JP2000311829A

JP2000311829A - コンデンサー用積層フィルム

Info

Publication number: JP2000311829A
Application number: JP11117970A
Authority: JP
Inventors: Masashi Inagaki; 昌司稲垣
Original assignee: Mitsubishi Polyester Film Corp
Current assignee: Mitsubishi Polyester Film Corp
Priority date: 1999-04-26
Filing date: 1999-04-26
Publication date: 2000-11-07

Abstract

(57)【要約】【課題】金属化フィルムと積層、巻回する時点でシワ
が発生するのを防止し、誘電体フィルムと金属化フィル
ムとの密着を十分にし、得られたコンデンサーの破壊防
止、寿命等の性能向上を図る。【解決手段】ポリエステル層の少なくとも片面に共重
合ポリエステル層を有する積層フィルムからなり、共重
合ポリエステル層が酸化物粒子を含有する、ガラス転移
点温度が６０℃以下の層であることを特徴とするコンデ
ンサー用積層フィルム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンデンサー用積
層フィルムに関するものであり、詳しくは、高圧コンデ
ンサー用として好適な積層フィルムに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、ポリエステルフィルムに熱可塑性
樹脂層を設けたコンデンサー用誘電体フィルムおよびそ
れを用いた巻回型プラスチックフィルムコンデンサー
が、例えば特開昭６１−９９３２１号公報に記載されて
いる。当該公報には、ショアー硬さがＤ７０以下の熱可
塑性樹脂を塗布した２枚の誘電体フィルムと２枚の金属
化フィルムとを交互に積層して巻回し、その後、加熱処
理する技術が開示されている。上記公報に記載のコンデ
ンサによれば、蒸着電極と誘電体フィルムとを密着さ
せ、コンデンサーの破壊を防止して、この種のコンデン
サーの寿命を高めるとともに、信頼度を向上する効果を
有するとのことである。

【０００３】しかしながら、上記公報に記載されたショ
アー硬さがＤ７０以下の熱可塑性樹脂を塗布した誘電体
フィルムを使用して金属化フィルムと積層、巻回する時
点でシワが発生する場合がある。シワが発生すると、そ
の後の工程で加熱処理する時に、シワ部分に存在する空
気によって、熱可塑性樹脂を塗布した誘電体フィルムと
金属化フィルムとの密着が十分でなくなってしまい、特
に高圧用では、コンデンサーの破壊防止、寿命等の性能
向上に一層の改善が求められている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記実状に
鑑みなされたものであり、その解決課題は、金属化フィ
ルムと積層、巻回する時点でシワが発生するのを防止
し、誘電体フィルムと金属化フィルムとの密着を十分に
し、得られたコンデンサーの破壊防止、寿命等の性能向
上を図ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
に鑑み鋭意検討した結果、特定の構成を有する積層フィ
ルムによれば、上記課題を容易に解決することができる
ことを見いだし、本発明を完成するに至った。すなわ
ち、本発明の要旨は、ポリエステル層の少なくとも片面
に共重合ポリエステル層を有する積層フィルムからな
り、共重合ポリエステル層が酸化物粒子を含有する、ガ
ラス転移点温度が６０℃以下の層であることを特徴とす
るコンデンサー用積層フィルムに存する。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明において、ポリエステル層とは、いわゆる押出法
に従い押出口金から溶融押出しされたシートを延伸して
配向させてなるものである。ポリエステル層を構成する
ポリエステルとは、芳香族ジカルボン酸と脂肪族グリコ
ールとを重縮合させて得られるポリエステルを指す。芳
香族ジカルボン酸としては、テレフタル酸、２，６−ナ
フタレンジカルボン酸などが挙げられ、脂肪族グリコー
ルとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコー
ル、１，４−シクロヘキサンジメタノール等が挙げられ
る。代表的なポリエステルとしては、ポリエチレンテレ
フタレ−ト（ＰＥＴ）、ポリエチレン−２，６−ナフタ
レンジカルボキシレ−ト（ＰＥＮ）等が例示される。

【０００７】上記のポリエステルは、第三成分を含有し
た共重合体であってもよい。共重合ポリエステルのジカ
ルボン酸成分としては、イソフタル酸、フタル酸、テレ
フタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、アジピン
酸、セバシン酸、オキシカルボン酸（例えば、Ｐ−オキ
シ安息香酸など）が挙げられ、グリコール成分として、
エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレ
ングリコール、ブタンジオール、１，４−シクロヘキサ
ンジメタノール、ネオペンチルグリコール等が挙げられ
る。これらのジカルボン酸成分およびグリコール成分
は、二種以上を併用してもよい。

【０００８】本発明においては、その取扱性を考慮した
場合、フィルム特性を損なわない条件でフィルムに粒子
を含有させることが好ましい。粒子としては、例えば、
二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、二酸化チタン、カオ
リン、タルク、ゼオライト、炭酸カルシウム、フッ化リ
チウム、硫酸バリウム、カーボンブラック、特公昭５９
−５２１６号公報に記載されているような、耐熱性高分
子微粉体などが挙げられる。これらの粒子は、２種以上
を併用してもよい。粒子の平均粒径は、通常０．０２〜
２μｍ、好ましくは０．０５〜１．５μｍ、さらに好ま
しくは０．０５〜１μｍである。粒子の含有量は、通常
０．０１〜２重量％、好ましくは０．０２〜１重量％で
ある。

【０００９】フィルムに粒子を含有させる方法として
は、公知の方法を採用し得る。例えば、ポリエステル製
造工程の任意の段階で粒子を添加することができる。特
に、エステル化の段階またはエステル交換反応終了後重
縮合反応開始前の段階において、エチレングリコール等
に分散させたスラリーとして添加し重縮合反応を進める
のが好ましい。また、ベント付混練押出機を使用し、エ
チレングリコールまたは水に粒子を分散させたスラリー
とポリエステル原料とをブレンドする方法、混練押出機
を使用し、乾燥させた粒子とポリエステル原料とをブレ
ンドする方法なども採用し得る。

【００１０】次に本発明のフィルムの製造方法について
述べるが、本発明は、下記製造法に何ら限定されるもの
ではない。フィルムの製造は、押出法に従い押出口金か
ら溶融押出しされたシートを縦および横方向の二軸方向
に延伸して配向させる方法によって行われる。押出法に
おいては、ポリエステルを押出口金から溶融押出し、冷
却ロールで冷却固化して未延伸シートを得る。この場
合、シートの平面性を向上させるため、シートと回転冷
却ドラムとの密着性を高めることが好ましく、静電印加
密着法または液体塗布密着法が好ましく採用される。

【００１１】このようにして得られた未延伸フィルム
を、二軸方向に延伸して二軸に配向させる。延伸条件に
ついて具体的に述べると、前記未延伸シートを、好まし
くは６０〜１５０℃、さらに好ましくは７０〜１３０℃
の温度範囲で、まず一方向にロールもしくはテンター方
式の延伸機により３．０〜７倍、好ましくは３．５〜６
倍に延伸する。次に一段目と直交する方向に好ましくは
６０〜１５０℃、さらに好ましくは７０〜１４０℃の温
度範囲で３．０〜７倍、好ましくは３．５〜６倍に延伸
を行い、１８０〜２５０℃の温度で定長下、または３０
％以内の制限収縮あるいは伸長下で熱処理を行い、二軸
配向フィルムを得る。

【００１２】一方向の延伸を２段階以上で行う方法も用
いることができるが、その場合も最終的な延伸倍率が上
記した範囲に入ることが望ましい。また、前記未延伸シ
ートを面積倍率が１０〜４０倍になるように同時二軸延
伸することも可能である。また、必要に応じて熱処理を
行う前または後に再度縦および／または横方向に延伸し
てもよい。

【００１３】延伸工程中にフィルム表面を処理する、い
わゆるインラインコーティングを施すことができる。そ
れは以下に限定するものではないが、特に１段目の延伸
が終了して、２段目の延伸前に、帯電防止性、滑り性、
接着性等の改良、２次加工性改良等の目的で、水溶性、
水系エマルジョン、水系スラリー等によるコーティング
処理を施すことができる。また、前記延伸工程中、延伸
前、または延伸後にフィルムの片面または両面にコロナ
放電処理を施し、フィルムへの二次加工等に対する接着
性を向上させることも可能である。

【００１４】本発明のフィルムは、ポリエステル層の少
なくとも片面に、酸化物粒子を含有する、ガラス転移点
温度が６０℃以下の共重合ポリエステル層を有するもの
であり、当該共重合ポリエステル層の共重合ポリエステ
ルを構成する成分としては、以下のようなジカルボン酸
成分およびグリコール成分を例示できる。すなわち、ジ
カルボン酸成分としては、テレフタル酸、イソフタル
酸、フタル酸、セバシン酸、アジピン酸、オキシカルボ
ン酸（例えば、Ｐ−オキシ安息香酸など）などが挙げら
れ、グリコール成分としては、エチレングリコール、ジ
エチレングリコール、トリエチレングリコール、ネオペ
ンチルグリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロ
ピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ブ
タンジオールなどが挙げられる。これらの化合物の中か
ら、それぞれ適宜１つ以上選択して、共重合ポリエステ
ルを常法の重合反応によって合成することができる。

【００１５】本発明において、共重合ポリエステルのガ
ラス転移点温度は６０℃以下、好ましくは５０℃以下、
さらに好ましくは０℃〜４０℃の範囲である。該ガラス
転移点温度が６０℃を超える場合には、金属化フィルム
との密着が不十分になり、得られたコンデンサーの破
壊、寿命低下等の性能低下の原因となる。

【００１６】本発明において、共重合ポリエステル層に
は、酸化物粒子を含有していることが必要である。かか
る酸化物粒子としては、二酸化珪素、酸化アルミニウ
ム、酸化チタン等が挙げられる。これらの酸化物粒子は
単独で用いても、２種類以上併用して使用してよい。こ
れらの中でも、一次粒径が０．１μｍ以下で、二次凝集
体を形成している二酸化珪素、酸化アルミニウムの粒子
が好ましい。二次凝集体を形成している粒子を含有させ
ることにより、滑り性が良好で、かつ金属化フィルムと
の密着性が良好となり好ましい。

【００１７】誘電体を構成する一部として酸化物粒子が
使用された場合、静電容量を低下させることがほとんど
ないが、金属、金属塩等の粒子を用いた場合、これらの
物質からイオンが発生し、静電容量の低下、コンデンサ
ーの破壊、寿命低下等の原因となる可能性があり好まし
くない。

【００１８】本発明において、共重合ポリエステル層へ
上記酸化物粒子を配合する方法としては、特に限定され
るものではなく、公知の方法を採用し得る。例えば、原
料の共重合ポリエステルを製造する任意の段階において
添加することができるが、好ましくはエステル化の段
階、もしくはエステル交換反応終了後、重縮合反応開始
前の段階で、エチレングリコール等に分散させたスラリ
ーとして添加し、重縮合反応を進めてもよい。また、ベ
ント付き混練押出機を用い、エチレングリコールまたは
水などに分散させた粒子のスラリーと共重合ポリエステ
ル原料とをブレンドする方法、または、混練押出機を用
い、乾燥させた粒子と共重合ポリエステル原料とをブレ
ンドする方法などによって行われる。また、共重合ポリ
エステルを有機溶剤に溶解させて塗料化する段階で粒子
を添加する方法、あらかじめ有機溶剤に溶解した共重合
ポリエステル溶液に粒子を添加する方法も好ましく採用
できる。

【００１９】次に、ポリエステル層の少なくとも片面
に、酸化物粒子を含有する共重合ポリエステル層を積層
する方法の一例について説明する。ポリエステルフィル
ムの表面に、溶剤に溶解または分散する共重合ポリエス
テル組成物を塗布して乾燥させることによって、共重合
ポリエステル層を積層することができる。塗布方法とし
ては、特に限定されるものではないが、リバースロール
コート法、グラビアロールコート法、ロッドコート法、
エアーナイフコート法などを採用し得る。塗布された組
成物は、例えば、熱源として、赤外線ヒーター、熱風オ
ーブン等により乾燥される。

【００２０】上記酸化物粒子の共重合ポリエステル層に
含有する量は、通常１〜３０重量％、好ましくは１〜２
０重量％、さらに好ましくは２〜１５重量％である。当
該含有量が１重量％未満の場合には、製品ロール保存時
にブロッキングが発生する場合があり、また、金属化フ
ィルムと積層、巻回する時点でシワが発生する場合があ
る。また、当該含有量が３０重量％を超える場合には、
ブロッキングの発生はないものの、誘電体フィルムと金
属化フィルムとの密着性が低下する傾向がある。なお、
共重合ポリエステル層は、フィルム特性を損なわない範
囲で酸化物粒子以外の添加剤を含有していても構わな
い。

【００２１】本発明において、酸化物粒子含有共重合ポ
リエステル層の厚みは、特に限定されるものではない
が、積層フィルムに対する厚み比で通常１〜１０％、好
ましくは２〜７％の範囲である。厚み比が１％未満で
は、金属化フィルムに対する密着性が悪くなる場合があ
り、１０％を超える場合には、密着性は良好となるが、
コンデンサーとしての誘電損失が大きくなることがあ
る。なお、本発明の積層フィルムの厚みは特に限定され
るものではないが、通常５〜２０μｍ、好ましくは１０
〜１５μｍである。

【００２２】本発明において、積層フィルムの酸化物粒
子含有共重合ポリエステル層面とアルミニウム蒸着フィ
ルムの蒸着面との接着力は５ｇｆ／１５ｍｍ以上、さら
には６〜２０ｇｆ／１５ｍｍであることが好ましい。当
該接着力が５ｇｆ／１５ｍｍ未満の場合には、金属化フ
ィルムと貼り合わせた時の密着性が不良となることがあ
り、内部放電の防止、リード線の補強、耐湿性の向上等
のために用いる含浸剤が金属化フィルムの蒸着電極に浸
潤し、硬化収縮することによって蒸着電極に亀裂を生
じ、コンデンサーの静電容量の低下、寿命の低下、破壊
等、コンデンサーにとって好ましくない現象を生ずる場
合がある。

【００２３】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明は、その要旨を越えない限り、以下の
実施例に限定されるものではない。なお、本発明で用い
た物性測定法は以下に示すとおりである。また、実施例
中、「部」および「％」とあるのは各々「重量部」およ
び「重量％」を意味する。（１）積層フィルムの厚みおよび共重合ポリエステル層
の厚み比ｔ試料フィルム小片をエポキシ樹脂にて固定成形した後、
ミクロトームで切断し、フィルムの断面を透過型電子顕
微鏡にて観察した。その断面において、フィルム表面と
ほぼ平行に、明暗によってその界面が観察される。その
界面とフィルム表面までの距離を透過型電子顕微鏡写真
１枚について積分して平均し、積層フィルムの厚みを算
出した。これを少なくとも５０枚の写真について行い、
測定値の厚い方から１０点、薄い方から１０点を削除し
て３０点の相加平均を積層フィルム厚みとした。次に、
共重合ポリエステル層の厚み比を下記式により計算し
た。

【００２４】

【数１】酸化物粒子含有共重合ポリエステル層の厚み比
ｔ＝（酸化物粒子含有共重合ポリエステル層の全厚み
／積層フィルム全体の厚み）

【００２５】（２）接着力アルミニウム蒸着ポリエステルフィルム（蒸着厚みは２
００Å）の蒸着面と積層フィルムの酸化物粒子含有共重
合ポリエステル層面とを重ね合わせて、温度１００℃、
圧力１ｋｇ／ｃｍ²の条件で３秒間加圧して貼り合わせ
た。その後２３℃−５０％ＲＨの条件下で２４時間以上
調整を行い、フィルムを１５ｍｍ幅にカットし、引張試
験機を用いて１８０度方向に３００ｍｍ／分の速度で、
剥離した時の力を１つの試料につき１０点測定し、その
平均値を接着力とした。

【００２６】（３）ブロッキング性の評価共重合ポリエステル層面どおしをを重ね合わせて、１０
ｋｇ／ｃｍ²の圧力をかけて、４０℃−８０％ＲＨの湿
熱オーブン中で２０時間処理した。その後、貼り合わせ
たフィルムを引張試験機を用いて５００ｍｍ／分の速度
で剥離し、ブロッキングの有無を目視観察した。

【００２７】（４）粒子の平均粒径平均粒径は電子顕微鏡による写真法で測定した。すなわ
ち、試料フィルム小片をエポキシ樹脂にて固定成形した
後、ミクロトームで切断し、フィルムの断面を透過型電
子顕微鏡にて観察し写真撮影を行った。写真上で１個の
粒子について、最大粒径に最大粒径と直交する粒径を加
算し、２で除し１個の粒径とした。これを５００個の粒
子について行い、粒径の平均値をもって粒子の平均粒径
とした。

【００２８】製造例１（ポリエステルＡ）ジメチルテレフタレート１００部、エチレングリコール
６０部および酢酸マグネシウム・４水塩０．０９部を反
応器にとり、加熱昇温するとともにメタノールを留去
し、エステル交換反応を行い、反応開始から４時間を要
して２３０℃に昇温し、実質的にエステル交換反応を終
了した。次いで、平均粒径（ｄ₅₀）１．５μｍの二酸化
珪素を０．１部含有するエチレングリコールスラリーを
反応系に添加し、さらにエチルアシッドフォスフェート
０．０４部、三酸化アンチモン０．０４部を添加した
後、１００分で温度を２８０℃、圧力を１５ｍｍＨｇと
し、以後も徐々に圧力を減じて、最終的に０．３ｍｍＨ
ｇとした。４時間後、系内を常圧に戻し、ポリエステル
Ａを得た。ポリエステルＡの二酸化珪素粒子含有量は
０．１％であった。

【００２９】製造例２（共重合ポリエステルＢ１）製造例１において、ジカルボン酸成分をジメチルテレフ
タレート５０部とジメチルイソフタレート５０部、グリ
コール成分として、エチレングリコール／ネオペンチル
グリコール＝５０％／５０％（配合比）に変更し、粒子
を添加しない以外は製造例１同様にして、分子量２００
００の共重合ポリエステルＢ１を得た。得られた共重合
ポリエステルのガラス転移点温度Ｔｇは６５℃であっ
た。

【００３０】製造例３（共重合ポリエステルＢ２）製造例１において、グリコール成分として、エチレング
リコール／テトラエチレングリコール＝５０％／５０％
（配合比）に変更し、粒子を添加しない以外は製造例１
と同様にして、分子量１５０００の共重合ポリエステル
Ｂ２を得た。得られた共重合ポリエステルのガラス転移
点温度Ｔｇは２１℃であった。

【００３１】製造例４（共重合ポリエステルＢ３）製造例１において、ジカルボン酸成分をジメチルテレフ
タレート９０部とジメチルセバケート１０部に変更し、
粒子を添加しない以外は製造例１同様にして、分子量２
００００の共重合ポリエステルＢ３を得た。得られた共
重合ポリエステルのガラス転移点温度Ｔｇは４９℃であ
った。

【００３２】製造例５（塗料Ｐ１）トルエン８０部、メチルエチルケトン２０部の混合溶媒
中に共重合ポリエステルＢ１を３０部添加し、溶解させ
て、塗料Ｐ１とした。製造例６（塗料Ｐ２）トルエン８０部、メチルエチルケトン２０部の混合溶媒
中に共重合ポリエステルＢ２を３０部添加し、溶解させ
て、塗料Ｐ２とした。

【００３３】製造例７（塗料Ｐ３）トルエン８０部、メチルエチルケトン２０部の混合溶媒
中に共重合ポリエステルＢ３を３０部添加し、溶解させ
て、塗料Ｐ３とした。製造例８（ポリエステルフィルムＡ）ポリエステルＡを１８０℃で４時間不活性ガス雰囲気中
で乾燥し、溶融押出機により２９０℃で溶融押出し、静
電印加密着法を使用し、表面温度を４０℃に設定した冷
却ロール上で冷却固化して未延伸シートを得た。得られ
たシートを８５℃で３．５倍縦方向に延伸した後、１０
０℃で３．７倍横方向に延伸し、さらに、２３０℃にて
熱固定し、厚さ１２μｍのポリエステルフィルムＡ１を
得た。

【００３４】実施例１塗料Ｐ２中の固形分に対して１０重量％となるように平
均粒径が０．０３μｍの二酸化珪素粒子を添加し、ポリ
エステルフィルムＡの表面に乾燥後の塗布量が０．５ｇ
／ｍ²となるようにグラビアロールで塗布、乾燥し、積
層フィルムを得た。

【００３５】実施例２塗料Ｐ３中の固形分に対して１０重量％となるように平
均粒径が０．０３μｍの二酸化珪素粒子を添加し、ポリ
エステルフィルムＡの表面に乾燥後の塗布量が０．５ｇ
／ｍ²となるようにグラビアロールで塗布、乾燥し、積
層フィルムを得た。

【００３６】実施例３塗料Ｐ２中の固形分に対して２０重量％となるように平
均粒径が０．０３μｍの二酸化珪素粒子を添加し、ポリ
エステルフィルムＡの表面に乾燥後の塗布量が０．５ｇ
／ｍ²となるようにグラビアロールで塗布、乾燥し、積
層フィルムを得た。

【００３７】実施例４塗料Ｐ３中の固形分に対して５重量％となるように平均
粒径が０．０３μｍの二酸化珪素粒子を添加し、ポリエ
ステルフィルムＡの表面に乾燥後の塗布量が０．５ｇ／
ｍ²となるようにグラビアロールで塗布、乾燥し、積層
フィルムを得た。

【００３８】実施例５塗料Ｐ２中に塗料中の固形分に対して１０重量％となる
ようにポリエステルフィルムＡの表面に乾燥後の塗布量
が０．３ｇ／ｍ²となるように平均粒径が０．０３μｍ
の二酸化珪素粒子を添加し、グラビアロールで塗布、乾
燥し、積層フィルムを得た。

【００３９】実施例６塗料Ｐ２中に塗料中の固形分に対して１０重量％となる
ようにポリエステルフィルムＡの表面に乾燥後の塗布量
が０．８ｇ／ｍ²となるように平均粒径が０．０３μｍ
の二酸化珪素粒子を添加し、グラビアロールで塗布、乾
燥し、積層フィルムを得た。

【００４０】比較例１塗料Ｐ２をポリエステルフィルムＡの表面に乾燥後の塗
布量が０．５ｇ／ｍ²となるようにグラビアロールで塗
布、乾燥し、積層フィルムを得た。

【００４１】比較例２塗料Ｐ１中の固形分に対して１０重量％となるように平
均粒径が０．０３μｍの二酸化珪素粒子を添加し、ポリ
エステルフィルムＡの表面に乾燥後の塗布量が０．５ｇ
／ｍ²となるようにグラビアロールで塗布、乾燥し、積
層フィルムを得た。以上、得られた結果をまとめて、下
記表１および２に示す。

【００４２】

【表１】

【００４３】

【表２】

【００４４】

【発明の効果】本発明のコンデンサー用積層フィルムに
よれば、金属化フィルムと積層、巻回する時点でシワが
発生するのが防止され、誘電体フィルムと金属化フィル
ムとの密着を十分にすることができ、得られたコンデン
サーの破壊防止、寿命等の性能が優れ、特に高圧コンデ
ンサー用誘電体フィルムとして使用された場合に極めて
有用である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリエステル層の少なくとも片面に共重
合ポリエステル層を有する積層フィルムからなり、共重
合ポリエステル層が酸化物粒子を含有する、ガラス転移
点温度が６０℃以下の層であることを特徴とするコンデ
ンサー用積層フィルム。
【請求項２】共重合ポリエステル層の酸化物粒子の含
有量が１〜３０重量％であることを特徴とする請求項１
記載のフィルム。
【請求項３】積層フィルムの酸化物粒子含有共重合ポ
リエステル層面とアルミニウム蒸着フィルムの蒸着面と
の接着力が５ｇｆ／１５ｍｍ以上であることを特徴とす
る請求項１または２記載のフィルム。