JP2007204646A

JP2007204646A - コンデンサーフィルム用原反シートおよびコンデンサーフィルム

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Publication number: JP2007204646A
Application number: JP2006026193A
Authority: JP
Inventors: Tadakazu Ishiwatari; 忠和石渡; Manabu Furukawa; 学古川; Yoshinobu Matsuo; 祥宜松尾; Fumio Jinno; 文夫神野; Tetsuo Araki; 哲夫荒木
Original assignee: Oji Specialty Paper Co Ltd; Oji Paper Co Ltd
Current assignee: New Oji Paper Co Ltd; Oji Specialty Paper Co Ltd
Priority date: 2006-02-02
Filing date: 2006-02-02
Publication date: 2007-08-16

Abstract

【課題】高い耐電圧特性を有し、かつ非常に薄いフィルム厚である素子巻き等の加工適性に優れたコンデンサー用延伸フィルムおよびそれを得るためのキャスト原反シートを提供する。
【解決手段】ゲルパーミエーションクロマトグラフ法で測定した重量平均分子量が、10万以上50万以下、分子量分布Mw/Mnが4以上6以下であり、かつ、逐次抽出法で測定された抽出残分（樹脂中に含む立体規則性成分（アイソタクチック成分）の分率）が、93重量％以上96重量％以下であるポリプロピレン樹脂を、加熱溶融し、Ｔダイから押し出して作製されたシートであって、そのシートのＸ線法で測定したβ晶分率が5％以上25％未満であるキャスト原反シートを製造する。

Description

本発明は、耐電圧特性に優れ、かつ非常に薄いフィルム厚であり素子巻き加工適性に優れたコンデンサー用延伸フィルムおよびそれを得るためのキャスト原反シートに関するものである。

２軸延伸ポリプロピレンフィルムは、耐電圧特性や、誘電損失などの電気特性が他のプラスチックフィルムよりも優れていることから、電気用途に広く用いられている。中でもコンデンサー用の誘電体フィルムとして広く利用され、その需要の伸びも非常に大きい。最近では、各種電気設備がインバーター化されつつあり、それに伴い、コンデンサーの小型化・大容量化の要求が一層強まってきている。そのような市場の要求を受け、２軸延伸ポリプロピレンフィルムの耐電圧特性や素子巻き加工適性を向上させつつ、一層の薄膜化が必須な状況になってきている。

この種のコンデンサー用フィルムにおいては、コンデンサーを作製する際の素子巻きを容易にする目的や、加工する際の滑り性向上、また、油含浸型コンデンサーの場合には、それを作製する際の油含浸性向上のため、表面性を適度に微細粗面化する必要がある（特許文献１）。表面の微細粗化の方法の一つとして、β晶を生成させたシートを延伸する方法等が提案されている（たとえば、特許文献１など）。

粟屋裕著、高分子素材の偏光顕微鏡入門、アグネ技術センター、131頁、2001年（非特許文献１）によると、ポリプロピレン樹脂には、通常、α晶、β晶などの結晶多形を有している。β晶は、α晶に比して、密度が低く、融点も低いなど、物性上、異なる特徴を有している。溶融したポリプロピレン樹脂を、特定の温度範囲で結晶化させるとβ晶が生じ、これをβ晶の融点近傍で延伸することにより、β晶の球晶がα晶球晶に転移し、その結晶形間の密度差により、フィルム表面にミクロな凹凸加工ができる。この方法による表面粗化方法は、樹脂に添加剤などの不純物を混入させる必要がないため、電気的特性を落とすことがなく、非常にミクロな凹凸を付与させることができるという特徴を持つ。

β晶を用いた表面粗化方法では、シート作製の際、β晶をいかに制御しながら生成させるかが技術上重要な要点となる。β晶生成技術に関しては、たとえば、特許文献２〜４には、特定の触媒によって重合した一定の範囲のメルトフローレート、分子量および分子量分布を有するポリプロピレン樹脂をシート化すると、高いβ晶比率を持ったシートが得られることを開示している。

また、特許文献５においては、粗面化した延伸ポリプロピレンフィルムを得るための方法として、特定の値の立体規則性度のポリプロピレン原料樹脂を用い、キャスト原反シートのβ晶量を、特定の値以上に制御することによって達成する製造技術が開示されている。
しかしながら、前述の様に、加工適性を向上させる上では、粗面化は必須であるが、一般的に、粗化は耐電圧特性の低下を招くというマイナス面も併せ持つ。一方、産業用コンデンサーの需要が増える中、市場では、より高耐電圧のコンデンサーの要求が非常に強く、また、合わせて電気容量のより一層の向上も求められている。

耐電圧特性の向上のためには、樹脂中の不純物や灰分を低減させたり（例えば特許文献６）、表面の平滑性を増す方法の他、例えば、特許文献７などによると、ポリプロピレン樹脂の高立体規則性化・高結晶性化によっても実現できる。また、一般的に分子量分布を狭くすることによっても耐電圧特性向上が達成可能であることも知られている。しかしながら、この高結晶性化や分子量分布の狭化は、結果的に延伸性の低下を招き、延伸過程におけるフィルムの破断を発生しやすくなり、薄い延伸フィルムの製造上、極めて好ましくない。

他方、同体積のコンデンサーにおいて、電気容量を向上させるためには、誘電体フィルムを薄くする必要がある。そのように極薄のフィルムを得るためには、樹脂およびキャスト原反シートの延伸性向上が必須となるが、この特性は、前述の様に、耐電圧性向上のための手法、つまり結晶性向上・分子量分布の狭化とは一般的に相容れない物性である。
以上のように、市場が要求する（１）コンデンサーへの加工適性（粗面化）、（２）高耐電圧性（面平滑化、高結晶性化）、（３）高電気容量化（フィルム極薄化のための延伸性向上）の３つの特性を同時に充たし得るコンデンサー用フィルムおよびそのキャスト原反シートは、これまで得られていない状況にあった。
特開昭51-63500号公報（2−4頁）特開2004-2655号公報（3−7頁）特開2004-175932号公報（4−8頁）特開2005-89683号公報（5−7頁）特許第3508515号公報（2−3頁）特許第3654540号公報（2−3頁）特開平8-294962号公報（2−3頁）粟屋裕著、高分子素材の偏光顕微鏡入門、アグネ技術センター、131頁、2001年

したがって、本発明の目的は、高い耐電圧特性を有し、かつ非常に薄いフィルム厚である素子巻き加工適性に優れたコンデンサー用延伸フィルムおよびそれを得るためのポリプロピレンキャスト原反シートを提供することである。

本発明は、以下の各発明を包含する。
（１）ゲルパーミエーションクロマトグラフ法で測定した重量平均分子量が、10万以上50万以下、分子量分布Mw/Mnが4以上6以下であり、かつ、逐次抽出法で測定された抽出残分（樹脂中に含む立体規則性成分（アイソタクチック成分）の分率）が、93質量％以上96質量％以下であるポリプロピレン樹脂を、加熱溶融し、Ｔダイから押し出して作製されたシートであって、そのシートのＸ線法で測定したβ晶分率が5％以上25％未満であることを特徴とするコンデンサーフィルム用キャスト原反シート。

（２）逐次抽出法で測定された樹脂中に含む中間的立体規則性成分（ステレオブロック成分）の分率が、2質量％以上5質量％未満であることを特徴とするポリプロピレン樹脂から作製される（１）項記載のコンデンサーフィルム用キャスト原反シート。

（３）示差走査熱量計（ＤＳＣ）法で測定した結晶化温度120℃における結晶化速度（1/ｔ_1/2）が、0.1min^-1以上0.5min^-1未満であることを特徴とするポリプロピレン樹脂から作製される（１）〜（２）項記載のコンデンサーフィルム用キャスト原反シート。

（４）（１）〜（３）項記載のコンデンサーフィルム用キャスト原反シートを２軸延伸してなる厚さが1μm以上７μm以下であることを特徴とするコンデンサーフィルム。

本発明のポリプロピレンキャスト原反シートは、狭い分子量分布により高い耐電圧特性を維持していると同時に、結晶性が制御されているため、高い延伸特性を有し、非常に薄いフィルムを作製でき、高い電気容量のコンデンサーが得られるという効果を有する。さらに、ここで得られるフィルムは、適度な微細粗化面を有するため、素子巻き等の加工適性にも優れた効果を有するものである。

本発明に用いるポリプロピレン樹脂は、結晶性のアイソタクチックポリプロピレンである樹脂であり、プロピレンの単独重合体、または、プロピレンとエチレンないしは炭素数4〜10のα−オレフィンとの共重合体である。炭素数4〜10のα−オレフィンとしては、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセンなど一般的に良く知られたα−オレフィン類が使用可能である。エチレンおよびこれらのα−オレフィンは、プロピレンとランダム共重合をなしてもよく、ブロック共重合していても良い。共重合しているエチレンおよびα−オレフィンの含有比率は、ポリプロピレン樹脂中に2モル％以下であるのがよく、好ましくは1モル％以下である。

本発明に用いるポリプロピレン樹脂は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(ＧＰＣ)法で測定した重量平均分子量が10万以上50万以下である。好ましくは、20万以上40万以下である。さらに好ましくは、25万以上40万以下である。重量平均分子量(Mw)／数平均分子量（Mn）の比から計算される分子量分布は4以上6以下であり、4.5以上6以下がより好ましい。Mw/Mnが4より低いと、延伸性が極端に低下し、製造過程において破断が多発し、6より大きいと延伸は容易となるが、耐電圧特性の低下など所望の特性が得られなくなり実用上好ましくない。

重量平均分子量が50万を超えると、樹脂流動性が著しく低下し、キャスト原反シートの厚さの制御が困難となり、本発明の目的である非常に薄い延伸フィルムを幅方向に精度良く作製することが出来なくなるため、実用上好ましくない。また、重量平均分子量が10万に満たない場合、押し出し成形性には富むが、出来たシートの力学特性の低下とともに延伸性が著しく低下し、２軸延伸成形が出来なくなるという製造上の難点を生じるため、好ましくない。

本発明に係る分子量測定値を得るためのゲルパーミエーションクロマトグラフ（ＧＰＣ）装置には、特に制限はなく、ポリオレフィン類の分子量分析が可能な一般に市販されている高温型ＧＰＣ装置が、例外なく利用可能であるが、本発明の検討では、東ソー株式会社製、示差屈折計(ＲＩ)内蔵型高温ＧＰＣ測定機、ＨＬＣ-8121ＧＰＣ-ＨＴを用いた。ＧＰＣカラムには、東ソー株式会社製、ＴＳＫgel ＧＭＨ_HR−Ｈ（20）ＨＴを３本連結させて用い、カラム温度は145℃、溶離液にはトリクロロベンゼンを用い、流速は1.0ｍｌ/minにて測定した。検量線の作製には、東ソー株式会社製の標準ポリスチレンを用い、測定結果はポリプロピレン値に換算した。

さらに本発明に用いるポリプロピレン樹脂は、前述の分子量・分子量分布の範囲の値を有すると同時に、逐次抽出法で抽出された抽出残分が、93質量％以上96質量％以下である必要がある。
逐次抽出法は、ポリプロピレン樹脂の立体規則性による分別方法の一種であるが、一般的に行われている立体機規則性分別の最も簡便な方法であるｎ−ヘプタンによる抽出（この抽出残分をヘプタンインデックス（ＨＩ）ないしはアイソタクチックインデックス（ＩＩ）と一般的に呼ばれている）より詳細かつ正確であるという特徴を持つ。この方法は、沸点の異なる複数の溶媒を用いて順次抽出し、その抽出質量よりポリプロピレン樹脂の立体規則性分布を調査する。本発明では、日本分析化学・高分子分析研究懇談会編、新版高分子分析ハンドブック、紀伊国屋書店、1995年、613頁記載の方法によって行った。

即ち、まず、ポリプロピレン樹脂を（１）キシレンに還流下充分溶解させ、その後、室温下４時間放置する。キシレンに不溶な部分をろ別し、不溶分は次の抽出に供する。可溶分は、キシレンを乾固させ、秤量する。この質量がいわゆる非晶性のアタクチック成分の質量に相当する。
キシレン不溶分は、ソックスレー脂肪抽出器を用い、（２）ｎ−ペンタン、（３）ｎ−ヘキサン、（４）ｎ−ヘプタンの順に順次ソックスレー抽出を各々６時間実施する。沸点の低い溶媒では、結晶性の低い（立体規則性が低い）成分が抽出されていき、ｎ−ヘプタンにも不溶な成分は、立体規則性の度合いが極めて高い「アイソタクチック」成分と定義でき、最終的な抽出残分を質量比で表現することによってその割合を知ることが出来る。
一方、（２）〜（４）の溶媒で可溶な成分は、ステレオブロックと呼ばれる中間的な規則性をもったポリマーから主として構成されているとされている。
このように、逐次抽出法によって評価される立体規則性分布の割合は、いわゆるヘプタン不溶分（ＨＩ値）やＩＩ値で評価されるような単一の溶媒による抽出量評価結果とまったく異なる意味を持つ。

本発明においては、逐次抽出法で評価される最終抽出残分率、すなわち逐次抽出法で得られるアイソタクチック成分の割合を立体規則性の一つの指標とし、この値が93質量％以上96質量％以下である必要がある。より好ましくは、93質量％以上95質量％以下である。アイソタクチック分率が93質量％より低いと、樹脂の結晶性が悪過ぎて高い耐電圧特性が維持し得ず。また、96質量％を超える場合、延伸加工性が低下し、延伸過程で破断が多発し易くなる。さらには、キャスト原反シート成形の際の固化（結晶化）の速さが早くなり過ぎ、シート成形用の金属ドラムからの剥離が発生するなど、いくつもの製造上の難点を有するため好ましくない。したがって、アイソタクチック分率が、９3質量％以上96質量％以下に調整することで、高い耐電圧特性を維持したまま、薄いフィルムを製造するための延伸性等、高い製造加工適性が期待される。

本発明は、前出の分子量・分子量分布範囲と、特定のアイソタクチック分率の範囲とを同時に満たす樹脂をキャスト原反シートの作製に用いることに特徴がある。即ち、分子量分布を、延伸加工性を損なわない程度に狭化させることによって、高い耐電圧特性を発現できるが、それだけでは耐電圧特性は十分と言えず、さらには、ポリプロピレン樹脂ないしはそれから得られるキャスト原反シートは、高い延伸性を持たず、非常に薄い延伸フィルムを作製できない。しかしながら、本発明に係る特定の範囲の立体規則性度を同時に併せ持つことにより、延伸性の向上と共に、さらなる耐電圧特性の付与が可能となる。

このような特定の範囲の立体規則性と分子量分布を併せ持つポリプロピレン樹脂の重合方法としては、一般的に公知の重合方法をなんら制限無く用いることが出来る。一般的に公知の重合方法としては、例えば、気相重合法、塊状重合法、スラリー重合法が例として挙げられる。

また、少なくとも２つ以上の重合反応器を用いた多段重合反応であっても良く、また、反応器中に水素あるいはコモノマーを分子量調整剤として添加しても良い。
使用される触媒は、特に限定されるものではなく、一般的に公知のチーグラー・ナッタ触媒が広く適用される。また、助触媒成分やドナーを含んでも構わない。触媒や重合条件を調整することによって、立体規則性度や分子量分布をコントロールすることが可能となる。

このような重合方法によって得られた上記物性を有するポリプロピレン樹脂を170℃〜320℃、好ましくは、200℃〜300℃で加熱溶融してＴダイから押し出し、60℃〜140℃、好ましくは70℃〜130℃に保持された金属ドラムで、冷却、固化させると、得られるキャスト原反シートのβ晶分率は、5％以上25％未満、好ましくは、5％以上20％未満となる。なお、この値は、β晶核剤を含まない時の値である。

従来、分子量分布を狭くすればするほど、また、立体規則性度を高くするに従い、延伸前のキャスト原反シートのβ晶生成は容易化され、β晶分率は高くなっていく。しかしながら、本発明においては、狭い分子量分布および特定の範囲の比較的高いアイソタクチック成分分率（逐次抽出残分）を有しているにもかかわらず、β晶生成が抑制される傾向にある。これは、本発明に係る立体規則性度と分子量分布とのバランスによって生じている効果であると考えられる。

前述のように、低すぎるβ晶分率は、フィルム表面を平滑化するため、素子巻き等の加工適性には不利となるが、耐電圧特性は向上する。しかしながら、本発明のβ晶分率の範囲は、両物性を十分に満足させるものである。
即ち、β晶分率が、5％より低いと、フィルムは平滑になりすぎ、素子巻きが出来なくなり、25％を超えると、耐電圧特性が低下する。この範囲の間であると両物性をバランスさせることが出来る。

本発明におけるβ晶分率は、Ｘ線回折強度測定によって得られ、A. Turner-Jones et al., Makromol. Chem., 75巻, 134頁 (1964). に記載されている方法によって算出される値であり、Ｋ値と呼ばれている値である。即ち、α晶由来の３本の回折ピークの高さの和とβ晶由来の１本の回折ピークの比によってβ晶の比率を表現したものである。
本発明では、リガク社製、Ｘ線回折装置ＲＩＮＴ-2200を用い、ＣｕＫα線、照射出力40KV−40mA、散乱スリット1deg、受光スリット0.3mm、走査速度１deg/minの条件にて測定を行った。

本発明のもう一つの態様は、原料ポリプロピレン樹脂が、逐次抽出法で測定された樹脂中に含む中間的立体規則性成分（ステレオブロック成分）の分率が、2質量％以上5質量％未満であることである。
逐次抽出法については、前述の通りに日本分析化学・高分子分析研究懇談会編、新版高分子分析ハンドブック、紀伊国屋書店、1995年、613頁記載の方法によって行った。
即ち、ポリプロピレン樹脂を（１）キシレンに還流下充分溶解させ、その後、室温下４時間放置する。キシレンに不溶な部分をろ別し、不溶分は次の抽出に供する。つづいて、その不溶分は、ソックスレー脂肪抽出器を用い、（２）ｎ−ペンタン、（３）ｎ−ヘキサン、（４）ｎ−ヘプタンの順に順次ソックスレー抽出を各々６時間実施する。（２）〜（４）の溶媒で可溶な成分が、ステレオブロックと呼ばれるポリマーから主として構成されている中間的な規則性をもった成分である。

本発明では、耐電圧特性を向上させる結晶性とフィルムを薄化ならしめる延伸特性との両立を中間的規則性成分（ステレオブロック成分）量の調整によっても可能であることを見出した。
つまり、耐電圧特性を向上させるが延伸性低下もさせるアイソタクチック成分と、延伸性を向上させるが耐電圧特性を低下させるアタクチック成分の相反する性質を持つ２つをバランスさせる役目を演じるのが中間的規則性成分（ステレオブロック成分）であり、本発明に係る狭い分子量分布の場合、その分率が、2質量％以上5質量％未満の場合に、耐電圧特性向上させつつ、高い延伸性を図ることが可能である。

本発明のさらにもう一つは、ポリプロピレン樹脂の示差走査熱量計（ＤＳＣ）法で測定した結晶化温度120℃における結晶化速度（1/ｔ_1/2）が、0.1min^-1以上0.5min^-1未満であることである。ここで、結晶化速度（1/ｔ_1/2）とは、結晶化に伴う発熱量を時間で積分し、その発熱量が、全体の発熱量に対して50％となる時間を、ハーフタイム（ｔ_1/2）と定義し、その逆数をとり速度として表現したものである。

本発明に係る分子量・分子量分布の範囲の場合、1/ｔ_1/2が、0.5min^-1以上であると、結晶化速度が非常に速いことを意味し、ポリプロピレン樹脂が押出し機からの吐出と同時に固化をはじめ、キャスト原反シート作製のための金属ドラムへの密着不良、β晶生成の不均一化、さらには、延伸性不良まで生じ、実用上好ましくない。また、1/ｔ_1/2が、0.1min^-1より遅い場合でも、金属ドラムへの密着過程でシート作製ができなかったり、β晶が生成しなかったりなどの問題を生じるため好ましくない。

結晶化速度を評価する方法としては、本発明では、示差走査熱量計（ＤＳＣ）法を採用した。ＤＳＣには、熱流束型ＤＳＣ，入力補償型ＤＳＣなど、いくつかの熱量検出方式があり、いずれも特に制限なく利用可能であるが、昇降温が非常に高速で行うことが出来る入力補償型ＤＳＣが好適である。ＤＳＣのメーカー、型式などには、特に制限されないが、本発明の検討には、パーキン・エルマー社製、Diamond DSCを用いた。

本装置による結晶化速度測定の条件は、以下の通りである。まず、ポリプロピレン樹脂を5mg秤りとり、アルミニウム製のサンプルホルダーに詰め、ＤＳＣ装置にセットし、230℃まで昇温、5分間融解させる。後、100℃/minの速度で、結晶化温度120℃まで急冷し、同温度で保持し、発熱量の変化を測定した。サンプル温度が120℃±0.1℃に達した時点を時間ｔ＝0分とし、時間ｔに対する発熱量の積分を測定した。前述の通りその発熱量が、全体の発熱量に対して50％となる時間の逆数をとり結晶化速度とした。

本発明において、ポリプロピレン樹脂の原料としてシートまたはフィルムなどを成形する場合、ポリプロピレン樹脂には、必要に応じて、他の樹脂などを本発明の効果を損なわない範囲内で添加しても構わない。前記の他の樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリ（１−ブテン）、ポリイソブテン、ポリ（１−ペンテン）、ポリ（１−メチルペンテン）などのポリα―オレフィン、エチレン−プロピレン共重合体、プロピレン−ブテン共重合体、エチレン−ブテン共重合体などの、α−オレフィン同士の共重合体、スチレン−ブタジエンランダム共重合体などのビニル単量体−ジエン単量体ランダム共重合体、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体などのビニル単量体−ジエン単量体−ビニル単量体ランダム共重合体などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。

他の樹脂の添加量は添加する樹脂の種類にもより異なるが、前述のように本発明の効果が損なわない範囲であれば良く、一般的に、通常の場合、ポリプロピレン樹脂100質量部に対して、10質量部以下、好ましくは5質量部以下であるのが良い。

また、本発明において、ポリプロピレン樹脂を原料としたキャスト原反シートあるいは延伸フィルムを成形する場合、樹脂中に必要に応じて酸化防止剤、紫外線吸収剤、塩酸吸収剤などの安定化剤、滑剤、可塑剤、難燃化剤、帯電防止剤などの添加剤を本発明の効果を損なわない範囲であれば添加しても良い。

本発明に係る前述のポリプロピレン樹脂を原料として用いると、キャスト原反シート成形過程において、β晶を5％〜25％未満の範囲で、過度の粗面化を発生させることなく、適度に発生させることが出来るため、高い耐電圧特性を有するコンデンサーフィルム用キャスト原反シートに好ましく使用できる。

本発明のポリプロピレンキャスト原反シートを成形する方法としては、公知の各種方法が制限なく採用することが出来る。例えば、前述のポリプロピレン樹脂からなる原料ペレット類を押出機に供給し、加熱溶融し、ろ過フィルターを通した後、170℃〜320℃、好ましくは、200℃〜300℃で加熱溶融してＴダイから溶融押し出し、70℃〜140℃に保持された少なくとも1個以上の金属ドラムで、冷却、固化させ、未延伸のキャスト原反シートを成形する方法を採用できる。ただし、2個目以降の金属ドラムの温度は、この温度範囲にとらわれるものではない。

このシート成形の際に、金属ドラム群中の少なくとも１個目の温度（金属ドラムが１個の場合はその温度）を、60℃〜140℃、好ましくは70℃〜130℃に保持することにより、得られるキャスト原反シートのβ晶分率は、5％以上25％未満とすることができる。なお、この値は、β晶核剤を含まない時の値である。これらキャスト原反シートの厚さには、特に制限はないが、通常0.05〜2mm、好ましくは、0.1〜1mmであるのが望ましい。

本発明のポリプロピレンキャスト原反シートは、延伸処理を行い延伸フィルムとすることができる。延伸は、縦および横に２軸に配向せしめる２軸延伸が良く、延伸方法としては、逐次２軸延伸方法が好ましい。逐次２軸延伸方法としては、まずキャスト原反シートを100〜160℃の温度に保ち、速度差を設けたロール間に通して、流れ方向に3〜7倍に延伸し、直ちに室温に冷却する。引き続き、当該延伸フィルムをテンターに導いて、160℃以上の温度で幅方向に3〜11倍に延伸した後、緩和、熱固定を施し巻き取る。
この延伸工程によって、機械的強度、剛性が優れたフィルムとなり、また、表面の凹凸もより微細に粗面化された延伸フィルムとなる。

本発明のキャスト原反シートは、きわめて延伸性に優れているため、非常に薄い延伸フィルムを得ることができる、延伸フィルムの厚さは、1μm以上７μm以下、好ましくは１μm以上４μm以下である。この延伸フィルムは、表面が微細に粗面化されているため、素子巻き適性に優れており、耐電圧特性も高く、非常に薄いフィルムであるため高い電気容量も発現し易いため、コンデンサー用延伸フィルムとして極めて好適である。

本発明のコンデンサー用延伸フィルムにおいて、金属蒸着加工工程における接着特性を高める目的で、延伸・熱固定工程終了後に、オンラインもしくはオフラインにて、コロナ放電処理を行っても構わない。コロナ放電は処理は一般に公知の方法を難なく用いることができるが、処理をする際に雰囲気ガスとして、空気、炭酸ガス、窒素ガス、およびこれらの混合ガス中で処理することが望ましい。

次に、本発明を実施例によってさらに具体的に説明するが、もちろん本発明の範囲はこれらに限定されるものではない。また、特に断らない限り、例中の部および％はそれぞれ「質量部」および「質量％」を示す。

〔特性値の測定方法ならびに効果の評価方法〕
実施例における特性値の測定方法ならびに効果の評価方法はつぎの通りである。
（１）重量平均分子量（Mw）および分子量分布（Mw/Mn）測定
ＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）を用い、以下の条件で測定した。
測定機：東ソー株式会社製、示差屈折計(ＲＩ)内蔵高温ＧＰＣ、ＨＬＣ-8121ＧＰＣ-ＨＴ型
カラム：東ソー株式会社製、ＴＳＫgel ＧＭＨ_HR−Ｈ（20）ＨＴを3本連結
カラム温度：140℃、
溶離液：トリクロロベンゼン
流速：1.0ml/min
検量線の作製には、東ソー株式会社製の標準ポリスチレンを用い、測定結果はポリプロピレン値に換算した。

（２）逐次抽出法による立体規則性分布測定
ポリプロピレン樹脂を（１）キシレンに還流下充分溶解させ、その後、室温下4時間放置した。キシレンに不溶な部分をろ別し、不溶分は次の抽出に供した。可溶分は、キシレンを乾固させ、秤量した。この質量をアタクチック成分量とした。キシレン不溶分は、ソックスレー脂肪抽出器を用い、（２）ｎ−ペンタン、（３）ｎ−ヘキサン、（４）ｎ−ヘプタンの順に順次ソックスレー抽出を各々６時間実施した。ｎ−ヘプタンにも不溶な最終的な抽出残分を秤量し、この質量をアイソタクチック成分量とした。一方、（２）〜（４）の溶媒で可溶な成分を秤量し、これをステレオブロック成分とした。各々の成分の質量をキシレンに溶解前の樹脂質量に対する百分率比で表現した。

（３）結晶化速度測定（1/ｔ_1/2）
ポリプロピレン樹脂の結晶化速度（1/ｔ_1/2）は、パーキン・エルマー社製、入力補償型DSC Diamond DSCを用い、以下の手順により結晶化温度120℃における発熱量変化を測定することにより算出した。
まず、ポリプロピレン樹脂ペレットを5mg秤りとり、アルミニウム製のサンプルホルダーに詰め、ＤＳＣ装置にセットし、230℃まで昇温、5分間融解させる。後、100℃/minの速度で、結晶化温度120℃まで急冷し、同温度で保持し、発熱量の変化を測定した。サンプル温度が120℃±0.1℃に達した時点を時間ｔ＝0分とし、時間ｔに対する発熱量の積分を測定した。前述の通りその発熱量が、全体の発熱量に対して50％となる時間の逆数をとり結晶化速度 1/ｔ_1/2 とした。

（４）β晶分率測定
キャスト原反シートのβ晶分率は、Ｘ線回折強度測定によって求められるＫ値を用いて評価した。
Ｘ線回折強度測定条件は次の通り行った。
測定装置：リガク社製、Ｘ線回折装置ＲＩＮＴ-2200
Ｘ線源：ＣｕＫα線
照射出：40KV−40mA
散乱スリット1deg
受光スリット0.3mm
走査速度１deg/min

Ｋ値は、得られた強度曲線から、以下の式を用い、α晶由来の3本の回折ピークの高さの和とβ晶由来の1本の回折ピークの比によって算出した。

Ｋ値（強度比％）＝Ｈβ／（Ｈβ + Ｈα_I + Ｈα_II + Ｈα_III）×100
〔ただし、Ｈβはβ晶（２θ＝16deg）の結晶性回折に対応するピークの強度(高さ)、Ｈα_Iはα晶（１１０）面の結晶性回折に対応するピークの強度(高さ)、Ｈα_IIはα晶（０４０）面の結晶性回折に対応するピークの強度(高さ)、Ｈα_IIIはα晶（１３０）面の結晶性回折に対応するピークの強度(高さ)である。ただし、いずれも非晶性散乱を差し引いた後の強度（高さ）を用いた。〕

（５）フィルム厚の評価
二軸延伸フィルムの厚さは、マイクロメーター（JIS−B７５０２）を用いて、ＪＩＳ−Ｃ２３３０に準拠して測定した。

（６）フィルムの微細粗面化度（ヘーズ）の評価
二軸延伸フィルム表面の微細粗化度は、ＪＩＳ−Ｃ２３３０に準じて、ヘーズ値を用いることにより評価した。透明フィルムにおいては、ヘーズ度は、表面における光の散乱に起因して変化しているので、フィルム表面の粗化状態を間接的に、評価しえるものと判断した。

（７）耐電圧性の評価
二軸延伸フィルムの耐電圧性は、ＪＩＳ−Ｃ２１５１およびＪＩＳ−Ｃ２３３０に準じて評価した。ここでは、測定された電圧値を、フィルムの厚みで割ったものを、絶縁破壊電圧値として評価に用いた。

（８）コンデンサー用二軸用延伸フィルムとしての総合評価
電気容量向上に必要なフィルムを薄化できるか否かの特性、素子巻き加工に必要な表面の微細粗化が可能か否か、かつ、耐電圧特性を向上させることができるか否か、コンデンサー用フィルムとしての好適性を総合的に評価した。従来技術に基づくフィルムより向上したものを「○」、従来と変わらないものを「△」、コンデンサーフィルムとして適さないものを「×」とした。

〔実施例１〕
重量平均分子量（Mw）3.0×10^５、分子量分布（Mw/Mn）5.8、アイソタクチック成分分率が93.3％であり、ステレオブロック成分分率が3.6％であるポリプロピレン樹脂）ペレットを押出機に供給して、樹脂温度250℃の温度で溶融し、Ｔダイを用いて押出し、表面温度を90℃に保持した金属ドラムに巻きつけて固化させ、厚さ約200μmのキャスト原反シートを作製した。押出し成形前のポリプロピレン樹脂ペレットの結晶化速度を評価したところ、0.23min^−１。また、作製したキャスト原反シートのβ晶分率（Ｋ値）は、14％であった。
引き続きこの未延伸キャスト原反シートを130℃の温度で、流れ方向に5倍に延伸し、直ちに室温まで冷却した後、テンターにて160℃の温度で横方向に10倍に延伸して、厚さ4.0μmの薄い二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得た。微細粗面化状態をヘーズ値で評価したところ、4.2％と適度に粗化されており、素子巻き加工に好適と判断された。また、絶縁破壊電圧は、0.46６kV/μmと高い耐電圧特性を得ることができた。表１に樹脂およびキャスト原反シートの物性値ならびに作製した二軸延伸フィルムの評価結果をまとめる。

〔実施例２〕
重量平均分子量（Mw）3.1×10^５、分子量分布（Mw/Mn）4.7、アイソタクチック成分分率が93.9％であり、ステレオブロック成分分率が2.8％であるポリプロピレン樹脂ペレットを実施例１と同様にして、厚さ約150μmのキャスト原反シートを作製した。押出し成形前のポリプロピレン樹脂ペレットの結晶化速度を評価したところ、0.29min^−１。また、作製したキャスト原反シートのβ晶分率（Ｋ値）は、9％であった。
この未延伸キャスト原反シートを実施例１と同様にして、厚さ3.0μmの薄い二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得た。微細粗面化状態をヘーズ値で評価したところ、4.5％と適度に粗化されており、素子巻き加工に好適と判断された。また、絶縁破壊電圧は、0.55kV/μmと高い耐電圧特性を得ることができた。表１に樹脂およびキャスト原反シートの物性値ならびに作製した二軸延伸フィルムの評価結果をまとめる。

〔実施例３〕
重量平均分子量（Mw）3.6×10^５、分子量分布（Mw/Mn）5.0、アイソタクチック成分分率が95.3％であり、ステレオブロック成分分率が3.1％であるポリプロピレン樹脂ペレットを実施例１と同様にして、厚さ約140μmのキャスト原反シートを作製した。押出し成形前のポリプロピレン樹脂ペレットの結晶化速度を評価したところ、0.33min^−１。また、作製したキャスト原反シートのβ晶分率（Ｋ値）は、19％であった。
この未延伸キャスト原反シートを実施例１と同様にして、厚さ2.8μmの薄い二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得た。ヘーズ値は、4.4％であり、素子巻き加工に好適と判断された。また、絶縁破壊電圧は、0.57kV/μmと高い耐電圧特性を示した。表１に樹脂およびキャスト原反シートの物性値ならびに作製した二軸延伸フィルムの評価結果をまとめる。

〔実施例４〕
キャスト原反シートを成形する際の金属ドラムの表面温度を120℃に設定した以外は実施例１と同様にして未延伸シートを得た。そのシートのβ晶分率（Ｋ値）は、23％であった。
この未延伸キャスト原反シートを実施例１と同様にして、厚さ4.0μmの薄い二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得た。ヘーズ値は、4.9％と適度に粗化されており、素子巻き加工に好適と判断された。また、絶縁破壊電圧は、0.44kV/μmと高い耐電圧特性を示した。表１に樹脂およびキャスト原反シートの物性値ならびに作製した二軸延伸フィルムの評価結果をまとめる。

〔比較例１〕
重量平均分子量（Mw）3.0×10^５、分子量分布（Mw/Mn）3.8、アイソタクチック成分分率が93.9％であり、ステレオブロック成分分率が3.0％であるポリプロピレン樹脂ペレットを実施例１と同様にして、厚さ約200μmのキャスト原反シートを作製した。押出し成形前のポリプロピレン樹脂ペレットの結晶化速度は、0.84min^−１。また、作製したキャスト原反シートのβ晶分率（Ｋ値）は、23％であった。
この未延伸キャスト原反シートを実施例１と同様にして延伸を行ったが、延伸工程で破断が続発し、厚さ7μm以下の薄い二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得ることができなかった。表１に樹脂およびキャスト原反シートの物性値を記す。

〔比較例２〕
重量平均分子量（Mw）3.5×10^５、分子量分布（Mw/Mn）7.0、アイソタクチック成分分率が93.7％であり、ステレオブロック成分分率が4.7％であるポリプロピレン樹脂ペレットを実施例１と同様にして、厚さ約150μmのキャスト原反シートを作製した。押出し成形前のポリプロピレン樹脂ペレットの結晶化速度は、0.40min^−１。また、作製したキャスト原反シートのβ晶分率（Ｋ値）は、21％であった。
この未延伸キャスト原反シートを実施例１と同様にして、厚さ3.0μmの薄い二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得た。微細粗面化状態をヘーズ値で評価したところ、7.8％と粗化が進んでおり、素子巻き加工には好適と判断された。しかし、絶縁破壊電圧は、0.28kV/μmと従来程度の耐電圧特性しか得ることができなかった。表１に樹脂およびキャスト原反シートの物性値ならびに作製した二軸延伸フィルムの評価結果をまとめる。

〔比較例３〕
重量平均分子量（Mw）3.1×10^５、分子量分布（Mw/Mn）4.4、アイソタクチック成分分率が97.1％であり、ステレオブロック成分分率が1.4％であるポリプロピレン樹脂ペレットを実施例１と同様にして、厚さ約200μmのキャスト原反シートを作製した。押出し成形前のポリプロピレン樹脂ペレットの結晶化速度は、0.93min^−１。また、作製したキャスト原反シートのβ晶分率（Ｋ値）は、28％であった。
この未延伸キャスト原反シートを実施例１と同様にして延伸を行ったが、延伸工程で破断が続発し、厚さ７μm以下の薄い二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得ることができなかった。表１に樹脂およびキャスト原反シートの物性値を記す。

〔比較例４〕
キャスト原反シートを成形する際の金属ドラムの表面温度を30℃に設定した以外は実施例１と同様にして未延伸シートを得た。そのシートのβ晶分率（Ｋ値）は、1％であった。
この未延伸キャスト原反シートを実施例１と同様にして、厚さ4.0μmの薄い二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得た。ヘーズ値は、0.3％とほとんど粗面かされておらず、素子巻き加工に不適と判断された。しかし、絶縁破壊電圧は、0.50kV/μmと高い耐電圧特性を示した。表１に樹脂およびキャスト原反シートの物性値ならびに作製した二軸延伸フィルムの評価結果をまとめる。

〔参考実施例１〕
キャスト原反シートを成形する際の金属ドラムの表面温度条件やキャストスピードを調整して、シートのβ晶分率が最も高くなるようにキャスト原反シートを作製した。キャスト条件以外は、実施例１と同様にして未延伸シートを得た。そのシートのβ晶分率（Ｋ値）は、24％であった。
この未延伸キャスト原反シートを実施例１と同様にして、厚さ4.0μmの薄い二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得た。ヘーズ値は、5.2％とであり、素子巻き加工には好適と判断され、絶縁破壊電圧は、0.39kV/μmと高い耐電圧特性を得た。表１に樹脂およびキャスト原反シートの物性値ならびに作製した二軸延伸フィルムの評価結果をまとめる。

実施例1〜３で明らかな通り、本発明に係る規定の重量平均分子量・分子量分布範囲と特定のアイソタクチック分率の範囲とを同時に有するポリプロピレン樹脂を、シートに製膜すると、過度のβ晶を生成せず、適度な微細粗化性を持ち、加工適性に優れたキャスト原反シートが得られるものと判断される。また、このキャスト原反シートは、延伸特性にきわめて優れているため、非常に薄い二軸延伸フィルムを得ることができる。さらに、同時に、高い耐電圧特性を有していることも分かった。
また、キャスト原反シートを作製する際の金属ドラム温度を変更してみたが（実施例４）、前記温度範囲内であれば、発明の効果に変わりはないことが示された。

一方、分子量・分子量分布およびアイソタクチック成分分率が、本発明の範囲外にあるポリプロピレン樹脂を用いたキャスト原反シートの場合、素子巻き等の加工適性に優れた微細粗化面を有すると同時に、高い耐電圧特性を有した非常に薄いフィルム厚の二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得ることができなかった（比較例１〜３）。

さらに、本発明規定の重量平均分子量・分子量分布、アイソタクチック成分分率を有するポリプロピレン樹脂を用いていても、キャストの際の金属ドラムの温度条件を、通常の一般に良く知られた、例えば、包装資材向け延伸フィルム等の作製条件と同じ条件で作製すると、規定のβ晶分率を得ることができず、コンデンサー用のポリプロピレン延伸フィルムとしては好ましい本発明の効果を得ることができなかった（比較例４）。

本発明規定の重量平均分子量・分子量分布、アイソタクチック成分分率を有するポリプロピレン樹脂を用いると、最も高いβ晶分率を得るようにキャスト条件をコントロールしても、キャスト原反シートのβ晶分率は25％を大きく超えることは無く、コンデンサー用のポリプロピレン延伸フィルムとしては好ましい表面粗化状態を得ることができた（参考実施例１）。

Claims

ゲルパーミエーションクロマトグラフ法で測定した重量平均分子量が、10万以上50万以下、分子量分布Mw/Mnが4以上6以下であり、かつ、逐次抽出法で測定された抽出残分（樹脂中に含む立体規則性成分（アイソタクチック成分）の分率）が、93質量％以上96質量％以下であるポリプロピレン樹脂を、加熱溶融し、Ｔダイから押し出して作製されたシートであって、そのシートのＸ線法で測定したβ晶分率が5％以上25％未満であることを特徴とするコンデンサーフィルム用キャスト原反シート。
逐次抽出法で測定された樹脂中に含む中間的立体規則性成分（ステレオブロック成分）の分率が、2質量％以上5質量％未満であることを特徴とするポリプロピレン樹脂から作製される請求項１記載のコンデンサーフィルム用キャスト原反シート。
示差走査熱量計（ＤＳＣ）法で測定した結晶化温度120℃における結晶化速度（1/ｔ_1/2）が、0.1min^-1以上0.5min^-1未満であることを特徴とするポリプロピレン樹脂から作製される請求項１〜２記載のコンデンサーフィルム用キャスト原反シート。
請求項１〜３記載のコンデンサーフィルム用キャスト原反シートを２軸延伸してなる厚さが１μm以上７μm以下であることを特徴とするコンデンサーフィルム。