JPH0532806A - コンデンサ用ポリエステルフイルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ポリエステルフィルムの少なくとも片面に、
自己乳化型ポリウレタン樹脂および水溶性ポリエステル
樹脂の少なくとも１種類のポリマからなり、厚さが０．
０１〜２μｍの被膜を形成してなるコンデンサ用ポリエ
ステルフイルム。 【効果】 耐圧性や他の電気特性を悪化させることな
く、従来にない耐湿熱ライフ性に優れ、さらに、チップ
型コンデンサとしたとき、前述特性はもちろんのことさ
らに積層性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンデンサ用ポリエス
テルフイルムに関するものであり、さらに詳しくは耐湿
熱ライフ性に優れた金属化ポリエステルフイルムコンデ
ンサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、コンデンサ用ポリエステルフイル
ムとして金属化ポリエステルフイルムコンデンサでは耐
湿熱ライフ性を改良するため、特願平２−１６３１１１
に示されたようにアルミニウム蒸着膜の表面を酸化させ
ることや特願昭６３−２４３４３３に示されたようにア
ルミニウム蒸着前に金銀、銅、ニッケル、錫を蒸着し、
その後アルミニウムを蒸着することにより耐湿熱性を改
良することなどが提案されてきた。

【０００３】また、コンデンサ用ポリエステルフイルム
の表面に各種被覆材料をコーティングすることも特開平
２−２７２７１３などで知られており、その目的は表面
オリゴマを低減させることが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記手法では
まだ十分なものでなく、耐湿熱寿命が不十分であった。
本発明は、この耐湿熱寿命を大幅に改良でき他の電気特
性を悪化させずかつ生産性に優れたコンデンサ用ポリエ
ステルフイルムを提供することを目的とするものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、次ぎの構成、すなわち、本発明は、少
なくとも片面に０．０１〜２μｍの被膜を形成してなる
ポリエステルフイルムであって、該被膜が自己乳化型ポ
リウレタン樹脂および水溶性ポリエステル樹脂の少なく
とも１種類のポリマからなることを特徴とするコンデン
サ用ポリエステルフイルムである。

【０００６】本発明におけるポルエステルとは、エステ
ル結合によって高分子化されている結晶性の熱可塑性樹
脂樹脂組成物である。このようなポリエステルはジカル
ボン酸成分とグリコール成分を重縮合することによって
得られる。ジカルボン酸成分としては、テレフタル酸、
イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、シクロヘキサ
ンジカルボン酸、ジフェニルエタンジカルボン酸などが
挙げられ、グリコール成分としてはエチレングリコー
ル、プロピレングリコール、テトラメチレングリコー
ル、シクロヘキサンジメタノールなどが挙げられる。こ
れらのうち酸成分としてはテレフタル酸、ナフタレン−
２，６−ジカルボキシレートが好ましく、グルコール成
分としてはエチレングリコールが好ましい。

【０００７】該ポリエステルの融点は２５０℃以上であ
ることが耐熱性の点から好ましく、また２８０℃以下で
あることが生産性の点から好ましい。また、２軸延伸性
の観点から溶融状態では光学的に等方性であることが好
ましい。このような好ましいポリエステルとしてはポリ
エチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフ
タレート、ポリ−１，４−シクロヘキシレンジメチレン
テレフタレートを挙げることができる。

【０００８】これらのポリマに３０モル％未満、好まし
くは１５モル％未満、より好ましくは５モル％未満であ
れば上述したような他の成分が共重合、ブレンドされて
いることは差し支えない。

【０００９】本発明のポリエステルはその極限粘度
［η］が０．５０ｄｌ／ｇ以上、好ましくは０．６ｄｌ
／ｇ以上、より好ましくは０．６５ｄｌ／ｇ以上、さら
に好ましくは０．７ｄｌ／ｇ以上が耐圧性，機械特性，
耐湿熱ライフ性の観点から好ましい。

【００１０】本発明における自己乳化型ポリウレタンと
は、界面活性剤などの乳化剤を含まないものを言う。界
面活性剤などの乳化剤を含むものでは、金属化ポリエス
テルフイルムコンデンサとして用いたとき本発明の目的
とする耐湿熱負荷時の容量変化が短時間で起こり、さら
に他の電気特性を悪化させるなどの問題を生じ、コンデ
ンサとして十分なものとならない。この自己乳化型ポリ
ウレタンのなかではアルコール部分がポリエーテル系の
ものが耐湿熱ライフ性をさらに向上させる観点から好ま
しい。

【００１１】また、水溶性ポリエステル樹脂とは、７０
℃の純水に濃度１０ｗｔ％のポリエステル樹脂を溶かし
た時に、純水に比べその液の溶液ヘイズの増加が２０％
以下であるものを言う。具体的には全ジカルボン酸成分
のうち４０モル％以上が芳香族ジカルボン酸成分、７〜
４０モル％がエステル形成性スルホン酸アルカリ金属塩
化合物成分と全グリコール成分の１モル％〜６０モル％
がジエチレングリコールあるいはトリエチレングリコー
ル成分などからなるコポリエステル樹脂などがあげられ
る。さらにポリエチレングリコールを１５％以下含有し
ていてもよい。

【００１２】また、この自己乳化型ポリウレタン及び／
又は水溶性ポリエステルには、下記するような表面を形
成するために、不活性粒子を添加することが好ましく、
不活性粒子としては、シリカ、炭酸カルシウム、燐酸カ
ルシウム、酸化チタン、カオリン、タルク、アルミナな
どが用いられる。さらに、架橋高分子粒子なども用いる
ことができる。これらのうち、コロイダルシリカ粒子、
架橋ポリスチレン粒子、アルミナ粒子、炭酸カルシウム
粒子などの球状不活性粒子が好ましい。

【００１３】本発明における水溶性ポリエステルおよび
自己乳化型ポリウレタンの少なくとも１種からなる被膜
の表面は、表面粗さが０．００２〜０．２μｍであるの
が好ましく、０．００２μｍ未満では、コンデンサの製
造工程での歩止まりが悪くなる。また、０．２μｍを越
えるものでは、コンデンサの耐圧性が悪くなるばかりで
なく、耐湿熱ライフ性も悪くなる。

【００１４】この自己乳化型ポリウレタン樹脂および水
溶性ポリエステル樹脂の少なくとも１種からなる被膜
は、前述したポリエステルフィルムの表面の少なくとも
片面に被覆されている必要があり、片面の場合金属蒸着
層側であるのが好ましく、より好ましくは両面被覆され
ているのが耐湿熱ライフ性の観点から好ましい。

【００１５】また、この被膜の厚みは少なくとも片面
に、０．０１〜２μｍである必要があり、好ましくは
０．０５〜１．５μｍである。０．０１μｍ未満では耐
湿熱ライフ性が改良されない。また、２μｍを越えるも
のでは、コンデンサとしての特性を損ない、回収性など
により生産性も悪化する。

【００１６】次に本発明の製造方法について説明するが
必ずしも限定されるものではない。

【００１７】まず、前述のポリエステルをその融点を越
える温度で常法の押出機にて溶融押出し、ガラス転移点
以下に冷却、キャストし、ガラス転移点以上に加熱した
のち、長手方向に２．８〜７．５倍延伸し、このフイル
ム上にコロナ放電などの処理をしたのち、前述の自己乳
化型ポリウレタン及び水溶性ポリエステルの少なくとも
１種からなるポリマの水溶液をコートし、ステンターに
てガラス転移点以上に予熱し横方向３．０〜６．０倍に
延伸し、引続き熱固定する。この予熱・横延伸に際し
て、予熱が非接触で２段予熱であることが好ましい。こ
の場合、予熱温度が１段目は５０〜９０℃、２段目は７
５〜１５０℃であるのが好ましく、より好ましくは１段
目＜２段目であるのが均一コート性、耐圧性、延伸性の
点で好ましい。この際、熱固定温度はフイルムの温度が
２００〜融点−５℃であるのが好ましい。２００℃未満
では耐湿熱ライフ性が悪くなり、融点−５℃を越えると
ポリエステルフイルムの耐圧性や機械的特性が低下し、
好ましくない。

【００１８】また、別の表面被覆方法としては、ポリエ
ステルフイルムを二軸延伸フイルムとしたのちに、コー
トする方法もあり、この際は、被覆剤をコートする前
に、コロナ放電などの処理を行ない、その後、コートし
熱処理する方法であるがこの場合も前述と同様に熱固定
温度をコントロールするのが同様の理由で好ましい。

【００１９】次に、金属化ポリエステルフイルムとする
ために少なくとも片面にアルミニウムを蒸着して、コン
デンサの内部電極となるアルミニウム蒸着膜を設ける
が、このときアルミニウムと同時あるいは逐次にたとえ
ばニッケル、銅、金、銀、クロム、亜鉛などの他の金属
成分が蒸着することもできる。

【００２０】また、蒸着膜上にオイルなどで保護層を設
けることもできる。該アルミニウム蒸着膜の厚さは、コ
ンデンサの電流特性とセルフヒール性の点から２００〜
１０００オングストロームであることが好ましい。

【００２１】また、さらにアルミニウムの蒸着膜表面の
アルミニウム酸化指数が１．６５以下、好ましくは１．
４５〜１．６０が好ましい。このようにすることによ
り、より一層耐湿ライフ性が向上する。このような蒸着
膜を得る手段としては、表面に自己乳化型ポリウレタン
及び水溶性ポリエステルの少なくとも１種からなるポリ
マを被覆したポリエステルフイルム上に蒸着した後、１
８０℃以上の温度で１時間以上熱処理することにより得
られる。

【００２２】また、本発明のポリエステルフイルムは、
１８０℃，３０分の加熱収縮率が、コンデンサとしたの
ち長手方向、横方向の合計で２．０％以下であるのが好
ましい。

【００２３】

【効果】本発明のコンデンサ用ポリエステルフイルムは
従来のポリエステルフイルムに比べ、特定のポリマーで
表面を被覆することにより、耐圧性や他の電気特性を悪
化させることなく、従来にない耐湿熱ライフ性に優れた
コンデンサー用ポリエステルフイルムが得られたもので
あり、さらに、チップ型コンデンサとした時、前述特性
はもちろんのこと積層性が向上する。

【００２４】

【評価方法】

（１）ポリエステルの極限粘度［η］ ポリエステルをオルソクロロフェノールに溶解し、２５
℃において測定した。

【００２５】（２）フイルムの表面粗さＲａ ＪＩＳ Ｒ６０１に準じて測定する。

【００２６】（３）アルミニウム蒸着膜表面のアルミニ
ウム酸化指数 蒸着膜表面を軟Ｘ線光電子分光法で分析する。試料がコ
ンデンサとなっている時は解体して蒸着面を空気中に暴
露して試料とする。測定によって得られるピーク面積比
を各原子の相対感度因子で補正して得られる原子数比お
よび各原子の結合状態によりシフトしたピークを分割し
て求められる成分割合より、アルミニウム酸化指数Ｏ／
Ａｌを（１）式によって求める。 Ｏ／Ａｌ＝［Ｏ(Al oxide)／Ａｌ(Total) ］ ／［Ａｌ(III) ／Ａｌ(Total) ］ ……（１） ここで［Ａｌ(III) ／Ａｌ(Total) ］はアルミニウム原
子のピークを分割して得られたＡｌ(III) の存在比、ま
た［Ｏ(Aloxide) ／Ａｌ(Total) ］はアルミニウムに対
する全酸素濃度から酸素単体およびアルミニウム以外の
元素と結合した酸素濃度を差し引いて求められる。すな
わち、例えば炭素と結合した酸素の濃度は、炭素のピー
クを分割して求められる。この時、酸素を含む官能基が
いくつか考えられたり、あるいは結合エネルギーが接近
しているため分離ができない等、酸素の量が特定できな
い場合には最も多くの酸素が炭素と結合しているものと
見積もる。同様にして、他の元素に結合した酸素につい
ても結合酸素量を求め、合計した値を全酸素濃度から差
し引く。測定条件を以下に示す。 装置 ：島津製作所製 ＥＳＣＡ７５０ 励起Ｘ線 ：ＭｇＫα１．２線（１２５３．６ｅ
Ｖ） エネルギー補正：Ｃ1Sメインピークの結合エネルギーを
２８４．６ｅＶとする。 光電子脱出角度：９０度

【００２７】（４）コンデンサの耐湿熱ライフ性 コンデンサを６０℃、９５％ＲＨの雰囲気下で２０００
時間エージングして静電容量変化率を測定した。これを
△Ｃ／Ｃで示し、耐湿ライフ試験結果とした。この値の
絶対値が大きいほど耐湿ライフが短い。ここで、Ｃはエ
ージング前の静電容量、△Ｃはエージング前後の静電容
量変化量である。

【００２８】（５）コンデンサの平均耐電圧 コンデンサに電圧を１００Ｖ／ｓｅｃの割合で昇圧しな
がら印加し、コンデンサに絶縁破壊が発生し、５ｍＡ以
上の電流が流れた時点の電圧を測定する。コンデンサの
容量が大きく、充電電流のみで５ｍＡ以上の電流が流れ
る場合は該電流値を充電電流と絶縁破壊電流を分離でき
る適切な値に設定する。コンデンサがセルフヒール現象
によって絶縁性が回復している、いないにかかわらず、
これを１つのコンデンサに対して３回繰り返し、３回の
平均値を求め耐電圧とした（絶縁性が回復していない時
は、その回の耐電圧は０Ｖとなる）。

【００２９】（６）コンデンサの製造 前述（実施例、比較例含む）の製法で得られたポリエス
テルフイルムの片面（コーティング面）に表面抵抗値が
２Ωとなるようにアルミニウムを真空蒸着した。その
際、長手方向に走るマージン部を有するストライプ状に
蒸着した（蒸着部の幅８．０ｍｍ、マージン部の幅１．
０ｍｍの繰り返し）。次に各蒸着部の中央と各マージン
部の中央に刃を入れてスリットし、左もしくは右に０．
５ｍｍのマージンを有する全幅４．５ｍｍのテープ状に
巻取リールにした。

【００３０】得られたリールの左マージンおよび右マー
ジンのもの各１枚づつを重ね合わせて巻回し、静電容量
約０．０４７μＦの巻回体を得た。その際、幅方向に蒸
着部分がマージン部より０．５ｍｍはみだすように２枚
のフイルムをずらして巻回した。

【００３１】この巻回体から芯材を抜いて、そのまま１
５０℃、１０ｋｇ／ｃｍ² の温度、圧力で５分間プレス
した。これに両端面にメタリコンを溶射して外部電極と
し、メタリコンにリード線を溶接して巻回型コンデンサ
素子を得た。

【００３２】（８）溶液ヘイズ ＪＩＳ Ｄ−１００３−５２に準じて測定した。

【００３３】

【実施例】以下本発明を実施例に基づき説明する。

【００３４】実施例１〜４，比較例１〜４ 熱可塑性樹脂としてポリエチレンテレフタレート（ＩＶ
＝０．６０）を用い、１８０℃で真空乾燥し、押出機に
供給し、２９０℃で溶融させたのちＴダイよりシートを
吐出させ、冷却ドラムにてキャストした。このフイルム
を９０℃に加熱し、長手方向に３．５倍延伸し、コロナ
放電処理を施したのち自己乳化型のポリウレタン水溶液
“エラストロン”Ｈ−３８（第一工業製薬（株）製）を
コートしたのち、１００℃に加熱して幅方向に３．６倍
に延伸し、引続き２４０℃で４％弛緩処理をし、３．７
μｍの二軸延伸フイルムを得た。各コート厚みは二軸延
伸フイルムとしたのちの膜厚で表１に示したようにウレ
タン固形分濃度、メタリングバーを変更した。ただし、
比較例１はウレタンコートをせず、比較例４は界面活性
剤を含む水分散型ウレタンをコートした以外は実施例１
と同様に行なった。このフイルムを前述のコンデンサ製
造法でコンデンサ素子をつくり、コンデンサ特性を評価
したところ、特定のウレタンをコートしたポリエステル
フイルムとすることにより、耐湿性の優れたものが得ら
れた。

【００３５】実施例５ コート液を下記のものを用いる以外は実施例１と同様に
実施した。

【００３６】テレフタル酸ジメチル１６５部、５−ナト
リウムスルホイソフタル酸ジメチル４４．５部（１５モ
ル％対全ジカルボン酸成分）、エチレングリコール１２
４部、酢酸マンガン４水塩０．１０６部酢酸リチウム２
水塩０．４３２部を混合し、１４０〜２２０℃でメタノ
ールを留去せしめ、エステル交換反応を行なった後、リ
ン酸トリメチル０．０９部、ジエチレングリコール１
０．６部、三酸化アンチモン０．０６部を加え２４０℃
から２８０℃まで１時間３０分かけ昇温すると共に、圧
力を常圧から徐々に０．５ｍｍＨｇまで下げ、生成する
エチレングリコールを除去し、さらに４０分間この状態
を保ち反応させ、極限粘度０．４０３のポリマーを得
た。該コポリエステルエーテルの共重合組成を分析した
ところ、全ジオール成分中ジエチレングリコール成分は
反応中の副生成分を含め１９モル％、全ジカルボン酸成
分は１４モル％含有され、またポリマ中のリチウム量は
１３５モル（ポリマ１０⁶ ｇ当たり１９モル）であっ
た。

【００３７】得られたコポリエステルエーテルを７０℃
の熱水中で溶解し、１０％の水溶液にした。この水溶液
の溶液ヘイズの増加は３％であった。この水溶液を実施
例１と同様に０．１μの厚みにコートした。

【００３８】この結果から明らかなように、水溶性ポリ
エステル樹脂を用いることによっても、耐湿熱ライフ性
が改良される。

【００３９】

【表１】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 少なくとも片面に０．０１〜２μｍの被
   膜を形成してなるポリエステルフイルムであって、該被
   膜が自己乳化型ポリウレタン樹脂および水溶性ポリエス
   テル樹脂の少なくとも１種類のポリマからなることを特
   徴とするコンデンサ用ポリエステルフイルム。