CN101172392A - 双向拉伸聚丙烯薄膜 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种双向拉伸聚丙烯薄膜，用凝胶渗透色谱法测定的重均分子量为10万以上50万以下的聚丙烯树脂作为主要成分，其特征在于，对该双向拉伸聚丙烯薄膜的至少单面的表面，用超深度表面形状测定显微镜在560μm×745μm的范围内进行表面粗糙度的测定时，从由该表面上的多点到超深度表面形状测定显微镜的照射源的距离所确定的平均面突起的突起部的体积是2.0×104μm3以上，3.0×104μm3以下。

Description

双向拉伸聚丙烯薄膜
技术领域
本发明涉及一种极佳地平衡了高耐电压特性和元件卷绕适宜性的、薄膜厚度非常薄的双向拉伸聚丙烯薄膜。
背景技术
由于双向拉伸聚丙烯薄膜的耐电压特性、介电损耗等电学特性比其他塑料薄膜优异，所以广泛用于电学用途。其中广泛用作电容器用的电介质薄膜，其需求的增长也非常大。最近，随着各种电气设备逐渐逆变器化，更加迫切要求电容器小型化、大容量化。面对这样的市场要求，在提高双向拉伸聚丙烯薄膜的耐电压特性、元件卷绕加工适宜性的同时，必须进一步使其薄膜化。
在电容器用薄膜的需求日益增加的过程中，市场强烈要求更高耐电压的电容器。专利文献1(日本专利第3654540号公报)公开了通过降低树脂中的灰份来提高耐电压特性的技术。另外，如专利文献2(日本专利第3791038号)公开所示，通过聚丙烯树脂的高立构规整化、高结晶化也能实现耐电压特性的提高。
但是，如专利文献2公开的高立构规整化结果导致拉伸性下降，拉伸过程中薄膜容易发生破裂，在制造薄拉伸薄膜上不是十分理想。
另一方面，对于电容器用薄膜，出于制作电容器时易于元件卷绕的目的、提高加工时的光滑性，另外，油浸电容器的情况下，为了提高制作时的油浸性，需要适度对表面性进行微细粗面化。专利文献3(日本特开昭51-63500号公报)公开了表面微细粗化的方法。
作为表面的微细化方法之一，有对生成了β晶的片进行拉伸的方法。根据非专利文献1(粟屋裕著、高分子素材の偏光顕微鏡入門、アブネ技術センタ一(粟屋裕著、高分子材料的偏光显微镜入门、ANGE技术中心)、131页、2001年)，聚丙烯树脂通常具有α晶型、β晶型等多形态结晶。相比α晶型，β晶型在物性上具有密度低，熔点也低等不同特征。在特定的温度范围使熔融的聚丙烯树脂结晶则产生β晶型，在β晶型的熔点附近进行拉伸，由此β晶型的球晶转变为α晶型球晶，通过该晶粒形状间的密度差，可以对薄膜表面进行微小的凹凸加工。根据该方法的表面粗化方法具有以下特征，无须将添加剂等杂质混入树脂，因此不会降低电学特性，可以生成非常微细的凹凸。
使用β晶型的表面粗化方法中，制作片的时候，如何控制并生成β晶型成为技术上重要的关键点。关于β晶型生成技术，例如，专利文献4(日本特开2004-2655号公报)、专利文献5(日本特开2004-175932号公报)以及专利文献6(日本特开2005-89683号公报)公开了以下技术：将通过特定的催化剂聚合的具有一定范围的熔流指数、分子量以及分子量分布的聚丙烯树脂制成片，可以获得具有高β晶型比率的片。
另外，专利文献7(日本专利第3508515号公报)中公开了用于获得粗面化的拉伸聚丙烯薄膜的方法，用立构规整度具有特定值的聚丙烯原料树脂，将流延卷筒片(キヤスト原反シ一ト)的β晶型量控制在特定值以上，从而制造中心线平均粗糙度(Ra)为一定范围的粗面化薄膜的技术。
但是，如专利文献8(日本特开平9-270364号公报)和专利文献9(日本特开2002-105224号公报)所记载的，为了提高加工适宜性必须进行粗面化，但一般来说，表面粗化也同时具有导致耐电压特性降低的负面影响。
另一方面，即使保持相同的电容量，也要求尺寸更小的电容器，因此更薄的极薄薄膜的需求提高。公知的事实是：为了获得极薄薄膜必须提高树脂的拉伸性，因此扩大原料树脂的分子量分布是有效的方法。
但是，扩大分子量分布导致树脂的结晶性降低，结果降低了电容器的耐电压特性。
因此，针对以上问题，专利文献8、9中公开了获得具有元件卷绕适宜性和耐电压特性的薄膜的方法。专利文献8、9的方法是通过将中心线平均粗糙度(Ra)的值控制在特定的范围内，从而达到元件卷绕适宜性和耐电压特性。但是即使应用这些技术，也无法满足市场对于元件卷绕适宜性、耐电压特性要求的性能，甚至无法实现薄膜的薄膜化。
如上所述，市场要求的(1)高耐电压特性(表面平滑化、高结晶性化)、(2)对电容器的加工适宜性(粗面化)以及(3)薄膜极薄化(大范围的分子量分布)是相反的特性，而情况是到现在为止还没有获得满足所有要求的电容器用薄膜。
发明内容
本发明的目的在于提供一种极佳地平衡了高耐电压特性和元件卷绕适宜性的、薄膜厚度非常薄的双向拉伸聚丙烯薄膜。
本发明包括以下的发明。
〔1〕一种双向拉伸聚丙烯薄膜，用凝胶渗透色谱法测定的重均分子量为10万以上50万以下的聚丙烯树脂作为主要成分，其特征在于，对该双向拉伸聚丙烯薄膜的至少单面的表面，用超深度表面形状测定显微镜在560μm×745μm的范围内进行表面粗糙度的测定时，从由该表面上的多点到超深度表面形状测定显微镜的照射源的距离确定的平均面突起的突起部的体积是2.0×104μm3以上，3.0×104μm3以下。
〔2〕根据〔1〕所述的双向拉伸聚丙烯薄膜，其中，基于用所述聚丙烯树脂的依次萃取法测定的萃取剩余物的等规成分的百分率是95质量％以上99质量％以下。
〔3〕根据〔1〕或〔2〕所述的双向拉伸聚丙烯薄膜，其中，所述聚丙烯树脂的分子量分布Mw/Mn为5以上15以下。
〔4〕根据〔1〕～〔3〕中任一项所述的双向拉伸聚丙烯薄膜，其中，厚度为1～7μm。
〔5〕根据〔1〕～〔4〕中任一项所述的双向拉伸聚丙烯薄膜，其中，该双向拉伸聚丙烯薄膜是电容器用薄膜。
本发明的双向拉伸的聚丙烯薄膜在具有高耐电压特性的同时，元件卷绕适宜性等加工性也很优异。而且，通过将树脂的立构规整性和分子量分布控制在适当范围，可以使之成为适于电容器的薄的薄膜。
具体实施方式
本发明所使用的聚丙烯树脂是结晶性的等规聚丙烯，为丙烯的均聚物，或丙烯与乙烯以及碳原子数4～10的α-烯烃的共聚物。作为碳原子数4～10的α-烯烃可以使用1-丁烯、1-戊烯、1-己烯等一般广为所知的α-烯烃类。乙烯以及这些α-烯烃可以与丙烯无规共聚或嵌段共聚。聚丙烯树脂中，共聚的乙烯以及α-烯烃的含量可以是2摩尔％以下，优选为1摩尔％以下。
本发明所使用的聚丙烯树脂由凝胶渗透色谱(GPC：Gel PermeationChromatography)法测定的重均分子量为10万以上50万以下。优选为20万以上40万以下。更优选为25万以上40万以下，最优选为30万以上38万以下。另外，由重均分子量(Mw)/数均分子量(Mn)的比计算的分子量分布优选为5以上，更优选为7以上。另一方面，分子量分布(Mw)/(Mn)优选为15以下，更优选为10以下，进一步优选为8以下。
当重均分子量超过50万，则树脂的流动性显著降低，难以控制流延卷筒片的厚度，无法实现沿宽度方向高精度地制造本发明的目的即非常薄的拉伸薄膜，因此实用上不理想。另外，重均分子量不满10万时，虽挤出成型性足够，但制出的片的力学特性降低，同时拉伸性显著降低，产生不能双向拉伸成形这种制造上的难点，因此也不理想。
对用于获得本发明分子量测定值的凝胶渗透色谱(GPC)装置并不特别限制，一般市场销售的能进行聚烯烃类分子量分析的高温型GPC装置没有例外都可利用，但在本发明的研究中使用东索(東ソ一)株式会社制造的差示折射计(RI)内置型高温GPC测定机HLC-8121GPC/HT。GPC柱使用3根连接的东索(東ソ一)株式会社制造的TSKgel GMHhr-H(20)HT，柱温为145℃，洗脱液使用三氯苯，流速为1.0ml/min进行测定。标准曲线的制作使用东索(東ソ一)株式会社制造的标准聚苯乙烯，测定结果换算为聚丙烯值。
另外，本发明所使用的聚丙烯树脂具有前述分子量的范围的同时，优选由依次萃取法萃取的萃取剩余物为95质量％以上。
依次萃取法是根据聚丙烯树脂的立构规整性的分离方法的一种，具有比一般进行立构规整性分离的最简便的方法即正庚烷萃取(该萃取剩余物一般被称作庚烷指数(HI)或者等规指数(II))更详细且更正确的特征。该方法使用沸点不同的多种溶剂依次萃取，由该萃取质量调查聚丙烯树脂的立构规整性分布。本发明根据日本分析化学·高分子分析研究懇談会編、新編高分子ハンドブツク、紀伊国屋書店(日本分析化学·高分子分析研究恳谈会编、新版高分子分析手册、纪伊国屋书店)、1995年、613页记载的方法进行。
即，首先在回流下将聚丙烯树脂充分溶解于(1)二甲苯，然后在室温下放置4小时。过滤不溶于二甲苯的部分，不溶部分供下次萃取。将二甲苯干燥并称量可溶部分。该质量就相当于所谓的非晶性的无规立构成分的质量。
使用索格利特脂肪萃取器，按照(2)正戊烷、(3)正己烷、(4)正庚烷的顺序对二甲苯不溶部分依次实施6小时的索格利特萃取。用沸点低的溶剂萃取结晶性低(立构规整性低)的成分，在正庚烷中仍不溶的成分可以定义为立构规整性程度极高的“等规”成分，可以由相对于实施依次萃取前的聚丙烯树脂的质量比来表示最终的萃取剩余物，知道其比例。
另一方面，在(2)～(4)的溶剂中可溶的成分由被称为立构规整嵌段的具有中等规正性的聚合物为主构成。
如此，由依次萃取法评价的立构规整性分布的比例具有与由所谓庚烷不溶部分(HI值)、等规不溶部分(II值)评价的单一溶剂的萃取量评价结果完全不同的含义。
本发明中，将由依次萃取法评价的最终萃取剩余物率、即由依次萃取法获得的等规成分的比例作为立构规整性的一个指标，该值优选为95质量％以上。更优选为97质量％以上99质量％以下。由于具有等规百分率为95质量％以上的高立构规整性成分，树脂的结晶性提高，高耐电压特性也能够期待。但是，如果过高，则拉伸加工性降低，拉伸过程中易多发破裂。而且，流延卷筒片成型时的固化(结晶化)的速度过快，具有易发生从片成型形用的金属桶剥离等制造上的难点，因此更优选为99质量％以下。
本发明通过使用同时满足前述分子量、分子量分布范围和特定的等规百分率范围的原料，可以获得更适于电容器的双向拉伸聚丙烯薄膜。即，通过进一步提高立构规整度(结晶性)的值可以得到高耐电压特性，但此时，聚丙烯树脂或者由其获得的流延卷筒片的拉伸性降低，难以制造非常薄的双向拉伸薄膜。但通过同时具有大范围的分子量分布，可以兼备拉伸性。
相反，通过扩大分子量分布可以得到高拉伸性，但此时，由聚丙烯树脂获得的双向拉伸薄膜的耐电压特性下降。但通过选择最佳的立构规整性和分子量分布，能够制造耐电压特性和拉伸性的平衡最优的、非常薄的双向拉伸聚丙烯薄膜。
作为这种兼有特定范围的分子量、分子量分布、立构规整性的聚丙烯树脂的聚合方法可以使用一般公知的聚合方法。作为一般公知的聚合方法可以列举例如气相聚合法、本体聚合法、淤浆聚合法。另外，可以是用至少两个以上的聚合反应器的多级聚合反应，另外，反应器中也可以添加氢气或低聚物作为分子量调整剂。
所使用的催化剂并不特别限定，广泛适用一般公知的齐格勒-纳塔催化剂。另外，可以含有助催化剂成分、供体。通过调整催化剂、聚合条件，能够控制分子量、分子量分布、立构规整度。
将由这种聚合方法获得的具有上述物性的聚丙烯树脂在170～320℃，优选在200～300℃进行加热熔融并从T型模挤出，在保持于60～140℃，优选保持于70～130℃的金属桶进行冷却、固化。通过调整金属桶温度、挤出温度、挤出速度以及流延速度，例如将获得的流延卷筒片的、通过X射线衍射强度比法(A.Turner-Jones et al.，Makromol.Chem.，75卷，134页，1964年)的β晶型百分率控制在例如1％到60％左右。而且，该值是不包含β晶型成核剂时的值。
本发明使用的聚丙烯树脂中，β晶型百分率优选为2～50％，更优选为5～25％。β晶型百分率为2％以上，则在双向拉伸聚丙烯薄膜表面可获得适度的凹凸，β晶型百分率为50％以下，则在双向拉伸聚丙烯薄膜表面的凹凸不会过多，因此可以获得本发明丙烯薄膜的适宜的表面粗糙度。
通过双向拉伸具有β晶型的该流延卷筒片，可以获得具有微细凹凸的双向拉伸聚丙烯薄膜。
如前所述，通过控制β晶型百分率可以在一定程度控制表面粗糙度，但由于即使在拉伸过程的温度下表面粗糙度也会变化，仅单纯用β晶型百分率无法确定表面粗糙度。因此，需要通过评价实际的薄膜表面，反馈浇铸条件(β晶型百分率)、拉伸条件，成为能获得适当的表面粗糙度的制造条件。
作为直接评价薄膜表面的方法，常用例如使用触针式表面粗糙度测量仪测定的算术平均粗糙度(Ra)。但是，即使该Ra的值相同，作为电容器的性能也会产生巨大的差异，所以不能说最适于评价表面粗糙度的状态。
本发明的双向拉伸聚丙烯薄膜，在其片的至少单面的表面，使用超深度表面形状测定显微镜在560μm×745μm的面积范围内进行表面粗糙度测定时，由从该表面上的多点到超深度表面形状测定显微镜的照射源的距离确定的突起部的体积优选为2.0×104μm3以上、3.0×104μm3以下，更优选为2.5×104μm3以上、3.0×104μm3以下。
当突起部的体积为一定程度较大的值，则为电容器进行加工的元件卷绕时，薄膜间产生适度的空隙，因此薄膜适度光滑，卷取不易发生褶皱，也不易产生横向错位。但是，当突起部的体积超过3.0×104μm3，则由薄膜间的空隙率增大引起重量厚度降低，导致介质击穿电压降低，因此不理想。相反，突起部的体积小且平滑，则有利于耐电压性，但如果不满2.0×104μm3，则薄膜不易光滑，元件卷绕时易发生褶皱，生产率降低，所以不理想。
一般情况下，例如JIS-B0601等规定的Ra是用触针式表面粗糙度测量仪等测定的。其测定范围仅是由针尖直线扫描表面，是未评价整个面的限定信息。因此，无法高灵敏度且正确地把握测定对象面的局部变化、变形等。
对此，根据本发明的使用体积的表面粗糙度评价法，不是表示直线而是表示规定面积的整个面的高度变形，因此通过三维评价前述的薄膜间的空隙，可以把握测定对象面的局部微细变化、变形，可以获得更正确的表面粗糙度的数据。不是将单纯的突起的高度信息(一般根据Ra的评价)，而是将三维表示的突起部的体积作为薄膜间的空隙评价的指标，从而正如本发明，通过将该突起部的体积调整为适当范围，成功的取得了以往未达到的、高耐电压特性和良好的元件卷绕适宜性的平衡。
为了进行本发明的表面粗糙度测定，使用超深度形状测定显微镜和图像分析软件。一般市场销售的能测定薄膜厚度方向的薄膜表面的位置(高度)的装置以及一般市场销售的能从高度数据进行二进制化分析的图像分析软件没有例外都能利用，但本发明的研究中使用柯安斯(キ一工ンス)社制造的超深度表面形状测定显微镜VK-8500以及菱化系统社制造的图像分析软件NSIMAGIK，根据以下方法进行分析。
首先，用超深度表面形状测定显微镜(物镜20倍)观察双向拉伸聚丙烯薄膜表面。用1023×767像素采集560μm×745μm的视场范围内的表面的凹凸数据。此时，从超深度表面形状测定显微镜的照射源到薄膜表面上的多点(1023×767像素)的距离的差作为凹凸数据被输入图像分析软件。接着，根据JIS-B0601(2001)去除波纹和噪声。此外，为了去除波纹和噪声所使用的边界值，可以用能进行最佳分析的任意值，本发明中边界值60μm以上为波纹，边界值10μm以下为噪声。去除波纹和噪声后，对获得的凹凸数据进行平均从而求出平均面。测定从该平均面向表面侧为凸的突起部的体积。对同一薄膜反复进行三次测定，其平均值作为从平均面突起的突起部的体积。
为了达到本发明的前述突起部的体积范围，可以对薄膜表面提供微细的凹凸。作为这种方法，可以采用使用β晶型的方法、压花法、蚀刻法等各种粗面化方法。其中优选使用无须混入杂质等的、使用β晶型的表面的粗化法。可以对在流延温度控制生成的β晶型的比例，进面在纵向拉伸工序的辊温下控制β晶型的融化比例，就这两个选择最佳制造条件，从而可以达到本发明的表面粗糙度。
在不损害本发明效果的范围内，根据需要可以在本发明的聚丙烯薄膜中添加其他树脂等。可以列举例如聚乙烯、聚(1-丁烯)、聚异丁烯、聚(1-戊烯)、聚(1-甲基戊烯)等聚α-烯烃、乙烯-丙烯共聚物、丙烯-丁烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物等的、α-烯烃之间的共聚物、苯乙烯-丁二烯无规共聚物等乙烯单体-二烯单体无规共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物等乙烯单体-二烯单体-乙烯单体无规共聚物等作为所述的其他树脂，但并不限定于此。
其他树脂的添加量根据添加的树脂的种类而不同，但只要在如前所述的不损害本发明效果的范围内即可，一般，通常的情况下，相对于聚丙烯树脂100质量份，可以为10质量份以下，优选5质量份以下。
另外，在不损害本发明的效果的范围内，本发明的聚丙烯薄膜可以根据需要添加抗氧化剂、紫外线吸收剂、盐酸吸收剂等稳定剂、润滑剂、增塑剂、阻燃剂、抗静电剂等添加剂。
可以采用公知的各种方法作为本发明的双向拉伸并获得的聚丙烯薄膜的方法。其中优选依次双向拉伸方法。作为依次双向拉伸方法，首先对挤出机提供由前述的聚丙烯树脂组成的原料颗粒类，在170～320℃，优选200～300℃进行加热熔融并从T型模挤出，在保持于60～140℃，优选70～130℃的金属桶上进行冷却、固化，从而获得具有β晶型的流延卷筒片。而且，由于树脂不同，需要根据各个树脂来选择所述金属桶的冷却的合适的温度范围。接着，将该流延卷筒片保持在100～160℃的温度，通过设定了速度差的辊之间，按流动方向纵向拉伸3～7倍，立即冷却至室温。继续导向拉幅机，在150℃以上的温度下沿宽度方向横向拉伸3～11倍后，实施缓和、热固定并卷取，从而获得双向拉伸聚丙烯薄膜。
通过该拉伸工序，可获得机械强度、刚性优异的薄膜，另外，可获得表面的凹凸更明确化，微细粗面化的拉伸薄膜。
本发明的双向拉伸聚丙烯薄膜的厚度优选为1μm以上7μm以下，更优选为1以上4μm以下。前述的树脂由于拉伸性极佳，所以可以获得非常薄的拉伸薄膜。该拉伸薄膜的表面被微细粗面化，所以元件卷绕适宜性优异，耐电压特性也高，非常薄的薄膜也易得到高电容量，因此极其适于作为电容器用拉伸薄膜。
本发明的电容器用拉伸薄膜中，以提高金属蒸镀工序中的粘接特性为目的，拉伸、热固定工序结束后，可以在线或者离线进行电晕放电处理。电晕放电处理可以采用一般公知的方法，作为进行处理时的环境气体，理想的是在空气、二氧化碳、氮气以及这些混合气体中进行处理。
〔实施例〕
下面，根据实施例进一步具体说明本发明，当然本发明的范围并不限定于此。另外，若无特别说明，例中的份和％分别表示“质量份”和“质量％”。
〔特性值的测定方法及效果的评价方法〕
实施例中的特性值的测定方法及效果的评价方法如下。
(1)重均分子量(Mw)和分子量分布(Mw/Mn)测定
使用GPC(Gel Permeation Chromatography)，按以下条件下进行测定。
测定器：东索(東ソ一)株式会社制造的差示折射计(RI)内置型高温GPC、HLC-8121GPC/HT型
柱：连接3根东索(東ソ一)株式会社制造的TSKgel GMHhr-H(20)HT
柱温：145℃
洗脱液：三氯苯
流速：1.0ml/min
标准曲线的制作使用东索(東ソ一)株式会社制造的标准聚苯乙烯，测定结果换算为聚丙烯值。
(2)算术平均粗糙度的评价
算术平均粗糙度(Ra)以JIS-B0601为依据确定。边界值设为0.8mm。
(3)由图像分析软件测定突起部的体积
用超深度表面形状测定显微镜(物镜20倍)观察薄膜表面。用1023×767像素采集560μm×745μm的视场范围内的表面的凹凸数据。此时，从超深度表面形状测定显微镜的照射源到薄膜表面上的多点(1023×767像素)的距离的差作为凹凸数据被输入图像分析软件。接着，根据JIS-B0601(2001)去除波纹和噪声。此外，边界值60μm以上为波纹，边界值10μm以下为噪声。去除波纹和噪声后，对获得的凹凸数据进行平均从而求出表面凹凸的平均面。测定从该平均面向表面侧为凸的突起部的体积。对同一薄膜反复进行三次测定，其平均值作为从表面凹凸的平均面突起的突起部的体积。
测定机：株式会社柯安斯(キ一工ンス)制造的超深度表面形状测定显微镜VK-8500
图像分析软件：株式会社菱化系统制造的NSIMAGIK
(4)根据依次萃取法测定立构规整性分布
在回流下将聚丙烯树脂充分溶解于(1)二甲苯中，然后在室温下放置4小时。过滤不溶于二甲苯的部分，不溶部分供下次萃取。将二甲苯干燥并称量可溶部分。该质量作为无规立构成分质量。使用索格利特脂肪萃取器，按照(2)正戊烷、(3)正己烷、(4)正庚烷的顺序对二甲苯不溶部分依次实施6小时的索格利特萃取。称量在正庚烷中仍不溶的最终萃取剩余物，该质量作为“等规”成分量。由相对于在二甲苯中溶解前的树脂质量的百分率比来表示。
(5)薄膜厚度的评价
双向拉伸后的聚丙烯薄膜的厚度用千分尺(JIS-B7502)以JIS-C2330为依据进行测定。
(6)耐电压特性的评价
双向拉伸后的聚丙烯薄膜的耐电压特性依据JIS-C2151和JIS-C2330进行评价。在此，将测定的电压值除以薄膜厚度的值作为介质击穿电压值用于评价。实用上介质击穿电压值优选为0.3KV/μm以上。
(7)元件卷绕适宜性的评价
元件卷绕加工时，评价加工性是否良好。加工性良好的为“○”，加工性差的为“×”。
(8)作为电容器用双向用拉伸薄膜的综合评价
从是否能薄化成具有提高电容量所需的薄膜的特性、是否能获得元件卷绕加工所需的表面粗糙度、是否可以提高耐电压特性，综合评价作为电容器用薄膜的适宜性。相比基于现有技术的薄膜有很大提高的为“◎”，相比现有提高若干性能的为“○”，相比现有性能降低的为“△”，不适于作为电容器薄膜的为“×”。
〔实施例1〕
对挤出机提供重均分子量(Mw)3.1×105、分子量分布(Mw/Mn)7.4、等规成分百分率为97.7质量％的聚丙烯树脂颗粒，在树脂温度250℃的温度下熔融，用T型模挤出，卷在表面温度保持于90℃的金属桶上并固化，制作厚度约200μm的未拉伸流延卷筒片。继续将该未拉伸流延卷筒片保持于140℃，沿流动方向纵向拉伸5倍，立即冷却至室温。最后，用拉幅机在170℃下沿宽度方向横向拉伸10倍，获得厚度4.0μm的薄双向拉伸聚丙烯薄膜。用表面突起部的体积评价表面粗糙度，每560μm×745μm有2.5×104μm3，表面被适度粗化，元件卷绕适宜性良好。另外，介质击穿电压为0.50kV/μm，可以获得高耐电压特性。结果如表1所示。
〔实施例2〕
对重均分子量(Mw)3.3×105、分子量分布(Mw/Mn)7.1、等规成分百分率为97.3质量％的聚丙烯树脂颗粒进行与实施例1同样的处理，制作厚度约140μm的未拉伸流延卷筒片。对该未拉伸流延卷筒片进行与实施例1同样的处理，获得厚度2.8μm的薄双向拉伸聚丙烯薄膜。用表面突起部的体积评价表面粗糙度，每560μm×745μm有2.6×104μm3，表面被适度粗化，元件卷绕适宜性良好。另外，介质击穿电压为0.48kV/μm，可以获得高耐电压特性。结果如表1所示。
〔实施例3〕
对重均分子量(Mw)3.1×105、分子量分布(Mw/Mn)7.1、等规成分百分率为97.2质量％的聚丙烯树脂颗粒进行与实施例1同样的处理，制作厚度约200μm的未拉伸流延卷筒片。对该未拉伸流延卷筒片进行与实施例1同样的处理，获得厚度4.0μm的薄双向拉伸聚丙烯薄膜。用表面突起部的体积评价表面粗糙度，每560μm×745μm有3.0×104μm3，表面被适度粗化，元件卷绕适宜性良好。另外，介质击穿电压为0.37kV/μm，可以获得良好耐电压特性。结果如表1所示。
〔实施例4〕
对挤出机提供重均分子量(Mw)3.6×105、分子量分布(Mw/Mn)5.0、等规成分百分率为95.3质量％的聚丙烯树脂颗粒，在树脂温度250℃的温度下熔融，用T型模挤出，卷在表面温度保持于100℃的金属桶上并固化，制作厚度约150μm的未拉伸流延卷筒片。继续将该未拉伸流延卷筒片保持于145℃，沿流动方向纵向拉伸5倍，立即冷却至室温。最后，用拉幅机在170℃下沿宽度方向横向拉伸10倍，获得厚度3.0μm的薄双向拉伸聚丙烯薄膜。用表面突起部的体积评价表面粗糙度，每560μm×745μm有2.6×104μm3，表面被适度粗化，元件卷绕适宜性良好。另外，介质击穿电压为0.45kV/μm，可以获得高耐电压特性。结果如表1所示。
〔比较例1〕
除了成形未拉伸流延卷筒片时，将金属桶的表面温度设置为50℃以外，进行与实施例1同样的处理制作未拉伸流延卷筒片。对该未拉伸流延卷筒片进行与实施例1同样的处理，获得厚度4.0μm的薄双向拉伸聚丙烯薄膜。用表面突起部的体积评价表面粗糙度，每560μm×745μm有1.6×104μm3，表面未被粗化，元件卷绕的加工不好。但是，介质击穿电压为0.54kV/μm可以获得高耐电压特性。结果如表1所示。
〔比较例2〕
除了成形未拉伸流延卷筒片时，将金属桶的表面温度设置为110℃以外，进行与实施例1同样的处理制作未拉伸流延卷筒片。继续将该未拉伸流延卷筒片保持于145℃，沿流动方向纵向拉伸5倍等与实施例1进行同样的处理，获得厚度4.0μm的薄双向拉伸聚丙烯薄膜。用表面突起部的体积评价表面粗糙度，每560μm×745μm有3.8×104μm3，表面被大大粗化，元件卷绕的加工良好。但是，介质击穿电压为0.26kV/μm仅获得现有以下的耐电压特性。结果如表1所示。
〔比较例3〕
除了成形未拉伸流延卷筒片时，将金属桶的表面温度设置为90℃以外，进行与实施例4同样的处理制作未拉伸流延卷筒片。继续将该未拉伸流延卷筒片保持于140℃，沿流动方向纵向拉伸5倍，其他与实施例4进行同样的处理，获得厚度3.0μm的薄双向拉伸聚丙烯薄膜。用表面突起部的体积评价表面粗糙度，每560μm×745μm有1.8×104μm3，表面未被粗化，元件卷绕的加工不好。但是，介质击穿电压为0.48kV/μm可以获得高耐电压特性。结果如表1所示。
〔参考实施例1〕
对重均分子量(Mw)3.1×105、分子量分布(Mw/Mn)4.4、等规成分百分率为98.0质量％的聚丙烯树脂颗粒进行与实施例1同样的处理，制作厚度约200μm的未拉伸流延卷筒片。继续对该未拉伸流延卷筒片实施与实施例1同样的拉伸操作。但是拉伸工序中连续发生破裂，无法获得厚度7μm以下的薄双向拉伸聚丙烯薄膜。结果如表1所示。
〔参考实施例2〕
对重均分子量(Mw)3.1×105、分子量分布(Mw/Mn)7.0、等规成分百分率为93.4质量％的聚丙烯树脂颗粒进行与实施例1同样的处理，制作厚度约150μm的未拉伸流延卷筒片。对该未拉伸流延卷筒片进行与实施例1同样处理，获得厚度3.0μm的薄双向拉伸聚丙烯薄膜。用表面突起部的体积评价表面粗糙度，每560μm×745μm有2.1×104μm3，表面被适度粗化，元件卷绕的加工良好。但是，介质击穿电压为0.30kV/μm仅获得现有以下的耐电压特性。结果如表1所示。
〔表1〕
重均分子量(Mw)(×105) 分子量分布(Mw/Mn) 百分率(重量％) 薄膜厚度(μm)     算术平均粗糙度Ra(μm) 范围内的突起部体积(×104μm3) 介质击穿电压(kV/μm) 元件卷绕适宜性 综合评价
实施例1     3.1     7.4     97.7     4.0     0.14     2.5     0.50     ○     ◎
实施例2     3.3     7.1     97.3     2.8     0.11     2.6     0.48     ○     ◎
实施例3     3.1     7.1     97.2     4.0     0.13     3.0     0.37     ○     ○
实施例4     3.6     5.0     95.3     3.0     0.13     2.6     0.45     ○     ◎
比较例1     3.1     7.4     97.7     4.0     0.11     1.6     0.54     ×     △
比较例2     3.1     7.4     97.7     4.0     0.16     3.8     0.26     ○     △
比较例3     3.6     5.0     95.3     3.0     0.10     1.8     0.48     ×     △
参考实施例1 3.1 4.4 98.0 无法制作7μm以下的拉伸薄膜 - ×
参考实施例2 3.1 7.0 93.4 3.0 0.09 2.1 0.30 ○ △
正如实施例1～4所明示，制作表面粗糙度具有本发明范围的最佳平衡的双向拉伸薄膜，则可获得具有优异耐电压特性、元件卷绕适宜性的薄膜。本发明的适度的表面粗糙度以测定从一定范围内的平均面突起的突起部的体积作为指标。
此时，由实施例2和比较例1可知，不论作为现有的表面粗糙度的指标而使用的、算术平均粗糙度(Ra)的值如何，通过使本发明的突起部的体积为特定范围，可以获得耐电压特性、元件卷绕适宜性优异的薄膜。
另一方面，比较例1、3的表面粗糙度小，可以获得良好的耐电压特性，但无法获得元件卷绕适宜性。另外，比较例2的表面粗糙度大，可以获得良好的元件卷绕适宜性，但无法获得良好的耐电压特性。
另外，根据参考实施例1，可以说分子量、分子量分布、等规百分率不具有一定程度的平衡时，甚至无法制作聚丙烯拉伸薄膜本身。而且，根据参考实施例2可知，等规百分率过低，即使获得表面粗糙度，也无法获得耐电压特性。

Claims (5)

1.一种双向拉伸聚丙烯薄膜，用凝胶渗透色谱法测定的重均分子量为10万以上50万以下的聚丙烯树脂作为主要成分，其特征在于，
对该双向拉伸聚丙烯薄膜的至少单面的表面，用超深度表面形状测定显微镜在560μm×745μm的范围内进行表面粗糙度的测定时，从由该表面上的多点到超深度表面形状测定显微镜的照射源的距离所确定的平均面突起的突起部的体积是2.0×104μm3以上，3.0×104μm3以下。
2.根据权利要求1所述的双向拉伸聚丙烯薄膜，其特征在于，
基于用所述聚丙烯树脂的依次萃取法测定的萃取剩余物的等规成分的百分率是95质量％以上99质量％以下。
3.根据权利要求1所述的双向拉伸聚丙烯薄膜，其特征在于，
所述聚丙烯树脂的分子量分布Mw/Mn为5以上15以下。
4.根据权利要求1所述的双向拉伸聚丙烯薄膜，其特征在于，厚度为1～7μm。
5.根据权利要求1所述的双向拉伸聚丙烯薄膜，其特征在于，
该双向拉伸聚丙烯薄膜是电容器用薄膜。
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