JP2643412B2 - コンデンサ用ポリエステルフィルム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、コンデンサ用ポリエステルフィルムに関す
る。更に詳しくは、本発明は機械的強度、寸法安定性、
素子巻き特性および経済性に優れたコンデンサ用ポリエ
ステルフィルムに関する。

〔従来の技術および発明が解決しようとする課題〕

プラスチックフィルムコンデンサ用フィルムとして
は、従来より二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィ
ルムあるいは二軸延伸ポリプロピレンフィルムが使用さ
れている。そして近年、コンデンサーの誘電特性を向上
させる目的で、フィルムの厚みを薄くすることが要望さ
れており、特に厚さ4.0μ以下のフィルムにおいては、
二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムが好適に
使用されている。しかしながら、このような極薄のフィ
ルムでは、フィルムの断面積当りの強度が低くなるの
で、製造巻取時、Al等の真空蒸着時および素子巻き時に
破断が多発するという問題が生じていた。

かかる点を改良するためフィルムの強度を高くするこ
とが検討されたが、単に高縦延伸倍率とするだけでは高
強度化は達成できない。すなわち、フィルムの製造時の
破断が高頻度となるだけでなく、製造したフィルムの縦
方向の収縮率が高くなるため、真空蒸着工程での破断、
幅ちぢみ等の問題を誘起してしまうこととなる。

〔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、
ある特定のフィルム物性を有するポリエステルフィルム
がコンデンサ用として優れた特性を有することを見い出
し本発明を完成するに至った。

すなわち本発明の要旨は、下記式〜を同時に満足
することを特徴とするコンデンサ用ポリエステルフィル
ムに存する。

1.602≦≦1.605 …… （但し上記式中、▲Ｓ¹⁰⁰ ₃₀▼は100℃で30分間処理後の
フィルムの熱収縮率（％）を示し、F₅はフィルムの縦方
向の５％伸長時強度（kg/mm²）を示し、n_MDはフィルム
の縦方向の屈折率を示し、はフィルムの平均屈折率を
示す） 以下、本発明を詳細に説明する。

本発明にいうポリエステルとは、テレフタル酸、イソ
フタル酸、ナフタレン−2,6−ジカルボン酸のような芳
香族ジカルボン酸又はそのエステルと、エチレングリコ
ール、ジエチレングリコール、テトラメチレングリコー
ル、ネオペンチルグリコール等のようなグリコールとを
重縮合させて得ることのできるポリマーである。かかる
ポリエステルは、芳香族ジカルボン酸とグリコールとを
直接重縮合させて得られる他、芳香族ジカルボン酸ジア
ルキルエステルとグリコールとをエステル交換反応させ
た後、重縮合させる方法、または芳香族ジカルボン酸の
ジグリコールエステルを重縮合させる方法によって得る
ことができる。

かかるポリマーの代表的なものとして、ポリエチレン
テレフタレートやポリエチレン−2,6−ナフタレンジカ
ルボキシレート等が例示される。

本発明のポリエステルはホモポリマーであってもよ
く、またその特性を低下させない範囲、例えばジカルボ
ン酸成分の15モル％以下が主成分の芳香族ジカルボン酸
以外のジカルボン酸成分またはジオール成分の15モル％
以下が主成分ジオール以外のジオール成分であるような
共重合ポリエステルであってもよい。

更に前記ポリエステルと、他の重合体とのポリマーブ
レンドであってもよい。ブレンド出来る他の重合体とし
ては、ポリアミド、ポリオレフィン、ポリカーボネー
ト、他種ポリエステル等が挙げられる。また、ポリエス
テルフィルムに易滑性を付与するために、微粒子を添加
してもよい。かかる微粒子としては、カオリン、クレ
ー、炭酸カルシウム、酸化ケイ素、テレフタル酸カルシ
ウム、酸化アルミニウム、球状シリカ、酸化チタン等の
不活性外部粒子、ポリエステル樹脂の溶融製膜に際して
不溶な高融点有機化合物、架橋ポリマー及びポリエステ
ル合成時に使用するアルカリ金属化合物、アルカリ土類
金属化合物等の金属化合物触媒によってポリエステル製
造時にポリマー内部に形成される内部粒子の中から適宜
選択される。当然各粒子を単独で用いてもよいし、併用
してもよい。フィルム中に含まれる微粒子量は、通常0.
01〜５重量％、好ましくは0.05〜３重量％、さらに好ま
しくは0.05〜２重量％の範囲であり、粒子の平均粒径は
通常、0.1〜10μｍ、好ましくは0.3〜３μｍの範囲であ
る。

また、本発明におけるポリエステルは、必要に応じ
て、安定剤、着色剤、酸化防止剤、消泡剤等の添加剤を
含有するものであってもよい。

以上詳述したポリエステルを用いて本発明のフィルム
を得ることができるが、得られたフィルムの縦方向の５
％伸長時強度F₅値と100℃、30分間処理後の熱収縮率▲
Ｓ¹⁰⁰ ₃₀▼とが下記式を満足することが必要である。

上記式を満足しないフィルムは、蒸着時に変形し、
コンデンサ用として使用することができない。通常▲Ｓ
¹⁰⁰ ₃₀▼は10％以下であり、好ましくは0.7％以下、さら
に好ましくは0.5％以下である。▲Ｓ¹⁰⁰ ₃₀▼が１％を超
えるフィルムは寸法安定性が劣り好ましくない。またF₅
値は、通常12.5〜15.5kg/mm²の範囲であり、好ましくは
13〜15kg/mm²、さらに好ましくは13.5〜14.5kg/mm²の範
囲である。F₅値が12.5kg/mm²未満のフィルムでは薄膜化
が困難であり、F₅値が15.5kg/mm²を超えるフィルムは寸
法安定性が悪化し不適当である。なお、フィルムの横方
向の５％伸長強度F₅′とF₅との差は通常2kg/mm²以下で
あり、好ましくは1kg/mm²以下、さらに好ましくは0.5kg
/mm²以下である。かかる差が2kg/mm²を超えるフィルム
では蒸着時または素子巻き時にフィルムの縦あるいは横
方向に裂けやすくなるため不適当である。

更に本発明のフィルムの縦方向の５％伸長時強度F₅、
縦方向の屈折率n_MDおよび平均屈折率が下記式を満
足することが必要である。

この式を満足しないフィルムは寸法安定性、生産性
が劣り、コストアップとなるため好ましくない。

また、本発明のフィルムの平均屈折率は1.602〜1.6
05の範囲である必要がある。が1.602未満のフィルム
は寸法安定性に劣る。一方、が1.605を超えるフィル
ムは強度が低く、コンデンサ用に供することができな
い。

以上の条件を満足するフィルムがコンデンサ用フィル
ムとして優れた特性を有し、通常、その厚さが0.3〜６
μｍの範囲のものが用いられる。フィルム厚さは薄い
程、好ましいが、0.3μｍ未満のフィルムは強度が低す
ぎ、加工工程で延ばされるため適用し難い。フィルム厚
さは、好ましくは0.3〜4.0μｍ、さらに好ましくは0.3
〜2.0μｍの範囲である。

次に本発明のポリエステルフィルムの製膜方法を更に
詳細に説明する。

カオリン、シリカ、炭酸カルシウム、酸化アルミニウ
ム等の微細粒子及び安定剤、着色剤、消泡剤、有機滑
剤、ポリアルキレングリコール等の添加剤を必要に応じ
含有するポリエステルチップを常法の手段で乾燥し、押
出機を通して押出し、回転冷却ドラム上で冷却固化して
未延伸ポリエステルシートを形成する。この際、常法の
静電印加冷却法を用いるのが好適である。このようにし
て得た実質的に非晶状態のフィルム延伸倍率（λ_ｔ）4.
0〜9.0の範囲内で縦方向に延伸し次いで横方向に延伸倍
率3.2倍以上で延伸し二軸配向フィルムを形成する。

本発明のフィルムを製造するに際しては、前記縦方向
の延伸が、 （Ａ）非晶状態のフィルムをフィルム温度100℃以上、
延伸倍率1.2〜4.0倍で複屈折率が１×10^-3〜2.5×10^-2
となるように１段または多段で縦延伸し、 （Ｂ）フィルム温度をガラス転移点以下に冷却すること
なく、フィルム温度100〜130℃、延伸倍率1.1〜3.5倍で
複屈折率が3.0×10^-2〜8.0×10^-2となるように１段また
は多段で縦延伸し、 （Ｃ）フィルム温度を（95−250・Δｎ）〜（130−250
・Δｎ）℃（Δｎは縦延伸後横延伸前の複屈折率を示
す）の範囲内とし、１段または多段で縦延伸する工程か
らなる ことが好ましい。

また、横延伸後の二軸配向フィルムに必要に応じて再
度縦及び／又は横延伸を行なってもよいが、横延伸後、
直ちに熱固定することが好ましい。その際の熱固定温度
は少なくとも200℃以上であり、好ましくは210℃以上で
ある。

〔実施例〕

以下、実施例にて、本発明を更に具体的に説明する
が、本発明は、その要旨を超えない限り以下の実施例に
限定されるものでない。

なお、フィルム及びテープの特性評価方法は次の通り
である。

（１） F₅値 （株）インテスコ製、引張試験機インテスコモデル20
01型を用いて、温度23℃、湿度50％RHに調節された室内
においてフィルムの縦方向に切り出した長さ50mm、幅15
mmの試料フィルムを長手方向に50mm/minの速度で引張
り、５％伸長時の強度をF₅値とした。

（２） 熱収縮率▲Ｓ¹⁰⁰ ₃₀▼（％） 無張力状態で100℃雰囲気中30分間、熱処理しその前
後のサンプルの長さを測定することにより次式にて計算
した。

（３） n_MD アタゴ光学社製アッベ式屈折計を用いて、23℃にてナ
トリウムＤ線に対するフィルム縦方向の屈折率を測定し
た。

（４） 平均屈折率、面配向度ΔＰ アタゴ光学社製アッベ式屈折計を用い、フィルム面内
の屈折率の最大値ｎγ、それに直角の方向の屈折率ｎ
β、及びフィルムの厚さ方向の屈折率ｎαを測定し、次
式より平均屈折率及び面配向度を算出した。尚、屈折率
の測定は、ナトリウムＤ線を用い、23度で行なった。

＝1/3（ｎα＋ｎβ＋ｎγ） （５） コンデンサ適正 フィルムにAl蒸着を施し、積層コンデンサーを製作
し、コンデンサーとして良好なものを○、蒸着時切断し
たり、蒸着後寸法が変わったりしてコンデンサー特性の
悪化したものを×と判定した。

実施例１ ポリエステルテレフタレートチップ（固有粘度0.62;
平均粒径1.2μｍの非晶質シリカ0.5重量％含有）を180
℃で５時間乾燥後、285℃でＴダイからシート状にて押
出し、45℃に保たれた回転ドラム上で冷却固化して未延
伸非晶質フィルムを得た。その際、公知の静電密着法を
用いた。得られた非晶質フィルムを多段のニップロール
の周速差を利用して、まず縦方向に第１段目としてフィ
ルム温度115℃で1.7倍延伸後、連続して縦方向に第２段
目としてフィルム温度110℃で2.6倍延伸した。得られた
フィルムを、いったん50℃に冷却した後、更にフィルム
温度100℃まで加熱し、1.18倍で第３段目の縦延伸を行
ない、次いでテンター内で113℃で横方向に3.7倍延伸
し、更に225℃で緊張熱固定を行なって厚さ1.2μｍのフ
ィルムを得た。

比較例１ 第３段目の縦延伸倍率を1.01倍、横延伸倍率を3.6倍
とする他は実施例１と同様にして厚さ1.2μｍのフィル
ムを得た。

実施例２ 第３段目の縦延伸温度を87℃と低くして、かつ延伸倍
率を1.3倍、横延伸倍率を3.8倍とする以外は、実施例１
と同様にして精膜し厚さ1.0μｍのフィルムを得た。

比較例2,3 実施例１において熱固定温度を250℃（比較例２）、1
95℃（比較例３）とする以外は実施例１と同等にして厚
さ1.5μｍのフィルムを得た。

比較例４ 実施例１において、縦延伸を１段で縦延伸倍率を3.7
倍、フィルム温度85℃で実施する他は、実施例１と同様
にして厚さ2.0μｍのフィルムを得た。

比較例５ 実施例１において第２段目の延伸倍率を1.5倍とした
ところ、フィルムの破断が頻発し、連続して製膜するこ
とが困難であった。

以上、得られた結果をまとめて表−１に示す。

〔発明の効果〕 本発明のコンデンサ用ポリエステルフィルムは、機械
的強度、寸法安定性、素子巻き特性および経済性に優れ
ており、その工業的価値は高い。

フロントページの続き (72)発明者 三木 崇利 滋賀県長浜市三ツ矢町５番８号 ダイア ホイル株式会社商品研究所内 (56)参考文献 特開 昭63−140512（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−180008（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下記式〜を同時に満足することを特徴
   とするコンデンサ用ポリエステルフィルム 1.602≦≦1.605 …… （但し上記式中、▲Ｓ¹⁰⁰ ₃₀▼は100℃で30分間処理後の
   フィルムの熱収縮率（％）を示し、F₅はフィルムの縦方
   向の５％伸長時強度（kg/mm²）を示し、n_MDはフィルム
   の縦方向の屈折率を示し、はフィルムの平均屈折率を
   示す）