JPS61107610A - コンデンサ−用ポリエステルフイルム - 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】 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ィルム
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
フィルムに関するものである。

口　　　　　の　　　　と　　　すべきヨ　　１、ポリ
エステルニ軸延伸フィルムは、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って小型化可能なポリエ
ステルフィ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。

プラスチッ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ィ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
電気機器製品のの小型化に伴い、その基材フィルムであ
るポリエステルフィ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ィルムに要求される特性は
極めて厳しいものになってきている。

まずポリエステルフィルムの極薄化に伴い、フィルム製
膜時に破断し易くなるが、これが生産性の低下ひいては
コストアップ要因となる。又、ロール巻き、素子巻きな
どの製造加工工程においては、その作業性即ちフィルム
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
ｒＣＲ値」と呼ばれる特性があり、これらの特性はポリ
エステルフィルムをコンデンサーの基体フィルムとして
用いる場合の基本的性質であり、今後ｉすまず向上させ
て行かねばならない性質であっ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ィルムとして上
記各種性質を満足するフィ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、フィルム中に
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
って表面粗度を高めることがなされてきた。しかしなか
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った
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。　　　　　　るための 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、ポリエステルフィ
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
題点が一挙に解決できるこ□。５、オ□、３□、えゎ。

１あ、。　　　　　　：すなわち本発明はフィルム面配
向度（八Ｐ）とフィルムの縦方向の（Ｆ、−値）及びフ
ィルムの平均屈折率（ｎ）とが５次式（１）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ィルム、 ０　、００２　Ｘ　Ｆ５　＋　１　、４３　Ｘ　Ｆｌ　
　２　、　１５≧ΔＰ≧Ｏ、ＯＯ２Ｘ　Ｆ５　＋　１　
、４３　Ｘ　Ｆｒ　　２　、　１７・・・・・・・■ 及び、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ィルム表面積１　ｍ　ｍ　
２当りの個数Ａ（個／ｍｍ２）が次の式■０≦Ａ≦２５
００・・・■ の範囲である、上記のコンデンサー用ポリエステルフィ
ルムに関するものである。

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っ
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っても
よく、またその特性を種下させない限りにおいてジカル
ボン酸成分の１５モル％以下が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ってもよい。

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
ンドであってもよい。ブレンド出来る他の重合体として
、ポリアミド、ポリオレフィン、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
あってもよい。この際、特にフィ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
エステルフィ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ｎ族、第ｎ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っ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。

フィ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０．０５〜５．０）Ａｍの範囲である。

本発明において、フィルムの平均屈折率（晶）と面配向
度（ΔＰ）及びＦ、５−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
止性に優れたフィルムが得られるのである。

平均屈折率ｉは厚み方向の屈折率ｎ（（、主配向方向の
屈折率ｎ７、主配向方向と直角な方向の屈折率ｎ、とす
ると 五＝１／３　（ｎエ　＋’ｎｐ　　＋ｎ、　）で与えら
れる。

一方面配向度ΔＰは上記のｎ、１　　ｒ　ｎｐ　　ｔ　
ｎア　をＪ［ｂ＊ｒ　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　、、ΔＰ　；ｎｐ　　十昨　−ｎ。

で与えられる。

平均屈折率ｉは１．６００以上で１．６１０以下である
ことが好ましい。平均屈折率五が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、フィルム−フィ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を超えるとフィ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ｉとＦ５の関係は下記式０式％ を満足しなければならない。

驚くべきことに、同一のＦ、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ィルムに
ついて、ΔＰが上式を満足する範囲のフィルムは電気特
性、破断防止性について。

上式の範囲外にあるフィ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１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ったと考えられる。

次に本発明のポリエステルフィ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
テルチッ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
ィ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ィル
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°Ｃ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ィルムを作成し、熱
固定する。但し必要に応じて、熱固定前に再延伸を行な
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１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
リポイドが形成されにくい。ボイドの形成が少ないのと
、フィルム製膜時の応力が低いのとが相まって製膜時の
破断防止性が向上している。又、フィルム表面の突起に
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３　）−ｍの窪みとからなる凹凸単位のフィルム表面
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
る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１５
００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ＫとΔＰとＦ５値の関係が０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、フィ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。、ｏａ　　　
　　　　＋、ｉｏ以下にしようとすると、厚み斑が慝化
するので好ましくない（以後、後段延伸と称することか
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ィ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
時間当りのフィ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”Ｃ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’Ｃ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は、特に未延伸フィルム
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ット加工された硬
質クロムメッキロールやセラミック製のロール及びエラ
ストマー〇−ル、フッ素樹脂ロール等が好ましく用いら
れる。エラストマーロールとしては６フツ化プロピレン
とフッ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、クロロスルフォン化ポリエチレン等
が挙げられる。又フッ素樹脂ロールとしては、四フッ化
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）、四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）等が挙げ
られる。又これらに必要に応じて、Ｔｉ、０２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樹脂　　、
ルムはフィルム−フィ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
を超えるとフィルムを製造する際及びコンデンサー加工
工程でブロッ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、フィ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っ
てフィ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゜４５ｋ
ｖ／、”、好ましくは０．５０ｋｖ／、、以上、　　で
ある。又ＣＲ値についても２０℃でＳ、０Ｘ１０　以上
、１２５℃で１．０Ｘ１０３０Ｆ以上必要であり、好ま
しくは２０℃で５．５Ｘ１０’、　　　　　　以上、１
２５℃で１．５Ｘ１０３０Ｆ以上であることが必要であ
る。

以上、本発明のフィルムは、コンデンサー用フィルムと
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。

この為フィルムの厚さとしては２０．−以下のフィルム
ならいずれにも適用可能であるが、特に極薄番手つまり
６．０と以下が好ましい。特に２．５と以下の超極薄番
手のコンデンサー用ポリエステルフィルムにおいては破
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。

−←−とＩＬ粁 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、フィ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Ｎ　ａ　−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
ーデーションを測定し１次式により複屈折率（Δｎ）を
求めた。

Δｎ＝Ｒ／ｄ　　但し　Ｒ：リターデーションｄ：フィ
ルム厚さく−ｍ） ３）　Ｆア値 １／２インチ幅、チャック間５０ｍｍ長の試料フィルム
を東洋ボールドウィン社製テンシロン（ＵＴＭ−ｍ）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、ｋ　ｇ　／
　ｍ　ｍ　２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
フィルムの表面を７５０倍で写真撮影し、合計１ｍｍ２
のフィルム表面積当りの突起を核とした長径が少くとも
３）、ｍの窪みからなる凹凸単位の個数Ａ（個／　ｍ　
ｍ　２）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０ＥＬ−７２
０３４）を用い電圧を上昇させてフィルムが破壊して短
絡する時の電圧を読みとった。

６）ＣＲ値の測定 供試フィルムを所定の温度に１時間保った後測定した静
電容量Ｃの測定は、ゼネラルラジオ社製ｒＲＣＬデジブ
リッジ」を用い１ｋＨｚ、０．３Ｖｒｍｓの条件下で行
ない、電気抵抗Ｒの測定は横用ヒュレッドパッカード社
製超絶縁計を用い直流１００ｖを印加した後１分後の測
定値を読みとった。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 フィルム表面にアルミニウム蒸着した後、日本光学（ａ
）製サーフェイスフィ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０．５４、−ｍ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１
ｍｍ２に換算する。

Ｈ，：０．２７≦ｈ≦０．５４．−ｍ Ｈ２：０．５４≦ｈ≦０．８１．−ｍ ８）滑り性 フィルムの滑り性は摩擦係数で代表し、その測定はＡＳ
ＴＭＤ−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った。

測定は温度２１±２°Ｃ２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１
５０ｍｍでその引張り速度は２０ｍｍ／　ｍ　ｉ　ｎと
した。

３ｍ上よじｂ工 （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ァイト０．０６
２部とトリエチルホスフェート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、次いで二酸
化アンチモン０．０４部を添加したのち１０分間を要し
て２３６°Ｃに達せしめた。

この時点から系内の圧力を徐々に減じ、二酸化アンチモ
ン添加後８０分で系内の温度を２６５℃、圧力を３０ｍ
ｍＨｇ以下とし、以後も徐々に昇温減圧し最終的に２８
５℃、ｌｍｍＨｇ以下とした。

４時間後系内を常圧に戻しポリマーを吐出しチップ化し
た。

（ポリエステルフィルムの製造法） 上記のチップを常法により乾燥し、２８５°Ｃ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
伸フィルムを次にテンターで１４００Ｃで３．９倍に横
方向に延伸し、２０５℃で熱固定を行ない６Ｐ（実施例
１）　、２．、、　（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ィルムを用いて、該無
定形フィルムを８５℃で縦方向に３６７倍延伸５・次パ
″Ｃ″１００°０″横方０′°３・９倍延　　　　　、
、；伸し２０５℃で熱固定を行なって６Ｐ（比較例１）
。

２、−（比較例２）の２軸延伸フイルムを得た。

これらのフィルムの各種特性を第１表に示した。

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。

−〇札ＩＬＩ針熟迷− 以上、記載のとおり１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
デンサーフィルムとして有用なポリエステルフィルムで
あると言うことができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）フィルム面配向度（ΔＰ）とフィルムの縦方向の
   （Ｆ＿５−値）及びフィルムの平均屈折率（＠ｎ＠）と
   が、次式（１）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ィル
   ム。 ０．００２×Ｆ＿５＋１．４３×＠ｎ＠−２．１５≧Δ
   Ｐ≧０．００２×Ｆ＿５＋１．４３×＠ｎ＠−２．１７
   ・・・・・・・（１）
2. （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ィルム表面積１ｍｍ＾２当
   りの個数Ａ（個／ｍｍ＾２）が下記式（２）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ィルム。 ０≦Ａ≦２５００・・・（２）