする樹脂材料を含む有機樹脂2中に、このような密度で金属元素含有粒子3を含むことで、電界集中を効果的に抑制することができる。
The
また、第3実施形態では、上記の占有率Pが50%以上であることが好ましい。金属元素含有粒子3がこのように均一に分散していることにより、さらに効果的に電界集中を抑制することができ、複合樹脂材料1の絶縁性(絶縁破壊電界)をより高めることができる。
Further, in the third embodiment, the occupancy rate P is preferably 50% or more. When the metal element-containing
ポリエステルを主骨格とする樹脂材料としては、例えばポリカーボネート、ポリアリレート、およびこれらの重合体が挙げられる。ポリカーボネートおよびポリアリレートは、耐熱性、機械的特性、電気的特性(絶縁性、誘電特性)に優れ、複合樹脂材料1の有機樹脂2として好適に用いることができる。
Examples of the resin material having polyester as the main skeleton include polycarbonate, polyarylate, and polymers thereof. Polycarbonate and polyarylate are excellent in heat resistance, mechanical properties, and electrical properties (insulating properties, dielectric properties), and can be suitably used as the
たとえば、ポリカーボネートであれば一般式(7)、ポリアリレートであれば一般式(8)または(9)で表される繰り返し単位を有するポリマーが、一例として挙げられる。 For example, a polymer having a repeating unit represented by the general formula (7) for polycarbonate and the general formula (8) or (9) for polyarylate can be mentioned as an example.
一般式(7)、(8)、または(9)中、Xは、脂肪族の2価基、環状脂肪族の2価基、一般式(10)で表される2価基から選ばれる少なくとも1種を示す。一般式(9)中、Yは、置換もしくは無置換のアリレン基を示す。 In the general formula (7), (8), or (9), X is at least selected from an aliphatic divalent group, a cyclic aliphatic divalent group, and a divalent group represented by the general formula (10). Shows one type. In the general formula (9), Y represents a substituted or unsubstituted arylene group.
一般式(10)中、R8、R9は、それぞれ独立して置換もしくは無置換のアルキル基、アリール基、またはハロゲン原子を示す。Aは、単結合、炭素原子数1〜12の直鎖状、分岐状、または環状のアルキレン基を示す。 In the general formula (10), R8 and R9 each independently represent a substituted or unsubstituted alkyl group, aryl group, or halogen atom. A represents a single bond, a linear, branched, or cyclic alkylene group having 1 to 12 carbon atoms.
上記一般式(7)、(8)、(9)中のXの具体例としては、たとえば一般式(11a)〜(11n)で表される2価基が挙げられる。 Specific examples of X in the general formulas (7), (8), and (9) include divalent groups represented by the general formulas (11a) to (11n).
このような樹脂材料の主骨格(ポリエステル)に、アルコキシ基が結合していることにより、樹脂材料の絶縁性(絶縁破壊電界)をさらに向上させることができる。 By bonding the alkoxy group to the main skeleton (polyester) of such a resin material, the insulating property (dielectric breakdown electric field) of the resin material can be further improved.
一般的に、電気絶縁性は物質の極性と相関があり、極性が低いほど電気絶縁性(絶縁破壊電界)が高く、極性が高いほど電気絶縁性(絶縁破壊電界)が低い傾向がある。ポリカーボネートやポリアリレートは、比較的極性の高い化学構造を有しており、アルコキシ基は極性の低い官能基である。したがって、ポリカーボネートやポリアリレートの分子中、特に主骨格に、極性の低い官能基であるアルコキシ基を導入することで、ポリカーボネートやポリアリレートの絶縁破壊電界を向上させることができる。 In general, the electrical insulation has a correlation with the polarity of a substance, and the lower the polarity, the higher the electrical insulation (dielectric breakdown electric field), and the higher the polarity, the lower the electrical insulation (dielectric breakdown electric field). Polycarbonate and polyarylate have a relatively highly polar chemical structure, and the alkoxy group is a functional group with low polarity. Therefore, the dielectric breakdown electric field of polycarbonate or polyarylate can be improved by introducing an alkoxy group, which is a functional group having low polarity, into the molecule of polycarbonate or polyarylate, particularly in the main skeleton.
なお、ポリエステルを主骨格とする樹脂材料であれば、ポリカーボネートおよびポリアリレート以外の樹脂材料についても、主骨格(ポリエステル)に、アルコキシ基が結合していることにより、同様に絶縁破壊電界を向上することができる。 If the resin material has polyester as the main skeleton, the dielectric breakdown electric field of resin materials other than polycarbonate and polyarylate is similarly improved by bonding the alkoxy group to the main skeleton (polyester). be able to.
第3実施形態の樹脂材料がアルコキシ基を有する場合は、樹脂材料の主骨格(ポリエステル)と、アルコキシ基とが、エステル結合により結合していることが好ましい。 When the resin material of the third embodiment has an alkoxy group, it is preferable that the main skeleton (polyester) of the resin material and the alkoxy group are bonded by an ester bond.
重合体と金属アルコキシドとを反応させると、通常は重合体の官能基と金属アルコキシドとが加水分解および重縮合することにより架橋され、分子内の主骨格に金属アルコキシド基を有する有機樹脂2となる。
When the polymer is reacted with the metal alkoxide, the functional group of the polymer and the metal alkoxide are usually crosslinked by hydrolysis and polycondensation to form an
一方、本実施形態では、樹脂材料の主骨格には、金属アルコキシドが分解したアルコキシ基が結合しており、樹脂材料の主骨格には金属元素を含まない。したがって、樹脂材料の優れた耐熱性、機械的特性、電気的特性が維持される。この場合、樹脂材料の主骨格とアルコキシ基とはエステル結合により結合することになる。 On the other hand, in the present embodiment, an alkoxy group obtained by decomposing a metal alkoxide is bonded to the main skeleton of the resin material, and the main skeleton of the resin material does not contain a metal element. Therefore, the excellent heat resistance, mechanical properties, and electrical properties of the resin material are maintained. In this case, the main skeleton of the resin material and the alkoxy group are bonded by an ester bond.
有機樹脂2とアルコキシ基との結合状態は、核磁気共鳴分光法(NMR)により確認することができる。具体的には、1H−NMR(プロトンNMR)測定、13C―NMR測定、及び二次元相関NMRのHMQC(Heteronuclear Multiple Quantum Coherence)測定、HMBC(Heteronuclear Multiple Bond Connectivity)測定を行うことにより、確認することができる。
The bonding state between the
第1実施形態、第2実施形態、第3実施形態の樹脂材料は、10nm以上の粒径を有する、金属元素含有粒子3(単に粗大粒子ともいう)または粒子3の凝集体(単に凝集体ともいう)を含んでいる場合がある。凝集体とは、隣接する粒子3同士が互いに1点以上接触している状態にある集合体を意味する。このような粗大粒子および凝集体の比率は、金属元素含有粒子3全体に対して個数基準で0.5%以下であるのがよい。10nm以上の粒径を有する、粗大粒および凝集体の比率を0.5%以下とすることにより、金属元素含有粒子3をより均一に分散させることができ、より効果的に電界集中を抑制することができ、複合樹脂材料1の絶縁性(絶縁破壊電界)をさらに高めることができる。
The resin materials of the first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment have a particle size of 10 nm or more, and are metal element-containing particles 3 (also simply referred to as coarse particles) or aggregates of the particles 3 (also simply aggregates). May contain). The agglomerate means an aggregate in which
(製法)
第1〜第3実施形態の複合樹脂材料1は、例えば以下のようにして得ることができる。
(Manufacturing method)
The
有機樹脂2の樹脂材料を有機溶剤に溶解し、樹脂溶液を作製する。同様に金属アルコキシドを有機溶剤に溶解し、金属アルコキシド溶液を作製する。金属アルコキシド溶液は、例えばろ過精度0.5μm以下のフィルタを用いて未溶解成分を除去したものを用いる。不活性雰囲気中において、作製した樹脂溶液に、金属アルコキシド溶液を混合し、24時間以上撹拌する。これらの工程を不活性雰囲気中(乾燥窒素など)で行うことにより、金属アルコキシドの加水分解を抑制し、金属アルコキシド同士を縮合反応させる。この反応により、金属元素を含有する微小な粒子3が形成され、樹脂材料と、金属元素を含有する平均粒径4nm以下の微小な粒子3と、を含む複合樹脂溶液が得られる。
The resin material of the
第3実施形態、すなわち、ポリエステルを主骨格とするポリカーボネート、ポリアリレートなどの重合体を樹脂材料として用いた場合、金属アルコキシドが重合体のエステル結合を分解し、そのエステル結合が分解した部分に金属アルコキシドのアルコキシ基が付加反応により結合する。 In the third embodiment, that is, when a polymer having a polyester as a main skeleton, such as polycarbonate or polyarylate, is used as the resin material, the metal alkoxide decomposes the ester bond of the polymer, and the metal is formed in the portion where the ester bond is decomposed. The alkoxy group of the alkoxide is bonded by the addition reaction.
この複合樹脂溶液を用いて、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)製基材フィルムの上に複合樹脂材料1を成膜すればよい。成膜法としては、ドクターブレード法、ダイコータ法およびナイフコータ法等から選ばれる一種の成形法を用いることができる。また、複合樹脂溶液を用いてディッピング、スプレーなど周知の方法により複合樹脂材料1の被膜を形成することもできる。
Using this composite resin solution, for example, the
これら、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリフェニレンエーテル、環状オレフィン系等の樹脂材料は、1種だけでもよいし2種以上を併用してもよい。また、複数成分の共重合体でもよい。さらに、主成分(50質量%以上の構成成分)が上記の樹脂材料群の
うち少なくともいずれか1種であれば、上記以外の樹脂材料を含んでいてもよい。
These resin materials such as polycarbonate, polyarylate, polyphenylene ether, and cyclic olefins may be used alone or in combination of two or more. Further, a copolymer of a plurality of components may be used. Further, if the main component (component of 50% by mass or more) is at least one of the above resin material groups, a resin material other than the above may be included.
第1〜第3実施形態の複合樹脂材料1に含まれる金属元素の含有量は、0.05〜5.0質量%、特に0.1〜4.0質量%、さらに0.2〜3.0質量%であることが好ましい。
The content of the metal element contained in the
複合樹脂材料1中に含まれる金属元素としては、たとえばMg、Si、Ti、Zr、Fe、Cu、Sn、Al、Ge、Ta、W等が挙げられる。なお、ここで言う金属元素とは、Si、Geを含むものとする。複合樹脂材料1中に含まれる金属元素は、特に、Ti、Zr、AlおよびSiからなる金属元素群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。これらの金属元素群の金属アルコキシドを用いると、有機樹脂2中で金属元素含有粒子3が形成されやすい。
Examples of the metal element contained in the
複合樹脂材料1中に含まれる金属元素は、1種だけでなく2種以上であってもよい。複合樹脂材料1中に含まれる金属元素の種類および含有量は、たとえば高周波誘導結合プラズマ(ICP)発光分光分析により確認できる。
The metal element contained in the
金属アルコキシドとしては、例えば一般式(12)で表される化合物が挙げられる。
BpM (12)
ここで、Bは炭素数1〜8、好ましくは1〜4のアルコキシ基、MはMg、Si、Ti、Zr、Fe、Cu、Sn、Al、Ge、Ta、W等の金属元素、pは2〜6の整数を示す。
Examples of the metal alkoxide include compounds represented by the general formula (12).
B p M (12)
Here, B is an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms, M is a metal element such as Mg, Si, Ti, Zr, Fe, Cu, Sn, Al, Ge, Ta, and W, and p is. Indicates an integer of 2-6.
具体的には、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラブトキシシラン等のテトラアルコキシシラン類、テトラn−プロポキシチタン、テトライソプロポキシチタン(チタニウムイソプロピレート、Ti−i−Pr)、テトラブトキシチタン(チタニウム(IV)ブトキシド、Ti−n−but)等のテトラアルコキシチタン類、テトラn−プロポキシジルコニウム、テトライソプロポキシジルコニウム、テトラブトキシジルコニウム(ジルコニウム(IV)ブトキシド、Zr−n−but)等のテトラアルコキシジルコニウム類、およびジエトキシマグネシウム、ジメトキシ銅、トリブトキシアルミニウム、テトラエトキシゲルマニウム、ペンタn−プロポキシタンタル、ヘキサエトキシタングステン等の金属アルコキシド類が挙げられる。 Specifically, tetraalkoxysilanes such as tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetraisopropoxysilane, and tetrabutoxysilane, tetran-propoxytitanium, tetraisopropoxytitanium (titanium isopropylate, Ti-i-Pr), Tetraalkoxytitaniums such as tetrabutoxytitanium (titanium (IV) butoxide, Ti-n-but), tetra-n-propoxyzirconium, tetraisopropoxyzirconium, tetrabutoxyzirconium (zirconium (IV) butoxide, Zr-n-but) Examples thereof include tetraalkoxyzirconiums such as diethoxymagnesium, dimethoxycopper, tributoxyanium, tetraethoxygermanium, pentan-propoxytantal, and metal alkoxides such as hexaethoxytitanium.
金属アルコキシドの他の例としては、例えば一般式(13)で表される化合物が挙げられる。
R10kBlM(R11mZ)n (13)
ここで、R10は水素か炭素数1〜12、好ましくは1〜5のアルキル基またはフェニル基、Bは炭素数1〜8、好ましくは1〜4のアルコキシ基、MはMg、Si、Ti、Zr、Fe、Cu、Sn、Al、Ge、Ta、W等の金属元素、R11は炭素数1〜4、好ましくは2〜4のアルキレン基またはアルキリデン基、Zはイソシアネート基、エポキシ基、カルボキシル基、酸ハロゲン化物基、酸無水物基、アミノ基、 チオール基、ビニル基
、メタクリル基、ハロゲン基等の一般的な官能基、kは0〜5の整数、lは1〜5の整数、mは0または1、nは0〜5の整数を示す。
Other examples of the metal alkoxide include, for example, the compound represented by the general formula (13).
R10 k Bl M (R11 m Z) n (13)
Here, R10 is hydrogen or an alkyl group or phenyl group having 1 to 12 carbon atoms, preferably 1 to 5, B is an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms, and M is Mg, Si, Ti. Metal elements such as Zr, Fe, Cu, Sn, Al, Ge, Ta, W, R11 is an alkylene group or alkylidene group having 1 to 4 carbon atoms, preferably 2 to 4 carbon atoms, and Z is an isocyanate group, an epoxy group or a carboxyl group. , Acid halide group, acid anhydride group, amino group, thiol group, vinyl group, methacrylic group, halogen group and other general functional groups, k is an integer of 0 to 5, l is an integer of 1 to 5, m Indicates an integer of 0 or 1, and n indicates an integer of 0 to 5.
樹脂材料および金属アルコキシドを溶解する有機溶剤としては、例えば、メタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、エチレングリコール、エチレングリコールモノプロピルエーテル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、キシレン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジメチルアセトアミド、シクロヘキサン、トルエン、クロロホルム、テトラヒドロフラン又は、これらから選択された2種以上の混合物を含んだ有機溶剤を用いる。樹脂材料を溶解する有機溶剤、および金属アルコキシドを溶解する有機溶剤は、いずれも同じ有機溶剤を用いることが好ましい。 Examples of the organic solvent that dissolves the resin material and the metal alkoxide include methanol, isopropanol, n-butanol, ethylene glycol, ethylene glycol monopropyl ether, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, xylene, propylene glycol monomethyl ether, and propylene glycol monomethyl ether acetate. , Dimethylacetamide, cyclohexane, toluene, chloroform, tetrahydrofuran, or an organic solvent containing a mixture of two or more selected from these is used. It is preferable to use the same organic solvent as the organic solvent for dissolving the resin material and the organic solvent for dissolving the metal alkoxide.
樹脂溶液における樹脂材料の濃度(樹脂濃度)は、例えば10〜40質量%、さらには20〜30質量%とするのが好ましく、金属アルコキシド溶液における金属アルコキシドの濃度(金属アルコキシド濃度)は、例えば1〜50質量%、さらには2〜30質量%とするのが好ましい。また、樹脂溶液と金属アルコキシド溶液を混合する際、樹脂材料100質量部に対する金属アルコキシドの比率は、例えば0.2〜10質量部、さらには0.5〜6.0質量部とするのが好ましい。 The concentration of the resin material in the resin solution (resin concentration) is preferably 10 to 40% by mass, more preferably 20 to 30% by mass, and the concentration of the metal alkoxide in the metal alkoxide solution is, for example, 1. It is preferably ~ 50% by mass, more preferably 2 to 30% by mass. When the resin solution and the metal alkoxide solution are mixed, the ratio of the metal alkoxide to 100 parts by mass of the resin material is preferably, for example, 0.2 to 10 parts by mass, more preferably 0.5 to 6.0 parts by mass. ..
金属元素含有粒子3の大きさは、金属アルコキシド溶液の金属アルコキシド濃度により調整できる。金属アルコキシド濃度が高いほど大きい金属元素含有粒子3が形成される傾向がある。また、金属元素含有粒子3の大きさは、金属アルコキシドの反応性にも影響される。金属アルコキシドは、種類により反応性が異なり、例えばジルコニウムを含むジルコニウム(IV)ブトキシド(Zr−n−but)は比較的反応性が低く、小さい金属元素含有粒子3を形成するのに対し、チタニウムを含むチタニウム(IV)ブトキシド(Ti−n−but)は比較的反応性が高く、大きい金属元素含有粒子3を形成する傾向がある。
The size of the metal element-containing
樹脂溶液と金属アルコキシド溶液との混合(撹拌)条件は、例えば温度10〜30℃、スターラーやミックスローターなどを用いて回転数100〜500rpmとすればよい。撹拌時間は、24〜96時間とすればよい。温度や撹拌条件を適宜調整することでも、種々の大きさの金属元素含有粒子3を得ることができる。これらの工程、すなわち樹脂溶液や金属アルコキシド溶液の作製、混合・撹拌工程は、全て乾燥雰囲気中(例えば、露点−50℃以下の空気中や窒素中など)で行うのがよい。
The mixing (stirring) conditions of the resin solution and the metal alkoxide solution may be, for example, a temperature of 10 to 30 ° C. and a rotation speed of 100 to 500 rpm using a stirrer or a mix rotor. The stirring time may be 24 to 96 hours. The metal element-containing
図3(a)は、フィルム状の複合樹脂材料1(誘電体フィルム1という場合もある)の表面に金属膜を有する構造を模式的に示す断面図であり、(b)は、積層型のフィルムコンデンサを示す外観斜視図である。 FIG. 3A is a cross-sectional view schematically showing a structure having a metal film on the surface of a film-like composite resin material 1 (sometimes referred to as a dielectric film 1), and FIG. 3B is a laminated type. It is an external perspective view which shows the film capacitor.
図3(b)に示す積層型のフィルムコンデンサAは、誘電体フィルム1の片面に金属膜4を備えた金属化フィルム5を積層した本体部6に、外部電極7が設けられた構成を、基本的な構成とするものであり、必要に応じてリード線8が設置される。
The laminated film capacitor A shown in FIG. 3B has a configuration in which an
この場合、本体部6、外部電極7およびリード線8の一部は、必要に応じて絶縁性およ
び耐環境性の点から、外装部材9に覆われていてもよい。図3(b)では、外装部材9の一部を取り除いた状態を示しており、外装部材9の取り除かれた部分を破線で示している。
In this case, a part of the
フィルム状の複合樹脂材料1(誘電体フィルム1)は、図3(a)(b)に示した積層型のフィルムコンデンサAに限らず、巻回型のフィルムコンデンサBにも適用することができる。 The film-shaped composite resin material 1 (dielectric film 1) can be applied not only to the laminated film capacitor A shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b) but also to the wound film capacitor B. ..
図4は、巻回型のフィルムコンデンサBの構成を模式的に示した展開斜視図である。フィルムコンデンサBでは、巻回された金属化フィルム5a、5bにより本体部6が構成され、本体部6の対向する端面に外部電極7a、7bとしてメタリコン電極が設けられている。
FIG. 4 is a developed perspective view schematically showing the configuration of the winding type film capacitor B. In the film capacitor B, the
金属化フィルム5aは、誘電体フィルム1aの表面に金属膜4aを有するものであり、金属化フィルム5bは、誘電体フィルム1bの表面に金属膜4bを有するものである。図4では、金属膜4a、4bは誘電体フィルム1a、1bの幅方向の一端側に、金属膜4a、4bが形成されない部分、すなわち誘電体フィルム1a、1bが露出する部分(以下、金属膜非形成部10a、10bという場合がある)を有している。金属膜非形成部10a、10bは、長手方向に連続して残るように形成されている。
The metallized
金属化フィルム5aと5bとは、誘電体フィルム1a、1bの幅方向の一方の端部に金属膜非形成部10aが位置し、もう一方の端部に金属膜非形成部10bが位置するように配置されている。金属化フィルム5aの金属膜非形成部10aとは異なる端部、および金属化フィルム5bの金属膜非形成部10bとは異なる端部は、それぞれが幅方向に突出するようにずれた状態で重ねあわされている。
In the metallized
すなわち、フィルムコンデンサBは、金属化フィルム5a(誘電体フィルム1aと金属膜4a)と、金属化フィルム5b(誘電体フィルム1bと金属膜4b)とが、図4に示すように重ねられ巻回されている。なお、図4では、フィルムコンデンサBの構成を見易くするため、誘電体フィルム1a、1b、金属膜4a、4bの厚みを、図4の奥から手前に向けて厚くなるように記載したが、実際にはこれらの厚みは一定である。
That is, in the film capacitor B, the metallized
図5は、連結型コンデンサの一実施形態の構成を模式的に示した斜視図である。図5においては構成を分かりやすくするために、外装部材9(ケースおよびモールド用の樹脂)を省略して記載している。連結型コンデンサCは、複数個のフィルムコンデンサBが一対のバスバー21、23により並列接続された構成となっている。バスバー21、23は、端子部21a、23aと、引出端子部21b、23bと、により構成されている。端子部21a、23aは外部接続用であり、引出端子部21b、23bは、フィルムコンデンサBの外部電極7a、7bにそれぞれ接続される。なお、フィルムコンデンサBに替えてフィルムコンデンサAを用いて連結型コンデンサCを構成してもよい。
FIG. 5 is a perspective view schematically showing the configuration of one embodiment of the connected capacitor. In FIG. 5, the exterior member 9 (resin for the case and the mold) is omitted in order to make the configuration easy to understand. The connection type capacitor C has a configuration in which a plurality of film capacitors B are connected in parallel by a pair of
フィルムコンデンサA、Bまたは連結型コンデンサCを構成する誘電体フィルムとして、フィルム状の複合樹脂材料1(誘電体フィルム1)を適用すると、ポリプロピレンやポリエチレンテレフタレートなどによって形成されていた従来の誘電体フィルムよりも厚みを薄くできるため、フィルムコンデンサA、Bおよび連結型コンデンサCのサイズの小型化とともに高容量化を図ることができる。 When a film-like composite resin material 1 (dielectric film 1) is applied as the dielectric film constituting the film capacitors A and B or the articulated capacitor C, a conventional dielectric film formed of polypropylene, polyethylene terephthalate, or the like is used. Since the thickness can be made thinner than that of the above, the size of the film capacitors A and B and the connected capacitor C can be reduced and the capacity can be increased.
また、誘電体フィルム1の主成分である環状オレフィン系の樹脂材料、フェニレンエーテル構造を有する樹脂材料、ポリエステルを主骨格とする樹脂材料は、いずれも耐熱性に優れた有機樹脂2である。したがって、フィルムコンデンサA、Bおよび連結型コンデン
サCの耐熱性が高いため、高温域(例えば、温度が80℃以上の雰囲気)で使用しても静電容量および絶縁抵抗の低下の小さいコンデンサ製品を得ることができる。なお、連結型コンデンサCは、図5に示したような平面的な配置の他に、フィルムコンデンサBの平坦な面同士が重なるように積み上げた構造であっても同様の効果を得ることができる。
Further, the cyclic olefin-based resin material which is the main component of the
図6は、インバータの一実施形態の構成を説明するための概略構成図である。図6には、整流後の直流から交流を作り出すインバータDの例を示している。本実施形態のインバータDは、図6に示すように、スイッチング素子(例えば、IGBT(Insulated gate Bipolar Transistor))により構成されるブリッジ回路31と、電圧安定化のためにブリ
ッジ回路31の入力端子間に配置された容量部33とを備えている。ここで、容量部33として、上記のフィルムコンデンサA、Bまたは連結型コンデンサCが適用される。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram for explaining the configuration of one embodiment of the inverter. FIG. 6 shows an example of an inverter D that produces an alternating current from a rectified direct current. As shown in FIG. 6, the inverter D of the present embodiment has a bridge circuit 31 composed of a switching element (for example, an IGBT (Insulated gate Bipolar Transistor)) and an input terminal of the bridge circuit 31 for voltage stabilization. It is provided with a
なお、このインバータDは、直流電源の電圧を昇圧する昇圧回路35に接続される。一方、ブリッジ回路31は駆動源となるモータジェネレータ(モータM)に接続される。
The inverter D is connected to a
インバータDの容量部33に上記のフィルムコンデンサA、Bまたは連結型コンデンサCを適用すると、インバータDに占める容量部33の体積を小さくすることができる。したがって、より小型化され、かつ静電容量の大きい容量部33を有するインバータDを得ることができる。また、高温域においても変調波の変動の小さいインバータDを得ることができる。
When the above-mentioned film capacitors A and B or the connected capacitor C are applied to the
図7は、電動車輌の一実施形態を示す概略構成図である。図7には、電動車輌Eとしてハイブリッド自動車(HEV)の例を示している。 FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of an electric vehicle. FIG. 7 shows an example of a hybrid electric vehicle (HEV) as the electric vehicle E.
図7における符号41は駆動用のモータ、43はエンジン、45はトランスミッション、47はインバータ、49は電源(電池)、51a、51bは前輪および後輪である。
In FIG. 7,
この電動車輌Eは、駆動源としてモータ41またはエンジン43、もしくは両方の出力がトランスミッション45を介して左右一対の前輪51aに伝達される機能を主として備えており、電源49はインバータ47を介してモータ41に接続されている。
The electric vehicle E mainly has a function of transmitting the outputs of the
また、図7に示した電動車輌Eには、電動車輌E全体の統括的な制御を行う車輌ECU53が設けられている。車輌ECU53には、イグニッションキー55や図示しないアクセルペダル、ブレーキ等の電動車輌Eからの運転者等の操作に応じた駆動信号が入力される。この車輌ECU53は、その駆動信号に基づいて指示信号をエンジンECU57、電源49、および負荷としてのインバータ47に出力する。エンジンECU57は、指示信号に応答してエンジン43の回転数を制御し、電動車輌Eを駆動する。
Further, the electric vehicle E shown in FIG. 7 is provided with a
本実施形態のフィルムコンデンサA、Bまたは連結型コンデンサCを容量部33として適用し、小型化されたインバータDを、例えば、図7に示すような電動車輌Eに搭載すると、ポリプロピレンやポリエチレンテレフタレートなどによって形成されていた従来の誘電体フィルムを適用したフィルムコンデンサや連結型コンデンサを用いた大型のインバータに比較して、車輌の重量を軽くできる。本実施形態では、このように車輌を軽量化することができ、燃費を向上させることが可能になる。また、エンジンルーム内における自動車の制御装置の占める割合を小さくできる。制御装置の占める割合を小さくすることで、エンジンルーム内に耐衝撃性を高めるための機能を内装させることが可能となり、車輌の安全性をさらに向上させることが可能になる。
When the film capacitors A and B or the concatenated capacitor C of the present embodiment are applied as the
なお、複合樹脂材料1は、上記の誘電体フィルムおよびフィルムコンデンサ以外に、種々の電子部品の絶縁膜や絶縁層、配線の絶縁被覆などにも適用できる。たとえば、プリン
ト配線基板の絶縁層や、電線の被覆として好適に使用できる。また、本実施形態のインバータDは、上記のハイブリッド自動車(HEV)のみならず、電気自動車(EV)や電動自転車、発電機、太陽電池など種々の電力変換応用製品に適用できる。
In addition to the above-mentioned dielectric film and film capacitor, the
(実施例1)
樹脂材料として、環状オレフィン系のノルボルネン系開環重合体であるZEONOR(登録商標)(日本ゼオン製)を用いた。金属アルコキシドとして、ジルコニウム(IV)ブトキシド(Zr−n−but)およびチタニウム(IV)ブトキシド(Ti−n−but)を用いた。
(Example 1)
As the resin material, ZEONOR (registered trademark) (manufactured by Zeon Corporation), which is a cyclic olefin-based norbornene-based ring-opening polymer, was used. As the metal alkoxide, zirconium (IV) butoxide (Zr-n-but) and titanium (IV) butoxide (Ti-n-but) were used.
ZEONOR(登録商標)をシクロヘキサンに溶解させ、樹脂濃度25質量%の樹脂溶液を得た。金属アルコキシドをそれぞれシクロヘキサンに溶解させ、0.45μmのフィルタを用いてろ過し、金属アルコキシド濃度5質量%の各金属アルコキシド溶液を得た。作製した樹脂溶液に、金属アルコキシド溶液を添加し、混合溶液とした。100質量部のZEONOR(登録商標)に対する金属アルコキシドの比率(質量部)を表1に示す。混合溶液を、スターラーを用いて300rpmで24時間撹拌し、複合樹脂溶液を得た。なお、溶液作製工程はすべて室温の乾燥窒素の雰囲気中で行った。 ZEONOR (registered trademark) was dissolved in cyclohexane to obtain a resin solution having a resin concentration of 25% by mass. Each metal alkoxide was dissolved in cyclohexane and filtered using a 0.45 μm filter to obtain each metal alkoxide solution having a metal alkoxide concentration of 5% by mass. A metal alkoxide solution was added to the prepared resin solution to prepare a mixed solution. Table 1 shows the ratio (parts by mass) of the metal alkoxide to 100 parts by mass of ZEONOR (registered trademark). The mixed solution was stirred at 300 rpm for 24 hours using a stirrer to obtain a composite resin solution. All the solution preparation steps were carried out in an atmosphere of dry nitrogen at room temperature.
この複合樹脂溶液を、コータを用いてポリエチレンテレフタレート(PET)の基材フィルム上に塗布し、180℃で1時間乾燥して溶剤を除去し、フィルム状の複合樹脂材料(試料No.2〜9)を作製した。なお、試料No.1は、金属アルコキシドを含まない樹脂溶液を用いて作製した。作製した試料はいずれも、厚さが3.5μm、比誘電率が約2.3であった。 This composite resin solution was applied onto a polyethylene terephthalate (PET) base film using a coater, dried at 180 ° C. for 1 hour to remove the solvent, and the film-shaped composite resin material (Sample Nos. 2-9). ) Was prepared. In addition, sample No. No. 1 was prepared using a resin solution containing no metal alkoxide. Each of the prepared samples had a thickness of 3.5 μm and a relative permittivity of about 2.3.
(実施例2)
樹脂材料として、ポリフェニレンエーテルであるザイロン(登録商標)のPPE Powder(旭化成製)を用いた。金属アルコキシドとして、ジルコニウム(IV)ブトキシド(Zr−n−but)、を用いた。
(Example 2)
As the resin material, PPE Powder (manufactured by Asahi Kasei) of Zylon (registered trademark), which is a polyphenylene ether, was used. Zirconium (IV) butoxide (Zr-n-but) was used as the metal alkoxide.
ザイロン(登録商標)をクロロホルムに溶解させ、樹脂濃度25質量%の樹脂溶液を得た。金属アルコキシドをそれぞれクロロホルムに溶解させ、0.45μmのフィルタを用いてろ過し、金属アルコキシド濃度5質量%の各金属アルコキシド溶液を得た。作製した樹脂溶液に、金属アルコキシド溶液を添加し、混合溶液とした。100質量部のザイロン(登録商標)に対する金属アルコキシドの比率(質量部)を表1に示す。混合溶液を、スターラーを用いて300rpmで24時間撹拌し、複合樹脂溶液を得た。なお、溶液作製工程はすべて室温の乾燥窒素の雰囲気中で行った。 Zylon (registered trademark) was dissolved in chloroform to obtain a resin solution having a resin concentration of 25% by mass. Each metal alkoxide was dissolved in chloroform and filtered using a 0.45 μm filter to obtain each metal alkoxide solution having a metal alkoxide concentration of 5% by mass. A metal alkoxide solution was added to the prepared resin solution to prepare a mixed solution. Table 1 shows the ratio (parts by mass) of the metal alkoxide to 100 parts by mass of Zylon (registered trademark). The mixed solution was stirred at 300 rpm for 24 hours using a stirrer to obtain a composite resin solution. All the solution preparation steps were carried out in an atmosphere of dry nitrogen at room temperature.
この複合樹脂溶液を、コータを用いてポリエチレンテレフタレート(PET)の基材フィルム上に塗布し、180℃で1時間乾燥して溶剤を除去し、フィルム状の複合樹脂材料(試料No.11〜16)を作製した。なお、試料No.10は、金属アルコキシドを含まない樹脂溶液を用いて作製した。作製した試料はいずれも、厚さが3.5μm、比誘電率が約2.6であった。 This composite resin solution was applied onto a base film of polyethylene terephthalate (PET) using a coater, dried at 180 ° C. for 1 hour to remove the solvent, and the film-shaped composite resin material (Sample Nos. 11 to 16). ) Was prepared. In addition, sample No. 10 was prepared using a resin solution containing no metal alkoxide. Each of the prepared samples had a thickness of 3.5 μm and a relative permittivity of about 2.6.
(実施例3)
樹脂材料として、ポリエステルを主骨格とするポリアリレート(U−100、ユニチカ製)を用いた。金属アルコキシドとして、ジルコニウム(IV)ブトキシド(Zr−n−but)、チタニウム(IV)ブトキシド(Ti−n−but)およびテトラエトキシシラン(TEOS)を用いた。
(Example 3)
As the resin material, polyarylate (U-100, manufactured by Unitika Ltd.) having polyester as the main skeleton was used. As the metal alkoxide, zirconium (IV) butoxide (Zr-n-but), titanium (IV) butoxide (Ti-n-but) and tetraethoxysilane (TEOS) were used.
U−100をトルエンに溶解させ、樹脂濃度25質量%の樹脂溶液を得た。また、金属アルコキシドをそれぞれトルエンに溶解させ、0.45μmのフィルタを用いてろ過し、金属アルコキシド濃度5質量%の各金属アルコキシド溶液を得た。作製した樹脂溶液に、各金属アルコキシド溶液を添加し、混合溶液とした。100質量部のU−100に対する金属アルコキシドの比率(質量部)を表1に示す。混合溶液を、スターラーを用いて300rpmで24時間撹拌し、複合樹脂溶液を得た。なお、溶液作製工程はすべて室温の乾燥窒素の雰囲気中で行った。 U-100 was dissolved in toluene to obtain a resin solution having a resin concentration of 25% by mass. Further, each metal alkoxide was dissolved in toluene and filtered using a 0.45 μm filter to obtain each metal alkoxide solution having a metal alkoxide concentration of 5% by mass. Each metal alkoxide solution was added to the prepared resin solution to prepare a mixed solution. Table 1 shows the ratio (parts by mass) of the metal alkoxide to 100 parts by mass of U-100. The mixed solution was stirred at 300 rpm for 24 hours using a stirrer to obtain a composite resin solution. All the solution preparation steps were carried out in an atmosphere of dry nitrogen at room temperature.
この複合樹脂溶液を、コータを用いてポリエチレンテレフタレート(PET)製の基材フィルム上に塗布し、180℃で1時間乾燥して溶剤を除去し、フィルム状の複合樹脂材料(試料No.18〜26)を作製した。なお、試料No.17は金属アルコキシドを含まない樹脂溶液を用いて作製した。作製した試料はいずれも、厚さが3.5μm、比誘電率が約3.2であった。 This composite resin solution was applied onto a base film made of polyethylene terephthalate (PET) using a coater, dried at 180 ° C. for 1 hour to remove the solvent, and the film-shaped composite resin material (Sample No. 18 to 18 to 18). 26) was prepared. In addition, sample No. 17 was prepared using a resin solution containing no metal alkoxide. Each of the prepared samples had a thickness of 3.5 μm and a relative permittivity of about 3.2.
作製した試料No.18〜26について、1H−NMR(プロトンNMR)測定を行った。得られた1H−NMRスペクトルには、ポリアリレートに基くピーク以外にピークが観測され、このピークは二次元相関NMR法のHMQC測定及びHMBC測定により、各アルコキシ基の酸素原子に隣接する炭素原子に結合した水素によるものであること、すなわちアルコキシ基が金属元素を介さずに直接有機樹脂の主骨格にエステル結合していることがわかった。未反応の金属アルコキシドによるピークは確認できなかった。 Prepared sample No. For 18 to 26, 1 H-NMR (proton NMR) measurement was performed. In the obtained 1 H-NMR spectrum, a peak other than the peak based on polyallylate was observed, and this peak was found by the HMQC measurement and HMBC measurement of the two-dimensional correlation NMR method, and the carbon atom adjacent to the oxygen atom of each alkoxy group was observed. It was found that the alkoxy group was ester-bonded directly to the main skeleton of the organic resin without the intervention of a metal element. No peak due to unreacted metal alkoxide could be confirmed.
(試料の評価)
実施例1〜3の複合樹脂材料に含まれる金属元素の種類および含有量は、ICP発光分光分析により確認した。複合樹脂材料に含まれる金属元素は、有機樹脂に添加した金属アルコキシドを構成する金属元素と同じであった。金属元素の種類および含有量を表1に示す。
(Sample evaluation)
The types and contents of the metal elements contained in the composite resin materials of Examples 1 to 3 were confirmed by ICP emission spectroscopic analysis. The metal element contained in the composite resin material was the same as the metal element constituting the metal alkoxide added to the organic resin. Table 1 shows the types and contents of metal elements.
複合樹脂材料をミクロトームにて100nm以下の厚さに加工し、その断面を走査型透過電子顕微鏡(STEM、日本電子、JEM―ARM200F、HAADF像、加速電圧:200kV)で倍率300万倍にて観察した。観察試料の支持膜として、カーボングリッドメッシュを用いた。その結果、試料No.2〜9、11〜16、18〜26において複合樹脂材料中に金属元素を含む平均粒径4nm以下の微小な粒子(金属元素含有粒子)が存在することを確認した。金属元素含有粒子の平均粒径、および、粒径が10nm以上である、粗大粒子・凝集体の個数比率は、STEMを用いて撮影した断面写真を画像解析することにより確認した。金属元素含有粒子の平均粒径(d50)、および、粒径が10nm以上である、粗大粒子・凝集体の個数比率を表1に示す。なお、測定範囲に、粒径が10nm以上である、粗大粒子・凝集体が観測されなかった場合は、「−」で示した。 The composite resin material is processed to a thickness of 100 nm or less with a microtome, and its cross section is observed with a scanning transmission electron microscope (STEM, JEOL, JEM-ARM200F, HAADF image, acceleration voltage: 200 kV) at a magnification of 3 million times. did. A carbon grid mesh was used as a support film for the observation sample. As a result, the sample No. In 2-9, 11-16, and 18-26, it was confirmed that fine particles (metal element-containing particles) having an average particle size of 4 nm or less containing a metal element were present in the composite resin material. The average particle size of the metal element-containing particles and the number ratio of coarse particles / aggregates having a particle size of 10 nm or more were confirmed by image analysis of a cross-sectional photograph taken using STEM. Table 1 shows the average particle size (d50) of the metal element-containing particles and the number ratio of coarse particles / aggregates having a particle size of 10 nm or more. When coarse particles / aggregates having a particle size of 10 nm or more were not observed in the measurement range, they were indicated by “−”.
さらに、複合樹脂材料中の金属元素含有粒子の分散状態を以下のように評価した。複合樹脂材料の断面100nm×100nmの面積中に含まれる金属元素含有粒子の個数を計数した。任意の5か所における100nm×100nmの面積に含まれる金属元素含有粒子の計数値を平均し、n0とした。また、上記の100nm×100nmの面積を100分割した、10nm×10nmの各領域S中に含まれる、粒径が10nmよりも小さい金属元素含有粒子の個数n1を計数した。n1が1〜10個である領域S1の数P1と、計数を行った領域Sの全数P0との比率P(P=P1/P0)を、S1の占有率とした。n0およびPを表1に示す。なお、平均粒径、粒子の個数の計数いずれの場合も、凝集粒は1個とカウントした。 Further, the dispersed state of the metal element-containing particles in the composite resin material was evaluated as follows. The number of metal element-containing particles contained in the area of the composite resin material having a cross section of 100 nm × 100 nm was counted. The count values of the metal element-containing particles contained in the area of 100 nm × 100 nm at any five locations were averaged and set to n0. Further, the number n1 of the metal element-containing particles having a particle size smaller than 10 nm contained in each region S of 10 nm × 10 nm obtained by dividing the area of 100 nm × 100 nm into 100 was counted. The ratio P (P = P1 / P0) of the number P1 of the region S1 in which n1 is 1 to 10 and the total number P0 of the counted region S was defined as the occupancy rate of S1. n0 and P are shown in Table 1. In both cases of the average particle size and the counting of the number of particles, the number of agglomerated particles was counted as one.
複合樹脂材料の絶縁破壊電界は、以下のように測定した。複合樹脂材料のフィルムからPETフィルムを剥がし、フィルム状の試料の両面に真空蒸着法により平均厚みが75n
mのAlの電極層を形成して金属化フィルムを作製した。
The dielectric breakdown electric field of the composite resin material was measured as follows. The PET film is peeled off from the film of the composite resin material, and the average thickness is 75 n on both sides of the film-like sample by the vacuum deposition method.
A metallized film was produced by forming an electrode layer of Al of m.
得られた金属化フィルムの絶縁破壊電圧を測定し、絶縁破壊電界を求めた。絶縁破壊電圧は、金属化フィルムの金属膜間に、毎秒10Vの昇圧速度で直流電圧を印加し、漏れ電流値が1.0mAを越えた瞬間の電圧値とした。金属化フィルムの絶縁破壊電界を表1に示す。 The dielectric breakdown voltage of the obtained metallized film was measured to determine the dielectric breakdown electric field. The breakdown voltage was set to the voltage value at the moment when the leakage current value exceeded 1.0 mA by applying a DC voltage between the metal films of the metallized film at a boosting rate of 10 V per second. Table 1 shows the dielectric breakdown electric fields of the metallized film.
試料No.3〜7、9、11〜15、18〜23、25および26は、有機樹脂中に平均粒径4nm以下の金属元素を含有する微小な粒子を含み、金属含有微粒子の分散状態が所定の範囲であることから、絶縁破壊電界が高く、優れた絶縁性を示すものであった。 Sample No. 3 to 7, 9, 11 to 15, 18 to 23, 25 and 26 contain fine particles containing a metal element having an average particle size of 4 nm or less in the organic resin, and the dispersed state of the metal-containing fine particles is within a predetermined range. Therefore, the dielectric breakdown electric field was high and the insulation was excellent.
一方、試料No.1、10、17は、金属元素を含有する微小粒子を含んでいなかった。試料No.2は、金属含有微小粒子の数が少なく十分な効果が得られなかった。また、試料No.8、16、24は、金属元素を含有する微小な粒子が凝集して平均粒径が4nmを超えており、10nmよりも小さい粒子の分布に偏りが生じて絶縁性が低下していた。これは、凝集した金属含有微小粒子(金属元素)間において電荷のホッピングが生じたためと考えられる。 On the other hand, sample No. Nos. 1, 10 and 17 did not contain fine particles containing a metal element. Sample No. In No. 2, the number of metal-containing fine particles was small and a sufficient effect could not be obtained. In addition, sample No. In 8, 16 and 24, fine particles containing a metal element were aggregated and the average particle size exceeded 4 nm, and the distribution of particles smaller than 10 nm was biased and the insulating property was deteriorated. It is considered that this is because charge hopping occurred between the aggregated metal-containing fine particles (metal elements).
A、B・・・・・・・フィルムコンデンサ
C・・・・・・・・・連結型コンデンサ
D、47・・・・・・インバータ
E・・・・・・・・・電動車輌
1、1a、1b・・・複合樹脂材料(誘電体フィルム)
2・・・・・・・・・有機樹脂
3・・・・・・・・・金属元素を含む粒子
4、4a、4b・・・金属膜
5、5a、5b・・・金属化フィルム
6・・・・・・・・・本体部
7、7a、7b・・・外部電極
8・・・・・・・・・リード線
9・・・・・・・・・外装部材
10a、10b・・・金属膜非形成部
21、23・・・・・バスバー
31・・・・・・・・ブリッジ回路
33・・・・・・・・容量部
35・・・・・・・・昇圧回路
41・・・・・・・・モータ
43・・・・・・・・エンジン
45・・・・・・・・トランスミッション
47・・・・・・・・インバータ
49・・・・・・・・電源
51a・・・・・・・前輪
51b・・・・・・・後輪
53・・・・・・・・車輌ECU
55・・・・・・・・イグニッションキー
57・・・・・・・・エンジンECU
A, B ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Film capacitor C ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Connected capacitor D, 47 ・ ・ ・ ・ ・ ・ Inverter E ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・
2 ·················································································································································‥ ··················································································································································· Metal film
55 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・
Claims (15)
該粒子の平均粒径(d50)は、4nm以下であり、
前記有機樹脂が、環状オレフィン系の樹脂材料を含むとともに、
断面の100nm×100nmの面積当たり、10〜200個の前記粒子を有する、複合樹脂材料。 It contains an organic resin and particles containing a metal element which is at least one of Ti, Zr and Si.
The average particle size (d50) of the particles is 4 nm or less.
The organic resin contains a cyclic olefin-based resin material and
A composite resin material having 10 to 200 of the particles per 100 nm x 100 nm area of cross section.
粒径が10nmよりも小さい前記粒子を1〜10個含む前記領域の比率が、10%以上である、請求項1に記載の複合樹脂材料。 When the cross section is divided into regions of 10 nm × 10 nm,
The composite resin material according to claim 1, wherein the ratio of the region containing 1 to 10 particles having a particle size smaller than 10 nm is 10% or more.
該粒子の平均粒径(d50)は、4nm以下であり、
前記有機樹脂が、フェニレンエーテル構造を有する樹脂材料を含むとともに、
断面の100nm×100nmの面積当たり、100〜600個の前記粒子を有する、複合樹脂材料。 It contains an organic resin and particles containing a metal element which is at least one of Ti, Zr and Si.
The average particle size (d50) of the particles is 4 nm or less.
The organic resin contains a resin material having a phenylene ether structure and
A composite resin material having 100 to 600 of the particles per 100 nm x 100 nm area of cross section.
粒径が10nmよりも小さい前記粒子を1〜10個含む前記領域の比率が、40%以上である、請求項3に記載の複合樹脂材料。 When the cross section is divided into regions of 10 nm × 10 nm,
The composite resin material according to claim 3, wherein the ratio of the region containing 1 to 10 particles having a particle size smaller than 10 nm is 40% or more.
該粒子の平均粒径(d50)は、4nm以下であり、
前記有機樹脂が、ポリエステルを主骨格とする樹脂材料を含むとともに、
断面の100nm×100nmの面積当たり、100〜700個の前記粒子を有する、複合樹脂材料。 It contains an organic resin and particles containing a metal element which is at least one of Ti, Zr and Si.
The average particle size (d50) of the particles is 4 nm or less.
The organic resin contains a resin material having polyester as a main skeleton, and
A composite resin material having 100 to 700 of the particles per 100 nm x 100 nm area of cross section.
粒径が10nmよりも小さい前記粒子を1〜10個含む前記領域の比率が、50%以上である、請求項5または6に記載の複合樹脂材料。 When the cross section is divided into regions of 10 nm × 10 nm,
The composite resin material according to claim 5 or 6, wherein the ratio of the region containing 1 to 10 particles having a particle size smaller than 10 nm is 50% or more.
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