JPH01166955A - 同時押出しされた二軸延伸多層フイルム及びこれよりなる電気絶縁フイルム - Google Patents

同時押出しされた二軸延伸多層フイルム及びこれよりなる電気絶縁フイルム

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JPH01166955A JP63294848A JP29484888A JPH01166955A JP H01166955 A JPH01166955 A JP H01166955A JP 63294848 A JP63294848 A JP 63294848A JP 29484888 A JP29484888 A JP 29484888A JP H01166955 A JPH01166955 A JP H01166955A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、請求の範囲第１項の上位概念に記載のタイプ
の同時押出しされた二軸延伸多層フィルム及びその使用
に関する。
〔従来の技術〕
電気絶縁材料としてのプラスチックフィルムの使用は、
従来から知られている。これらのフィルムはコンデンサ
ー中の誘電体としてだけではなく、絶縁可能な又は自己
付着性の絶縁テープを得るためにも使用される。このタ
イプのフィルムの電気特性は、非常に煩雑な要件を満た
すべきである。誘電損藁は低く、破壊電圧は高いだけで
なく、これら特性値は長時間にわたり、殊に高められた
温度で保持されるべきである。
多くの文献が、特に高い破壊電圧含有すべきと言われて
いる二軸延伸ポリプロピレンフィルムを扱っている。良
好な破壊電圧は、大抵は、まったく特異的な特性を有す
るポリプロピレン原料を用いることにより得られる。
従って、欧州特許（］］！：ｐ−Ａ第１’１７９６号明
細書には、２層を有し、金属化された形でコンデンサの
製造のために使用される電気絶縁フィルムとしての二軸
延伸ポリプロピレンフィルムの使用が記載されている。
この電気絶縁フィルムの原料は、極めて純粋なポリプロ
ピレンであり、これは、１０ｏｐｐｍより低い残留灰分
を有し、有機又は無機の潤滑添加物を含有せず、イオン
形成成分を含有しない。
欧州特許（ＩＰ−Ａ）第２２２２９６号ＢＡ＃Ｉ書には
、同時押出しされた二軸砥伸多Ｊ＃１フィルムが記載さ
れており、ここで、基層は、同様に、ポリゾロピレンポ
リマーを基礎とする電気絶縁フィルム用の極めて純粋な
原料よりなっている。
コンデンサ中で誘電体として使用される際にこのフィル
ムの電気特性を改良するために、外層の安定剤含分は基
層の安定剤含分よりも着るしく高い。電気絶縁プラスチ
ックフィルムとの関連で、安定剤とは、散化〆及び従っ
てこれらフィルムが電極としての作用をする金属の薄層
と組合せて誘電体としてコンデンサ中で使用される際の
／誘電損峯及び絶縁破壊電圧の時間依存性を減少する特
殊な化合物を意味することは理解される。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明は、低い誘電損ぶ、高い破壊電圧及び改良された
長期間作動性を有する電気絶縁フィルムを提供する課題
を有する。これは、公知方法で、方法変更なしにフィル
ムを製造することが可能であるべきであり、このフィル
ムはフィルム箔コンデンサ及び金属化ポリプロピレンフ
ィルム製のコンデンサの双方を得るために使用するのに
好適であるべきである。
〔課題を解決するための手段〕
この課題は、請求の範ｖ５１に記載の特徴を有する多層
フィルムにより達成される。請求項２〜１２には、この
フィルムの史に好適な態様が示されている。更に、この
課題は請求項１６に記載の電気絶縁フィルムの使用によ
り達成される。
この多層フィルムの基層は、＠滑剤不含でイオン形成成
分を含有しない極めて純粋な原料よりなっている。これ
は、ｓｏｐｐｍより少ない残留灰分、１０ｐｐｍより少
ない塩木宮分及び０〜０．０１重量％の有機中和剤殊に
ステアリン酸カルシウム含分を有するのが有利である。
この原料は、２６０〜３００℃殊に２６０〜２８０°Ｃ
の範囲の理想的熱酸化温度（２０Ｋ　／　ｍｉｎの加熱
速度で示差熱菫計を用いて測定）ｔ−有するように好適
な安定剤系で安定化される。外層用原料は、同様に、同
じ方法で測定した２４０〜３００℃殊に２４０〜２７０
℃の範−〇理想的熱酸化温度を有するように安定化され
ている。
双方の原料の安定化は、フィルム自体が２５０〜２９０
℃殊に２５０〜２７５℃の範囲の理想的熱酸化温度を有
するように調和され【いる。
理想的熱酸化温度（１ｄｅａｌｉｓｅｄ　ｔｈｉｒｍａ
ｌｏｘｌｅｔｉｏｎ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｖｅ　）の決
定は、次の方法で実施する：被験原料又はフィルム２〜
５９１！−２０Ｋ　／　ｍｉｎの加熱速度で示差熱賃計
中で加熱する。空気を浄化ガスとして用い、出口温度番
１２９５にである。第１図は、温度上昇に伴なう熱流（
ｈｅａｔ　ｆｌｏｗ　）の変化を示している。この曲縁
の最初の流れは殆んど水平（基準融）であるが、この値
は、特定温度で、酸化（発熱性分枝）に依り、鋭く上昇
している。この理想的熱酸化温度は、第１図に示されて
いるように、温度記録図の発熱性分枝の直線性の立ち上
りと基＊ｍとの交点から決定される。
この楡造を有するフィルムは、高められた温度でも長時
間にわたり訪電横車り１株待てることが判明した。破壊
電圧も直流及び文庫電圧の双方に対して非常に高く、高
められた温度でも比較的長時間にわたり安定のまま残る
。予想とは対照的に、熱酸化温度を得るために心安な高
いレベルの安定化にもかかわらず、誘電損駆は、特に双
方の基層及び外層に使用される原料が５０　ｐｐｍより
少ない灰分、１０ｐｐｍより少ない塩素含分及び０〜０
．０１　ｋｍ％のステアリン酸カルシウムのような有機
中和剤を含有する際に、認容できない程度に烏くはない
ことが判明した。
本発明の１悪様では、この多層フィルムは２枚の外層を
有する（　ＡＢＡ構造）。外層を得る目的のために使用
される原料は、安定剤抽出及びそれに伴なう誘ｔ％性に
おける悪化の危険性があるフィルムコンデンサ中で慣用
の含浸液と接触することが予期される際に、比較的低い
、殊に２４０〜２５０℃の範囲の理想的熱酸化温度を有
する。
このフィルムの２個の外層の１方がＡｍ金属層を備え、
この多層フィルムが有利に１個の外層のみを有する（Ａ
Ｂ構造）揚台、この外層は、金属化されていない側止に
存在する。この外層用原料は、安定剤を抽出する物質と
の接触が予期されず、このフィルムが艮好な顕微鏡像を
有することが安来される際に、比較的高い殊に２５５〜
２７０℃の範囲の理想熱分解温度を有する。
これに関連する安定剤は、立体障害されたフェノール類
、ホスファイト類、チオエーテル類、ホスホナイト類又
はこれらｖｌＪ負の混合物を包含する物質群から選択さ
れ、これら物質の最初の２釉のものが殊に有利である。
フェノール糸安定剤を使用する場合は、それらは有利に
３００ｇ１モルより大きい殊に７００　ｇ１モルより大
きい分子量を有するように選択する。ポリプロピレン用
安定剤の詳細な例は、Ｔ、、Ｔ、ヘンマン（Ｈｅｎｍａ
ｎ　）によるワールド轡インデックスＱオデ・ポリオレ
フィン・スタビライｆ　−（Ｗｏｒｌｄ工ｎｄｅｘ　ｏ
ｆ　Ｐｏ１ｙｏｌｅｆｉｎｅ　５ｔａｂｉｌｉｚｅｒｓ
。
Ｋｏｇａｎ　Ｐａｇｅ　Ｌｌ、　Ｌｏｎｄｏｎ　　１９
　Ｆ３２　）に記載されている。殊に好適な化合物は欧
州特許（ＩＰ−Ａ）第２２２２９６号明細書に記載され
ている。こわらは、コンデンサコイ゛ル中で使用される
際に、肪電損呂及び破壊電圧を良好に保持す名。
この多層フィルムは、融液の沖」時押出しによるフィル
ムダイを通って層を形成するポリマー製であり、同時押
出しにより得られた多層フィルムを冷却により固化させ
、次いで、例えば１２０〜１５０℃の温度で５：１〜７
：１の割合で縦方向に延伸し、例えば１６０〜１７０°
Ｃの温度で８：１〜１０：１の割合で横方向に姑伸する
。最後に、この二軸延伸したフィルムを、例えば１５０
〜１６５°Ｃで熱硬化させる。この方法を粗面度Ｒｚが
１．５μｍ以下殊に０．０７〜０．５μｍ（ここで２つ
の外層の粗面度は同−又は異なってよい）になるように
実施する。好適な粗面度も、欧州特許（ＩＰ−Ａ）第２
２２２９６号明細書中に引用されている。
プロピレンポリマーを得るために、ポリプロピレンだけ
ではなく、ポリプロピレンと他のオレフィン殊にＨＤＰ
Ｅ　５ＬＤＰＩ！ｔ　、　　ＬＬＤＰＩ又はポリ−４−
メチル−１−ペンテンとのポリマー混合物（ここで他の
ポリオレフィンは、通例、ポリマー混合物の全Ｊｋｋに
対して１５に蓋％を越えない）又はポリゾロピレンと殊
にエチレンとのブロックコポリマー又はポリプロピレン
と殊にエチレンとのランダムコポリマーも使用すること
ができる。一般に、このコポリマー中で、プロピレンと
共に存在するコモノマーの割合は、コポリマーの１童に
対してｉｏｉ＊％を越えない。
原則として、同じプロピレンポリマーを基層及び外層を
得るために使用する。
基層及び外層の安定化は、理想的熱酸化温度と関連して
調整され、これら温度は、安定剤の型に依り変動する必
要安定剤の童を決定する。
多層フィルム中の安定剤含分は、通例０．８！ｉｔ％を
越えず、外層の安定剤言分は基層のそれより多くはなり
０有利な態様では、外層の安定剤含分は基層のそれより
着るしく低く、殊に基層中の安定剤の割合の５０ｆｆｉ
量％の最大値を有する。
本発明により製造されるフィルムは、双方共金属化ゾロ
ピレンフィルム裂のフィルム箔コンデンサを得るため、
有利に、高められた温度でも長時間にわたり電気的及び
誘′ｔＩＬ特性の高い保持ｔ−喪求されるような用途の
コンデンサ中で使用される。
〔実施例〕
次の実施例につき、本発明をより詳述する。
例中で使用される原料の理想的熱酸化温度は、安定剤と
しての１．３．５−ト！Ｊメチル−２゜４、　６−トリ
ス（６，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒｒロキシペンジル
）ベンゼン（次式参Ｍ＞の添加により達成される： Ｈ 第１表は、理想的熱酸化温度と原料中のこの安定剤の割
合との関係を示している。安定剤含分を、原料の全Ｘｔ
に対する重量％で示す。この関係は添付曲線にも示され
ている。次の例でこの安定剤全有する原料を使用した。
製造されたフィルムは、丁べてＡＢＡ構造を有する。記
載の「％」は１重量％」である。
第１表 １　　　　　　０．０５　　　　　　　　　　２３８２
　　　　　０．１０　　　　　　　　　　２４５３　　
　　　０．１５　　　　　　　　　２５１４　　　　　
０．２０　　　　　　　　　　２５５５０・２５　　　
　　　　　　２５７ ６　　　　　０．３０　　　　　　　　　２６１７　　
　　　０．５０　　　　　　　　　２７０例　　１ 約２６１℃の理想的熱酸化温度を有する基層用ポリプロ
ピレン原料及び約２６１℃の理想的熱酸化温度を有する
外層用ポリプロピレン原料を同時押出しされた二軸延伸
フィルムの製造のために使用した。双方の原料の塩素含
分は、４　Ｉ）ｐｍであり、ステアリン酸カルシウム含
分は、０．０１％より低かった。各々の場合に、ｎ−へ
ブタン可溶性フラクションは４％であった。基層及び外
層用の原料をフィルムダイ全通して同時押出しをし、冷
却後に、このフィルムをまず縦方向に、次いで横方向に
延伸し、最後に熱硬化させた。こうして得られた三層フ
ィルムは、基層８μｍ及び外層各１μｍの全厚１０μｍ
を有した。コロナ前処理は行なわなかった。
この多層フィルムの理想的熱酸化温度は２５９℃であっ
た。
例　　２ 例１と同様な方法で、同時押出しされた二軸延伸二層フ
ィルムを製造した。この基層を得るために使用された原
料は、約２６１℃の理想的熱酸化温度を有し、外層用原
料は、約２４５°Ｃの理想的熱酸化温度を有した。双方
の原料の塩素含分は４　ｐｐｍであり、ステアリン酸カ
ルシウム含分は０．０１％より低かった。このフィルム
の理想的熱酸化温度は２５８°Ｃであった。
比較例１ 例１と同様な方法で、二軸延伸され、同時押出しされた
フィルムを製造した。基層及び外層の双方を得るために
使用された原料は、ポリプロピレンより成り、約２６１
℃の理想的熱酸化温度を有した。塩素含分は４０　ｐｐ
ｍであり、ステアリン酸カルシウム含分は０．１％であ
った。
比較例２ 例１と同様な方法で、二軸延伸され開時押出しされた二
層フィルムを製造した。基層を得るために使用された原
料は、２６１°Ｃの理想的熱酸化温度を有し、外層を得
るために使用された原料は、約２３８℃の理想的熱酸化
温度を有した。双方共、ポリプロぎレンより成った。双
方の原料の塩素含分は４０　ｐｐｍであり、ステアリン
酸カルシウム含分は０．１％であった。このフィルムの
理想的熱酸化温度は２５５℃であった。
比較例６ 例１と同様な方法で、二軸延伸され、同時押出しされた
二層フィルムを製造した。基Ｎを得るために使用された
原料と外層を得るために使用された原料の双方はポリプ
ロピレンより成り、約２３８℃の理想的熱酸化温度を有
した。双方の原料の塩素含分は４　ｐｐｍであり、ステ
アＩ）　ｙ酸カルシウムの含分は０．０１％より低力蔦
った。
このフィルムの理想的熱酸化温度＆’！、２２８℃であ
った。
比較例４ 例１と同様な方法で二軸延伸され、同時押出しされた二
層フィルムを製造した。基層を得るために使用された原
料は約２３８℃の理想的熱酸化温度を有し、外層を得る
ために用いられた原料は、約２４５℃の理想的熱酸化温
度を有した。双方の原料の塩素含分は４　ｐｐｍであり
、ステアリン酸カルシウム含分は０．０１％であった。
このフィルムの理想的熱酸化筒Ｈｊ末２３０℃であった
。
第■表では、各フィルムの電気特性を比較する。略字は
次のものを意味する： Ｄ　Ｏ１Ｑ　ＫＨｚで測定した誘電率 ｔａｎ　　　　１Ｑ　ＫＨｚで測定した誘電損栗Ｒ固有
抵抗（Ω・ｃＩｒＬ） ＥＤ、。　　　貯蔵しない場合の直ｆｉｌｌ：圧強度（
ｋＶ／冨ｍ） ”Ｄ、１゜。。　１２０℃で１０００時間貯蔵後の直流
電流強度（ｋＶ／ｉｏ＊　） △］ｌＸＤ　　　　直流電圧強度の変化藁（％）誘電率
、ｔａｎδ（１０ＫＨｚで測定）及び固有抵抗の測定は
１２０℃で実施し、破壊電圧の測定は２５℃で実施した
。
第■表から、比較例１及び２では、コンデンサの用途に
認容しうる上限即ち２．ＯＸ　１０−”ｉｒ越える銹電
損藁を生じることが認められる。比較例３及び４におけ
る誘電率及び破壊電圧は明らかに優れているが、高めら
れた温度で貯蔵の後には迅速に悪化する。
対照的に、本発明、による例１及び２は、１２０℃での
貯蔵の前にも後にも共に、良好な値を有する。
前記の多層フィルムは、一般にこの梅の２枚の多層フィ
ルムと２枚の金属箔（後者は１！極として作動する）よ
りなる電気路コンデンサ中で誘電体として使用される。
箔とフィルムは−緒になってコンデンサコイルを形成す
る。
【図面の簡単な説明】
添付図面は、第■表に記載の試料１〜６の熱流の変化と
温度との関係を示す図である。

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. １．電気絶縁箔として好適な極めて純粋な原料よりなる
    基層及び１方側又は両側上の外層を有する同時押出しさ
    れた二軸延伸多層フィルムにおいて、基層及び外層はプ
    ロピレンポリマー及びプロピレンポリマー用安定剤を含
    有し、基層原料は、２６０〜３００℃の範囲の理想的熱
    酸化温度を有し、外層原料は、２４０〜３００℃の範囲
    の理想的熱酸化温度を有し、この多層フィルムは全体と
    して２５０〜２９０℃の理想的熱酸化温度を有し、原料
    中の有機中和剤の含分は１００ｐｐｍ又はそれより少な
    いことを特徴とする、同時押出しされた二軸延伸多層フ
    ィルム。
  2. ２．外層の安定剤含分は、基層の安定剤含分と等しいか
    又はそれより少ない、請求項１記載の多層フィルム。
  3. ３．基層及び外層用の原料は、極めて純粋なポリプロピ
    レン又はポリプロピレンと他のポリオレフィンとのポリ
    マー混合物又はポリプロピレンと殊にエチレンとのブロ
    ックコポリマー又はランダムコポリマーである、請求項
    １又は２記載の多層フィルム。
  4. ４．基層及び外層の原料用の安定剤は、チオエーテル及
    び／又はホスホナイト、立体障害されたフェノール及び
    ／又はホスホナイト又はこれら物質の混合物を包含する
    物質の群から選択されている、請求項１又は２記載の多
    層フィルム。
  5. ５．立体障害フェノールは３００ｇ／モルより大きい分
    子量を有する、請求項４記載の多層フィルム。
  6. ６．７００ｇ／モルより低い分子量を有する他の有機添
    加物含分は、最大０．１重量％である、請求項５記載の
    多層フィルム。
  7. ７．残留灰分は５０ｐｐｍより低い、請求項１から６ま
    でのいずれか１項記載の多層フィルム。
  8. ８．塩素含分は１０ｐｐｍより低い、請求項１から７ま
    でのいずれか１項記載の多層フィルム。
  9. ９．多層フィルムの全体の厚さは３〜３０μｍの範囲内
    にある請求項１から８までのいずれか１項記載の多層フ
    ィルム。
  10. １０．各外層は０．３〜２．０μｍの厚さを有する、請
    求項９記載の多層フィルム。
  11. １１．粗面度Ｒ＿ｚは１．５μｍ以下であり、２枚の外
    層の粗面度は同じ又は異なる、請求項９又は１０記載の
    多層フィルム。
  12. １２．１枚の多層が添加されている、請求項１から１１
    までのいずれか１項記載の多層フィルム。
  13. １３．請求項１から１２までのいずれか１項記載の多層
    フィルムよりなる電気絶縁フィルム。
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