DE69314238T2

DE69314238T2 - Durch Abscheidung metallisierter Polyesterfilm-Kondensator

Info

Publication number: DE69314238T2
Application number: DE69314238T
Authority: DE
Inventors: Shin-Ichi Kinoshita; Nobuyuki Kume; Hisayoshi Watanabe
Original assignee: Mitsubishi Polyester Film Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Polyester Film Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1992-07-03
Filing date: 1993-07-02
Publication date: 1998-04-16
Anticipated expiration: 2013-07-03
Also published as: JPH06140281A; EP0577142A1; EP0577142B1; KR940005398A; JP3114364B2; DE69314238D1; US5612115A; TW301005B

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kondensator, umfassend eine metallbeschichtete Polyesterfolie. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen Kondensator, der eine Basisfohe aus Polyester und eine darauf abgeschiedene Metallschicht mit verbesserter Haftung zwischen diesen umfaßt und bezüglich der Beständigkeit gegenüber feuchter Wärme hervorragend ist.

Beschreibung des Stands der Technik

Eine Polyesterfolie, typischerweise eine Polyethylenterephthalatfolie, wird weitverbreitet als eine Basisfohe für einen Kondensator verwendet, da sie in den mechanischen Eigenschaften, in der Hitzebeständigkeit und in den elektrischen Eigenschaften hervorragend ist. Zusammen mit den jüngsten Fortschritten bei verschiedenen elektronischen Geräten wurden die Eigenschaften der Polyesterfolie verbessert. Eine der zu verbessernden Eigenschaften der Polyesteffolie ist die Langzeitstabilität gegenüber feuchter Wärme. D.h. eine metallbeschichtete Polyesterfolie hat den Nachteil, daß die Haftung zwischen der Basisfohe und der abgeschiedenen Folienschicht, insbesondere die Haftung in einer feuchtwarmen Atmosphäre, nämlich die Beständigkeit der Haftung bei feuchter Wärme, unzureichend ist. Obwohl ein herkömmlicher Kondensator mit einem Epoxidharz, das eine ausreichende Dicke besitzt, überzogen ist, dringt, wenn er eine lange Zeit bei hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit gelagert wird, Feuchtigkeit in die Grenztläche zwischen der Basisfolie und der abgeschiedenen Metallschicht, so daß die elektrostatische Kapazität des Kondensators aufgrund Korrosion der verdampften Elektroden in hohem Grade abnimmt. Also ist es äußerst nötig, die Beständigkeit des Kondensators gegenüber feuchter Wärme im Hinblick auf die Langzeitstabilität zu verbessern.
Zu diesem Zweck wird vorgeschlagen, mit einem Epoxidharz geringer Viskosität unter reduziertem Druck, anstatt bei Atmosphärendruck zu beschichten, um das Harz tief in den Kondensator eindringen zu lassen, wobei der Unterschied zwischen dem Innendruck und dem Atmosphärendruck ausgenutzt wird. Jedoch schäumt das Epoxidharz geringer Dichte unter reduziertem Druck und haftet an Leitungsdrähten, was ein schwerwiegendes Problem hervorruft, daß ein Lötmittel kaum auf die Leitungsdrähte aufgetragen wird, wenn der Kondensator auf eine Platine mit gedruckter Verdrahtung gelötet wird. Zusätzlich besitzt der mit dem Epoxidharz geringer Viskosität überzogene Kondensator eine schlechte Selbstheilungs- Eigenschaft, wenn eine Überspannung angelegt wird, so daß die Durchschlagsspannung (withstand voltage) des Kondensators gemindert wird.
Als einen Kondensator mit guter Beständigkeit gegenüber feuchter Wärme beschreiben die Veröffentlichungen der japanischen Patente Nr. 59612/1990 und 59613/1990 einen Folienkondensator mit einer Überzugsschicht aus Polyvinylidenchlorid und einen Kondensator aus Folie mit einer Überzugsschicht, umfassend jeweils ein Melaminharz und/oder ein Harnstoffharz. Dennoch werden mit den in den Patentveröffentlichungen beschriebenen Harzen nicht notwendigerweise die Eigenschaften des Kondensators in einer Atmosphäre von hoher Luftfeuchtigkeit und hoher Temperatur beibehalten. Während z.B. die Abnahme der elektrostatischen Kapazität des Kondensators bei 40 ºC in einer feuchtwarmen Atmosphäre verhindert werden kann, sinkt die elektrostatische Kapazität des Kondensators schnell bei einer Temperatur von 60 ºC oder mehr in einer feuchtwarmen Atmosphäre.
Da die elektronischen Geräte sich kürzlich bemerkenswert verbesserten, steigen die Anforderungen an die Langzeitstabilität, insbesondere die Langzeitstabilität des Kondensators bei feuchter Wärme immer noch.
Die EP-A-0 484 956 beschreibt ein Kondensator-Element mit metallisierter Polyesterfolie, umfassend eine laminierte, metallbeschichtete Polyesterfolie, die auf mindestens einer ihrer Oberflächen eine Überzugsschicht aufweist, die ein Harz und eine abgeschiedene Metallschicht auf der Uberzugsschicht enthält. Das Harz in der Überzugsschicht kann ein Polyester- Polyurethan sein.
Die FR-A-2 086 447 beschreibt metällisierte Folien, umfassend eine thermoplastische Basisfolie, einen Zwischenharz-Überzug, der aus einem bestimmten Polyurethan, wie einem aliphatischen oder alicyclischen Polyurethan, und einer Metallschicht gebildet wird.

Zusammenfassung der Erfindung

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist, eine metallbeschichtete Polyesterfolie bereitzustellen, die eine gute, gegenüber feuchter Wärme beständige Haftung zwischen einer Polyesterfolie und einer abgeschiedenen Metallschicht aufweist und als Basisfohe eines Kondensators geeignet ist.
Ein weiterer Zweck der vorliegenden Erfindung ist, einen Kondensator bereitzustellen, der aus einer metallbeschichteten Polyesterfolie besteht und in seiner Beständigkeit gegenüber feuchter Wärme hervorragend ist.
Nach der vorliegenden Erfindung wird ein Kondensator aus metallbeschichteter Polyesterfolie bereitgestellt, umfassend eine lamnierte oder aufgewickelte, metallbeschichtete Polyesteffolie, die auf mindestens einer ihrer Oberflächen eine Polyurethan-Überzugsschicht, die ein aromatisches Polyurethan und ein aliphatisches Polyurethan enthält, und eine abgeschiedene Metallschicht auf der Überzugsschicht aufweist, wobei die Menge an Alkalimetall in der Überzugsschicht nicht mehr als 1000 ppm beträgt.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Bevorzugte Beispiele des Polyesters der verwendeten Polyesterfolie sind nach der vorliegenden Erfindung Polyethylenterephthalat, von dem mindestens 80 % der wiederkehrenden Einheiten Ethylenterephthalat sind, Polyethylennaphthalat, von dem mindestens 80 % der wiederkehrenden Einheiten Ethylennaphthalat sind, und Poly-1,4-cyclohexandimethylenterephthalat, von dem mindestens 80 % der wiederkehrenden Einheiten 1,4-Cyclohexandimethylenterephthalat sind. Andere Beispiele als die oben angeführten, überwiegenden Bestandteile für copolymerisierbare Bestandteile sind Diolbestandteile, wie Diethylenglykol, Propylenglykol, Neopentylglykol, Polyethylenglykol oder Polytetramethylenglykol; Dicarbonsäure-Bestandteile, wie Isophthalsäure, 2,6-Naphtatindicarbonsäure, Natrium-5-sulfoisophthalat, Adipinsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure und ihre esterbildenden Derivate; Hydroxymonocarbonsäuren, wie Hydroxybenzoesäure und ihre esterbildenden Derivate.
Die Dicke der Polyesterfolie beträgt bevorzugt von 0,5 bis 30 µm, stärker bevorzugt von 0,8 bis 15 µm.
Die in der vorliegenden Erfindung zu verwendende Polyesterfolie kann zusätzliche Teilchen, ausgefallte Teilchen oder andere Katalysatorrückstände, die auf der Folienoberfläche Vorsprünge bilden, in einer Menge beinhalten, daß die Eigenschaften des Kondensators nicht verschlechtert werden. Zusätzlich zu solchen Teilchen kann die Polyesterfolie andere Zusatzstoffe, wie ein antistatisches Mittel, einen Stabilisator, ein Gleitmittel, ein Vernetzungsmittel, ein Antiblockingmittel, ein Antioxidationsmittel, einen Farbstoff, ein Lichtschutzmittel oder einen Absorber für UV-Licht, in einer Menge beinhalten, daß die Eigenschaften des Kondensators nicht verschlechtert werden.
Insofern wie die endgültigen Eigenschaften der Polyesterfolie den Ansprüchen der vorliegenden Erfindung genügt, kann die Folie eine Mehrschicht-Struktur aufweisen. Im Falle einer Mehrschicht-Struktur kann ein Teil der Schichten aus einem anderen Polymer als dem Polyester hergestellt sein.
Die Überzugsschicht der vorliegenden Erfindung wird durch Auftragen einer das aromatische Polyurethan und ein aliphatisches Polyurethan enthaltenden Überzugsflüssigkeit auf die Polyesterfolie und ihrem Trocknen hergestellt.
Der Gehalt an dem aromatischen Polyurethan in der Überzugsschicht beträgt mindestens 10 Gew.-%, bevorzugt von 20 bis 90 Gew.-%, stärker bevorzugt von 30 bis 80 Gew.-% (bezogen auf das Feststoffgewicht). Ist der Gehalt des aromatischen Polyurethans in der Überzugsschicht zu gering, können die beabsichtigten Eigenschaften des Kondensators nicht erreicht werden.
Der Gehalt an dem aliphatischen Polyurethan beträgt gewöhnlich nicht mehr als 90 Gew.-%, bevorzugt von 10 bis 80 Gew.-%, stärker bevorzugt von 20 bis 70 Gew.-% (bezogen auf das Feststoffgewicht). Die Verwendung des aliphatischen Polyurethans verbessert die Hydrolysebeständigkeit der Überzugsschicht.
Als die das Polyurethan bildenden Bestandteile, wie ein Polyol, ein Polyisocyanat, ein Kettenverlängerer und ein Vernetzungsmittel, können die folgenden Stoffe als Beispiel angeführt werden.
Beispiele für das Polyol sind Polyether (z.B. Polyoxyethylenglykol, Polyoxypropylenglykol, Polyoxypropylentriol, Polyoxytetramethylenglykol), Polyester (z. B. Polyethylenadipat, Polyethylenbutylenadipat, Polypropylenadipat, Polyhexylenadipat, Polycaprolacton) Acryl-Polyole oder Castoröl.
Beispiele für die Polyisocyanate sind aromatische Diisocyanate (z.B. Toluoldiisocyanat, Phenylendiisocyanat, 4,4'-Diphenylmethandlisocyanat, 1,5-Naphtalindiisocyanat) und aliphatische Diisocyanate (z.B. Xylylendlisocyanat, Hexamethylendiisocyanat, Harzdiisocyanat, 4,4'- Dicyclohexylmethandiisocyanat, Isophorondiisocyanat).
Beispiele für den Kettenverlängerer oder das Vernetzungsmittel sind Ethylenglykol, Propylenglykol, Butandiol, Hexandiol, Diethylenglykol, Trimethybipropan, Glycerin, Hydrazin, Ethylendiamin, Diethylentriamin, 4,4'-Diaminodiphenylmethan, 4,4'-Diaminodicyclohexylmethan oder Wasser.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete aromatische Polyurethan ist ein Polyurethan, umfassend ein aromatisches Polyisocyanat als den Polyisocyanat-Bestandteil, während das aliphatische Polyurethan ein Polyurethan, umfassend ein aliphatisches Polyisocyanat als den Polyisocyanat-Bestandteil, ist. Bei der Synthese des Polyurethans werden die aromatischen und aliphatischen Polyisocyanate häufig zusammen verwendet, und ein Polyurethan, umfassend zwei oder mehr aromatische und aliphatische Polyisocyanate in einem Molekül, wird ebenso bevorzugt verwendet.
Bei der vorliegenden Erfindung wird das Polyurethanharz in Form einer Überzugsflüssigkeit verwendet, die hinsichtlich Sicherheit und Hygiene Wasser als ein Medium umfaßt, obwohl die Überzugsflüssigkeit ein organisches Lösungsmittel als ein Hilfsmittel für ein wasserlösliches oder -dispergierbares Harz enthalten kann. Wird Wasser als das Medium verwendet, kann das Polyurethan durch Verwendung eines Tensids erzwungen dispergiert werden. Bevorzugt ist die Überzugsflüssigkeit eine selbstdispergierende Flüssigkeit, umfassend das Harz mit einem hydrophilen, nichtionischen Bestandteil, wie ein Polyether, oder einer kationischen Gruppe, wie ein quartäres Ammoniumsalz, stärker bevorzugt ein wasserlösliches oder -dispergierbares Harz mit einer anionischen Gruppe. Mit dem wasserlöslichen oder -dispergierbaren Harz mit der anionischen Gruppe soll ein Harz gemeint sein, in das eine Verbindung mit einer anionischen Gruppe (eine Sulfonsäure, eine Carbonsäure, Phosphorsäure oder ihre Salze) durch Copolymerisation oder Pfropf-Copolymerisation (eingefügt wurde).
Um dem Polyurethanharz Wasserlöslichkeit zu verleihen, kann das Gegenion zu der anionischen Gruppe ein Alkalimetallion sein. Hinsichtlich der Beständigkeit des Kondensators gegenüber feuchter Wärme wird das Gegenion bevorzugt unter Amin-Oniumionen einschließlich Ammoniumion gewählt. Die Menge der anionischen Gruppe in dem wasserlöslichen oder - dispergierbaren Überzugsmittel beträgt bevorzugt 0,05 bis 8 Gew.-% (bezogen auf das Feststoffgewicht). Ist die Menge der anionischen Gruppe geringer als 0,05 Gew.-% kann die Wasserlöslichkeit oder -dispergierbarkeit des Harzes unzulänglich sein. Überschreitet die Menge der anionischen Gruppe 8 Gew.-%, kann die Wasserbeständigkeit der Überzugsschicht verschlechtert sein, oder die Überzugsschicht absorbiert Feuchtigkeit, so daß die Folien aneinander blocken können, oder die gegenüber feuchter Wärme beständige Haftung verschlechtert sein kann.
Zur Verbesserung der Antiblocking-Eigenschaft, der Wasserbeständigkeit, der Lösungsmittelbeständigkeit und der mechanischen Eigenschaften der Überzugsschicht kann die Überzugsflüssigkeit als ein Vernetzungsmittel eine Isocyanat-Verbindung, eine Epoxy-Verbindung, eine Amin-Verbindung, eine Aziridin-Verbindung, ein Silan-Kopplungsmittel, ein Titan- Kopplungsmittel, ein Zirkonaluminat- Kopplungsmittel, ein Peroxid, eine hitze- oder lichtreaktive Vinyl-Verbindung oder ein photosensitives Harz enthalten.
Zur Verbesserung des Antiblocking-Verhaltens oder des Gleitvermögens kann die Überzugsflüssigkeit feine anorganische Teilchen, wie Siliciumdioxid, Silicasol, Aluminiumoxid, Aluminiumoxidsol, Zirkoniumsol, Kaolin, Talk, Calciumcarbonat, Calciumphosphat, Titanoxid, Bariumsulfat, Ruß, Molybdänsulfid, Antimonoxidsol, und feine, organische Teilchen, wie Polystyrol, Polyethylen, Polyamid, Polyester, Polyacrylat, Epoxidharz, Siliconharz, Fluorescin, in einer Menge enthalten, daß sich die Oberflächenrauhigkeit der Überzugsschicht in dem unten angeführten Bereich befindet.
Bei Bedarf kann die Überzugsflüssigkeit ein Antischaummittel, ein Mittel zur Verbesserung der Überzugseigenschaften, einen Klebrigmacher, ein antistatisches Mittel, ein organisches Gleitmittel, ein Antioxidationsmittel, einen UV-Lichtabsorber, einen Schaumbildner, einen Farbstoff oder ein Pigment enthalten.
Die Menge des Alkalimetalls macht in der Überzugsflüssigkeit 1000 ppm oder weniger, bevorzugt 500 ppm oder weniger, insbesondere 200 ppm oder weniger der Feststoffe in der Flüssigkeit aus. Ist die Menge des Alkalimetalls in der Überzugsflüssigkeit zu groß, neigt die Beständigkeit des Kondensators gegenüber feuchter Wärme dazu abzunehmen. Die Verunreinigung mit Alkalimetall in der Überzugsflüssigkeit ist auf dem Weg von der Herstellung des Rohmaterials zur Herstellung der Überzugsflüssigkeit bei der industriellen Herstellung des Kondensators unvermeidbar. Zur Herstellung der Überzugsflüssigkeit wird häufig Leitungswasser oder Grundwasser verwendet. Bei Bedarf wird die Überzugsflüssigkeit entionisiert, um die Flüssigkeit mit dem erwünschten Alkalimetallionen-Gehalt zu erhalten.
Die obenerwähnte Überzugsflüssigkeit wird durch eine der üblichen Beschichtungsvorrichtungen, wie einen Umkehrwalzenbeschichter, einen Rasterwalzen-Beschichter, einen Stabbeschichter, einen Luft-Auftragwalzenbeschichter oder einer anderen Beschichtungsvorrichtung, in einem von dem Herstellungsschritt der biaxial orientierten Polyesterfolie getrennten Schritt oder bevorzugt im Herstellungsschritt der Folie auf die Polyesterfolie aufgetragen.
Zum Auftragen der Überzugsflüssigkeit im Herstellungsschritt der Polyesterfolie kann die Überzugsflüssigkeit auf einen unorientierten Polyester aufgetragen werden, und dann wird die Folie nacheinander oder gleichzeitig orientiert, die Überzugsflüssigkeit kann auf eine uniaxial orientierte Polyesterfolie aufgetragen werden und anschließend wird die Folie in einer zur vorigen Orientierungsrichtung senkrechten Richtung orientiert, oder die Überzugsflüssigkeit wird auf eine biaxial orientierte Polyesterfolie aufgetragen und anschließend wird die Folie weiterhin in der Maschinen- und/oder querlaufenden Richtung orientiert.
Die Orientierung der Polyesterfolie wird bevorzugt bei einer Temperatur von 60 bis 130 ºC durchgeführt, und das Zugverhältnis beträgt mindestens 4-fach, bevorzugt von 6- bis 20-fach hinsichtlich eines Flächenverhältnisses. Die orientierte Folie wird bei einer Temperatur von 150 bis 250 ºC wärmebehandelt Des weiteren wird die Folie in der Maschinenrichtung und der querlaufenden Richtung in einer Zone maximaler Temperatur während der Wärmebehandlung und/oder einer Abkühizone am Ausgang aus der Wärmebehandlung bevorzugt um 0,2 bis 20 % geschrumpft. Insbesondere wird die Überzugsflüssigkeit auf die uniaxial orientierte Polyesterfolie aufgetragen, die durch Walzendehnung bei einer Temperatur von 60 bis 130 ºC bei einem Ziehverhältnis von 2- bis 6-fach hergestellt wurde und wahlweise getrocknet wurde, und anschließend wird die uniaxial orientierte Polyesterfolie, die die Überzugsflüssigkeit oder die Überzugsschicht trägt, in einer Richtung senkrecht zur vorhergehenden Orientierungs richtung bei einer Temperatur von 80 bis 130 ºC, bei einem Ziehverhältnis von 2- bis 6-fach orientiert und bei einer Temperatur von 150 bis 250 ºC 1 bis 600 Sekunden lang wärmebehandelt.
Nach den oben beschriebenen Methoden ist es möglich, die Überzugsflüssigkeit während der Orientierung zu trocknen und die Dicke der Überzugsschicht abhängig vom Ziehverhältnis der Folie zu reduzieren.
Die Überzugsflüssigkeit kann auf einer Oberfläche der Polyesterfolie aufgetragen werden, während sie auch auf beiden Oberflächen der Polyesterfolie aufgetragen werden kann. Ist die aufgetragene Überzugsflüssigkeit auf einer Oberfläche, kann eine andere Überzugsschicht als die Überzugsschicht der vorliegenden Erflndung auf der anderen Oberfläche der Folie gebildet werden, um der Folie andere Eigenschaften zu verleihen.
Zur Verbesserung der Überzugseigenschaften und der Haftung der Überzugsflüssigkeit auf der Folienoberfläche kann die Polyesterfolie vor der Auftragung der Überzugsflüssigkeit einer chemischen Behandlung oder einer Entladungsbehandlung unterzogen werden.
Zur Verbesserung der Hattung oder Beschichtungseigenschaft auf der Oberfläche der nach der vorliegenden Erfindung gebildeten Überzugsschicht kann die Oberfläche der Überzugsschicht der Entladungsbehandlung unterworfen werden.
Die Dicke der Überzugsschicht beträgt bevorzugt von 0,01 bis 3 µm, stärker bevorzugt von 0,02 bis 1 µm. Die dünnere Überzugsschicht ist hinsichtlich der Forderung nach Miniaturisierung des Kondensators stärker bevorzugt. Ist die Dicke der Überzugsschicht geringer als 0,01 µm, weist die Überzugsschicht häufig Ungleichmäßigkeiten in der Beschichtung auf
Bevorzugt besitzt die gebildete Überzugsschicht einen Wassertropfen-Kontaktwinkel von mindestens 60 º. Ist der Wassertropfen-Kontaktwinkel geringer als 60 º, kann die metallbeschichtete Folie eine unzureichend wasserbeständige Haftung zwischen der Überzugsschicht und der Schicht des abgeschiedenen Metalls besitzen. Zu diesem Zweck werden passend eine Menge an hydrophilen Gruppen, eine Menge an Emulgator und/oder eine Menge an einer hydrophilen Verbindung der Überzugsflüssigkeit hinzugefügt.
Bevorzugt besitzt die Oberfläche der gebildeten Überzugsschicht eine Mittellinien-Durchschnittsoberflächenrauhigkeit (Ra) von 0,005 bis 0,5 µm, stärker bevorzugt von 0,01 bis 0,3 µm, insbesondere von 0,02 bis 0,2 µm. Ist die Ra geringer als 0,005 µm, kann die Oberfläche eine unzureichende Rutscheigenschaft besitzen. Übersteigt die Ra 0,5 µm, ist die Oberfläche zu rauh, so daß die Durchschlagsspannung und/oder die Beständigkeit des Kondensators gegenüber feuchter Wärme verschlechtert sein kann.
In der vorliegenden Erfindung schließen die auf die Überzugsschicht abzuscheidenden Metalle Aluminium, Palladium, Zink, Nickel, Gold, Silber, Kupfer, Indium, Zinn, Chrom, Titan und Mischungen davon ein, obwohl die Metalle nicht auf die obenangeführten beschränkt sind.
Unter diesen wird Aluminium bevorzugt. Das Metall kann in Form seines Oxids verwendet werden.
Die Dicke der abgeschiedenen Metallschicht beträgt bevorzugt von 1 bis 500 nm (10 bis 5000 Å). Das Metall kann gewöhnlich durch Vakuum-Metallisierung abgeschieden werden, wänrend Elektroabscheidung oder Sputtern eingesetzt werden kann. Die abgeschiedene Metallschicht kann auf beiden Oberflächen der Polyesterfolie gebildet werden. Nach der Metallabscheidung kann die Oberfläche des abgeschiedenen Metalls oberflächenbehandelt werden oder mit einem Harz überzogen werden.
Dann werden mindestens zwei der metallbeschichteten Polyesterfolien der vorliegenden Erfindung laminiert und aufgewickelt, oder eine doppelt metallbeschichtete Polyesterfolie der vorliegenden Erfindung und eine andere Folie, einschließend eine Polyesterfolie, werden laminiert und aufgewickelt, um das Kondensatorelement zu erhalten. Alternativ werden zwei oder mehr metallbeschichtete Polyesteffolien einfach laminiert, um ein Kondensatorelement zu erhalten. Anschließend wird das Kondensatorelement unter Heißpressen, Metallicon-Bandbildungsbehandlung (taping metallicon treatment), der Behandlung durch Spannung, der Randversiegelung oder der Verbindung mit Leitungsdraht unterworfen, um den Kondensator zusammenzubauen.
Hinsichtlich der Langzeit-Verläßlichkeit des Kondensators beträgt die Veränderungsrate der elektrostatischen Kapazität bevorzugt von - 10 % bis + 10 %, wenn der Kondensator 1000 Stunden lang auf 60 ºC, 95 % rel. Luftfeuchte gehalten wird, während ein Gleichstrom von 60 V/µm angelegt ist.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung

Die vorliegende Erfindung wird durch folgende Beispiele, die den Umfang der vorliegenden Erfindung nicht einschränken, erläutert. In den Beispielen bedeutet "Teile" Gewichtsteile.
In den Beispielen werden die Eigenschaften durch folgende Methoden gemessen oder bewertet.

(1) Analyse der Alkalimetallionen

Unter Verwendung eines Atomabsorptionsspektrometers (Spectro AA, hergestellt von Varian Co., Ltd.), werden die Mengen von Li, Na, K, Rb, Cs und Fr nach der Methode mit Kalibrierkurve gemessen.

(2) Mittellinien-Durchschnittsoberflächenrauhigkeit Ra

Unter Verwendung eines Oberflächenrauhigkeit-Prüfgeräts (SE-3F, hergestellt von Kosaka Kenkyusho, Ltd.) wird die Mittellinien-Durchschnittsoberflächenrauhigkeit Ra mit nötigen Veränderungen gemäß JIS B-0601-1976 gemessen. Die Meßbedingungen schließen die Verwendung einer Kontaktnadel mit einem Radius an der Spitze von 2 µm, 30 mg Kontaktdruck der Sonde, 0,08 mm cutoff und 2,55 mm Meßlänge ein. Die Messung wird an 10 Punkten auf der Folie durchgeführt und die gemessenen Werte werden gemittelt.

(3) Wassertropfen-Kontaktwinkel

Unter Verwendung eines Kontaktwkel-Meßgeräts (Typ CA-DT-A, hergestellt von Kyowa Interface Chemistry Co., Ltd.) wird ein Kontaktwinkel von destilliertem Wasser auf der Folienprobe in einer Atmosphäre mit 50 % rel. Luftfeuchte gemessen. Die Kontaktwinkel werden mit drei Wassertropfen, an zwei Randpunkten jedes Tropfen, insgesamt 6 Punkten gemessen und gemittelt. Der Durchmesser eines Tropfens beträgt 2 mm, und der Kontaktwinkel wird eine Minute nach dem Auftropfen des Wassers auf die Folienprobe gemessen.

(4) Bewertung der Haftung

Auf die metallbeschichtete Oberfläche wird ein Zweikomponenten-Polyurethan-Klebstoff, umfassend AD-502 (Urethan-Klebstoff) (100 Teile) und CAT-10 (Isocyanat-Härter) (10 Teile) (hergestellt von Toyo Morton Co., Ltd.) mit einem Trockengewicht von 5 g/m² aufgetragen.
Auf der haftenden Schicht wird eine Polyesterfolie derselben Dicke wie die Träger- Polyesterfolie durch Trockenlaminierung laminiert, gefolgt von 48 Stunden langem Altern bei 40 ºC. Das Laminat wird in eine rechtwinklige Form geschnitten und in auf 50 bis 55 ºC gehaltenes Wasser getaucht (Warmwasser-Behandlung).
Ein Teil eines Rands der Probe, die der Warmwasser-Behandlung unterworfen wurde, wurde abgeschält und der T-Form-Ablöseprüfüng bei einer Ablöserate von 100 mm/min unterzogen. Die Haftung wird nach folgenden Gesichtspunkten bewertet:
O: 100 g < Ablöselast
Δ: 10 g < Ablöselast ≤ 100 g
X: Ablöselast ≤ 10 g

(5) Durchschlagsspannung

Die Durchschlagsspannung wird gemäß JIS C-23 19 gemessen.
Unter Verwendung eines 10 kV Gleichstrommeßgeräts zur Bestiminung der Durchschlagsspannung, wird eine am Kondensator angelegte Spannung mit einer Rate von 100 V/sec bei 23 ºC, 50 % rel. Luftfeuchte erhöht. Die Spannung, bei der der Kondensator vernichtet und kurzgeschlossen wird, wird als Durchschlagsspannung aufgezeichnet.

(6) Veränderung der elektrostatischen Kapazität

Ein Kondensator wird 1000 Stunden lang auf 60 ºC, 95 % rel. Luftfeuchte gehalten, während zwischen einem Elektrodenpaar des Kondensators ein Gleichstrom von 60 V/µm angelegt wird. Dann wird das Verhältnis der Veränderung der elektrostatischen Kapazität durch das Teilen der Differenz zwischen der elektrostatischen Kapazität nach 1000 Stunden und der ursprünglichen elektrostatischen Kapazität des Kondensators durch die ursprüngliche elektrostatische Kapazität berechnet und in Prozent angegeben.

Beispiel 1

Polyurethansynthese

Zu einem aus Terephthalsäure (664 Teile), Isophthalsäure (631 Teile), 1,4-Butandiol (472 Teile) und Neopentylglykol (447 Teile) hergestellten Polyesterpolyol wurden Adipinsäure (321 Teile) und Dimethylolpropionsäure (268 Teile) zugefügt und damit umgesetzt, um ein Carboxylgruppen-haltiges Polyesterpolyol zu erhalten. Zu dem Carboxylgruppen-haltigen Polyesterpolyol (1880 Teile) wurde Tolylendiisocyanat (160 Teile) zugegeben, um eine Lösung eines aromatischen Polyesterpolyurethans zu erhalten. Die sich ergebende Lösung wurde in wäßrigen Ammoniak gegossen, um das Losungsmittel zu entfernen, wodurch eine wäßrige Dispersion des aromatischen Polyesterpolyurethans (A) erhalten wurde.
Davon getrennt wurde auf dieselbe Weise wie obenerwähnt eine wäßrige Dispersion eines aliphatische Polyesterpolyurethans (B) erhalten, mit der Ausnahme, daß anstatt des Tolylendüsocyanats 4,4'-Dicyclohexylmethandiisocyanat verwendet wurde.

Herstellung der Polyesterfolle

Eine Masse des Polyethylenterephthalat mit einer intrinsischen Viskosität von 0,66 und 0,3 % Silicateilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 1,2 µm enthaltend wurde bei 290 ºC schmelzextrudiert, wobei eine amorphe Tafel hergestellt wurde. Nachdem die amorphe Scheibe bei 90 ºC in Maschinenrichtung auf ein Zugverhältnis von 4,2-fach gestreckt wurde, wurde sie mit einer Überzugsschicht, enthaltend das obenerwähnte aromatische Polyesterpolyurethan (A) (50 Teile bezüglich fester Bestandteile) und das obenerwähnte aliphatische Polyesterpolyurethan (50 Teile) in Wasser als ein Medium auf beide Oberflächen der uniaxial orientierten Polyesterfolie aufbeschichtet. Danach wurde die Folie in einer querlaufenden Richtung bei 110 ºC mit einem Ziehverhältnis von 3,9-fach gestreckt und bei 230 ºC warmebehandelt, wobei eine biaxial orientierte Polyesterfolie mit einer Dicke von 5 µm und einer Überzugsschicht von 0,04 µm in der Dicke erhalten wurde.
Die Mengen der Alkalimetalle in der Überzugsflüssigkeit betrugen 44 ppm Na und 5,8 ppm K, bezogen auf die festen Bestandteile in der Flüssigkeit, wänrend sich die Mengen der anderen Alkalimetalle unterhalb der Nachweisgrenze befanden. Der Wassertropfen-Kontaktwinkel auf der Überzugsschicht betrug 63 º, und die Mittellinien-Durchschnittsoberflächenrauhigkeit Ra betrug 0,020 µm.

Zusammenbau des Kondensators

Auf die Überzugsschicht der Polyesterfolie wurde Aluminium unter Verwendung eines Me tallisierungsgeräts mit Widerstandsheizung unter einem reduziertem Druck von 1,33 x 10&supmin;² Pa (10&supmin;&sup4; Torr) oder weniger in einer Vakuumkammer bis zu einer Dicke von 45 nm (450 Å) vakuummetallisiert. Das Aluminium wurde in einer Streifenform abgeschieden, wobei eine Abstandszone in Längsrichtung der Polyesterfolie gelassen wurde. D.h. die beschichteten Zonen, jede mit 8 mm Breite, und die Randzonen mit je 1 mm Breite wurden abwechselnd gebildet.
Die metallbeschichtete Polyesterfolie wurde geschlitzt, um ein Band mit einer Abstandszone von 1 mm Breite auf der rechten oder linken Seite des Bands zu haben.
Das erhaltene Band besaß gute Haftung bei der Bewertung der Haftung.
Ein Band mit linkem Rand und eines mit rechtem Rand wurden laminiert und aufgewickelt, wänrend ihre Positionen vertauscht wurden, so daß der metallbeschichtete Teil von 0,5 mm über den Rand des anderen Bands auf jeder Seite ragte, wobei ein Wickelkörper erhalten wurde.
Der Wickelkörper wurde bei 150 ºC unter Druck von 4,9 MPa (50 kg/cm²) 5 Minuten lang gepreßt. Nach dem Pressen wurde eine Metallisierung auf beide Randoberflächen des Wickelkörpers sprühbeschichtet, und Leitungsdrähte wurden angebracht. Hiernach wurde der Wickelkörper in ein flüssiges Bisphenol-A-Expoxidharz getaucht und mit einem pulvrigen Epoxidharz durch sein Erhitzen und Schmelzen überzogen, wobei eine Hülle mit einer minimalen Dicke von 0,5 mm gebildet wurde, um einen Folienkondensator mit einer elektrostatischen Kapazität von 0,1 µF zu erhalten.
Wie in Tabelle 2 gezeigt wird, war der hergestellte, metallbeschichtete Folienkondensator hervorragend in seiner Durchschlagsspannung und Beständigkeit gegenuber feuchter Wärme und hatte ein geringes Veränderungsverhältnis der elektrostatischen Kapazität.

Vergleichsbeispiel 1

Auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1, außer daß keine Überzugsflüssigkeit aufgetragen wurde, wurde ein Kondensator aus metallbeschichteter Polyesterfolie hergestellt.
Der hergestellte Kondensator hatte gegenüber dem Kondensator aus Beispiel 1 eine unterlegene Beständigkeit gegenüber feuchter Wärme.

Beispiele 2-3 und Vergleichsbeispiele 2 - 3

Auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1, außer daß eine Überzugsflüssigkeit mit einer in Tabelle 1 gezeigten Zusammensetzung verwendet wurde, wurde ein Kondensator aus metallbeschichteter Polyesterfolie hergestellt.

Vergleichsbeispiel 4

Auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1, außer daß zur Überzugsflüssigkeit Natriumchlorid zur Steigerung des Na-Gehalts auf 2000 ppm zugegeben wurde, während der K-Gehalt unverändert blieb, und die Gehalte der übrigen immer noch unter der Nachweisgrenze lagen, wurde ein metallbeschichteter Polyesterfolien-Kondensator hergestellt.
Der hergestellte Kondensator hatte gegenüber dem Kondensator aus Beispiel 1 eine unterlegene Beständigkeit gegenüber feuchter Wärme.
Die Eigenschaften der in den Beispielen und Vergleichsbeispielen hergestellten Kondensatoren sind in Tabelle 2 dargestellt. Tabelle 1 Tabelle 2

Claims

1. Kondensator aus metallbeschichteter Polyesterfolie, umfassend eine laminierte oder aufgewickelte, metallbeschichtete Polyesterfolie, die auf mindestens einer ihrer Oberflächen eine Polyurethanüberzugsschicht, die ein aromatisches Polyurethan und ein aliphatisches Polyurethan enthält, und eine abgeschiedene Metalischicht auf der Überzugsschicht aufweist, wobei die Menge an Alkalimetall in der Überzugsschicht nicht mehr als 1000 ppm beträgt.

2. Kondensator aus metallbeschichteter Polyesterfolie nach Anspruch 1, wobei der Polyester mindestens ein Polyester ist, gewählt aus der Polyethylenter ephthalat, von dem mindestens 80% der wiederkehrenden Einheiten Ethylenterephthalat sind, Polyethylennaphthalat, von dem mindestens 80% der wiederkehrenden Einheiten Ethylennaphthalat sind, und Poly-1,4-cyclohexandimethylenterephthalat, von dem mindestens 80% der wiederkehrenden Einheiten 1,4- Cyclohexandimethylenterephthalat sind, umfassenden Gruppe.

3. Kondensator aus metallbeschichteter Polyesterfolie nach Anspruch 1, wobei der Gehalt des aromatischen Polyurethans in der Überzugsschicht mindestens 10 Gew.-% beträgt.

4. Kondensator aus metallbeschichteter Polyesterfolie nach Anspruch 1, wobei der Gehalt des aliphatischen Polyureth ans in der Überzugsschicht nicht mehr als 90 Gew.-% beträgt.

5. Kondensator aus metallbeschichteter Polyesterfolie nach Anspruch 1, wobei die Überzugsschicht ein Vernetzungsmittel enthält.

6. Kondensator aus metallbeschichteter Polyesterfolie nach Anspruch 1, wobei die Überzugsschicht organische oder anorganische Teilchen enthält.

7. Kondensator aus metallbeschichteter Polyesterfolie nach Anspruch 1, wobei die Polyesterfolie eine biaxial orientierte Polyesterfolie ist.

8. Kondensator aus metallbeschichteter Polyesterfolie nach Anspruch 1, wobei die Dicke der Überzugsschicht 0,01 bis 3 µm beträgt.

9. Kondensator aus metallbeschichteter Polyesterfolie nach Anspruch 1, wobei die Überzugsschicht einen Wassertropfen-Kontaktwinkel von mindestens 60º ergibt.

10. Kondensator aus metallbeschichteter Polyesterfolie nach Anspruch 1, wobei die Überzugsschicht eine Mittellinien-Durchschnittsoberflächenrauhigkeit Ra von 0,005 bis 0,5 µm aufweist.

11. Kondensator aus metallbeschichteter Polyesterfolie nach Anspruch 1, wobei die abgeschiedene Metalischicht aus mindestens einem Metall gebildet ist, gewählt aus der Aluminium, Palladium, Zink, Nickel, Gold, Silber, Kupfer, Indium, Zinn, Chrom und Titan umfassenden Gruppe.

12. Kondensator aus metallbeschichteter Polyesterfolie nach Anspruch 1, wobei die Dicke der abgeschiedenen Metallschicht 1 bis 500 nm (10 bis 5000 Å) beträgt.

13. Kondensator aus metallbeschichteter Polyesterfolie nach Anspruch 1, wobei die Polyurethane wasserlöslich oder wasserdispergierbar sind.