JP2022056903A - Polypropylene film with integrated metal layer, film capacitor, and manufacturing method of propylene film with integrated metal layer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、金属層一体型ポリプロピレンフィルム、フィルムコンデンサ、及び金属層一体型ポリプロピレンフィルムの製造方法に関する。 The present invention relates to a polypropylene film integrated with a metal layer, a film capacitor, and a method for manufacturing a polypropylene film integrated with a metal layer.
ポリプロピレンフィルムは、高い耐電圧性や低い誘電損失特性等の優れた電気特性を有し、且つ、高い耐湿性を有する。そのため、広く電子機器や電気機器に用いられている。具体的には、例えば、高電圧コンデンサ；コンバーター、インバーター等の電力変換回路のフィルター用コンデンサや平滑用コンデンサ等に使用されるフィルムとして利用されている。 The polypropylene film has excellent electrical characteristics such as high withstand voltage and low dielectric loss characteristics, and also has high moisture resistance. Therefore, it is widely used in electronic devices and electrical devices. Specifically, for example, it is used as a high-voltage capacitor; a film used for a filter capacitor, a smoothing capacitor, or the like of a power conversion circuit such as a converter or an inverter.
一般的に、二軸延伸ポリプロピレンフィルムは、熱収縮する特性を有している。例えば特許文献１のように、金属層を積層する前のポリプロピレンフィルムの熱収縮率を小さくするためには、なるべく熱収縮しないポリプロピレンフィルムを製造し得る原料樹脂を選択する必要がある。原料樹脂の選択の幅が狭くなるといった問題がある。
Generally, the biaxially stretched polypropylene film has a property of heat shrinkage. For example, as in
また、熱収縮率の小さいポリプロピレンフィルム（金属層を積層する前のポリプロピレンフィルム）を得るためには、その製造条件、例えば、キャストシートの製造条件（例えば、原料樹脂の溶融温度、キャスト温度等）や、キャストシートを延伸してポリプロピレンフィルムを形成する際の延伸処理条件（例えば、延伸時の温度、延伸倍率、ニップ圧等））の条件が、非常に限定的なものとなり、その他の品質（例えば、絶縁破壊強度などの電気特性）との両立（バランス）が困難になる場合があり得る。また、ポリプロピレンフィルムの熱収縮率を小さくするための原料樹脂の選択も、他の特性（例えば、耐電圧特性等）を犠牲にすることになる場合もあり得る。 Further, in order to obtain a polypropylene film having a small heat shrinkage rate (polypropylene film before laminating a metal layer), its manufacturing conditions, for example, casting sheet manufacturing conditions (for example, melting temperature of raw material resin, casting temperature, etc.). In addition, the conditions of the stretching treatment (for example, the temperature at the time of stretching, the stretching ratio, the nip pressure, etc.) when stretching the cast sheet to form the polypropylene film are very limited, and other qualities (for example). For example, it may be difficult to achieve compatibility (balance) with electrical characteristics such as insulation failure strength. Further, the selection of the raw material resin for reducing the heat shrinkage of the polypropylene film may also sacrifice other characteristics (for example, withstand voltage characteristics).
また、特許文献２には、金属層を積層する前のポリプロピレンフィルムの熱収縮率と、金属層を積層した後の金属層一体型ポリプロピレンフィルムの熱収縮率とを所定の範囲内に設定することによって、メタリコン電極の剥離を抑制する技術が開示されている。
Further, in
これに対して、本発明者が検討したところ、ポリプロピレンフィルムは、そのコンデンサを作製する過程で、金属層を形成する工程、および、その後の巻回工程、エージング工程、メタリコン溶射工程等において、ポリプロピレンフィルムに熱履歴が少なからず加わるため、たとえポリプロピレンフィルムの熱収縮率を小さくしたとしても、それで得られた金属層一体型ポリプロピレンフィルムを利用してフィルムコンデンサを形成し、さらにフィルムコンデンサが高温雰囲気下に晒された時に、素子形状が変化し、巻回層間のギャップが変わったり、素子の扁平カーブ部の歪・シワ入りすることによって、耐電圧性及び絶縁性が低下しやすくなり、高電圧を負荷した際に、ショートが発生しやすくなるという問題が生じることを知得した。本発明者は、金属層一体型ポリプロピレンフィルムの高温下での伸長率に着目し、蒸着工程の後の金属化フィルムに、後工程（エージング工程）以上の熱（熱履歴）を、予め与えることによって、安定した熱－機械特性を有するフィルムを得ることを試みた。 On the other hand, as a result of the study by the present inventor, the polypropylene film is made of polypropylene in the process of forming a metal layer in the process of manufacturing the capacitor, and in the subsequent winding step, aging step, metallikon spraying step and the like. Since a considerable amount of heat history is added to the film, even if the heat shrinkage of the polypropylene film is reduced, a film capacitor is formed using the polypropylene film integrated with the metal layer obtained from the polypropylene film, and the film capacitor is placed in a high temperature atmosphere. When exposed to, the shape of the element changes, the gap between the winding layers changes, and the flat curved part of the element is distorted and wrinkled, which tends to reduce the withstand voltage and insulation, resulting in high voltage. I learned that there is a problem that short circuits are likely to occur when a load is applied. The present inventor pays attention to the elongation rate of the polypropylene film integrated with a metal layer at a high temperature, and previously applies heat (heat history) equal to or higher than that of the post-process (aging process) to the metallized film after the vapor deposition process. Attempted to obtain a film with stable thermal-mechanical properties.
このような状況下、本発明は、１００℃以上の高温下で高い電圧を負荷してもショートしない特性をフィルムコンデンサに対して付与できる、金属層一体型ポリプロピレンフィルムを提供することを主な目的とする。 Under such circumstances, it is a main object of the present invention to provide a metal layer integrated polypropylene film capable of imparting a property of not short-circuiting to a film capacitor even when a high voltage is applied at a high temperature of 100 ° C. or higher. And.
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討を行った。その結果、ポリプロピレンフィルムと、ポリプロピレンフィルムの片面又は両面に積層された金属層とを有する金属層一体型ポリプロピレンフィルムにおいて、ＭＤの方向に２ＭＰａの静荷重を加えた状態で、２５℃から１０℃／分の昇温速度で加熱した場合に、１００℃、１２０℃、及び１３０℃における各伸長率が、それぞれ０％以上の特定の範囲に設定されることにより、高温雰囲気下における高い耐電圧性及び高い絶縁性を有するフィルムコンデンサが得られることを見出した。すなわち、本発明では、特許文献２に記載された熱収縮ではなく、伸長率を０％以上の所定範囲に設定する（すなわち、熱収縮しない）ことにより、前記の課題を解決し得ることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいてさらに検討を重ねることにより完成したものである。
The present inventors have made diligent studies to solve the above problems. As a result, in a polypropylene film integrated with a metal layer having a polypropylene film and a metal layer laminated on one side or both sides of the polypropylene film, a static load of 2 MPa is applied in the direction of MD, and the temperature is 25 ° C to 10 ° C /. When heated at a heating rate of 1 minute, each elongation rate at 100 ° C., 120 ° C., and 130 ° C. is set to a specific range of 0% or more, whereby high withstand voltage in a high temperature atmosphere and high withstand voltage It has been found that a film capacitor having high insulating properties can be obtained. That is, it has been found that the present invention can solve the above-mentioned problems by setting the elongation rate within a predetermined range of 0% or more (that is, no heat shrinkage) instead of the heat shrinkage described in
すなわち、本発明には、以下のものが含まれる。
項１． ポリプロピレンフィルムと、前記ポリプロピレンフィルムの片面又は両面に積層された金属層とを有する金属層一体型ポリプロピレンフィルムであって、
前記金属層一体型ポリプロピレンフィルムは、ＭＤの方向に２ＭＰａの静荷重を加えた状態で、２５℃から１０℃／分の昇温速度で加熱した場合に、２５℃での伸長率を０％とすると、１００℃での伸長率が０％以上１．８％以下であり、１２０℃での伸長率が０％以上２．３％以下であり、１３０℃での伸長率が０％以上２．７％以下である、金属層一体型ポリプロピレンフィルム。
項２． 前記金属層一体型ポリプロピレンフィルムは、ＭＤの方向に２ＭＰａの静荷重を加えた状態で、２５℃から１０℃／分の昇温速度で加熱した場合に、３０℃から１００℃までの伸長勾配が、０．０１０％／℃以上０．０３０％／℃以下である、項１に記載の金属層一体型ポリプロピレンフィルム。
項３． 前記金属層一体型ポリプロピレンフィルムは、ＭＤの方向に２ＭＰａの静荷重を加えた状態で、２５℃から１０℃／分の昇温速度で加熱して取得される、温度と伸長率との関係を示すグラフにおいて、変曲点の温度が１３０℃以上である、項１又は２に記載の金属層一体型ポリプロピレンフィルム。
項４． 厚さが０．８μｍ以上３．５μｍ以下である、項１～３のいずれか１項に記載の金属層一体型ポリプロピレンフィルム。
項５． コンデンサ用である、項１～４のいずれか１項に記載の金属層一体型ポリプロピレンフィルム。
項６． 巻回された項１～５のいずれか１項に記載の金属層一体型ポリプロピレンフィルムを有するか、又は、項１～５のいずれか１項に記載の金属層一体型ポリプロピレンフィルムが複数積層された構成を有する、フィルムコンデンサ。
項７． ポリプロピレンフィルムと、前記ポリプロピレンフィルムの片面又は両面に積層された金属層とを有する金属層一体型ポリプロピレンフィルムの製造方法であって、
前記ポリプロピレンフィルムの片面又は両面に金属層を積層し、金属層一体型ポリプロピレンフィルムを得る金属層積層工程と、
前記金属層積層工程で得られた金属層一体型ポリプロピレンフィルムを、１００℃以上１３０℃以下の温度で加熱する加熱工程と、
を備える、金属層一体型ポリプロピレンフィルムの製造方法。
That is, the present invention includes the following.
The metal layer-integrated polypropylene film has an elongation rate of 0% at 25 ° C. when heated at a heating rate of 25 ° C. to 10 ° C./min with a static load of 2 MPa applied in the direction of MD. Then, the elongation rate at 100 ° C. is 0% or more and 1.8% or less, the elongation rate at 120 ° C. is 0% or more and 2.3% or less, and the elongation rate at 130 ° C. is 0% or more and 2. A polypropylene film with an integrated metal layer of 7% or less.
Item 4. Item 6. The polypropylene film integrated with a metal layer according to any one of
Item 5. Item 6. The polypropylene film integrated with a metal layer according to any one of
Item 6. The polypropylene film integrated with the metal layer according to any one of
Item 7. A method for producing a polypropylene film integrated with a metal layer, which comprises a polypropylene film and a metal layer laminated on one side or both sides of the polypropylene film.
A metal layer laminating step of laminating a metal layer on one side or both sides of the polypropylene film to obtain a polypropylene film integrated with a metal layer.
A heating step of heating the polypropylene film integrated with the metal layer obtained in the metal layer laminating step at a temperature of 100 ° C. or higher and 130 ° C. or lower.
A method for manufacturing a polypropylene film integrated with a metal layer.
本発明によれば、１００℃以上の高温下で高い電圧を負荷してもショートしない特性をフィルムコンデンサに対して付与できる、金属層一体型ポリプロピレンフィルムを提供することができる。また、本発明によれば、当該金属層一体型ポリプロピレンフィルムを利用したフィルムコンデンサ、及び金属層一体型ポリプロピレンフィルムを提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a polypropylene film integrated with a metal layer, which can impart a property of not short-circuiting to a film capacitor even when a high voltage is applied at a high temperature of 100 ° C. or higher. Further, according to the present invention, it is possible to provide a film capacitor using the metal layer integrated polypropylene film and a metal layer integrated polypropylene film.
本実施形態に係る金属層一体型ポリプロピレンフィルムは、ポリプロピレンフィルムと、前記ポリプロピレンフィルムの片面又は両面に積層された金属層とを有する金属層一体型ポリプロピレンフィルムである。本実施形態に係る金属層一体型ポリプロピレンフィルムは、ＭＤ（Ｍａｃｈｉｎｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）の方向（流れ方向、あるいは長手方向とも言う）に２ＭＰａの静荷重を加えた状態で、２５℃から１０℃／分の昇温速度で加熱した場合に、２５℃での伸長率を０％とすると、１００℃での伸長率が０％以上１．８％以下であり、１２０℃での伸長率が０％以上２．３％以下であり、１３０℃での伸長率が０％以上２．７％以下であることを特徴とする。本実施形態に係る金属層一体型ポリプロピレンフィルムは、当該特徴を備えることにより、金属層一体型ポリプロピレンフィルムを利用してフィルムコンデンサを形成した場合に、１００℃以上の高温下で高い電圧を負荷してもショートしない特性をフィルムコンデンサに対して付与できる。以下、本実施形態に係る金属層一体型ポリプロピレンフィルムについて詳述する。 The polypropylene film integrated with a metal layer according to the present embodiment is a polypropylene film integrated with a metal layer having a polypropylene film and a metal layer laminated on one side or both sides of the polypropylene film. The polypropylene film integrated with a metal layer according to the present embodiment rises from 25 ° C. to 10 ° C./min in a state where a static load of 2 MPa is applied in the direction of MD (Machine Direction) (also referred to as flow direction or longitudinal direction). When heated at a temperature rate, assuming that the elongation rate at 25 ° C. is 0%, the elongation rate at 100 ° C. is 0% or more and 1.8% or less, and the elongation rate at 120 ° C. is 0% or more. It is characterized by having an elongation rate of 3% or less and an elongation rate at 130 ° C. of 0% or more and 2.7% or less. The metal layer-integrated polypropylene film according to the present embodiment is provided with the above characteristics, and when a film capacitor is formed by using the metal layer-integrated polypropylene film, a high voltage is applied at a high temperature of 100 ° C. or higher. However, it is possible to impart a characteristic that does not cause a short circuit to the film capacitor. Hereinafter, the polypropylene film integrated with the metal layer according to the present embodiment will be described in detail.
なお、本明細書において、数値範囲の「～」とは、以上と以下とを意味する。即ち、α～βという表記は、α以上β以下、或いは、β以上α以下を意味し、範囲としてα及びβを含む。 In addition, in this specification, "-" in a numerical range means the above and the following. That is, the notation α to β means α or more and β or less, or β or more and α or less, and includes α and β as a range.
また、本明細書において、メタリコン電極とは、金属層一体型ポリプロピレンフィルムが積層された側面に設けられ、内部電極としての金属層に電気的に接続された外部電極をいう。 Further, in the present specification, the metallikon electrode refers to an external electrode provided on the side surface on which a polypropylene film integrated with a metal layer is laminated and electrically connected to a metal layer as an internal electrode.
前記の通り、本実施形態に係る金属層一体型ポリプロピレンフィルムは、ＭＤの方向に２ＭＰａの静荷重を加えた状態で、２５℃から１０℃／分の昇温速度で加熱した場合に、２５℃での伸長率を０％とすると、１００℃での伸長率が０％以上１．８％以下であり、１２０℃での伸長率が０％以上２．３％以下であり、１３０℃での伸長率が０％以上２．７％以下に設定されている。すなわち、本実施形態に係る金属層一体型ポリプロピレンフィルムにおいては、金属層を形成する前のポリプロピレンフィルムの高温環境における特性ではなく、ポリプロピレンフィルムに金属層が形成された金属層一体型ポリプロピレンフィルムの高温環境（１００℃、１２０℃、及び１３０℃）における伸長率が０％以上の特定範囲に設定されている。伸長率が０％以上であるから、本実施形態に係る金属層一体型ポリプロピレンフィルムは、高温環境において熱収縮はしない。当該金属層一体型ポリプロピレンフィルムから形成されたフィルムコンデンサは、高温環境に晒された場合にも特にコンデンサ巻き方向（フィルムのＭＤに相当）の熱伸長／収縮といった熱変化がし難くなっており、結果として、巻回層間のギャップが変わったり、扁平型の素子においては、その扁平カーブ部の歪やシワ入りがなくなることので、高温環境下、高い電圧を負荷しても、コンデンサは、ショート破壊し難くなる。 As described above, the metal layer-integrated polypropylene film according to the present embodiment has a temperature of 25 ° C. to 10 ° C./min when heated at a heating rate of 25 ° C. to 10 ° C./min with a static load of 2 MPa applied in the direction of MD. When the elongation rate at 100 ° C. is 0%, the elongation rate at 100 ° C. is 0% or more and 1.8% or less, the elongation rate at 120 ° C. is 0% or more and 2.3% or less, and the elongation rate at 130 ° C. is 130 ° C. The elongation rate is set to 0% or more and 2.7% or less. That is, in the polypropylene film integrated with a metal layer according to the present embodiment, the high temperature of the polypropylene film integrated with a metal layer having a metal layer formed on the polypropylene film is not the characteristic of the polypropylene film before forming the metal layer in a high temperature environment. The elongation rate in the environment (100 ° C, 120 ° C, and 130 ° C) is set to a specific range of 0% or more. Since the elongation rate is 0% or more, the polypropylene film integrated with the metal layer according to the present embodiment does not shrink heat in a high temperature environment. The film capacitor formed from the polypropylene film integrated with the metal layer is less likely to undergo thermal changes such as thermal expansion / contraction in the capacitor winding direction (corresponding to MD of the film) even when exposed to a high temperature environment. As a result, the gap between the winding layers changes, and in a flat type element, the distortion and wrinkles of the flat curve part disappear, so even if a high voltage is applied in a high temperature environment, the capacitor will be short-circuited. It becomes difficult to do.
本実施形態の金属層一体型ポリプロピレンフィルムにおいて、前記の各温度における伸長率を備えさせるためには、例えば、後述の製造方法のように、金属層一体型ポリプロピレンフィルムを所定条件で熱処理する方法を採用することが好ましい。熱処理の具体的な方法については、後述する金属層一体型ポリプロピレンフィルムの製造方法の欄で詳述する。 In order to provide the elongation rate at each temperature of the metal layer integrated polypropylene film of the present embodiment, for example, a method of heat-treating the metal layer integrated polypropylene film under predetermined conditions, as in the manufacturing method described later, is used. It is preferable to adopt it. The specific method of heat treatment will be described in detail in the section of the method for producing a polypropylene film integrated with a metal layer, which will be described later.
本発明の効果をより一層好適に発揮する観点から、前記１００℃での伸長率は、好ましくは０～１．７％、より好ましくは０～１．５％、さらに好ましくは０～１％である。また、前記１２０℃での伸長率は、好ましくは０～２．２％、より好ましくは０～２％、さらに好ましくは０～１．９％である。また、前記１３０℃での伸長率は、好ましくは０～２．６％、より好ましくは０～２．５％、さらに好ましくは０～２．４％である。 From the viewpoint of more preferably exerting the effect of the present invention, the elongation rate at 100 ° C. is preferably 0 to 1.7%, more preferably 0 to 1.5%, still more preferably 0 to 1%. be. The elongation rate at 120 ° C. is preferably 0 to 2.2%, more preferably 0 to 2%, and even more preferably 0 to 1.9%. The elongation rate at 130 ° C. is preferably 0 to 2.6%, more preferably 0 to 2.5%, and even more preferably 0 to 2.4%.
＜金属層一体型ポリプロピレンフィルムの温度と伸長率との関係＞
これら各温度における伸縮率は、熱－機械測定装置（ＴＭＡ）を用い、金属層一体型ポリプロピレンフィルムについて、ＭＤの方向に２ＭＰａの静荷重を加えた状態で、２５℃から１０℃／分の昇温速度で加熱して、温度と伸長率との関係を示すグラフを取得して測定される値である。より詳細には、実施例に記載の方法による。
<Relationship between temperature and elongation rate of polypropylene film with integrated metal layer>
The expansion / contraction rate at each of these temperatures is increased from 25 ° C to 10 ° C / min using a thermal-mechanical measuring device (TMA) with a static load of 2 MPa applied in the direction of MD for the polypropylene film integrated with the metal layer. It is a value measured by acquiring a graph showing the relationship between the temperature and the elongation rate by heating at a temperature rate. More specifically, the method described in the examples is used.
また、本発明の効果をより一層好適に発揮する観点から、本実施形態の金属層一体型ポリプロピレンフィルムは、ＭＤの方向に２ＭＰａの静荷重を加えた状態で、２５℃から１０℃／分の昇温速度で加熱した場合に、３０℃から１００℃までの伸長勾配（すなわち平均線膨張係数）は、好ましくは０．０１０～０．０３０％／℃、より好ましくは０．０２０～０．０２５である。当該伸長勾配は、前記の＜金属層一体型ポリプロピレンフィルムの温度と伸長率との関係＞に記載の方法によって取得されるグラフに基づいて特定することができる。 Further, from the viewpoint of more preferably exerting the effect of the present invention, the metal layer integrated polypropylene film of the present embodiment has a static load of 2 MPa in the direction of MD, and is 25 ° C to 10 ° C / min. When heated at a heating rate, the elongation gradient from 30 ° C. to 100 ° C. (that is, the average linear expansion coefficient) is preferably 0.010 to 0.030% / ° C., more preferably 0.020 to 0.025. Is. The elongation gradient can be specified based on the graph obtained by the method described in <Relationship between temperature and elongation rate of polypropylene film integrated with metal layer>.
また、本発明の効果をより一層好適に発揮する観点から、本実施形態の金属層一体型ポリプロピレンフィルムに２ＭＰａの静荷重を加えた状態で、２５℃から１０℃／分の昇温速度で加熱して取得される、温度と伸長率との関係を示すグラフにおいて、変曲点の温度は、好ましくは１３０℃以上、より好ましくは１４０℃以上である。当該変曲点の温度は、例えば１６０℃以下、１５０℃以下である。当該変曲点は、前記の＜金属層一体型ポリプロピレンフィルムの温度と伸長率との関係＞に記載の方法によって取得されるグラフに基づいて特定することができる。なお、当該変曲点は、前記のグラフにおいて、昇温開始温度２５℃から最初に表れる変曲点を意味している。すなわち、当該変曲点よりも低温側には、変曲点が存在していない。 Further, from the viewpoint of more preferably exerting the effect of the present invention, the polypropylene film integrated with the metal layer of the present embodiment is heated at a heating rate of 25 ° C. to 10 ° C./min with a static load of 2 MPa applied. In the graph showing the relationship between the temperature and the elongation rate, the temperature of the inflection point is preferably 130 ° C. or higher, more preferably 140 ° C. or higher. The temperature of the inflection point is, for example, 160 ° C. or lower and 150 ° C. or lower. The inflection point can be specified based on the graph obtained by the method described in the above-mentioned <Relationship between temperature and elongation rate of metal layer integrated polypropylene film>. The inflection point means the inflection point that first appears from the temperature rise start temperature of 25 ° C. in the above graph. That is, there is no inflection on the lower temperature side than the inflection.
本実施形態において、金属層一体型ポリプロピレンフィルムの厚さは、好ましくは０．８μｍ以上、より好ましくは１．２μｍ以上、さらに好ましくは１．５μｍ以上、さらに好ましくは１．６μｍ以上、さらに好ましくは１．７μｍ以上、特に好ましくは１．８ｍ以上である。また、前記ポリプロピレンフィルムの厚さは、好ましくは３．５μｍ以下より好ましくは３．０μｍ以下、さらに好ましくは２．９μｍ以下、特に好ましくは２．８μｍ以下である。 In the present embodiment, the thickness of the polypropylene film integrated with the metal layer is preferably 0.8 μm or more, more preferably 1.2 μm or more, still more preferably 1.5 μm or more, still more preferably 1.6 μm or more, still more preferably 1.6 μm or more. It is 1.7 μm or more, particularly preferably 1.8 m or more. The thickness of the polypropylene film is preferably 3.5 μm or less, more preferably 3.0 μm or less, still more preferably 2.9 μm or less, and particularly preferably 2.8 μm or less.
前記金属層一体型ポリプロピレンフィルムの厚さは、シチズンセイミツ社製の紙厚測定器ＭＥＩ－１１を用いて１００±１０ｋＰａで測定したこと以外、ＪＩＳ－Ｃ２３３０に準拠して測定した値をいう。より詳細には、実施例に記載の方法による。 The thickness of the polypropylene film integrated with the metal layer refers to a value measured in accordance with JIS-C2330 except that it was measured at 100 ± 10 kPa using a paper thickness measuring instrument MEI-11 manufactured by Citizen Seimitsu. More specifically, the method described in the examples is used.
以下では、金属層を積層した後の製品としての金属層一体型ポリプロピレンフィルムが備えるポリプロピレンフィルムについて説明する。すなわち、以下では、金属層を積層する前であるのか、それとも、金属層を積層した後であるのかについて、特段に明記せずに、「ポリプロピレンフィルム」というときは、特段の断りがない限り、金属層を積層した後のポリプロピレンフィルムを意味することとして説明する。 Hereinafter, the polypropylene film provided in the polypropylene film integrated with the metal layer as a product after laminating the metal layers will be described. That is, in the following, without specifying specifically whether it is before laminating the metal layer or after laminating the metal layer, the term "polypropylene film" is used unless otherwise specified. It will be described as meaning a polypropylene film after laminating a metal layer.
前記ポリプロピレンフィルムの厚さは、好ましくは０．８μｍ以上、より好ましくは１．２μｍ以上、さらに好ましくは１．５μｍ以上、特に好ましくは１．８μｍ以上である。また、前記ポリプロピレンフィルムの厚さは、好ましくは３．５μｍ以下、より好ましくは３．０μｍ以下、さらに好ましくは２．９μｍ以下、特に好ましくは２．８μｍ以下である。 The thickness of the polypropylene film is preferably 0.8 μm or more, more preferably 1.2 μm or more, still more preferably 1.5 μm or more, and particularly preferably 1.8 μm or more. The thickness of the polypropylene film is preferably 3.5 μm or less, more preferably 3.0 μm or less, still more preferably 2.9 μm or less, and particularly preferably 2.8 μm or less.
前記ポリプロピレンフィルムの厚さが３．０μｍ以下であると、コンデンサ素子としたときの単位体積当たりの静電容量を大きくすることができるため、コンデンサ用として好適に使用できる。また、フィルムの製膜安定性の観点、及び、工程通過性（ハンドリング性）の観点から、前記ポリプロピレンフィルムの厚さは０．８μｍ以上とすることができる。
この点について、以下に詳細に説明する。
When the thickness of the polypropylene film is 3.0 μm or less, the capacitance per unit volume of a capacitor element can be increased, so that the polypropylene film can be suitably used for a capacitor. Further, from the viewpoint of film formation stability and process passability (handleability), the thickness of the polypropylene film can be 0.8 μm or more.
This point will be described in detail below.
ポリプロピレンフィルムは、厚さが薄いほど、単位体積当たりの静電容量を大きくできる。より具体的に説明すると、静電容量Ｃは、誘電率ε、電極面積Ｓ、誘電体厚さｄ（ポリプロピレンフィルムの厚さｄ）を用いて、以下のように表される。
Ｃ＝εＳ／ｄ
ここで、フィルムコンデンサの場合、電極の厚さは、ポリプロピレンフィルム（誘電体）の厚さと比較して３桁以上薄いため、電極の体積を無視すると、コンデンサの体積Ｖは、以下のように表される。
Ｖ＝Ｓｄ
従って、上記２つの式より、単位体積当たりの静電容量Ｃ／Ｖは、以下のように表される。
Ｃ／Ｖ＝ε／ｄ2
上記式から分かるように、単位体積当たりの静電容量（Ｃ／Ｖ）は、ポリプロピレンフィルム厚さの自乗に反比例する。また、誘電率εは、使用する材料により決まる。そうすると、材料を変更しない限りは、厚さを薄くすること以外で単位体積当たりの静電容量（Ｃ／Ｖ）を向上させることはできないことが分かる。
なお、電極面積は、単位体積当たりの静電容量（Ｃ／Ｖ）に影響しない。この点について以下に説明する。
The thinner the polypropylene film, the larger the capacitance per unit volume. More specifically, the capacitance C is expressed as follows using the dielectric constant ε, the electrode area S, and the dielectric thickness d (polypropylene film thickness d).
C = εS / d
Here, in the case of a film capacitor, the thickness of the electrode is three orders of magnitude or more thinner than the thickness of the polypropylene film (dielectric), so if the volume of the electrode is ignored, the volume V of the capacitor is shown in the table below. Will be done.
V = Sd
Therefore, from the above two equations, the capacitance C / V per unit volume is expressed as follows.
C / V = ε / d 2
As can be seen from the above equation, the capacitance (C / V) per unit volume is inversely proportional to the square of the polypropylene film thickness. The dielectric constant ε is determined by the material used. Then, it can be seen that the capacitance (C / V) per unit volume cannot be improved except by reducing the thickness unless the material is changed.
The electrode area does not affect the capacitance (C / V) per unit volume. This point will be described below.
同じ材料、同じ厚さのフィルムを巻回してコンデンサを作製する場合を想定する。例えば、ターン数（巻き数）を増やして、１０倍長く（電極面積を１０倍大きく）巻いたとする。そうすると、静電容量は１０倍になるが、体積も１０倍になるので単位体積当たりの静電容量（Ｃ／Ｖ）は、電極面積が変化しても変わらない。
上記説明は、理解を容易にするために理想化している。つまり、実際には、例えば、フィルム間にわずかな空隙が存在する場合があることや、電極端でのフリンジ効果の影響があること等により、面積に応じて単位体積当たりの静電容量（Ｃ／Ｖ）の値に多少の変化が見られる場合はある。しかしながら、一般的には、単位体積当たりの静電容量（Ｃ／Ｖ）は、ポリプロピレンフィルム厚さによって決まるということが理解できる。
It is assumed that a capacitor is manufactured by winding a film of the same material and the same thickness. For example, it is assumed that the number of turns (number of turns) is increased and the winding is performed 10 times longer (the electrode area is increased 10 times). Then, the capacitance becomes 10 times, but the volume also becomes 10 times, so that the capacitance (C / V) per unit volume does not change even if the electrode area changes.
The above description is idealized for ease of understanding. That is, in reality, for example, there may be a slight gap between the films, or there is an influence of the fringe effect at the electrode end, so that the capacitance per unit volume (C) depends on the area. There may be some changes in the value of / V). However, in general, it can be understood that the capacitance (C / V) per unit volume is determined by the thickness of the polypropylene film.
以上より、前記ポリプロピレンフィルムの厚さは、絶縁性及び／あるいは耐電圧性が担保される範囲内で、なるべく薄くすることが好ましい。そこで、前記ポリプロピレンフィルムの厚さは、３．０μｍ以下であることが好ましい。
一方で、ポリプロピレンフィルムの厚さが薄くなると、ハンドリング性が極まて悪くなるため、製膜およびコンデンサの作製作業が極めて難しくなり、工程通過性が悪化する傾向にある。さらにその上、薄いがが故に、製膜工程においても、破れ（破断）等が発生し、製膜が不安定になりやすい。そこで、前記ポリプロピレンフィルムの厚さは、０．８μｍ以上であることが好ましい。
From the above, it is preferable that the thickness of the polypropylene film is as thin as possible within the range in which the insulating property and / or the withstand voltage property is guaranteed. Therefore, the thickness of the polypropylene film is preferably 3.0 μm or less.
On the other hand, when the thickness of the polypropylene film becomes thin, the handleability becomes extremely poor, so that the film forming and the manufacturing work of the capacitor become extremely difficult, and the process passability tends to be deteriorated. Furthermore, because it is thin, tearing (breaking) or the like occurs even in the film forming process, and the film forming tends to become unstable. Therefore, the thickness of the polypropylene film is preferably 0.8 μm or more.
本発明および本明細書における前記ポリプロピレンフィルムの厚さは、前記金属層一体型ポリプロピレンフィルムの厚さから、金属層の厚さ（膜抵抗から換算される金属層の厚さ）を引くことにより得られるものとして規定している。
金属層一体型ポリプロピレンフィルム中の金属層の厚さは０．１～１０ｎｍが好ましい。金属層の厚さが０．１～１０ｎｍである場合、金属層一体型ポリプロピレンフィルムの厚さと前記ポリプロピレンフィルムの厚さは、本実施例に記載の測定方法では、同程度の値を示す。
The thickness of the polypropylene film in the present invention and the present specification is obtained by subtracting the thickness of the metal layer (the thickness of the metal layer converted from the film resistance) from the thickness of the polypropylene film integrated with the metal layer. It is stipulated as being.
The thickness of the metal layer in the polypropylene film integrated with the metal layer is preferably 0.1 to 10 nm. When the thickness of the metal layer is 0.1 to 10 nm, the thickness of the polypropylene film integrated with the metal layer and the thickness of the polypropylene film show similar values in the measuring method described in this embodiment.
前記ポリプロピレンフィルムは、二軸延伸フィルムである二軸延伸には、同時二軸延伸、逐次二軸延伸などがあるが、いずれでも構わない。ポリプロピレンフィルムは、二軸延伸を施すことによって、分子が極めて強く配向し、力学特性、熱特性、電気特性なの諸物性が向上及び／あるいは安定化し、工業用途に好ましく用いられる。しかしその一方、二軸延伸フィルムは、ある一定の熱（高温）にさらされると、配向が緩和して無配向状態に戻ろうとする作用が働き、いわゆる（熱）収縮が発生する。 The polypropylene film is a biaxially stretched film, and biaxial stretching includes simultaneous biaxial stretching, sequential biaxial stretching, and the like, but any of them may be used. Polypropylene film is preferably used for industrial applications because the molecules are extremely strongly oriented by biaxial stretching, and various physical properties such as mechanical properties, thermal properties, and electrical properties are improved and / or stabilized. However, on the other hand, when the biaxially stretched film is exposed to a certain heat (high temperature), the orientation is relaxed and the action of returning to the non-oriented state works, and so-called (heat) shrinkage occurs.
前記ポリプロピレンフィルムは、面配向係数ΔＰが０．０１０～０．０１６であることが好ましく、０．０１１～０．０１５５であることがより好ましく、０．０１１５～０．０１５であることがさらに好ましい。 The polypropylene film preferably has a plane orientation coefficient ΔP of 0.010 to 0.016, more preferably 0.011 to 0.0155, and even more preferably 0.0115 to 0.015. ..
前記ポリプロピレンフィルムの面配向係数ΔＰが前記範囲内にあると、高温且つ高電圧下における絶縁破壊をより低減できるため好ましい。 When the surface orientation coefficient ΔP of the polypropylene film is within the above range, insulation breakdown under high temperature and high voltage can be further reduced, which is preferable.
＜面配向係数ΔＰ＞
本明細書において、「面配向係数ΔＰ」とは、光学的複屈折測定により求めたポリプロピレンフィルムの厚さ方向に対する複屈折値ΔＮｙｚ及びΔＮｘｚの値から算出される面配向係数ΔＰ（ただし、ΔＰ＝（ΔＮｙｚ＋ΔＮｘｚ）／２）をいう。
本明細書において、ポリプロピレンフィルムの厚さ方向に対する「複屈折値ΔＮｙｚ」とは、光学的複屈折測定により求められる厚さ方向に対する複屈折値ΔＮｙｚをいう。より具体的には、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軸とし、面内方向のうち、屈折率のより高い方向の遅相軸をｘ軸とすると、ｙ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ΔＮｙｚとなる。
<Surface orientation coefficient ΔP>
In the present specification, the “plane orientation coefficient ΔP” is a surface orientation coefficient ΔP calculated from the values of the birefringence values ΔNyz and ΔNxz in the thickness direction of the polypropylene film obtained by the optical birefringence measurement (where ΔP =). (ΔNyz + ΔNxz) / 2).
In the present specification, the "birefringence value ΔNyz" in the thickness direction of the polypropylene film means the birefringence value ΔNyz in the thickness direction obtained by the optical birefringence measurement. More specifically, the main axis in the in-plane direction of the film is the x-axis and the y-axis, and the thickness direction of the film (normal direction with respect to the in-plane direction) is the z-axis. Assuming that the slow axis in the higher direction is the x-axis, the value obtained by subtracting the three-dimensional refractive index in the z-axis direction from the three-dimensional refractive index in the y-axis direction is the double refraction value ΔNyz.
また、本明細書において、ポリプロピレンフィルムの厚さ方向に対する「複屈折値ΔＮｘｚ」とは、光学的複屈折測定により求められる厚さ方向に対する複屈折値ΔＮｘｚをいい、より具体的には、ｘ軸（遅相軸）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。 Further, in the present specification, the "birefringence value ΔNxz" in the thickness direction of the polypropylene film means the birefringence value ΔNxz in the thickness direction obtained by the optical birefringence measurement, and more specifically, the x-axis. The value obtained by subtracting the three-dimensional refractive index in the z-axis direction from the three-dimensional refractive index in the (slow-phase axis) direction is the birefringence value ΔNxz.
本実施形態では、ポリプロピレンフィルムの厚さ方向に対する「複屈折値ΔＮｙｚ」を測定するために、具体的には、大塚電子株式会社製、位相差測定装置 ＲＥ－１００を用いる。レタデーション（位相差）の測定は傾斜法を用いて行う。より具体的には、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軸とし、面内方向のうち、屈折率のより高い方向の遅相軸をｘ軸とする。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る。得られたレタデーション値から、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」に記載の方法を用いて、厚さ方向（ｚ軸方向）に対するｙ軸方向の複屈折ΔＮｙｚを計算する。まず、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さｄで割ったＲ／ｄを求める。φ＝１０°、２０°、３０°、４０°、５０°のそれぞれの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、それぞれのφにおける複屈折ΔＮｚｙとし、正負の符号を逆にして複屈折値ΔＮｙｚとする。φ＝２０°、３０°、４０°、５０°におけるΔＮｙｚの平均値として、複屈折値ΔＮｙｚを算出する。なお、例えば、逐次延伸法において、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）となり、ＭＤ方向がｙ軸となる。また、ポリプロピレンを用いる場合、ポリプロピレンについての、各傾斜角における屈折角ｒの値は、前記文献の１０９頁に記載されているものを用いる。 In the present embodiment, in order to measure the "birefringence value ΔNyz" in the thickness direction of the polypropylene film, specifically, a phase difference measuring device RE-100 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. is used. The retardation (phase difference) is measured using the tilt method. More specifically, the main axis in the in-plane direction of the film is the x-axis and the y-axis, and the thickness direction of the film (normal direction with respect to the in-plane direction) is the z-axis. Let the slower axis in the higher direction be the x-axis. With the x-axis as the tilt axis, each retardation value when tilted by 10 ° with respect to the z-axis in the range of 0 ° to 50 ° is obtained. From the obtained retardation value, the y-axis direction with respect to the thickness direction (z-axis direction) was used using the method described in the non-patent document "Yu Awaya, Introduction to Birefringence Microscopes for Polymer Materials, pp. 105-120, 2001". The birefringence ΔNyz of is calculated. First, for each inclination angle φ, the measured retardation value R is divided by the inclination-corrected thickness d to obtain R / d. For each R / d of φ = 10 °, 20 °, 30 °, 40 °, and 50 °, find the difference from the R / d of φ = 0 °, and divide them by sin2r (r: refraction angle). The birefringence ΔNyz at each φ is used, and the positive and negative signs are reversed to obtain the birefringence value ΔNyz. The birefringence value ΔNyz is calculated as the average value of ΔNyz at φ = 20 °, 30 °, 40 °, and 50 °. For example, in the sequential stretching method, when the stretching ratio in the TD direction (width direction) is higher than the stretching ratio in the MD direction (flow direction), the TD direction becomes the slow phase axis (x axis) and the MD direction is y. It becomes the axis. When polypropylene is used, the value of the refraction angle r at each inclination angle of polypropylene is described on page 109 of the above-mentioned document.
また、本実施形態では、ポリプロピレンフィルムの厚さ方向に対する「複屈折値ΔＮｘｚ」は、傾斜角φ＝０°で測定された上記レタデーション値Ｒを、厚さｄで割った値より、前述で求めたΔＮｚｙを除算し、複屈折値ΔＮｘｚを算出する。 Further, in the present embodiment, the "birefringence value ΔNxz" in the thickness direction of the polypropylene film is obtained by the above-mentioned value obtained by dividing the above retardation value R measured at an inclination angle φ = 0 ° by the thickness d. Divide the ΔNzy to calculate the birefringence value ΔNxz.
前記ポリプロピレンフィルムは、ポリプロピレン樹脂を含んでおり、特にその構成材料は限定されない。 The polypropylene film contains a polypropylene resin, and its constituent material is not particularly limited.
前記ポリプロピレン樹脂の含有量は、ポリプロピレンフィルム全体に対して（ポリプロピレンフィルム全体を１００質量％としたときに）、好ましくは９０質量％以上、より好ましくは９５質量％以上である。前記ポリプロピレン樹脂の含有量の上限は、ポリプロピレンフィルム全体に対して、例えば、１００質量％、９８質量％等である。前記ポリプロピレン樹脂は、一種のポリプロピレン樹脂を単独で含むものであってもよく、二種以上のポリプロピレン樹脂を含むものであってもよい。前記ポリプロピレン樹脂は、ホモポリプロピレン樹脂であることが好ましい。 The content of the polypropylene resin is preferably 90% by mass or more, more preferably 95% by mass or more, based on the entire polypropylene film (assuming 100% by mass of the entire polypropylene film). The upper limit of the content of the polypropylene resin is, for example, 100% by mass, 98% by mass, or the like with respect to the entire polypropylene film. The polypropylene resin may contain one kind of polypropylene resin alone, or may contain two or more kinds of polypropylene resins. The polypropylene resin is preferably a homopolypropylene resin.
ここで、前記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二種以上である場合、含有量の多い方のポリプロピレン樹脂を、本明細書では、「主成分のポリプロピレン樹脂」という。また、前記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一種である場合、当該ポリプロピレン樹脂を、本明細書では、「主成分のポリプロピレン樹脂」という。 Here, when the polypropylene resin contained in the polypropylene film contains two or more kinds, the polypropylene resin having the larger content is referred to as "main component polypropylene resin" in the present specification. When the polypropylene resin contained in the polypropylene film is one kind, the polypropylene resin is referred to as "main component polypropylene resin" in the present specification.
以下、本明細書において、主成分であるか否かを特に明記せずに「ポリプロピレン樹脂」というときは、特段の断りがない限り、主成分としてのポリプロピレン樹脂と、主成分以外のポリプロピレン樹脂との両方を意味する。例えば、「前記ポリプロピレン樹脂の重量平均分子量Ｍｗは、２５万以上４５万以下であることが好ましい。」と記載されている場合、主成分としてのポリプロピレン樹脂の重量平均分子量Ｍｗが２５万以上４５万以下であることが好ましいことと、主成分以外のポリプロピレン樹脂の重量平均分子量Ｍｗが２５万以上４５万以下であることが好ましいこととの両方を意味する。 Hereinafter, in the present specification, when the term "polypropylene resin" is used without specifying whether or not it is the main component, unless otherwise specified, the polypropylene resin as the main component and the polypropylene resin other than the main component are used. Means both. For example, when it is described that "the weight average molecular weight Mw of the polypropylene resin is preferably 250,000 or more and 450,000 or less", the weight average molecular weight Mw of the polypropylene resin as a main component is 250,000 or more and 450,000 or less. It means that it is preferable that the weight average molecular weight Mw of the polypropylene resin other than the main component is 250,000 or more and 450,000 or less.
前記ポリプロピレン樹脂の重量平均分子量Ｍｗは、２５万以上４５万以下であることが好ましく、２５万以上４０万以下であることがより好ましい。前記ポリプロピレン樹脂の重量平均分子量Ｍｗが２５万以上４５万以下であると、樹脂流動性が適度となる。その結果、キャスト原反シートの厚さの制御が容易であり、厚み均一性が良好で薄い延伸フィルムを作製することが容易となる。また、二軸延伸ポリプロピレンフィルムの力学特性、熱－機械特性、延伸成形性等の観点からも重量平均分子量Ｍｗは、２５万以上４５万以下であることが好ましい。ポリプロピレン樹脂を２種以上使用する場合、上記Ｍｗが２５万以上３３万未満のポリプロピレン樹脂と上記Ｍｗが３３万以上４５万以下のポリプロピレン樹脂を併用することが好ましい。
前記ポリプロピレン樹脂の数平均分子量Ｍｎは、３００００以上５３０００以下であることが好ましく、３３０００以上５２０００以下であることがより好ましい。
前記ポリプロピレン樹脂のｚ平均分子量Ｍｚは、５０００００以上２１０００００以下であることが好ましく、７０００００以上１７０００００以下であることがより好ましい。
The weight average molecular weight Mw of the polypropylene resin is preferably 250,000 or more and 450,000 or less, and more preferably 250,000 or more and 400,000 or less. When the weight average molecular weight Mw of the polypropylene resin is 250,000 or more and 450,000 or less, the resin fluidity becomes appropriate. As a result, it is easy to control the thickness of the cast raw sheet, and it is easy to produce a thin stretched film having good thickness uniformity. Further, from the viewpoint of mechanical properties, thermal-mechanical properties, stretch moldability, etc. of the biaxially stretched polypropylene film, the weight average molecular weight Mw is preferably 250,000 or more and 450,000 or less. When two or more kinds of polypropylene resins are used, it is preferable to use the polypropylene resin having Mw of 250,000 or more and less than 330,000 and the polypropylene resin having Mw of 330,000 or more and 450,000 or less in combination.
The number average molecular weight Mn of the polypropylene resin is preferably 30,000 or more and 53,000 or less, and more preferably 33,000 or more and 52,000 or less.
The z average molecular weight Mz of the polypropylene resin is preferably 500,000 or more and 210000 or less, and more preferably 700,000 or more and 170000 or less.
前記ポリプロピレン樹脂の分子量分布［（重量平均分子量Ｍｗ）／（数平均分子量Ｍｎ）］は、５以上１２以下であることが好ましく、５以上１１以下であることがより好ましく、５以上１０以下であることがさらに好ましい。前記ポリプロピレン樹脂の分子量分布［（重量平均分子量Ｍｗ）／（数平均分子量Ｍｎ）］が５以上１２以下であると、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。
前記ポリプロピレン樹脂の分子量分布［（ｚ平均分子量Ｍｚ）／（数平均分子量Ｍｎ）］は、１０以上７０以下であることが好ましく、１５以上６０以下であることがより好ましく、１５以上５０以下であることがさらに好ましい。
The molecular weight distribution [(weight average molecular weight Mw) / (number average molecular weight Mn)] of the polypropylene resin is preferably 5 or more and 12 or less, more preferably 5 or more and 11 or less, and 5 or more and 10 or less. Is even more preferable. When the molecular weight distribution [(weight average molecular weight Mw) / (number average molecular weight Mn)] of the polypropylene resin is 5 or more and 12 or less, appropriate resin fluidity is obtained during biaxial stretching, and ultrathinning without uneven thickness is obtained. This is preferable because it makes it easy to obtain the biaxially stretched propylene film.
The molecular weight distribution [(z average molecular weight Mz) / (number average molecular weight Mn)] of the polypropylene resin is preferably 10 or more and 70 or less, more preferably 15 or more and 60 or less, and 15 or more and 50 or less. Is even more preferable.
本明細書において、前記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）、ｚ平均分子量（Ｍｚ）、及び、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ、及び、Ｍｚ／Ｍｎ）は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ（ＧＰＣ）装置を用いて測定した値である。より具体的には、東ソー株式会社製、示差屈折計（ＲＩ）内蔵型高温ＧＰＣ測定機のＨＬＣ－８１２１ＧＰＣ－ＨＴ（商品名）を使用して測定した値である。ＧＰＣカラムとして、東ソー株式会社製の３本のＴＳＫｇｅｌ ＧＭＨＨＲ－Ｈ（２０）ＨＴを連結して使用する。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、Ｍｎ及びＭｚを得る。ここで、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。 In the present specification, the weight average molecular weight (Mw), the number average molecular weight (Mn), the z average molecular weight (Mz), and the molecular weight distribution (Mw / Mn, and Mz / Mn) of the polypropylene resin are gel permeations. It is a value measured using a chromatograph (GPC) device. More specifically, it is a value measured by using HLC-8121GPC-HT (trade name) of a high temperature GPC measuring machine with a built-in differential refractometer (RI) manufactured by Tosoh Corporation. As a GPC column, three TSKgel GMHHR-H (20) HTs manufactured by Tosoh Corporation are connected and used. The column temperature is set to 140 ° C., and trichlorobenzene is flowed as an eluent at a flow rate of 1.0 ml / 10 minutes to obtain measured values of Mw and Mn. A calibration curve with respect to the molecular weight M is prepared using standard polystyrene manufactured by Tosoh Corporation, and the measured values are converted into polystyrene values to obtain Mw, Mn and Mz. Here, the logarithm of the base 10 of the molecular weight M of standard polystyrene is referred to as a logarithmic molecular weight (“Log (M)”).
前記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（以下、「微分分布値差ＤM」ともいう）が、－５％以上１４％以下であることが好ましく、－４％以上１２％以下であることがより好ましく、－４％以上１０％以下であることがさらに好ましい。
なお、「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（微分分布値差ＤM）が、－５％以上１４％以下である」とは、前記ポリプロピレン樹脂の有するＭｗの値より、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の対数分子量Ｌｏｇ（Ｍ）＝４．５の成分と、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のＬｏｇ（Ｍ）＝６．０前後の成分とを比較したときに、差分が正の場合は低分子量成分の方が多く、差分が負の場合は高分子量成分の方が多いと理解できる。
The polypropylene resin is the difference obtained by subtracting the differential distribution value when Log (M) = 6.0 from the differential distribution value when the logarithmic molecular weight Log (M) = 4.5 in the molecular weight differential distribution curve (hereinafter,). The "differential distribution value difference DM ") is preferably -5% or more and 14% or less, more preferably -4% or more and 12% or less, and -4% or more and 10% or less. Is even more preferable.
In addition, "the difference (differential distribution value difference DM) obtained by subtracting the differential distribution value when Log ( M ) = 6.0 from the differential distribution value when the logarithmic molecular weight Log (M) = 4.5 is-. "5% or more and 14% or less" is a typical distribution of components having a molecular weight of 10,000 to 100,000 on the low molecular weight side (hereinafter, also referred to as "low molecular weight components") based on the Mw value of the polypropylene resin. Log (M) as a typical distribution value of a component having a logarithmic molecular weight Log (M) = 4.5 as a value and a component having a molecular weight of about 1 million on the high molecular weight side (hereinafter, also referred to as “high molecular weight component”). When comparing the components around = 6.0, it can be understood that when the difference is positive, there are more low molecular weight components, and when the difference is negative, there are more high molecular weight components.
つまり、例えば、分子量分布Ｍｗ／Ｍｎが５～１２である場合を例にすると、分子量分布Ｍｗ／Ｍｎが５～１２であるといっても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、樹脂流動性、延伸成形性、厚み均一性の観点から、前記ポリプロピレン樹脂は、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、微分分布値差が－５％以上１４％以下となるようにポリプロピレン樹脂を使用することが好ましい。 That is, for example, in the case where the molecular weight distribution Mw / Mn is 5 to 12, even if the molecular weight distribution Mw / Mn is 5 to 12, it merely indicates the breadth of the molecular weight distribution width. , The quantitative relationship between the high molecular weight component and the low molecular weight component in it is unknown. Therefore, from the viewpoints of resin fluidity, stretch moldability, and thickness uniformity, the polypropylene resin has a differential distribution value difference of -5% as compared with a component having a molecular weight of 10,000 to 100,000 and a component having a molecular weight of 1 million. It is preferable to use polypropylene resin so as to be 14% or more and 14% or less.
前記微分分布値は、ＧＰＣを用いて、次のようにして得た値である。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できる。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とる。 The differential distribution value is a value obtained as follows using GPC. A curve (generally also referred to as an "elution curve") indicating the intensity over time obtained by a GPC differential refractometer (RI) detector is used. Using the calibration curve obtained using standard polystyrene, the time axis is converted to a logarithmic molecular weight (Log (M)) to convert the elution curve into a curve showing the strength against Log (M). Since the RI detection intensity is proportional to the component concentration, an integral distribution curve with respect to the logarithmic molecular weight Log (M) can be obtained, assuming that the total area of the curve showing the intensity is 100%. The differential distribution curve is obtained by differentiating this integral distribution curve with Log (M). Therefore, the "differential distribution" means the differential distribution of the concentration fraction with respect to the molecular weight. From this curve, the differential distribution value at a specific Log (M) is read.
前記ポリプロピレン樹脂のメソペンタッド分率（［ｍｍｍｍ］）は、９８．０％未満であることが好ましく、９７．５％以下であることがより好ましく、９７．４％以下であることがさらに好ましく、９７．０％以下であることが特に好ましい。また、前記メソペンタッド分率は、９４．０％以上であることが好ましく、９４．５％以上であることがより好ましく、９５．０％以上がさらに好ましい。メソペンタッド分率が前記数値範囲内であると、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、初期耐電圧性および長期間に渡る耐電圧性が向上する一方、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。 The mesopentad fraction ([mm mm]) of the polypropylene resin is preferably less than 98.0%, more preferably 97.5% or less, still more preferably 97.4% or less, 97. It is particularly preferable that it is 0.0% or less. The mesopentad fraction is preferably 94.0% or more, more preferably 94.5% or more, still more preferably 95.0% or more. When the mesopentad fraction is within the above numerical range, the crystallinity of the resin is moderately improved due to the moderately high stereoregularity, and the initial withstand voltage and the withstand voltage over a long period of time are improved, while the cast raw sheet is used. The desired stretchability can be obtained by an appropriate solidification (crystallization) rate at the time of molding.
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。本明細書において、メソペンタッド分率（［ｍｍｍｍ］）は、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を利用して測定した値をいう。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ｏ－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。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。 The mesopentad fraction ([mm mm]) is an index of stereoregularity that can be obtained by high temperature nuclear magnetic resonance (NMR) measurements. In the present specification, the mesopentad fraction ([mm mm]) refers to a value measured by using a high-temperature Fourier transform nuclear magnetic resonance apparatus (high-temperature FT-NMR) manufactured by JEOL Ltd., JNM-ECP500. The observation nucleus is 13 C (125 MHz), the measurement temperature is 135 ° C, and the solvent for dissolving the polypropylene resin is o-dichlorobenzene (ODCB: ODCB and deuterated ODCB mixed solvent (mixing ratio = 4/1). ) Is used. For the measurement method by high temperature NMR, refer to, for example, the method described in "Japan Analytical Chemistry / Polymer Analysis Research Council, New Edition Polymer Analysis Handbook, Kii Kuniya Bookstore, 1995, p. 610". Can be done.
前記ポリプロピレン樹脂のヘプタン不溶分（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９９．０％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９９．５％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、キャスト原反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。 The heptane insoluble content (HI) of the polypropylene resin is preferably 96.0% or more, more preferably 97.0% or more. The heptane insoluble content (HI) of the polypropylene resin is preferably 99.5% or less, more preferably 99.0% or less. Here, the larger the heptane insoluble content, the higher the stereoregularity of the resin. When the heptane insoluble content (HI) is 96.0% or more and 99.5% or less, the crystallinity of the resin is appropriately improved due to the moderately high stereoregularity, and the withstand voltage at high temperature is improved. do. On the other hand, the rate of solidification (crystallization) at the time of forming the cast raw sheet is moderate, and it has an appropriate stretchability.
前記ポリプロピレン樹脂のメルトフローレート（ＭＦＲ）は、１．０～８．０ｇ／１０ｍｉｎであることが好ましく、１．５～７．０ｇ／１０ｍｉｎであることがより好ましく、２．０～６．０ｇ／１０ｍｉｎであることがさらに好ましい。 The melt flow rate (MFR) of the polypropylene resin is preferably 1.0 to 8.0 g / 10 min, more preferably 1.5 to 7.0 g / 10 min, and 2.0 to 6.0 g. It is more preferably / 10 min.
前記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二種類以上である場合、主成分のポリプロピレン樹脂は、少なくとも重量平均分子量Ｍｗが２５万以上３４．５万未満であり、ＭＦＲが４～８ｇ／１０ｍｉｎであることが好ましい。また、前記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二種類以上である場合、主成分以外のポリプロピレン樹脂は、少なくとも重量平均分子量Ｍｗが３４．５万以上４５万以下であり、ＭＦＲが１ｇ／１０ｍｉｎ以上４ｇ／１０ｍｉｎ未満（更に好ましくは１ｇ／１０ｍｉｎ以上３．９ｇ／１０ｍｉｎ以下）であることが好ましい。 When two or more kinds of polypropylene resins are contained in the polypropylene film, the polypropylene resin as a main component has a weight average molecular weight Mw of at least 250,000 or more and less than 345,000, and an MFR of 4 to 8 g / 10 min. Is preferable. When the polypropylene resin contains two or more types of polypropylene resin, the polypropylene resin other than the main component has at least a weight average molecular weight Mw of 345,000 or more and 450,000 or less, and an MFR of 1 g / 10 min or more and 4 g. It is preferably less than / 10 min (more preferably 1 g / 10 min or more and 3.9 g / 10 min or less).
前記ポリプロピレン樹脂は、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。前記重合方法としては、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。 The polypropylene resin can be produced by using a generally known polymerization method. Examples of the polymerization method include a vapor phase polymerization method, a bulk polymerization method and a slurry polymerization method.
重合は、１つの重合反応機を用いる単段（一段）重合であってもよく、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。また、重合は、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。 The polymerization may be a single-stage (one-stage) polymerization using one polymerization reactor, or may be a multi-stage polymerization using two or more polymerization reactors. Further, the polymerization may be carried out by adding hydrogen or a comonomer as a molecular weight adjusting agent to the reactor.
重合の際の触媒には、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、前記ポリプロピレン樹脂を得ることができる限り特に限定されない。前記触媒は、助触媒成分やドナーを含んでもよい。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、立体規則性等を制御することができる。 A generally known Ziegler-Natta catalyst can be used as the catalyst for the polymerization, and the polypropylene resin is not particularly limited as long as it can be obtained. The catalyst may contain a co-catalyst component or a donor. By adjusting the catalyst and polymerization conditions, the molecular weight, molecular weight distribution, stereoregularity and the like can be controlled.
前記ポリプロピレン樹脂の分子量分布等は、樹脂混合（ブレンド）により調整することができる。例えば、互いに分子量や分子量分布の異なるもの２種類以上の樹脂を混合する方法が挙げられる。一般的には、主樹脂に、それより平均分子量が高い樹脂、又は、低い樹脂を、樹脂全体を１００質量％とすると、主樹脂が５５質量％以上９０質量％以下である２種のポリプロピレン混合系が、低分子量成分量の調整が行い易いため、好ましい。 The molecular weight distribution and the like of the polypropylene resin can be adjusted by resin mixing (blending). For example, a method of mixing two or more kinds of resins having different molecular weights and molecular weight distributions from each other can be mentioned. Generally, when the main resin is a resin having a higher average molecular weight or a resin having a lower average molecular weight, and the total amount of the resin is 100% by mass, the main resin is a mixture of two types of polypropylene having a main resin of 55% by mass or more and 90% by mass or less. The system is preferable because it is easy to adjust the amount of low molecular weight components.
なお、前記の混合調整方法を採用する場合、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の差は、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。 When the above-mentioned mixing adjustment method is adopted, a melt flow rate (MFR) may be used as a guideline for the average molecular weight. In this case, the difference in MFR between the main resin and the added resin is preferably about 1 to 30 g / 10 minutes from the viewpoint of convenience in adjustment.
樹脂混合する方法としては、特に制限はないが、主樹脂と添加樹脂の重合粉、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、主樹脂と添加樹脂の重合粉、又は、ペレットを、混練機に供給し、溶融混練してブレンド樹脂を得る方法が挙げられる。 The method of mixing the resins is not particularly limited, but a method of dry blending the polymer powder or pellets of the main resin and the additive resin using a mixer or the like, the polymer powder of the main resin and the additive resin, or the pellets. Is supplied to a kneader and melt-kneaded to obtain a blended resin.
前記ミキサーや前記混練機は、特に制限されない。前記混練機は、１軸スクリュータイプ、２軸スクリュータイプ、それ以上の多軸スクリュータイプの何れでもよい。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。 The mixer and the kneader are not particularly limited. The kneader may be a single-screw screw type, a double-screw screw type, or a multi-screw screw type or more. In the case of a screw type with two or more axes, either a kneading type that rotates in the same direction or in a different direction may be used.
溶融混練によるブレンドの場合は、良好な混練物が得られれば、混練温度は特に制限されない。一般的には、２００℃から３００℃の範囲であり、樹脂の劣化を抑制する観点から、２３０℃から２７０℃が好ましい。また、樹脂の混練混合の際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は、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してもよい。これにより、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。 In the case of blending by melt kneading, the kneading temperature is not particularly limited as long as a good kneaded product is obtained. Generally, the temperature is in the range of 200 ° C to 300 ° C, preferably 230 ° C to 270 ° C from the viewpoint of suppressing deterioration of the resin. Further, in order to suppress deterioration during kneading and mixing of the resin, an inert gas such as nitrogen may be purged in the kneader. The melt-kneaded resin may be pelletized to an appropriate size using a generally known granulator. This makes it possible to obtain mixed polypropylene raw material resin pellets.
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、ポリプロピレン樹脂を基準（１００重量部）として、５０ｐｐｍ以下であることが好ましい。 The total ash content due to the polymerization catalyst residue and the like contained in the polypropylene raw material resin is preferably 50 ppm or less based on the polypropylene resin (100 parts by weight).
前記総灰分（ポリプロピレン原料樹脂中に含まれる総灰分）は、極性をもった低分子成分の生成を抑制しつつコンデンサとしての電気特性を向上させるために、５ｐｐｍ以上３５ｐｐｍ以下が好ましく、５ｐｐｍ以上３０ｐｐｍ以下がより好ましく、１０ｐｐｍ以上２５ｐｐｍ以下がさらに好ましい。 The total ash content (total ash content contained in the polypropylene raw material resin) is preferably 5 ppm or more and 35 ppm or less, preferably 5 ppm or more and 30 ppm, in order to improve the electrical characteristics as a capacitor while suppressing the formation of polar small molecule components. The following is more preferable, and 10 ppm or more and 25 ppm or less are further preferable.
前記ポリプロピレンフィルムは、添加剤を含んでもよい。「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、本発明の効果を阻害しないことを限度に、特に制限されない。 The polypropylene film may contain additives. The "additive" is an additive generally used for polypropylene resins, and is not particularly limited as long as it does not impair the effects of the present invention.
前記添加剤としては、例えば、酸化防止剤、塩素吸収剤、紫外線吸収剤、滑剤、可塑剤、難燃化剤、帯電防止剤、無機フィラー、有機フィラー等が挙げられる。前記無機フィラーとしては、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、酸化アルミニウム等が挙げられる。前記ポリプロピレン樹脂は、前記添加剤を、前記ポリプロピレンフィルムに悪影響を与えない量で含めてもよい。 Examples of the additive include antioxidants, chlorine absorbers, ultraviolet absorbers, lubricants, plasticizers, flame retardants, antistatic agents, inorganic fillers, organic fillers and the like. Examples of the inorganic filler include barium titanate, strontium titanate, aluminum oxide and the like. The polypropylene resin may contain the additive in an amount that does not adversely affect the polypropylene film.
前記金属層は、前記金属層一体型ポリプロピレンフィルムをコンデンサとして使用する際に、電極として機能する。前記金属層に用いられる金属としては、例えば、亜鉛、鉛、銀、クロム、アルミニウム、銅、ニッケルなどの金属単体、それらの複数種の混合物、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、アルミニウムが好ましい。 The metal layer functions as an electrode when the polypropylene film integrated with the metal layer is used as a capacitor. As the metal used for the metal layer, for example, elemental metals such as zinc, lead, silver, chromium, aluminum, copper, and nickel, mixtures of a plurality of them, alloys thereof, and the like can be used, but the environment. Zinc and aluminum are preferable in consideration of economic efficiency and capacitor performance.
次に、本実施形態に係る金属層一体型ポリプロピレンフィルムの製造方法について説明する。なお、本実施形態に係る金属層一体型ポリプロピレンフィルムは、以下に説明する金属層一体型ポリプロピレンフィルムの製造方法で製造されていることが好ましいが、以下に説明する金属層一体型ポリプロピレンフィルムの製造方法で製造されていなくてもよい。 Next, a method for manufacturing the metal layer-integrated polypropylene film according to the present embodiment will be described. The metal layer-integrated polypropylene film according to the present embodiment is preferably manufactured by the method for producing a metal layer-integrated polypropylene film described below, but the metal layer-integrated polypropylene film described below is manufactured. It does not have to be manufactured by the method.
本実施形態に係る金属層一体型ポリプロピレンフィルムの製造方法は、
前記ポリプロピレンフィルムの片面又は両面に金属層を積層し、金属層一体型ポリプロピレンフィルムを得る金属層積層工程と、
前記金属層積層工程で得られた金属層一体型ポリプロピレンフィルムを、１００℃以上１３０℃以下の温度で加熱する加熱工程と、
を備える。
The method for manufacturing a polypropylene film integrated with a metal layer according to the present embodiment is as follows.
A metal layer laminating step of laminating a metal layer on one side or both sides of the polypropylene film to obtain a polypropylene film integrated with a metal layer.
A heating step of heating the polypropylene film integrated with the metal layer obtained in the metal layer laminating step at a temperature of 100 ° C. or higher and 130 ° C. or lower.
To prepare for.
前記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キャスト原反シートは、次のようにして作製することができる。ただし、本実施形態に係るキャスト原反シートの製方法は、以下に記載の方法に限定されない。 The cast raw sheet before stretching for producing the biaxially stretched polypropylene film can be produced as follows. However, the method for producing the cast raw sheet according to the present embodiment is not limited to the method described below.
まず、樹脂ペレット、ドライ混合された樹脂ペレット、又は、予め溶融混練して作製した樹脂ペレットを押出機に供給して、加熱溶融する。
溶融混練の温度は、熱可塑性樹脂の種類によって異なるが、ポリプロピレン樹脂の場合、加熱溶融時の押出機設定温度は、２２０～２８０℃が好ましく、２３０～２７０℃がより好ましい。また、加熱溶融時の樹脂温度は、２２０～２８０℃が好ましく、２３０～２７０℃がより好ましい。加熱溶融時の樹脂温度は、押出機に挿入された温度計にて測定される値である。
なお、加熱溶融時の押出機設定温度、樹脂温度は、使用する樹脂の物性も考慮して選択する。なお、加熱溶融時の樹脂温度を前記数値範囲内にすることにより、樹脂の劣化を抑制することもできる。
First, the resin pellets, the dry-mixed resin pellets, or the resin pellets prepared by melting and kneading in advance are supplied to the extruder and melted by heating.
The temperature of melt-kneading varies depending on the type of the thermoplastic resin, but in the case of polypropylene resin, the extruder set temperature at the time of heating and melting is preferably 220 to 280 ° C, more preferably 230 to 270 ° C. The resin temperature at the time of heating and melting is preferably 220 to 280 ° C, more preferably 230 to 270 ° C. The resin temperature at the time of heating and melting is a value measured by a thermometer inserted in an extruder.
The extruder set temperature and resin temperature at the time of heating and melting are selected in consideration of the physical characteristics of the resin to be used. By setting the resin temperature at the time of heating and melting within the above numerical range, deterioration of the resin can be suppressed.
次に、Ｔダイを用いて溶融樹脂をシート状に押し出し、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、未延伸のキャスト原反シートを成形する。
前記金属ドラムの表面温度（押し出し後、最初に接触する金属ドラムの温度）は、５０～１００℃であることが好ましく、より好ましくは、６０～９５℃である。前記金属ドラムの表面温度は、使用する樹脂の物性等に応じて決定することができる。
Next, the molten resin is extruded into a sheet using a T-die, and cooled and solidified with at least one metal drum to form an unstretched cast raw sheet.
The surface temperature of the metal drum (the temperature of the metal drum that first comes into contact with the metal drum after extrusion) is preferably 50 to 100 ° C, more preferably 60 to 95 ° C. The surface temperature of the metal drum can be determined according to the physical characteristics of the resin used.
前記キャスト原反シートの厚さは、前記ポリプロピレンフィルムを得ることができる限り、特に制限されることはないが、通常、０．０５ｍｍ～２ｍｍであることが好ましく、０．１ｍｍ～１ｍｍであることがより好ましい。 The thickness of the cast raw sheet is not particularly limited as long as the polypropylene film can be obtained, but it is usually preferably 0.05 mm to 2 mm, preferably 0.1 mm to 1 mm. Is more preferable.
本実施形態に係るポリプロピレンフィルムは、次のようにして好適に作製することができる。ただし、本実施形態に係るポリプロピレンフィルムの作製方法は、以下に記載の方法に限定されない。 The polypropylene film according to this embodiment can be suitably produced as follows. However, the method for producing a polypropylene film according to this embodiment is not limited to the method described below.
前記ポリプロピレンフィルムは、前記樹脂キャスト原反シートに延伸処理を行って製造することができる。延伸は、縦及び横に二軸に配向せしめる二軸延伸が好ましく、延伸方法としては、同時二軸延伸法、逐次二軸延伸法のどちらでも構わないが、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１００～１７０℃の温度に保ち、速度差を設けたロール間に通してＭＤ方向（流れ方向、縦方向）に３～７倍に延伸する。ＭＤ方向延伸時の温度は、１００～１７０℃が好ましく、１２０～１６０℃がより好ましくい。また、ＭＤ方向延伸時の延伸倍率は３～７倍が好ましく、４～６倍がより好ましい。ＭＤ方向に延伸した後、当該シートをテンターに導いて、ＴＤ方向（横方向、幅方向）に、３～１１倍に延伸する。ＴＤ方向における延伸の際の温度は１５５～１７０℃が好ましい。その後、２～１０倍に緩和、熱固定を施す。以上により、二軸延伸ポリプロピレンフィルムが得られる。 The polypropylene film can be produced by subjecting the resin cast raw sheet to a stretching treatment. The stretching is preferably biaxial stretching in which the orientation is biaxially oriented in the vertical and horizontal directions, and the stretching method may be either a simultaneous biaxial stretching method or a sequential biaxial stretching method, but a sequential biaxial stretching method is preferable. As a sequential biaxial stretching method, for example, first, the cast raw sheet is kept at a temperature of 100 to 170 ° C., passed between rolls provided with a speed difference, and is 3 to 7 times in the MD direction (flow direction, vertical direction). Stretch to. The temperature at the time of stretching in the MD direction is preferably 100 to 170 ° C, more preferably 120 to 160 ° C. Further, the stretching ratio at the time of stretching in the MD direction is preferably 3 to 7 times, more preferably 4 to 6 times. After stretching in the MD direction, the sheet is guided to the tenter and stretched 3 to 11 times in the TD direction (horizontal direction, width direction). The temperature during stretching in the TD direction is preferably 155 to 170 ° C. After that, it is relaxed 2 to 10 times and heat-fixed. From the above, a biaxially stretched polypropylene film can be obtained.
前記ポリプロピレンフィルムには、金属層積層工程などの後工程において、接着特性を高める目的で、延伸及び熱固定工程終了後に、オンライン又はオフラインにてコロナ放電処理を行ってもよい。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。雰囲気ガスとして空気、炭酸ガス、窒素ガス、又は、これらの混合ガスを用いて行うことが好ましい。 The polypropylene film may be subjected to a corona discharge treatment online or offline after the stretching and heat fixing steps are completed in order to improve the adhesive properties in a post-step such as a metal layer laminating step. The corona discharge treatment can be performed by using a known method. It is preferable to use air, carbon dioxide gas, nitrogen gas, or a mixed gas thereof as the atmosphere gas.
以上のようにしてポリプロピレンフィルムを得ることができる。 The polypropylene film can be obtained as described above.
前記ポリプロピレンフィルムの片面又は両面に金属層を積層して金属層一体型ポリプロピレンフィルムを得る金属層積層工程について説明する。ただし、本実施形態に係る工程Ｂは、以下に記載の工程に限定されない。 A metal layer laminating step of laminating a metal layer on one side or both sides of the polypropylene film to obtain a polypropylene film integrated with a metal layer will be described. However, the process B according to the present embodiment is not limited to the process described below.
金属層積層工程では、コンデンサとして加工するために、前記ポリプロピレンフィルムの片面又は両面に金属層を積層し、金属層一体型ポリプロピレンフィルムを得る。 In the metal layer laminating step, a metal layer is laminated on one side or both sides of the polypropylene film in order to process it as a capacitor to obtain a polypropylene film integrated with a metal layer.
前記ポリプロピレンフィルムの片面又は両面に金属層を積層する方法としては、例えば、真空蒸着法やスパッタリング法を例示することができる。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、特に限定されることはなく、適宜最適なものを選択することができる。 As a method of laminating a metal layer on one side or both sides of the polypropylene film, for example, a vacuum vapor deposition method or a sputtering method can be exemplified. The vacuum vapor deposition method is preferable from the viewpoint of productivity and economy. As the vacuum vapor deposition method, a crucible method, a wire method, or the like can be generally exemplified, but the method is not particularly limited, and the optimum method can be appropriately selected.
前記真空蒸着法における蒸着条件として、冷却ロールの温度は、－２３℃－１９℃以下が好ましく、－２２℃以上－１９℃以下がより好ましく、－２２℃以上―１８℃以下に調整することがさらに好ましい。蒸着の際に、フィルムを冷却ロールにて、冷やすことで、蒸着熱による熱負け（熱劣化、熱変形）を抑制することができる。 As the vapor deposition conditions in the vacuum vapor deposition method, the temperature of the cooling roll is preferably -23 ° C.-19 ° C. or lower, more preferably -22 ° C. or higher and -19 ° C. or lower, and adjusted to -22 ° C. or higher and -18 ° C. or lower. More preferred. By cooling the film with a cooling roll at the time of vapor deposition, heat loss (heat deterioration, thermal deformation) due to vapor deposition heat can be suppressed.
前記真空蒸着法において、蒸発源の温度は、通電量で制御する。前記真空蒸着法における蒸着条件として、蒸発源への通電量は、６５０Ａ以上であることが好ましく、７００Ａ以上であることがより好ましく、８００Ａ以上であることがさらに好ましい。前記通電量を多くすると（蒸発源の温度を高めに設定すれば）、炉の温度が上がり、金属の蒸発量が増えることからより効率的に蒸着を施すことができる。前記通電量は、ポリプロピレンフィルムの熱負けを防止する観点から、９００Ａ以下であることが好ましく、８５０Ａ以下であることがより好ましい。 In the vacuum vapor deposition method, the temperature of the evaporation source is controlled by the amount of energization. As the vapor deposition conditions in the vacuum vapor deposition method, the amount of electricity supplied to the evaporation source is preferably 650 A or more, more preferably 700 A or more, and further preferably 800 A or more. When the energization amount is increased (if the temperature of the evaporation source is set higher), the temperature of the furnace rises and the evaporation amount of the metal increases, so that the vapor deposition can be performed more efficiently. The amount of energization is preferably 900 A or less, more preferably 850 A or less, from the viewpoint of preventing heat loss of the polypropylene film.
前記真空蒸着法において、金属層の厚さは、膜抵抗で制御する。前記真空蒸着法における蒸着条件として、膜抵抗は、アルミニウム膜の場合、２０Ω／ｓｑ以下であることが好ましく、１７Ω／ｓｑ以下であることがより好ましい。亜鉛膜の場合、５Ω／ｓｑ以下であることが好ましく、４Ω／ｓｑ以下であることがより好ましい。前記膜抵抗が小さいということは、金属層の厚さが厚いことを意味する。前記膜抵抗は、自己回復性（セルフヒーリング性）の観点から、アルミニウム膜の場合、１Ω／ｓｑ以上であることが好ましく、５Ω／ｓｑ以上であることがより好ましい。亜鉛膜の場合、１Ω／ｓｑ以上であることが好ましく、２Ω／ｓｑ以上であることがより好ましい。なお、自己回復性とは、ポリプロピレンフィルムに欠陥部分が生じた場合等に、印加エネルギーやコンデンサ自身が持っているエネルギーにより蒸着層の金属が瞬時に蒸散してコンデンサの機能が回復することをいい、金属層が厚いとセルフヒーリング性に劣る傾向にある。
前記金属層の厚さ（膜抵抗）は、蒸着ライン速度と蒸発源の温度（全記載の通電量）とにより調整することができる。
In the vacuum vapor deposition method, the thickness of the metal layer is controlled by the film resistance. As a vapor deposition condition in the vacuum vapor deposition method, the film resistance is preferably 20 Ω / sq or less, more preferably 17 Ω / sq or less in the case of an aluminum film. In the case of a zinc film, it is preferably 5Ω / sq or less, and more preferably 4Ω / sq or less. The low film resistance means that the metal layer is thick. From the viewpoint of self-healing property, the film resistance is preferably 1 Ω / sq or more, and more preferably 5 Ω / sq or more in the case of an aluminum film. In the case of a zinc film, it is preferably 1 Ω / sq or more, and more preferably 2 Ω / sq or more. The self-healing property means that when a defect is formed in the polypropylene film, the metal of the vapor-deposited layer is instantly evaporated by the applied energy or the energy possessed by the capacitor itself, and the function of the capacitor is restored. If the metal layer is thick, the self-healing property tends to be inferior.
The thickness of the metal layer (film resistance) can be adjusted by the vapor deposition line speed and the temperature of the evaporation source (the amount of energization described in full).
蒸着により金属層を積層する際のマージンパターンは、特に限定されるものではないが、コンデンサの保安性等の特性を向上させる点から、フィッシュネットパターンないしはＴマージンパターンといった、いわゆる特殊マージンを含むパターンをフィルムの片方の面上に施すことが好ましい。保安性が高まり、コンデンサの破壊、ショートの防止、などの点からも効果的である。 The margin pattern when laminating the metal layer by thin film deposition is not particularly limited, but a pattern including a so-called special margin such as a fishnet pattern or a T-margin pattern from the viewpoint of improving characteristics such as the safety of the capacitor. Is preferably applied on one side of the film. It is effective in terms of improving safety, destroying capacitors, preventing short circuits, and so on.
マージンを形成する方法はテープ法、オイル法など、一般に公知の方法が、何ら制限無く使用することができる。 As a method for forming the margin, a generally known method such as a tape method or an oil method can be used without any limitation.
次に、金属層積層工程で得られた金属層一体型ポリプロピレンフィルムを、１００℃以上１３０℃以下の温度で加熱する加熱（熱処理）工程を行う。当該工程を行うことにより、金属層一体型ポリプロピレンフィルムのそれまでに受けた熱履歴をキャンセルすることで、フィルムコンデンサに形成された後、高温環境に晒されても、コンデンサ巻き方向の熱伸長／収縮といった熱変化がし難くなり、結果として、巻回層間のギャップが変わったり、扁平型の素子においては、その扁平カーブ部の歪やシワ入りがなくなることので、高温環境下、高い電圧を負荷しても、コンデンサは、ショート破壊し難くなることで、１００℃以上の高温下で高い電圧を負荷してもショートしない特性をフィルムコンデンサに対して付与できる。加熱工程の好ましい具体例は、以下の通りである。加熱（熱処理）工程としては、バッチ式であっても、ロール・ツー・ロール方式であってもどちらでも構わない。作業効率（時間）の観点からは、ロール・ツー・ロール方式で、加熱（熱処理）することが好ましい。バッチ式は、例えば、コンデンサを形成するために所望の幅に断裁した、あるいは、断裁前の金属層一体型ポリプロピレンフィルムロール（巻取）を、所定の温度に設定した恒温槽内に静置し、所定時間加熱処理を施す。恒温槽は、例えば一般的な熱風（送風）方式の恒温槽の他、誘導加熱方式、赤外線方式など、制限なく使用することが可能である。加熱時間は、本発明に係る伸長率を達成できれば制限はないが、ロール径が大きければ（巻き長が長ければ）、それだけ長時間の加熱処理を有する。ロール径にもよるが、一般的には、５分から６時間程度、作業効率の観点から、なるべく短く例えば、１時間程度以下とするのが良い。熱処理時間の短時間化の観点からは、ロール・ツー・ロール方式が好ましく採用される。ロールから巻き出したフィルムを連続的に加熱炉（ゾーン）に導き、炉からできてきたフィルムを巻き取ることによって、加熱処理を施す。加熱炉（ゾーン）は、送風方式、赤外線方式などのいずれでも構わない。また、加熱炉に代えて、複数の加熱ロールによる接触加熱方式でも良い。処理速度は、本発明に係る伸長率を達成できれば制限はなく、加熱ゾーン長にも依存する。一般的には、長さ数ｍ～十数ｍ程度の熱風加熱ゾーンを複数設けたパートを、巻き出したフィルムを１分間から５分間かけて通過させ、巻き取ることによって加熱処理を施そう事が効果的である。 Next, a heating (heat treatment) step is performed in which the polypropylene film integrated with the metal layer obtained in the metal layer laminating step is heated at a temperature of 100 ° C. or higher and 130 ° C. or lower. By performing this step, by canceling the thermal history of the polypropylene film integrated with the metal layer, even if it is formed in a film capacitor and then exposed to a high temperature environment, thermal expansion in the capacitor winding direction / Thermal changes such as shrinkage become difficult, and as a result, the gap between winding layers changes, and in flat type elements, distortion and wrinkles in the flat curve portion are eliminated, so a high voltage is applied in a high temperature environment. Even so, the capacitor is less likely to be short-circuited, so that the film capacitor can be provided with a characteristic that it does not short-circuit even when a high voltage is applied at a high temperature of 100 ° C. or higher. Preferred specific examples of the heating step are as follows. The heating (heat treatment) step may be either a batch method or a roll-to-roll method. From the viewpoint of work efficiency (time), it is preferable to heat (heat treat) by a roll-to-roll method. In the batch type, for example, a polypropylene film roll (winding) integrated with a metal layer that has been cut to a desired width to form a capacitor or has not been cut is placed in a constant temperature bath set to a predetermined temperature. , Heat treatment for a predetermined time. The constant temperature bath can be used without limitation, for example, in addition to a general hot air (blower) type constant temperature bath, an induction heating method, an infrared method, or the like. The heating time is not limited as long as the elongation rate according to the present invention can be achieved, but the larger the roll diameter (the longer the winding length), the longer the heating treatment is. Although it depends on the roll diameter, it is generally about 5 minutes to 6 hours, and from the viewpoint of work efficiency, it is preferably as short as possible, for example, about 1 hour or less. From the viewpoint of shortening the heat treatment time, the roll-to-roll method is preferably adopted. The film unwound from the roll is continuously guided to a heating furnace (zone), and the film produced from the furnace is wound up to perform heat treatment. The heating furnace (zone) may be either a ventilation method or an infrared method. Further, instead of the heating furnace, a contact heating method using a plurality of heating rolls may be used. The treatment rate is not limited as long as the elongation rate according to the present invention can be achieved, and depends on the heating zone length. Generally, a part having a plurality of hot air heating zones having a length of several meters to a dozen meters is passed through the unwound film for 1 to 5 minutes and then wound to perform heat treatment. Is effective.
本実施形態の金属層一体型ポリプロピレンフィルムは、従来公知の方法で積層するか、巻回してフィルムコンデンサとすることができる。 The polypropylene film integrated with a metal layer of the present embodiment can be laminated or wound by a conventionally known method to form a film capacitor.
以下に実施例及び比較例を示して本発明を詳細に説明する。但し、本発明は実施例に限定されるものではない。なお、特記しない限り、部及び％はそれぞれ「質量部」及び「質量％」を示す。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples and Comparative Examples. However, the present invention is not limited to the examples. Unless otherwise specified, parts and% indicate "parts by mass" and "% by mass", respectively.
［実施例１－５及び比較例１－４］
＜金属層一体型ポリプロピレンフィルムの製造＞
酸化防止剤としてイルガノックス１０１０を５０００ｐｐｍ添加したポリプロピレン樹脂（重量平均分子量：３０万、分子量分布：６、メソペンッド分率：９６．５％）を、押出機に供給し、樹脂温度２５０℃の温度で溶融した後、Ｔダイを用いて押出し、表面温度を９２℃に保持した金属ドラムに巻きつけて固化させ、厚さ約１２５μｍのキャスト原反シートを作製した。引き続きこの未延伸キャスト原反シートを１４０℃の温度で、流れ方向に５倍に延伸し、直ちに室温まで冷却した後、ついでテンターにて１６５℃の温度で横方向に１０倍に延伸して、非常に薄い二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得た。
[Examples 1-5 and Comparative Examples 1-4]
<Manufacturing of polypropylene film with integrated metal layer>
A polypropylene resin (weight average molecular weight: 300,000, molecular weight distribution: 6, mesopend fraction: 96.5%) containing 5000 ppm of Irganox 1010 as an antioxidant was supplied to an extruder and at a resin temperature of 250 ° C. After melting, it was extruded using a T-die and wound around a metal drum whose surface temperature was maintained at 92 ° C. to be solidified to prepare a cast raw sheet having a thickness of about 125 μm. Subsequently, this unstretched cast raw sheet was stretched 5 times in the flow direction at a temperature of 140 ° C., immediately cooled to room temperature, and then stretched 10 times laterally at a temperature of 165 ° C. with a tenter. A very thin biaxially stretched polypropylene film was obtained.
次に、蒸着装置（アルバック社製、製品名：巻取式真空蒸着装置ＥＷＥ－０６０）を用い、金属膜の表面抵抗率が２０Ω／□になるよう、得られた二軸延伸ポリプロピレンフィルムにアルミニウム金属層を形成して金属層一体型ポリプロピレンフィルム（熱処理前）を得た。このとき、オイルマージン法により、スリット後に、図１のような金属電極３が、フィルム幅方向一方の端部にフィルムの長手方向に連続した絶縁マージン４（絶縁溝部：幅方向の長さ１ｍｍ）を設けて形成されるように金属蒸着を行った。
Next, using a vapor deposition device (manufactured by ULVAC, product name: retractable vacuum vapor deposition device EWE-060), aluminum was applied to the obtained biaxially stretched polypropylene film so that the surface resistance of the metal film was 20 Ω / □. A metal layer was formed to obtain a polypropylene film integrated with a metal layer (before heat treatment). At this time, by the oil margin method, after the slit, the
次に、金属層一体型ポリプロピレンフィルム（熱処理前）をスリットしたのち、表１に記載の各条件（温度、バッチ又はロール・ツー・ロール、時間）で熱処理を施し、全幅６０ｍｍの金属層一体型ポリプロピレンフィルム（熱処理後）を得た。金属層一体型ポリプロピレンフィルムの厚さは、後述の方法で測定された値であり、それぞれ表１に記載のとおりであった。なお、比較例１では金属層一体型ポリプロピレンフィルムを熱処理しなかった。また、比較例２では、金属層を形成する前の二軸延伸ポリプロピレンフィルムについて、１００℃、１０分間バッチで熱処理したが、金属層一体型ポリプロピレンフィルムを熱処理しなかった。 Next, after slitting the polypropylene film with integrated metal layer (before heat treatment), heat treatment is performed under each condition (temperature, batch or roll-to-roll, time) shown in Table 1, and the polypropylene film with a total width of 60 mm is integrated with the metal layer. A polypropylene film (after heat treatment) was obtained. The thickness of the polypropylene film integrated with the metal layer is a value measured by the method described later, and is as shown in Table 1, respectively. In Comparative Example 1, the polypropylene film integrated with the metal layer was not heat-treated. Further, in Comparative Example 2, the biaxially stretched polypropylene film before forming the metal layer was heat-treated at 100 ° C. for 10 minutes in batch, but the metal layer-integrated polypropylene film was not heat-treated.
＜金属層一体型ポリプロピレンフィルムの厚みの測定＞
温度２３±２℃、湿度５０±５％ＲＨの環境下で、シチズンセイミツ株式会社製 紙厚測定器 ＭＥＩ－１１（測定圧１００ｋＰａ、降下速度３ｍｍ／秒、測定端子φ＝１６ｍｍ、測定力２０．１Ｎ）を用いた。シワや空気が入らないようにして金属層一体型ポリプロピレンフィルムを１０枚重ねたサンプルに対し、５回測定を行い、５回の平均値を１０で除して、厚みを算出した。
<Measurement of thickness of polypropylene film with integrated metal layer>
Under the environment of temperature 23 ± 2 ℃ and humidity 50 ± 5% RH, Citizen Seimitsu Co., Ltd. paper thickness measuring instrument MEI-11 (measurement pressure 100 kPa,
＜フィルムコンデンサの製造＞
得られた金属層一体型ポリプロピレンフィルムをそれぞれ２枚用いて、相合わせた。株式会社皆藤製作所製自動巻取機３ＫＡＷ－Ｎ２型を用い、相合わせた金属層一体型ポリプロピレンフィルムを、巻き取り張力２５０ｇ、接圧８８０ｇ、巻き取り速度４ｍ／ｓにて、１１３７ターン巻回を行った。素子巻きした素子は、荷重５．９ｋｇ／ｃｍ2でプレスしながら１２０℃にて１５時間熱処理を施した。その後、素子端面に亜鉛金属を溶射した。溶射条件としては、フィード速度１５ｍｍ／ｓ、溶射電圧２２Ｖ、溶射圧力０．３ＭＰａとし、厚さ０．７ｍｍになるよう溶射を行った。こうして扁平型フィルムコンデンサを得た。扁平型フィルムコンデンサの端面にリード線をはんだ付けした。その後、扁平型フィルムコンデンサをエポキシ樹脂で封止した。エポキシ樹脂の硬化は、９０℃で２．５時間加熱した後、さらに、１２０℃で２．５時間加熱して行った。出来上がったフィルムコンデンサの静電容量は、７５μＦであった。
<Manufacturing of film capacitors>
Two obtained metal layer-integrated polypropylene films were used and combined. Using the automatic take-up machine 3KAW-N2 manufactured by Minato Seisakusho Co., Ltd., the combined metal layer integrated polypropylene film is wound 1137 turns at a take-up tension of 250 g, a contact pressure of 880 g, and a take-up speed of 4 m / s. gone. The element wound element was heat-treated at 120 ° C. for 15 hours while being pressed with a load of 5.9 kg / cm 2 . Then, zinc metal was sprayed on the end face of the device. The thermal spraying conditions were a feed rate of 15 mm / s, a thermal spraying voltage of 22 V, and a thermal spraying pressure of 0.3 MPa, and thermal spraying was performed so that the thickness was 0.7 mm. In this way, a flat film capacitor was obtained. Lead wires were soldered to the end faces of the flat film capacitors. Then, the flat film capacitor was sealed with an epoxy resin. The epoxy resin was cured by heating at 90 ° C. for 2.5 hours and then further heating at 120 ° C. for 2.5 hours. The capacitance of the finished film capacitor was 75 μF.
＜金属層一体型ポリプロピレンフィルムの温度と伸長率との関係＞
セイコーインスツルメンツ株式技社製熱－機械測定装置（ＴＭＡ）・ＴＭＡ／ＳＳ６０００型を用い、石英引張プローブにて、幅４ｍｍ、長さ２５ｍｍの短冊形にサンプリングした金属層一体型ポリプロピレンフィルムについて、ＭＤの方向に２ＭＰａの静荷重を加えた状態で、２５℃から１０℃／分の昇温速度で加熱して、温度と伸縮率（ＴＭＡ（％））との関係を示すグラフを取得した。また、得られたグラフについて、１００℃、１２０℃、及び１３０℃における伸縮率（％）（２５℃における伸縮率を０％とする）、３０℃から１００℃までの伸長勾配（平均膨張率）と、変曲点（昇温開始から最初に表れる変曲点）の温度を読み取った。測定条件を以下にまとめる。
測定装置：セイコーインスツルメンツ株式会社製 ＴＭＡ／ＳＳ６０００型
測定プローブ：石英引張プローブ
測定モード：Ｆモード（荷重制御モード）
静荷重：２ＭＰａ
初期チャック間距離：１５ｍｍ
測定温度範囲：２５℃～１６５℃
昇温速度：１０℃／ｍｉｎ
データサンプリングタイム：０．５ｓｅｃ
<Relationship between temperature and elongation rate of polypropylene film with integrated metal layer>
Seiko Instruments Co., Ltd. Thermal-mechanical measuring device (TMA) manufactured by TMA / SS6000 type was used to sample a polypropylene film with a metal layer in a strip shape with a width of 4 mm and a length of 25 mm using a quartz tensile probe. A graph showing the relationship between the temperature and the expansion / contraction rate (TMA (%)) was obtained by heating at a heating rate of 10 ° C./min from 25 ° C. with a static load of 2 MPa applied in the direction. Further, regarding the obtained graph, the expansion / contraction rate (%) at 100 ° C., 120 ° C., and 130 ° C. (the expansion / contraction rate at 25 ° C. is 0%), and the elongation gradient from 30 ° C. to 100 ° C. (average expansion rate). And the temperature of the inflection point (the inflection point that appears first from the start of temperature rise) was read. The measurement conditions are summarized below.
Measuring device: TMA / SS6000 type manufactured by Seiko Instruments Inc. Measuring probe: Quartz tensile probe Measuring mode: F mode (load control mode)
Static load: 2MPa
Initial chuck distance: 15 mm
Measurement temperature range: 25 ° C to 165 ° C
Temperature rise rate: 10 ° C / min
Data sampling time: 0.5 sec
＜高温環境における耐電圧性（ショート発生の有無）の評価＞
以下の手順により、高温環境におけるフィルムコンデンサの耐電圧性を評価した。結果を表１に示す。まず、１５０℃環境においてフィルムコンデンサに４８０Ｖｄｃ／μｍ（２．５μｍ厚のフィルムコンデンサに対して直流１２００Ｖ）の電圧を１０分間付与した。除電した後、次に、日置電機株式会社製デジタル超絶縁微小電流計ＤＭＳ８１０４型を用いてフィルムコンデンサの絶縁抵抗値（直流５００Ｖ印加後の１分間値）を室温にて測定し、以下の基準により耐電圧性（ショート発生の有無）を評価した。結果を表１に示す。
Ａ：抵抗値が０．０５ＭΩ（測定下限値）以上（抵抗値が表示されれるない）であり、ショートしていないと判定された。
Ｃ：抵抗値が０．０５ＭΩ（測定下限値）を下回り（抵抗値が表示されない）、ショートしていると判定された。
<Evaluation of withstand voltage resistance (presence or absence of short circuit) in high temperature environment>
The withstand voltage resistance of the film capacitor in a high temperature environment was evaluated by the following procedure. The results are shown in Table 1. First, a voltage of 480 Vdc / μm (1200 V DC for a film capacitor having a thickness of 2.5 μm) was applied to the film capacitor for 10 minutes in an environment of 150 ° C. After static elimination, next, the insulation resistance value of the film capacitor (1 minute value after applying 500 V DC) was measured at room temperature using a digital super-insulated micro ammeter DMS8104 manufactured by Hioki Electric Co., Ltd., and according to the following criteria. The withstand voltage (presence or absence of short circuit) was evaluated. The results are shown in Table 1.
A: The resistance value is 0.05 MΩ (measurement lower limit value) or more (the resistance value is not displayed), and it is determined that there is no short circuit.
C: The resistance value was less than 0.05 MΩ (measurement lower limit value) (the resistance value was not displayed), and it was determined that the circuit was short-circuited.
＜高温環境における絶縁性の評価＞
以下の手順により、高温環境におけるフィルムコンデンサの絶縁性を評価した。結果を表１に示す。まず、１５０℃環境においてフィルムコンデンサに４８０Ｖｄｃ／μｍ（２．５μｍ厚のフィルムコンデンサに対して直流１２００Ｖ）の電圧を１０分間付与した（耐電圧性試験）。除電した後、次に、日置電機株式会社製デジタル超絶縁微小電流計ＤＭＳ８１０４型を用いてフィルムコンデンサの絶縁抵抗値（直流５００Ｖ印加後の１分間値）を室温にて測定し、以下の基準により絶縁性を評価した。結果を表１に示す。
Ａ：抵抗値が１ＧΩ以上であった。
Ｃ：抵抗値が１ＧΩを下回った。
<Evaluation of insulation in high temperature environment>
The insulation of the film capacitor in a high temperature environment was evaluated by the following procedure. The results are shown in Table 1. First, a voltage of 480 Vdc / μm (1200 V DC for a film capacitor having a thickness of 2.5 μm) was applied to the film capacitor for 10 minutes in an environment of 150 ° C. (withstand voltage test). After static elimination, next, the insulation resistance value of the film capacitor (1 minute value after applying 500 V DC) was measured at room temperature using a digital super-insulated micro ammeter DMS8104 manufactured by Hioki Electric Co., Ltd., and according to the following criteria. The insulation was evaluated. The results are shown in Table 1.
A: The resistance value was 1 GΩ or more.
C: The resistance value was less than 1 GΩ.
１ 金属層一体型ポリプロピレンフィルム
２ ポリプロピレンフィルム
３ 金属電極
３ａ 金属層
３ｂ 電極取り出し部
４ 絶縁マージン
1 Metal layer integrated
Claims (7)
前記金属層一体型ポリプロピレンフィルムは、ＭＤの方向に２ＭＰａの静荷重を加えた状態で、２５℃から１０℃／分の昇温速度で加熱した場合に、２５℃での伸長率を０％とすると、１００℃での伸長率が０％以上１．８％以下であり、１２０℃での伸長率が０％以上２．３％以下であり、１３０℃での伸長率が０％以上２．７％以下である、金属層一体型ポリプロピレンフィルム。 A polypropylene film integrated with a metal layer having a polypropylene film and a metal layer laminated on one side or both sides of the polypropylene film.
The metal layer-integrated polypropylene film has an elongation rate of 0% at 25 ° C. when heated at a heating rate of 25 ° C. to 10 ° C./min with a static load of 2 MPa applied in the direction of MD. Then, the elongation rate at 100 ° C. is 0% or more and 1.8% or less, the elongation rate at 120 ° C. is 0% or more and 2.3% or less, and the elongation rate at 130 ° C. is 0% or more and 2. A polypropylene film with an integrated metal layer of 7% or less.
前記ポリプロピレンフィルムの片面又は両面に金属層を積層し、金属層一体型ポリプロピレンフィルムを得る金属層積層工程と、
前記金属層積層工程で得られた金属層一体型ポリプロピレンフィルムを、１００℃以上１３０℃以下の温度で加熱する加熱工程と、
を備える、金属層一体型ポリプロピレンフィルムの製造方法。 A method for producing a polypropylene film integrated with a metal layer, which comprises a polypropylene film and a metal layer laminated on one side or both sides of the polypropylene film.
A metal layer laminating step of laminating a metal layer on one side or both sides of the polypropylene film to obtain a polypropylene film integrated with a metal layer.
A heating step of heating the polypropylene film integrated with the metal layer obtained in the metal layer laminating step at a temperature of 100 ° C. or higher and 130 ° C. or lower.
A method for manufacturing a polypropylene film integrated with a metal layer.
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