JPH06218890A - 粗面化二軸配向ポリプロピレン複合フィルム及びそれを用いたコンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】表面が均一に粗面化され、ボイドなど電気特性
への弊害が少ないコンデンサ用二軸配向ポリプロピレン
複合フィルムを提供する。 【構成】ポリプロピレンを主成分としたフィルムの少な
くとも片面にシンジオタクチック−ポリプロピレンフィ
ルムを主成分とするフィルムが複合された複合フィルム
であって、複合された側の表面の中心線表面粗さが０．
０５μｍ以上であることを特徴とする二軸配向ポリプロ
ピレン複合フィルム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンデンサ用二軸配向
ポリプロピレン複合フィルムおよび同フィルムを用いた
コンデンサに関する。

【０００２】

【従来の技術】二軸配向ポリプロピレンフィルム（以下
ＰＰ−ＢＯフィルムと記す）は包装用フィルムとして広
く用いれられているが、その優れた電気特性（高耐電
圧、低誘電損失）をいかしてコンデンサ用途にも使用さ
れている。とりわけ、コンデンサの素子体積に余裕のあ
る電力用コンデンサ用途に使用されている。電力用コン
デンサは高電圧、大電流が印可されるため、電極間に複
数のＰＰ−ＢＯフィルムを重ね巻きした構成で製造され
る。このとき、絶縁油を含浸させ、フィルム中、ない
し、フィルム間の空隙をなくすることにより、耐コロナ
性向上、経日劣化抑制が図られている。フィルム中、ま
たは、フィルム層間に絶縁油が短時間で浸透することを
含浸性がよいといっているが、電力用コンデンサ用途の
ＰＰ−ＢＯフィルムはこの含浸性を高めるために表面を
適度に粗面化している。粗面化の手法としてこれまでに
ポリプロピレンの結晶変態、他のポリマとのブレンドを
複合するといった手法が開示されている（例えば、特公
昭５７−５５５７４、特公平３−４３７２）。

【０００３】結晶変態による粗面化は延伸温度、延伸倍
率などの延伸条件に関してその適正範囲が狭く、また、
ブレンドによる粗面化は均一な粗面となりにくいので好
ましくない。

【０００４】本発明はかかる課題を解決し、表面が均一
に粗面化され、ボイドなど電気特性への弊害が少ないコ
ンデンサ用二軸配向ポリプロピレン複合フィルムを提供
することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的に沿う本発明の
二軸配向ポリプロピレン複合フィルムは、ポリプロピレ
ンを主成分としたフィルム（Ａ）の少なくとも片面にシ
ンジオタクチックポリプロピレンを成分とするフィルム
（Ｂ）が複合された複合フィルムであって、フィルム
（Ｂ）のフィルム（Ａ）側と反対側の表面の中心線表面
粗さ（Ｒａ）が０．０５μｍ以上であることを特徴と
し、そして、フィルム（Ｂ）中のシンジオタクチックポ
リプロピレンの重量分率が５ｗｔ％以上であることを特
徴とする。さらにフィルム（Ｂ）においてシンジオタク
チックポリプロピレン以外の成分がアイソタクチックポ
リプロピレンを主体とすることを特徴とする。

【０００６】本発明におけるベース層のフィルムに用い
るポリプロピレン（以下ＰＰと略称する）は結晶性ポリ
プロピレンの範疇にはいるものであって、プロピレンモ
ノマー単位以外のα−オレフィンモノマーを含有するこ
とが許されるが、該ＰＰの５モル％以下であることが望
ましい。

【０００７】本発明のフィルムにおけるシンジオタクチ
ックポリプロピレンのシンジオタクチック性は¹³Ｃ−Ｎ
ＭＲで測定されるシンジオタクチックペンタッド分率が
０．７以上、より好ましくは０．８以上である。

【０００８】本発明の複合フィルムにおける複合面の中
心線表面粗さ（Ｒａ）は０．０５μｍ以上であることが
好ましく、より好ましくは０．１５μｍ以上０．６μｍ
以下、さらに好ましくは０．３μｍ以上０．５μｍ以下
であることが望ましい。本発明の範囲未満では絶縁油の
含浸速度が遅くなり、含浸のための時間が必要となりコ
ンデンサの生産性が悪化したり、含浸しない部分が生じ
る恐れがあるので好ましくない。また、本発明の範囲を
超えると含浸性は良好となるが、課電経日劣化が大きく
なるので好ましくない。

【０００９】このような粗さを有する表面を得るために
はフィルム（Ｂ）中のシンジオタクチックポリプロピレ
ンの重量分率は５ｗｔ％以上１００ｗｔ％以下が好まし
く、より好ましくは１０ｗｔ％以上９８ｗｔ％以下、さ
らに好ましくは２０ｗｔ％以上、９５ｗｔ％以下である
ことが望ましい。本発明の範囲未満では表面粗さが小さ
くなり含浸性が悪化するので好ましくない。また、本発
明はシンジオタクチックポリプロピレン重量分率が１０
０ｗｔ％でも発明の目的を達成できるがアイソタクチッ
クポリプロピレンとの組み合わせによりフィルム表面の
粗さがさらに大きくなるので好ましい。

【００１０】そして、フィルム（Ｂ）中のシンジオタク
チックポリプロピレン以外の成分は主としてアイソタク
チックポリプロピレンである。該アイソタクチックポリ
プロピレンは［η］≧１．９ｄｌ／ｇ、ＩＩ≧９０％で
あることが好ましい。［η］について、より好ましくは
３以上１１以下、さらに好ましくは５以上１０以下であ
ることが望ましい。また、ＩＩは、より好ましくは９４
％以上、さらに好ましくは９７％以上であることが望ま
しい。ＩＩが９０％より小さいと表面粗さが小さくなる
ので好ましくない。

【００１１】また、フィルム（Ｂ）中のポリマの分子量
分布において分子量が３０万以上である部分の分率が３
０％以上であることが好ましい。より好ましくは４０％
以上、さらに好ましくは５０％以上であることが望まし
い。この範囲より小さいと表面粗さが小さくなり含浸性
が悪化するので好ましくない。

【００１２】複合フィルム原料の製造法としては、シン
ジオタクチックポリプロピレンチップとアイソタクチッ
クポリプロピレンチップをドライブレンドしたものを押
出機に供給する方法があるが、一度二軸押出機で溶融混
練したものを用いると分散径が小さくなり、表面に緻密
な粗れが形成される。

【００１３】なお、複合層の厚さは限定されるものでは
ないが０．５〜５．０μｍであることが好ましい。

【００１４】次に本発明におけるフィルムとコンデンサ
の製造方法を説明する。

【００１５】ポリプロピレンを主体とするベース層原
料、シンジオタクチックポリプロピレンチップを含有し
た複合層原料をそれぞれ別の押出機に供給し、加熱溶融
しろ過フィルターを通した後、短管内、あるいは口金内
で、合流せしめ、２２０〜３２０℃の温度でスリット状
口金から溶融押出し、冷却固化せしめ、未延伸フィルム
を作る。

【００１６】次にこの未延伸フィルムを二軸延伸し、二
軸配向せしめる。延伸方法としては逐次二軸延伸方法、
または同時二軸延伸方法を用いることができる。逐次延
伸方法としては、まず、未延伸フィルムを９０〜１４０
℃の温度に加熱し、長手方法に４〜７倍延伸した後、冷
却し、ついで、テンター式延伸機に導き、１００〜１６
０℃の温度に加熱し、幅方向に８〜１２倍に延伸した
後、１００〜１６０℃の温度で弛緩熱処理、冷却したの
ち巻きとる。以上がフィルムの製造方法である。そし
て、アルミ箔（電極）、フィルム（１〜５枚）、アルミ
箔（電極）の構成で重ね巻いたものと絶縁油を容器に入
れ、密封する。次に該密封容器を６０℃〜１００℃の温
度に保ち、絶縁油をフィルム間にいきわたらせることに
より本発明におけるコンデンサが製造される。

【００１７】

【物性の測定方法ならびに効果の評価方法】本発明の特
性値の測定方法並びに効果の評価方法は次の通りであ
る。

【００１８】（１）中心線表面粗さ（Ｒａ） 小坂研究所製、３次元表面粗さ計を用いて下記の条件で
３サンプルを測定し、その平均値で示した。

【００１９】 測定長 ２ｍｍ ピッチ １０μｍ（３０本） 縦倍 ５０００倍 ０．１ｍｍ／ｓ 横倍 ５０倍 ｃ／ｏ ０．２５

【００２０】 （２）シンジオタクチック−ポリプロピレンの重量分率 複合層のポリマについて¹³Ｃ−ＮＭＲを測定し、シンジ
オタクチックペンタッド分率から重量分率を求めた。

【００２１】（３）アイソタクチックインデックス 試料を１３０℃で２時間真空乾燥する。これから重量Ｗ
（ｍｇ）の試料をとり、ソックスレー抽出器に入れ沸騰
ｎ−ヘプタンで１２時間抽出する。次に、この試料をと
りだしアセトンで十分洗浄した後、１３０℃で６時間乾
燥しその後、重量Ｗ′（ｍｇ）を測定し、次式で求め
る。

【００２２】ＩＩ＝Ｗ′／Ｗ×１００（％）

【００２３】（４）極限粘度（η） 試料０．１ｇを１３５℃のテトラリン１００ｍｌに完全
溶解させ、この溶液を粘度計で１３５℃の恒温槽中で測
定して、比粘度Ｓにより次式に従って極限粘度を求め
る。単位はｄｌ／ｇとする。

【００２４】η＝１０×Ｓ×（１＋０．２２×Ｓ）

【００２５】（５）含浸速度 幅５ｍｍ、長さ４０ｃｍのフィルム試料片を５枚重ねた
ものを３本、外側寸法２９ｃｍ×３４ｃｍ、内側寸法２
５ｃｍ×３０ｃｍのアルミ枠２枚で、アルミ枠の外にフ
ィルムを６ｃｍ出した状態ではさみ、枠をビス止めす
る。

【００２６】平バットに絶縁油を入れ、前述したサンプ
ルをアルミ枠の短辺内側を液面に一致させ、さらに、液
面に対し３０度の角度をなすように固定する。重ねたフ
ィルム間に進入した絶縁油の量を枠長手方向の長さで測
定する。同一フィルムに対して前述のサンプルを３個作
成し、都合９サンプルの平均を求めた。２０分間で５ｃ
ｍ以上進入した場合を良、５ｃｍ未満の場合を不良とし
た。

【００２７】（６）課電経日劣化テスト コンデンサに対して、６５Ｖ／μｍの電界強度で、６０
℃において６０Ｈｚの交流電圧を５００時間課電した。

【００２８】課電後のフィルムを５０ｃｍ切りとり、プ
レート法−ＩＦで絶縁耐圧を評価する。印可電圧を変え
て測定することにより印可電圧とＩＦ数の関係を求め、
一定数のＩＦが発生する電圧を、課電経日劣化に対する
耐性のパラメータとした。

【００２９】１０個となる電界強度が５５Ｖ／μｍ以上
のものを良、それ未満のものを不良とした。

【００３０】

【実施例】次に実施例に基づき、本発明の実施態様を説
明する。

【００３１】実施例１ ベース層フィルム原料として結晶性ＰＰ（極限粘度
［η］：１．９ｄｌ／ｇ、ＭＩ：２．０ｇ／１０分）樹
脂と、複合層原料としてシンジオタクチックポリプロピ
レンチップと［η］＝５のアイソタクチックポリプロピ
レンを重量比で９対１で溶融混練したチップをそれぞれ
別の押出機に供給し、短管内で片面複合させた後、４０
℃の温度のドラムに巻き付けてシート状（厚さ７００μ
ｍ）に冷却固化した。このとき、溶融シートに２５℃の
温度の圧空をスリット状ノズルより吹き付けるようにし
て成形し、シートの冷却状態を均一になるようにした。
該シートを１２０℃の温度に予熱した後、１３０℃の温
度で周速度の異なるロール間で長手方向に５．０倍延伸
し、ただちに室温に冷却した。次に該延伸フィルムをテ
ンターに導き、１７０℃の温度に予熱し、引き続き１６
０℃の温度で幅方向に９．０倍延伸し、厚さ１５μｍの
二軸配向フィルムとした。また、複合層の厚みはほぼ
１．５μｍである。次いで幅方向に８％の弛緩を与えつ
つ１６０℃の温度で熱 理を施した後、冷却し巻きとっ
た。

【００３２】巻きとったフィルムを１０ｃｍの幅にスリ
ットし、該フィルム３枚を２枚のアルミ箔と重ね巻き
し、コンデンサを作成した。絶縁油にＰＸＥを用い、８
０℃で含浸させた。なお、コンデンサの容量は０．２μ
Ｆとした。フィルム及びコンデンサの特性は表１の通り
であった。

【００３３】 実施例２〜実施例４、比較例１、比較例２（表１） 実施例１と同様にして、複合層原料の組成、表面粗さ等
を変更したフィルムを得た。表１に示すように本発明範
囲のフィルムは絶縁油の含浸性、電気特性、が良好であ
るが、そうでないものは含浸性、電気特性を両立するこ
とができない。

【００３４】

【表１】

【００３５】

【発明の効果】本発明の二軸配向ポリプロピレン複合フ
ィルムによれば、複合フィルムのポリマ組成を規定し、
さらに表面粗さを特定したので、絶縁油含浸コンデンサ
用ポリプロピレンフィルムとして、含浸性と電気特性の
両方を満足させることができる。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリプロピレンを主成分としたフィルム
   （Ａ）の少なくとも片面にシンジオタクチックポリプロ
   ピレンを成分とするフィルム（Ｂ）が複合された複合フ
   ィルムであって、フィルム（Ｂ）のフィルム（Ａ）側と
   反対側の表面の中心線表面粗さ（Ｒａ）が０．０５μｍ
   以上であることを特徴とする粗面化二軸配向ポリプロピ
   レン複合フィルム。
2. 【請求項２】 フィルム（Ｂ）中のシンジオタクチック
   ポリプロピレンの重量分率が５ｗｔ％以上であることを
   特徴とする請求項１に記載の粗面化二軸配向ポリプロピ
   レン複合フィルム。
3. 【請求項３】 フィルム（Ｂ）においてシンジオタクチ
   ック−ポリプロピレン以外の成分が、アイソタクチック
   ポリプロピレンを主体とすることを特徴とする請求項１
   または請求項２に記載の粗面化二軸配向ポリプロピレン
   複合フィルム。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の粗面化二軸配向ポリプ
   ロピレン複合フィルムを誘電体層の少なくとも一部に用
   いたコンデンサ。