JP2018197342A - 二軸延伸ポリプロピレンフィルム、金属化フィルム及びコンデンサ - Google Patents
二軸延伸ポリプロピレンフィルム、金属化フィルム及びコンデンサ Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018197342A JP2018197342A JP2018129059A JP2018129059A JP2018197342A JP 2018197342 A JP2018197342 A JP 2018197342A JP 2018129059 A JP2018129059 A JP 2018129059A JP 2018129059 A JP2018129059 A JP 2018129059A JP 2018197342 A JP2018197342 A JP 2018197342A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- polypropylene
- less
- resin
- polypropylene resin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000010408 film Substances 0.000 title claims abstract description 366
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims abstract description 89
- 239000011104 metalized film Substances 0.000 title claims description 24
- 229920006378 biaxially oriented polypropylene Polymers 0.000 title abstract description 7
- 239000011127 biaxially oriented polypropylene Substances 0.000 title abstract description 7
- -1 polypropylene Polymers 0.000 claims abstract description 506
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims abstract description 503
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims abstract description 502
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 345
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 345
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 37
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 98
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 24
- 230000007774 longterm Effects 0.000 abstract description 33
- 239000010409 thin film Substances 0.000 abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 73
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 39
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 23
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 21
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 18
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 14
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 14
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 description 13
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 12
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 11
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 11
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 11
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 11
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 11
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 11
- RFFLAFLAYFXFSW-UHFFFAOYSA-N 1,2-dichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1Cl RFFLAFLAYFXFSW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 10
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 9
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 9
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 9
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 9
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 8
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 8
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 8
- 230000008859 change Effects 0.000 description 8
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 8
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 8
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 8
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 7
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 7
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 description 7
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 7
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 6
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 6
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 6
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 4
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 4
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 4
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 4
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 4
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 4
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 4
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 4
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 4
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M Propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 3
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002216 antistatic agent Substances 0.000 description 3
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 3
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 238000004742 high temperature nuclear magnetic resonance Methods 0.000 description 3
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 3
- 239000013081 microcrystal Substances 0.000 description 3
- 239000002530 phenolic antioxidant Substances 0.000 description 3
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 3
- 239000002685 polymerization catalyst Substances 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 229920005604 random copolymer Polymers 0.000 description 3
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 3
- 238000007788 roughening Methods 0.000 description 3
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 3
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- 238000003878 thermal aging Methods 0.000 description 3
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 3
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 3
- RELMFMZEBKVZJC-UHFFFAOYSA-N 1,2,3-trichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC(Cl)=C1Cl RELMFMZEBKVZJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QSRJVOOOWGXUDY-UHFFFAOYSA-N 2-[2-[2-[3-(3-tert-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl)propanoyloxy]ethoxy]ethoxy]ethyl 3-(3-tert-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl)propanoate Chemical compound CC(C)(C)C1=C(O)C(C)=CC(CCC(=O)OCCOCCOCCOC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C)C=2)C(C)(C)C)=C1 QSRJVOOOWGXUDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZVVFVKJZNVSANF-UHFFFAOYSA-N 6-[3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoyloxy]hexyl 3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoate Chemical compound CC(C)(C)C1=C(O)C(C(C)(C)C)=CC(CCC(=O)OCCCCCCOC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)=C1 ZVVFVKJZNVSANF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 2
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKOBUGCCXMIKDM-UHFFFAOYSA-N Irganox 1098 Chemical compound CC(C)(C)C1=C(O)C(C(C)(C)C)=CC(CCC(=O)NCCCCCCNC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)=C1 OKOBUGCCXMIKDM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002174 Styrene-butadiene Substances 0.000 description 2
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 2
- MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N butadiene-styrene rubber Chemical compound C=CC=C.C=CC1=CC=CC=C1 MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 238000003851 corona treatment Methods 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 239000003480 eluent Substances 0.000 description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 2
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 2
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001451 organic peroxides Chemical class 0.000 description 2
- NFHFRUOZVGFOOS-UHFFFAOYSA-N palladium;triphenylphosphane Chemical compound [Pd].C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1.C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1.C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1.C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 NFHFRUOZVGFOOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YWAKXRMUMFPDSH-UHFFFAOYSA-N pentene Chemical compound CCCC=C YWAKXRMUMFPDSH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 2
- 229920001384 propylene homopolymer Polymers 0.000 description 2
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 239000011115 styrene butadiene Substances 0.000 description 2
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 239000006097 ultraviolet radiation absorber Substances 0.000 description 2
- 230000037303 wrinkles Effects 0.000 description 2
- KJYSXRBJOSZLEL-UHFFFAOYSA-N (2,4-ditert-butylphenyl) 3,5-ditert-butyl-4-hydroxybenzoate Chemical compound CC(C)(C)C1=CC(C(C)(C)C)=CC=C1OC(=O)C1=CC(C(C)(C)C)=C(O)C(C(C)(C)C)=C1 KJYSXRBJOSZLEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BFHPQBAXVOLJLR-UHFFFAOYSA-N (3,5-ditert-butyl-4-hydroxy-2-octadecylphenyl) propanoate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCC1=C(OC(=O)CC)C=C(C(C)(C)C)C(O)=C1C(C)(C)C BFHPQBAXVOLJLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VBICKXHEKHSIBG-UHFFFAOYSA-N 1-monostearoylglycerol Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OCC(O)CO VBICKXHEKHSIBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VFBJXXJYHWLXRM-UHFFFAOYSA-N 2-[2-[3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoyloxy]ethylsulfanyl]ethyl 3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoate Chemical compound CC(C)(C)C1=C(O)C(C(C)(C)C)=CC(CCC(=O)OCCSCCOC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)=C1 VFBJXXJYHWLXRM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 229920002367 Polyisobutene Polymers 0.000 description 1
- NRCMAYZCPIVABH-UHFFFAOYSA-N Quinacridone Chemical compound N1C2=CC=CC=C2C(=O)C2=C1C=C1C(=O)C3=CC=CC=C3NC1=C2 NRCMAYZCPIVABH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000944 Soxhlet extraction Methods 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 239000011954 Ziegler–Natta catalyst Substances 0.000 description 1
- BGYHLZZASRKEJE-UHFFFAOYSA-N [3-[3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoyloxy]-2,2-bis[3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoyloxymethyl]propyl] 3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoate Chemical compound CC(C)(C)C1=C(O)C(C(C)(C)C)=CC(CCC(=O)OCC(COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)(COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)=C1 BGYHLZZASRKEJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910000410 antimony oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- RWCCWEUUXYIKHB-UHFFFAOYSA-N benzophenone Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)C1=CC=CC=C1 RWCCWEUUXYIKHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012965 benzophenone Substances 0.000 description 1
- QRUDEWIWKLJBPS-UHFFFAOYSA-N benzotriazole Chemical compound C1=CC=C2N[N][N]C2=C1 QRUDEWIWKLJBPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012964 benzotriazole Substances 0.000 description 1
- 150000001642 boronic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000012662 bulk polymerization Methods 0.000 description 1
- IAQRGUVFOMOMEM-UHFFFAOYSA-N butene Natural products CC=CC IAQRGUVFOMOMEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CJZGTCYPCWQAJB-UHFFFAOYSA-L calcium stearate Chemical compound [Ca+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O CJZGTCYPCWQAJB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000008116 calcium stearate Substances 0.000 description 1
- 235000013539 calcium stearate Nutrition 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 230000008094 contradictory effect Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 239000003484 crystal nucleating agent Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000006356 dehydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 150000001993 dienes Chemical class 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 208000028659 discharge Diseases 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000004049 embossing Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 238000012685 gas phase polymerization Methods 0.000 description 1
- 238000005227 gel permeation chromatography Methods 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- 150000002366 halogen compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000009998 heat setting Methods 0.000 description 1
- RYPKRALMXUUNKS-UHFFFAOYSA-N hex-2-ene Chemical compound CCCC=CC RYPKRALMXUUNKS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 1
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- RKISUIUJZGSLEV-UHFFFAOYSA-N n-[2-(octadecanoylamino)ethyl]octadecanamide Chemical class CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)NCCNC(=O)CCCCCCCCCCCCCCCCC RKISUIUJZGSLEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DJWFNQUDPJTSAD-UHFFFAOYSA-N n-octadecyloctadecanamide Chemical class CCCCCCCCCCCCCCCCCCNC(=O)CCCCCCCCCCCCCCCCC DJWFNQUDPJTSAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- LYRFLYHAGKPMFH-UHFFFAOYSA-N octadecanamide Chemical class CCCCCCCCCCCCCCCCCC(N)=O LYRFLYHAGKPMFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SSDSCDGVMJFTEQ-UHFFFAOYSA-N octadecyl 3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCOC(=O)CCC1=CC(C(C)(C)C)=C(O)C(C(C)(C)C)=C1 SSDSCDGVMJFTEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012860 organic pigment Substances 0.000 description 1
- 238000010525 oxidative degradation reaction Methods 0.000 description 1
- VTRUBDSFZJNXHI-UHFFFAOYSA-N oxoantimony Chemical class [Sb]=O VTRUBDSFZJNXHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005453 pelletization Methods 0.000 description 1
- 230000003617 peroxidasic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005502 peroxidation Methods 0.000 description 1
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 1
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 description 1
- 229920001748 polybutylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 229920005606 polypropylene copolymer Polymers 0.000 description 1
- 229920005630 polypropylene random copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 150000003140 primary amides Chemical class 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-M salicylate Chemical compound OC1=CC=CC=C1C([O-])=O YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 150000003334 secondary amides Chemical class 0.000 description 1
- 125000000467 secondary amino group Chemical class [H]N([*:1])[*:2] 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000000344 soap Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 239000004711 α-olefin Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
- C08J7/04—Coating
- C08J7/06—Coating with compositions not containing macromolecular substances
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C55/00—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor
- B29C55/02—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets
- B29C55/10—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets multiaxial
- B29C55/12—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets multiaxial biaxial
- B29C55/14—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets multiaxial biaxial successively
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
- B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
- B32B15/08—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
- B32B15/085—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin comprising polyolefins
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/18—Manufacture of films or sheets
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/002—Details
- H01G4/018—Dielectrics
- H01G4/06—Solid dielectrics
- H01G4/14—Organic dielectrics
- H01G4/18—Organic dielectrics of synthetic material, e.g. derivatives of cellulose
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2023/00—Use of polyalkenes or derivatives thereof as moulding material
- B29K2023/10—Polymers of propylene
- B29K2023/12—PP, i.e. polypropylene
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2457/00—Electrical equipment
- B32B2457/16—Capacitors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2323/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
- C08J2323/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
- C08J2323/10—Homopolymers or copolymers of propene
- C08J2323/12—Polypropene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2423/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
- C08J2423/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
- C08J2423/10—Homopolymers or copolymers of propene
- C08J2423/12—Polypropene
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)
Abstract
【課題】自動車用途のコンデンサ等において好適に使用可能な、薄膜でありながらも高温高電圧下での長期耐用性に優れると共に、フィルム品質及び生産性に優れる二軸延伸ポリプロピレンフィルムを提供する。【解決手段】ポリプロピレン樹脂を含む二軸延伸ポリプロピレンフィルムであって、厚みが1.0〜3.0μmであり、光学的複屈折測定により求めた進相軸方向に対する遅相軸方向の複屈折値ΔNxy及び厚み方向に対する遅相軸方向の複屈折値ΔNxzから次の式(1):により算出される分子配向係数ΔNxが0.013〜0.016である、二軸延伸ポリプロピレンフィルム。【選択図】なし
Description
[関連出願の相互参照]
本願は、2016年12月28日に出願された日本国特許出願第2016−256161号に基づく優先権の利益を主張するものである。当該日本国特許出願の開示は、援用によりその全体が本願に含まれるものとする。
本願は、2016年12月28日に出願された日本国特許出願第2016−256161号に基づく優先権の利益を主張するものである。当該日本国特許出願の開示は、援用によりその全体が本願に含まれるものとする。
[発明の技術分野]
本発明は、二軸延伸ポリプロピレンフィルム、金属化フィルム及びコンデンサに関する。
本発明は、二軸延伸ポリプロピレンフィルム、金属化フィルム及びコンデンサに関する。
二軸延伸ポリプロピレンフィルムは、耐電圧性及び低い誘電損失特性等の優れた電気特性、並びに高い耐湿性を有する。二軸延伸ポリプロピレンフィルムは、これらの特性を活かして、電子及び電気機器において、例えば高電圧コンデンサ、各種スイッチング電源、コンバータ及びインバータ等のフィルタ用コンデンサ、並びに、平滑用コンデンサ等のコンデンサ用誘電体フィルム等として広く利用されている。またポリプロピレンフィルムは、近年需要が高まっている電気自動車及びハイブリッド自動車等の駆動モータを制御するためのインバータ電源機器用コンデンサとしても利用され始めている。
特に自動車用途のコンデンサにおいて使用されるポリプロピレンフィルムは、使用時に高温にさらされるため、高温下での寸法安定性、機械特性、耐電圧性などに優れることが要求される。そのため、耐熱性を向上させるべく種々の検討がなされている。また、近年、コンデンサの小型化及び高容量化に対する要求がますます増大している。このような要求のために、コンデンサの体積を変えないで静電容量を向上させることを目的とし、フィルムを薄くすることも検討されている。
例えば特許文献1には、結晶子サイズ、厚み方向に対する複屈折値(ΔNyz)及び一視野あたりの突起部総体積を特定の範囲に制御した二軸延伸ポリプロピレンフィルムが開示されている。
特許文献2には、メソペンタッド分率、プロピレン以外の共重合モノマー量等を特定の範囲に制御したポリプロピレン樹脂で構成され、かつ、フィルムの面配向係数を所定の範囲に制御した延伸ポリプロピレンフィルムが記載されている。
特許文献3〜5には、ポリプロピレン樹脂のアイソタクチシティ、メソペンタッド分率又は結晶化度等を特定の範囲に制御したポリプロピレンフィルムが記載されている。
特許文献6には、高いメソペンタッド分率を有するポリプロピレン樹脂のペレットもしくはキャスト原反シートに放射線を照射して得たポリプロピレンフィルムが記載されている。
特許文献7には、フィルムの力学強度と表面構造を最適化したポリプロピレンフィルムが記載されている。
特許文献1には、ポリプロピレンフィルムの結晶子サイズ、厚み方向に対する複屈折値(ΔNyz)及び一視野あたりの突起部総体積を特定の範囲に制御することで、長期間、耐熱性及び耐電圧性に優れるコンデンサを得ることができると記載されている。また、特許文献1には、ポリプロピレンフィルムの面方向に配向を与えると、厚み方向の屈折率Nzが変化して、複屈折値ΔNyzが大きくなり、耐電圧性が向上することも記載されている。
特許文献2には、延伸ポリプロピレンフィルムを構成するポリプロピレン樹脂のメソペンタッド分率、プロピレン以外の共重合モノマー量等を所定の範囲に制御し、かつ、フィルムの面配向係数を特定の範囲に制御すれば、150℃における収縮率及び剛性をポリエチレンテレフタレートフィルムと同等レベルまで向上させ得ることが記載されている。
特許文献3〜5には、ポリプロピレン樹脂のアイソタクチシティ、メソペンタッド分率又は結晶化度等を特定の範囲にすると、高温での耐電圧性等が向上することが記載されている。
特許文献6には、高いメソペンタッド分率を有するポリプロピレン樹脂のペレットもしくはキャスト原反シートに放射線を照射することで、製膜時の延伸性とフィルムの絶縁破壊強さを両立したことが記載されている。
特許文献7には、フィルムの表面に高さの低い突起を多数有するポリプロピレンフィルムが交流電圧用コンデンサ用途に好適であることが記載されている。
しかしながら、本発明者が特許文献1〜7に記載のポリプロピレンフィルムについて検討したところ、フィルムの薄膜化及び高温下での長期耐用性を両立するポリプロピレンフィルムを安定的に生産する観点からは、さらなる改善が求められることがわかった。特に厚みが薄い二軸延伸ポリプロピレンフィルムは、通常の厚みを有するポリプロピレンフィルムと比較して、製造時の延伸によるフィルムの破断や延伸不良が生じやすく、この点でさらなる改善が必要であることがわかった。
例えば、特許文献1に記載のポリプロピレンフィルムは、(i)連続的に製造した場合に延伸の不均一性に由来して厚み斑が生じたり、y軸方向の配向が高いためにx軸方向(幅方向)に延伸する際に破断が生じ、フィルムを連続的に製造できない場合があるか、または(ii)前記又は後記したように、高温高電圧下での使用における長期間(一例として1000時間以上)の耐用性が劣る場合がある。
特許文献2に具体的に開示されるフィルムは20μm程度の厚みを有するフィルムであり、特許文献6に具体的に開示されるフィルムは15μm程度の厚みを有するフィルムであり、これら文献において、ポリプロピレンフィルムをより薄膜に延伸する場合に生じ得る破断等の課題については十分に検討されているとは言えない。そして、特許文献2に開示されるフィルムを構成するポリプロピレン樹脂は立体規則性が高いために、より薄膜に延伸するに十分な延伸性を有するものではなく、破断が生じやすい。しかも、特許文献2に記載の[(Nx+Ny)/2]−Nzは、後述するように本実施形態における定義と明確に異なる。また、特許文献6に記載されるような放射線照射を用いる製造方法は、工程が煩雑になり、現実的な生産設備として好ましくない。
特許文献3〜5に記載されるような立体規則性及び/又は結晶化度を高めることによる耐電圧性の向上と薄膜製膜性とは相反する関係にあり、フィルムが薄膜である場合にはフィルムを連続的に安定して製造できない場合がある。また、特許文献3及び5に記載されたポリプロピレンフィルムは、近年、特に自動車用途のコンデンサ等において要求される1000時間にも及ぶ電圧負荷試験に耐え得る長期耐用性(容量変化率)に着目してなされたものではなく、長期耐用性に関する近年の厳しい要求を満たすものであるとは言えない。
特許文献7には素子加工性と耐電圧性との両立を検討したことが記載されているが、延伸性については何ら着目されていない。また、特許文献7に具体的に開示されるフィルムは、7μmの厚みを有するフィルムであるので、ポリプロピレンフィルムをより薄膜に延伸する場合に生じ得る破断等の課題については十分に検討されているとは言えない。
そこで本発明は、自動車用途のコンデンサ等において好適に使用可能な、薄膜でありながらも高温高電圧下での長期耐用性に優れると共に、フィルム品質及び生産性に優れる二軸延伸ポリプロピレンフィルムを提供することを目的とする。
本発明者らは、上記課題を解決すべく、薄膜の二軸延伸ポリプロピレンフィルムについて、特にポリプロピレン樹脂の配向を表す指標の1つである屈折率に着目し鋭意検討を行った。その結果、
ポリプロピレン樹脂を含む二軸延伸ポリプロピレンフィルムであって、厚みが1.0〜3.0μmであり、光学的複屈折測定により求めた進相軸方向に対する遅相軸方向の複屈折値ΔNxy及び厚み方向に対する遅相軸方向の複屈折値ΔNxzから次の式(1):
ポリプロピレン樹脂を含む二軸延伸ポリプロピレンフィルムであって、厚みが1.0〜3.0μmであり、光学的複屈折測定により求めた進相軸方向に対する遅相軸方向の複屈折値ΔNxy及び厚み方向に対する遅相軸方向の複屈折値ΔNxzから次の式(1):
によって上記課題が解決されることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は以下の好適な態様を含む。
〔1〕ポリプロピレン樹脂を含む二軸延伸ポリプロピレンフィルムであって、厚みが1.0〜3.0μmであり、光学的複屈折測定により求めた進相軸方向に対する遅相軸方向の複屈折値ΔNxy及び厚み方向に対する遅相軸方向の複屈折値ΔNxzから次の式(1):
〔2〕コンデンサ用である前記〔1〕に記載の二軸延伸ポリプロピレンフィルム。
〔3〕TD方向の引張弾性率とMD方向の引張弾性率の比率MTD/MMDが0.85以上1.8以下である前記〔1〕又は〔2〕に記載の二軸延伸ポリプロピレンフィルム。
〔4〕分子量分布曲線において対数分子量Log(M)=4.5のときの微分分布値からLog(M)=6.0のときの微分分布値を引いた差(DM)が、Log(M)=6.0のときの微分分布値を100%とすると、10%以上18%以下であるポリプロピレン樹脂Aを含む、前記〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載の二軸延伸ポリプロピレンフィルム。
〔5〕分子量分布曲線において対数分子量Log(M)=4.5のときの微分分布値からLog(M)=6.0のときの微分分布値を引いた差(DM)が、Log(M)=6.0のときの微分分布値を100%とすると、−1%以上10%未満であるポリプロピレン樹脂Bを含む、前記〔1〕〜〔4〕のいずれかに記載の二軸延伸ポリプロピレンフィルム。
〔6〕前記〔1〕〜〔5〕のいずれかに記載の二軸延伸ポリプロピレンフィルムの片面又は両面に金属膜を有する、金属化フィルム。
〔7〕前記〔6〕に記載の金属化フィルムを含む、コンデンサ。
〔8〕分子量分布曲線において対数分子量Log(M)=4.5のときの微分分布値からLog(M)=6.0のときの微分分布値を引いた差(DM)が、Log(M)=6.0のときの微分分布値を100%とすると、8%以上18%以下であるポリプロピレン樹脂Aを含む、前記〔1〕に記載の二軸延伸ポリプロピレンフィルム。
〔9〕分子量分布曲線において対数分子量Log(M)=4.5のときの微分分布値からLog(M)=6.0のときの微分分布値を引いた差(DM)が、Log(M)=6.0のときの微分分布値を100%とすると、−20%以上8%未満であるポリプロピレン樹脂Bを含む、前記〔1〕又は〔8〕に記載の二軸延伸ポリプロピレンフィルム。
〔10〕前記〔1〕、〔8〕又は〔9〕に記載の二軸延伸ポリプロピレンフィルムの片面又は両面に金属膜を有する、金属化フィルム。
〔11〕前記〔10〕に記載の金属化フィルムを含む、コンデンサ。
〔12〕コンデンサ用フィルムとして用いる、ポリプロピレン樹脂を含む二軸延伸ポリプロピレンフィルムであって、厚みが1.0〜3.0μmであり、光学的複屈折測定により求めた進相軸方向に対する遅相軸方向の複屈折値ΔNxy及び厚み方向に対する遅相軸方向の複屈折値ΔNxzから次の式(1):
本発明の二軸延伸ポリプロピレンフィルムは、1.0〜3.0μmと非常に薄い厚みを有するにもかかわらず、高温高電圧下での長期耐用性に優れると共に、製造時にフィルムの延伸不良が生じにくいためフィルム品質に優れ、且つ、製造時にフィルムの破断が生じにくいため生産性に優れる。本発明の二軸延伸ポリプロピレンフィルムは上記特性を有し、特にコンデンサ用二軸延伸ポリプロピレンフィルムとして好適に使用される。
さらに、本発明の二軸延伸ポリプロピレンフィルムを用いて得られるコンデンサは、二軸延伸ポリプロピレンフィルムが薄膜であるために、小型化、軽量化及び高容量化が可能である。また、本発明の二軸延伸ポリプロピレンフィルムは高温高電圧下での長期耐用性に優れるために、これを用いて得られるコンデンサは、高温下、高電圧が印加される高容量のコンデンサとして好適に使用することができる。
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本発明の範囲はここで説明する実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更をすることができる。
本明細書中において、「含有」及び「含む」なる表現は、「含有」、「含む」、「実質的にからなる」及び「のみからなる」という概念を含む。
本明細書中において、「コンデンサ」なる表現は、「コンデンサ」、「コンデンサ素子」及び「フィルムコンデンサ」という概念を含む。
本明細書中において、「コンデンサ」なる表現は、「コンデンサ」、「コンデンサ素子」及び「フィルムコンデンサ」という概念を含む。
本実施形態の二軸延伸ポリプロピレンフィルムは、微孔性フィルムではないので、多数の空孔を有していない。
本実施形態の二軸延伸ポリプロピレンフィルムは、2層以上の複数層で構成されていてもよいが、単層で構成されていることが好ましい。
本実施形態の二軸延伸ポリプロピレンフィルムは、1.0〜3.0μmという非常に厚さが小さい(薄い)場合における上記課題を達成したものであり、7μm、15μm、20μm等のような厚さの大きい二軸延伸ポリプロピレンフィルムについては想定されていない。
本実施形態の二軸延伸ポリプロピレンフィルムは、2層以上の複数層で構成されていてもよいが、単層で構成されていることが好ましい。
本実施形態の二軸延伸ポリプロピレンフィルムは、1.0〜3.0μmという非常に厚さが小さい(薄い)場合における上記課題を達成したものであり、7μm、15μm、20μm等のような厚さの大きい二軸延伸ポリプロピレンフィルムについては想定されていない。
≪1.二軸延伸ポリプロピレンフィルム≫
本実施形態の二軸延伸ポリプロピレンフィルムは、厚みが1.0〜3.0μmであり、光学的複屈折測定により求めた進相軸方向に対する遅相軸方向の複屈折値ΔNxy及び厚み方向に対する遅相軸方向の複屈折値ΔNxzから次の式(1):
本実施形態の二軸延伸ポリプロピレンフィルムは、厚みが1.0〜3.0μmであり、光学的複屈折測定により求めた進相軸方向に対する遅相軸方向の複屈折値ΔNxy及び厚み方向に対する遅相軸方向の複屈折値ΔNxzから次の式(1):
〈1−1.分子配向係数ΔNx〉
分子配向係数ΔNxは、光学的複屈折測定により求めた進相軸方向に対する遅相軸方向の複屈折値ΔNxy及び厚み方向に対する遅相軸方向の複屈折値ΔNxzから次の式(1):
分子配向係数ΔNxは、光学的複屈折測定により求めた進相軸方向に対する遅相軸方向の複屈折値ΔNxy及び厚み方向に対する遅相軸方向の複屈折値ΔNxzから次の式(1):
上記式(1)中の進相軸方向に対する遅相軸方向の複屈折値であるΔNxyは、次の式(2):
により算出される値である。ΔNxyは、より具体的には次のようにして算出される。フィルムの面内の主軸であるx軸及びy軸のうち屈折率がより高い方向である遅相軸をx軸とし、屈折率がより低い方向である進相軸をy軸とする。ここで、屈折率はポリプロピレンフィルム内の分子配向を示すパラメータであり、ある方向の屈折率が高いほどその方向に分子が配向していることを表す。一般的に、ある方向に対する延伸倍率が高いほど、分子はその方向により配向するため、屈折率も高くなる。よって、未延伸のポリプロピレンフィルムを二軸延伸する場合に、例えば流れ方向(MD方向)の延伸倍率よりも幅方向(TD方向)の延伸倍率が高い場合には、二軸延伸ポリプロピレンフィルムの流れ方向が進相軸(y軸)となり、幅方向が遅相軸(x軸)となる。そして、複屈折値ΔNxyは、x軸方向の三次元屈折率からy軸方向の三次元屈折率を差し引いて算出される。
本明細書において、複屈折値ΔNxyは、具体的にはレタデーション測定装置(大塚電子株式会社製レタデーション測定装置 RE−100)を用いて測定される。より具体的には、フィルムを所定の大きさ(例えば50mm×50mm)に切り出して得た測定試料について、上記装置を用いて550nmの波長でレタデーションを測定する。得られたレタデーション値(R)を厚み(d)で除した値(R/d)がΔNxyとなる。
上記式(1)中の、厚み方向に対する遅相軸方向の複屈折値であるΔNxzは、次の式(3):
により算出される値である。ΔNxzは、より具体的には次のようにして算出される。フィルムの面内方向の主軸をx軸及びy軸とし、これらの主軸のうち屈折率がより高い方向である遅相軸をx軸とし、フィルムの厚み方向(面内方向に対する法線方向)をz軸とすると、x軸方向の三次元屈折率からz軸方向の三次元屈折率を差し引いた値が、複屈折値ΔNxzとなる。
本明細書において、複屈折値ΔNxzは、具体的にはレタデーション測定装置(大塚電子株式会社製レタデーション測定装置 RE−100)を用いて、非特許文献「粟屋裕、高分子素材の偏光顕微鏡入門、105〜120頁、2001年」に記載の通り、傾斜法にて測定する。
まず、上記に述べたように、傾斜角φ=0°に対し測定されたレタデーション値(R)を厚み(d)で除してΔNxy(R/d)を得る。
次に、遅相軸(x軸)を傾斜軸として、測定試料を傾斜角φ=10°、20°、30°、40°、50°にて傾斜させた状態で、上記装置を用いて550nmの波長で、各傾斜角φに対するレタデーション値Rを測定する。得られた各傾斜角φに対するレタデーション値Rを傾斜補正が施された厚みdで除して、各傾斜角φに対するR/dを求める。各傾斜角φに対するR/dについて、φ=0°のR/dとの差を求め、それらをさらにsin2r(r:屈折角)で除した値を、各傾斜角φにおける複屈折値ΔNzyとする。なお、ポリプロピレンについての、各傾斜角φにおける屈折角rの値は、前記非特許文献の109頁に記載されているものを用いてよい。φ=20°、30°、40°、50°における複屈折値ΔNzyの平均値を、複屈折値ΔNzyとする。次に、前述で求めたΔNxyからΔNzyを除算し、複屈折値ΔNxzが算出される。
まず、上記に述べたように、傾斜角φ=0°に対し測定されたレタデーション値(R)を厚み(d)で除してΔNxy(R/d)を得る。
次に、遅相軸(x軸)を傾斜軸として、測定試料を傾斜角φ=10°、20°、30°、40°、50°にて傾斜させた状態で、上記装置を用いて550nmの波長で、各傾斜角φに対するレタデーション値Rを測定する。得られた各傾斜角φに対するレタデーション値Rを傾斜補正が施された厚みdで除して、各傾斜角φに対するR/dを求める。各傾斜角φに対するR/dについて、φ=0°のR/dとの差を求め、それらをさらにsin2r(r:屈折角)で除した値を、各傾斜角φにおける複屈折値ΔNzyとする。なお、ポリプロピレンについての、各傾斜角φにおける屈折角rの値は、前記非特許文献の109頁に記載されているものを用いてよい。φ=20°、30°、40°、50°における複屈折値ΔNzyの平均値を、複屈折値ΔNzyとする。次に、前述で求めたΔNxyからΔNzyを除算し、複屈折値ΔNxzが算出される。
分子配向係数ΔNxは、上記のようにして測定及び算出されるΔNxy及びΔNxzを、次の式(1):
分子配向係数ΔNxは上記式(1)に示されるように、ポリプロピレンフィルムの面内の配向性に関するΔNxyと、最も配向性が高い遅相軸(x軸)と厚み方向(z軸)の配向性に関するΔNxzとの平均値である。本発明者は、延伸時に延伸不良や破断が特に生じやすい薄層の二軸延伸フィルムのフィルム品質及び生産性に関して、x軸方向の配向性とy軸方向の配向性とのバランスが寄与していることを見出し、フィルム品質及び生産性に関する指標として複屈折値ΔNxyを検討した。また、特に高温高電圧下での使用における長期耐用性に、x軸、y軸及びz軸のうち最も配向性の高いx軸方向の配向性と、厚み方向であるz軸方向の配向性とが寄与していることを見出し、長期耐用性に関する指標として複屈折値ΔNxzを検討した。ここで、二軸延伸ポリプロピレンフィルムにおいて、x軸方向、y軸方向、z軸方向の屈折率は互いに密接に関係しており、例えばポリプロピレンフィルムの面内方向(x軸方向及び/又はy軸方向)に配向を与えると、厚み方向(z軸方向)の配向は小さくなる。この場合、面内方向の屈折率は高くなり、厚み方向の屈折率は低くなる。したがって、複屈折値ΔNxy及びΔNxzも互いに密接に関係している。このことから、本発明者は、複屈折値ΔNxy及びΔNxzの平均値を意味する、上記式(1)により示される分子配向係数ΔNxに着目し、分子配向係数ΔNxを上記所定の範囲内となるように調整することで、二軸延伸フィルムのフィルム品質及び生産性と高温高電圧下での使用における長期耐用性とを両立できることを見出した。
本実施形態の二軸延伸ポリプロピレンフィルムにおいて、式(1)により算出される分子配向係数ΔNxは0.0130〜0.0160である。分子配向係数ΔNxが0.013よりも小さいと、ポリプロピレンフィルムを延伸する際に延伸ムラ等の延伸不良が発生しやすくなり二軸延伸フィルムの品質が低下したり、フィルムが破断することにより連続的な製造ができなくなる。これは、以下の理由によると考えられる。分子配向係数ΔNxが0.013よりも小さいと、特にΔNxyが小さくなりすぎること、言い換えると、y軸方向の分子配向が高くなりすぎることに起因して、ポリプロピレンフィルムを二軸延伸する際の破断が生じやすくなると考えられる。延伸時にフィルムの破断が生じると、連続的な生産ができなくなり生産性が低下する。未延伸のポリプロピレンフィルムを、例えば流れ方向(MD方向)の延伸倍率よりも幅方向(TD方向)の延伸倍率が高い条件で二軸延伸する場合には、二軸延伸ポリプロピレンフィルムの流れ方向が進相軸(y軸)となり、幅方向が遅相軸(x軸)となる。この場合、流れ方向の分子配向が高くなりすぎると、幅方向に延伸する際に延伸不良が発生しやすくなる場合がある。また、幅方向に延伸する際にフィルムが破断しやすくなる場合もある。ここで、厚みが薄い二軸延伸ポリプロピレンフィルムは、通常の厚みを有するポリプロピレンフィルムと比較して、製造時の延伸によるフィルムの破断が生じやすい。また、厚みが薄い二軸延伸ポリプロピレンフィルムにおいては、延伸不良によりわずかな延伸ムラが生じる場合であっても、延伸ムラにより生じる厚みムラが二軸延伸フィルムの品質に及ぼす影響は大きくなる。そのため、製造時にフィルムの延伸不良及び破断を抑制することは、厚みが薄い二軸延伸ポリプロピレンフィルムを製造する際に特に重要である。
また、分子配向係数ΔNxが0.013よりも小さいと、フィルムの高温下での長期耐用性が低下する場合がある。これは、以下の理由によると考えられる。分子配向係数ΔNxが0.013よりも小さいと、特にΔNxzが小さくなりすぎること、言い換えると、z軸方向の分子配向が高くなりすぎることに起因して、フィルムの厚み方向の電気伝導性が高くなると考えられる。ここで、二軸延伸ポリプロピレンフィルムを含むコンデンサを使用する際には、ポリプロピレンフィルムの厚み方向に電圧がかかることとなる。また、電流は、ポリプロピレンフィルム中に配向する分子鎖に沿って流れる。そのため、厚み方向(z軸方向)の分子配向が高すぎると厚み方向に電気が流れやすくなり、耐電圧性が低下し、特に高温高電圧下での長期耐用性が低下すると考えられる。
分子配向係数ΔNxは、二軸延伸ポリプロピレンフィルムを製造時の延伸不良及び破断を抑制し、フィルム品質及び生産性を向上しやすい観点、及び、高温高電圧下での長期耐用性を向上させやすい観点から、0.0130以上であることが好ましく、0.0132以上であることがより好ましく、0.0135以上であることがさらに好ましく、0.0138以上であることが特に好ましい。
分子配向係数ΔNxが0.016よりも大きいと、特に自動車用途のコンデンサ等において要求される高温高電圧下での長期耐用性を満足するフィルムが得られない。これは、以下の理由によると考えられる。まず、電流はフィルム内の微結晶に遮蔽される。フィルム内の微結晶は、進相軸(y軸)及び遅相軸(x軸)の直交する2つの軸の方向への各延伸工程においてフィルム面方向に平行に配列すると考えられる。これによって、厚み方向への電流が流れにくくなると考えられる。直交する2つの軸方向において、微結晶は回転の自由度が少なく、フィルムの面方向に束縛された状態であると考えられる。分子配向係数ΔNxが0.016よりも大きい場合には、特にΔNxyが大きくなりすぎること、言い換えると、進相軸(y軸)方向の分子配向が小さくなり過ぎることに起因して、微結晶の進相軸(y軸)方向の束縛性が低下する。そのため、特に高温下でフィルム面方向の分子配向を維持できず、厚み方向への電流の遮蔽能力が低下するため、高温高電圧下での長期耐用性が得られないと考えられる。
分子配向係数ΔNxは、二軸延伸ポリプロピレンフィルムを製造時の延伸不良及び破断を抑制し、フィルム品質及び生産性を向上しやすい観点、及び、高温高電圧下での長期耐用性を向上させやすい観点から、0.0155以下であることが好ましく、0.0150以下であることがより好ましく、0.0149以下であることがさらに好ましく、0.0148以下であることが特に好ましい。
複屈折値ΔNxyは、分子配向係数ΔNxが上記範囲となる限り特に限定されないが、x軸方向の配向性とy軸方向の配向性のバランスが良好であり、薄層の二軸延伸ポリプロピレンフィルムを製造する際の延伸不良や破断を抑制しやすく、フィルム品質及び生産性を向上させやすい観点からは、ΔNxyの下限値に関して、好ましくは0.009以上であり、より好ましくは0.01以上であり、さらに好ましくは0.011以上である。また、同様の観点から、上限値に関して、好ましくは0.014以下であり、より好ましくは0.013以下であり、さらに好ましくは0.012以下である。
複屈折値ΔNxzは、分子配向係数ΔNxが上記範囲となる限り特に限定されない。特に高温高電圧下での長期間にわたる使用にも耐え得るようにポリプロピレンフィルムの耐電圧性、長期耐用性を向上させやすい観点からは、ΔNxzの下限値に関して、好ましくは0.015以上であり、より好ましくは0.016以上であり、さらに好ましくは0.017以上である。また、同様の観点から、ΔNxzの上限値に関して、好ましくは0.023以下であり、より好ましくは0.022以下であり、さらに好ましくは0.02以下であり、きわめて好ましくは0.019以下である。
上記の式(1)から理解されるように、分子配向係数ΔNxは、複屈折値ΔNxyとΔNxzを調整すること、より具体的にはx軸、y軸及びz軸方向の屈折率(Nx、Ny及びNz)を調整すること、言い換えると、x軸、y軸及びz軸方向の分子配向性を調整することにより、上記所定の範囲内にすることができる。
分子配向性は特に延伸条件によって影響を受けるため、流れ方向に延伸する際の延伸温度及び延伸倍率(以下において、それぞれ「縦延伸温度」及び「縦延伸倍率」とも称する)、幅方向に延伸する際の延伸温度、延伸倍率及び延伸角度(以下において、それぞれ「横延伸温度」、「横延伸倍率」及び「横延伸角度」とも称する)、流れ方向及び幅方向に延伸後の緩和温度及び緩和率などを適宜調整することで、分子配向係数ΔNxを上記範囲内に調整することができる。なお、本実施形態において好ましい延伸条件の例を、「1−5.製造方法」の項において後述する。また、本明細書中、「縦方向」と「流れ方向」は同義であり、「横方向」と「幅方向」は同義である。
上記の他に、分子配向係数ΔNxは、ポリプロピレン樹脂の選定(特にポリプロピレン樹脂の分子量分布等)によっても調整することができる。本実施形態において好ましいポリプロピレン樹脂の例を、「1−2.樹脂」の項において後述する。
〈1−2.樹脂〉
本実施形態のポリプロピレンフィルムは樹脂としてポリプロピレン樹脂を含む。好ましくは、本実施形態のポリプロピレンフィルムの主成分がポリプロピレン樹脂であり、より好ましくはフィルムを構成する樹脂成分がポリプロピレン樹脂である。なお、上記「主成分」とは、主成分である樹脂をポリプロピレンフィルム中に固形分換算で50質量%以上、好ましくは70質量%以上、より好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは95質量%以上、特に好ましくは99質量%以上含むことをいう。
本実施形態のポリプロピレンフィルムは樹脂としてポリプロピレン樹脂を含む。好ましくは、本実施形態のポリプロピレンフィルムの主成分がポリプロピレン樹脂であり、より好ましくはフィルムを構成する樹脂成分がポリプロピレン樹脂である。なお、上記「主成分」とは、主成分である樹脂をポリプロピレンフィルム中に固形分換算で50質量%以上、好ましくは70質量%以上、より好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは95質量%以上、特に好ましくは99質量%以上含むことをいう。
ポリプロピレン樹脂は、厚み及び分子配向係数ΔNxが上記の範囲であるポリプロピレンフィルムが得られる限り特に制限されず、該フィルムを形成するために用いられ得るものを広く使用することができる。ポリプロピレン樹脂としては、例えば、アイソタクチックポリプロピレン、シンジオタクチックポリプロピレン等のプロピレンホモポリマー;プロピレンとエチレンとのコポリマー;長鎖分岐ポリプロピレン;超高分子量ポリプロピレン等が挙げられ、好ましくはプロピレンホモポリマーが挙げられ、中でも耐熱性の観点からより好ましくはアイソタクチックポリプロピレンが挙げられ、さらに好ましくはオレフィン重合用触媒の存在下でポリプロピレンを単独重合して得られるアイソタクチックポリプロピレンが挙げられる。ポリプロピレン樹脂は、1種単独であってもよいし、また、2種以上の組み合わせであってもよい。
ポリプロピレン樹脂の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは25万以上45万以下である。このようなポリプロピレン樹脂を用いると、二軸延伸時に適度な樹脂流動性が得られ、キャスト原反シートの厚みの制御が容易となる。例えば小型かつ高容量型のコンデンサ用に適した、極薄化された二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得ることが容易となるため好ましい。また、キャスト原反シート及び二軸延伸ポリプロピレンフィルムの厚みのムラが発生し難くなるため好ましい。ポリプロピレン樹脂の重量平均分子量(Mw)は、二軸延伸ポリプロピレンフィルムの厚みの均一性、力学特性、熱−機械特性等の観点から、より好ましくは27万以上、さらに好ましくは29万以上である。ポリプロピレン樹脂の重量平均分子量(Mw)は、ポリプロピレン樹脂の流動性及び極薄化された二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得る際の延伸性の観点から、より好ましくは40万以下である。
ポリプロピレン樹脂の、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比として算出される分子量分布(Mw/Mn)は、好ましくは7以上12以下である。また分子量分布(Mw/Mn)は、より好ましくは7.1以上であり、さらに好ましくは7.5以上であり、特に好ましくは8以上である。さらに分子量分布(Mw/Mn)は、より好ましくは11以下、さらに好ましくは10以下である。このようなポリプロピレン樹脂を用いると、二軸延伸時に適度な樹脂流動性が得られ、厚みムラのない極薄化された二軸延伸プロピレンフィルムを得ることが容易となるため好ましい。また、このようなポリプロピレン樹脂は、二軸延伸ポリプロピレンフィルムの耐電圧性の観点からも好ましい。
ポリプロピレン樹脂の重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)及び分子量分布(Mw/Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)装置を用いて測定することができる。より具体的には、例えば、東ソー株式会社製、示差屈折系(RI)内蔵型高温GPC測定機のHLC−8121GPC−HT(商品名)を使用して測定することができる。Mw及びMnは、例えば以下のようにして測定する。GPCカラムとして、東ソー株式会社製の3本のTSKgel GMHHR‐H(20)HTを連結して使用し、カラム温度を140℃に設定して、溶離液としてトリクロロベンゼンを1.0ml/10分の流速で流して、MwとMnの測定値を得る。東ソー株式会社製の標準ポリスチレンを用いてその分子量Mに関する検量線を作成して、測定値をポリスチレン値に換算して、Mw及びMnが得られる。
更に、標準ポリスチレンの分子量Mの底10の対数を、対数分子量(Log(M))という。ポリプロピレン樹脂は、分子量微分分布曲線において、対数分子量Log(M)=4.5のときの微分分布値から、Log(M)=6.0のときの微分分布値を引いた差(DM)が、Log(M)=6.0のときの微分分布値を100%(基準)とすると、好ましくは−2%以上18%以下、より好ましくは0%以上18%以下、さらに好ましくは2%以上18%以下、より好ましくは2%以上17%以下、さらに好ましくは3%以上16%以下である。なお、本明細書において、分子量微分分布曲線において、対数分子量Log(M)=4.5のときの微分分布値から、Log(M)=6.0のときの微分分布値を引いた差(DM)を、単に「差(DM)」と省略する場合がある。
「対数分子量」とは、分子量(M)の対数(Log(M))であり、「対数分子量が4.5のときの微分分布値から対数分子量が6のときの微分分布値を引いた差(DM)」とは、低分子量側の分子量1万から10万の成分(以下、「低分子量成分」ともいう)の代表的な分布値として、対数分子量Log(M)=4.5の成分の量が、高分子量側の分子量100万前後の成分(以下、「高分子量成分」ともいう)の代表的な分布値として、Log(M)=6.0前後の成分の量よりもどれだけ多いかの指標となる値である。差(DM)の値が「正」であることは、低分子量成分の量が高分子量成分の量よりも多いことを意味する。
このような微分分布値は、GPCを用いて、次のようにして得ることができる。GPCの示差屈折(RI)検出計によって得られる、時間に対する強度を示す曲線(一般には、「溶出曲線」ともいう)を使用する。標準ポリスチレンを用いて得た検量線を使用して、時間軸を対数分子量(Log(M))に変換することで、溶出曲線をLog(M)に対する強度を示す曲線に変換する。RI検出強度は、成分濃度と比例関係にあるので、強度を示す曲線の全面積を100%とすると、対数分子量Log(M)に対する積分分布曲線を得ることが出来る。微分分布曲線は、この積分分布曲線をLog(M)で微分することによって得る。したがって、「微分分布」とは、濃度分率の分子量に対する微分分布を意味する。この曲線から、特定のLog(M)のときの微分分布値を読み、上記差(DM)を得ることができる。
ポリプロピレン樹脂の、230℃、荷重2.16kgにおけるメルトフローレート(MFR)は、特に限定されないが、得られるフィルムの延伸性等の観点から、好ましくは7g/10分以下であり、より好ましくは6g/10分以下である。また、本実施形態のポリプロピレンフィルムの厚みの精度を高める観点から、好ましくは0.3g/10分以上であり、より好ましくは0.5g/10分以上である。なお、前記MFRは、JIS K 7210−1999に準拠して測定することができる。
ポリプロピレン樹脂のメソペンタッド分率([mmmm])は、94%以上が好ましく、95%以上がより好ましく、96%を超えることがさらに好ましい。また、ポリプロピレン樹脂の上記メソペンタッド分率は、98.5%以下が好ましく、98.4%以下がより好ましく、98%以下がさらに好ましい。ポリプロピレン樹脂の上記メソペンタッド分率は、94%以上99%以下であることが好ましく、95%以上98.5%以下であることがより好ましい。このようなポリプロピレン樹脂を用いることで、適度に高い立体規則性によって樹脂の結晶性が適度に向上し、初期耐電圧性及び長期間に渡る耐電圧性が向上する。一方で、キャスト原反シートを成形する際の適度な固化(結晶化)速度によって所望の延伸性を得ることができる。
メソペンタッド分率([mmmm])は、高温核磁気共鳴(NMR)測定によって得ることができる立体規則性の指標である。具体的には、例えば、日本電子株式会社製、高温型フーリエ変換核磁気共鳴装置(高温FT−NMR)、JNM−ECP500を使用して測定することができる。観測核は、13C(125MHz)であり、測定温度は、135℃、ポリプロピレン樹脂を溶解する溶媒にはオルト−ジクロロベンゼン(ODCB:ODCBと重水素化ODCBの混合溶媒(混合比=4/1)を用いることができる。高温NMRによる測定方法は、例えば、「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、第610頁」に記載の方法を参照して行うことができる。
測定モードは、シングルパルスプロトンブロードバンドデカップリング、パルス幅は、9.1μsec(45°パルス)、パルス間隔5.5sec、積算回数4500回、シフト基準は、CH3(mmmm)=21.7ppmとすることができる。
立体規則性度を表すペンタッド分率は、同方向並びの連子「メソ(m)」と異方向の並びの連子「ラセモ(r)」の5連子(ペンタッド)の組み合わせ(mmmm及びmrrm等)に由来する各シグナルの強度の積分値に基づいて百分率で計算される。mmmm及びmrrm等に由来する各シグナルは、例えば、「T.Hayashi et al.,Polymer,29巻,138頁(1988)」等を参照して帰属することができる。
立体規則性度を表すペンタッド分率は、同方向並びの連子「メソ(m)」と異方向の並びの連子「ラセモ(r)」の5連子(ペンタッド)の組み合わせ(mmmm及びmrrm等)に由来する各シグナルの強度の積分値に基づいて百分率で計算される。mmmm及びmrrm等に由来する各シグナルは、例えば、「T.Hayashi et al.,Polymer,29巻,138頁(1988)」等を参照して帰属することができる。
本実施形態のポリプロピレンフィルムは、差(DM)が、10%以上18%以下であるポリプロピレン樹脂Aを含むことが好ましい。なお、本実施形態のポリプロピレンフィルムに含まれるポリプロピレン樹脂が前記ポリプロピレン樹脂Aのみであってもよい。
本実施形態のポリプロピレンフィルムがポリプロピレン樹脂Aを含む場合、その含有量は限定的ではないが、本実施形態のポリプロピレンフィルムに含まれるポリプロピレン樹脂全体を100質量%とすると、好ましくは50質量%以上100質量%以下であり、より好ましくは55質量%以上90質量%以下であり、さらに好ましくは55質量%以上85質量%以下であり、さらに一層好ましくは60質量%以上85質量%以下であり、特に好ましくは60質量%以上80質量%以下であり、きわめて好ましくは60質量%以上70質量%以下である。
ポリプロピレン樹脂Aの重量平均分子量は、好ましくは25万以上45万以下であり、より好ましくは25万以上40万以下である。本実施形態のポリプロピレンフィルムが上記重量平均分子量を有するポリプロピレン樹脂Aを含む場合、樹脂流動性が適度であり、キャスト原反シートの厚みの制御が容易であり、薄い延伸フィルムを作製することが容易になり得る。更に、シート及びフィルムの厚みにムラを発生し難くなり、シートが適度な延伸性を有し得るので好ましい。
ポリプロピレン樹脂Aの分子量分布(重量平均分子量/数平均分子量(Mw/Mn))は、5.5以上12以下が好ましい。ポリプロピレン樹脂AのMw/Mnは、7.0以上が好ましく、7.5以上がより好ましく、8以上がさらに好ましく、8.6以上がさらに一層好ましく、9以上が特に好ましい。また、ポリプロピレン樹脂AのMw/Mnは、11.5以下が好ましく、11以下がより好ましく、10.5以下がさらに好ましく、10以下が特に好ましい。また、ポリプロピレン樹脂AのMw/Mnの上限及び下限の組み合わせについては、より好ましくは7.5以上12以下であり、さらに好ましくは7.5以上11以下であり、特に好ましくは8.6以上10.5以下であり、きわめて好ましくは9以上10以下である。
ポリプロピレン樹脂Aの分子量分布(Z平均分子量/数平均分子量(Mz/Mn))は、好ましくは15以上70以下であり、より好ましくは20以上60以下であり、さらに好ましくは25以上50以下である。なお、Mz/Mnは、上記重量平均分子量(Mw)等の測定と同様にして、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)装置を用いて測定することができる。
ポリプロピレン樹脂Aの差(DM)は、10%以上18%以下であり、好ましくは10.5%以上17%以下であり、より好ましくは11%以上16%以下である。
ポリプロピレン樹脂Aが好ましくは有するMwの値(25万〜45万)より、低分子量側の分子量1万から10万の成分(以下、「低分子量成分」ともいう)の代表的な分布値として、対数分子量Log(M)=4.5の成分を、高分子量側の分子量100万前後の成分(以下、「高分子量成分」ともいう)の代表的な分布値として、Log(M)=6.0前後の成分と比較すると、低分子量成分の方が10%以上18%以下の割合で多いことが理解される。
つまり、ポリプロピレン樹脂Aの分子量分布Mw/Mnが好ましくは7以上12以下であるといっても、上記記載は単に分子量分布幅の広さを表しているに過ぎず、その中の高分子量成分、低分子量成分の量的な関係までは分からない。そこで、ポリプロピレン樹脂Aは、広い分子量分布を好ましくは有すると同時に、分子量1万から10万の成分を、分子量100万の成分と比較して、10%以上18%以下の割合で多く含むことが好ましい。
ポリプロピレン樹脂Aの差(DM)が10%以上18%以下であるので、ポリプロピレン樹脂は、低分子量成分を、高分子量成分と比較して10%以上18%以下の割合で多く含むこととなる。この場合、延伸性に優れるため好ましい。
ポリプロピレン樹脂Aのメソペンタッド分率([mmmm])は、好ましくは94%以上99%以下であり、より好ましくは94.5%以上98.5%以下であり、さらに好ましくは95%以上98%以下である。メソペンタッド分率[mmmm]が上記の範囲内である場合、適度に高い立体規則性により樹脂の結晶性が適度に向上し、初期耐電圧性及び長期間に渡る耐電圧性が適度に向上する傾向にある。一方、キャスト原反シート成形の際の固化(結晶化)の速度が適当であり、適度な延伸性を有し得る。
前記ポリプロピレン樹脂Aのヘプタン不溶分(HI)は、96.0%以上であることが好ましく、より好ましくは97.0%以上である。また、前記ポリプロピレン樹脂Aのヘプタン不溶分(HI)は、99.5%以下であることが好ましく、より好ましくは98.5%以下であり、さらに好ましくは98.0%以下である。ここで、ヘプタン不溶分は、多いほど樹脂の立体規則性が高いことを示す。前記ヘプタン不溶分(HI)が、96.0%以上98.5%以下であると、適度に高い立体規則性により、樹脂の結晶性が適度に向上し、高温下での耐電圧性が向上する。一方、キャストシート成形の際の固化(結晶化)の速度が適度となり、適度の延伸性を有する。ヘプタン不溶分(HI)の測定方法は、実施例記載の方法による。
前記ポリプロピレン樹脂Aの230℃におけるメルトフローレート(MFR)は、1.0〜15.0g/10minであることが好ましく、2.0〜10.0g/10minであることがより好ましく、4.0〜10.0g/10minであることがさらに好ましく、4.3〜6.0g/10minが特に好ましい。ポリプロピレンAの230℃におけるMFRが上記範囲内である場合、熔融状態での流動特性に優れるため、メルトフラクチャーといった不安定流動が発生しにくく、また、延伸時の破断も抑えられる。したがって、膜厚均一性が良好であるため、絶縁破壊の起こり易い薄肉部の形成が抑制されるという利点がある。メルトフローレートの測定方法は、実施例記載の方法による。
また、本実施形態のポリプロピレンフィルムは、前記ポリプロピレン樹脂Aに代えて、上記差(DM)が、8%以上18%以下であるポリプロピレン樹脂A’を含むこともまた好ましい。なお、本実施形態のポリプロピレンフィルムに含まれるポリプロピレン樹脂が前記ポリプロピレン樹脂A’のみであってもよい。当該ポリプロピレン樹脂A’の含有量、重量平均分子量、分子量分布(Mw/Mn及びMz/Mn)、メソペンタッド分率等は、上記ポリプロピレン樹脂Aにおける含有量、重量平均分子量、分子量分布(Mw/Mn及びMz/Mn)、メソペンタッド分率と同様である。そのため、上記ポリプロピレン樹脂A’の上記各説明を省略する。ポリプロピレン樹脂A’の上記差(DM)は、9%以上が好ましく、10%以上がより好ましい。また、ポリプロピレン樹脂A’の上記差(DM)は、17%以下が好ましく、16%以下がさらに好ましい。
本実施形態のポリプロピレンフィルムは、ポリプロピレン樹脂Aの他に、差(DM)が、−1%以上10%未満であるポリプロピレン樹脂Bを含むことが好ましい。なお、本実施形態のポリプロピレンフィルムに含まれるポリプロピレン樹脂が前記ポリプロピレン樹脂Bのみであってもよい。
本実施形態のポリプロピレンフィルムがポリプロピレン樹脂Bを含む場合、その含有量は、本実施形態のポリプロピレンフィルムに含まれるポリプロピレン樹脂を100質量%とすると、好ましくは10質量%以上100質量%以下であり、より好ましくは10質量%以上45質量%以下であり、さらに好ましくは15質量%以上45質量%以下であり、さらに一層好ましくは15質量%以上40質量%以下であり、特に好ましくは20質量%以上40質量%以下であり、きわめて好ましくは30質量%以上40質量%以下である。
本実施形態のポリプロピレンフィルムが、ポリプロピレン樹脂A及びBを含む場合、本実施形態のポリプロピレンフィルムに含まれるポリプロピレン樹脂の合計を基準(100質量%)として、55質量%以上90質量%以下のポリプロピレン樹脂Aと、10質量%以上45質量%以下のポリプロピレン樹脂Bとを含むことが好ましく、55質量%以上85質量%以下のポリプロピレン樹脂Aと、15質量%以上45質量%以下のポリプロピレン樹脂Bとを含むことがより好ましく、60質量%以上85質量%以下のポリプロピレン樹脂Aと、15質量%以上40質量%以下のポリプロピレン樹脂Bとを含むことがさらに好ましく、60質量%以上80質量%以下のポリプロピレン樹脂Aと、20質量%以上40質量%以下のポリプロピレン樹脂Bとを含むことが特に好ましく、60質量%以上70質量%以下のポリプロピレン樹脂Aと、30質量%以上40質量%以下のポリプロピレン樹脂Bとを含むことがきわめて好ましい。
ポリプロピレン樹脂BのMwは、好ましくは30万以上40万以下であり、より好ましくは33万以上38万以下である。
ポリプロピレン樹脂BのMw/Mnは、6以上が好ましく、7以上がより好ましく、7.1以上がさらに好ましく、7.5以上が特に好ましい。また、ポリプロピレン樹脂BのMw/Mnは、9以下が好ましく、8.7以下がより好ましく、8.5以下がさらに好ましく、8.4以下が特に好ましい。また、ポリプロピレン樹脂のMw/Mnの上限及び下限の組み合わせについては、好ましくは6以上9以下であり、より好ましくは7以上8.5以下であり、さらに好ましくは7.5以上8.5以下である。
ポリプロピレン樹脂Bの差(DM)は、−1%以上10%未満であり、好ましくは0.1%以上9.5%以下であり、より好ましくは0.3%以上9%以下であり、さらに好ましくは0.3%以上8%以下である。
ポリプロピレン樹脂Bの分子量分布(Z平均分子量/数平均分子量(Mz/Mn))は、好ましくは20以上70以下であり、より好ましくは25以上60以下であり、さらに好ましくは25以上50以下である。
ポリプロピレン樹脂Bのメソペンタッド分率([mmmm])は、好ましくは94%以上98%未満であり、より好ましくは94.5%以上97.5%以下であり、さらに好ましくは95%以上97%以下である。
前記ポリプロピレン樹脂Bのヘプタン不溶分(HI)は、97.5%以上であることが好ましく、より好ましくは98%以上であり、さらに好ましくは98.5%超えであり、特に好ましくは98.6%以上である。また、前記直鎖ポリプロピレン樹脂Bのヘプタン不溶分(HI)は、99.5%以下であることが好ましく、より好ましくは99%以下である。
前記ポリプロピレン樹脂Bの230℃におけるメルトフローレート(MFR)は、0.1〜6.0g/10minであることが好ましく、0.1〜5.0g/10minであることがより好ましく、0.1〜3.9g/10minであることがさらに好ましい。
ポリプロピレン樹脂Bとして、例えば次の樹脂B1及び/又は樹脂B2を使用することが好ましい。樹脂B1は、差(DM)が、2%以上10%未満であるポリプロピレン樹脂である。樹脂B1の差(DM)は、好ましくは3%以上9.5%以下であり、より好ましくは5%以上9%以下であり、さらに好ましくは6%以上8%以下である。
樹脂B2は、差(DM)が、−1%以上2%未満であるポリプロピレン樹脂である。樹脂B2の差(DM)は、好ましくは0%以上1.9%以下であり、より好ましくは0.1%以上1.5%以下であり、さらに好ましくは0.3%以上1%以下である。
樹脂B2は、差(DM)が、−1%以上2%未満であるポリプロピレン樹脂である。樹脂B2の差(DM)は、好ましくは0%以上1.9%以下であり、より好ましくは0.1%以上1.5%以下であり、さらに好ましくは0.3%以上1%以下である。
樹脂B1及び樹脂B2の好ましい重量平均分子量、メソペンタッド分率、ヘプタン不溶分及びメルトフローレートについては、上述の樹脂Bにおける各好ましい重量平均分子量、メソペンタッド分率、ヘプタン不溶分及びメルトフローレートと同様である。樹脂B1の分子量分布(Mw/Mn)は、好ましくは7以上8.5以下であり、より好ましくは7.1以上8.1未満であり、さらに好ましくは7.1以上8以下であり、さらに一層好ましくは7.3以上8未満であり、特に好ましくは7.5以上7.9以下である。樹脂B2の分子量分布(Mw/Mn)は、好ましくは7.5以上9以下であり、より好ましくは7.7以上8.9以下であり、さらに好ましくは8以上8.7以下であり、特に好ましくは8.1以上8.5以下である。
ポリプロピレン樹脂Bとして樹脂B1又は樹脂B2を単独で使用してもよく、また樹脂B1及び樹脂B2を組み合わせて使用してもよい。
樹脂Bとして樹脂B1を使用する場合、後述の通り、幅方向に延伸する際の横延伸温度は好ましくは140℃を超え165℃未満であり、より好ましくは150℃以上164℃以下であり、さらに好ましくは153℃以上160℃以下であり、特に好ましくは155℃以上160℃未満であり、きわめて好ましくは155℃以上159℃以下である。樹脂Bとして樹脂B2を使用する場合、後述の通り、幅方向に延伸する際の横延伸温度は好ましくは159℃以上180℃以下であり、より好ましくは160℃以上175℃以下であり、さらに好ましくは160℃以上170℃以下であり、特に好ましくは161℃以上167℃以下であり、きわめて好ましくは162℃以上165℃以下である。
また、本実施形態のポリプロピレンフィルムは、前記ポリプロピレン樹脂Bに代えて、上記差(DM)が、Log(M)=6.0のときの微分分布値を100%(基準)とすると、−20%以上8%未満であるポリプロピレン樹脂B’を含むこともまた好ましい。なお、本実施形態のポリプロピレンフィルムに含まれるポリプロピレン樹脂が前記ポリプロピレン樹脂B’のみであってもよい。当該ポリプロピレン樹脂B’の含有量、重量平均分子量、分子量分布(Mw/Mn及びMz/Mn)、メソペンタッド分率、ヘプタン不溶分及びメルトフローレート等は、上記ポリプロピレン樹脂Bにおける含有量、重量平均分子量、分子量分布(Mw/Mn及びMz/Mn)、メソペンタッド分率、ヘプタン不溶分及びメルトフローレートと同様である。そのため、上記ポリプロピレン樹脂B’の上記各説明を省略する。ポリプロピレン樹脂B’の上記差(DM)は、−10%以上が好ましく、−5%以上がより好ましく、0%以上がさらに好ましく、0.5%以上が特に好ましい。また、ポリプロピレン樹脂B’の上記差(DM)は、7.9%以下が好ましく7.5以下がより好ましい。
また、ポリプロピレン樹脂B’として、例えば次の樹脂B’1及び/又は樹脂B’2を使用することが好ましい。樹脂B’1は、上記差(DM)が、3.6%以上8%未満であるポリプロピレン樹脂である。樹脂B1の上記差(DM)は、好ましくは3.6%以上7.5%以下である。樹脂B’2は、上記差(DM)が−20%以上3.6%未満であるポリプロピレン樹脂である。樹脂B’2の上記差(DM)は、好ましくは−10%以上3.5%以下であり、より好ましくは0%以上3.5%以下であり、さらに好ましくは0.1%以上3.5%以下である。
樹脂B’1及び樹脂B’2の好ましい重量平均分子量、メソペンタッド分率、ヘプタン不溶分及びメルトフローレートについては、上述の樹脂Bにおける各好ましい重量平均分子量、メソペンタッド分率、ヘプタン不溶分及びメルトフローレートと同様である。樹脂B’1の好ましい分子量分布(Mw/Mn)は、上記ポリプロピレン樹脂B1の好ましい分子量分布(Mw/Mn)と同様であり、樹脂B’2の好ましい分子量分布(Mw/Mn)は、上記ポリプロピレン樹脂B2の好ましい分子量分布(Mw/Mn)と同様である。そのため、上記ポリプロピレン樹脂B’1及びB’2の上記各説明を省略する。
本実施形態のポリプロピレンフィルムは、ポリプロピレン樹脂A及びBを含む場合、ポリプロピレン樹脂Aとポリプロピレン樹脂B1とを含んでもよいし、ポリプロピレン樹脂Aとポリプロピレン樹脂B2とを含んでもよいし、ポリプロピレン樹脂Aとポリプロピレン樹脂B1とポリプロピレン樹脂B2とを含んでもよい。また、本実施形態のポリプロピレンフィルムは、ポリプロピレン樹脂A’及びB’を含む場合、ポリプロピレン樹脂A’とポリプロピレン樹脂B’1とを含んでもよいし、ポリプロピレン樹脂A’とポリプロピレン樹脂B’2とを含んでもよいし、ポリプロピレン樹脂A’とポリプロピレン樹脂B’1とポリプロピレン樹脂B’2とを含んでもよい。
本実施形態のポリプロピレンフィルムは、表面平滑化や耐熱性を向上させることなどを目的として、長鎖分岐ポリプロピレン(分岐型ポリプロピレン、以下「ポリプロピレン樹脂Cともいう」)を含むことができる。本実施形態のポリプロピレンフィルムは、ポリプロピレン樹脂Cを含まなくても上記所望のポリプロピレンフィルムを好適に得ることができる。
本明細書において、ポリプロピレン樹脂Cとは、一般に「長鎖分岐ポリプロピレン」と呼ばれているポリプロピレンであって、長鎖の枝分かれを有し、本実施形態のポリプロピレンフィルムを得ることができる限り特に制限されない。そのようなポリプロピレン樹脂Cとして、具体的には、例えば、Basell社製のProfax PF−814、PF−611、PF−633及びBorealis社製のDaploy HMS−PP(WB130HMS、WB135HMS、及びWB140HMS等)などが、例示できる。
本実施形態のポリプロピレンフィルムは、得られるフィルムの表面を適度に平滑化しやすく、フィルムの融点が数℃上昇し得るため耐熱性を向上させやすい観点から、ポリプロピレン樹脂Cを含有することが好ましい。本実施形態のポリプロピレンフィルムがポリプロピレン樹脂Cを含有する場合、その含有量は、本実施形態のポリプロピレンフィルムに含まれるポリプロピレン樹脂の合計を基準(100質量%)として、好ましくは5質量%以下であり、より好ましくは0.1質量%以上5質量%以下であり、さらに好ましくは0.5質量%以上4質量%以下であり、特に好ましくは1質量%以上3質量%以下であり、きわめて好ましくは1.5質量%以上2.5質量%以下である。
本実施形態のポリプロピレンフィルムが、ポリプロピレン樹脂A〜C、又はA’、B’及びCを含む場合、本実施形態のポリプロピレンフィルムに含まれるポリプロピレン樹脂の合計を基準(100質量%)として、55質量%以上90質量%以下のポリプロピレン樹脂A又はA’、10質量%以上45質量%以下のポリプロピレン樹脂B又はB’、及び、5質量%以下のポリプロピレン樹脂Cを含むことが好ましく、55質量%以上89.9質量%以下のポリプロピレン樹脂A又はA’、10質量%以上44.9質量%以下のポリプロピレン樹脂B又はB’、及び、0.1質量%以上5質量%以下のポリプロピレン樹脂Cを含むことがより好ましく、60質量%以上84.5質量%以下のポリプロピレン樹脂A又はA’、15質量%以上39.5質量%以下のポリプロピレン樹脂B又はB’、及び、0.5質量%以上4質量%以下のポリプロピレン樹脂Cを含むことが特に好ましく、60質量%以上79質量%以下のポリプロピレン樹脂A又はA’、20質量%以上39質量%以下のポリプロピレン樹脂B又はB’、及び、1質量%以上3質量%以下のポリプロピレン樹脂Cを含むことが特に好ましい。
本実施形態のポリプロピレンフィルムは、上記以外のポリプロピレン樹脂(以下「他のポリプロピレン樹脂」ともいう)を含むことができる。「他のポリプロピレン樹脂」とは、一般的にポリプロピレン樹脂とされる樹脂であって、本実施形態のポリプロピレンフィルムを得ることができる限り特に制限されない。本実施形態のポリプロピレンフィルムは、そのような他のポリプロピレン樹脂を、フィルムに悪影響を与えない量で含んでよい。
本実施形態のポリプロピレンフィルムは、分子量分布(Mw/Mn)及び/又は差(DM)が異なる2種類のポリプロピレン樹脂(ポリプロピレン樹脂I及びポリプロピレン樹脂II)を含むことが好ましい。さらには、本実施形態のポリプロピレンフィルムを構成する樹脂が、前記分子量分布及び/又は差(DM)が互いに異なる2種類又は3種類以上であることがさらに好ましい。特に、本実施形態のポリプロピレンフィルムを構成する樹脂が、前記分子量分布及び/又は差(DM)が互いに異なる2種類であることが好ましい。ポリプロピレン樹脂Iは、上述のポリプロピレン樹脂A又はA’であってもよいし、またポリプロピレン樹脂IIは、上述のポリプロピレン樹脂B又はB’(例えばポリプロピレン樹脂B1及び/又はポリプロピレン樹脂B2、又はポリプロピレン樹脂B’1及び/又はポリプロピレン樹脂B’2)であってもよい。このようなポリプロピレン樹脂を用いることにより、上記分子配向係数ΔNxを所望の範囲に調整しやすくなる。
ポリプロピレン樹脂Iの分子量分布(Mw/Mn)は、好ましくは5.5以上12以下であり、より好ましくは7以上12以下であり、さらに好ましくは7.5以上11以下であり、特に好ましくは8.6以上10.5以下であり、きわめて好ましくは9以上10以下である。
ポリプロピレン樹脂IIの分子量分布(Mw/Mn)は、好ましくは6以上9以下であり、より好ましくは7以上8.5以下であり、さらに好ましくは7.5以上8.5以下である。
ポリプロピレン樹脂Iの差(DM)は、例えば8%以上18%以上であり、好ましくは10%以上18%以下であり、より好ましくは10.5%以上17%以下であり、さらに好ましくは11%以上16%以下である。
ポリプロピレン樹脂Iの差(DM)とポリプロピレン樹脂IIの差(DM)との差分(DMI−DMII)は、例えば2%以上17%以下、好ましくは2.5%以上14%以下、より好ましくは3%以上12%以下である。この場合、ポリプロピレン樹脂IIのDMは、一例として−1%以上10%未満、好ましくは0.1%以上9.5%以下、より好ましくは0.3%以上9%以下である。このような組合せとなる樹脂I及び樹脂IIとしては、例えば上記に述べた樹脂Aと樹脂Bとが挙げられる。また、ポリプロピレン樹脂IIの差(DM)は、一例として−1%以上8%未満、好ましくは0.1%以上7.9%以下、より好ましくは0.5%以上7.5%以下である。このような組合せとなる樹脂I及び樹脂IIとしては、例えば上記に述べた樹脂A’と樹脂B’とが挙げられる。
本実施形態の好ましい一態様において、ポリプロピレン樹脂Iの差(DM)とポリプロピレン樹脂IIの差(DM)との差分(DMI−DMII)は、例えば2%以上10%以下、好ましくは2%以上6%以下、より好ましくは2.5%以上5%以下、さらに好ましくは3%以上4.5%以下である。このような関係を満足するポリプロピレン樹脂IIを、ポリプロピレン樹脂IIαと称する。この場合、ポリプロピレン樹脂IIαの差(DM)は、一例として2%以上10%未満、好ましくは3%以上9.5%以下、より好ましくは5%以上9%以下である。このような組合せとなる樹脂I及び樹脂IIαとしては、例えば上記に述べた樹脂Aと樹脂B1、樹脂A’と樹脂B’1とが挙げられる。
本実施形態の別の好ましい一態様において、ポリプロピレン樹脂Iの差(DM)とポリプロピレン樹脂IIの差(DM)との差分(DMI−DMII)は、例えば5%以上17%以下、好ましくは6.5%以上17%以下、さらに好ましくは8%以上14%以下、特に好ましくは9%以上12%以下である。このような関係を満足するポリプロピレン樹脂IIを、ポリプロピレン樹脂IIβと称する。この場合、ポリプロピレン樹脂IIβの差(DM)は、一例として−1%以上2%未満、好ましくは0%以上1.9%以下、より好ましくは0.1%以上1.5%以下である。このような組合せとなる樹脂I及び樹脂IIβとしては、例えば上記に述べた樹脂Aと樹脂B2、樹脂A’と樹脂B’2とが挙げられる。
本実施形態のポリプロピレンフィルムがポリプロピレン樹脂I及びポリプロピレン樹脂IIを含む場合、ポリプロピレン樹脂Iの含有量は、ポリプロピレン樹脂I及びポリプロピレン樹脂IIの合計100質量%に対して、例えば50質量%以上90質量%以下、好ましくは55質量%以上80質量%以下、より好ましくは60質量%以上70質量%以下であり、ポリプロピレン樹脂IIの含有量は、ポリプロピレン樹脂I及びポリプロピレン樹脂IIの合計100質量%に対して、例えば10質量%以上50質量%以下、好ましくは20質量%以上45質量%以下、より好ましくは30質量%以上40質量%以下である。
本実施形態のポリプロピレンフィルムがポリプロピレン樹脂I及びポリプロピレン樹脂IIを含む場合、ポリプロピレン樹脂I及びポリプロピレン樹脂IIの合計含有量は、本実施形態のポリプロピレンフィルムに含まれるポリプロピレン樹脂100質量%に対して、例えば70質量%以上、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは95質量%以上である。
本実施形態のポリプロピレンフィルムは、更にポリプロピレン樹脂以外の他の樹脂(以下「他の樹脂」ともいう)を含むことができる。「他の樹脂」とは、一般的に、樹脂とされるポリプロピレン樹脂以外の樹脂であって、本実施形態のポリプロピレンフィルムを得ることができる限り特に制限されない。他の樹脂には、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)などのポリプロピレン以外の他のポリオレフィン、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等が含まれる。本実施形態のポリプロピレンフィルムは、そのような他の樹脂を、本実施形態のポリプロピレンフィルムに悪影響を与えない量で、含むことができる。本実施形態のポリプロピレンフィルムは、一般的には、本実施形態のポリプロピレンフィルムに含まれるポリプロピレン樹脂100重量部に対して、他の樹脂を、好ましくは10重量部以下含んでよく、より好ましくは5重量部以下含んでよい。
〈1−3.添加剤〉
本実施形態のポリプロピレンフィルムは、更に、添加剤を含むことができる。「添加剤」とは、一般的に、ポリプロピレン樹脂に使用される添加剤であって、本実施形態のポリプロピレンフィルムを得ることができる限り特に制限されない。添加剤には、例えば、酸化防止剤、塩素吸収剤や紫外線吸収剤等の必要な安定剤、滑剤、可塑剤、難燃化剤、帯電防止剤、着色剤等が含まれる。本実施形態のポリプロピレンフィルムを製造するためのポリプロピレン樹脂は、そのような添加剤を、本実施形態のポリプロピレンフィルムに悪影響を与えない量で含むことができる。
本実施形態のポリプロピレンフィルムは、更に、添加剤を含むことができる。「添加剤」とは、一般的に、ポリプロピレン樹脂に使用される添加剤であって、本実施形態のポリプロピレンフィルムを得ることができる限り特に制限されない。添加剤には、例えば、酸化防止剤、塩素吸収剤や紫外線吸収剤等の必要な安定剤、滑剤、可塑剤、難燃化剤、帯電防止剤、着色剤等が含まれる。本実施形態のポリプロピレンフィルムを製造するためのポリプロピレン樹脂は、そのような添加剤を、本実施形態のポリプロピレンフィルムに悪影響を与えない量で含むことができる。
「酸化防止剤」とは、一般に酸化防止剤と呼ばれ、ポリプロピレンに使用され、本実施形態のポリプロピレンフィルムを得ることができる限り、特に制限されない。酸化防止剤は、一般的に2種類の目的で使用される。一つの目的は、押出機内での熱劣化及び酸化劣化を抑制することであり、他の目的は、コンデンサフィルムとしての長期使用における劣化抑制及びコンデンサ性能向上に寄与することである。押出機内での熱劣化及び酸化劣化を抑制する酸化防止剤を「1次剤」ともいい、コンデンサ性能向上に寄与する酸化防止剤を、「2次剤」ともいう。
これらの2つの目的に、2種類の酸化防止剤を用いてもよいし、2つの目的に1種類の酸化防止剤を使用してもよい。
2種類の酸化防止剤を用いる場合、本実施形態のポリプロピレンフィルムを製造するためのポリプロピレン樹脂は、ポリプロピレン樹脂を基準(100重量部)として、1次剤として、例えば、2,6−ジ−ターシャリー−ブチル−パラ−クレゾール(一般名称:BHT)を、1000ppm〜4000ppm程度含むことができる。この目的の酸化防止剤は、押出機内での成形工程にてほとんどが消費され、製膜成形後のフィルム中には、ほとんど残存しない(一般的には、残存量100ppmより少ない)。
2次剤として、カルボニル基を有するヒンダードフェノール系酸化防止剤を使用することができる。
「カルボニル基を有するヒンダードフェノール系酸化防止剤」とは、通常、カルボニル基を有するヒンダードフェノール系酸化防止剤とされ、本実施形態のポリプロピレンフィルムを得ることができる限り特に制限されない。
カルボニル基を有するヒンダードフェノール系酸化防止剤としては、例えば、トリエチレングリコール−ビス[3−(3−ターシャリー−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート](商品名:イルガノックス245)、1,6−ヘキサンジオール−ビス[3−(3,5−ジ−ターシャリー−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート](商品名:イルガノックス259)、ペンタエリスルチル・テトラキス[3−(3,5−ジ−ターシャリーブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート](商品名:イルガノックス1010)、2,2−チオ−ジエチレンビス[3−(3,5−ジ−ターシャリー−ブチルー4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート](商品名:イルガノックス1035)、オクタデシル−3−(3,5−ジ−ターシャリー−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート(商品名:イルガノックス1076)、N,N’−ヘキサメチレンビス(3,5−ジ−ターシャリー−ブチル−4−ヒドロキシ−ヒドロシンナマミド)(商品名:イルガノックス1098)などが挙げられるが、高分子量であり、ポリプロピレンとの相溶性に富み、低揮発性かつ耐熱性に優れたペンタエリスルチル・テトラキス[3−(3,5−ジ−ターシャリーブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]が、最も好ましい。
本実施形態のポリプロピレンフィルムを製造するためのポリプロピレン樹脂は、ポリプロピレン樹脂を基準(100重量部)として、カルボニル基を有するヒンダードフェノール系酸化防止剤を、5000ppm(質量基準)以上7000ppm(質量基準)以下含むことが好ましく、5500ppm(質量基準)以上7000ppm(質量基準)以下含むことがより好ましい。
押出機内で少なからず、カルボニル基を有するヒンダードフェノール系酸化防止剤も消費されるため、本実施形態のポリプロピレンフィルムを製造するためのポリプロピレン樹脂が、該酸化防止剤を上記の量で含むことが好ましい。
本実施形態のポリプロピレンフィルムを製造するためのポリプロピレン樹脂が1次剤を含まない場合、カルボニル基を有するヒンダードフェノール系酸化防止剤をより多く使用することができる。押出機内で、カルボニル基を有するヒンダードフェノール系酸化防止剤の消費量が増えるので、ポリプロピレン樹脂は、ポリプロピレン樹脂を基準(100重量部)として、カルボニル基を有するヒンダードフェノール系酸化防止剤を、6000ppm(質量基準)以上8000ppm(質量基準)以下含むことが好ましい。
本実施形態のポリプロピレンフィルムは、長期使用時における時間と共に進行する劣化を抑制する目的で、カルボニル基を有するヒンダードフェノール系酸化防止剤(2次剤)を1種類以上含有することが好ましい。本実施形態のポリプロピレンフィルムが該酸化防止剤を含有する場合、そのフィルム中の含有量は、ポリプロピレン樹脂を基準(100重量部)として、好ましくは4000ppm(質量基準)以上6000ppm(質量基準)以下であり、より好ましくは4500ppm(質量基準)以上6000ppm(質量基準)以下である。フィルム中の含有量は、4000ppm(質量基準)以上6000ppm(質量基準)以下であることが、適切な効果発現の観点から好ましい。
ポリプロピレンと分子レベルで相溶性が良好であるカルボニル基を有するヒンダードフェノール系酸化防止剤を、好ましくは特定範囲の量で含有させたコンデンサフィルムは、長期耐用性をより高めやすいため好ましい。
尚、フィルムの成形工程中(特に、押出機内)においては、ポリプロピレン樹脂は、少なからず熱劣化(酸化劣化)やせん断劣化を受ける。このような劣化の進行度合い、即ち分子量分布や立体規則性の変化は、押出器内の窒素パージ(酸化の抑制)、押出機内のスクリュー形状(せん断力)キャスト時のTダイの内部形状(せん断力)、酸化防止剤の添加量(酸化の抑制)、キャスト時の巻き取り速度(伸長力)などにより抑制することが可能である。
「塩素吸収剤」とは、一般に塩素吸収剤と呼ばれ、ポリプロピレンに使用され、本実施形態のポリプロピレンフィルムを得ることができる限り、特に制限されない。塩素吸収剤として、例えば、ステアリン酸カルシウムなどの金属石鹸等を例示できる。
「紫外線吸収剤」は、ポリプロピレンに対して通常使用されるものである限り、特に制限されない。紫外線吸収剤として、例えば、ベンゾトリアゾール(BASF製Tinuvin328等)、ベンゾフェノン(Cytec製Cysorb UV−531等)、ハイドロキシベンゾエート(Ferro製UV−CHEK−AM−340等)等を例示できる。
「滑剤」は、ポリプロピレンに対して通常使用されるものである限り、特に制限されない。滑剤として、例えば、第一級アミド(ステアリン酸アミド等)、第二級アミド(N−ステアリルステアリン酸アミド等)、エチレンビスアミド(N,N’−エチレンビスステアリン酸アミド等)等を例示できる。
「可塑剤」は、ポリプロピレンに対して通常使用されるものである限り、特に制限されない。可塑剤として、例えば、ポリプロピレンランダム共重合体等を例示できる。
「難燃化剤」は、ポリプロピレンに対して通常使用されるものである限り、特に制限されない。難燃化剤として、例えば、ハロゲン化合物、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、リン酸塩、ボレート、アンチモン酸化物等を例示できる。
「帯電防止剤」は、ポリプロピレンに対して通常使用されるものである限り、特に制限されない。帯電防止剤として、例えば、グリセリンモノエステル(グリセリンモノステアレート等)、エトキシル化された第二級アミン等を例示できる。
「着色剤」は、ポリプロピレンに対して通常使用されるものである限り、特に制限されない。着色剤として、例えば、カドミウム、クロム含有無機化合物からアゾ、キナクリドン有機顔料の範囲まで例示できる。
〈1−4.製造方法〉
本実施形態のポリプロピレンフィルムの製造方法としては、以下に限定されないが、例えば次の工程1〜4:
(1)ポリプロピレン原料樹脂を含む樹脂組成物を加熱溶融する工程1、
(2)前記加熱溶融された樹脂組成物を押し出す工程2、
(3)前記押し出された樹脂組成物を冷却及び固化してキャスト原反シートを得る工程3、並びに
(4)前記キャスト原反シートを流れ方向及び幅方向に延伸する工程4
をこの順に含む製造方法が挙げられる。ここで、前記工程4において幅方向に延伸する際の(a)横延伸温度が140℃を超え180℃以下であり、且つ、(b)延伸角度が8°を超え14°未満であることが好ましい。
このような製造方法によれば、分子配向係数ΔNxを所望の範囲に調整しやすく、厚みが薄いにもかかわらず、高温高電圧下での長期耐用性に優れると共に、製造時にフィルムの延伸不良及び破断が生じにくく、フィルム品質及び生産性に優れる本実施形態のポリプロピレンフィルムを製造しやすい。以下、上記製造方法の詳細について説明する。
本実施形態のポリプロピレンフィルムの製造方法としては、以下に限定されないが、例えば次の工程1〜4:
(1)ポリプロピレン原料樹脂を含む樹脂組成物を加熱溶融する工程1、
(2)前記加熱溶融された樹脂組成物を押し出す工程2、
(3)前記押し出された樹脂組成物を冷却及び固化してキャスト原反シートを得る工程3、並びに
(4)前記キャスト原反シートを流れ方向及び幅方向に延伸する工程4
をこの順に含む製造方法が挙げられる。ここで、前記工程4において幅方向に延伸する際の(a)横延伸温度が140℃を超え180℃以下であり、且つ、(b)延伸角度が8°を超え14°未満であることが好ましい。
このような製造方法によれば、分子配向係数ΔNxを所望の範囲に調整しやすく、厚みが薄いにもかかわらず、高温高電圧下での長期耐用性に優れると共に、製造時にフィルムの延伸不良及び破断が生じにくく、フィルム品質及び生産性に優れる本実施形態のポリプロピレンフィルムを製造しやすい。以下、上記製造方法の詳細について説明する。
(1−4−1.ポリプロピレン原料樹脂の製造方法)
本実施形態のポリプロピレンフィルムに含まれ得るポリプロピレン原料樹脂(例えば上記のポリプロピレン樹脂A、ポリプロピレン樹脂B及びポリプロピレン樹脂C、又は、上記のポリプロピレン樹脂I及びポリプロピレン樹脂IIを含む)は、一般的に公知の重合方法を用いて製造することができる。ポリプロピレン樹脂の製造方法は、製造されたポリプロピレン樹脂を用いて最終的に本実施形態のポリプロピレンフィルムが得られる限り、特に制限されない。そのような重合方法として、例えば、気相重合法、塊状重合法及びスラリー重合法を例示できる。
本実施形態のポリプロピレンフィルムに含まれ得るポリプロピレン原料樹脂(例えば上記のポリプロピレン樹脂A、ポリプロピレン樹脂B及びポリプロピレン樹脂C、又は、上記のポリプロピレン樹脂I及びポリプロピレン樹脂IIを含む)は、一般的に公知の重合方法を用いて製造することができる。ポリプロピレン樹脂の製造方法は、製造されたポリプロピレン樹脂を用いて最終的に本実施形態のポリプロピレンフィルムが得られる限り、特に制限されない。そのような重合方法として、例えば、気相重合法、塊状重合法及びスラリー重合法を例示できる。
重合は、1つの重合反応機を用いる単段(一段)重合であってよく、少なくとも2つ以上の重合反応器を用いた多段重合であってもよい。更に、反応器中に水素又はコモノマーを分子量調整剤として添加して行ってもよい。
触媒は、一般的に公知のチーグラー・ナッタ触媒を使用することができ、本実施形態のポリプロピレンフィルムを最終的に得ることができる限り特に限定されない。また、触媒は、助触媒成分やドナーを含むことができる。触媒や重合条件を調整することによって、分子量、分子量分布、及び立体規則性等を制御することができる。
「微分分布値の差(DM)」は、例えば、重合条件を調節して分子量分布を調整すること、分解剤を使用すること、高分子量成分を選択的に分解処理すること、及び/又は、異なる分子量の樹脂を混合することにより、所望の値に調整することができる。
重合条件によって、分子量分布の構成を調整する場合には、後述する重合触媒を用いる方法が、分子量分布や分子量の構成を容易に調整することが可能となり好ましい。多段重合反応によりポリプロピレン樹脂を得る方法としては、例えば、次のような方法が例示できる。
触媒の存在下、高分子量重合反応器と低分子量又は中分子量重合反応器の複数の反応器を用いて高温で重合反応を行う。生成樹脂の高分子量成分及び低分子量成分は、反応器における順番を問わず調整される。まず、第1重合工程において、プロピレン及び触媒が第1重合反応器に供給される。これらの成分とともに、分子量調整剤としての水素を、要求されるポリマーの分子量に到達するために必要な量で混合する。反応温度は、例えばスラリー重合の場合、70〜100℃程度、滞留時間は20分〜100分程度である。複数の反応器は、例えば直列に使用することができ、その場合、第1の工程の重合生成物は、追加のプロピレン、触媒、分子量調整剤とともに連続的に次の反応器に送られ、続いて、第1重合工程より低分子量あるいは高分子量に分子量を調整した第2の重合が行われる。第1及び第2の反応器の収量(生産量)を調整することによって、高分子量成分及び低分子量成分の組成(構成)を調整することが可能となる。
使用される触媒としては、一般的なチーグラー・ナッタ触媒が好ましい。また、助触媒成分やドナーを含んでも構わない。触媒や重合条件を適宜調整することによって、分子量分布をコントロールすることが可能となる。
過酸化分解によって、ポリプロピレン原料樹脂の分子量分布の構成を調整する場合には、過酸化水素や有機過酸化物などの分解剤による過酸化処理による方法が好ましい。
ポリプロピレンのような崩壊型ポリマーに過酸化物を添加すると、ポリマーからの水素引抜き反応が起こり、生じたポリマーラジカルは一部再結合し架橋反応も起こすが、殆どのラジカルは二次分解(β開裂)を起こし、より分子量の小さな二つのポリマーに分かれることが知られている。したがって、高分子量成分から高い確率で分解が進行し、よって、低分子量成分が増大し、分子量分布の構成を調整することができる。低分子量成分を適度に含有している樹脂を過酸化分解により得る方法としては、例えば、次のような方法が例示できる。
重合反応により得たポリプロピレン樹脂の重合粉あるいはペレットに、有機過酸化物として、例えば、1,3−ビス−(ターシャリー−ブチルパーオキサイドイソプロピル)−ベンゼンなどを0.001質量%〜0.5質量%程度、目標とする高分子量成分及び低分子量成分の組成(構成)を考慮しながら調整添加する。次いで、これらを、溶融混練機にて、180℃〜300℃程度の温度で溶融混練することによって、分子量分布の構成を調整することができる。
ブレンド(樹脂混合)により低分子量成分の含有量を調整する場合には、異なる分子量を有する少なくとも2種類以上の樹脂を、ドライ混合又は溶融混合してよい。
一般的には、主樹脂に、該主樹脂の重量平均分子量よりも高いか又は低い重量平均分子量を有する添加樹脂を、主樹脂と添加樹脂の合計量に基づいて1〜40質量%程度の割合で混合する方法が、低分子量成分の量を調整しやすいため好ましい。
また、ブレンドにより低分子量成分の含有量を調整する場合、平均分子量の目安として、メルトフローレート(MFR)を用いても構わない。この場合、主樹脂と添加樹脂のMFRの差を1〜30g/10分程度としておくのが、調整の際の利便性の観点から好ましい。
本実施形態のポリプロピレンフィルムが複数のポリプロピレン原料樹脂(例えばポリプロピレン樹脂A及びポリプロピレン樹脂B)を含有する場合、これら原料樹脂を混合する方法としては、特に制限はなくいずれの方法を用いてもよいが、それぞれの原料樹脂の重合粉又はペレットを、ミキサー等を用いてドライブレンドする方法や、混練機に供給して溶融混練してブレンド樹脂を得る方法などが挙げられる。
ミキサーや混練機にも特に制限はない。混練機としては、1軸スクリュータイプ、2軸スクリュータイプ、又は3軸以上の多軸スクリュータイプの何れを用いてもよい。さらに、2軸以上のスクリュータイプの場合、同方向回転、異方向回転のどちらの混練タイプでも構わない。
溶融混練によりブレンドを行う場合は、良好な混練さえ得られれば、混練温度は特に制限されない。混練温度は、一般的には200℃〜300℃であり、好ましくは230℃〜270℃である。混練温度が上記の上限以下である場合、樹脂の劣化を抑制しやすいため好ましい。溶融混練の際の樹脂の劣化を抑制するため、混練機に窒素などの不活性ガスをパージしても構わない。溶融混練された樹脂を一般的に公知の造粒機を用いて適当な大きさにペレタイズすることによって、混合ポリプロピレン原料樹脂ペレットを得ることができる。
ポリプロピレン原料樹脂中に含まれる重合触媒残渣等に起因する総灰分は、本実施形態のポリプロピレンフィルムの電気特性を向上させるために可能な限り少ないことが好ましい。総灰分は、ポリプロピレン樹脂を基準(100重量部)として、好ましくは50ppm以下であり、より好ましくは40ppm以下であり、特に好ましくは30ppm以下である。
(1−4−2.キャスト原反シートの製造方法)
本実施形態の二軸延伸ポリプロピレンフィルムを製造するための延伸前のシートである「キャスト原反シート」は、例えば、上記のようにして製造したポリプロピレン原料樹脂を用いて、
(1)ポリプロピレン原料樹脂を含む樹脂組成物を加熱溶融する工程1、
(2)前記加熱溶融された樹脂組成物を押し出す工程2、及び
(3)前記押し出された樹脂組成物を冷却及び固化してキャスト原反シートを得る工程3を経て、キャスト原反シートを製造することができる。樹脂組成物としての、ポリプロピレン樹脂ペレット、ドライ混合されたポリプロピレン樹脂ペレット(及び/又は重合粉)あるいは、予め溶融混練して作製した混合ポリプロピレン樹脂ペレット等を押出機に供給して、加熱溶融し(工程1)、ろ過フィルターを通した後、好ましくは170℃〜320℃、より好ましくは200℃〜300℃に加熱溶融してTダイから溶融押し出し(工程2)、好ましくは92℃〜105℃に保持された少なくとも1個以上の金属ドラムで、冷却、固化させることで、キャスト原反シートを成形することができる(工程3)。
本実施形態の二軸延伸ポリプロピレンフィルムを製造するための延伸前のシートである「キャスト原反シート」は、例えば、上記のようにして製造したポリプロピレン原料樹脂を用いて、
(1)ポリプロピレン原料樹脂を含む樹脂組成物を加熱溶融する工程1、
(2)前記加熱溶融された樹脂組成物を押し出す工程2、及び
(3)前記押し出された樹脂組成物を冷却及び固化してキャスト原反シートを得る工程3を経て、キャスト原反シートを製造することができる。樹脂組成物としての、ポリプロピレン樹脂ペレット、ドライ混合されたポリプロピレン樹脂ペレット(及び/又は重合粉)あるいは、予め溶融混練して作製した混合ポリプロピレン樹脂ペレット等を押出機に供給して、加熱溶融し(工程1)、ろ過フィルターを通した後、好ましくは170℃〜320℃、より好ましくは200℃〜300℃に加熱溶融してTダイから溶融押し出し(工程2)、好ましくは92℃〜105℃に保持された少なくとも1個以上の金属ドラムで、冷却、固化させることで、キャスト原反シートを成形することができる(工程3)。
キャスト原反シートを成形する際の金属ドラム群の温度を、好ましくは80℃〜140℃、より好ましくは90℃〜120℃、さらにより好ましくは92℃〜105℃に保持することによって、得られるキャスト原反シートのβ晶分率を好ましい範囲にすることができるとともに、本実施形態の所望の物性に影響を与え得る。該β晶分率は、X線法で測定して、好ましくは1%以上50%以下、より好ましくは5%以上30%以下、さらにより好ましくは5%以上20%以下程度である。なお、この値は、β晶核剤を含まない時の値である。前述のβ晶分率の範囲は、コンデンサ特性と素子巻き加工性の両物性を満足させやすいため好ましい。
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することができ、K値と呼ばれる。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晶の比率が表現される。
上記キャスト原反シートの厚みは、本実施形態のポリプロピレンフィルムを得ることができる限り特に制限されないが、好ましくは0.05mm〜2mmであり、より好ましくは0.1mm〜1mmである。
(1−4−3.ポリプロピレンフィルムの製造方法)
本実施形態のポリプロピレンフィルムは、工程4において、前記キャスト原反シートを流れ方向及び幅方向に延伸することにより製造することができる。延伸は、縦及び横に二軸に配向させる二軸延伸が行われ、延伸方法としては同時又は逐次の二軸延伸方法が挙げられるが、逐次二軸延伸方法が好ましい。
本実施形態のポリプロピレンフィルムは、工程4において、前記キャスト原反シートを流れ方向及び幅方向に延伸することにより製造することができる。延伸は、縦及び横に二軸に配向させる二軸延伸が行われ、延伸方法としては同時又は逐次の二軸延伸方法が挙げられるが、逐次二軸延伸方法が好ましい。
逐次二軸延伸方法としては、例えば、まずキャスト原反シートを100〜160℃(縦延伸温度)程度の温度に保ち、速度差を設けたロール間に通して流れ方向に3〜7倍(縦延伸倍率)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、8.5〜13.5°の延伸角度(横延伸角度)で、150℃以上の温度(横延伸温度)で幅方向に3〜11倍(横延伸倍率)程度に延伸した後、緩和、熱固定を施して、巻き取る。巻き取られたフィルムは、20〜45℃程度の雰囲気中でエージング処理を施された後、所望の製品幅に断裁することができる。
なお、横延伸角度とは、横延伸工程の開始時点における延伸フィルムの幅方向の一方の端縁Pxと、横延伸工程の終了時点における延伸フィルムの幅方向の(Pxと同じ側の)一方の端縁Pyと結ぶ直線Lxと、Pxを始点とし且つ押出方向に平行な直線Lyがなす角度をいう。
上記製造工程において、縦延伸温度、縦延伸倍率、横延伸角度、横延伸温度、横延伸倍率、ポリプロピレン樹脂の分子量分布、溶融時の樹脂温度、キャストフィルムのMFR、横延伸後の幅方向の緩和率、緩和温度等は、本実施形態の所望の物性(厚みが1.0〜3.0μmであり、分子配向係数ΔNxが0.013〜0.016である)に影響を与えるパラメータであり、これらを適宜調節することにより、本実施形態のポリプロピレンフィルムをより容易に得ることができる。これらのパラメータの中でも縦延伸倍率、横延伸温度及び横延伸角度は、本実施形態の所望の物性に特に影響を与えるパラメータである。これらの一部について、その調整範囲の一例を以下に示す。但し、本実施形態では上記パラメータとして以下の範囲に限定されるものではない。
<縦延伸温度>本実施形態の所望の物性を備えさせ易いという観点から、縦延伸温度は、好ましくは120〜150℃、より好ましくは125〜142℃、さらに好ましくは128〜140℃である。
<縦延伸倍率>本実施形態の所望の物性を備えさせ易いという観点から、縦延伸倍率は、好ましくは3〜4.7倍、より好ましくは3.5〜4.7倍である。縦延伸倍率を上げるとΔNxは下がり、縦延伸倍率を下げるとΔNxは上がる傾向にある。
<縦延伸倍率>本実施形態の所望の物性を備えさせ易いという観点から、縦延伸倍率は、好ましくは3〜4.7倍、より好ましくは3.5〜4.7倍である。縦延伸倍率を上げるとΔNxは下がり、縦延伸倍率を下げるとΔNxは上がる傾向にある。
<横延伸角度>本実施形態の所望の物性を備えさせ易いという観点から、横延伸角度は、好ましくは8.5°〜13.5°、より好ましくは9°〜13.5°、さらに好ましくは10°〜13.5°、特に好ましくは10.5°〜13°、きわめて好ましくは10.5°〜12°である。横延伸角度を上げるとΔNxは下がり、横延伸角度を下げるとΔNxは上がる傾向にある。
<横延伸温度>本実施形態の所望の物性を備えさせ易いという観点から、横延伸温度は、好ましくは140℃を超え180℃以下、より好ましくは155℃以上165℃以下、さらに好ましくは155℃以上160℃未満、特に好ましくは155℃以上159℃以下である。なお、横延伸温度を上記の範囲とするためには、テンター温度を上記の範囲に設定すればよい。本実施形態のポリプロピレンフィルムが上記樹脂B1又はB’1を含む場合、横延伸温度は、好ましくは140℃を超え165℃未満であり、より好ましくは150℃以上160℃未満であり、さらに好ましくは153℃以上160℃未満であり、特に好ましくは155℃以上159℃以下であり、きわめて好ましくは155℃以上158℃以下である。本実施形態のポリプロピレンフィルムが上記樹脂B2又はB’2を含む場合、横延伸温度は、好ましくは159℃以上180℃以下であり、より好ましくは160℃以上175℃以下であり、さらに好ましくは161℃以上170℃以下であり、特に好ましくは161℃以上167℃以下であり、きわめて好ましくは162℃以上165℃以下である。横延伸温度を上げるとΔNxは上がり、横延伸温度を下げるとΔNxは下がる傾向にある。
<横延伸倍率>本実施形態の所望の物性を備えさせ易いという観点から、横延伸倍率は、好ましくは5〜11倍、より好ましくは7〜11倍、さらに好ましくは9〜11倍である。
<横延伸温度>本実施形態の所望の物性を備えさせ易いという観点から、横延伸温度は、好ましくは140℃を超え180℃以下、より好ましくは155℃以上165℃以下、さらに好ましくは155℃以上160℃未満、特に好ましくは155℃以上159℃以下である。なお、横延伸温度を上記の範囲とするためには、テンター温度を上記の範囲に設定すればよい。本実施形態のポリプロピレンフィルムが上記樹脂B1又はB’1を含む場合、横延伸温度は、好ましくは140℃を超え165℃未満であり、より好ましくは150℃以上160℃未満であり、さらに好ましくは153℃以上160℃未満であり、特に好ましくは155℃以上159℃以下であり、きわめて好ましくは155℃以上158℃以下である。本実施形態のポリプロピレンフィルムが上記樹脂B2又はB’2を含む場合、横延伸温度は、好ましくは159℃以上180℃以下であり、より好ましくは160℃以上175℃以下であり、さらに好ましくは161℃以上170℃以下であり、特に好ましくは161℃以上167℃以下であり、きわめて好ましくは162℃以上165℃以下である。横延伸温度を上げるとΔNxは上がり、横延伸温度を下げるとΔNxは下がる傾向にある。
<横延伸倍率>本実施形態の所望の物性を備えさせ易いという観点から、横延伸倍率は、好ましくは5〜11倍、より好ましくは7〜11倍、さらに好ましくは9〜11倍である。
このような延伸工程によって、本実施形態のポリプロピレンフィルムを製造することができる。本実施形態のポリプロピレンフィルムの表面には、巻き適性を向上させつつ、コンデンサ特性をも良好とする適度な表面粗さを付与することが好ましい。
〈1−5.フィルムの物性・性質〉
本実施形態のポリプロピレンフィルムの厚みは、薄膜でありながらも高温高電圧下での長期耐用性、フィルム品質及び生産性に優れる二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得る観点から、1.0〜3.0μmである。本実施形態の二軸延伸ポリプロピレンフィルムの厚みは、機械的強度や絶縁破壊強度等の観点からは、好ましくは1.2μm以上であり、より好ましくは1.5μm以上であり、さらに好ましくは1.9μm以上であり、特に好ましくは2.0μm以上である。また、上記厚みは、コンデンサを小型化及び高容量化しやすい観点からは、好ましくは2.9μm以下であり、より好ましくは2.7μm以下であり、さらに好ましくは2.5μm以下であり、特に好ましくは2.4μm以下である。二軸延伸ポリプロピレンフィルムの厚みは、マイクロメーター(JIS−B7502)を用いて、JIS−C2330に準拠して測定される。ポリプロピレンフィルムの厚みとΔNxとの関係は、樹脂の種類及びその物性、縦及び横延伸倍率、縦及び横延伸温度、横延伸角度等によって傾向が異なる。
本実施形態のポリプロピレンフィルムの厚みは、薄膜でありながらも高温高電圧下での長期耐用性、フィルム品質及び生産性に優れる二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得る観点から、1.0〜3.0μmである。本実施形態の二軸延伸ポリプロピレンフィルムの厚みは、機械的強度や絶縁破壊強度等の観点からは、好ましくは1.2μm以上であり、より好ましくは1.5μm以上であり、さらに好ましくは1.9μm以上であり、特に好ましくは2.0μm以上である。また、上記厚みは、コンデンサを小型化及び高容量化しやすい観点からは、好ましくは2.9μm以下であり、より好ましくは2.7μm以下であり、さらに好ましくは2.5μm以下であり、特に好ましくは2.4μm以下である。二軸延伸ポリプロピレンフィルムの厚みは、マイクロメーター(JIS−B7502)を用いて、JIS−C2330に準拠して測定される。ポリプロピレンフィルムの厚みとΔNxとの関係は、樹脂の種類及びその物性、縦及び横延伸倍率、縦及び横延伸温度、横延伸角度等によって傾向が異なる。
本実施形態の二軸延伸ポリプロピレンフィルムは、MD方向の引張り強さ(TMD)とTD方向の引張り強さ(TTD)の合計(TMD+TTD)が450MPa以上であることが好ましく、470MPa以上であることがより好ましく、480MPa以上であることがさらに好ましい。ここで、本実施形態のポリプロピレンフィルムの引張り強さは、実施例記載の測定方法により得られる値である。また、本実施形態のポリプロピレンフィルムの引張り強さの上記合計(TMD+TTD)は、700MPa以下であることが好ましく、600MPa以下であることがより好ましく、540MPa以下であることがさらに好ましく、520MPa以下であることが特に好ましい。測定時温度である23℃(JIS−C2151にて記載)でのポリプロピレンフィルムのMD方向の引張り強さとTD方向の引張り強さとの合計が上記各好ましい範囲であると、高温下における引張り強さも比較的大きくなる。従って、高温下で長期間使用したとしても、亀裂等が生じることを抑制できる。その結果、高温下における長期耐電圧性を好適に向上させることができる。
本実施形態のポリプロピレンフィルムの引張り強さの、TD方向の引張り強さとMD方向の引張り強さの比率(TTD/TMD)は、2.00以下が好ましく、1.90以下がより好ましく、1.80以下がさらに好ましく、1.75以下が特に好ましい。また、TTD/TMDは、1.00以上が好ましく、1.10以上がより好ましく、1.50以上がさらに好ましく、1.60以上がさらに一層好ましく、1.65以上が特に好ましい。TTD/TMDが上記各好ましい範囲であると、直交二方向に比較的均衡した引張り強さを有しつつ幅方向の引張り強さが大きい。そのため、成形過程において、未延伸部や引き残しに起因する延伸不良は抑制されて成形されるので、連続生産性もさらに優れる。
本実施形態のポリプロピレンフィルムの引張り強さの、TD方向の引張り強さとMD方向の引張り強さの比率(TTD/TMD)は、2.00以下が好ましく、1.90以下がより好ましく、1.80以下がさらに好ましく、1.75以下が特に好ましい。また、TTD/TMDは、1.00以上が好ましく、1.10以上がより好ましく、1.50以上がさらに好ましく、1.60以上がさらに一層好ましく、1.65以上が特に好ましい。TTD/TMDが上記各好ましい範囲であると、直交二方向に比較的均衡した引張り強さを有しつつ幅方向の引張り強さが大きい。そのため、成形過程において、未延伸部や引き残しに起因する延伸不良は抑制されて成形されるので、連続生産性もさらに優れる。
本実施形態の二軸延伸ポリプロピレンフィルムは、MD方向の破断伸度(EMD)とTD方向の破断伸度(ETD)の合計(EMD+ETD)が100%以上であることが好ましく、130%以上であることがより好ましく、180%以上であることがさらに好ましく、190%以上が特に好ましい。ここで、本実施形態のポリプロピレンフィルムの破断伸度は、実施例記載の測定方法により得られる値である。また、本実施形態のポリプロピレンフィルムの破断伸度の上記合計(EMD+ETD)は、300%以下であることが好ましく、250%以下であることがより好ましく、220%以下であることがさらに好ましく、200%以下であることが特に好ましい。測定時温度である23℃(JIS−K7127にて記載)でのポリプロピレンフィルムのMD方向の破断伸度とTD方向の破断伸度との合計が上記各好ましい範囲であると、直交二方向に適度な破断伸度を有するため、成形過程において、未延伸部や引き残しに起因する延伸不良は抑制されて成形されるので、連続生産性もさらに優れる。
本実施形態のポリプロピレンフィルムの破断伸度の、TD方向の破断伸度とMD方向の破断伸度の比率(ETD/EMD)は、0.95以下が好ましく、0.7以下がより好ましく、0.6以下がさらに好ましく、0.55以下がさらに一層好ましく0.52以下が特に好ましい。また、ETD/EMDは、0.2以上が好ましく、0.35以上がより好ましく、0.4以上がさらに好ましく、0.45以上がさらに一層好ましく、0.47以上が特に好ましい。ETD/EMDが上記各好ましい範囲であると、直交二方向に比較的均衡した破断伸度を有することによりコンデンサ素子作製時の成形不良が抑制されるため、フィルム層間の空隙が維持しやすい。その結果、高温下における長期耐電圧性を好適に向上させることができる。
本実施形態のポリプロピレンフィルムの破断伸度の、TD方向の破断伸度とMD方向の破断伸度の比率(ETD/EMD)は、0.95以下が好ましく、0.7以下がより好ましく、0.6以下がさらに好ましく、0.55以下がさらに一層好ましく0.52以下が特に好ましい。また、ETD/EMDは、0.2以上が好ましく、0.35以上がより好ましく、0.4以上がさらに好ましく、0.45以上がさらに一層好ましく、0.47以上が特に好ましい。ETD/EMDが上記各好ましい範囲であると、直交二方向に比較的均衡した破断伸度を有することによりコンデンサ素子作製時の成形不良が抑制されるため、フィルム層間の空隙が維持しやすい。その結果、高温下における長期耐電圧性を好適に向上させることができる。
本実施形態の二軸延伸ポリプロピレンフィルムは、MD方向の引張弾性率(MMD)とTD方向の引張弾性率(MTD)の合計(MMD+MTD)が3GPa以上であることが好ましく、5GPa以上であることがより好ましく、5.5GPa以上であることがさらに好ましく、6GPa以上が特に好ましい。ここで、本実施形態のポリプロピレンフィルムの引張弾性率は、実施例記載の測定方法により得られる値である。また、本実施形態のポリプロピレンフィルムの引張弾性率の上記合計(MMD+MTD)は、10GPa以下であることが好ましく、9GPa以下であることがより好ましく、8GPa以下であることがさらに好ましく、7.5GPa以下であることが特に好ましい。測定時温度である23℃(JIS−K7127にて記載)でのポリプロピレンフィルムのMD方向の引張弾性率とTD方向の引張弾性率との合計が上記各好ましい範囲であると、高温下における引張弾性率も比較的大きくなる。従って、高温下で長期間使用したとしても、亀裂等が生じることを抑制できる。その結果、高温下における長期耐電圧性を好適に向上させることができる。
本実施形態のポリプロピレンフィルムの引張弾性率の、TD方向の引張弾性率とMD方向の引張弾性率の比率(MTD/MMD)は、1.8以下が好ましく、1.7以下がより好ましく、1.6以下がさらに好ましく、1.55以下が特に好ましい。また、MTD/MMDは、0.85以上が好ましく、1.0以上がより好ましく、1.3以上がさらに好ましく、1.4以上が特に好ましい。MTD/MMDが上記各好ましい範囲であると、直交二方向に比較的均衡した引張弾性率を有しつつ幅方向の引張弾性率が大きい。そのため、成形過程において、未延伸部や引き残しに起因する延伸不良は抑制されて成形されるので、連続生産性もさらに優れる。
本実施形態のポリプロピレンフィルムの引張弾性率の、TD方向の引張弾性率とMD方向の引張弾性率の比率(MTD/MMD)は、1.8以下が好ましく、1.7以下がより好ましく、1.6以下がさらに好ましく、1.55以下が特に好ましい。また、MTD/MMDは、0.85以上が好ましく、1.0以上がより好ましく、1.3以上がさらに好ましく、1.4以上が特に好ましい。MTD/MMDが上記各好ましい範囲であると、直交二方向に比較的均衡した引張弾性率を有しつつ幅方向の引張弾性率が大きい。そのため、成形過程において、未延伸部や引き残しに起因する延伸不良は抑制されて成形されるので、連続生産性もさらに優れる。
本実施形態のポリプロピレンフィルムは、少なくとも片方の表面において、その表面粗さが、中心線平均粗さ(Ra)で0.03μm以上0.08μm以下であることが好ましく、かつ、最大高さ(Rz、又は旧JIS定義でのRmaxともいう)で0.6μm以上1.1μm以下に微細粗面化されていることが好ましい。Ra及びRmaxが、上述の好ましい範囲にある場合、表面は、微細に粗化された表面になり得、コンデンサ加工の際には、素子巻き加工において巻きシワが発生し難く、好ましく巻上げることができる。更に、フィルム同士の間も均一な接触が可能となり得るので、耐電圧性及び長期間に渡る耐電圧性も向上し得る。
本明細書において、「Ra」及び「(旧JIS定義の)Rmax」とは、例えばJIS−B0601:2001等に定められている方法によって、一般的に広く使用されている触針式表面粗さ計(例えば、ダイヤモンド針等による触針式表面粗さ計)を用いて測定された値をいう。「Ra」及び「Rmax」は、より具体的には、例えば、東京精密社製、三次元表面粗さ計サーフコム1400D−3DF−12型を用い、JIS−B0601:2001に定められている方法に準拠して求めることができる。
フィルム表面に微細な凹凸を与える方法としては、エンボス法、エッチング法等、公知の各種粗面化方法を採用することができるが、その中でも、不純物の混入等の必要がないβ晶を用いた粗面化法が好ましい。β晶の生成割合は、一般的には、キャスト温度及びキャストスピードを変更することによって制御することができる。また、縦延伸工程のロール温度によってβ晶の融解/転移割合を制御することができ、これらのβ晶生成とその融解/転移の二つのパラメータについて最適な製造条件を選択することによって微細な粗表面性を得ることができる。
フィルム表面に微細な凹凸を与える方法としては、エンボス法、エッチング法等、公知の各種粗面化方法を採用することができるが、その中でも、不純物の混入等の必要がないβ晶を用いた粗面化法が好ましい。β晶の生成割合は、一般的には、キャスト温度及びキャストスピードを変更することによって制御することができる。また、縦延伸工程のロール温度によってβ晶の融解/転移割合を制御することができ、これらのβ晶生成とその融解/転移の二つのパラメータについて最適な製造条件を選択することによって微細な粗表面性を得ることができる。
本実施形態のポリプロピレンフィルムは、初期耐電圧性が高く、長期的な耐電圧性に優れる。更に、非常に薄くすることも可能なので高い静電容量を発現し易い。従って、小型、かつ、5μF以上、好ましくは10μF以上、さらに好ましくは20μF以上の高容量のコンデンサに極めて好適に使用することができる。
本実施形態のポリプロピレンフィルムには、金属蒸着加工工程等の後工程における接着特性を高める目的で、延伸及び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うことができる。コロナ放電処理は、公知の方法を用いて行うことができる。雰囲気ガスとしては、空気、炭酸ガス、窒素ガス、及びこれらの混合ガスを用いることが好ましい。
≪2.金属化フィルム≫
本実施形態は、その一態様において、本実施形態のポリプロピレンフィルムの片面又は両面に金属膜を有する金属化フィルムも提供する。以下、本実施形態の金属化フィルムについて詳細に説明する。本実施形態の金属化フィルムを巻回して得られるコンデンサは、高温高電圧下での長期耐用性に優れる。
本実施形態は、その一態様において、本実施形態のポリプロピレンフィルムの片面又は両面に金属膜を有する金属化フィルムも提供する。以下、本実施形態の金属化フィルムについて詳細に説明する。本実施形態の金属化フィルムを巻回して得られるコンデンサは、高温高電圧下での長期耐用性に優れる。
本実施形態のポリプロピレンフィルムは、コンデンサとして加工するために片面又は両面に電極を付けることができる。そのような電極は、本発明が目的とするコンデンサを得ることができる限り特に限定されず、通常コンデンサを製造するために使用される電極を用いることができる。電極として、例えば、金属箔、少なくとも片面を金属化した紙及びプラスチックフィルム等を例示することができる。
コンデンサには、小型及び軽量化が一層要求されるので、本実施形態のフィルムの片面もしくは両面を直接金属化して電極を形成することが好ましい。用いられる金属は、例えば、亜鉛、鉛、銀、クロム、アルミニウム、銅、及びニッケルなどの金属単体、それらの複数種の混合物、及びそれらの合金などを使用することができるが、環境、経済性及びコンデンサ性能などを考慮すると、亜鉛及びアルミニウムが、好ましい。
本実施形態のポリプロピレンフィルムの表面を直接金属化する方法として、例えば、真空蒸着法及びスパッタリング法を例示することが出来、本発明が目的とするコンデンサを得ることができる限り特に限定されない。生産性及び経済性などの観点から、真空蒸着法が好ましい。真空蒸着法として、一般的にるつぼ法式やワイヤー方式などを例示することができるが、本発明が目的とするコンデンサを得ることができる限り特に限定されず、適宜最適なものを選択することができる。
金属蒸着膜の膜抵抗は、コンデンサの電気特性の点から、1〜100Ω/□程度が好ましい。この範囲内でも高めであることがセルフヒーリング(自己修復)特性の点から望ましく、膜抵抗は5Ω/□以上であることがより好ましく、10Ω/□以上であることが更に好ましい。また、コンデンサとしての安全性の点から、膜抵抗は50Ω/□以下であることがより好ましく、30Ω/□以下であることが更に好ましい。金属蒸着膜の膜抵抗は、例えば当業者に既知の四端子法によって金属蒸着中に測定することができる。金属蒸着膜の膜抵抗は、例えば蒸発源の出力を調整して蒸発量を調整することによって調節することができる。
フィルムの片面に金属蒸着膜を形成する際、フィルムを巻回した際にコンデンサとなるよう、フィルムの片方の端部から一定幅は蒸着せずに絶縁マージンが形成される。さらに、金属化ポリプロピレンフィルムとメタリコン電極との接合を強固にするため、絶縁マージンと逆の端部に、ヘビーエッジ構造を形成することが好ましく、ヘビーエッジの膜抵抗は通常1〜8Ω/□程度であり、1〜5Ω/□程度であることが好ましい。金属膜の厚みは特に限定されないが、1〜200nmが好ましい。
形成する金属蒸着膜のマージンパターンには特に制限はないが、コンデンサの保安性等の特性を向上させる点からは、フィッシュネットパターン、Tマージンパターン等のいわゆる特殊マージンを含むパターンとすることが好ましい。特殊マージンを含むパターンで金属蒸着膜を本実施形態のポリプロピレンフィルムの片面に形成すると、得られるコンデンサの保安性が向上し、コンデンサの破壊、ショートの抑制等の点からも効果的であり、好ましい。
マージンを形成する方法としては、蒸着時にテープによりマスキングを施すテープ法、オイルの塗布によりマスキングを施すオイル法等、公知の方法を何ら制限なく使用することができる。
本実施形態の金属化フィルムは、フィルムの長尺方向に沿って巻き付ける巻き付け加工を経て、後述の本実施形態のコンデンサに加工され得る。すなわち、本実施形態の金属化フィルムを2枚1対として、金属蒸着膜とポリプロピレンフィルムとが交互に積層されるように重ね合わせて巻回する。その後、両端面に金属溶射によって一対のメタリコン電極を形成してフィルムコンデンサを作製する工程によりコンデンサが得られる。
≪3.コンデンサ≫
本発明は、その一態様において、本実施形態の金属化フィルムを含むコンデンサを提供する。以下、本実施形態のコンデンサについて詳細に説明する。
本発明は、その一態様において、本実施形態の金属化フィルムを含むコンデンサを提供する。以下、本実施形態のコンデンサについて詳細に説明する。
コンデンサを作製する工程では、フィルムの巻き付け加工が行われる。例えば、本実施形態の金属化フィルムにおける金属膜と本実施形態のポリプロピレンフィルムとが交互に積層されるように、更には、絶縁マージン部が逆サイドとなるように、2枚1対の本実施形態の金属化フィルムを重ね合わせて巻回する。この際、2枚1対の本実施形態の金属化フィルムを1〜2mmずらして積層することが好ましい。用いる巻回機は特に制限されず、例えば、株式会社皆藤製作所製の自動巻取機3KAW−N2型等を利用することができる。
扁平型コンデンサを作製する場合、巻回後、通常、得られた巻回物に対してプレスが施される。プレスによってコンデンサの巻締まり・素子成形を促す。層間ギャップの制御・安定化を施す点から、与える圧力は、本実施形態のポリプロピレンフィルムの厚み等によってその最適値は変わるが、例えば2〜20kg/cm2である。
続いて、巻回物の両端面に金属を溶射してメタリコン電極を設けることによって、コンデンサを作製する。
コンデンサに対して、更に所定の熱処理が施される。すなわち、本実施形態では、コンデンサに対し、80〜125℃の温度で1時間以上の真空下にて熱処理を施す工程(以下、「熱エージング」と称することがある)を含む。
コンデンサに対して熱処理を施す上記工程において、熱処理の温度は、通常80℃以上であり、好ましくは90℃以上である。一方、熱処理の温度は、通常130℃以下であり、好ましくは125℃以下である。上記の温度で熱処理を施すことによって熱エージングの効果が得られる。具体的には、本実施形態の金属化フィルムに基づくコンデンサを構成するフィルム間の空隙が減少し、コロナ放電が抑制され、しかも本実施形態の金属化フィルムの内部構造が変化して結晶化が進む。その結果、耐電圧性が向上するものと考えられる。熱処理の温度が所定温度より低い場合には、熱エージングによる上記効果が十分に得られない。一方、熱処理の温度が所定温度より高い場合には、ポリプロピレンフィルムに熱分解や酸化劣化等が生じることがある。
コンデンサに対して熱処理を施す方法としては、例えば、真空雰囲気下で、恒温槽を用いる方法や高周波誘導加熱を用いる方法等を含む公知の方法から適宜選択してもよい。具体的には、恒温槽を用いる方法を採用することが好ましい。
熱処理を施す時間は、機械的及び熱的な安定を得る点で、1時間以上とすることが好ましく、10時間以上とすることがより好ましいが、熱シワや型付等の成形不良を防止する点で、20時間以下とすることがより好ましい。
熱エージングを施したコンデンサのメタリコン電極には、通常、リード線が溶接される。また、耐候性を付与し、とりわけ湿度劣化を防止するため、コンデンサをケースに封入してエポキシ樹脂でポッティングすることが好ましい。
本実施形態のコンデンサは、本実施形態の金属化フィルムに基づく小型かつ大容量型のコンデンサであって、高温下での高い耐電圧性及び高温高電圧下での長期耐用性を有するものである。
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、これらの例は本発明を説明するためのものであり、本発明を何ら限定するものではない。また、特に断らない限り、例中の「部」及び「%」という記載は、それぞれ「質量部」及び「質量%」を示す。
<各物性値の測定方法及び算出方法>
〔重量平均分子量(Mw)、分子量分布(Mn/Mw)、差(DM)〕
GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)を用いて、以下の条件で、ポリプロピレン樹脂の重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)及び微分分布曲線の微分分布値を測定した。
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 GMHhr−H(20)HTを3本連結
カラム温度:145℃
溶離液:トリクロロベンゼン
流速:1.0ml/min
検量線を、東ソー株式会社製の標準ポリスチレンを用いて作製し、測定された分子量の値をポリスチレンの値に換算して、重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)を得た。得られたMwとMnの値を用いて分子量分布(Mw/Mn)を算出した。
微分分布値は、次のような方法で得た。まず、RI検出計を用いて検出される強度分布の時間曲線(溶出曲線)を、上記標準ポリスチレンを用いて作製した検量線を用いて標準ポリスチレンの分子量M(Log(M))に対する分布曲線に変換した。次に、分布曲線の全面積を100%とした場合のLog(M)に対する積分分布曲線を得た後、この積分分布曲線をLog(M)で、微分することによってLog(M)に対する微分分布曲線を得た。この微分分布曲線から、Log(M)=4.5及びLog(M)=6.0のときの微分分布値を読んだ。なお、微分分布曲線を得るまでの一連の操作は、使用したGPC測定装置に内蔵されている解析ソフトウェアを用いて行った。差(DM)は、上記のようにして得たLog(M)=4.5のときの微分分布値からLog(M)=6.0のときの微分分布値を引いて算出した。
〔重量平均分子量(Mw)、分子量分布(Mn/Mw)、差(DM)〕
GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)を用いて、以下の条件で、ポリプロピレン樹脂の重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)及び微分分布曲線の微分分布値を測定した。
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 GMHhr−H(20)HTを3本連結
カラム温度:145℃
溶離液:トリクロロベンゼン
流速:1.0ml/min
検量線を、東ソー株式会社製の標準ポリスチレンを用いて作製し、測定された分子量の値をポリスチレンの値に換算して、重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)を得た。得られたMwとMnの値を用いて分子量分布(Mw/Mn)を算出した。
微分分布値は、次のような方法で得た。まず、RI検出計を用いて検出される強度分布の時間曲線(溶出曲線)を、上記標準ポリスチレンを用いて作製した検量線を用いて標準ポリスチレンの分子量M(Log(M))に対する分布曲線に変換した。次に、分布曲線の全面積を100%とした場合のLog(M)に対する積分分布曲線を得た後、この積分分布曲線をLog(M)で、微分することによってLog(M)に対する微分分布曲線を得た。この微分分布曲線から、Log(M)=4.5及びLog(M)=6.0のときの微分分布値を読んだ。なお、微分分布曲線を得るまでの一連の操作は、使用したGPC測定装置に内蔵されている解析ソフトウェアを用いて行った。差(DM)は、上記のようにして得たLog(M)=4.5のときの微分分布値からLog(M)=6.0のときの微分分布値を引いて算出した。
〔メソペンタッド分率〕
メソペンタッド分率は、樹脂を溶媒に溶解し、高温型フーリエ変換核磁気共鳴装置(高温FT−NMR)を用いて、以下の条件で測定した。
高温型核磁気共鳴(NMR)装置:日本電子株式会社製、高温型フーリエ変換核磁気共鳴装置(高温FT−NMR)、JNM−ECP500
観測核:13C(125MHz)
測定温度:135℃
溶媒:オルト−ジクロロベンゼン(ODCB:ODCBと重水素化ODCBの混合溶媒(混合比=4/1))
測定モード:シングルパルスプロトンブロードバンドデカップリング
パルス幅:9.1μsec(45°パルス)
パルス間隔:5.5sec
積算回数:4,500回
シフト基準:CH3(mmmm)=21.7ppm
立体規則性度を表すペンタッド分率は、同方向並びの連子「メソ(m)」と異方向の並びの連子「ラセモ(r)」の5連子(ペンタッド)の組み合わせ(mmmmやmrrm等)に由来する各シグナルの強度積分値より、百分率(%)で算出した。mmmmやmrrm等に由来する各シグナルの帰属に関し、例えば、「T.Hayashi et al.,Polymer,29巻,138頁(1988)」等のスペクトルの記載を参考とした。
メソペンタッド分率は、樹脂を溶媒に溶解し、高温型フーリエ変換核磁気共鳴装置(高温FT−NMR)を用いて、以下の条件で測定した。
高温型核磁気共鳴(NMR)装置:日本電子株式会社製、高温型フーリエ変換核磁気共鳴装置(高温FT−NMR)、JNM−ECP500
観測核:13C(125MHz)
測定温度:135℃
溶媒:オルト−ジクロロベンゼン(ODCB:ODCBと重水素化ODCBの混合溶媒(混合比=4/1))
測定モード:シングルパルスプロトンブロードバンドデカップリング
パルス幅:9.1μsec(45°パルス)
パルス間隔:5.5sec
積算回数:4,500回
シフト基準:CH3(mmmm)=21.7ppm
立体規則性度を表すペンタッド分率は、同方向並びの連子「メソ(m)」と異方向の並びの連子「ラセモ(r)」の5連子(ペンタッド)の組み合わせ(mmmmやmrrm等)に由来する各シグナルの強度積分値より、百分率(%)で算出した。mmmmやmrrm等に由来する各シグナルの帰属に関し、例えば、「T.Hayashi et al.,Polymer,29巻,138頁(1988)」等のスペクトルの記載を参考とした。
<ヘプタン不溶分(HI)の測定>
各樹脂について、10mm×35mm×0.3mmにプレス成形して約3gの測定用サンプルを作製した。次に、ヘプタン約150mLを加えてソックスレー抽出を8時間行った。抽出前後の試料質量よりヘプタン不溶分を算出した。
各樹脂について、10mm×35mm×0.3mmにプレス成形して約3gの測定用サンプルを作製した。次に、ヘプタン約150mLを加えてソックスレー抽出を8時間行った。抽出前後の試料質量よりヘプタン不溶分を算出した。
<メルトフローレート(MFR)の測定>
各樹脂について原料樹脂ペレットの形態でのメルトフローレート(MFR)を、東洋精機株式会社のメルトインデックサを用いてJIS K 7210の条件Mに準じて測定した。具体的には、まず、試験温度230℃にしたシリンダ内に、4gに秤りとった試料を挿入し、2.16kgの荷重下で3.5分予熱した。その後、30秒間で底穴より押出された試料の重量を測定し、MFR(g/10min)を求めた。上記の測定を3回繰り返し、その平均値をMFRの測定値とした。
各樹脂について原料樹脂ペレットの形態でのメルトフローレート(MFR)を、東洋精機株式会社のメルトインデックサを用いてJIS K 7210の条件Mに準じて測定した。具体的には、まず、試験温度230℃にしたシリンダ内に、4gに秤りとった試料を挿入し、2.16kgの荷重下で3.5分予熱した。その後、30秒間で底穴より押出された試料の重量を測定し、MFR(g/10min)を求めた。上記の測定を3回繰り返し、その平均値をMFRの測定値とした。
〔二軸延伸ポリプロピレンフィルムの厚み〕
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。
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。
〔分子配向係数ΔNx〕
二軸延伸ポリプロピレンフィルムの複屈折値ΔNxy及びΔNzyは、非特許文献「粟屋裕、高分子素材の偏光顕微鏡入門、105〜120頁、2001年」に記載の通り、傾斜法により測定した。
測定機:大塚電子株式会社製レタデーション測定装置 RE−100
光源:レーザー発光ダイオード(LED)
バンドパスフィルター:550nm(測定波長)
測定方法:後述する実施例及び比較例で得た二軸延伸フィルムを巻き取った後、20〜45℃程度の雰囲気中に24時間置き、エージング処理を施した。エージング処理後の二軸延伸ポリプロピレンフィルムを50mm×50mmに切り出し測定試料を得た。次のような傾斜法により、0〜30℃の室温環境下で、レタデーション値の角度依存性を測定した。まず、フィルムの面内方向の主軸をx軸及びy軸、また、フィルムの厚さ方向(面内方向に対する法線方向)をz軸とする。そして、面内方向のうち、屈折率のより高い方向の遅相軸をx軸とし、x軸を傾斜軸として、0°〜50°の範囲でz軸に対して10°ずつ傾斜させたときの各レタデーション値を求めた。ここで、逐次延伸法において、例えばMD方向(流れ方向)の延伸倍率よりも、TD方向(幅方向)の延伸倍率が高い場合、TD方向が遅相軸(x軸)、MD方向がy軸となる。
具体的には、まず、傾斜角φ=0°に対し、測定されたレタデーション値(R)を厚み(d)で除してR/dを求めΔNxyとした。
次に、φ=10°、20°、30°、40°、50°の各傾斜角φに対し、測定されたレタデーション値Rを、傾斜補正が施された厚みdで除して各傾斜角φに対するR/dを求めた。φ=10°、20°、30°、40°、50°の各R/dについて、φ=0°のR/dとの差を求め、それらをさらにsin2r(r:屈折角)で割ったものを、各傾斜角φに対する複屈折値ΔNzyとした。φ=20°、30°、40°、50°における複屈折値ΔNzyの平均値を、複屈折値ΔNzyとした。次に、前述で求めたΔNxyからΔNzyを除算し、複屈折値ΔNxzを算出した。
より具体的には、偏光子及び1/4波長板を通して、測定試料に入射した光を、16個の角度を有したアレイ状偏光子を貼り付けたCCDカメラからなる受光モジュールを用いて、複数の偏光角(方位角)の受光強度を同時に測定する事により、サンプルによる偏光(透過偏光の楕円率)状態を計測して、レタデーションを算出した。測定及び解析は、解析コンピューターを用いて、装置標準付属のソフトウェアREseriesにより行った。
最後に、複屈折値のΔNxyとΔNxzを、式(1):
二軸延伸ポリプロピレンフィルムの複屈折値ΔNxy及びΔNzyは、非特許文献「粟屋裕、高分子素材の偏光顕微鏡入門、105〜120頁、2001年」に記載の通り、傾斜法により測定した。
測定機:大塚電子株式会社製レタデーション測定装置 RE−100
光源:レーザー発光ダイオード(LED)
バンドパスフィルター:550nm(測定波長)
測定方法:後述する実施例及び比較例で得た二軸延伸フィルムを巻き取った後、20〜45℃程度の雰囲気中に24時間置き、エージング処理を施した。エージング処理後の二軸延伸ポリプロピレンフィルムを50mm×50mmに切り出し測定試料を得た。次のような傾斜法により、0〜30℃の室温環境下で、レタデーション値の角度依存性を測定した。まず、フィルムの面内方向の主軸をx軸及びy軸、また、フィルムの厚さ方向(面内方向に対する法線方向)をz軸とする。そして、面内方向のうち、屈折率のより高い方向の遅相軸をx軸とし、x軸を傾斜軸として、0°〜50°の範囲でz軸に対して10°ずつ傾斜させたときの各レタデーション値を求めた。ここで、逐次延伸法において、例えばMD方向(流れ方向)の延伸倍率よりも、TD方向(幅方向)の延伸倍率が高い場合、TD方向が遅相軸(x軸)、MD方向がy軸となる。
具体的には、まず、傾斜角φ=0°に対し、測定されたレタデーション値(R)を厚み(d)で除してR/dを求めΔNxyとした。
次に、φ=10°、20°、30°、40°、50°の各傾斜角φに対し、測定されたレタデーション値Rを、傾斜補正が施された厚みdで除して各傾斜角φに対するR/dを求めた。φ=10°、20°、30°、40°、50°の各R/dについて、φ=0°のR/dとの差を求め、それらをさらにsin2r(r:屈折角)で割ったものを、各傾斜角φに対する複屈折値ΔNzyとした。φ=20°、30°、40°、50°における複屈折値ΔNzyの平均値を、複屈折値ΔNzyとした。次に、前述で求めたΔNxyからΔNzyを除算し、複屈折値ΔNxzを算出した。
より具体的には、偏光子及び1/4波長板を通して、測定試料に入射した光を、16個の角度を有したアレイ状偏光子を貼り付けたCCDカメラからなる受光モジュールを用いて、複数の偏光角(方位角)の受光強度を同時に測定する事により、サンプルによる偏光(透過偏光の楕円率)状態を計測して、レタデーションを算出した。測定及び解析は、解析コンピューターを用いて、装置標準付属のソフトウェアREseriesにより行った。
最後に、複屈折値のΔNxyとΔNxzを、式(1):
〔引張り強さ〕
ポリプロピレンフィルムの引張り強さは、JIS−C2151に準拠して測定した。なお、測定方向は、MD方向(流れ方向)およびTD方向(幅方向)とした。測定の際の温度は23℃とした。
ポリプロピレンフィルムの引張り強さは、JIS−C2151に準拠して測定した。なお、測定方向は、MD方向(流れ方向)およびTD方向(幅方向)とした。測定の際の温度は23℃とした。
〔破断点伸度・引張弾性率〕
破断点伸度は、JIS K−7127(1999)に準拠して測定した。具体的には、引張圧縮試験機(ミネベア株式会社製)を用いて、試験条件(測定温度23℃、試験片長140mm、試験長100mm、試験片幅15mm、引張速度100mm/分)で引張試験を行った。次いで、同試験機に内蔵されたデータ処理ソフトによる自動解析より、破断点伸度(%)、及び引張弾性率(GPa)を求めた。
破断点伸度は、JIS K−7127(1999)に準拠して測定した。具体的には、引張圧縮試験機(ミネベア株式会社製)を用いて、試験条件(測定温度23℃、試験片長140mm、試験長100mm、試験片幅15mm、引張速度100mm/分)で引張試験を行った。次いで、同試験機に内蔵されたデータ処理ソフトによる自動解析より、破断点伸度(%)、及び引張弾性率(GPa)を求めた。
<表面粗さの測定>
二軸延伸ポリプロピレンフィルムの中心線平均粗さ(Ra)、および、Rmax(旧JIS定義)は、東京精密社製、三次元表面粗さ計 サーフコム1400D-3DF-12型を用い、JIS−B0601に定められている方法に準拠して、接触法で測定した。測定は3回行い、平均値を求めた。Ra及びRmaxは、接触法を用いて測定したが、その値の信頼性は、必要に応じて非接触法値により確認した。
二軸延伸ポリプロピレンフィルムの中心線平均粗さ(Ra)、および、Rmax(旧JIS定義)は、東京精密社製、三次元表面粗さ計 サーフコム1400D-3DF-12型を用い、JIS−B0601に定められている方法に準拠して、接触法で測定した。測定は3回行い、平均値を求めた。Ra及びRmaxは、接触法を用いて測定したが、その値の信頼性は、必要に応じて非接触法値により確認した。
〔連続生産性〕
所定の厚みに設定した二軸延伸装置を用いてフィルムの製造を開始し、得られるフィルム厚みが目標とする厚み±2%に到達した時点からフィルムが破断等するまでの連続して製膜可能な時間(以下において「連続製膜時間」とも称する)を計測した。なお、厚みが目標とする厚み±2%に到達した時点は、フィルムを切り出してマイクロメーター(JIS‐B7502)を用いてJIS‐C2330に準拠してフィルム厚さを測定し、確認した。得られた連続製膜時間に基づき次の評価基準に従い連続生産性を評価した。
(連続生産性の評価基準)
A:8時間を超えても延伸破断なく製膜できた。
B:1時間を超え8時間未満で延伸破断なく製膜できた。
C:1時間以内に延伸破断し、1時間を超える製膜が不可能であった。
所定の厚みに設定した二軸延伸装置を用いてフィルムの製造を開始し、得られるフィルム厚みが目標とする厚み±2%に到達した時点からフィルムが破断等するまでの連続して製膜可能な時間(以下において「連続製膜時間」とも称する)を計測した。なお、厚みが目標とする厚み±2%に到達した時点は、フィルムを切り出してマイクロメーター(JIS‐B7502)を用いてJIS‐C2330に準拠してフィルム厚さを測定し、確認した。得られた連続製膜時間に基づき次の評価基準に従い連続生産性を評価した。
(連続生産性の評価基準)
A:8時間を超えても延伸破断なく製膜できた。
B:1時間を超え8時間未満で延伸破断なく製膜できた。
C:1時間以内に延伸破断し、1時間を超える製膜が不可能であった。
〔延伸不良占有率〕
巻き取ったフィルムにおける延伸不良(延伸ムラ及び未延伸など)が生じている部分の幅方向の長さを測定し、幅長に対する延伸不良が生じている部分の幅方向の長さの割合を算出し、延伸不良占有率とした。得られた延伸不良占有率を、次の評価基準に従い評価した。
(延伸不良占有率の評価基準)
A:2%未満
B:2%以上7%未満
C:7%以上
巻き取ったフィルムにおける延伸不良(延伸ムラ及び未延伸など)が生じている部分の幅方向の長さを測定し、幅長に対する延伸不良が生じている部分の幅方向の長さの割合を算出し、延伸不良占有率とした。得られた延伸不良占有率を、次の評価基準に従い評価した。
(延伸不良占有率の評価基準)
A:2%未満
B:2%以上7%未満
C:7%以上
〔静電容量の変化率ΔC〕
静電容量を測定するためのコンデンサを次のようにして作製した。後述する実施例及び比較例で得た二軸延伸ポリプロピレンフィルムに、Tマージン蒸着パターンを、蒸着抵抗15Ω/□となるようにアルミニウム蒸着を用いて施し、金属化フィルムを得た。60mm幅にスリットした後に、2枚の金属化フィルムを相合わせて、株式会社皆藤製作所製、自動巻取機3KAW−N2型を用い、巻き取り張力250gにて、1076ターン巻回を行った。素子巻きした素子は、プレスしながら120℃にて15時間熱処理を施した後、素子端面に亜鉛金属を溶射し、扁平型コンデンサを得た。扁平型コンデンサの端面にリード線をはんだ付けし、その後エポキシ樹脂で封止した。
得られたコンデンサの試験前の初期静電容量(C0)を、日置電機株式会社製LCRハイテスター3522−50を用いて測定した。次に、105℃の高温槽中にて、コンデンサに直流300V/μmの単位厚み当たりの電圧を1000時間負荷し続けた。1000時間経過後の素子の容量(C1000)をLCRハイテスターで測定し、電圧負荷前後の容量変化率(ΔC)を算出した。ここで、当該容量変化率とは、次の式により算出される。
静電容量を測定するためのコンデンサを次のようにして作製した。後述する実施例及び比較例で得た二軸延伸ポリプロピレンフィルムに、Tマージン蒸着パターンを、蒸着抵抗15Ω/□となるようにアルミニウム蒸着を用いて施し、金属化フィルムを得た。60mm幅にスリットした後に、2枚の金属化フィルムを相合わせて、株式会社皆藤製作所製、自動巻取機3KAW−N2型を用い、巻き取り張力250gにて、1076ターン巻回を行った。素子巻きした素子は、プレスしながら120℃にて15時間熱処理を施した後、素子端面に亜鉛金属を溶射し、扁平型コンデンサを得た。扁平型コンデンサの端面にリード線をはんだ付けし、その後エポキシ樹脂で封止した。
得られたコンデンサの試験前の初期静電容量(C0)を、日置電機株式会社製LCRハイテスター3522−50を用いて測定した。次に、105℃の高温槽中にて、コンデンサに直流300V/μmの単位厚み当たりの電圧を1000時間負荷し続けた。1000時間経過後の素子の容量(C1000)をLCRハイテスターで測定し、電圧負荷前後の容量変化率(ΔC)を算出した。ここで、当該容量変化率とは、次の式により算出される。
<製造例1:キャスト原反シート1の作製>
ポリプロピレン樹脂A(Mw=32万、Mw/Mn=9.3、DM=11.2、メソペンタッド分率[mmmm]=95%、HI=97.3%、MFR=4.9g/10min、プライムポリマー製)と、ポリプロピレン樹脂B1(Mw=35万、Mw/Mn=7.7、DM=7.2、メソペンタッド分率[mmmm]=96.5%、HI=98.6%、MFR=3.8g/10min、大韓油化製)とを、65:35の質量比で押出機へ供給し、樹脂温度250℃で溶融した後、Tダイを用いて押出し、表面温度を95℃に保持した金属ドラムに巻きつけて固化させてキャスト原反シート1を作製した。
ポリプロピレン樹脂A(Mw=32万、Mw/Mn=9.3、DM=11.2、メソペンタッド分率[mmmm]=95%、HI=97.3%、MFR=4.9g/10min、プライムポリマー製)と、ポリプロピレン樹脂B1(Mw=35万、Mw/Mn=7.7、DM=7.2、メソペンタッド分率[mmmm]=96.5%、HI=98.6%、MFR=3.8g/10min、大韓油化製)とを、65:35の質量比で押出機へ供給し、樹脂温度250℃で溶融した後、Tダイを用いて押出し、表面温度を95℃に保持した金属ドラムに巻きつけて固化させてキャスト原反シート1を作製した。
<製造例2:キャスト原反シート2の作製>
ポリプロピレン樹脂B1に代えてポリプロピレン樹脂B2(Mw=38万、Mw/Mn=8.3、DM=0.6、メソペンタッド分率[mmmm]=96.7%、HI=98.8%、MFR=2.3g/10min、大韓油化製)を用いた以外は製造例1と同様にして、キャスト原反シート2を作製した。
ポリプロピレン樹脂B1に代えてポリプロピレン樹脂B2(Mw=38万、Mw/Mn=8.3、DM=0.6、メソペンタッド分率[mmmm]=96.7%、HI=98.8%、MFR=2.3g/10min、大韓油化製)を用いた以外は製造例1と同様にして、キャスト原反シート2を作製した。
<実施例1>
製造例1で得た未延伸のキャスト原反シート1を140℃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4.5倍に延伸し、直ちに室温に冷却した。引き続き、当該キャスト原反シート1を流れ方向に延伸して得られた延伸フィルムをテンターに導いて、延伸角度11°、横延伸温度158℃で幅方向に10倍に延伸した後、緩和、熱固定を施して、厚み2.3μmの二軸延伸ポリプロピレンフィルムを巻き取った。
製造例1で得た未延伸のキャスト原反シート1を140℃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4.5倍に延伸し、直ちに室温に冷却した。引き続き、当該キャスト原反シート1を流れ方向に延伸して得られた延伸フィルムをテンターに導いて、延伸角度11°、横延伸温度158℃で幅方向に10倍に延伸した後、緩和、熱固定を施して、厚み2.3μmの二軸延伸ポリプロピレンフィルムを巻き取った。
<実施例2>
二軸延伸ポリプロピレンフィルムの厚みを2.4μmとした以外は実施例1と同様にして、二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得た。
二軸延伸ポリプロピレンフィルムの厚みを2.4μmとした以外は実施例1と同様にして、二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得た。
<実施例3>
二軸延伸ポリプロピレンフィルムの厚みを2.5μmとした以外は実施例1と同様にして、二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得た。
二軸延伸ポリプロピレンフィルムの厚みを2.5μmとした以外は実施例1と同様にして、二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得た。
<実施例4>
二軸延伸ポリプロピレンフィルムの厚みを2.8μmとした以外は実施例1と同様にして、二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得た。
二軸延伸ポリプロピレンフィルムの厚みを2.8μmとした以外は実施例1と同様にして、二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得た。
<実施例5>
幅方向に延伸する際の横延伸温度を156℃とし、二軸延伸ポリプロピレンフィルムの厚みを2.0μmとした以外は実施例1と同様にして、二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得た。
幅方向に延伸する際の横延伸温度を156℃とし、二軸延伸ポリプロピレンフィルムの厚みを2.0μmとした以外は実施例1と同様にして、二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得た。
<実施例6>
キャスト原反シートを流れ方向に4.0倍に延伸し、幅方向に延伸する際の横延伸温度を156℃とした以外は実施例1と同様にして、二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得た。
キャスト原反シートを流れ方向に4.0倍に延伸し、幅方向に延伸する際の横延伸温度を156℃とした以外は実施例1と同様にして、二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得た。
<実施例7>
キャスト原反シートを流れ方向に4.0倍に延伸し、二軸延伸ポリプロピレンフィルムの厚みを2.5μmとした以外は実施例1と同様にして、二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得た。
キャスト原反シートを流れ方向に4.0倍に延伸し、二軸延伸ポリプロピレンフィルムの厚みを2.5μmとした以外は実施例1と同様にして、二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得た。
<実施例8>
キャスト原反シートを流れ方向に4.0倍に延伸した以外は実施例5と同様にして、二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得た。
キャスト原反シートを流れ方向に4.0倍に延伸した以外は実施例5と同様にして、二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得た。
<実施例9>
幅方向に延伸する際の延伸角度を9.0°とし、横延伸温度を156℃とした以外は実施例1と同様にして、二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得た。
幅方向に延伸する際の延伸角度を9.0°とし、横延伸温度を156℃とした以外は実施例1と同様にして、二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得た。
<実施例10>
製造例2で得た未延伸のキャスト原反シート2を使用し、幅方向に延伸する際の横延伸温度を165℃とした以外は実施例1と同様にして、二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得た。
製造例2で得た未延伸のキャスト原反シート2を使用し、幅方向に延伸する際の横延伸温度を165℃とした以外は実施例1と同様にして、二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得た。
<実施例11>
製造例2で得た未延伸のキャスト原反シート2を使用し、幅方向に延伸する際の横延伸温度を167℃とした以外は実施例1と同様にして、二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得た。
製造例2で得た未延伸のキャスト原反シート2を使用し、幅方向に延伸する際の横延伸温度を167℃とした以外は実施例1と同様にして、二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得た。
<比較例1>
幅方向に延伸する際の横延伸温度を165℃とした以外は実施例1と同様にして、二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得た。
幅方向に延伸する際の横延伸温度を165℃とした以外は実施例1と同様にして、二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得た。
<比較例2>
キャスト原反シートを流れ方向に5.0倍に延伸し、幅方向に延伸する際の横延伸温度を165℃とした以外は実施例1と同様にして、二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得た。
キャスト原反シートを流れ方向に5.0倍に延伸し、幅方向に延伸する際の横延伸温度を165℃とした以外は実施例1と同様にして、二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得た。
<比較例3>
幅方向に延伸する際の横延伸温度を165℃とした以外は実施例3と同様にして、二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得た。
幅方向に延伸する際の横延伸温度を165℃とした以外は実施例3と同様にして、二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得た。
<比較例4>
キャスト原反シートを流れ方向に5.0倍に延伸し、幅方向に延伸する際の横延伸温度を165℃とした以外は実施例3と同様にして、二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得た。
キャスト原反シートを流れ方向に5.0倍に延伸し、幅方向に延伸する際の横延伸温度を165℃とした以外は実施例3と同様にして、二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得た。
<比較例5>
幅方向に延伸する際の横延伸温度を154℃とした以外は実施例5と同様にして、二軸延伸ポリプロピレンフィルムを巻き取った。しかし、延伸破断によりコンデンサを作製するに必要な巻き長を得ることができず、コンデンサでの評価はできなかった。
幅方向に延伸する際の横延伸温度を154℃とした以外は実施例5と同様にして、二軸延伸ポリプロピレンフィルムを巻き取った。しかし、延伸破断によりコンデンサを作製するに必要な巻き長を得ることができず、コンデンサでの評価はできなかった。
<比較例6>
幅方向に延伸する際の延伸角度を14°とした以外は実施例9と同様にして、二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得た。
幅方向に延伸する際の延伸角度を14°とした以外は実施例9と同様にして、二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得た。
<比較例7>
幅方向に延伸する際の横延伸温度を158℃とした以外は実施例10と同様にして、二軸延伸ポリプロピレンフィルムを巻き取った。しかし、延伸破断によりコンデンサを作製するに必要な巻き長を得ることができず、コンデンサでの評価はできなかった。
幅方向に延伸する際の横延伸温度を158℃とした以外は実施例10と同様にして、二軸延伸ポリプロピレンフィルムを巻き取った。しかし、延伸破断によりコンデンサを作製するに必要な巻き長を得ることができず、コンデンサでの評価はできなかった。
<比較例8>
幅方向に延伸する際の延伸角度を8.0°とし、横延伸温度を156℃とした以外は実施例3と同様にして、二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得た。
幅方向に延伸する際の延伸角度を8.0°とし、横延伸温度を156℃とした以外は実施例3と同様にして、二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得た。
評価結果を以下の表2に示す。なお、表中、「<」は未満を意味する。例えば、<1は1未満を意味し、<−10は−10未満を意味する。また、表中、「/」は÷を意味する。例えば、TTD/TMDはTTD÷TMDの値である。また、表2の中の「−」は測定していない又は測定できなかったことを意味し、「[−]」は単位がないことを意味する。
Claims (7)
- コンデンサ用である請求項1に記載の二軸延伸ポリプロピレンフィルム。
- TD方向の引張弾性率とMD方向の引張弾性率の比率MTD/MMDが0.85以上1.8以下である、請求項1又は2に記載の二軸延伸ポリプロピレンフィルム。
- 分子量分布曲線において対数分子量Log(M)=4.5のときの微分分布値からLog(M)=6.0のときの微分分布値を引いた差(DM)が、Log(M)=6.0のときの微分分布値を100%とすると、10%以上18%以下であるポリプロピレン樹脂Aを含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の二軸延伸ポリプロピレンフィルム。
- 分子量分布曲線において対数分子量Log(M)=4.5のときの微分分布値からLog(M)=6.0のときの微分分布値を引いた差(DM)が、Log(M)=6.0のときの微分分布値を100%とすると、−1%以上10%未満であるポリプロピレン樹脂Bを含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の二軸延伸ポリプロピレンフィルム。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の二軸延伸ポリプロピレンフィルムの片面又は両面に金属膜を有する、金属化フィルム。
- 請求項6に記載の金属化フィルムを含む、コンデンサ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016256161 | 2016-12-28 | ||
JP2016256161 | 2016-12-28 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018519061A Division JP6365918B1 (ja) | 2016-12-28 | 2017-12-28 | 二軸延伸ポリプロピレンフィルム、金属化フィルム及びコンデンサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018197342A true JP2018197342A (ja) | 2018-12-13 |
Family
ID=62709597
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018519061A Active JP6365918B1 (ja) | 2016-12-28 | 2017-12-28 | 二軸延伸ポリプロピレンフィルム、金属化フィルム及びコンデンサ |
JP2018129059A Pending JP2018197342A (ja) | 2016-12-28 | 2018-07-06 | 二軸延伸ポリプロピレンフィルム、金属化フィルム及びコンデンサ |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018519061A Active JP6365918B1 (ja) | 2016-12-28 | 2017-12-28 | 二軸延伸ポリプロピレンフィルム、金属化フィルム及びコンデンサ |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20190315047A1 (ja) |
EP (1) | EP3564009B1 (ja) |
JP (2) | JP6365918B1 (ja) |
KR (1) | KR102194446B1 (ja) |
CN (1) | CN110139738B (ja) |
WO (1) | WO2018124300A1 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2020217930A1 (ja) * | 2019-04-22 | 2020-10-29 | ||
JPWO2021256350A1 (ja) * | 2020-06-17 | 2021-12-23 |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018056404A1 (ja) * | 2016-09-23 | 2018-03-29 | 王子ホールディングス株式会社 | 二軸延伸ポリプロピレンフィルム、コンデンサ用金属化フィルム、及び、コンデンサ |
US11961683B2 (en) | 2018-08-29 | 2024-04-16 | Oji Holdings Corporation | Biaxially stretched polypropylene film, metallized film, metallized film roll and film capacitor |
US20220021314A1 (en) * | 2020-07-17 | 2022-01-20 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Artificial muscle actuators comprising electrodes with an insulation bilayer |
CN117321714A (zh) * | 2021-03-31 | 2023-12-29 | 基美电子公司 | 耐热性改进的电子元件 |
Family Cites Families (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5929838B2 (ja) | 1977-11-28 | 1984-07-23 | シチズン時計株式会社 | 電子時計用ic回路 |
JPS5651329A (en) * | 1979-10-05 | 1981-05-08 | Toray Ind Inc | Manufacture of tempered polypropylene film |
JP3791038B2 (ja) | 1995-02-28 | 2006-06-28 | 東レ株式会社 | 耐熱耐電圧性コンデンサ用ポリプロピレンフィルム |
JP3752747B2 (ja) | 1996-10-17 | 2006-03-08 | 東レ株式会社 | コンデンサー |
SK287600B6 (sk) * | 1998-10-28 | 2011-03-04 | Trespaphan Gmbh | Biaxiálne orientovaná fólia so zlepšenou zmŕštiteľnosťou pri zvýšenej teplote a jej použitie na elektrickú izoláciu |
JP4929923B2 (ja) * | 2005-08-26 | 2012-05-09 | 東レ株式会社 | ポリプロピレンフィルムおよびその製造方法 |
JPWO2007034920A1 (ja) * | 2005-09-22 | 2009-03-26 | 三井化学株式会社 | エチレン系重合体、該重合体を含む熱可塑性樹脂組成物及び成形体 |
JP4784279B2 (ja) * | 2005-11-17 | 2011-10-05 | 王子製紙株式会社 | コンデンサーフィルム |
KR101537210B1 (ko) | 2007-11-07 | 2015-07-17 | 오지 홀딩스 가부시키가이샤 | 콘덴서용 이축연신 폴리프로필렌 필름 및 그것을 이용한 증착 필름 및 콘덴서 |
KR101690348B1 (ko) | 2009-03-17 | 2016-12-27 | 가부시키가이샤 프라임 폴리머 | 필름 콘덴서용 폴리프로필렌, 필름 콘덴서용 폴리프로필렌 시트, 그들의 제조방법, 및 그의 용도 |
JP5110605B2 (ja) * | 2009-04-28 | 2012-12-26 | 王子ホールディングス株式会社 | コンデンサー用二軸延伸ポリプロピレンフィルムおよびその金属蒸着フィルム |
JP5149240B2 (ja) * | 2009-06-04 | 2013-02-20 | 王子ホールディングス株式会社 | コンデンサー用二軸延伸ポリプロピレンフィルム、その金属蒸着フィルム及びキャスト原反シート |
JP5825103B2 (ja) * | 2010-06-29 | 2015-12-02 | 東レ株式会社 | 二軸配向ポリプロピレンフィルム、金属化フィルムおよびフィルムコンデンサ |
WO2012121256A1 (ja) * | 2011-03-10 | 2012-09-13 | 東レ株式会社 | 二軸延伸ポリプロピレンフィルム、金属化フィルム、およびフィルムコンデンサ |
KR101958687B1 (ko) * | 2012-01-11 | 2019-03-15 | 오지 홀딩스 가부시키가이샤 | 콘덴서용 2축 연신 폴리프로필렌 필름 |
KR101986868B1 (ko) | 2012-01-24 | 2019-06-07 | 도요보 가부시키가이샤 | 연신 폴리프로필렌 필름 |
JP6221481B2 (ja) * | 2012-08-09 | 2017-11-01 | 東洋紡株式会社 | ポリプロピレンフィルム |
EP2733157B1 (en) * | 2012-11-16 | 2015-01-07 | Borealis AG | Highly isotactic PP resin with wide melting distribution having improved BOPP film properties and easy processing characteristics |
CN105143321B (zh) | 2013-03-22 | 2019-05-03 | 东丽株式会社 | 双轴取向聚丙烯膜、金属化膜和膜电容器 |
JP5929838B2 (ja) * | 2013-05-30 | 2016-06-08 | 王子ホールディングス株式会社 | コンデンサー用二軸延伸ポリプロピレンフィルム |
CN105980457B (zh) | 2013-12-18 | 2019-03-22 | 博里利斯股份公司 | 具有改善的刚性/韧性平衡的bopp膜 |
JP5854180B1 (ja) * | 2014-03-28 | 2016-02-09 | 東レ株式会社 | 二軸配向ポリプロピレンフィルム |
KR20170131396A (ko) | 2015-03-27 | 2017-11-29 | 도레이 카부시키가이샤 | 콘덴서용 2축 배향 폴리프로필렌 필름, 금속 적층 필름 및 필름 콘덴서 |
JP6791128B2 (ja) | 2015-03-31 | 2020-11-25 | 日本ゼオン株式会社 | 延伸フィルムの製造方法、及び、延伸フィルム |
WO2016167328A1 (ja) * | 2015-04-15 | 2016-10-20 | 王子ホールディングス株式会社 | コンデンサ用二軸延伸ポリプロピレンフィルム |
-
2017
- 2017-12-28 EP EP17888298.1A patent/EP3564009B1/en active Active
- 2017-12-28 KR KR1020197015900A patent/KR102194446B1/ko active IP Right Grant
- 2017-12-28 CN CN201780080586.9A patent/CN110139738B/zh active Active
- 2017-12-28 US US16/470,127 patent/US20190315047A1/en not_active Abandoned
- 2017-12-28 WO PCT/JP2017/047353 patent/WO2018124300A1/ja unknown
- 2017-12-28 JP JP2018519061A patent/JP6365918B1/ja active Active
-
2018
- 2018-07-06 JP JP2018129059A patent/JP2018197342A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2020217930A1 (ja) * | 2019-04-22 | 2020-10-29 | ||
JP7192973B2 (ja) | 2019-04-22 | 2022-12-20 | 王子ホールディングス株式会社 | ポリプロピレンフィルム、金属層一体型ポリプロピレンフィルム、及び、フィルムコンデンサ |
JPWO2021256350A1 (ja) * | 2020-06-17 | 2021-12-23 | ||
WO2021256350A1 (ja) * | 2020-06-17 | 2021-12-23 | 東洋紡株式会社 | 二軸配向ポリプロピレンフィルム |
JP2022120153A (ja) * | 2020-06-17 | 2022-08-17 | 東洋紡株式会社 | 二軸配向ポリプロピレンフィルム |
JP7124980B2 (ja) | 2020-06-17 | 2022-08-24 | 東洋紡株式会社 | 二軸配向ポリプロピレンフィルム |
JP7276567B2 (ja) | 2020-06-17 | 2023-05-18 | 東洋紡株式会社 | 二軸配向ポリプロピレンフィルム |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN110139738A (zh) | 2019-08-16 |
WO2018124300A1 (ja) | 2018-07-05 |
EP3564009A1 (en) | 2019-11-06 |
KR102194446B1 (ko) | 2020-12-23 |
KR20190082269A (ko) | 2019-07-09 |
EP3564009A4 (en) | 2020-08-12 |
EP3564009B1 (en) | 2023-02-22 |
CN110139738B (zh) | 2021-04-27 |
JPWO2018124300A1 (ja) | 2018-12-27 |
JP6365918B1 (ja) | 2018-08-01 |
US20190315047A1 (en) | 2019-10-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6365918B1 (ja) | 二軸延伸ポリプロピレンフィルム、金属化フィルム及びコンデンサ | |
JP6304470B1 (ja) | 二軸延伸ポリプロピレンフィルム、コンデンサ用金属化フィルム、及び、コンデンサ | |
JP5929838B2 (ja) | コンデンサー用二軸延伸ポリプロピレンフィルム | |
US10431380B2 (en) | Biaxially stretched polypropylene film for capacitor | |
US10910164B2 (en) | Biaxially stretched polypropylene film for capacitors, metallized film, and capacitor | |
CN109320835B (zh) | 电容器用双轴拉伸聚丙烯薄膜 | |
JP7112661B2 (ja) | 二軸延伸ポリプロピレンフィルム、金属化フィルム、及び、コンデンサ | |
JP6766805B2 (ja) | コンデンサ用二軸延伸ポリプロピレンフィルム | |
JP6314509B2 (ja) | コンデンサ素子の製造方法 | |
WO2015151591A1 (ja) | コンデンサ用二軸延伸ポリプロピレンフィルム | |
JP6620830B2 (ja) | コンデンサ素子の製造方法 | |
JP2018022910A (ja) | コンデンサ用二軸延伸ポリプロピレンフィルム |