JPH01265417A - 電気絶縁材料用フィルム - Google Patents

電気絶縁材料用フィルム

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JPH01265417A
JPH01265417A JP9584088A JP9584088A JPH01265417A JP H01265417 A JPH01265417 A JP H01265417A JP 9584088 A JP9584088 A JP 9584088A JP 9584088 A JP9584088 A JP 9584088A JP H01265417 A JPH01265417 A JP H01265417A
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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、耐熱性、機械的特性に優れ、かつフィルムの
平面性、取扱い作業性及び電気的緒特性に優れた電気絶
縁材料用フィルムに関する。
(従来の技術) 従来から、二軸配向ポリエチレンテレフタレートフィル
ムは、その機械的性質1.電気性質、耐熱性、耐薬品性
等に優れていることから、電気絶縁材料用途に広く用い
られている。
しかしながら、近年、電気絶縁材料用フィルムへの要求
特性が高まり、また二軸配向ポリエチレンテレフタレー
トフィルムの特性にも限界があることから、より特性の
優れたフィルムが求められている。例えば、二軸配向ポ
リエチレンテレフタレートフィルムは、長期耐熱性がE
種(長期耐熱温度:120″C)ないしB種(同:13
0℃)であり、モータ絶縁、電線被覆材料として用いる
場合、この長期耐熱性の点からモータの小型化が制限さ
れ、さらには、高温に長期間さらされる箇所への電気部
品の実装が困難になるという問題等が生じている。
また、二軸配向ポリエチレンテレフタレートを長期にわ
たり高温環境下にさらすと、多量のオリゴマーが析出し
、それにともない種々の問題が発生する。例えば、冷凍
機用のモータ絶縁に二軸配向ポリエチレンテレフタレー
トフィルムを使用すると、その冷媒によって析出したオ
リゴマーによる目詰まりがトラブルの最大原因となって
おり、かかる環境においてもオリゴマー析出のないフィ
ルムが要望されているのである。ところで、強靭で優れ
た耐熱性を有する結晶性熱可塑性ポリマーとしてポリエ
ーテルケトンが知られ(特公昭60−32642号、特
公昭61−10486号)、このフィルム化の検討、提
案がされている。例えば、特開昭57−137116号
公報には、ポリエーテルケトンは耐熱性を活かした用途
分野、すなわちモータ用絶縁フィルム、トランス用絶縁
フィルム、コンデンサ用絶縁フィルム、フレキシブルプ
リント回路基板などへの展開が期待されるとして、圧延
法で一軸配向に配向したフィルムを製造する方法が記載
されている。また、特開昭61−3’7419号公報に
は、二軸配向熱可塑性ポリエーテルケトンフィルムが、
コンデンサ、電線被覆、フレキシブルプリント回路基板
などの電気、電子部品や記録媒体ベースなどの精密部品
の分野に適していることが記載されている。
(発明が解決しようとする課題) そこで、従来の電気絶縁材料の二軸配向ポリエチレンテ
レフタレートフィルムに代えて、従来公知の熱可塑性ポ
リエーテルケトン樹脂フィルムを使用し、電線被覆用テ
ープを作ってみると、耐熱性の点では改善が認められる
ものの、耐熱劣化性、絶縁破壊強度、平面性等において
さらに改善する必要があることが明らかとなった。
本発明の目的は、かかる従来技術の問題点を解消し、耐
熱性、電気絶縁特性に優れ、かつ表面が平坦でありなが
ら、滑り性及び作業性に優れた電気絶縁材料用フィルム
を提供することにある。
(課題を解決するための手段) 本発明によれば、上記目的は、二軸配向熱可塑性ポリエ
ーテルケトン樹脂からなるフィルムであり、該フィルム
の150℃での熱収縮率が3.0%以下、280℃で5
00時間加熱した後の破断伸度が10%以上、厚さ方向
の屈折率が1.64以下、F−5値が11 kg / 
m ”以上であることを特徴とする電気絶縁材料用フィ
ルム、さらには、フィルムの表面フィルム表面の粗さが
0.005〜0.10pmであることを特徴とする電気
絶縁材料用フィルムによって達成される。
本発明における熱可塑性ポリエーテルケトン樹脂は、構
成単位 あるいは該単位と他の構成単位からなるポリマーである
。この他の構成単位としては、例えば等が挙げられる。
上記構成単位において、Aは直接結合、酸素、−5O2
−1−CO−または二価の低級脂肪族炭化水素基であり
、QおよびQ′は同一であっても相違してもよく、−C
O−または=SO2−であり、nは0又は1である。こ
れらポリマーは、特公昭60−32642号公報、特公
昭61−10486号公報、特開昭57−137116
号公報等に記載されている。
熱可塑性ポリエーテルケトン樹脂には、流動性改良など
の目的でポリアリーレンポリエーテル、ポリスルホン、
ボリアリレート、ポリエステル、ポリカーボネート等の
樹脂をブレンドしても良(、また安定剤、酸化防止剤、
紫外線吸収剤等の如き添加剤を含有させても良い。
熱可塑性ポリエーテルケトン樹脂は、上述の通り、それ
自体公知であり、且つそれ自体公知の方法で製造するこ
とがきる。
上記熱可塑性ポリエーテルケトン樹脂は、見かけの溶融
粘度が温度380″C1見かけの剪断速度200度se
c”の条件で、500ポイズ〜10000ポイズ、更に
は1000ポイズ〜5000ボイズの範囲にあるものが
、製膜性、フィルム特性の点から好ましい。
本発明の二軸配向熱可塑性ポリエーテルケトン樹脂フィ
ルムは、150℃で30分間熱処理を施したときの熱収
縮率が3.0%以下、好ましくは2.0%以下、さらに
好ましくは1%以下であり、しかも280℃で500時
間加熱したときの破断伸度が10%以上、好ましくは1
5%以上、さらに好ましくは20%以上であることが必
要である。この範囲外では、靭性が低いため、高温環境
下で繰り返し屈曲を受けると、ひび割れが生じ易くなり
、電気絶縁材料用フィルムとしての使用に耐えなくなる
さらに、本発明の電気絶縁材料用フィルムは、フィルム
の厚さ方向の屈折率が1.64以下、好ましくは1.6
2以下、さらに好ましくは1.61以下であり、F−5
値が11 kg / un ”以上、好ましくは12k
g/mm”以上、さらに好ましくは13kg/mm2以
上であることが必要である。
本発明者らの研究によれば、従来、プラスチックフィル
ムの耐熱劣化性は、フィルムを構成する高分子それ自体
の耐熱性、例えば耐熱分解性、高温での耐酸化分解性、
耐加水分解性等によって一義的に決まるものとされてい
たにもかかわらず、熱可塑性ポリエーテルケトン樹脂フ
ィルムの耐熱劣化性が、製膜条件、即ち、フィルムの微
細構造によって変わるという驚くべき事実が明らかとな
った。厚さ方向の屈折率が1.64以下の二軸配向フィ
ルムと1.64を越えるフィルムとの耐熱劣化性の差異
は、特に長時間加熱後の破断伸度に顕著に現れてくる。
即ち、厚さ方向の屈折率が1.64以下の二軸配向フィ
ルムは、長時間加熱後の破断伸度の低下が僅少であるの
に対し、該屈折率が1.64を越える二軸配向フィルム
は、短時間の加熱で弱化してしまい、そのため破断伸度
の低下が顕著であり、絶縁破壊強度の低下が著しい。さ
らに、F−5値についても、上述の屈折率の場合と同様
に、11kg/ml112未満であると、高温下での脆
弱化が著しく、そのため破綻伸度の低下が顕著であり、
さらには絶縁破壊電圧の低下も著しい。
また、本発明のフィルムの表面粗さは、0.005〜0
.10μm、好ましくは0.01〜0.07 p m、
さらに好ましくは0.01〜0.05μmであることが
望ましく表面粗さが0.005μm未満では、良好な滑
り性が得られにくく、フィルム巻取時に皺が生じたり、
フィルム同士のブロッキングが生じたりして、加工工程
での作業性が低下する。一方、表面粗さが0.10μm
を越えると、作業性は改良されるものの、絶縁破壊電圧
が低下したり、あるいはそのバラツキが大きくなったり
する。
本発明の熱可塑性ポリエーテルケトン樹脂フィルムは、
例えば(Tm+30)’CないしくTm+90) ’C
の温度(Tmは融点)で熱可塑性ポリエーテルケトン樹
脂を溶融押出して未延伸フィルムを得、該未延伸フィル
ムを一軸方向(縦方向又は横方向)に(T g−10)
〜(T g +45) ”Cの温度(ただし、Tg:ポ
リエーテルケトン樹脂のガラス転移温度)で1.5倍以
上、特に2.5倍以上の倍率で延伸し、次いで上記延伸
方向と直角方向(−段目延伸が縦方向の場合には、二段
目延伸は横方向となる)に(T g +10)〜(T 
g +40) ’Cの温度で2.5〜5.0倍の倍率で
延伸することで製造できる。この場合、面積延伸倍率は
4倍以上、さらには6倍以上にすることが好ましい。延
伸手段は同時二軸延伸、逐次二輪延伸の何れでも良い。
さらに、二輪延伸を行ったフィルムに(T g +70
)℃〜T m ”Cの温度で熱固定を施せばよい。例え
ば、ポリエーテルエーテルケトンフィルムについては2
50〜350℃で熱固定するのが好ましい。熱固定時間
は、例えば1〜120秒である。
本発明の熱可塑性ポリエーテルケトン樹脂フィルムの厚
さは、その用途に応じて任意に設定することができる。
フィルムの表面粗さを上記範囲に調整する手段としては
、熱可塑性ポリエーテルケトン樹脂に実質的に不活性な
固体粒子をフィルム中に均一に分散させ、その粒径、含
有量を調整すればよい。不活性固体粒子は、外部添加微
粒子でも内部微粒子でもよく、また、例えば有機酸の金
属塩、無機物、特殊な樹脂などでよい。好ましい不活性
固体粒子としては、■炭酸カルシウム、■二酸化ケイ素
(水和物、ケイ藻土、ケイ砂、石英等を含む)、■アル
ミナ、■5i02分を30重量%以上含有するケイ酸塩
(例えば非晶質或は結晶質の粘土鉱物、アルミノシリケ
ート化合物(焼生物や水和物を含む)、温石綿、ジルコ
ン、フライアッシュ等)、■Mg、Zn、Zr及びTi
の酸化物、■Ca及びBaの硫酸塩、■Li、、Na及
びCaのリン酸塩(1水素塩や2水素塩を含む)、■L
i、Na及びKの安臭香酸塩、■Ca、Ba、Zn及び
Mnのテレフタル酸塩、@1Mg 、 c a s B
 a % Z n。
Cd % P b −S r SM n SF e −
、Co及びNiのチタン酸塩、■Ba及びpbのクロム
酸塩、■炭素(例えばカーボンブラック、グラファイト
等)、■ガラス(例えばガラス粉、ガラスピーズ等)、
@MgC0,、■ホタル石、@ Z n S及びOシリ
コン樹脂が例示される。好ましいものとして、無水ケイ
酸、含水ケイ酸、酸化アルミニウム、ケイ酸アルミニウ
ム(焼成物、水和物等を含む)、燐酸1リチウム、燐酸
3リチウム、燐酸ナトリウム、燐酸カルシウム、硫酸バ
リウム、酸化チタン、安臭香酸リチウム、これらの化合
物の複塩(水和物を含む)、ガラス粉、粘度(カオリン
、ベントナイト、白土等を含む)、タルク、ケイ藻土、
シリコーン樹脂等が例示される。これらの不活性固体粒
子の平均粒径は、通常、0.01〜3μmであり、好ま
しくは0.05〜2μm、より好ましくは0.1〜1.
5μmである。また、これらの不活性固体粒子の含有量
は、通常、熱可塑性ポリエーテルケトン樹脂に対し0.
005〜1重量%であるが、0.01〜1重量%、更に
は0.01〜0.5重量%が好ましい。
なお、上記の不活性固体粒子のうち、平均粒径が0.0
5〜4μm、粒径比(長径/短径)が1.0〜1.2で
ある球状シリカ微粒子を、含有量が0.01〜3.0重
量%となるように単独又は上記の他の不活性固体粒子と
混合して、熱可塑性ポリエーテルケ   ′トン樹脂に
分散させた場合、あるいは、平均粒径が0.01〜4 
p m−、f =V/ D3(ココT:、■は粒子の平
均体積(μm’)、Dは粒子の平均最大粒径(μm)を
示す)で定義される体積形状係a(f)が0.4〜.g
 / 6であり、一般式Rx S i 0x−xzz(
ここで、Rは炭素数1〜7の炭化水素基、Xは1〜1.
2である)で表わされるシリコン樹脂微粒子を、含を量
が0.005〜3.0重量%とるように単独又は上記の
他の不活性固体粒子と混合して、熱可塑性ポリエーテル
ケトン樹脂に分散含有させた場合、球状シリカ微粒子、
シリコン樹脂微粒子とポリエーテルケトン樹脂との親和
性が大きいため、二軸配向を行った際に粒子周辺にボイ
ドが発生する頻度が少なく、電気絶縁性の良好なフィル
ムすることができるので、特に好適である。この場合、
球状シリカ微粒子については、実質的に球状であり、粒
径分布がシャープで単分散に近いものが好ましく、その
製法、その他に何ら限定されるものではない。特に、下
記式で表わされる相対標準偏差が0.5以下であること
が望ましい。
相対標準偏差= ここで Di二個々の粒子の面積円相当径(μm)D=面面積和
相当径平均値(μm) n:粒子の個数 を表わす。
例えば、球状シリカ粒子は、オルトケイ酸エチル(S 
i (OCz H! ) 4)の加水分解から含水シリ
カ(S i (OH) a )単分散法をつくり、更に
この含水シリカ単分散法を脱水処理してシリカ結合(=
S i −0−3i=)を三次元的に成長させることで
製造できる(日本化学会誌81. N009、  P、
1503 )。
S i (OC2H5) a +4 Hz O→S i
 (OH) 4 + 4 Cz Hs 0H=S i 
−OH+HO−3i= →=S i −0−3i=  +H,0一方、シリコン
樹脂微粒子については、実質的に球状であり、その粒度
分布がシャープで単分散に近いものが好ましく、その製
法、その他に何ら限定されるものではない。特に、下記
式で表わされる粒度分布(r)が1〜1.4であること
が望ましい。
T=D□/D7゜ 球状シリコン樹脂微粒子は、 下記式(A) で表される組成を有する。
上記式(A)におけるRは炭素数1〜7の炭化水素基で
あり、例えば炭素数1〜7のアルキル基、フェニル基あ
るいはトリル基が好ましい。炭素数1〜7のアルキル基
は直鎖状であっても分岐鎖状であってもよく、例えば、
メチル、エチル、n−プロビル、1so−プロピル、n
−ブチル、iso −ブチル、ter t−ブチル、n
−ペンチル、n−へブチル等をあげることができる。
これらのうち、Rとしてはメチルおよびフェニルが好ま
しく、就中メチルが特に好ましい。
上記式(A)におけるXは1〜1.2の数である。
上記式(A)においてXが1であるとき、上記式(A)
は、下記式(A)−1 R3iO+、s    ・・・・・・(A)−1〔ここ
で、Rの定義は上記に同じである〕で表すことができる
上記式(A)−1の組成は、シリコン樹脂の三次元重合
体鎖構造における下記構造部分;■ −0−3i−0− に由来するものである。
また、上記式(A)においてXが1.2であるとき、上
記式(A)は下記式(A)−2 R+、z S 101.4   ・・・・・・(A)−
2〔ここで、Rの定義は上記に同じである〕で表すこと
ができる。
上記式(A)−2の組成は、上記(A)−1の構造0.
8モルと下記式(A)′ R,SiO・・・・・・(A)′ 〔ここで、Rの定義は上記と同じである〕で表される構
造0.2モルとから成ると理解することができる。
上記式(A)′はシリコン樹脂の三次元重合体鎖におけ
る下記構造部分; −0−3i−0− に由来する。
以上の説明から理解されるように、上記式(A)の組成
は、例えば上記式(A)−1構造のみから実質的になる
か、あるいは上記式(A)−1の構造と上記式(A)−
2の構造が適当な割合でランダムに結合した状態で共存
する構造から成ることがわかる。
球状のシリコン樹脂微粒子は、好ましくは上記式(A)
において、Xが1〜1.1の間の値を有する。
このシリコン樹脂微粒子は、例えば、下記式%式%) で表わされるトリアルコキシシランまたはこめ部分加水
縮合物を、アンモニアあるいはメチルアミン、ジメチル
アミン、エチレンジアミン等の如きアミンの存在下、撹
拌下に、加水分解および縮合せしめることによって製造
できる。上記出発原料を使用する上記方法によれば、上
記式(A)−1で表される組成を持つシリコン樹脂粒子
を製造することができる。
Rz S i  (OR’ ) ! で表されるジアルコキシシランを上記トリアルコキシシ
ランと一緒に併用し、上記方法に従えば、上記式(A)
−2で表される組成を持つシリコン樹脂粒子を製造する
ことができる。
(実施例) 以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。な
お、各種物性値および特性は次の方法により測定した。
(1)熱収縮率 測定試料的30cm間隔で標線を入れ、加熱オープン中
で張力フリーの状態で一定時間加熱処理(150″C×
30分間)後の試料長変化から次式により求めた。
熱収縮率= なお、フィルムの縦方向と横方向の熱収縮率を測定し、
その平均値をもって代表値とした。
(2)耐熱劣化性 ギヤ老化試験器で無緊張状態、280℃1500時間加
熱した後に室温において絶縁破壊電圧および破断伸度を
測定する。
a)絶縁破壊電圧 J I S  C2318により実施する。
b)破断伸度 試料幅10mm、長さ150mmに切取った試料につい
て、チャック間100皿にして引張速度10閣/分、チ
ャート速度50M/分の条件にてインストロン型の万能
引張試験装置にて室温で引張る。原長lO1破断時の長
さをlとすると((f−1o)/j!o)×100%で
表わす。
(3)屈折率 アツベの屈折計により光線波長589nm  (N a
のD線の中央)、温度20℃にて測定した。
(4)F−5値 フィルムを試料中10mm、長さ15cmに切出し、チ
 、ヤック間100 mmにして引張速度100/分、
チャー)速度soomm/分の条件で室温にてインスト
ロンタイプの万能引張試験装置にてサンプル(フィルム
)を引張り、得られた荷重−伸び曲線から5%伸長時の
荷重を初期切断で除することで算出した。
(5)粒子の平均粒径(DP) 島津製作所CP−50型セントリフニゲルパーティクル
 サイズ アナライザー(Cenrifugal Pa
rticle 5ize Analyser)を用いて
測定した。得られた遠心沈降曲線を基に算出した各粒径
の粒子とその存在量との積算曲線から、50マスパーセ
ントに相当する粒径を読み取り、この値を上記平均粒径
としたく「粒度測定技術」日刊工業新聞社発行。
1975年、242〜247頁参照)。
(6)フィルム表面の粗さ(Ra) CL A (Center Line Average
 ・中心線平均粗さ)JIS  B  0601に準じ
て測定した。東京精密社■製の触針式表面粗さ計(SU
RFCOM3B)を用いて、針の半径2μ、荷重0.0
7gの条件下にチャート(フィルム表面粗さ曲線)をか
かせた。フィルム表面粗さ曲線からその中心線の方向に
測定長さしの部分を抜き取り、この抜き取り部分の中心
線をX軸とし、縦倍率の方向をY軸として、粗さ曲線Y
=f  (X)で表わしたとき、次の式で与えられる値
(Ra:μm)をフィルム表面の平坦性として定義する
本発明では、基準長を0.25mmとして8個測定し、
値の大きい方から3個除いた5個の平均値としてRaを
表わした。
(7)作業性 製膜及び加工工程における巻取作業性及び、工程通過性
を総合し、以下の3段階に分けた。
O;滑り性に優れ、作業性及び工程通過性が良好である
Δ;概ね良好な作業性、工程通過性が得られるが、○に
比ベスムーズさが劣る。
×;巻取工程でシワが入ったり、端面が不揃いになった
りし、工程通過性が不良である。
(8)総合評価 耐熱性、機械的、電気的特性、作業性について総合的に
評価し、いずれも極めて良好なものを◎、良好なものを
O1不良なものを×で示した。
実施例1〜10  比較例1〜4 熱可塑性ポリエーテルケトン(IC1社製:ポリエーテ
ルケトン380C;)に第1表に示す不活性粒子を第1
表に示す割合で混合し、ブレンド後、押出機により38
0℃で押出し、80℃の温度に保持したキャスティング
ドラム上ヘキャストして未延伸フィルムを作成し、これ
を160 ’Cで第1表に示す縦方向及び横方向の延伸
倍率にて二軸延伸して、更に第1表に示す温度で30秒
間熱固定することに、より、厚さ25μmの二軸配向フ
ィルムを得た。得られたフィルムの特性は第1表に示す
通りであった。
(本頁、以下余白) 以上の結果から明らかなように、本発明の二軸配向フィ
ルム(実施例1〜10)は、いずれも耐熱性、機械的、
電気的特性、作業性に優れていることがわかる。
(発明の効果) 以上詳述した如く、本発明の電気絶縁材料用フィルムは
、耐熱性、機械的、電気的特性、取り扱い作業性に優れ
ており、モータ、トランス、コンデンサ、電線、ケーブ
ル、通信機器、フレキシブルプリント回路、液晶パネル
用基板などの電気部品に好適に用いることができる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)二軸配向熱可塑性ポリエーテルケトン樹脂からな
    るフィルムであり、該フィルムの150℃での熱収縮率
    が3.0%以下、280℃で500時間加熱した後の破
    断伸度が10%以上、厚さ方向の屈折率が1.64以下
    、F−5値が11kg/mm^2以上であることを特徴
    とする電気絶縁材料用フィルム。
  2. (2)フィルム表面の粗さが0.005〜0.10μm
    であることを特徴とする請求項1記載の電気絶縁材料用
    フィルム。
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