JPH0159729B2 - - Google Patents
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- JPH0159729B2 JPH0159729B2 JP6085583A JP6085583A JPH0159729B2 JP H0159729 B2 JPH0159729 B2 JP H0159729B2 JP 6085583 A JP6085583 A JP 6085583A JP 6085583 A JP6085583 A JP 6085583A JP H0159729 B2 JPH0159729 B2 JP H0159729B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- loss tangent
- dielectric loss
- base material
- vinylidene fluoride
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Organic Insulating Materials (AREA)
- Coating Of Shaped Articles Made Of Macromolecular Substances (AREA)
- Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
Description
本発明はコンデンサー用フイルムの製造方法に
関する。詳しくは表面にフツ化ビニリデンモノマ
ーが重合されたコンデンサー用フイルム（以下、
ポリフツ化ビニリデン複合フイルムと記す）の誘
電正接を低減させるに有用な製造方法である。 従来、コンデンサー用素子を形成する材料とし
ては、例えば高圧コンデンサー紙、或いはマイカ
片、酸化チタン粉末、タンタル薄などの無機物が
用いられているが、最近では安価で且つ可撓性を
有する高分子フイルムが用いられるようになつて
きた。 このようなコンデンサー用の高分子フイルムと
しては、誘電率、誘電正接（tanδ）、電気絶縁性
などの電気特性、また滑り性、耐ブロツキング性
などのフイルム特性に優れ且つ薄膜であることが
要求される。このうち特に誘電率の高いフイルム
材料としてポリフツ化ビニリデンが存在する。即
ち、高分子フイルムを誘電体とするコンデンサー
素子を形成させた場合、ポリフツ化ビニリデンフ
イルムの誘電率（ε）は約８〜11と極めて高く、
これに対して他の高分子フイルムの誘電率は２〜
３程度である。しかしながら、コンデンサー用フ
イルムとしてのポリフツ化ビニリデンフイルムは
高価になるばかりでなく、一般に6μ以下の薄膜
が得られないことや、誘電正接（tanδ）が約0.1
と大きいことから電気エネルギーの損失が大き
く、さらには力学的弾性率が低いためにフイルム
巻込み作業上でトラブルを引き起すという欠点を
有す。 従つて、出来る限り誘電率が大きく且つ誘電正
接が小さいコンデンサー用の高分子フイルムの開
発が望まれる。 本発明者等は上記した課題を解決すべく、ポリ
フツ化ビニリデンをベースとして、誘電率が高
く、且つ誘電正接が小さく、しかも薄いコンデン
サー用フイルムを得るために鋭意研究した結果、
フイルム基材の表面にフツ化ビニリデンモノマー
を重合させることによつて所望のコンデンサー用
フイルムが得られることを見出した。 ところが、上記方法によつて得たポリフツ化ビ
ニリデン複合フイルムは、製造直後の誘電正接
（tanδ）が高いため、例えば電子部品等に用いる
ものではすぐに使用できない場合も生じ、その場
合一般に回復するまでに大気中で２〜３カ月放置
しなければならないという問題がある。 本発明者等は上記問題に鑑み、誘電正接をすみ
やかに回復（低減）させる方法について検討した
結果、ポリフツ化ビニリデン複合フイルムを高
温・高湿気下で処理することにより、上記問題が
解決出来ることを見出し本発明を提供するに至つ
た。 即ち本発明は、フイルム基材の表面にフツ化ビ
ニリデンモノマーを重合させてなるフイルムを、
加湿処理することを特徴とするコンデンサー用フ
イルムの製造方法である。 本発明に用いられるフイルム基材としては、一
般に熱可塑性フイルムが特に制限なく用いられ、
例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチ
レン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボ
ネート、ポリ塩化ビニル、ポリフツ化エチレン、
ポリスルフオン、ポリフエニレンオキシド、ポリ
エーテルスルフオン、ナイロン、カプトンなど公
知の高分子フイルムである。かかる高分子フイル
ムは誘電率が出来るだけ大きく、しかも誘電正接
が小さいものが好ましく、一般に経済性及び基材
の特性からポリエチレンテレフタレート及びポリ
α−オレフイン特にポリスチレン、ポリプロピレ
ンが好ましい。また延伸されたフイルムで強度が
大きく且つ厚さが１〜50μであることが好まし
い。 本発明においてフイルム基材の表面にフツ化ビ
ニリデンのモノマーを重合させる方法は特に制限
されないが、特に該フツ化ビニリデンモノマーを
気相重合する方法が好ましい。即ち、フイルム基
材の表面にフツ化ビニリデンモノマーを気相（蒸
気）で存在させ、例えば電離性放射線（α線、β
線、γ線、電子線など）、紫外線、光、グロー放
電によるプラズマ処理などにより重合することに
よつて達成される。中でもプラズマ処理によるも
のが生成速度を早くすることが出来るため好まし
く用いられる。 本発明において、フイルム基材の表面に存在さ
せるフツ化ビニリデンモノマーの量は、重合方法
および重合条件に応じて選択すればよい。一般に
5000Å以上の厚さとすればよいが、この場合フツ
化ビニリデンモノマーの少なくとも一部はフイル
ム基材表面にグラフトするので、両層の密着性は
極めて高くなる。フツ化ビニリデンモノマーの蒸
気は、フイルム基材の表面にそのまま存在させて
もよいが、プラズマ処理する場合等には特に不活
性ガスと混合して共存させることにより、該フツ
化ビニリデンを重合して得られる薄膜の生成速度
を早くすることが出来る。不活性ガスとしては、
例えば、窒素、ヘリウム、アルゴンなどで、中で
もアルゴンが好ましく用いられる。フツ化ビニリ
デンモノマーと不活性ガスとの混合割合は、一般
にフツ化ビニリデン：不活性ガス＝95〜40：５〜
60、好ましくは、75〜50：25〜50の範囲にするこ
とである。 上記方法により、フイルム基材の表面にポリフ
ツ化ビニリデンの薄層（あるいは薄膜）を均一に
形成することが出来る。 本発明においては、前述の如き製法によつて得
たポリフツ化ビニリデン複合フイルムを加湿処理
することが、該ポリフツ化ビニリデン複合フイル
ムの製造時に生じた誘電正接をすみやかに低下さ
せるために極めて重要である。その作用機構につ
いては次の様に推測している。即ち、フツ化ビニ
リデンモノマーを重合させる場合、前述の如く気
相重合等を行うため、フイルム基材及び形成重合
膜にフリーラジカルが発生し製造後の複合フイル
ム中に上記ラジカルが残存することにより誘電正
接が大きいため好ましくない。そこで誘電正接の
低減を図るためには、上記フイルムを大気中に放
置することにより、大気中のH2O、O2、O3分子
等と接触させるだけでも上記ラジカルは消滅する
が、ただ単に大気中に放置しただけではラジカル
の消滅に長時間を要するため好ましくない。本発
明における加湿処理は、フイルム表面に積極的に
に加湿処理を付与することである。加湿処理とし
ては特に制限されるものでないが、一般には、ポ
リフツ化ビニリデン複合フイルムを高温高湿度の
環境中へ曝すことによつて達成される。 この際の温度は、ポリフツ化ビニリデン複合フ
イルムの物性が変化しない範囲において可能な限
り高い程良く、特に30〜100℃が好ましい。また、
湿度も可能な限り高いことが好ましいが、水滴状
態でフイルムと接触させることは好ましくないた
め一般には、相対湿度60〜99％が好ましく用いら
れる。 上記方法によれば、誘電正接の低減に要する時
間は、単なる大気下に放置した場合に較べて極め
て早く、通常数分〜１時間程度で目的が達成され
る。 以下、本発明を実施例に基づき詳細に説明す
る。 尚、以下の実施例及び比較例における誘電率及
び誘電正接の測定は安藤電気(株)製TR−10C型誘
電体損測定器を用い室温下に1KHzの周波数によ
り実施した。 実施例 １ プラズマ重合装置内の放電電極間に、フイルム
基材として厚さ15μのポリプロピレン二軸延伸フ
イルムを配置した後、同装置内を10-2Torr程度
に排気した。次に、フツ化ビニリデンモノマーと
アルゴンとをそれぞれのボンベ、流量計を通して
１：１の混合割合になるように重合装置内に導入
し、圧力が約1Torrになるように排気しながら、
放電電極に23.56MHz、75Wの電力を印加してグ
ロー放電を約10分間続けて、フイルム基材の表面
に厚さ約1μのポリフツ化ビニリデン薄膜を形成
させた。 次いで、上記ポリフツ化ビニリデン複合フイル
ムを、40℃、90％RHの処理容器中で各々１時間
及び24時間加湿処理しその時の誘電率及び誘電正
接の測定結果を第１表に示した。また、比較例と
して重合後のポリフツ化ビニリデンを大気中に１
時間放置した後の誘電率及び誘電正接を測定し
た。結果を第１表に示した。
関する。詳しくは表面にフツ化ビニリデンモノマ
ーが重合されたコンデンサー用フイルム（以下、
ポリフツ化ビニリデン複合フイルムと記す）の誘
電正接を低減させるに有用な製造方法である。 従来、コンデンサー用素子を形成する材料とし
ては、例えば高圧コンデンサー紙、或いはマイカ
片、酸化チタン粉末、タンタル薄などの無機物が
用いられているが、最近では安価で且つ可撓性を
有する高分子フイルムが用いられるようになつて
きた。 このようなコンデンサー用の高分子フイルムと
しては、誘電率、誘電正接（tanδ）、電気絶縁性
などの電気特性、また滑り性、耐ブロツキング性
などのフイルム特性に優れ且つ薄膜であることが
要求される。このうち特に誘電率の高いフイルム
材料としてポリフツ化ビニリデンが存在する。即
ち、高分子フイルムを誘電体とするコンデンサー
素子を形成させた場合、ポリフツ化ビニリデンフ
イルムの誘電率（ε）は約８〜11と極めて高く、
これに対して他の高分子フイルムの誘電率は２〜
３程度である。しかしながら、コンデンサー用フ
イルムとしてのポリフツ化ビニリデンフイルムは
高価になるばかりでなく、一般に6μ以下の薄膜
が得られないことや、誘電正接（tanδ）が約0.1
と大きいことから電気エネルギーの損失が大き
く、さらには力学的弾性率が低いためにフイルム
巻込み作業上でトラブルを引き起すという欠点を
有す。 従つて、出来る限り誘電率が大きく且つ誘電正
接が小さいコンデンサー用の高分子フイルムの開
発が望まれる。 本発明者等は上記した課題を解決すべく、ポリ
フツ化ビニリデンをベースとして、誘電率が高
く、且つ誘電正接が小さく、しかも薄いコンデン
サー用フイルムを得るために鋭意研究した結果、
フイルム基材の表面にフツ化ビニリデンモノマー
を重合させることによつて所望のコンデンサー用
フイルムが得られることを見出した。 ところが、上記方法によつて得たポリフツ化ビ
ニリデン複合フイルムは、製造直後の誘電正接
（tanδ）が高いため、例えば電子部品等に用いる
ものではすぐに使用できない場合も生じ、その場
合一般に回復するまでに大気中で２〜３カ月放置
しなければならないという問題がある。 本発明者等は上記問題に鑑み、誘電正接をすみ
やかに回復（低減）させる方法について検討した
結果、ポリフツ化ビニリデン複合フイルムを高
温・高湿気下で処理することにより、上記問題が
解決出来ることを見出し本発明を提供するに至つ
た。 即ち本発明は、フイルム基材の表面にフツ化ビ
ニリデンモノマーを重合させてなるフイルムを、
加湿処理することを特徴とするコンデンサー用フ
イルムの製造方法である。 本発明に用いられるフイルム基材としては、一
般に熱可塑性フイルムが特に制限なく用いられ、
例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチ
レン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボ
ネート、ポリ塩化ビニル、ポリフツ化エチレン、
ポリスルフオン、ポリフエニレンオキシド、ポリ
エーテルスルフオン、ナイロン、カプトンなど公
知の高分子フイルムである。かかる高分子フイル
ムは誘電率が出来るだけ大きく、しかも誘電正接
が小さいものが好ましく、一般に経済性及び基材
の特性からポリエチレンテレフタレート及びポリ
α−オレフイン特にポリスチレン、ポリプロピレ
ンが好ましい。また延伸されたフイルムで強度が
大きく且つ厚さが１〜50μであることが好まし
い。 本発明においてフイルム基材の表面にフツ化ビ
ニリデンのモノマーを重合させる方法は特に制限
されないが、特に該フツ化ビニリデンモノマーを
気相重合する方法が好ましい。即ち、フイルム基
材の表面にフツ化ビニリデンモノマーを気相（蒸
気）で存在させ、例えば電離性放射線（α線、β
線、γ線、電子線など）、紫外線、光、グロー放
電によるプラズマ処理などにより重合することに
よつて達成される。中でもプラズマ処理によるも
のが生成速度を早くすることが出来るため好まし
く用いられる。 本発明において、フイルム基材の表面に存在さ
せるフツ化ビニリデンモノマーの量は、重合方法
および重合条件に応じて選択すればよい。一般に
5000Å以上の厚さとすればよいが、この場合フツ
化ビニリデンモノマーの少なくとも一部はフイル
ム基材表面にグラフトするので、両層の密着性は
極めて高くなる。フツ化ビニリデンモノマーの蒸
気は、フイルム基材の表面にそのまま存在させて
もよいが、プラズマ処理する場合等には特に不活
性ガスと混合して共存させることにより、該フツ
化ビニリデンを重合して得られる薄膜の生成速度
を早くすることが出来る。不活性ガスとしては、
例えば、窒素、ヘリウム、アルゴンなどで、中で
もアルゴンが好ましく用いられる。フツ化ビニリ
デンモノマーと不活性ガスとの混合割合は、一般
にフツ化ビニリデン：不活性ガス＝95〜40：５〜
60、好ましくは、75〜50：25〜50の範囲にするこ
とである。 上記方法により、フイルム基材の表面にポリフ
ツ化ビニリデンの薄層（あるいは薄膜）を均一に
形成することが出来る。 本発明においては、前述の如き製法によつて得
たポリフツ化ビニリデン複合フイルムを加湿処理
することが、該ポリフツ化ビニリデン複合フイル
ムの製造時に生じた誘電正接をすみやかに低下さ
せるために極めて重要である。その作用機構につ
いては次の様に推測している。即ち、フツ化ビニ
リデンモノマーを重合させる場合、前述の如く気
相重合等を行うため、フイルム基材及び形成重合
膜にフリーラジカルが発生し製造後の複合フイル
ム中に上記ラジカルが残存することにより誘電正
接が大きいため好ましくない。そこで誘電正接の
低減を図るためには、上記フイルムを大気中に放
置することにより、大気中のH2O、O2、O3分子
等と接触させるだけでも上記ラジカルは消滅する
が、ただ単に大気中に放置しただけではラジカル
の消滅に長時間を要するため好ましくない。本発
明における加湿処理は、フイルム表面に積極的に
に加湿処理を付与することである。加湿処理とし
ては特に制限されるものでないが、一般には、ポ
リフツ化ビニリデン複合フイルムを高温高湿度の
環境中へ曝すことによつて達成される。 この際の温度は、ポリフツ化ビニリデン複合フ
イルムの物性が変化しない範囲において可能な限
り高い程良く、特に30〜100℃が好ましい。また、
湿度も可能な限り高いことが好ましいが、水滴状
態でフイルムと接触させることは好ましくないた
め一般には、相対湿度60〜99％が好ましく用いら
れる。 上記方法によれば、誘電正接の低減に要する時
間は、単なる大気下に放置した場合に較べて極め
て早く、通常数分〜１時間程度で目的が達成され
る。 以下、本発明を実施例に基づき詳細に説明す
る。 尚、以下の実施例及び比較例における誘電率及
び誘電正接の測定は安藤電気(株)製TR−10C型誘
電体損測定器を用い室温下に1KHzの周波数によ
り実施した。 実施例 １ プラズマ重合装置内の放電電極間に、フイルム
基材として厚さ15μのポリプロピレン二軸延伸フ
イルムを配置した後、同装置内を10-2Torr程度
に排気した。次に、フツ化ビニリデンモノマーと
アルゴンとをそれぞれのボンベ、流量計を通して
１：１の混合割合になるように重合装置内に導入
し、圧力が約1Torrになるように排気しながら、
放電電極に23.56MHz、75Wの電力を印加してグ
ロー放電を約10分間続けて、フイルム基材の表面
に厚さ約1μのポリフツ化ビニリデン薄膜を形成
させた。 次いで、上記ポリフツ化ビニリデン複合フイル
ムを、40℃、90％RHの処理容器中で各々１時間
及び24時間加湿処理しその時の誘電率及び誘電正
接の測定結果を第１表に示した。また、比較例と
して重合後のポリフツ化ビニリデンを大気中に１
時間放置した後の誘電率及び誘電正接を測定し
た。結果を第１表に示した。
【表】
実施例 ２
プラズマグロー放電重合装置内に基板として厚
さ12μのコンデンサー用ポリエチレンテレフタレ
ートの二軸延伸フイルムを配置したのち、同装置
内を１×10-2Torr程度に排気した。次にそれぞ
れフツ化ビニリデン、およびアルゴンガスを混合
割合が１：１になるように装置内に導入し、同装
置内の圧力が約1Torrになるように排気しなが
ら、放電電極に13.56MHzで75ワツトの電力を印
加しプラズマグロー放電を約５分間続け、フイル
ム基板上に約1μ厚のポリフツ化ビニリデン薄膜
を形成させた。ついで薄膜積層フイルムを装置よ
り取り出し、40℃、90％RHのもとに約１時間加
湿加温処理した。該処理物を1KHzで−50〜＋130
℃の温度範囲において、誘電率並びに誘電正接
tanδを測定した結果は、誘電率4.80〜6.08、誘電
正接tanδは0.0050であつた。 比較のため、加湿処理しないで、上記フイルム
製造１時間後の誘電率並びに誘電正接を上記と同
様な方法で測定した結果、誘電率4.80〜6.08、誘
電正接tanδは0.0100であつた。
さ12μのコンデンサー用ポリエチレンテレフタレ
ートの二軸延伸フイルムを配置したのち、同装置
内を１×10-2Torr程度に排気した。次にそれぞ
れフツ化ビニリデン、およびアルゴンガスを混合
割合が１：１になるように装置内に導入し、同装
置内の圧力が約1Torrになるように排気しなが
ら、放電電極に13.56MHzで75ワツトの電力を印
加しプラズマグロー放電を約５分間続け、フイル
ム基板上に約1μ厚のポリフツ化ビニリデン薄膜
を形成させた。ついで薄膜積層フイルムを装置よ
り取り出し、40℃、90％RHのもとに約１時間加
湿加温処理した。該処理物を1KHzで−50〜＋130
℃の温度範囲において、誘電率並びに誘電正接
tanδを測定した結果は、誘電率4.80〜6.08、誘電
正接tanδは0.0050であつた。 比較のため、加湿処理しないで、上記フイルム
製造１時間後の誘電率並びに誘電正接を上記と同
様な方法で測定した結果、誘電率4.80〜6.08、誘
電正接tanδは0.0100であつた。
Claims (1)
- １ フイルム基材の表面にフツ化ビニリデンモノ
マーを重合させたフイルムを、加湿処理すること
を特徴とするコンデンサー用フイルムの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6085583A JPS59188109A (ja) | 1983-04-08 | 1983-04-08 | コンデンサ−用フイルムの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6085583A JPS59188109A (ja) | 1983-04-08 | 1983-04-08 | コンデンサ−用フイルムの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59188109A JPS59188109A (ja) | 1984-10-25 |
| JPH0159729B2 true JPH0159729B2 (ja) | 1989-12-19 |
Family
ID=13154409
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6085583A Granted JPS59188109A (ja) | 1983-04-08 | 1983-04-08 | コンデンサ−用フイルムの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59188109A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7125588B2 (en) | 1990-09-25 | 2006-10-24 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Pulsed plasma CVD method for forming a film |
-
1983
- 1983-04-08 JP JP6085583A patent/JPS59188109A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7125588B2 (en) | 1990-09-25 | 2006-10-24 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Pulsed plasma CVD method for forming a film |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59188109A (ja) | 1984-10-25 |
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