JP6217542B2 - コンデンサ用二軸延伸ポリプロピレンフィルム - Google Patents
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Description
そこで、本発明の目的は、高温下での耐電圧性を有する、絶縁破壊特性に優れたコンデンサ用二軸延伸ポリプロピレンフィルムを提供することである。さらに、高温下で高電圧が印加される高容量のコンデンサに好適に使用可能である、好ましくは厚さの薄い、コンデンサ用二軸延伸ポリプロピレンフィルムを提供することである。さらに、上記のコンデンサ用二軸延伸ポリプロピレンフィルムに金属蒸着が施されたコンデンサ用金属化ポリプロピレンフィルム、ならびに、このようなポリプロピレンフィルムを用いて製造した、高温下での耐電圧性を有するコンデンサを提供することである。
すなわち、本発明は、以下の好適な態様を包含する。
〔1〕コンデンサ用二軸延伸ポリプロピレンフィルムであって、該ポリプロピレンフィルムを構成するポリプロピレン樹脂は、
・数平均分子量が4万以上10万以下、
・Z平均分子量が95万以上150万以下、
・分子量分布曲線において、対数分子量Log(M)=4.5のときの微分分布値からLog(M)=6.0のときの微分分布値を引いた差が−15%以上11%以下
である、ポリプロピレンフィルム。
〔2〕前記ポリプロピレンフィルムの結晶子サイズは、広角X線回折法により測定したα晶(040)面反射ピークの半価幅からScherrerの式を用いて算出して12.2nm以下である、前記〔1〕に記載のコンデンサ用二軸延伸ポリプロピレンフィルム。
〔3〕前記ポリプロピレンフィルムはポリプロピレン樹脂組成物を二軸延伸してなり、該ポリプロピレン樹脂組成物は、メルトフローレートが4g/10分以下であるポリプロピレン樹脂を、該ポリプロピレン樹脂組成物に含まれるポリプロピレン樹脂の総量に基づいて1質量%以上70質量%以下の量で含有する、前記〔1〕または〔2〕に記載のコンデンサ用二軸延伸ポリプロピレンフィルム。
〔4〕前記ポリプロピレンフィルムはポリプロピレン樹脂組成物を二軸延伸してなり、該ポリプロピレン樹脂組成物は、数平均分子量(Mn)が4万以上15万以下であり、Z平均分子量が120万以上260万以下であるポリプロピレン樹脂を、該ポリプロピレン樹脂組成物に含まれるポリプロピレン樹脂の総量に基づいて1質量%以上70質量%以下の量で含有する、前記〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載のコンデンサ用二軸延伸ポリプロピレンフィルム。
〔5〕前記〔1〕〜〔4〕のいずれかに記載のコンデンサ用二軸延伸ポリプロピレンフィルムの片面または両面に金属蒸着が施された、コンデンサ用金属化ポリプロピレンフィルム。
〔6〕前記〔5〕に記載のコンデンサ用金属化ポリプロピレンフィルムを用いて製造したコンデンサ。
また3段重合の場合、第1段目において極限粘度[η1st]が2.5〜10dl/g、好ましくは2.5〜7dl/gのポリプロピレンを最終的に得られるポリプロピレン樹脂中の含有量が0.5〜40質量%となる量で製造し、次いで第2段目において極限粘度[η2nd]が0.1〜5dl/g、好ましくは0.3〜3dl/gのポリプロピレンを最終的に得られるポリプロピレン樹脂中の含有量が20〜99質量%となる量で製造し、次いで第3段目において極限粘度[η3rd]が0.001〜5dl/g、好ましくは0.05〜3dl/gのポリプロピレンを最終的に得られるポリプロピレン樹脂中の含有量が0.5〜40質量%となる量で製造することが好ましい。
(1)重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、Z平均分子量(Mz)および微分分布値
GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)を用い、以下の条件で、ポリプロピレン樹脂の平均分子量および分布曲線の微分分布値を測定した。
測定機:東ソー株式会社製、示差屈折計(RI)内蔵高温GPC装置、HLC−8121GPC−HT型
カラム:東ソー株式会社製、TSKgel GMHHR−H(20)HTを3本連結
カラム温度:140℃
溶離液:トリクロロベンゼン
流速:1.0ml/分
なお、検量線の作製には東ソー株式会社製の標準ポリスチレンを用い、ポリスチレン換算により測定結果を得た。ただし、分子量はQ−ファクターを用いてポリプロピレンの分子量へ換算した。
JIS K 7210−1999に準拠して230℃にて測定した。
実施例および比較例のポリプロピレンフィルムの製造に、下記の表1に示す数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)、Z平均分子量(Mz)、分子量分布(Mw/Mn)、分子量分布(Mz/Mn)およびMFRを有するポリプロピレン樹脂を使用した。なお、これらの値は、原料樹脂ペレットの形態で、上記の測定方法に従い測定した値である。
なお、PP−4は、Mw=30万、Mw/Mn=5.2、MFR=4.0g/10分のアイソタクチックポリプロピレン樹脂(プライムポリマー製)を80質量%、MFR=10.0g/10分のアイソタクチックポリプロピレン樹脂(プライムポリマー製)を20質量%混合して得た。
ポリプロピレン樹脂PP−2:アイソタクチックポリプロピレン(日本ポリプロ株式会社製)
ポリプロピレン樹脂PP−3:アイソタクチックポリプロピレン(大韓油化社製)
ポリプロピレン樹脂PP−4:アイソタクチックポリプロピレン
ポリプロピレン樹脂PP−5:アイソタクチックポリプロピレン(プライムポリマー株式会社製)
ポリプロピレン樹脂PP−6:アイソタクチックポリプロピレン(大韓油化社製)
ポリプロピレン樹脂PP−7:アイソタクチックポリプロピレン(プライムポリマー株式会社製)
ポリプロピレン樹脂PP−8:アイソタクチックポリプロピレン(プライムポリマー株式会社製)
樹脂PP−1(酸化防止剤としてイルガノックス1010を5000ppm添加)と樹脂PP−2(酸化防止剤としてイルガノックス1010を5000ppm添加)を、PP−1/PP−2=80/20(質量比)で、連続的に計量混合したドライブレンド体を、押出機に供給した。ドライブレンド体を250℃の温度で溶融した後、Tダイから押し出し、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て、厚さ約125μmのキャスト原反シートを製造した。この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、テンターにて165℃の温度で横方向に10倍に延伸して、厚さ2.3μmの非常に薄い二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得た。
樹脂PP−1と樹脂PP−2を、PP−1/PP−2=65/35(質量比)で計量混合したこと以外は、実施例1と同様にして、二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得た。
樹脂PP−1と樹脂PP−3を、PP−1/PP−3=65/35(質量比)で計量混合したこと以外は、実施例1と同様にして、二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得た。
樹脂PP−1と樹脂PP−6を、PP−1/PP−6=65/35(質量比)で計量混合したこと以外は、実施例1と同様にして、二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得た。
樹脂PP−1と樹脂PP−7を、PP−1/PP−7=65/35(質量比)で計量混合したこと以外は、実施例1と同様にして、二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得た。
樹脂PP−1と樹脂PP−8を、PP−1/PP−8=65/35(質量比)で計量混合したこと以外は、実施例1と同様にして、二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得た。
樹脂PP−1を単独で使用したこと以外は、実施例1と同様にして、二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得た。
樹脂PP−2を単独で使用したこと以外は、実施例1と同様にして、キャスト原反シートを製造した。このキャスト原反シートを実施例1と同様にして二軸延伸することを試みたが、延伸工程で破断し、二軸延伸ポリプロピレンフィルムは得られなかった。
樹脂PP−4を単独で使用したこと以外は、実施例1と同様にして、二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得た。
樹脂PP−5を単独で使用したこと以外は、実施例1と同様にして、二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得た。
(1)フィルムの厚み
フィルムの厚さは、例えば紙厚測定器、マイクロメータ(JIS−B7502)等を用いて、JIS−C2330に準拠して測定することができる。
二軸延伸ポリプロピレンフィルムの結晶子サイズを、XRD(広角X線回折)装置を用いて、以下に従い測定した。
測定機:リガク社製のディストップX線回折装置「MiniFlex300」
X線発生出力:30KV、10mA
照射X線:モノクローメーター単色化CuKα線(波長0.15418nm)
検出器:シンチュレーションカウンター
ゴニオメーター走査:2θ/θ連動走査
得られたデータから、解析コンピューターを用い、装置標準付属の統合粉末X線解析ソフトウェアPDXLを用い、α晶(040)面の回折反射ピークの半価幅を算出した。
得られたα晶(040)面の回折反射ピークの半価幅から、下記(1)式のScherrerの式を用いて、結晶子サイズを求めた。なお、本発明では、形状因子定数Kは、0.94を用いた。
JIS C2330(2001)7.4.11.2 B法(平板電極法)にならって、直流電源を使用し、100℃で、絶縁破壊電圧値を測定した。12回の測定の平均絶縁破壊電圧値(VDC)を、フィルムの厚み(μm)で割り、上位2回および下位2回の値を除いた8回の平均値を、絶縁破壊電圧(VDC/μm)とした。
上記の実施例1〜3で得た二軸延伸ポリプロピレンフィルムに、特殊マージン蒸着パターンを蒸着抵抗15Ω/□にてアルミニウム蒸着を施し、金属化フィルムを得た。小幅にスリットした後に、2枚の金属化フィルムを相合わせて、株式会社皆藤製作所製、自動巻取機 3KAW−N2型を用い、1100ターン巻回を行った。
素子巻きした素子は、プレスしながら120℃にて熱処理を施した後、素子端面に亜鉛金属を溶射し、扁平型コンデンサを得た。出来上がったコンデンサの静電容量は、75μF(±2μF)であった。
(1)コンデンサ素子のライフ試験(長期間にわたる耐電圧性)
上記のコンデンサ素子を、予め105℃にて予熱した後、試験前の初期の静電容量を日置電機株式会社製LCRハイテスター3522−50にて、室温で評価した。次に、105℃の高温槽中にて、コンデンサ素子に直流600Vの電圧を200時間負荷続けた。200時間経過後の素子の容量をLCRテスターにて室温で測定し、電圧負荷前後の容量変化率を算出した。200時間経過後の容量変化率を、素子3個の平均値により評価した。200時間経過後の容量変化率は、実施例1で−1.9%、実施例2で−1.0%、実施例3で−3.0%であった。なお、200時間経過後の容量変化率は、−5%以上であることが好ましい。
Claims (5)
- コンデンサ用二軸延伸ポリプロピレンフィルムであって、該ポリプロピレンフィルムを構成するポリプロピレン樹脂は、
・数平均分子量が4万以上10万以下、
・Z平均分子量が95万以上150万以下、
・分子量分布曲線において、対数分子量Log(M)=4.5のときの微分分布値からLog(M)=6.0のときの微分分布値を引いた差が−15%以上11%以下
であり、
前記ポリプロピレンフィルムの結晶子サイズは、広角X線回折法により測定したα晶(040)面反射ピークの半価幅からScherrerの式を用いて算出して12.2nm以下である、
ポリプロピレンフィルム。 - 前記ポリプロピレンフィルムはポリプロピレン樹脂組成物を二軸延伸してなり、該ポリプロピレン樹脂組成物は、メルトフローレートが4g/10分以下であるポリプロピレン樹脂を、該ポリプロピレン樹脂組成物に含まれるポリプロピレン樹脂の総量に基づいて1質量%以上70質量%以下の量で含有する、請求項1に記載のコンデンサ用二軸延伸ポリプロピレンフィルム。
- 前記ポリプロピレンフィルムはポリプロピレン樹脂組成物を二軸延伸してなり、該ポリプロピレン樹脂組成物は、数平均分子量(Mn)が4万以上15万以下であり、Z平均分子量が120万以上260万以下であるポリプロピレン樹脂を、該ポリプロピレン樹脂組成物に含まれるポリプロピレン樹脂の総量に基づいて1質量%以上70質量%以下の量で含有する、請求項1または2に記載のコンデンサ用二軸延伸ポリプロピレンフィルム。
- 請求項1〜3のいずれかに記載のコンデンサ用二軸延伸ポリプロピレンフィルムの片面または両面に金属蒸着が施された、コンデンサ用金属化ポリプロピレンフィルム。
- 請求項4に記載のコンデンサ用金属化ポリプロピレンフィルムを用いて製造したコンデンサ。
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