JP6419639B2 - キャパシタ用基材フィルムの製造方法及びキャパシタ用基材フィルム - Google Patents

Description

本発明は、耐電圧特性や機械的特性等を低下させることなく、キャパシタ用の基材フィルムの滑り性を向上させることのできるキャパシタ用基材フィルムの製造方法及びキャパシタ用基材フィルムに関するものである。

ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリサルホン（ＰＳＵ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンサルホン（ＰＰＳＵ）、あるいはポリアミドイミド（ＰＡＩ）等の１００℃以上のガラス転移点（Ｔｇ）を有する非晶性の熱可塑性樹脂は、機械的性質、耐熱性、難燃性、寸法安定性、電気的特性等に優れた性質を有している。これら非晶性の熱可塑性樹脂は、係る特徴に鑑み、フィルムキャパシタ用の基材フィルムに利用されている。

上記熱可塑性樹脂の中でも、ポリエーテルイミドは、ガラス転移点が２００℃以上で耐熱性に優れ、絶縁破壊電圧が高いので耐電圧性にも優れ、しかも、誘電正接の周波数依存性と温度依存性とが小さく、さらにセルフフィーリング性も高いので、フィルムキャパシタ用の基材フィルムには最適である。

しかしながら、ポリエーテルイミド等の非晶性の熱可塑性樹脂は、通常、滑り性（摺動性）に劣るため、例えば厚さ１０μｍ以下の基材フィルムの製造時に基材フィルムの巻き取りに支障を来したり、スリット形成の作業が困難化したり、基材フィルムに皺の生じる場合がある。また、基材フィルムに裂けや破断が生じたり、巻取機に不適切に巻き付いたりするという問題もある。さらには、フィルムキャパシタの製造中の金属蒸着工程、素子巻取工程、次工程のプレス工程でも不具合が発生する。

例えば、金属蒸着工程は、基材フィルムにアルミニウム、亜鉛、Ａｌｌｏｙ（アルミニウムと亜鉛の混合蒸着）等の金属を蒸着させ、電極を形成する工程であるが、この工程で基材フィルムの滑り性が不十分であると、基材フィルム同士が密着し、基材フィルムの巻出し中に基材フィルムが破断するおそれがある。また、蒸着装置内のロールに基材フィルムが巻き付いてしまうという不具合が生じる。

素子巻取工程は、巻き芯と呼ばれる軸に基材フィルムを巻き取る工程であるが、この工程で基材フィルムの滑り性が不十分であると、巻き取った基材フィルムに皺が発生したり、巻き取り時に基材フィルムが破断してしまう等の問題が生じる。また、プレス工程は、巻き取った素子を熱と圧力で成形する工程であるが、この工程で基材フィルムの滑り性が不十分であると、過圧力で基材フィルムを成形することになるので、基材フィルムが破断したり、フィルムキャパシタの変形を招くこととなる。

以上のことから、フィルムキャパシタ用の基材フィルムに非晶性の熱可塑性樹脂を用いる場合には、滑り性について改良する必要がある。一般に樹脂フィルムの滑り性を改善する方法としては、（１）樹脂フィルムの表面に微細な凹凸を形成して表面の摩擦係数を低下させる方法、（２）シリカ、炭酸カルシウム、酸化チタン等の無機化合物を添加することにより、樹脂フィルムの表面に微小な突起を形成して表面の摩擦係数を低下させる方法、（３）グリセリンモノベヘネートやグリセリンモノステアレート等のグリセリン及び炭素数が２０以上である脂肪族モノステアレートを添加する方法（特許文献１参照）、（４）熱可塑性樹脂にシリコーンオイル（特許文献２参照）やフッ素樹脂（特許文献３、４参照）等の摩擦係数の小さな化合物を添加することにより、樹脂フィルムを溶融押出成形して表面の摩擦係数を低下させる方法があげられる。

特開２００８‐３０８６０６号公報 特開２００９‐２４８５２５号公報 特開平０９‐３０２２０９号公報 特開２０１０‐１４７３２９号公報

しかしながら、（１）の方法の場合には、樹脂フィルム表面の滑り性が十分とはいえず、しかも、厚さ１０μｍ以下の樹脂フィルムを製造する際、機械的性質が低下するので、巻き取り中に樹脂フィルムが破断してしまうという問題が生じる。

また、（２）の方法の場合には、シリカ、炭酸カルシウム、酸化チタン等の無機化合物を添加するので、厚さ１０μｍ以下の樹脂フィルムを成形しようとすると、ドローレゾナンスが発生し、しかも、樹脂フィルムの機械的性質が低下するので、厚さ１０μｍ以下の樹脂フィルムの成形が困難になる。また、厚さ１０μｍ以下の樹脂フィルムを成形しても、樹脂フィルム表面に無機物の突起が現れ、樹脂フィルムの絶縁破壊電圧が低下して耐電圧特性に問題が生じることとなる。

また、（３）の方法の場合には、ポリカーボネートのような溶融成形温度が３００℃以下の樹脂には採用可能であるが、ポリエーテルイミド、ポリエーテルサルホン、ポリフェニレンサルホン等のガラス転移点が２００℃を越えるような非晶性の熱可塑性樹脂のとき、成形温度が３００℃を越えるため、溶融成形中にグリセリン及び炭素数が２０以上である脂肪族モノステアレートが分解したり、揮発するおそれがある。また、グリセリン及び炭素数が２０以上である脂肪族モノステアレートが溶融成形後の樹脂フィルムから滲み出して金属蒸着不良を惹起したり、金属蒸着後の金属が剥離したり、フィルムキャパシタ内を汚染させるおそれがあるので、好ましくない。

また、（４）の方法の場合には、樹脂フィルムの品質や製造工程に問題が生じるおそれがある。この点について詳しく説明すると、溶融成形温度が３００℃を越える非晶性の熱可塑性樹脂を使用すると、溶融押出成形中にオレフィン系ワックスが熱分解するおそれがあり、熱分解すると、熱分解物により樹脂フィルムに孔が開いたり、孔の開いた部分から樹脂フィルムが切れて巻き取れないという問題が新たに生じる。また、樹脂フィルムを巻き取った後、熱分解物が凸状になるので、外観不良を招くおそれがある。また、低分子生成物が液状のときには、溶融押出成形後の樹脂フィルムから滲み出しや移行の問題が発生する。

また、非晶性の熱可塑性樹脂にシリコーンオイルを添加し、溶融押出成形する場合、シリコーンオイルの一部が押出成形機の内部に残留し、この残留物が酸素の存在する高温の雰囲気下で酸素と架橋反応して変質するので、ゲルの生成やシリコーンオイルの分子鎖の切断による低分子生成物の生成を招くこととなる。ゲルが生じると、ゲル部分から樹脂フィルムに孔が開いたり、孔の開いた部分から樹脂フィルムが切れて巻き取れないという問題が新たに生じる。

また、例え樹脂フィルムを巻き取ることができたとしても、樹脂フィルム中に異物が残存する関係上、１０μｍ以下の薄い樹脂フィルムを製造する際、巻取工程のトラブル、品質の不具合、ロングラン成形性の低下を招いたり、ゲル状部分が凸状となり、外観不良を招くおそれがある。また、低分子生成物が液状のときには、溶融押出成形後の樹脂フィルムから滲み出しや移行の問題が生じる。

また、（４）の特許文献３には、フッ素樹脂としてポリテトラフルオロエチレンを添加し、成形品に摺動性を付与する方法が記載されている。このポリテトラフルオロエチレンは、溶融粘度が非常に高いため、溶融流動性がほとんど認められない。また、ポリテトラフルオロエチレンは、摺動剤として熱可塑性樹脂に添加される場合、一般的に微粉体の形状で使用されるが、熱可塑性樹脂に添加されて成形材料を調製し、この成形材料を用いた押出成形により、厚さが１０μｍ以下の樹脂フィルムを製造するとき、均一分散性が悪いので、滑り性を確保するためには、多量に添加される必要がある。

しかし、ポリテトラフルオロエチレンを熱可塑性樹脂に大量に添加した成形材料は、溶融時の伸びが大きく低下するため、厚さ１０μｍ以下の樹脂フィルムの製造がきわめて困難になる。また、ポリテトラフルオロエチレンは、熱可塑性樹脂中での分散性が悪いので、樹脂フィルム中でダマ状となり、樹脂フィルムの外観不良を招くこととなる。したがって、この組成物により得られる厚さ１０μｍ以下の樹脂フィルムは、機械的強度の低下や孔開き等の問題が生じる。

さらに、（４）の特許文献４には、ポリエーテルイミドにフッ素樹脂を添加する方法が開示されている。この方法により得られる樹脂フィルムは、滑り性が改善するものの、フッ素樹脂として主に、ポリテトラフルオロエチレン‐パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（以下、ＰＦＡ樹脂という）、あるいはテトラフルオロエチレン‐ヘキサフルオロプロピレン共重合体（以下、ＦＥＰ樹脂という）の２種類が使用されている。これら２種類のフッ素樹脂を添加したポリエーテルイミド樹脂フィルムは、誘電率が低下するおそれがあり、フィルムキャパシタに使用される場合、性能の低下を招くおそれが少なくない。

本発明は上記に鑑みなされたもので、耐電圧特性や機械的特性等を低下させることなく、厚さ１０μｍ以下の薄い基材フィルムの滑り性を向上させることのできるキャパシタ用基材フィルムの製造方法及びキャパシタ用基材フィルムを提供することを目的としている。

本発明等は、上記課題を解決するため、鋭意研究した結果、被塗布物の表面にナノレベルの酸化ケイ素層等を酸化炎を介して形成するケイ酸化炎処理法に着目し、非晶性の基材フィルムにケイ酸化炎処理を施すことにより、本発明を完成させた。

本発明においては上記課題を解決するため、１００℃以上のガラス転移点を有する非晶性の熱可塑性樹脂を押出成形機に投入し、この押出成形機のダイスからキャパシタ用の基材フィルムを押し出して圧着ロールと冷却ロールとの間に挟み、これら圧着ロールと冷却ロールとの間に挟んで冷却した基材フィルムを巻取機に巻き取るキャパシタ用基材フィルムの製造方法であって、
非晶性の熱可塑性樹脂を、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、及びポリフェニレンサルホン樹脂の少なくともいずれかとし、
冷却した厚さ１〜１０μｍ以下の基材フィルムの表面に、火焔の内部を接触させて５０〜１００℃に加熱するケイ酸化炎処理を複数回施して滑り性を向上させることを特徴としている。

ここで、特許請求の範囲における非晶性の熱可塑性樹脂のガラス転移点は、１００℃以上、好ましくは２００〜２４０℃、より好ましくは２１２〜２２３℃の範囲内であるのが良い。この熱可塑性樹脂の絶縁破壊電圧は、２０５〜３４０Ｖ／μｍ、好ましくは２０７〜３３０Ｖ／μｍの範囲が良い。また、静摩擦係数は０．６２０〜０．７５０、好ましくは０．６２４〜０．７４１が良く、動摩擦係数は０．５１０〜０．６２０、好ましくは０．５１３〜０．６１６が良い。

ケイ酸化炎処理は、冷却した基材フィルムであれば、巻き取り前の基材フィルムの表面、裏面、表裏面に施すこともできるし、巻き取り後の基材フィルムの表面、裏面、表裏面に施すこともできる。このケイ酸化炎処理は、必要に応じ、基材フィルムに対して処理装置を１５〜１５０ｍｍ、好ましくは３０〜５０ｍｍ程度の距離を置き、１〜４回程度施すことができる。

本発明によれば、冷却後の基材フィルムの表面、裏面、あるいは表裏面にケイ酸化炎処理装置により、ケイ酸化の火焔を接触させてケイ酸化炎処理を施し、基材フィルムの滑り性を向上させる。

本発明によれば、耐電圧特性や機械的特性等を低下させることが少なく、キャパシタ用の厚さ１０μｍ以下の薄い基材フィルムの滑り性を向上させることができるという効果がある。また、非晶性の熱可塑性樹脂を、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、及びポリフェニレンサルホン樹脂の少なくともいずれかとするので、優れた耐熱性や耐電圧性を得ることができ、誘電正接の周波数依存性と温度依存性を小さくし、セルフフィーリング性の向上も期待できる。また、基材フィルムの表面に火焔の内部を接触させて５０〜１００℃に加熱するので、質の良いケイ酸化炎処理を施すことができる。さらに、基材フィルムにケイ酸化炎処理を複数回施すので、処理のバラツキを抑制し、基材フィルムに酸化ケイ素層等を確実に形成することができる。

本発明に係るキャパシタ用基材フィルムの製造方法及びキャパシタ用基材フィルムの実施形態を模式的に示す全体説明図である。 本発明に係るキャパシタ用基材フィルムの製造方法の実施形態におけるケイ酸化炎処理装置とその火焔を模式的に示す説明図である。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態を説明すると、本実施形態におけるキャパシタ用基材フィルム２の製造方法は、図１や図２に示すように、非晶性の熱可塑性樹脂１を溶融押出成形機１０に投入して溶融混練し、この溶融押出成形機１０のＴダイス１３からキャパシタ用の基材フィルム２を連続的に下方に押し出して圧着ロール１６と冷却ロール２１との間に挟持させ、これら圧着ロール１６と冷却ロール２１との間に挟持させて冷却した厚さ１〜１０μｍ以下の基材フィルム２を巻取機１７に巻き取る製造方法であり、冷却後の基材フィルム２にケイ酸化炎処理装置３０により、ケイ酸化炎処理を施すようにしている。

非晶性の熱可塑性樹脂１は、特に限定されるものではないが、少なくともＰＣに代表されるポリカーボネート系樹脂、ＰＡＲに代表されるポリアリレート系樹脂、ＰＥＩに代表されるポリエーテルイミド系樹脂、ＰＳＵに代表されるポリサルホン系樹脂、ＰＥＳに代表されるポリエーテルサルホン系樹脂、ＰＰＳＵに代表されるポリフェニレンサルホン系樹脂、あるいはＰＡＩに代表されるポリアミドイミド系樹脂等からなり、少なくとも１００℃以上のガラス転移点を有する。これらの熱可塑性樹脂１は、単独あるいはブレンドして使用される。

これらの熱可塑性樹脂１の中では、ポリエーテルイミド系樹脂、ポリエーテルサルホン系樹脂、ポリフェニレンサルホン系樹脂が、ガラス転移点が２００℃以上で耐熱性に優れ、絶縁破壊電圧が高いので耐電圧性に優れ、しかも、誘電正接の周波数依存性と温度依存性とが小さく、さらにセルフフィーリング性も高いので、フィルムキャパシタ用の基材フィルム２に最適である。

ポリエーテルイミドの具体例としては、Ｕｌｔｅｍ１０００‐１０００〔ＳＡＢＩＣ イノベーティブプラスチツク社製 製品名〕、Ｕｌｔｅｍ１０１０‐１０００〔ＳＡＢＩＣ イノベーティブプラスチツク社製 製品名〕、Ｕｌｔｅｍ９０１１‐１０００‐ＮＢ〔ＳＡＢＩＣ イノベーティブプラスチツク社製 製品名〕、ＣＲＳ５００１‐１０００‐ＮＢ〔ＳＡＢＩＣ イノベーティブプラスチツク社製 製品名〕等があげられる。

係るポリエーテルイミドの製造方法としては、例えば特公昭５７‐９３７２号公報や特表昭５９‐８００６７号公報等に記載の方法があげられる。また、ポリエーテルイミドは、本発明の効果を損なわない範囲で他の共重合可能な単量体とのブロック共重合体、ランダム共重合体、変性体も使用可能である。例えば、ポリエーテルイミドサルフォン共重合体であるＵｌｔｅｍ ＸＨ６０５０‐１０００〔ＳＡＢＩＣ イノベーティブプラスチツク社製 製品名〕を使用することができる。ポリエーテルイミドについては、１種類を単独、あるいは２種類以上をアロイ化あるいはブレンドして使用しても良い。

ポリエーテルサルホンの具体例としては、スミカエクセル ＰＥＳ〔住友化学社製 製品名〕、ベラデル ポリエーテルサルホン〔ソルベイスペシャルティポリマーズ社製 製品名〕、ウルトラゾーン Ｅ〔ＢＡＳＦ社製 製品名〕等があげられる。このポリエーテルサルホンについては、本発明の効果を損なわない範囲で他の共重合可能な単量体とのブロック共重合体、ランダム共重合体、変性体も使用可能である。

ポリフェニレンサルホンの具体例としては、レーデル Ｒ ポリフェニレンサルホン〔ソルベイスペシャルティポリマーズ社製 製品名〕、ウルトラゾーン Ｐ〔ＢＡＳＦ社製 製品名〕等があげられる。このポリフェニレンサルホンも、本発明の効果を損なわない範囲で他の共重合可能な単量体とのブロック共重合体、ランダム共重合体、変性体も使用可能である。

非晶性の熱可塑性樹脂１を用い、キャパシタ用の基材フィルム２を製造する場合には、溶融押出成形法、カレンダー成形法、又はキャスティング成形法等の公知の製造法を採用することができる。しかしながら、基材フィルム２の厚さ精度、生産性、ハンドリング性の向上、設備の簡略化の観点から、溶融押出成形法により連続的に薄く押出成形することが好ましい。ここで、溶融押出成形法とは図１に示すように、溶融押出成形機１０を使用して非晶性の熱可塑性樹脂１を溶融混練し、溶融押出成形機１０の先端部のＴダイス１３から基材フィルム２を連続的に押し出して製造する方法である。

溶融押出成形機１０は、例えば単軸押出成形機や二軸押出成形機等からなり、投入された熱可塑性樹脂１を溶融混練するよう機能する。この溶融押出成形機１０の上部後方には、熱可塑性樹脂１用の原料投入口１１が設置され、この原料投入口１１には、ヘリウムガス、ネオンガス、アルゴンガス、クリプトンガス、窒素ガス、二酸化炭素ガス等の不活性ガスを必要に応じて供給する不活性ガス供給管１２が接続されており、この不活性ガス供給管１２による不活性ガスの流入により、熱可塑性樹脂１の酸化劣化や酸素架橋が有効に防止される。

溶融押出成形機１０の溶融混練時の温度は、熱可塑性樹脂１の融点（例えば、ポリエーテルイミドの場合、グレードに応じ、２１０〜２２０℃）から分解温度に調整される。これは、熱可塑性樹脂１の融点未満の場合には、熱可塑性樹脂１を溶融押出成形することができず、逆に分解温度を越える場合には、熱可塑性樹脂１が分解するおそれがあるからである。

Ｔダイス１３は、溶融押出成形機１０の先端部に連結管１４を介して装着され、薄い帯形の基材フィルム２を連続的に下方に押し出すよう機能する。このＴダイス１３の上流には、連結管１４に装着されたギアポンプ１５が位置し、このギアポンプ１５が熱可塑性樹脂１を一定速度で、かつ高精度にＴダイス１３に移送する。Ｔダイス１３の押出時の温度は、熱可塑性樹脂１の融点〜分解温度に調整される。これは、熱可塑性樹脂１の融点未満の場合には、熱可塑性樹脂１の溶融押出成形が困難となり、逆に分解温度を越える場合には、熱可塑性樹脂１が分解するおそれがあるからである。

圧着ロール１６は、冷却ロール２１を挟持するようＴダイス１３の下方に回転可能に一対が軸支される。この一対の圧着ロール１６のうち、下流の圧着ロール１６の下流には、基材フィルム２を巻き取る巻取機１７の巻取管１８が回転可能に設置され、圧着ロール１６と巻取機１７の巻取管１８との間には、基材フィルム２の側部にスリットを形成するスリット刃１９が昇降可能に配置されており、このスリット刃１９と巻取機１７の巻取管１８との間には、基材フィルム２にテンションを作用させて円滑に巻き取るための回転可能なテンションロール２０が必要数軸支される。

各圧着ロール１６の周面には、基材フィルム２と冷却ロール２１との密着性を向上させる観点から、少なくとも天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、ノルボルネンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等のゴム層が必要に応じて被覆形成され、このゴム層には、シリカやアルミナ等の無機化合物が選択的に添加される。これらの中では、耐熱性に優れるシリコーンゴムやフッ素ゴムの採用が好ましい。

圧着ロール１６としては、表面が金属の金属弾性ロールが必要に応じて使用され、この金属弾性ロールが使用される場合には、表面が平滑性に優れる基材フィルム２の成形が可能となる。この金属弾性ロールの具体例としては、例えば金属スリーブロール、エアーロール〔ディムコ社製 製品名〕、ＵＦロール〔日立造船社製 製品名〕が該当する。

このような圧着ロール１６は、例えば熱可塑性樹脂１がポリエーテルイミドの場合、２１７℃以下、好ましくは２００℃以下、より好ましくは５０℃〜１８０℃の温度に調整され、基材フィルム２に摺接してこれを冷却ロール２１に圧接する。圧着ロール１６の温度が係る範囲なのは、圧着ロール１６の温度が２１７℃を越える場合には、基材フィルム２の製造中に基材フィルム２が圧着ロール１６に貼り付き、基材フィルム２が破断するおそれがあるからである。逆に、５０℃未満の場合には、基材フィルム２の厚さ精度が低下するからである。

冷却ロール２１は、例えば圧着ロール１６よりも拡径の金属ロールからなり、Ｔダイス１３の下方に回転可能に軸支されて押し出された基材フィルム２を圧着ロール１６との間に挟持し、圧着ロール１６と共に基材フィルム２を冷却しながらその厚さを所定の範囲内に制御するよう機能する。この冷却ロール２１は、圧着ロール１６と同様、熱可塑性樹脂１がポリエーテルイミドの場合、２１７℃以下、好ましくは２００℃以下、より好ましくは５０℃〜１８０℃の温度に調整され、基材フィルム２に摺接する。これは、冷却ロール２１の温度が２１７℃を越える場合には、基材フィルム２製造中に基材フィルム２が冷却ロール２１に貼り付き、破断するおそれがあるという理由に基づく。

冷却ロール２１に冷却される基材フィルム２の厚さは、１〜１０μｍ、好ましくは３．０〜８．０μｍ、より好ましくは３．２〜７．６μｍの範囲が好適である。これは、基材フィルム２の厚さが１μｍ未満の場合には、フィルムの機械的強度が著しく低下するので、基材フィルム２の成形が困難になるという理由に基づく。逆に、基材フィルム２の厚さが１０μｍを越える場合には、体積当たりの静電容量が小さくなるからである。この基材フィルム２の厚さは、各種のマイクロメータにより、測定することができる。

ケイ酸化炎処理装置３０は、図１や図２に示すように、圧着ロール１６とスリット刃１９との間に介在され、冷却後の基材フィルム２に酸化した火焔３１を噴射してケイ酸化炎処理を施すことにより、基材フィルム２の表面を活性化するよう機能する。このケイ酸化炎処理装置３０によるケイ酸化炎処理は、ケイ素原子、チタン原子、又はアルミニウム原子を含む９００〜１２００℃、好ましくは約１０００℃の高温の火焔３１を用いた処理方法であり、フレーム処理、コロナ処理、プラズマ処理とは異なり、基材フィルム２の炎熱分解により、基材フィルム２の全部一部に、特に反応性ＯＨ基の密度が高い酸化ケイ素層、酸化チタン層、酸化アルミナ層を形成する火焔処理方法である（例えば、特許第４４０８８７９号参照）。

ケイ酸化炎処理装置３０は、例えば混合ガスを供給するガス供給口と、火焔３１を噴出する噴出口とを備えたバーナ構造に構成され、混合ガスとケイ素含有化合物とを燃焼させ、ケイ酸化炎を噴出口より噴射する。このケイ酸化炎処理装置３０は、火焔３１の内炎３２、火焔反応帯３３、外炎３４のうち、内炎３２が小さく、大きな活性の火焔反応帯３３を形成可能な炎孔並列方式のラインバーナー構造に構成され、質の良い処理を行う観点から、火焔３１の内部が下方の基材フィルム２の表面に接触するよう用いられるのが好ましい。

混合ガスは、引火性ガス及び空気からなり、これらの体積比率が１：３〜１：８０の範囲に調整される。この混合ガス中にはケイ素含有化合物が含有される。また、引火性ガスは、プロパンガス、ブタンガス、都市ガス、又は天然ガスを含み、このガスにより酸化炎が得られる。また、ケイ素含有化合物は、例えばテトラメトキシシラン、ビニルトリエトキシシシラン、ヘキサメチルジシラザン、ｎ‐プロピルトリメトキシシラン等からなり、引火性ガスと空気とからなる混合ガスに対し、１０^−２〜１０^−６のモル分率で添加される。ケイ酸化炎処理装置３０の具体例としては、イトロ社製のＮＴＳ又はハンディ・ナノプライマー処理装置等があげられる。

火焔３１は、火焔３１の空燃比を変更して様々な火焔３１を形成できるよう、予混合火焔が利用されるのが好ましい。また、ケイ酸化炎処理の処理回数は、１回でも複数回（例えば、１〜４回等）でも良いが、処理のバラツキを抑制し、酸化ケイ素層等を確実に形成する観点から、好ましくは２〜４回、より好ましくは２〜３回施されるのが良い。また、ケイ酸化炎処理の処理時間は、例えば巻き取られる基材フィルム２に対する熱影響を抑制する観点から、５０〜８００ｍｍ／ｓｅｃ、好ましくは１００〜７５０ｍｍ／ｓｅｃ程度が良い。

上記において、基材フィルム２を製造する場合には図１に示すように、溶融押出成形機１０の原料投入口１１に熱可塑性樹脂１を不活性ガスを供給しながら投入し、溶融押出成形機１０により熱可塑性樹脂１を加熱・加圧状態で溶融混練し、Ｔダイス１３から帯形の基材フィルム２を連続的に押し出す。この際、熱可塑性樹脂１の溶融混練前における含水率は、５０００ｐｐｍ以下、好ましくは２０００ｐｐｍ以下、より好ましくは２５０〜２０００ｐｐｍ以下に調整される。これは、熱可塑性樹脂１の溶融混練前における含水率が５０００ｐｐｍを越える場合には、熱可塑性樹脂１が発泡するおそれがあるからである。

基材フィルム２を押し出したら、一対の圧着ロール１６、冷却ロール２１、テンションロール２０、巻取機１７の巻取管１８に順次巻架し、基材フィルム２を冷却ロール２１により冷却するとともに、この冷却した基材フィルム２の表面に、ケイ酸化炎処理装置３０で火焔３１の内部を接触させて５０〜１００℃に加熱することにより、ケイ酸化炎処理を施し、基材フィルム２の両側部をスリット刃１９でそれぞれカットし、その後、巻取管１８に順次巻き取れば、基材フィルム２を製造することができる。

基材フィルム２の表面には、本発明の効果を失わない範囲で微細な凹凸を形成し、基材フィルム２表面の摩擦係数を低下させることができる。この微細な凹凸の形成方法としては、例えば（１）熱可塑性樹脂１を溶融押出成形機１０により溶融混練し、この溶融混練した熱可塑性樹脂１をＴダイス１３から微細な凹凸を周面に有する冷却ロール２１上に吐き出して密着させ、基材フィルム２の成形時に微細な凹凸を同時に形成する方法、（２）基材フィルム２を製造した後、微細な凹凸を周面に有する冷却ロール２１上に密着させ、微細な凹凸を形成する方法がある。いずれの方法をも採用することができるが、設備の簡略化の観点からすると、（１）の方法が好ましい。

上記によれば、基材フィルム２に酸化ケイ素層を形成するので、滑り性を著しく向上させることができ、しかも、厚さ１０μｍ以下の基材フィルム２を製造する際、機械的性質が低下することもないので、巻き取り中の基材フィルム２の破断を有効に防止することができる。また、酸化ケイ素の粒子径がｎｍオーダーなので、耐電圧特性の低下を有効に防止することができる。また、厚さ１０μｍ以下の樹脂フィルムを成形する際、ドローレゾナンスが発生したり、基材フィルム２表面に無機物の突起が現れるおそれもない。

また、グリセリン及び炭素数が２０以上である脂肪族モノステアレートを添加する必要もないので、成形中にグリセリン及び炭素数が２０以上である脂肪族モノステアレートが分解したり、揮発するおそれがない。また、グリセリン及び炭素数が２０以上である脂肪族モノステアレートが溶融成形後の基材フィルム２から滲み出して金属蒸着不良を惹起したり、金属蒸着後の金属が剥離したり、フィルムキャパシタ内を汚染させるおそれを排除することができる。

また、熱可塑性樹脂１にシリコーンオイルやフッ素樹脂等の摩擦係数の小さな化合物を添加する必要もないので、基材フィルム２の品質や製造工程に諸問題が生じるおそれを排除することが可能になる。また、ケイ酸化炎処理により、帯電防止効果が期待できるので、塵埃等の異物付着を防止することができ、しかも、基材フィルム２の表面が安定するので、生産ラインの停止が解消され、ライン稼働率の上昇が大いに期待できる。

また、ケイ酸化炎処理により、乾燥工程が不要になるので、生産工程の短縮が可能になる。また、レベリング性が向上するので、不良率の低減が大いに期待できる。さらに、環境汚染物質を使用しないので、環境負荷の低減も期待できる。

なお、上記実施形態では圧着ロール１６とスリット刃１９との間にケイ酸化炎処理装置３０を介在させたが、何らこれに限定されるものではない。例えば、巻取機１７の巻取管１８の下流にケイ酸化炎処理装置３０を配置し、巻取管１８から繰り出した基材フィルム２にケイ酸化炎処理を施しても良い。また、ケイ酸化炎処理装置３０を上下前後左右に移動可能に配置しても良い。

以下、本発明に係るキャパシタ用基材フィルムの製造方法及びキャパシタ用基材フィルムの実施例を比較例と共に説明する。

〔実施例１〕
先ず、非晶性の熱可塑性樹脂として、市販されているポリエーテルイミドを用意し、このポリエーテルイミドを溶融押出成形機により溶融混練するとともに、溶融押出成形機の先端部のＴダイスから基材フィルムを連続的に押出成形し、平均厚さ５．３μｍ、長さ２０００ｍ、幅６２ｃｍの基材フィルムを作製した。ポリエーテルイミドとしては、Ｕｌｔｅｍ９０１１‐１０００‐ＮＢ〔ＳＡＢＩＣ イノベーティブプラスチツク社製 製品名〕を使用した。また、溶融押出成形機等は、図１に示す構成としたが、ケイ酸化炎処理装置を省略した。

基材フィルムを作製したら、この基材フィルムのガラス転移点を測定したところ、２１２℃であった。このガラス転移点は、ＪＩＳ Ｋ７１２１に準じた示差走査熱量測定法により測定した。この測定に際しては、示差走査熱量計〔エスアイアイ・ナノテクノロジーズ社製 製品名ＥＸＳＴＡＲ７０００シリーズ Ｘ‐ＤＳＣ７０００〕を使用し、１分間に１０℃／分の昇温速度で実施した。

次いで、基材フィルムを折れ刃式のカッターナイフでＡ４サイズに切り出し、この基材フィルムの押出方向を板目表紙の長手方向となるよう粘着テープで固定し、この基材フィルムにケイ酸化炎処理をケイ酸化炎処理装置により施した。ケイ酸化炎処理装置としては、イトロ社製の装置を用いた。このケイ酸化炎処理装置によるケイ酸化炎処理は、０．４秒×２回の条件で実施した。ケイ酸化炎処理装置のケイ素含有化合物としては、テトラメトキシシラン〔純正化学社製 製品名 試薬 特級〕を使用し、混合ガスである燃料ガスとの割合が０．０３モル％になるよう調整した。

基材フィルムにケイ酸化炎処理を施したら、基材フィルムを板目表紙から剥離し、基材フィルムの滑り性、耐電圧特性、機械的特性、及び引張特性を表１にまとめて評価した。

・基材フィルムの滑り性
基材フィルムの滑り性は、ＪＩＳ Ｋ７１２５に準じ、静摩擦係数と動摩擦係数とにより評価した。これら静摩擦係数と動摩擦係数は、表面性測定機ＴＹＰＥ：１４Ｄ〔新東科学社製 製品名〕を使用し、ケイ酸化炎処理した基材フィルムを板目表紙から剥離し、圧子側に処理面、ガラス板側に未処理面を配置し、測定速度：１００ｍｍ／ｍｉｎ、荷重２００ｇの条件下で測定した。

・基材フィルムの耐電圧特性
基材フィルムの耐電圧特性は、ＪＩＳ Ｃ ２１１０‐１９９４法に準じ、絶縁破壊電圧により評価した。具体的には、気中法による短時間絶縁破壊試験で測定し、測定値を測定試料の厚みで割り、単位厚み当たりの絶縁破壊電圧値で示すこととした。測定に際しては、２３℃の環境下で実施し、基材フィルムの巻き側から実施した。試験に用いる電極は、円柱形としてその上部を直径２５ｍｍ、高さ２５ｍｍに形成し、下部を直径２５ｍｍ、高さ１５ｍｍに形成した。測定箇所は５箇所とし、その平均値を基材フィルムの絶縁破壊電圧とした。

・基材フィルムの引張特性
基材フィルムの引張特性は、ＪＩＳ Ｋ６７８１に準拠し、引張速度：５０ｍｍ／ｍｉｎの条件下で、押出方向（ＭＤ）と幅方向（ＴＤ）とを測定した。幅方向は押出方向の直角方向である。基材フィルムの引張特性は、最大強度と破断時伸びにより評価した。

〔実施例２〕
先ず、非晶性の熱可塑性樹脂として、市販されているポリエーテルイミドを用意し、このポリエーテルイミドを溶融押出成形機により溶融混練するとともに、溶融押出成形機の先端部のＴダイスから基材フィルムを連続的に押出成形し、平均厚さ７．６μｍ、長さ２０００ｍ、幅６２ｃｍの基材フィルムを作製した後、この基材フィルムのガラス転移点を測定したところ、２２２℃であった。ポリエーテルイミドとしては、ＣＲＳ５００１‐１０００‐ＮＢ〔ＳＡＢＩＣ イノベーティブプラスチツク社製 製品名〕を使用した。

次いで、基材フィルムを折れ刃式のカッターナイフでＡ４サイズに切り出し、この基材フィルムの押出方向を板目表紙の長手方向となるよう粘着テープで固定し、この基材フィルムにケイ酸化炎処理をケイ酸化炎処理装置により施した。ケイ酸化炎処理装置としては、イトロ社製の装置を用いた。このケイ酸化炎処理装置によるケイ酸化炎処理は、０．４秒×２回の条件で実施した。ケイ酸化炎処理装置のケイ素含有化合物としては、ビニルトリエトキシシシラン〔信越化学工業社製 製品名ＫＢＥ‐１００３〕を使用し、混合ガスである燃料ガスとの割合が０．０１モル％になるよう調整した。その他の部分については、実施例１と同様とした。

基材フィルムにケイ酸化炎処理を施したら、基材フィルムを板目表紙から剥離し、基材フィルムの滑り性、耐電圧特性、機械的特性、及び引張特性を表１にまとめて評価した。

〔実施例３〕
非晶性の熱可塑性樹脂として、市販されているポリエーテルサルホンを用意し、このポリエーテルサルホンを溶融押出成形機により溶融混練するとともに、溶融押出成形機の先端部のＴダイスから基材フィルムを連続的に押出成形し、平均厚さ４．８μｍ、長さ２０００ｍ、幅６２ｃｍの基材フィルムを作製した後、この基材フィルムのガラス転移点を測定したところ、２２３℃であった。ポリエーテルサルホンとしては、ベラデル ポリエーテルサルホンＡ−３０１ＮＴ〔ソルベイスペシャルティポリマーズ社製 製品名〕を使用した。

次いで、基材フィルムを折れ刃式のカッターナイフでＡ４サイズに切り出し、この基材フィルムの押出方向を板目表紙の長手方向となるよう粘着テープで固定し、この基材フィルムにケイ酸化炎処理をケイ酸化炎処理装置により施した。ケイ酸化炎処理装置のケイ素含有化合物としては、ヘキサメチルジシラザン〔信越化学工業社製 製品名ＳＺ‐３１〕を使用し、混合ガスである燃料ガスとの割合が０．０５モル％になるよう調整した。その他の部分については、実施例１と同様とした。

基材フィルムにケイ酸化炎処理を施したら、基材フィルムを板目表紙から剥離し、基材フィルムの滑り性、耐電圧特性、機械的特性、及び引張特性を表１にまとめて評価した。

〔実施例４〕
非晶性の熱可塑性樹脂として、市販されているポリフェニレンサルホンを用意し、このポリフェニレンサルホンを溶融押出成形機により溶融混練するとともに、溶融押出成形機の先端部のＴダイスから基材フィルムを連続的に押出成形し、平均厚さ４．１μｍ、長さ２０００ｍ、幅６２ｃｍの基材フィルムを作製した後、この基材フィルムのガラス転移点を測定したところ、２１８℃であった。ポリフェニレンサルホンとしては、ウルトラゾーン Ｐ３０１０〔ＢＡＳＦ社製 製品名〕を用いた。

次いで、基材フィルムを折れ刃式のカッターナイフでＡ４サイズに切り出し、この基材フィルムの押出方向を板目表紙の長手方向となるよう粘着テープで固定し、この基材フィルムにケイ酸化炎処理をケイ酸化炎処理装置により施した。ケイ酸化炎処理装置のケイ素含有化合物としては、ｎ‐プロピルトリメトキシシラン〔信越化学工業社製 製品名ＫＢＭ‐３０３３〕を使用し、混合ガスである燃料ガスとの割合が０．０２モル％になるよう調整した。その他の部分については、実施例１と同様とした。

基材フィルムにケイ酸化炎処理を施したら、基材フィルムを板目表紙から剥離し、基材フィルムの滑り性、耐電圧特性、機械的特性、及び引張特性を表１にまとめて評価した。

実施例１〜４に示す基材フィルムの滑り性、耐電圧特性、機械的特性、及び引張特性については、ケイ酸化炎処理しない従来の基材フィルムと異なり、表１に示すようにきわめて良好な結果を得ることができた。

本発明に係るキャパシタ用基材フィルムの製造方法及びキャパシタ用基材フィルムは、フィルムキャパシタの製造分野で使用される。

１ 熱可塑性樹脂
２ 基材フィルム
１０ 溶融押出成形機（押出成形機）
１３ Ｔダイス（ダイス）
１６ 圧着ロール
１７ 巻取機
１８ 巻取管
１９ スリット刃
２１ 冷却ロール
３０ ケイ酸化炎処理装置
３１ 火焔
３２ 内炎
３３ 火焔反応帯
３４ 外炎

Claims (2)

1. １００℃以上のガラス転移点を有する非晶性の熱可塑性樹脂を押出成形機に投入し、この押出成形機のダイスからキャパシタ用の基材フィルムを押し出して圧着ロールと冷却ロールとの間に挟み、これら圧着ロールと冷却ロールとの間に挟んで冷却した基材フィルムを巻取機に巻き取るキャパシタ用基材フィルムの製造方法であって、
   非晶性の熱可塑性樹脂を、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、及びポリフェニレンサルホン樹脂の少なくともいずれかとし、
   冷却した厚さ１〜１０μｍ以下の基材フィルムの表面に、火焔の内部を接触させて５０〜１００℃に加熱するケイ酸化炎処理を複数回施して滑り性を向上させることを特徴とするキャパシタ用基材フィルムの製造方法。
2. 請求項１記載のキャパシタ用基材フィルムの製造方法により製造されたことを特徴とするキャパシタ用基材フィルム。

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