JPH07156263A - コンデンサ用ポリスチレン系フィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はコンデンサ用シンジオタクチックポ
リスチレン系フィルム、さらに詳しく言えば電気特性及
び耐熱性が良好で、且つ絶縁破壊電圧に優れ更に厚み均
一性に優れたコンデンサ用ポリスチレン系フィルムに関
するものである。 【構成】 シンジオタクチック構造を有するスチレン系
重合体からなる平均屈折率が1.582 以上1.590 以下であ
り、且つ150 ℃における収縮率が３％以下であることを
特徴とするコンデンサ用ポリスチレン系フィルム。

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シンジオタ
クチックポリスチレン系フィルム、さらに詳しく言えば
電気特性及び耐熱性が良好で、且つ絶縁破壊電圧に優れ
更に厚み均一性に優れたコンデンサ用ポリスチレン系フ
ィルムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】シンジオタクチックポリスチレン系重合
体を主成分とする樹脂組成物を二軸延伸、熱固定した二
軸延伸フィルムは耐熱性、電気特性などに優れ、フィル
ムコンデンサの誘電体に展開されている（特開平2-1438
51、特開平3-124750、特開平5-200858）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これら従来の
シンジオタクチックポリスチレン系フィルムにおいては
絶縁破壊電圧が不良またはフィルムの厚みむら増大に基
づく絶縁破壊電圧のばらつきやコンデンサとしたあとの
容量のばらつきを発生することが分かった。絶縁破壊電
圧が不良となった場合、フィルムを厚くする必要が生
じ、その結果コンデンサの体積が大きくなるという問題
があった。また、容量や絶縁破壊電圧のばらつきが大き
い場合、コンデンサの信頼性が得られないという問題が
あることが分かった。本発明は、電気特性及び耐熱性が
良好で、且つ絶縁破壊電圧に優れかつ厚み均一性に優れ
たコンデンサ用ポリスチレン系フィルムを提供すること
を目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明のポリスチレン系
フィルムはシンジオタクチック構造を有するスチレン系
重合体からなり平均屈折率が1.582 以上1.590 以下であ
ることを特徴とする電気特性及び耐熱性が良好で、且つ
絶縁破壊電圧に優れ更に厚み均一性に優れたコンデンサ
用ポリスチレン系フィルム提供するものである。

【０００５】本発明に用いられる立体規則性がシンジオ
タクチック構造であるポリスチレン系重合体は、側鎖で
あるフェニル基又は置換フェニル基が核磁気共鳴法によ
り定量されるタクティシティがダイアッド（構成単位が
二個）で85％以上、ペンタッド（構成単位が５個）で50
％以上のシンジオタクチック構造であることが望まし
い。

【０００６】該ポリスチレン系重合体としては、ポリス
チレン、ポリ（p-、m-又はo-メチルスチレン）、ポリ
（2,4-、2,5-、3,4-又は3,5-ジメチルスチレン）、ポリ
（p-ターシャリーブチルスチレン）などのポリ（アルキ
ルスチレン）、ポリ（p-、m-又はo-クロロスチレン）、
ポリ（p-、m-又はo-ブロモスチレン）、ポリ（p-、m-又
はo-フルオロスチレン）、ポリ（o-メチル-p- フルオロ
スチレン）などのポリ（ハロゲン化スチレン）、ポリ
（p-、m-又はo-クロロメチルスチレン）などのポリ（ハ
ロゲン置換アルキルスチレン）、ポリ（p-、m-又はo-メ
トキシスチレン）、ポリ（p-、m-又はo-エトキシスチレ
ン）などのポリ（アルコキシスチレン）、ポリ（p-、m-
又はo-カルボキシメチルスチレン）などのポリ（カルボ
キシアルキルスチレン）ポリ（p-ビニルベンジルプロピ
ルエーテル）などのポリ（アルキルエーテルスチレ
ン）、ポリ（p-トリメチルシリルスチレン）などのポリ
（アルキルシリルスチレン）、さらにはポリ（ビニルベ
ンジルジメトキシホスファイド）などが挙げられる。

【０００７】本発明においては、前記ポリスチレン系重
合体のなかで、特にポリスチレンが好適である。また、
本発明で用いるシンジオタクチック構造を有するポリス
チレン系重合体は、必ずしも単一化合物である必要はな
く、シンジオタクティシティが前記範囲内であればアタ
クチック構造やアイソタクチック構造のポリスチレン系
重合体との混合物や、共重合体及びそれらの混合物でも
よい。また本発明に用いるポリスチレン系重合体は、重
量平均分子量が10,000以上、更に好ましくは50,000以上
である。重量平均分子量が10,000未満のものでは、強伸
度特性や耐熱性に優れたフィルムを得ることができな
い。重量平均分子量の上限については、特に限定される
ものではないが、1500,000以上では延伸張力の増加に伴
う破断の発生などが生じるため余り好ましくない。

【０００８】本発明に用いられるシンジオタクチックポ
リスチレン系重合体には必要に応じて、公知の酸化防止
剤、帯電防止剤、滑り性を付与するための微粒子等を適
量配合したものを用いることができる。配合量はシンジ
オタクチックポリスチレン系重合体100 重量％に対して
10重量％以下が望ましい。10重量％を越えると延伸時に
破断を起こしやすくなり、生産安定性不良となるので好
ましくない。

【０００９】微粒子としては、例えばシリカ、二酸化チ
タン、タルク、カオリナイト、ゼオライト等の金属酸化
物、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、硫酸バリウム
などの金属の塩またはシリコーン樹脂、架橋ポリスチレ
ン等の有機重合体からなる粒子等の添加が例示される。
そして、これら微粒子は、いずれか一種を単独で用いて
もよく、また２種以上を併用してもよいが、使用する微
粒子の平均粒子系は0.01μｍ以上2.0 μｍ以下、特に0.
05μｍ以上1.5 μｍ以下が好ましく、粒子径のばらつき
度（標準偏差と平均粒子径との比率）が25％以下が好ま
しい。添加量はシンジオタクチックポリスチレン系重合
体100 重量％に対し0.005 重量％以上2.0 重量％以下含
有することが好ましく、特に0.1 重量％以上1.0 重量％
以下が好ましい。

【００１０】そして、前記の平均屈折率は、フィルムの
製膜条件調整される。得られたフィルムの平均屈折率が
所定の範囲にはいるならば製造条件は特に限定されない
が、例えば、縦延伸及び横延伸を順に行なう逐次二軸延
伸方法のほか、横・縦・縦延伸法、縦・横・縦延伸法、
縦・縦・横延伸法などの延伸方法を採用することがで
き、要求される強度や寸法安定性などの諸特性に応じて
選択される。また、熱固定処理、縦弛緩処理、横弛緩処
理などを施すことができる。特に実施例に示してある様
な製膜条件が好ましく、本発明を達成することができ
る。また、蒸着層の接着特性等を向上するために、イン
ラインコートやオフラインコートにより接着層を設けた
り、コロナ処理や火炎プラズマ処理等を行うことができ
る。

【００１１】本発明のポリスチレン系フィルムの平均屈
折率は1.582 以上、更に好ましくは1.584 以上である。
平均屈折率が1.582 未満では絶縁破壊電圧が不良とな
る。また、平均屈折率の上限は1.590 以下、更に好まし
くは1.589 以下である。平均屈折率が1.590 より大きく
なると厚みむらが大きくなるため、フィルムの破壊電圧
の絶対値の変動が大きくなり且つ容量変化が増大するた
め、コンデンサとしての信頼性が低くなる。

【００１２】更に、本発明のポリスチレン系フィルムの
150 ℃における熱収縮率は３％以下、好ましくは2.5 ％
以下、更に好ましくは２％以下である。熱収縮率が３％
より大きいとコンデンサーの製造工程で収縮や平面性の
乱れが生じ、製品の不良につながる。ここで、熱収縮率
を下げるために高温にフィルムを長時間さらすと耐摩耗
性が不良になるため、縦延伸処理後に緩和処理を行うこ
とや、熱固定温度及び時間を一定範囲に保つこと、更に
必要に応じて熱固定処理後に横及び／又は縦弛緩処理す
ることが好ましい。ここで、縦延伸後の縦弛緩処理は延
伸温度以上、冷結晶化温度以下で弛緩処理し、熱固定処
理は220℃以上、融点未満の温度で30秒以内、好ましく
は20秒以内で行い、横及び縦方向の弛緩処理は熱固定処
理の最高温度以下で平面性が乱れない程度に弛緩処理す
ることが好ましい。

【００１３】実施例 以下に実施例にて本発明を具体的に説明するが、本発明
はこれら実施例のみに限定されるものではない。なお、
フィルムの評価方法を以下に示す。

【００１４】（１）平均屈折率 アタゴ光学社製アッベ屈折計4Tを用い、フィルムの屈折
率を長手方向、幅方向および厚み方向について測定し、
それら３方向の屈折率を平均し、平均屈折率を求めた。

【００１５】（２）絶縁破壊電圧 JIS C-2318に準じて行なった。10KV直流耐電圧試験機を
用い、23℃,50%RHの雰囲気下に於て、100V/secの昇圧速
度で、フィルムが破壊し短絡したときの電圧を読み取っ
た。

【００１６】（３）厚みむら ミクロン計測器社製連続厚さ測定器によりフィルムの幅
方向の中央部を長手方向に沿って測定し、次式により算
出した。 厚みむら＝（最大厚さー最小厚さ）／平均厚さ×100 ％ 1級：厚みむら１０％以上 2級：厚みむら８〜１０％ 3級：厚みむら６〜８％ 4級：厚みむら４〜６％ 5級：厚みむら４％以下

【００１７】（４）150℃における熱収縮率 無張力の状態で150 ℃の雰囲気中30分におけるフィルム
の収縮率を求めた。

【００１８】（５）平均粒子径 微粒子を（株）日立製作所製S-５１０型走査型電子顕微
鏡で観察し、写真撮影したものを拡大して複写し、微粒
子の外形をトレースし任意に200 個の粒子を黒く塗りつ
ぶした。この像をニレコ（株）製ルーゼックス500 型画
像解析装置を用いて、それぞれの粒子の水平方向のフェ
レ径を測定し、その平均値を平均粒子径とした。また、
粒子径のばらつき度は下記の式により算出した。 ばらつき度＝（粒子径の標準偏差／平均粒子径）× 100
（％）

【００１９】実施例１ 滑剤として、平均粒子径0.5 μｍ、ばらつき度20% 、面
積形状係数80% のシリカをシンジオタクチックポリスチ
レン（重量平均分子量300000）100 重量％に対して0.5
重量％添加したポリマーチップと、滑剤の添加されてい
ないポリマーチップを重量比で１対９の割合で混合した
後、乾燥し、290 ℃で溶融し、800 μｍのリップギャッ
プのT ダイから押し出し、50℃の冷却ロールに静電印荷
法により密着・冷却固化し、60μｍの無定形シートを得
た。該無定形シートをまず金属ロールにより95℃に予熱
し、表面温度141 ℃のセラミックロールを用い縦方向に
３倍延伸した後冷却し、更に120 ℃の金属ロールを用い
縦方向に1.2 倍延伸した。次いで、テンターでフィルム
を120 ℃に予熱し、横方向に延伸温度120 ℃で２倍延伸
し、更に150 ℃で1.6 倍延伸した後、255 ℃で12秒熱固
定処理した。その後、225 ℃で3%横弛緩処理した。得ら
れたフィルムの厚みは5.3 μｍであり、走行性、ハンド
リング性が良好であった。また、アルミニウム薄膜を蒸
着により積層した場合においても平面性は良好でありコ
ンデンサ用フィルムとして好ましいものであると判断さ
れた。得られたフィルムの物性を表１に示す。

【００２０】実施例２ 縦延伸を141 ℃のセラミックロールにおいて2.4倍延伸
した後一度冷却し、更に120 ℃の金属ロールで1.5 倍延
伸した以外は実施例１と同様に行った。得られたフィル
ムの厚みは5.3 μｍであり、アルミニウム薄膜を蒸着に
より積層した場合においても平面性は良好でありコンデ
ンサ用フィルムとして好ましいものであると判断され
た。得られたフィルムの物性を表１に示す。

【００２１】比較例１ 縦延伸141 ℃のセラミックロールにおいて2.4 倍延伸し
た後冷却せず、更に120 ℃の金属ロールで1.5倍延伸し
た以外は実施例1と同様に行った。得られたフィルムの
厚みは5.3μｍであり、アルミニウム薄膜を蒸着により
積層した場合におい てもわずかに平面性にみだれが観
察されがコンデンサ用フィルムとして問題はないもので
あると判断された。得られたフィルムの物性を表1に示
す。

【００２２】比較例2 滑剤として、平均粒子径0.5 μｍ、ばらつき度20% 、面
積形状係数80% のシリカをシンジオタクチックポリスチ
レン（重量平均分子量300000）100 重量％に対して0.5
重量％添加したポリマーチップと、滑剤の添加されてい
ないポリマーチップを重量比で１対９の割合で混合した
後、乾燥し、290 ℃で溶融し、800 μｍのリップギャッ
プのT ダイから押し出し、50℃の冷却ロールに静電印荷
法により密着・冷却固化し、48μｍの無定形シートを得
た。無定形シートをまず金属ロールにより95℃に予熱
し、表面温度141℃のセラミックロールを用い縦方向に
３倍延伸した。次いで、テンターでフィルムを120 ℃に
予熱し、横方向に延伸温度120 ℃で２倍延伸し、更に15
0 ℃で1.5 倍延伸した後、255 ℃で12秒熱固定処理し
た。その後、225 ℃で3%横弛緩処理した。得られたフィ
ルムの厚みは5.3 μｍであった。該フィルムの平面性は
不良でありコンデンサ用フィルムとして好ましいもので
はないと判断された。得られたフィルムの物性を表１に
示す。

【００２３】比較例３ 熱固定処理を215 ℃で20秒実施した以外は実施例１と同
様に行った。得られたフィルムの厚みは5.3 μｍであっ
た。得られたフィルムの物性を表１に示す。得られたフ
ィルムはアルミニウム薄膜を蒸着により積層することに
より平面性にみだれを生じ、コンデンサ用フィルムとし
て好ましいものではないと判断された。

【００２４】表より、実施例１、２で得られたフィルム
は絶縁破壊電圧に優れておりまたフィルム厚みの変動が
小さいためコンデンサ用フィルムとして優れたものであ
ることが分かる。

【００２５】

【発明の効果】以上、記載のとおり、本発明は前記特許
請求の範囲に記載のとおりの構成を採用することによ
り、絶縁破壊電圧に優れかつ厚み均一性に優れたコンデ
ンサ用ポリスチレン系フィルムが提供され、従って、本
発明の工業的価値は大である。

【００２６】

【表１】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シンジオタクチック構造を有するスチレ
   ン系重合体からなる平均屈折率が1.582 以上1.590 以下
   であり、且つ150 ℃における収縮率が３％以下であるこ
   とを特徴とするコンデンサ用ポリスチレン系フィルム。