JPH04315410A - コンデンサ用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】

【０００１】

【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。

【０００２】

【従来の技術】従来、ポリエステルフィルムを誘電体と
して用いたコンデンサが知られている。コンデンサの重
要な特性の一つに耐電圧特性があり、絶縁破壊電圧や連
続課電時の寿命などがその指標とされ、ポリエステルフ
ィルムの改良により耐電圧特性の向上を図る提案が行な
われている。たとえば、特開平１−１１７３０９号公報
では、ポリエステルフィルム中に、平均粒径０．４〜４
μｍの球状シリカ粒子を０．００５〜１．０重量％含有
させ、かつ、粒径がシリカ粒子より小さいが０．０１〜
３μｍの範囲にある不活性微粒子を０．００５〜１．０
重量％含有させることにより、コンデンサの絶縁破壊電
圧の上昇を図っている。また、特開昭６４−１２１７号
公報では、ポリエステルフィルム中に平均粒径が０．０
１〜３．０μｍの球形シリカ粒子を０．００１〜５重量
％含有させ、該ポリエステルフィルムの溶融時の比抵抗
を２×１０８Ω・ｃｍ以上とすることにより、コンデン
サの耐電圧特性を向上させる提案がなされている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コンデ
ンサの耐電圧特性を向上させるには、誘電体となるポリ
エステルフィルムの表面状態と非粒子部分の結晶度の双
方を規定する必要がある。特開平１−１１７３０９号公
報は、添加される粒子の粒径と含有量のみを規定してい
るが、フィルムの厚みにより、フィルム表面の突起高さ
やその頻度が異なるため、目的とするフィルムの表面状
態を得るには不十分である。同様に、特開昭６４−１２
１７号公報に見られる粒子の粒径と含有量の規定も、フ
ィルムの表面状態を決定するものではない。また、ポリ
エステルフィルムの溶融時の比抵抗を条件に加えている
が、溶融時の比抵抗はフィルムの製造工程の影響を反映
するものではなく、フィルムの非粒子部分の状態を決め
る要因とはなり得ない。従って、これら従来技術では、
耐電圧特性の向上を達成するに不十分であった。

【０００４】本発明は、かかる課題に鑑み、鋭意検討の
結果、耐電圧特性の良好なコンデンサ用ポリエステルフ
ィルムを提供せんとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のコンデンサ用ポ
リエステルフィルムは、高さ０．１μｍ以上の表面突起
の数が、６．００個／ｍｍ以上であり、かつ、高さ０．
５μｍ以上の表面突起の数が、０．２０個／ｍｍ以下で
あり、かつ、融解熱が５３．０Ｊ／ｇ以上であることを
特徴とする。

【０００６】本発明のポリエステルフィルムの表面突起
数については、高さ０．１μｍ以上の突起数が６．００
個／ｍｍ未満では、フィルムがすべり難くなるため蒸着
、素子巻、プレスなどの作業に支障を来すので実用に耐
えない。好ましくは８．００個／ｍｍ以上である。なお
、上限は特に指定しないが耐電圧特性を考慮すれば、１
１．００個／ｍｍ未満であることが望ましい。一方、高
さ０．５μｍ以上の突起数は、０．２０個／ｍｍを越え
ると、コンデンサ素子内における空隙が大きくなるため
コロナが発生し、十分な耐電圧特性が得られず、実用に
耐えない。好ましくは０．１５個／ｍｍ以下であり、さ
らに好ましくは０．１０個／ｍｍ以下である。高さ０．
５μｍ以上の突起数の下限は特に制限しないが、蒸着、
素子巻、プレスなどの作業性を考慮すれば、０．０５個
／ｍｍ以上であることが好ましい。

【０００７】また、本発明のポリエステルフィルムの融
解熱は、５３．０Ｊ／ｇ以上であり、好ましくは、５４
．０Ｊ／ｇ以上である。融解熱が５３．０Ｊ／ｇ未満の
場合は、コンデンサの十分な耐電圧特性が得られず、実
用に適さない。

【０００８】本発明のポリエステルフィルムに含まれる
触媒金属化合物としては、カルシウム、マグネシウム、
リチウム、マンガンなどが例示され、その種類や添加量
は特に限定しないが、リン化合物との比が次式Ｍ／Ｐ≦
１．５ （ただし、Ｍはフィルム中のカルシウム、マグネシウム
、リチウム、マンガン元素の全モル数、Ｐはフィルム中
のリン元素のモル数である。）を満足するように含むこ
とが、耐電圧特性の良好なコンデンサ用ポリエステルフ
ィルムを得るのに好ましい。

【０００９】また、コンデンサ用ポリエステルフィルム
では、作業性、特にすべり性を向上させる目的から、不
活性微粒子が添加される場合があり、その粒子としては
、炭酸カルシウム、カオリン、シリカなどが例示される
。本発明のポリエステルフィルムも、このような不活性
微粒子を含有してもよく、粒子の種類や量は特に限定さ
れないが、金属イオンを含む分散剤を必要としない粒子
が好ましい。さらに、上記の不活性微粒子の添加により
生じる、フィルム内部のボイド個数が少なく、かつ、そ
の体積が小さい方が好ましい。

【００１０】なお、本発明のポリエステルフィルムは、
コンデンサ用途のみならず、電気絶縁材料としてなど他
の電気用途にも好適であることはいうまでもない。

【００１１】次に、本発明のポリエステルフィルムの製
造方法の一例を説明する。

【００１２】テレフタル酸を主成分とするアルキルエス
テルと、エチレングリコ−ルを主成分とするグリコ−ル
を重縮合反応させ、得られたポリマ−を温度２７０〜２
９０℃の押出機に供給し、スリットを施したダイから溶
融押出しした後、温度２０〜７０℃の冷却ドラム上で固
化させ、未延伸フィルムを得る。

【００１３】次に、この未延伸フィルムを二軸延伸し、
配向せしめる。延伸方法としては、逐次二軸延伸法また
は同時二軸延伸法を用いることができる。ここでは、逐
次二軸延伸法の例を示す。

【００１４】この場合の条件は、特に限定されないが、
一方向に温度９０〜１３０℃で３．０〜７．０倍延伸し
た後、該方向と直角方向に温度１００〜１２０℃で２．
０〜４．０倍延伸することが、本発明のポリエステルフ
ィルムを得るのに好適である。

【００１５】次に、この延伸フィルムを熱処理する。熱
処理条件としては、温度２１０〜２５０℃が好ましい。 　　本発明のポリエステルフィルムの厚さは、特に限定
されないが、３〜１０μｍの範囲のものに好適である。

【００１６】また、本発明のポリエステルフィルムを使
用しコンデンサを製造する場合、そのコンデンサの形態
は特に限定されるものではなく、巻回法や積層法など周
知の方法でコンデンサを製造することが可能であり、オ
イルなどを含浸する含浸式であっても、含浸剤を用いな
い乾式であってもよい。また、電極としては、金属箔で
あっても、誘電体フィルムに直接、金属を真空蒸着、ス
パッタリングなど周知の方法で形成せしめた金属薄膜で
あってもよいが、蒸着による金属薄膜形成の方が好まし
い。もちろん、金属箔と蒸着金属の併用であってもさし
つかえない。さらに、電極を形成する金属は、特に限定
されるものではなく、アルミニウム、亜鉛、錫、チタン
、ニッケル、コバルト、銅、クロムなどが例示され、各
々単独でも、混合でも、合金でも、積層でもよい。次に
、本発明に用いた測定方法について説明する。

【００１７】（１）表面突起の数 測定機器は、小坂研究所製の接触式三次元粗さ計ＳＥ−
３ＦＫＳを使用する。ポリエステルフィルム１枚を、長
さ方向の一辺が１００ｍｍ、長さ方向に直角な方向の一
辺が７０ｍｍの長方形に切断し、試料とする。触針が長
さ方向に直角な方向へ走行する向きに、試料が皺を含ま
ないように、両面粘着テ−プで試料台へ固定し、カット
オフ値０．２５ｍｍ、縦倍率１００００倍、横倍率２０
０倍、触針のスキャン速度０．１ｍｍ／秒にて測定する
。長さ方向に直角な方向の測定長１ｍｍ、長さ方向への
ピッチ５μｍ間隔で、触針を長さ方向に直角な方向に３
０回走行させた時点で、この試料の測定を終了する。 以上の測定を、１種類のフィルムにつき、ある面とその
反対の面を各々３回、計６回実施し、得られた表面突起
の数の平均値の小数点第３位を四捨五入し、該フィルム
の表面突起の数を得る。ここに、「表面突起の数」およ
びその「高さ」を以下の通り定義する。ＪＩＳＢ−０６
０１に規定される山数Ｐｃにおいて、下側のピ−クカウ
ントレベルを平均線上に固定し上側のピ−クカウントレ
ベルを０．１μｍ間隔で設定し、断面曲線を上側のピー
クカウントレベルで切断したとき、それらの交差点の隣
り合う２点を結ぶ断面曲線のうち、ピ−クカウントレベ
ルに対し実体が突出している部分の数を「表面突起の数
」とし、このときの上側のピ−クカウントレベルと平均
線の距離を「高さ」とする。

【００１８】したがって、「表面突起の数」は測定方向
１ｍｍあたりにつき、それぞれの「高さ」以上の突起数
全量をカウントした累積度数で表現される。

【００１９】（２）融解熱 測定機器は、島津製作所製の熱流束示差走査熱量計ＤＳ
Ｃ−５０を使用する。ポリエステルフィルムを直径６ｍ
ｍの円形に裁断したもの５ｍｇを試料とし測定機器に入
れ、温度２５℃から昇温速度１０℃／分で３００℃まで
昇温し、融解熱を読みとる。図１に吸熱チャートの一例
を示す。融解熱は、吸熱開始点（図中番号１）から吸熱
終了点（図中番号２）までの吸熱ピークの面積（図中斜
線部分）から得られ、１種類のフィルムにつき３回測定
し、平均値の小数点第２位を四捨五入した値を融解熱と
して採用する。

【００２０】

【実施例】次に、本発明を実施例に基づき説明する。

【００２１】実施例１ テレフタル酸を主成分とするアルキルエステルと、エチ
レングリコ−ルを重縮合反応させる過程で、表面突起形
成剤として、カオリン０．２７重量％、炭酸カルシウム
０．０１８重量％を添加し、得られたポリマーを温度２
８０℃の押出機に供給した。スリットを施したダイから
溶融押出しした後、温度２５℃の冷却ドラム上で冷却固
化させ、未延伸フィルムを得た。次にこの未延伸フィル
ムを、温度１２０℃で長さ方向に５．８倍に延伸し、さ
らに温度１２０℃で長さ方向と直角な方向に３．６倍に
延伸した。続いて、この延伸フィルムを温度２３５℃で
熱処理し、ワインダーで巻取った。このとき、フィルム
厚みは、ＪＩＳ　　Ｃ−２３１８に従い測定した結果、
４．９μｍであった。次に、幅５００ｍｍ、長さ５００
０ｍにスリットし、評価用原反とした。

【００２２】次に、フィルム上へ膜抵抗３．５Ω／□の
アルミニウム膜を真空蒸着法で形成し、フィルム幅７０
ｍｍ、マ−ジン幅１．５ｍｍ、長さ１０００ｍの蒸着フ
ィルムを得た。この蒸着フィルム２枚を直径９ｍｍのプ
ラスチックコアに巻き、周知の方法で、容量１０μＦの
巻回型コンデンサを作成し、端面をメタリコン封止後、
リ−ド線を半田付けし、試料とした。上記の方法に従い
作成した７個のコンデンサに、温度１００℃の条件下で
、同時に交流電圧３２０Ｖを連続印加し、各コンデンサ
が破壊にいたるまでの時間を測定した。コンデンサ７個
につき、破壊個数の合計が４個となった時間をもって、
対象サンプルの耐用時間とした。耐用時間に基づく、耐
電圧特性の判定基準は下記の通りである。

【００２３】○−−−耐用時間５時間以上△−−−耐用
時間２．　５時間以上５時間未満×−−−耐用時間２．
　５時間未満 結果を表１に示す。

【００２４】実施例２ ポリエステルフィルムの製造工程における熱処理温度を
２２８℃とした以外、実施例１と同条件の試料である。

【００２５】結果を表１に示す。

【００２６】比較例１ ポリエステルフィルムの製造工程における熱処理温度を
２２０℃とした以外、実施例１と同条件の試料である。

【００２７】結果を表１に示す。

【００２８】実施例３ ポリエステルフィルムの製造工程における熱処理温度を
２２０℃とし、ポリエステルフィルム製造後に温度７０
℃の条件で１４日間の熱処理を施した以外、実施例１と
同条件の試料である。

【００２９】結果を表１に示す。

【００３０】比較例２ ポリエステルフィルムの製造工程において、表面突起形
成剤として沈降法による平均粒径が１．２μｍのシリカ
粒子のみを０．０４重量％　　添加した以外、実施例１
と同条件の試料である。

【００３１】結果を表１に示す。

【００３２】比較例３ ポリエステルフィルムの製造工程において、表面突起形
成剤として沈降法による平均粒径が１．２μｍのシリカ
粒子のみを０．０４重量％添加し、かつ、ポリエステル
フィルム製造工程における熱処理温度を２２０℃とした
以外、実施例１と同条件の試料である。

【００３３】結果を表１に示す。

【００３４】実施例４ ポリエステルフィルムの製造工程において、表面突起形
成剤として沈降法による平均粒径が１．５μｍのシリカ
粒子のみを０．０４重量％添加し、かつ、金属イオンを
含有する分散剤を使用していない点を除いて、実施例１
と同条件の試料である。

【００３５】結果を表１に示す。

【００３６】比較例４ ポリエステルフィルムの製造工程において、表面突起形
成剤として沈降法による平均粒径が１．２μｍのシリカ
粒子のみを０．０７５重量％添加し、かつ、ポリエステ
ルフィルム製造工程における熱処理温度を２２０℃とし
た以外、実施例１と同条件の試料である。

【００３７】結果を表１に示す。

【００３８】

【表１】

【００３９】

【発明の効果】本発明によって、連続課電時の耐用性に
優れ、かつ、作業性に支障のないコンデンサ用ポリエス
テルフィルムを得ることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】吸熱チャートの例

【符号の説明】

１：吸熱開始点 ２：吸熱終了点 斜線部：融解熱

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高さ０．１μｍ以上の表面突起の数が６．
   ００個／ｍｍ以上であって、かつ、高さ０．５μｍ以上
   の表面突起の数が、０．２０個／ｍｍ以下であり、かつ
   、融解熱が５３．０Ｊ／ｇ以上であ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。