JPH08250372A - コンデンサ用ポリエステルフィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電極金属層との密着性に優れ、金属蒸着フィ
ルムコンデンサの誘電体として用いたときに、高度な電
気特性と耐湿熱特性を与え、コンデンサの長期信頼性向
上できるポリエステルフィルムを提供する。 【構成】 少なくとも片面に水溶性または水分散性樹脂
からなる厚み０．００５〜１．０μｍの塗布層を有し、
かつフィルムの厚み方向の屈折率（ｎα）が１．４９０
以上、面配向度（ΔＰ）が０．１５５〜０．１７０、密
度が１．３９５０ｇ／ｃｍ³ 未満であることを特徴とす
るコンデンサ用二軸配向ポリエステルフィルム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンデンサ用二軸配向
ポリエステルフィルムに関する。詳しくは、本発明は、
電極金属層との密着性に優れ、コンデンサに加工後、高
度な電気特性および耐湿熱性を付与できる、コンデンサ
誘電体用二軸配向ポリエステルフィルムに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】二軸
配向ポリエステルフィルムは、機械的性質、耐熱性、電
気的特性、耐薬品性等、各種の特性を高度にバランス良
く有し、コストパフォーマンスの点で優れるため、磁気
テープ用、包装用、製版用等の産業用資材として広く用
いられている。中でもコンデンサ用に関しては、電気機
器の小型化に伴い、小型化が可能なポリエステルフィル
ムから製造されたコンデンサの需要が急増している。特
に近年は電子機器等の発達に伴い、かかるコンデンサ用
ポリエステルフィルムの高特性化が求められている。

【０００３】まずポリエステルフィルムの電気的特性が
良好であることが求められている。例えば耐電圧特性が
良好であり、絶縁欠陥が存在しないことが必要である。
特にフィルムの厚みが薄い場合は、フィルムに異物が存
在したり厚み斑等により絶縁性が劣ってしまうことがあ
る。また、誘電率や誘電損失等コンデンサ誘電体として
の基本的な特性が良好であることが要求される。しかも
これらの特性は、常温から高温まで広い温度範囲で良好
かつ変化が少ないことが必要である。すなわち、かかる
電気的特性が高温、高湿の条件においても長時間にわた
り安定であり、いわゆる長期耐湿熱安定性が良好である
ことも必要となる。

【０００４】金属蒸着ポリエステルフィルムは、基材フ
ィルムと蒸着金属との接着性、特に、高温高湿環境下で
の接着性、いわゆる耐湿熱接着性が悪いという欠点を有
しているため、従来のコンデンサは、エポキシ樹脂によ
り十分な厚みに外装されているにもかかわらず、高温高
湿下に長時間保存すると、基材フィルムと蒸着金属との
界面で透湿し、蒸着電極の腐蝕に伴う静電容量の大幅な
低下を生じるなどの問題があり、長期安定性の点で、コ
ンデンサの耐湿熱特性改良が求めれている。

【０００５】この対策として、低粘度のエポキシ樹脂を
大気下で塗布する代わりに減圧下で処理し、大気圧との
圧力差でコンデンサ素子の内部奥深くまで樹脂を浸透さ
せる方法がある。しかしながら、この低粘度エポキシ樹
脂は減圧下で発泡し、リード線に付着し、コンデンサ素
子をプリント配線板にハンダ付けする際にハンダが付か
ない重大な不良を招きやすく、また、過電圧が加わった
ときの自己回復作用も劣り、コンデンサの耐電圧特性が
悪化する。

【０００６】特公平２−５９６１２号公報には、塩化ビ
ニリデン塗布層を有するフィルムからなるコンデンサ
が、また、特公平２−５９６１３号公報には、メラミン
および／または尿素樹脂を必須成分として配合した塗布
層を有するフィルムからなるコンデンサが、それぞれ耐
湿熱性に優れるコンデンサとして開示されている。しか
しながら、上記の公報に記載された樹脂組成物を用いて
も、湿熱環境下では必ずしも十分にコンデンサの性能が
保持されない。例えば、４０℃の湿熱雰囲気下で静電容
量の低下が抑制されても、６０℃以上の湿熱雰囲気下で
は、急速に静電容量の低下が生ずるなどの問題点を抱え
ている。最近の各種電子機器の発達は顕著であり、これ
に伴って、コンデンサに求められる長期信頼性、特にコ
ンデンサ性能の長期耐湿熱安定性への要求は、さらに増
大している。

【０００７】また、ポリエステルフィルムに塗布層を設
ける方法の場合、塗布層の厚みがフィルム厚みに対して
薄いものの場合、フィルムの電気的特性に対する影響は
小さく、問題は顕著にはならないが、ポリエステルフィ
ルムの厚みが薄くなると、全体に対する塗布層の厚みの
割合が高くなってくるため、塗布層の特性の影響も考慮
しなければならなくなる。例えば耐電圧や誘電損失等の
特性は、通常、極性基を多く含む構造を有する塗布材で
は不利な影響を与えてしまう。近年の電気機器製品の小
型化に伴って、コンデンサ小型化の要求が強くなってお
り、その誘電体として用いるフィルムの薄膜化は必須で
ある。このため誘電体として用いるポリエステルフィル
ムに要求される特性は極めて厳しく、上記した塗布層の
影響までも含めた特性向上が必要になってきている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
に鑑み鋭意検討を行った結果、塗布層を有するポリエス
テルフィルムであって、当該フィルムが特定の配向およ
び密度の要件を満たす場合に、高度な電気的特性と耐湿
熱性を同時に満足し、コンデンサ誘電体として優れた特
性を有することを見いだし、本発明を完成するに至っ
た。

【０００９】すなわち本発明の要旨は、少なくとも片面
に水溶性または水分散性樹脂からなる厚み０．００５μ
ｍ〜１．０μｍの塗布層を有し、かつフィルムの厚み方
向の屈折率（ｎα）が１．４９０以上、面配向度（Δ
Ｐ）が０．１５５〜０．１７０、密度が１．３９５０ｇ
／ｃｍ³ 未満であることを特徴とするコンデンサ用二軸
配向ポリエステルフィルムに存する。

【００１０】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
フィルムを構成するポリエステルとは、芳香族ジカルボ
ン酸またはそのエステルとグリコールとを主たる出発原
料として得られるポリエステルであり、繰り返し構造単
位の８０％以上がエチレンテレフタレート単位またはエ
チレン−２，６−ナフタレート単位を有するポリエステ
ルを指す。そして、上記の範囲を逸脱しない条件下であ
れば、他の第三成分を含有していてもよい。芳香族ジカ
ルボン酸成分としては、例えば、テレフタル酸および
２，６−ナフタレンジカルボン酸以外に、例えば、イソ
フタル酸、フタル酸、アジピン酸、セバシン酸、オキシ
カルボン酸（例えば、ｐ−オキシエトキシ安息香酸等）
等を用いることができる。グリコール成分としては、エ
チレングリコール以外に、例えば、ジエチレングリコー
ル、プロピレングリコール、ブタンジオール、１，４−
シクロヘキサンジメタノール、ネオペンチルグリコール
等の一種または二種以上を用いることができる。

【００１１】かかるポリエステルの極限粘度は、通常
０．４５以上、好ましくは０．５０〜１．０、さらに好
ましくは０．５２〜０．８０の範囲である。極限粘度が
０．４５未満では、フィルム製造時の生産性が低下した
り、フィルムの機械的強度が低下するという問題が生ず
る恐れがある。一方、ポリマーの溶融押出安定性の点か
ら、極限粘度は１．０を超えないことが好ましい。

【００１２】本発明のポリエステルフィルムは、フィル
ム製造時の傷の発生防止や、フィルムに滑り性を与えて
取扱い性を向上する目的で、ポリエステルに粒子を含有
させ、フィルム表面に適度な突起を形成させることが好
ましい。かかる目的で用いることのできる粒子の例とし
ては、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、シリカ、カ
オリン、タルク、二酸化チタン、アルミナ、硫酸バリウ
ム、フッ化カルシウム、フッ化リチウム、ゼオライト、
硫化モリブデン等の無機粒子、架橋高分子粒子、シュウ
酸カルシウム等の有機粒子、およびポリエステル重合時
に生成させる析出粒子を挙げることができる。

【００１３】本発明のフィルムに含有させる粒子の平均
粒径は、好ましくは０．００５〜５．０μｍ、さらに好
ましくは０．０１〜３．０μｍの範囲である。平均粒径
が５．０μｍを超えると、粗面化により絶縁性が低下し
たり、粒子がフィルム表面から脱落して絶縁欠陥の原因
となる等の問題が生ずるようになる恐れがある。また、
平均粒径が０．００５μｍ未満では、突起形成が不十分
な傾向があり、フィルムの表面に傷が発生したり、フィ
ルムの取扱い性が低下してしまうことがある。

【００１４】また、粒子含有量はポリエステルに対し、
０．０１〜５．０重量％、さらには０．０５〜３．０重
量％、特には０．１〜２．０重量％の範囲であることが
望ましい。粒子含有量が０．０１重量％未満では、フィ
ルム表面の突起が不足して滑り性が不十分となる場合が
ある。一方、粒子含有量が５．０重量％を超えると、粒
子の脱落が起こりやすくなったり、粒子が凝集して粗大
突起を形成し、絶縁欠陥等の問題が生ずるようになる恐
れがある。

【００１５】フィルム中に、かかる粒子を２種類以上配
合してもよく、同種の粒子で粒径の異なるものを配合し
てもよい。いずれにしても、フィルムに含有する粒子全
体の平均粒径、および合計の含有量が上記した範囲を満
足することが好ましい。粒子を含むポリエステルの製造
に際して、粒子はポリエステルの合成反応中に添加して
もポリエステルに直接添加してもよい。合成反応中に添
加する場合は、粒子をエチレングリコール等に分散させ
たスラリーとして、ポリエステル合成の任意の段階で添
加する方法が好ましい。一方、ポリエステルに直接添加
する場合は、乾燥した粒子として、または、水あるいは
沸点が２００℃以下の有機溶媒中に分散したスラリーと
して、２軸混練押出機を用いてポリエステルに添加混合
する方法が好ましい。なお、添加する粒子は、必要に応
じ、事前に解砕、分散、分級、濾過等の処理を施してお
いてもよい。

【００１６】粒子の含有量を調節する方法としては、上
記した方法で高濃度に粒子を含有するマスター原料を作
っておき、それを製膜時に、実質的に粒子を含有しない
原料で希釈して粒子含有量を調節する方法が有効であ
る。また、上記の突起形成剤以外の添加剤として、必要
に応じて、帯電防止剤、安定剤、潤滑剤、架橋剤、ブロ
ッキング防止剤、酸化防止剤、着色剤、光線遮断剤、紫
外線吸収剤などを、コンデンサ特性を悪化させない範囲
内で含有していてもよい。

【００１７】本発明のポリエステルフィルムは、最終的
に得られる特性が本発明の用件を満足する限り、多層構
造となっていても構わない。また、本発明のフィルム
は、蒸着金属との接着性を高めるため、少なくとも一方
のフィルム表面に塗布層を設ける。塗布層を構成する塗
布材の例としては、ポリエステル、ポリアミド、ポリス
チレン、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリア
リレート、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ
ビニルブチラール、ポリビニルアルコール、ポリウレタ
ンなどの樹脂およびこれらの樹脂の共重合体や混合体な
どを挙げることができる。これらの中で最も好ましい塗
布剤樹脂は、ポリウレタン系樹脂である。ポリウレタン
系樹脂を用いた場合、極めて高度な接着性と長期耐湿熱
安定性を得ることができる。以下、このポリウレタン系
樹脂からなる塗布層について詳しく説明する。

【００１８】本発明の実施態様の一つであるポリウレタ
ン系塗布層は、芳香族ポリウレタンを含有する塗布液、
好ましくは芳香族ポリウレタンと脂肪族ポリウレタンと
を含有する塗布液を塗布した後、乾燥して得られる。芳
香族ポリウレタンの塗布層中に占める割合は、通常２０
重量％以上、好ましくは３０〜９０重量％、さらに好ま
しくは３０〜８０重量％の範囲である。塗布層中の芳香
族ポリウレタンの割合が少ないと所望のコンデンサ特性
が得られないことがある。

【００１９】脂肪族ポリウレタンの塗布層中に占める割
合は、通常８０重量％以下、好ましくは１０〜７０重量
％、さらに好ましくは２０〜７０重量％の範囲である。
脂肪族ポリウレタンを用いることにより、塗布層の耐加
水分解性が改良され、長期耐湿熱性が向上する。本発明
で用いるポリウレタンを構成する成分として以下のよう
なポリオール、ポリイソシアネート、鎖長延長剤、架橋
剤などを例示できる。

【００２０】ポリオールの例としては、ポリオキシエチ
レングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポ
リオキシプロピレントリオール、ポリオキシテトラメチ
レングリコールのようなポリエーテル類、ポリエチレン
アジペート、ポリエチレン−ブチレンアジペート、ポリ
プロピレンアジペート、ポリヘキシレンアジペート、ポ
リカプロラクトンのようなポリエステル類、アクリル系
ポリオール、ひまし油などが挙げられる。

【００２１】ポリイソシアネートの例としては、トリレ
ンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、
４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、１，５
−ナフタレンジイソシアネートのような芳香族系ジイソ
シアネート、キシリレンジイソシアネート、ヘキサメチ
レンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、４，
４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、イソ
ホロンジイソシアネートのような脂肪族系ジイソシアネ
ートなどが挙げられる。

【００２２】鎖延長剤あるいは架橋剤の例としては、エ
チレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオ
ール、ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、トリ
メチロールプロパン、グリセリン、ヒドラジン、エチレ
ンジアミン、ジエチレントリアミン、４，４’−ジアミ
ノジフェニルメタン、４，４’−ジアミノジシクロヘキ
シルメタン、水などが挙げられる。

【００２３】本発明における芳香族ポリウレタンとは、
上述のポリイソシアネート成分が芳香族であるポリウレ
タンであり、同様に脂肪族ポリウレタンとは、ポリイソ
シアネート成分が脂肪族であるポリウレタンを指す。ポ
リウレタンの合成時に 芳香族ポリイソシアネートと脂
肪族ポリイソシアネートの併用はしばしば行われが、１
分子内に芳香族ポリイソシアネートと脂肪族ポリイソシ
アネートの２種類以上のポリイソシアネートを有するポ
リウレタンも特に好ましく用いられ得る。

【００２４】本発明におけるポリウレタンは、安全衛生
上、水を媒体とする塗布剤であることが望ましいが、本
発明の要旨を越えない範囲内で、水溶性または水分散性
樹脂の助剤として有機溶剤を含有していてもよい。水を
媒体とする場合は、界面活性剤などによって強制分散化
した塗布剤であってもよいが、好ましくはポリエーテル
類のような親水性のノニオン成分や、四級アンモニウム
塩のようなカチオン性基を有する自己分散型塗布剤であ
り、さらに好ましくは、アニオン性基を有する水溶性ま
たは水分散性の塗布剤である。アニオン性基を有する水
溶性または水分散性の塗布剤とは、アニオン性基を有す
る化合物を共重合やグラフトなどにより樹脂に結合させ
たものであり、スルホン酸、カルボン酸、リン酸および
それらの塩等から適宜選択される。

【００２５】樹脂に水溶性を付与するためにはアニオン
性基の対イオンはアルカリ金属イオンとするのがよい
が、後述するコンデンサの耐湿熱性の観点からアニオン
性基の対イオンはアンモニウムイオンを含むアミン系オ
ニウムイオンから選択することが好ましい。アニオン性
基を有する水溶性または水分散性の塗布剤のアニオン性
基の量は、０．０５〜８重量％の範囲が好ましい。アニ
オン性基量が０．０５重量％未満では、樹脂の水溶性あ
るいは水分散性が劣ることがあり、アニオン性基量が８
重量％を超えると、塗布後の下塗り層の耐水性が劣った
り、吸湿してフィルムが相互に固着したり、耐湿熱接着
性を低下させたりすることがある。

【００２６】本発明における塗布液には、塗布層の固着
性（ブロッキング性）、耐水性、耐溶剤性、機械的強度
の改良のために架橋剤としてイソシアネート系化合物、
エポキシ系化合物、アミン系化合物、アジリジン化合
物、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、ジ
ルコ−アルミネート系カップリング剤、過酸化物、熱お
よび光反応性のビニル化合物や感光性樹脂などを含有し
てもよい。

【００２７】また、固着性や滑り性改良のために、塗布
層中に無機系微粒子としてシリカ、シリカゾル、アルミ
ナ、アルミナゾル、ジルコニウムゾル、カオリン、タル
ク、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、酸化チタン、
硫酸バリウム、カーボンブラック、硫化モリブデン、酸
化アンチモンゾルなどを、有機系微粒子としてポリスチ
レン、ポリエチレン、ポリアミド、ポリエステル、ポリ
アクリル酸エステル、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、
フッ素樹脂などを含有していてもよい。さらに、必要に
応じて消泡剤、塗布性改良剤、増粘剤、帯電防止剤、有
機系潤滑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、発泡剤、染
料、顔料などを含有していてもよい。

【００２８】塗布液中のアルカリ金属含有量は、塗布液
の固形分中、好ましくは１０００ｐｐｍ以下であり、さ
らに好ましくは５００ｐｐｍ以下であり、特に好ましく
は２００ｐｐｍ以下である。塗布液中のアルカリ金属含
有量が多くなると、コンデンサの耐湿熱特性が悪くなる
傾向がある。工業的実生産の原料合成から調液工程にお
いて塗布液中のアルカリ金属の不純物としての混入は避
けられない。また商業的に入手可能な塗布剤に水道水
や、地下水が用いられることもしばしばである。さらに
は、本発明に好ましく用いられるアニオン系樹脂の親水
性官能基の対イオンとして、アルカリ金属が用いられる
ことは樹脂の水溶化のために一般的である。したがっ
て、必要に応じて脱イオン処理を施すことで所望の塗布
液を得る場合もある。

【００２９】上述の塗布液をポリエステルフィルムに塗
布する方法としては原崎勇次著、槙書店、１９７９年発
行、「コ−ティング方式」に示されるリバースロールコ
ーター、グラビアコーター、ロッドコーター、エアドク
ターコーターあるいはこれら以外の塗布装置を用いるこ
とができる。塗布層は、フィルム製造工程内で設けても
よいし、フィルム製造後に塗布してもよい。特に塗布厚
みの均一性や、生産効率の点で、フィルム製造工程内で
塗布する方法が好ましい。

【００３０】フィルム製造工程内で塗布する方法として
は、ポリエステル未延伸フィルムに塗布液を塗布し、逐
次あるいは、同時に二軸延伸する方法、一軸延伸された
ポリエステルフィルムに塗布し、さらに先の一軸延伸方
向と直角の方向に延伸する方法、あるいは二軸延伸ポリ
エステルフィルムに塗布し、さらに横および／または縦
方向に延伸する方法などがある。

【００３１】塗布層の厚さは、０．００５〜１．０μｍ
の範囲であり、好ましくは０．０１〜０．５μｍの範囲
である。塗布層の厚さは、コンデンサ小型化の要請から
も薄くすることが好ましい。特に塗布層厚みが１．０μ
ｍを超えると電気的特性を悪化させるため好ましくな
い。一方、塗布層の厚みが０．００５μｍ未満の場合に
は、塗布ムラや塗布ヌケが生じやすくなり、好ましくな
い。

【００３２】上記のようにして形成された塗布層の水滴
接触角は６０°以上であることが好ましい。水滴接触角
が６０°未満であると、金属蒸着膜との耐水接着性が劣
ることがある。したがって、塗布剤の親水基量、乳化剤
量、親水性化合物量を適宜変更することが好ましい。

【００３３】また、上記のように形成された塗布層表面
の中心線平均粗さ（Ｒａ）は好ましくは０．００５〜
０．５μｍの範囲であり、さらに好ましくは０．０２〜
０．３μｍの範囲であり、特に好ましくは０．０５〜
０．１μｍの範囲である。Ｒａが０．００５μｍ未満で
は、フィルムの滑り性が不十分となることがある。一
方、Ｒａが０．５μｍを超えると、表面が粗れすぎて耐
電圧特性や耐湿熱特性が悪化することがある。

【００３４】上記したように、フィルムに塗布層を設け
ることにより耐湿熱特性を向上できるが、かかる塗布層
を設けるフィルムの配向特性および結晶化度が本発明で
規定する特定範囲内である場合、耐湿熱安定性がさらに
高度に達成されることに加え、極めて優れた電気的特性
が得られる。すなわち、フィルムの厚み方向の屈折率
（ｎα）が１．４９０以上、面配向度（ΔＰ）が０．１
５５〜０．１７０の範囲、密度が１．３９５０ｇ／ｃｍ
³ 未満である場合、優れた特性を得ることができる。

【００３５】面配向度（ΔＰ）は、フィルムの主配向方
向の屈折率をｎγ、主配向方向と直角方向の屈折率をｎ
β、厚み方向の屈折率をｎαとすると ΔＰ＝（ｎγ＋ｎβ）／２−ｎα で与えられる。

【００３６】ｎαおよびΔＰが上記条件を満足する場
合、塗布層とフィルムとの接着力が格段に向上するた
め、得られる耐湿熱性が極めて高度なものになる。これ
に加えて、本発明のフィルムは配向を低くしているた
め、内部ボイドが形成されにくいこと、また摩擦係数が
低くなることから電気的欠陥部が少なく、電気特性が極
めて良好になるのである。密度が１．３９５０未満であ
ること、すなわちフィルムの結晶化度が低い場合、フィ
ルムの電気特性、例えば誘電率や誘電損失特性が良好に
なり、塗布層が極性基を多数含有するため電気特性が悪
いような場合でもフィルム全体としての電気特性は極め
て良好なものとなるのである。

【００３７】本発明のかかる効果を一層高めるため、ｎ
αを１．４９２以上、ΔＰを０．１５５〜０．１６５の
範囲とすることが好ましい。また、本発明においては、
フィルム表面に突起と該突起を核とした長径が少なくと
も３μｍの凹凸単位が１〜２０００個／ｍｍ² の範囲で
存在することが好ましい。かかる突起が存在する場合、
フィルムの表面粗度は大きくならずに摩擦係数を低下さ
せることができるため、フィルム表面の傷等による電気
的欠陥の発生を防ぐことができ、かつ金属層との密着性
を向上し、コンデンサとしたときの特性が極めて良好と
なる。

【００３８】次に、本発明のフィルムの製造法を具体的
に説明する。ポリエステル原料を、押出装置に供給し、
ポリエステルの融点以上の温度で溶融押出してスリット
状のダイから溶融シートとして押し出す。次に、溶融シ
ートを、回転冷却ドラム上でガラス転移温度以下の温度
になるように急冷固化し、実質的に非晶状態の未配向シ
ートを得る。この場合、シートの平面性を向上させるた
め、シートと回転冷却ドラムとの密着性を高める必要が
あり、本発明においては静電印加密着法および／または
液体塗布密着法が好ましく採用される。

【００３９】静電印加密着法とは、通常、シートの上面
側にシートの流れと直交する方向に線状電極を張り、該
電極に約５〜１０ｋＶの直流電圧を印加することにより
シートに静電荷を与え、ドラムとの密着性を向上させる
方法である。また、液体塗布密着法とは、回転冷却ドラ
ム表面の全体または一部（例えばシート両端部と接触す
る部分のみ）に液体を均一に塗布することにより、ドラ
ムとシートとの密着性を向上させる方法である。本発明
においては必要に応じ両者を併用してもよい。

【００４０】本発明においてはこのようにして得られた
シートを二軸方向に延伸してフィルム化するが、その延
伸および熱処理条件を適切な範囲とすることにより、本
発明のフィルムの特徴である配向と結晶化度を達成させ
ることができる。二軸延伸条件について具体的に述べる
と、前記未延伸シートをまず第一軸方向にその複屈折率
（Δｎ）が０．０９以下、好ましくは０．０８以下とな
るように延伸する。延伸温度範囲は７０〜１５０℃、延
伸倍率は２．５〜６倍の範囲とし、温度と倍率を適宜組
み合わせることにより、所望の複屈折率となるようにす
る。延伸は一段階または二段階以上で行うことができ
る。次に第二軸方向、すなわち第一軸方向と直交する方
向に一軸配向フィルムを一旦ガラス転移点以下に冷却す
るか、または冷却することなく、例えば９０〜１５０℃
の温度範囲に予熱して、さらにほぼ同温度の下で２．５
〜５倍、好ましくは３．０〜４．５倍に延伸を行い、二
軸に配向したフィルムを得る。

【００４１】なお、第一軸方向の延伸を２段階以上で行
うことによれば、良好な厚さ均一性を達成できるので好
ましい。この場合、第一軸方向延伸の最終段延伸前の複
屈折率Δｎ１を０．０１５〜０．０５５の範囲とするこ
とが好ましい（以後前段延伸と称することがある）。Δ
ｎ１が０．０１５未満であったり、０．０５５を超える
場合には、最終段延伸後の複屈折率Δｎを０．０９以下
にしようとすると厚み斑が悪化するようになるため好ま
しくない。

【００４２】一方、コストの点を考慮すると、長手方向
の延伸倍率を低くすることは、ラインスピードの低下を
招くので好ましくない。すなわち、長手方向の総合延伸
倍率を高くしてラインスピードを高くし、生産性を向上
することが好ましい。かかる目的で、長手方向の延伸処
方として、いわゆるスーパードローもしくはスーパード
ロー近傍領域の処方を採用することもできる。すなわ
ち、前段延伸において、９０〜１５０℃の温度で長手方
向に延伸し、Δｎ１を０．０１５〜０．０５５の範囲と
することが好ましい。その際、前段延伸を１段階で行う
こともできるが、２段階以上で行うこともでき、その場
合は最初１００〜１５０℃の範囲で、いわゆるスーパー
ドローした後、次いでさらに延伸して前段延伸後のΔｎ
１を０．０１５〜０．０５５の範囲とすることもでき
る。また、これらを横延伸した後、さらに長手方向に再
延伸することも可能であるが、いずれにしても長手方向
の総合延伸倍率を３．０倍以上とすることが好適であ
る。

【００４３】かくして得られたフィルムを、３０％以内
の伸長、制限収縮、または定長下で１秒〜５分間熱処理
する。この際、熱処理工程内または熱処理後に長手方向
に１０％以内、好ましくは５％以内の弛緩処理する等の
手法も、特に長手方向の熱収縮率を好適な範囲とするた
めに採用することができる。

【００４４】本発明においては、コンデンサとしての電
気的特性を高度にするために、フィルム密度を１．３９
５０ｇ／ｃｍ³ 未満、好ましくは１．３９４５ｇ／ｃｍ
³ 未満、さらに好ましくは１．３９４０ｇ／ｃｍ³ 未満
とするが、かかる特性を満足するため、上記した熱処理
工程の温度を適宜選択する。熱処理温度は、延伸条件に
もよるが、好ましくは１８０〜２４０℃、さらに好まし
くは２００〜２２５℃の範囲である。熱処理温度が２４
０℃を超えると、フィルム密度が高くなりすぎて高度な
電気的特性が得られなくなる。一方、熱処理温度が１８
０℃未満では、フィルムの熱収縮率が大きくなって、コ
ンデンサ製造時に熱を受ける工程で寸法変化を起こし、
コンデンサの生産性を悪化させたり、耐電圧等のコンデ
ンサ特性が低下する等の問題が生ずる。

【００４５】本発明の塗布層を設ける方法としては、特
に、ロール延伸法により第一軸方向に延伸された一軸延
伸ポリエステルフィルムに塗布液を塗布し、適当な乾燥
を施し、あるいは乾燥を施さず一軸延伸フィルムを直ち
に第二軸方向に延伸し、熱処理を行う方法が好ましい。

【００４６】本方法によるならば、延伸と同時に塗布層
の乾燥が可能になるとともに塗布層の厚さを延伸倍率に
応じて薄くすることができ、かつ厚さの均一性が良好と
なり、しかもフィルムと塗布層との密着性も極めて強固
とすることができる。コスト的にも有利で、コンデンサ
誘電体用基材として好適なフィルムを安価に製造でき
る。

【００４７】本発明における塗布液は、ポリエステルフ
ィルムの片面だけに塗布してもよいし、両面に塗布して
もよい。片面にのみ塗布した場合、その反対面には本発
明における塗布液以外の塗布層を必要に応じて形成し、
本発明のポリエステルフィルムに他の特性を付与するこ
ともできる。

【００４８】なお、塗布剤のフィルムへの塗布性、接着
性を改良するため、塗布前にフィルムに化学処理や放電
処理を施してもよい。また、本発明の二軸延伸ポリエス
テルフィルムの塗布層の接着性、塗布性などを改良する
ために、塗布層形成後に塗布層に放電処理を施してもよ
い。かくして得られる本発明のフィルムは、１２０℃で
３０分間処理した後の長手方向の収縮率が１．５％未満
であることが好ましく、１．０％未満がさらに好まし
い。長手方向の熱収縮率が大きい場合は、コンデンサ製
造時の熱を受ける工程でフィルムが寸法変化を起こし、
生産性が悪化したり、コンデンサの寿命が短縮されてし
まう等の問題が起こる場合がある。

【００４９】さらに本発明のフィルムの長手方向の引っ
張り弾性率は４．０ＧＰａ以上、さらには４．５ＧＰａ
以上であることが望ましい。コンデンサ製造時は、フィ
ルムに張力を与えながらロール間を走行させる工程が多
く、しかも張力を与えながら熱を加える工程も存在す
る。従って、フィルムの長手方向の引っ張り弾性率が低
いとかかる工程でフィルムが伸びてしまい、その変形
が、引き続く工程での生産性低下や、コンデンサ寿命へ
の悪影響等の問題を起こすことがある。特に熱がかかる
工程でのフィルムの伸びを防止するため、本発明におい
ては、１２０℃における長手方向の引っ張り弾性率が
２．０ＧＰａ以上、さらには２．５ＧＰａ以上であるこ
とが望ましい。

【００５０】本発明において、蒸着する金属としては、
アルミニウム、パラジウム、亜鉛、ニッケル、金、銀、
銅、インジウム、錫、クロム、チタン等が挙げられる
が、特に好ましい金属はアルミニウムである。なお、上
記の金属には金属の酸化物も含まれる。金属蒸着膜の厚
さは１０〜５０００Åの範囲が好ましく、蒸着の方法
は、一般的には真空蒸着法によるが、エレクトロプレー
ティング法、スパッタリング法等の方法によってもよ
い。なお、金属蒸着層はポリエステルフィルムの両面に
設けてもよい。また、金属蒸着後に蒸着金属層の表面処
理や他の樹脂による被覆処理を行ってもよい。

【００５１】このようにして得られた金属蒸着ポリエス
テルフィルムを２枚重ね合わせて巻回（両面金属蒸着ポ
リエステルフィルムと本発明におけるポリエステルフィ
ルムを含む他のフィルムとの巻回も含む）、または多数
枚積層してコンデンサ素子を作り、常法に従って、例え
ば、熱プレス、テーピング、メタリコン、電圧処理、両
端面封止、リード線取り付けなどを行ってコンデンサと
することができるが、これらに限定されるわけではな
い。コンデンサの長期信頼性の点から、本発明における
コンデンサは、その電極間に６０Ｖ／μｍの直流電圧を
印加しながら温度６０℃、湿度９５％ＲＨ雰囲気下に１
０００時間放置した後の静電容量変化率が−１０〜１０
％であることが好ましい。

【００５２】

【実施例】以下、本発明を実施例を挙げてさらに詳細に
説明するが、本発明は、その要旨を越えない限り、以下
の実施例によって限定されるものではない。なお、実施
例中の評価方法は下記のとおりである。実施例および比
較例中、「部」とあるのは「重量部」を示す。

【００５３】（１）ポリマーの極限粘度 ［η］ （ｄ
ｌ／ｇ） ポリマー１ｇをフェノール／テトラクロロエタン＝５０
／５０（重量比）の混合溶媒１００ｍｌに溶解させて、
３０℃で測定した。 （２）粒子の平均粒径 島津製作所製遠心沈降式粒度分布測定装置（ＳＡ−ＣＰ
３型）で測定した等価球形分布における積算体積分率５
０％の粒径を平均粒径とした。

【００５４】（３）中心線平均粗さ（Ｒａ） （株）小坂研究所製表面粗さ測定機（ＳＥ−３Ｆ）を用
いて次のようにして求めた。すなわち、フィルム断面曲
線からその中心線の方向に基準長さＬ（２．５ｍｍ）の
部分を抜きとり、この抜き取り部分の中心線をｘ軸、縦
倍率の方向をｙ軸として粗さ曲線ｙ＝ｆ（ｘ）で表した
とき、次式で与えられた値を〔μｍ〕で表した。中心線
平均粗さは、試料フィルム表面から１０本の断面曲線を
求め、これらの断面曲線から求めた抜き取り部分の中心
線平均粗さの平均値で表した。なお、触針の先端半径は
２μｍ、荷重は３０ｍｇとし、カットオフ値は０．０８
ｍｍとした。

【００５５】

【数１】

【００５６】（４）面配向度（ΔＰ）および厚み方向の
屈折率（ｎα） アタゴ光学社製アッベ式屈折計を用い、フィルム面内の
屈折率の最大値ｎγ、それに直角の方向の屈折率ｎβ、
およびフィルム厚さ方向の屈折率ｎαを測定し、次式よ
り面配向度ΔＰを算出した。なお、屈折率の測定は、ナ
トリウムＤ線を用い、２３℃で行った。

【００５７】

【数２】

【００５８】（５）ｎ−ヘプタンと四塩化炭素との混合
液による密度勾配管法により測定した。なお、測定温度
は２５℃で行った。 （６）水滴接触角 温度２３℃、湿度５０％ＲＨ雰囲気下での試料フィルム
と蒸留水との接触角を接触角計（協和界面化（株）社
製、ＣＡ−ＤＴ−Ａ型）を用いて測定した。接触角は、
左右２点、試料数３点で計６点測定し、平均値を求め接
触角とした。なお、水滴の直径は２ｍｍとし、滴下後１
分後の数値を読み取った。

【００５９】（７）アルカリ金属イオンの分析 バリアン社製原子吸光分析計（スペクトロＡＡ）を用い
て、Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ，Ｆｒについて検量線
法により定量した。 （８）電気的特性評価 （ｉ）耐電圧特性 ＪＩＳ Ｃ−２３１９に準じて測定を行った。すなわ
ち、１０ｋＶ直流耐電圧試験機を用い、２３℃、５０％
ＲＨの雰囲気下にて、１００Ｖ／秒の昇圧速度で上昇さ
せ、フィルムが破壊し短絡した時の電圧を読み取った。

【００６０】（ｉｉ）静電容量の変化 （コンデンサの製造）以下のようにしてコンデンサを製
造して評価した。すなわち、フィルム表面に、抵抗加熱
型金属蒸着装置を用い、真空室の圧力を１０^-4Ｔｏｒｒ
以下としてアルミニウムを４５０Åの厚みに蒸着した。
その際、ポリエステルフィルムの長手方向にマージン部
を有するストライプ状に蒸着した（蒸着部の幅８ｍｍ、
マージン部の幅１ｍｍの繰り返し）。得られた蒸着ポリ
エステルフィルムは、左または右に幅１ｍｍのマージン
部を有する４．５ｍｍ幅のテープ状にスリットした。得
られた、左マージンおよび右マージンの蒸着ポリエステ
ルフィルム各１枚づつを併せて巻回し、巻回体を得た。
このとき、幅方向に蒸着部分が、０．５ｍｍづつはみ出
すように２枚のフィルムをずらして巻回した。この巻回
体を温度１４０℃、圧力５０ｋｇ／ｃｍ² 、で５分間プ
レスした。プレス後の巻回体の両端面にメタリコンを溶
射後リ−ド線を付した後、液状のビスフェノールＡ型エ
ポキシ樹脂による含浸層、および粉末状エポキシ樹脂を
加熱溶融することによる最低厚さ０．５ｍｍの外装を形
成して、静電容量０．１μＦのフィルムコンデンサとし
た。

【００６１】（静電容量変化の測定）得られたコンデン
サの電極間に６０Ｖ／μｍの直流電圧を印加しつつ温度
６０℃、湿度９５％ＲＨの雰囲気下に１０００時間放置
し、初期静電容量を基準値とする静電容量変化率を求め
た。すなわち、１０００時間後の静電容量から初期静電
容量を差し引いた値を、初期静電容量で除して百分率で
表記した。

【００６２】（ｉｉｉ）交流耐電圧 上記で得られたコンデンサの電極間に１ｋＨｚの交流電
圧を印加し、絶縁破壊が起こるまでの時間（ｔ）を測定
した。印加電圧（Ｖ）を変えて同じ測定を行い、Ｖとｔ
との関係をプロットし、ｔ＝１５時間の時の印加電圧を
交流耐電圧とした。かかる交流耐電圧の１００℃での値
と２５℃での値を比較して、以下の基準で評価した。 ランクＡ：１００℃でも交流耐電圧の低下は小さく、良
好 ランクＢ：１００℃で交流耐電圧やや低下するが、実用
上問題ない ランクＣ：１００℃での交流耐電圧の低下が大きく、実
用上問題がある

【００６３】実施例１ （ポリウレタンの合成）テレフタル酸６６４部、イソフ
タル酸６３１部、１，４−ブタンジオール４７２部、ネ
オペンチルグリコール４４７部からなるポリエステルポ
リオールを得、これにアジピン酸３２１部、ジメチロー
ルプロピオン酸２６８部を加え、カルボキシル基含有ポ
リエステルポリオールを得た。このポリエステルポリオ
ール１８８０部にトリレンジイソシアネート１６０部を
加えて芳香族ポリエステルポリウレタン溶液を得た。得
られた溶液をアンモニア水溶液中に投入しながら溶剤を
除去し、芳香族ポリエステルポリウレタン水分散体
（Ａ）を得た。一方、トリレンジイソシアネートの代わ
りに４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネー
トを用いる以外は上記と同様にして脂肪族ポリエステル
ポリウレタン水分散体（Ｂ）を得た。

【００６４】（フィルム原料ポリエステルの製造）ジメ
チルテレフタレート１００部、エチレングリコール６０
部および酢酸マグネシウム４水塩０．０９部を反応器に
とり、加熱昇温するとともにメタノールを留去してエス
テル交換反応を行い、反応開始から４時間を要して２３
０℃まで昇温し、実質的にエステル交換反応を終了し
た。

【００６５】次いで、粒径１．５μｍのシリカ粒子０．
３部をエチレングリコールスラリーとして添加した。ス
ラリー添加後、さらにリン酸０．０５部、三酸化アンチ
モン０．０４部を加え、徐々に反応系を減圧とし、温度
を高めて重縮合反応を４時間行い、極限粘度０．６５の
ポリエステル（ａ）を得た。

【００６６】（ポリエステルフィルムの製造）ポリエス
テル（ａ）を常法により乾燥して押出機に供給し、２９
０℃で溶融してシート状に押出し、静電印加密着法を用
いて冷却ロール上で急冷し、無定形シートとした。得ら
れたシートを、ロール延伸法を用いて縦方向に８５℃で
２．５倍延伸した後、さらに９５℃で１．４倍延伸し
た。該一軸延伸フィルムに上述の芳香族ポリエステルポ
リウレタン（Ａ）５０部（固形分重量、以下同様）、脂
肪族ポリエステルポリウレタン（Ｂ）５０部からなり、
水を媒体とする塗布液をフィルムの両面に塗布し、次い
でフィルムをテンターに導いて、横方向に１２０℃で
４．２倍延伸し、２１５℃で熱処理を行い、塗布層の厚
さ０．０４μｍ 、基材ポリエステルフィルムの厚さ５
μｍの二軸延伸ポリエステルフィルムを得た。塗布液中
のアルカリ金属含有量は塗布液の固形分換算値で、Ｎａ
が５０ｐｐｍ、Ｋが６．０ｐｐｍであり、その他のアル
カリ金属は検出限界以下であった。また、塗布層の水滴
接触角は６３°、中心線平均粗さ（Ｒａ）は０．０２５
μｍであった。得られたフィルムを用いて得られた金属
蒸着フィルムコンデンサは、下記表１に示すとおり、耐
電圧特性に優れ、静電容量の変化の少ない、耐湿熱特性
に優れる金属蒸着ポリエステルフィルムコンデンサであ
った。

【００６７】比較例１ 実施例１において塗布液を塗布しないこと以外は実施例
１と同様にしてポリエステルフィルムを得た。得られた
フィルムを用いて製造したコンデンサは、実施例１と比
較して、耐湿熱特性に劣っていた。

【００６８】実施例２〜５ 実施例１における塗布剤の芳香族ポリエステルポリウレ
タンと脂肪族ポリエステルポリウレタンとの比を表１に
示す組成として塗布処理を施したこと以外は実施例１と
同様にしてポリエステルフィルムを得た。

【００６９】実施例６ 実施例１において、塗布剤中の塩化ナトリウム含有量が
塗布液の固形分換算値として、ナトリウムが２０００ｐ
ｐｍ、カリウムが７．０ｐｐｍである塗布液であること
以外は、実施例１と同様の塗布剤組成物を使用し、フィ
ルム製造条件も実施例１と同様にしてポリエステルフィ
ルムを得た。得られたフィルムを用いて得られたコンデ
ンサは、実施例１と比較して、耐湿熱特性がやや劣って
いた。

【００７０】比較例２ 実施例１において、横方向に延伸した後の熱処理温度を
２４５℃としたこと以外は実施例１と同様にして、塗布
層を有するポリエステルフィルムを得た。得られたフィ
ルムを用いて製造したコンデンサは、交流耐電圧に劣る
ものであった。

【００７１】比較例３ 実施例１において、フィルム延伸条件を次のように変更
した。すなわち、ロール延伸法による縦方向の延伸を、
まず８２℃にて２．９倍、次いで７５℃にて１．４倍と
し、塗布層形成後、テンターで１１０℃にて４．５倍横
延伸し、さらに２３０℃で熱処理を行った。なお、塗布
剤の組成は実施例１と同じとした。得られたフィルムを
用いて製造したコンデンサは、交流耐電圧に劣るもので
あった。以上、得られた結果をまとめて下記表１〜３に
示す。

【００７２】

【表１】

【００７３】

【表２】

【００７４】

【表３】

【００７５】

【発明の効果】本発明のフィルムは、電極金属層との密
着性に優れ、金属蒸着フィルムコンデンサの誘電体とし
て用いたときに、高度な電気特性と耐湿熱特性を与え、
コンデンサの長期信頼性向上に寄与することができ、そ
の工業的価値は高い。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｂ２９Ｋ 67:00 Ｂ２９Ｌ 7:00

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも片面に水溶性または水分散性
   樹脂からなる厚み０．００５〜１．０μｍの塗布層を有
   し、かつフィルムの厚み方向の屈折率（ｎα）が１．４
   ９０以上、面配向度（ΔＰ）が０．１５５〜０．１７
   ０、密度が１．３９５０ｇ／ｃｍ³ 未満であることを特
   徴とするコンデンサ用二軸配向ポリエステルフィルム。