JPH0586603B2

JPH0586603B2 -

Info

Publication number: JPH0586603B2
Application number: JP59227784A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Uchiumi
Original assignee: Mitsubishi Polyester Film Corp
Current assignee: Mitsubishi Polyester Film Corp
Priority date: 1984-10-31
Filing date: 1984-10-31
Publication date: 1993-12-13
Also published as: JPS61107610A

Description

【発明の詳細な説明】

(イ) 産業上の利用分野本発明はコンデンサー用二軸延伸ポリエステル
フイルムに関し、更に詳しくは、優れた作業性と
電気特性とを兼ね備えた極薄番手コンデンサー用
二軸延伸ポリエステルフイルムに関するものであ
る。 (ロ) 従来の技術と解決すべき問題点ポリエステル二軸延伸フイルムは、耐熱性、機
械的性質、耐薬品性等に優れているため、磁気テ
ープ用、包装用途その他で広く用いられてきてい
るが、その中でもコンデンサー用は電気機器の小
型化に伴つて小型化可能なポリエステルフイルム
から製造されたコンデンサーの需要が急増してき
ている。プラスチツクコンデンサーには、アルミを直接
蒸着した蒸着コンデンサーとアルミ箔とフイルム
を重ね合わせた箔巻コンデンサーとがあるが、い
ずれにせよ、双方共に電気機器製品の小型化に伴
い、その基材フイルムであるポリエステルフイル
ムは近年ますます極薄化の傾向にあり、この為ポ
リエステルフイルムに要求される特性は極めて厳
しいものになつてきている。まずポリエステルフイルムの極薄化に伴い、フ
イルム製膜時に破断し易くなるが、これが生産性
の低下ひいてはコストアツプ要因となる。又、ロ
ール巻き、素子巻きなどの製造加工工程において
は、その作業性即ちフイルムの滑り性が良好であ
ることが必須である。一方、コンデンサーの特性として電気特性が良
好でなければならない。電気特性としては、耐電
圧特性及び常温並びに高温時における静電容量と
電気抵抗との積、即ち「CR値」と呼ばれる特性
があり、これらの特性はポリエステルフイルムを
コンデンサーの基体フイルムとして用いる場合の
基本的性質であり、今後ますます向上っせて行か
なければならない性質であつて決して低下させて
はならない性質のものである。従来よりコンデンサー用ポリエステルフイルム
として上記各種性質を満足するフイルムの開発検
討が行なわれてきている。しかしながら、従来、
一方の性質を向上させようとすると他方の性質が
悪化するという問題点があり、これまで解決策が
見出されていないのが現状である。例えば滑り性
を向上させる方法としては、フイルム中に不活性
な微粒子を存在させ表面に凹凸を与えることによ
つて表面粗度を高めることがなされてきた。しか
しながら表面粗度を高めるべく不活性粒子の粒径
を大きくしたり粒子数を多くしたりすると、内部
ボイドが多くなつたり表面の凹凸が大きくなりす
ぎて電気特性が悪化したり、製造時の破断が多く
なつてしまう。このように易滑性と電気特性及び
破断性とは互いに相反する性質であり、両者を同
時に向上させることは困難であると考えられてき
た。 (ハ) 問題点を解決するための手段本発明者等は前記の易滑性、電気特性、破断性
等の特性を同時に改良すべく鋭意検討の結果、ポ
リエステルフイルムの物性をある特定のものにす
ることにより前記の問題点を一挙に解決できるこ
とを見出し、本発明に到達したものである。すなわち本発明はフイルム面配向度（ΔP）と
フイルムの縦方向の（F₅−値）及びフイルムの
平均屈折率（ｎ）とが、次式の関係を満たすこ
とを特徴とする、易滑性、耐電圧に優れたコンデ
ンサー用ポリエステルフイルム、 0.002×F₅＋1.43×−2.15≧ΔP≧0.002×F₅＋
1.43×−2.17 …… 及び、突起と該突起を核とした長径が少くとも
μmの窪みとからなる凹凸単位のフイルム表面積
１mm²当りの個数Ａ（個／mm²）が次の式０≦Ａ≦2500 …… の範囲である、上記のコンデンサー用ポリエステ
ルフイルムに関する。本発明にいうポリエステルとは、テレフタル
酸、イソフタル酸、ナフタレン−２，６−ジカル
ボン酸のごとき芳香族ジカルボン酸又はそのエス
テルと、エチレングリコール、ジエチレングリコ
ール、テトラメチレングリコール、ネオペンチル
グリコール等のごときグリコールとを重縮合させ
て得ることの出来るポリマーである。ポリエステルは、芳香族ジカルボン酸とグリコ
ールとを直接重縮合させて得られる他、芳香族ジ
カルボン酸ジアルキルエステルとグリコールとを
エステル交換反応させた後重縮合せしめるか、あ
るいは芳香族ジカルボン酸のジグリコールエステ
ルを重縮合せしめる等の方法によつても得られ
る。かかるポリマーの代表的なものとして、ポリ
エチレンテレフタレートやポリエチレン−２，６
−ナフタレンジカルボキシレート等が例示され
る。このポリマーは共重合されないホモポリマーで
あつてもよく、またその特性を程下させない限り
においてジカルボン酸成分の15モル％以下非芳香
族ジカルボン酸成分であり、および／またはジオ
ール成分の15モル％以下が脂肪族グリコール以外
のジオール成分であるような共重合ポリエステル
であつてもよい。さらに前記ポリエステルと他の重合体とのポリ
マーブレンドであつてもよい。ブレンド出来る他
の重合体として、ポリアミド、ポリオレフイン、
他種ポリエステル（ポリカーボネートを含む）が
例示される。また前記ポリエステルには、必要に応じて、安
定剤、着色剤、酸化防止剤、消泡剤等の添加剤を
含有するものであつてもよい。この際、特にフイ
ルムが透明すぎると素子巻加工が困難となるた
め、物性を低下させない範囲で着色剤を添加する
ことは好ましい手段である。又、ポリエステルフ
イルムに易滑性を付与するために、微粒子及び／
又は不活性無機粒子を添加する（含有させる）こ
とができる。前記微粒子は、カオリン、クレー、炭酸カルシ
ウム、酸化ケイ素、テレフタル酸カルシウム、酸
化アルミニウム、酸化チタン等の元素周期律表の
第族、第族、第族その他から選ばれる元素
を含む塩または酸化物からなる不活性外部粒子を
用いても良いが、特に好ましくは、ポリエステル
樹脂の溶融製膜に際して不溶な高融点有機化合
物、架橋化ポリマー及びポリエステル合成時に使
用する金属化合物触媒、例えばアルカリ金属化合
物、アルカリ土類金属化合物などによつてポリエ
ステル製造時にポリマー内部に形成される内部粒
子が用いられる。フイルム中に含まれる該微粒子量は0.005〜1.5
重量％含有することが必要であり、また粒子の平
均粒径としては0.05〜5.0μmの範囲である。本発明において、フイルムの平均屈折率（）
と面配向度（ΔP）及びF₅値を特定範囲に限定す
ることにより、同一原料系において、易滑性、電
気特性、破断防止性に優れたフイルムが得られる
のである。平均屈折率は厚み方向の屈折率n〓、主配向方
向の屈折率n〓、主配向方向と直角な方向の屈折率
n〓とすると＝1/3（n〓＋n〓＋n〓）で与えられる。一方面配向度ΔPは上記のn〓，n〓，n〓を用いて ΔP＝n〓＋n〓／２−n〓で与えられる。平均屈折率は1.600以上で1.610以下であるこ
とが好ましい。平均屈折率が1.600より低い場
合には、コンデンサー加工時の加熱収縮により寸
法変化が起こり、フイルム−フイルム間に間隙が
生じ電気特性を悪化させてしまうので好ましくな
い。一方、平均屈折率が1.610を超えるとフイル
ムの機械的強度が低下し好ましくない。一方、面配向度ととF₅の関係は下記式0.002
×F₅＋1.43×−2.15≧ΔP≧0.002×F₅＋1.43×
ｎ−2.17 …… を満足しなければならない。驚くべきことに、同一のF₅値、同一の原料で
比較した時に同一の摩擦係数つまりは滑り性を有
するフイルムについて、ΔPが上式を満足する範
囲のフイルムは電気特性、破断防止性について、
上式の範囲外にあるフイルムのそれに比べて格段
に優れていることが判明した。理由は明白ではないが、本発明法は配向を低下
させている事、内部ボイドが形成されにくい事、
表面粗度が低くても摩擦係数が低い事などから、
破断防止性、電気特性、滑り性に格段に優れたも
のになつたと考えられる。次に本発明のポリエステルフイルムの製膜方法
をさらに詳細に説明する。微細粒子を必要により
安定剤、着色剤、消泡剤等の添加剤と共に添加混
合せしめたポリエステルチツプを常法の手段で乾
燥し、押出機を通して押出し、回転冷却体ドラム
上で冷却固化して未延伸ポリエステルシートを形
成する。この際、常法の静電印加冷却法を適用す
るのも好ましい。このようにして得た未延伸フイ
ルムは第一軸方向にその複屈折率Δnが0.080以下
となるよう延伸し、次に第二軸方向に一軸配向フ
イルムを一旦ガラス転移点以下に冷却するか、又
は冷却することなく、例えば90℃〜150℃の温度
に予熱加熱して、更にほぼ同程度の温度下におい
て第二軸方向に2.5〜4.5倍に延伸し二軸延伸フイ
ルムを作成し、熱固定する。但し必要に応じて、
熱固定再延伸を行なう事も可能である。熱固定は
通常行なわれる180℃〜250℃で１秒〜10分間行な
う。通常これまでの延伸処方では、粒子とポリエス
テル樹脂とのなじみが悪く、粒子のまわりにボイ
ドが形成される。それに対して本発明法によれば
前記式を満たすよう配向を低下させたので、粒
子周辺の応力集中が低くなりボイドが形成されに
くい。ボイドの形成が少ないのと、フイルム製膜
時の応力が低いのとが相まつて製膜時の破断防止
性が向上している。又、フイルム表面の突起にお
いては、突起の周りに生じた該突起を核として生
成し得る窪みが形成される。該粒子は細かな延伸
条件により、その数、形状が異なるが、いずれに
せよこのような粒子の形成機構により粒子が均一
かつ急峻になることにより、同一摩擦係数で見た
時の表面粗度が低下する。窪みを有する該粒子は、長径が少くとも3μmの
窪みとからなる凹凸単位のフイルム表面積１mm²当
りの個数Ａ（個／mm²）が下記式の範囲であるこ
とが好ましい。０≦Ａ≦2500 …… Ａが2500個以上の場合には、該粒子周辺の窪み
により凹凸が多すぎてコンデンサー形成時の間隙
が大きくなり電気特性を低下させる。それ故、好
ましくはＡは1500個以下、更に好ましくは800個
以下である。又特に好ましいものはとΔPとF₅
値の関係が式を満足しながらこのような粒子が
殆んどないものである。第一方向の延伸を縦延伸とする際、縦延伸の段
数は１段階の延伸でも可能であるが、フイルムの
厚み振れ等を考慮した際は２段階以上で行なうの
が好ましい。多段階で縦延伸を行なう際は最終段
延伸前の複屈折率Δn₁を0.015〜0.055とする事が
好ましい（以後前段延伸と称することがある）。
この前段延伸後の複屈折率を0.015以下もしくは
0.055以上として最終段延伸後の複屈折率Δnを本
発明で推奨した0.080以下にしようとすると、厚
み斑が悪化するので好ましくない（以後、後段延
伸と称することがある）。前段延伸は１段でも良
いが更に多段に分けて延伸することも可能であ
る。前段延伸を多段にする際には、まずΔnを
0.015以下とし次いで0.015〜0.055とする事もでき
るし、最初から0.015以上とし次いで最終的に
0.015〜0.055の範囲になるようにすることもでき
る。コンデンサー用ポリエステルフイルムは低コス
トが要求されるため、縦の総合延伸倍率が低下し
て生産性（単位時間当りのフイルム巻き長さに比
例）をダウンさせることは特に避けなければなら
ない。生産性を向上させるためには縦多段延伸に
おいて縦延伸温度をあげてスーパードローもしく
はスーパードロー近傍領域の延伸処方を適用する
ことが好ましい。即ち前段延伸において100℃以上150℃以下の温
度で縦方向に延伸し前記のとおりのΔnを0.015〜
0.055とすることが好ましい。その際１段階で行
なうこともできるが、２段階以上では最初100℃
以上150℃以下でスーパードローした後、次いで
更に延伸して前段延伸後のΔnを0.015〜0.055とす
ることもできる。又これらを横延伸したのち更に
再延伸する事も可能であるが、いずれにせよ縦延
伸倍率を合計して3.5倍以上とすることが好適で
ある。該スーパードローを適用する際には、特に未延
伸フイルムを高温で延伸するため非粘着ロールを
用いることが望ましい。非粘着ロールとしては表
面がマツト加工された硬質クロメツキロールやセ
ラミツク製のロール及びエラストマーロール、フ
ツ素樹脂ロール等が好ましく用いられる。エスト
マーロールとしては６フツ化プロピレンとフツ化
ビニリデンを主体とする共重合体、エチレンプロ
ピレン共重合体、クロロスルフオン化ポリエチレ
ン等が挙げられる。又フツ素樹脂ロールとして
は、四フツ化エチレン・パーフルオロプロピルビ
ニルエーテル共重合体（PFA）、四フツ化エチレ
ン（PTFE）等が挙げられる。又これらに必要に
応じて、TiO₂等の滑剤、ポリイミド等の樹脂を
充填したものも好ましく用いられる。本発明で用いる二軸配向熱固定ポリエステルフ
イルムはフイルム−フイルム間の摩擦係数が0.7
以下であり、好ましくは0.5以下である。摩擦係
数が0.7を超えるとフイルムを製造する際及びコ
ンデンサー加工工程でブロツキングして使用出来
なくなる。摩擦係数を低くするためには、フイルム表面の
突起数を増加させれば良い方向に行くが、本発明
の目的から言つてフイルム表面の突起数は少なく
抑える必要がある。多重干渉法で見たH₂の突起
数が300個以下が好ましい。更に好ましくは150個
以下である。又耐電圧は高い方が好ましいが、少なくとも
0.45kv／μ、好ましくは0.50kv／μ以上である。
又CR値についても20℃で5.0×10⁴以上、125℃で
1.0×10³ΩF以上必要であり、好ましくは20℃で
5.5×10⁴以上、125℃で1.5×10³ΩF以上であるこ
とが必要である。以上、本発明のフイルムは、コンデンサー用フ
イルムとして要求される破断防止性、易滑性、電
気特性すべてに格段に優れるという点で特に特徴
的なものである。この為フイルムの厚さとしては20μ以下のフイ
ルムならいずれにも適用可能であるが、特に極薄
番手つまり6.0μ以下が好ましい。特に2.5μ以下の
超極薄番手のコンデンサー用ポリエステルフイル
ムにおいては破断防止性、滑り性の改良に本発明
法は格別の効果を発揮する。 (ニ) 実施例以下に実施例にて本発明を具体的に説明する
が、本発明はこれら実施例のみに限定されるもの
ではない。なお、フイルムの評価方法を以下に示す。１屈折率アツベの屈折計（株式会社アタゴ製）を用いて
25℃で測定されるNa−Ｄ線に対する値を求めた。２複屈折率カールツアイス社製偏光顕微鏡によりリターデ
ーシヨンを測定し、次式により複屈折率（Δn）
を求めた。 Δn＝Ｒ／ｄ但しＲ：リターデーシヨンｄ：フイルム厚さ（μm）３ F₅値 1/2インチ幅、チヤツク間50mm長の試料フイル
ムを東洋ボールドウイン社製テンシロン（UTM
−）により、20℃、65％RHにて50mm／inで引
張り、５％伸長時の荷重を初期の断面積で割り、
Kg／mm²単位で表わした。４突起周辺に窪みを有する凹凸単位の個数(A) カールツアイス社製微分干渉顕微鏡でアルミニ
ウム蒸着したフイルムの表面を750倍で写真撮影
し、合計１mm²のフイルム表面積当りの突起を核と
した長径が少くとも3μmの窪みからなる凹凸単位
の個数Ａ（個／mm²）を数えた。５耐電圧の測定 100kV交流耐電圧試験機（東洋精機製OEL−
72034）を用い電圧を上昇させてフイルムが破壊
して短絡する時の電圧を読みとつた。６ CR値の測定供試フイルムを所定の温度に１時間保つた後測
定した静電容量Ｃの測定は、ゼネラルラジオ社製
「RCLデジブリツジ」を用い1kHz，0.3Vrmsの条
件下で行ない、電気抵抗Ｒの測定は横川ヒユレツ
ドパツカード社製超絶縁計を用い直流100Vを印
加した後１分後の測定値を読みとつた。両者の積
〔Ω・Ｆ〕がCR値である。７多重干渉法による表面粗度の測定フイルム表面にアルミニウム蒸着した後、日本
光学(株)製サーフエイスフイニツシユマイクロスコ
ープを用い多重干渉法により測定波長0.54μmで
干渉縞を出し、干渉縞を写真撮影してｎ次の干渉
縞の個数を数え１mm²に換算する。 H₁：0.27≦ｈ≦0.54μm H₂：0.54≦ｈ≦0.81μm ８滑り性フイルムの滑り性は摩擦係数で代表し、その測
定はASTMD−1894に準じてテープ状のサンプ
ルで測定できるよう改良した方法で行なつた。測
定は温度21±２℃、湿度65±５％の雰囲気下で行
ない、用いたサンプルの大きさは幅15mm、長さ
150mmでその引張り速度は20mm／minとした。実施例１，２，（ポリエステルの製造）ジメチルテレフタレート100部、エチレングリ
コール70部、酢酸カルシウム−水塩0.11部を反応
器にとり加熱昇温すると共にメタノールを留去さ
せエステル交換反応を行ない、反応開始後約４時
間を要して230℃に達せしめ、実質的にエステル
交換反応を終了した。次にこの反応混合物にトリエチルホスフアイト
0.062部とトリエチルホスフエート0.27部とをエ
チレングリコールに均一に溶解させた液を添加
し、次いで三酸化アンチモン0.04部を添加したの
ち10分間を要して236℃に達せしめた。この時点から系内の圧力を徐々に減じ、三酸化
アンチモン添加後80分で系内の温度を265℃、圧
力を30mmHg以下とし、以後も徐々に昇温減圧し
最終的に285℃、１mmHg以下とした。４時間後系
内を常圧にポリマーを吐出しチツプ化した。（ポリエステルフイルムの製造法）上記のチツプを常法により乾燥し、285℃で押
出機によりシート状に押し出し急冷して無定形シ
ートとした。該無定形シートを105℃で3.4倍延伸し、Δnを
0.040としたのち更に105℃で1.32倍延伸しΔn＝
0.067とした。かくして得られた縦延伸フイルム
を次にテンターで140℃で3.9倍に横方向に延伸
し、205℃で熱固定を行ない6μ（実施例１）、2μ
（実施例２）を得た。（比較例１，２）実施例と同様に作成した無定形フイルムを用い
て、該無定形フイルムを85℃で縦方向に3.7倍延
伸し、次いで100℃で横方向に3.9倍延伸し205℃
で熱固定を行なつて6μ（比較例１）、2μ（比較例
２）の２軸延伸フイルムを得た。これらのフイルムの各種特性を第１表に示し
た。

【表】

【表】凹凸単位個数：窪みを有する凹凸単位個数
第１表の実施例１と比較例１の比較により、本
発明法に従えば、滑り性、電気特性の改良を同時
に達成出来ることが分る。又実施例２と比較例２
の比較により超極薄番手では、本発明法は滑り性
の改良、破断防止に極めて有効であることが分
る。 (ホ) 発明の効果以上、記載のとおり、本発明は前記特許請求の
範囲に記載のとおりの構成を採用することによ
り、易滑性、破断防止性、電気特性、特に耐電圧
等においてすぐれたコンデンサーフイルムとして
有用なポリエステルフイルムであると言うことが
できる。

Claims

【特許請求の範囲】１フイルム面配向度（ΔP）とフイルムの縦方
向の（F₅−値）及びフイルムの平均屈折率（）
とが、次式の関係を満たすことを特徴とする、
易滑性、耐電圧に優れたコンデンサー用ポリエス
テルフイルム。 0.002×F₅＋1.43×−2.15≧ΔP≧0.002×F₅＋
1.43×−2.17 …… ２突起と該突起を核とした長径が少くとも3μm
の窪みとからなる凹凸単位のフイルム表面積１mm²
当りの個数Ａ（個／mm²）が下記式の範囲である
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のコ
ンデンサー用ポリエステルフイルム。０≦Ａ≦2500 ……