JP2022114442A - Biaxially oriented polypropylene film, metal film-laminated film, and film capacitor - Google Patents
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Description
本発明は、コンデンサの誘電体として用いた際に、高温・高電圧環境下において高い耐電圧性を有する二軸配向ポリプロピレンフィルム、金属膜積層フィルムおよびフィルムコンデンサに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a biaxially oriented polypropylene film, a metal film laminated film, and a film capacitor, which have high voltage resistance in a high-temperature, high-voltage environment when used as a dielectric of a capacitor.
二軸配向ポリプロピレンフィルムは、透明性、機械特性、電気特性などに優れるため、包装用途、テープ用途、ケーブルラッピングやコンデンサをはじめとする電気用途などの様々な用途に用いられている。 Biaxially oriented polypropylene films are excellent in transparency, mechanical properties, electrical properties, and the like, and are used in various applications such as packaging, tape, cable wrapping, and electrical applications such as capacitors.
中でもコンデンサ用途においては、その優れた高耐電圧特性、低損失特性から、コンデンサの誘電体として特に好ましく用いられている。最近では、各種電気設備がインバーター化されつつあり、それに伴いコンデンサの小型化、大容量化の要求が一層強まってきている。さらに、特に自動車用途(ハイブリッドカーや電気自動車含む)や太陽光発電、風力発電用途では使用環境の高温化(85℃以上125℃以下を示す)が進んでおり、コンデンサに対する耐熱化要求が高まっている。 Among them, in capacitor applications, it is particularly preferably used as a capacitor dielectric because of its excellent high withstand voltage characteristics and low loss characteristics. In recent years, various electrical equipment is being converted to inverters, and along with this, the demand for smaller size capacitors and larger capacity capacitors is becoming stronger. Furthermore, the use environment is becoming hotter (above 85°C and below 125°C), especially in automotive applications (including hybrid cars and electric vehicles), photovoltaic power generation, and wind power generation applications, and the demand for heat resistance of capacitors is increasing. there is
そのため、誘電体である二軸配向ポリプロピレンフィルムの薄膜化、耐熱化、厚み当たりの耐電圧の向上が求められるととともに、コンデンサの保安性の向上も求められている。ここで、コンデンサの保安性とは誘電体フィルム上に形成した金属蒸着膜を電極とする金属蒸着コンデンサにおいて、異常放電時の放電エネルギーによって蒸着金属を飛散させることで絶縁性を維持する機能であり、コンデンサのショートや破壊を防止する上で重要な機能である。コンデンサの保安性を高めるためには、コンデンサを構成するフィルム層間のエアー量や間隙距離の制御が重要であると知られており、特に100μF以上の大容量コンデンサのようにサイズが大きい場合には、コンデンサの長手方向および幅方向でエアー量や間隙距離を均質に制御することが課題となっている。 Therefore, it is required to make the biaxially oriented polypropylene film, which is a dielectric, thinner, more heat resistant, and to improve the withstand voltage per thickness, and also to improve the security of the capacitor. Here, the safety of the capacitor is the function of maintaining insulation by scattering the vapor-deposited metal due to the discharge energy during abnormal discharge in the metal vapor-deposited capacitor that uses the metal vapor-deposited film formed on the dielectric film as the electrode. , is an important function to prevent short circuits and destruction of capacitors. In order to improve the safety of capacitors, it is known that controlling the amount of air and the gap distance between the film layers that make up the capacitor is important. It is a problem to control the amount of air and the gap distance uniformly in the longitudinal direction and the width direction of the capacitor.
フィルムの厚み当たりの耐電圧の向上、コンデンサの保安性向上を達成するために、主にフィルムの表面性状を制御する検討がなされている。フィルムの表面性状を制御する方法として、ポリプロピレンのβ晶からα晶への結晶転移を利用する方法(以下β晶法と記載)が知られている。この結晶転移を利用する方法は、耐電圧の悪化が懸念される添加剤等の不純物を混入させる必要がないため、コンデンサ用二軸配向ポリプロピレンフィルムの粗面化方法として好ましく用いられている(例えば、特許文献1、2参照)。 In order to improve the withstand voltage per thickness of the film and improve the security of the capacitor, mainly controlling the surface properties of the film has been studied. As a method for controlling the surface properties of a film, a method utilizing crystal transition from β-crystal to α-crystal of polypropylene (hereinafter referred to as the β-crystal method) is known. The method using this crystal transition does not require the mixing of impurities such as additives that may deteriorate the withstand voltage. , see Patent Documents 1 and 2).
また、フィルムの滑り性の長手方向と幅方向のバランスに着目した技術として、キャスト温度や延伸温度を調整し、面内の滑り性を等方的に制御する方法が提案されている(例えば特許文献3)。この方法ではフィルムのロール搬送性が向上するためコンデンサへの加工性が向上し、コンデンサに加工した際の層間密着や残留ストレスのムラを低減することができる。 In addition, as a technique that focuses on the balance between the longitudinal direction and the width direction of the slipperiness of the film, a method of isotropically controlling the in-plane slipperiness by adjusting the casting temperature and stretching temperature has been proposed (for example, patent Reference 3). In this method, the roll transportability of the film is improved, so that the workability into capacitors is improved, and uneven adhesion between layers and residual stress when processed into capacitors can be reduced.
一般的な直鎖状ポリプロピレンフィルムを使用して特許文献1や2に記載のβ晶法を適用した場合、クレーター状に急峻な凸部と凹部が低い密度で形成され、特に長手方向や幅方向の光沢度ムラが大きくなる傾向がある。そのため、近年の高温・高電圧環境における耐電圧性や保安性に係るフィルム層間のエアー量の制御が十分であるとはいえなかった。また、特許文献3に記載の方法では、コンデンサに加工した際の層間密着や残留ストレスのムラを低減することができるものの、フィルムの厚みムラや帯電状態の影響を受ける滑り性を制御するだけでは、コンデンサに加工した際のフィルム層間のエアー量や間隙距離を均質にするには不十分である。そのため、近年の高温・高電圧環境においてはコンデンサの保安性が必ずしも適正に機能するとはいえなかった。 When the β-crystal method described in Patent Documents 1 and 2 is applied using a general linear polypropylene film, crater-like steep protrusions and recesses are formed at a low density, especially in the longitudinal and width directions. glossiness unevenness tends to increase. Therefore, it cannot be said that the control of the amount of air between film layers, which is related to voltage resistance and safety in recent high-temperature and high-voltage environments, is sufficient. In addition, although the method described in Patent Document 3 can reduce unevenness in interlayer adhesion and residual stress when processed into a capacitor, it is not enough to control slipperiness, which is affected by unevenness in film thickness and electrification state. , it is insufficient to make uniform the amount of air and the gap distance between film layers when processed into a capacitor. Therefore, it cannot be said that the safety of the capacitor functions properly in recent high-temperature and high-voltage environments.
そこで本発明の課題は、高い生産性、加工性、耐電圧性を有し、かつ、主に大容量コンデンサにおいて適正な保安性を得るため、コンデンサのフィルム層間のエアー量および間隙距離をフィルムの長手方向および幅方向に均一に制御することが可能な表面性状を有する二軸配向ポリプロピレンフィルムを提供することにある。 Therefore, the object of the present invention is to have high productivity, workability, and voltage resistance, and to obtain appropriate safety mainly in large-capacity capacitors. An object of the present invention is to provide a biaxially oriented polypropylene film having surface properties that can be uniformly controlled in the longitudinal and width directions.
上記した課題は、以下により達成できる。すなわち、本発明のポリプロピレンフィルムは、長手方向の最大光沢度ムラ(RMD)と幅方向の最大光沢度ムラ(RTD)のうち少なくとも一方が0.1%以上3.0%以下であることを特徴とする、二軸配向ポリプロピレンフィルムである。 The above problems can be achieved by the following. That is, in the polypropylene film of the present invention, at least one of the maximum gloss unevenness (RMD) in the longitudinal direction and the maximum gloss unevenness (RTD) in the width direction is 0.1% or more and 3.0% or less. It is a biaxially oriented polypropylene film.
本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムをコンデンサの誘電体として用いた場合、加工性、耐電圧性に優れ、さらに、コンデンサ加工時にフィルム層間のエアー量および層間距離をフィルムの長手方向および幅方向に均一に制御することができる。そのため、コンデンサとしたときに高温・高電圧環境下においても高い保安性が機能し、コンデンサの寿命も改善する。 When the biaxially oriented polypropylene film of the present invention is used as the dielectric of a capacitor, it is excellent in workability and voltage resistance, and the amount of air between film layers and the interlayer distance are uniform in the longitudinal direction and the width direction of the film during capacitor processing. can be controlled to Therefore, when it is made into a capacitor, it functions with high safety even in a high-temperature and high-voltage environment, and the life of the capacitor is also improved.
以下、さらに詳しく本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルム、金属膜積層フィルムおよびフィルムコンデンサについて説明する。なお、以下「~」を用いて表す数値範囲においては、その上限値及び下限値が当該範囲に含まれるものとし、上限値と下限値の単位は同じであるものとする。 The biaxially oriented polypropylene film, metal film laminated film and film capacitor of the present invention are described in more detail below. It should be noted that, in the numerical ranges indicated below using "-", the upper limit and lower limit are included in the range, and the units of the upper limit and lower limit are the same.
本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムは、キャストシートを長手方向と幅方向の二方向に延伸した二軸延伸ポリプロピレンフィルムである。つまりここでいう二軸配向とは、長手方向と幅方向に延伸したという意味である。また、本発明においてポリプロピレン樹脂とは、樹脂を構成する全構成単位を100mol%としたときに、プロピレン単位が50mol%を超え100mol%以下含まれる樹脂をいう。 The biaxially oriented polypropylene film of the present invention is a biaxially oriented polypropylene film obtained by stretching a cast sheet in two directions, the longitudinal direction and the width direction. In other words, biaxially oriented here means that the film is stretched in the longitudinal direction and the width direction. In the present invention, the polypropylene resin refers to a resin containing more than 50 mol % and 100 mol % or less of propylene units when the total structural units constituting the resin are taken as 100 mol %.
本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムは、ポリプロピレン樹脂を主成分とする。ポリプロピレン樹脂としては、プロピレンの単独重合体だけでなく、後述するポリプロピレン共重合体や分岐鎖状ポリプロピレンが含まれてもよい。なお、本発明において「主成分」とは、フィルムの全成分100質量%中に占める割合が50質量%より多く100質量%以下であることを意味し、より好ましくは80質量%以上100質量%以下、さらに好ましくは90質量%以上100質量%以下、特に好ましくは95質量%以上100質量%以下である。フィルム中のポリプロピレン樹脂以外の成分としては、後述する樹脂の他、酸化防止剤や易滑剤といった添加剤等が挙げられる。なお、フィルム中にポリプロピレン樹脂が複数種含まれる場合は、全てのポリプロピレン樹脂を合算して求めた含有量が50質量%を超えれば、ポリプロピレン樹脂を主成分とするものと解釈することができる。 The biaxially oriented polypropylene film of the present invention contains a polypropylene resin as a main component. The polypropylene resin may include not only a propylene homopolymer but also a polypropylene copolymer and a branched chain polypropylene, which will be described later. In the present invention, the "main component" means that the proportion of the total components of the film 100% by mass is more than 50% by mass and 100% by mass or less, more preferably 80% by mass or more and 100% by mass. Below, more preferably 90% by mass or more and 100% by mass or less, particularly preferably 95% by mass or more and 100% by mass or less. Components other than the polypropylene resin in the film include the resins described later and additives such as antioxidants and lubricating agents. In the case where the film contains a plurality of types of polypropylene resin, if the total content of all polypropylene resins exceeds 50% by mass, it can be interpreted that the polypropylene resin is the main component.
ポリプロピレン共重合体としては、他の不飽和炭化水素を共重合したポリプロピレン共重合体を好適に用いることができる。上記ポリプロピレン共重合体の共重合成分としては、例えば、エチレン、1-ブテン、1-ペンテン、3-メチルペンテン-1、3-メチルブテン-1、1-ヘキセン、4-メチルペンテン-1、5-エチルヘキセン-1、1-オクテン、1-デセン、1-ドデセン、1-テトラデセン、1-ヘキサデセン、1-ヘプタデセン、1-オクタデセン、1-エイコセン、ビニルシクロヘキセン、スチレン、アリルベンゼン、シクロペンテン、ノルボルネン、5-メチル-2-ノルボルネンなどが挙げられる。耐電圧特性、寸法安定性の観点から、ポリプロピレン共重合体の共重合量は、樹脂を構成する全構成単位を100mol%としたときに1mol%以下とするのが好ましい。 As the polypropylene copolymer, a polypropylene copolymer obtained by copolymerizing other unsaturated hydrocarbons can be preferably used. Copolymerization components of the polypropylene copolymer include, for example, ethylene, 1-butene, 1-pentene, 3-methylpentene-1, 3-methylbutene-1, 1-hexene, 4-methylpentene-1, 5- ethylhexene-1, 1-octene, 1-decene, 1-dodecene, 1-tetradecene, 1-hexadecene, 1-heptadecene, 1-octadecene, 1-eicosene, vinylcyclohexene, styrene, allylbenzene, cyclopentene, norbornene, 5 -methyl-2-norbornene and the like. From the viewpoint of withstand voltage characteristics and dimensional stability, the copolymerization amount of the polypropylene copolymer is preferably 1 mol % or less when the total structural units constituting the resin are 100 mol %.
また、プロピレンの単独重合体にポリプロピレン樹脂以外の他の重合体(樹脂)を加えてもよい。プロピレンの単独重合体に加えることができる他の重合体としては、プロピレン以外の不飽和炭化水素の単独重合体やプロピレン単位を含む不飽和炭化水素の共重合体等を用いることができる。耐電圧特性、寸法安定性の観点から、他の重合体の含有量は、二軸配向ポリプロピレンフィルムの全成分を100質量%としたときに20質量%以下とするのが好ましい。 In addition, a polymer (resin) other than polypropylene resin may be added to the homopolymer of propylene. Other polymers that can be added to the propylene homopolymer include homopolymers of unsaturated hydrocarbons other than propylene and copolymers of unsaturated hydrocarbons containing propylene units. From the viewpoint of withstand voltage characteristics and dimensional stability, the content of the other polymer is preferably 20% by mass or less when all components of the biaxially oriented polypropylene film are 100% by mass.
本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムの主成分となるポリプロピレン樹脂としては、冷キシレン可溶部(以下、CXS)が5質量%以下であることが好ましい。ここでCXSとは、二軸配向ポリプロピレンフィルムを135℃のキシレンで完全溶解せしめた後、20℃で析出させたときに、キシレン中に溶解しているポリプロピレン成分のことをいい、立体規則性が低い、分子量が低いなどの理由により結晶化し難い成分に該当していると考えられる。主成分となるポリプロピレン樹脂のCXSは5質量%以下であるとより好ましく、3質量%以下であるとさらに好ましく、1質量%以下であると特に好ましい。CXSが5質量%以下であることにより、二軸配向ポリプロピレンフィルムの耐電圧特性や寸法安定性が向上する。ポリプロピレン樹脂のCXSを上記の範囲内とするには、樹脂を得る際の触媒活性を高める方法、得られた樹脂を溶媒あるいはプロピレンモノマー自身で洗浄する方法などがある。なお、ここで「主成分となるポリプロピレン樹脂」とは、フィルムを構成するポリプロピレン樹脂全体を意味するものであり、以下「主成分となるポリプロピレン樹脂」について同様に解釈する。 The polypropylene resin that is the main component of the biaxially oriented polypropylene film of the present invention preferably has a cold xylene soluble portion (hereinafter referred to as CXS) of 5% by mass or less. Here, CXS refers to a polypropylene component dissolved in xylene when a biaxially oriented polypropylene film is completely dissolved in xylene at 135°C and then precipitated at 20°C. It is considered that it corresponds to a component that is difficult to crystallize due to its low molecular weight and the like. The CXS of the polypropylene resin, which is the main component, is more preferably 5% by mass or less, even more preferably 3% by mass or less, and particularly preferably 1% by mass or less. When the CXS is 5% by mass or less, the withstand voltage characteristics and dimensional stability of the biaxially oriented polypropylene film are improved. In order to make the CXS of the polypropylene resin within the above range, there are a method of increasing the catalytic activity in obtaining the resin, a method of washing the obtained resin with a solvent or the propylene monomer itself, and the like. Here, the "main component polypropylene resin" means the entire polypropylene resin that constitutes the film, and hereinafter, the "main component polypropylene resin" is similarly interpreted.
本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムの主成分となるポリプロピレン樹脂のメソペンタッド分率は、高温時の熱収縮特性の観点から95%以上であることが好ましく、更に好ましくは97%以上である。メソペンタッド分率は核磁気共鳴法(NMR法)で測定されるポリプロピレン樹脂の結晶相の立体規則性を示す指標である。主成分となるポリプロピレン樹脂の該数値が高いほど結晶化度や融点が高くなるため、特にフィルムとしたときの高温での蒸着加工性の観点から好ましい。このような立体規則性の高いポリプロピレン樹脂を得るには、n-ヘプタン等の溶媒で得られた樹脂パウダーを洗浄する方法や、触媒および/または助触媒の選定、組成の選定を適宜行う方法等が好ましく採用される。主成分となるポリプロピレン樹脂のメソペンタッド分率が上記好ましい範囲の場合、フィルムとしたときの耐電圧特性や寸法安定性に優れる。 The mesopentad fraction of the polypropylene resin, which is the main component of the biaxially oriented polypropylene film of the present invention, is preferably 95% or more, more preferably 97% or more, from the viewpoint of heat shrinkage properties at high temperatures. The mesopentad fraction is an index showing the stereoregularity of the crystal phase of the polypropylene resin measured by the nuclear magnetic resonance method (NMR method). Since the crystallinity and melting point of the polypropylene resin, which is the main component, increases as the numerical value increases, it is particularly preferable from the viewpoint of vapor deposition processability at high temperature when formed into a film. In order to obtain such a polypropylene resin with high stereoregularity, a method of washing the resin powder obtained with a solvent such as n-heptane, a method of selecting a catalyst and / or co-catalyst, a method of appropriately selecting a composition, etc. is preferably adopted. When the mesopentad fraction of the polypropylene resin, which is the main component, is within the above preferred range, the resulting film is excellent in withstand voltage characteristics and dimensional stability.
本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムの主成分となるポリプロピレン樹脂のメルトフローレート(以下、MFR)はJIS K 7210(1995)の条件M(230℃、2.16kg)に準拠して測定した場合において、1.0~10g/10分であることが好ましく、1.5~8g/10分であるとより好ましく、2.0~5g/10分であるとさらに好ましい。ポリプロピレン樹脂のMFRが上記好ましい範囲の場合、製膜性に優れるため安定して二軸配向ポリプロピレンフィルムが得られる上、二軸配向ポリプロピレンフィルムとしたときの耐電圧特性にも優れる。主成分となるポリプロピレン樹脂のMFRを上記の範囲内とするためには、平均分子量や分子量分布を制御する方法などが好ましく採用される。より具体的には、平均分子量を高くすることや、分子量分布のばらつきを少なくすることでMFRを低くすることができる。 When the melt flow rate (hereinafter referred to as MFR) of the polypropylene resin that is the main component of the biaxially oriented polypropylene film of the present invention is measured according to JIS K 7210 (1995) Condition M (230 ° C., 2.16 kg) , preferably 1.0 to 10 g/10 minutes, more preferably 1.5 to 8 g/10 minutes, and even more preferably 2.0 to 5 g/10 minutes. When the MFR of the polypropylene resin is within the above preferable range, the biaxially oriented polypropylene film can be stably obtained due to excellent film formability, and the biaxially oriented polypropylene film also has excellent withstand voltage characteristics. In order to keep the MFR of the polypropylene resin, which is the main component, within the above range, a method of controlling the average molecular weight and the molecular weight distribution is preferably adopted. More specifically, the MFR can be lowered by increasing the average molecular weight or by reducing the variation in the molecular weight distribution.
本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムの主成分となるポリプロピレン樹脂は、製膜性を向上させる目的で分岐鎖状ポリプロピレンを含有してもよい。この場合、分岐鎖状ポリプロピレンは、230℃で測定したときの溶融張力(MS)とメルトフローレート(MFR)が、log(MS)>-0.56log(MFR)+0.74なる関係式を満たす分岐鎖状ポリプロピレンであることが好ましい。230℃で測定したときの溶融張力(MS)とメルトフローレート(MFR)が、log(MS)>-0.56log(MFR)+0.74なる関係式を満たす分岐鎖状ポリプロピレンを得るには、高分子量成分を多く含むポリプロピレンをブレンドする方法、分岐構造を持つオリゴマーやポリマーをブレンドする方法、特開昭62-121704号公報に記載されているようにポリプロピレン分子中に長鎖分岐構造を導入する方法、あるいは特許第2869606号公報に記載されているような方法等が好ましく用いられる。 The polypropylene resin, which is the main component of the biaxially oriented polypropylene film of the present invention, may contain branched chain polypropylene for the purpose of improving the film formability. In this case, the branched polypropylene has a melt tension (MS) and a melt flow rate (MFR) when measured at 230 ° C., log (MS) > -0.56 log (MFR) + 0.74. Branched polypropylene is preferred. Melt tension (MS) and melt flow rate (MFR) when measured at 230 ° C. To obtain a branched polypropylene that satisfies the relational expression log (MS) > -0.56 log (MFR) + 0.74, A method of blending polypropylene containing many high molecular weight components, a method of blending an oligomer or polymer having a branched structure, and a method of introducing a long-chain branched structure into the polypropylene molecule as described in JP-A-62-121704. A method or a method as described in Japanese Patent No. 2869606 is preferably used.
本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムにおける分岐鎖状ポリプロピレンは、特に制限されないが、電子線架橋法により得られる樹脂が該樹脂中のゲル成分が少ないために好ましく用いられる。本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムに用いることができる分岐鎖状ポリプロピレンとしては、具体的には、LyondellBasell社製“PRO-FAX”(登録商標)PF-814、Borealis社製“Daploy”(商標)HMS-PP(WB130HMS、WB135HMSなど)等が例示される。 The branched polypropylene in the biaxially oriented polypropylene film of the present invention is not particularly limited, but a resin obtained by an electron beam crosslinking method is preferably used because the resin contains less gel component. Specific examples of the branched polypropylene that can be used in the biaxially oriented polypropylene film of the present invention include "PRO-FAX" (registered trademark) PF-814 manufactured by LyondellBasell and "Daploy" (trademark) manufactured by Borealis. Examples include HMS-PP (WB130HMS, WB135HMS, etc.).
なお、ここでいう分岐鎖状ポリプロピレンとは、カーボン原子10,000個中に対し1箇所以上5箇所以下の内部3置換オレフィンを有するポリプロピレンであり、この内部3置換オレフィンの存在は、1H-NMRスペクトルのプロトン比により確認することができる。分岐鎖状ポリプロピレンは、α晶核剤としての作用を有しながら、一定範囲の添加量であれば結晶形態による粗面形成も可能となる。より詳しくは、分岐鎖状ポリプロピレンを含むことで、溶融押出した樹脂シートの冷却工程で生成するポリプロピレンの球晶サイズを小さく制御できるため、延伸工程で生成する絶縁欠陥の発生が抑制され、耐電圧特性に優れたポリプロピレンフィルムを得ることができる。 The term "branched polypropylene" as used herein refers to a polypropylene having 1 to 5 internal trisubstituted olefins with respect to 10,000 carbon atoms. It can be confirmed by the proton ratio of the NMR spectrum. The branched-chain polypropylene has an action as an α-crystal nucleating agent, and can form a rough surface due to the crystal morphology if the addition amount is within a certain range. More specifically, by containing branched polypropylene, it is possible to control the spherulite size of the polypropylene generated in the cooling process of the melt-extruded resin sheet to be small, so the occurrence of insulation defects generated in the stretching process is suppressed, and the withstand voltage is improved. A polypropylene film having excellent properties can be obtained.
本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムを構成する分岐鎖状ポリプロピレンを含有せしめる場合、含有量は二軸配向ポリプロピレンフィルムの全成分100質量%中に0.05~3.0質量%であることが好ましく、0.1~2.0質量%であるとより好ましく、0.3~1.5質量%であるとさらに好ましく、0.5~1.0質量%であると特に好ましい。分岐鎖状ポリプロピレンの含有量が上記好ましい範囲の場合、製膜性の向上効果が得られる一方、二軸配向ポリプロピレンフィルムとしての立体規則性が低下しないので、耐電圧特性に優れる。なお、二軸配向ポリプロピレンフィルム中の分岐鎖状ポリプロピレンが複数種である場合、含有量は全ての分岐鎖状ポリプロピレンを合算して算出する。 When the branched polypropylene constituting the biaxially oriented polypropylene film of the present invention is contained, the content is preferably 0.05 to 3.0% by mass based on 100% by mass of the total components of the biaxially oriented polypropylene film. , more preferably 0.1 to 2.0% by mass, more preferably 0.3 to 1.5% by mass, and particularly preferably 0.5 to 1.0% by mass. When the content of the branched-chain polypropylene is within the above preferable range, the effect of improving the film formability is obtained, while the stereoregularity as a biaxially oriented polypropylene film is not lowered, so that the withstand voltage characteristics are excellent. In addition, when the branched-chain polypropylene in a biaxially-oriented polypropylene film is multiple types, content is calculated by totaling all the branched-chain polypropylenes.
本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムは、本発明の目的を損なわない範囲で種々の添加剤、例えば、結晶核剤、酸化防止剤、熱安定剤、易滑剤、帯電防止剤、ブロッキング防止剤、充填剤、粘度調整剤、着色防止剤などを含有せしめることも好ましい。 The biaxially oriented polypropylene film of the present invention contains various additives, such as crystal nucleating agents, antioxidants, heat stabilizers, lubricants, antistatic agents, antiblocking agents, fillers, as long as the objects of the present invention are not impaired. It is also preferable to contain an agent, a viscosity modifier, an anti-coloring agent, and the like.
上記した添加剤の中で、酸化防止剤の種類、および添加量の選定は長期耐熱性の観点から重要である。すなわち、酸化防止剤としては、立体障害性を有するフェノール系のもので、そのうち少なくとも1種は分子量500以上の高分子量型のものが好ましい。具体的には、例えば、2,6-ジ-t-ブチル-p-クレゾール(BHT:分子量220.4)、1,3,5-トリメチル-2,4,6-トリス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)ベンゼン(例えば、BASF社製“Irganox”(登録商標)1330:分子量775.2)、テトラキス[メチレン-3(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン(例えば、BASF社製“Irganox”(登録商標)1010:分子量1177.7)などを単独使用、もしくは併用することが好ましい。これら酸化防止剤の総含有量はポリプロピレン樹脂全量に対して0.03~1.0質量部であることが好ましく、0.1~0.9質量部であるとより好ましい。ポリプロピレン樹脂組成物中の酸化防止剤含有量を0.03質量部以上とすると、酸化防止の効果が得られやすく、長期耐熱性を保ちやすい。一方、ポリプロピレン樹脂組成物中の酸化防止剤含有量を1.0質量部以下とすると、高温耐電圧特性を保ちやすい。 Among the above additives, the selection of the type and amount of antioxidant to be added is important from the viewpoint of long-term heat resistance. That is, the antioxidant is preferably a sterically hindered phenolic antioxidant, at least one of which is of a high molecular weight type having a molecular weight of 500 or more. Specifically, for example, 2,6-di-t-butyl-p-cresol (BHT: molecular weight 220.4), 1,3,5-trimethyl-2,4,6-tris(3,5-di -t-butyl-4-hydroxybenzyl)benzene (for example, BASF "Irganox" (registered trademark) 1330: molecular weight 775.2), tetrakis [methylene-3 (3,5-di-t-butyl-4- Hydroxyphenyl)propionate]methane (for example, "Irganox" (registered trademark) 1010 manufactured by BASF, molecular weight 1177.7) and the like are preferably used alone or in combination. The total content of these antioxidants is preferably 0.03 to 1.0 parts by mass, more preferably 0.1 to 0.9 parts by mass, based on the total amount of the polypropylene resin. When the content of the antioxidant in the polypropylene resin composition is 0.03 parts by mass or more, it is easy to obtain the effect of preventing oxidation, and it is easy to maintain long-term heat resistance. On the other hand, when the antioxidant content in the polypropylene resin composition is 1.0 parts by mass or less, it is easy to maintain high-temperature withstand voltage characteristics.
本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムは、少なくとも片面の表面ぬれ張力が37~50mN/mであることが好ましく、38~49mN/mであるとより好ましく、39~48mN/mであるとさらに好ましく、40~47mN/mであると特に好ましい。表面ぬれ張力が上記好ましい下限以上の場合、金属蒸着する際に金属との密着が十分となる。少なくとも片面の表面ぬれ張力を37~50mN/mまたは上記の好ましい範囲とする方法としては、例えば、製膜時において、二軸延伸後に表面処理を施す方法が挙げられる。具体的には、コロナ放電処理、プラズマ処理、グロー処理、火炎処理などが挙げられ、これらは単独で用いても併用してもよい。 The biaxially oriented polypropylene film of the present invention preferably has a surface wetting tension of 37 to 50 mN/m on at least one side, more preferably 38 to 49 mN/m, and even more preferably 39 to 48 mN/m. 40 to 47 mN/m is particularly preferred. When the surface wetting tension is equal to or higher than the above preferred lower limit, sufficient adhesion to the metal is achieved during metal vapor deposition. A method for adjusting the surface wetting tension of at least one side to 37 to 50 mN/m or the above preferred range includes, for example, a method of subjecting the film to surface treatment after biaxial stretching during film formation. Specific examples include corona discharge treatment, plasma treatment, glow treatment, and flame treatment, and these may be used alone or in combination.
本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムは、少なくとも一方の面において光沢度が125%以上150%以下であることが好ましく、125~145%であるとより好ましく、125~140%であるとさらに好ましく、128~138%であると特に好ましい。少なくとも一方の面において光沢度が125%以上である状態は、当該表面での光散乱の密度増加が抑えられている状態である。言い換えると、少なくとも一方の面において光沢度が125%以上であることは当該表面に存在する凹凸が少ないことを意味し、このような態様とすることで、その凹凸起因で起こる耐電圧特性の低下が軽減される。一方、少なくとも一方の面において光沢度が150%以下であることは、滑り性を確保できる程度に当該表面に凹凸が存在することを意味する。そのため、このような態様とすることで、製膜および加工時のフィルム搬送工程において搬送シワの発生が抑えられ、フィルムロールの巻姿が良化する上、フィルムの破断も軽減される。なお、両面の光沢度を125%以上150%以下または上記の好ましい範囲とすることで、片面のみの光沢度を同範囲とする場合よりも上記効果が向上する。 The biaxially oriented polypropylene film of the present invention preferably has a glossiness of 125% or more and 150% or less, more preferably 125 to 145%, even more preferably 125 to 140%, on at least one surface. 128-138% is particularly preferred. A state in which at least one surface has a glossiness of 125% or more is a state in which an increase in light scattering density on the surface is suppressed. In other words, if the glossiness is 125% or more on at least one surface, it means that there are few unevennesses on the surface. is reduced. On the other hand, a glossiness of 150% or less on at least one surface means that the surface has unevenness to the extent that slipperiness can be ensured. Therefore, by adopting such a mode, the occurrence of transport wrinkles in the film transport process during film formation and processing is suppressed, the winding shape of the film roll is improved, and the breakage of the film is reduced. By setting the glossiness of both surfaces to 125% or more and 150% or less or the above preferable range, the above effect is improved as compared with the case where the glossiness of only one surface is set to the same range.
少なくとも一方の面において光沢度を125%以上150%以下または上記の好ましい範囲とする方法としては、上述したポリプロピレン樹脂を使用して、後述する通りフィルム製膜時のキャスト工程、縦延伸工程を特定の条件とする方法が挙げられる。より具体的には、光沢度を上げるためには、キャスト工程でのキャストドラムの表面温度を下げることや、縦延伸工程での縦延伸温度を下げることが効果的である。 As a method for making the glossiness of at least one surface 125% or more and 150% or less or the above preferred range, the above-described polypropylene resin is used, and the casting process and longitudinal stretching process during film formation are specified as described later. A method of setting the condition of More specifically, in order to increase the glossiness, it is effective to lower the surface temperature of the casting drum in the casting process and to lower the longitudinal stretching temperature in the longitudinal stretching process.
本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムは、長手方向の最大光沢度ムラ(RMD)と幅方向の最大光沢度ムラ(RTD)のうち少なくとも一方が0.1%以上3.0%以下であることが重要であり、0.1%以上2.0%以下であると好ましく、0.1%以上1.0%以下であるとより好ましい。光沢度ムラであるRMDやRTDは小さい方が好ましいが、実現可能な範囲として0.1%以上とした。RMDとRTDのうち少なくとも一方を上記範囲とすることで、コンデンサへの加工工程でフィルムを積層した際にフィルム層間のエアー量や間隙距離のムラが抑制される。そのため、このような態様の二軸配向ポリプロピレンフィルムをコンデンサに用いることで、コンデンサの使用時に保安性が効きすぎる、もしくは、効きにくくなることを防ぎ、コンデンサの寿命を長くし、もしくはショート破壊を起きにくくすることができる。また、製膜および加工時のフィルム搬送工程において、フィルムの蛇行や、フィルムロールの巻姿の悪化を防ぐこともできる。なお、RMDおよびRTDが0.1%以上3.0%以下、または上記の好ましい範囲である態様とすることで、上記効果がより向上する。 In the biaxially oriented polypropylene film of the present invention, at least one of the maximum gloss unevenness (RMD) in the longitudinal direction and the maximum gloss unevenness (RTD) in the width direction is 0.1% or more and 3.0% or less. It is important, it is preferably 0.1% or more and 2.0% or less, more preferably 0.1% or more and 1.0% or less. RMD and RTD, which are uneven glossiness, are preferably as small as possible, but are set to 0.1% or more as a feasible range. By setting at least one of RMD and RTD within the above range, unevenness in the amount of air and gap distance between film layers is suppressed when films are laminated in the process of forming a capacitor. Therefore, by using such a biaxially oriented polypropylene film in a capacitor, it is possible to prevent the security from becoming too effective or less effective when the capacitor is used, extend the life of the capacitor, or cause short-circuit breakdown. can be made difficult. It is also possible to prevent meandering of the film and deterioration of the winding shape of the film roll in the film transport process during film formation and processing. In addition, the above effect is further improved by setting the RMD and RTD to 0.1% or more and 3.0% or less, or in the above preferable range.
本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムにおいては、少なくとも片面においてRMDとRTD少なくとも一方が0.1%以上3.0%以下であれば、「RMDとRTDのうち少なくとも一方が0.1%以上3.0%以下である」と見なすことができる。上記の好ましい範囲や態様についても同様とする。 In the biaxially oriented polypropylene film of the present invention, if at least one of RMD and RTD is 0.1% or more and 3.0% or less on at least one side, "at least one of RMD and RTD is 0.1% or more and 3. 0% or less." The same applies to the preferred ranges and modes described above.
RMDとRTDのうち少なくとも一方を0.1%以上3.0%以下または上記の好ましい範囲とする方法としては、キャストドラムの表面温度をより均一にする方法(後述)が挙げられる。 As a method for adjusting at least one of RMD and RTD to 0.1% or more and 3.0% or less or the above preferred range, a method of making the surface temperature of the cast drum more uniform (described later) can be mentioned.
光沢度、RMD、及びRTDは以下の方法により測定することができる(両面の測定が必要な場合は、各面について同様に測定する。)。先ず、フィルムロールより、100mm(長手方向)×幅方向長さ(幅方向)の長方形状に二軸配向ポリプロピレンフィルムサンプルを採取し、該サンプルを長手方向と平行に60等分して100mm×幅方向長さの1/60mmの試験片を60枚取得する。次いで、得られた試験片の中心部の光沢度を、デジタル変角光沢計を用いて入射角60°、受光角60°の条件で5回測定し、その平均値を当該試験片の光沢度とする。その後、全ての試験片について同様の測定を行い、得られた光沢度の最大値と最小値をそれぞれ「幅方向の光沢度最大値」、「幅方向の光沢度最小値」とする。さらに、長手方向と幅方向を入れ替えて同様の測定を行い、「長手方向の光沢度最大値」、「長手方向の光沢度最小値」を得る。測定終了後、長手方向の光沢度ムラ(RMD)及び幅方向の光沢度ムラ(RTD)を下記式から求める。また、全ての試験片の光沢度の平均値を求め、これを当該二軸配向ポリプロピレンフィルムの光沢度とする。なお、光沢度の測定に用いるデジタル変角光沢計は、測定が可能なものであれば特に制限されず、例えばスガ試験機社製デジタル変角光沢計UGV-5D等を用いることができる。
長手方向の光沢度ムラ(RMD)=長手方向の光沢度最大値-長手方向の光沢度最小値
幅方向の光沢度ムラ(RTD)=幅方向の光沢度最大値-幅方向の光沢度最小値。
Glossiness, RMD, and RTD can be measured by the following methods (when both sides need to be measured, each side is similarly measured). First, from a film roll, a biaxially oriented polypropylene film sample in a rectangular shape of 100 mm (longitudinal direction) x width direction length (width direction) is taken, and the sample is divided into 60 equal parts in parallel with the longitudinal direction to obtain 100 mm x width. 60 specimens of 1/60 mm of the directional length are obtained. Then, the glossiness of the central part of the obtained test piece was measured five times under the conditions of an incident angle of 60 ° and a light receiving angle of 60 ° using a digital variable angle gloss meter, and the average value was the glossiness of the test piece. and Thereafter, the same measurement is performed for all test pieces, and the obtained maximum and minimum values of glossiness are defined as "maximum value of glossiness in the width direction" and "minimum value of glossiness in the width direction", respectively. Further, the same measurement is performed with the longitudinal direction and the width direction interchanged to obtain the “longitudinal direction maximum glossiness value” and the “longitudinal direction glossiness minimum value”. After the measurement is completed, the gloss unevenness (RMD) in the longitudinal direction and the gloss unevenness (RTD) in the width direction are obtained from the following equations. Also, the average value of the glossiness of all the test pieces is obtained, and this value is defined as the glossiness of the biaxially oriented polypropylene film. The digital variable angle gloss meter used for measuring the glossiness is not particularly limited as long as it can be measured.
Longitudinal gloss unevenness (RMD)=Longitudinal maximum glossiness−Longitudinal minimum glossiness Unevenness of widthwise glossiness (RTD)=Maximum glossiness in the width direction−Minimum glossiness in the width direction.
本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムは、厚みが1.0~3.0μmであることが好ましい。厚みは1.2~2.8μmであるとより好ましく、1.5~2.5μmであるとさらに好ましい。厚みを1.0μm以上とすることで、二軸配向ポリプロピレンフィルムを機械強度や高温耐電圧特性に優れたものとすることができ、また、製膜および加工時におけるフィルム破断を防止することもできる。一方、厚みを3.0μm以下とすることにより、二軸配向ポリプロピレンフィルムをコンデンサ誘電体として用いた際に体積当たりの容量を大きくすることができる。なお、厚みはJIS C 2330(2014)に準じ、マイクロメーター法により測定することができ、厚みの調整は口金からの吐出量や、口金のスリット幅、キャストドラムの回転速度、及び延伸倍率の調整等により可能である。 The biaxially oriented polypropylene film of the present invention preferably has a thickness of 1.0 to 3.0 μm. A thickness of 1.2 to 2.8 μm is more preferable, and a thickness of 1.5 to 2.5 μm is even more preferable. By setting the thickness to 1.0 μm or more, the biaxially oriented polypropylene film can be made excellent in mechanical strength and high-temperature withstand voltage characteristics, and film breakage during film formation and processing can also be prevented. . On the other hand, by setting the thickness to 3.0 μm or less, the capacitance per volume can be increased when the biaxially oriented polypropylene film is used as a capacitor dielectric. The thickness can be measured by the micrometer method according to JIS C 2330 (2014), and the thickness is adjusted by adjusting the discharge amount from the nozzle, the slit width of the nozzle, the rotational speed of the cast drum, and the stretching ratio. etc.
次に本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムの製造方法を以下に説明するが、必ずしもこれに限定されるものではない。 Next, the method for producing the biaxially oriented polypropylene film of the present invention will be described below, but the method is not necessarily limited to this.
まず、上述した好ましいポリプロピレン樹脂を単軸の溶融押出機に供給し、200~260℃にて溶融押出を行う。次に、ポリマー管の途中に設置したフィルターにて、異物や変性ポリマーなどを除去する。そしてTダイよりキャストドラム上に吐出してキャストシートを形成し、冷却ロールで冷却する。 First, the preferred polypropylene resin described above is supplied to a single-screw melt extruder and melt extruded at 200 to 260°C. Next, a filter installed in the middle of the polymer tube removes foreign matter, modified polymer, and the like. Then, it is discharged from a T-die onto a cast drum to form a cast sheet, which is cooled by a cooling roll.
キャストドラムの表面温度は、β晶および球晶を適切に生成させる観点から60~100℃であることが好ましく、65~95℃であるとさらに好ましく、70~95℃であればさらに好ましく、75~95℃であれば特に好ましい。キャストドラム温度を60℃以上とすることで、キャストシート中に形成されるβ晶が少なくなり過ぎるのを防ぎ、二軸延伸後に得られるフィルムの滑り性を保つことができる。そのため、製膜および加工時のフィルム搬送工程における搬送シワの発生やフィルムロールの巻姿の悪化を防ぐことができる。一方、キャストドラム温度を100℃以下とすることで、キャストシート中にβ晶および球晶が過剰に形成されるのを防ぐことができ、製膜および加工時のフィルムの搬送工程における蛇行の発生やフィルムロールの巻姿の悪化を防ぎやすくなる。 The surface temperature of the cast drum is preferably 60 to 100° C., more preferably 65 to 95° C., even more preferably 70 to 95° C., from the viewpoint of appropriately forming β crystals and spherulites. ~95°C is particularly preferred. By setting the cast drum temperature to 60° C. or higher, it is possible to prevent the amount of β crystals formed in the cast sheet from becoming too small, and to maintain the lubricity of the film obtained after biaxial stretching. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of conveyance wrinkles and the deterioration of the winding shape of the film roll in the film conveyance process during film formation and processing. On the other hand, by setting the cast drum temperature to 100° C. or less, it is possible to prevent excessive formation of β crystals and spherulites in the cast sheet, and the occurrence of meandering in the film transport process during film formation and processing. It becomes easy to prevent deterioration of the winding shape of the film roll.
キャストドラムの表面温度をより均一に制御する方法について、キャストドラムの表面の温度が不均一となるメカニズムを踏まえて具体例を以下に述べる。キャストドラムは通常、その内部に幅方向と平行に、若しくは螺旋状に配管が設けられている。そして、この配管の一方の端部から温度を制御した冷却媒体を流入し、他方の端部から流出させることにより、キャストドラムの表面温度を制御することができる。しかし、螺旋状の部分は熱伝達率が低下し、またキャストドラム表面のフィルム冷却時の熱量により冷却媒体の流入時と流出時の温度差が発生することによりキャストドラムの表面温度が不均一になる。このようなメカニズムで生じるキャストドラムの温度ムラは、例えば、冷却媒体の流量を増やすことで軽減できる。 A specific example of a method for controlling the surface temperature of the cast drum more uniformly will be described below based on the mechanism by which the surface temperature of the cast drum becomes non-uniform. A cast drum is usually provided with a pipe inside in parallel with the width direction or spirally. The surface temperature of the cast drum can be controlled by inflowing a temperature-controlled cooling medium from one end of the pipe and flowing it out from the other end. However, the heat transfer rate of the helical portion is low, and the heat generated when cooling the film on the surface of the cast drum creates a temperature difference between when the cooling medium flows in and out, which causes the surface temperature of the cast drum to become uneven. Become. The temperature unevenness of the cast drum caused by such a mechanism can be reduced, for example, by increasing the flow rate of the cooling medium.
また、冷却媒体としては一般的に工業用水が使用される。この工業用水中には、鉄やマンガン等の金属成分の他、蒸発残留物などの異物が含まれているため、長期間にわたって冷却ドラムの配管内に工業用水を流し続けると、冷却ドラムの内側側面に上記の異物が付着して部分的に堆積することや、異物が配管側面の金属と反応して凝集物となることがある。これらの堆積物や凝集物の発生や落下により、冷却ドラム表面の温度ムラが局所的に発生するため、定期的に配管の洗浄等を行うこと等により、これらの堆積物や凝集物を早期に取り除くことで冷却ドラムの表面の温度をより均一に制御することができる。 Industrial water is generally used as a cooling medium. This industrial water contains metal components such as iron and manganese as well as foreign matter such as evaporation residue. The above-mentioned foreign matter may adhere to the side surface and be partially deposited, or the foreign matter may react with the metal on the side surface of the pipe and form an agglomerate. Due to the occurrence and falling of these deposits and aggregates, temperature unevenness on the surface of the cooling drum occurs locally. By removing it, the temperature of the surface of the cooling drum can be controlled more uniformly.
また、キャストドラムの表面温度を均一に制御する方法として、キャストドラム表面の肉厚内に複数のジャケット室を有するキャストドラムを使用する方法があげられる。ジャケット室内に気液二相の熱媒体を封入することで熱伝導によって局部的に高温となったキャストドラム表面に液相熱媒体が接すると、これにより液相熱媒体は気化されて気相熱媒体に相変換する。この気相熱媒体が、未だ局部的に低温状態にあるキャストドラム表面に接すると、液化されて再び液相熱媒体に相変換する。このようにして熱媒体は高温のキャストドラム表面に触れることにより気化して潜熱を奪い、ついで低温のキャストドラム表面に触れて気化して潜熱を与えることにより、キャストドラム表面の温度を均一に制御することができる。なお、「キャストドラム表面の肉厚」とは、キャストドラムを回転軸が中心軸である円柱に見立てたときの側面を形成する円筒形の部位をいう。 Further, as a method of controlling the surface temperature of the cast drum uniformly, there is a method of using a cast drum having a plurality of jacket chambers within the wall thickness of the cast drum surface. By enclosing a gas-liquid two-phase heat transfer medium in the jacket chamber, when the liquid-phase heat transfer medium comes into contact with the surface of the cast drum, which is locally heated by heat conduction, the liquid-phase heat transfer medium is vaporized to produce gas-phase heat. Phase change to medium. When this gas-phase heat medium comes into contact with the surface of the cast drum, which is still locally at a low temperature, it is liquefied and phase-converted into a liquid-phase heat medium again. In this way, the heat medium is vaporized by contacting the high-temperature cast drum surface to take away latent heat, and then vaporized by contacting the low-temperature cast drum surface to provide latent heat, thereby uniformly controlling the temperature of the cast drum surface. can do. The term "thickness of the surface of the cast drum" refers to a cylindrical portion forming a side surface when the cast drum is likened to a column whose center axis is the rotation axis.
また、Tダイから吐出された溶融シートがキャストドラムに密着する直前のキャストドラム全幅の表面温度ムラは3.0℃以下であることが好ましく、2.0℃以下であることがより好ましく、1.0℃未満であることがさらに好ましい。このような態様とすることで、キャストシート中に形成されるβ晶を幅方向均一に形成し、フィルムの表面形状が長手方向および幅方向にばらつくのを防ぎやすい。 In addition, the surface temperature unevenness of the entire width of the cast drum immediately before the molten sheet discharged from the T die is in close contact with the cast drum is preferably 3.0 ° C. or less, more preferably 2.0 ° C. or less. It is more preferably less than 0°C. By adopting such a mode, the β crystal formed in the cast sheet is formed uniformly in the width direction, and it is easy to prevent the surface shape of the film from varying in the longitudinal direction and the width direction.
Tダイから吐出された溶融シートがキャストドラムに着地し、ドラムに密着している時間は1~3秒であることが好ましい。密着している時間を1秒以上とすると、溶融シートを固化しやすく、その後の延伸工程で破断するのを防ぎやすい。一方、密着している時間を3秒以下とすると、キャストシート中にβ晶が過剰に形成されるのを防ぐことができ、製膜および加工時のフィルムの搬送工程における蛇行の発生やフィルムロールの巻姿の悪化を防ぎやすくなる。 It is preferable that the molten sheet ejected from the T-die lands on the casting drum and is in close contact with the drum for 1 to 3 seconds. When the contact time is 1 second or more, the melted sheet is easily solidified and easily prevented from being broken in the subsequent stretching step. On the other hand, when the contact time is set to 3 seconds or less, it is possible to prevent excessive formation of β crystals in the cast sheet, causing meandering in the film transport process during film production and processing, and the film roll. It becomes easier to prevent deterioration of the winding appearance.
溶融シートをキャストドラムへ密着させる方法としては、静電印加法、エアーナイフ法、ニップロール法、水中キャスト法などの手法を採用することができるが、厚みむら抑制、高速製膜化、フィルムの表面性状制御の観点からエアーナイフ法が好ましい。エアーナイフのエアー温度は60~120℃であることが好ましい。エアーナイフ温度を60℃以上とすることで、キャストシート中に形成されるβ晶が少なくなり過ぎるのを防ぎ、二軸延伸後に得られるフィルムの滑り性を保ち、製膜および加工時のフィルム搬送工程において搬送シワの発生やフィルムロールの巻姿の悪化を防ぎやすくなる。一方、エアーナイフ温度を120℃以下とすることで、キャストシート中にβ晶が過剰に形成されるのを防ぐため、製膜および加工時のフィルムの搬送工程における蛇行の発生やフィルムロールの巻姿の悪化を防ぎやすくなる。 As a method for bringing the molten sheet into close contact with the cast drum, methods such as the electrostatic application method, the air knife method, the nip roll method, and the underwater casting method can be adopted. From the viewpoint of property control, the air knife method is preferred. The air temperature of the air knife is preferably 60-120°C. By setting the air knife temperature to 60 ° C. or higher, it is possible to prevent the formation of β crystals in the cast sheet from becoming too small, to maintain the slipperiness of the film obtained after biaxial stretching, and to transport the film during film formation and processing. It becomes easier to prevent the occurrence of wrinkles during transportation and the deterioration of the winding shape of the film roll. On the other hand, by setting the air knife temperature to 120°C or less, in order to prevent excessive formation of β crystals in the cast sheet, it is possible to prevent meandering in the film transport process during film production and processing, and the winding of the film roll. Helps prevent deterioration of appearance.
キャストドラム温度とエアーナイフ温度の温度差は、キャストシート両面に同等なβ晶を形成する観点から、20℃以下であることが好ましく、10℃以下であるとさらに好ましい。キャストドラム温度とエアーナイフ温度の温度差を20℃以下とすると、フィルムの表裏で異なる凹凸が形成されるのを防ぐことができ、フィルムの表裏で滑り性が同等となりやすい。そのため、コンデンサ加工時の巻取り工程にて巻込みエアー量が安定し、熱処理工程後にフィルムの層間間隙やエアー量が均一となりやすい。結果、得られるコンデンサは使用時の保安性が過不足のない水準に抑えられ、寿命が低下しにくいものとなる。 The temperature difference between the cast drum temperature and the air knife temperature is preferably 20° C. or less, more preferably 10° C. or less, from the viewpoint of forming equivalent β crystals on both sides of the cast sheet. When the temperature difference between the cast drum temperature and the air knife temperature is 20° C. or less, it is possible to prevent different irregularities from being formed on the front and back sides of the film, and the front and back sides of the film tend to have the same slipperiness. Therefore, the amount of entrapped air is stabilized in the winding process during capacitor processing, and the inter-layer gap of the film and the amount of air tend to become uniform after the heat treatment process. As a result, the safety of the resulting capacitor during use is suppressed to a level that is just right, and the life of the capacitor is less likely to be shortened.
キャストシートの冷却温度(冷却ロールの表面温度)は10~50℃であることが好ましい。冷却温度を10℃以上とすると、その後の縦延伸工程でフィルムを所望の温度まで上昇させやすく、縦延伸工程でフィルムが破断するのを防ぎやすい。一方、冷却温度を50℃以下とすると、キャストシート中の結晶形成を停止しやすく、延伸工程後に得られるフィルムの表面性状が長手方向により均一になる。 The cooling temperature of the cast sheet (surface temperature of the cooling roll) is preferably 10 to 50°C. When the cooling temperature is 10° C. or higher, it is easy to raise the temperature of the film to a desired temperature in the subsequent longitudinal stretching process, and it is easy to prevent the film from breaking in the longitudinal stretching process. On the other hand, when the cooling temperature is 50° C. or less, the formation of crystals in the cast sheet is likely to be stopped, and the surface properties of the film obtained after the stretching process become more uniform in the longitudinal direction.
本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムを得るためには、縦延伸工程前にキャストシートに高温熱処理をすることが好ましい。一般的にβ晶法を利用する二軸配向ポリプロピレンフィルムに特徴的なクレーター状の表面凹凸は、まず、縦延伸工程において、β晶のα晶転移による凹部形成(転移による体積減少)とその凹部の縦延伸方向への機械変形が同時に起こり、縦延伸シート表面にくさび型の凹部が形成される。次に横延伸工程でくさび型の凹部が延伸され、凹部の際が突起状に変形することでクレーター状の表面凹凸が形成される。 In order to obtain the biaxially oriented polypropylene film of the present invention, it is preferable to subject the cast sheet to high-temperature heat treatment before the longitudinal stretching step. The crater-shaped surface irregularities that are characteristic of biaxially oriented polypropylene films that generally use the β-crystal method are first formed by the formation of depressions (volume reduction due to transition) due to α-crystal transition of β-crystals in the longitudinal stretching process. At the same time, mechanical deformation in the direction of longitudinal stretching occurs, and wedge-shaped recesses are formed on the surface of the longitudinally-stretched sheet. Next, in the horizontal stretching step, the wedge-shaped recesses are stretched, and the edges of the recesses are deformed into projections to form crater-shaped surface irregularities.
本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムの表面凹凸を得るためには、縦延伸工程でのβ晶のα晶転移による凹部形成と凹部の縦延伸方向への機械変形をそれぞれ別々工程で起こすことが好ましい。さらに、β晶をα晶へ転移させる際に過剰な熱量を与えて、α晶転移時による凹部を部分溶融させるとより好ましい。 In order to obtain the unevenness on the surface of the biaxially oriented polypropylene film of the present invention, it is preferable to cause the formation of recesses due to β crystal to α crystal transition in the longitudinal stretching step and the mechanical deformation of the recesses in the longitudinal stretching direction in separate steps. . Furthermore, it is more preferable to apply an excessive amount of heat when transforming the β-crystal into the α-crystal so as to partially melt the depressions caused by the α-crystal transformation.
具体的には、縦延伸工程前にキャストシートを温度制御したニップロールでニップしながら温度制御した搬送ロールに通して熱処理を施すことが好ましい。搬送ロールの径や数は熱処理時間によって調整すればよい。また、熱処理後にはキャストシートを冷却し、部分溶融を停止させることがより好ましい。 Specifically, it is preferable to heat-treat the cast sheet by passing it through temperature-controlled transport rolls while nipping the cast sheet with temperature-controlled nip rolls before the longitudinal stretching step. The diameter and number of the transport rolls may be adjusted according to the heat treatment time. Further, it is more preferable to cool the cast sheet after the heat treatment to stop partial melting.
熱処理時の搬送ロール温度は160~170℃であることが好ましく、160~165℃であるとより好ましい。搬送ロール温度を160℃以上とすることにより、β晶からα晶への転移だけでなく、α晶転移により形成された凹部の部分溶融が起こりやすくなる。そのため、本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムの表面凹凸を形成しやすい。一方、搬送ロール温度を170℃以下とすることにより、キャストシート全体が溶融して破れるのを防ぐことができ、量産性を保ちやすい。 The transfer roll temperature during heat treatment is preferably 160 to 170°C, more preferably 160 to 165°C. By setting the transfer roll temperature to 160° C. or higher, not only the transition from the β-crystal to the α-crystal, but also the partial melting of the depressions formed by the α-crystal transition tends to occur. Therefore, it is easy to form unevenness on the surface of the biaxially oriented polypropylene film of the present invention. On the other hand, by setting the transfer roll temperature to 170° C. or lower, it is possible to prevent the entire cast sheet from being melted and broken, and it is easy to maintain mass productivity.
ニップロール温度は160~170℃であることが好ましく、160~165℃であるとより好ましい。ニップロール温度を160℃以上とすることにより、表裏の温度差により生じるニップロール上でのキャストシートのカールが軽減されるため、延伸工程での破れの軽減や、量産性の確保が容易となる。一方、ニップロール温度を170℃以下とすることにより、キャストシート全体が溶融することによる破断が軽減され、量産性を保ちやすい。 The nip roll temperature is preferably 160-170°C, more preferably 160-165°C. By setting the nip roll temperature to 160° C. or higher, curling of the cast sheet on the nip rolls caused by the temperature difference between the front and back sides is reduced, so it is easy to reduce breakage in the stretching process and ensure mass productivity. On the other hand, by setting the nip roll temperature to 170° C. or less, breakage due to melting of the entire cast sheet is reduced, and mass productivity can be easily maintained.
ニップロールの圧力は0.30~0.60MPaであることが好ましく、0.35~0.55MPaであるとより好ましい。ニップロール圧力を0.30MPa以上とすることにより、熱処理時のフィルム膨張によるシワの発生が抑制されるため、縦延伸工程での破れの軽減や、量産性を確保が容易となる。一方、ニップロール圧力を0.60MPa以下とすることにより、圧力によるフィルムの変形が抑えられるため、延伸工程での破断の軽減や、量産性の確保が容易となる。 The pressure of the nip rolls is preferably 0.30-0.60 MPa, more preferably 0.35-0.55 MPa. By setting the nip roll pressure to 0.30 MPa or more, the occurrence of wrinkles due to expansion of the film during heat treatment is suppressed, which facilitates reducing breakage in the longitudinal stretching step and ensuring mass productivity. On the other hand, by setting the nip roll pressure to 0.60 MPa or less, the deformation of the film due to the pressure is suppressed, so it becomes easy to reduce breakage in the stretching process and to ensure mass productivity.
キャストシートの熱処理時間は1~10秒であることが好ましい。熱処理時間を1秒以上とすることで、β晶からα晶への転移だけでなく、体積減少による凹部の部分溶融が起こりやすくなるため、本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムの表面凹凸が得られやすい。一方、熱処理時間を10秒以下とすることで、フィルム全体の溶融やフィルムの膨張によるシワの発生が抑えられ、量産性を確保しやすい。さらに、凹部の部分溶融が過剰とならないため、延伸後にフィルムが過剰に平滑化するのを防ぎやすい。 The heat treatment time of the cast sheet is preferably 1 to 10 seconds. By setting the heat treatment time to 1 second or more, not only the transition from the β crystal to the α crystal, but also the partial melting of the recessed portions due to the volume reduction is likely to occur, so that the surface unevenness of the biaxially oriented polypropylene film of the present invention can be obtained. Cheap. On the other hand, by setting the heat treatment time to 10 seconds or less, the occurrence of wrinkles due to melting of the entire film and expansion of the film can be suppressed, and mass productivity can be easily ensured. Furthermore, since the partial melting of the concave portions does not become excessive, it is easy to prevent excessive flattening of the film after stretching.
熱処理後のキャストシートの冷却温度は80~120℃であることが好ましい。冷却温度を80℃以上とすることにより、その後の縦延伸工程で所望の温度までフィルム温度を上昇させやすく、縦延伸工程での破断が軽減される。一方、冷却温度を120℃以下とすると、キャストシート表面の部分溶融が抑えられ、延伸工程後に得られるフィルムの表面性状が長手方向により均一となる。 The cooling temperature of the cast sheet after heat treatment is preferably 80 to 120°C. By setting the cooling temperature to 80° C. or higher, it is easy to raise the film temperature to a desired temperature in the subsequent longitudinal stretching step, and breakage in the longitudinal stretching step is reduced. On the other hand, when the cooling temperature is 120° C. or less, partial melting of the surface of the cast sheet is suppressed, and the surface properties of the film obtained after the stretching process become more uniform in the longitudinal direction.
次に、縦延伸工程にてキャストシートを長手方向に延伸(縦延伸)して、一軸配向フィルムを得る。縦延伸工程においては、キャストシートを温度125~145℃に制御したロールに通し、ロール間の周速差によって所定の延伸速度、延伸倍率で長手方向に延伸することが好ましい。 Next, the cast sheet is stretched in the longitudinal direction (longitudinal stretching) in a longitudinal stretching step to obtain a uniaxially oriented film. In the longitudinal stretching step, the cast sheet is preferably passed through rolls controlled at a temperature of 125 to 145° C., and stretched in the longitudinal direction at a predetermined stretching speed and stretching ratio depending on the peripheral speed difference between the rolls.
縦延伸倍率は4.0~7.0倍であることが好ましく、5.0~7.0倍であるとさらに好ましい。縦延伸倍率を4.0倍以上とすることで、フィルムの表面性状がより均一となり高温耐電圧特性にも優れる。縦延伸倍率を7.0倍以下とすることで、縦延伸工程でのフィルム破断や次の横延伸工程でのフィルム破れを軽減しやすい。 The longitudinal draw ratio is preferably 4.0 to 7.0 times, more preferably 5.0 to 7.0 times. By setting the longitudinal draw ratio to 4.0 times or more, the surface properties of the film become more uniform and the high-temperature withstand voltage characteristics are also excellent. By setting the longitudinal draw ratio to 7.0 times or less, it is easy to reduce film breakage in the longitudinal drawing process and film breakage in the next transverse drawing process.
次に、一軸配向フィルムの幅方向両端部をクリップで把持し、温度140~165℃に制御したテンター式延伸機にて延伸倍率8~15倍で幅方向に延伸することにより、二軸配向フィルムとする。 Next, both ends of the uniaxially oriented film in the width direction are held with clips, and the biaxially oriented film is stretched in the width direction at a draw ratio of 8 to 15 times with a tenter type stretching machine controlled at a temperature of 140 to 165 ° C. and
その後、二軸配向フィルムに空気中、窒素中、炭酸ガス中、あるいはこれらの混合気体中でコロナ放電処理を行い、クリップで把持した幅方向両端部をカットして除去した後、二軸配向フィルムを巻取機で中間製品として巻取る。最後に、スリッターにて、中間製品から巻き出した二軸配向フィルムを特定の幅でスリットし、フィルムロールとしてコアに巻回し、本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムのロールを得る。 After that, the biaxially oriented film is subjected to corona discharge treatment in air, nitrogen, carbon dioxide gas, or a mixture of these, and both widthwise ends held by clips are cut and removed, and then the biaxially oriented film is wound as an intermediate product by a winder. Finally, the biaxially oriented film unwound from the intermediate product is slit into a specific width by a slitter and wound around a core as a film roll to obtain a roll of the biaxially oriented polypropylene film of the present invention.
本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムは、コンデンサ用誘電体として好ましく用いられるが、コンデンサのタイプに限定されるものではない。具体的には、電極構成の観点では箔巻コンデンサ、金属蒸着膜コンデンサのいずれであってもよいし、絶縁油を含有させた油浸タイプのコンデンサや絶縁油を全く使用しない乾式コンデンサにも好ましく用いられる。また、形状の観点では、巻回式であっても積層式であっても構わない。本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムの特性から特に金属蒸着膜コンデンサとして好ましく用いられる。 The biaxially oriented polypropylene film of the present invention is preferably used as a capacitor dielectric, but is not limited to the type of capacitor. Specifically, from the viewpoint of the electrode configuration, it may be either a foil-wrapped capacitor or a metal-evaporated film capacitor, and it is also preferable for an oil-immersed capacitor containing insulating oil and a dry capacitor that does not use insulating oil at all. Used. Moreover, from the viewpoint of the shape, it may be of a winding type or a layered type. Due to the properties of the biaxially oriented polypropylene film of the present invention, it is particularly preferably used as a metal-evaporated film capacitor.
以下、本発明の金属膜積層フィルムについて説明する。本発明の金属膜積層フィルムは、本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムの少なくとも片面に金属膜を有する。金属膜を形成する方法は特に限定されないが、例えば、当該二軸配向ポリプロピレンフィルムの少なくとも片面にアルミニウム等の金属を蒸着して、フィルムコンデンサの内部電極となる金属膜を設ける方法が好ましく用いられる。このとき、アルミニウムと同時あるいは逐次に、例えば、ニッケル、銅、金、銀、クロム、および亜鉛などの他の金属成分を蒸着することもできる。また、金属膜上にオイルなどで保護層を設けることもできる。 The metal film laminate film of the present invention will be described below. The metal film laminated film of the present invention has a metal film on at least one side of the biaxially oriented polypropylene film of the present invention. Although the method of forming the metal film is not particularly limited, for example, a method of evaporating a metal such as aluminum on at least one side of the biaxially oriented polypropylene film to provide a metal film that serves as an internal electrode of a film capacitor is preferably used. At this time, simultaneously or sequentially with aluminum, other metal components such as, for example, nickel, copper, gold, silver, chromium, and zinc can also be deposited. A protective layer can also be provided on the metal film with oil or the like.
金属膜の厚さは、コンデンサの電気特性と保安性の観点から20~100nmであることが好ましい。また、同様の理由により、金属膜の表面抵抗値が1~20Ω/sqであることが好ましい。表面抵抗値は、使用する金属種と膜厚で制御可能である。 The thickness of the metal film is preferably 20 to 100 nm from the viewpoint of electrical characteristics and safety of the capacitor. Also, for the same reason, the metal film preferably has a surface resistance value of 1 to 20 Ω/sq. The surface resistance value can be controlled by the type of metal used and the film thickness.
本発明では、必要により金属膜を形成後、金属膜積層フィルムに特定の温度でエージング処理や熱処理を施すことができる。また、絶縁もしくは他の目的で、金属膜積層フィルムの少なくとも片面にポリフェニレンオキサイドなどのコーティングを施すこともできる。 In the present invention, after the metal film is formed, the metal film laminated film can be subjected to aging treatment or heat treatment at a specific temperature, if necessary. Also, for insulation or other purposes, at least one surface of the metal film laminated film can be coated with polyphenylene oxide or the like.
以下、本発明のフィルムコンデンサについて説明する。本発明のフィルムコンデンサは、本発明の金属膜積層フィルムを、積層させた構成、もしくは巻回した構成を有する。すなわち、本発明のフィルムコンデンサは、本発明の金属膜積層フィルムを有するものであり、金属膜積層フィルムを積層することにより得られる積層型と、金属膜積層フィルムを巻回して得られる巻回型のフィルムコンデンサの両方を含む。以下、巻回型フィルムコンデンサの好ましい製造方法を次に説明するが、必ずしもこれに限定されるものではない。 The film capacitor of the present invention will be described below. The film capacitor of the present invention has a structure in which the metal film laminated film of the present invention is laminated or wound. That is, the film capacitor of the present invention has the metal film laminated film of the present invention. including both film capacitors. A preferred method for manufacturing a wound film capacitor will be described below, but the method is not necessarily limited to this.
まず、本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムの片面にアルミニウムを真空蒸着する。その際、フィルムの長手方向に走るマージン部を有するストライプ状にアルミニウムを蒸着する。次に、表面の各蒸着部の中央と各マージン部の中央に刃を入れてスリットし、表面が一方にマージンを有したテープ状の巻取リールを作製する。左もしくは右にマージンを有するテープ状の巻取リールを左マージン、および右マージンのもの各1本ずつを、幅方向に蒸着部分がマージン部よりはみ出すように2枚重ね合わせて巻回し巻回体を得る。巻回体を熱処理後、幅方向の両端面にメタリコンを溶射して外部電極とし、メタリコンにリード線を溶接して巻回型フィルムコンデンサを得ることができる。フィルムコンデンサの用途は、車輌、家電(テレビや冷蔵庫など)、一般雑防、自動車(ハイブリッドカー、パワーウインドウ、ワイパーなど)、および電源など多岐に亘っており、本発明のフィルムコンデンサもこれら用途に好適に用いることができる。 First, aluminum is vacuum-deposited on one side of the biaxially oriented polypropylene film of the present invention. At that time, aluminum is vapor-deposited in stripes having margins running in the longitudinal direction of the film. Next, a blade is inserted into the center of each vapor-deposited portion and the center of each margin portion on the surface to form a slit, thereby producing a tape-shaped take-up reel having a margin on one side of the surface. A tape-shaped take-up reel having a margin on the left or right is wound by stacking two reels, one each for the left margin and the right margin, so that the vapor-deposited portion protrudes from the margin in the width direction. get After heat-treating the wound body, metallikon is thermally sprayed on both end surfaces in the width direction to form external electrodes, and lead wires are welded to the metallikon to obtain a wound film capacitor. Film capacitors are used in a wide variety of applications, including vehicles, home appliances (televisions, refrigerators, etc.), general noise control, automobiles (hybrid cars, power windows, wipers, etc.), and power supplies. It can be used preferably.
以下、実施例により本発明を詳細に説明する。なお、特性は以下の方法により測定、評価を行った。 The present invention will be described in detail below with reference to examples. The properties were measured and evaluated by the following methods.
(1)光沢度
幅方向の長さが6,000mmの中間製品より、100mm(長手方向)×6,000mm(幅方向)の長方形状に二軸配向ポリプロピレンフィルムサンプルを採取し、該サンプルを長手方向と平行に60等分して100mm×100mmの試験片を60枚取得した。次いで、得られた試験片の中心部の光沢度を、スガ試験機社製デジタル変角光沢計UGV-5Dを用いて入射角60°、受光角60°の条件でドラム面と非ドラム面をそれぞれ5回測定し、その平均値を当該試験片の各面の光沢度とした。その後、全ての試験片について同様の測定を行い、得られた各面の光沢度の最大値と最小値をそれぞれ各面における「幅方向の光沢度最大値」、「幅方向の光沢度最小値」とした。さらに、長手方向と幅方向を入れ替えて同様の測定を行い、各面における「長手方向の光沢度最大値」、「長手方向の光沢度最小値」を得た。測定終了後、各面における長手方向の光沢度ムラ(RMD)及び幅方向の光沢度ムラ(RTD)を下記式から求めた。また、全ての試験片の各面の光沢度の平均値を求め、これを当該二軸配向ポリプロピレンフィルムの各面の光沢度とした。
長手方向の光沢度ムラ(RMD)=長手方向の光沢度最大値-長手方向の光沢度最小値
幅方向の光沢度ムラ(RTD)=幅方向の光沢度最大値-幅方向の光沢度最小値。
(1) Gloss From an intermediate product with a length in the width direction of 6,000 mm, a biaxially oriented polypropylene film sample in a rectangular shape of 100 mm (longitudinal direction) x 6,000 mm (width direction) was taken, and the sample was measured in the longitudinal direction. 60 test pieces of 100 mm×100 mm were obtained by dividing into 60 equal parts parallel to the direction. Next, the glossiness of the central part of the obtained test piece was measured using a digital variable angle gloss meter UGV-5D manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd. under the conditions of an incident angle of 60 ° and a light receiving angle of 60 °. Each measurement was performed 5 times, and the average value was taken as the glossiness of each surface of the test piece. After that, the same measurement was performed for all the test pieces, and the maximum and minimum glossiness values of each surface obtained were determined as the "maximum glossiness value in the width direction" and the "minimum glossiness value in the width direction" on each surface. " Furthermore, the same measurement was performed with the longitudinal direction and the width direction interchanged to obtain the “longitudinal gloss maximum value” and the “longitudinal gloss minimum value” for each surface. After the measurement, the longitudinal gloss unevenness (RMD) and the widthwise gloss unevenness (RTD) on each surface were obtained from the following equations. Also, the average value of the glossiness of each side of all the test pieces was obtained, and this was defined as the glossiness of each side of the biaxially oriented polypropylene film.
Longitudinal gloss unevenness (RMD)=Longitudinal maximum glossiness−Longitudinal minimum glossiness Unevenness of widthwise glossiness (RTD)=Maximum glossiness in the width direction−Minimum glossiness in the width direction.
(2)厚み
JIS C 2330(2014)に準じ、マイクロメーター法により二軸配向ポリプロピレンフィルムの厚みを測定した。
(2) Thickness The thickness of the biaxially oriented polypropylene film was measured by a micrometer method according to JIS C 2330 (2014).
(3)キャストドラムの表面温度、及びムラ
Tダイから吐出された溶融シートが密着する直前のキャストドラム全幅の表面温度を、サーモグラフィ(FLUKE社製、Ti29工業用/商業用サーモグラフィ、測定可能な温度範囲-20℃~600℃)で測定し、その平均値、最大値、及び最小値を読み取った。得られた平均値をキャストドラムの表面温度とし、得られた最大値と最小値の差をキャストドラムの表面温度ムラとした。
(3) Surface temperature of cast drum and unevenness The surface temperature of the entire width of the cast drum immediately before the molten sheet discharged from the T die comes into close contact with a thermograph (FLUKE, Ti29 industrial/commercial thermograph, measurable temperature range -20°C to 600°C), and the average, maximum and minimum values were read. The obtained average value was defined as the surface temperature of the cast drum, and the difference between the obtained maximum and minimum values was defined as the uneven surface temperature of the cast drum.
(4)製品ロール(加工不良率)
フィルムロール幅620mm、フィルムロール巻長60,000mとなるように、スリット速度450m/minでスリットし、巻き上げたフィルムロールを評価サンプルとしてフィルムロール加工時の歩留まり率(加工不良率)を次式により求めた。得られた値を用いて、下記判断基準により評価した。
加工不良率(%)=(巻きずれ・シワ発生本数)×100/総加工本数
〇:2%以下。
△:2%を超え5%以下。
×:5%を超えた。
(4) Product roll (processing defect rate)
Slit at a slit speed of 450 m / min so that the film roll width is 620 mm and the film roll winding length is 60,000 m, and the wound film roll is used as an evaluation sample. asked. Using the obtained values, evaluation was made according to the following criteria.
Machining defect rate (%) = (number of winding misalignment/wrinkles) x 100/total number of machining o: 2% or less.
(triangle|delta): More than 2% and 5% or less.
x: Exceeded 5%.
(5)コンデンサ製造における巻回体の加工性
二軸配向ポリプロピレンフィルムのコロナ処理を施した側の面に、株式会社ULVAC社製真空蒸着機で表面抵抗値が15Ω/sqとなるようにアルミニウムを真空蒸着した。その際、長手方向に走るマージン部を有するストライプ状にアルミニウムを蒸着した(蒸着部の幅79.0mm、マージン部の幅1.0mmの繰り返し。)。ついで、各蒸着部の中央と各マージン部の中央に刃を入れてスリットし、左右いずれかの端部に0.5mmのマージン部を有する全幅40mmのテープ状の巻取リールを作製した。得られたリールの左マージン、および右マージンのもの各1本ずつを幅方向に蒸着部分がマージン部より0.5mmはみ出すように2枚を重ね合わせて巻回し、静電容量120μFの巻回体を得た。なお、巻回には株式会社皆藤製作所社製KAW-4NHBを使用した。最後に140℃の減圧雰囲気中で巻回体を10時間熱処理した。この巻回体を目視にて観察し、外観や内部にシワや形状のゆがみのあるものを不良品とした。巻回体を同様に50個作製して同様の評価を繰り返し、下記判断基準により巻回体の加工性を評価した。
〇:不良品1個以下
△:不良品2個以上3個未満
×:不良品4個以上。
(5) Processability of wound body in capacitor production On the corona-treated side of the biaxially oriented polypropylene film, aluminum was applied using a vacuum deposition machine manufactured by ULVAC Co., Ltd. so that the surface resistance value was 15 Ω / sq. Vacuum evaporated. At that time, aluminum was vapor-deposited in stripes having a margin portion running in the longitudinal direction (a vapor-deposited portion width of 79.0 mm and a margin portion width of 1.0 mm were repeated). Then, a blade was inserted into the center of each vapor-deposited portion and the center of each margin to form a slit to prepare a tape-shaped take-up reel having a total width of 40 mm and a margin of 0.5 mm at either end. Two reels of the left margin and the right margin of the obtained reel were superimposed and wound so that the vapor-deposited part protruded 0.5 mm from the margin in the width direction. got KAW-4NHB manufactured by Kaito Seisakusho Co., Ltd. was used for the winding. Finally, the wound body was heat treated in a reduced pressure atmosphere at 140°C for 10 hours. This wound body was visually observed, and the one with wrinkles or distortion in the appearance or inside was regarded as a defective product. 50 wound bodies were produced in the same manner and the same evaluation was repeated, and the workability of the wound body was evaluated according to the following criteria.
◯: 1 or less defective products △: 2 or more defective products and less than 3 defective products ×: 4 or more defective products.
(6)コンデンサ特性の評価
(5)に記載の方法により静電容量120μFの巻回体を得た。その後、140℃の減圧雰囲気中で巻回体を10時間熱処理し、幅方向の両端面にメタリコンを溶射して外部電極とし、メタリコンにリード線を溶接してコンデンサを得た。次にコンデンサ10個においてコンデンサ特性を評価した。まず、室温にて静電容量(C0)を測定した。次いで、125℃の高温下でコンデンサに200VDC/μm(厚みが2.0μmのとき、印加電圧は400V)の電圧を400時間印加した。その後、室温にて静電容量(C)を測定し、電圧印加前後の静電容量の変化率(ΔC)を下記式から算出した。なお、静電容量は日置電機株式会社製のLCRハイテスター3522-50により測定した。
ΔC=((C0-C)/C0)×100
コンデンサ10個の電圧印加前後の静電容量の変化率(ΔC)の平均値をそのサンプルの電圧印加前後の静電容量の変化率とし、下記判断基準により評価した。
〇:ΔCが3%未満
△:ΔCが3%以上5%未満
×:ΔCが5%以上。
(6) Evaluation of Capacitor Characteristics A wound body having a capacitance of 120 μF was obtained by the method described in (5). After that, the wound body was heat-treated in a reduced pressure atmosphere at 140° C. for 10 hours, metallikon was thermally sprayed on both end surfaces in the width direction to form external electrodes, and lead wires were welded to the metallikon to obtain a capacitor. Next, capacitor characteristics were evaluated for 10 capacitors. First, the capacitance (C0) was measured at room temperature. Then, a voltage of 200 VDC/μm (applied voltage of 400 V when the thickness is 2.0 μm) was applied to the capacitor at a high temperature of 125° C. for 400 hours. After that, the capacitance (C) was measured at room temperature, and the rate of change (ΔC) in capacitance before and after voltage application was calculated from the following formula. The capacitance was measured by LCR Hitester 3522-50 manufactured by Hioki Electric Co., Ltd.
ΔC = ((C0-C)/C0) x 100
The average value of the capacitance change rate (ΔC) before and after voltage application of ten capacitors was defined as the capacitance change rate before and after voltage application of the sample, and evaluation was made according to the following criteria.
◯: ΔC is less than 3% △: ΔC is 3% or more and less than 5% ×: ΔC is 5% or more.
(7)製膜性
フィルムの製膜性について、下記判断基準により評価した。なお、フィルム破れが発生したことにより製膜を中止してから製膜を再開するまでの時間は観察時間より除外した。
〇:48時間以上でフィルム破れの発生がなかった。
△:48時間で1回~3回のフィルム破れが発生した。
×:48時間で4回以上のフィルム破れが発生した。
(7) Film formability The film formability of the film was evaluated according to the following criteria. Note that the time from stopping the film formation due to film tearing to resuming the film formation was excluded from the observation time.
Good: No tearing of the film occurred after 48 hours or longer.
Δ: Film tear occurred 1 to 3 times in 48 hours.
x: Film tear occurred 4 or more times in 48 hours.
(実施例1)
ポリプロピレン樹脂(プライムポリマー社製、融点:166℃、MFR:2.5g/10分、メソペンタッド分率:0.991)を単軸の溶融押出機に供給し、250℃で溶融押出を行い、25μmカットの焼結フィルターで異物除去を行った。次いで溶融樹脂を、T型スリットダイよりシート状に溶融押出した。その後、表面温度90℃、温度ムラ1.0℃に制御されたキャストドラム表面に、エアー温度90℃のエアーナイフにより溶融シートを密着させて固化した後、温度30℃に保持した冷却ロール上で冷却した。なお、キャストドラムと溶融シートが密着していた時間はそれぞれ1.5秒であった。ここで、キャストドラムに接地する側の面をドラム面(D面)、接地しない側の面を非ドラム面(非D面)とした。なお、キャストドラムは、肉厚内に複数のジャケット室を有し気液二相の熱媒体を封入したキャストドラムを使用し、その表面温度はキャスト内部に通す冷却水の温度制御により、温度ムラはキャスト内部に通す冷却水の量の制御により調整した(実施例2~8も同じ。)。
(Example 1)
Polypropylene resin (manufactured by Prime Polymer Co., melting point: 166°C, MFR: 2.5 g/10 min, mesopentad fraction: 0.991) was supplied to a single-screw melt extruder and melt extruded at 250°C to obtain a 25 µm A cut sintered filter was used to remove foreign matter. The molten resin was then melt-extruded into a sheet through a T-shaped slit die. After that, the melted sheet is brought into close contact with the cast drum surface controlled to a surface temperature of 90°C and a temperature unevenness of 1.0°C with an air knife of an air temperature of 90°C and solidified, and then placed on a cooling roll maintained at a temperature of 30°C. cooled. The time during which the cast drum and the molten sheet were in close contact was 1.5 seconds each. Here, the surface on the side that contacts the cast drum is the drum surface (D surface), and the surface that does not contact the cast drum is the non-drum surface (non-D surface). In addition, the cast drum uses a cast drum that has multiple jacket chambers within the wall thickness and contains a gas-liquid two-phase heat transfer medium, and the surface temperature is controlled by the temperature control of the cooling water that flows inside the cast. was adjusted by controlling the amount of cooling water passed through the inside of the cast (the same applies to Examples 2 to 8).
得られたキャストシートを温度165℃の搬送ロール上において、温度165℃のニップロールで圧力0.45MPaでニップしながら5秒間熱処理し、その後、温度100℃の冷却ロール上で冷却した。次いで温度145℃の縦延伸ロールで長手方向に5.5倍延伸し、一軸配向フィルムを得た。その後、一軸配向フィルムの幅方向両端部をクリップで把持して160℃で幅方向に11倍延伸し、158℃で幅方向に12%の弛緩を行って二軸配向フィルムを得た。続いて、二軸配向フィルムを室温まで除冷し、そのドラム面(D面)側に25W・min/m2の処理強度でコロナ放電処理を施した後、クリップで把持したフィルムの幅方向両端部を切除した二軸配向フィルムを巻取り、6,000mm幅の中間製品を得た。次いで、中間製品より二軸配向フィルムを巻き出してスリッターにてフィルム幅620mmとなるようにスリットし、長手方向に60,000mをフィルムロールとしてコアに巻回すことで、厚み2.0μmの二軸配向ポリプロピレンフィルムを得た。得られた二軸配向ポリプロピレンフィルムの評価結果を表1に示す。 The obtained cast sheet was heat-treated for 5 seconds while being nipped with nip rolls at a temperature of 165°C under a pressure of 0.45 MPa on a transport roll at a temperature of 165°C, and then cooled on a cooling roll at a temperature of 100°C. Then, the film was stretched 5.5 times in the longitudinal direction with longitudinal stretching rolls at a temperature of 145° C. to obtain a uniaxially oriented film. After that, both ends of the uniaxially oriented film in the width direction were held with clips, stretched 11 times in the width direction at 160°C, and relaxed 12% in the width direction at 158°C to obtain a biaxially oriented film. Subsequently, the biaxially oriented film was slowly cooled to room temperature, and the drum surface (D surface) side thereof was subjected to corona discharge treatment at a treatment intensity of 25 W min/m 2 , and both ends of the film in the width direction were held with clips. The cut biaxially oriented film was wound up to obtain an intermediate product with a width of 6,000 mm. Next, the biaxially oriented film was unwound from the intermediate product, slit with a slitter so that the film width was 620 mm, and a film roll of 60,000 m in the longitudinal direction was wound around a core to obtain a biaxial film having a thickness of 2.0 μm. An oriented polypropylene film was obtained. Table 1 shows the evaluation results of the obtained biaxially oriented polypropylene film.
(実施例2)
キャストドラムの表面温度ムラを0.5℃に制御した以外は実施例1と同様にして、厚み2.0μmの二軸配向ポリプロピレンフィルムを得た。得られた二軸配向ポリプロピレンフィルムの評価結果を表1に示す。
(Example 2)
A biaxially oriented polypropylene film having a thickness of 2.0 μm was obtained in the same manner as in Example 1, except that the surface temperature unevenness of the cast drum was controlled to 0.5°C. Table 1 shows the evaluation results of the obtained biaxially oriented polypropylene film.
(実施例3)
キャストドラムの表面温度を92℃、表面温度ムラを0.5℃に制御した以外は実施例1と同様にして、厚み2.0μmの二軸配向ポリプロピレンフィルムを得た。得られた二軸配向ポリプロピレンフィルムの評価結果を表1に示す。
(Example 3)
A biaxially oriented polypropylene film having a thickness of 2.0 µm was obtained in the same manner as in Example 1, except that the surface temperature of the cast drum was controlled to 92°C and the surface temperature unevenness was controlled to 0.5°C. Table 1 shows the evaluation results of the obtained biaxially oriented polypropylene film.
(実施例4)
キャストドラムの表面温度を70℃、表面温度ムラを0.5℃に制御した以外は実施例1と同様にして、厚み2.0μmの二軸配向ポリプロピレンフィルムを得た。得られた二軸配向ポリプロピレンフィルムの評価結果を表1に示す。
(Example 4)
A biaxially oriented polypropylene film with a thickness of 2.0 μm was obtained in the same manner as in Example 1, except that the surface temperature of the cast drum was controlled at 70° C. and the surface temperature unevenness was controlled at 0.5° C. Table 1 shows the evaluation results of the obtained biaxially oriented polypropylene film.
(実施例5)
キャストシートの搬送ロールとニップロールの温度を162℃に制御した以外は実施例1と同様にして、厚み2.0μmの二軸配向ポリプロピレンフィルムを得た。得られた二軸配向ポリプロピレンフィルムの評価結果を表1に示す。
(Example 5)
A biaxially oriented polypropylene film having a thickness of 2.0 μm was obtained in the same manner as in Example 1, except that the temperatures of the cast sheet transport roll and the nip roll were controlled at 162°C. Table 1 shows the evaluation results of the obtained biaxially oriented polypropylene film.
(実施例6)
キャストシートの搬送ロールとニップロールの温度を168℃に制御した以外は実施例1と同様にして、厚み2.0μmの二軸配向ポリプロピレンフィルムを得た。得られた二軸配向ポリプロピレンフィルムの評価結果を表1に示す。
(実施例7)
キャストドラムの表面温度ムラを0.1℃に制御した以外は実施例1と同様にして、厚み2.0μmの二軸配向ポリプロピレンフィルムを得た。得られた二軸配向ポリプロピレンフィルムの評価結果を表1に示す。
(実施例8)
キャストドラムの表面温度ムラを2.5℃に制御した以外は実施例1と同様にして、厚み2.0μmの二軸配向ポリプロピレンフィルムを得た。得られた二軸配向ポリプロピレンフィルムの評価結果を表1に示す。
(Example 6)
A biaxially oriented polypropylene film having a thickness of 2.0 μm was obtained in the same manner as in Example 1, except that the temperatures of the cast sheet transport roll and the nip roll were controlled at 168°C. Table 1 shows the evaluation results of the obtained biaxially oriented polypropylene film.
(Example 7)
A biaxially oriented polypropylene film having a thickness of 2.0 μm was obtained in the same manner as in Example 1, except that the surface temperature unevenness of the cast drum was controlled to 0.1°C. Table 1 shows the evaluation results of the obtained biaxially oriented polypropylene film.
(Example 8)
A biaxially oriented polypropylene film having a thickness of 2.0 μm was obtained in the same manner as in Example 1, except that the surface temperature unevenness of the cast drum was controlled to 2.5°C. Table 1 shows the evaluation results of the obtained biaxially oriented polypropylene film.
(比較例1)
キャストドラム表面肉厚にジャケット室を有さないキャストドラムを使用し、キャスト表面温度ムラを3.5℃に制御した以外は実施例1と同様にして、厚み2.0μmの二軸配向ポリプロピレンフィルムを得た。得られた二軸配向ポリプロピレンフィルムの評価結果を表1に示す。なお、キャストドラムの表面温度はキャスト内部に通す冷却水の温度制御により、温度ムラはキャスト内部に通す冷却水の量の制御により調整した(比較例2~4も同じ。)。
(Comparative example 1)
A biaxially oriented polypropylene film having a thickness of 2.0 μm was prepared in the same manner as in Example 1 except that a cast drum having no jacket chamber was used for the cast drum surface thickness and the cast surface temperature unevenness was controlled to 3.5 ° C. got Table 1 shows the evaluation results of the obtained biaxially oriented polypropylene film. The surface temperature of the cast drum was adjusted by controlling the temperature of the cooling water passed through the inside of the cast, and the uneven temperature was adjusted by controlling the amount of cooling water passed through the inside of the cast (the same applies to Comparative Examples 2 to 4).
(比較例2)
キャストドラム表面肉厚にジャケット室を有さないキャストドラムを使用し、キャスト表面温度ムラを10.0℃に制御した以外は実施例1と同様にして、厚み2.0μmの二軸配向ポリプロピレンフィルムを得た。得られた二軸配向ポリプロピレンフィルムの評価結果を表1に示す。
(Comparative example 2)
A biaxially oriented polypropylene film having a thickness of 2.0 μm was prepared in the same manner as in Example 1 except that a cast drum having no jacket chamber was used for the cast drum surface thickness, and the cast surface temperature unevenness was controlled to 10.0 ° C. got Table 1 shows the evaluation results of the obtained biaxially oriented polypropylene film.
(比較例3)
キャストドラム表面肉厚にジャケット室を有さないキャストドラムを使用し、キャスト表面温度ムラを3.5℃、キャストシートの搬送ロールとニップロールの温度を155℃に制御した以外は実施例1と同様にして、厚み2.0μmの二軸配向ポリプロピレンフィルムを得た。得られた二軸配向ポリプロピレンフィルムの評価結果を表1に示す。
(Comparative Example 3)
Same as Example 1 except that a cast drum without a jacket chamber was used in the cast drum surface thickness, the cast surface temperature unevenness was controlled at 3.5°C, and the temperature of the cast sheet transport roll and nip roll was controlled at 155°C. A biaxially oriented polypropylene film having a thickness of 2.0 μm was obtained. Table 1 shows the evaluation results of the obtained biaxially oriented polypropylene film.
(比較例4)
キャストドラム表面肉厚にジャケット室を有さないキャストドラムを使用し、キャスト表面温度ムラを3.5℃、キャストシートの搬送ロールとニップロールの温度を175℃に制御した以外は実施例1と同様にして、厚み2.0μmの二軸配向ポリプロピレンフィルムを得た。得られた二軸配向ポリプロピレンフィルムの評価結果を表1に示す。
(Comparative Example 4)
Same as Example 1 except that a cast drum without a jacket chamber was used in the cast drum surface thickness, the cast surface temperature unevenness was controlled at 3.5°C, and the temperature of the cast sheet transport roll and nip roll was controlled at 175°C. A biaxially oriented polypropylene film having a thickness of 2.0 μm was obtained. Table 1 shows the evaluation results of the obtained biaxially oriented polypropylene film.
本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムは、高い生産性、加工性、耐電圧性を有するため、フィルムコンデンサの誘電体として好適に用いることができる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The biaxially oriented polypropylene film of the present invention has high productivity, workability, and voltage resistance, and therefore can be suitably used as a dielectric for film capacitors.
Claims (5)
A film capacitor having a structure in which the metal film laminated film according to claim 4 is laminated or wound.
Applications Claiming Priority (4)
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JP2021010012 | 2021-01-26 | ||
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JP2021095617 | 2021-06-08 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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---|---|---|---|
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2021
- 2021-12-21 JP JP2021206870A patent/JP2022114442A/en active Pending
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