WO2010101170A1 - フィルムコンデンサ用誘電体樹脂組成物およびその製造方法、ならびにフィルムコンデンサ - Google Patents

フィルムコンデンサ用誘電体樹脂組成物およびその製造方法、ならびにフィルムコンデンサ Download PDF

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film
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organic material
dielectric
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泰典 日置
智道 市川
宣弘 吉川
一郎 中村
一朗 中祖
小林　真一
智生 稲倉
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株式会社村田製作所
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    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
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    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/62—Polymers of compounds having carbon-to-carbon double bonds
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/30—Stacked capacitors

Definitions

  • the present invention relates to a dielectric resin composition for a film capacitor, a method for producing the same, and a film capacitor constituted by using the dielectric resin composition for a film capacitor. In particular, to improve the heat resistance of the film capacitor. It is about improvement.
  • a metal film to be first and second opposing electrodes facing each other across the resin film is formed on both main surfaces of the resin film while using a flexible resin film as a dielectric.
  • the film capacitor usually has a columnar shape formed by winding the above-described dielectric resin film, and the first and second end surfaces of the column opposite to each other are first and second, respectively. External terminal electrodes are formed.
  • the first counter electrode described above is electrically connected to the first external terminal electrode
  • the second counter electrode is electrically connected to the second external terminal electrode.
  • the dielectric resin film is mainly made of polypropylene as described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 10-119127 (Patent Document 1) in consideration of electrical characteristics, moldability, and handleability. It is common to use what is used as a component.
  • thermoplastic resin such as polypropylene
  • heat resistance inevitably becomes a problem, so it is used for applications used at high temperatures, for example, in an automobile engine room. There was a problem that it was not suitable.
  • the main component of the dielectric resin film is a polyvinyl acetal crosslinked with polyisocyanate instead of the above-mentioned polypropylene, and a dielectric filler for the purpose of improving the dielectric constant is added, for example, to the international publication. No. 2006/100833 pamphlet (Patent Document 2).
  • Polyvinyl acetal has thermosetting properties and can be dissolved in a solvent, so that a thin-layer sheet can be formed without using a method of melting and stretching like polypropylene. .
  • the dielectric resin film as disclosed in Patent Document 2 tends to have a relatively large variation in characteristics within the same film. Therefore, even when a dielectric resin film as disclosed in Patent Document 2 is used, there is a problem that the heat resistance that can be guaranteed in the lot, that is, the withstand voltage strength at a specific temperature, is lowered.
  • an object of the present invention is to provide a dielectric resin composition for a film capacitor that can solve the above-described problems and a method for producing the same.
  • Another object of the present invention is to provide a film capacitor constituted by using the above-described dielectric resin composition for a film capacitor.
  • the present invention is first directed to a dielectric resin composition for a film capacitor, and is characterized by having the following configuration in order to solve the technical problems described above.
  • the dielectric resin composition for a film capacitor according to the present invention is a mixture of two or more organic materials each having a functional group that reacts with each other, including at least the first and second organic materials, and is crosslinked with each other.
  • a cured product can be obtained, and at least the first organic material has a linear carbon repeat number of 100 or more, the cured product has a glass transition point of 130 ° C. or more,
  • the dielectric breakdown strength is 350 V / ⁇ m or more.
  • the dielectric resin composition for a film capacitor according to the present invention is a mixture of two or more organic materials including at least first and second organic materials each having a functional group that reacts with each other,
  • a cured product can be obtained by crosslinking each other, and at least the first organic material has a linear carbon repeat number of 100 or more.
  • a scanning probe microscope is used. The average value of the maximum length of the phase separation region when measured in the phase difference measurement mode is 100 nm or less.
  • the first organic material is polyvinyl acetal
  • the cured product contains 20% by weight or more of polyvinyl acetal
  • the second organic material has an isocyanate group. It is a polyisocyanate.
  • the polyvinyl acetal has a hydroxyl group of 10 to 38% by weight
  • the polyisocyanate has an isocyanate group of 1 to 50% by weight
  • the cured product contains 20 to 90% by weight of polyvinyl acetal.
  • the polyvinyl acetal is polyvinyl acetoacetal
  • the isocyanate is tolylene diisocyanate.
  • the distribution of softening points of the cured product is 50 ° C. or less in standard deviation.
  • the dielectric resin composition for film capacitors according to the present invention may further contain 30% by volume or less of a filler having a dielectric constant within ⁇ 10 of the dielectric constant of the cured product.
  • the present invention is also directed to a film capacitor configured using the above-described dielectric resin composition for a film capacitor.
  • a film capacitor according to the present invention includes a dielectric resin film obtained by curing the above-described dielectric resin composition for a film capacitor, and first and second counter electrodes facing each other with the dielectric resin film interposed therebetween. It is characterized by that.
  • the present invention is also directed to a method for producing a dielectric resin composition for film capacitors.
  • the method for producing a dielectric resin composition according to the present invention includes a step of preparing a first organic material having a predetermined functional group and having a carbon repetition number of 100 or more, and a functional group of the first organic material, A step of preparing a second organic material having a reactive functional group, and a shearing force such that a pressure when passing through a path having a diameter of 0.125 mm and a length of 5 mm is at least 50 MPa through the first organic material
  • the method is characterized by comprising a step of applying a high-pressure dispersion treatment and a step of obtaining a mixed liquid obtained by mixing at least the first organic material and the second organic material.
  • a step of forming the mixed liquid into a film and then curing it is further performed.
  • the dielectric resin composition for a film capacitor according to the present invention since a cured product having a glass transition point of 130 ° C. or higher can be obtained, the heat resistance of the dielectric resin film is increased, and a film constituted by this The guaranteed temperature as a capacitor can be increased.
  • the heat resistance of the dielectric resin film is increased as described above, a film capacitor is manufactured using the dielectric resin film. Therefore, when the counter electrode is formed by vapor deposition, the dielectric resin film is not particularly cooled. Also, the deposition process can proceed.
  • the dielectric breakdown strength of the cured product is 350 V / ⁇ m or more. Therefore, the dielectric breakdown strength of the dielectric resin film constituted by using this is reduced. Can be high. Therefore, the thickness of the dielectric resin film can be reduced while maintaining a predetermined dielectric breakdown strength, and as a result, the film capacitor can be reduced in size.
  • the number of carbon repeats in the linear direction of the first organic material is 100 or more. Flexibility can be imparted, and therefore it can be suitably used as a dielectric resin film provided in a wound film capacitor.
  • the first organic material is polyvinyl acetal
  • the cured product contains 20% by weight or more of polyvinyl acetal
  • the second organic material is a polyisocyanate having an isocyanate group.
  • the dielectric breakdown strength can be particularly increased. Therefore, the dielectric resin film in the film capacitor can be thinned, and the film capacitor can be advantageously reduced in size.
  • the above-mentioned polyvinyl acetal has a hydroxyl group of 10 to 38% by weight
  • the above polyisocyanate has an isocyanate group of 1 to 50% by weight
  • the cured product contains 20 to 90% by weight of polyvinyl acetal
  • the crosslinking density of the cured product is increased.
  • the dielectric breakdown strength of the dielectric resin film can be further increased.
  • the dielectric resin composition for a film capacitor according to the present invention further contains a filler
  • the filler has a high dielectric constant
  • the resin portion is obtained when an electric field is applied to the obtained dielectric resin film.
  • the resin portion is easily broken, and as a result, the dielectric breakdown strength may be lowered.
  • concentration of the electric field can be avoided, and the cured product Dielectric breakdown strength equivalent to that of a single case can be provided.
  • irregularities can be formed on the surface of the dielectric resin film, the slipperiness on the surface can be improved, and the winding of the dielectric resin film for the production of a wound type film capacitor can be achieved. The turning operation can be performed smoothly.
  • the first organic material having a carbon repetition number of 100 or more is subjected to a high-pressure dispersion treatment in which a predetermined shear force is applied. Since the solubility of the organic material increases and the mutual solubility between two or more kinds of organic materials including the first and second organic materials is improved, the curing reaction proceeds uniformly. As a result, the dielectric breakdown strength of the obtained dielectric resin film can be improved.
  • FIG. 1 It is a longitudinal cross-sectional view which shows an example of the film capacitor comprised using the dielectric material resin composition which concerns on this invention. It is a figure for demonstrating the determination method of the maximum length of the phase-separation area
  • FIG. 1 It is a longitudinal cross-sectional view which shows an example of the film capacitor comprised using the dielectric material resin composition which concerns on this invention. It is a figure for demonstrating the determination method of the maximum length of the phase-separation area
  • the film capacitor comprised using the dielectric resin composition which concerns on this invention is demonstrated.
  • the film capacitor 1 shown in FIG. 1 is of a winding type.
  • first and second dielectric resin films 3 and 4 wound around a winding shaft 2 The first and second counter electrodes 5 and 6 that are opposed to each other with the first or second dielectric resin film 3 or 4 interposed therebetween are electrically connected to the first and second counter electrodes 5 and 6, respectively.
  • First and second external terminal electrodes 7 and 8 to be connected are provided.
  • the first counter electrode 5 is formed on the first dielectric resin film 3, and the second counter electrode 6 is formed on the second dielectric resin film 4. At this time, the first counter electrode 5 is formed so as to reach one side edge of the first dielectric resin film 3 but not to the other side edge. On the other hand, the second counter electrode 6 is formed so as not to reach one side edge of the second dielectric resin film 4, but is formed so as to reach the other side edge.
  • the first and second dielectric resin films 3 and 4 described above are in a stacked state when wound around the winding shaft 2.
  • the first dielectric resin film 3 and the second dielectric resin film 4 are shifted from each other in the width direction so that both end portions reaching the side edges of the resin film 4 are exposed.
  • the first and second resin films 3 and 4 are wound around the winding shaft 2 as described above, whereby a substantially cylindrical capacitor body 9 is obtained.
  • the first and second dielectric resin films 3 and 4 are arranged so that the second dielectric resin film 4 is outside the first dielectric resin film 3.
  • Each of the first and second counter electrodes 5 and 6 is wound so as to face inward.
  • the first and second external terminal electrodes 7 and 8 are formed by spraying, for example, zinc on each end face of the substantially cylindrical capacitor body 9 obtained as described above.
  • the first external terminal electrode 7 is in contact with the exposed end portion of the first counter electrode 5, thereby being electrically connected to the first counter electrode 5.
  • the second external terminal electrode 8 is in contact with the exposed end of the second counter electrode 6, thereby being electrically connected to the second counter electrode 6.
  • Dielectric resin films 3 and 4 provided in such a film capacitor 1 are constituted by films obtained by curing the dielectric resin composition according to the present invention.
  • a dielectric resin composition for a film capacitor is obtained by mixing two or more kinds of organic materials each having a functional group that reacts with each other and containing at least first and second organic materials and cross-linking each other. Is obtained.
  • at least the first organic material has a linear carbon repeat number of 100 or more.
  • cured material of this dielectric resin composition satisfy
  • Such a dielectric resin composition is manufactured as follows.
  • first and second organic materials described above are prepared.
  • another organic material may be further prepared as necessary.
  • a high pressure dispersion treatment is applied to which at least the first organic material is subjected to a shearing force such that the pressure when passing through a path having a diameter of 0.125 mm and a length of 5 mm is 50 MPa or more.
  • a mixed liquid in which at least the first organic material and the second organic material are mixed is produced.
  • at least the first organic material is subjected to the high-pressure dispersion treatment, its solubility is improved, and as a result, two or more kinds including the first organic material and the second organic material are included. Mutual solubility between the organic materials is improved.
  • the above-described mixed solution is formed into a film and then cured.
  • the curing reaction can be promoted homogeneously.
  • the obtained dielectric resin The dielectric breakdown strength of the films 3 and 4 can be improved.
  • the high pressure dispersion treatment is performed on the first organic material before obtaining the mixed solution, but the high pressure dispersion treatment is performed in a state including the second organic material after obtaining the mixed solution. You may give it. In the latter case, it is presumed that the effect of the high-pressure dispersion treatment is higher.
  • the dielectric resin composition for film capacitors according to the present invention is also obtained by mixing two or more organic materials, the phase separation structure as described above is formed.
  • the dielectric resin composition according to the present invention it was found that separation into at least two phases having different physical properties occurred, such as a considerably harder phase and a considerably softer phase than the in-lot average.
  • the present inventor does not adopt the characteristics such as the glass transition point and the dielectric breakdown strength of the cured product as described above as a means for defining the extension of the dielectric resin composition for a film capacitor according to the present invention. Assuming that the above-described phase separation structure could be adopted, an experiment (see Experimental Example 4 described later) was attempted, and the following was found.
  • the dielectric resin composition for film capacitors As described above, in producing the dielectric resin composition for film capacitors according to the present invention, at least the first organic material is subjected to a high-pressure dispersion treatment.
  • the dielectric resin composition before curing obtained by such a high-pressure dispersion treatment is separated into at least two phases having different properties, such as a considerably hard phase and a considerably soft phase compared to the in-lot average.
  • the average value of the maximum lengths of the generated “phase separation regions” was found to be 100 nm or less. Therefore, the dielectric resin composition according to the present invention can be defined even under the condition that the average value of the maximum length of the phase separation region is 100 nm or less.
  • the dielectric resin composition according to the present invention preferably, polyvinyl acetal is used as the first organic material, and polyisocyanate having an isocyanate group is used as the second organic material. Moreover, it is preferable that the hardened
  • the polyvinyl acetal has a hydroxyl group of 10 to 38% by weight
  • the polyisocyanate has an isocyanate group of 1 to 50% by weight
  • the cured product contains 20 to 90% by weight of polyvinyl acetal.
  • an organic material having a functional group that reacts with a hydroxyl group or an isocyanate group and forming a part of a crosslinked structure of the cured product is further blended. Also good.
  • an organic material include a resin having an epoxy group, a silanol group, or a carboxyl group.
  • the content of the polyvinyl acetal in the cured product is preferably 30 to 80% by weight, more preferably 40 to 70% by weight.
  • the resulting dielectric resin film has a yield stress of 60 MPa or more in a tensile test and a breaking elongation of 20% or more. Therefore, the dielectric resin film can be easily transported and handled when producing a wound film capacitor, and productivity is improved.
  • the content of polyvinyl acetal when the content of polyvinyl acetal is 20% by weight or more and less than 40% by weight, the elongation at break becomes less than 20% and brittleness appears.
  • the content of polyvinyl acetal exceeds 70% by weight and not more than 90% by weight, the remaining hydroxyl group of polyvinyl acetal does not undergo cross-linking reaction, so that dielectric breakdown of the obtained dielectric resin film occurs.
  • the strength is 350 V / ⁇ m or more, it is 400 V / ⁇ m or less, which is slightly inferior to 475 V / ⁇ m, which is the maximum value obtained in the experimental examples described later.
  • polyvinyl acetal for example, polyvinyl acetoacetal is used, and as the isocyanate, for example, tolylene diisocyanate is used.
  • the dielectric resin composition for film capacitors according to the present invention preferably has a distribution of softening points of 50 ° C. or less in standard deviation after curing.
  • the distribution of the softening point expressed by the standard deviation is an index for evaluating that two or more kinds of organic materials are uniformly dispersed.
  • an ultrafine probe is pressed at regular intervals, the temperature is rapidly increased, and the displacement of the probe is measured.
  • the temperature at which the probe sharply fluctuates due to the softening of the film, that is, the softening point can be known.
  • variation in the softening point between each measurement location is represented by a standard deviation, the "unevenness" in a dielectric resin film can be prescribed
  • the dielectric resin composition according to the present invention may further contain 30% by volume or less of a filler having a dielectric constant within ⁇ 10 of the dielectric constant of the cured product.
  • a shearing force was applied to the resin solution by passing the resin solution once through a portion called an orifice having a diameter of 0.125 mm and a length of 5 mm in a high-pressure disperser at a pressure of 150 MPa.
  • the resin solution subjected to the high-pressure dispersion treatment was passed through a filter having a pore diameter of 0.45 ⁇ m five times to remove foreign matters.
  • the solid content concentration in Table 1 is set to “the blending amount of the organic material 1 with respect to the cured product” in Table 1.
  • the organic material 2 having the NCO group (isocyanate group) amount shown was added and mixed, and stirred so that the mixture became homogeneous.
  • TDI is a block type trimethylpropanol (TMP) adduct type tolylene diisocyanate of methyl ethyl ketone (MEK) oxime
  • MDI is diphenylmethane-4,4′-diisocyanate
  • HDI is hexamethylene diisocyanate.
  • the mixed liquid obtained as described above was passed through a filter having a pore diameter of 0.45 ⁇ m three times to remove foreign matters.
  • the above mixed solution was applied onto a polyethylene terephthalate (PET) sheet using a coater and dried to form a film having a thickness of 4 ⁇ m.
  • PET polyethylene terephthalate
  • the molded film was put in a hot air oven and cured at a temperature of 180 ° C. for 1 hour.
  • the cured film obtained in this way was evaluated for glass transition point, dielectric breakdown strength, dielectric constant and dielectric loss.
  • the glass transition point was measured using a differential calorimeter.
  • dielectric breakdown strength what formed the vapor deposition electrode on both surfaces of the above-mentioned film was made into the sample for evaluation.
  • the electric field strength that is reduced to 0% of the initial value due to the breakdown of the film is the dielectric breakdown strength.
  • the number of samples for each sample was five, and a value that resulted in a failure frequency of 50% in the Weibull distribution was adopted as the average value of the dielectric breakdown strength.
  • Samples 1 to 11 fall within preferable ranges not only in the scope of the present invention but also in terms of the amount of hydroxyl group, the amount of NCO group, and the blending amount of the organic material 1 with respect to the cured product. According to these samples 1 to 11, the glass transition point was 130 ° C. or higher, and the dielectric breakdown strength was 350 V / ⁇ m or higher.
  • the amount of hydroxyl group was less than 10% by weight, so that the glass transition point was less than 130 ° C. and the dielectric breakdown strength was less than 350 V / ⁇ m.
  • silica particles (dielectric constant 4) having an average particle diameter of 0.2 ⁇ m and a silane coupling agent are placed in a solvent in which toluene and ethanol are mixed at a weight ratio of 1: 1, and stirred for 8 hours with a ball mill.
  • a silica particle dispersion was prepared in which silica particles surface-treated with a ring agent were dispersed.
  • the above-mentioned mixed liquid and the silica particle dispersion are blended so that the volume concentration of silica is 30% by volume, and this blended liquid is passed through a high-pressure disperser, and has a diameter of 0.125 mm and a length of 5 mm.
  • a portion called an orifice was passed once at a pressure of 150 MPa, and a shearing force was also applied to the blended solution.
  • Experimental example 3 is for obtaining preferable conditions in a high-pressure dispersion treatment performed on an organic material having 100 or more carbon repeats.
  • a pressure of 150 MPa was applied to an orifice having a diameter of 0.125 mm and a length of 5 mm in a high-pressure dispersion treatment performed on the polyvinyl acetoacetal solution as the organic material 1.
  • the pressure and the number of treatments in the high-pressure dispersion treatment were changed as shown in “Pressure applied by the high-pressure disperser” and “Number of times” in Table 3 below, respectively, and the obtained pre-curing conditions were selected.
  • the average value of the maximum length of the phase separation structure of the film, particularly the phase separation region, was determined, the softening point within the film surface after curing was determined, and the dielectric breakdown strength was determined. Table 1 also shows data for the sample 1 produced in Experimental Example 1.
  • phase separation structure was evaluated by a phase lag measurement mode using a scanning probe microscope (SPM) as reported in, for example, Japanese Patent No. 4029356.
  • SPM scanning probe microscope
  • phase lag measurement mode is normally performed simultaneously with the surface morphology observation, whereby the local viscoelasticity of the surface can be evaluated.
  • the phase image by SPM the larger the phase lag, the brighter, and conversely, the smaller the phase lag, the darker.
  • a small phase lag is harder than the other phases, while a large phase lag means softer than the other phases. Therefore, when a plurality of resin phases having different physical properties are present on the surface, the phase separation structure can be evaluated by this measurement method.
  • the phase separation region means a region having a particularly large phase delay and a region having a particularly small phase delay.
  • the maximum value of the phase lag and the minimum value of the phase lag were measured.
  • the region and position where the phase difference is + 75% to + 100% were considered as phase separation regions.
  • the softening point in the film plane shown in Table 3 was measured with a local thermal analysis system (VESTA system manufactured by Nippon Thermal Consulting Co., Ltd.). The measurement was performed using 25 tips with a tip diameter of 30 nm and 25 points at intervals of 500 nm in a 2 ⁇ m ⁇ 2 ⁇ m region.
  • VESTA system manufactured by Nippon Thermal Consulting Co., Ltd.
  • the measurement was performed using 25 tips with a tip diameter of 30 nm and 25 points at intervals of 500 nm in a 2 ⁇ m ⁇ 2 ⁇ m region.
  • the tip temperature is increased at a constant rate, and the displacement of the probe in contact with the film is measured.
  • the temperature at which the displacement of the probe showed the maximum was taken as the softening point in the film plane.
  • Table 3 the minimum value and the maximum value of the softening point were obtained, and the standard deviation of the softening point distribution at each measurement point was calculated.
  • the dielectric breakdown strength shown in Table 3 was obtained in the same manner as the average value of the dielectric breakdown strength obtained in Experimental Example 1.
  • the higher the pressure applied by the high-pressure disperser the smaller the maximum length of the phase separation region, the smaller the standard deviation of the softening point in the film plane, and the higher the dielectric breakdown strength. It is high. From this, the higher the pressure applied by the high-pressure disperser, the higher the solubility of the organic material and the mutual solubility between the organic materials, thereby making the reaction homogeneous, resulting in higher dielectric breakdown strength. I guess it was.
  • the maximum length of the phase separation region is 100 nm or less
  • the standard deviation of the softening point in the film plane is 50 ° C. or less
  • the dielectric breakdown strength is as high as 350 V / ⁇ m or more.
  • the pressure applied by the high-pressure disperser is as low as 25 MPa, the effect of the high-pressure dispersion treatment is small even when 20 high-pressure dispersion treatments are performed, and the maximum length of the phase separation region exceeds 100 nm.
  • the standard deviation of the softening point in the film surface exceeds 50 ° C., and the dielectric breakdown strength is as low as less than 350 V / ⁇ m.

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Abstract

　フィルムコンデンサの耐熱性を高めるため、互いに対向する第１および第２の対向電極（５，６）の間に位置する誘電体樹脂フィルム（３，４）の材料として、水酸基を１０～３８重量％持ちかつ炭素繰り返し数が１００以上であるポリビニルアセタールと、イソシアネート基を１～５０重量％持つポリイソシアネートとを混合した混合液を硬化させたものを用いる。少なくとも上記ポリビニルアセタールには、直径０．１２５ｍｍおよび長さ５ｍｍの経路を通すときの圧力が５０ＭＰａ以上となるようなせん断力が加わる高圧分散処理を施しておき、その溶解性を高めることによって、硬化反応が均質に進むようにする。硬化物は、ガラス転移点が１３０℃以上となり、絶縁破壊強度が３５０Ｖ／μｍ以上となる。

Description

フィルムコンデンサ用誘電体樹脂組成物およびその製造方法、ならびにフィルムコンデンサ
　この発明は、フィルムコンデンサ用誘電体樹脂組成物およびその製造方法、ならびに上記フィルムコンデンサ用誘電体樹脂組成物を用いて構成されるフィルムコンデンサに関するもので、特に、フィルムコンデンサの耐熱性を向上させるための改良に関するものである。
　コンデンサの一種として、可撓性のある樹脂フィルムを誘電体として用いながら、樹脂フィルムを挟んで互いに対向する第１および第２の対向電極となる金属膜を樹脂フィルムの両主面上に形成してなる、フィルムコンデンサがある。フィルムコンデンサは、通常、上述の誘電体樹脂フィルムを巻回してなる円柱状の形態をなしており、当該円柱の互いに対向する第１および第２の端面上には、それぞれ、第１および第２の外部端子電極が形成されている。そして、前述した第１の対向電極は第１の外部端子電極と電気的に接続され、第２の対向電極は第２の外部端子電極と電気的に接続されている。
　上述のフィルムコンデンサにおいて、誘電体樹脂フィルムとしては、電気的特性、成形性、取り扱い性を考慮して、たとえば特開平１０‐１１９１２７号公報（特許文献１）に記載されるように、ポリプロピレンを主成分とするものを用いることが一般的である。
　しかしながら、ポリプロピレンのような熱可塑性樹脂を誘電体樹脂フィルムの主成分として用いた場合、どうしても耐熱性が課題となるため、高温下で使用される用途、たとえば自動車のエンジンルーム内での使用には適さないという問題があった。
　また、近年の市場からの小型化の要求を満たすためには、誘電体樹脂フィルムの１層あたりの薄層化が必要であるが、ポリプロピレンを主成分とするフィルムは、熱溶融させて延伸しながらシート化するといった工程を経て製造されることから、たとえば厚み２．５μｍ未満の領域になってくると、技術的な難度が高くなり、安定した厚みでのシート化が困難であるという問題もある。
　そこで、誘電体樹脂フィルムの主成分を、上述したポリプロピレンに代えて、ポリイソシアネートにより架橋されたポリビニルアセタールを用いるとともに、誘電率の向上を目的とした誘電体フィラーを添加したものが、たとえば国際公開第２００６／１００８３３号パンフレット（特許文献２）に開示されている。ポリビニルアセタールは熱硬化性の特性を有しており、溶剤に溶解させることができるので、ポリプロピレンのように熱溶融させて延伸するというような方法を用いずに薄層シートを成形することができる。
　しかしながら、上記特許文献２に開示されているような誘電体樹脂フィルムは、同じフィルム内での特性ばらつきが比較的大きくなりやすい。したがって、特許文献２に開示されているような誘電体樹脂フィルムを用いたとしても、結局、ロット内で保証できる耐熱性、すなわち特定温度における耐電圧強度が低くなってしまうという問題がある。
特開平１０－１１９１２７号公報 国際公開第２００６／１００８３３号パンフレット
　そこで、この発明の目的は、上述したような問題を解決し得るフィルムコンデンサ用誘電体樹脂組成物およびその製造方法を提供しようとすることである。
　この発明の他の目的は、上述したフィルムコンデンサ用誘電体樹脂組成物を用いて構成されるフィルムコンデンサを提供しようとすることである。
　この発明は、フィルムコンデンサ用誘電体樹脂組成物にまず向けられるものであって、上述した技術的課題を解決するため、次のような構成を備えることを特徴としている。
　すなわち、この発明に係るフィルムコンデンサ用誘電体樹脂組成物は、各々が互いに反応する官能基を有する、少なくとも第１および第２の有機材料を含む２種類以上の有機材料を混合し、かつ互いに架橋させることによって、硬化物が得られるものであって、少なくとも第１の有機材料の直鎖方向の炭素繰り返し数が１００以上であり、硬化物のガラス転移点が１３０℃以上であり、硬化物の絶縁破壊強度が３５０Ｖ／μｍ以上であることを特徴としている。
　この発明に係るフィルムコンデンサ用誘電体樹脂組成物は、上述したように、各々が互いに反応する官能基を有する、少なくとも第１および第２の有機材料を含む２種類以上の有機材料を混合し、かつ互いに架橋させることによって、硬化物が得られるものであって、少なくとも第１の有機材料の直鎖方向の炭素繰り返し数が１００以上であるが、この発明の別の局面では、走査型プローブ顕微鏡の位相差測定モードにて測定した際の、相分離領域の最大長さの平均値が１００ｎｍ以下であることを特徴としている。
　この発明に係るフィルムコンデンサ用誘電体樹脂組成物において、好ましくは、第１の有機材料がポリビニルアセタールであり、硬化物は、ポリビニルアセタールを２０重量％以上含み、第２の有機材料がイソシアネート基を持つポリイソシアネートである。
　より好ましくは、ポリビニルアセタールは水酸基を１０～３８重量％持ち、ポリイソシアネートはイソシアネート基を１～５０重量％持ち、硬化物は、ポリビニルアセタールを２０～９０重量％含む。
　また、より好ましくは、ポリビニルアセタールが、ポリビニルアセトアセタールであり、イソシアネートが、トリレンジイソシアネートである。
　この発明に係るフィルムコンデンサ用誘電体樹脂組成物は、好ましくは、硬化物についての軟化点の分布が、標準偏差で５０℃以下である。
　この発明に係るフィルムコンデンサ用誘電体樹脂組成物は、硬化物の誘電率の±１０以内の誘電率を有するフィラーを３０体積％以下さらに含有してもよい。
　この発明は、また、上述したフィルムコンデンサ用誘電体樹脂組成物を用いて構成されるフィルムコンデンサにも向けられる。この発明に係るフィルムコンデンサは、上述したフィルムコンデンサ用誘電体樹脂組成物を硬化させてなる誘電体樹脂フィルムと、誘電体樹脂フィルムを挟んで互いに対向する第１および第２の対向電極とを備えることを特徴としている。
　さらに、この発明は、フィルムコンデンサ用誘電体樹脂組成物の製造方法にも向けられる。
　この発明に係る誘電体樹脂組成物の製造方法は、所定の官能基を有しかつ炭素繰り返し数が１００以上である第１の有機材料を用意する工程と、第１の有機材料の官能基と反応する官能基を有する第２の有機材料を用意する工程と、少なくとも第１の有機材料に、直径０．１２５ｍｍおよび長さ５ｍｍの経路を通すときの圧力が５０ＭＰａ以上となるようなせん断力が加わる高圧分散処理を施す工程と、少なくとも第１の有機材料と第２の有機材料とを混合した混合液を得る工程とを備えることを特徴としている。フィルムコンデンサのための誘電体樹脂フィルムを得るためには、上記混合液をフィルム状に成形し、次いで硬化させる工程がさらに実施される。
　この発明に係るフィルムコンデンサ用誘電体樹脂組成物によれば、ガラス転移点が１３０℃以上の硬化物を得ることができるので、誘電体樹脂フィルムの耐熱性が高くなり、これをもって構成されたフィルムコンデンサとしての保証温度を高くすることができる。また、上述のように誘電体樹脂フィルムの耐熱性が高くなるので、これを用いてフィルムコンデンサを製造するため、対向電極を蒸着により形成しようとするとき、誘電体樹脂フィルムを特に冷却しなくても、蒸着工程を進めることができる。
　また、この発明に係るフィルムコンデンサ用誘電体樹脂組成物によれば、その硬化物の絶縁破壊強度が３５０Ｖ／μｍ以上であるので、これを用いて構成された誘電体樹脂フィルムの絶縁破壊強度を高くすることができる。そのため、所定の絶縁破壊強度を維持しながら、誘電体樹脂フィルムの厚みを薄くすることができ、その結果、フィルムコンデンサの小型化を図ることができる。
　また、この発明に係るフィルムコンデンサ用誘電体樹脂組成物によれば、第１の有機材料の直鎖方向の炭素繰り返し数が１００以上であるので、これから得られた誘電体樹脂フィルムに十分な可撓性を与えることができ、そのため、巻回型のフィルムコンデンサに備える誘電体樹脂フィルムとして好適に用いることができる。
　この発明に係るフィルムコンデンサ用誘電体樹脂組成物において、第１の有機材料がポリビニルアセタールであり、硬化物が、ポリビニルアセタールを２０重量％以上含み、第２の有機材料がイソシアネート基をもつポリイソシアネートである場合、特に絶縁破壊強度を高くすることができ、そのため、フィルムコンデンサにおける誘電体樹脂フィルムを薄くすることができ、フィルムコンデンサの小型化を有利に進めることができる。
　上述のポリビニルアセタールが水酸基を１０～３８重量％持ち、上述のポリイソシアネートがイソシアネート基を１～５０重量％持ち、硬化物が、ポリビニルアセタールを２０～９０重量％含むと、硬化物の架橋密度が高まり、その結果、誘電体樹脂フィルムの絶縁破壊強度をより高くすることができる。
　この発明に係るフィルムコンデンサ用誘電体樹脂組成物がフィラーをさらに含有する場合において、このフィラーが仮に高誘電率である場合には、得られた誘電体樹脂フィルムに電界を印加したとき、樹脂部分にばかり電界がかかるため、樹脂部分が破壊されやすく、その結果、絶縁破壊強度が低下することがある。これに対して、フィラーの誘電率を樹脂部分すなわち硬化物の誘電率の±１０以内にし、かつフィラーの含有率を３０体積％以下とすることにより、電界の集中を避けることができ、硬化物単独の場合と同等の絶縁破壊強度を与えることができる。また、誘電体樹脂フィルムの表面に凹凸を形成することができ、その表面での滑り性を良好なものとすることができ、巻回型のフィルムコンデンサの作製のための誘電体樹脂フィルムの巻回作業を円滑に行なうことができる。
　この発明に係る誘電体樹脂組成物の製造方法によれば、炭素繰り返し数が１００以上である第１の有機材料に対して所定のせん断力が加わる高圧分散処理が施されるので、この第１の有機材料の溶解性が高まり、第１および第２の有機材料を含む２種類以上の有機材料間の相互溶解性が向上するため、硬化反応が均質に進む。その結果、得られた誘電体樹脂フィルムの絶縁破壊強度を向上させることができる。
この発明に係る誘電体樹脂組成物を用いて構成されるフィルムコンデンサの一例を示す縦断面図である。 実験例４において求めた相分離領域の最大長さの決定方法を説明するための図である。
　図１を参照して、この発明に係る誘電体樹脂組成物を用いて構成されるフィルムコンデンサについて説明する。
　図１に示したフィルムコンデンサ１は、巻回型のものであり、簡単に言えば、巻回軸２のまわりに巻回される第１および第２の誘電体樹脂フィルム３および４と、第１または第２の誘電体樹脂フィルム３または４を挟んで互いに対向する第１および第２の対向電極５および６とを備えるとともに、第１および第２の対向電極５および６にそれぞれ電気的に接続される第１および第２の外部端子電極７および８を備えている。
　より詳細には、第１の誘電体樹脂フィルム３上に第１の対向電極５が形成され、第２の誘電体樹脂フィルム４上に第２の対向電極６が形成される。このとき、第１の対向電極５は、第１の誘電体樹脂フィルム３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、第２の対向電極６は、第２の誘電体樹脂フィルム４の一方側縁にまで届かないように形成されるが、他方側縁にまで届くように形成される。
　上述の第１および第２の誘電体樹脂フィルム３および４は、巻回軸２のまわりでの巻回にあたって、積み重ねた状態とされる。このとき、図１からわかるように、第１の対向電極５における第１の誘電体樹脂フィルム３の側縁にまで届いている側の端部および第２の対向電極６における第２の誘電体樹脂フィルム４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、第１の誘電体樹脂フィルム３と第２の誘電体樹脂フィルム４とが互いに幅方向にずらされる。そして、上述のようにして、第１および第２の樹脂フィルム３および４が巻回軸２のまわりに巻回されることによって、実質的に円柱状のコンデンサ本体９が得られる。
　なお、図１に示したフィルムコンデンサ１では、第２の誘電体樹脂フィルム４が第１の誘電体樹脂フィルム３の外側になるように、かつ第１および第２の誘電体樹脂フィルム３および４の各々について、第１および第２の対向電極５および６の各々が内方に向くように巻回されている。
　第１および第２の外部端子電極７および８は、上述のようにして得られた実質的に円柱状のコンデンサ本体９の各端面上にたとえば亜鉛を溶射することによって形成される。第１の外部端子電極７は、第１の対向電極５の露出端部と接触し、それによって第１の対向電極５と電気的に接続される。他方、第２の外部端子電極８は、第２の対向電極６の露出端部と接触し、それによって第２の対向電極６と電気的に接続される。
　このようなフィルムコンデンサ１に備える誘電体樹脂フィルム３および４が、この発明に係る誘電体樹脂組成物を硬化させて得られたフィルムから構成される。
　フィルムコンデンサ用誘電体樹脂組成物は、各々が互いに反応する官能基を有する、少なくとも第１および第２の有機材料を含む２種類以上の有機材料を混合し、かつ互いに架橋させることによって、硬化物が得られるものである。ここで、少なくとも第１の有機材料については、その直鎖方向の炭素繰り返し数が１００以上とされる。そして、この誘電体樹脂組成物の硬化物は、ガラス転移点が１３０℃以上であるという条件と、絶縁破壊強度が３５０Ｖ／μｍ以上であるという条件との双方を満たす。
　このような誘電体樹脂組成物は、次のようにして製造される。
　まず、上述の第１および第２の有機材料がそれぞれ用意される。この場合、必要に応じて、他の有機材料がさらに用意されてもよい。
　次いで、少なくとも第１の有機材料に対して、直径０．１２５ｍｍおよび長さ５ｍｍの経路を通すときの圧力が５０ＭＰａ以上となるようなせん断力が加わる高圧分散処理が施される。
　その後、少なくとも第１の有機材料と第２の有機材料とを混合した混合液が作製される。このとき、少なくとも第１の有機材料は、高圧分散処理が施されているので、その溶解性が高められていて、その結果、第１の有機材料と第２の有機材料とを含む２種類以上の有機材料間の相互溶解性が向上する。
　前述したフィルムコンデンサ１のための誘電体樹脂フィルム３および４を得るため、上述の混合液はフィルム状に成形され、次いで硬化される。このとき、第１および第２の有機材料を含む２種類以上の有機材料間の相互溶解性が高められているので、硬化反応を均質に進めることができ、その結果、得られた誘電体樹脂フィルム３および４の絶縁破壊強度を向上させることができる。
　上述した説明では、混合液を得る前に、第１の有機材料に対して高圧分散処理を施したが、混合液を得た後に、第２の有機材料をも含めた状態で高圧分散処理を施してもよい。後者の場合の方が、高圧分散処理による効果がより高くなるものと推測される。
　ところで、２種以上の有機材料を混合した場合、それらの有機材料の相互溶解性に応じて、ナノメートルないしミクロンレベルのミクロな相分離構造を形成することが一般的に知られている。
　この発明に係るフィルムコンデンサ用誘電体樹脂組成物についても、２種以上の有機材料を混合して得られたものであるので、上述したような相分離構造を形成している。特に、この発明に係る誘電体樹脂組成物では、ロット内平均に比べてかなり硬い相とかなり柔らかい相というように、物性の異なる少なくとも２つの相への分離が生じていることがわかった。
　そこで、本件発明者は、この発明に係るフィルムコンデンサ用誘電体樹脂組成物の外延を規定する手段として、前述したような硬化物のガラス転移点および絶縁破壊強度といった特性を採用するのではなく、上述の相分離構造を採用できないかと考え、実験（後述する実験例４参照）を試みたところ、次のようなことがわかった。
　前述のように、この発明に係るフィルムコンデンサ用誘電体樹脂組成物を製造するにあたっては、少なくとも第１の有機材料に高圧分散処理が施される。このような高圧分散処理を施して得られた硬化前の誘電体樹脂組成物について、ロット内平均に比べてかなり硬い相とかなり柔らかい相というように、性質の異なる少なくとも２つの相への分離が生じている「相分離領域」の最大長さの平均値を求めると、これが１００ｎｍ以下となることを見出した。よって、この相分離領域の最大長さの平均値が１００ｎｍ以下であるという条件をもってしても、この発明に係る誘電体樹脂組成物を規定することができる。
　この発明に係る誘電体樹脂組成物において、好ましくは、第１の有機材料としてポリビニルアセタールが用いられ、第２の有機材料としてイソシアネート基を持つポリイソシアネートが用いられる。また、この誘電体樹脂組成物の硬化物は、ポリビニルアセタールを２０重量％以上含むことが好ましい。
　より好ましくは、ポリビニルアセタールは水酸基を１０～３８重量％持ち、ポリイソシアネートはイソシアネート基を１～５０重量％持ち、硬化物は、ポリビニルアセタールを２０～９０重量％含む。
　上述のように、ポリビニルアセタールを２０～９０重量％含むという条件の下で、水酸基やイソシアネート基と反応する官能基を持ち、硬化物の架橋構造の一部を形成する有機材料をさらに配合してもよい。このような有機材料としては、たとえば、エポキシ基、シラノール基またはカルボキシル基をもつ樹脂が挙げられる。
　また、ポリビニルアセタールの硬化物中の含有率は、好ましくは３０～８０重量％であり、より好ましくは４０～７０重量％である。特に、ポリビニルアセタールの含有率が４０～７０重量％であると、得られた誘電体樹脂フィルムの引っ張り試験での降伏応力が６０ＭＰａ以上となり、破断伸度が２０％以上となるといった特性が得られるので、巻回型のフィルムコンデンサを作製する際の誘電体樹脂フィルムの搬送・取扱いが容易になり、生産性が向上する。
　これに対して、ポリビニルアセタールの含有率が２０重量％以上かつ４０重量％未満では、破断伸度が２０％未満となり、脆性が出る。他方、ポリビニルアセタールの含有率が７０重量％を超えかつ９０重量％以下では、ポリビニルアセタールが持つ水酸基の中で、架橋反応せずに余るものが出るため、得られた誘電体樹脂フィルムの絶縁破壊強度が３５０Ｖ／μｍ以上ではあるが、４００Ｖ／μｍ以下となり、後述する実験例において得られた最高値である４７５Ｖ／μｍに比べるとやや劣る。
　上述のポリビニルアセタールとしては、たとえばポリビニルアセトアセタールが用いられ、イソシアネートとしては、たとえばトリレンジイソシアネートが用いられる。
　この発明に係るフィルムコンデンサ用誘電体樹脂組成物は、硬化後において、軟化点の分布が標準偏差で５０℃以下であることが好ましい。この軟化点の分布を標準偏差で表わしたものは、２種類以上の有機材料が均一に分散されていることを評価する指標となる。たとえば、この発明に係るフィルムコンデンサ用誘電体樹脂組成物を熱硬化させて得られた試験フィルムについて、一定間隔ごとに極細の探針を押し当て、急昇温させて探針の変位を測定することにより、フィルムの軟化による探針の急激な変動が生じた温度、すなわち軟化点を知ることができる。そして、各測定箇所間での軟化点のばらつきを標準偏差で表わせば、この標準偏差をもって、誘電体樹脂フィルムにおける「むら」を規定することができる。
　また、この発明に係る誘電体樹脂組成物は、硬化物の誘電率の±１０以内の誘電率を有するフィラーを３０体積％以下さらに含有していてもよい。
　次に、この発明による効果を確認するために実施した実験例について説明する。
　［実験例１］
　表１に示す炭素繰り返し数および水酸基量を有する有機材料１と酢酸エチルとを混合して攪拌し、有機材料１の濃度が７重量％となる樹脂溶液を作製した。
　次に、この樹脂溶液を、高圧分散機において、直径０．１２５ｍｍおよび長さ５ｍｍのオリフィスと呼ばれる部分に、１５０ＭＰａの圧力で１回通すことによって、樹脂溶液にせん断力を加えた。次に、この高圧分散処理された樹脂溶液を、細孔径０．４５μｍのフィルタに５回通し、異物を除去した。
　次に、上記のように異物を除去した後の有機材料１を含む樹脂溶液に対して、固形分濃度が表１の「硬化物に対する有機材料１の配合量」となるように、表１に示すＮＣＯ基（イソシアネート基）量を有する有機材料２を加えて混合し、混合液が均質となるように攪拌した。
　なお、表１の有機材料２において、「ＴＤＩ」は、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）オキシムのブロック型トリメチルプロパノール（ＴＭＰ）アダクトタイプのトリレンジイソシアネートであり、「ＭＤＩ」はジフェニルメタン‐４，４´‐ジイソシアネートであり、「ＨＤＩ」はヘキサメチレンジイソシアネートである。
　上記のようにして得られた混合液を、細孔径０．４５μｍのフィルタに３回通し、異物を除去した。
　次に、コーターを用いて、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シート上に上記混合液を塗工し、乾燥して、厚さ４μｍのフィルムを成形した。次いで、この成形したフィルムを、熱風式オーブンに入れ、１８０℃の温度で１時間硬化処理した。
　このようにして得られた硬化物としてのフィルムについて、表１に示すように、ガラス転移点、絶縁破壊強度、誘電率および誘電損失を評価した。ガラス転移点については、示差型熱量分析装置を用いて測定した。また、絶縁破壊強度については、上述のフィルムの両面に蒸着電極を形成したものを評価用の試料とした。そして、電界強度２５Ｖ／μｍ刻みで、各電界強度を１０分間保持する電界印加方法の下で、フィルムの破壊によって静電容量が低下して初期値の０％となった電界強度を絶縁破壊強度と定義した。この測定では、各試料について試料数を５個とし、ワイブル分布で故障頻度５０％となる値を絶縁破壊強度の平均値として採用した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１において、試料１～１１は、この発明の範囲のみならず、水酸基量、ＮＣＯ基量、および硬化物に対する有機材料１の配合量の各点において好ましい範囲内に入るものである。これら試料１～１１によれば、ガラス転移点が１３０℃以上となり、絶縁破壊強度が３５０Ｖ／μｍ以上となった。
　これらに対し、試料１２では、有機材料１の炭素繰り返し数が１００未満であるため、成形時に細切れに破断が生じ、フィルムに成形することができなかった。
　試料１３では、水酸基量が１０重量％未満であるため、ガラス転移点が１３０℃未満となり、絶縁破壊強度が３５０Ｖ／μｍ未満となった。
　試料１４では、水酸基量が３８重量％を超えたため、有機材料１が有機溶剤に溶けず、フィルムを作製できなかった。
　試料１５では、ＮＣＯ基量が１重量％未満であるため、ガラス転移点が１３０℃未満となり、絶縁破壊強度が３５０Ｖ／μｍ未満となった。
　試料１６では、ＮＣＯ基量が５０重量％を超えたため、ＨＤＩの自己反応が速すぎて、ポリビニルアセトアセタールとＨＤＩとの混合直後にゲル化し、フィルムに成形できなかった。
　試料１７では、硬化物に対する有機材料１の配合量が２０重量％未満であるため、成形時に細切れに破断が生じ、フィルムに成形することができなかった。
　試料１８では、硬化物に対する有機材料１の配合量が９０重量％を超えるため、ガラス転移点が１３０℃未満となり、絶縁破壊強度が３５０Ｖ／μｍ未満となった。
　［実験例２］
　実験例１における試料１の場合と同様の混合液を用意した。
　他方、トルエンおよびエタノールを重量比１：１で配合した溶剤中に、平均粒径０．２μｍのシリカ粒子（誘電率４）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。
　次に、前述の混合液と上記シリカ粒子分散液とを、シリカの体積濃度が３０体積％となるように配合し、この配合液を高圧分散機に通し、直径０．１２５ｍｍおよび長さ５ｍｍのオリフィスと呼ばれる部分に、１５０ＭＰａの圧力で１回通し、この配合液に対してもせん断力を加えた。
　次に、上記配合液に対して、実験例１の場合と同様の操作を経て、硬化物としてのフィルムを得るとともに、そのガラス転移点および絶縁破壊強度を評価した。その結果、ガラス転移点は１６０℃であり、絶縁破壊強度は４７５Ｖ／μｍであった。これらは、実験例１における試料１と同じ値である。
　また、この実験例２において得られたフィルムを、直径４インチの紙管に巻き付けたところフィルム表面の滑り性が良好であり、問題なく巻き付けることができた。
　［実験例３］
　実験例３では、炭素繰り返し数が１００以上の有機材料に対して施される高圧分散処理での好ましい条件を求めるためのものである。
　より具体的には、実験例１における試料１については、有機材料１としてのポリビニルアセトアセタール溶液に対して施された高圧分散処理において、直径０．１２５ｍｍおよび長さ５ｍｍのオリフィスに、１５０ＭＰａの圧力で１回通すといった条件が選ばれたが、圧力および回数を以下の表２に示すように変え、得られたフィルムの絶縁破壊強度のばらつきおよび絶縁破壊強度の平均値を比較した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２からわかるように、圧力が１５０ＭＰａと十分に高い場合には、通過回数を１回にしても十分な分散能力を得ることができ、その結果、絶縁破壊強度のばらつきが小さく、また、絶縁破壊強度の平均値が大きくなっている。
　また、圧力が５０ＭＰａの場合には、通過回数を多くしさえすれば、所望の分散状態を得ることができ、絶縁破壊強度のばらつきが小さく、また、絶縁破壊強度の平均値が大きくできることがわかる。
　これらに対して、圧力が２５ＭＰａでは、通過回数を多くしても、絶対的な圧力が不足しているため、絶縁破壊強度のばらつきの低減や絶縁破壊強度の平均値の向上は望めない。
　［実験例４］
　実験例４では、高圧分散処理を経て得られた誘電体樹脂組成物において生じる相分離構造および硬化後の軟化点を評価し、絶縁破壊強度との関係を求めた。
　より具体的には、実験例１における試料１については、有機材料１としてのポリビニルアセトアセタール溶液に対して施された高圧分散処理において、直径０．１２５ｍｍおよび長さ５ｍｍのオリフィスに、１５０ＭＰａの圧力で１回通すといった条件が選ばれたが、高圧分散処理での圧力および処理回数を以下の表３の「高圧分散機でかける圧力」および「回数」にそれぞれ示すように変え、得られた硬化前のフィルムの相分離構造、特に、相分離領域の最大長さの平均値を求め、また、硬化後のフィルム面内の軟化点を求めるとともに、絶縁破壊強度を求めた。なお、表１には、実験例１において作製した試料１についてのデータも示されている。
　表３に示した相分離領域の最大長さの平均値は、次のようにして求めた。
　まず、相分離構造を、たとえば特許第４０２９３５６号に報告されているように、走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）を用いた位相遅れ測定モードにより評価した。
　ここで、位相遅れ測定モードは、通常、表面形態観察と同時に行なわれるものであり、これによって、表面の局所的粘弾性を評価することができる。ＳＰＭによる位相像では、位相遅れが大きいほど明るく、逆に位相遅れが小さいほど暗く表現される。位相遅れが小さいということは他の相に比べ硬く、一方、位相遅れが大きいということは他の相に比べ柔らかいことを表わしている。よって、物性の異なる複数の樹脂相が表面に存在する場合において、本測定法により相分離構造の評価が可能となる。
　上述の位相遅れ測定モードで測定された位相像から、下記の基準にて相分離領域を決定した。相分離領域とは、位相遅れが特に大きい領域、および位相遅れが特に小さい領域のことを意味する。実際には、位相遅れの最大値と位相遅れの最小値とを計測した。次いで、これら最大値と最小値との平均値を基準（ゼロ）とし、また、最大値を＋１００％、最小値を－１００％としたとき、位相差が＋７５％～＋１００％となる領域および位相差が－７５％～－１００％となる領域をともに相分離領域とみなした。
　そして、上記の相分離領域を解析するにあたって、図２に示すように、相分離領域１１を連続構造とみなした際の、最大長さ１２を測定し、その平均値を算出した。これが表３に示されている。
　表３に示したフィルム面内の軟化点については、局所熱分析システム（株式会社日本サーマル・コンサルティング製のVESTAシステム）にて測定した。測定は、先端径３０ｎｍの探針を使用し、２μｍ×２μｍの領域について５００ｎｍ間隔の２５点について行なった。測定に際しては、探針の先端を試料表面に接触させ、探針の先端の圧力を一定にした状態で、先端温度を一定速度で昇温し、フィルムに接触させた探針の変位を測定するものとし、探針の変位が最大を示した温度をフィルム面内の軟化点とした。そして、表３に示すように、この軟化点の最低値および最高値を求めるとともに、各測定点における軟化点の分布の標準偏差を算出した。
　表３に示した絶縁破壊強度については、実験例１において求めた絶縁破壊強度の平均値と同様にして求めた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表３からわかるように、高圧分散機でかける圧力を高くするほど、相分離領域の最大長さがより小さくなり、フィルム面内の軟化点の標準偏差がより小さくなり、また、絶縁破壊強度がより高くなっている。このことから、高圧分散機でかける圧力を高くするほど、有機材料の溶解性がより高まり、有機材料同士の相互溶解性が向上し、よって反応が均質となり、その結果、絶縁破壊強度がより高くなったことが推測される。
　試料２２、２３および１では、相分離領域の最大長さが１００ｎｍ以下であり、フィルム面内の軟化点の標準偏差が５０℃以下であり、絶縁破壊強度が３５０Ｖ／μｍ以上と高くなっている。
　これらに対して、試料２１では、高圧分散機でかける圧力が２５ＭＰａと低いため、２０回の高圧分散処理を行なっても、高圧分散処理の効果が小さく、相分離領域の最大長さが１００ｎｍを超え、フィルム面内の軟化点の標準偏差が５０℃を超え、絶縁破壊強度が３５０Ｖ／μｍ未満と低くなっている。
　上記試料２１からわかるように、高圧分散の圧力が低い場合には、所望の分散状態を得ることができず、結果として硬化状態が不均質となり、軟化点の標準偏差が大きくなった。このような不均質な硬化状態では、フィルム全体として高い絶縁破壊強度を実現することができなかった。
１　フィルムコンデンサ
３，４　誘電体樹脂フィルム
５，６　対向電極
１１　相分離領域
１２　最大長さ

Claims (9)

  1. 　各々が互いに反応する官能基を有する、少なくとも第１および第２の有機材料を含む２種類以上の有機材料を混合し、かつ互いに架橋させることによって、硬化物が得られるものであって、少なくとも前記第１の有機材料の直鎖方向の炭素繰り返し数が１００以上であり、前記硬化物のガラス転移点が１３０℃以上であり、前記硬化物の絶縁破壊強度が３５０Ｖ／μｍ以上である、フィルムコンデンサ用誘電体樹脂組成物。
  2. 　各々が互いに反応する官能基を有する、少なくとも第１および第２の有機材料を含む２種類以上の有機材料を混合し、かつ互いに架橋させることによって、硬化物が得られるものであって、少なくとも前記第１の有機材料の直鎖方向の炭素繰り返し数が１００以上であり、走査型プローブ顕微鏡の位相差測定モードにて測定した際の、相分離領域の最大長さの平均値が１００ｎｍ以下である、フィルムコンデンサ用誘電体樹脂組成物。
  3. 　前記第１の有機材料がポリビニルアセタールであり、前記硬化物は、前記ポリビニルアセタールを２０重量％以上含み、前記第２の有機材料がイソシアネート基を持つポリイソシアネートである、請求項１または２に記載のフィルムコンデンサ用誘電体樹脂組成物。
  4. 　前記ポリビニルアセタールは水酸基を１０～３８重量％持ち、前記ポリイソシアネートはイソシアネート基を１～５０重量％持ち、前記硬化物は、前記ポリビニルアセタールを２０～９０重量％含む、請求項３に記載のフィルムコンデンサ用誘電体樹脂組成物。
  5. 　前記ポリビニルアセタールが、ポリビニルアセトアセタールであり、前記イソシアネートが、トリレンジイソシアネートである、請求項３または４に記載のフィルムコンデンサ用誘電体樹脂組成物。
  6. 　前記硬化物についての軟化点の分布が、標準偏差で５０℃以下である、請求項１ないし５のいずれかに記載のフィルムコンデンサ用誘電体樹脂組成物。
  7. 　前記硬化物の誘電率の±１０以内の誘電率を有するフィラーを３０体積％以下さらに含有する、請求項１ないし６のいずれかに記載のフィルムコンデンサ用誘電体樹脂組成物。
  8. 　請求項１ないし７のいずれかに記載のフィルムコンデンサ用誘電体樹脂組成物を硬化させてなる誘電体樹脂フィルムと、
    　前記誘電体樹脂フィルムを挟んで互いに対向する第１および第２の対向電極と
    を備える、フィルムコンデンサ。
  9. 　所定の官能基を有しかつ炭素繰り返し数が１００以上である第１の有機材料を用意する工程と、
    　前記第１の有機材料の官能基と反応する官能基を有する第２の有機材料を用意する工程と、
    　少なくとも前記第１の有機材料に、直径０．１２５ｍｍおよび長さ５ｍｍの経路を通すときの圧力が５０ＭＰａ以上となるようなせん断力が加わる高圧分散処理を施す工程と、
    　少なくとも前記第１の有機材料と前記第２の有機材料とを混合した混合液を得る工程と
    を備える、フィルムコンデンサ用誘電体樹脂組成物の製造方法。
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