JPH08250373A - 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
未満、面配向度（ΔＰ）が０．１７０を超え、フィルム
の長手方向のヤング率が５．０ＧＰａ以上であることを
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、高度な電気特性および耐
湿熱性を与える、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。

【０００３】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。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必要である。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
かないという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。

【０００７】かかる問題点を解決するために、塗布層を
設けたポリエステルフィルムを使用する方法が提案され
てきたが、その場合でも、いくつかの問題点が存在す
る。すなわち、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という問題がある。

【０００８】また、さらに高度な特性を得るためには、
フィルムに金属蒸着を行う工程におけるフィルムに与え
られるダメージの影響に考慮する必要がある。すなわ
ち、通常の金属蒸着工程ではフィルムの巻出し、巻取り
の間で蒸着を行うことになるため、フィルムは張力がか
かった状態で熱的なダメージを受けることになる。かか
る蒸着工程で機械的および熱的に過酷な状態にさらされ
ても、フィルムが優れた特性を保持し、コンデンサ特性
を低下させないことが必要である。

【０００９】最近の各種電子機器の発達は顕著であり、
コンデンサに求められる長期信頼性、特に長期耐湿熱安
定性への要求は、さらに増大している。従って、かかる
高信頼性を有するコンデンサの誘電体に用いられるフィ
ルムへの要求特性も一段と厳しいものとなってきた。し
かも、近年の電気機器製品の小型化に伴うコンデンサ小
型化の要求も強く、その誘電体として用いるフィルムの
薄膜化は必須であり、上記した塗布層の影響までも含め
た総合的な特性向上が必要になってきている。

【００１０】

【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の要
件を満たし、かつ機械的強度が大きい場合に、高度な電
気的特性と耐湿熱性を同時に満足でき、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。

【００１１】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０．００５
μｍ〜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未満、面配向度（Δ
Ｐ）が０．１７０を超え、フィルムの長手方向のヤング
率が５．０ＧＰａ以上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。

【００１２】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。かかる第三
成分のうち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、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。またグリコール成
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。

【００１３】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。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。

【００１４】本発明のポリエステルフィルムは、フィル
ム製造時のフィルムへの傷発生防止や、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。

【００１５】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傾向がある。また、
平均粒径が０．００５μｍ未満では、突起形成が不十分
なため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恐れがある。

【００１６】また、粒子含有量はポリエステルに対し、
通常０．０１〜５．０重量％、好ましくは０．０５〜
２．０重量％、さらに好ましくは０．１〜１．５重量％
である。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傾向があ
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。

【００１７】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、こと前に解砕、分散、分級、濾過等の処理を施して
おいてもよい。

【００１８】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。

【００１９】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構成を満足する限り、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、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。

【００２０】本発明におけ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３０〜８
０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。

【００２１】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
におけ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。

【００２２】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−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。

【００２３】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。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。

【００２４】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るが、
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。

【００２５】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
発明の要旨を超えない範囲内で、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。

【００２６】樹脂に水溶性を付与するためには、アニオ
ン性基の対イオンを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のが好ましい。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。

【００２７】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。

【００２８】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−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。

【００２９】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を避
けることは難しい。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
れることが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。

【００３０】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、「コーティング方式」に示されるリバースロールコ
ータ−、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。

【００３１】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。

【００３２】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ことがあるため
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る。

【００３３】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。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０．０１〜０．３μｍの範囲
であり、特に好ましくは０．０２〜０．１μｍ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が特定範囲内である場合、
耐湿熱安定性が高度に達成される。すなわち、フィルム
の厚み方向の屈折率（ｎα）が１．４９０未満、面配向
度（ΔＰ）が０．１７０を超える場合、優れた特性を得
ることができる。面配向度は、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ｎβ、
厚み方向の屈折率をｎαとすると下記式で与えられる。

【００３５】

【数１】ΔＰ＝（ｎγ＋ｎβ）／２−ｎα ｎαおよびΔＰがかかる条件を満足する場合、フィルム
自身や塗布層の厚み均一性が良好となり、また、金属蒸
着時に受ける熱によるフィルムのダメージが小さくなる
ため、得られる耐湿熱性が極めて高度なものになると考
えられる。本発明のかかる効果を一層高めるため、ｎα
は好ましくは１．４８７未満、ΔＰは好ましくは０．１
７３以上の範囲である。

【００３６】さらにかかる配向特性を有することに加
え、フィルムの密度が１．３９８０ｇ／ｃｍ³未満、好
ましく１．３９６０ｇ／ｃｍ³未満である場合、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を悪化
させる可能性がある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ため好ましい。

【００３７】かかるフィルムの配向条件に加え、フィル
ムの長手方向のヤング率が５．０ＧＰａ以上である必要
があり、好ましくは５．５ＧＰａ以上である。かかる条
件を満足する場合、高度な耐湿熱性が得られる。すなわ
ち、フィルムに金属蒸着を行う工程では、フィルムを巻
出し、一定の張力をかけて走行させながら蒸着する。し
たがって、かかる張力に対して十分な強度、すなわちヤ
ング率を持っていなければ、フィルムは張力に耐えられ
ず、しかも蒸着による熱により大きなダメージを受ける
ことになる。本発明者らの知るところによればかかるダ
メージを受けた場合、蒸着フィルムの耐熱寸法安定性が
低下するため、コンデンサ製造時の歩留まりが低下した
り、得られたコンデンサの電気的特性や耐湿熱性が低下
してしまう。フィルムの長手方向のヤング率が本発明の
範囲にあるならば、かかる電気特性や耐湿熱性が高度に
満足されるのである。

【００３８】これに加え、１００℃におけるフィルムの
長手方向のヤング率が１．０ＧＰａ以上、好ましくは
１．２ＧＰａ以上である場合、かかる蒸着時の熱による
ダメージを受けにくくなるため、コンデンサの電気特性
と耐湿熱性がさらに高度に満足される。また、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２．０％未満であることが好ましく、１．５
％未満がさらに好ましい。かかる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。次
に、本発明のフィルムの製造法を具体的に説明する。

【００３９】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ことが
好ましく、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。

【００４０】ここで言う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。

【００４１】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ヤング率を達成させ
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０．０６以上、好ましくは０．０８以上とな
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８０〜１５０℃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。

【００４２】なお、第一軸方向の延伸を２段階以上で行
うことは、良好な厚さ均一性を達成できるので好まし
い。また、横延伸した後さらに長手方向に再延伸する方
法も可能であるが、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。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または横方向、あるい
は両方向に再延伸を行ってもよい。

【００４３】本発明においては、フィルム密度を１．３
９８０ｇ／ｃｍ³未満、好ましくは１．３９６０ｇ／ｃ
ｍ³未満とすることが望ましく、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１８０〜２
４０℃、さらに好ましくは２００〜２２５℃の範囲であ
る。熱処理温度が２４０℃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恐れ
がある。一方、１８０℃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
ことがある。

【００４４】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。
本方法によるならば、延伸と同時に塗布層の乾燥が可能
になると共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。

【００４５】なお、本方法により塗布を行う場合には、
得られる塗布層の厚みは好ましくは０．００５μｍ〜
０．５μｍ、さらに好ましくは０．０１μｍ〜０．２μ
ｍの範囲である。０．５μｍを超える厚みの塗布層を本
方法で形成させようとすると、塗布層の乾燥に多量の熱
量が必要となり、延伸斑の原因となってしまうため好ま
しくない。一方０．００５μｍ以下の厚みの塗布層を設
けることは、塗布ムラや塗布ヌケが生じやすくなるため
好ましくない。

【００４６】本発明における塗布層は、ポリエステルフ
ィルムの片面だけに設けてもよいが、両面に設けること
が好ましい。また、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層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。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。処理効率やコスト、処
理の簡便さからコロナ放電処理を行うことが特に好まし
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すこともできる。

【００４７】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。

【００４８】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１００
０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。

【００４９】

【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。

【００５０】（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（μｍ） 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。

【００５１】（３）中心線平均粗さ（Ｒａ） （μｍ） （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。

【００５２】

【数２】

【００５３】（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。

【００５４】

【数３】

【００５５】（５）フィルムの密度（ｇ／ｃｍ³ ） 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）ヤング率（ＧＰａ） （株）インテスコ製 引張試験機インテスコモデル２０
０１型を用いて、温度２３℃、湿度５０％ＲＨに調節さ
れた室内において測定した。すなわち、長さ３００ｍ
ｍ、幅２５ｍｍの試料フィルムを、１０％／分のひずみ
速度で引張り、引張応力−ひずみ曲線の初めの直線部分
を用いて次の式によって計算する。

【００５６】

【数４】Ｅ＝Δσ／Δε （上記式中、Ｅは引張弾性率、Δσは直線上の２点間の
元の平均断面積による応力差、Δεは同じ２点間のひず
み差である） なお、平均断面積を求める際のフィルムの厚みは重量法
により求めた。すなわち、１０ｃｍ×１０ｃｍの正方形
に切り出したフィルム１００枚の合計重量を測定し、フ
ィルムの密度を用いて算出した。

【００５７】（７）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。

【００５８】（８）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。

【００５９】（９）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枚づつを合わせて巻回し、巻回体を得
た。このとき、幅方向に蒸着部分が、０．５ｍｍずつは
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６６０部、イソフ
タル酸６３５部、１，４−ブタンジオール４７２部、ネ
オペンチルグリコール４４７部を出発原料としてポリエ
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１
６０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’ー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。次いで、粒径１．３μｍ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。

【００６５】（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
２．６倍延伸した後、さらに９５℃で１．８倍延伸し
た。得られた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１１
２℃で４．１倍延伸し、２１０℃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４．５μm 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４０ｐｐｍ、Ｋが５．０ｐｐｍ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
０．０２３μｍであった。得られたフィルムを用いて製
造し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。

【００６６】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。

【００６７】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。

【００６８】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１０．０ｐｐｍ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製造したコン
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。

【００６９】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。

【００７０】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８５℃にて２．４倍、次いで７５℃にて１．１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。

【００７１】

【表１】

【００７２】

【表２】

【００７３】

【表３】

【００７４】

【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未満、面配向度（ΔＰ）が０．１７０を超え、フィ
   ルムの長手方向のヤング率が５．０ＧＰａ以上であるこ
   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。