JPH034372B2

JPH034372B2 -

Info

Publication number: JPH034372B2
Application number: JP58071385A
Authority: JP
Inventors: Mitsuyoshi Fujama; Tomoki Okamoto; Yoshimasa Kawamura
Original assignee: Tokuyama Corp
Current assignee: Tokuyama Corp
Priority date: 1983-04-25
Filing date: 1983-04-25
Publication date: 1991-01-22
Also published as: JPS59198122A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、表面における油の拡散性が優れた粗
面化ポリプロピレンフイルムの製造方法に関す
る。ポリプロピレンフイルムは高い絶縁耐力を有す
ると共に、誘電正接が低く、また軽量であるた
め、従来用いられてきた絶縁紙に代つて電気ケー
ブル、コンデンサ、トランスなど小型軽量化、耐
久性が要求される電気物品用の絶縁材料として用
いることが検討されている。しかし、ポリプロピレンフイルムは表面が平滑
であるため、該フイルムを、例えば、巻回してコ
ンデンサーを製造する場合、フイルム面同志ある
いはフイルムとアルミ箔などの箔状電極とが密着
し易い欠点を有する。そのため、フイルムの接触
面における脱気が困難となり、これに基因して絶
縁油の均一な含浸ができず、充分な性能を有する
コンデンサーを得ることが困難であつた。また、
油含浸速度が遅く、製造時の作業性にも問題があ
つた。このような欠点を改良するため、従来ではエン
ボス法、サンドープラスト法、ワイヤーブラツシ
ング法などの機械的方法、溶剤によるケミカルエ
ツチングなどの化学的方法、原料のポリプロピレ
ンに他のポリマーや充填剤などをブレンドするブ
レンド法、β晶を生成させたポリプロピレンシー
トを延伸する方法などによりフイルムの表面を粗
化する方法が提案されている。しかしながら、上記した機械的方法及び化学的
方法は、フイルムの延伸工程以外に処理工程を必
要とし、工程の複雑化を招くという問題を有す
る。そればかりでなく、機械的方法にあつては、
油の拡散性が良好な粗面を形成させることが極め
て困難であり、また、化学的方法にあつては、フ
イルム表面に付着した溶剤を完全に除去すること
が困難であるという問題をも有する。また、前記
したブレンド法は、ブレンドされるポリマーや充
填剤により、ポリプロピレンの絶縁耐力が著しく
低下するという致命的な問題を生じ易い。以上の
方法に対して、β晶を生成させたポリプロピレン
シートを延伸する方法は、工程が比較的簡便であ
り、しかも良好な粗面化効果を発揮することが可
能であるとされている。しかしながら、従来より
提案されている上記方法の条件によつて得られる
粗面化フイルムは、表面の粗化が未だ充分でな
く、更に改良の余地がある。また、これらの方法
は、そのほとんどがチユーブラー法などによる同
時２軸延伸であるため、フイルムの厚みの制御が
困難であり、フイルムの厚みを薄くすることが難
しく、しかもフイルムの厚みにもむらが生じ易い
という問題を有する。本発明者等は、密着し難いフイルム面を有し、
表面における油の拡散性に優れ、しかも薄くて、
均一な厚みを有する粗面化ポリプロピレンフイル
ムを製造するための方法を開発すべく鋭意研究を
重ねて来た。その結果、特定量のβ晶を含むポリ
プロピレンシートを、前記した従来方法では例を
見ない特殊な条件下に、逐次二軸延伸することに
より、所期の目的を達成し得ることを見い出し本
発明を完成するに至つた。本発明はポリプロピレン中のβ晶を表わすＫ値
（以下、単にＫ値という）が、0.05〜0.5のポリプ
ロピレンシート又は該ポリプロピレンシートと他
のポリプロピレンシートを積層した積層シート
を、該シート温度が130℃を越えてから延伸を開
始するまでの時間を20秒以下とし、且つ135℃よ
り高く145℃より低い温度で、一軸方向に延伸し、
次いで145〜155℃の温度で二軸方向に延伸するこ
とを特徴とする粗面化ポリプロピレンフイルムの
製法である。本発明において、Ｋ値は「Macromolecular
Chemie 75 135〜137頁（1964）」に記載の方法に
準じて測定される値をいう。ポリプロピレンシー
ト又はフイルムを形成する結晶形態は種々のもの
が知られている。例えばα晶（α変態）は単斜晶
系でその融点が1.65℃以上であり、β晶（β変
態）は六方晶系でその融点は145〜150℃のもので
ある。またスメチカ晶（スメチカ構造）も知られ
ていて、このものは擬六方晶系で、結晶と非晶と
の中間のものである。前記本発明で云うＫ値はポ
リプロピレンシートのＸ線回折を測定し、下記式
から算出される。Ｋ＝hβ／hβ＋hα₁＋hα₂＋hα₃ 但し、 hβはβ晶（300）面による回折強度（高さ） hα₁はα晶（110）面による回折強度（高さ） hα₂はα晶（040）面による回折強度（高さ） hα₃はα晶（130）面による回折強度（高さ）である。また、本発明における延伸温度は、特記
しない限りシート或いはフイルムの温度である。本発明に用いるポリプロピレンシートは、Ｋ値
が0.05〜0.5、好ましくは0.1〜0.3であることが必
要である。Ｋ値が上記範囲より小さいと後述する
条件で該シートを延伸しても、得られるフイルム
表面の粗化された部分の密度（以下、粗化密度と
いう）が低く、該フイルム表面における油の拡散
性は極めて悪いものとなる。また、Ｋ値が前記範
囲より大きくても、得られるフイルム表面の粗化
密度は増大せず、逆に得られるフイルム表面の粗
化された部分の深さ（以下、粗化深度という）が
浅くなり、これによりフイルム表面における油の
拡散性の低下を招く。また、後述する一軸延伸に
おいても、延伸時にフイルムが破断し易いという
問題も生じる。本発明で用いる原料であるポリプロピレンシー
トは前記したようにＫ値が0.05〜0.5であればよ
い。そしてこのＫ値が後述するフイルム表面の粗
面化に影響を与えるものであるから、粗面化され
たフイルム面に相当するシートの表層部例えば
50μ以上の厚み、好ましくは100μ以上の厚みのポ
リプロピレン結晶形態が前記Ｋ値の範囲におさま
ればよい。しかし通常のポリプロピレンシートの
製法において、シート表層部のみの結晶形態を意
識的に制御することはなされていないので一般的
には該シートを直接Ｘ線回析すればよい。また本
発明のシート原料として積層シートを使用する場
合は、粗面化されたフイルム面に相当するシート
が前記Ｋ値を有するものであればよい。勿論フイ
ルム両面を粗面化する場合は原料シートの両面に
前記Ｋ値を有するシートが位置するように積層す
ればよい。該積層シートを原料とするときは前記
したように粗面化されるフイルム面に相当するシ
ート面以外はその結晶形態に特に限定されずα
晶、スメチカ晶からなるもの或いは更にβ晶が組
合さつたものであつてもよい。本発明で使用する前記ポリプロピレンシート或
いは前記積層シートは、前記のようにＫ値が0.05
〜0.5となるものであれば特に限定されないが、
通常は未延伸シートを使用するのが一般的であ
る。勿論Ｋ値が上記範囲内にあれば部分的に延伸
されたものを使用することも出来る。また、上記特定のＫ値を有するポリプロピレン
シートを得る方法は、特に制限されず、公知の方
法に準じて行なえばよい。例えば、190〜300℃、
好ましくは200〜260℃の樹脂温度でポリプロピレ
ンを溶融状態でシート状に押出し、次いで30〜
130℃、好ましくは60〜120℃に維持して該シート
を固化させる方法が一般的である。この場合、樹
脂温度及び固化温度を適宜調節することによつて
Ｋ値をコントロールすることができる。また、例
えば実質的にα晶及びスメチカ晶からなるポリプ
ロピレンシートの片面或いは両面に、前記範囲の
Ｋ値を有するポリプロピレンシートを積層したシ
ートは、予め成形された実質的にα晶及びスメチ
カ晶からなるポリプロピレンシートに前記方法と
同一の条件で溶融したポリプロピレンをラミネー
トし、次いで前記方法と同一の条件で該ラミネー
ト層を固化させる方法が一般的である。また、後述する実施例10にも示す如く、β晶を
形成し易いポリプロピレン層を外側にして、複数
のポリプロピレン層を溶融押出しして積層し、前
記した方法と同一の条件で固化させることも好ま
しい態様である。本発明において、ポリプロピレンはプロピレン
の単独重合体のみならず、プロピレンと少量の他
のα−オレフインとの共重合体及び該単独重合体
と少量の他のポリマーとのブレンド物も含まれ
る。就中、前記した特定の範囲のＫ値を有するポ
リプロピレンを得るために使用されるポリプロピ
レンは、アイソタクチシテイーを表わす、ｎ−ヘ
プタン沸点抽出８時間後の残渣（以下IIという）
が90％以上であり、その重合度としては溶融成形
可能であればどの程度でもよいが、メルトフロー
インデツクス（以下、MFIという）が0.5〜20
ｇ／10分、好ましくは３〜10ｇ／10分のものが好
適である。また、上記ポリプロピレンにγ−キナ
クリドンや安息香酸マグネシウムなどβ晶核剤、
さらに必要に応じて酸化防止剤、熱安定剤、無機
質微粒子、顔料、滑剤、帯電防止剤などの添加物
を添加、混合したものを使用することも可能であ
る。また、前記態様において、実質的にα晶及び
スメチカ晶からなるポリプロピレンとしては、II
が90％以上、MFIが0.5〜３ｇ／10分のものが好
適に使用される。また上記ポリプロピレンには、
必要に応じて酸化防止剤、熱安定剤、その他の添
加剤を添加してもよい。本発明において、前記した特定量のβ晶を有す
るポリプロピレンシートを、該シート温度が130
℃を越えてから延伸を開始するまでに要する時間
を20秒以下、好ましくは15秒以下とし、且つ135
℃より高く145℃より低い温度、好ましくは140〜
144℃で、一軸方向に延伸した後、145〜155℃、
好ましくは147〜153℃の温度で二軸方向に延伸す
ることは、表面における油の拡散性に優れ、しか
も均一な厚みを有する粗面化ポリプロピレンフイ
ルムを得るために極めて重要である。即ち、ポリ
プロピレンシート温度が130℃を越えて延伸を開
始するまでに要する時間が前記時間を越えると、
β晶のα晶への転化率が著しく高くなり、得られ
るフイルムの粗化密度が低下する。また、一軸方
向の延伸温度が前記範囲より低いと、得られるフ
イルムの粗化深度が浅くなり、本発明の目的とす
るフイルムを得ることができない。上記、一軸方
向の延伸温度が前記範囲より高いと、β晶のほと
んどが溶融してしまい、これを延伸して得られる
フイルムは粗化深度が浅く、また、延伸時にフイ
ルムの破断が起こり易くなる。尚、本発明におい
て、一軸方向（縦方向でも横方向であつてもよ
い）への延伸倍率は、一般に３〜６倍、特に４〜
５倍が適当である。本発明の二軸方向の延伸温度
が前記範囲より低いと、延伸時フイルムの破断が
起こり易く、充分な延伸を行なうことができな
い。そのため、粗化深度を深くすることができ
ず、得られるフイルムの表面における油の拡散性
が著しく低下する。また、二軸方向の延伸温度が
前記範囲より高いと、得られるフイルムの粗化深
度が浅くなり、上記と同様、その表面における油
の拡散性が著しく低下する。前記二軸方向（通常
は横方向）への延伸倍率は、一般に３〜12倍、特
に６〜10倍が適当である。従来提案されている粗面化ポリプロピレンフイ
ルムの製造方法において、β晶を表層部に有する
ポリプロピレンシートを延伸する方法は数多く存
在している。しかしながら、これらの方法のほと
んどは、β晶の融点以上の温度、即ち、145℃以
上、一般には150℃以上で同時二軸延伸する方法
である。これらの方法に対して、本発明は、逐次
二軸延伸法を採用し、β晶が完全に溶融しない特
定の条件下に一軸方向の延伸を行なつた後、β晶
の融点以上の温度で二軸方向の延伸（通常は横延
伸）を行なうことにより、従来の方法によつては
達成することが困難であつた、極めて良好な粗面
化ポリプロピレンを製造することが可能である。
また、逐次二軸延伸を採用したことにより、前記
同時二軸延伸に比べて得られるフイルムの厚みが
均一で、しかもその厚みを大巾に薄くすることも
可能である。本発明において、ポリプロピレンの延伸は公知
の逐次二軸延伸機を用いて行なうことができる。以上の説明より理解される如く、本発明の方法
によつて得られる粗面化ポリプロピレンフイルム
は、表面の粗化密度が高く、しかも粗化深度が深
いため、その表面における油の拡散性が極めて良
好である。従つて、これを巻回してコンデンサー
フイルムとして用いる場合において、フイルム間
への絶縁油の含浸速度を大巾に向上させることが
できる。また厚みが均一であることも、上記コン
デンサーフイルムとしての用途に有利である。ま
た、本発明によつて得られた粗面化ポリプロピレ
ンフイルムは、その表面の密着性が低く、該フイ
ルム同志、或いは他のフイルムと積層した場合、
接触面における脱気も充分に行なうことができ
る。本発明の方法によつて得られた粗面化ポリプ
ロピレンフイルムは、コンデンサーフイルムとし
てのみではなく、他の電気物品用の絶縁材料など
の用途にも有用である。以下、実施例により本発明を更に具体的に説明
する。尚、油の含浸速度は以下のようにして測定
した。即ち、直径50mmのガラス管にフイルムの粗
面状態がより良好な面が外側にくるようにして二
周巻き回し、これを油（日石コンデンサオイル
Ｓ、PXE）の入つたガラスシヤーレ中に立て、
23℃において毛管現象によつてフイルム面間を上
昇する油の含浸高さを経時的に測定し、含浸高さ
（cm）対時間の平方根（hr1/2）の関係の直線の勾
配を油含浸速度とした。実施例１〜３、比較例１〜３表１に示す各種ポリプロピレン原料を用い、Ｔ
−ダイ押出機で220℃の樹脂温度でシート状に押
出し、90℃に維持されたチルロールにより冷却固
化し、厚さ750μの各種Ｋ値を有するポリプロピ
レンシートを作つた。次にこれらのシートを加熱
ロール延伸機により、シート温度が130℃を越え
て延伸を開始するまでの時間が８秒の条件で予熱
して、143℃において縦方向に５倍延伸した。次
にこの縦延伸シートを空気加熱式横延伸機を用い
150℃において10倍延伸した。得られたフイルム
の油含浸速度を表１に示す。また、この時、油の
均一含浸性についても観察した。結果を表１に併
せて示す。

【表】実施例４〜６、比較例４〜８実施例２において、ポリプロピレンシートを、
加熱ロールの回転数および温度を変えることによ
り、シート温度が130℃を越えて延伸を開始する
までの時間、及び縦延伸時のシートの温度を種々
変化させた以外は同様にして縦延伸シートを作
り、次いで空気加熱式横延伸機を用い150℃で10
倍延伸した。縦延伸時の延伸性および得られたフ
イルムの油含浸性を表２に示す。また、油の均一
含浸性についての観察結果を表２に併せて示す。

【表】実施例７〜９、比較例９〜11 実施例２と同様にして得た縦延伸シートを空気
加熱式横延伸機を用いて表３に示す各温度で横延
伸した。横延伸性と得られたフイルムの油含浸性
を表３に示す。また、油の均一含浸性の観察結果
も併せて示す。

【表】実施例 10 主押出機からのMFI＝1.8ｇ／10分、II＝97％
のポリプロピレンを250℃で、副押出機からMFI
＝7.8ｇ／10分のポリプロピレンを220℃で二層複
合用Ｔ−ダイに供給して溶融押出しし、90℃に維
持されたチルロールに接触固化させ、MFI＝1.8
ｇ／10分のポリプロピレンの層700μ、MFI＝7.8
ｇ／10分のポリプロピレンの層100μ、全厚さ
800μの積層シートを得た。この積層シートの
MFI＝1.8ｇ／10分のポリプロピレン層のＫ値は
０、MFI＝7.8ｇ／10分のポリプロピレン層のＫ
値は0.23であつた。この積層シートを加熱ロール
延伸機を用いて、シート温度が130℃以上、144℃
以下の温度にある時間が６秒の条件で予熱し、直
ちに144℃で５倍縦延伸した。次に空気加熱式横
延伸機で153℃で10倍延伸した。得られたフイル
ムのMFI＝7.8ｇ／10分のポリプロピレン層側の
表面にはクレーター状凹凸が密集しており、油含
浸速度は7.0cm・hr^-1/2であつた。また、油の均一
含浸性も良好であつた。

Claims

【特許請求の範囲】

１ポリプロピレン中のβ晶の含量を表わすＫ値
が0.05〜0.5のポリプロピレンシート又は該ポリ
プロピレンシートと他のポリプロピレンシートを
積層した積層シートを、該シート温度が130℃を
越えてから延伸を開始するまでの時間を20秒以下
とし、且つ135℃より高く145℃より低い温度で、
一軸方向に延伸し、次いで145〜155℃の温度で二
軸方向に延伸することを特徴とする粗面化ポリプ
ロピレンフイルムの製法。