JPH07120606B2

JPH07120606B2 - コンデンサ用金属化ポリエステルフィルム

Info

Publication number: JPH07120606B2
Application number: JP62228708A
Authority: JP
Inventors: 正芳朝倉; 一博田中; 研二綱島
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1987-09-11
Filing date: 1987-09-11
Publication date: 1995-12-20
Anticipated expiration: 2010-12-20
Also published as: JPS6472518A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、金属化ポリエステルフィルムに関するもの
で、特に極薄ポリエステルフィルムコンデンサに関する
ものである。

［従来の技術］近年、エレクトロニクス産業の進歩により、電子機器の
軽量小型化が著しいものがある。そこで機器に組み込ま
れるコンデンサも小型化・チップ化が急速に進んでお
り、フィルムコンデンサに使用される金属化ポリエステ
ルフィルムも薄膜化が要求されている。しかし、フィル
ムが薄膜化するとコンデンサ素子の絶縁抵抗、耐電圧が
悪化する傾向にあり、電気特性の改善が望まれている。
薄膜化フィルムのコンデンサの電気特性を改善する公知
な方法として、例えば、特開昭61−188920号に、蒸着金
属膜の電気抵抗を大きくする方法が記載されている。

［発明が解決しようとする問題点］しかしながら、上記技術には、蒸着工程が煩雑になるば
かりか、小型化したコンデンサが蓄熱しやすいという欠
点がある。

本発明は、従来の蒸着法により、電極膜抵抗を1.5〜５
Ω／□とした薄膜化ポリエステルフィルムコンデンサの
電気特性を改善できる金属化ポリエステルフィルムを提
供せんとするものである。

［問題点を解決するための手段］上記目的を達成するため、本発明は、（１）主としてポリエステルフィルムからなる基体層
（Ｉ）、該基体層の少なくとも片面に設けられかつフェ
ノキシ樹脂及びポリイソシアネートが混合されてなる層
（II）、及び該層（II）の表面に形成された蒸着金属
（III）からなることを特徴とするコンデンサ用金属化
ポリエステルフィルムである。

本発明のポリエステルとは、ポリマーの結合連鎖の50モ
ル％以上、好ましくは75モル％以上がエステル結合で結
ばれている重合体、あるいは共重合体であり、ポリエチ
レンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ
エチレン・ビス（２−クロルフェノキシ）エタン−4,
4′−ジカルボキシレート、あるいはシクロヘキサンジ
メタノールとジカルボン酸との縮合体などが代表的であ
るが、本発明に特に好ましいのはポリエチレンテレフタ
レート（以後、PETと言う）である。ここで言うPETと
は、エチレンテレフタレート単位で90モル％以上を占め
ているものである。言いかえれば、10モル％を越さない
範囲で他の分子単位、例えばエチレンイソフタレート、
エチレンアジペート、アルキレングリコール、ポリアル
キレングリコールなどが共重合されていても良い。この
ポリエステル中に公知な添加剤、例えば亜リン酸および
それらのエステル等の安定剤、二酸化チタン、微粒子シ
リカ、炭酸カルシウム、タルク、カオリンなどの粉末が
滑剤として含まれていて良い。

本発明で言うポリエステルフィルムは上記ポリエステル
重合体を溶融押出し、シート状に成形した後に、二軸方
向に延伸配向させ、熱処理を施した二軸配向ポリエステ
ルフィルムである。ポリエステルフィルムの延伸方法
は、縦方向に延伸し、次いで横方向に延伸する逐次二軸
延伸法、あるいは、縦、横方向に同時に延伸する同時二
軸延伸法のいずれでも良い。

ポリエステルフィルムの厚みは0.2〜1.5μｍが好まし
く、より好ましくは0.2〜1.0μｍである。フィルム厚み
が上記範囲を越えると本発明の目的とする薄膜化フィル
ムコンデンサの電気特性の改良効果が少なくなるばかり
か、コンデンサの小型化に適合しにくくなる。また上記
範囲未満では、フィルムが破れやすくなり、コンデンサ
フィルムとしての取扱いが困難になるので望ましくな
い。

また本発明のポリエステルフィルムの厚みが極めて薄い
場合（例えば0.2〜1.5μｍ）には、ポリエステルフィル
ムのみでは、二軸延伸時にフィルムが破れやすく、また
フィルム巻取りなどの工程でのフィルムの取扱いが困難
となるので、ポリオレフィンフィルムとの積層状態にす
るのが好適である。すなわち、ポリオレフィンフィルム
の少なくとも片面にポリエステルフィルムを積層した積
層フィルムとする。その構成は、ポリエステルフィルム
／ポリオレフィンフィルム、ポリエステルフィルム／ポ
リオレフィンフィルム／ポリエステルフィルムなどが好
ましい。

ここで言うポリオレフィンフィルムは、エチレンプロピ
レン共重合体、エチレン・ブチレン・プロピレン共重合
体であり、ランダム共重合体、あるいはブロック共重合
体のいずれでも良い。ポリオレフィンの共重合比は、エ
チレンあるいはブチレンが４〜30重量％の範囲で、その
融点が110〜140℃の範囲のものが好ましい。また、フィ
ルムは二軸方向に延伸した二軸配向フィルム、あるいは
実質的に配向されていない無配向フィルムのいずれでも
良いが、好ましくは無配向ポリオレフィンフィルムであ
る。ポリオレフィンフィルムの厚みは限定されるもので
ないが、積層フィルムの取扱い性から、４〜15μｍが好
ましい。

本発明でいうフェノキシ樹脂とは、一般式（ここでR₁〜R₇は水素原子または炭素数１〜３のアルキ
ル基である。）で表わされるものである。その代表的な
ものはR₁〜R₂＝CH₃、R₃〜R₇＝Ｈで表わされる樹脂であ
る。

本発明で言うポリイソシアネートとは、１分子当り２個
以上のイソシアネート基を含む化合物、例えば、トリレ
ンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネー
ト、ヘキサメチレンジイソシアネート、4,4′,4″−ト
リイソシアネートトリフェニルメタン、ヘキサメチレン
ジイソシアネート３モルとトリメチロールプロパン１モ
ルとの縮合物、その他各種のイソシアネート化合物など
である。

フェノキシ樹脂とポリイソシアネートとの混合物は通常
溶液の状態でポリエステルフィルムの少なくとも片面に
塗布し、70〜230℃の加熱雰囲気中で溶剤を蒸発させ、
膜形成することで完結する。

フェノキシ樹脂とポリイソシアネートの混合溶液を塗布
して形成する膜（以後、フェノキシ反応膜と言う）の厚
さは、ポリエステルフィルムの厚みに対し、0.1〜1.0の
範囲が良い。この厚み比が、上記の範囲を越えると、ポ
リエステルフィルムの全体の厚みが厚くなり、コンデン
サの小型化にふさわしくなくなり望ましくない。またこ
の厚み比が上記の範囲未満では、極薄化フィルムコンデ
ンサの電気特性の改良効果が少なくなるので望ましくな
い。

ポリエステルフィルムの少なくとも片面にフェノキシ樹
脂とポリイソシアネートの混合物を塗布する方法は、公
知な塗布方法、例えばメタリングバーコーティング法、
リバースコート法、エァナイフコート法などが適用で
き、二軸配向ポリエステルフィルムに溶液を塗布し、熱
風乾燥させる方法、あるいは二軸配向ポリエステルフィ
ルムの製造工程中に塗布・乾燥する方法、例えばテンタ
延伸前のフィルムに溶液を塗布し、フィルムの加熱熱風
を利用し、溶剤を蒸発させて、一挙にポリエステルフィ
ルムにフェノキシ反応膜を形成し、複合フィルムとする
方法が適用できる。後者の延伸工程中に塗布する方法
は、反応膜の密着性が向上し、好ましい。

フェノキシ樹脂とポリイソシアネートとの混合比は、フ
ェノキシ樹脂の水酸基１当量当りのイソシアネート基の
当量を0.8〜2.0当量の範囲とするのが好ましい。

ポリエステルフィルムの少なくとも片面にフェノキシ反
応膜を形成し、その該層の表面に公知な方法、例えば真
空蒸着あるいはスパッタ法により、アルミニウム、亜
鉛、銅あるいはその合金などの金属膜を形成させ、金属
化ポリエステルフィルムができる。

次に、本発明のコンデンサ用金属化ポリエステルフィル
ムの製造法の具体例を説明する。PETのペレット（融点2
30〜265℃）およびポリオレフィンのペレット｛エチレ
ン・プロピレンのランダム共重合体（以後EPCと言
う）。ブチレン・プロピレン共重合体、融点110〜140
℃｝を二台の別々の押出機に供給して、280℃で溶融押
出し、各々の溶融体をＴ型口金の中で合流せしめて、PE
T/EPC/PETの３層となしたシートを冷却ドラムに巻きつ
け、冷却する。このシートを80〜100℃の温度に加熱
し、長手方向に、3.2〜4.0倍に延伸し、一旦冷却した
後、フィルムの両端をクリップで把持し、テンタ内に挿
入し、再度90〜130℃の温度に加熱し、幅方向に3.6〜5.
0倍に延伸する。引続き190〜230℃の温度で熱処理し、
室温まで冷却する。必要に応じて熱処理工程で幅方向に
弛緩処理を加えることが好ましい。このとき、ポリオレ
フィンの融点より熱処理温度が高いので、ポリオレフィ
ンフィルム層は実質的に無配向となる。この製膜工程中
で長手方向に延伸した後、フィルムの両面にフェノキシ
樹脂（フェノキシ樹脂PKHH、ユニオン・カーバイト社
製）とポリイソシアネート（“コロネート"HL、日本ポ
リウレタン工業（株）製）の混合溶液をコーターを用い
て塗布し、風乾した後、テンタ延伸して、PET層の表面
にフェノキシ反応膜を形成し、フェノキシ反応膜/PET/E
PC/PET/フェノキシ反応膜の５層フィルムが得られる。

この積層フィルムの両面のフェノキシ反応膜の表面に、
常法に従って、アルミニウムを蒸着し、金属膜抵抗を1.
5〜５Ω／□に調整した蒸着膜を設ける。かくして得ら
れた蒸着積層フィルムのPETフィルム層をEPCフィルム層
間の付着力は、1.0g/cm以下であり、蒸着した金属化PET
フィルムは、EPCフィルム層から容易に剥離することが
できる。

この蒸着積層フィルムを1cm幅にスリットした後、両側
から蒸着PETフィルムを剥離しつつ、この２枚のフィル
ムを巻き回して、コンデンサ素子を作り、その両端面に
メタリコンなどの手法で電極をつければ、小さなコンデ
ンサができあがるわけである。また、コンデンサを作る
別の手法としては、広幅の蒸着積層フィルムの蒸着面の
上に接着剤溶液（ポリカーボネートの有機溶剤溶液な
ど）を薄くコーティングした後、PETフィルムを剥離
し、これを何枚も重ねて、加熱圧着して積層体となし、
これから正方形または長方形の切片を切り出して、これ
に電極をつけて、いわゆる積層コンデンサを作ることも
できる。

［発明の効果］本発明にかかる金属化ポリエステルフィルムを用いたフ
ィルムコンデンサは、絶縁抵抗、耐電圧等の電気特性が
改善され、かつコンデンサの不良率が低下するものであ
る。

本発明の金属化ポリエステルフィルムはコンデンサ、例
えば巻回コンデンサ、積層コンデンサ、積層チップコン
デンサに用いて、それらのコンデンサの小型化に有用で
ある。

［物性の測定法］本発明において用いた物性などの測定法は次の通りであ
る。

（１）フィルム厚さ、及びフェノキシ反応膜厚さ該フィ
ルムをガラス支持体の上に、しわのないような状態で貼
付し、これを触針式表面粗さ計にかけ、フィルムのない
所（塗布していない所）と、フィルムが存在する所（塗
布してある所）との境目の段差を測定して、10回測定し
た値の平均値をフィルム厚さ（フェノキシ反応膜厚さ）
とした。

（２）融点 DSCを用いて、20℃／分の昇温速度で昇温してゆき、融
解にともなう吸熱ピークの頂上部に相当する温度を融点
とした（試料量10mg）。なお、融点のピークが２つ以上
出る時は、高さの高い方のピークの頂上部の温度を融点
とした。

（３）コンデンサ電気特性本発明の蒸着積層フィルムを1cm幅（マージン0.5mm、蒸
着膜抵抗３Ω／□）にスリットした後、両側から蒸着ポ
リエステルフィルムを剥離しつつ、この２枚のフィルム
を素子巻き機で巻回し、３μＦの静電容量になるように
巻き長さを設定し、コンデンサ素子を作る。この素子を
熱プレスした後、電気溶射法により両端部にメタリコン
を行ない、リード線をハンダ付し、コンデンサとした。
このコンデンサに直流電圧90V/μ（フィルム厚さ）、１
秒間印加し、セルフヒーリングした後、絶縁抵抗（CR
値、電圧25V印加時）、素子BDV（直流電圧、昇圧速度50
V/秒）を測定した。絶縁抵抗（CR値）は10³ΩＦ未満、
素子BDVは80V/μ（フィルム厚み）以下を不良品と見な
し、500個のコンデンサの不良率（％）で示した。

［実施例］以下、実施例にもとづいて、本発明の実施態様を説明す
る。

実施例１〜7,比較例１〜２下記の２種類の原料（ペレット）を準備した。

PET:融点285℃。IVO.65。平均粒径0.3μｍの湿式合成シ
リカ0.3重量％含有。

EPC:エチレン含有量6.5重量％のエチレン・プロピレン
ランダム共重合体。融点123℃ステアリン酸アミド0.2重
量％含有。

この２種類の原料を別々の押出機に供給して、280℃で
溶融押出し、各々の溶融体をＴ型口金の中で合流せしめ
て、PET/EPC/PETの３層構成とし、これを25℃の冷却ド
ラムに巻きつけて、冷却固化せしめた。このシートを90
℃の温度に加熱し、長手方向に3.6倍に延伸し、ただち
に30℃また冷却し、序で、メタリングバー方式のコータ
ーに送入し、PET層表面にフェノキシ樹脂（フェノキシ
樹脂PKHH、ユニオン・カーバイト社製）とポリイソシア
ネート（“コロネート"HL,日本ポリウレタン工業（株）
製）の混合溶液（反応当量比は1:1）を塗布し、２秒間
風乾した。このシートの両端をクリップで把持し、テン
ター式延伸機に挿入し、100℃の温度に加熱し、幅方向
に5.0倍延伸した後、220℃の温度で３秒間熱処理した
後、引続き、200℃の温度で幅方向に５％弛緩処理した
後、室温まで徐冷した。EPCのフィルム厚さは７μｍと
一定にし、PETの押出し機の吐出量を変更し、PETフィル
ムの厚みは第１表のとおりとした。

フェノキシ反応膜/PET/EPC/PET/フェノキシ反応膜の構
成フィルムの両面にアルミニウムを真空蒸着（金属膜抵
抗３Ω／□）し、該フィルムを1cm幅にスリット（マー
ジン0.5mm）し、両面より蒸着PETフィルムを剥離しつ
つ、この２枚のフィルムを素子巻き機で巻回し、コンデ
ンサ素子（静電容量３μＦ）とした。該コンデンサ素子
を熱プレスし、常法により、両端電極をメタリコンした
コンデンサの電気特性は第１表の通りであった。

本発明の金属化ポリエステルフィルムを用いたコンデン
サは、特にフィルムを極薄化した場合に、コンデンサの
不良率を低下させ、電気特性を向上させる効果がある。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】主としてポリエステルフィルムからなる基
体層（Ｉ）、該基体層の少なくとも片面に設けられかつ
フェノキシ樹脂及びポリイソシアネートが混合されてな
る層（II）、及び該層（II）の表面に形成された蒸着金
属（III）からなることを特徴とするコンデンサ用金属
化ポリエステルフィルム。
【請求項２】層（II）と基体層（Ｉ）の厚み比率（II/
I）が0.1〜1.0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用金属化ポリエステルフィル
ム。
【請求項３】基体層（Ｉ）がポリエステルフィルム及び
少なくともその片面に設けられたポリオレフィンフィル
ムからなる積層体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用金属化ポリエステルフィル
ム。
【請求項４】ポリエステルフィルムの厚みが1.5〜0.2μ
ｍであることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の
コンデンサ用金属化ポリエステルフィルム。