耐热性电容器用聚酯膜、其金属化膜和用该膜的耐热性薄膜电容器制造技术

一种耐热电容器用聚酯薄膜，该薄膜是以聚酯（ａ）为主成分的双轴取向薄膜，在该薄膜中含有聚酰亚胺（Ｂ），其玻璃化转为温度为１０５℃以上、１４５℃以下，薄膜的纵向断裂伸长率为７０％以上、１５０％以下。该薄膜的玻璃化转变温度高，在高温下的绝缘体积电阻、绝缘破坏电压好，使用该薄膜可得到优良的耐热性电容器用金属化薄膜及耐热性薄膜电容器。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及适合耐热性电容器用的聚酯薄膜，更详细地说，是涉及高温下绝缘体积电阻且绝缘破坏电压优良的耐热性电容器用聚酯薄膜和金属化薄膜及使用这种薄膜在高温下带电寿命长的耐热性薄膜电容器。
技术介绍
过去，以双轴取向聚酯薄膜为介电层，在其表面形成金属蒸镀层为电极的电容器至今仍在广泛使用。而近年，为了扩大电容器的使用温度范围，公开了在作为主成分的聚酯中掺混不同种类的聚酯或聚碳酸酯，使使用温度范围提高到高温方面的技术。例如，特公开7-21070号公报公开了使用多种聚酯的掺混物组成的薄膜所制造的耐热性优良的电容器用薄膜。另外，聚酯薄膜用作电容器的介电体时，通常由于做成小型的形状，故与金属箔一起卷绕或制成预先在聚酯薄膜表面设置金属层的金属化薄膜再卷绕，或者用叠层方法制成元件后，进行冲压、电极加工、树脂封堵、包封，为了电气特性(主要是静电容量)的稳定化，一般是在一定温度下进行热处理。这样，聚酯薄膜用作电容器的介电体时，一直到电容器的制成，聚酯薄膜要经受各种各样的热应力和机械应力。其结果是所制得的电容器有时从作为聚酯薄膜坯料所具有的绝缘电阻和绝缘破坏电压等方面看，要比所期待的电容器特性低。另外，如果聚酯薄膜自身的性能差，则电容器特性降低是必然的。又，制成的电容器实际上是组装到机器上，从机器的安全性方面考虑，在使用环境下使用中发生功能下降或破坏时(带电寿命短)将成为一大问题。对这样的课题，一直以来研究薄膜强度、伸长率、表面粗糙度或电容器加工时的冲压条件、热处理条件等，偿试加以改善，例如，特开昭53-64753号公报公开了规定纵向强度和薄膜表面的突起数的优良的电容器用聚酯薄膜。然而，过去的聚酯薄膜，其玻璃化转变温度在100℃左右，电容器使用这种聚酯薄膜为介电体时，在90℃以上的温度条件下，绝缘破坏电压降低很大，容易引起电容器的破坏，故在薄膜的基本性能方面，存在其使用温度范围被限制在90℃以下的缺点。此外，可看到在前述现有技术中显示的由几种聚酯的掺混物制造的薄膜其耐热性提高，但由于酯交换反应，导致结晶性降低、尺寸稳定性降低，或存在缺乏制膜稳定性的问题，很难实用化，并且绝缘破坏电压等特性不好。本专利技术的目的是改进过去的聚酯薄膜的缺点，提供在90℃以上的高温条件下，也具有优异的电特性(绝缘体积电阻、绝缘破坏电压等)的耐热性电容器用聚酯薄膜、其金属化薄膜及使用该薄膜在高温下带电寿命长的耐热性薄膜电容器。专利技术的公开本专利技术是潜心研究解决上述课题所发现的结果，本专利技术的要点是具有如下特征的耐热性电容器用聚酯薄膜该薄膜是含有聚酯(A)和聚酰亚胺(B)的双轴取向聚酯薄膜，该双轴取向薄膜的玻璃化转变温度为105℃以上、145℃以下，该薄膜的纵向断裂伸长率为70％以上、150％以下。另外，本专利技术的耐热性电容器用聚酯薄膜，其理想的形态包括表面粗糙度(Ra)为10nm以上、140nm以下；聚酯(A)是以对苯二甲酸乙二醇酯为主成分的聚酯，聚酰亚胺(B)是聚醚酰亚胺；双轴取向聚酯薄膜的介电损耗(tanδ)的起始温度为85℃以上、120℃以下；双轴取向聚酯薄膜在125℃的绝缘体积电阻(IR)为1.0×1014Ω·cm以上、5.0×1016Ω·cm以下；聚酰亚胺(B)的含有率为双轴取向聚酯薄膜总重的5～30重量％；以及经过150℃、30分钟的双轴取向聚酯薄膜的纵向热收缩率在2.5％以下。此外，本专利技术的耐热性电容器用金属化薄膜是至少在上述耐热性电容器用聚酯薄膜的一面形成由蒸镀等制成的金属层，进一步地，本专利技术的耐热性薄膜电容器是使用这样的耐热性电容器用金属化薄膜构成的。实施专利技术的最佳方案本专利技术的耐热性电容器用聚酯薄膜采用聚酯(A)和聚酰亚胺(B)构成。所谓构成本专利技术的耐热性电容器用聚酯薄膜的聚酯(A)是以芳香族二羧酸、脂环族二羧酸或脂肪族二羧酸和二醇为主构成成分的聚酯。作为芳香族二羧酸成分，例如可使用对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、1，4-萘二羧酸、1，5-萘二羧酸、2，6-萘二羧酸、二苯甲酮二羧酸、4，4’-二苯基二羧酸、3，3’-二苯基二羧酸、4，4’-二苯醚二羧酸、4，4’-二苯砜二羧酸等，其中，最好是使用对苯二甲酸、2，6-萘二羧酸。作为脂环族二羧酸成分，例如可用六氢化对苯二甲酸，1，3-金刚烷二羧酸、环己烷二羧酸等。作为脂肪族二羧酸成分，例如可用己二酸，琥珀酸、壬二酸、辛二酸、癸二酸、十四烷二酸等。这些酸的成分可只用1种，也可2种以上并用，还可以将羟基乙氧基安息香酸等羟基羧酸等进行部分共聚。而作为二醇成分，例如可用氯氢醌、甲氢醌、4，4’-二羟基联苯、4，4’-二羟基二苯砜、4，4’-二羟基二苯硫醚、4，4’-二羟基二苯甲酮、对二甲苯二醇等芳香族二醇，乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、新戊二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、1，2-环己烷二甲醇、1，3-环己烷二甲醇、1，4-环己烷二甲醇、二乙二醇、三乙二醇、聚亚烷基二醇、2，2’-二(4’-β-羟基乙氧基苯基)丙烷等，其中，较好的情况是用乙二醇，1，4-丁二醇、1，4-环己烷二甲醇、二乙二醇，最好是用乙二醇等。这些二醇的成分可只用1种，也可2种以上并用。另外，在聚合物实质上为线形的范围内，还可以将偏苯三酸、均苯四甲酸、丙三醇、季戊四醇、2，4-二羟基安息香酸、月桂醇、苯胩等多单官能化合物等其他化合物共聚成本专利技术的聚酯。除了乙二醇成分外，只要是不损本专利技术的目的，还可以使少量对-羟基安息香酸、间-羟基安息香酸、2，6-羟基萘酸等芳香族羟基羧酸及对-氨基苯酚、对-氨基安息香酸等进行共聚。在本专利技术中，从有利于本专利技术的效果的观点看，较好的情况是以对苯二甲酸乙二醇酯单元或2，6-萘二甲酸乙二醇酯为主成分的聚酯，从本专利技术的效果显现的观点看，最好是使用以对苯二甲酸乙二醇酯单元为主成分的聚酯，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)以及以聚对苯二甲酸乙二醇酯为主成分的共聚物和改性物。在此，所谓以对苯二甲酸乙二醇酯单元为主成分的聚酯是至少含有70mol％以上的对苯二甲酸乙二醇酯单元的聚酯。作为酸成分也可以将对苯二甲酸以外的少量其他酸成分共聚。另外，也可以加入乙二醇以外的其他二醇成分为共聚成分。作为对苯二甲酸以外的酸成分，可列举间苯二甲酸、萘二羧酸、己二酸、癸二酸等。另外，作为乙二醇以外的二醇成分，最好是三亚甲基二醇、二乙二醇、1，4-丁二醇、环己烷二甲醇等。本专利技术用的聚酯(A)的原料的特性粘度，从与所配合的聚酰亚胺(B)的熔融混炼性、制膜性、熔融热稳定性的观点看，较好的情况是0.55～2.0dl/g，更好的情况是0.6～1.4dl/g，最好是0.65～1.0dl/g。本专利技术所说的聚酰亚胺(B)是含环状酰亚胺基的熔融成型性的聚合物，只要是可用于本专利技术目的的聚合物就不特别限定，但最好是含有作为重复单元的脂肪族、脂环族或芳香族的醚单元和环状酰亚胺基的聚醚酰亚胺。例如，可列举美国专利第4141927号说明书、专利第2622678号、专利第2606912号、专利第2606914号、专利第2596565号、专利第2596566号、专利第2598478号各公报中所记载的聚醚酰亚胺，美国专利第2598536号、专利第2599171号各公报、特开平9-48852公报、美国专利第25本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐热性电容器用聚酯薄膜，它是以聚酯（Ａ）为主成分的双轴取向薄膜，其特征是：该薄膜中含有聚酰亚胺（Ｂ），该薄膜的玻璃化转变温度为１０５℃以上、１４５℃以下，该薄膜的纵向断裂伸长率为７０％以上、１５０％以下。

【技术特征摘要】
JP 2000-2-28 50811/001.一种耐热性电容器用聚酯薄膜，它是以聚酯(A)为主成分的双轴取向薄膜，其特征是该薄膜中含有聚酰亚胺(B)，该薄膜的玻璃化转变温度为105℃以上、145℃以下，该薄膜的纵向断裂伸长率为70％以上、150％以下。2.按照权利要求1所记载的耐热性电容器用聚酯薄膜，其特征是表面粗糙度(Ra)在10nm以上、140nm以下。3.按照权利要求1所记载的耐热性电容器用聚酯薄膜，其特征是聚酯(A)是以对苯二甲酸乙二醇酯为主成分的聚酯。4.按照权利要求1记载的耐热性电容器用聚酯薄膜，其特征是聚酰亚胺(B)是聚醚酰亚胺。5.按照权利要求1所记载的耐热性电容器用聚酯薄膜，其特征是介电损耗(ta...

【专利技术属性】
技术研发人员：恒川哲也，朝仓正芳，山形哲也，
申请(专利权)人：东丽株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]