JPH02251538A - コンデンサー用二軸配向ポリエステルフィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ 本発明はコンデンサー用二軸延伸ポリエステルフィルム
に関するものであり、詳しくは、コンデンサーの誘電体
として用いられるフィルムであって、作業性及び電気特
性に優れ、特に、薄膜の誘電体として適したポリエステ
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１ コンデンサーの小型化、静電容量の増大の観点から、現
在、誘電体の薄膜化が強く求められている。ポリエチレ
ンテレフタレートの二輪配向フィルムは、熱的特性、機
械的特性および電気的特性に優れ、しかも薄（て均質な
ものを得ることができるため、誘電体として特に賞月さ
れている。最近では製膜法の進歩により厚さ１μ論以下
、例えば０．５μ輪の超薄番手フィルムも得られるよう
になった。

しかしながら、フィルムが薄くなればなるほど、フィル
ム取扱い時の作業性及び電気特性等に関し種々の問題が
生じてくる。

すなわち、フィルム取扱い時の作業性に関しては、フィ
ルム製造工程においてフィルムをロール状に巻き取る際
の春作４＃：ａやフィルム表面に金属層を形成しコンデ
ンサー素子とした後偏乎化するコンデンサー製造工程の
一連の作業性がしばしば問題となってくる。

また、電気特性に関しては、次のような事情から、耐電
圧特性や寿命特性が特に問題となって（る。

上記したフィルムの取扱い作業性を改善するためには、
フィルム中に不活性な微粒子を存在させる必要がある。

ところが、その結果として該粒子周辺に空隙が発生する
ことになるが、該空隙のために、特に薄番手フィルムに
おいては電位の偏りが生じ易く、フィルムの耐電圧特性
や寿命特性が悪化するようになる。

また、薄番手フィルムの場合は、コンデンサー製造工程
において均一に偏平化することが困難となるが、従来知
られているフィルムは、この点においても必ずしも満足
し得るものではなかった。

１課題を解決するための手段１ 本発明者らは上記課題に鑑み鋭意検討を行なった結果、
誘電体として、ある特定の２種類の粒子を含有し、且つ
ある特定の複屈折率を有する二軸延伸ポリエステルフィ
ルムを使用するならば、前記課題を一挙に解決し得ると
の知見を得、本発明を完成するに至った。

すなわち本発明の要旨は、酸化ケイ素及び／又は酸化ア
ルミニウムからなり平均粒径が０．３０μ輪以下の２５
１粒子を０．０５〜１．０重量％と、平均粒径がそれよ
り大きい無機又は有機の第２粒子を０．０１〜０．４重
量％含有し、且つ下記式で定義する複屈折率Δｎが０．
０１０〜０．０５０の範囲内であることを特徴とするコ
ンデンサー用二紬配向ポリエステルフィルムに存する。

Δｎ”ｎＭＤ−ｎＴＤ （上式中ｎ、。はフィルムの長手方向の屈折率を、ｎＴ
Ｄはフィルムの幅方向の屈折率を示す、）以下、本発明
の詳細な説明する。

本発明におけるポリエステルとは、テレフタル酸、２．
６−す７タレンジカルポン酸またはそのアルキルエステ
ルを主たる酸成分とし、エチレングリコールを主たるグ
リコール成分としてエステル化あるいはエステル交換を
行なった後、重縮合反応を行なうことにより得られるポ
リエステルを指すが、その一部を他の成分で置き換えて
もよい。

例えば、酸成分の一部をイソフタル酸、７タル酸、７ノ
ピン酸、七パンン酸、ｐ−ヒドロキシ安息香酸、２，７
−す７タレンシカルポン酸もしくはそれらの低級アルキ
ルエステルで置か換えてもよいし、また、グリコール成
分の一部をトリエチレングリコール、テトラメチレング
リコール、ヘキサメチレングリコール、ネオペンチルグ
リコール、１．４−ンクロヘ岬サンジメタノ−１し等で
置き換えてもよい、いずれにしても本発明でいうポリエ
ステルとは、通常８０モル％以上、好ましくは９０モル
％以上がエチレンテレフタレート単位またはエチレン−
２，６−す７タレ一ト単位であるポリエステルを指す。

本発明のポリエステルフィルムは、２種類から本発明で
用いる第１粒子は平均粒径が０．３０μ輪以下の酸化珪
素及Ｖ／又は酸化アルミニウム粒子である。該粒子の平
均粒径は特に０．１０μ論以下が好ましく、同時にフィ
ルム厚みの１１５以下、好ましくは１／１０以下とする
のがよい。

本発明で用いることのでかる酸化珪素としては、例えば
珪酸ナトリウムを出発原料とするいわゆる湿式法による
シリカ、四塩化珪素を酸水素炎中で加水分解する乾式法
によるシリカ、アルコキシシランを加水分解することに
より得られるシリカ等を挙げることができる。

また、酸化アルミニウムとしては、例えば塩化アルミニ
ウムを出発原料とする乾式法によるアルミナ、アルコキ
シドの加水分解によるもの、ノブサイト、バイアライト
、ベーマイト等のアルミナ水和物を加熱分解することに
より得られる酸化アルミニウム等を挙げることができる
。

これらの酸化物粒子は、ポリエステルとの親和性を向上
させるためその表面が他の無機物や有機えば３０重量％
未満が、Ｓｉ％Ａｔ１Ｔｉ、Ｆｅ、Ｎａ、に等の酸化物
で置換されていてもよい。

本発明においては、上記のように、Ｉ！Ｉ４１粒子とし
て、酸化珪素及び／又は酸化アルミニウムからなる粒子
を用いることにその第一のＶ＃檄を有するが、第１粒子
のポリエステルに対する配合量は０．０５〜１．０重量
％の範囲から選択される。配合量が０．０５重量％未満
であるとフィルムの滑り性が劣り取扱い作業性が悪くな
るし、逆に１．０重量％を越えると耐電圧特性や寿命特
性が悪化するようになる。

本発明におけるｔ１％２の特徴は、第１粒子に加えそれ
より大きい無機又は有機の粒子を０．０１〜０．４重量
％用いることにある。かがる第２粒子を併用することに
よりフィルムのロールへの巻き取り、巻き出しをより円
滑に行なうことができ、偏平化時の作業性も向上させる
ことがでかる８上記第２粒子としては、酸化珪素又は酸
化アルミニウムの他、カオリン、タルク、炭酸カルシウ
ム、７ツ化リチウム、二酸化チタン、ゼオライト、硫酸
バリウム及び耐熱性高分子等を挙げることができる。な
お本発明でいう耐熱性高分子とは溶融ポリエステルに実
質的に不溶不融であれば特に制限はなく、例えば熱硬化
性フェノール樹脂、熱硬化性エポキシ樹脂、熱硬化性尿
素樹脂、ベンゾグアナミン樹脂あるいはポリテトラフル
オロエチレンのようなフッ素Ｍ樹脂を挙げることができ
る。

しかしながら最も好ましくは例えば特公昭５９−５２１
６号公報に記載されでいるような耐熱性を有する架橋高
分子であり、例えば（１）メチルメタクリレートあるい
はメタクリル酸のような分子中に唯一個の脂肪族の不飽
和基を有する化合物と（２＞ノビニルベンゼンあるいは
エチレングリコールシフタクリレートのような分子鎖中
に２個以上の脂肪族の不飽和基を有する化合物とを出発
原料として懸濁重合あるいは乳化重合により得られるも
のを典型的な例として挙げることができるが、勿論これ
らに限定されるものではない。

本発明においてはこれらの有機粒子はポリエステルと反
応し得る基を有していてもよい、また、多孔性の有無や
形状に拘わらず使用することができる。

第２粒子のポリエステルに対する配合量は０．０１〜０
．４重量％の範囲から選択される。この配合量が０．０
１重量％未満では巻か作業性の改良が不充分であるし、
逆に０．４重量％を越えると耐電圧特性が悪化するよ）
になる。

なお、本発明においては、第１粒子に対する第２粒子の
平均粒径の比が２〜２０．好ましくは３〜１５、また第
１粒子に対する第２粒子の配合量の比が１／２０−リ１
／３、好ましくは１／１０〜１／４にある場合にその効
果が最大限に発揮される。

本発明における第３の特徴はそのフィルムの配向特性に
ある。即ち本発明においてはフィルムの長手方向の屈折
率ｆ１ＭＯと幅方向の屈折率ｎＴＯとの差、即ち複屈折
率Δｎがｏ、ｏ　ｉ　ｏ〜ｏ、ｏ　ｓ　ｏの範囲内であ
る必要がある。この！件が満された場合に素子死後偏平
化するとｂの作業性が着しく向上する。即ちフィルムを
巻回した素子を一定の速度で押しっコζす時の荷重、い
わゆる偏平薄型が少なくて済み歩留り良く均質な製品を
得ることができる。かかる効果の奏せられる理由は、定
かではないが、恐らく偏平化時フィルムの長手方向に熱
応力が働きそれが好結果をもたらすものと考えられる。

複屈折率の好ましい範囲は０．０１５〜０．０４０．よ
り好ましい範囲は０．０２０〜０．０３５である。

本発明のフィルムは、例えば次のような方法により得る
ことができる。

先ず、前述の第１及び第２粒子を含有するポリエステル
を得る。かかるポリエステルは、エステル交換終了後の
縮合反応の初期において、それぞれ必要な粒子を添加し
てｐｌＩＪ１粒子又は第２粒子を含むポリエステルを得
たのち両者を混合することにより容易に得られる。

こうして得られたポリエステルは、次いで、製膜、され
フィルムとされるが、製膜方法としては次のような方法
を採用することができる。

すなわち、２７０℃〜３００℃でポリエチレンテレフタ
レートチップをフィルム状に溶融押出し後、４０℃〜７
０℃で冷却後固化し、無定形シートとした後、縦横に逐
次二輪延伸あるいは同時二輪延伸した後さらに１１０℃
〜１８０℃の温度で縦方向に１．０５〜２．０倍再延伸
を行なった後、１６０℃〜２４０℃で熱処理する方法等
がある。

この際、再縦延伸防熱固定、再縦藍伸後縦弛緩、再縦延
伸前又は後微小倍率縦延伸延伸等の手法を適宜採用する
ことができる。いずれにしでも氏手力向にポリエステル
分子鎖をより強く配向される条件を採用する。

また、ポリエチレン−２，６−す７タレートの場合は、
延伸温度が異なるだけで同様な手法を採って複屈折率が
０．０１〜ｏ、ｏ　ｓ　ｏのフィルムを得ることがで終
る。例えば２８０℃〜３２０℃で溶融押出し冷却固化さ
れた、ポリエチレン−２，６−す７タレートの実質的に
無配向の未延伸シートを縦横に逐次二輪延伸あるいは同
時二輪延伸した後縦方向に１４０℃〜２００℃で再度１
．０５倍以上４．０倍以下再縦延伸する。更に、得られ
たフィルムを１８０℃以上２６０℃以下の温度で熱処理
を行なう、この際、同じく再縦延伸防熱固定、再縦延伸
後継弛緩、再縦延伸前又は後微小倍率縦延伸等の手法を
採用できる。

なお、本発明の効果は、ポリエステルフィルムの厚みが
５μｍ以下、特に３μ論、就中２．５μ論以下の場合に
最大限に発揮される。

１実施例１ 以下、本発明を実施例により更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、なお実施例及び比較例中［部１とあ
るは［重量部１を示す。

＊た、本発明で用いた測定法は次の通りである。

（１）　平均粒径 顕微鏡にてフィルム中の粒子の粒径を測定し、粒子の最
大径方向と最小径方向の直径の算術平均値を平均粒径と
する。

（２）　フィルムの屈折率 アタゴ社製アツベ式屈折計を用い、２３℃で光源として
ナトリウムＤｆｉを用いて測定した。

（３）　巻き作業性 ロール状に巻か上げた際のフィルムａ−ル表面及び端面
の外観を以下のように判定した。

（ロ）ロール表面にシワは殆どないが ツブ状欠陥が若干発生し、端面が　　Δ少し不揃の６の 不揃のもの （４）偏平化時の作業性 ２０鎗論幅にスリ・ントシたフィルムにマージン部を除
いてアルミニウムｉｓを施こし、次いで外径４ｍ鵠の巻
芯に５輪長巻き取った。この素子を５　ｍｍ１分の速度
で圧縮し応力−歪曲線から降伏薄型を読みとり偏平荷重
とした。

また偏平化後の素子の端面を観察し、次の３段階に分け
て評価した。

Ｏ・・・均一につぶれて隙間がほとんどない。

Δ・・・概ね均一であるが、一部隙間が認められる。

Ｘ・・・不均一につぶれており実用性に乏しい。

なお、偏平化が不均一であると、静電容量が低下したり
ばらついたりする他、メタリコン工程で種々の不都合を
誘発してしまう。

（５）　耐電圧の測定 ＪＩＳ　　Ｃ−２３１９に準じて行なった。

１０ＫＶ直流耐電圧試験機を用い、２３℃、５０％ＲＨ
の雰囲気下にて、１００Ｖ／秒の外圧速度で上昇させ、
フィルムが破壊し短絡したときの電圧を読み取った。

（６）　寿命特性 アルミニウム蒸着を施したポリエステルフィルムを用い
０．１μＦの容量を示すコンデンサー素子を作成し、素
子両端に３００Ｖの直流電圧を印加、又促進テストとし
て８５℃の雰囲気下で行ない、１０００時間経過後のコ
ンデンサー素子１００個中短絡せずにコンデンサーとし
ての機能を有する素子の残存率を示した。

実施例１ 乾式法によって得られた一次粒子の平均粒径が０．０５
μｍである酸化珪素０．５０重量％を含むポリエステル
（Ａ）、及び平均粒径０．４μｍの重質炭酸カルシウム
０．２０重量％を含むポリエステル（Ｂ）を製造した。

更に、酢酸マグネシウムをエステル交換触媒として実質
的に粒子を含有しないポリエステル（Ｃ）を製造した。

次いで、これらを６０：２０：２０重量比で混合し、２
９０℃で押出機よりシート状に押し出し急冷して無定形
シートを得た０次いで縦方向に１００℃で２．７倍、更
に８０℃で１．８倍延伸し、その後横方向に１０５℃で
３．９倍延伸し２２５℃で熱処理を行なった。得られた
二軸配向ポリエチレンテレフタレートフィルムの厚みは
２．２μｍ、ｎＭＤは１．６７４５、ｎＴＤは１．６４
８５、Δｎは０．０２　（３０であった。

次に、得られたフィルムを用いて偏平化時の作業性及び
コンデンサーとしての特性評価を行なった。

これらの結果を他の実施例及び比較例の結果と共に表１
に示す。

実施例２．３及び比較例１〜３ 表１に示すように粒子の配合及びフィルムの複屈折率を
変える他は実施例１と同様にしてフィルムを得、その特
性を評価した。

【発明の効果１ 以上詳述したように、本発明によれば、コンデンサーの
誘電体として好適なポリエステルフィルムが提供され、
従って、本発明の工業的価値は大である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）酸化ケイ素及び／又は酸化アルミニウムからなり
   平均粒径が０．３０μｍ以下の第１粒子を０．０５〜１
   ．０重量％と、平均粒径がそれより大きい無機又は有機
   の第２粒子を０．０１〜０．４重量％含有し、且つ下記
   式で定義する複屈折率Δｎが０．０１０〜０．０５０の
   範囲内であることを特徴とするコンデンサー用二軸配向
   ポリエステルフイルム。 Δｎ：ｎ＿Ｍ＿Ｄ−ｎ＿Ｔ＿Ｄ （上式中ｎ＿Ｍ＿Ｄはフィルムの長手方向の屈折率を、
   ｎ＿Ｔ＿Ｄはフィルムの幅方向の屈折率を示す。）