JP7144715B2 - セラミックグリーンシート製造用離型フィルムロール - Google Patents
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Description
1. 25℃でのコア外径と50℃で1時間加熱後のコア外径との差の絶対値が0.1mm以下、かつ25℃でのコア外径と5℃で1時間冷却後のコア外径との差の絶対値が0.1mm以下であるコアの上に、離型フィルムが巻き取られているグリーンシート製造用離型フィルムロール。
2. コアの円周方向及び幅方向について、各々位置を変えて25℃でのコア外径を各々10点測定した時の標準偏差が、コアの円周方向及び幅方向の両者において0.05mm以下である上記第1に記載のグリーンシート製造用離型フィルムロール。
3. 離型フィルムを構成するフィルム基材がポリエステルフィルムであり、前記離型フィルムは前記ポリエステルフィルムの少なくとも片面に離型層を有し、前記離型層表面の領域表面平均粗さ(Sa)が7nm以下である上記第1または第2に記載のセラミックグリーンシート製造用離型フィルムロール。
4. ポリエステルフィルムが、無機粒子を実質的に含有していない表面層A及び粒子を含有する反対側の表面層Bを有し、表面層A上に離型層が設けられており、前記表面層Bが含有する粒子がシリカ粒子及び/又は炭酸カルシウム粒子であり、粒子の合計が表面層B中に5000~15000ppm含有されている上記第3に記載のセラミックグリーンシート製造用離型フィルムロール。
5. 0.2μm~1.0μmの厚みを有するセラミックグリーンシートの製造方法であって、上記第1から第4のいずれかに記載のセラミックグリーンシート製造用離型フィルムロールに巻き取られている離型フィルムを用いるセラミックグリーンシートの製造方法。
6. 上記第5に記載のセラミックグリーンシートの製造方法を採用することを特徴とするセラミックコンデンサの製造方法。
本発明のセラミックグリーンシート製造用離型フィルムロール(以下、単に離型フィルムロールということがある)は、基材フィルムである二軸配向ポリエステルフィルムの片面に離型層を有する離型フィルムロールである。
本発明において基材として好ましく用いられるポリエステルフィルムを構成するポリエステルは、特に限定されず、離型フィルム用基材として通常一般に使用されているポリエステルをフィルム成形したものを使用することが出来るが、好ましくは、芳香族二塩基酸成分とジオール成分からなる結晶性の線状飽和ポリエステルであるのが良く、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン-2,6-ナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート又はこれらの樹脂の構成成分を主成分とする共重合体がさらに好適であり、とりわけポリエチレンテレフタレートから形成されたポリエステルフィルムが特に好適である。ポリエチレンテレフタレートは、エチレンテレフタレートの繰り返し単位が好ましくは90モル%以上、より好ましくは95モル%以上であり、他のジカルボン酸成分、ジオール成分が少量共重合されていてもよいが、コストの点から、テレフタル酸とエチレングリコールのみから製造されたものが好ましい。また、本発明のフィルムの効果を阻害しない範囲内で、公知の添加剤、例えば、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、結晶化剤などを添加してもよい。ポリエステルフィルムは双方向の弾性率の高さ等の理由から二軸配向ポリエステルフィルムであることが好ましい。
本発明における離型層を構成する樹脂には特に限定はなく、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、アルキド樹脂、各種ワックス、脂肪族オレフィンなどを用いることができ、各樹脂を単独もしくは、2種類以上併用することもできる。
上記離型層を塗工した後、巻取りコアに巻き取られ、後述するセラミックグリーンシート形成用離型フィルムロールとして使用される。離型層を塗工後にフィルムを巻き取るために使用する巻芯部の巻取りコアとしては、紙、プラスチック、金属など各種コアが用いられる。本発明にて使用するコアとしては、25℃でのコア外径と50℃で1時間加熱後のコア外径との差の絶対値が0.1mm以下、かつ25℃でのコア外径と5℃で1時間冷却後のコア外径との差の絶対値が0.1mm以下であるコアが好ましい。室温から加熱、及び、冷却後のコア外径の変化が0.1mm以下であれば、フィルム巻き取り後のフィルムロール保管温度が変わった時のコア外径変化による巻芯部でのフィルムの巻き緩み、巻締りによる巻芯部の巻ズレの発生を防止できるため好ましい。加熱前後、及び冷却前後のコア外径の差の絶対値が0.06mm以下であれば更に好ましい。加熱前後、及び冷却前後のコア外径の差の絶対値は0mmであることが最も好ましいが、0.005mm以上であっても構わず、0.01mm以上であっても構わない。
一般に、積層セラミックコンデンサは、直方体状のセラミック素体を有する。セラミック素体の内部には、第1の内部電極と第2の内部電極とが厚み方向に沿って交互に設けられている。第1の内部電極は、セラミック素体の第1の端面に露出している。第1の端面の上には第1の外部電極が設けられている。第1の内部電極は、第1の端面において第1の外部電極と電気的に接続されている。第2の内部電極は、セラミック素体の第2の端面に露出している。第2の端面の上には第2の外部電極が設けられている。第2の内部電極は、第2の端面において第2の外部電極と電気的に接続されている。
非接触表面形状計測システム(VertScan R550H-M100)を用いて、下記の条件で測定した値である。領域表面平均粗さ(Sa)、粗さ曲線要素の平均長さ(RSm)は、5回測定の平均値を採用し、最大突起高さ(P)は5回測定の最大値を採用した。
(測定条件)
・測定モード:WAVEモード
・対物レンズ:50倍
・0.5×Tubeレンズ
・測定面積 187×139μm
(解析条件)
・面補正: 4次補正
・補間処理: 完全補間
離型フィルムを任意の大きさに切り取った時のフィルム断面を、透過電子顕微鏡で観察し算出した値を離型層厚みとした。
使用するコアの幅方向、円周方向の位置を変えて10点にてノギスを用い、外径測定を行い、10点測定の結果からばらつき(標準偏差σ)を算出した(単位mm)。
各コアの特定の位置をあらかじめマーキングしておき、25℃室温下にて外径測定を実施した。測定済のコアを50℃に設定したギアオーブンに1時間投入、取り出した直後にマーキング部の外径を測定し、50℃加熱前後の外径変化を算出した。同様の測定を5回実施、平均値を算出し、外径変化量Δaとした(単位mm)。
各コアの特定の位置をあらかじめマーキングしておき、25℃室温下にて外径測定を実施した。測定済のコアを5℃に設定した恒温室に1時間投入、取り出した直後にマーキング部の外径を測定し、5℃冷却前後の外径変化を算出した。同様の測定を5回実施、平均値を算出し、外径変化量Δbとした(単位mm)。
離型加工後のフィルムを巻取り、フィルムロールを得た。巻き取ったフィルムロール端面のズレをノギスを用い測定した。
巻姿○: 端面の巻ズレ量が3mm未満である。
巻姿×: 端面の巻ズレ量が3mm~5mmの範囲である。
巻姿××: 端面の巻ズレ量が5mmを超える。
離型加工後のフィルムを巻取り、フィルムロールを得た。巻き取ったフィルムロールを5℃設定の恒温室に1日保管、50℃設定の恒温室に1日保管、を交互に繰り返し、合計14日間フィルムロールを保管した。14日保管後のフィルムロール端面のずれをノギスを用い測定した。
巻姿○: 端面の巻ズレ量が3mm未満である。
巻姿×: 端面の巻ズレ量が3mm~5mmの範囲である。
巻姿××: 端面の巻ズレ量が5mmを超える。
下記、材料からなる組成物を攪拌混合し、2.0mmのガラスビーズを分散媒とするペイントシェーカーを用いて2時間分散し、セラミックスラリーを得た。
トルエン 22.5質量%
エタノール 22.5質量%
チタン酸バリウム(富士チタン社製 HPBT-1) 50.0質量%
ポリビニルブチラール(積水化学社製 エスレックBH-3) 5.0質量%
次いで離型フィルムサンプルの離型面にアプリケーターを用いて乾燥後のスラリーが0.5μmの厚みになるように塗布し90℃で1分乾燥後、スラリー面と平滑化塗布層面を重ね合わせ、10分間、1kg/cm2の加重を掛けたあと、離型フィルムを剥離し、セラミックグリーンシートを得た。
得られたセラミックグリーンシートのフィルム幅方向の中央領域において25cm2の範囲でセラミックスラリーの塗布面の反対面から光を当て、光が透過して見えるピンホールの発生状況を観察し、下記基準で目視判定した。
○:ピンホールの発生なし、厚みばらつき特に問題なし
×:ピンホールの発生があり、及び/又は、厚みばらつきが目立つ
エステル化反応装置として、攪拌装置、分縮器、原料仕込口及び生成物取出口を有する3段の完全混合槽よりなる連続エステル化反応装置を用いた。TPA(テレフタル酸)を2トン/時とし、EG(エチレングリコール)をTPA1モルに対して2モルとし、三酸化アンチモンを生成PETに対してSb原子が160ppmとなる量とし、これらのスラリーをエステル化反応装置の第1エステル化反応缶に連続供給し、常圧にて平均滞留時間4時間、255℃で反応させた。次いで、第1エステル化反応缶内の反応生成物を連続的に系外に取り出して第2エステル化反応缶に供給し、第2エステル化反応缶内に第1エステル化反応缶から留去されるEGを生成PETに対して8質量%供給し、さらに、生成PETに対してMg原子が65ppmとなる量の酢酸マグネシウム四水塩を含むEG溶液と、生成PETに対してP原子が40ppmのとなる量のTMPA(リン酸トリメチル)を含むEG溶液を添加し、常圧にて平均滞留時間1時間、260℃で反応させた。次いで、第2エステル化反応缶の反応生成物を連続的に系外に取り出して第3エステル化反応缶に供給し、高圧分散機(日本精機社製)を用いて39MPa(400kg/cm2)の圧力で平均処理回数5パスの分散処理をした平均粒径が0.9μmの多孔質コロイダルシリカ0.2質量%と、ポリアクリル酸のアンモニウム塩を炭酸カルシウムあたり1質量%付着させた平均粒径が0.6μmの合成炭酸カルシウム0.4質量%とを、それぞれ10%のEGスラリーとして添加しながら、常圧にて平均滞留時間0.5時間、260℃で反応させた。第3エステル化反応缶内で生成したエステル化反応生成物を3段の連続重縮合反応装置に連続的に供給して重縮合を行い、95%カット径が20μmのステンレススチール繊維を焼結したフィルターで濾過を行ってから、限外濾過を行って水中に押出し、冷却後にチップ状にカットして、固有粘度0.60dl/gのPETチップを得た(以後、PET(I)と略す)。PETチップ中の滑剤含有量は0.6質量%であった。
一方、上記PETチップの製造において、炭酸カルシウム、シリカ等の粒子を全く含有しない固有粘度0.62dl/gのPETチップを得た(以後、PET(II)と略す。)。
これらのPETチップを乾燥後、285℃で溶融し、別個の溶融押出し機押出機により290℃で溶融し、95%カット径が15μmのステンレススチール繊維を焼結したフィルターと、95%カット径が15μmのステンレススチール粒子を焼結したフィルターの2段の濾過を行って、フィードブロック内で合流させ、PET(I)を反離型面側層、PET(II)を離型面側層となるように積層し、シート状に45m/分のスピードで押出(キャステイング)し、静電密着法により30℃のキャスティングドラム上に静電密着・冷却させ、固有粘度が0.59dl/gの未延伸ポリエチレンテレフタレートシートを得た。層比率は各押出機の吐出量計算でPET(I)/(II)=60%/40%となるように調整した。次いで、この未延伸シートを赤外線ヒーターで加熱した後、ロール温度80℃でロール間のスピード差により縦方向に3.5倍延伸した。その後、テンターに導き、140℃で横方向に4.2倍の延伸を行なった。次いで、熱固定ゾーンにおいて、210℃で熱処理した。その後、横方向に170℃で2.3%の緩和処理をして、厚さ31μmの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムZを得た。得られたフィルムZの離型面側層のSaは2nm、反離型面側層のSaは28nmであった。
熱硬化型アミノアルキド樹脂(日立化成社製 テスファイン314、固形分60質量%)100質量部と硬化触媒としてp-トルエンスルホン酸(日立化成社製、ドライヤー900、固形分50質量%)1.2質量部を、トルエン/メチルエチルケトン/ヘプタン(=3:5:2)溶液で希釈し、固形分2質量%の離型剤溶液を調製した。
光カチオン硬化型シリコーン樹脂(モメンティブ社製 UV9300、固形分濃度100質量%)100質量部と硬化触媒ビス(アルキルフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート1質量部を、トルエン/メチルエチルケトン/ヘプタン(=3:5:2)溶液で希釈し、固形分2質量%の離型剤溶液を調製した。
光ラジカル硬化性物質からなるバインダーであるジペンタエリスリトールヘキサアクリレート100質量部(製品名:A-DPH、新中村化学工業社製、固形分100質量%)と離型剤であるアクリロイル基含有ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン1.0質量部(製品名:BYK-UV3500、ビッグケミー・ジャパン社製、固形分100質量%)、
光ラジカル重合開始剤であるメチル-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 5.0質量部 (製品名:IRGACURE(登録商標)907、BASF社製、有効成分100質量%)を、トルエン/メチルエチルケトン(=1:1)溶液で希釈し、固形分20質量%の離型剤溶液を調製した。
(離型層の形成、コアへの巻取り)
上記で得た積層フィルムZのPET(II)により形成された層の表面に、離型剤溶液X-1を乾燥後の厚みで0.05μmとなるようにリバースグラビアコーターにて塗布し、次いで、130℃の熱風で30秒間乾燥を行い、離型層を形成し、巻取張力140N/m、巻取面圧300N/m、巻取速度150m/分、の条件で、幅1,500mm、長さ6,000mのフィルムロールに巻き上げセラミックグリーンシート製造用離型フィルムロールを得た。巻取りコアとして3インチのベークライトコア(千代田興業株式会社)を使用した。巻き取り直後、及び14日後の巻姿は巻ズレの発生もなく優秀であった。
(離型層の形成、コアへの巻取り)
巻取りで使用するコアをFRP(Fiber reinforced plastic
s)コア(株式会社栗本鐵工所)に変更した以外は実施例1と同様の方法でセラミックグ
リーンシート製造用離型フィルムロールを得た。巻き取り直後、及び14日後の巻姿は巻
ズレの発生もなく優秀であった。
(離型層の形成、コアへの巻取り)
上記で得た積層フィルムZのPET(II)により形成された層の表面に、離型剤溶液X-2を乾燥後の厚みで0.05μmとなるようにリバースグラビアコーターにて塗布し、次いで、90℃の熱風で30秒間乾燥した後、直ちに無電極ランプ(フュージョン株式会社製Hバルブ)にて紫外線照射(300mJ/cm2)を行い、離型層を形成しセラミックグリーンシート製造用離型フィルムロールを得た。巻取りコアとしてベークライトコア(千代田興業株式会社)を使用した。巻き取り直後、及び14日後の巻姿は巻ズレの発生もなく優秀であった。
(離型層の形成、コアへの巻取り)
上記で得た積層フィルムZのPET(II)により形成された層の表面に、離型剤溶液X-3を乾燥後の厚みで1.0μmとなるようにリバースグラビアコーターにて塗布し、次いで、90℃の熱風で30秒間乾燥した後、直ちに無電極ランプ(フュージョン株式会社製Hバルブ)にて紫外線照射(300mJ/cm2)を行い、離型層を形成しセラミックグリーンシート製造用離型フィルムロールを得た。巻取りコアとしてベークライトコア(千代田興業株式会社)を使用した。巻き取り直後、及び14日後の巻姿は巻ズレの発生もなく優秀であった。
離型層を形成するフィルムとして、積層フィルムZの代わりに、E5000-25μm(東洋紡製)に変更、コアをベークライトコアの代わりにABSコアを使用した以外は、実施例1と同様の方法でセラミックグリーンシート製造用離型フィルムロールを得た。E5000はフィルム内部に粒子を含有しており、E5000の離型層を形成する側の表面のSaが0.027μm、離型層を積層しない反離型面のSaが0.031μmであった。離型加工後の巻姿は良好であったが、14日保管後の巻芯部で巻ズレが発生していた。また、フィルムの離型面の表面粗さが大きいため、セラミック塗工時にピンホールが発生した。
離型層を形成するフィルムとして、積層フィルムZの代わりに、E5000-25μm(東洋紡製)に変更、巻取りコアをベークライトコアからABSコアに変更した以外は、実施例4と同様の方法でセラミックグリーンシート製造用離型フィルムロールを得た。離型加工前の原反の表面粗さが粗いが、離型層の厚みを厚くすることで原反突起を埋めることができ、離型層表面粗さを低くできた。その結果、比較例1で見られたピンホール、厚みばらつきを改善できた。しかし、コアとして加熱前後の外径サイズ変化の大きいABSコアを使用しているため、巻取り後14日後の巻姿を確認したところ巻ズレが発生した。
巻取りコアをベークライトコアからABSコアに変更した以外は、実施例1と同様の方法でセラミックグリーンシート製造用離型フィルムロールを得た。離型加工後の巻姿は良好であったが、14日保管後の巻芯部で巻ズレが発生していた。
巻取りコアをベークライトコアから紙コア(HC-E,日本紙管工業株式会社)に変更した以外は、実施例1と同様の方法でセラミックグリーンシート製造用離型フィルムロールを得た。離型加工後の巻姿は良好であったが、14日保管後の巻芯部で巻ズレが発生していた。
巻取りコアをベークライトコアからPPコア(ダイカポリマー株式会社)に変更した以外は、実施例1と同様の方法でセラミックグリーンシート製造用離型フィルムロールを得た。離型加工後の巻姿として巻ズレが発生した。幅方向、円周方向の外径サイズばらつきが大きいため、幅方向でのフィルムへかかる応力のばらつきが発生し、巻ズレが発生したと考えられる。また、14日保管後では、巻芯部での巻ズレが更に悪化していた。
比較例1~5においては、加熱、及び冷却前後のコア外径の変化が所定範囲を逸脱しているため、巻取り後経時保管後に巻芯付近で巻ズレの発生がみられた。比較例1においては、巻ズレの発生に加え、離型面の表面粗さが大きいため、セラミックシートのピンホールの発生もみられた。比較例5においては、巻取り直後においても巻ズレの発生がみられた。巻取り経時後の巻ズレは更に悪化がみられた。
Claims (6)
- 25℃でのコア外径と50℃で1時間加熱後のコア外径との差の絶対値が0.1mm以下であり、
前記コアは、25℃でのコア外径と5℃で1時間冷却後のコア外径との差の絶対値が0.1mm以下であるコアであり、
前記コアがベークライトコアであり、
前記コアの上に、離型フィルムが巻き取られているグリーンシート製造用離型フィルムロール。 - コアの円周方向及び幅方向について、各々位置を変えて25℃でのコア外径を各々10点
測定した時の標準偏差が、コアの円周方向及び幅方向の両者において0.05mm以下で
ある請求項1に記載のグリーンシート製造用離型フィルムロール。 - 離型フィルムを構成するフィルム基材がポリエステルフィルムであり、前記離型フィルム
は前記ポリエステルフィルムの少なくとも片面に離型層を有し、前記離型層表面の領域表
面平均粗さ(Sa)が7nm以下である請求項1または2に記載のセラミックグリーンシ
ート製造用離型フィルムロール。 - ポリエステルフィルムが、無機粒子を実質的に含有していない表面層A及び粒子を含有す
る反対側の表面層Bを有し、表面層A上に離型層が設けられており、前記表面層Bが含有
する粒子がシリカ粒子及び/又は炭酸カルシウム粒子であり、粒子の合計が表面層B中に
5000~15000ppm含有されている請求項3に記載のセラミックグリーンシート
製造用離型フィルムロール。 - 0.2μm~1.0μmの厚みを有するセラミックグリーンシートの製造方法であって、
請求項1から4のいずれかに記載のセラミックグリーンシート製造用離型フィルムロール
に巻き取られている離型フィルムを用いるセラミックグリーンシートの製造方法。 - 請求項5に記載のセラミックグリーンシートの製造方法を採用することを特徴とするセラ
ミックコンデンサの製造方法。
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