JPS63281416A - コンデンサ− - 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】 ［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口によっても誘電正接（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ィルムに、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
フィ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
な欠点があった。

■　経口と共に、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、経口と共に、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ィルムと、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
パチン酸、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、ＭＣＩ系、Ｍｎ系が本発
明の場合非常に好ましく、Ｃａ系、Ｚｎ系、ｌ−ｉ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
チブロッキング剤、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（イルガノックス１０１０
：：　Ｃ１ｂａ　Ｇｅｉｇｙ製〉、還元剤（フェロシリ
コン、シリコマンガンなど）の添加が有効である。

フィ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と平滑なフィルムはど本発明の効果は顕
著となる。

本発明のポリエステルフィルムは、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０／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０／Ｃが小さすぎると
経口による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、フィルム表面から約１００人までの極表層部の
み○／Ｃを０．５０〜１．○Ｏにすることにより、フィ
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、経口によるｔａ
ｎδかまた大きくなるのみならず、フィルムの滑り性が
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、フィルム表面から約１００人ま
での表層部のみに適用されるもので、１００人よりも深
い所では、０．４近傍であるのが好ましい。

また、本発明フィルムの場合、表面ぬれ張力は、５３〜
６８　ｄｙｎ／ｃｍであるのが好ましく、より好ましく
は５５〜６５　ｄ’ｙｎ／ｃｍである。表面ぬれ張力γ
Ｃがこの範囲にある場合は、ｔａｎδの経口変化、特に
高湿時の変化が更に小さくなり、またフィルが互いにブ
ロッキングしたりすることがなく、フィルムの取り扱い
性が優れる。その結果、絶縁破壊電圧か低下することが
少ない。

また、該フィ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。

ポリエステルフィルムへの金属蒸着は、このＯ／Ｃとγ
Ｃとが上記範囲にある表面に施される。

従って、フィ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、１０人から５０００
人の範囲が好ましく、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／口程度の範囲のもの
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、スパッタリング法、イオン
プレーティ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で説明する。

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
ィ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ィルム表層のみのＯ／Ｃが０．５０
〜１．００、更に好ましくはぬれ張力γＣが５３〜６８
　ｄｙｎ／ｃｍになるようにする。

フィ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、フィルムの性質、雰囲気の条件、処理方法、製膜
条件等によって異なる。従って、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／Ｔｎ
２程度のものが好ましい。この処理されたフィルムを真
空蒸着装置の中にセットし、アルミニウム、亜鉛などの
金属を処理面の上に蒸着する。蒸着されたフィルムを小
幅にスリットし、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、以下常法によって、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）　　フィルム表面層の原子構成比国際電気（株）
製のＥＳ、ＣＡスペクトロメーターＥＳ−２００型を用
い、次の条件でフィルム表面を測定した。

励起Ｘ線：ＡｒＬ　Ｋ（Ｘ線（１４８６，６ｅＶ）Ｘ繰
出カニ１０ＫＶ　　２０ｍＡ 温度：２０’Ｃ 運動エネルギー補正：中性炭素の運動エネルギー値を１
２０２．ＯｅＶに合わせる。

得られたスペクトルから、ＣＩＳ、　０１３．　ＮＩＳ
それぞれの相対積分強度から、Ｃを１、Ｏを２．６、Ｎ
Ｏｌ、７として感度補正し、Ｏ／Ｃ，Ｎ／Ｃの原子構成
比を求める。

（２）　　表面粗さくＲａ） ＪＩＳ　　Ｂ１２Ｏ３−１９７６に従い、カットオフ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、７ｃ
が５５〜７２　ｄｙｎ／ｃｍはアンモニア水を、７２ｄ
ｙｎ／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１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、八〇４２５Ｖ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ｊａｎδ、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６μ
ｍの二軸配向ポリエステルフィルムに、アルミニウムを
膜抵抗２Ω／口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１００
Ｖ／秒の昇圧速度で荷電してゆき、コンデンサーが破壊
する時の電圧をフィルム厚さで割った値をＢＤＶ値とす
る。

電極等は、ＡＳＴＭ　　Ｄ１４９に従った。

［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、酢酸マンカンを用い、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
クロルフェ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
テルペレットを押出機に供給し、２８０°Ｃ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°Ｃに保たれた冷却用ドラム上に密着固化
させた。このキャストシートを長手方向に１１０’Ｃで
５倍延伸後、幅方向に１００’Ｃで４倍に延伸後、１９
５℃で幅方向に３％のリラックスをさせながら、５秒間
熱処理し、厚さ５μｍの二軸延伸フィルムを得た。

かくして得られたフィルムを、酸素濃度０．１ｖｏ１％
未満で、窒素７ＱＶＯ１％と炭酸ガス３Ｑｖ。

１％の混合カス下で、コロナ放電処理強度を変えて、表
面処理をし、Ｏ／Ｃの値の異なるフィルムを得た。かく
して得られたフィルムのΔｔａｎδ、へ〇、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
タレートフィルム表面の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、フィルムの表面粗さは５０ｍμ、Ｎ／Ｃは０．０
３であった。

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
ルガノックス１０１０　（Ｃ１ｂａ　ｅｅｉｐｙ＞　（
Ｄ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、添加剤によって、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１ｑられる。

表１ 表２ ［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
経口による変化、特に高湿下での経口変化が少なく、ま
た高い絶縁破壊電圧を有する。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （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ィルムと、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. （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
   テルフィルムと、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。