JPS63182351A

JPS63182351A - ポリエステルフイルム及びこれを用いたコンデンサ

Info

Publication number: JPS63182351A
Application number: JP1413687A
Authority: JP
Inventors: Harumasa Nishida; 西田　怡正; Koichi Kitaura; 北浦　好一; Hidesada Okasaka; 秀真岡阪
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1987-01-26
Filing date: 1987-01-26
Publication date: 1988-07-27
Anticipated expiration: 2010-03-08
Also published as: JPH0721070B2

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】［産業上の利用分野コ本発明はポリエステルフィルム及びこれを誘電体として
用いたコンデンサに関するものである。

［従来の技術］従来種々のポリエステルフィルム及びこれを用いたコン
デンサが知られている。

［発明が解決しようとする問題点コしかしながら、かかる従来のポリエステルフィルムは、
各種の電子機器において、８０’Ｃ以上の温度下では、
誘電損失が大きくなり、従って使用温度範囲が８０℃以
下に制限されるという欠点があった。

本発明は、かかる従来のポリエステルフィルムの欠点を
改良し、８０℃以上の高温度下でも誘電損失が小さく、
使用温度範囲の広いフィルム及びこれを用いたコンデン
サを提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］本発明は、（１）　　ポリエチレンテレフタレートを主成分とする
プラスチックフィルムであって、該プラスチックフィル
ムの示差走査熱量計で測定した二次転移温度が８０℃以
上、かつ二次転移温度と融点との差が１００〜１７０″
Ｃ，溶融比抵抗値が１×１０８０・ｃｍ以上、Ｘ線法で
の結晶化度が８〜２５％であることを特徴とするポリエ
ステルフィルム、及び、（２）ポリエチレンテレフタレートを主成分とし、示差
走査熱量計で測定した二次転移温度が８０℃以上、かつ
二次転移温度と融点との差が１００〜１７０°Ｃ１溶融
比抵抗値が１Ｘ１０８Ω−ｃｍ以上、Ｘ線法での結晶化
度が８〜２５％であるポリエステルフィルムを誘電体と
して用いたことを特徴とするコンデンサに関するもので
ある。

本発明において、ポリエチレンテレフタレート（以下Ｐ
ＥＴと略称する）を主成分とするポリエステルを用いる
が、ＰＥＴが７５〜９５重量％、好ましくは８０〜９５
重量％含まれているものが良い。ＰＥＴ成分が上記範囲
未満では、フィルムの特徴である寸法安定性、機械特性
を十分に発揮できないことがあり、また上記範囲を越え
ると、本発明の誘電損失（以下ｔａｎδと略称する）改
良効果が小さい。

本発明において、２５〜５重最％、好ましくは２０〜５
重間％の範囲でＰＥＴ以外の多種ポリマを含有さける。

多種ポリマとしては、ポリエチレンナフタレート、ポリ
エチレン−α、β−ビス（フェノキシ）エタン４，４′
ジカルボキシレート、ボリアリレート、ポリカーボネー
ト等があるが、特に好ましいのは、ボリアリレートであ
る。

また、酸化防止剤、熱安定剤、滑剤、紫外線吸収剤、核
生成剤、表面突起形成剤などの無酸または有機添加剤を
適宜添加してもよい。

本発明のフィルムは、上記ＰＥＴを主成分とするポリマ
を二軸配向せしめたフィルムであって、該フィルムの示
差走査熱量計（ＤＳＣと略称する）で測定した二次転移
温度（以下Ｔ（ＩＩと略称する）が８０℃以上で、かつ
Ｔｇと融点（Ｔｍと略称する）との差が１００〜１７０
℃の範囲にあることが必要である。上記範囲以外ではｔ
ａｎδ改良効果は小さく、更にフィルム成形性の点でも
好ましくない。

本発明のフィルムの２８０℃における溶融比抵抗値（以
下ρと略称する）は１Ｘ１０８Ω・０１１１以上、好ま
しくは２Ｘ１０８Ω・ｃｍ以上である。ρが上記の値未
満では本発明のｔａｎδ改良効果が小さく、好ましくな
い。ρの上限は特に制限しないが、１　Ｘ　１０１”Ω
・ｃｍ以下であることがフィルムの成形性を保つ点で好
ましい。

本発明にかかるフィルムのＸ線法による結晶化度は８〜
２５％、好ましくは１０〜２０％の範囲である。結晶化
度が８％より小さくても、また２５％より大きくても本
発明のｔａｎδ改良効果が小さい。

本発明のフィルムの溶融粘度は１０００〜６０００ポイ
ズ（温度２８０℃、ずり速度２００５ｅｃ−１）がフィ
ルム成形性の点で好ましい。

また、本発明のフィルムのＪＩＳ−Ｂ−０６０１による
表面粗さくカットオフ：０．２５ｍｍ＞は０．０１〜０
．２μｍの範囲にあることが好ましい。

また、本発明の誘電体を構成するフィルムの厚さは、特
に限定されないが、０．５〜３０μｍの範囲にあること
が好ましい。

また、本発明の誘電体を構成するフィルムの熱収縮率は
特に限定されないが、１５０℃、３０分でフィルムの長
さ方向が０．１〜５％、幅方向が一１〜５％の範囲が好
ましい。

本発明のコンデンサは巻回法又は積層法などの周知の方
法で製造する。導電体は、金属を箔状体にした金属箔又
は上記の誘電体に金属を真空蒸着、スパッタリング法な
ど周知の方法で形成ｕしめた金属薄膜のいずれであって
もよい。導電体を構成する金属としては、アルミニウム
、亜鉛、錫、チタン、ニッケル或いは、それらの合金な
どがあるが、これらに限定されることはない。

本発明のコンデンサの形状は問わないが、通常のリード
線を有するタンプあるいは、リード線を有さず、基板表
面に直接ハンダ付けするタイプ（いわゆるチップコンデ
ンサ）のいずれでもよい。

また、本発明のコンデンサは、交流、直流いずｔの用途
にも使用することができる。

次に本発明にかがるフィルムの製造方法をＩＢＪする。

まず、テレフタル酸を主成分とするカルボン酎又はその
アルキルエステルとエチレングリコールを主成分とする
グリコールとをカルシウム、マグネシウム、リチウム、
マンガン元素などの触媒金属化合物の存在下１３０〜２
６０’Ｃでエステル化あるいはエステル交換を行なう。

その襖、アンチモン、ゲルマニウム、チタン元素からな
る触媒化合物及びリン化合物を添加し、高真空下、温度
２２０〜３００℃で重縮合反応させる。上記リン化合物
の種類としては、亜リン酸、リン酸、リン酸トリエステ
ル、ホスホン酸、ホスホネートなどがあるが、特に限定
されないし、またこれらリン化合物を二種以上併用して
もよい。上記触媒化合物の添加物の添加量は特に限定し
ないが、カルシウム、マグネシウム、リチウム、マンガ
ンなどの触媒金属化合物とリン化合物の比が下記の式を
満足、　　するように含むことがフィルムのρを２Ｘ１
０８Ω◆ＣＩＩ＋以上にするために望ましい。

１　　０．５≦（Ｍ／Ｐ）≦１，５ただし、Ｍ：フイルム中のカルシウム、マグネシウム、
リチウム、マンガン元素の仝モル数、Ｐ：フィルム中の
リン元素のモル数。

また、上記フィルムのρは、該押出ポリマの段階であら
かじめ測定しておいたρとは、同じ値を示す。

また、エステル化あるいはエステル交換から重縮合の任
意の段階で必要に応じて酸化防止剤、熱安定剤、滑剤、
紫外線吸収剤、核生成剤、表面突起形成剤などを添加す
る。

かくして得られた重縮合マボリマを５〜２５重量％の範
囲内の多種ポリマとともに押出機に供給し、スリット状
のダイから溶融押出し、冷却固化ゼしめて、未延伸フィ
ルムを作る。この場合、多種ポリマは実質的にＰＥＴの
重縮合が完了した段階で加えるか、あるいはＰＥＴとあ
らがじめペレタイズしてペレット状で用いてもよいが、
本発明の必須要件であるフィルムのＤＳＣで測定したＴ
ｇが８０℃以上、かつＴｏと融点（ｍｐ＞との差が１０
０〜１７０°Ｃの範囲になるようにすることが必要であ
る。具体的には、あらかじめＰＥＴと多種ポリマをダル
メージ型のスクリューを具備したペレタイザーを用い、
温度２６０〜３００℃、対流時間５〜３０分間の範囲で
ペレタイズすると本発明のｔａｎδ改良効果に好適であ
る。

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、逐次二輪延伸法又は同時二軸延伸
法を用いることができるが、フィルムの結晶化度を本発
明の範囲とするために特に好ましいのは、逐次二軸延伸
法である。

また、逐次二輪延伸の条件は、特に限定されないが、一
方向に２．５〜４．５倍延伸したのち、該方向と直角方
向に３．０〜５．０倍にすることが、フィルムの結晶化
度を本発明の範囲とするの′に好適である。

また、延伸温度は７０〜１３０℃の範囲であればよい。

延伸速度は、通常１０３〜５Ｘ１０４％／分の範囲が好
適である。

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１３０〜２４０℃、このましくは、１５０〜
２２０℃、時間１〜６０秒間とすることがフィルムの結
晶化度を本発明の範囲とするのに有効である。

次に、本発明にかかるコンデンサの製造方法について説
明する。

上記の如くして得られたフィルムを誘電体とし、金属箔
又は金Ｒ薄膜を導電体として、平板あるいは同円状に巻
き回してコンデンサ素子を作るが、金属薄膜を導電体に
用いた方が本発明のｔａｎδ改良効果が大きい。この場
合の金属薄膜形成法としては、周知の蒸着法、スパッタ
リング法などを用いることができ、特に誘電体フィルム
の厚みが１．５〜５μｍ１蒸着膜厚が１００〜５０００
人の蒸着フィルムを用いてコンデンサにするのが、本発
明の効果を得るためには最も好ましい方法である。

次に、このコンデンサ素子を常法に従って、プレス、熱
処理、端面封止及びリード線取りつけを行なってコンデ
ンサとする。

本発明は、上記コンデンサを特徴とするが、上記フィル
ムに公知のコロナ放電処理を施してもよいし、また接着
性、ヒートシール性、耐湿性、滑性、表面平滑性などを
付与する目的で多種ポリマを積層した形や、有機及び／
又は無機組成物で被覆した形で用いてもよい。また、本
発明のコンデンサに絶縁油等を含浸けしめて、いわゆる
油浸コンデンサとして用いてもよい。

［作用］本発明は、フィルムの二次転移温度、溶融比抵抗、結晶
化度を夫々最適化することによって、該フィルムのＴｇ
、不導電性、分子配向などの各要因が微妙に相互作用し
て、誘電損失を改良することに寄与したものと考えられ
る。

［特性の測定方法及び効果の評価方法］（１）パーキン
エルマー社製ＤＳＣ−ｎ型に試料１０ｍｑを入れ、雰囲
気を窒素置換する。次に昇温速度１６°Ｃ／分で２８０
℃まで昇温させ、この状態で５分間保持する。次いで、
この試料を素早く液体窒素中で急冷する。常温まで降温
さゼたＤＳＣ＝■型に急冷した上記サンプルを入れ、雰
囲気を再び窒素置換する。次いで１６°Ｃ／分で昇温さ
せ（２ｎｄ　ＲＵＮ）　Ｔ（＋　、Ｔｍを測定する。ま
た、Ｔｍ−ＴｇをΔＴｍｇとした。

（２）　　溶融比抵抗（ρ）押出機の出口短管部に間隔１ｃｍの対立電極（電極面積
二人々２５ｃｍ２、電極間の空の絶縁抵抗＝１０１２Ω
以上）を設け、試お１を２８０℃で押出する。次いで電
極間に直流５００Ｖを印加し、その時に流れる電流Ｉ（
ｍＡ）を求める。２８０　’Ｃのρは次の式から求めら
れる。

ρ（Ω−Ｃｍ）＝１．２５Ｘ１０８／１（３）　　フィ
ルムの結晶化度凍結粉砕法により、微粉末化したフィルム試料をＸ線回
折装置（理学電機（株）製）の標準アルミ枠につめ、反
射法で広角Ｘ線回折測定を行なった。

得られたチャートから、ＪＯｈｎＳＯｎ法（Ｊ、Ｅ、Ｊ
ｏｈｎｓｏｎ、Ｊ、Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｏｌｙｍｅｒ　
５ｃｉｅｎｃｅ、２（５）、２０５（’　　５９）〉で
結晶化度を算出した。

（４）　　コンデンサの誘電損失（ｔａｎδ）特性コン
デンサ（容量０．１μＦ）を温度２０’Ｃ及び１００°
Ｃのオーブン中で、キャパシタンス・ブリッジ（ＹＨＰ
）を用い、１ＫＨ２でｔａｎδを測定した。なお、測定
は夫々１０００個について行ない、２０°Ｃでのｔａｎ
δの平均値／１００℃でのｔａｎδの平均値の比が２．
６以上であれば、高温ｔａｎδ特性：良好、２．６未満
であれば、高温ｔａｎδ特性：不良と判定した。

（５）極限粘度０−クロロフェノールを溶媒として２５℃において測定
した値である。

（６）フィルム中の金属分析フィルム中のカルシウム、マグネシウム、リチウム、マ
ンガンなどの元素の定量は、原子吸光法によって、測定
し、リン元素は比色法によって測定した。

［実施例］本発明を以下の実施例、比較例を用いて説明するが、本
発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

実施例１（１）　　本発明のフィルムの調整テレフタル酸ジメチル１００ｕｆｆｉ部、エチレングリ
コール７０重量部、触媒として酢酸カルシウム０．０９
重量部を用いて、常法によりエステル交換反応を行ない
、その生成物に三酸化アンチモン０．０３重量部、トリ
メチルホスフェート０゜１５重量部、亜リン酸０．０２
重量部及び二酸化ケイ素（粒子径１．２μｍ＞０．１重
Ｍ部を添加し、常法によって重縮合して、極限粘度０．
６４のポリマペレットを得た（ポリマＡ）。

次いで、別の反応釜にて、テレフタル１５０ｆｆｉ量部
、イソフタル酸５０重辺部、４，４′−ジアセトキシジ
フェニルプロパン１８８重量部及び触媒としてテトラブ
ヂルヂタネート０．０６重量部を仕込み、２００℃〜２
４５°Ｃで脱酢酸反応を行なった。次いで、２９０’Ｃ
の高真空度下で、重縮合反応を行ない、極限粘度０．６
２５のポリマペレットを得た（ポリマＢ）。

次いで、ポリマＡ８５重量部とポリマＢ１５重聞部の比
率で全１１００ｋｇを１８０℃、４時間真空乾燥した俊
、ペレタイザー（ダルメート型スクリュー、Ｌ／Ｄ＝３
５）に供給し、２８５℃、滞溜時間１０分間でペレタイ
ズし、ペレットを得た。

次いで、このペレットを１８０℃、４時間真空乾燥した
後、押出機に供給して、２８０℃で溶融押出し、６０℃
の冷却ドラムに巻き付けて、未延伸シートを作った。

次いで、この未延伸シートを９５°Ｃにて長手方向に３
．８倍延伸した。この延伸は、２組のロールの周速差で
行なわれ、延伸速度は１００００％／分であった。この
−軸延伸フィルムをステンタを用いて延伸速度１０００
０％／分で、１０５℃で幅方向に４倍延伸し、定長下で
１８０℃、１０秒間熱処理し、厚さ６μｍの二軸配向フ
ィルムを得た。

このフィルムのＴｇは８８℃、ΔＴｍｏは１６０℃、結
品化度は１６％であった。また、溶融押出時に測定した
ρは、３Ｘ１０８Ω・Ｃｍであった（フィルムＡ）。

（２）　　上記（１）で得たフィルムを電子ビーム真空
蒸着装置の中−セットし、アルミニウムを膜抵抗３Ω／
口になるように蒸着した。この蒸着フィルムをスリット
し、素子巻機にかけてコンデンサ素子を作り、更に常法
によって、端面封止及びリード線取りつけを行なって、
コンデンサ（容１０．１μＦ）を作った（コンデンサＡ
）。

、（３）　　評価（２）で作成したコンデンサ１０００個にについて、２
０℃、１００℃のｔａｎδを測定した。夫々の温度で測
定したｔａｎδの平均値の比は３．１であり、ｔａｎδ
特性は良好であった（第１表）。

実施例２〜４、比較例１〜６実施例１において、ポリマＢを２０重量部に変更した以
外は全く同様にして作成したコンデンサ（実施例２）や
、熱処理温度を変更した以外は全く同様にして作成した
コンデンサ（実施例３）や、ポリマＢの種類をポリカー
ボネートに変更した以外は全く同様にして作成したコン
デンサ（実施例４）は第１表に示すとおりｔａｎδ特性
は良好であった。

しかし、実施例１において、ペレタイズ条件を変更した
り、熱処理温度などのフィルム製造条件を変更したフィ
ルム（比較例１〜４）、フィルム中の金属／リン比を変
更してフィルムの溶融比抵抗値の異なるフィルム（比較
例５）、ＰＥＴ成分量の異なるフィルムなどを用いて作
成したコンデンサは、誘電体であるフィルム物性が本発
明の特許請求の範囲のいずれかの要件を満たさないため
、高温下でのｔａｎδ特性の向上したコンデンサは得ら
れなかった。

［発明の効果］本発明にかかるフィルムは、ＰＥＴを主成分とし、かつ
Ｔｇ、ΔＴｍ０１ρ、結晶化度の各特性が最適化されて
いるため、高温時のｔａｎδ特性が改良されるという効
果を有する。

高温時のｔａｎδ特性が良好であるということは、交流
、直流を問わず、高温度域まで安定、すなわち、使用温
度範囲が広くなり、ひいては長期にわたる連続耐用が可
能になり、特にコンデンサ用途に最適である。また、該
フィルムは、コンデンナのみならず、ケーブル、モータ
関係、その他の電気絶縁用途にも使用することができる
。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ポリエチレンテレフタレートを主成分とするプラ
スチックフィルムであって、該プラスチックフィルムの
示差走査熱量計で測定した二次転移温度が８０℃以上、
かつ二次転移温度と融点との差が１００〜１７０℃、溶
融比抵抗値が１×１０＾８Ω・ｃｍ以上、Ｘ線法での結
晶化度が８〜２５％であることを特徴とするポリエステ
ルフィルム。
（２）ポリエチレンテレフタレートを主成分とし、示差
走査熱量計で測定した二次転移温度が８０℃以上、かつ
二次転移温度と融点との差が１００〜１７０℃、溶融比
抵抗値が１×１０＾８Ω・ｃｍ以上、Ｘ線法での結晶化
度が８〜２５％であるポリエステルフィルムを誘電体と
して用いたことを特徴とするコンデンサ。