JPWO2017077752A1 - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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Abstract

素子加工性、高温耐電圧特性に優れ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を提供すること。本発明は、ポリプロピレン樹脂を主成分とする二軸配向ポリプロピレンフィルムであって、少なくとも片面の算術平均粗さＳＲａが０．０３〜０．１０μｍであり、少なくとも片面の最大谷深さＳＲｖが０．１０〜０．５０μｍであり、かつ、少なくとも片面において、非接触表面形状測定による１，２５２×９３９μｍの範囲の視野面積中に存在する、深さ０．０５μｍ以上の谷側空隙体積が１００〜１０，０００μｍ３である二軸配向ポリプロピレンフィルムとする。

Description

本発明は、フィルムコンデンサ用誘電体として用いた場合、加工時の搬送性に優れ、且つ高温下においても耐電圧特性にも優れ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。詳しくは、素子加工性および高温耐電圧特性に優れ、フィルムコンデンサ用誘電体に好適に用いることができる二軸配向ポリプロピレンフィルムに関する。
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。
この中でもコンデンサ用途は、その優れた耐電圧特性、低損失特性から直流用途、交流用途に限らず高電圧コンデンサ用に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。コンデンサの小型化、大容量化等が要求される市場、特に自動車用途（ハイブリッドカー用途含む）や太陽光発電、風力発電用途の要求を受け、二軸配向ポリプロピレンフィルムの耐電圧特性を維持させつつ、フィルムを耐熱化していくことが必須な状況となってきている。
高温下における耐電圧特性を向上させる手段として、二軸配向ポリプロピレンフィルムの表面形状を均一に制御することが有効であると考えられている。例えば、使用するポリプロピレン樹脂の分子構造の特性を変えることによりβ晶の生成割合や、β晶の融解をコントロールし、これによりフィルムの表面に形成された突起部総体積等の表面形状を制御し、耐電圧特性を向上する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、フィルム表面には突起のみならず谷部も生じている。本発明者らは、フィルム表面に形成された谷部の深さおよび体積が大きくなると絶縁破壊しやすいことを見出したが、特許文献１では、フィルム表面の谷部について記載も示唆もなされていない。また、特許文献１のフィルムは、現在のコンデンサに求められる高温耐電圧特性を満たすものではない。
また、分岐鎖状ポリプロピレンを添加し、ポリプロピレンの球晶サイズを制御させることでフィルムの表面凹凸、光沢度等の表面形状を制御し、耐電圧特性を向上する方法が提案されている（例えば、特許文献２、３参照）。しかしながら、特許文献２および３では、フィルム表面に形成された谷部と絶縁破壊との関連性については何ら記載されておらず、特許文献２および３のフィルムは、現在のコンデンサに求められる高温耐電圧特性を満たすものではない。
さらに、溶融ポリマーをシート化する工程において、エアーナイフの条件を制御することで表面形状を制御し、加工適性および耐電圧特性を向上する方法が提案されている（例えば、特許文献４参照）。しかしながら、特許文献４では、フィルム表面に形成された谷部と絶縁破壊との関連性については記載されておらず、特許文献４のフィルムは、現在のコンデンサに求められる高温耐電圧特性を満たすものではない。
フィルムの表面粗さや突起部の個数を制御して、素子加工性と絶縁抵抗の向上を両立するコンデンサ用ポリエステルフィルムに関する提案もなされている（例えば、特許文献５参照）。特許文献５は、谷部等の表面形状を制御できる可能性を有している。しかしながら、ポリエステルフィルムの表面形成は粒子含有によってなされるものであり、ポリプロピレンフィルムに粒子を含有させてフィルムの表面形成を行っても、高温耐電圧特性に優れるフィルムを得ることはできない。
特開２０１４−２３１５８４号公報 特開２００７−２４６８９８号公報 特開２０１１−１２２１４２号公報 特開２０１１−１２２１４３号公報 特許第３８２９４２４号公報
本発明の課題は、上記した問題点を解決することにある。すなわち、ポリプロピレン樹脂を主成分とする二軸配向ポリプロピレンフィルムであって、素子加工性に優れ、且つ高温耐電圧特性にも優れた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を提供することにある。
上記した課題は、ポリプロピレン樹脂を主成分とする二軸配向ポリプロピレンフィルムであって、少なくとも片面の算術平均粗さＳＲａが０．０３〜０．１０μｍであり、少なくとも片面の最大谷深さＳＲｖが０．１０〜０．５０μｍであり、かつ、少なくとも片面において、非接触表面形状測定による１，２５２×９３９μｍの範囲の視野面積中に存在する、深さ０．０５μｍ以上の谷側空隙体積が１００〜１０，０００μｍ３である二軸配向ポリプロピレンフィルムによって達成することができる。
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用いた場合、素子加工性および高温耐電圧特性に優れており、コンデンサ用誘電体として好適に使用することができる。
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。
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組成物からなる。なお、「主成分」とは、ポリプロピレン樹脂がポリプロピレン樹脂組成物中に占める割合が８０質量％以上であることを意味し、より好ましくは８５質量％以上、さらに好ましくは９０質量％以上、特に好ましくは９５質量％以上である。
ポリプロピレン樹脂としては、主としてプロピレンの単独重合体を使用可能であるが、本発明の目的を損なわない範囲でプロピレンと他の不飽和炭化水素との共重合成分などを使用してもよいし、プロピレン単独重合体にプロピレンと他の不飽和炭化水素との共重合体をブレンドしてもよい。このような共重合成分を構成する単量体成分として、例えば、エチレン、プロピレン（共重合されたブレンド物の場合）、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。他の不飽和炭化水素の共重合量または共重合体のブレンド量は、高温耐電圧特性、寸法安定性の観点から、プロピレン樹脂中の上記した他の不飽和炭化水素の割合を１ｍｏｌ％未満とするのが好ましい。
本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムを構成する上記ポリプロピレン樹脂の冷キシレン可溶部（以下ＣＸＳと記載）は４質量％以下であることが好ましい。ここでＣＸＳとは、フィルムを１３５℃のキシレンで完全溶解せしめた後、２０℃で析出させた時に、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。ポリプロピレン樹脂のＣＸＳは３質量％以下であるとより好ましく、２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４質量％を超える場合、二軸配向ポリプロピレンフィルムの高温耐電圧特性や寸法安定性が劣ることがある。ポリプロピレン樹脂のＣＸＳを上記の範囲内とするには、ポリプロピレン樹脂を得る際の触媒活性を高める方法、得られたポリプロピレン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。
本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムを構成する上記ポリプロピレン樹脂のメソペンタッド分率（ｍｍｍｍ）は０．９５０〜０．９９０の範囲内であることが好ましく、０．９６０〜０．９９０であるとより好ましく、０．９７０〜０．９９０であるとさらに好ましく、０．９７０〜０．９８５であると特に好ましい。メソペンタッド分率は核磁気共鳴法（所謂ＮＭＲ法）で測定されるポリプロピレンの結晶相の立体規則性を示す指標であり、該数値が高いものほど結晶化度や融点が高く、室温のみならず高温下でも耐電圧特性に優れるため好ましい。ポリプロピレン樹脂のメソペンタッド分率が０．９５０未満の場合、高温耐電圧特性や寸法安定性が劣ることがある。一方、ポリプロピレン樹脂のメソペンタッド分率が０．９９０を超える場合、製膜性に劣り安定して二軸配向ポリプロピレンフィルムが得られないことや、結晶性が高くなりすぎて高温耐電圧特性が低下することがある。ポリプロピレン樹脂のメソペンタッド分率を上記の範囲内とするためには、ｎ−ヘプタンなどの溶媒で得られたポリプロピレン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、ポリプロピレン樹脂組成物の成分の選定を適宜行う方法などが好ましく採用される。
本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムを構成する上記ポリプロピレン樹脂のメルトフローレート（以下ＭＦＲと記載）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、０．５〜１０ｇ／１０分であることが好ましく、１〜８ｇ／１０分であるとより好ましく、１．５〜５ｇ／１０分であるとさらに好ましく、２〜５ｇ／１０分であると特に好ましい。ポリプロピレン樹脂のＭＦＲが０．５ｇ／１０分未満の場合、製膜性に劣り安定して二軸配向ポリプロピレンフィルムが得られない場合がある。一方、ポリプロピレン樹脂のＭＦＲが１０ｇ／１０分を超える場合、高温耐電圧特性に劣ることがある。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、ポリプロピレン樹脂の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。
本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムは、素子加工性の観点で少なくとも片面の算術平均粗さＳＲａが０．０３〜０．１０μｍである。算術平均粗さＳＲａは０．０３〜０．０８μｍであるとより好ましく、０．０４〜０．０７μｍであるとさらに好ましく、０．０４〜０．０６μｍであると特に好ましい。算術平均粗さＳＲａが０．０３μｍ未満の場合、滑り性が悪くなり、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が生じ易く、フィルムロールの巻姿を悪化させたり、場合によってはフィルムが破断してしまうことがある。一方、算術平均粗さＳＲａが０．１０μｍを超える場合、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が生じ易く、フィルムロールの巻姿を悪化させることがある。少なくとも片面において算術平均粗さＳＲａが上記範囲を満たせば、当該面と接触する搬送ロールと当該面との滑り性が良好となり、加工性が向上する。特に、算術平均粗さＳＲａが両面ともに上記範囲を満たす場合、フィルム両面ともに搬送ロールとの滑り性が良好であるため、フィルム搬送工程において装置のロール配置によらず加工性に優れる結果となり、より好ましい。算術平均粗さＳＲａを上記の範囲内に制御するためには、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を特定の条件とすればよい。
本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムは、高温耐電圧特性の観点で少なくとも片面の最大谷深さＳＲｖが０．１０〜０．５０μｍである。最大谷深さＳＲｖは０．１０〜０．４０μｍであればより好ましく、０．１０〜０．３０μｍであればさらに好ましく、０．１０〜０．２０μｍであれば特に好ましい。最大谷深さＳＲｖが０．５０μｍを超える場合、絶縁破壊が生じやすく、高温耐電圧特性が低下することがある。本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムは、キャストシート中に形成した結晶をその後の延伸工程により変形させる観点でフィルム表面の凹凸を完全になくすことは一般的には困難であり、最大谷深さＳＲｖは実質的に０．１０μｍが下限である。少なくとも片面の最大谷深さＳＲｖが上記範囲を満たす場合、耐電圧特性は良好となるが、特に最大谷深さＳＲｖが両面ともに上記範囲を満たす場合、フィルム全体として絶縁破壊しやすい谷部分が小さくなるため、耐電圧特性の点でより好ましい。最大谷深さＳＲｖを上記の範囲内に制御するためには、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を特定の条件とすればよい。
本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムは、高温耐電圧特性の観点で少なくとも片面において、非接触表面形状測定による１，２５２×９３９μｍの範囲の視野面積中に存在する、深さ０．０５μｍ以上の谷側空隙体積が１００〜１０，０００μｍ３である。谷側空隙体積は１００〜８，０００μｍ３であればより好ましく、１００〜６，０００μｍ３であればさらに好ましく、１００〜５，０００μｍ３であれば特に好ましい。谷側空隙体積が１０，０００μｍ３を超える場合、絶縁破壊が生じやすく、高温耐電圧特性が低下することがある。本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムは、キャストシート中に形成した結晶をその後の延伸工程により変形させる観点でフィルム表面の凹凸を完全になくすことは一般的には困難であり、谷側空隙体積は実質的に１００μｍ３が下限である。少なくとも片面の谷側空隙体積が上記範囲を満たす場合、耐電圧特性は良好となるが、特に谷側空隙体積が両面ともに上記範囲を満たす場合、フィルム全体として絶縁破壊しやすい谷部分が小さくなるため、耐電圧特性の点でより好ましい。谷側空隙体積を上記の範囲内に制御するためには、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を特定の条件とすればよい。
本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムは、素子加工性の観点で少なくとも片面の最大山高さＳＲｐが０．３０〜１．０μｍであることが好ましい。最大山高さＳＲｐは０．５０〜０．９５μｍであるとより好ましく、０．５５〜０．９０μｍであるとさらに好ましく、０．６０〜０．８５μｍであると特に好ましい。最大山高さＳＲｐが０．３０μｍ未満の場合、滑り性が悪くなり、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が生じ易く、フィルムロールの巻姿を悪化させたり、場合によってはフィルムが破断してしまうことがある。一方、最大山高さＳＲｐが１．０μｍを超える場合、フィルムをロール状に巻回した際にフィルムロールが座屈し、巻姿を悪化させることがある。また、高温耐電圧特性が低下することもある。少なくとも片面の最大山高さＳＲｐが上記範囲を満たせば、当該面と接触する搬送ロールと当該面との滑り性が良好となり、加工性が向上する。特に、最大山高さＳＲｐが両面ともに上記範囲を満たす場合、フィルム両面ともに搬送ロールとの滑り性が良好であるため、フィルム搬送工程において装置のロール配置によらず加工性に優れる結果となり、より好ましい。最大山高さＳＲｐを上記の範囲内に制御するためには、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を特定の条件とすればよい。
本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムは、素子加工性と高温耐電圧特性の両立の観点で、少なくとも片面の最大谷深さＳＲｖと最大山高さＳＲｐの比ＳＲｐ／ＳＲｖが２．０以上であることが好ましい。ＳＲｐ／ＳＲｖは２．５以上であればより好ましく、３．５以上であればさらに好ましく、４．０以上であれば特に好ましい。ＳＲｐ／ＳＲｖが２．０未満の場合、山部が低い、もしくは谷部が深いことを意味し、素子加工性と高温耐電圧特性の両立が困難となることがある。少なくとも片面においてＳＲｐ／ＳＲｖが上記範囲を満たす場合、耐電圧特性は良好な傾向となるが、特にＳＲｐ／ＳＲｖが両面ともに上記範囲を満たす場合、素子加工性と高温耐電圧特性の両立が容易となり、中でもフィルム搬送工程において装置のロール配置によらず加工性にも優れる結果となるため、より好ましい。ＳＲｐ／ＳＲｖを上記の範囲内に制御するためには、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を特定の条件とすればよい。
本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムは、フィルム厚みｔが１．０〜１０μｍであることが好ましい。フィルム厚みｔは１．２〜７μｍであるとより好ましく、１．５〜５μｍであるとさらに好ましく、１．５〜３μｍであると特に好ましい。フィルム厚みｔが１．０μｍ未満の場合、機械強度や高温耐電圧特性に劣ったり、製膜および加工時にフィルム破断が生じたりすることがある。一方、フィルム厚みｔが１０μｍを超える場合、コンデンサ用誘電体として用いた際に体積当たりの容量が小さくなることがある。フィルム厚みｔを上記の範囲内に制御するためには、シートを形成する際に樹脂の吐出量を調整したり、ドラフト比を調整することで適宜設定することができる。フィルム厚みｔが薄くなればなるほど製膜時のフィルム破断を生じやすくなるため、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縦延伸工程、横延伸工程を特定の条件とすることで安定して製膜することが可能となる。
本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムは、フィルム厚みｔと少なくとも片面の最大谷深さＳＲｖの比ＳＲｖ／ｔが０．３０以下であることが好ましい。ＳＲｖ／ｔは０．１５以下であるとより好ましく、０．１０以下であるとさらに好ましく、０．０８０以下であると特に好ましい。ＳＲｖ／ｔが０．３０を超える場合、フィルム厚み当たりの谷部の割合が大きく、高温耐電圧特性が低下することがある。少なくとも片面においてＳＲｖ／ｔが上記範囲を満たす場合、耐電圧特性は良好な傾向となるが、特にＳＲｖ／ｔが両面ともに上記範囲を満たす場合、フィルム両面ともに絶縁破壊しやすい谷部分が浅くなるため、耐電圧特性の点でより好ましい。
本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムは、光沢度が両面ともに１２０〜１５０％であることが好ましい。光沢度は両面ともに１２３〜１４５％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。少なくとも片面の光沢度が１２０％未満の場合、フィルム表面での光散乱の密度が増加する。すなわち、フィルム表面に凹凸が多く存在することを意味し、その凹凸起因で高温耐電圧特性を低下させることがある。一方、少なくとも片面の光沢度が１５０％を超える場合、フィルム表面に凹凸が少ないために滑り性に劣り、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が生じ易く、フィルムロールの巻姿を悪化させたり、場合によってはフィルムが破断してしまうことがある。当該フィルムの光沢度を両面ともに上記の範囲内とするためには、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を特定の条件とすることで達成することができる。
本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムは、製膜性を向上させたりフィルム表面形状を制御したりす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。具体的には、ＬｙｏｎｄｅｌｌＢａｓｅｌｌ社製“Ｐｒｏｆａｘ（商標） ＰＦ−８１４”、Ｂｏｒｅａｌｉｓ社製“Ｄａｐｌｏｙ ＨＭＳ−ＰＰ”（ＷＢ１３０ＨＭＳ、ＷＢ１３５ＨＭＳなど）が例示されるが、この中でも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。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個に対し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。詳しくは、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、延伸工程で生成する絶縁欠陥の発生を抑制し、高温耐電圧特性に優れた二軸配向ポリプロピレンフィルムを得ることができる。
本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムに分岐鎖状ポリプロピレンを含有せしめる場合、含有量は０．０５〜３質量％であることが好ましく、０．１〜２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０．０５質量％未満の場合、上記した効果が得られないことがある。一方、分岐鎖状ポリプロピレンの含有量が３質量％を超える場合、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てしまい、高温耐電圧特性が低下することがある。
本発明の二軸配向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には、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、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。
上記した添加剤の中で、酸化防止剤の種類、および含有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Ｉｒｇａｎｏｘ１０１０：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組成物全量に対して０．０３〜１．０質量％であることが好ましく、０．１〜０．９質量％であるとより好ましく、０．１５〜０．８質量％であるとさらに好ましく、０．１５〜０．６質量％であると特に好ましい。ポリプロピレン樹脂組成物中の酸化防止剤含有量が０．０３質量％未満の場合、酸化防止の効果が得られにくく長期耐熱性に劣ることがある。一方、ポリプロピレン樹脂組成物中の酸化防止剤含有量が１．０質量％を超える場合、高温耐電圧特性が低下することがある。
本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムは、灰分が５０ｐｐｍ（質量基準、以下同じ）以下であることが好ましく、４０ｐｐｍ以下であればより好ましく、３０ｐｐｍ以下であればさらに好ましく、２０ｐｐｍ以下であれば特に好ましい。灰分が５０ｐｐｍを超える場合、二軸配向ポリプロピレンフィルムの高温耐電圧特性が低下することがある。灰分を上記の範囲とするためには、触媒残渣の少ない原料を用いることが重要であるが、製膜時の押出系からの汚染を極力低減する方法、例えば製膜を開始する前に未劣化のポリプロピレン樹脂でポリマーが流れる経路を十分洗浄する方法を好ましく採用することができる。また、後述するように易滑剤を含まないことが重要である。無機粒子を含む場合、二軸配向ポリプロピレンフィルムの灰分として検出され、上述した通り高温耐電圧特性が低下することがある。また、有機粒子を含む場合も、一般的に十分に灰分を抑制できておらず、二軸配向ポリプロピレンフィルムとしても上記した範囲に灰分を制御することは困難である。
本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムは、無機および／または有機粒子の総含有量が１質量％以下であることが好ましい。無機および／または有機粒子の総含有量は０．８質量％以下であればより好ましく、０．５質量％以下であればさらに好ましく、含有しないことが特に好ましい。一般的に平滑で滑り性の低いフィルムには、無機および／または有機粒子からなる易滑剤を添加し、フィルムの表面に突起を形成せしめることで易滑性を付与させることがあるが、コンデンサ用誘電体として用いる場合、この易滑剤が異物となり高温耐電圧特性を低下させることがある。無機および／または有機粒子の総含有量を抑え、または含まずに易滑性を付与するためには、後述する通りポリプロピレンのキャストシート中に形成した結晶をその後の延伸工程によって変形させ、フィルム表面に凹凸を形成させればよい。
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３７ｍＮ／ｍ未満の場合、金属蒸着する際に金属との密着が不十分となることがある。一方、表面ぬれ張力が５０ｍＮ／ｍを超える場合、高温耐電圧特性が低下することがある。なお、ポリプロピレンフィルムは通常、表面エネルギーが低く、表面ぬれ張力が３０ｍＮ／ｍ程度である。表面ぬれ張力を上記の範囲内とするためには、製膜時において、二軸延伸後に表面処理を施す方法が好ましく採用される。具体的には、コロナ放電処理、プラズマ処理、グロー処理、火炎処理などを採用することができる。
本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムは、上記したポリプロピレン樹脂を主成分としてシートを作成し、二軸延伸されることによって得ることが好ましい。二軸延伸の方法としては、インフレーション同時二軸延伸法、テンター同時二軸延伸法、テンター逐次二軸延伸法のいずれによっても得られるが、製膜安定性、厚み均一性の観点でテンター逐次二軸延伸法を採用することが好ましい。特に長手方向（フィルム製膜時にフィルムが流れる方向）に延伸後、幅方向（長手方向とフィルム平面上で直交する方向）に延伸することが好ましい。
本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムは、様々な効果を付与する目的で少なくとも片面に機能層を積層させてもよい。積層構成としては、２層積層でも３層積層でも、また、それ以上の積層数でもいずれでも構わない。積層の方法としては、例えば、共押出によるフィードブロック方式やマルチマニホールド方式でも、ラミネートによるポリプロピレンフィルム同士を貼り合わせる方法でもいずれでも構わない。
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。
まず、上述した好ましいポリプロピレン樹脂を含むプロピレン樹脂組成物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した後、Ｔダイよりキャストドラム上に吐出し、キャストシートを得る。なお、押出の際、Ｔダイでのせん断速度を１００〜１，０００ｓｅｃ−１とすることがポリマーの劣化を抑制する観点で好ましい。より好ましくは１５０〜８００ｓｅｃ−１であり、さらに好ましくは２００〜７００ｓｅｃ−１、特に好ましくは３００〜６００ｓｅｃ−１である。Ｔダイでのせん断速度は式（１）で表される。Ｔダイでのせん断速度が１００ｓｅｃ−１未満の場合、せん断が十分にかからずキャストシート中の結晶配列が不十分となるため、その後の延伸工程において均一延伸が困難となり結晶性が均一な二軸配向ポリプロピレンフィルムが得られないことがある。一方、Ｔダイでのせん断速度が１，０００ｓｅｃ−１を超える場合、過剰にせん断がかかってしまい、ポリマー劣化が生じることがある。
せん断速度（ｓｅｃ−１）＝６Ｑ／ρＷｔ２ ・・・（１）
Ｑ：流量（ｋｇ／ｓｅｃ）
ρ：比重（ｋｇ／ｃｍ３）
Ｗ：Ｔダイの溝幅（ｃｍ）
ｔ：Ｔダイの溝間隙（ｃｍ）
Ｔダイのせん断速度が上述した範囲となるようにポリプロピレン樹脂組成物の流量、Ｔダイの溝幅、溝間隙を適宜調整する。ポリプロピレン樹脂組成物の流量は押出安定性の観点から１５０〜５００ｋｇ／ｈｒの範囲が好ましい。Ｔダイの溝幅は生産性の観点から５００〜１，０００ｍｍの範囲が好ましい。Ｔダイの溝間隙は押出系内の内圧やキャスト精度の観点から０．８〜２ｍｍの範囲が好ましい。
また、キャストドラムは、算術平均粗さＳＲａ、最大谷深さＳＲｖ、谷側空隙体積、最大山高さＳＲｐ、光沢度を適切な範囲に制御する観点から、４つ以上連続して配置することが好ましい。上記キャストドラムをフィルム製造装置の上流からＣＤ１、ＣＤ２、ＣＤ３、ＣＤ４と配置した場合、ＣＤ１およびＣＤ２の表面温度は２５〜５０℃であることが好ましく、２５〜４５℃であるとより好ましく、３０〜４５℃であるとさらに好ましく、３０〜４０℃であると特に好ましい。ＣＤ１およびＣＤ２の温度を高くするとＳＲａ、ＳＲｖ、谷側空隙体積、ＳＲｐの値は高い方へ変化し、光沢度は低い方へ変化する。ＣＤ１およびＣＤ２の表面温度が２５℃未満の場合、キャストシート中にβ晶がほとんど形成されないため、その後の延伸工程を経てもフィルム表面に凹凸が発生しないことがあり、素子加工性の観点で問題となることがある。一方、ＣＤ１およびＣＤ２の表面温度が５０℃を超える場合、キャストシート中にβ晶が多数形成され、その後の延伸工程においてフィルム表面に大きな凹凸を生じてしまうため高温耐電圧特性が低下することがある。ＣＤ３およびＣＤ４の表面温度は５０〜１００℃であることが好ましく、６０〜９８℃であるとより好ましく、７０〜９６℃であるとさらに好ましく、８０〜９５℃であると特に好ましい。ＣＤ３およびＣＤ４の温度を高くするとＳＲａ、ＳＲｖ、谷側空隙体積、ＳＲｐの値は高い方へ変化し、光沢度は低い方へ変化する。ＣＤ３およびＣＤ４の表面温度が５０℃未満の場合、キャストシート中にβ晶がほとんど形成されないため、その後の延伸工程を経てもフィルム表面に凹凸が発生せず、素子加工性の観点で問題となることがある。一方、ＣＤ３およびＣＤ４の表面温度が１００℃を超える場合、キャストシート中にβ晶が多数形成され、その後の延伸工程においてフィルム表面に大きな凹凸を生じてしまうため高温耐電圧特性が低下することがある。キャストドラムが５つ以上存在する場合、５つ目以降のキャストドラムの表面温度はＣＤ４と同じ温度とすることが好ましいが、これらの温度を変更しても各種物性が変化することは考えにくいので、これに限定されるものではない。
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としては、β晶の生成を制限させる観点から、ＣＤ１およびＣＤ２のそれぞれにおいて０．３〜０．８秒であることが好ましく、０．３〜０．７秒であればより好ましく、０．４〜０．７秒以上であればさらに好ましく、０．４〜０．６秒であれば特に好ましい。それぞれのキャストドラムと溶融シートが密着している時間が０．３秒未満の場合、キャストシート中にβ晶が多数形成され、その後の延伸工程において大きな凹凸を生じてしまうため高温耐電圧特性が低下することがある。一方、それぞれのキャストドラムと溶融シートが密着している時間が０．８秒を超える場合、キャストシート中にβ晶がほとんど形成されないため、その後の延伸工程を経てもフィルム表面に凹凸が発生せず、素子加工性の観点で問題となることがある。ＣＤ３およびＣＤ４と溶融シートが密着している時間はそれぞれ０．３秒以上であることが好ましい。それぞれのキャストドラムと溶融シートが密着している時間が０．３秒未満の場合、溶融シートが固化しきれなかったり、キャストシート中にβ晶が多数形成され、その後の延伸工程において大きな凹凸を生じてしまうため高温耐電圧特性が低下することがある。
上記したとおり、キャストドラムを４つ以上とする理由は、低温に設定したＣＤ１でシートの片面のβ晶生成を抑制し、ついで同じく低温に設定したＣＤ２で他方の面のβ晶生成を抑制し、その後上記した範囲に制御したＣＤ３で片面のα晶生成を促進させた後、上記した範囲に制御したＣＤ４で他方の面のα晶生成を促進させ得るためである。つまり、複数のＣＤを使用して、フィルム表裏の熱付与条件を同等とすることにより、シート両面の結晶形態を類似したものとすることができる。キャストドラムが４つ未満の場合、キャストシートの片面の結晶形態と他方の面の結晶形態が異なることが多く、本発明の好ましい形態に制御し難い。また、本発明のフィルムの特徴を達成するためには、４つ以上のキャストドラムは連続して存在することが好ましく、キャストシートが通るフィルムパスとしては、それぞれのキャストドラムに対してキャストシートの表面が交互に接触することが好ましい。例えば、ＣＤ１に接触するキャストシートの面をＡ面とし、他方の面をＢ面とした場合、ＣＤ１にはＡ面、ＣＤ２にはＢ面、ＣＤ３にはＡ面、ＣＤ４にはＢ面、といったようにキャストシートがキャストドラムに接触することが好ましい。
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、厚み斑抑制、高速製膜化、フィルムの表面形状を制御できる観点で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、算術平均粗さＳＲａ、最大谷深さＳＲｖ、谷側空隙体積、最大山高さＳＲｐ、光沢度を適切な範囲に制御する観点から、２５〜５０℃であることが好ましく、２５〜４５℃であるとより好ましく、３０〜４５℃であるとさらに好ましく、３０〜４０℃であると特に好ましい。エアーナイフ温度を高くするとＳＲａ、ＳＲｖ、谷側空隙体積、ＳＲｐの値は高い方へ変化し、光沢度は低い方へ変化する。エアーナイフ温度が２５℃未満の場合、キャストシート中にβ晶がほとんど形成されないため、その後の延伸工程を経てもフィルム表面に凹凸が発生せず、素子加工性の観点で問題となることがある。一方、エアーナイフ温度が５０℃を超える場合、キャストシート中にβ晶が多数形成され、その後の延伸工程において大きな凹凸を生じてしまうため高温耐電圧特性が低下することがある。
キャストシートを形成する雰囲気温度は、算術平均粗さＳＲａ、最大谷深さＳＲｖ、谷側空隙体積、最大山高さＳＲｐ、光沢度を適切な範囲に制御でき、且つ均一な表面形状を得られる観点から温度調整することが好ましい。キャストシートを形成する雰囲気温度は、２５〜５０℃であることが好ましく、２５〜４５℃であるとより好ましく、３０〜４５℃であるとさらに好ましく、３０〜４０℃であると特に好ましい。キャストシートを形成する雰囲気温度を高くするとＳＲａ、ＳＲｖ、谷側空隙体積、ＳＲｐの値は高い方へ変化し、光沢度は低い方へ変化する。キャストシートを形成する雰囲気温度が２５℃未満の場合、キャストシート中にβ晶がほとんど形成されないため、その後の延伸工程を経てもフィルム表面に凹凸が発生せず、素子加工性の観点で問題となることがある。一方、キャストシートを形成する雰囲気温度が５０℃を超える場合、キャストシート中にβ晶が多数形成され、その後の延伸工程において大きな凹凸を生じてしまうため高温耐電圧特性が低下することがある。
得られたキャストシートは、二軸延伸して、二軸配向せしめる。具体的な延伸条件としては、まず、キャストシートを長手方向に延伸する温度を制御する。温度制御の方法は、温度制御された回転ロールを用いる方法、熱風オーブンを使用する方法などを採用することができる。長手方向に延伸する際のフィルム温度としては、均一延伸、安定製膜の観点から１００〜１５０℃であると好ましく、より好ましくは１１０〜１４５℃、さらに好ましくは１２０〜１４５℃、特に好ましくは１３０〜１４５℃である。延伸倍率としては、均一延伸、安定製膜の観点から４〜６．５倍であると好ましく、より好ましくは４．５〜６倍、さらに好ましくは５〜６倍、特に好ましくは５．５〜６倍である。延伸倍率を高くするほどフィルム表面形状は均一となり高温耐電圧特性にも優れるが、６．５倍を超えて延伸すると、縦延伸工程でのフィルム破断や次の横延伸工程でフィルム破れが起きやすくなってしまう場合がある。
長手方向の延伸速度は、均一延伸、安定製膜の観点から１，０００，０００〜３，５００，０００％／分であることが好ましく、１，０００，０００〜３，０００，０００％／分であるとより好ましく、１，５００，０００〜３，０００，０００％／分であるとさらに好ましく、２，０００，０００〜３，０００，０００％／分であると特に好ましい。長手方向の延伸速度が１，０００，０００％／分未満の場合、均一なフィルム表面形状が得られず、高温耐電圧特性が低下することがある。一方、長手方向の延伸速度が３，５００，０００％／分を超える場合、製膜時にフィルム破断が起きることがある。長手方向の延伸速度の計算方法は、式（２）で表される。なお、回転ロール方式で延伸する際の延伸区間は、周速差のあるロール間の接線距離とし、延伸速度は延伸区間内で均一であると仮定する。
延伸速度（％／分）＝（ＭＤＸ−１）×１００／（Ｌ／Ｖ） ・・・（２）
ＭＤＸ：長手方向の延伸倍率（倍）
Ｌ：延伸区間（ｍ）
Ｖ：延伸後の製膜速度（ｍ／分）
フィルムの長手方向への延伸の際には、フィルム幅が減少する所謂ネックダウンと呼ばれる現象が見られるが、厚み斑の観点で、ネックダウン率（延伸後のフィルム幅／延伸前のフィルム幅×１００）は９０〜９９％であれば好ましい。
次に、テンター式延伸機にフィルム端部を把持させて導入する。そして、均一延伸、安定製膜の観点から好ましくは１４０〜１６５℃、より好ましくは１４２〜１６３℃、さらに好ましくは１４４〜１６０℃、特に好ましくは１４５〜１５５℃に加熱して、幅方向に８〜１５倍、より好ましくは９〜１４倍、さらに好ましくは１０〜１３倍、特に好ましくは１０〜１２倍延伸を行う。なお、このときの横延伸速度としては、均一延伸、安定製膜の観点から１５，０００〜４５，０００％／分で行うことが好ましく、１８，０００〜４０，０００％／分であればより好ましく、２０，０００〜３５，０００％／分であればさらに好ましく、２５，０００〜３０，０００％／分であれば特に好ましい。
ついで、フィルムの熱処理を行う。熱処理は、そのままテンター内で熱処理温度を変えずに行ってもよいが、高温耐電圧特性の観点で、熱処理温度は１４７〜１６７℃であることが好ましく、１５０〜１６５℃であるとより好ましく、１５２〜１６３℃であるとさらに好ましく、１５５〜１６０℃であると特に好ましい。さらに、熱処理時にはフィルムの長手方向および／もしくは幅方向に弛緩させながら行ってもよく、特に、幅方向の弛緩率を５〜１５％、より好ましくは８〜１３％、さらに好ましくは９〜１２％、特に好ましくは１０〜１２％とすることが、幅方向の熱寸法安定性の観点から好ましい。
最後に、フィルムに蒸着により金属膜を形成する場合は、蒸着金属の密着性を良くする観点で、二軸延伸されたポリプロピレンフィルムの金属膜を蒸着する面に、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、金属膜積層フィルムを得ることができる。
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。
本発明において、上記した二軸配向ポリプロピレンフィルムの少なくとも一方の表面に金属膜を設けて金属膜積層フィルムとすることが好ましい。その方法は特に限定されないが、例えば、当該フィルムの少なくとも片面にアルミニウムを蒸着してフィルムコンデンサの内部電極となるアルミニウム蒸着膜などの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、蒸着膜上にオイルなどで保護層を設けることもできる。
金属膜積層フィルムの金属膜の厚さは、フィルムコンデンサの電気特性とセルフヒール性の観点から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／□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。
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を特定の温度でエージング処理を行ったり、熱処理を行ったりすることができる。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。
このようにして得られた金属膜積層フィルムから、種々の方法で積層もしくは巻回してフィルムコンデンサを得ることができる。以下に巻回型コンデンサの好ましい製造方法を説明するが、必ずしもこれに限定されるものではない。
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ストライプ状にアルミニウムを蒸着する。ストライプ状のアルミニウム蒸着部の間は、アルミニウムが蒸着されないマージン部である。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。この巻回体から芯材を抜いてプレスし、両端側にメタリコンを溶射して外部電極とし、ついで、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、車輌用、家電用（テレビや冷蔵庫など）、一般雑防用、自動車用（ハイブリッドカー、パワーウインドウ、ワイパーなど）、および電源用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。
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。
（１）メソペンタッド分率（ｍｍｍｍ）
ポリプロピレン樹脂試料を溶媒に溶解し、１３Ｃ−ＮＭＲを用いて、以下の条件にてメソペンタッド分率（ｍｍｍｍ）を求めた（参考文献：新版 高分子分析ハンドブック 社団法人日本分析化学会・高分子分析研究懇談会 編 １９９５年 Ｐ６０９〜６１１）。
Ａ．測定条件
装置：Ｂｒｕｋｅｒ社製 ＤＲＸ−５００
測定核：１３Ｃ核（共鳴周波数：１２５．８ＭＨｚ）
測定濃度：１０ｗｔ％
溶媒：ベンゼン／重オルトジクロロベンゼン＝質量比１：３混合溶液
測定温度：１３０℃
スピン回転数：１２Ｈｚ
ＮＭＲ試料管：５ｍｍ管
パルス幅：４５°（４．５μｓ）
パルス繰り返し時間：１０秒
データポイント：６４Ｋ
換算回数：１０，０００回
測定モード：ｃｏｍｐｌｅｔｅ ｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇ
Ｂ．解析条件
ＬＢ（ラインブロードニングファクター）を１．０としてフーリエ変換を行い、ｍｍｍｍピークを２１．８６ｐｐｍとした。ＷＩＮＦＩＴソフト（Ｂｒｕｋｅｒ社製）を用いて、ピーク分割を行う。その際に、高磁場側のピークから以下のようにピーク分割を行い、さらに付属ソフトの自動フィッティングを行った。ピーク分割の最適化を行った上で、ｍｍｍｍのピーク分率の合計を求めた。なお、上記測定を５回行い、その平均値を本試料のメソペンタッド分率（ｍｍｍｍ）とした。
ピーク
（ａ）ｍｒｒｍ
（ｂ）（ｃ）ｒｒｒｍ（２つのピークとして分割）
（ｄ）ｒｒｒｒ
（ｅ）ｍｒｍｒ
（ｆ）ｍｒｍｍ＋ｒｍｒｒ
（ｇ）ｍｍｒｒ
（ｈ）ｒｍｍｒ
（ｉ）ｍｍｍｒ
（ｊ）ｍｍｍｍ
（２）メルトフローレート（ＭＦＲ）
ＪＩＳ Ｋ７２１０（１９９５）の条件Ｍ（２３０℃、２．１６ｋｇ）に準拠して測定した。
（３）算術平均粗さＳＲａ、最大谷深さＳＲｖ、最大山高さＳＲｐ
ＪＩＳ Ｂ-０６０１（１９８２）により、株式会社小坂研究所社製非接触三次元微細形状測定器（ＥＴ-３０ＨＫ）、および三次元粗さ分析装置（ＭＯＤＥＬ ＳＰＡ-１１）を用いて測定した。測定は長手方向に１０回繰り返し、その平均値として算術平均粗さＳＲａ、最大谷深さＳＲｖ、最大山高さＳＲｐを求めた。１回の測定の詳細条件については下記の通りとした。
Ａ．測定条件
測定面処理：測定面にアルミニウムを真空蒸着し、非接触法とした。
測定方向：フィルムの幅方向
幅方向送り速度：０．１ｍｍ／秒
測定範囲（幅方向×長さ方向）：１．０ｍｍ×０．２４９ｍｍ
高さ方向寸法の基準面：ＬＯＷＥＲ（下側）
幅方向サンプリング間隔：２μｍ
長さ方向サンプリング間隔：１０μｍ
長さ方向サンプリング本数：２５本
カットオフ：０．２５ｍｍ／秒
幅方向拡大倍率：２００倍
長さ方向拡大倍率：２０，０００倍
うねり、粗さカット：なし
Ｂ．測定方法
フィルム測定には専用のサンプルホルダーを使用する。サンプルホルダーは中心に円形の穴が空いた脱着可能な２枚の金属板であり、その間にサンプルを挟んでサンプルホルダーの四方までフィルムを張って装着することでフィルムを固定し、中央円形部のフィルムにおいて測定を行った。
（４）谷側空隙体積
株式会社菱化システム社製非接触表面・層断面形状測定システムＶｅｒｔＳｃａｎ２．０（型式：Ｒ３３００ＧＬ−Ｌｉｔｅ−ＡＣ）を用いて測定した。測定は任意の箇所において１０回繰り返し、その平均値として谷側空隙体積を求めた。１回の測定の詳細条件については下記の通りとした。なお、一回の測定に対して一視野（視野面積は１，２５２×９３９μｍ）の観察を行った。また、一視野当たりの視野面積は、対物レンズの精度によって異なる場合があり、５％以内の誤差が生じる場合がある。
Ａ．測定条件
ＣＣＤカメラ：ＳＯＮＹ ＨＲ−５７ １／２
対物レンズ：１０Ｘ
鏡筒：０．５Ｘ ＢＯＤＹ
波長フィルター：５３０ ｗｈｉｔｅ
測定モード：Ｗａｖｅ
視野サイズ：６４０×４８０
スキャンレンジ：スタート５μｍ、ストップ−０．５μｍ
Ｂ．測定方法
フィルム測定には専用のサンプルホルダーを使用する。サンプルホルダーは中心に円形の穴が空いた脱着可能な２枚の金属板であり、その間にサンプルを挟んでサンプルホルダーの四方までフィルムを張って装着することでフィルムを固定し、中央円形部のフィルムについて測定を行った。ついで、得られたデータについて４次多項式近似による面補正を行い、うねり成分を除去した後、補間処理として完全補間を実施した。
Ｃ．解析方法
上記により得られた画像データについて、ＶｅｒｔＳｃａｎ２．０の画像解析ソフトＶＳ−Ｖｉｅｗｅｒの解析ツールであるベアリング機能を用いて解析した。高さ領域指定において、谷側高さ閾値を−５０ｎｍに設定（つまり、深さ０．０５μｍ以上の谷側空隙を指定）した後、谷側空隙体積と記載された値を読み取った。また、読み取った値は、有効数字２桁となるように四捨五入した。
（５）光沢度
ＪＩＳ Ｋ７１０５（１９８１）に準じ、スガ試験機株式会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°の条件で測定した。なお、本測定を５回行い、その平均値を本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムの光沢度とした。
（６）フィルム厚みｔ
ＪＩＳ Ｃ２３３０（２００１）の７．４．１．１に準じ、マイクロメーター法厚みを測定した。
（７）灰分
ＪＩＳ Ｃ２３３０（１９９５）に従い、初期質量Ｗ０の二軸配向ポリプロピレンフィルムを白金坩堝に入れ、まずガスバーナーで十分に燃焼させた後、７５０〜８００℃の電気炉で１時間処理して完全に灰化し、得られた灰の質量Ｗ１を測定し、下記式から算出した。
灰分＝（Ｗ１／Ｗ０）×１，０００，０００（ｐｐｍ）
（８）無機および／または有機粒子の総含有量
ポリプロピレンフィルム試料５ｇを１３５℃のキシレン１，０００ｍｌに溶解し、高温に保持したままでろ過を実施した。不溶部を取り出し、１３５℃のキシレンで十分洗浄した。１００℃に昇温した減圧乾燥機内にて１２時間静置させた後、重量を測定した（Ｙ（ｇ））。試料５ｇの精量値（Ｙ０（ｇ））を用いて下記式から算出した。
粒子含有量（質量％）＝（Ｙ／Ｙ０）×１００
（９）コンデンサ製造における素子加工性
後述する各実施例、および比較例において得られた二軸配向ポリプロピレンフィルムの片面に、株式会社ＵＬＶＡＣ社製真空蒸着機でアルミニウムを８Ω／□となるように真空蒸着した。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３９．０ｍｍ、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２０ｍｍのテープ状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１０μＦの巻回体を得た。素子巻回には株式会社皆藤製作所社製ＫＡＷ−４ＮＨＢを使用した。
上記コンデンサ製造の際、巻き始めから巻き終わりまでを目視で観察し、シワやずれが発生したものを不合格とし、不合格となったものの数により素子加工性を評価した。なお、コンデンサ素子は５０個作製し、下記判断基準により評価した。
○（優良）：不良品なし
△（良好）：不良品１〜２個
×（不可）：不良品３個以上
（１０）高温耐電圧特性
ＪＩＳ Ｃ２３３０（２００１）に準じて、１２５℃に温調した熱風オーブン中に電極を設置し、二軸配向ポリプロピレンフィルムの絶縁破壊電圧を測定した。なお、本測定を５回行い、その平均値を求め、上記で求めたフィルム厚みで除して１μｍ当たりの高温絶縁破壊電圧（Ｖ／μｍ）を求めた。高温耐電圧特性は、上記高温絶縁破壊電圧を下記の基準により評価した。
○（優良）：４５０Ｖ／μｍ以上
△（良好）：４００Ｖ／μｍ以上、４５０Ｖ／μｍ未満
×（不可）：４００Ｖ／μｍ未満
（実施例１）
Ａ．ポリプロピレン樹脂組成物の製造
無水塩化マグネシウム、デカン、２−エチルヘキシルアルコールを混合し、加熱した溶液に無水フタル酸を添加し、さらに撹拌した。前記溶液を冷却した後、−２０℃に冷却した四塩化チタンに滴下した。ついで、前記混合物を昇温し、フタル酸ジイソブチルを加え撹拌した後、ろ過により固体を得た。得られた固体をデカンおよびヘキサンで洗浄し、プロピレン重合に使用するチタン触媒を得た。
上記チタン触媒、および助触媒としてトリエチルアルミニウム、連鎖移動剤として水素を用いてプロピレン重合を行った。得られた生成物は失活した後、プロピレンモノマーで十分に洗浄を行い、ポリプロピレン樹脂を得た。このポリプロピレン樹脂のＭＦＲは２．５ｇ／１０分、メソペンタッド分率（ｍｍｍｍ）は０．９８０であった。
得られたポリプロピレン樹脂９９．７質量％に酸化防止剤としてＢＨＴが０．１質量％、同じく酸化防止剤としてＩｒｇａｎｏｘ−１０１０が０．２質量％となるように添加した後、２６０℃の温度で混練、ペレット化し、ポリプロピレン樹脂組成物を得た。
Ｂ．フィルムの製造
前記ポリプロピレン樹脂組成物１００質量％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。なお、押出の際のＴダイでかかるせん断速度は３００ｓｅｃ−１であった。Ｔダイから吐出された溶融ポリプロピレン樹脂組成物を４つの連続したキャストドラム上に密着させ溶融シートを得た。この際、連続したキャストドラムの径は同じであり、装置上流からＣＤ１、ＣＤ２、ＣＤ３、ＣＤ４とし、キャストシートのそれぞれの面が、それぞれのキャストドラムに交互に接触するようなフィルムパスとした。ＣＤ１およびＣＤ２の表面温度は３０℃、ＣＤ３およびＣＤ４の表面温度は９０℃であった。また、ＣＤ１、ＣＤ２、ＣＤ３、ＣＤ４のそれぞれの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０．４秒であった。シートを最初のキャストドラムであるＣＤ１上に密着させるためにエアーナイフおよび端部スポットエアーを用いた。この際、エアーナイフのエアー温度は３０℃になるように温度調整した。さらに、キャスト工程の雰囲気温度も３０℃に温度調整した。ついで、加熱したロールを用いてキャストシートを予熱し、フィルム温度が１４５℃になるように加熱した後、長手方向に５．５倍延伸した。この際の長手方向の延伸速度は２，０００，０００％／分であり、ネックダウン率は９８％であった。次に端部をクリップで把持して１５５℃で幅方向に延伸速度３０，０００％／分で１０倍延伸した。さらに、１５８℃で７秒間の熱処理を行い、幅方向に１２％の弛緩を行った。その後、室温まで除冷した後にフィルムの片面に２５Ｗ・ｍｉｎ／ｍ２の処理強度でコロナ放電処理を施し、クリップで把持したフィルムの耳部をカットして除去した。なお、ＣＤ１に接した面であり、コロナ放電処理した面をＡ面、もう片方のＣＤ２に接した面であり、コロナ放電未処理面をＢ面とした。端部を除去したフィルムを巻取機で巻取り、厚み２．５μｍの二軸配向ポリプロピレンフィルムを得た。得られたフィルムの物性を表１に示す。
（実施例２）
ＣＤ１およびＣＤ２の表面温度を４５℃とした以外は実施例１と同様に作製し、厚み２．５μｍの二軸配向ポリプロピレンフィルムを得た。得られたフィルムの物性を表１に示す。
（実施例３）
ＣＤ１およびＣＤ２の表面温度を５０℃とした以外は実施例１と同様に作製し、厚み２．５μｍの二軸配向ポリプロピレンフィルムを得た。得られたフィルムの物性を表１に示す。
（実施例４）
ＣＤ１およびＣＤ２の表面温度を２５℃とした以外は実施例１と同様に作製し、厚み２．５μｍの二軸配向ポリプロピレンフィルムを得た。得られたフィルムの物性を表１に示す。
（実施例５）
ＣＤ３およびＣＤ４の表面温度を７０℃とした以外は実施例１と同様に作製し、厚み２．５μｍの二軸配向ポリプロピレンフィルムを得た。得られたフィルムの物性を表１に示す。
（実施例６）
ＣＤ３およびＣＤ４の表面温度を５０℃とした以外は実施例１と同様に作製し、厚み２．５μｍの二軸配向ポリプロピレンフィルムを得た。得られたフィルムの物性を表１に示す。
（実施例７）
ＣＤ３およびＣＤ４の表面温度を１００℃とした以外は実施例１と同様に作製し、厚み２．５μｍの二軸配向ポリプロピレンフィルムを得た。得られたフィルムの物性を表１に示す。
（実施例８）
ＣＤ１、ＣＤ２、ＣＤ３、ＣＤ４のそれぞれのキャストドラムと溶融シートが密着していた時間がそれぞれ０．３秒であった以外は実施例１と同様に作製し、厚み２．５μｍの二軸配向ポリプロピレンフィルムを得た。得られたフィルムの物性を表１に示す。
（実施例９）
ＣＤ１、ＣＤ２、ＣＤ３、ＣＤ４のそれぞれのキャストドラムと溶融シートが密着していた時間がそれぞれ０．７秒であった以外は実施例１と同様に作製し、厚み２．５μｍの二軸配向ポリプロピレンフィルムを得た。得られたフィルムの物性を表１に示す。
（実施例１０）
ＣＤ１、ＣＤ２、ＣＤ３、ＣＤ４のそれぞれのキャストドラムと溶融シートが密着していた時間がそれぞれ０．８秒であった以外は実施例１と同様に作製し、厚み２．５μｍの二軸配向ポリプロピレンフィルムを得た。得られたフィルムの物性を表１に示す。
（実施例１１）
エアーナイフのエアー温度を５０℃とした以外は実施例１と同様に作製し、厚み２．５μｍの二軸配向ポリプロピレンフィルムを得た。得られたフィルムの物性を表１に示す。
（実施例１２）
キャスト工程の雰囲気温度を５０℃とした以外は実施例１と同様に作製し、厚み２．５μｍの二軸配向ポリプロピレンフィルムを得た。得られたフィルムの物性を表１に示す。
（実施例１３）
ＣＤ１およびＣＤ２の表面温度を４０℃とした以外は実施例１と同様に作製し、厚み２．５μｍの二軸配向ポリプロピレンフィルムを得た。得られたフィルムの物性を表１に示す。
（実施例１４）
ＣＤ１、ＣＤ２、ＣＤ３、ＣＤ４のそれぞれのキャストドラムと溶融シートが密着していた時間がそれぞれ０．６秒であった以外は実施例１と同様に作製し、厚み２．５μｍの二軸配向ポリプロピレンフィルムを得た。得られたフィルムの物性を表１に示す。
（比較例１）
キャストドラムの数を１つにして、キャストシートの片面のみが表面温度が３０℃のキャストドラムに接触するようにし、キャストドラムと溶融シートが密着していた時間が１．６秒であった以外は実施例１と同様に作製し、厚み２．５μｍの二軸配向ポリプロピレンフィルムを得た。なお、キャストドラムに接した面であり、コロナ放電処理した面をＡ面、もう片方のキャストドラムに接しておらず、コロナ放電未処理面をＢ面とした。得られたフィルムの物性を表２に示す。
（比較例２）
実施例１に記載のポリプロピレン樹脂組成物９９．５質量％と、株式会社トクヤマ社製ゾルゲル法シリカ粒子（平均粒子径０．３μｍ）０．５質量％を単軸の溶融押出機に供給した以外は比較例１と同様に作製し、厚み２．５μｍの二軸配向ポリプロピレンフィルムを得た。得られたフィルムの物性を表２に示す。
（比較例３）
キャストドラムの数を２つにして、キャストシートの片面と他方の面が２つのキャストドラムに対して交互に接触するようにし、１つ目のキャストドラムの表面温度を３０℃、２つ目のキャストドラムの表面温度を９５℃とし、その際それぞれのキャストドラムと溶融シートが密着していた時間がそれぞれ０．８秒であった以外は実施例１と同様に作製し、厚み２．５μｍの二軸配向ポリプロピレンフィルムを得た。なお、１つ目のキャストドラムに接した面であり、コロナ放電処理した面をＡ面、もう片方の２つ目のキャストドラムに接した面であり、コロナ放電未処理面をＢ面とした。得られたフィルムの物性を表２に示す。
（比較例４）
ＣＤ１およびＣＤ２の表面温度を５５℃とした以外は実施例１と同様に作製し、厚み２．５μｍの二軸配向ポリプロピレンフィルムを得た。得られたフィルムの物性を表２に示す。
（比較例５）
ＣＤ３およびＣＤ４の表面温度を４５℃とした以外は実施例１と同様に作製し、厚み２．５μｍの二軸配向ポリプロピレンフィルムを得た。得られたフィルムの物性を表２に示す。
（比較例６）
ＣＤ３およびＣＤ４の表面温度を１０５℃とした以外は実施例１と同様に作製し、厚み２．５μｍの二軸配向ポリプロピレンフィルムを得た。得られたフィルムの物性を表２に示す。
（比較例７）
ＣＤ１、ＣＤ２、ＣＤ３、ＣＤ４のそれぞれのキャストドラムと溶融シートが密着していた時間がそれぞれ０．２秒であった以外は実施例１と同様に作製し、厚み２．５μｍの二軸配向ポリプロピレンフィルムを得た。得られたフィルムの物性を表２に示す。
（比較例８）
ＣＤ１、ＣＤ２、ＣＤ３、ＣＤ４のそれぞれのキャストドラムと溶融シートが密着していた時間がそれぞれ１．０秒であった以外は実施例１と同様に作製し、厚み２．５μｍの二軸配向ポリプロピレンフィルムを得た。得られたフィルムの物性を表２に示す。
（比較例９）
エアーナイフのエアー温度の温調を切り、成り行きの温度（５５℃）とした以外は実施例１と同様に作製し、厚み２．５μｍの二軸配向ポリプロピレンフィルムを得た。得られたフィルムの物性を表２に示す。
（比較例１０）
キャスト工程の雰囲気温度の温調を切り、成り行きの温度（５５℃）とした以外は実施例１と同様に作製し、厚み２．５μｍの二軸配向ポリプロピレンフィルムを得た。得られたフィルムの物性を表２に示す。
Figure 2017077752
Figure 2017077752
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用いた場合、表面形状が制御されているため素子加工性に優れるだけでなく、高温耐電圧特性にも優れる二軸配向ポリプロピレンフィルムとして提供することができる。

Claims (9)

  1. ポリプロピレン樹脂を主成分とする二軸配向ポリプロピレンフィルムであって、少なくとも片面の算術平均粗さＳＲａが０．０３〜０．１０μｍであり、少なくとも片面の最大谷深さＳＲｖが０．１０〜０．５０μｍであり、かつ、少なくとも片面において、非接触表面形状測定による１，２５２×９３９μｍの範囲の視野面積中に存在する、深さ０．０５μｍ以上の谷側空隙体積が１００〜１０，０００μｍ３である二軸配向ポリプロピレンフィルム。
  2. 少なくとも片面の最大山高さＳＲｐが０．３０〜１．０μｍである、請求項１に記載の二軸配向ポリプロピレンフィルム。
  3. 少なくとも片面の最大谷深さＳＲｖと最大山高さＳＲｐの比ＳＲｐ／ＳＲｖが２．０以上である、請求項１または２に記載の二軸配向ポリプロピレンフィルム。
  4. フィルム厚みｔと少なくとも片面の最大谷深さＳＲｖの比ＳＲｖ／ｔが０．３０以下である、請求項１〜３のいずれかに記載の二軸配向ポリプロピレンフィルム。
  5. 灰分が５０ｐｐｍ以下である、請求項１〜４のいずれかに記載の二軸配向ポリプロピレンフィルム。
  6. 無機および／または有機粒子の総含有量が１質量％以下である、請求項１〜５のいずれかに記載の二軸配向ポリプロピレンフィルム。
  7. コンデンサ用誘電体として用いられる、請求項１〜６のいずれかに記載の二軸配向ポリプロピレンフィルム。
  8. 請求項１〜７のいずれかに記載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形成してなる金属膜積層フィルム。
  9. 請求項８に記載の金属膜積層フィルムを巻回してなるフィルムコンデンサ。
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