JPH044733B2

JPH044733B2 -

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Publication number: JPH044733B2
Application number: JP62114831A
Authority: JP
Priority date: 1987-05-13
Filing date: 1987-05-13
Publication date: 1992-01-29
Also published as: JPS63281416A

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］本発明は、改良されたコンデンサーに関するも
のであり、更に詳しくは主として経日によつても
誘電正接（以下、tanδと称する）の値が変化しな
いコンデンサーに関するものである。［従来の技術］二軸配向ポリエステルフイルムに、アルミニウ
ム、亜鉛等の金属を蒸着せしめた、いわゆる金属
化ポリエステルフイルムを巻回あるいは積層して
なるコンデンサーが知られている。［発明が解決しようとする問題点］しかしながら、上記従来のコンデンサーには、
次のような欠点があつた。経日と共に、tanδが変化し、特に高温高湿の
雰囲気下では、比較的短時間にtanδが大きくな
るばかりか、その値も変動し易い。更に、経日と共に、静電容量が減少し、安定
した容量が得られない。［問題点を解決するための手段］本発明は、少なくとも片方の表面層の酸素原子
と炭素原子との原子構成比を0.50〜1.00の範囲に
せしめた二軸配向ポリエステルフイルムと、該表
面層側に蒸着された金属層とを主体としてなるコ
ンデンサーに関するものである。本発明におけるポリエステルとは、ジカルボン
酸とジオールとより重縮合により得られるエステ
ル結合を分子主鎖に有する高分子化合物であり、
代表的なポリエステルとしては、ポリエチレンテ
レフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポ
リエチレンナフタレートなど、及びそれらにテレ
フタル酸、イソフタル酸、アジピン酸、セバチン
酸、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコ
ール、ポリテトラメチレングリコールなどのコモ
ノマーなどを共重合させたものなどを含むもので
ある。この時のエステル交換触媒としては、Mg
系、Mn系が本発明の場合非常に好ましく、Ca
系、Zn系、Li系、Ni系などでは顕著な効果が出
にくい。本発明の場合、ホモポリマー、中でもポリエチ
レンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート
を用いたものに本発明の効果が顕著になることが
多い。もちろん、ポリエステルには、高分子とし
て、公知の添加剤、例えば安定剤、粘度調整剤、
酸化防止剤、充填剤、滑り剤、アンチブロツキン
グ剤、還元剤などを含有させてもよく、本発明の
場合、特に酸化防止剤（イルガノツクス1010：
Ciba Geigy製）、還元剤（フエロシリコン、シリ
コマンガンなど）の添加が有効である。フイルム厚さは特に限定されないが、25μm以
下、より好ましくは10μm以下、更に好ましくは
6μm以下のものに、本発明の効果は顕著になる。
また、表面粗さRaは、５〜200mμの範囲のもの
が普通であるが、10〜50mμと平滑なフイルムほ
ど本発明の効果は顕著となる。本発明のポリエステルフイルムは、少なくとも
片方の表面層の酸素原子と炭素原子との原子構成
比（以下Ｏ／Ｃと称する）を0.50〜1.00、好まし
くは0.53〜0.88の範囲とする。この比Ｏ／Ｃが小
さすぎると経日によるtanδが大きくなるのみなら
ず、静電容量が減少する。この理由は、明確では
ないが、通常のポリエチレンテレフタレートの場
合、Ｏ／Ｃは0.4近傍であるが、フイルム表面か
ら約100Åまでの極表層部のみＯ／Ｃを0.50〜
1.00にすることにより、フイルム表層部に新たな
酸素原子がとり込まれた結果、酸素や水などの外
部雰囲気に対する安定性が増すためと考えられ
る。一方、Ｏ／Ｃが大きすぎると、経日による
tanδがまた大きくなるのみならず、フイルムの滑
り性が非常に悪くなり、コンデンサー素子巻きな
どの作業性が劣り、その結果、素子の中には発生
する“シワ”などのためにコンデンサーの破壊電
圧が低下するという欠点を有する。本発明のＯ／Ｃの値は、フイルム表面から約
100Åまでの表層部のみに適用されるもので、100
Åよりも深い所では、0.4近傍であるのが好まし
い。また、本発明フイルムの場合、表面ぬれ張力
は、53〜68dyn／cmであるのが好ましく、より好
ましくは55〜65dyn／cmである。表面ぬれ張力γc
がこの範囲にある場合は、tanδの経日変化、特に
高湿度の変化が更に小さくなり、またフイルが互
いにブロツキングしたりすることがなく、フイル
ムの取り扱い性が優れる。その結果、絶縁破壊電
圧が低下することが少ない。また、該フイルム表層の窒素原子と炭素原子と
り原子構成比Ｎ／Ｃを0.005〜0.08の範囲にする
ことにより、効果はより顕著になる。ポリエステルフイルムへの金属蒸着は、この
Ｏ／Ｃとγcとが上記範囲にある表面に施される。
従つて、フイルムの両表面とも上記範囲内にある
場合は、金属を両面に蒸着し得る。蒸着する金属
は、特に限定されないが、アルミニウム、亜鉛が
よく利用される。もちろんアルミニウムと亜鉛と
を合金蒸着（例えば特開昭54−131762等）した
り、積層蒸着（例えば特開昭54−127557等）して
もよい。本発明の場合、金属としては、白金、パ
ラジウム、金、銅などの標準電極電位の高い、安
定した金属を用いるのがtanδの安定化に好まし
い。蒸着膜の厚さは、10Åから5000Åの範囲が好
ましく、これをアルミニウム膜の場合に膜抵抗で
表示すると0.1〜10Ω／□程度の範囲のものとな
る。蒸着方式は、特に限定されず、電熱加熱溶解
蒸着法、イオンビーム蒸着法、スパツタリング
法、イオンプレーテイング法などを用いることが
できる。本発明のコンデンサーは、油含浸式でも、乾式
でも、それらの折衷でもよいが、本発明の場合乾
式コンデンサーの方がその効果は顕著となる。次に本発明コンデンサーの製造方法について説
明する。酢酸マンガンをエステル交換触媒にして得たポ
リエチレンテレフタレートを用いて得た二軸配向
ポリエステルフイルムの表層をコロナ処理、プラ
ズマ処理、薬液処理などの手法により該フイルム
表層のみのＯ／Ｃが0.50〜1.00、更に好ましくは
ぬれ張力γcが53〜68dyn／cmになるようにする。フイルム表層の特性を上記のようにするための
詳細な条件は、フイルムの性質、雰囲気の条件、
処理方法、製膜条件等によつて異なる。従つて、
個々の場合に応じて、適宜条件設定すればよい。コロナ処理の場合、雰囲気ガスは、酸素濃度
0.1体積％以下の窒素、二酸化炭素、アルゴンな
どの雰囲気で行なうのが好ましい。もちろん加湿
されていてもよい。また、コロナ放電の印加エネ
ルギーは、１〜6KJ／m²程度のものが好ましい。
この処理されたフイルムを真空蒸着装置の中にセ
ツトし、アルミニウム、亜鉛などの金属を処理面
の上に蒸着する。蒸着されたフイルムを小幅にス
リツトし、これを２枚重ね合わせて巻き回してコ
ンデンサー素子を作り、以下常法によつて、プレ
ス、テーピング、メタリコン、電圧処理、両端面
封止、リード線取付けなどをしてコンデンサーと
する。［測定法］以下に本発明に関する測定法について説明す
る。 (1) フイルム表面層の原子構成比国際電気(株)製のESCAスペクトロメーター
ES−200型を用い、次の条件でフイルム表面を
測定した。励起Ｘ線：Al Kα線（1486.6eV）Ｘ線出力：10KV 20mA 温度：20℃ 運動エネルギー補正：中性炭素の運動エネルギ
ー値を1202.0eVに合わせる。得られたスペクトルから、C1s、O1s、N1s
それぞれの相対積分強度から、Ｃを１、Ｏを
2.6、NO1.7として感度補正し、Ｏ／Ｃ、Ｎ／
Ｃの原子構成比を求める。 (2) 表面粗さ（Ra） JIS B0601−1976に従い、カツトオフ0.25mm
で測定した。 (3) 誘電正接（tanδ） ASTM D150に従い求めた。 (4) 表面ぬれ張力（γc） JIS K6768−1971に従い求めるが、γcが55〜
72dyn／cmはアルモニア水を、72dyn／cm以上
は水酸化ナトリウム水溶液を用いる。 (5) コンデンサーのtanδ増加率（Δtanδ）及び容
量低下率（ΔC） 6μmのポリエチレンテレフタレートにAlを
蒸着して、常法により30μFの巻回型コンデン
サーを作り、これを85℃の雰囲気中に起き、
AC425Vを荷電して、500時間保つ。500時間後
のtanδ、容量Ｃ値から、最初のtanδ、容量に対
する変化率として％で表示する。 (6) コンデンサーの絶縁破壊電圧（BDV）厚さ6μmの二軸配向ポリエステルフイルム
に、アルミニウムを膜抵抗２Ω／□になるよう
に蒸着し、これを巻き回して容量30μFのコン
デンサー素子を作る。これに100V／秒の昇圧
速度で荷電してゆき、コンデンサーが破壊する
時の電圧をフイルム厚さで割つた値をBDV値
とする。電極等は、ASTM D149に従つた。［実施例］以下、本発明の効果をより明確にするために、
実施例及び比較例にて説明する。実施例１〜６、比較例１〜２ジメチルテレフタレートとエチレングリコール
から、エステル交換触媒として、酢酸マンガンを
用い、重合触媒として三酸化アンチモンを用い
て、常法により、オルトクロルフエノール中での
極限粘度［η］＝0.63dl／ｇのポリエチレンテレ
フタレートを得た。該ポリエステルペレツトを押
出機に供給し、280℃で溶融し、口金からシート
状に吐出させ、これに静電荷を印加させながら、
25℃に保たれた冷却用ドラム上に密着固化させ
た。このキヤストシートを長手方向に110℃で５
倍延伸後、幅方向に100℃で４倍に延伸後、195℃
で幅方向に３％のリラツクスをさせながら、５秒
間熱処理し、厚さ5μmの二軸延伸フイルムを得
た。かくして得られたフイルムを、酸素濃度0.1vol
％未満で、窒素70vol％と炭酸ガス30vol％の混合
ガス下で、コロナ放電処理強度を変えて、表面処
理をし、Ｏ／Ｃの値の異なるフイルムを得た。か
くして得られたフイルムのΔtanδ、ΔC、BDV値
を表１に一覧した。以上の結果より、コンデンサー用のポリエチレ
ンテレフタレートフイルム表面のＯ／Ｃは、0.50
〜1.00、好ましくは0.58〜0.88の範囲にあること
が必要なことが判る。なお、フイルムの表面粗さは50mμ、Ｎ／Ｃは
0.03であつた。実施例７〜10 ポリエチレンテレフタレートに添加する酸化防
止剤のイルガノツクス1010（Ciba Geigy）の添加
量を変更して、上記と同様のテストを行ない、表
２の結果を得た。もちろん、添加剤によつて、表面ぬれ張力を変
更したが、それ以外にコロナ放電処理時の雰囲気
湿度を高くする方法や、種々のガス下でのプラズ
マ処理法などを用いても同様の結果が得られる。

【表】

【表】［発明の効果］本発明にかかるコンデンサーは、tanδや静電容
量の経日による変化、特に高湿下での経日変化が
少なく、また高い絶縁破壊電圧を有する。

Claims

【特許請求の範囲】１少なくとも片方の表面層の酸素原子と炭素原
子との原子構成比を0.50〜1.00の範囲にせしめた
二軸配向ポリエステルフイルムと、該表面層側に
蒸着された金属層とを主体としてなるコンデンサ
ー。２少なくとも片方の表面層の酸素原子と炭素原
子との原子構成比を0.50〜1.00、かつ表面ぬれ張
力を53〜68dyn／cmにせしめた二軸配向ポリエス
テルフイルムと、該表面層側に蒸着された金属層
とを主体としてなるコンデンサー。