(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体ポリエステルフィルムの少なくとも片面に、周期律表短周期表の２属、３属または４属の第３〜第６周期に属する少なくとも１種の金属の酸化物からなる金属酸化物層を有するコンデンサー用誘電体フィルムであって、該金属酸化物層の上に、下式を満足するポリマーからなる低軟化点ポリマー層を有するコンデンサー用誘電体フィルム。
式 ７０ ＜ Ｔ1−Ｔ2 ＜ ２３０
Ｔ1 ：基体フィルムポリマーの軟化点（℃）
Ｔ2 ：低軟化点ポリマーの軟化点（℃）。
【請求項２】
金属が、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、ＢａまたはＣａの少なくとも１種であることを特徴とする請求項１記載のコンンデンサー用誘電体フィルム。
【請求項３】
金属酸化物層の厚みが、１０〜５００ｎｍであることを特徴とする請求項１または２記載のコンデンサー用誘電体フィルム。
【請求項４】
低軟化点ポリマーが共重合ポリエステルからなる請求項１〜３のいずれかに記載のコンデンサー用誘電体フィルム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のコンデンサー用誘電体フィルムと、金属蒸着膜が形成されたプラスチックフィルムとを交互に積層してなるコンデンサ用誘電体フィルム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のコンデンサー用誘電体フィルムを用いてなるコンデンサー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、低吸湿性に優れ電気特性を向上したコンデンサー用誘電体フィルム及びそのコンデンサー用誘電体フィルムを用いたコンデンサーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ポリエステルフィルムに熱可塑性樹脂層を設けたコンデンサ用誘電体フィルム及びそれを用いてなるコンデンサは公知である。例えば、特開平１０−７４６６３号公報には、プラスチックフィルムの片面、又は、両面に、ガラス転移点が０℃以上４０℃以下の熱可塑性樹脂を主とし、ガラス転移点が６０℃以上８０℃以下の熱可塑性樹脂を、１０重量％以上３０重量％以下含有している熱可塑性樹脂組成物からなり、厚みが０．２μｍ以上１．０μｍ以下である熱可塑性樹脂層を設けてなるコンデンサ用誘電体プラスチックフィルムが開示されている。これによれば、コンデンサー製造時誘電体フィルムと電極を巻回後のプレス時に、エアボイド排除を十分に行なうことができ、エアボイドの介在による静電容量の低下を生じないとされている。しかしながら、この方法によってもなおプラスチックフィルム（特にポリエチレンテレフタレートフィルム）の吸湿により、水が存在する欠点が見られ、いまだ改良の余地がある。特に、蒸着マージン（蒸着されていない部分）からの水分の入り込みが多い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、従来技術に比べ吸湿性を低下せしめ、かつ静電容量減少を向上させたコンデンサー用誘電体フィルム及びそのコンデンサー用誘電体フィルムを用いてなるコンデンサーを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らが鋭意検討の結果、本発明の目的は下記の構成を有する本発明によって工業的に有利に達成された。
【０００５】
［１］  基体ポリエステルフィルムの少なくとも片面に、周期律表短周期表の２属、３属または４属の第３〜第６周期に属する少なくとも１種の金属の酸化物からなる金属酸化物層を有するコンデンサー用誘電体フィルムであって、該金属酸化物層の上に、下式を満足するポリマーからなる低軟化点ポリマー層を有するコンデンサー用誘電体フィルム。
式 ７０ ＜ Ｔ1−Ｔ2 ＜ ２３０
Ｔ1 ：基体フィルムポリマーの軟化点（℃）
Ｔ2 ：低軟化点ポリマーの軟化点（℃）。
【０００６】
［２] 金属が、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、ＢａまたはＣａの少なくとも１種であることを特徴とする上記［１］記載のコンンデンサー用誘電体フィルム。
【０００７】
［３］ 金属酸化物層の厚みが、１０〜５００ｎｍであることを特徴とする上記［１］または上記［２］記載のコンデンサー用誘電体フィルム。
【０００９】
［４］  低軟化点ポリマーが共重合ポリエステルからなる上記［１］〜［３］のいずれかに記載のコンデンサー用誘電体フィルム。
【００１０】
［５］ 上記［１］〜［４］のいずれかに記載のコンデンサー用誘電体フィルムと、金属蒸着膜が形成されたプラスチックフィルムとを交互に積層してなるコンデンサ用誘電体フィルム。
【００１１】
［６］ 上記［１］〜［５］のいずれかに記載のコンデンサー用誘電体フィルムを用いてなるコンデンサー。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明のコンデンサー用誘電体フィルムは、基体プラスチックフィルムの少なくとも片面に、周期律表短周期表の２属、３属または４属の第３〜第６周期に属する少なくとも１種の金属の酸化物からなる金属酸化物層を設けてなるコンンデンサー用誘電体フィルムである。
【００１３】
本発明において使用する基体プラスチックフィルムとしては、コーティングおよび蒸着加工適性を有していれば、特に限定されていないが、代表的な例としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレン２．６ナフタレートなどのポリエステル、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン、６ナイロンや１２ナイロンなどのポリアミド、芳香族ポリアミド、ポリイミドなどの単独重合体または共重合体などからなるフィルムやシート状物が挙げられる。
【００１４】
基体プラスチックフィルムを構成する前記重合体または共重合体には、各種添加剤、例えば、帯電防止剤、滑剤、酸化防止剤などが添加されていても問題ない。これらの基体プラスチックフィルムの厚みに特に限定はないが、蒸着加工等の機械加工適正を考慮した０．５〜１００μｍ程度が望ましく、より好ましくは３〜２５μｍである。
【００１５】
本発明の金属酸化物層を構成する金属酸化物は、周期律表短周期表の２属、３属または４属の第３〜第６周期に属する少なくとも１種の金属の酸化物であるが、その中でもコンデンサー特性向上のためには、Ａｌ，Ｓｉ、Ｔｉ、Ｂａ、Ｃａなどの酸化物が好ましく、特に酸化アルミニウムまたはケイ素酸化物が好ましく用いられる。
【００１６】
本発明では、基体プラスチックフィルムの片面または両面に金属酸化物層を設ける。基体プラスチックフィルムに対する金属酸化物層の形成は、真空蒸着法により好ましく行なうことができる。真空蒸着法としては、加熱蒸発法、スパッタリングまたはイオンプレーティング法等の公知の手法がいずれも可能である。真空蒸着法は、工業的に連続巻取式が通常採用されるが、枚葉式でも良いことは勿論である。
【００１７】
本発明において、金属酸化物層である蒸着層の厚みは、必要特性において任意に設定可能であるが、コンデンサーとして使用する場合は、１０〜５００ｎｍの範囲に設定することが低吸水性等の一般的必要特性や生産性を考慮して望ましく、より好ましくは１０〜１００ｎｍの範囲である。
【００１８】
本発明では、上記金属酸化物層の上に、さらに金属層を設けることができる。金属としては、Ａｌ，Ｚｎ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｂａ、Ｃａ、Ｃｕなどが好ましく、特にアルミニウムまたは亜鉛が好ましく用いられる。金属層の厚みは好ましくは１０〜１００ｎｍの範囲に設定することができる。
【００１９】
また、本発明では、上記金属酸化物層の上に、さらに低軟化点ポリマー層を設けることが好ましい。
【００２０】
低軟化点ポリマーとしては、通常ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリオリフィン系樹脂などが用いられる。電気的特性や工業的利用性からポリエステル系樹脂が好ましい。ポリエステル系樹脂は、例えば、テレフタル酸やイソフタル酸などの多価カルボン酸と、エチレングリコールや１，２−プロピレングリコールなどの多価ヒドロキシ化合物の常法の重合反応によって、工業的に合成することができる。
【００２１】
本発明で用いられる低軟化点ポリマーとしては、特に共重合ポリエステルが好ましく、また、共重合ポリエステルを構成するジカルボン酸酸成分としては、例えば、テレフタル、イソフタル酸、フタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、１，４−ナフタレンジカルボン酸、ビフェニルジカルボン酸、酸等を挙げることができ、脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、直鎖、分岐および脂環式ジカルボン酸、例えばシュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタール酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカ２酸、１，３−シクロペンタンジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、ジグリコール酸等を挙げることができる。
【００２２】
ジカルボン酸成分は、１種もしくは２種以上を併せて使用することができる。これらのうちでテレフタル酸、イソフタル酸等の芳香族ジカルボン酸成分を使用することが好ましい。また、グリコール成分としては、エチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ペンタエチレングリコール、プロピレングリコール、分子量４００〜２万を有するポリアルキレングリコール、１３−プロパンジオール、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、２−エチル−２−ブチル−１，３−プロパンジオール、２，２，４−トリメチル−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、２，２，４，４−テトラメチル−１，３−シクロブタンジオール、４，４’−ジヒドロシキビフェノール、４，４’−メチレンジフェノール、４，４’−イソプロピリデンジフェノール、１，５−ジヒドロシキナフタレン、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＳおよびそれらのエチレンオキシド付加物等が挙げられる。これらのグリコール成分は、１種もしくは２種以上を併用することができる。
【００２３】
さらに本発明で用いられれる低軟化ポリマーにおいては、平均粒径が１μｍ以下の酸化ケイ素、炭酸カルシユウム及び／または酸化アルミニウム等を、低軟化ポリマーに対して好ましくは１重量％以上、２０重量％以下配合することができる。
【００２４】
また、低軟化点ポリマーとして樹脂のガラス転移点は、０〜１００℃の範囲が好ましい。また、ガラス転移点が１００℃以上の樹脂を用いてコンデンサーを作成した場合、樹脂と電極金属との層間に空気などが残留しやすくなり、このため荷電時に内部放電が発生してコンデンサー性能を著しく低下させる。更に好ましくは、ガラス転移が１５〜７０℃の範囲にあることが望ましい。
【００２５】
本発明で用いられる低軟化点ポリマーは、下式を満足する低軟化点ポリマーであることが好ましい。
【００２６】
式    ７０ ＜ Ｔ1−Ｔ2 ＜ ２３０
Ｔ1  ；基体フィルムポリマーの軟化点（℃）
Ｔ2 ；低軟化点ポリマーの軟化点（℃）
例えば、低軟化点ポリマーの軟化点の範囲は、３０〜２３０℃の範囲にあることが望ましく、より好ましくは９０〜１８０℃の範囲である。上記式を満足することにより、接着性が良好となる。  低軟化点ポリマー層は、グラビアコーター、リバースコーター等で形成することができる。また、低融点ポリマー層の厚さは、接着力及びブロッキングの点で、０．１〜３．０μｍが好ましい。また、低軟化点ポリマー層を形成する場合、１種類の樹脂の単独使用でも、２種類以上の樹脂の混合や平均粒径が１μｍ以下の酸化ケイ素、炭酸カルシユウム及び酸化アルミニウム等を低軟化ポリマーに対して１重量％以上、２０重量％以下配合することが好ましく、また多層複合であってもかまわない。
【００２７】
本発明のコンデンサー用誘電体フィルムは、特に高圧タイプののコンデンサー製造に好適である。
【００２８】
【実施例】
以下、実施例により本発明を説明する。なお、実施例における各特性値の測定は次の装置を用いて行なった。
【００２９】
（１）容量変化率（％）
荷電前のコンデンサ素子について、安藤電気社製ＬＣＲメーター（タイプＡＧ−４３１１）を用いて、２５℃の雰囲気中で、電圧１Ｖ、周波数１ＫＨｚの条件で容量を測定する。その後、そのコンデンサ素子を、１１０℃の高温中で５ＫｖＤＣの電圧を２０００時間荷電し、初期コンデンサ容量測定時と同様に安藤電気製ＬＣＲメーターで、荷電後の容量を測定した。
【００３０】
[実施例１]
東レ（株）製厚さ８．４μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムＱ５１（融点２６３℃）の両面に、連続式真空蒸着装置を用いてそれぞれ５０ｎｍの酸化アルミニウム層を設け、さらにその片面に、連続式真空蒸着装置を用いてアルミニウム蒸着（厚さ５０ｎｍ）をしたフィルムと、東レ（株）製厚さ８．４μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムＱ５１（融点２６３℃）の両面に、連続式真空蒸着装置を用いて５０ｎｍの酸化アルミニウム層を設けたフィルム２枚を交互に合わせ巻きをして、コンデンサー用誘電体フィルムを製造した。
【００３１】
[実施例２]
実施例１において、金属蒸着としてＳｉＯ2を用いた他は、実施例１とと同様に実施して、コンデンサー用誘電体フィルムを製造した。
【００３２】
[実施例３〜５]
実施例１の両面に酸化アルミニウム層を設けた合わせ巻き用ポリエチレンテレフタレートフィルムの片面に、低軟化点ポリマーとして、酸成分としてテレフタル酸５０％モル％、イソフタル酸２０モル％、ゼバシン酸３０モル％、グリコール成分としてネオベンチルグリコール成分５０モル％、エチレングリコール成分５０モル％からなる軟化点１６３℃を有する共重合体溶液をグラビアコーターを用いて、０．２ｇ／ｍ2（実施例３）、０．５ｇ／ｍ2（実施例４）、１．０ｇ／ｍ2（実施例５）の厚みになるようにコーティングし、コート面と蒸着面を重ね２枚を交互に合わせ巻きして、コンデンサー用誘電体フィルムを製造した。
【００３３】
[比較例１]
東レ（株）製厚さ８．４μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムＱ５１（融点２６３℃）の片面に、連続式真空蒸着装置を用いてアルミニウム蒸着をしたフィルムと、東レ（株）製厚さ８．４μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムＱ５１（融点２６３℃）の２枚を交互に合わせ巻きをしたものを比較例１とする。
【００３４】
[比較例２〜４]
東レ（株）製厚さ８．４μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムＱ５１（融点２６３℃）の片面に、連続式真空蒸着装置を用いてアルミニウム蒸着をしたフィルムと、東レ（株）製厚さ８．４μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムＱ５１（融点２６３℃）の片面に、酸成分としてテレフタル酸５０％モル％、イソフタル酸２０モル％、ゼバシン酸３０モル％、グリコール成分としてネオベンチルグリコール成分５０モル％、エチレングリコール成分５０モル％からなる軟化点１６３℃を有する共重合体溶液をグラビアコーターを用いて０．２ｇ／ｍ2（比較例２）、０．５ｇ／ｍ2（比較例３）、１．０ｇ／ｍ2（比較例４）の厚みになるようにコーティングし、コート面とアルミニウム蒸着面を重ね２枚を交互に合わせ巻きした。
【００３５】
各実施例および各比較例で得られた耐湿負荷測定結果を表１に示した。表１に実施例１〜５および比較例１〜４で得られた容量変化率をまとめた。表１により、各実施例においていずれの場合も、各比較例を上回った静電容量減少を示す結果が得られたことがわかる。
【００３６】
【表１】
0004449010.tif 000002
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、基体プラスチックフィルムに、金属酸化物を設けることにより低吸湿性の優れたものとなり、静電容量減少が安定した優れたコンデンサー用誘電体フィルムとコンデンサーを製造することができる。