JP2003331651A

JP2003331651A - 硬化型誘電体形成剤

Info

Publication number: JP2003331651A
Application number: JP2002136165A
Authority: JP
Inventors: Eiichi Okazaki; 栄一岡崎; Yasuyuki Sanai; 康之佐内
Original assignee: Toagosei Co Ltd
Current assignee: Toagosei Co Ltd
Priority date: 2002-05-10
Filing date: 2002-05-10
Publication date: 2003-11-21

Abstract

(57)【要約】【課題】無溶剤で硬化が速く、得られる硬化物が高温下
においても接着性及び電気特性に優れた誘電体を製造し
得る誘電体形成剤の提供。【解決手段】下記式(1)で表されるジ（メタ）アクリレ
ートからなる硬化型誘電体形成剤。【化１】〔但し、式(1)中、Ｒ₁は水素原子又はメチル基、ｎは０
以上の整数である。〕

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、硬化型誘電体形成
剤に関するもので、好ましくはフィルムコンデンサの誘
電体製造に適した形成剤であり、これにより得られるフ
ィルムコンデンサは、種々の電子機器及び電気機器等に
適用可能であり、これら技術分野で賞用され得るもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、積層フィルムコンデンサは、ポリ
エチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド
及びポリエチレンナフタレート等のベースフィルムの両
面又は片面に、アルミニウム等の金属を蒸着し、さらに
その上に誘電体用組成物を塗布し、乾燥して誘電体を形
成し、これを繰り返し、積層して製造されていた。前記
誘電体用組成物としては、例えば、ポリカーボネート、
ポリフェニレンオキサイド又はポリアクリレート等の重
合体を、例えば、ジクロロメタン、１，２−ジクロロエ
タン及びトリクロロエチレン等の有機溶剤に溶解させた
ものが使用されていた。しかしながら、当該誘電体用組
成物に用いられている有機溶剤は、近年、環境汚染や人
体に対する影響等の問題があり、この様な有機溶剤を含
まない誘電体用組成物が要求されてきている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】有機溶剤を含まない誘
電体形成剤としては、紫外線照射により硬化可能な、ジ
（メタ）アクリレートからなる無溶剤型の形成剤が提案
されている（例えば特開平６−２９１４７号公報等）。
しかしながら、前記誘電体形成剤は、得られたフィルム
コンデンサが、はんだ付け時等に高温にさらされると層
間で剥離を起し、十分な電気特性が得られないという問
題を有するものであった。

【０００４】本発明者らは、無溶剤で硬化が速く、得ら
れる硬化物が高温下においても接着性及び電気特性に優
れた誘電体を製造し得る形成剤を提供することを目的と
して鋭意検討を行ったのである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決するためには、特定構造のジ（メタ）アクリレー
トからなる形成剤が有効であることを見出し本発明を完
成した。以下、本発明を詳細に説明する。尚、本明細書
においては、アクリレート又はメタクリレートを（メ
タ）アクリレートと表す。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の形成剤は、下記式(1)で
表されるジ（メタ）アクリレート〔以下（メタ）アクリ
レートＮという〕を必須とするものである。

【０００７】

【化２】

【０００８】但し、式(1)中、Ｒ₁は水素原子又はメチル
基、ｎは０以上の整数である。ｎとしては、０〜３の化
合物が好ましい。ｎが３を超えるものは、粘度が高す
ぎ、取り扱いが難くなることがある。（メタ）アクリレ
ートＮとしては、異性体が複数存在するが、いずれの異
性体も使用できる。（メタ）アクリレートＮとしては、
前記式(1)においてｎが０の化合物が好ましい。又、そ
の構造としては、トランス体が好ましい。（メタ）アク
リレートＮの特に好ましいものは、ｎが０でトランス体
の化合物である。

【０００９】本発明の形成剤は、必須成分の（メタ）ア
クリレートＮの他、必要に応じて、他の（メタ）アクリ
レートを配合した形成剤であっても良い。当該（メタ）
アクリレートとしては、モノマー及びオリゴマーのいず
れも使用できる。

【００１０】モノマーの例としては、２−ヒドロキシエ
チル（メタ）アクリレート及び２−ヒドロキシプロピル
（メタ）アクリレート等のヒドロキシアルキル（メタ）
アクリレート；フェノキシエチル（メタ）アクリレート
等のフェノールのアルキレンオキシド付加物のアクリレ
ート類及びそのハロゲン核置換体；エチレングリコール
のモノ又はジ（メタ）アクリレート、メトキシエチレン
グリコールのモノ（メタ）アクリレート、テトラエチレ
ングリコールのモノ又はジ（メタ）アクリレート及びト
リプロピレングリコールのモノ又はジ（メタ）アクリレ
ート等のグリコールのモノ又はジ（メタ）アクリレー
ト；トリシクロデカンジメタノールジ（メタ）アクリレ
ート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレー
ト、トリヒドロキシエチルイソシアヌレートトリ（メ
タ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）
アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）ア
クリレート及びジペンタエリスリトールヘキサアクリレ
ート等のポリオールの（メタ）アクリレート、並びにこ
れらポリオールのアルキレンオキサイド付加物の（メ
タ）アクリレート等が挙げられる。

【００１１】オリゴマーとしては、ウレタン（メタ）ア
クリレート、ポリエステル（メタ）アクリレート及びエ
ポキシ（メタ）アクリレート等が挙げられる。

【００１２】ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマー
としては、ポリオールと有機ポリイソシアネート反応物
に対して、さらにヒドロキシル基含有（メタ）アクリレ
ートを反応させた反応物等が挙げられる。ここで、ポリ
オールとしては、低分子量ポリオール、ポリエチレング
リコール及びポリエステルポリオール等がある。低分子
量ポリオールとしては、エチレングリコール、プロピレ
ングリコール、シクロヘキサンジメタノール及び３−メ
チル−１，５−ペンタンジオール等が挙げられ、ポリエ
ーテルポリオールとしては、ポリエチレングリコール及
びポリプロピレングリコール等が挙げられ、ポリエステ
ルポリオールとしては、これら低分子量ポリオール又は
／及びポリエーテルポリオールと、アジピン酸、コハク
酸、フタル酸、ヘキサヒドロフタル酸及びテレフタル酸
等の二塩基酸又はその無水物等の酸成分との反応物が挙
げられる。有機ポリイソシアネートとしては、トリレン
ジイソシアネート、４，４’−ジフェニルメタンジイソ
シアネート、４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソ
シアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート及びイソ
ホロンジイソシアネート等が挙げられる。ヒドロキシル
基含有（メタ）アクリレートとしては、２−ヒドロキシ
エチル（メタ）アクリレート及び２−ヒドロキシプロピ
ル（メタ）アクリレート等のヒドロキシアルキル（メ
タ）アクリレート等が挙げられる。

【００１３】ポリエステル（メタ）アクリレートオリゴ
マーとしては、ポリエステルポリオールと（メタ）アク
リル酸との脱水縮合物が挙げられる。ポリエステルポリ
オールとしては、エチレングリコール、ポリエチレング
リコール、シクロヘキサンジメタノール、３−メチル−
１，５−ペンタンジオール、プロピレングリコール、ポ
リプロピレングリコール、１，６−ヘキサンジオール及
びトリメチロールプロパン等の低分子量ポリオール、並
びにこれらのアルキレンオキシド付加物等のポリオール
と、アジピン酸、コハク酸、フタル酸、ヘキサヒドロフ
タル酸及びテレフタル酸等の二塩基酸又はその無水物等
の酸成分とからの反応物等が挙げられる。

【００１４】エポキシアクリレートは、エポキシ樹脂に
（メタ）アクリル酸を付加反応させたもので、ビスフェ
ノールＡ型エポキシ樹脂の（メタ）アクリレート、フェ
ノール又はクレゾールノボラック型エポキシ樹脂の（メ
タ）アクリレート及びポリエーテルのジグリシジルエー
テルの（メタ）アクリル酸付物等が挙げられる。

【００１５】本発明の形成剤は、電子線又は紫外線等の
活性エネルギー線の照射、又は加熱により硬化させるこ
とができる。

【００１６】本発明の形成剤を紫外線により硬化させる
場合には、形成剤に光重合開始剤を配合する。尚、電子
線により硬化させる場合には、形成剤に光重合開始剤を
配合する必要はない。光重合開始剤としては、ベンゾイ
ン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエー
テル及びベンゾインイソプロピルエーテル等のベンゾイ
ンとそのアルキルエーテル、アセトフェノン、２，２−
ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、２，２−ジ
エトキシ−２−フェニルアセトフェノン、１，１−ジク
ロロアセトフェノン、１−ヒドロキシアセトフェノン、
１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン及び２−
メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モ
ルフォリノ−プロパン−１−オン等のアセトフェノン、
２−メチルアントラキノン、２−エチルアントラキノ
ン、２−ターシャリーブチルアントラキノン、１−クロ
ロアントラキノン及び２−アミルアントラキノン等のア
ントラキノン、２，４−ジメチルチオキサントン、２，
４−ジエチルチオキサントン、２−クロロチオキサント
ン及び２，４−ジイソピルチオキサントン等のチオキサ
ントン、アセトフェノンジメチルケタール及びベンジル
ジメチルケタール等のケタール、ベンゾフェノン等のベ
ンゾフェノン、並びにキサントン等が挙げられる。これ
ら光重合開始剤は、単独で使用することも、安息香酸
系、アミン系等の光重合開始促進剤と組み合わせて使用
することもできる。

【００１７】光重合開始剤の好ましい配合割合は、（メ
タ）アクリレートＮ、又は（メタ）アクリレートＮ及び
その他（メタ）アクリレートの合計量１００質量部に対
して、０．１〜１０質量部である。

【００１８】又、硬化をさらに促進するために、熱によ
りラジカルを発生する過酸化物やアゾ化合物を併用して
も良い。過酸化物の例としては、過酸化ベンゾイル、過
酸化ラウロイル、クメンヒドロペルオキシド、ｔ−ブチ
ルヒドロペルオキシド及びジクミルペルオキシド等が挙
げられる。アゾ化合物の例としては、アゾビスイソブチ
ロニトリル及びアゾビス−２，４−ジメチルバレロニト
リル等が挙げられる。

【００１９】必要に応じ、架橋の度合いを調整するため
に、連鎖移動剤を使用することもできる。連鎖移動剤と
しては、ドデシルメルカプタン、キサントゲン酸ジスル
フィド、ジアゾチオエーテル及び２−プロパノール等が
挙げられる。更に必要に応じて、消泡剤、レベリング
剤、酸化防止剤等の添加剤類を添加することもできる。

【００２０】本発明の形成剤は、活性エネルギー線又は
加熱により硬化させ、誘電体として使用するものであ
る。硬化方法としては、活性エネルギー線を使用する方
法が、硬化速度に優れるため、目的物の製造工程を短縮
化させることができ好ましい。活性エネルギー線として
は、紫外線及び電子線等が挙げられ、電子線により硬化
させることが、紫外線により硬化させる場合と比較し
て、形成剤に光重合開始剤を配合する必要がなく、得ら
れた硬化物（誘電体）が誘電性能に優れたものとなるた
め好ましい。この場合において、硬化性をさらに改善す
るため、形成剤中に熱重合開始剤を配合し、活性エネル
ギー線を照射した後、加熱する方法も採用できる。

【００２１】本発明の形成剤から得られる誘電体の用途
としては、種々の積層フイルムコンデンサの製造に好ま
しく使用できる。本発明の形成剤を使用して製造した好
ましい積層フイルムコンデンサとしては、基板上に、前
記形成剤により１．０〜３μｍの塗膜を形成した後、活
性エネルギー線の照射により硬化して製造された誘電体
層と、その上に金属の電極層を交互に積層したものであ
る。当該基板としては、銅、ステンレス、黄銅、及びク
ロームメッキ鋼板等の金属板、並びにＰＥＴ樹脂、ポリ
イミド樹脂及びＰＰＳ樹脂等のプラスチックフィルム等
が挙げられる。

【００２２】基板への塗布方法としては、目的に応じて
適宜選択すれば良く、ロールコーター法、グラビアコー
ター法、フレキソコーター法、オフセットコーター法、
バーコーター法、スプレー法、ディッピング法、真空蒸
着法、超音波による霧化法及びインクジェット法等が挙
げられる。

【００２３】形成剤の塗膜を形成した後、活性エネルギ
ー線の照射により形成剤を硬化させる。この場合の条件
は、常法に従えばよい。又、活性エネルギー線の照射
は、窒素雰囲気又は真空下で行うこともできる。

【００２４】誘電体層の上に形成される金属の電極層に
おいて、使用される金属としては、アルミニウム等が挙
げられる。この場合、真空蒸着等の方法により、金属の
電極層を形成する。

【００２５】以上の操作を複数回繰り返し、積層フイル
ムコンデンサが製造される。

【００２６】

【実施例】以下、実施例及び比較例を挙げ、本発明をよ
り具体的に説明する。尚、下記において、「部」とは質
量部を意味する。 ○合成例〔ノルボルナンジアクリレートの製造〕ディー
ンスターク管、冷却管、温度計及び攪拌棒を備えた３０
０ｍＬ容量３つ口フラスコに、トルエン６３ｍＬ、ｐ−
トルエンスルホン酸ソーダ２．５３ｇ（０．０１３モ
ル）、メトキシハイドロキノン０．１３ｇ、ｔｒａｎｓ
−ノルボルナンジメタノール３０ｇ（０．１９モル）及
びアクリル酸３３．２ｇ（０．４６モル）を仕込み、攪
拌しながら１３０℃まで昇温し、５時間反応させた。反
応終了後、反応液を室温に冷却し、酸価の１．１倍量の
１０％水酸化ナトリウム水溶液で中和した後に、５％硫
安水溶液１００質量部で２回洗浄した。次いで減圧下、
８０℃でトルエンを留去した。トルエン留去後の反応液
をガスクロマトグラフィーで分析したところ、反応に用
いたトルエンは全く検出されなかった。又、得られたジ
アクリレートの重量は３９．６ｇ（収率７９％）であっ
た。得られたジアクリレートは、上記式(1)において、
ｎが０、Ｒ₁が水素原子で、トランス体の化合物であ
り、下記式(2)で表される化合物である。

【００２７】

【化３】

【００２８】○実施例及び比較例表１に示す化合物を使用して活性エネルギー線硬化型誘
電体形成剤とした。アルミ蒸着されたポリイミドフィル
ム（厚さ５０μｍで、厚さ数百オングストロームのアル
ミニウム蒸着膜を施したもの）に、得られた誘電体形成
剤をバーコーターを使用して３μｍの厚さに塗布し、前
述のアルミ蒸着されたポリイミドフィルムのアルミ蒸着
面と誘電体形成剤面が接するようにラミネートして、窒
素ガス雰囲気下で電子線を１７０ＫＶの加速電圧の下、
５Ｍｒａｄ照射し、誘電体形成剤を硬化させた（図
１）。これを試験体Ａという。試験体Ａを用い、アルミ
蒸着面と誘電体層間の接着強度を、引張せん断試験（接
着面２０ｍｍ×２０ｍｍ、引張速度１０ｍｍ／分）によ
り測定した。又、耐熱性試験として、２６０℃にて試験
体Ａを５秒間保持し、室温に戻して前記と同様の方法で
接着強度を測定した。又、同様の硬化条件で、アルミ蒸
着ＰＥＴフィルムの片面（アルミ蒸着面）に誘電体層を
形成した試験体Ｂを作成した（図２）。試験体Ｂについ
て、アドバンテスト（株）製Ｒ１２７０２を使用して破
壊電圧を測定した。これらの結果を表１に示す。

【００２９】

【表１】

【００３０】表１における１）及び２）の意味を以下に
示す。１）ジアクリレート：合成例で得られたｔｒａｎｓ-ノ
ルボルナンジアクリレート。２）Ｍ２０３：トリシクロデカンジメチロールジアクリ
レート〔東亞合成（株）製アロニックスＭ２０３〕。下
記式(3)で表される化合物。

【００３１】

【化４】

【００３２】実施例１及び比較例１より、実施例１によ
り得られた誘電体は、接着強度及び耐熱試験後の接着強
度び優れ、又、さらに破壊電圧の低下もなく良好なもの
であった。これに対して、比較例１により得られた誘電
体は、接着強度及び耐熱試験後の接着強度が不十分なも
のであった。

【００３３】

【発明の効果】本発明の誘電体形成剤は、無溶剤型の形
成剤であり、得られたフィルムコンデンサーは、高温下
においても接着強度が高く、剥離の問題がないため、高
品質のフィルムコンデンサを製造することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、実施例及び比較例の接着試験で使用し
た試験体Ａの構造を表す図である。

【図２】図２は、実施例及び比較例の破壊電圧測定試験
で使用した試験体Ｂの構造を表す図である。

【符号の説明】

１：ポリイミドフィルム２：アルミ蒸着層３：誘電体層４：ＰＥＴフィルム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記式(1)で表されるジ（メタ）アクリレ
ートからなる硬化型誘電体形成剤。【化１】〔但し、式(1)中、Ｒ₁は水素原子又はメチル基、ｎは０
以上の整数である。〕
【請求項２】前記ジ（メタ）アクリレートが、前記式
(1)においてｎが０の化合物である請求項１記載の硬化
型誘電体形成剤。
【請求項３】前記ジ（メタ）アクリレートが、前記式
(1)においてｎが０の化合物で、かつトランス体ある請
求項２記載の硬化型誘電体形成剤。