JP3847550B2 - Polyester film for capacitors - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンデンサ用ポリエステルフィルムに関する。
【0002】
【従来の技術】
コンデンサにおいては最近の電気・電子機器の小型化に伴い、小型化かつ大容量化が要求されてきている他、使用電圧帯の高電圧化に伴う絶縁特性向上が要求されている。このような要求に対して、フィルムコンデンサにおいては誘電体としてのフィルムの薄膜化(誘電体(フィルム)の単位体積当りの静電容量はフィルム厚みの2乗に反比例し、かつ誘電体の誘電率に比例する)やフィルムに存在するピンホールの低減等が検討されてきている。
【0003】
このようにフィルムコンデンサでは誘電体であるフィルムの薄膜化の必要性があるものの、フィルムの薄膜化に伴うコンデンサの加工工程での作業性(フィルムヘの電極としての金属蒸着、スリット、素子巻等)の悪化を回避するために、特開平10−294237号公報ではポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレートフィルム中に滑剤として特定の不活性微粒子を添加することが提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、フィルムの薄膜化とコンデンサの加工工程での優れた作業性の両立が実現できたものの、フィルム中に含まれる添加物(特に滑剤)に起因した絶縁特性不良が起こる場合があり、コンデンサ用フィルムとしてはなお不十分であった。また、コンデンサ素子巻回後の熱プレスの温度や圧力を高くする傾向があり、素子としての絶縁抵抗や耐電圧がフィルム単体よりも低下する場合がある。
【0005】
本発明は上述の従来技術の課題を解決し、ポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレートを主たる成分としてなる絶縁特性、加工性に優れた二軸延伸フィルム、特にフィルムコンデンサの誘電体に好適なフィルムを得ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
ポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレートを主成分とする二軸配向フィルムであり、フィルムが同時二軸延伸法によって製造され、かつ縦弛緩処理が施されており、温度t℃におけるフィルムの縦方向(MD)の長さLMD(t)に基づいて、温度T℃におけるフィルムの縦方向の熱歪み率RMD(T)を、
RMD(T)={[LMD(T)−LMD(35)]/LMD(35)}×100(%)
によって定義した場合に、温度150℃におけるフィルムの縦方向の熱歪み率RMD(150)が、−1.0%≦RMD(150)≦0.0%であり、フィルム厚みが0.3〜10μm、平均径が60μmを超えるフライスペックの個数が20個/m2以下であることを特徴とする。
【0007】
[ポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート]
従来のコンデンサ用ポリエステルフィルムは、ポリエチレンテレフタレートフィルムであった。このポリエチレンテレフタレートフィルムは、80℃以上の温度域で誘電正接が増加し、誘電損失により自己発熱して熱暴走になる可能性がある。このためコンデンサとしての使用温度の上限は80℃程度に抑えられている。
【0008】
一方本発明においてコンデンサ用ポリエステルフィルムは、ポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレートを主成分としている。ポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレートでは、誘電正接の増加は120℃近辺からである。このため使用温度の上限は約120℃となる。従って、高温下ではポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレートフィルムのコンデンサが使われる。また、誘電率はポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレートがやや小さく(2.9:3.1)、一見小型化に不利のようであるが、厚みを薄くする潜在力は高く、この点でもポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレートが有利である。本発明はこのような用途のコンデンサを主対象にする。
【0009】
このポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレートは、主たるジカルボン酸成分は、ナフタレンジカルボン酸であり、主たるグリコール成分は、エチレングリコールである。ここで、ナフタレンジカルボン酸としては、たとえば−2,6−ナフタレンジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、1,5−ナフタレンジカルボン酸等を挙げることができ、これらの中で−2,6−ナフタレンジカルボン酸が好ましい。
【0010】
なお本発明において「ポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレートを主成分とする」とは、フィルムの成分であるポリマーの構成成分において全繰返し単位の少なくとも90mol%がエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート単位であることを意味する。更に好ましくは95mol%である。
【0011】
こうした本発明のフィルムの成分であるポリマーの構成成分は、ポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレートを主成分とするコポリマー又は混合体でもよく、エチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレートが全繰り返し単位の90mol%以上であり、ポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレートフィルム本来の特性を極端に失うことがなく、絶縁特性、機械特性および熱寸法安定性を確保できればよい。
【0012】
コポリマーである場合は、主たる成分のエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート以外のコポリマーを構成する共重合成分としては、分子内に2つのエステル形成性官能基を有する化合物を用いることができ、かかる化合物として例えば、蓚酸、アジピン酸、フタル酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、イソフタル酸、テレフタル酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、4,4’−ジフェニルジカルボン酸、フェニルインダンジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、テトラリンジカルボン酸、デカリンジカルボン酸、ジフェニルエーテルジカルボン酸等の如きジカルボン酸;p−オキシ安息香酸、p−オキシエトキシ安息香酸等の如きオキシカルボン酸;或いはプロピレングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、シクロヘキサンメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ビスフェノールスルホンのエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物、ジエチレングリコール、ポリエチレンオキシドグリコール等の如き2価アルコール類等を好ましく用いることができる。これらの化合物は1種のみでなく2種以上を同時に用いることができる。またこれらの中で好ましくは酸成分としてはイソフタル酸、テレフタル酸、4,4’−ジフェニルジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、p―オキシ安息香酸、グリコール成分としてはトリメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ビスフェノールスルホンのエチレンオキサイド付加物である。
【0013】
また、ポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレートは例えば安息香酸、メトキシポリアルキレングリコールなどの一官能性化合物によって末端の水酸基および/またはカルボキシル基の一部または全部を封鎖したものであってもよく、或いは例えば極少量のグリセリン、ペンタエリスリトール等の如き三官能以上のエステル形成性化合物で実質的に線状のポリマーが得られる範囲内で共重合したものであってもよい。
【0014】
さらに本発明のコンデンサ用ポリエステルフィルムは主たる成分のポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレートのほかに、有機高分子を混合した混合体からなっていても良い。ポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレートは90mol%以上含有することが好ましい。
【0015】
かかる有機高分子としてポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリエチレン4,4’−テトラメチレンジフェニルジカルボキシレート、ポリエチレン−2,7−ナフタレンジカルボキシレート、ポリトリメチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート、ポリネオペンチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート、ポリ(ビス(4−エチレンオキシフェニル)スルホン)−2,6−ナフタレンジカルボキシレート等を挙げることができ、これらの中でポリエチレンイソフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリトリメチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート、ポリ(ビス(4−エチレンオキシフェニル)スルホン)−2,6−ナフタレンジカルボキシレートが好ましい。
【0016】
これらの有機高分子は1種のみならず2種以上を、本発明のコンデンサ用ポリエステルフィルムにおいて、高分子の繰返し単位で10mol%相当、好ましくは5mol%相当まで、ポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレートと共に混合した混合体となるように使用できる。
【0017】
かかる混合体の製造は一般に知られたポリエステル組成物の製造方法によって実施できる。本発明におけるポリエステルは従来公知の方法で、例えばジカルボン酸とグリコールの反応で直接低重合度ポリエステルを得る方法や、ジカルボン酸の低級アルキルエステルとグリコールとを従来公知のエステル交換触媒である、例えばナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、亜鉛、ストロンチウム、チタン、ジルコニウム、マンガン、コバルトを含む化合物の一種または二種以上を用いて反応させた後、重合触媒の存在下で重合が行なわれる。重合触媒としては三酸化アンチモン、五酸化アンチモンのようなアンチモン化合物、二酸化ゲルマニウムで代表されるようなゲルマニウム化合物、テトラエチルチタネート、テトラプロピルチタネート、テトラフェニルチタネートまたはこれらの部分加水分解物、蓚酸チタニルアンモニウム、蓚酸チタニルカリウム、チタントリスアセチルアセトネートのようなチタン化合物が挙げられる。
【0018】
エステル交換反応を経由して重合を行う場合は、重合反応前にエステル交換触媒を失活させる目的でトリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリ−n−ブチルホスフェート、正リン酸等のリン化合物が添加されるが、リン元素としてのポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート中の含有量は20〜100ppmであることがポリエステルの熱安定性の点から好ましい。
【0019】
なお、ポリエステルは溶融重合後これをチップ化し、加熱減圧下または窒素などの不活性気流中において固相重合することもできる。
【0020】
ポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレートを主たる成分としてなるポリエステルの固有粘度は、0.40dl/g以上0.90dl/g以下であることが好ましい。さらに好ましくは0.43〜0.85dl/g、特に好ましくは0.45〜0.80dl/gである。固有粘度が0.40dl/g未満であるとフィルムが脆くなり、フィルムの製膜時の破断が発生し易くなる。また、コンデンサの加工工程の搬送でフィルムの破断が発生し易くなるため好ましくない。また、フィルムの固有粘度が0.90dl/gを超えると、ポリマーの固有粘度をかなり高くする必要があり、通常の合成手法では重合に長時間を要し生産性が悪くなるため好ましくない。
【0021】
[熱歪み率]
温度t℃におけるフィルムの縦方向(MD)の長さLMD(t)に基づいて、温度T℃におけるフィルムの縦方向の熱歪み率RMD(T)を、 RMD(T)={[LMD(T)−LMD(35)]/LMD(35)}×100(%) によって定義する。ここでLMD(35)は、温度35℃におけるフィルムの縦方向(MD)の長さである。すなわち本発明では、温度35℃におけるフィルム長さを基準として、温度によって変化するフィルム長さの変化度合いにより、その熱歪み率を定義する。そして本発明のフィルムは、温度150℃におけるフィルムの縦方向の熱歪み率RMD(150)が、−1.5%≦RMD(150)≦0.0を特徴とする。
【0022】
ここで、150℃での熱歪み率RMD(150)が−1.5%未満であると、フィルムの表面に金属層を設ける過程でフィルムが収縮し、平面性が低下するのでコンデンサの誘電損失が悪化する。一方この値が、0.0%を超えると熱プレスに際して形状不良を生じることがあり、絶縁抵抗が低下する。
【0023】
そして本発明では、温度t℃におけるフィルムの横方向(TD)の長さLTD(t)に基づいて、温度T℃におけるフィルムの横方向の熱歪み率RTD(T)を、 RTD(T)={[LTD(T)−LTD(35)]/LTD(35)}×100(%) によって定義した場合に、温度150℃におけるフィルムの横方向の熱歪み率RTD(150)が、−1.0%≦RTD(150)≦0.0%であることが好ましい。
【0024】
この値が−1.0%未満であるとフィルムの表面に金属層を設ける過程でフィルムが収縮し、静電容量が不足することがある。一方、0.0%を超えると表面に金属層を設けた後に、金属蒸着フィルムがカールを起こし、コンデンサの加工において歩留りを低下させることがある。
【0025】
また本発明では、温度210℃での熱歪み率RMD(210)とRTD(210)が、−3.5%≦RMD(210)≦0.0%、かつ−3.5%≦RTD(210)≦0.0%であることがより好ましい。210℃での熱歪み率RMD(210)またはRTD(210)が、−3.5%未満または0.0%を超えると、メタリコン(素子の両端面に電極金属を溶射)に際してフィルムの変形により接触不良になり、容量不足になることがある。
【0026】
[5%歪み強度の縦横比]
本発明では、フィルムの横方向の5%歪み強度に対するフィルムの縦方向の5%歪み強度の比率、すなわち縦方向の5%歪み強度を横方向の5%歪み強度で割った値が、0.90以上1.40以下であることが好ましい。この比が0.90未満であると加工時に縦方向に伸びやすく、1.40を超える場合、縦方向(MD)の150℃での熱歪み率RMD(150)が−1.5%未満になることがあり、好ましくない。
【0027】
[フライスペック]
本発明のフィルムは、平均径が60μmを超えるフライスペックの個数が20個/m2以下であることを必要とする。より好ましくは15個/m2以下、特に好ましくは10個/m2以下である。ここで、フライスペックとは樹脂中に含まれる添加剤(滑剤等)や異物を核にして発生し、核とその周辺にできるフィルムを構成する樹脂の膜厚みが薄くなった部分(ボイド)から構成されるものである。そしてその平均径とは、フライスペックの長径と短径の平均である。
【0028】
このフライスペックが大きいと樹脂の膜厚みの薄い範囲が広がるため、製膜時や適当な幅へのスリット時、コンデンサの加工工程等で急激な張力変動や急激な加熱があった場合に応力集中により膜の破れが発生し、絶縁性能が低下する。また、膜の破れが起こらなかった場合でも、樹脂の膜厚みが薄いため、絶縁性能が低下する傾向にある。また、絶縁性能を著しく低下させるフライスペックは平均径が60μmを超えるものであり、かつその存在する頻度が20個/m2を超えるとコンデンサの誘電体としての絶縁性能が不足する。
【0029】
サイズの大きいフライスペック数を上記範囲にするには、製膜時のフィルターとして線径15μm以下のステンレス鋼細線よりなる平均目開き10〜40μm、好ましくは15〜35μmの不織布型フィルターでろ過することが好ましい。フィルターの目開きが40μmを超えると溶融ポリマー中の粗大粒子を減少させる効果がなく、一方目開きが10μm未満ではフィルターの目詰まりが発生しやすく工業上実用化が困難である。フィルターとしては他に網状構造物や焼結金属等を用いたものもあるが、不織布型のフィルターと比べると寿命が短く、ろ過効率がやや劣る等の問題がある。さらに、より効果的にサイズの大きいフライスペック数を上記範囲にするには、滑剤自体を予め所定の目開きのフィルターでろ過した後にポリマー内に添加することが好ましい。
【0030】
[表面粗さ(Ra)]
本発明のコンデンサ用ポリエステルフィルムは、中心線平均粗さ(Ra)が40〜80nmであることが好ましく、より好ましくは45〜80nm、特に好ましくは50〜77nmである。中心線平均粗さ(Ra)が40nm未満であるとフィルムの滑り性やエア抜け性が悪く、フィルムをロールに巻き取ることが非常に困難となる上に、熱プレス時に素子のつぶれ性が悪く、形状不良や絶縁抵抗の低下を生じることがある。形状不良は滑り性不良が原因であり、素子の中心のつぶれ跡が直線状にならず歪みを生じ、或いは亜鈴状の空洞がつぶれ跡の両端に残る現象である。また、中心線平均粗さ(Ra)が80nmを超えるようにするには粒径の大きな滑剤の添加あるいは滑剤の添加量を増やす必要があるが、本発明のコンデンサ用ポリエステルフィルムの厚みが薄いためにフィルムの製膜における破断頻度が増加するため、生産性が著しく低下する。また、コンデンサの絶縁破壊電圧が低下する。
【0031】
[厚み]
本発明のコンデンサ用ポリエステルフィルムの厚みは、0.3〜10μmであることが好ましく、より好ましくは0.4〜7.0μm、特に好ましくは0.5〜5.0μmである。フィルムの厚みが0.3μm未満ではフィルムが非常に薄いため、製膜での破断が多発し製膜が困難である。また、フィルムの厚みが10μmを超えるとフライスペックが存在しても十分な樹脂厚みを保つことができるため、絶縁特性の低下現象が発生せず、プレスによる絶縁耐力低下問題もなく、本発明の対象とはならない。
【0032】
[密度]
本発明のコンデンサ用ポリエステルフィルムは密度が1.340〜1.361g/cm3であることが好ましい。さらに好ましくは1.345〜1.357g/cm3である。密度が1.340g/cm3未満であるとコンデンサ性能のバラツキの原因となり、加工歩留りの低下を引き起こす原因となるため好ましくない。また、1.361g/cm3を超えると結晶性が高くなり過ぎてフィルムの靭性が失われるためフィルム搬送時やスリット加工時の破断頻度が増加するようになる。
【0033】
[添加物]
本発明のポリエステルフィルムには添加剤、例えば滑剤、安定剤、難燃剤等を含有させることができる。フィルムの製造時、加工時、使用時の走行性やハンドリング性を向上させる目的でフィルムに滑り性を付与するために無機粒子、有機粒子、架橋高分子粒子などの不活性微粒子を少割合含有させることが好ましい。
【0034】
無機粒子としては、炭酸カルシウム、多孔質シリカ、球状シリカ、カオリン(板状珪酸アルミニウム)、タルク、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、リン酸リチウム、リン酸カルシウム、リン酸マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化ジルコニウム、フッ化リチウム等を挙げることができる。
【0035】
有機塩粒子としては、蓚酸カルシウムやカルシウム、バリウム、亜鉛、マンガン、マグネシウム等のテレフタル酸塩などが挙げられる。
【0036】
架橋高分子粒子としては、ジビニルベンゼン、スチレン、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸もしくはメタクリル酸のビニル系モノマの単独または共重合体等が挙げられ、この他、ポリテトラフルオロエチレン、シリコーン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、熱硬化エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、熱硬化性尿素樹脂、熱硬化性フェノール樹脂などの有機微粒子も用いられる。
【0037】
これら滑剤の粒子径は平均粒径が0.1μm以上5μm以下であることが好ましい。平均粒径としてさらに好ましくは0.15μm以上4μm以下であり、0.2μm以上3μm以下が特に好ましい。0.1μm未満では滑り性改善効果が小さいため添加濃度を非常に高くする必要があり、フィルムの製造工程で破断が多くなるため好ましくない。また、5μmを超えるとフィルムの製造工程で破断が多くなるばかりでなく、粒子の脱落によるピンホールが増加するので好ましくない。
【0038】
なお本発明において不活性微粒子の「平均粒径」とは、測定した全粒子の50重量%の点にある粒子の「等価球形直径」を意味する。「等価球形直径」とは粒子と同じ容積を有する想像上の球(理想球)の直径を意味し、粒子の電子顕微鏡または、通常の沈降法による測定から計算して求めることができる。
【0039】
不活性微粒子の全添加量は0.05重量%以上3重量%以下、より好ましくは0.08重量%以上2.5重量%以下であり、0.1量%以上2.0重量%以下が特に好ましい。0.05重量%未満では滑り性の改善が不十分であり、3重量%を超えるとフィルムの製造工程で破断が多くなるため好ましくない。
【0040】
フィルムに添加する不活性微粒子は上記に例示した中から選ばれた単一成分でもよく、二成分あるいは三成分以上を含む多成分でもよい。特に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、上記の例示の中で、炭酸カルシウムおよび板状珪酸アルミニウムを含有することが特に好ましい。
【0041】
また本発明のポリエステルフィルムは、その用途に応じて結晶核剤、酸化防止剤、熱安定化剤、易滑剤、難燃剤、帯電防止剤、ポリシロキサン等を配合することができる。
【0042】
不活性微粒子やその他の添加剤の添加時期はポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレートを製膜するまでの段階であれば特に制限はなく、例えば重合段階で添加してもよく、また製膜の際に添加してもよい。均一分散の見地からは、エチレングリコール中に添加して重合時に高濃度添加し、マスターチップとし、無添加チップで希釈するのが好ましい。
【0043】
[炭酸カルシウム粒子]
本発明のコンデンサ用ポリエステルフィルム中に特に好ましく添加される不活性微粒子である炭酸カルシウム粒子は、フィルムの滑り性、エア抜け性の点から平均粒径は0.2〜5μmであることが好ましく、0.3〜4μmであることがより好ましく、0.5〜3μmであることが特に好ましい。また炭酸カルシウム粒子の添加量は0.03〜2重量%であることが好ましく、さらに好ましくは0.05〜1.5重量%、特に好ましくは0.1〜1重量%である。
【0044】
本発明に用いる炭酸カルシウムとしては、特に限定はされないが、天然に産出する石灰石、チョーク(白亜)、および石灰石から化学的方法によって生成される沈降炭酸カルシウム等のカルサイト結晶、石灰乳に高温で炭酸ガスを反応させて得られるアルゴナイト結晶、バテライト結晶およびこれらを組み合わせたものが例示される。石灰石を機械酌に粉砕して得られる重質炭酸カルシウム(カルサイト結晶)も用いることができる。
【0045】
[板状ケイ酸アルミニウム粒子]
本発明のコンデンサ用ポリエステルフィルム中に、特に好ましく添加される不活性微粒子である珪酸アルミニウム粒子は、平均粒径が0.1〜2μmであることが好ましく、0.3〜1.7μmであることがより好ましく、0.5〜1.5μmであることが特に好ましい。また、添加量はフィルムの滑り性、コンデンサの製造工程での取扱い性の点から0.03〜1重量%であることが好ましく、0.06〜0.8重量%であることがより好ましく、0.1〜0.7重量%であることが特に好ましい。
【0046】
本発明における板状珪酸アルミニウムとはアルミノ珪酸塩のことをいうものであり、特に限定はされないが、天然に産出するカオリン鉱物からなるカオリンクレー等が例示される。さらにカオリンクレーは水洗等の精製処理を施されたものであっても良い。
【0047】
[粗大粒子]
本発明のコンデンサ用ポリエステルフイルム中に存在する粗大粒子は、最大径が35μmを超えるものの個数が10個/m2以下であることが好ましい。より好ましくは8個/m2以下、特に好ましくは5個/m2以下である。本発明のフィルムにおいては、炭酸カルシウム粒子あるいは板状ケイ酸アルミニウムを含有する場合に、特に注意を要する。最大径35μmを超える粗大粒子数が10個/m2を超えると、粗大粒子周辺の樹脂の厚みが薄くなった部分の頻度が多くなり、コンデンサの誘電体としての絶縁性能が不足するため好ましくない。
【0048】
[厚みのバラツキ]
本発明のコンデンサ用ポリエステルフィルムにおいて、任意の場所での厚みのバラツキはフィルム厚みに対して25%以下であることが好ましく、より好ましくは20%以下、特に好ましくは15%以下である。フィルムの厚みに対する厚みのバラツキが25%を超えるとコンデンサの誘電体用薄膜として幾重にも積層して使用した場合、厚みのバラツキによりコンデンサとしての性能にバラツキを生じる原因となるため好ましくない。
【0049】
[製造条件]
本発明のポリエステルフィルムは、ポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレートを主成分とする二軸延伸フィルムである。この二軸延伸フィルムは通常の方法、例えば、該ポリマーを融点以上で溶融させダイスリットから60℃近辺に調温されたキャスティングドラム上に押出して密着冷却固化させ、未延伸フィルムを得る。この未延伸フィルムを縦および横方向に二軸延伸した後、熱固定し、必要に応じて縦方向および/または横方向に弛緩処理することで製造することができる。フィルムの延伸は公知のロール式縦延伸機、赤外線加熱縦延伸機、テンタークリッブ式横延伸機、これらの延伸を複数段階にわけて行う多段式延伸機、チューブラ延伸機、オーブン式縦延伸機、同時二軸延伸機などを用いて行うことができるが特に限定されるものではない。本発明においては、フィルムの縦方向の150℃における熱歪み率を小さい値に制御する必要があり、同時二軸延伸が好ましい。
【0050】
次に詳しく本発明のポリエステルフィルムの製造方法について述べるが必ずしもこれに限定されるものではない。先ず、同時二軸延伸法による製造につき説明する。同時二軸延伸機の縦方向の延伸機構には従来の方式であるスクリューの溝にクリップを乗せてクリップ間隔を拡げていくスクリュー方式、パンタグラフを用いてクリップ間隔を拡げていくパンタグラフ方式がある。これ等には、製膜速度が遅いこと、延伸倍率等の条件変更が容易でない等の問題があったが既にこのような設備を所有する場合、本発明に用いることができる。一方、近年、リニアモーター方式の同時二軸テンターが開発され、その製膜速度の高さ等から注目を集めている。リニアモーター方式の同時二軸延伸では、これらの問題を一挙に解決できる。従って新規に同時二軸延伸機を導入する場合にはこの方式の設備を使用するのが好ましい。また、同時二軸延伸では、逐次二軸延伸のように縦延伸ローラーを使用しないため、フィルム表面の傷が少なくなるという長所がある。その他、逐次二軸延伸ではポリエステルのベンゼン環又はナフタレン環の面がフィルム面と平行になりやすく、厚み方向の屈折率nzが小さくなり、引裂き伝播抵抗が小さく、層状剥離し易い。同時二軸延伸ではこれが改善される。また、熱固定領域で縦弛緩できる構造のものがあり、150〜210℃の縦方向の熱歪み率を小さくできる。これらの特徴が本発明のコンデンサ用フィルムへの要求特性と合致するので、本発明においては同時二軸延伸を採用するのが好ましい。
【0051】
本発明でいう同時二軸延伸とは、フィルムの縦方向、横方向に同時に配向を与えるための延伸であり、同時二軸延伸機を用い、フィルムの両端をクリップで把持しながら搬送して、縦方向および横方向に延伸する操作をいう。尚、ここで、フィルムの縦方向とはフィルムの長手方向であり、横方向とはフィルムの幅方向である。もちろん、縦方向と横方向の延伸が時間的に同時に延伸されている部分があればよいのであって、従って、横方向または縦方向に単独に先に延伸した後に、縦方向と横方向とを同時に延伸する方法や、さらに同時二軸延伸後に横方向または縦方向に単独に更に延伸する方法なども本発明の範囲に含まれる。
【0052】
本発明のポリエステルフィルムを製造するには、所定の不活性微粒子を含有させた後、例えば通常の押出温度、すなわち融点温度(以下Tmと表わす)以上(Tm+70)℃以下の温度で溶融押出されたフィルム状溶融物を回転冷却ドラムの表面で急冷し、固有粘度が0.40〜0.90dl/gの未延伸フィルムを得る。ポリエチレン―2,6―ナフタレンジカルボキシレートを例にすれば、乾燥は170℃で6時間程度、押出し温度は300℃近辺、冷却ドラムの表面温度は60℃程度である。未延伸フィルムの端部と中央部の厚みの比率(端部の厚み/中央部の厚み)は、望ましくは、1以上、10以下であり、好ましくは1以上、5未満、さらに好ましくは1以上、3未満である。前記厚みの比率が1未満であるか、10を越えるとフィルム破れまたはクリップ外れが多発するので好ましくない。
【0053】
次いで、この未延伸フィルムを、同時二軸延伸機に該フィルムの両端部をクリップで把持して導き、予熱ゾーンで、(ポリエステルのガラス転移点温度Tg−40)〜(Tg+50)℃に加熱した後、一段階もしくは二段階以上の多段階で、(Tg−10)〜(Tg+70)℃で、面積倍率10〜40倍(縦倍2〜6倍)の同時二軸延伸を施す。また必要に応じて、その後さらに、(ポリエステルの融点Tm−120)〜(Tm−10)℃の温度範囲で、一段階もしくは二段階以上の多段階で、面積倍率2〜5倍に同時二軸延伸しても良い。続いて、(Tm−70)〜(Tm)℃の温度範囲で熱固定を施し、必要であれば熱固定を施しながら、または熱固定からの冷却過程で、好ましくは100〜245℃の温度範囲で縦および横方向に、好ましくは各方向に対して1〜10%の範囲で弛緩処理を行う。ポリエチレン―2,6―ナフタレンジカルボキシレートの場合、予熱温度は140℃程度、延伸温度は145℃程度、熱固定温度は240℃程度が好ましい。必要ならば熱固定を行いながら縦および横方向に弛緩処理を施し、その後フィルムを室温まで冷やして巻き取り、目的とする同時二軸ポリエステルフィルムを得る。尚、本発明では、フィルムの表面特性を付与するため、例えば易接着性、易滑性、離型性、制電性を付与するために、同時二軸延伸の前または後の工程で、ポリエステルフィルムの表面に塗剤をコーテングすることも好ましく行うことができる。
【0054】
本発明のフィルムは通常の逐次二軸延伸でも製造できる。前述したように公知の方法で得られたポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレートの未延伸フィルムを120〜180℃、より好ましくは125〜170℃、特に好ましくは130〜160℃で縦方向にロール式縦延伸機で3.0〜5.0倍、より好ましくは3.3〜4.6倍延伸する。赤外線加熱式縦延伸機を用いてもよいが、特に薄いフィルムを延伸する場合にはフィルム全体を均一に加熱するのに有利であるためロール式縦延伸機の方が好ましい。縦延伸で無理なく延伸するためには延伸を複数回に分けて多段延伸することが好ましい。縦延伸後さらにステンター内で120〜180℃、より好ましくは125〜170℃、特に好ましくは130〜160℃で横方向に3.0〜4.5倍、より好ましくは3.5〜4.3倍延伸し、195〜250℃、より好ましくは205〜245℃で0.3〜50秒間熱処理を行い、その後、縦方向および/または横方向に弛緩率0.5〜15%の範囲で熱弛緩処理を行うことで所望のポリエステルフィルムを得ることができる。なお、横方向の延伸を複数段階に分割する多段延伸を用いてもよい。
【0055】
本発明のポリエステルフィルムは、フィルムコンデンサの誘電体として用いられるが、従来のポリエステル(ポリエチレンテレフタレート)フィルムコンデンサに比べて、誘電体フィルムのガラス転移温度が高いために、より使用環境温度が高い場所で使用されるフィルムコンデンサに好ましく適用される。特に電気・電子機器の小型化により従来よりも熱源に接近した整流回路、自動車の電装部品としてエンジン周辺や車内に設置される電装部品の回路等では使用環境温度が高温になるため好ましく用いられる。また、ハイブリッドカーや電気自動車、電子交換機等の変圧回路、電流変換回路等などの高電圧下での耐電圧特性や高周波下での容量安定化が要求されるコンデンサ用のフィルムとして好ましく適用される。
【0056】
【実施例】
以下実施例により本発明を更に説明するが、本発明はその要旨を変えない限り、以下の実施例のみに限定されるものではない。なお、本発明における種々の物性値及び特性の測定方法、定義は以下の通りである。
【0057】
(1)ポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレートの成分量(主成分モル比、共重合成分モル比)の算出
フィルムサンプルを測定溶媒(CDCl3:CF3COOD=1:1)に溶解後1H−NMR測定を行い、得られた各シグナルの積分比をもって算出する。
【0058】
(2)熱歪み率
セイコー電子工業(株)製測定モジュールTMA/SS120C型およびデータ解析装置として同社製熱分析システムSSC/5200H型を用いて、フィルムサンプルを幅4mmのフィルム縦方向(MD)に長い短冊状にサンプリングし、縦方向に一定荷重2.0MPaを負荷させた状態で室温から昇温速度5℃/分で昇温する。そして35℃、150℃、および210℃において、フィルムの長さを測り、前述の計算式により縦方向の熱歪み率RMDを算出する。また横方向(TD)の熱歪み率RTDは、横方向(TD)に長いサンプルを切り出す以外は上記に準じる。
【0059】
(3)フライスペック、粗大粒子
(3−1)フライスペック
フィルム面を万能投影機を用いて偏光透過照明にて50倍に拡大して測定面積1m2に存在するフライスペックを観察、マーキングする。さらに光学顕微鏡で各々のフライスペックを観察し、フライスペックの核およびその周辺に発生したボイドを含めて平均径、すなわち(長径十短径)/2を求め、それが60μmを超えるものの数を数える。
【0060】
(3−2)粗大粒子
フィルム面を万能投影機を用いて、透過照明にて50倍に拡大して測定面積1m2を観察し、フィルム中に存在する粒子のうち最大径が35μmを超える粒子の数を数えた。
【0061】
(4)5%歪み強度(F5値)
フィルムを試料巾10mm、長さ150mmに切り、チャック間100mmにして引張速度100mm/分、チャート速度500mm/分でインストロンタイプの万能引張試験装置で引張る。MD、TD両方向の測定を行い、得られた荷重−伸び曲線から5%伸長時の強度を読み取り、原断面積で除して5%歪み強度(N/mm2)とする。MD方向のF5値をTD方向のF5値で除して、縦横比を算出する。
【0062】
(5)表面粗さ(中心線平均粗さ:Ra)
中心線平均粗さ(Ra)はJISB0601で定義される値である。本発明では非接触式三次元粗さ計(小坂研究所製ET−30HK)を用いて、波長780nmの半導体レーザー、ビーム径1.6μmの光触針で測定長(Lx)1mm、サンプリングピッチ2μm、カットオフ0.25mm、厚み方向拡大倍率1万倍、面方向拡大倍率200倍、走査線数100本(Ly=0.2mm)の条件にてフィルム表面の突起プロファイルを測定し、表面粗さ(Ra)を算出する。
【0063】
(6)密度
硝酸カルシウム水溶液を用いた密度勾配管で、25℃での浮沈法により測定する。
【0064】
(7)フィルム厚み、厚みのバラツキ
製膜したフィルムの任意の場所から縦10cm×横10cmのサンプルを縦、横ともに10cm以上の間隔をおいて50枚採取する。各々のサンプルについての厚み(μm)T1、T2…T50を、幅(cm)、長さ(cm)、重量(g)、密度(g/cm3)から下式で算出し、さらに50サンプルの平均厚みTavを求めてフィルム厚みとする。また、上述の50サンプルの中の最大厚みTmaxと最小厚みTminの差を求め、平均厚みTavに対する割合を下式で算出して厚みのバラツキとする。
厚みT(μm)=[重量/(幅×長さ×密度)]×10000
平均厚みTav(μm)=(T1+T2+…+T50)/50
厚みのバラツキ(%)=[(Tmax−Tmin)/平均厚みTav]×100
【0065】
(8)不活性微粒子の平均粒径
島津制作所製CP−50型セントリフューグルパーティクルサイズアナライザー(Centrifugal Particle Size Annalyzer)を用いて測定する。得られる遠心沈降曲線を基に算出した各粒径の粒子とその存在量との積算曲線から、50重量%に相当する粒径を読み取り、この値を平均粒径とする(「粒度測定技術」日刊工業新聞発行、1975年頁242〜247参照)。
【0066】
(9)フィルムの製膜性
二軸延伸フィルムを24時間連続で製膜したときのフィルムの製膜状態を観察し、下記の基準で評価した。
◎:破断回数は0回/24時間であり、極めて安定な製膜が可能。
○:破断回数は1〜3回/24時間であり、安定な製膜が可能。
×:破断回数は4回以上/24時間であり、製膜が不安定。
【0067】
(10)フィルムロールの巻姿
フィルムを幅550mm、長さ10000mでロールに巻き取った後の巻姿を製膜・スリット時およびコンデンサ加工における蒸着後について各々観察し、下記の基準で評価した。
◎:製膜・スリット時および蒸着後ともに肉眼の観察で表面のシワ、巻ズレ等がなく、巻姿が良好。
×:製膜・スリット時および/または蒸着後の肉眼の観察で表面のシワ、巻ズレ等が確認され、巻姿が不良。
【0068】
(11)絶縁抵抗
0.1μFのコンデンササンプル200個を23℃、65%RHの雰囲気下において、YHP社製の超絶縁抵抗計4329Aにて印加電圧500Vでの1分値として測定し、絶縁抵抗が5000MΩ未満のコンデンササンプルを不良品として以下の基準で判定した。なお、本発明においては○と△を合格とした。
○:不良品が4個未満
△:不良品が4個以上10個未満
×:不良品が10個以上
【0069】
(12)絶縁破壊電圧(BDV)
JIS C 2318に示す方法に従って測定し、n=200の最小値を絶縁破壊電圧(BDV)とした。本発明において、絶縁破壊電圧は220V/μm以上であることが好ましく240V/μm以上であることが特に好ましい。
【0070】
[実施例1]
2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチル100部、エチレングリコール60部をエステル交換触媒として酢酸マンガン四水塩0.03部を使用し、滑剤として平均粒径1.0μmの炭酸カルシウム粒子0.45重量%および平均粒径0.7μmのカオリンクレー粒子(板状ケイ酸アルミニウム粒子)を0.30重量%含有するように添加して、常法に従ってエステル交換反応をさせた後、トリメチルフォスフェート0.023部を添加し実質的にエステル交換反応を終了させた。
【0071】
ついで、三酸化アンチモン0.024部を添加し、引き続き高温、高真空化で常法にて重合反応を行い、固有粘度0.62dl/gのポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート(PEN Tg=121℃)を得た。このPENポリマーを170℃で5時間乾燥させた後、押出し機に供給し、溶融温度295℃で溶融し、線径14μmのステンレス鋼細線からなる平均目開き30μの不織布型フィルターでろ過し、ダイスリットより押出し後、キャスティングドラム上で冷却固化させて未延伸フィルムを作成した。
【0072】
この未延伸フィルムを、同時二軸延伸機に導入し、140℃で予熱した後、145℃で縦方向に4.5倍、横方向に4.2倍にクリップで把持しながら同時に延伸した。その後、第1、2、3熱固定ゾーンにおいてそれぞれ200、230、235℃で2秒間ずつ熱固定しつつ3%縦弛緩を与え、厚みが3.0μmの二軸配向フィルムを得た。二軸配向フィルムの物性および評価結果を表1に示す。
【0073】
次に、得られたポリエステルフィルムは製膜後1週間後に70℃、24時間処理した後、片面に表面抵抗値が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ストライプ状に蒸着した(蒸着部の幅58mm、マージン部の幅2mmの繰り返し)。次に蒸着フィルムに直流800Vをフィルム全幅に印加する電圧処理を行い、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1mmのマージンを有する全幅30mmのテープ状の巻取リールとした。
【0074】
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枚づつを重ね合わせて巻回し、静電容量0.1μFのコンデンサ素子を得た。このコンデンサ素子を温度150℃、圧力196MPaで5分間プレスした。これに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外装としてエポキシ樹脂で硬化させ巻回型コンデンサとした。コンデンサとしての評価結果を表1に示す。絶縁破壊電圧が270V/μmと高く、また絶縁抵抗特性にも優れている。またフィルムの製膜性にも特に優れている。
【0075】
[比較例1]
添加する不活性粒子の量を表1に示すものにして、未延伸フィルムを実施例1と同様にして作成した。このフィルムを135℃で縦方向(長手方向)に1.8倍延伸し、引き続き145℃で縦方向に2倍延伸(縦延伸倍率3.6倍)して、140℃で横方向(幅方向)に3.6倍逐次二軸延伸し、その後232℃で3秒間熱固定し、厚みが3.0μmの二軸配向フィルムを得てロールに巻き取った。フィルム単体を評価し、実施例1と同様にしてコンデンサ素子を作成し評価した。この結果を表1に示す。絶縁破壊電圧が260V/μmと高く、また絶縁抵抗特性にも優れている。
【0076】
[比較例2]
溶融物濾過フィルターの平均目開きを50μmとした以外は、実施例1と同様にしてフィルムを製膜して、コンデンサ素子を作成し評価した。この結果を表1に示す。フライスペックが多く、絶縁破壊電圧が低い。
【0077】
[比較例3]
熱固定温度を各ゾーン200℃として、縦弛緩は与えなかった。それ以外は実施例1と同様にしてフィルムを製膜して、コンデンサ素子を作成し評価した。この結果を表1に示す。150℃の縦方向の熱歪み率がマイナス側に大きく、コンデンサの形状不良が多発した。
【0078】
[比較例4]
比較例1において、表1に示す延伸条件に変更した。フィルムおよびコンデンサ素子の評価結果を表1に示す。150℃の縦方向の熱歪み率がプラス側に大きく、絶縁抵抗が低い。
【0079】
【表1】
【0080】
【発明の効果】
本発明によれば、ポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレートを主たる成分としてなる絶縁特性に優れ、加工性特に熱プレス時の特性低下のないコンデンサ用誘電体に好適なフィルムを提供することができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a polyester film for capacitors.
[0002]
[Prior art]
Capacitors are required to be smaller and have larger capacities along with recent miniaturization of electric and electronic devices, and also to improve insulation characteristics as the operating voltage range increases. In response to such demands, in a film capacitor, the film thickness as a dielectric is reduced (the capacitance per unit volume of the dielectric (film) is inversely proportional to the square of the film thickness, and the dielectric constant of the dielectric is And reduction of pinholes existing in the film have been studied.
[0003]
As described above, although it is necessary to reduce the film thickness of the dielectric film capacitor, workability in the capacitor processing process associated with the film thickness reduction (metal deposition as an electrode on the film, slit, element winding, etc.) In order to avoid this deterioration, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-294237 proposes to add specific inert fine particles as a lubricant to the polyethylene-2,6-naphthalenedicarboxylate film.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, although it has been possible to achieve both excellent film workability and excellent workability in the capacitor processing process, there may be cases where the insulation characteristics are poor due to additives (especially lubricants) contained in the film. It was still insufficient as a film. In addition, there is a tendency to increase the temperature and pressure of the hot press after winding the capacitor element, and the insulation resistance and withstand voltage as the element may be lower than those of the film alone.
[0005]
The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, and is suitable for a biaxially stretched film excellent in insulating properties and workability mainly comprising polyethylene-2,6-naphthalenedicarboxylate, particularly a dielectric film capacitor. The purpose is to obtain a film.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
A biaxially oriented film mainly composed of polyethylene-2,6-naphthalenedicarboxylate, The film is manufactured by the simultaneous biaxial stretching method and subjected to the longitudinal relaxation treatment, Based on the length LMD (t) in the longitudinal direction (MD) of the film at the temperature t ° C., the thermal strain rate RMD (T) in the longitudinal direction of the film at the temperature T ° C.
RMD (T) = {[LMD (T) -LMD (35)] / LMD (35)} × 100 (%)
When the thermal strain rate RMD (150) in the longitudinal direction of the film at a temperature of 150 ° C. is defined as -1. 0 % ≦ RMD (150) ≦ 0.0%, The film thickness is 0.3 to 10 μm, The number of fly specs with an average diameter exceeding 60 μm is 20 / m 2 It is characterized by the following.
[0007]
[Polyethylene-2,6-naphthalenedicarboxylate]
The conventional polyester film for capacitors was a polyethylene terephthalate film. In this polyethylene terephthalate film, the dielectric loss tangent increases in a temperature range of 80 ° C. or higher, and there is a possibility that self-heating occurs due to dielectric loss and thermal runaway occurs. For this reason, the upper limit of the use temperature as a capacitor | condenser is restrained to about 80 degreeC.
[0008]
On the other hand, the polyester film for capacitors in the present invention contains polyethylene-2,6-naphthalenedicarboxylate as a main component. In polyethylene-2,6-naphthalenedicarboxylate, the increase in dielectric loss tangent is from around 120 ° C. Therefore, the upper limit of the use temperature is about 120 ° C. Therefore, polyethylene-2,6-naphthalenedicarboxylate film capacitors are used at high temperatures. In addition, the dielectric constant of polyethylene-2,6-naphthalenedicarboxylate is slightly small (2.9: 3.1), which seems disadvantageous for miniaturization at first glance, but the potential for reducing the thickness is high. However, polyethylene-2,6-naphthalenedicarboxylate is advantageous. The present invention is mainly directed to capacitors for such applications.
[0009]
In the polyethylene-2,6-naphthalene dicarboxylate, the main dicarboxylic acid component is naphthalene dicarboxylic acid, and the main glycol component is ethylene glycol. Here, examples of naphthalenedicarboxylic acid include -2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 2,7-naphthalenedicarboxylic acid, 1,5-naphthalenedicarboxylic acid, and the like. Among these, -2,6- Naphthalenedicarboxylic acid is preferred.
[0010]
In the present invention, “having polyethylene-2,6-naphthalenedicarboxylate as a main component” means that at least 90 mol% of all repeating units are ethylene-2,6-naphthalene in the constituent components of the polymer that is a component of the film. Means a carboxylate unit. More preferably, it is 95 mol%.
[0011]
The constituent component of the polymer which is a component of the film of the present invention may be a copolymer or a mixture mainly composed of polyethylene-2,6-naphthalene dicarboxylate, and ethylene-2,6-naphthalene dicarboxylate is completely repeated. It is 90 mol% or more of the unit, and it is sufficient that the original properties of the polyethylene-2,6-naphthalene dicarboxylate film are not extremely lost and the insulating properties, mechanical properties, and thermal dimensional stability can be ensured.
[0012]
In the case of a copolymer, a compound having two ester-forming functional groups in the molecule can be used as a copolymerization component constituting the copolymer other than the main component ethylene-2,6-naphthalenedicarboxylate, Examples of such compounds include oxalic acid, adipic acid, phthalic acid, sebacic acid, dodecanedicarboxylic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, 4,4′-diphenyldicarboxylic acid, phenylindandicarboxylic acid, 2, 7-naphthalenedicarboxylic acid, tetralin dicarboxylic acid, decalin dicarboxylic acid, dicarboxylic acid such as diphenyl ether dicarboxylic acid; oxycarboxylic acid such as p-oxybenzoic acid, p-oxyethoxybenzoic acid; or propylene glycol, trimethylene glycol, Te Preferably used are dihydric alcohols such as tramethylene glycol, hexamethylene glycol, cyclohexanemethylene glycol, neopentyl glycol, ethylene oxide adduct of bisphenol sulfone, ethylene oxide adduct of bisphenol A, diethylene glycol, polyethylene oxide glycol, etc. it can. These compounds can be used alone or in combination of two or more. Of these, preferably, the acid component is isophthalic acid, terephthalic acid, 4,4′-diphenyldicarboxylic acid, 2,7-naphthalenedicarboxylic acid, p-oxybenzoic acid, and the glycol component is trimethylene glycol or hexamethylene. It is an ethylene oxide adduct of glycol, neopentyl glycol, and bisphenol sulfone.
[0013]
In addition, polyethylene-2,6-naphthalenedicarboxylate may be one in which a terminal hydroxyl group and / or a carboxyl group is partially or entirely blocked with a monofunctional compound such as benzoic acid or methoxypolyalkylene glycol. Alternatively, it may be copolymerized within a range in which a substantially linear polymer is obtained with a trifunctional or higher functional ester-forming compound such as glycerin and pentaerythritol.
[0014]
Furthermore, the polyester film for capacitors of the present invention may be composed of a mixture in which an organic polymer is mixed in addition to the main component polyethylene-2,6-naphthalenedicarboxylate. Polyethylene-2,6-naphthalenedicarboxylate is preferably contained in an amount of 90 mol% or more.
[0015]
Polyethylene terephthalate, polyethylene isophthalate, polytrimethylene terephthalate, polyethylene 4,4′-tetramethylene diphenyl dicarboxylate, polyethylene-2,7-naphthalene dicarboxylate, polytrimethylene-2,6-naphthalene as such organic polymer Examples include dicarboxylate, polyneopentylene-2,6-naphthalene dicarboxylate, poly (bis (4-ethyleneoxyphenyl) sulfone) -2,6-naphthalene dicarboxylate, and the like. Polyethylene isophthalate, polytrimethylene terephthalate, polytrimethylene-2,6-naphthalenedicarboxylate, poly (bis (4-ethyleneoxyphenyl) sulfone) -2,6-naphthalenedicarboxylate Is preferred.
[0016]
These organic polymers are not only one type but also two or more types, in the polyester film for capacitors of the present invention, polyethylene-2,6-naphthalene, up to 10 mol%, preferably up to 5 mol%, of the polymer repeating unit. It can be used to be a mixture mixed with a carboxylate.
[0017]
Such a mixture can be produced by a generally known method for producing a polyester composition. The polyester in the present invention is a conventionally known method, for example, a method of directly obtaining a low polymerization degree polyester by reaction of dicarboxylic acid and glycol, or a lower alkyl ester of dicarboxylic acid and glycol are conventionally known transesterification catalysts, such as sodium , Potassium, magnesium, calcium, zinc, strontium, titanium, zirconium, manganese, and a compound containing two or more kinds of cobalt-containing compounds, followed by polymerization in the presence of a polymerization catalyst. As a polymerization catalyst, antimony compounds such as antimony trioxide and antimony pentoxide, germanium compounds represented by germanium dioxide, tetraethyl titanate, tetrapropyl titanate, tetraphenyl titanate or a partial hydrolyzate thereof, titanyl ammonium oxalate, Examples include titanium compounds such as potassium titanyl oxalate and titanium trisacetylacetonate.
[0018]
When the polymerization is performed via a transesterification reaction, a phosphorus compound such as trimethyl phosphate, triethyl phosphate, tri-n-butyl phosphate, or normal phosphoric acid is added for the purpose of deactivating the transesterification catalyst before the polymerization reaction. However, the content of polyethylene-2,6-naphthalenedicarboxylate as a phosphorus element is preferably 20 to 100 ppm from the viewpoint of thermal stability of the polyester.
[0019]
Polyester can also be chipped after melt polymerization and solid state polymerization can be performed under reduced pressure by heating or in an inert gas stream such as nitrogen.
[0020]
The intrinsic viscosity of the polyester mainly composed of polyethylene-2,6-naphthalenedicarboxylate is preferably 0.40 dl / g or more and 0.90 dl / g or less. More preferably, it is 0.43-0.85 dl / g, Most preferably, it is 0.45-0.80 dl / g. When the intrinsic viscosity is less than 0.40 dl / g, the film becomes brittle, and breakage tends to occur when the film is formed. Further, it is not preferable because the film is easily broken during conveyance of the capacitor processing step. On the other hand, if the intrinsic viscosity of the film exceeds 0.90 dl / g, it is necessary to make the intrinsic viscosity of the polymer considerably high, and the normal synthesis method is not preferable because it takes a long time for polymerization and deteriorates the productivity.
[0021]
[Thermal strain rate]
Based on the length LMD (t) of the film in the machine direction (MD) at the temperature t ° C., the thermal strain rate RMD (T) in the machine direction at the temperature T ° C. is calculated as RMD (T) = {[LMD (T ) −LMD (35)] / LMD (35)} × 100 (%). Here, LMD (35) is the length in the machine direction (MD) of the film at a temperature of 35 ° C. That is, in the present invention, the thermal strain rate is defined by the degree of change in the film length that changes with temperature, with the film length at a temperature of 35 ° C. being the reference. The film of the present invention is characterized in that the thermal strain rate RMD (150) in the longitudinal direction of the film at a temperature of 150 ° C. is −1.5% ≦ RMD (150) ≦ 0.0.
[0022]
Here, when the thermal strain rate RMD (150) at 150 ° C. is less than −1.5%, the film shrinks in the process of forming a metal layer on the surface of the film, and the planarity is lowered. Gets worse. On the other hand, if this value exceeds 0.0%, shape defects may occur during hot pressing, resulting in a decrease in insulation resistance.
[0023]
And in this invention, based on length (TD) of the horizontal direction (TD) of the film in temperature t degree C, the film in temperature T degree C side Film at a temperature of 150 ° C. when the thermal strain rate RTD (T) in the direction is defined by RTD (T) = {[LTD (T) −LTD (35)] / LTD (35)} × 100 (%) It is preferable that the thermal strain rate RTD (150) in the lateral direction is −1.0% ≦ RTD (150) ≦ 0.0%.
[0024]
If this value is less than -1.0%, the film may shrink in the process of forming a metal layer on the surface of the film, and the capacitance may be insufficient. On the other hand, if it exceeds 0.0%, the metal deposited film may be curled after a metal layer is provided on the surface, which may reduce the yield in the processing of the capacitor.
[0025]
In the present invention, thermal strain rates RMD (210) and RTD (210) at a temperature of 210 ° C. are −3.5% ≦ RMD (210) ≦ 0.0% and −3.5% ≦ RTD (210 ) ≦ 0.0% is more preferable. If the thermal strain rate RMD (210) or RTD (210) at 210 ° C. is less than −3.5% or more than 0.0%, the metallicon (electrode metal is sprayed on both end faces of the element) may cause deformation of the film. It may result in poor contact and insufficient capacity.
[0026]
[Aspect ratio of 5% strain strength]
In the present invention, the ratio of the 5% strain strength in the longitudinal direction of the film to the 5% strain strength in the transverse direction of the film, that is, the value obtained by dividing the 5% strain strength in the longitudinal direction by the 5% strain strength in the transverse direction is 0.00. It is preferable that it is 90 or more and 1.40 or less. If this ratio is less than 0.90, it tends to stretch in the machine direction during processing, and if it exceeds 1.40, the thermal strain rate RMD (150) at 150 ° C. in the machine direction (MD) is less than −1.5%. This is not preferable.
[0027]
[Fly spec]
In the film of the present invention, the number of fly specs having an average diameter exceeding 60 μm is 20 / m. 2 You need to be: More preferably 15 / m 2 Below, particularly preferably 10 pieces / m 2 It is as follows. Here, fly specs are generated from additives (lubricants, etc.) contained in the resin and foreign matter as the core, and from the part (void) where the film thickness of the resin constituting the core and the film formed around it is reduced (void) It is composed. The average diameter is the average of the major axis and minor axis of the fly spec.
[0028]
If this fly spec is large, the range of thin resin film will spread, so stress concentration will occur when there is sudden tension fluctuation or rapid heating during film formation, slitting to an appropriate width, capacitor processing process, etc. As a result, the film is broken and the insulation performance is lowered. Even when the film does not break, the insulation performance tends to decrease because the resin film is thin. In addition, the fly spec that significantly reduces the insulation performance has an average diameter of more than 60 μm, and the presence frequency is 20 / m 2. 2 If it exceeds, the insulation performance as the dielectric of the capacitor will be insufficient.
[0029]
In order to keep the large number of fly specs within the above range, filter with a nonwoven fabric type filter having an average opening of 10 to 40 μm, preferably 15 to 35 μm made of stainless steel fine wire with a wire diameter of 15 μm or less as a filter during film formation. Is preferred. When the opening of the filter exceeds 40 μm, there is no effect of reducing coarse particles in the molten polymer. On the other hand, when the opening is less than 10 μm, the filter is likely to be clogged, and industrial practical application is difficult. There are other filters using a network structure, sintered metal, etc., but there are problems such as short life and slightly inferior filtration efficiency compared to non-woven type filters. Furthermore, in order to make the number of fly specs having a large size more effectively within the above range, it is preferable to add the lubricant itself into the polymer after being filtered through a filter having a predetermined mesh size.
[0030]
[Surface roughness (Ra)]
The polyester film for capacitors of the present invention preferably has a center line average roughness (Ra) of 40 to 80 nm, more preferably 45 to 80 nm, and particularly preferably 50 to 77 nm. When the center line average roughness (Ra) is less than 40 nm, the slipperiness and air release property of the film are poor, it is very difficult to wind the film on a roll, and the crushing property of the element is poor during hot pressing. In some cases, shape defects and insulation resistance may be reduced. The defective shape is caused by a poor sliding property, and the crushing trace at the center of the element is not linear but is distorted, or the dumb-shaped cavities remain at both ends of the crushing trace. Further, in order for the center line average roughness (Ra) to exceed 80 nm, it is necessary to add a lubricant having a large particle diameter or increase the amount of the lubricant, but the thickness of the polyester film for capacitors of the present invention is thin. In addition, since the frequency of breakage in film production increases, productivity is significantly reduced. In addition, the dielectric breakdown voltage of the capacitor decreases.
[0031]
[Thickness]
The thickness of the capacitor polyester film of the present invention is preferably 0.3 to 10 μm, more preferably 0.4 to 7.0 μm, and particularly preferably 0.5 to 5.0 μm. When the thickness of the film is less than 0.3 μm, the film is very thin, so that the film is frequently broken and is difficult to form. In addition, when the thickness of the film exceeds 10 μm, a sufficient resin thickness can be maintained even if fly specs exist, so that a phenomenon of deterioration of insulation characteristics does not occur, there is no problem of reduction in dielectric strength due to press, and Not subject.
[0032]
[density]
The polyester film for capacitors of the present invention has a density of 1.340 to 1.361 g / cm. Three It is preferable that More preferably 1.345 to 1.357 g / cm Three It is. Density is 1.340 g / cm Three If it is less than that, it will cause variation in capacitor performance and cause a decrease in processing yield, which is not preferable. 1.361 g / cm Three If it exceeds 1, the crystallinity becomes too high and the toughness of the film is lost, so that the frequency of breakage during film transport and slit processing increases.
[0033]
[Additive]
The polyester film of the present invention can contain additives such as lubricants, stabilizers, flame retardants and the like. A small amount of inert fine particles such as inorganic particles, organic particles, and crosslinked polymer particles are included in order to impart slipperiness to the film for the purpose of improving runnability and handling properties during film production, processing, and use. It is preferable.
[0034]
Inorganic particles include calcium carbonate, porous silica, spherical silica, kaolin (plate-like aluminum silicate), talc, magnesium carbonate, barium carbonate, calcium sulfate, barium sulfate, lithium phosphate, calcium phosphate, magnesium phosphate, aluminum oxide, Examples thereof include silicon oxide, titanium oxide, zirconium oxide, and lithium fluoride.
[0035]
Examples of the organic salt particles include calcium oxalate, terephthalate such as calcium, barium, zinc, manganese, and magnesium.
[0036]
Examples of the cross-linked polymer particles include divinylbenzene, styrene, acrylic acid, methacrylic acid, acrylic monomers or homopolymers of vinyl monomers such as methacrylic acid, polytetrafluoroethylene, silicone resin, benzoguanamine. Organic fine particles such as resins, thermosetting epoxy resins, unsaturated polyester resins, thermosetting urea resins, and thermosetting phenol resins are also used.
[0037]
The average particle size of these lubricants is preferably 0.1 μm or more and 5 μm or less. The average particle size is more preferably 0.15 μm or more and 4 μm or less, and particularly preferably 0.2 μm or more and 3 μm or less. If the thickness is less than 0.1 μm, the effect of improving the slipperiness is small, so it is necessary to make the concentration of addition very high, and it is not preferable because breakage increases in the film production process. On the other hand, when the thickness exceeds 5 μm, not only is the number of breaks increased in the film production process, but also pinholes due to particle dropout are increased, which is not preferable.
[0038]
In the present invention, the “average particle diameter” of the inert fine particles means the “equivalent spherical diameter” of the particles at the point of 50% by weight of the total particles measured. The “equivalent sphere diameter” means the diameter of an imaginary sphere (ideal sphere) having the same volume as the particle, and can be obtained by calculation from the measurement of the particle by an electron microscope or a normal sedimentation method.
[0039]
The total amount of inert fine particles added is 0.05% by weight or more and 3% by weight or less, more preferably 0.08% by weight or more and 2.5% by weight or less, and 0.1% by weight or more and 2.0% by weight or less. Particularly preferred. If it is less than 0.05% by weight, the improvement of the slipperiness is insufficient, and if it exceeds 3% by weight, it is not preferable because breakage increases in the film production process.
[0040]
The inert fine particles to be added to the film may be a single component selected from those exemplified above, or may be a multiple component including two components or three or more components. In particular, in the polyester film for capacitors of the present invention, it is particularly preferable to contain calcium carbonate and plate-like aluminum silicate among the above examples.
[0041]
The polyester film of the present invention can be blended with a crystal nucleating agent, an antioxidant, a heat stabilizer, a lubricant, a flame retardant, an antistatic agent, a polysiloxane, and the like depending on the application.
[0042]
There is no particular limitation on the addition timing of the inert fine particles and other additives as long as it is a stage until the film formation of polyethylene-2,6-naphthalenedicarboxylate, and it may be added, for example, in the polymerization stage. You may add in the case of. From the standpoint of uniform dispersion, it is preferable to add it to ethylene glycol and add it at a high concentration during polymerization to form a master chip and dilute with an additive-free chip.
[0043]
[Calcium carbonate particles]
The calcium carbonate particles, which are inert fine particles that are particularly preferably added to the polyester film for capacitors of the present invention, preferably have an average particle size of 0.2 to 5 μm from the viewpoint of film slipperiness and air release. More preferably, it is 0.3-4 micrometers, and it is especially preferable that it is 0.5-3 micrometers. The amount of calcium carbonate particles added is preferably 0.03 to 2% by weight, more preferably 0.05 to 1.5% by weight, and particularly preferably 0.1 to 1% by weight.
[0044]
The calcium carbonate used in the present invention is not particularly limited, but limestone produced in nature, chalk (chalk), and calcite crystals such as precipitated calcium carbonate produced from limestone by a chemical method, lime milk at high temperature Examples thereof include argonite crystals, vaterite crystals obtained by reacting carbon dioxide gas, and combinations thereof. Heavy calcium carbonate (calcite crystal) obtained by pulverizing limestone into a machine cake can also be used.
[0045]
[Plate-like aluminum silicate particles]
It is preferable that the average particle diameter of the aluminum silicate particles, which are inert fine particles added particularly preferably in the polyester film for capacitors of the present invention, is 0.1 to 2 μm, and 0.3 to 1.7 μm. Is more preferable, and 0.5 to 1.5 μm is particularly preferable. Further, the addition amount is preferably 0.03 to 1% by weight, more preferably 0.06 to 0.8% by weight from the viewpoint of film slipperiness and handleability in the capacitor manufacturing process, Particularly preferred is 0.1 to 0.7% by weight.
[0046]
The plate-like aluminum silicate in the present invention refers to an aluminosilicate, and is not particularly limited, and examples thereof include kaolin clay made of kaolin mineral produced naturally. Furthermore, kaolin clay may be subjected to a purification treatment such as washing with water.
[0047]
[Coarse particles]
Coarse particles present in the polyester film for capacitors of the present invention have a maximum diameter of more than 10 μm / m. 2 The following is preferable. More preferably 8 pieces / m 2 Below, particularly preferably 5 pieces / m 2 It is as follows. In the film of the present invention, special attention is required when calcium carbonate particles or plate-like aluminum silicate is contained. The number of coarse particles exceeding the maximum diameter of 35 μm is 10 / m 2 Exceeding the ratio is not preferable because the frequency of the portion where the thickness of the resin around the coarse particles is reduced increases and the insulating performance as the dielectric of the capacitor is insufficient.
[0048]
[Thickness variation]
In the polyester film for capacitors of the present invention, the variation in thickness at an arbitrary position is preferably 25% or less, more preferably 20% or less, and particularly preferably 15% or less with respect to the film thickness. When the thickness variation with respect to the thickness of the film exceeds 25%, it is not preferable that the capacitor is thinly used as a dielectric thin film because it causes variation in the performance as a capacitor due to the variation in thickness.
[0049]
[Production conditions]
The polyester film of the present invention is a biaxially stretched film mainly composed of polyethylene-2,6-naphthalenedicarboxylate. This biaxially stretched film is obtained by an ordinary method, for example, the polymer is melted at a melting point or higher and extruded from a die slit onto a casting drum adjusted to a temperature around 60 ° C. to be closely cooled and solidified to obtain an unstretched film. This unstretched film can be produced by biaxially stretching in the longitudinal and lateral directions, then heat setting, and if necessary, relaxing treatment in the longitudinal and / or lateral directions. For film stretching, known roll type longitudinal stretching machines, infrared heating longitudinal stretching machines, tenter crib type transverse stretching machines, multistage stretching machines, tubular stretching machines, oven type longitudinal stretching machines that perform these stretching processes in multiple stages. Although it can be performed using a simultaneous biaxial stretching machine or the like, it is not particularly limited. In the present invention, the thermal strain rate at 150 ° C. in the machine direction of the film needs to be controlled to a small value, and simultaneous biaxial stretching is preferred.
[0050]
Next, although the manufacturing method of the polyester film of this invention is described in detail, it is not necessarily limited to this. First, production by the simultaneous biaxial stretching method will be described. The longitudinal stretching mechanism of the simultaneous biaxial stretching machine includes a conventional screw system that extends a clip interval by placing a clip in a screw groove and a pantograph method that expands a clip interval using a pantograph. These have the problems that the film forming speed is slow and it is not easy to change the conditions such as the draw ratio. However, when such equipment is already owned, it can be used in the present invention. On the other hand, in recent years, a linear motor type simultaneous biaxial tenter has been developed and attracts attention because of its high film-forming speed. Linear motor type simultaneous biaxial stretching can solve these problems all at once. Therefore, it is preferable to use this type of equipment when newly introducing a simultaneous biaxial stretching machine. In addition, simultaneous biaxial stretching has an advantage in that scratches on the film surface are reduced because a longitudinal stretching roller is not used unlike sequential biaxial stretching. In addition, in sequential biaxial stretching, the surface of the benzene ring or naphthalene ring of the polyester is likely to be parallel to the film surface, the refractive index nz in the thickness direction is small, the tear propagation resistance is small, and layer peeling is likely to occur. Simultaneous biaxial stretching improves this. Moreover, there exists a thing of the structure which can be longitudinally relaxed in a heat setting area | region, and can reduce the thermal strain rate of the longitudinal direction of 150-210 degreeC. Since these characteristics match the required characteristics of the capacitor film of the present invention, it is preferable to employ simultaneous biaxial stretching in the present invention.
[0051]
In the present invention, simultaneous biaxial stretching is stretching for simultaneously giving orientation in the machine direction and transverse direction of the film, using a simultaneous biaxial stretching machine, and transporting while holding both ends of the film with clips, An operation of stretching in the longitudinal direction and the transverse direction. Here, the longitudinal direction of the film is the longitudinal direction of the film, and the lateral direction is the width direction of the film. Of course, it suffices if there is a portion in which the stretching in the machine direction and the transverse direction are stretched at the same time in time, and therefore, after stretching first in the transverse direction or the longitudinal direction, the longitudinal direction and the transverse direction are separated. A method of stretching simultaneously, a method of further stretching in the transverse direction or the longitudinal direction after simultaneous biaxial stretching, and the like are also included in the scope of the present invention.
[0052]
In order to produce the polyester film of the present invention, after containing predetermined inert fine particles, it was melt extruded at a normal extrusion temperature, that is, a melting point temperature (hereinafter referred to as Tm) to (Tm + 70) ° C. or less. The film-like melt is quenched on the surface of the rotary cooling drum to obtain an unstretched film having an intrinsic viscosity of 0.40 to 0.90 dl / g. Taking polyethylene-2,6-naphthalenedicarboxylate as an example, drying is performed at 170 ° C. for about 6 hours, the extrusion temperature is around 300 ° C., and the surface temperature of the cooling drum is about 60 ° C. The ratio of the thickness between the edge and the center of the unstretched film (the thickness of the edge / the thickness of the center) is desirably 1 or more and 10 or less, preferably 1 or more and less than 5, more preferably 1 or more. 3 or less. If the thickness ratio is less than 1 or exceeds 10, film tearing or clip detachment frequently occurs, which is not preferable.
[0053]
Next, the unstretched film was guided to the simultaneous biaxial stretching machine by gripping both ends of the film with clips, and heated to (Tg + 50) ° C. to (Tg + 50) ° C. in the preheating zone. Thereafter, simultaneous biaxial stretching is performed at (Tg−10) to (Tg + 70) ° C. at an area magnification of 10 to 40 times (longitudinal times 2 to 6 times) in one step or multiple steps including two or more steps. In addition, if necessary, after that, in the temperature range of (polyester melting point Tm-120) to (Tm-10) ° C., in one step or in multiple steps of two or more steps, the area magnification is 2 to 5 times simultaneously. It may be stretched. Subsequently, heat setting is performed in a temperature range of (Tm-70) to (Tm) ° C., and if necessary, while performing heat setting or in the cooling process from heat setting, a temperature range of preferably 100 to 245 ° C. The relaxation treatment is performed in the vertical and horizontal directions, preferably in the range of 1 to 10% in each direction. In the case of polyethylene-2,6-naphthalenedicarboxylate, the preheating temperature is preferably about 140 ° C., the stretching temperature is about 145 ° C., and the heat setting temperature is preferably about 240 ° C. If necessary, relaxation treatment is performed in the longitudinal and lateral directions while heat setting, and the film is then cooled to room temperature and wound to obtain the desired simultaneous biaxial polyester film. In the present invention, in order to impart the surface characteristics of the film, for example, in order to impart easy adhesion, slipperiness, releasability, and antistatic properties, the polyester may be used before or after the simultaneous biaxial stretching. It is also preferable to coat the coating on the surface of the film.
[0054]
The film of the present invention can also be produced by ordinary sequential biaxial stretching. As described above, an unstretched film of polyethylene-2,6-naphthalenedicarboxylate obtained by a known method is stretched in the machine direction at 120 to 180 ° C, more preferably 125 to 170 ° C, particularly preferably 130 to 160 ° C. The film is stretched 3.0 to 5.0 times, more preferably 3.3 to 4.6 times with a roll type longitudinal stretching machine. An infrared heating type longitudinal stretching machine may be used, but in particular, when a thin film is stretched, a roll type longitudinal stretching machine is preferred because it is advantageous for heating the entire film uniformly. In order to stretch easily by longitudinal stretching, it is preferable to divide the stretching into a plurality of times and perform multi-stage stretching. After longitudinal stretching, it is further 120 to 180 ° C., more preferably 125 to 170 ° C., particularly preferably 130 to 160 ° C., and 3.0 to 4.5 times in the transverse direction, more preferably 3.5 to 4.3. Double-stretched, heat-treated at 195 to 250 ° C., more preferably 205 to 245 ° C. for 0.3 to 50 seconds, and then heat relaxed in the range of 0.5 to 15% in the longitudinal and / or transverse direction A desired polyester film can be obtained by performing the treatment. In addition, you may use multistage extending | stretching which divides | segments extending | stretching of a horizontal direction into several steps.
[0055]
The polyester film of the present invention is used as a dielectric of a film capacitor. However, since the glass transition temperature of the dielectric film is higher than that of a conventional polyester (polyethylene terephthalate) film capacitor, it is used in a place where the use environment temperature is higher. It is preferably applied to the film capacitor used. In particular, a rectifier circuit closer to a heat source than in the past due to miniaturization of electric / electronic devices, and a circuit of electrical components installed around an engine or in a vehicle as electrical components of an automobile are preferably used because the use environment temperature becomes high. Moreover, it is preferably applied as a film for a capacitor that requires a withstand voltage characteristic under a high voltage and a capacity stabilization under a high frequency, such as a transformer circuit, a current conversion circuit, etc. of a hybrid car, an electric vehicle, an electronic exchange, etc. .
[0056]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be further described by way of examples. However, the present invention is not limited to the following examples unless the gist thereof is changed. In addition, the measurement methods and definitions of various physical property values and characteristics in the present invention are as follows.
[0057]
(1) Calculation of component amount of polyethylene-2,6-naphthalenedicarboxylate (main component molar ratio, copolymer component molar ratio)
Film sample is measured with solvent (CDCl Three : CF Three After dissolving in COOD = 1: 1) 1 An H-NMR measurement is performed, and calculation is performed with the integration ratio of each obtained signal.
[0058]
(2) Thermal strain rate
Using Seiko Electronics Industry's measurement module TMA / SS120C type and the company's thermal analysis system SSC / 5200H type as a data analysis device, the film sample is sampled into a strip shape that is 4 mm wide and long in the machine direction (MD). The temperature is increased from room temperature at a temperature increase rate of 5 ° C./min with a constant load of 2.0 MPa in the vertical direction. And at 35 degreeC, 150 degreeC, and 210 degreeC, the length of a film is measured and the thermal strain rate RMD of the vertical direction is computed by the above-mentioned formula. The thermal strain rate RTD in the horizontal direction (TD) is the same as that described above except that a long sample is cut in the horizontal direction (TD).
[0059]
(3) Fly specs, coarse particles
(3-1) Fly spec
The film surface is magnified 50 times with polarized light transmission using a universal projector, and the measurement area is 1m. 2 Observe and mark fly specs present in Furthermore, each fly spec is observed with an optical microscope, and the average diameter including the fly spec nucleus and voids generated around the fly spec is obtained, that is, (major axis + minor axis) / 2, and the number of those exceeding 60 μm is counted. .
[0060]
(3-2) Coarse particles
Using a universal projector, the film surface is magnified 50 times with transmitted illumination, and the measurement area is 1 m. 2 The number of particles having a maximum diameter exceeding 35 μm was counted among the particles present in the film.
[0061]
(4) 5% strain strength (F5 value)
The film is cut into a sample width of 10 mm and a length of 150 mm, pulled between chucks by 100 mm, and pulled by an Instron type universal tensile tester at a pulling speed of 100 mm / min and a chart speed of 500 mm / min. Measure in both MD and TD directions, read the strength at 5% elongation from the obtained load-elongation curve, and divide by the original cross-sectional area to obtain 5% strain strength (N / mm 2 ). The aspect ratio is calculated by dividing the F5 value in the MD direction by the F5 value in the TD direction.
[0062]
(5) Surface roughness (centerline average roughness: Ra)
The center line average roughness (Ra) is a value defined by JISB0601. In the present invention, using a non-contact type three-dimensional roughness meter (ET-30HK manufactured by Kosaka Laboratory), a measurement length (Lx) of 1 mm and a sampling pitch of 2 μm using a semiconductor laser having a wavelength of 780 nm and an optical probe having a beam diameter of 1.6 μm. The protrusion profile on the film surface was measured under the conditions of a cutoff of 0.25 mm, a magnification in the thickness direction of 10,000 times, a magnification in the surface direction of 200 times, and the number of scanning lines of 100 (Ly = 0.2 mm). (Ra) is calculated.
[0063]
(6) Density
A density gradient tube using a calcium nitrate aqueous solution is used for measurement by a floatation method at 25 ° C.
[0064]
(7) Film thickness and thickness variation
50 samples of 10 cm in length and 10 cm in width are sampled at an interval of 10 cm or more in both the length and width from an arbitrary place on the formed film. The thickness (μm) T1, T2... T50 for each sample is defined as width (cm), length (cm), weight (g), density (g / cm). Three ) From the following equation, and the average thickness Tav of 50 samples is obtained to obtain the film thickness. Further, the difference between the maximum thickness Tmax and the minimum thickness Tmin in the above-mentioned 50 samples is obtained, and the ratio to the average thickness Tav is calculated by the following equation to obtain the thickness variation.
Thickness T (μm) = [weight / (width × length × density)] × 10000
Average thickness Tav (μm) = (T1 + T2 +... + T50) / 50
Thickness variation (%) = [(Tmax−Tmin) / average thickness Tav] × 100
[0065]
(8) Average particle size of inert fine particles
It is measured using a Shimadzu CP-50 type Centrifugal Particle Size Analyzer. The particle size corresponding to 50% by weight is read from the integrated curve of the particles of each particle size calculated based on the obtained centrifugal sedimentation curve and the abundance thereof, and this value is taken as the average particle size (“particle size measurement technique”). Nikkan Kogyo Shimbun, published 1975 pages 242-247).
[0066]
(9) Film formability
When the biaxially stretched film was formed continuously for 24 hours, the film formation state of the film was observed and evaluated according to the following criteria.
A: The number of breaks is 0 times / 24 hours, and extremely stable film formation is possible.
○: The number of breaks is 1 to 3 times / 24 hours, and stable film formation is possible.
X: The number of breaks was 4 times / 24 hours, and the film formation was unstable.
[0067]
(10) Roll form of film roll
After winding the film on a roll with a width of 550 mm and a length of 10,000 m, the wound shape was observed during film formation and slitting and after vapor deposition in capacitor processing, and evaluated according to the following criteria.
A: The film has a good winding shape with no wrinkles or winding deviations on the surface as observed with the naked eye both during film formation, slitting and after vapor deposition.
X: Wrinkles on the surface, winding deviation, etc. were confirmed by observation with the naked eye during film formation and slitting and / or after deposition, and the winding shape was poor.
[0068]
(11) Insulation resistance
Capacitors with an insulation resistance of less than 5000 MΩ were measured with 200 0.1 μF capacitor samples at 23 ° C. and 65% RH in a super insulation resistance meter 4329A manufactured by YHP as a 1-minute value at an applied voltage of 500 V. The sample was judged as a defective product according to the following criteria. In the present invention, ○ and Δ were acceptable.
○: Less than 4 defective products
Δ: 4 or more and less than 10 defective products
×: 10 or more defective products
[0069]
(12) Dielectric breakdown voltage (BDV)
It measured according to the method shown to JISC2318, and made the minimum value of n = 200 the dielectric breakdown voltage (BDV). In the present invention, the dielectric breakdown voltage is preferably 220 V / μm or more, and particularly preferably 240 V / μm or more.
[0070]
[Example 1]
100 parts of dimethyl 2,6-naphthalenedicarboxylate, 60 parts of ethylene glycol were used as a transesterification catalyst and 0.03 part of manganese acetate tetrahydrate was used as a lubricant, and 0.45% by weight of calcium carbonate particles having an average particle diameter of 1.0 μm Then, kaolin clay particles (plate-like aluminum silicate particles) having an average particle size of 0.7 μm were added so as to contain 0.30% by weight and subjected to transesterification according to a conventional method, and then trimethyl phosphate 0.023. The transesterification reaction was substantially completed by adding a portion.
[0071]
Subsequently, 0.024 part of antimony trioxide was added, and then a polymerization reaction was carried out in a conventional manner at high temperature and high vacuum to obtain polyethylene-2,6-naphthalenedicarboxylate (PEN Tg) having an intrinsic viscosity of 0.62 dl / g. = 121 ° C). This PEN polymer was dried at 170 ° C. for 5 hours, then supplied to an extruder, melted at a melting temperature of 295 ° C., filtered through a nonwoven fabric type filter having an average opening of 30 μm made of stainless steel fine wire having a wire diameter of 14 μm, After extruding from the slit, it was cooled and solidified on a casting drum to prepare an unstretched film.
[0072]
The unstretched film was introduced into a simultaneous biaxial stretching machine, preheated at 140 ° C., and stretched simultaneously at 145 ° C. while being held with a clip 4.5 times in the longitudinal direction and 4.2 times in the lateral direction. Then, 3% longitudinal relaxation was given while heat fixing at 200, 230, and 235 ° C. for 2 seconds in the first, second, and third heat setting zones, respectively, to obtain a biaxially oriented film having a thickness of 3.0 μm. Table 1 shows the physical properties and evaluation results of the biaxially oriented film.
[0073]
Next, the obtained polyester film was treated at 70 ° C. for 24 hours one week after film formation, and then aluminum was vacuum-deposited on one side so that the surface resistance value was 2Ω / □. At that time, vapor deposition was performed in a stripe shape having a margin portion running in the longitudinal direction (repetition of a vapor deposition portion width of 58 mm and a margin portion width of 2 mm). Next, a voltage treatment is applied to the vapor deposition film by applying a direct current of 800V to the entire width of the film, a blade is inserted into the center of each vapor deposition section and the center of each margin section and slit, and a tape with a width of 30 mm having a margin of 1 mm on the left or right. A take-up reel.
[0074]
The obtained reels of the left margin and the right margin were overlapped and wound one by one to obtain a capacitor element having a capacitance of 0.1 μF. This capacitor element was pressed at a temperature of 150 ° C. and a pressure of 196 MPa for 5 minutes. Metallicon was sprayed on both end surfaces to form an external electrode, and a lead wire was welded to the metallicon and cured with an epoxy resin as an exterior to obtain a wound capacitor. Table 1 shows the evaluation results of the capacitor. The dielectric breakdown voltage is as high as 270 V / μm, and the insulation resistance characteristics are also excellent. Moreover, it is excellent also in the film forming property of a film.
[0075]
[ Comparative Example 1 ]
An unstretched film was prepared in the same manner as in Example 1 with the amount of inert particles added as shown in Table 1. This film was stretched 1.8 times in the longitudinal direction (longitudinal direction) at 135 ° C., then stretched twice in the longitudinal direction at 145 ° C. (longitudinal stretching ratio: 3.6 times), and transverse direction (width direction) at 140 ° C. ) Was successively biaxially stretched 3.6 times, and then heat-fixed at 232 ° C. for 3 seconds to obtain a biaxially oriented film having a thickness of 3.0 μm and wound on a roll. A single film was evaluated, and a capacitor element was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1. The dielectric breakdown voltage is as high as 260 V / μm, and the insulation resistance characteristics are also excellent.
[0076]
[Comparative example 2 ]
A capacitor element was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the average aperture of the melt filtration filter was 50 μm. The results are shown in Table 1. Many fly specs and low breakdown voltage.
[0077]
[Comparative example 3 ]
The heat set temperature was set to 200 ° C. for each zone, and no longitudinal relaxation was given. Otherwise, a film was formed in the same manner as in Example 1, and a capacitor element was prepared and evaluated. The results are shown in Table 1. The thermal strain rate in the vertical direction at 150 ° C. was large on the negative side, and capacitor shape defects occurred frequently.
[0078]
[Comparative example 4 ]
Comparative Example 1 The stretching conditions were changed to those shown in Table 1. Table 1 shows the evaluation results of the film and the capacitor element. The thermal strain rate in the vertical direction at 150 ° C. is large on the plus side, and the insulation resistance is low.
[0079]
[Table 1]
[0080]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is excellent in the insulation characteristic which uses polyethylene-2, 6-naphthalene dicarboxylate as a main component, and provides a film suitable for the dielectric material for capacitors which does not have the workability especially the characteristic fall at the time of a hot press. it can.
Claims (6)
RMD(T)={[LMD(T)−LMD(35)]/LMD(35)}×100(%)
によって定義した場合に、温度150℃におけるフィルムの縦方向の熱歪み率RMD(150)が、−1.0%≦RMD(150)≦0.0%であり、フィルム厚みが0.3〜10μm、平均径が60μmを超えるフライスペックの個数が20個/m2以下であることを特徴とするコンデンサ用ポリエステルフィルム。A biaxially oriented film comprising polyethylene-2,6-naphthalenedicarboxylate as a main component, the film is produced by a simultaneous biaxial stretching method and subjected to a longitudinal relaxation treatment, and the film at a temperature of t ° C. Based on the length LMD (t) in the longitudinal direction (MD), the thermal strain rate RMD (T) in the longitudinal direction of the film at a temperature T ° C.
RMD (T) = {[LMD (T) -LMD (35)] / LMD (35)} × 100 (%)
When the thermal strain rate RMD (150) in the longitudinal direction of the film at a temperature of 150 ° C. is defined as -1. 0 % ≦ RMD (150) ≦ 0.0%, the film thickness is 0.3 to 10 μm, and the number of fly specs having an average diameter exceeding 60 μm is 20 pieces / m 2 or less. Polyester film.
RTD(T)={[LTD(T)−LTD(35)]/LTD(35)}×100(%)
によって定義した場合に、温度150℃におけるフィルムの横方向の熱歪み率RTD(150)が、−1.0%≦RTD(150)≦0.0%であることを特徴とする請求項1に記載のコンデンサ用ポリエステルフィルム。Based on the length (TD) in the transverse direction (TD) of the film at the temperature t ° C., the thermal strain rate RTD (T) in the transverse direction of the film at the temperature T ° C.
RTD (T) = {[LTD (T) −LTD (35)] / LTD (35)} × 100 (%)
The thermal strain rate RTD (150) in the transverse direction of the film at a temperature of 150 ° C. is defined as −1.0% ≦ RTD (150) ≦ 0.0%. The polyester film for capacitors as described.
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