KR20210047870A - 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름, 필름 콘덴서, 및 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
폴리프로필렌 필름과, 폴리프로필렌 필름의 편면 또는 양면에 적층된 금속층을 갖는 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름으로서, 금속층을 적층하기 전의 폴리프로필렌 필름의 제1 방향의 열수축률을 A, 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 제1 방향의 열수축률을 B로 했을 때, 열수축률 A와 열수축률 B의 열수축률비 [(열수축률 B)／(열수축률 A)]가 0.25 이상 0.60 이하인 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름.
Description
본 발명(제1 본 발명 및 제2 본 발명)은 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름, 필름 콘덴서, 및 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 제조 방법에 관한 것이다.
폴리프로필렌 필름은 높은 내전압성이나 낮은 유전 손실 특성 등의 우수한 전기 특성을 갖고, 또한, 높은 내습성을 갖는다. 이 때문에, 전자 기기나 전기 기기에 널리 사용되고 있다. 구체적으로는 예를 들면, 고전압 콘덴서; 컨버터, 인버터 등의 전력 변환 회로의 필터용 콘덴서나 평활용 콘덴서 등에 사용되는 필름으로서 이용되고 있다.
특히, 근래 폴리프로필렌 필름은 전기 자동차나 하이브리드 자동차 등의 구동 모터를 제어하는 인버터 전원 기기용 콘덴서로서 널리 사용되기 시작하고 있다. 자동차 등에 이용되는 인버터 전원 기기용 콘덴서는 소형, 경량, 고용량이고, 또한, 넓은 온도 범위(예를 들면, -40℃∼90℃)에서, 장기간에 걸치는 높은 신뢰성이 요구되고 있다.
여기서, 유전 손실이란 유전체에 가한 전기 에너지의 일부가 열에너지로서 손실되는 것을 말하고, 유전 정접(이하, 「tanδ」라고도 한다)은 유전 손실의 정도를 나타내는 지표이다. tanδ는 복소 임피던스의 실수부(저항)와 허수부(리액턴스)의 비로 정의된다. tanδ는 값이 클수록, 가한 전기 에너지에 대해, 열에너지로서 손실되는 비율이 큰 것을 나타낸다. 콘덴서를 장기간 사용하면, 다양한 원인에 의해 콘덴서의 tanδ가 상승한다. tanδ가 상승하면, 콘덴서로서 사용하고 있는 사이에 다량의 열이 발생하는 경우가 있어, 특성의 저하 등, 신뢰성이 손상되는 원인이 된다. 이 때문에, 장기간 사용했다고 해도, tanδ의 상승이 작은 것이 요구되고 있다.
특허문헌 1에는 길이 방향의 열수축률이 3.0％ 이하, 폭 방향의 열수축률이 0％ 이상 1.0％ 이하인 콘덴서용 폴리프로필렌 필름이라는 기재가 있다(청구항 1 참조). 또한, 콘덴서용 폴리프로필렌 필름의 길이 방향의 열수축률이 3.0％를 초과하면, 증착 가공시 증착 금속으로부터 받는 열에 의한 주름이 발생하기 쉬워지고, 콘덴서 제조시의 열처리 등의 고온 공정에 있어서 치수 안정성이 부족하여, 안정된 콘덴서 특성을 얻을 수 없는 것이 기재되어 있다(단락[0008]). 또한, 콘덴서용 폴리프로필렌 필름의 폭 방향의 열수축률이 1.0％를 초과하면, 콘덴서 제조시의 열처리 등의 고온 공정에 있어서, 콘덴서 소자의 단면이 컬하여 메탈리콘 금속과의 접촉 저항이 증대하고, 나아가서는 콘덴서의 유전 정접을 악화시키기 때문에, 안정된 콘덴서 특성을 얻을 수 없는 것이 기재되어 있다(단락[0009]). 특허문헌 1에서는, 증착 공정 전의 콘덴서용 폴리프로필렌 필름의 열수축률을 소정치보다도 작게 하고 있는 점에서, 금속층이 적층되기 전의 콘덴서용 폴리프로필렌 필름의 열수축률을 작게 함으로써, 안정된 콘덴서 특성을 얻는 것을 취지로 하고 있다고 생각된다.
그러나, 일반적으로, 폴리프로필렌 필름은 열수축하는 특성을 갖고 있기 때문에, 특허문헌 1과 같이 금속층을 적층하기 전의 폴리프로필렌 필름의 열수축률을 작게 하기 위해서는, 가능한 한 열수축하지 않는 폴리프로필렌 필름을 제조할 수 있는 원료 수지를 선택할 필요가 있다. 이 때문에, 원료 수지의 선택의 폭이 좁아진다는 문제가 있다.
또한, 열수축률이 작은 폴리프로필렌 필름(금속층을 적층하기 전의 폴리프로필렌 필름)을 얻기 위한 제조 조건(예를 들면, 캐스트 시트의 제조 조건(예를 들면, 원료 수지의 용융 온도, 캐스트 온도 등)이나, 캐스트 시트를 연신하여 폴리프로필렌 필름을 형성할 때의 연신 처리 조건(예를 들면, 연신시의 온도, 연신 배율, 닙 압력 등))의 조건 도출이 어려워지는 경우가 있다.
또한, 폴리프로필렌 필름의 열수축률을 작게 하기 위한 원료 수지의 선택이나 제조 조건의 조정이 다른 특성(예를 들면, 내전압 특성 등)을 희생하게 될 경우도 있을 수 있다.
본 발명(제1 본 발명 및 제2 본 발명)은 상술한 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은 폴리프로필렌 필름의 재료 선택의 여지나 폴리프로필렌 필름의 제조 조건의 조정의 여지를 확보하면서, 메탈리콘 전극의 박리를 억제하는 것이 가능한 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름을 제공하는 것에 있다. 또한, 본 발명(제1 본 발명 및 제2 본 발명)의 목적은 당해 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름을 갖는 필름 콘덴서를 제공하는 것에 있다. 또한, 본 발명(제1 본 발명 및 제2 본 발명)의 목적은 당해 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
＜제1 본 발명＞
본 발명자들은 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름에 대해 예의 검토를 행했다. 그 결과, 금속층을 적층하기 전의 폴리프로필렌 필름의 열수축률과 비교하여, 폴리프로필렌 필름에 금속층을 적층한 후의 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 열수축률이 크게 변화하고 있으면, 콘덴서로서 사용했을 때, 메탈리콘 전극의 박리가 억제되는 것을 알아냈다. 그 이유로서, 본 발명자들은 금속층을 적층하기 전의 폴리프로필렌 필름의 열수축률과 비교하여, 폴리프로필렌 필름에 금속층을 적층한 후의 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 열수축률이 크게 감소하고 있으면, 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름은 추가로 열이력을 받아도 그 이상은 열수축하기 어려워지고, 콘덴서로 한 후의 장기 사용에 의한 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름과 메탈리콘 전극의 접촉면에서의 상대적인 위치 어긋남이 억제되기 때문으로 추측하고 있다. 그리고, 하기 구성을 채용함으로써, 폴리프로필렌 필름의 재료 선택의 여지나 폴리프로필렌 필름의 제조 조건의 조정의 여지를 확보하면서, 메탈리콘 전극의 박리를 억제하는 것이 가능한 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름을 제공하는 것이 가능한 것을 알아내어, 제1 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
제1 본 발명에 따른 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름은,
폴리프로필렌 필름과,
상기 폴리프로필렌 필름의 편면 또는 양면에 적층된 금속층을 갖는 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름으로서,
상기 금속층을 적층하기 전의 상기 폴리프로필렌 필름의 제1 방향의 열수축률을 A, 상기 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 제1 방향의 열수축률을 B로 했을 때, 열수축률 A와 열수축률 B의 열수축률비 [(열수축률 B)／(열수축률 A)]가 0.25 이상 0.60 이하인 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하면, 상기 폴리프로필렌 필름의 편면 또는 양면에 금속층이 적층되어 있기 때문에, 폴리프로필렌 필름을 유전체로 하고, 금속층을 전극으로 한 필름 콘덴서에 사용할 수 있다.
또한, 상기 구성에 의하면, 상기 열수축률비가 0.60 이하이기 때문에, 폴리프로필렌 필름은 금속층을 적층하기 전과 비교하여, 금속층을 적층한 후는 비교적 크게 수축하고 있다고 할 수 있다. 즉, 상기 열수축률비가 0.60 이하이기 때문에, 당해 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름은 이미 크게 열수축하고 있는 이상, 추가로 열이력을 받아도 그 이상은 열수축하기 어려워지고 있다. 그 결과, 콘덴서로 한 후의 장기 사용에 의한 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름과 메탈리콘 전극의 접촉면에서의 상대적인 위치 어긋남이 억제되어, 메탈리콘 전극의 박리를 억제할 수 있다.
또한, 일반적으로, 폴리프로필렌 필름은 열수축하는 특성을 갖고 있다. 이 때문에, 금속층을 적층하는 공정에 있어서 폴리프로필렌 필름을 의도적으로 크게 수축시키는 것 등에 의해, 금속층을 적층하기 전(금속층을 적층할 때의 열을 받기 전)과 비교하여, 금속층을 적층한 후의 열수축률을 작게 하는 것(상기 열수축률비를 0.60 이하로 하는 것)은 비교적 용이하다. 즉, 제1 본 발명에서는, 금속층을 적층할 때의 조건 등을 조정하면, 상기 열수축률비를 0.60 이하로 할 수 있으므로, 재료 수지에 대한 선택의 폭은 넓게 가질 수 있다. 예를 들면, 특허문헌 1과 같이, 금속층을 적층하기 전의 폴리프로필렌 필름의 열수축률이 작아지는 원료 수지를 반드시 선택해야 한다는 제약은 없다. 또한, 금속층을 적층하기 전의 폴리프로필렌 필름의 열수축률이 작아지도록 폴리프로필렌 필름의 제조 조건을 조정할 필요도 없다.
또한, 상기 열수축률비가 0.25 이상이기 때문에, 치수 안정성이 우수하다.
이와 같이, 상기 구성에 의하면, 상기 열수축률비가 0.60 이하이기 때문에, 폴리프로필렌 필름의 재료 선택의 여지나 폴리프로필렌 필름의 제조 조건의 조정의 여지를 확보할 수 있고, 또한, 상기 열수축률비가 0.60 이하이기 때문에, 메탈리콘 전극의 박리를 억제하는 것이 가능해진다.
한편, 특허문헌 1은 콘덴서용 폴리프로필렌 필름의 폭 방향의 열수축률을 작게 함으로써, 콘덴서 소자의 단면의 컬을 억제하고, 이에 의해, 메탈리콘 전극의 박리를 억제하려고 하는 것처럼 생각된다. 즉, 콘덴서용 폴리프로필렌 필름이 메탈리콘 전극면으로부터 멀어지는 방향으로 수축됨으로써 박리를 억제하려고 하는 것처럼 생각된다.
한편, 제1 본 발명에 있어서 제1 방향은 MD 방향(길이 방향, 진행 방향, 세로 방향)을 의도하고 있다. 그리고, 제1 본 발명에서는, 권회된 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름이 열수축에 의해 감기고, 감김에 의해 생기는 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름과 메탈리콘 전극의 접촉면에서의 전단 박리를 억제하고 있다.
이와 같이, 제1 본 발명과 특허문헌 1에서는, 메탈리콘 전극의 박리의 억제라는 점에서 목적은 공통될 수 있지만, 해결 수단으로는 전혀 상이하다. 즉, 제1 본 발명에서는, 상기 열수축률비를 0.60 이하로 했기 때문에, 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름과 메탈리콘 전극의 접촉면에서의 전단 박리를 억제하고 있는데 비해, 특허문헌 1에서는, 콘덴서용 폴리프로필렌 필름의 폭 방향의 열수축률을 작게 함으로써, 콘덴서용 폴리프로필렌 필름이 메탈리콘 전극면으로부터 멀어지는 방향으로 수축됨으로써 박리를 억제하고 있어, 해결 수단은 전혀 상이하다.
상기 구성의 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름에 있어서는, 상기 금속층을 적층하기 전의 상기 폴리프로필렌 필름의 제1 방향의 열수축률 A가 2.0％ 이상 10.0％ 이하인 것이 바람직하다.
금속층을 적층하기 전의 폴리프로필렌 필름의 제1 방향의 열수축률 A가 2.0％ 이상 10.0％ 이하이면, 폴리프로필렌 필름의 재료 선택의 여지나 폴리프로필렌 필름의 제조 조건의 조정의 여지를 보다 확보할 수 있다.
상기 구성의 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름은 콘덴서용인 것이 바람직하다.
상기 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름은 폴리프로필렌 필름의 재료 선택의 여지나 폴리프로필렌 필름의 제조 조건의 조정의 여지를 확보할 수 있고, 또한, 메탈리콘 전극의 박리를 억제하는 것이 가능하기 때문에, 콘덴서용으로서 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 구성의 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름은 120℃에서의 상기 제1 방향의 치수 변화율이 -0.40％ 이상인 것이 바람직하다.
금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 120℃에서의 제1 방향의 치수 변화율이 -0.40％ 이상이면, 고온하에서 콘덴서 소자로서 사용했을 때, 필름의 치수 변화가 지나치게 커지는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 메탈리콘 전극의 박리를 보다 바람직하게 억제할 수 있다.
상기 구성의 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름에 있어서는, 상기 폴리프로필렌 필름의 면배향 계수 ΔP가 0.010∼0.016인 것이 바람직하다.
상기 폴리프로필렌 필름의 면배향 계수 ΔP가 상기 범위 내에 있으면, 상기 열수축률비를 적절히 제어하면서, 고온 또한 고전압하에 있어서의 절연 파괴를 보다 저감할 수 있기 때문에 바람직하다.
상기 구성의 폴리프로필렌 필름은 2축 연신되어 있는 것이 바람직하다.
상기 폴리프로필렌 필름이 2축 연신되어 있으면, 상기 폴리프로필렌 필름의 제1 방향의 열수축률은 2축 연신되기 전과 비교하여 커지는 경향이 있다. 이에, 상기 폴리프로필렌 필름이 2축 연신되어 있는 경우, 상기 열수축률비가 0.60 이하가 되는 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름을 얻기 쉽다.
또한, 제1 본 발명에 따른 필름 콘덴서는 권회된 상기 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름을 갖거나, 또는, 상기 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름이 복수 적층된 구성을 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 제1 본 발명에 따른 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 제조 방법은,
폴리프로필렌 필름을 준비하는 공정 A와,
상기 공정 A에서 준비된 상기 폴리프로필렌 필름의 편면 또는 양면에 금속층을 적층하여 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름을 얻는 공정 B를 갖는 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 제조 방법으로서,
상기 공정 A에서 준비되는 상기 폴리프로필렌 필름의 제1 방향의 열수축률을 A, 상기 공정 B에서 얻어지는 상기 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 제1 방향의 열수축률 B로 했을 때, 열수축률 A와 열수축률 B의 열수축률비 [(열수축률 B)／(열수축률 A)]가 0.25 이상 0.60 이하인 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하면, 상기 열수축률비가 0.25 이상 0.60 이하가 되는 원료 수지나 제조 조건을 채용하면 되기 때문에, 당해 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름을 제조하기 위한 재료 선택의 여지나 제조 조건의 조정의 여지를 확보할 수 있다. 또한, 상기 열수축률비가 0.60 이하이기 때문에, 콘덴서로서 사용했을 때, 메탈리콘 전극의 박리를 억제하는 것이 가능해진다.
상기 공정 A에서 준비되는 상기 폴리프로필렌 필름은 제1 방향의 열수축률 A가 2.0％ 이상 10.0％ 이하인 것이 바람직하다.
금속층을 적층하기 전의 폴리프로필렌 필름의 제1 방향의 열수축률 A가 2.0％ 이상 10.0％ 이하이면, 폴리프로필렌 필름의 재료 선택의 여지나 폴리프로필렌 필름의 제조 조건의 조정의 여지를 보다 확보할 수 있다.
이상, 제1 본 발명에 대해 설명했다.
＜제2 본 발명＞
본 발명자들은 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름에 대해 예의 검토를 행했다. 그 결과, 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 열수축률이 작으면, 콘덴서로 한 후의 장기 사용에 의한 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름과 메탈리콘 전극의 접촉면에서의 상대적인 위치 어긋남이 억제되기 때문에, 메탈리콘 전극의 박리가 억제되는 것을 알아냈다. 또한, 가령, 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름이 되기 전의 폴리프로필렌 필름(금속층을 적층하기 전의 폴리프로필렌 필름)의 열수축률이 컸다고 해도, 콘덴서로 하기 직전의 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 열수축률이 작으면, 메탈리콘 전극의 박리를 억제할 수 있는 것을 알아냈다. 그리고, 하기 구성을 채용함으로써, 폴리프로필렌 필름의 재료 선택의 여지나 폴리프로필렌 필름의 제조 조건의 조정의 여지를 확보하면서, 메탈리콘 전극의 박리를 억제하는 것이 가능한 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름을 제공하는 것이 가능한 것을 알아내어, 제2 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
제2 본 발명에 따른 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름은,
폴리프로필렌 필름과,
상기 폴리프로필렌 필름의 편면 또는 양면에 적층된 금속층을 갖는 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름으로서,
상기 금속층을 적층하기 전의 상기 폴리프로필렌 필름의 제1 방향의 열수축률 A가 3.0％보다 크고,
상기 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 제1 방향의 열수축률 B가 2.4％ 이하인 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하면, 상기 폴리프로필렌 필름의 편면 또는 양면에 금속층이 적층되어 있기 때문에, 폴리프로필렌 필름을 유전체로 하고, 금속층을 전극으로 한 필름 콘덴서에 사용할 수 있다.
또한, 상기 구성에 의하면, 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 제1 방향의 열수축률 B가 2.4％ 이하이기 때문에, 콘덴서로 한 후의 장기 사용에 의한 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름과 메탈리콘 전극의 접촉면에서의 상대적인 위치 어긋남이 억제된다. 그 결과, 메탈리콘 전극의 박리를 억제할 수 있다.
또한, 금속층을 적층하기 전의 폴리프로필렌 필름의 제1 방향의 열수축률 A가 3.0％보다 크기 때문에, 폴리프로필렌 필름의 재료 선택의 여지나 폴리프로필렌 필름의 제조 조건의 조정의 여지를 확보할 수 있다. 즉, 금속층을 적층하기 전의 폴리프로필렌 필름의 열수축률이 작아지는 원료 수지를 선택해야 한다는 제약이 적다.
이와 같이, 상기 구성에 의하면, 금속층을 적층하기 전의 폴리프로필렌 필름의 제1 방향의 열수축률 A가 3.0％보다 크기 때문에, 폴리프로필렌 필름의 재료 선택의 여지나 폴리프로필렌 필름의 제조 조건의 조정의 여지를 확보할 수 있고, 또한, 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 제1 방향의 열수축률 B가 2.4％ 이하이기 때문에, 메탈리콘 전극의 박리를 억제하는 것이 가능해진다.
한편, 특허문헌 1은 콘덴서용 폴리프로필렌 필름의 폭 방향의 열수축률을 작게 함으로써, 콘덴서 소자의 단면의 컬을 억제하고, 이에 의해, 메탈리콘 전극의 박리를 억제하려고 하는 것처럼 생각된다. 즉, 콘덴서용 폴리프로필렌 필름이 메탈리콘 전극면으로부터 멀어지는 방향으로 수축됨으로써 박리를 억제하려고 하고 있는 것처럼 생각된다.
한편, 제2 본 발명에 있어서 제1 방향은 MD 방향(길이 방향, 진행 방향, 세로 방향)을 의도하고 있다. 그리고, 제2 본 발명에서는, 권회된 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름이 열수축에 의해 감기고, 감김에 의해 생기는 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름과 메탈리콘 전극의 접촉면에서의 전단 박리를 억제하고 있다.
이와 같이, 제2 본 발명과 특허문헌 1에서는, 메탈리콘 전극의 박리의 억제라는 점에서 목적은 공통될 수 있지만, 해결 수단으로는 전혀 상이하다. 즉, 제2 본 발명에서는, 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 제1 방향의 열수축률(MD 방향을 의도한 열수축률)을 2.4％ 이하로 했기 때문에, 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름과 메탈리콘 전극의 접촉면에서의 전단 박리를 억제하고 있는데 비해, 특허문헌 1에서는, 콘덴서용 폴리프로필렌 필름의 폭 방향의 열수축률을 작게 함으로써, 콘덴서용 폴리프로필렌 필름이 메탈리콘 전극면으로부터 멀어지는 방향으로 수축됨으로써 박리를 억제하고 있어, 해결 수단은 전혀 상이하다.
상기 구성의 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름에 있어서는, 상기 금속층을 적층하기 전의 상기 폴리프로필렌 필름의 제1 방향의 열수축률 A가 3.5％보다 큰 것이 바람직하다.
금속층을 적층하기 전의 폴리프로필렌 필름의 제1 방향의 열수축률 A가 3.5％보다 크면, 폴리프로필렌 필름의 재료 선택의 여지나 폴리프로필렌 필름의 제조 조건의 조정의 여지를 보다 확보할 수 있다.
상기 구성의 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름은 120℃에서의 상기 제1 방향의 치수 변화율이 -0.40％ 이상인 것이 바람직하다.
금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 120℃에서의 제1 방향의 치수 변화율이 -0.40％ 이상이면, 고온하에서 콘덴서 소자로서 사용했을 때, 필름의 치수 변화가 지나치게 커지는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 메탈리콘 전극의 박리를 보다 바람직하게 억제할 수 있다.
상기 구성의 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름에 있어서는, 상기 폴리프로필렌 필름의 면배향 계수 ΔP가 0.010∼0.016인 것이 바람직하다.
상기 폴리프로필렌 필름의 면배향 계수 ΔP가 상기 범위 내에 있으면, 상기 열수축률 A와 상기 열수축률 B를 적절히 제어하면서, 고온 또한 고전압하에 있어서의 절연 파괴를 보다 저감할 수 있기 때문에 바람직하다.
상기 구성의 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름은 콘덴서용인 것이 바람직하다.
상기 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름은 폴리프로필렌 필름의 재료 선택의 여지나 폴리프로필렌 필름의 제조 조건의 조정의 여지를 확보할 수 있고, 또한, 메탈리콘 전극의 박리를 억제하는 것이 가능하기 때문에, 콘덴서용으로서 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 구성의 폴리프로필렌 필름은 2축 연신되어 있는 것이 바람직하다.
상기 폴리프로필렌 필름이 2축 연신되어 있으면, 상기 폴리프로필렌 필름의 제1 방향의 열수축률은 2축 연신되기 전과 비교하여 커지는 경향이 있다. 이에, 상기 폴리프로필렌 필름이 2축 연신되어 있는 경우, 제1 방향의 열수축률이 3.0％보다 큰 것을 얻기 쉽다.
또한, 제2 본 발명에 따른 필름 콘덴서는 권회된 상기 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름을 갖거나, 또는, 상기 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름이 복수 적층된 구성을 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 제2 본 발명에 따른 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 제조 방법은,
제1 방향의 열수축률 A가 3.0％보다 큰 폴리프로필렌 필름을 준비하는 공정 A와,
상기 공정 A에서 준비된 상기 폴리프로필렌 필름의 편면 또는 양면에 금속층을 적층하여 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름을 얻는 공정 B를 갖고,
상기 공정 B에서 얻어지는 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 제1 방향의 열수축률 B가 2.4％ 이하인 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하면, 제1 방향의 열수축률 A가 3.0％보다 큰 폴리프로필렌 필름을 준비하면 되기 때문에, 폴리프로필렌 필름의 재료 선택의 여지나 폴리프로필렌 필름의 제조 조건의 조정의 여지를 확보할 수 있다. 또한, 상기 공정 B에서 얻어지는 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 제1 방향의 열수축률 B가 2.4％ 이하이기 때문에, 콘덴서로서 사용했을 때, 메탈리콘 전극의 박리를 억제하는 것이 가능해진다.
상기 공정 A에서 준비되는 상기 폴리프로필렌 필름은 제1 방향의 열수축률 A가 3.5％보다 큰 것이 바람직하다.
금속층을 적층하기 전의 폴리프로필렌 필름의 제1 방향의 열수축률 A가 3.5％보다 크면, 폴리프로필렌 필름의 재료 선택의 여지나 폴리프로필렌 필름의 제조 조건의 조정의 여지를 보다 확보할 수 있다.
이상, 제2 본 발명에 대해 설명했다.
본 발명(제1 본 발명 및 제2 본 발명)에 의하면, 폴리프로필렌 필름의 재료 선택의 여지나 폴리프로필렌 필름의 제조 조건의 조정의 여지를 확보하면서, 메탈리콘 전극의 박리를 억제하는 것이 가능한 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름을 제공할 수 있다. 또한, 당해 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름을 갖는 필름 콘덴서를 제공할 수 있다. 또한, 당해 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 실시예, 비교예로서 제작한 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름을 설명하기 위한 모식적 사시도이다.
도 2는 실시예, 비교예에 따른 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 제조 방법을 설명하기 위한 모식도이다.
도 2는 실시예, 비교예에 따른 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 제조 방법을 설명하기 위한 모식도이다.
이하, 본 발명(제1 본 발명 및 제2 본 발명)의 실시형태에 대해 설명한다. 단, 본 발명(제1 본 발명 및 제2 본 발명)은 이들 실시형태만으로 한정되는 것은 아니다.
본 명세서 중에 있어서, 「함유」, 「포함하다」라는 표현은 「함유」, 「포함하다」, 「실질적으로 이루어진다」, 「만으로 이루어진다」라는 개념을 포함한다.
본 명세서에 있어서, 「소자」, 「콘덴서」, 「콘덴서 소자」, 「필름 콘덴서」는 동일한 것을 의미한다.
본 발명(제1 본 발명 및 제2 본 발명)의 실시형태에 따른 폴리프로필렌 필름은 미공성 필름은 아니기 때문에, 다수의 공공을 갖지 않는다. 본 발명(제1 본 발명 및 제2 본 발명)의 실시형태에 따른 폴리프로필렌 필름은 2층 이상의 복수층으로 구성되어 있어도 되지만, 단층으로 구성되어 있는 것이 바람직하다.
＜제1 본 발명에 따른 실시형태＞
이하, 제1 본 발명의 실시형태에 대해 설명한다.
제1 본 발명에 따른 실시형태(이하, 「제1 실시형태」라고도 한다)에 따른 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름은,
폴리프로필렌 필름과,
상기 폴리프로필렌 필름의 편면 또는 양면에 적층된 금속층을 갖는 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름으로서,
상기 금속층을 적층하기 전의 상기 폴리프로필렌 필름의 제1 방향의 열수축률을 A, 상기 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 제1 방향의 열수축률을 B로 했을 때, 열수축률 A와 열수축률 B의 열수축률비 [(열수축률 B)／(열수축률 A)]가 0.25 이상 0.60 이하이다.
본 명세서에 있어서, 제1 방향은 폴리프로필렌 필름의 MD 방향(Machine Direction)을 의도하고 있다. 즉, 제1 실시형태 및 후술하는 제2 실시형태에 있어서, 제1 방향은 MD 방향인 것이 바람직하다. 단, 제1 실시형태 및 제2 실시형태에 있어서, 제1 방향은 MD 방향으로 한정되지 않고, 임의의 방향을 제1 방향으로 할 수 있다. 이하에서는, 제1 방향이 MD 방향인 경우에 대해 설명한다. 한편, 본 명세서에 있어서, MD 방향에 직교하는 방향은 TD 방향(Transverse Direction)(「폭 방향, 가로 방향」이라고도 한다)이다.
본 명세서에 있어서, 메탈리콘 전극이란, 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름이 적층된 측면에 형성되어, 내부 전극으로서의 금속층에 전기적으로 접속된 외부 전극을 말한다.
제1 실시형태에 따른 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름은 열수축률 A와 열수축률 B의 열수축률비 [(열수축률 B)／(열수축률 A)]가 0.60 이하이고, 바람직하게는 0.58 이하이며, 보다 바람직하게는 0.55 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.49 이하이며, 특히 바람직하게는 0.48 이하이다. 상기 열수축률비가 0.60 이하이기 때문에, 폴리프로필렌 필름은 금속층을 적층하기 전과 비교하여, 금속층을 적층한 후는 비교적 크게 수축하고 있다고 할 수 있다. 즉, 상기 열수축률비가 0.60 이하이기 때문에, 당해 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름은 이미 크게 열수축하고 있는 이상, 추가로 열이력을 받아도 그 이상은 열수축하기 어려워지고 있다. 그 결과, 콘덴서로 한 후의 장기 사용에 의한 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름과 메탈리콘 전극의 접촉면에서의 상대적인 위치 어긋남이 억제되어 메탈리콘 전극의 박리를 억제할 수 있다.
또한, 일반적으로, 폴리프로필렌 필름은 열수축하는 특성을 갖고 있다. 이 때문에, 금속층을 적층하는 공정에 있어서 폴리프로필렌 필름을 의도적으로 크게 수축시키는 것 등에 의해, 금속층을 적층하기 전(금속층을 적층할 때의 열을 받기 전)과 비교하여, 금속층을 적층한 후의 열수축률을 작게 하는 것(상기 열수축률비를 0.60 이하로 하는 것)은 비교적 용이하다. 즉, 제1 실시형태에서는, 금속층을 적층할 때의 조건 등을 조정하면, 상기 열수축률비를 0.60 이하로 할 수 있으므로, 재료 수지에 대한 선택의 폭은 넓게 가질 수 있다. 예를 들면, 특허문헌 1과 같이, 금속층을 적층하기 전의 폴리프로필렌 필름의 열수축률이 작아지는 원료 수지를 반드시 선택해야 한다는 제약은 없다. 또한, 금속층을 적층하기 전의 폴리프로필렌 필름의 열수축률이 작아지도록 폴리프로필렌 필름의 제조 조건을 조정할 필요도 없다.
또한, 상기 열수축률비는 0.25 이상이고, 바람직하게는 0.28 이상이며, 보다 바람직하게는 0.30이상이고, 더욱 바람직하게는 0.40 이상이며, 특히 바람직하게는 0.45 이상이다. 상기 열수축률비가 0.25 이상이기 때문에, 소자 권취한 후의 열처리시에 있어서 치수 안정성이 우수하다.
이와 같이, 제1 실시형태에 따른 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름에 의하면, 상기 열수축률비가 0.60 이하이기 때문에, 폴리프로필렌 필름의 재료 선택의 여지나 폴리프로필렌 필름의 제조 조건의 조정의 여지를 확보할 수 있고, 또한, 상기 열수축률비가 0.60 이하이기 때문에, 메탈리콘 전극의 박리를 억제하는 것이 가능해진다. 이 점은 실시예로부터도 명확하다.
＜금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 제1 방향의 열수축률 B의 측정 방법＞
금속층 일체형 폴리프로필렌 필름을 폭 20㎜, 길이 130㎜의 직사각형으로 잘라내어 측정용 샘플을 제작한다. 이 때, 제1 방향(제1 실시형태에서는 MD 방향)을 길이 방향으로서 잘라낸다. 상기 측정용 샘플은 3개 준비한다. 한편, 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름에 있어서, 폴리프로필렌 필름 상에 금속층이 형성되어 있는 부분과 형성되어 있지 않은 부분이 존재하는 경우(금속층이 폴리프로필렌 필름 상에 패턴 형성되어 있는 경우), 측정 샘플을 잘라낼 때에는, 폭 20㎜, 길이 130㎜의 전체에 금속층이 형성되어 있는 부분 또한 헤비 엣지가 아닌 부분을 잘라낸다. 이어서, 측정용 샘플의 길이 100㎜의 개소를 자로 측정하고, 당해 개소에 표준선을 부여한다. 이어서, 3개의 측정용 샘플을 120℃의 열풍 순환식 항온조 내에 무하중으로 15분간 유지한다. 그 후, 실온(23℃)에서 냉각하여, 치수를 측정한다. 120℃ 가열 전의 치수 100㎜에 대한 가열 후의 치수의 변화율을 열수축률 B로 한다. 구체적으로는, 하기 식과 같다.
(열수축률 B)＝[[(가열 전의 치수)－(가열 후의 치수)]／(가열 전의 치수)]×100(％)
한편, 여기에 기재한 이외의 측정 조건에 대해서는, JIS C 2151:2006의 「21.치수 변화」에 준한다.
보다 상세하게는, 실시예에 기재된 방법에 따른다.
상기 열수축률 A의 측정 방법은 상기 측정용 샘플로서, 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름 대신에 금속층을 적층하기 전의 폴리프로필렌 필름을 사용하는 것 이외에는, 상기 열수축률 B의 측정 방법과 동일하다.
상기 열수축률비의 조정 방법은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 다양한 재료(원료 수지 등) 중에서 목적에 따른 재료를 선택한 후에, 열수축률 B를 조정하면 된다. 즉, 열수축률 B를 조정하면, 상기 열수축률비를 0.25 이상 0.60 이하로 할 수 있으므로, 폴리프로필렌 필름의 재료 선택의 여지를 확보할 수 있다.
상기 열수축률 B의 조정 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 폴리프로필렌 필름에 금속층을 적층할 때의 조건으로 조정할 수 있다. 폴리프로필렌 필름에 금속층을 적층할 때의 구체적인 조건으로는 예를 들면, (i) 냉각 롤의 온도, (ii) 증발원의 온도, (iii) 금속층의 두께 등을 들 수 있다.
냉각 롤의 온도는 통상, 폴리프로필렌 필름이 열 결함을 갖는 것을 억제하기 위해 낮게 설정되는 것이 많지만, 높게 설정하면, 금속층 적층시에 폴리프로필렌 필름을 크게 열수축시킬 수 있고, 얻어지는 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 열수축률 B를 작게 할 수 있는 경향이 있다. 상기 열수축률 B를 작게 할 수 있으면, 상기 수축률비를 0.6 이하로 하기 쉽다.
증발원의 온도는 높게 설정하면, 금속층 적층시에 폴리프로필렌 필름을 크게 열수축시킬 수 있고, 얻어지는 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 열수축률 B를 작게 할 수 있는 경향이 있다. 상기 열수축률 B를 작게 할 수 있으면, 상기 수축률비를 0.6 이하로 하기 쉽다.
금속층의 두께는 두꺼운 만큼, 금속층의 적층을 위해 장시간 열에 노출된다. 이 때문에, 두껍게 설정하면, 금속층 적층시에 장시간 열에 노출됨으로써 폴리프로필렌 필름을 크게 열수축시킬 수 있고, 얻어지는 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 열수축률 B를 작게 할 수 있는 경향이 있다. 상기 열수축률 B를 작게 할 수 있으면, 상기 수축률비를 0.6 이하로 하기 쉽다.
상기 열수축률 B의 조정 방법의 다른 예로는, 폴리프로필렌 필름에 금속층을 적층한 후, 추가로, 후가열 처리를 행하는 방법을 들 수 있다. 후가열 처리를 행함으로써, 제품이 되기 전의 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름을 열수축시킬 수 있고, 그 결과, 제품으로서의 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 열수축률 B를 작게 할 수 있다. 상기 열수축률 B를 작게 할 수 있으면, 상기 수축률비를 0.6 이하로 하기 쉽다.
상기 열수축률 B는 2.4％ 이하가 바람직하고, 2.3％ 이하가 보다 바람직하며, 2.2％ 이하가 더욱 바람직하고, 2.1％ 이하가 특히 바람직하다. 상기 열수축률 B가 2.4％ 이하이면, 콘덴서로 한 후의 장기 사용에 의한 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름과 메탈리콘 전극의 접촉면에서의 상대적인 위치 어긋남이 보다 억제된다. 그 결과, 메탈리콘 전극의 박리를 보다 억제할 수 있다. 이 점은 실시예로부터도 명확하다. 상기 열수축률 B는 예를 들면, 0.5％ 이상, 0.8％ 이상, 1.0％ 이상 등이다. 상기 열수축률 B가 0.5％ 이상이면, 소자 권취한 후의 열처리시에, 소자가 바람직하게 감겨진다. 그 결과, 필름 사이의 공극이 제거되어 형상이 안정화된다. 또한, 내전압성을 향상시킬 수 있다.
상기 열수축률 A(금속층을 적층하기 전의 폴리프로필렌 필름의 제1 방향의 열수축률)는 2.0％ 이상이 바람직하고, 3.1％ 이상이 보다 바람직하며, 3.5％ 이상이 더욱 바람직하고, 4.0％ 이상이 특히 바람직하다. 상기 열수축률 A가 2.0％ 이상이면, 폴리프로필렌 필름의 재료 선택의 여지나 폴리프로필렌 필름의 제조 조건의 조정의 여지를 보다 확보할 수 있다. 즉, 금속층을 적층하기 전의 폴리프로필렌 필름의 열수축률(열수축률 A)이 작아지는 원료 수지를 선택해야 한다는 제약이 적다. 상기 열수축률 A의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 폴리프로필렌 필름의 제조상의 관점에서, 예를 들면, 9.0％ 이하, 8.0％ 이하, 7.5％ 이하 등이다.
상술한 바와 같이, 제1 실시형태에서는, 폴리프로필렌 필름으로서 열수축률 A가 2.0％ 이상의 것을 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 열수축률 A가 작은 폴리프로필렌 필름을 제조할 필요가 없다. 이 때문에, 폴리프로필렌 필름의 재료 선택의 여지가 확보되고 있다. 따라서, 상기 열수축률 A가 2.0％ 이상인 폴리프로필렌 필름을 얻는 것은 비교적 용이하며, 다양한 재료(원료 수지 등) 중에서 선택하면 된다.
상기 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 두께는 바람직하게는 0.8㎛ 이상, 보다 바람직하게는 1.2㎛ 이상, 더욱 바람직하게는 1.5㎛ 이상, 특히 바람직하게는 2.0㎛ 이상이다. 또한, 상기 폴리프로필렌 필름의 두께는 바람직하게는 3.5㎛ 이하, 보다 바람직하게는 3.0㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 2.9㎛ 이하, 특히 바람직하게는 2.8㎛ 이하이다.
상기 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 두께는 시티즌 세이미츠사 제조의 종이 두께 측정기 MEI-11을 이용하여 100±10kPa에서 측정한 것 이외, JIS-C2330에 준거하여 측정한 값을 말한다.
상기 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름에서는, 120℃에서의 제1 방향의 치수 변화율이 바람직하게는 -0.40％ 이상, 보다 바람직하게는 -0.30％ 이상이며, 더욱 바람직하게는 -0.26％ 이상이다. 120℃에서의 제1 방향의 치수 변화율이 -0.40％ 이상이면, 고온하에서 콘덴서 소자로서 사용했을 때, 필름의 치수 변화가 지나치게 커지는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 메탈리콘 전극의 박리를 보다 바람직하게 억제할 수 있다. 120℃에서의 제1 방향의 치수 변화율은 바람직하게는 0.30％ 이하, 보다 바람직하게는 0％ 이하, 더욱 바람직하게는 -0.01％ 이하, 특히 바람직하게는 -0.05％ 이하이다.
제1 실시형태에 있어서, 120℃에서의 제1 방향의 치수 변화율은 증발원의 온도, 금속층의 두께 등에 의해 제어할 수 있다. 예를 들면, 제1 방향을 MD 방향으로 했을 경우, 증발원의 온도가 낮을수록, MD 치수 변화율은 마이너스 방향으로 커지는 경향이 있다. 또한, 예를 들면, 제1 방향을 MD 방향으로 했을 경우, 금속층의 두께가 두꺼울수록, MD 치수 변화율은 마이너스 방향으로 커지는 경향이 있다(즉, MD 치수 변화율의 값으로는, 보다 낮아지는 경향이 있다).
상기 120℃에서의 제1 방향의 치수 변화율은 TMA법으로 측정되는 값이며, 보다 상세하게는 실시예에 기재된 방법에 따른다.
이하에서는, 금속층을 적층한 후의 제품으로서의 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름이 구비하는 폴리프로필렌 필름에 대해 설명한다. 즉, 이하에서는, 금속층을 적층하기 전인지, 그렇지 않으면, 금속층을 적층한 후인지에 대해, 특별히 명기하지 않고, 「폴리프로필렌 필름」이라고 할 때는, 특별한 사정이 없는 한, 금속층을 적층한 후의 폴리프로필렌 필름을 의미하는 것으로서 설명한다.
상기 폴리프로필렌 필름의 두께는 바람직하게는 0.8㎛ 이상, 보다 바람직하게는 1.2㎛ 이상, 더욱 바람직하게는 1.5㎛ 이상, 특히 바람직하게는 2.0㎛ 이상이다. 또한, 상기 폴리프로필렌 필름의 두께는 바람직하게는 3.5㎛ 이하, 보다 바람직하게는 3.0㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 2.9㎛ 이하, 특히 바람직하게는 2.8㎛ 이하이다.
상기 폴리프로필렌 필름의 두께가 3.0㎛ 이하이면, 콘덴서 소자로 했을 때의 단위 체적당 정전 용량을 크게 할 수 있기 때문에, 콘덴서용으로서 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 필름의 제막 안정성의 관점, 및 열수축률 B가 커지는 것을 억제하는 관점(상기 수축률비가 0.6 초과가 되는 것을 억제하는 관점)에서, 상기 폴리프로필렌 필름의 두께는 0.8㎛ 이상으로 할 수 있다.
이 점에 대해 이하에 상세하게 설명한다.
폴리프로필렌 필름은 두께가 얇을수록, 단위 체적당 정전 용량을 크게 할 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 정전 용량 C는 유전율 ε, 전극 면적 S, 유전체 두께 d(폴리프로필렌 필름의 두께 d)를 이용하고, 이하와 같이 나타낸다.
C＝εS／d
여기서, 필름 콘덴서의 경우, 전극의 두께는 폴리프로필렌 필름(유전체)의 두께와 비교하여 3자리수 이상 얇기 때문에, 전극의 체적을 무시하면, 콘덴서의 체적 V는 이하와 같이 나타낸다.
V＝Sd
따라서, 상기 2개의 식으로부터, 단위 체적당 정전 용량 C／V는 이하와 같이 나타낸다.
C／V＝ε／d2
상기 식으로부터 알 수 있듯이, 단위 체적당 정전 용량(C／V)은 폴리프로필렌 필름 두께의 제곱에 반비례한다. 또한, 유전율 ε은 사용하는 재료에 의해 결정된다. 이렇게 하면, 재료를 변경하지 않는 한, 두께를 얇게 하는 것 이외에 단위 체적당 정전 용량(C／V)을 향상시킬 수 없는 것을 알 수 있다.
한편, 전극 면적은 단위 체적당 정전 용량(C／V)에 영향을 주지 않는다. 이 점에 대해 이하에 설명한다.
동일한 재료, 동일한 두께의 필름을 권회하여 콘덴서를 제작하는 경우를 상정한다. 예를 들면, 턴수(감는 수)를 늘려, 10배 길게(전극 면적을 10배 크게) 감았다고 한다. 이렇게 하면, 정전 용량은 10배가 되지만, 체적도 10배가 되기 때문에, 단위 체적당 정전 용량(C／V)은 전극 면적이 변화해도 변하지 않는다.
상기 설명은 이해를 용이하게 하기 위해 이상화하고 있다. 즉, 실제로는 예를 들면, 필름 사이에 약간의 공극이 존재하는 경우가 있는 것이나, 전극단에서의 프린징 효과의 영향이 있는 것 등에 의해, 면적에 따라 단위 체적당 정전 용량(C／V)의 값에 다소의 변화가 보여지는 경우는 있다. 그러나, 일반적으로는, 단위 체적당 정전 용량(C／V)은 폴리프로필렌 필름 두께에 의해 결정되는 것을 이해할 수 있다.
이상으로부터, 상기 폴리프로필렌 필름의 두께는 내전압성이 담보되는 범위 내에서, 가능한 한 얇게 하는 것이 바람직하다. 이에, 상기 폴리프로필렌 필름의 두께는 3.0㎛ 이하인 것이 바람직하다.
한편, 폴리프로필렌 필름의 두께가 얇아지면, 상기 열수축률 B는 커지는 경향이 있다. 그리고, 상기 열수축률 B는 커지면, 상기 수축률비도 커진다. 이 때문에, 두께가 지나치게 얇으면, 콘덴서로 하여 장기 사용했을 때 메탈리콘 전극이 박리될 우려가 증대한다. 이에, 상기 폴리프로필렌 필름의 두께는 0.8㎛ 이상인 것이 바람직하다.
본 발명(제1 본 발명 및 제2 본 발명) 및 본 명세서에 있어서의 상기 폴리프로필렌 필름의 두께는, 상기 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 두께로부터, 금속층의 두께(막저항으로부터 환산되는 금속층의 두께)를 뺌으로써 얻어지는 것으로서 규정하고 있다.
금속층 일체형 폴리프로필렌 필름 중의 금속층의 두께는 0.1∼10㎚가 바람직하다. 금속층의 두께가 0.1∼10㎚인 경우, 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 두께와 상기 폴리프로필렌 필름의 두께는 본 실시예에 기재된 측정 방법에서는, 동일한 정도의 값을 나타낸다.
상기 폴리프로필렌 필름은 2축 연신 필름이어도 되고, 1축 연신 필름이어도 되며, 무연신 필름이어도 된다. 그 중에서도, 2축 연신 필름인 것이 바람직하다. 상기 폴리프로필렌 필름이 2축 연신되어 있으면, 상기 폴리프로필렌 필름의 제1 방향의 열수축률은 2축 연신되기 전과 비교하여 커지는 경향이 있다. 이에, 상기 폴리프로필렌 필름이 2축 연신되어 있는 경우, 상기 열수축률비가 0.60 이하가 되는 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름을 얻기 쉽다.
상기 폴리프로필렌 필름은 면배향 계수 ΔP가 0.010∼0.016인 것이 바람직하고, 0.011∼0.0155인 것이 보다 바람직하며, 0.0115∼0.015인 것이 더욱 바람직하다.
상기 폴리프로필렌 필름의 면배향 계수 ΔP가 상기 범위 내에 있으면, 상기 열수축률비를 적절히 제어하면서, 고온 또한 고전압하에 있어서의 절연 파괴를 보다 저감할 수 있기 때문에 바람직하다.
＜면배향 계수 ΔP＞
본 명세서에 있어서, 「면배향 계수 ΔP」란, 광학적 복굴절 측정에 의해 구한 폴리프로필렌 필름의 두께 방향에 대한 복굴절값 ΔNyz 및 ΔNxz의 값으로부터 산출되는 면배향 계수 ΔP(단, ΔP＝(ΔNyz＋ΔNxz)／2)를 말한다.
본 명세서에 있어서, 폴리프로필렌 필름의 두께 방향에 대한 「복굴절값 ΔNyz」란, 광학적 복굴절 측정에 의해 구해지는 두께 방향에 대한 복굴절값 ΔNyz를 말한다. 보다 구체적으로는, 필름의 면내 방향의 주축을 x축 및 y축, 또한, 필름의 두께 방향(면내 방향에 대한 법선 방향)을 z축으로 하여, 면내 방향 중, 굴절률의 보다 높은 방향의 지상축을 x축으로 하면, y축 방향의 3차원 굴절률로부터 z축 방향의 3차원 굴절률을 뺀 값이 복굴절값 ΔNyz가 된다.
또한, 본 명세서에 있어서, 폴리프로필렌 필름의 두께 방향에 대한 「복굴절값 ΔNxz」란, 광학적 복굴절 측정에 의해 구해지는 두께 방향에 대한 복굴절값ΔNxz를 말하고, 보다 구체적으로는, x축(지상축) 방향의 삼차원 굴절률로부터 z축 방향의 삼차원 굴절률을 뺀 값이 복굴절값 ΔNxz가 된다.
제1 실시형태 및 후술하는 제2 실시형태에서는, 폴리프로필렌 필름의 두께 방향에 대한 「복굴절값 ΔNyz」를 측정하기 위해, 구체적으로는, 오오츠카 전자 주식회사 제조, 위상차 측정 장치 RE-100을 이용한다. 리타데이션(위상차)의 측정은 경사법을 이용하여 행한다. 보다 구체적으로는, 필름의 면내 방향의 주축을 x축 및 y축, 또한, 필름의 두께 방향(면내 방향에 대한 법선 방향)을 z축으로 하고, 면내 방향 중, 굴절률의 보다 높은 방향의 지상축을 x축으로 한다. x축을 경사축으로서, 0°∼50°의 범위에서 z축에 대해 10°씩 경사시켰을 때의 각 리타데이션값을 구한다. 얻어진 리타데이션값으로부터, 비특허문헌 「아와야 히로시, 고분자 소재의 편광 현미경 입문, 105∼120페이지, 2001년」에 기재된 방법을 이용하여, 두께 방향(z축 방향)에 대한 y축 방향의 복굴절 ΔNyz를 계산한다. 우선, 각 경사각 φ에 대해, 측정된 리타데이션값 R을, 경사 보정이 실시된 두께 d로 나눈 R／d를 구한다. φ＝10°, 20°, 30°, 40°, 50°의 각각의 R／d에 대해, φ＝0°의 R／d와의 차를 구하고, 그것들을 추가로 sin2r(r:굴절각)로 나눈 것을, 각각의 φ에 있어서의 복굴절 ΔNzy로 하고, 양음의 부호를 반대로 하여 복굴절값 ΔNyz로 한다. φ＝20°, 30°, 40°, 50°에 있어서의 ΔNyz의 평균값으로서 복굴절값 ΔNyz를 산출한다. 한편, 예를 들면, 축차 연신법에 있어서, MD 방향(진행 방향)의 연신 배율보다도, TD 방향(폭 방향)의 연신 배율이 높은 경우, TD 방향이 지상축(x축)이 되고, MD 방향이 y축이 된다. 또한, 폴리프로필렌을 사용하는 경우, 폴리프로필렌에 대한, 각 경사각에 있어서의 굴절각 r의 값은 상기 문헌의 109페이지에 기재되어 있는 것을 이용한다.
또한, 제1 실시형태 및 후술하는 제2 실시형태에서는, 폴리프로필렌 필름의 두께 방향에 대한 「복굴절값 ΔNxz」는 경사각 φ＝0°에서 측정된 상기 리타데이션값 R을 두께 d로 나눈 값에서, 상술에서 구한 ΔNzy를 나누어, 복굴절값 ΔNxz를 산출한다.
상기 면배향 계수의 보다 구체적인 측정 방법은 실시예에 기재된 방법에 따른다.
상기 폴리프로필렌 필름은 폴리프로필렌 수지를 포함하고 있고, 상기 열수축률비가 0.25 이상 0.60 이하이면, 특별히 그 구성 재료는 한정되지 않는다.
상기 폴리프로필렌 수지의 함유량은 폴리프로필렌 필름 전체에 대해(폴리프로필렌 필름 전체를 100질량％로 했을 때), 바람직하게는 90질량％ 이상, 보다 바람직하게는 95질량％ 이상이다. 상기 폴리프로필렌 수지의 함유량의 상한은 폴리프로필렌 필름 전체에 대해, 예를 들면, 100질량％, 98질량％ 등이다. 상기 폴리프로필렌 수지는 일종의 폴리프로필렌 수지를 단독으로 포함하는 것이어도 되고, 2종 이상의 폴리프로필렌 수지를 포함하는 것이어도 된다. 상기 폴리프로필렌 수지는 호모 폴리프로필렌 수지인 것이 바람직하다.
여기서, 상기 폴리프로필렌 필름에 포함되는 폴리프로필렌 수지가 2종 이상인 경우, 함유량이 많은 쪽의 폴리프로필렌 수지를 본 명세서에서는, 「주성분의 폴리프로필렌 수지」라고 한다. 또한, 상기 폴리프로필렌 필름에 포함되는 폴리프로필렌 수지가 1종인 경우, 당해 폴리프로필렌 수지를 본 명세서에서는, 「주성분의 폴리프로필렌 수지」라고 한다.
이하, 본 명세서에 있어서, 주성분인지 여부를 특별히 명기하지 않고 「폴리프로필렌 수지」라고 할 때는, 특별한 사정이 없는 한, 주성분으로서의 폴리프로필렌 수지와, 주성분 이외의 폴리프로필렌 수지의 양쪽을 의미한다. 예를 들면, 「상기 폴리프로필렌 수지의 중량 평균 분자량 Mw는, 25만 이상 45만 이하인 것이 바람직하다」라고 기재되어 있는 경우, 주성분으로서의 폴리프로필렌 수지의 중량 평균 분자량 Mw가 25만 이상 45만 이하인 것이 바람직한 것과, 주성분 이외의 폴리프로필렌 수지의 중량 평균 분자량 Mw가 25만 이상 45만 이하인 것이 바람직한 것의 양쪽을 의미한다.
상기 폴리프로필렌 수지의 중량 평균 분자량 Mw는 25만 이상 45만 이하인 것이 바람직하고, 25만 이상 40만 이하인 것이 보다 바람직하다. 상기 폴리프로필렌 수지의 중량 평균 분자량 Mw가 25만 이상 45만 이하이면, 수지 유동성이 적당해진다. 그 결과, 캐스트 원반 시트의 두께의 제어가 용이하여, 두께 균일성이 양호하고 얇은 연신 필름을 제작하는 것이 용이해진다. 또한, 2축 연신 폴리프로필렌 필름의 역학 특성, 열-기계 특성, 연신 성형성 등의 관점에서도 중량 평균 분자량 Mw는 25만 이상 45만 이하인 것이 바람직하다. 폴리프로필렌 수지를 2종 이상 사용하는 경우, 상기 Mw가 25만 이상 33만 미만인 폴리프로필렌 수지와, 상기 Mw가 33만 이상 45만 이하인 폴리프로필렌 수지를 병용하는 것이 바람직하다.
상기 폴리프로필렌 수지의 수평균 분자량 Mn은 30000 이상 53000 이하인 것이 바람직하고, 33000 이상 52000 이하인 것이 보다 바람직하다.
상기 폴리프로필렌 수지의 z평균 분자량 Mz는 500000 이상 2100000 이하인 것이 바람직하고, 700000 이상 1700000 이하인 것이 보다 바람직하다.
상기 폴리프로필렌 수지의 분자량 분포 [(중량 평균 분자량 Mw)／(수평균 분자량 Mn)]은, 5 이상 12 이하인 것이 바람직하고, 5 이상 11 이하인 것이 보다 바람직하며, 5 이상 10 이하인 것이 더욱 바람직하다. 상기 폴리프로필렌 수지의 분자량 분포 [(중량 평균 분자량 Mw)／(수평균 분자량 Mn)]이 5 이상 12 이하이면, 2축 연신시에 적당한 수지 유동성이 얻어지고, 두께 편차가 없는 극박화된 2축 연신 프로필렌 필름을 얻는 것이 용이해지기 때문에 바람직하다.
상기 폴리프로필렌 수지의 분자량 분포 [(z평균 분자량 Mz)／(수평균 분자량 Mn)]은, 10 이상 70 이하인 것이 바람직하고, 15 이상 60 이하인 것이 보다 바람직하며, 15 이상 50 이하인 것이 더욱 바람직하다.
본 명세서에 있어서, 상기 폴리프로필렌 수지의 중량 평균 분자량(Mw), 수평균 분자량(Mn), z평균 분자량(Mz), 및 분자량 분포(Mw／Mn 및 Mz／Mn)는, 겔 퍼미에이션 크로마토그래프(GPC) 장치를 이용하여 측정한 값이다. 보다 구체적으로는, 토소 주식회사 제조, 시차 굴절계(RI) 내장형 고온 GPC 측정기의 HLC-8121GPC-HT(상품명)를 이용하여 측정한 값이다. GPC 칼럼으로서, 토소 주식회사 제조의 3개의 TSKgel GMHHR-H(20)HT를 연결하여 사용한다. 칼럼 온도를 140℃로 설정하고, 용리액으로서, 트리클로로벤젠을 1.0ml／10분의 유속으로 흘려, Mw와 Mn의 측정값을 얻는다. 토소 주식회사 제조의 표준 폴리스티렌을 사용하여 그 분자량 M에 관한 검량선을 작성하고, 측정값을 폴리스티렌값으로 환산하여, Mw, Mn 및 Mz를 얻는다. 여기서, 표준 폴리스티렌의 분자량 M의 밑 10의 대수를, 대수 분자량(「Log(M)」)이라고 한다.
상기 폴리프로필렌 수지는 분자량 미분 분포 곡선에 있어서, 대수 분자량 Log(M)＝4.5 때의 미분 분포값으로부터, Log(M)＝6.0 때의 미분 분포값을 뺀 차(이하, 「미분 분포값 차 DM」이라고도 한다)가 -5％ 이상 14％ 이하인 것이 바람직하고, -4％ 이상 12％ 이하인 것이 보다 바람직하며, -4％ 이상 10％ 이하인 것이 더욱 바람직하다.
한편, 「대수 분자량 Log(M)＝4.5 때의 미분 분포값으로부터, Log(M)＝6.0 때의 미분 분포값을 뺀 차(미분 분포값 차 DM)가 -5％ 이상 14％ 이하이다」는, 상기 폴리프로필렌 수지가 갖는 Mw의 값보다 저분자량측의 분자량 1만에서 10만의 성분(이하, 「저분자량 성분」이라고도 한다)의 대표적인 분포값으로서의 대수 분자량 Log(M)＝4.5의 성분과, 고분자량측의 분자량 100만 전후의 성분(이하, 「고분자량 성분」이라고도 한다)의 대표적인 분포값으로서의 Log(M)＝6.0 전후의 성분을 비교했을 때, 차분이 양인 경우에는 저분자량 성분 쪽이 많고, 차분이 음인 경우에는 고분자량 성분 쪽이 많다고 이해할 수 있다.
즉, 예를 들면, 분자량 분포 Mw／Mn가 5∼12인 경우를 예로 하면, 분자량 분포 Mw／Mn가 5∼12라고 해도 단순히 분자량 분포 폭의 넓이를 나타내고 있는 것에 지나지 않고, 그 중의 고분자량 성분, 저분자량 성분의 양적인 관계까지는 알 수 없다. 이에, 수지 유동성, 연신 성형성, 두께 균일성의 관점에서, 상기 폴리프로필렌 수지는 분자량 1만에서 10만의 성분을 분자량 100만의 성분과 비교하여, 미분 분포값 차가 -5％ 이상 14％ 이하가 되도록 폴리프로필렌 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 미분 분포값은 GPC를 이용하여, 다음과 같이 하여 얻은 값이다. GPC의 시차 굴절(RI) 검출계에 의해 얻어지는, 시간에 대한 강도를 나타내는 곡선(일반적으로는, 「용출 곡선」이라고도 한다)을 사용한다. 표준 폴리스티렌을 사용하여 얻은 검량선을 사용하고, 시간축을 대수 분자량(Log(M))으로 변환함으로써, 용출 곡선을 Log(M)에 대한 강도를 나타내는 곡선으로 변환한다. RI검출 강도는 성분 농도와 비례 관계에 있으므로, 강도를 나타내는 곡선의 전체 면적을 100％로 하면, 대수 분자량 Log(M)에 대한 적분 분포 곡선을 얻을 수 있다. 미분 분포 곡선은 이 적분 분포 곡선을 Log(M)로, 미분함으로써 얻는다. 따라서, 「미분 분포」란 농도 분율의 분자량에 대한 미분 분포를 의미한다. 이 곡선으로부터, 특정의 Log(M) 때의 미분 분포값을 판독한다.
상기 폴리프로필렌 수지의 메소펜타드 분율([mmmm])은 98.0％ 미만인 것이 바람직하고, 97.5％ 이하인 것이 보다 바람직하며, 97.4％ 이하인 것이 더욱 바람직하고, 97.0％ 이하인 것이 특히 바람직하다. 또한, 상기 메소펜타드 분율은 94.0％ 이상인 것이 바람직하고, 94.5％ 이상인 것이 보다 바람직하며, 95.0％ 이상이 더욱 바람직하다. 메소펜타드 분율이 상기 수치 범위 내이면, 적당히 높은 입체 규칙성에 의해 수지의 결정성이 적당히 향상하고, 초기 내전압성 및 장기간에 걸친 내전압성이 향상하는 한편, 캐스트 원반 시트를 성형할 때의 적당한 고화(결정화) 속도에 의해 원하는 연신성을 얻을 수 있다.
메소펜타드 분율([mmmm])은 고온 핵자기 공명(NMR) 측정에 의해 얻을 수 있는 입체 규칙성의 지표이다. 본 명세서에 있어서, 메소펜타드 분율([mmmm])은 니혼 덴시 주식회사 제조, 고온형 푸리에 변환 핵자기 공명 장치(고온 FT-NMR), JNM-ECP500을 이용하여 측정한 값을 말한다. 관측핵은 13C(125MHz)이며, 측정 온도는 135℃, 폴리프로필렌 수지를 용해하는 용매로는 o-디클로로벤젠(ODCB:ODCB와 중수소화 ODCB의 혼합 용매(혼합비＝4／1)를 사용한다. 고온 NMR에 의한 측정 방법은 예를 들면, 「일본 분석 화학·고분자 분석 연구 간담회편, 신판 고분자 분석 핸드북, 키노쿠니야 서점, 1995년, 제610페이지」에 기재된 방법을 참조하여 행할 수 있다. 메소펜타드 분율([㎜㎜])의 보다 상세한 측정 방법은 실시예에 기재된 방법에 따른다.
상기 폴리프로필렌 수지의 헵탄 불용분(HI)은 96.0％ 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 97.0％ 이상이다. 또한, 상기 폴리프로필렌 수지의 헵탄 불용분(HI)은 99.5％ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 99.0％ 이하이다. 여기서, 헵탄 불용분은 많을수록 수지의 입체 규칙성이 높은 것을 나타낸다. 상기 헵탄 불용분(HI)이 96.0％ 이상 99.5％ 이하이면, 적당히 높은 입체 규칙성에 의해, 수지의 결정성이 적당히 향상하고, 고온하에서의 내전압성이 향상한다. 한편, 캐스트 원반 시트 성형시의 고화(결정화)의 속도가 적당해져, 적당한 연신성을 갖는다. 헵탄 불용분(HI)의 측정 방법은 실시예에 기재된 방법에 따른다.
상기 폴리프로필렌 수지의 멜트 플로우 레이트(MFR)는 1.0∼8.0g／10min인 것이 바람직하고, 1.5∼7.0g／10min인 것이 보다 바람직하며, 2.0∼6.0g／10min인 것이 더욱 바람직하다. 상기 폴리프로필렌 수지의 멜트 플로우 레이트의 측정 방법은 실시예에 기재된 방법에 따른다.
상기 폴리프로필렌 필름에 포함되는 폴리프로필렌 수지가 2종류 이상인 경우, 주성분의 폴리프로필렌 수지는 적어도 중량 평균 분자량 Mw가 25만 이상 34.5만 미만이고, MFR가 4∼8g／10min인 것이 바람직하다. 또한, 상기 폴리프로필렌 필름에 포함되는 폴리프로필렌 수지가 2종류 이상인 경우, 주성분 이외의 폴리프로필렌 수지는 적어도 중량 평균 분자량 Mw가 34.5만 이상 45만 이하이고, MFR가 1g／10min 이상 4g／10min 미만(더욱 바람직하게는 1g／10min 이상 3.9g／10min 이하)인 것이 바람직하다.
상기 폴리프로필렌 수지는 일반적으로 공지의 중합 방법을 이용하여 제조할 수 있다. 상기 중합 방법으로는 예를 들면, 기상 중합법, 괴상 중합법 및 슬러리 중합법을 예시할 수 있다.
중합은 1개의 중합 반응기를 이용하는 단일(1단) 중합이어도 되고, 2 이상의 중합 반응기를 이용한 다단 중합이어도 된다. 또한, 중합은 반응기 중에 수소 또는 코모노머를 분자량 조정제로서 첨가하여 행해도 된다.
중합시의 촉매에는 일반적으로 공지의 지글러 나타 촉매를 사용할 수 있고, 상기 폴리프로필렌 수지를 얻을 수 있는 한 특별히 한정되지 않는다. 상기 촉매는 조촉매 성분이나 도너를 포함해도 된다. 촉매나 중합 조건을 조정함으로써, 분자량, 분자량 분포, 입체 규칙성 등을 제어할 수 있다.
상기 폴리프로필렌 수지의 분자량 분포 등은 수지 혼합(블렌드)에 의해 조정할 수 있다. 예를 들면, 서로 분자량이나 분자량 분포가 상이한 것 2종류 이상의 수지를 혼합하는 방법을 들 수 있다. 일반적으로는, 주 수지에, 그보다 평균 분자량이 높은 수지, 또는, 낮은 수지를, 수지 전체를 100질량％로 하면, 주 수지가 55질량％ 이상 90질량％ 이하인 2종의 폴리프로필렌 혼합계가, 저분자량 성분량의 조정을 행하기 쉽기 때문에 바람직하다.
한편, 상기의 혼합 조정 방법을 채용하는 경우, 평균 분자량의 기준으로서, 멜트 플로우 레이트(MFR)를 이용해도 상관없다. 이 경우, 주 수지와 첨가 수지의 MFR의 차는 1∼30g／10분 정도로 해두는 것이 조정시의 편리성의 관점에서 바람직하다.
수지 혼합하는 방법으로는, 특별히 제한은 없지만, 주 수지와 첨가 수지의 중합분, 또는, 펠렛을, 믹서 등을 이용하여 드라이 블렌드하는 방법이나, 주 수지와 첨가 수지의 중합분, 또는, 펠렛을 혼련기에 공급하고, 용융 혼련하여 블렌드 수지를 얻는 방법을 들 수 있다.
상기 믹서나 상기 혼련기는 특별히 제한되지 않는다. 상기 혼련기는 1축 스크류 타입, 2축 스크류 타입, 그 이상의 다축 스크류 타입의 어느 쪽이어도 된다. 2축 이상의 스크류 타입의 경우 동방향 회전, 이방향 회전의 어느 쪽의 혼련 타입이어도 상관없다.
용융 혼련에 의한 블렌드의 경우에는, 양호한 혼련물이 얻어지면, 혼련 온도는 특별히 제한되지 않는다. 일반적으로는, 200℃에서 300℃의 범위이며, 수지의 열화를 억제하는 관점에서, 230℃에서 270℃가 바람직하다. 또한, 수지의 혼련 혼합시의 열화를 억제하기 위해, 혼련기에 질소 등의 불활성 가스를 퍼지해도 상관없다. 용융 혼련된 수지는 일반적으로 공지의 조립기를 이용하고, 적당한 크기로 펠렛타이즈해도 된다. 이에 의해, 혼합 폴리프로필렌 원료 수지 펠렛을 얻을 수 있다.
폴리프로필렌 원료 수지 중에 포함되는 중합 촉매 잔사 등에 기인하는 총회분은, 폴리프로필렌 수지를 기준(100중량부)으로서, 50ppm 이하인 것이 바람직하다.
상기 총회분(폴리프로필렌 원료 수지 중에 포함되는 총회분)은 극성을 가진 저분자 성분의 생성을 억제하면서 콘덴서로서의 전기 특성을 향상시키기 위해, 5ppm 이상 35ppm 이하가 바람직하고, 5ppm 이상 30ppm 이하가 보다 바람직하며, 10ppm 이상 25ppm 이하가 더욱 바람직하다.
상기 폴리프로필렌 필름은 첨가제를 포함해도 된다. 「첨가제」란, 일반적으로, 폴리프로필렌 수지에 사용되는 첨가제로서, 상기 열수축률비가 0.25 이상 0.6 이하가 되는 폴리프로필렌 필름을 얻을 수 있는 한 특별히 제한되지 않는다.
상기 첨가제로는 예를 들면, 산화 방지제, 염소 흡수제, 자외선 흡수제, 윤활제, 가소제, 난연화제, 대전 방지제, 무기 필러, 유기 필러 등을 들 수 있다. 상기 무기 필러로는, 티탄산바륨, 티탄산스트론튬, 산화알루미늄 등을 들 수 있다. 상기 폴리프로필렌 수지는 상기 첨가제를 상기 폴리프로필렌 필름에 악영향을 주지 않는 양으로 포함해도 된다.
상기 금속층은 상기 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름을 콘덴서로서 사용할 때, 전극으로서 기능한다. 상기 금속층에 사용되는 금속으로는 예를 들면, 아연, 납, 은, 크롬, 알루미늄, 구리, 니켈 등의 금속 단체, 이들 복수 종류의 혼합물, 이들의 합금 등을 사용할 수 있지만, 환경, 경제성 및 콘덴서 성능 등을 고려하면, 아연, 알루미늄이 바람직하다.
이어서, 제1 실시형태에 따른 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 제조 방법에 대해 설명한다. 한편, 제1 본 발명에 따른 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름은 이하에 설명하는 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 제조 방법으로 제조되고 있는 것이 바람직하지만, 이하에 설명하는 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 제조 방법으로 제조되고 있지 않아도 된다.
제1 실시형태에 따른 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 제조 방법은,
폴리프로필렌 필름을 준비하는 공정 A와,
상기 공정 A에서 준비된 상기 폴리프로필렌 필름의 편면 또는 양면에 금속층을 적층하여 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름을 얻는 공정 B를 적어도 갖고,
상기 공정 A에서 준비되는 상기 폴리프로필렌 필름의 제1 방향의 열수축률을 A, 상기 공정 B에서 얻어지는 상기 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 제1 방향의 열수축률 B로 했을 때, 열수축률 A와 열수축률 B의 열수축률비 [(열수축률 B)／(열수축률 A)]가 0.25 이상 0.6 이하이다.
우선, 공정 A에 대해 설명한다.
상기 폴리프로필렌 필름을 2축 연신 폴리프로필렌 필름으로 하는 경우, 2축 연신 폴리프로필렌 필름을 제조하기 위한 연신 전의 캐스트 원반 시트는, 다음과 같이 하여 제작할 수 있다. 단, 제1 실시형태에 따른 캐스트 원반 시트의 제조 방법은 이하에 기재된 방법으로 한정되지 않는다.
우선, 수지 펠렛, 드라이 혼합된 수지 펠렛, 또는, 미리 용융 혼련하여 제작한 수지 펠렛을 압출기에 공급하고, 가열 용융한다.
용융 혼련의 온도는 열가소성 수지의 종류에 따라 상이하지만, 폴리프로필렌 수지의 경우, 가열 용융시의 압출기 설정 온도는 220∼280℃가 바람직하고, 230∼270℃가 보다 바람직하다. 또한, 가열 용융시의 수지 온도는 220∼280℃가 바람직하고, 230∼270℃가 보다 바람직하다. 가열 용융시의 수지 온도는 압출기에 삽입된 온도계로 측정되는 값이다.
한편, 가열 용융시의 압출기 설정 온도, 수지 온도는 사용하는 수지의 물성도 고려하여 선택한다. 한편, 가열 용융시의 수지 온도를 상기 수치 범위 내로 함으로써, 수지의 열화를 억제할 수도 있다.
이어서, T 다이를 이용하여 용융 수지를 시트 형상으로 압출하고, 적어도 1개 이상의 금속 드럼으로 냉각, 고화시킴으로써, 미연신의 캐스트 원반 시트를 성형한다.
상기 금속 드럼의 표면 온도(압출 후, 최초로 접촉하는 금속 드럼의 온도)는 50∼100℃인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 60∼80℃이다. 상기 금속 드럼의 표면 온도는 사용하는 수지의 물성 등에 따라 결정할 수 있다.
상기 캐스트 원반 시트의 두께는 상기 폴리프로필렌 필름을 얻을 수 있는 한, 특별히 제한될 것은 없지만, 통상, 0.05㎜∼2㎜인 것이 바람직하고, 0.1㎜∼1㎜인 것이 보다 바람직하다.
제1 실시형태에 따른 폴리프로필렌 필름은 다음과 같이 하여 바람직하게 제작할 수 있다. 단, 제1 실시형태에 따른 폴리프로필렌 필름의 제작 방법은 이하에 기재된 방법으로 한정되지 않는다.
상기 폴리프로필렌 필름은 상기 수지 캐스트 원반 시트에 연신 처리를 행하여 제조할 수 있다. 연신은 세로 및 가로에 2축으로 배향하게 하는 2축 연신이 바람직하고, 연신 방법으로는 축차 2축 연신 방법이 바람직하다. 축차 2축 연신 방법으로는 예를 들면, 우선, 캐스트 원반 시트를 100∼170℃의 온도로 유지하고, 속도차를 형성한 롤 사이로 통과시켜 MD 방향(진행 방향, 세로 방향)으로 3∼7배로 연신한다. 닙 압력은 0.35∼0.5MPa로 한다.
MD 방향 연신시의 온도는 100∼170℃가 바람직하고, 120∼160℃가 보다 바람직하며, 130∼150℃가 더욱 바람직하다. 또한, MD 방향 연신시의 연신 배율은 3∼7배가 바람직하고, 4∼6배가 보다 바람직하며, 4∼5배가 더욱 바람직하다. 또한, MD 방향 연신시의 닙 압력은 0.35∼0.45MPa가 바람직하고, 0.36∼0.44MPa가 보다 바람직하며, 0.37∼0.43MPa가 더욱 바람직하다. MD 방향 연신시의 닙 압력은 높을수록 가열 수축률이 작아지기 쉽고, 낮을수록 가열 수축률이 커지기 쉽다.
MD 방향으로 연신한 후, 당해 시트를 텐터로 유도하여, TD 방향(가로 방향, 폭 방향)으로 3∼11배로 연신한다. TD 방향에 있어서의 연신시의 온도는 155∼170℃가 바람직하다. 그 후, 2∼10배로 완화, 열고정을 실시한다. 이상에 의해, 2축 연신 폴리프로필렌 필름이 얻어진다.
상기 폴리프로필렌 필름에는 금속 증착 가공 공정 등의 후공정에 있어서, 접착 특성을 높이는 목적으로, 연신 및 열고정 공정 종료 후에, 온라인 또는 오프라인에서 코로나 방전 처리를 행해도 된다. 코로나 방전 처리는 공지의 방법을 이용하여 행할 수 있다. 분위기 가스로서 공기, 탄산 가스, 질소 가스, 또는, 이들의 혼합 가스를 이용하여 행하는 것이 바람직하다.
이상과 같이 하여 폴리프로필렌 필름을 얻을 수 있다. 특히, 제1 방향의 열수축률 A가 2.0％ 이상 10.0％ 이하인 폴리프로필렌 필름을 바람직하게 얻을 수 있다.
이상, 폴리프로필렌 필름을 준비하는 공정 A에 대해 설명했다.
이어서, 상기 공정 A에서 준비된 상기 폴리프로필렌 필름의 편면 또는 양면에 금속층을 적층하여 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름을 얻는 공정 B에 대해 설명한다. 단, 제1 실시형태에 따른 공정 B는 이하에 기재된 공정으로 한정되지 않는다.
공정 B에서는, 콘덴서로서 가공하기 위해, 상기 폴리프로필렌 필름의 편면 또는 양면에 금속층을 적층하여, 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름을 얻는다.
상기 폴리프로필렌 필름의 편면 또는 양면에 금속층을 적층하는 방법으로는 예를 들면, 진공 증착법이나 스퍼터링법을 예시할 수 있다. 생산성 및 경제성 등의 관점에서, 진공 증착법이 바람직하다. 진공 증착법으로서, 일반적으로 도가니 법식이나 와이어 방식 등을 예시할 수 있지만, 특별히 한정되지 않고, 적절히 최적의 것을 선택할 수 있다.
상기 진공 증착법에 있어서의 증착 조건으로서, 냉각 롤의 온도는 -23℃ 이상이 바람직하고, -22℃ 이상이 보다 바람직하며, -20℃ 이상이 더욱 바람직하다. 냉각 롤의 온도를 -23℃ 이상으로 했을 경우, 금속층 적층시에 폴리프로필렌 필름을 크게 열수축시킬 수 있고, 얻어지는 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 열수축률 B를 작게 할 수 있는 경향이 있다. 상기 열수축률 B를 작게 할 수 있으면, 상기 수축률비를 0.6 이하로 하기 쉽다. 상기 냉각 롤의 온도는 폴리프로필렌 필름의 열 결함을 방지하는 관점에서, -18℃ 이하가 바람직하고, -19℃ 이하가 보다 바람직하다.
상기 진공 증착법에 있어서, 증발원의 온도는 통전량으로 제어한다. 상기 진공 증착법에 있어서의 증착 조건으로서, 증발원에 대한 통전량은 650A 이상인 것이 바람직하고, 700A 이상인 것이 보다 바람직하며, 800A 이상인 것이 더욱 바람직하다. 상기 통전량을 많이 하면(증발원의 온도를 높게 설정하면), 금속층 적층시에 폴리프로필렌 필름을 크게 열수축시킬 수 있고, 얻어지는 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 열수축률 B를 작게 할 수 있는 경향이 있다. 상기 열수축률 B를 작게 할 수 있으면, 상기 수축률비를 0.6 이하로 하기 쉽다. 상기 통전량은 폴리프로필렌 필름의 열 결함을 방지하는 관점에서, 900A 이하인 것이 바람직하고, 850A 이하인 것이 보다 바람직하다.
상기 진공 증착법에 있어서, 금속층의 두께는 막저항으로 제어한다. 상기 진공 증착법에 있어서의 증착 조건으로서, 막저항은 알루미늄막의 경우, 20Ω／sq 이하인 것이 바람직하고, 17Ω／sq 이하인 것이 보다 바람직하다. 아연막의 경우, 5Ω／sq 이하인 것이 바람직하고, 4Ω／sq 이하인 것이 보다 바람직하다. 상기 막저항이 작다고 하는 것은 금속층의 두께가 두꺼운 것을 의미한다. 상기 막저항을 작게 하면(금속층의 두께를 두껍게 하면), 금속층의 적층을 위해 장시간 열에 노출된다. 이 때문에, 두껍게 설정하면, 금속층 적층시에 장시간 열에 노출됨으로써 폴리프로필렌 필름을 크게 열수축시킬 수 있고, 얻어지는 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 열수축률 B를 작게 할 수 있는 경향이 있다. 상기 열수축률 B를 작게 할 수 있으면, 상기 수축률비를 0.6 이하로 하기 쉽다. 상기 막저항은 자기 회복성(셀프 힐링성)의 관점에서, 알루미늄막의 경우, 1Ω／sq 이상인 것이 바람직하고, 5Ω／sq 이상인 것이 보다 바람직하다. 아연막의 경우, 1Ω／sq 이상인 것이 바람직하고, 2Ω／sq 이상인 것이 보다 바람직하다. 한편, 자기 회복성이란, 폴리프로필렌 필름에 결함 부분이 생겼을 경우 등에, 인가 에너지나 콘덴서 자체가 갖고 있는 에너지에 의해 증착층의 금속이 순식간에 증산하여 콘덴서의 기능이 회복되는 것을 말한다.
상기 금속층의 두께(막저항)는 증착 라인 속도와 증발원의 온도에 의해 조정할 수 있다.
증착에 의해 금속층을 적층할 때의 마진 패턴은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 콘덴서의 보안성 등의 특성을 향상시키는 점에서, 피쉬 넷 패턴 내지는 T 마진 패턴이라고 하는, 이른바 특수 마진을 포함하는 패턴을 필름의 한쪽의 면 상에 실시하는 것이 바람직하다. 보안성이 높아져, 콘덴서의 파괴, 쇼트의 방지, 등의 점에서도 효과적이다.
마진을 형성하는 방법은 테이프법, 오일법 등, 일반적으로 공지의 방법을 아무런 제한없이 사용할 수 있다.
상기 공정 B로는, 상기 폴리프로필렌 필름의 편면 또는 양면에 금속층을 적층한 후에, 추가로 후가열 처리를 행하는 것으로 해도 된다. 후가열 처리를 행함으로써, 제품이 되기 전의 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름을 열수축시킬 수 있고, 그 결과, 제품으로서의 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 열수축률 B를 작게 할 수 있다. 상기 열수축률 B를 작게 할 수 있으면, 상기 수축률비를 0.6 이하로 하기 쉽다. 후가열 처리의 조건으로는 예를 들면, 120∼130℃로 가열한 실리콘 오일의 도포 등을 들 수 있다.
이상, 상기 수축률비가 0.25 이상 0.60 이하인 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 제조 방법의 일례에 대해 설명했다.
상기 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름은 종래 공지의 방법으로 적층하거나, 권회하여 필름 콘덴서로 할 수 있다.
이상, 제1 실시형태(제1 본 발명에 따른 실시형태)에 대해 설명했다.
＜제2 본 발명에 따른 실시형태＞
이하, 제2 본 발명의 실시형태에 대해 설명한다. 한편, 제2 본 발명의 실시형태에 따른 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름은, 제1 본 발명의 실시형태와 같이, 열수축률 A와 열수축률 B의 열수축률비 [(열수축률 B)／(열수축률 A)]가 0.25 이상 0.60 이하일 필요는 없다.
제2 본 발명에 따른 실시형태(이하, 「제2 실시형태」라고도 한다)에 따른 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름은,
폴리프로필렌 필름과,
상기 폴리프로필렌 필름의 편면 또는 양면에 적층된 금속층을 갖는 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름으로서,
상기 금속층을 적층하기 전의 상기 폴리프로필렌 필름의 제1 방향의 열수축률 A가 3.0％보다 크고,
상기 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 제1 방향의 열수축률 B가 2.4％ 이하이다.
제2 실시형태에 따른 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름은 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 제1 방향의 열수축률 B가 2.4％ 이하이고, 2.3％ 이하가 바람직하며, 2.2％ 이하가 보다 바람직하고, 2.1％ 이하가 더욱 바람직하다. 상기 열수축률 B가 2.4％ 이하이기 때문에, 콘덴서로 한 후의 장기 사용에 의한 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름과 메탈리콘 전극의 접촉면에서의 상대적인 위치 어긋남이 억제된다. 그 결과, 메탈리콘 전극의 박리를 억제할 수 있다. 이 점은 실시예로부터도 명확하다. 상기 열수축률 B는 예를 들면, 0.5％ 이상, 0.8％ 이상, 1.0％ 이상 등이다. 상기 열수축률 B가 0.5％ 이상이면, 소자 권취한 후의 열처리시에, 소자가 바람직하게 감겨진다. 그 결과, 필름 사이의 공극이 제거되어 형상이 안정화된다. 또한, 내전압성을 향상시킬 수 있다. 상기 열수축률 B의 측정 방법은 제1 실시형태의 항에서 설명한 바와 같다.
상기 열수축률 B의 조정 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 제1 실시형태의 항에서 설명한 방법을 채용할 수 있다.
제2 실시형태에 따른 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름에 있어서, 열수축률 A(금속층을 적층하기 전의 폴리프로필렌 필름의 제1 방향의 열수축률)는, 3.0％보다 크고, 3.1％ 이상이 바람직하며, 3.5％ 이상이 보다 바람직하고, 4.0％ 이상이 더욱 바람직하다. 상기 열수축률 A가 3.0％보다 크기 때문에, 폴리프로필렌 필름의 재료 선택의 여지나 폴리프로필렌 필름의 제조 조건의 조정의 여지를 확보할 수 있다. 즉, 금속층을 적층하기 전의 폴리프로필렌 필름의 열수축률이 작아지는 원료 수지를 선택해야 한다는 제약이 적다. 상기 열수축률 A의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 폴리프로필렌 필름의 제조상의 관점에서, 예를 들면, 9.0％ 이하, 8.0％ 이하, 7.5％ 이하 등이다.
상기 열수축률 A의 측정 방법은 제1 실시형태의 항에서 설명한 바와 같다.
상술한 바와 같이, 제2 실시형태에서는, 폴리프로필렌 필름으로서 열수축률 A가 3.0％보다 큰 것을 사용한다. 즉, 열수축률 A가 작은 폴리프로필렌 필름을 제조할 필요가 없다. 이 때문에, 폴리프로필렌 필름의 재료 선택의 여지가 확보되고 있다. 따라서, 상기 열수축률 A가 3.0％보다 큰 폴리프로필렌 필름을 얻는 것은 비교적 용이하며, 다양한 재료(원료 수지 등) 중에서 선택하면 된다.
상기 열수축률 A와 상기 열수축률 B의 열수축률비 [(열수축률 B)／(열수축률 A)]는, 0.65 이하가 바람직하고, 0.62 이하가 보다 바람직하며, 0.60 이하가 더욱 바람직하다. 상기 열수축률비가 0.65 이하이면, 폴리프로필렌 필름은 금속층을 적층하기 전과 비교하여, 금속층을 적층한 후는 비교적 크게 수축하고 있다고 할 수 있다. 즉, 상기 열수축률비가 0.65 이하이면, 당해 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름은 이미 크게 열수축하고 있는 이상, 추가로 열이력을 받아도 그 이상은 열수축하기 어려워지고 있다. 그 결과, 콘덴서로서 사용했을 때, 메탈리콘 전극의 박리를 보다 억제하는 것이 가능해진다. 상기 열수축률비는 작은 것이 바람직하지만, 예를 들면, 0.20 이상, 0.25 이상, 0.28 이상 등으로 할 수 있다.
상기 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 두께는 「제1 본 발명에 따른 실시형태」의 항에서 설명한 수치 범위 내인 것이 바람직하다.
상기 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 120℃에서의 제1 방향의 치수 변화율은, 「제1 본 발명에 따른 실시형태」의 항에서 설명한 수치 범위 내인 것이 바람직하다. 상기 120℃에서의 제1 방향의 치수 변화율의 제어 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 제1 실시형태의 항에서 설명한 방법을 채용할 수 있다.
이하에서는, 금속층을 적층한 후의 제품으로서의 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름이 구비되는 폴리프로필렌 필름에 대해 설명한다. 즉, 이하에서는, 금속층을 적층하기 전인지, 그렇지 않으면, 금속층을 적층한 후인지에 대해, 특별히 명기하지 않고, 「폴리프로필렌 필름」이라고 할 때는, 특별한 사정이 없는 한, 금속층을 적층한 후의 폴리프로필렌 필름을 의미하는 것으로서 설명한다.
상기 폴리프로필렌 필름의 두께는 「제1 본 발명에 따른 실시형태」의 항에서 설명한 수치 범위 내인 것이 바람직하다.
금속층 일체형 폴리프로필렌 필름 중의 금속층의 두께는 「제1 본 발명에 따른 실시형태」의 항에서 설명한 수치 범위 내인 것이 바람직하다.
상기 폴리프로필렌 필름은 2축 연신 필름이어도 되고, 1축 연신 필름이어도 되며, 무연신 필름이어도 된다. 그 중에서도, 2축 연신 필름인 것이 바람직하다. 상기 폴리프로필렌 필름이 2축 연신되어 있으면, 상기 폴리프로필렌 필름의 제1 방향의 열수축률은 2축 연신되기 전과 비교하여 커지는 경향이 있다. 이에, 상기 폴리프로필렌 필름이 2축 연신되어 있는 경우, 제1 방향의 열수축률이 3.0％보다 큰 것을 얻기 쉽다.
상기 폴리프로필렌 필름은 면배향 계수 ΔP가 0.010∼0.016인 것이 바람직하고, 0.011∼0.0155인 것이 보다 바람직하며, 0.0115∼0.015인 것이 더욱 바람직하다.
상기 폴리프로필렌 필름의 면배향 계수 ΔP가 상기 범위 내에 있으면, 상기 열수축률 A와 상기 열수축률 B를 적절히 제어하면서, 고온 또한 고전압하에 있어서의 절연 파괴를 보다 저감할 수 있기 때문에 바람직하다.
면배향 계수 ΔP의 상세한 것에 대해서는, 제1 실시형태의 항에서 설명한 바와 같다.
상기 폴리프로필렌 필름은 폴리프로필렌 수지를 포함하고 있고, 금속층을 적층하기 전의 폴리프로필렌 필름의 제1 방향의 열수축률 A가 3.0％보다 크면, 특별히 그 구성 재료는 한정되지 않는다.
상기 폴리프로필렌 수지의 함유량은 「제1 본 발명에 따른 실시형태」의 항에서 설명한 것과 동일한 구성을 채용할 수 있다.
상기 폴리프로필렌 수지로는, 「제1 본 발명에 따른 실시형태」의 항에서 설명한 폴리프로필렌 수지를 채용할 수 있다.
폴리프로필렌 원료 수지 중에 포함되는 중합 촉매 잔사 등에 기인하는 총회분은, 「제1 본 발명에 따른 실시형태」의 항에서 설명한 수치 범위 내인 것이 바람직하다.
상기 폴리프로필렌 필름은 첨가제를 포함해도 된다. 상기 첨가제로는, 「제1 본 발명에 따른 실시형태」의 항에서 설명한 것을 채용할 수 있다.
상기 금속층은, 상기 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름을 콘덴서로서 사용할 때, 전극으로서 기능한다. 상기 금속층에 사용되는 금속으로는, 「제1 본 발명에 따른 실시형태」의 항에서 설명한 것을 채용할 수 있다.
이어서, 제2 실시형태에 따른 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 제조 방법에 대해 설명한다. 한편, 제2 본 발명에 따른 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름은 이하에 설명하는 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 제조 방법으로 제조되고 있는 것이 바람직하지만, 이하에 설명하는 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 제조 방법으로 제조되고 있지 않아도 된다.
제2 실시형태에 따른 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 제조 방법은,
제1 방향의 열수축률 A가 3.0％보다 큰 폴리프로필렌 필름을 준비하는 공정 A와,
상기 공정 A에서 준비된 상기 폴리프로필렌 필름의 편면 또는 양면에 금속층을 적층하여 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름을 얻는 공정 B를 적어도 갖고,
상기 공정 B에서 얻어지는 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 제1 방향의 열수축률 B가 2.4％ 이하이다.
상기 공정 A 및 상기 공정 B의 상세는, 제1 실시형태의 항에서 설명한 공정 A 및 공정 B를 채용할 수 있다.
즉, 제1 실시형태의 항에서 설명한 공정 A를 채용하면, 제1 방향의 열수축률 A가 3.0％보다 큰 폴리프로필렌 필름을 얻을 수 있다.
또한, 제1 실시형태의 항에서 설명한 공정 B를 채용하면, 제1 방향의 열수축률 B가 2.4％ 이하인 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름을 얻을 수 있다.
상기 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름은 종래 공지의 방법으로 적층하거나, 권회하여 필름 콘덴서로 할 수 있다.
이상, 제2 실시형태(제2 본 발명에 따른 실시형태)에 대해 설명했다.
실시예
이하, 본 발명(제1 본 발명 및 제2 본 발명)에 관해, 실시예를 이용하여 상세하게 설명하지만, 본 발명(제1 본 발명 및 제2 본 발명)은 그 요지를 넘지 않는 한, 이하의 실시예로 한정되는 것은 아니다.
한편, 이하의 실시예는 제1 본 발명에 따른 실시예이며, 또한, 제2 본 발명에 따른 실시예이다.
〔폴리프로필렌 수지〕
실시예 및 비교예의 폴리프로필렌 필름을 제조하기 위해 사용한 폴리프로필렌 수지를 표 1에 나타낸다.
수지 A는 프라임 폴리머사 제조의 제품(산화 방지제로서 이르가녹스(등록상표) 1010이 5000ppm, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸페록시)헥산이 20ppm 첨가되어 있고, 조립기로 용융 혼련함으로써 과산화 분해 처리를 실시하여 분자량 분포를 조정한 수지)이다.
수지 B는 프라임 폴리머사 제조의 제품(산화 방지제로서 이르가녹스(등록상표) 1010이 5000ppm 첨가되어 있는 수지)이다.
수지 C는 대한 유화사 제조의 HPT-1(산화 방지제로서 이르가녹스(등록상표) 1010이 5000ppm 첨가되어 있는 수지)이다.
표 1에, 각 수지의 중량 평균 분자량(Mw), 수평균 분자량(Mn), z평균 분자량(Mz), 분자량 분포(Mw／Mn), 및 분자량 분포(Mz／Mn)를 나타냈다. 이들 값은 원료 수지 펠렛의 형태에서의 값이다. 측정 방법은 이하와 같다. 수지 A, 수지 B 및 수지 C는 모두 호모 폴리프로필렌 수지이다.
＜폴리프로필렌 수지의 중량 평균 분자량(Mw), 수평균 분자량(Mn), z평균 분자량(Mz), 분자량 분포(Mw／Mn), 및 분자량 분포(Mz／Mn)의 측정＞
GPC(겔 퍼미에이션 크로마토그래피)를 이용하여 이하의 조건으로, 각 수지의 중량 평균 분자량(Mw), 수평균 분자량(Mn), z평균 분자량(Mz), 분자량 분포(Mw／Mn), 및 분자량 분포(Mz／Mn)를 측정했다.
구체적으로, 토소 주식회사 제조, 시차 굴절계(RI) 내장 고온 GPC장치인 HLC-8121GPC-HT형을 사용했다. 칼럼으로서, 토소 주식회사 제조의 TSKgel GMHHR-H(20)HT를 3개 연결하여 사용했다. 140℃의 칼럼 온도로 용리액으로서, 트리클로로벤젠을 1.0ml／min의 유속으로 흘려 측정했다. 검량선을 토소 주식회사 제조의 표준 폴리스티렌을 사용하여 제작하고, 측정된 분자량의 값을 폴리스티렌의 값으로 환산하여, 중량 평균 분자량(Mw), 수평균 분자량(Mn), 및 z평균 분자량(Mz)을 얻었다. 이 Mw와 Mn의 값을 이용하여 분자량 분포(Mw／Mn)를 얻었다. 또한, 이 Mz와 Mn의 값을 이용하여 분자량 분포(Mz／Mn)를 얻었다.
＜대수 분자량 log(M)＝4.5 때의 미분 분포값과 대수 분자량 log(M)＝6.0 때의 미분 분포값의 차(미분 분포값 차 DM)의 측정＞
각 수지에 대해, 대수 분자량 log(M)＝4.5 때의 미분 분포값, 대수 분자량 log(M)＝6.0 때의 미분 분포값을, 다음과 같은 방법으로 얻었다. 우선, RI검출계를 이용하여 검출되는 강도 분포의 시간 곡선(용출 곡선)을, 상기 표준 폴리스티렌을 사용하여 제작한 검량선을 이용하여 표준 폴리스티렌의 분자량M (Log(M))에 대한 분포 곡선으로 변환했다. 이어서, 분포 곡선의 전체 면적을 100％로 했을 경우의 Log(M)에 대한 적분 분포 곡선을 얻은 후, 이 적분 분포 곡선을 Log(M)로 미분함으로써 Log(M)에 대한 미분 분포 곡선을 얻었다. 이 미분 분포 곡선으로부터, Log(M)＝4.5 및 Log(M)＝6.0 때의 미분 분포값을 판독했다. Log(M)＝4.5 때의 미분 분포값과 Log(M)＝6.0 때의 미분 분포값의 차를 미분 분포값 차 DM으로 했다. 한편, 미분 분포 곡선을 얻을 때까지의 일련의 조작은 사용한 GPC 측정 장치에 내장되어 있는 해석 소프트웨어를 이용하여 행했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
＜메소펜타드 분율([mmmm])의 측정＞
각 수지를 용매에 용해하고, 고온형 푸리에 변환 핵자기 공명 장치(고온 FT-NMR)를 이용하여, 이하의 조건에서 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
고온형 핵자기 공명(NMR) 장치: 니혼 덴시 주식회사 제조, 고온형 푸리에 변환 핵자기 공명 장치(고온 FT-NMR), JNM-ECP500
관측핵: 13C(125MHz)
측정 온도: 135℃
용매: 오쏘-디클로로벤젠(ODCB:ODCB와 중수소화 ODCB의 혼합 용매(혼합비＝4／1))
측정 모드: 싱글 펄스 프로톤 브로드밴드 디커플링
펄스 폭: 9.1μsec(45°펄스)
펄스 간격: 5.5sec
적산 횟수: 4,500회
시프트 기준: CH3(mmmm)＝21.7ppm
입체 규칙성도를 나타내는 펜타드 분율은 동방향 배열의 연자 「메소(m)」와 이방향 배열의 연자 「라세모(r)」의 5연자(펜타드)의 조합(mmmm이나 mrrm 등)에서 유래하는 각 시그널의 강도 적분값으로부터 백분율(％)로 산출했다. mmmm이나 mrrm 등에서 유래하는 각 시그널의 귀속에 관하여, 예를 들면, 「T.Hayashi et al., Polymer, 29권, 138페이지(1988)」등의 스펙트럼의 기재를 참고로 했다.
＜헵탄 불용분(HI)의 측정＞
각 수지에 대해, 10㎜×35㎜×0.3㎜로 프레스 성형하여 약 3g의 측정용 샘플을 제작했다. 이어서, 헵탄 약 150mL를 첨가하여 속슬렛 추출을 8시간 행했다. 추출 전후의 시료 질량으로부터 헵탄 불용분을 산출했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
＜멜트 플로우 레이트(MFR)의 측정＞
각 수지에 대해 원료 수지 펠렛의 형태에서의 멜트 플로우 레이트(MFR)를, 도요 정기 주식회사의 멜트 인덱서를 이용하여 JIS K 7210의 조건 M에 준거하여 측정했다. 구체적으로는, 우선, 시험 온도 230℃로 한 실린더 내에, 4g으로 칭량한 시료를 삽입하고, 2.16kg의 하중하에서 3.5분 예열했다. 그 후, 30초간 바닥공으로부터 압출된 시료의 중량을 측정하고, MFR(g／10min)을 구했다. 상기 측정을 3회 반복하고, 그 평균값을 MFR의 측정값으로 했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
상술한 수지를 이용하여, 폴리프로필렌 필름 및 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름을 제작하고, 그 물성을 평가했다.
＜폴리프로필렌 필름의 제작＞
(제조예 1)
수지 A를 압출기에 공급하여, 255℃의 온도에서 용융한 후, T 다이를 이용하여 압출하고, 표면 온도를 94℃로 유지한 금속 드럼에 감아 고화시켜, 두께 약 120㎛의 캐스트 원반 시트를 제작했다. 얻어진 캐스트 원반 시트를 139℃의 온도에서 속도차를 형성한 롤 사이에 통과시켜 MD 방향(진행 방향)으로 4.8배로 연신하여, 즉시 실온(23℃)까지 냉각했다. 이 때, 닙 압력은 0.40MPa로 했다.
이어서, 텐터로 유도하여 163℃의 온도에서 TD 방향(폭 방향)으로 10배로 연신하여, 2축 연신 폴리프로필렌 필름을 얻었다.
여기서, 닙 압력이란 세로 연신을 위해 속도차가 형성된 2개의 롤 중의 회전 속도가 빠른 롤(MD 방향의 연신이 개시되는 개소에 위치하는 롤)의 상방에 닙 롤이 형성되어 있고, 상기 속도가 빠른 롤과 상기 닙 롤 사이를 필름이 통과할 때 당해 필름에 가해지는 압력을 말한다.
(제조예 2)
수지 B와 수지 C를 드라이 블렌드했다. 혼합 비율은 질량비로 (수지 B):(수지 C)＝60:40으로 했다. 그 후, 드라이 블렌드한 수지를 압출기에 공급하여, 255℃의 온도에서 용융한 후, T 다이를 이용하여 압출하고, 표면 온도를 91.5℃로 유지한 금속 드럼에 감아 고화시켜, 두께 약 120㎛의 캐스트 원반 시트를 제작했다. 얻어진 캐스트 원반 시트를 139℃의 온도에서 속도차를 형성한 롤 사이에 통과시켜 MD 방향(진행 방향)으로 4.8배로 연신하고, 즉시 실온(23℃)까지 냉각했다. 이 때, 닙 압력은 0.40MPa로 했다. 이어서, 텐터로 유도하여 163℃의 온도에서 TD 방향(폭 방향)으로 10배로 연신하고, 2축 연신 폴리프로필렌 필름을 얻었다.
(제조예 3)
닙 압력을 0.40MPa 대신에 0.30MPa로 하는 이외에는, 제조예 2와 동일하게 하여 2축 연신 폴리프로필렌 필름을 얻었다.
＜금속층을 적층하기 전의 폴리프로필렌 필름의 MD 방향의 열수축률 A의 측정＞
제조예에서 제조한 폴리프로필렌 필름을 폭 20㎜, 길이 130㎜의 직사각형으로 잘라내어 측정용 샘플을 제작했다. 이 때, MD 방향을 길이 방향으로서 잘라냈다. 상기 측정용 샘플은 3개 준비했다. 이어서, 길이 100㎜의 개소를 자로 측정하고, 당해 개소에 표준선을 부여했다. 이어서, 3개의 측정용 샘플을 120℃의 열풍 순환식 항온조 내에 무하중으로 15분간 유지했다. 그 후, 실온(23℃)에서 냉각하여, 치수를 측정했다. 120℃ 가열 전의 치수 100㎜에 대한 가열 후의 치수의 변화율을 열수축률 A로 했다. 구체적으로는, 하기 식과 같이 했다.
(열수축률 A)＝[[(가열 전의 치수)－(가열 후의 치수)]／(가열 전의 치수)]×100(％)
한편, 여기에 기재한 이외의 조건에 대해서는, JIS C 2151:2006의 「21.치수 변화」에 준거했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
＜금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 제작＞
증착 장치(알박사 제조, 제품명: 권취식 진공 증착 장치 EWE-060)를 이용하여 표 2에 나타내는 증착 조건에서, 각 제조예로 얻어진 폴리프로필렌 필름에 금속층을 적층하고, 실시예, 비교예에 따른 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름을 얻었다. 구체적으로는, 하기와 같이 하여, 실시예, 비교예에 따른 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름을 얻었다. 실시예 및 비교예에 따른 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 두께는 전부 2.5㎛였다. 한편, 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 두께는 시티즌 세이미츠사 제조의 종이 두께 측정기 MEI-11을 이용하여 100±10kPa에서 측정한 것 이외에는, JIS-C2330에 준거하여 측정했다.
도 1은 실시예, 비교예로서 제작한 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름을 설명하기 위한 모식적 사시도이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 실시예, 비교예로서 제작한 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름(1)은, 폴리프로필렌 필름(2)과 절연 마진(4)을 남기도록 폴리프로필렌 필름(2) 상에 적층된 금속 증착 전극(3)을 갖는다. 금속 증착 전극(3)은 폴리프로필렌 필름(2)에 직접 접하도록 폴리프로필렌 필름(2) 상에 적층된 금속 증착층(3a)과, 금속 증착층(3a)의 일부 상면에 형성된 전극 취출부(3b)를 갖는다. 전극 취출부(3b)는, 이른바 헤비 엣지로 불리는 부분이다.
도 2는 실시예, 비교예에 따른 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 제조 방법을 설명하기 위한 모식도이다. 실시예, 비교예로서 제작한 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름은 이하에 설명하는 제조 장치에 의해 제조했다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 제조 장치는, 유전체 필름 공급부(101)와, 절연 마진 형성부(102)와, 패턴 형성부(103)와, 증착부(104)와, 권취 롤(105)을 구비한다.
유전체 필름 공급부(101)는 폴리프로필렌 필름(2)(제조예에서 제작한 폴리프로필렌 필름)이 권회된 유전체 필름 롤(2R)을 지지하고, 유전체 필름(2)을 공급한다. 유전체 필름 롤(2R)로부터 공급된 폴리프로필렌 필름(2)은 절연 마진 형성부(102)에 반송된다.
절연 마진 형성부(102)는 폴리프로필렌 필름(2)의 면(2a)에 절연 마진(4)의 패턴에 대응하는 패턴의 오일을 도포하여 오일 마스크를 형성한다. 오일 마스크는 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름(1)에 있어서, 절연 마진이 되는 부분에, 증착 공정으로 금속 입자가 부착하는 것을 방지하기 위한 것이다. 절연 마진 형성부(102)는 오일 탱크에 저장하고 있는 오일을 기화하여 탱크에 형성한 노즐(슬릿)로부터, 직접 폴리프로필렌 필름(2)의 한 면(2a)에 오일을 도포하여 오일 마스크를 형성한다.
패턴 형성부(103)는 폴리프로필렌 필름(2)의 한 면(2a)에 금속 증착층(3a)의 전극 패턴에 대략 대응하는 패턴으로 오일을 도포하고, 오일 마스크를 형성한다. 오일 마스크는 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름(1)에 있어서, 세로 마진이나 가로 마진이 되는 부분에, 증착 공정에서 금속 입자가 부착하는 것을 방지하기 위한 것이다. 패턴 형성부(103)는 오일 탱크(103a)와, 아니록스 롤(103b)과, 전사 롤(103c)과, 판 롤(103d)과, 백업 롤(103e)을 갖는다. 오일 탱크(103a)는 저장하고 있는 오일을 기화하여 노즐로부터 분출한다. 아니록스 롤(103b)과 전사 롤(103c)은 그 외주면에 오일 탱크(103a)의 노즐로부터 분출된 오일이 부착된 상태로 회전한다. 백업 롤(103e)은 폴리프로필렌 필름(2)을 개재하여 판 롤(103d)과 대향하고, 폴리프로필렌 필름(2)의 면(2b)에 당접한다.
절연 마진 형성부(102) 및 패턴 형성부(103)를 통과한 폴리프로필렌 필름(2)은 증착부(104)로 반송된다.
증착부(104)는 금속 증기 생성부(104a, 104b)와, 금속 증기 생성부(104a, 104b)에 폴리프로필렌 필름(2)을 개재하여 대향하는 냉각 롤(104c)을 구비한다. 금속 증기 생성부(104a)는 금속 증착층(3a)의 재료인 금속의 와이어에 전류를 흘림으로써 가열한 보트 상에 공급함으로써, 금속 증기를 발생시키고, 그 금속 증기를 폴리프로필렌 필름(2)의 면(2a)에 증착시킨다. 금속 증기 생성부(104b)는 전극 취출부(3b)의 재료인 금속을 가열하고 증발시켜 금속 증기를 발생하고, 금속 증기 생성부(104a)에 의해 폴리프로필렌 필름(2)의 면(2a) 상에 먼저 형성된 금속 증착층(3a) 상에 중첩하여 증착된다. 이에 의해, 전극 취출부(3b) 부분의 금속 증착층은 그 이외의 부분의 금속 증착층보다도 두꺼워져, 헤비 엣지 구조가 형성된다. 한편, 금속 증기 생성부(104a, 104b)에서 발생한 금속 증기는 폴리프로필렌 필름(2)의 면(2a) 상에 형성된 오일 마스크 이외의 부분에 부착됨으로써 금속 증착 전극(3)을 형성한다. 냉각 롤(104b)은 폴리프로필렌 필름(2)에 당접하여 폴리프로필렌 필름(2)을 냉각한다.
금속 증기의 온도는 흐르는 전류량(통전량)에 따라 높아진다.
금속 증착층(3a)의 두께는 막저항(단위 면적당 저항값)으로 관리한다. 저항값은 두께에 반비례하므로, 막저항이 낮을수록 막두께는 두껍다는 관계가 된다.
폴리프로필렌 필름(2)에 증착부(104)에서 금속 증착 전극(3)이 형성됨으로써 형성된 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름(1)은 권취 롤(105)에 반송되어 권취된다.
상기 제조 장치를 이용하여 폴리프로필렌 필름(2)의 면(2a) 상에 금속 증착 전극(3)을 형성하고, 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름(1)을 얻었다.
금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 두께는 시티즌 세이미츠사 제조의 종이 두께 측정기 MEI-11을 이용하여 100±10kPa에서 측정하는 것 이외, JIS-C2330에 준거하여 측정했다.
＜막저항의 측정 방법＞
주식회사 미츠비시 케미컬 애널리테크 제조, 저저항 저항률계 로레스타GX MCP-T610를 이용하여 제작한 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름에 프로브를 맞추어 측정했다. 측정은 필름 폭 방향의 중앙 부근(전극 취출부(3b)가 아닌 곳)의 베타 부분 5개소에서 행하여, 평균값을 막저항으로 했다.
＜금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 MD 방향의 열수축률 B의 측정＞
실시예, 비교예로 얻어진 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름을 폭 20㎜, 길이 130㎜의 직사각형을 잘라내어 측정용 샘플을 제작했다. 이 때, MD 방향을 길이 방향으로서 잘라냈다. 상기 측정용 샘플은 3개 준비했다. 이어서, 길이 100㎜의 개소을 자로 측정하여, 당해 개소에 표준선을 부여했다. 이어서, 3개의 측정용 샘플을 120℃의 열풍 순환식 항온조 내에 무하중으로 15분간 유지했다. 그 후, 실온(23℃)에서 냉각하고, 치수를 측정했다. 120℃ 가열 전의 치수 100㎜에 대한 가열 후의 치수의 변화율을 열수축률 B로 했다. 구체적으로는, 하기 식과 같이 했다.
(열수축률 B)＝[[(가열 전의 치수)－(가열 후의 치수)]／(가열 전의 치수)]×100(％)
한편, 여기에 기재한 이외의 측정 조건에 대해서는, JIS C 2151:2006의 「21.치수 변화」에 준거했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
또한, 표 2에는 열수축률 A와 열수축률 B의 열수축률비 [(열수축률 B)／(열수축률 A)]도 합하여 나타낸다.
＜면배향 계수의 측정＞
＜리타데이션값＞
우선, 실시예, 비교예에 따른 폴리프로필렌 필름의 리타데이션(위상차)값을 하기와 같이 경사법에 의해 측정했다.
측정기: 오오츠카 전자사 제조 리타데이션 측정 장치 RE-100
광원: 파장 550㎚의 LED 광원
측정 방법: 다음과 같은 경사법에 의해, 리타데이션값의 각도 의존성을 측정했다. 필름의 면내 방향의 주축을 x축 및 y축, 또한, 필름의 두께 방향(면내 방향에 대한 법선 방향)을 z축으로 하고, 면내 방향 중, 굴절률의 보다 높은 방향의 지상축을 x축으로 했을 때, x축을 경사축으로 하고, 0°∼50°의 범위에서 z축에 대해 10°씩 경사시켰을 때의 각 리타데이션값을 구했다. 예를 들면, 축차 연신법에 있어서, MD 방향(진행 방향)의 연신 배율보다도, TD 방향(폭 방향)의 연신 배율이 높은 경우, TD 방향이 지상축(x축), MD 방향이 y축이 된다.
＜복굴절값 및 면배향 계수 ΔP＞
리타데이션값으로부터, 비특허문헌 「아와야 히로시, 고분자 소재의 편광 현미경 입문, 105∼120페이지, 2001년」에 기재된 바와 같이, 다음과 같이 하여 면배향 계수 ΔP를 산출했다.
우선, 각 경사각 φ에 대해, 측정된 리타데이션값 R을 경사 보정이 실시된 두께 d로 나눈 R／d를 구했다. φ＝10°, 20°, 30°, 40°, 50°의 각각의 R／d에 대해, φ＝0°의 R／d와의 차를 구하여 그것들을 추가로 sin2r(r:굴절각)으로 나눈 것을, 각각의 φ에 있어서의 복굴절 ΔNzy로 하고, 양음의 부호를 반대로 하여 복굴절값 ΔNyz로 했다. φ＝20°, 30°, 40°, 50°에 있어서의 ΔNyz의 평균값으로서 복굴절값 ΔNyz를 산출했다.
이어서, 경사각 φ＝0°에서 측정된 리타데이션값 R을 두께 d로 나눈 값으로부터, 상술에서 구한 ΔNzy를 나누어, 복굴절값 ΔNxz를 산출했다.
마지막으로, 복굴절값의 ΔNyz와 ΔNxz를 식: ΔP＝(ΔNyz＋ΔNxz)／2에 대입하여 ΔP를 구했다. 한편, 폴리프로필렌에 대한, 각 경사각 φ에 있어서의 굴절각 r의 값은 상기 비특허문헌의 109페이지에 기재되어 있는 것을 이용한다. 결과를 표 2에 나타낸다.
＜열충격 시험 전후에서의 tanδ의 증가율 및 정전 용량의 변화율＞
[콘덴서의 제작]
실시예, 비교예에서 작성한 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름을 60㎜ 폭으로 슬릿했다. 이어서, 2장의 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름을 상합했다. 주식회사 가이도 제작소 제조 자동 권취기 3KAW-N2형을 이용하여 상합한 상기 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름을 권취 장력 250g, 접압 880g, 권취 속도 4m／s로, 1137턴 권회를 행했다. 소자 권취한 소자는 하중 5.9kg／cm2로 프레스하면서 120℃에서 15시간 열처리를 실시했다. 그 후, 소자 단면에 아연 금속을 용사했다. 용사 조건으로는, 피드 속도 15㎜／s, 용사 전압 22V, 용사 압력 0.3MPa로 하고, 두께 0.7㎜가 되도록 용사를 행했다. 이렇게 하여 편평형 콘덴서를 얻었다. 편평형 콘덴서의 단면에 리드선을 납땜했다. 그 후, 편평형 콘덴서를 에폭시 수지로 봉지했다. 에폭시 수지의 경화는 90℃에서 2.5시간 가열한 후, 추가로, 120℃에서 2.5시간 가열하여 행했다. 완성된 콘덴서의 정전 용량은 75μF였다.
[열충격 시험의 방법]
상기에서 제작한 측정용 콘덴서를 냉열 충격 시험 장치(에스펙 TSA-101S-W)에 넣고, 하한 온도 -40℃과 상한 온도 105℃ 사이에서 급승강온의 사이클을 500회 반복했다. 구체적으로는, -40℃에서 50분 유지와 105℃에서 50분 유지를 1세트로서 500회 반복했다. 한편, 온도의 전환은 설정 온도의 공기를 송풍하고, 강제적으로 교체했다. 또한, 온도 전환 시간도, 50분 유지의 시간에 포함했다.
[열충격 시험 전과 열충격 시험 후의 tanδ 및 정전 용량의 측정]
제작한 콘덴서 소자에 대해, 열충격 시험 전과 열충격 시험 후의 tanδ 및 정전 용량을, 히오키 전기 주식회사 제조 LCR 하이테스터3522-50을 이용하여 측정했다. 테스트 픽스처로는, 4단자 프로브9140을 이용했다. 구체적인 측정 조건은 인가 전압 0.1V, 주파수 1kHz로 했다. 측정은 콘덴서 소자 3개에 대해 행하고, 평균값을 측정값으로 했다.
그 후, tanδ의 증가율을 하기 식으로 구했다.
(tanδ의 증가율)＝[[(열충격 시험 후의 tanδ)－(열충격 시험 전의 tanδ)]／(열충격 시험 전의 tanδ)]×100(％)
또한, 정전 용량의 변화율을 하기 식으로 구했다.
(정전 용량의 변화율)＝[[(열충격 시험 후의 정전 용량)－(열충격 시험 전의 정전 용량)]／(열충격 시험 전의 정전 용량)]×100(％)
결과를 표 2에 나타낸다.
[평가]
상기 tanδ의 증가율이 100％ 이하인 경우, 메탈리콘 전극의 박리가 보다 바람직하게 억제되어 있다고 할 수 있다. 즉, 메탈리콘 전극이 박리되면, 전류 경로가 한정됨으로써 저항이 증가하는 것에 기인하여, tanδ가 증가하게 되지만, 상기 tanδ의 증가율이 100％ 이하이면, 메탈리콘 전극의 큰 박리는 발생하고 있지 않다고 추측할 수 있다. 따라서, 상기 tanδ의 증가율이 100％ 이하인 경우를 A, 100％보다 큰 경우를 B로 하여 평가했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
여기서, 정전 용량은 메탈리콘 전극이 크게 박리했다고 해도, 조금이라도 전기적인 접속이 얻어지고 있으면 크게 변화하지 않는다. 한편, 가령, 열충격 시험 전후에 있어서 정전 용량이 크게 변화하고 있었다고 한다면, 메탈리콘 전극의 박리 이외의 문제(예를 들면, 금속층의 문제)가 생기고 있는 것이 된다.
비교예 1-4에서는, 정전 용량의 변화율이 -1.0％ 이상 1.0％ 이하의 범위 내이며, 메탈리콘 전극의 박리 이외의 문제는 생기지 않은 것으로 추측된다. 따라서, 비교예 1-4에서는, tanδ의 증가가 확실히 메탈리콘 전극의 박리에 기인하고 있고, 메탈리콘 전극의 박리 이외의 문제에 기인하고 있는 것은 아닌 것으로 추측된다.
＜120℃에서의 MD 방향의 치수 변화율＞
MD 방향의 치수 변화율은 열기계적 분석 장치(세이코 인스트루먼트 주식회사 제조 「SS-6000」)를 사용하고, 온도 변조 TMA 측정에 의해 구했다.
실시예, 비교예에서 제작한 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름으로부터 측정 방향으로 30㎜, 측정 방향과 직교 방향으로 폭 4㎜가 되도록 직사각형을 잘라내어 샘플을 제작했다. 상기 측정용 샘플은 3개 준비했다. 이 때, 샘플의 측정 방향이 MD 방향과 일치하도록 샘플을 잘라냈다. 측정 조건은 척간 거리를 15㎜, 측정 온도 범위를 25℃에서 150℃, 승온 속도를 10℃／분, 샘플편에 계속 인가하는 인장 하중을 20mN로 했다. 오븐 내 온도가 120℃에 도달했을 때의 척간 거리(㎜)로부터, 이하의 식을 이용하여 MD 방향의 치수 변화율을 구했다.
[120℃에서의 MD 방향의 치수 변화율(％)]＝[(120℃의 척간 거리 -25℃의 척간 거리)／25℃의 척간 거리]×100
3개의 측정값의 평균값을 120℃에서의 MD 방향의 치수 변화율(％)로 했다.
한편, 치수 변화율은 온도 상승에 따라 필름 치수가 커지는(팽창하는) 경우는 양(플러스)이 되고, 온도 상승에 따라 필름 치수가 작아지는(수축하는) 경우는 음(마이너스)이 된다. 결과를 표 2에 나타낸다.
이상, 본 발명(제1 본 발명 및 제2 본 발명)에 따른 실시예에 대해 설명했다.
1 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름
2 폴리프로필렌 필름
3 금속 증착 전극
3a 금속 증착층
3b 전극 취출부
4 절연 마진
2 폴리프로필렌 필름
3 금속 증착 전극
3a 금속 증착층
3b 전극 취출부
4 절연 마진
Claims (9)
- 폴리프로필렌 필름과,
상기 폴리프로필렌 필름의 편면 또는 양면에 적층된 금속층을 갖는 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름으로서,
상기 금속층을 적층하기 전의 상기 폴리프로필렌 필름의 제1 방향의 열수축률을 A, 상기 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 제1 방향의 열수축률을 B로 했을 때, 열수축률 A와 열수축률 B의 열수축률비 [(열수축률 B)／(열수축률 A)]가 0.25 이상 0.60 이하인 것을 특징으로 하는 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름. - 제 1 항에 있어서,
상기 금속층을 적층하기 전의 상기 폴리프로필렌 필름의 제1 방향의 열수축률 A가 2.0％ 이상 10.0％ 이하인 것을 특징으로 하는 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
120℃에서의 상기 제1 방향의 치수 변화율이 -0.40％ 이상인 것 특징으로 하는 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 폴리프로필렌 필름의 면배향 계수 ΔP가 0.010∼0.016인 것을 특징으로 하는 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
콘덴서용인 것을 특징으로 하는 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 폴리프로필렌 필름은 2축 연신되어 있는 것을 특징으로 하는 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름. - 권회된 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항의 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름을 갖거나, 또는, 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항의 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름이 복수 적층된 구성을 갖는 것을 특징으로 하는 필름 콘덴서.
- 폴리프로필렌 필름을 준비하는 공정 A와,
상기 공정 A에서 준비된 상기 폴리프로필렌 필름의 편면 또는 양면에 금속층을 적층하여 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름을 얻는 공정 B를 갖는 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 제조 방법으로서,
상기 공정 A에서 준비되는 상기 폴리프로필렌 필름의 제1 방향의 열수축률을 A, 상기 공정 B에서 얻어지는 상기 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 제1 방향의 열수축률 B로 했을 때, 열수축률 A와 열수축률 B의 열수축률비 [(열수축률 B)／(열수축률 A)]가 0.25 이상 0.60 이하인 것을 특징으로 하는 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 제조 방법. - 제 8 항에 있어서,
상기 공정 A에서 준비되는 상기 폴리프로필렌 필름은 제1 방향의 열수축률 A가 2.0％ 이상 10.0％ 이하인 것을 특징으로 금속층 일체형 폴리프로필렌 필름의 제조 방법.
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