JPH0655716A - コンデンサ用ポリエステルフィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】少なくとも片面に炭素数が４以上のアルキレン
基を有する共重合ポリエステルを積層してなるコンデン
サ用ポリエステルフィルム。 【効果】本発明のコンデンサ用ポリエステルフィルムは
従来のポリエステルフィルムに比べ、特定のポリマーを
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ィ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。

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
ルフィ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ィルムコンデン
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ィル
ムとして金属化ポリエステルフィ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ィルム
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】すなわち本発明におけ
る課題は、従来の技術では耐湿熱寿命（耐湿熱ライフ
性）が不十分であり、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ィ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、かかる課題を
解決するために次の構成を有する。すなわち、少なくと
も片面に炭素数が４以上のアルキレン基を有する共重合
ポリエステル（以下共重合ポリエステルという。）を被
覆したコンデンサ用ポリエステルフィルムである。

【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
ちジカルボン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。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、二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。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および後述のような他
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。

【０００７】本発明のポリエステルはその極限粘度が
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。

【０００８】本発明における共重合ポリエステルとは、
ジカルボン酸成分およびグリコール成分、またははジカ
ルボン酸成分、グリコール成分およびヒドロキシカルボ
ン酸成分から構成されるものである。

【０００９】ジカルボン酸成分としては、芳香族ジカル
ボン酸、脂環族ジカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸など
が挙げられる。芳香族ジカルボン酸の具体例としては、
テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジ
カルボン酸、ジフェン酸およびそれらの誘導体などが挙
げられ、脂肪族ジカルボン酸成分としては、アジピン
酸、セバシン酸、ドデカンジオン酸、エイコサンジオン
酸、ダイマー酸、ｎ−オクチルコハク酸、ｎ−ドデシル
コハク酸、ｎ−オクタデシルコハク酸等、グリコール成
分としては、エチレングリコール、１，４−ブタンジオ
ール、１，６−ヘキサンジオール、１，８−オクタンジ
オール、１，１０−デカンジオール、１，１２−ドデカ
ンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリ
コール、トリエチレングリコール、１，４−シクロヘキ
サンジメタノール、ビスフェノールＡなどが代表的なも
のである。また、ヒドロキシカルボン酸成分としては、
ヒドロキシ安息香酸、３−ヒドロキシ乳酸、３−ヒドロ
キシ吉草酸、１２−ヒドロキシステアリン酸などを挙げ
ることができる。

【００１０】本発明の共重合ポリエステルにおいては、
少なくとも炭素数が４以上のアルキレン基を有するモノ
マーが含まれている必要があり、好ましくはアルキレン
基の炭素数が８以上、より好ましくは２０以上である。
アルキレン基の炭素数が４未満では、本発明の目的とす
る耐湿熱ライフ性が全く改良されず、他の電気特性を悪
化させる。この具体例としては、脂肪族ジカルボン酸成
分では、アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジオン酸、
エイコサンジオン酸、ダイマー酸、ｎ−オクチルコハク
酸、ｎ−ドデシルコハク酸、ｎ−オクタデシルコハク
酸、グリコール成分としては、１，６−ヘキサンジオー
ル、１，８−オクタンジオール、１，１０−デカンジオ
ール、１，１２−ドデカンジオール、ヒドロキシカルボ
ン酸成分としては、１，２−ヒドロキシステアリン酸な
どが挙げられる。もちろん、５−ヘキシルイソフタル
酸、４，４’−ジヒドロキシジフェニル−４，４−ヘプ
タンのような炭素数６以上のアルキレン基を有する置換
芳香族ジカルボン酸、置換芳香族ジオールであっても良
い。

【００１１】また、この炭素数が４以上のアルキレン基
を有するモノマーは１種または２種以上であってもよい
が、その合計量は０．５モル％以上、好ましくは２モル
％以上、より好ましくは５モル％以上であるのが耐湿熱
ライフ性の点から好ましい。

【００１２】また、この炭素数が４以上のアルキレン基
を有するモノマーは１種または２種以上であってもよい
が、その合計量が５０モル％以下、好ましくは４０モル
％以下であるのが好ましい。

【００１３】５０モル％以上では高温時の絶縁抵抗の悪
化やｔａｎδの悪化を起こす方向になり、さらにコンデ
ンサにした際のプレス時の粘着が強くなりすぎ欠陥を有
するコンデンサとなり、さらには、フィルムの生産性を
も悪化する方向になる。

【００１４】この炭素数が４以上のアルキレン基を有す
るモノマーは一旦高濃度に共重合したものを他のポリエ
ステルとブレンドしてもよい。

【００１５】本発明の共重合ポリエステルの厚みは基材
ポリエステルとの厚み構成比が５０％以下であり、好ま
しくは３０％〜０．００１％、より好ましくは１５〜
０．００５％以下であるのが好ましい。５０％を越える
ものでは、高温時の絶縁抵抗の悪化やｔａｎδの悪化を
起こす方向になり、被覆されない場合は耐湿熱ライフ性
が改良されない。

【００１６】また、本発明の炭素数が４以上のアルキレ
ン基を有する共重合ポリエステルには、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。

【００１７】本発明フィルムにおける表面は、表面粗さ
が０．００２〜０．２μｍであるのが好ましく、０．０
０２μｍ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。

【００１８】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。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、共重合ポリエステルを別の押出機からその融点
を越える温度で押出し、口金内で３層（共重合ポリエス
テル／ポリエステル／共重合ポリエステル）構成とし
た。この３層構成の溶融体を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、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。この際、熱固定温度はフィルムの温度
が１８０〜２４０℃であるのが好ましい。１８０℃未満
では耐湿熱ライフ性が悪くなり、２４０℃を越えるとポ
リエステルフィルムの耐圧性や機械的特性が低下し、好
ましくない。

【００１９】次に、金属化ポリエステルフィルムとする
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、この時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。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。

【００２０】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。

【００２１】このようにすることにより、より一層耐湿
熱ライフ性が向上する。このような蒸着膜を得る手段と
しては蒸着した後、１８０℃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。また、本発明のポリエス
テルフィルムは、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。

【００２２】

【物性の測定方法ならびに効果の評価方法】本発明の特
性値は次の測定方法、評価基準による。

【００２３】（１）ポリエステルの極限粘度 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。

【００２４】（２）フィルムの表面粗さ ＪＩＳ−Ｒ６０１に準じて測定した。

【００２５】 （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した。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
露して試料とした。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を下式によって求めた。

【００２６】Ｏ／Ａｌ＝［Ｏ（Ａｌ ｏｘｉｄｅ）／Ａ
ｌ（Ｔｏｔａｌ）］／［Ａｌ（ＩＩＩ）／Ａｌ（Ｔｏｔ
ａｌ）］ 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（ＩＩ
Ｉ）の存在比、また［Ｏ（Ａｌ ｏｘｉｄｅ）／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。

【００２７】 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。

【００２８】光電子脱出角度：９０度 （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２５０Ｖ
ＤＣを印加し、エージングして静電容量変化率を測定し
た。これの△Ｃ／Ｃが１０％低下するまでの時間で示
し、耐湿ライフ試験結果とした。この時間値が長いほど
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。

【００２９】（５）耐電圧 ＪＩＳ−２１１０に準じて、シートＢＤＶ（絶縁破壊電
圧）ＤＣにて測定した。

【００３０】陰極に厚み１００μｍ、１０ｃｍ角アルミ
箔電極、陽極に真鋳製２５ｍｍφ、５００ｇの電極を用
い、この間にフィルムをはさみ、春日製高電圧直流電源
を用いて、１００Ｖ／ｓｅｃの割合で昇圧しながら印加
し、１０ｍＡ以上の電流が流れた場合を絶縁破壊したも
のとし、これを３０回測定し、その平均値の電圧で示し
た。

【００３１】（６）コンデンサの製造 フィルムの片面（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。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
のフィルムをずらして巻回した。この巻回体から芯材を
抜いて、そのまま１３０℃、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】（７）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〜実施例４ ポリエステル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、共重合ポリエステルとし
てジカルボン酸成分をテレフタル酸と炭素数３６の水添
ダイマー酸を表１に示した割合（１モル％、３モル％、
７モル％、１５モル％）とし、ジオール成分としてエチ
レングリコール１００モル％を用いて公知の方法で極限
粘度０．８０のダイマー酸共重合ポリエステルを別の押
出機から押出し、口金内マニホールドで３層構成とした
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。このフィルムを９０℃に加熱し、長手方向に３．
５倍延伸し、９５℃に加熱して幅方向に３．６倍に延伸
し、引続き２４０℃で４％弛緩熱処理をし、被覆層の厚
み０．１μｍ（片面で）、トータル３．７μｍの二軸延
伸フィルムを得た。（それぞれ実施例１、実施例２、実
施例３、実施例４とした。） 比較例１は、別押出機からも中央層と同じポリエステル
を押し出し、その他は同様にして二軸延伸フィルムを得
た。

【００３５】比較例２は、共重合ポリエステルとして、
実施例１〜実施例４の炭素数３６の水添ダイマー酸に変
えて、イソフタル酸を１５モル％と共重合した以外は実
施例１と同様とした。

【００３６】これらのフィ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、ダイマー酸を共重合したポリエステルを被覆
したポリエステルフィルムとすることにより、耐湿熱性
の優れたものが得られた。

【００３７】表１に実施例１、実施例２、実施例３、実
施例４、比較例１、比較例２の物性を示す。

【００３８】

【表１】

【００３９】

【発明の効果】本発明のコンデンサ用ポリエステルフィ
ルムは従来のポリエステルフィルムに比べ、特定のポリ
マー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ィ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。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも片面に炭素数が４以上のアル
   キレン基を有する共重合ポリエステルを被覆してなるこ
   とを特徴とするコンデンサ用ポリエステルフィルム。