| 【発明の名称】 |
コンデンサ用二軸延伸ポリエステルフィルム、金属化フィルムおよびフィルムコンデンサ |
| 【発明者】 |
【氏名】浅野 哲也
【氏名】西田 聖児
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| 【要約】 |
【課題】
【構成】 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルム長手方向に平行な静摩擦係数をμｓｍとし、フィルム幅方向に平行な静摩擦係数をμｓｔとしたとき、静摩擦係数μｓｍおよび静摩擦係数μｓｔがいずれも０．４０〜１．２０の範囲内にあり、かつ静摩擦係数μｓｍと静摩擦係数μｓｔの比（μｓｍ／μｓｔ）が０．７０以上１．０５未満であることを特徴とするコンデンサ用二軸延伸ポリエステルフィルム。
【請求項２】
マイクロメーター法によるフィルム厚みｔ１（μｍ）と重量法によるフィルム厚みｔ２（μｍ）が下記式（１）を満足し、かつフィルム表面の中心線平均粗さＲａ（ｎｍ）が下記式（２）を満足することを特徴とする請求項１記載のコンデンサ用二軸延伸ポリエステルフィルム。
ｔ２≦ｔ１≦１．０５×ｔ２＋０．２５ ・・・（１）
２０≦Ｒａ≦７５ ・・・（２）
【請求項３】
重量法によるフィルム厚みｔ２が０．５〜１０．０μｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１または２記載のコンデンサ用二軸延伸ポリエステルフィルム。
【請求項４】
面配向係数ｆｎが０．１５５〜０．１８０の範囲内にあることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のコンデンサ用二軸延伸ポリエステルフィルム。
【請求項５】
同時二軸延伸法によって製膜製造されてなる請求項１〜４のいずれかに記載のコンデンサ用二軸延伸ポリエステルフィルム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のコンデンサ用二軸延伸ポリエステルフィルムの少なくとも片面に金属膜が設けられてなる金属化フィルム。
【請求項７】
金属膜の表面電気抵抗が１〜２０Ω／□の範囲内にあることを特徴とする請求項６記載の金属化フィルム。
【請求項８】
請求項６または７記載の金属化フィルムを用いてなるフィルムコンデンサ。
【請求項９】
請求項１〜５のいずれかに記載のコンデンサ用二軸延伸ポリエステルフィルムを用いてなるフィルムコンデンサ。
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【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気特性が良く、厚み均一性の良く、かつハンドリング性に優れたコンデンサ用二軸延伸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、本発明は、生産性と加工性、および耐電圧性に優れたコンデンサ用二軸延伸ポリエステルフィルムおよびそれを用いてなる金属化フィルムとフィルムコンデンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、有機高分子フィルムを誘電体として用いたフィルムコンデンサは広く用いられており、特に、ポリエステルフィルムと金属箔を交互に巻回するか、ポリエステルフィルムに金属を蒸着して電極とし、これを巻回または積層することによりフィルムコンデンサを得る技術が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
また、これらのコンデンサ用のポリエステルフィルムのほとんどは、無機粒子あるいは有機粒子を添加含有させることなどによりフィルム表面を粗面化し、加工性、すなわちフィルムコンデンサ製造工程におけるスリット性、巻取り性あるいは積層性などを確保している（特許文献２参照）。しかしながら、加工性を追求するために粒子添加による粗面化を進めすぎると、フィルムコンデンサ自体の特性が低下する傾向がある。
【０００４】
近年、電気機器の小型化に伴い、フィルムコンデンサも小型化の要求が高まる傾向にある。このような状況下で使用されるフィルムは、さらに薄膜化し、フィルムにかかる電位傾度が高まるため、フィルムコンデンサが絶縁破壊を起こす問題が発生することがある。
【０００５】
このような問題に対し、フィルム中の金属およびリン残存量の規定、および表面粗さを特定の範囲とすることによりフィルムコンデンサの耐電圧特性などを改善する方法が提案されている（特許文献３参照）。
【０００６】
また、フィルムのヤング゛率と長手方向と幅方向の静摩擦係数の比を規定し、長手方向の静摩擦係数を幅方向の静摩擦係数よりも大きくすることで長手方向の耐摩耗性を向上させる提案がされている（特許文献４）。
【特許文献１】特開昭６３−１９４３１８号公報
【特許文献２】特開平６−３１２４５３号公報
【特許文献３】特開平９−３０２１１１号公報
【特許文献４】特開２０００−２５１０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記の特許文献３、４で提案された方法では、耐電圧の向上レベルが十分満足できるものでなく、より一層の耐電圧と加工性の向上が求められていた。さらに、特許文献４で提案された方法では、１０μ以下の薄く腰の弱いフィルムのコンデンサ蒸着加工では、蒸着時の搬送蛇行が生じやすく、またキャンドラム上での幅縮みによる熱負け欠点が生じる問題もあった。そこで本発明の目的は、かかる問題を解決し、特にフィルムコンデンサとした場合の加工性と耐電圧をより良好とさせ得る二軸延伸コンデンサ用ポリエステルフィルムと金属化フィルムを提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、上記のコンデンサ用二軸延伸ポリエステルフィルムまたは金属化フィルムを用いた改善された耐電圧特性を有するフィルムコンデンサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記の課題を解決するため鋭意検討の結果、本発明に想到したものである。本発明のコンデンサ用二軸延伸ポリエステルフィルムは、フィルム長手方向に平行な静摩擦係数をμｓｍとし、フィルム幅方向に平行な静摩擦係数をμｓｔとしたとき、静摩擦係数μｓｍおよび静摩擦係数μｓｔがいずれも０．４０〜１．２０の範囲内にあり、かつ静摩擦係数μｓｍと静摩擦係数μｓｔの比（μｓｍ／μｓｔ）が０．７０以上１．０５未満であることを特徴とするコンデンサ用二軸延伸ポリエステルフィルムである。
【００１０】
本発明のコンデンサ用二軸延伸ポリエステルフィルムの好ましい態様によれば、マイクロメーター法によるフィルム厚みｔ１（μｍ）と重量法によるフィルム厚みｔ２（μｍ）が下記式（１）を満足し、かつフィルム表面の中心線平均粗さＲａ（ｎｍ）が下記式（２）を満足するものである。
ｔ２≦ｔ１≦１．０５×ｔ２＋０．２５ ・・・（１）
２０≦Ｒａ≦７５ ・・・（２）
本発明のコンデンサ用二軸延伸ポリエステルフィルムの好ましい態様によれば、本発明のコンデンサ用二軸延伸ポリエステルフィルムの重量法によるフィルム厚みｔ２が０．５〜１０．０μｍの範囲内にあり、そしてその面配向係数ｆｎが０．１５５〜０．１８０の範囲内にある。
【００１１】
本発明のコンデンサ用二軸延伸ポリエステルフィルムの好ましい態様によれば、本発明のコンデンサ用二軸延伸ポリエステルフィルムは同時二軸延伸法によって製膜製造されてなるものである。
【００１２】
本発明の好ましい態様によれば、本発明のコンデンサ用二軸延伸ポリエステルフィルムのの少なくとも片面に金属膜を設けて表面電気抵抗が１〜２０Ω／□の範囲内にある金属化フィルムを製造することかでき、そして本発明のコンデンサ用二軸延伸ポリエステルフィルムまたはその金属化フィルム用いてフィルムコンデンサを製造することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、蒸着工程での加工性やフィルムコンデンサの素子工程での加工性と耐電圧に優れたコンデンサ用二軸延伸ポリエステルフィルムと金属化フィルムが得られる。また、本発明により、改善された耐電圧特性を有するフィルムコンデンサが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、さらに詳しく本発明のコンデンサ用二軸延伸ポリエステルフィルム、および金属化フィルムとフィルムコンデンサについて説明する。
【００１５】
本発明に係るコンデンサ用二軸延伸ポリエステルフィルムは、フィルム長手方向に平行な静摩擦係数をμｓｍとし、フィルム幅方向に平行な静摩擦係数をμｓｔとしたとき、静摩擦係数μｓｍおよび静摩擦係数μｓｔがいずれも０．４０〜１．２０の範囲内にあり、かつ静摩擦係数μｓｍと静摩擦係数μｓｔの比（μｓｍ／μｓｔ）が０．７０以上１．０５未満のポリエステルフィルムである。
【００１６】
フィルム長手方向に平行な静摩擦係数μｓｍおよびフィルム幅方向に平行な静摩擦係数μｓｔが０．４０より小さい場合、蒸着加工時の冷却キャンへの密着度合いが悪く蒸着時の熱ダメージを受けやすく熱負け欠点が生じやすくなる。また、コンデンサ素子巻工程後では、コンデンサ素子のプレス性が悪化する。また、フィルム長手方向に平行な静摩擦係数μｓｍおよびフィルム幅方向に平行な静摩擦係数μｓｔが１．２０を超える場合は、蒸着工程、スリット工程およびコンデンサ素子巻工程において、搬送時にキズが付きやすくなり欠点となる。特に、コンデンサ素子巻工程ではシワが入り易く、層間間隙も狭く局所的な層間密着が発生し電界集中により耐圧が低下し易い。
【００１７】
フィルム長手方向に平行な静摩擦係数μｓｍおよびフィルム幅方向に平行な静摩擦係数μｓｔのより好ましい範囲は、０．５０〜１．１０の範囲内であり、さらに蒸着工程、スリット工程およびコンデンサ素子工程における欠点が改善され加工性に優れたフィルムが得られる。
【００１８】
また、静摩擦係数μｓｍと静摩擦係数μｓｔの比（μｓｍ／μｓｔ）が０．７０より小さい場合、蒸着加工時の冷却キャンへの密着度合に偏りが生じフィルム幅方向の収縮時にシワが発生し易くなり、膜抜けという欠点が生じやすい。また、比（μｓｍ／μｓｔ）が１．０５以上である場合、蒸着加工時の冷却キャンへの密着時にフィルム幅方向へずれやすくマージンぶれなどの欠点となり好ましくない。特に、マージン精度を必要とする場合は、比（μｓｍ／μｓｔ）が０．７０以上、０．８５以下であることが好ましい。このようにすることで、マージンぶれなどの欠点等が無く蒸着加工性が格段に向上する。
【００１９】
静摩擦係数の測定方法は、公知の方法を用いることができる。例えば、フィルムの長手方向とフィルムの幅方向にそれぞれ長さ１０ｃｍ×幅７．５ｃｍにカットした長方形のサンプルをそれぞれ採取し、サンプルＡ面／Ｂ面（表面／裏面）についてスリップテスターを用い、すべり速度１５ｃｍ／分、荷重２００ｇ、温度２３℃および湿度６５％ＲＨの条件で測定することができる。
【００２０】
ここで、本発明の技術的背景について説明記載する。ポリエステルフィルムの蒸着加工性を良好とするには、ポリエステルフィルム表面とキャンとの密着力を制御する必要がある。また、コンデンサ素子加工性を良好とするにはプレスの際のすべり易さが重要で局所的層間密着や残留ストレスを低減することが必要である。スリップテスター法で測定される静摩擦係数は、ポリエステルフィルムの蒸着加工性とコンデンサ素子加工性と深く関係する密着力とすべり易さを表すものとして適した指標であり、従来の２次元または３次元の表面粗さとは明らかに異なるものであることを見出した。特に、従来の粗さとは異なり、キャンと密着するフィルム長手方向（フィルム走行方向）とフィルム幅方向の静摩擦係数を規定することにより、好適な蒸着加工性、素子加工性および高耐電圧を得ることが可能となった。
【００２１】
また、本発明の二軸延伸ポリエステルフィルムは、フィルム長手方向に平行な引張強度・Ｅｘ（ＭＰａ）と、フィルム幅方向に平行な引張強度・Ｅｙ（ＭＰａ）とが、下記式（３ａ）と下記式（３ｂ）を同時に満足することが好ましい。このようにポリエステルフィルムの強度を規定することにより、フィルムの製膜安定性、生産性、耐電圧および加工性を向上させることができる。
・Ｅｘ＋Ｅｙ≧３５０ ・・・（３ａ）
・０．７０≦Ｅｘ／Ｅｙ≦１．３５ ・・・（３ｂ）。
【００２２】
ここで、フィルムの長手方向とは、フィルム走行方向を言い、フィルムの幅方向とは長手方向と直角の方向を言う。また、引張強度Ｅｘと引張強度Ｅｙの測定方法は、公知の方法を用いることができる。
【００２３】
引張強度Ｅｘと引張強度Ｅｙは、それぞれ１６０以上であることが好ましく、蒸着時の巻き出し、巻き取り側の張力変動が少なく蒸着時の走行性が安定する。
【００２４】
本発明のコンデンサ用二軸延伸ポリエステルフィルムにおいて、コンデンサ素子サイズと製膜安定性の点から、重量法によるフィルム厚みｔ２が０．５〜１０．０μｍであることが好ましい。重量法によるフィルム厚みｔ２は、より好ましくは０．８〜５．０μｍであり、特に好ましくは１．０〜３．０μｍである。
【００２５】
また、本発明のコンデンサ用ポリエステルフィルムにおいては、マイクロメーター法によるフィルム厚みｔ１（μｍ）と重量法によるフィルム厚みｔ２（μｍ）が、下記式（１）を満足し、かつフィルム表面の中心線平均粗さＲａ（ｎｍ）が下記式（２）を満足することが好ましい。このように、フィルム厚みと中心線平均粗さを規定することにより、フィルムの製膜安定性、蒸着・素子加工性および耐電圧を向上させることができる。
・ｔ２≦ｔ１≦１．０５×ｔ２＋０．２５ ・・・（１）
・２０≦Ｒａ≦７５ ・・・（２）。
【００２６】
さらに、上記の中心線平均粗さＲａを下記式（４）の範囲とすることにより、さらに加工性と帯電圧が良好となり、また、上記のフィルム厚みｔ１とフィルム厚みｔ２を下記式（５）の範囲とすることにより、フィルムをロール状に巻き取った際にフィルム層間のエアー量がより少なく、スリット加工性と蒸着加工性がさらに良好となる。
・２５≦Ｒａ≦７０ ・・・（４）
・ｔ２≦ｔ１≦１．０５×ｔ２＋０．２０ ・・・（５）。
【００２７】
また、本発明のコンデンサ用二軸延伸ポリエステルフィルムの面配向係数ｆｎは、耐電圧の観点から０．１５５〜０．１８０の範囲であることが好ましい。特に好ましい面配向係数ｆｎは、０．１６０〜０．１８０の範囲であり、面配向係数ｆｎをこのように規定することにより耐電圧がより良好となる。
【００２８】
本発明のコンデンサ用二軸延伸ポリエステルフィルムには、絶縁抵抗および耐電圧の観点から、電気伝導性のイオンなどの含有量が少ないことが好ましい。ポリエステルを重合する際の触媒などとして、金属化合物を添加する場合があるが、金属イオンはリンで失活されるので、ポリエステルフィルム中のＣａ、Ｍｇ、ＬｉおよびＭｎなどの金属元素の合計量Ｍからリン量Ｐを差し引いたＭ−Ｐなる量を、その指標とすることができる。この金属イオン残存量Ｍ−Ｐは、絶縁抵抗と耐電圧性の観点から、２００ｐｐｍ以下であることが好ましく、より好ましくは１７０ｐｐｍ以下であり、さらに好ましくは１５０ｐｐｍ以下である。
【００２９】
また、ポリエステルフィルム中のＮａ元素量は、好ましくは４ｐｐｍ以下であり、さらに好ましくは２ｐｐｍ以下である。さらに、ポリエステルフィルム中のＬｉ、Ｓｂ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｍｎの元素量の総量を好ましくは１００〜１０００ｐｐｍ、より好ましくは１００〜７００ｐｐｍとし、含有塩素（Ｃｌ）量を２ｐｐｍ以下とすることにより、キャスト性が向上し、破れや印加ムラがなく安定したフィルム製膜が得やすく、絶縁抵抗と耐電圧の良いポリエステルフィルムを好適に得ることができる。
【００３０】
本発明のコンデンサ用二軸延伸ポリエステルフィルムに用いられるポリエステルとは、芳香族ジカルボン酸または脂肪族ジカルボン酸とジオールを主たる構成成分とするポリエステルである。
【００３１】
ここで、芳香族ジカルボン酸としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、１，４−ナフタレンジカルボン酸、１，５−ナフタレンジカルボン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、４，４′−ビフェニルジカルボン酸、４，４′−ビフェニルエーテルジカルボン酸および４，４′−ビフェニルスルホンジカルボン酸などを用いることができる。中でもテレフタル酸、イソフタル酸および２，６−ナフタレンジカルボン酸が好ましく用いられる。また、脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸およびドデカンジオン酸などを用いることができる。これらの酸成分は、１種のみ用いてもよく、２種以上併用してもよく、さらには、ヒドロキシ安息香酸等のオキシ酸等を一部共重合させてもよい。
【００３２】
また、ジオール成分としては、例えば、エチレングリコール、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，２−シクロヘキサンジメタノール、１，３−シクロヘキサンジメタノール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリアルキレングリコールおよび２，２′−ビス（４′−β−ヒドロキシエトキシフェニル）プロパン等を用いることができる。中でも、エチレングリコール、１，４−ブタンジオールおよび１，６−ヘキサンジオールが好ましく用いられる。これらのジオール成分は、１種のみ用いてもよく、２種以上併用してもよい。
【００３３】
本発明のコンデンサ用二軸延伸ポリエステルフィルムに用いられるポリエステルの具体例としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、エチレンテレフタレートとエチレンイソフタレートとの共重合体、エチレンテレフタレートとエチレンナフタレートとの共重合体、ヘキサメチレンテレフタレートとシクロヘキサンジメチレンテレフタレートとの共重合体およびポリエチレンテレフタレートとポリブチレンテレフタレートとのブレンドなどを挙げることができるが、耐電圧性、長期耐熱性および延伸性の点から、ポリエチレンテレフタレートまたは／およびポリエチレンナフタレートを主体とするポリエステルが好ましい。
【００３４】
本発明のコンデンサ用二軸延伸ポリエステルフィルムの熱収縮率は、耐電圧の観点から、フィルム長手方向で０．５〜５％であり、フィルム幅方向で−１．０〜２．５％であることが好ましい。上記の熱収縮率は、より好ましくは、フィルム長手方向で１．０〜５．０％であり、フィルム幅方向で０〜２．５％の範囲である。熱収縮率を上記の範囲にすることにより、蒸着加工時のキャンとの密着性がより良好となり加工性を向上させることができる。
【００３５】
次に、本発明のコンデンサ用二軸延伸ポリエステルフィルムの好ましい製造法を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３６】
本発明に使用するポリエステルは、次の方法で製造することができる。例えば、酸成分をジオール成分と直接エステル化反応させた後、この反応生成物を減圧下で加熱して余剰のジオール成分を除去しつつ重縮合させることによって製造する方法や、酸成分としてジアルキルエステルを用い、これとジオール成分とでエステル交換反応させた後、上記と同様に重縮合させることによって製造する方法等がある。その際、重合触媒として、酸化アンチモン、酸化ゲルマニウムおよびチタン化合物など用いることができ、さらに、酸成分としてジアルキルエステルを原料として用いる場合、必要に応じ、エステル交換触媒としてアルカリ金属、アルカリ土類金属およびマンガンなどの化合物、特にこれらの酢酸塩を用いることができる。
【００３７】
本発明に使用するポリエステルには、必要に応じて、着色防止剤（リン化合物）、難燃剤、熱安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、顔料、脂肪酸エステル、ワックス等の有機滑剤、およびポリシロキサン等の消泡剤などを配合することができる。さらには、易滑性を付与するために、例えば、クレー、マイカ、酸化チタン、炭酸カルシウム、カオリン、タルク、湿式あるいは乾式シリカなどの無機粒子や、アクリル酸系ポリマ類、架橋ポリスチレンおよびシリコーンなどを構成成分とする有機粒子などを配合することもできる。また、ポリエステル重合反応時に添加する触媒などが失活して形成される、いわゆる内部粒子による方法も用いることができる。
【００３８】
本発明において、静摩擦係数を上述の範囲内とするには、ポリエステルフィルムの表面粗さを調整するとともに、延伸条件を調整することにより達成できる。延伸方法としては、逐次二軸延伸法と同時二軸延伸法のいずれの方法であってもよいが、同時二軸延伸法が好ましい。特に、製膜安定性と厚み均一性の点から、ステンター同時二軸延伸法が好ましく用いられる。
【００３９】
ステンター同時二軸延伸法の場合、例えば、ポリエステルをＴダイ押し出し法によってキャストドラム上に押し出すことによって未延伸フィルムとし、次いで、フィルム長手方向とフィルム幅方向に同時に延伸する。延伸温度は、延伸に用いるポリエステルのガラス転移温度（Ｔｇ）と昇温結晶化温度（Ｔｃｃ）との間であることが好ましい。延伸倍率は、特に限定されず、用いられるポリマの種類によって適宜選択される。好ましい延伸倍率はフィルム長手方向とフィルム幅方向にそれぞれ２〜８倍であり、より好ましくは３〜６倍が適当である。また、二軸延伸後、フィルム長手方向またはフィルム幅方向、あるいはフィルム長手方向とフィルム幅方向に再延伸してもよい。特に静摩擦係数を本発明の上述の範囲内にするには、フィルム長手方向の総延伸倍率がフィルム幅方向の総延伸倍率の１．３０倍以下にすることが好ましく、さらには再延伸をフィルム長手方向またはフィルム幅方向、あるいはフィルム長手方向とフィルム幅方向にそれぞれ１．０３〜２．５０倍同時に延伸することが好ましい。特に、同時二軸延伸にて長手方向の総延伸倍率を幅方向の総延伸倍率の１．０３〜１．３０倍でフィルム長手方向とフィルム幅方向と同時に延伸することが好ましく、さらにはフィルム幅方向に１．０３〜１．３０倍で再延伸することにより静摩擦係数を本発明の上述の範囲内とすることが、より容易に可能となる。
【００４０】
さらに、同時二軸延伸の場合、縦横同時に３．５〜４．８倍延伸することにより、容易に引張強度を好ましい範囲にすることができ、また容易に面配向係数を０．１５５〜０．１８０の範囲とすることも可能となる。
【００４１】
さらに、本発明においては、二軸延伸後のポリエステルフィルムを熱処理することが好ましい。熱処理温度は、耐電圧向上の点で、フィルム温度１８０℃〜２５０℃の範囲で２〜３０秒間行うことが好ましい。熱処理に引き続き、弛緩処理を１〜１０％の範囲で行うことが好ましい。熱処理して得られたポリエステルフィルムを一旦室温程度まで冷却した後、さらに４０〜９０℃の範囲の温度で、５秒から１週間程度エージングすることも好ましい方法である。エージングを行なうことにより、耐電圧をさらに良好とすることができる。ポリエステルフィルム表面に金属膜を設ける場合は、エージングは、金属膜を設けた後に行なっても良い。
【００４２】
本発明において、ポリエステルフィルムの表面粗さを制御するに、例えば、ポリエステルフィルム中に不活性粒子を添加することにより所望の表面が得られる。ポリエステルフィルム中に添加する不活性粒子としては、例えば、シリカ、炭酸カルシウム、酸化チタン、カオリン、タルクおよびアルミナなどの無機粒子、および架橋ポリスチレンやシリコーンなど有機粒子などを用いることもできる。添加する粒子の平均粒径は、好ましくは０．１〜５μｍであり、より好ましくは０．５〜２μｍである。また、粒子の添加量は、好ましくは０．０２〜２％であり、より好ましくは０．０５〜１％の範囲で調整することができる。粒子はポリマの製造工程の任意の段階で添加できるか、エステル化工程あるいはエステル交換工程、さらに重合工程の初期段階で添加することが好ましい。
【００４３】
また、添加粒子は、原料として使用するジオール成分、例えば、エチレングリコールのスラリーとし、ジエットアジターによる分散またはメディア分散などを施し、さらに濾過して、粗大粒子を除去した後、添加することが好ましい。また、分散剤を適時添加しても良い。分散剤の使用により、分散を良好にし、粗大粒子を少なくすることにより、ポリエステルフィルム表面の粗大突起の発生を抑制し、粒子周辺のボイドの発生を抑制でき、絶縁抵抗や耐電圧などへの悪影響を押さえ、本発明の好ましい表面粗さを得る上で効果的である。
【００４４】
また、ポリエステルフィルム上にプライマー層を設ける場合には、プライマー層に粒子を添加し、所望の表面粗さを得ることもできる。
【００４５】
本発明において、ポリエステルフィルム表面に金属膜を設けて金属化フィルムとする方法は特に限定されないが、例えば、ポリエステルフィルムの少なくとも片面に、アルミニウムを蒸着してフィルムコンデンサの内部電極となるアルミニウム蒸着膜等の金属膜を設ける方法が好ましく用いられる。このとき、アルミニウムと同時あるいは逐次に、例えば、ニッケル、銅、金、銀、クロムおよび亜鉛などの他の金属成分を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。
【００４６】
金属膜の厚さは、フィルムコンデンサの電気特性とセルフヒール性の点から２０〜１００ｎｍの範囲であることが好ましい。また、同様の理由により、金属膜の表面電気抵抗値が１〜２０Ω／□の範囲であることが好ましい。表面電気抵抗値は、使用する金属種と膜厚で制御可能である。ここで、表面電気抵抗は、公知の方法で測定することができる。
【００４７】
本発明では、必要により、金属膜を形成後、金属化フィルムを特定の温度でエージング処理を行なったり、熱処理を行なったりすることができる。また、絶縁もしくは他の目的で、金属化フィルムの少なくとも片面に、ポリフェニレンオキサイドなどのコーティングを施すこともできる。
【００４８】
このようして得られた金属化フィルムは、公知の方法で積層もしくは巻回してフィルムコンデンサを得ることができる。巻回型フィルムコンデンサの好ましい製造方法を例示すると、次のとおりである。
【００４９】
ポリエステルフィルムの両面にアルミニウムを真空蒸着する。その際、フィルム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する。任意の片面を表面と規定し、表面と裏面のパターンは交互になるようにずらして蒸着する。次に、表面の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、表面が一方にマージンを有し、裏面が反対側にマージンを有するような、テープ状の巻取リールとする。得られたリールと、金属膜を有しない合わせフィルム各１本ずつを、幅方向に金属化フィルムが合わせフィルムよりはみ出すように２枚重ね合わせて巻回し、巻回体を得る。この巻回体から芯材を抜いてプレスし、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ることができる。
【００５０】
フィルムコンデンサの用途は、オーディオ用、家電用（テレビやエアコンなど）、一般雑防用、自動車用（パワーウインドウやワイパーなど）および電源用等、多岐に渡っている。
【実施例】
【００５１】
以下、本発明を実施例に基づき説明する。実施例において、各物性の測定は下記の方法で実施した。
【００５２】
（１）静摩擦係数（μｓｍ、μｓｔ）
フィルムの長手方向と幅方向にそれぞれ長さ１０ｃｍ×幅７．５ｃｍにカットした長方形のサンプルを、それぞれ５枚採取した。サンプルＡ面／Ｂ面（表面／裏面）についてテクノニーズ製スリップテスターを用いすべり速度１５ｃｍ／分、荷重２００ｇ、温度２３℃および湿度６５％ＲＨの条件で測定する。サンプル数５個の内、大小一つずつ取り除いた３個の平均で静摩擦係数を表した。
【００５３】
（２）引張強度（Ｅｘ、Ｅｙ）
フィルムの長手方向と幅方向にそれぞれ幅１．０ｃｍ、長さ２０ｃｍにカットした短冊状のサンプルを、それぞれ５枚採取した。サンプルを東洋測機製テンシロン引張試験機を用いて、試験長１０ｃｍで把持し速度３０ｃｍ／分でフィルムが破断するまで引っ張り、荷重−伸びの関係を記録する。その際の最大荷重を引張強度とし、フィルムの長手方向と幅方向の各方向の引張強度（Ｅｘ、Ｅｙ）について、サンプル数５個の平均で表した。
【００５４】
（３）面配向係数（ｆｎ）
ＪＩＳ−Ｋ７１０５（１９８１年版）に規定された方法に従って、ナトリウムＤ線を光源としてアッベ屈折率計を用いて、長手方向、幅方向および厚さ方向の屈折率を測定した（各方向の屈折率をそれぞれ、ｎＭＤ、ｎＴＤ、ｎＺＤとする）。マウント液にはヨウ化メチレンを用い、温度２５℃および湿度６５％ＲＨの条件で測定し、下記の式により面配向係数ｆｎを算出した。
・面配向係数ｆｎ＝（ｎＭＤ＋ｎＴＤ）／２−ｎＺＤ
（４）フィルムの表面粗さ（中心線平均粗さＲa）
小坂研究所製の２次元表面粗さ計ＳＥ３５００を用い、触針式で以下の条件でフィルムの表面粗さを測定した。
・触針先端径：５μＲ
・触針加重：０．７ｍＮ
・測定長：４ｍｍ
・カットオフ値：０．２５ｍｍ
上記の条件で、粗さ曲線ｆ（ｘ）が得られたとき、中心線平均粗さはＲａは下記式で与えられる。
・Ｒａ＝（１／Ｌ）・∫｜ｆ（ｘ）｜ｄｘ
（ただし、Ｌ：測定長＝４ｍｍ、積分区間：０〜Ｌである。）。
【００５５】
（５）フィルム厚み（μｍ）
Ａ．マイクロメーター法厚み（ｔ１）：測定試料をマイクロメーターを用いて、フィルムの幅方向と長さ方向にそれぞれ１０点を測定し、その平均値を用いた。
【００５６】
Ｂ．重量法厚み（ｔ２）：測定試料の重量を測定し、下記計算式より求めた。
・ｔ２（μｍ）＝フィルム重量（ｇ）／（（フィルム幅（ｍ）×フィルム長さ（ｍ）×密度））
（ただし、ポリエチレンテレフタレートの密度を１．４０とした。）。
【００５７】
（６）蒸着加工性
ポリエステルフィルムの片面に、表面抵抗が２Ω／□となるようアルミニウムを真空蒸着する。その際、長手方向に走るマージン部を有するようにストライプ状に蒸着した（蒸着部の幅３９．０ｍｍ、マージン部の幅１．０ｍｍの繰り返し）。蒸着時にキャンまでの搬送状況が良好で、目視によりシワやバタツキ等なく、かつ安定し搬送されマージンズレ等なく蒸着されたものを蒸着加工性優「○」とし、搬送中でのシワ、バタツキまたは幅方向へのズレ等によってマージンズレが発生したものでズレ量が０．３０ｍｍ未満のものを実用上使用可能とし良「△」とした。上記のマージンズレが０．３０ｍｍ以上のものは使用不可とし、不良「×」とした。
【００５８】
（７）フィルムコンデンサ製造の際の加工性（素子巻収率）
ポリエステルフィルムの片面に、表面抵抗が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ようにストライプ状に蒸着した（蒸着部の幅３９．０ｍｍ、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２０ｍｍのテープ状に巻取り、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本ずつを、幅方向に蒸着部分がマージン部から０．５ｍｍはみ出すように２枚重ね合わせて巻回し、静電容量約２０μＦの巻回体を得た。素子巻回には皆藤製作所製ＫＡＷ−４ＮＨＢを用いた。この巻回体から芯材を抜いて、そのまま１３０℃の温度と２０ｋｇ／ｃｍ２の圧力で５分間プレスした。この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のフィルムコンデンサ素子を得た。
【００５９】
上記のフィルムコンデンサの製造の際、巻き始めから巻き終わりまでを目視で観察し、シワやズレが発生したものを不合格とし、不合格となったものの数の製造数全体に対する割合を百分率で示し加工性の指標とした（以下、これを素子巻収率と称する。）。素子巻収率は、高いほど好ましい。素子巻収率が９５％以上のものを優「○」とし、９５％未満８０％以上のものを良「△」とし、そして８０％未満のものを不良「×」とした。良「△」以上のものが、実用可能なレベルである。
【００６０】
（８）耐電圧評価
上記の方法で得られたフィルムコンデンサ素子を試料とし、春日製高電圧直流電源を用いて、１００Ｖ／秒の速度で昇圧しながら電圧を印加し、１０ｍＡ以上流れたときに絶縁破壊したとした。絶縁破壊電圧は、５０個の測定結果の平均値をフィルム厚みで割り返した値を耐電圧とした。耐電圧が０．３５０ｋｖ／μｍ以上のものを良好と評価し優「○」とし、そして０．３５０ｋｖ／μｍ未満を不良「×」とした。
【００６１】
（９）製膜安定性評価
２３０ｍ／分の製膜速度において、フィルムのしわおよび破れなどを目視観察により評価した。評価は、下記のとおりである。
【００６２】
フィルムにしわ、印加ムラおよび破れがなかった場合を優「○」とし、フィルムにしわ、印加ムラまたは破れの発生が、２４時間の製膜につき１〜２回目視観察した場合を良「△」とし、フィルムにしわ、印加ムラまたは破れの発生が、２４時間の製膜につき３回以上目視観察した場合を不良「×」とした。良「△」以上が、製膜時の実用可能なレベルである。
【００６３】
（実施例１）
ポリエステル樹脂として、ポリエチレンテレフタレートを用いた。ポリエチレンテレフタレートの重合段階で、エチレンテレフタレートに、平均粒径１．５μｍの凝集シリカ粒子を０．１０重量％、重合触媒として酢酸カルシウム２５０ｐｐｍ、三酸化アンチモン２５０ｐｐｍ、および亜リン酸とジメチルフェニルホスホネートの等量混合リン化合物１３０ｐｐｍを公知の方法で添加し、チップを製造した。添加する凝集シリカは、１０％のエチレングリコールスラリーとし、ジエットアジターで分散した後、目開き１０μｍのフィルターで濾過した後、添加した。
【００６４】
このようにして得られたポリエステルチップを１８０℃の温度で真空乾燥し、押出機に供給し、２８５℃の温度で溶融させた後、Ｔダイから吐出させてシート化し、冷却ドラムでキャストした。このシートをリニアモーター式の同時二軸延伸機で、製品製膜速度２３０ｍ／分で、フィルム長手方向とフィルム幅方向同時に９５℃の温度で３．７倍に延伸し、引き続き２３５℃の温度で熱処理した後、１７０℃の温度でフィルム長手方向に２．０％、フィルム幅方向に３．０％弛緩処理をし、重量法厚み（ｔ２）が２．７０μｍで、マイクロメーター法厚み（ｔ１）が２．９２μｍの二軸延伸ポリエステルフィルムを得た。得られた二軸延伸ポリエステルフィルムの表面粗さＲａは４８ｎｍで、面配向係数（ｆｎ）は０．１６８で、フィルム長手方向に平行な静摩擦係数（μｓｍ）は０．８５であり、フィルム幅方向に平行な静摩擦係数（μｓｔ）は０．９５であり、μｓｍ／μｓｔの比は０．８９であった。フィルム製膜は、キャスティング時の静電印加ムラやシワや破れなどは観察されず、製膜性は優「○」であった。
【００６５】
次に、得られた二軸延伸ポリエステルフィルムの片面に、表面抵抗が２Ω／□となるようにアルミニウムをアルミニウム膜厚み２６ｎｍで真空蒸着した後、巻回してフィルムコンデンサを得た。その結果、蒸着加工性は問題なく良好で優「○」であり、コンデンサ素子の素子巻収率が９９％で、耐電圧は．３７３ｋＶで優「○」であった。結果を表１に示す。
【００６６】
（実施例２）
同時二軸延伸機を用い、フィルム長手方向とフィルム幅方向同時に９５℃の温度で３．０倍延伸した後、さらに１７０℃の温度でフィルム長手方向とフィルム幅方向同時に１．５倍延伸した他は、実施例１と同様にして二軸延伸ポリエステルフィルムを製造した。得られた二軸延伸ポリエステルフィルムは、重量法厚みが２．７０μｍで、マイクロメーター法厚みが２．８９μｍの二軸延伸ポリエステルフィルムであり、フィルムの表面粗さ（Ｒａ）は３０ｎｍで、面配向係数（ｆｎ）は０．１７３であり、μｓｍは１．０４、μｓｔは１．１９で、μｓｍ／μｓｔの比は０．８７であった。フィルム製膜は、キャスティング時の静電印加ムラとシワ等は観察されなかったが、破れが２４時間の製膜につき１回観察され、製膜性は良「△」であった。
【００６７】
得られた二軸延伸ポリエステルフィルムの片面に表面抵抗が２Ω／□となるようにアルミニウムをアルミニウム膜厚み２６ｎｍで真空蒸着した後、巻回してフィルムコンデンサを得た。その結果、蒸着加工性はマージンズレがなく良好で優「○」であり、コンデンサ素子の素子巻収率は９４％であり、耐電圧は０．３９６ｋＶで優「○」であった。結果を表１に示す。
【００６８】
（実施例３）
９５℃の温度で長手方向に４．０倍延伸した後、１０５℃の温度で幅方向に３．５倍に延伸した他は、実施例１と同様にして二軸延伸ポリエステルフィルムを製造した。得られた二軸延伸ポリエステルフィルムは、重量法厚みが２．７０μｍで、マイクロメーター法厚みが２．９８μｍの二軸延伸ポリエステルフィルムであり、フィルムの表面粗さ（Ｒａ）は４５ｎｍで、面配向係数（ｆｎ）は０．１６６であり、μｓｍは０．９６、μｓｔは０．９２で、μｓｍ／μｓｔの比は１．０４であった。フィルム製膜は、キャスティング時の静電印加ムラ、しわおよび破れ等は観察されず、製膜性は良好で優「○」であった。
【００６９】
得られた二軸延伸ポリエステルフィルムの片面に表面抵抗が２Ω／□となるようにアルミニウムをアルミニウム膜厚み２６ｎｍで真空蒸着した後、巻回してコンデンサを得た。その結果、蒸着加工性は、マージンズレが０．２０ｍｍ発生し良「△」であった。また、コンデンサ素子の素子巻収率は９７％であり、耐電圧は０．３６０ｋＶで優「○」であった。結果を表１に示す。
【００７０】
（実施例４）
ポリエステルチップ中の凝集シリカ粒子添加量を０．１５重量％とし、同時二軸延伸機を用いてフィルム長手方向とフィルム幅方向同時に９５℃の温度で３．８倍延伸した後、１７０℃の温度でさらにフィルム幅方向に１．０５倍延伸した他は、実施例１と同様にして二軸延伸ポリエステルフィルムを製造した。得られた二軸延伸ポリエステルフィルムは、重量法厚みが２．００μｍで、マイクロメーター法厚みが２．２４μｍの二軸延伸ポリエステルフィルムであり、フィルムの表面粗さ（Ｒａ）は、４２ｎｍ、面配向係数（ｆｎ）は０．１７０で、μｓｍは０．６１であり、μｓｔは０．７８、μｓｍ／μｓｔの比は０．７８であった。フィルム製膜は、キャスティング時の静電印加ムラ、シワおよび破れ等は観察されず、製膜性は良好で優「○」であった。
【００７１】
得られた二軸延伸ポリエステルフィルムの片面に表面抵抗が２Ω／□となるようにアルミニウムをアルミニウム膜厚み２６ｎｍで真空蒸着した後、巻回してコンデンサを得た。その結果、蒸着加工性は、マージンズレがなく優「○」であった。コンデンサ素子の素子巻収率は９９％であり、耐電圧は０．３８０ｋＶで優「○」であった。結果を表１に示す。
【００７２】
（実施例５）
ポリエステルチップ中の凝集シリカ粒子添加量を０．１５重量％とし同時二軸延伸機にて９５℃の温度でフィルム長手方向に３．８倍、フィルム幅方向に３．５倍同時に延伸した後、１７０℃の温度でさらにフィルム幅方向に１．１５倍延伸した他は、実施例１と同様にして二軸延伸ポリエステルフィルムを製造した。得られた二軸延伸ポリエステルフィルムは、重量法厚みが２．００μｍで、マイクロメーター法厚みが２．２４μｍの二軸延伸ポリエステルフィルムであり、フィルムの表面粗さ（Ｒａ）は、４１ｎｍ、面配向係数（ｆｎ）は０．１７０で、μｓｍは０．５６であり、μｓｔは０．７８、μｓｍ／μｓｔの比は０．７２であった。フィルム製膜は、キャスティング時の静電印加ムラ、シワおよび破れ等は観察されず、製膜性は良好で優「○」であった。
【００７３】
得られた二軸延伸ポリエステルフィルムの片面に表面抵抗が２Ω／□となるようにアルミニウムをアルミニウム膜厚み２６ｎｍで真空蒸着した後、巻回してコンデンサを得た。その結果、蒸着加工性は、マージンズレがなく優「○」であった。コンデンサ素子の素子巻収率は９９％であり、耐電圧は０．３８１ｋＶで優「○」であった。結果を表１に示す。
【００７４】
（比較例１）
ポリエステルチップ中の凝集シリカ粒子添加量を０．０８重量％とし、９５℃の温度でフィルム長手方向に５．８倍延伸した後、１０５℃の温度でフィルム幅方向に３．５倍に延伸した他は、実施例１と同様にして二軸延伸ポリエステルフィルムを製造した。得られた二軸延伸ポリエステルフィルムは、重量法厚みが２．７０μｍで、マイクロメーター法厚みが２．９０μｍの二軸延伸ポリエステルフィルムであり、フィルムの表面粗さ（Ｒａ）は３５ｎｍで、面配向係数は０．１６７で、μｓｍは０．８９であり、μｓｔは０．８１、μｓｍ／μｓｔの比は１．１０であった。フィルム製膜は、キャスティング時の静電印加ムラ、シワおよび破れ等は観察されず、製膜性は良好で優「○」であった。
【００７５】
得られた二軸延伸ポリエステルフィルムの片面に表面抵抗が２Ω／□となるようにアルミニウムをアルミニウム膜厚み２６ｎｍで真空蒸着した後、巻回してコンデンサを得た。その結果、蒸着加工性は、マージンズレが０．３０ｍｍ発生し不良「×」であった。また、コンデンサ素子の素子巻収率は９０％であり、耐電圧は０．３４８ｋＶで不良「×」であった。結果を表１に示す。
（比較例２）
ポリエステルチップ中の凝集シリカ粒子添加量を０．０３重量％とし、９５℃の温度でフィルム長手方向に６．０倍延伸した後、１０５℃の温度でフィルム幅方向に３．５倍に延伸した他は、実施例１と同様にして二軸延伸ポリエステルフィルムを製造した。得られた二軸延伸ポリエステルフィルムは、重量法厚みが２．００μｍで、マイクロメーター法厚みが２．２１μｍの二軸延伸ポリエステルフィルムであり、フィルムの表面粗さ（Ｒａ）は２３ｎｍで、面配向係数（ｆｎ）は０．１６９であり、μｓｍは１．０４で、μｓｔは０．７２、μｓｍ／μｓｔの比は１．４４であった。フィルム製膜は、キャスティング時の静電印加ムラやシワ等は観察されなかったが、破れが２４時間の製膜につき１回観察され、製膜性は良「△」であった。
【００７６】
得られた二軸延伸ポリエステルフィルムの片面に表面抵抗が２Ω／□となるようにアルミニウムをアルミニウム膜厚み２６ｎｍで真空蒸着した後、巻回してコンデンサを得た。その結果、蒸着加工性は、マージンズレが０．４０ｍｍ発生し不良「×」であった。また、コンデンサ素子の素子巻収率は７８％であり、耐電圧は０．３３４ｋＶで不良「×」であった。結果を表１に示す。
【００７７】
（比較例３）
同時二軸延伸機にてフィルム長手方向とフィルム幅方向同時に９５℃の温度で３．０倍延伸した後、さらに１７０℃の温度でフィルム幅方向に１．７倍延伸した他は、実施例１と同様にして二軸延伸ポリエステルフィルムを製造した。得られた二軸延伸ポリエステルフィルムは、重量法厚みが２．７０μｍで、マイクロメーター法厚みが２．９５μｍの二軸延伸ポリエステルフィルムであり、フィルムの表面粗さ（Ｒａ）は＝５３ｎｍで、面配向係数（ｆｎ）は０．１６９で、μｓｍは０．５４、μｓｔは０．８１であり、μｓｍ／μｓｔの比は０．６６であった。フィルム製膜は、キャスティング時の静電印加ムラやシワ等は観察されなかったが、破れが２４時間の製膜につき３回観察され、製膜性は不良「×」であった。
【００７８】
得られた二軸延伸ポリエステルフィルムの片面に表面抵抗が２Ω／□となるようにアルミニウムをアルミニウム膜厚み２６ｎｍで真空蒸着した後、巻回してコンデンサを得た。その結果、蒸着加工性はマージンズレが０．３５ｍｍ発生し不良「×」であった。コンデンサ素子の素子巻収率は９６％であり、耐電圧は０．３６４ｋＶで優「○」であった。結果を表１に示す。
【００７９】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明のコンデンサ用二軸延伸ポリエステルフィルは、電気特性が良く、厚み均一性の良く、かつハンドリング性に優れており、特に、特にフィルムコンデンサとした場合の加工性と耐電圧をより良好とさせ得るコンデンサ用二軸延伸ポリエステルフィルムである。本発明のコンデンサ用二軸延伸ポリエステルフィルムを用いてなるフィルムコンデンサは、改善された耐電圧特性を有し有用である。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３１５９
【氏名又は名称】東レ株式会社
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| 【出願日】 |
平成１８年７月２６日（２００６．７．２６） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２００８−３０２２３（Ｐ２００８−３０２２３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成２０年２月１４日（２００８．２．１４） |
| 【出願番号】 |
特願２００６−２０３０６９（Ｐ２００６−２０３０６９） |
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