WO2018056493A1 - 전해콘덴서용 폴리 프로필렌 복합 필름 및 그 제조 방법 - Google Patents

전해콘덴서용 폴리 프로필렌 복합 필름 및 그 제조 방법 Download PDF

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WO2018056493A1
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Definitions

  • the present invention relates to a polypropylene composite film, and more particularly, to a polypropylene composite film adhered to a phenolic resin laminated plate of an aluminum electrolytic capacitor, an outer layer having high heat resistance, a middle layer having excellent tear strength and impact resistance, elongation, and an adhesive layer. It relates to a polypropylene composite film comprising an inner layer composed of.
  • Capacitors also called condensers, have the function of storing or releasing electricity and utilizing the characteristics of not direct current, and have a structure in which a dielectric (insulator) is sandwiched between two anodes by accessing two insulated flat electrodes. have.
  • Such capacitors are divided into various types according to the type of dielectric used.
  • An example of the electrolytic capacitor is an aluminum electrolytic capacitor.
  • the electrolytic capacitor refers to an aluminum electrolytic capacitor.
  • FIG. 1 is a view showing the structure of an aluminum electrolytic capacitor according to the prior art.
  • the aluminum electrolytic capacitor is provided with a capacitor element 10 therein, an aluminum case 20 is provided outside, and a phenol resin laminated plate 30 is provided to seal the case.
  • the phenolic resin laminated plate 30 is used for the aluminum electrolytic capacitor 1.
  • the lower layer 34 consists of a phenol resin layer
  • the upper layer 32 uses the rubber-coated phenol resin laminated board of the structure comprised from a rubber layer.
  • This rubber coated phenolic resin laminate is used for the purpose of supporting the terminal of the aluminum electrolytic capacitor 1 from the case, insulating and preventing leakage of the internal electrolyte.
  • it should be free of chlorine to corrode aluminum, and should be excellent in electrical insulation, packing tightness, mechanical properties, chemical resistance, and the like.
  • a polypropylene composite film adhered to the phenolic resin laminated plate of an aluminum electrolytic capacitor is composed of a high heat resistance outer layer, a tear layer and a high impact resistance, a middle layer excellent in elongation, and an adhesive layer Its purpose is to provide a polypropylene composite film comprising an inner layer.
  • Polypropylene composite film comprising an outer layer, a middle layer, an inner layer and bonded to a phenolic resin laminate of an aluminum electrolytic capacitor, the outer layer comprises a homopropylene, The middle layer includes random polypropylene and block polypropylene blended with each other, and the inner layer includes a polypropylene adhesive resin grafted with maleic anhydride having a melting point of 150 ° C. or higher.
  • the total thickness of the outer layer, middle layer, inner layer may be 40 to 80 microns.
  • middle layer may be blended in a ratio of 10:90 to 90:10 of random polyflopropylene and block polypropylene.
  • the inner layer may be bonded to the phenol resin laminate.
  • the inner layer and the phenol resin laminate may be thermally bonded through a thermoforming process.
  • the adhesive resin may be a resin in which maleic anhydride is grafted in a propylene monomer at a ratio of 0.1 to 3%.
  • the softening point of the adhesive resin is at least 140 °C
  • the melting point may be at least 160 °C.
  • the thickness ratio between the outer layer, the middle layer, and the inner layer may be 1: 1: 1 to 1: 8: 1.
  • Method for producing a polypropylene composite film according to the present invention the outer layer containing homopropylene, the middle layer containing random polypropylene and block polypropylene blended with each other, and polypropylene-based grafted maleic anhydride having a melting point of 150 °C or more
  • a method for producing a polypropylene composite film including an inner layer including an adhesive resin the outer layer, the middle layer, and the inner layer may be manufactured by a die casting method.
  • polypropylene composite film may be bonded to the panol resin laminate of the aluminum electrolytic capacitor.
  • a polypropylene composite film adhered to a phenolic resin laminate of an aluminum electrolytic capacitor is an inner layer composed of an outer layer having high heat resistance, a middle layer having excellent tear strength and impact resistance, elongation, and an adhesive layer.
  • the inner layer is bonded to the phenol resin laminated plate of the phenol resin laminated plate of the aluminum electrolytic capacitor, thereby reinforcing the heat resistance, tear strength and impact resistance, elongation of the phenolic resin laminated plate and at the same time can further improve the electrolyte resistance.
  • 1 is a view showing the structure of a conventional aluminum electrolytic capacitor.
  • FIG. 2 is a view showing the structure of a polypropylene composite film according to the present invention.
  • FIG. 3 is a view showing the structure of a phenol resin laminated plate of an aluminum electrolytic capacitor including a polypropylene composite film according to the present invention.
  • FIG. 4 is a view showing the structure of an aluminum electrolytic capacitor to which a phenolic resin laminate of an aluminum electrolytic capacitor including a polypropylene composite film according to the present invention is applied.
  • the polypropylene composite film 100 according to the present invention is a polypropylene composite film 100 adhered to the phenol resin laminated plate 30 of the aluminum electrolytic capacitor 1, and includes an outer layer 110, a middle layer 120, and an inner layer ( 130).
  • the interlayer thickness ratio of the outer layer 110, the middle layer 120, and the inner layer 130 may be 1: 1: 1 to 1: 8: 1. More preferably, it may have a thickness ratio of 1: 2: 1 to 1: 4: 1.
  • the total thickness of the outer layer 110, the middle layer 120, the inner layer 130 is 20 to 120 microns, preferably 30 to 80 microns.
  • the outer layer 110 is composed of a layer having high heat resistance.
  • the outer layer 110 may comprise homo propylene.
  • polypropylene may be produced using only propylene purely, but in some cases, butene or ethylene may be polymerized to obtain desired physical properties such as strength and formability. At this time, it is homo polypropylene when it consists only of a propylene monomer chain, and becomes copolypropylene when another monomer is added to a propylene base. That is, the series is divided into homo polypropylene, block polypropylene, random polypropylene, and ter polypropylene by whether ethylene monomer and butene monomer are polymerized in the copolymer form in the propylene monomer chain.
  • an outer layer 110 made of homopolypropylene having high heat resistance is provided, and the outer layer 110 may be formed of a surface directly contacting the forming layer in a high temperature forming process, thereby having a polypropylene composite film having excellent heat resistance. 100 can be achieved.
  • the middle layer 120 is composed of a layer that complements the tear strength, impact resistance, and elongation of the polypropylene composite film 100.
  • the middle layer 120 is a layer formed by blending random polypropylene and block polypropylene.
  • the random polypropylene and the block polypropylene are blended in a weight ratio of 10:90 to 90:10 and more preferably. 50: 50.
  • the most heat resistant and transparent of the propylene resin may be insufficient in reinforcement of low temperature impact resistance and tear strength.
  • random polypropylenes in which ethylene monomers are polymerized into copolymers in a block or random form based on propylene monomers and block polypropylenes have lower heat resistance than homo polypropylenes, but have better impact resistance and higher tear strength. Elongation can be excellent.
  • random polypropylene is a polymer in which ethylene monomers are randomly polymerized to propylene monomers, and the higher the ethylene monomer content is, the higher the softness and the lower the heat resistance.
  • block polypropylene is a resin in which ethylene monomer is polymerized in the form of a block of propylene monomer and is distinguished as impact polypropylene due to its excellent impact resistance.
  • the block polypropylene having excellent impact resistance, high tear strength, and excellent elongation, and the middle layer 120 formed by blending random polypropylene in an appropriate ratio are provided, and thus the impact resistance of the polypropylene composite film 100 is provided. , Tear strength, and elongation can be reinforced.
  • the inner layer 130 is an adhesive layer and is made of an adhesive resin. Therefore, the polypropylene composite film 100 according to the present invention can be adhered to the phenol resin laminated plate 30 of the aluminum electrolytic capacitor 1. More specifically, it may be adhered to the phenol resin layer 34 of the phenol resin laminated plate 30 of the aluminum electrolytic capacitor (1).
  • the adhesive resin constituting the inner layer 130 may include an adhesive resin grafted with propylene maleic anhydride.
  • a resin in which a maleic anhydride functional group is grafted in a proportion of 0.1 to 3% by weight in the propylene monomer is used, and more preferably, a resin in which a maleic anhydride functional group is grafted in a propylene monomer to 0.5 to 1.5%.
  • a resin in which the maleic anhydride functional group is grafted to the polypropylene resin it is preferable to use a resin in which the maleic anhydride functional group is introduced based on the homopolypropylene resin.
  • Polypropylene is a resin in which a propylene monomer is polymerized by attaching a methyl group to an ethylene main chain
  • a resin in which a maleic anhydride functional group is grafted to a polypropylene resin refers to a form in which a maleic anhydride functional group is substituted and polymerized on the polypropylene instead of a methyl group.
  • the grafting ratio means expressing in% about how the maleic anhydride is replaced by grafting to the total methyl group.
  • the grafting ratio is 0.5% or less, the functional group ratio of maleic anhydride is lowered, and thus the adhesiveness may be low. If the grafting ratio is 1.5% or higher, the adhesive force may be too high, and thus the adhesive may be adhered to the outer layer without being released. This can overload the inside of the extruder and create a unique smell during processing. Therefore, the grafting ratio is preferably 0.5 to 1.5%.
  • the softening point may be 140 or more and the melting point may be 150 or more, preferably 160 ° C. Therefore, in the case of polypropylene resin grafted with maleic anhydride functional group, especially homo polypropylene maleic acid adhesive resin, it has high softening point and melting point and has high heat resistance. Film recording problems or bubble problems due to thermoforming can be prevented.
  • the inner layer 130 exhibiting adhesiveness is adhered to the phenol resin layer through post-processing thermoforming with respect to the phenol resin laminated plate 30 of the aluminum electrolytic capacitor 1.
  • FIG 3 is a view showing the structure of the phenol resin laminated plate 30 of the aluminum electrolytic capacitor 1 including the polypropylene composite film 100 according to the present invention.
  • the polypropylene composite film 100 according to the present invention may be adhered to the phenol resin plate 34 of the phenol resin laminated plate 30 of the aluminum electrolytic capacitor 1.
  • the inner layer 130 of the polypropylene composite film 100 is adhered to the phenol resin plate 34, the middle layer 120 is disposed below, the outer layer 110 is disposed below the aluminum electrolytic
  • the bottom surface of the phenol resin laminated plate 30 of the capacitor 1 is constituted.
  • an outer layer 110 containing homopolypropylene having high heat resistance is disposed on the bottom surface of the phenolic resin laminated plate 30 of the aluminum electrolytic capacitor 1 directly connected to the electrolyte, and the upper portion of the outer layer 110 is disposed.
  • the middle layer 120 including block propylene and random propylene having excellent impact resistance, high tear strength, and excellent elongation is disposed, and the phenolic resin laminated plate 30 of the aluminum electrolytic capacitor 1, and aluminum electrolytic comprising the same
  • the heat resistance, impact resistance, tear strength and elongation of the final capacitor can be reinforced.
  • the electrolyte resistance of the phenol resin laminated plate 30 of the aluminum electrolytic capacitor 1 can be improved.
  • an electrolyte mainly composed of ethylene glycol solvent is used as an essential solution, which may cause a problem that the phenol resin laminate 30 is swelled or melted by the electrolyte. have.
  • thermoformed specimen of the film of the present invention on a phenolic resin laminate plate in an electrolyte solution (100% solution of ethylene glycol solvent) was performed by using a test method for surface change after standing at 105 degrees for 168 hours. Can be.
  • the outer layer 110 disposed on the outside has high heat resistance, and the outer layer 110 is in direct contact with the molding layer in the high temperature thermoforming process of the phenolic resin laminate 30 of the aluminum electrolytic capacitor 1. Product quality can be maintained through good heat resistance in the molding process.
  • a die casting method As a method of manufacturing the polypropylene composite film 100 having the outer layer 110, the middle layer 120, and the inner layer 130 as in the present invention, a die casting method, a blown coextrusion method, an extrusion coating method, and a calendering method The process may be used, but the three-layer casting Ti die coextrusion method is most preferred.
  • the inner layer 130 of the polypropylene composite film 100 of the present invention abuts the lower portion of the phenolic resin laminate 30 of the aluminum electrolytic capacitor 1, and then the phenolic resin laminate 30 and the poly of the present invention.
  • the propylene composite film 100 is subjected to a thermoforming process for about 150 ° C. for 60 minutes to be thermally bonded and commercialized. That is, accordingly, the upper layer of the phenolic resin laminated plate 30 and the outer layer 110 of the polypropylene composite film 100 come out on both outer sides, and the outer layer 110 of the polypropylene composite film 100 is an aluminum electrolytic capacitor ( It can be used as the end cap of the aluminum electrolytic capacitor 1 while directly contacting the electrolyte of 1).
  • the outer layer of homo polypropylene was made of polymirasa HP5032, the middle block polypropylene was made of Hyosung Corporation J440F, and the random polypropylene was made using Lotte Chemical's SFC-550. It was produced to evaluate the physical properties.
  • the impact strength was set to ⁇ when 50 kgf.cm/cm or more of the Izod impact strength test was carried out according to ASTM D256. Elongation was set to ⁇ when 550% or more by ASTM D638 standard, and denoted by X when below.
  • the heat resistance evaluation method was prepared by using a resol-based phenolic resin and unbleached kraft paper (UKP; Unbleached Kraft Paper) to prepare a laminate of 45% by weight resin and molding the film of the present invention 80kg / cm2 in a press molding machine on the laminate After molding for 30 minutes at a pressure of 155 at a pressure of 155, the naked eye confirmed that the film melted and formed bubbles with X.
  • the adhesive evaluation method was carried out in the same manner as the heat resistance evaluation method, and if not adhered, it was marked with X, and when adhesion occurred, it was indicated with ⁇ .
  • the electrolyte resistance evaluation method is the same as that of the heat resistance evaluation method. After immersing the specimen treated in ethylene glycol solvent and leaving it for 168 hours at 105 ° C convection oven (manufactured by Zeiotech 2015), it is taken out and the appearance is observed. If no change is indicated by ⁇ .
  • Polypropylene composite film for an electrolytic capacitor according to embodiments of the present invention can be used in the industry for reinforcing electrolytic capacitors.

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Abstract

본 발명은 폴리 프로필렌 복합 필름에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 알루미늄 전해 커패시터의 페놀수지적층판에 접착되는 폴리 프로필렌 복합 필름으로서 내열성이 높은 외층, 인열강도 및 내충격성, 신율이 우수한 중층, 및 접착층으로 구성되는 내층을 포함하는 폴리 프로필렌 복합 필름에 관한 것이다.

Description

전해콘덴서용 폴리 프로필렌 복합 필름 및 그 제조 방법
본 발명은 폴리 프로필렌 복합 필름에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 알루미늄 전해 커패시터의 페놀수지적층판에 접착되는 폴리 프로필렌 복합 필름으로서 내열성이 높은 외층, 인열강도 및 내충격성, 신율이 우수한 중층, 및 접착층으로 구성되는 내층을 포함하는 폴리 프로필렌 복합 필름에 관한 것이다.
콘덴서라고도 불리는 커패시터는 전기를 저장하거나 방출하는 축전기로서의 기능과 직류를 통하지 않는 성질을 이용하는 기능을 가지고 있으며, 서로 절연된 두 개의 평탄 전극을 접근시켜서 양극 사이에 유전체(절연체)를 끼워 넣은 구조로 이루어져 있다.
이러한 커패시터는 사용되는 유전체의 종류에 따라서 여러 가지로 나뉘는데, 그 중 전해 커패시터의 일 예로, 알루미늄 전해 커패시터가 있다. 통상 전해 커패시터라 함은 알루미늄 전해 커패시터를 일컫는다.
도 1 은 종래 기술에 따른 알루미늄 전해 커패시터의 구조를 도시한 도면이다. 도 1 에 도시된 바와 같이, 알루미늄 전해 커패시터는 내부에 커패시터 소자(10)가 구비되며, 외부에 알루미늄 케이스(20)가 구비되고, 케이스를 밀봉하는 페놀수지적층판(30)이 마련된다.
종래의 알루미늄 전해 커패시터는 유전체를 매우 얇게 할 수 있으므로, 커패시터의 체적에 비해 큰 용량을 얻을 수 있으나, 절연재료의 표면에 전류가 흐르면 전기의 일부가 열이 되고, 수분이 발생하여 건조되어 전로가 차단이 되어 방전이 발생하는 현상이 일어나며, 커패시터 소자에 함침된 전해액이 케이스 개구부로 누출되기도 하여 부식이 발생하여 화재 및 폭발의 위험성도 발생될 수 있는 문제점이 있었다.
이를 방지하기 위해서, 알루미늄 전해 커패시터(1)에는 페놀수지적층판(30)이 사용된다.
이러한 페놀수지적층판(30)의 구조로서, 하층(34)은 페놀수지층으로 구성되며, 상층(32)은 고무층으로 구성된 구조의 고무 입힘 페놀수지 적층판이 사용되고 있다.
이러한 고무 입힘 페놀수지 적층판은 알루미늄 전해 커패시터(1)의 단자를 케이스로부터 지지하고, 절연하며 내부 전해액의 누출을 방지하는 목적으로 사용된다. 특히, 알루미늄을 부식시키는 염소성분이 없고, 전기절연성, 포장 기밀성, 기계적 특성, 내약품성 등이 우수해야 한다.
그러나, 종래의 고무 입힘 페놀수지 적층판의 경우, 전해액과 직접적으로 접속되는 페놀수지 적층판의 내열성, 내화학성, 인열강도, 내충격성, 신율이 부족하여 문제가 발생하는 경우가 있었다.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 알루미늄 전해 커패시터의 페놀수지적층판에 접착되는 폴리 프로필렌 복합 필름으로서 내열성이 높은 외층, 인열강도 및 내충격성, 신율이 우수한 중층, 및 접착층으로 구성되는 내층을 포함하는 폴리 프로필렌 복합 필름을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 폴리 프로필렌 복합 필름은, 외층, 중층, 내층을 포함하여 구성되며 알루미늄 전해 커패시터의 페놀수지적층판에 접착되는 폴리 프로필렌 복합 필름으로서, 상기 외층은 호모 프로필렌을 포함하며, 상기 중층은 서로 블렌딩된 랜덤 폴리프로필렌과 블록 폴리프로필렌을 포함하고, 상기 내층은 녹는점이 150℃ 이상인 말레인산 무수물이 그라프팅된 폴리 프로필렌계 접착성 수지를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 외층, 중층, 내층의 총 두께는 40 내지 80 마이크론일 수 있다.
또한, 상기 중층은 랜덤 폴리플로필렌과 블럭 폴리프로필렌이 10 : 90 내지 90 : 10 의 비율로 블렌딩될 수 있다.
또한, 상기 내층이 상기 페놀수지적층판에 접착될 수 있다.
또한, 상기 내층과 상기 페놀수지적층판은 열 성형 공정을 거치며 열접착될 수 있다.
또한, 상기 접착성 수지는, 프로필렌 모노머에 0.1 ~ 3 % 비율로 말레인산 무수물이 그라프팅된 수지일 수 있다.
또한, 상기 접착성 수지의 연화점은 140 ℃ 이상이며, 녹는점은 160℃ 이상일 수 있다.
또한, 상기 외층, 중층, 내층의 층간 두께 비율은 1:1:1 내지 1:8:1 일 수 있다.
본 발명에 따른 폴리 프로필렌 복합 필름의 제조 방법은, 호모 프로필렌을 포함하는 외층, 서로 블렌딩된 랜덤 폴리프로필렌과 블록폴리프로필렌을 포함하는 중층, 및 녹는점이 150℃ 이상인 말레인산 무수물이 그라프팅된 폴리 프로필렌계 접착성 수지를 포함한 내층을 포함하는 폴리 프로필렌 복합 필름의 제조 방법으로서, 상기 외층, 중층, 내층은 티다이 케스팅 공법으로 제조될 수 있다.
또한, 상기 폴리 프로필렌 복합 필름은 알루미늄 전해 커패시터의 패놀수지적층판에 접착될 수 있다.
본 발명에 따른 폴리 프로필렌 복합 필름에 의하면, 알루미늄 전해 커패시터의 페놀수지적층판에 접착되는 폴리 프로필렌 복합 필름으로서 내열성이 높은 외층, 인열강도 및 내충격성, 신율이 우수한 중층, 및 접착층으로 구성되는 내층을 포함하여, 상기 내층이 알루미늄 전해 커패시터의 페놀수지적층판의 페놀수지 적층판에 접착됨으로써, 상기 페놀수지적층판의 내열성, 인열강도 및 내충격성, 신율을 보강하며 아울러 내전해액성을 보다 우수하게 할 수 있다.
도 1 은 종래의 알루미늄 전해 커패시터의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2 는 본 발명에 따른 폴리 프로필렌 복합 필름의 구조를 나타낸 도면이다.
도 3 은 본 발명에 따른 폴리 프로필렌 복합 필름을 포함하는 알루미늄 전해 커패시터의 페놀수지적층판의 구조를 도시한 도면이다.
도 4 는 본 발명에 따른 폴리 프로필렌 복합 필름을 포함하는 알루미늄 전해 커패시터의 페놀수지적층판이 적용된 알루미늄 전해 커패시터의 구조를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.
본 발명에 따른 폴리 프로필렌 복합 필름(100)은, 알루미늄 전해 커패시터(1)의 페놀수지적층판(30)에 접착되는 폴리 프로필렌 복합 필름(100)으로서, 외층(110), 중층(120), 내층(130)을 포함하여 구성된다.
상기 외층(110), 중층(120), 내층(130)의 층간 두께 비율은 1:1:1 내지 1:8:1 일 수 있다. 더욱 바람직하게는, 1:2:1 내지 1:4:1 의 두께 비율을 가질 수 있다.
아울러, 외층(110), 중층(120), 내층(130)의 총 두께는 20 내지 120 마이크론이며, 바람직하게는 30 내지 80 마이크론일 수 있다.
외층(110)은 내열성이 높은 층으로 구성된다. 외층(110)을 호모 프로필렌을 포함하여 구성될 수 있다.
일반적으로, 폴리 프로필렌은 순수하게 프로필렌만을 사용하여 제작하는 경우도 있으나, 강도, 성형성 등 원하는 물성을 얻기 위해 부텐이나 에틸렌 등이 중합되는 경우도 있다. 이때, 프로필렌 모노머 사슬만으로 구성되는 경우 호모 폴리 프로필렌이 되며, 프로필렌 베이스에 다른 모노머가 첨가된 경우 코 폴리 프로필렌이 된다. 즉, 프로필렌 모노머 사슬에 에틸렌 모노머, 부텐 모노머가 코폴리머 형태로 중합되었는지 여부에 의해서, 호모 폴리 프로필렌, 블럭 폴리 프로필렌, 랜덤 폴리 프로필렌, 터 폴리 프로필렌으로 계열이 나뉘어 진다.
코폴리머 형태가 아닌 프로필렌 모노머로만 이루어진 호모 폴리 프로필렌의 경우, 프로필렌 수지 중 가장 내열이 높고 투명하다.
이와 같이 내열성이 높은 호모 폴리 프로필렌으로 구성되는 외층(110)이 마련되며, 상기 외층(110)은 고온 성형 공정에서 성형층에 직접 닿는 면으로 구성될 수 있음으로써, 우수한 내열성을 갖는 폴리 프로필렌 복합 필름(100)이 달성될 수 있다.
중층(120)은 폴리 프로필렌 복합 필름(100)의 인열강도 및 내충격성, 신율을 보완하는 층으로 구성된다. 중층(120)은 랜덤 폴리 프로필렌과 블럭 폴리 프로필렌이 블렌딩되어 이루어진 층으로서, 바람직하게는 랜덤 폴리 프로필렌과 블럭 폴리 프로필렌이 중량비로 10 : 90 ~ 90 : 10 의 비율로 블렌딩되어 있으며, 더욱 바람직하게는 50 : 50 으로 이루어질 수 있다.
상기 외층(110)을 구성하는 호모 폴리 프로필렌의 경우, 프로필렌 수지 중 가장 내열이 높고 투명하나, 저온 내충격성과 인열강도의 보강에는 부족할 수 있다. 반면에, 프로필렌 모노머를 베이스로 하여 에틸렌 모노머가 블럭 또는 랜덤 형태로 코폴리머로 중합된 랜덤 폴리 프로필렌, 및 블럭 폴리 프로필렌의 경우, 호모 폴리 프로필렌보다 내열성은 낮으나 내충격성이 우수하고 인열강도가 높으며 신율이 우수할 수 있다.
보다 상세히 설명하면, 랜덤 폴리 프로필렌은 프로필렌 모노머에 에틸렌 모노머가 랜덤하게 중합되어 있는 것으로써 에틸렌 모노머 함량이 높게 중합된 수지일수록 소프트니스가 높고 내열성이 낮아진다. 또한 블록 폴리프로필렌은 프로필렌 모노머에 에틸렌 모노머가 블록형태로 중합되어 있는 수지로써 내충격강도가 우수하여 임팩트 폴리 프로필렌으로 구별된다.
한편, 블록 폴리 프로필렌이 50 중량비 이하일 경우 내충격강도가 낮아질 수 있고, 랜덤 폴리 프로필렌이 50 중량비 이하일 경우 소프트니스가 낮아질 수 있다. 따라서, 상기 중층의 랜덤 폴리 프로필렌과 블록 폴리프로필렌 블랜딩되는 중량 비율이 50대 50일 때 최적의 소프트니스와 내충격강도를 나타낼 수 있다.
이와 같이, 내충격성이 우수하고 인열강도가 높으며 신율이 우수한 블럭 폴리 프로필렌, 및 랜덤 폴리 프로필렌이 적정 비율로 블렌딩되어 구성된 중층(120)이 마련됨에 따라서, 폴리 프로필렌 복합 필름(100)의 내충격성, 인열강도, 및 신율이 보강될 수 있다.
내층(130)은 접착성을 나타내는 층으로서, 접착성 수지로 이루어진다. 따라서, 본 발명에 따른 폴리 프로필렌 복합 필름(100)을 알루미늄 전해 커패시터(1)의 페놀수지적층판(30)에 접착시킬 수 있다. 보다 구체적으로는, 알루미늄 전해 커패시터(1)의 페놀수지적층판(30)의 페놀수지층(34)에 접착될 수 있다. 예컨대, 내층(130)을 구성하는 접착성 수지는 프로필렌계 말레인산 무수물이 그라프팅된 접착성 수지를 포함할 수 있다.
구체적으로는, 상기 프로필렌 모노머에 말레인산 무수물 관능기가 중량비로 0.1 ~ 3 % 비율로 그라프팅된 수지를 사용하며, 더욱 바람직하게는 상기 프로필렌 모노머에 말레인산 무수물 관능기가 0.5 ~ 1.5 % 로 그라프팅된 수지를 사용할 수 있다. 특히 폴리 프로필렌 수지에 말레인산 무수물 관능기가 그라프팅된 수지의 경우 호모 폴리 프로필렌 수지를 베이스로 하여 말레인산 무수물 관능기가 도입된 수지를 이용함이 바람직하다.
폴리 프로필렌은 에틸렌 주 사슬에 메틸기가 붙어 프로필렌 모노머가 중합되어 있는 수지인데, 폴리 프로필렌 수지에 말레인산 무수물 관능기가 그라프팅된 수지란 상기 폴리 프로필렌에 메틸기 대신에 말레인산 무수물 관능기가 대체되어 중합된 형태를 의미한다. 여기서, 그라프팅 비율이란 전체 메틸기 대비 말레인산 무수물이 얼마나 대체 되어 그라프팅 되어 있는지에 대해 %로 표현하는 것을 의미한다.
이러한 그라프팅 비율이 0.5% 이하의 경우 말레인산 무수물의 관능기 비율이 낮아지므로 접착성이 낮을 수 있으며, 1.5% 이상일 경우 접착력이 너무 높아지므로 외층과 풀리지 않고 접착될 수 있으며 생산 가격이 비싸지며 높은 접착성으로 인해 압출기 내부의 과부하가 걸릴 수 있고 가공 중 특유의 냄새가 많이 날 수 있다. 따라서, 상기 그라프팅 비율은 0.5 내지 1.5 % 임이 바람직하다.
이때, 상기 말레인산 무수물 관능기가 그라프팅된 폴리 프로필렌 수지의 경우, 연화점이 140 이상이며 녹는점이 150 이상, 바람직하게는 160℃ 일 수 있다. 따라서, 말레인산 무수물 관능기가 그라프팅된 폴리 프로필렌 수지, 특히 호모 폴리 프로필렌 말레인산 접착 수지의 경우, 높은 연화점과 녹는점을 가져서 내열도가 높으므로, 최종 열 성형시 높은 열에 의한 열화 방지를 나타낼 수 있으므로 고온 열성형으로 인한 필름 녹음의 문제나 기포문제 등이 방지될 수 있다.
이와 같이 접착성을 나타내는 내층(130)은 알루미늄 전해 커패시터(1)의 페놀수지적층판(30)에 대해서 후가공의 열성형을 통해 패놀 수지층과 접착되게 된다.
도 3 은 본 발명에 따른 폴리 프로필렌 복합 필름(100)을 포함하는 알루미늄 전해 커패시터(1)의 페놀수지적층판(30)의 구조를 도시한 도면이다.
도 3 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 폴리 프로필렌 복합 필름(100)은 알루미늄 전해 커패시터(1)의 페놀수지적층판(30)의 페놀수지판(34)에 접착될 수 있다. 이때, 폴리 프로필렌 복합 필름(100)의 내층(130)이 페놀수지판(34)에 접착되며, 그 아래에 상기 중층(120)이 배치되고, 상기 외층(110)이 그 아래에 배치되어 알루미늄 전해 커패시터(1)의 페놀수지적층판(30)의 저면을 구성하게 된다.
상기 설명한 바와 같이, 전해액에 직접적으로 접속되는 알루미늄 전해 커패시터(1)의 페놀수지적층판(30)의 저면에 내열성이 높은 호모 폴리 프로필렌을 포함하는 외층(110)이 배치되고, 외층(110)의 상부에 내충격성이 우수하고 인열강도가 높고 신율이 우수한 블럭 프로필렌 및 랜덤 프로필렌을 포함하는 중층(120)이 배치되어, 알루미늄 전해 커패시터(1)의 페놀수지적층판(30), 및 이를 포함하는 알루미늄 전해 커패시터 최종 완제품의 내열성, 내충격성, 인열강도, 신율 등이 보강될 수 있다.
또한, 본 발명에 따라서, 알루미늄 전해 커패시터(1)의 페놀수지적층판(30)의 내전해액성이 향상될 수 있다. 일반적으로, 알루미늄 전해 커패시터(1)의 내부에 충진되는 전해액으로는, 에틸렌 글리콜 용제로 주로 구성되는 전해액을 필수로 사용하는데 이러한 전해액에 의해 페놀수지적층판(30)이 스웰링되거나 녹는 문제가 발생할 수 있다. 본 발명에 따른 폴리 프로필렌 복합 필름을 페놀수지적층판(30)에 적용함으로써 전해액에 대한 내화학성을 향상되고, 상기와 같은 문제를 방지할 수 있다. 이러한 내전해액성의 평가 방법으로는 페놀수지적층판 상부 본 발명의 필름을 열성형한 시편을 전해액(에틸렌 글리콜 용제 100% 용액)에 담가 105도 168시간 방치 후 표면 변화 유무의 검사 방법을 이용하여 측정될 수 있다.
또한, 외측에 배치된 외층(110)은 높은 내열성을 가지며, 알루미늄 전해 커패시터(1)의 페놀수지적층판(30)의 고온 열성형 공정에서 상기 외층(110)이 성형층에 직접 닿게 됨으로써, 고온 열성형 공정에서 우수한 내열을 통해 제품의 품질이 유지될 수 있다.
본 발명과 같이 외층(110), 중층(120), 내층(130)을 갖는 폴리 프로필렌 복합 필름(100)의 제조 방법으로는, 티다이 케스팅 공법, 블로운 공압출 방법, 압출 코팅 방법, 카렌더링 공법등이 사용될 수 있으나 3 레이어 케스팅 티다이 공압출 방법이 가장 바람직 하다.
더욱 자세하게는, 본 발명의 폴리 프로필렌 복합 필름(100)의 내층(130)이 알루미늄 전해 커패시터(1)의 페놀수지적층판(30) 하부에 맞대어지고, 이후 페놀수지적층판(30)과 본 발명의 폴리 프로필렌 복합 필름 (100)을 약 150 ℃ 60 분간 열 성형 공정을 거치도록 함으로써 열접착이 되도록 하여 제품화시킨다. 즉, 이에 따라서, 페놀수지적층판(30)의 상부 및 폴리 프로필렌 복합 필름(100)의 외층(110)이 각각 양 외측면으로 나오고 폴리 프로필렌 복합 필름(100)의 외층(110)이 알루미늄 전해 커패시터(1)의 전해액에 직접적으로 닿으면서 알루미늄 전해 커패시터(1)의 앤드캡으로 사용될 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 폴리 프로필렌 복합 필름의 실시예 및 비교예의 내충격강도, 신율, 내열성, 접착성, 내전해액성의 실험 결과에 대해서 설명한다.
아래 실시예 1 내지 3 에서는 중층을 구성하는 블록 폴리 프로필렌과 랜덤 폴리 프로필렌의 비율을 각각 달리하되, 각각 1:9, 9:1, 5:5 로 하였다.
구분 실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2 비교예3
외층 Homo-PP 100% 100% 100% 100% 100% 100%
중층 Block-PP 50% 10% 90% 50% 100% 0%
Random-PP 50% 90% 10% 50% 0% 100%
내층 Homo-PP-MAH 100% 100% 100% 0% 100% 100%
Random-PP-MAH 0% 0% 0% 100% 0% 0%
내충격강도 ○ ○ ○ ○ ○ X
신율 ○ ○ ○ ○ X ○
내열성 ○ ○ ○ X ○ ○
접착성 ○ ○ ○ X ○ ○
내전해액성 ○ ○ ○ X ○ ○
상기 외층의 호모 폴리프로필렌은 폴리미래사 HP5032을 사용하였으며 중층 블록 폴리프로필렌은 효성사 J440F를 사용하였고 랜덤 폴리프로필렌은 롯데케미칼사 SFC-550을 사용하여 3 레이어 티다이 설비를 이용하여 60마이크론 두께로 필름 생산하여 물성을 평가하였다.
각각의 시험에 있어서, 내충격강도는 ASTM D256 규격에 의거 Izod 충격강도 실험 실시 50kgf.cm/cm 이상일때 ○으로 하였고 50kgf.cm/cm X로 표시하였다. 신율은 ASTM D638 규격에 의해 550% 이상일때 ○으로 하였고, 이하일 때 X로 표시하였다. 내열성 평가 방법은 레졸계 페놀수지와 무표백 크라프트 함침지(U.K.P.; Unbleached Kraft Paper)를 사용하여 수지함량 45중량%의 적층판을 제조하였고 본 발명의 필름을 적층판 위에 프레스 성형기에서 80㎏/㎠의 성형압력, 155의 성형온도에서 30분 동안 성형 한 후 육안으로 확인하여 필름이 녹아 기포가 발생한 것은 X로 표시하고 기포 없이 제작된 것은 ○으로 하였다. 접착성 평가 방법은 내열성 평가 방법과 동일하게 수행하고 접착이 되지 않으면 X로 표시하고 접착이 일어난 경우 ○으로 표시하였다. 내전해액성 평가 방법은 내열성 평가 방법과 동일하게 처리한 시편을 에틸렌 글리콜 용제에 담근 후 105 ℃ convection oven(제이오텍 2015년 제조) 168시간 방치 후 꺼내어 외관을 관찰하여 필름 들뜸이 발생한 경우 X로 표시하고 변화 없을 경우 ○으로 표시하였다.
위의 시험 결과에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예에서는 모두 내충격강도, 신율, 내열성, 접착성, 내전해액성이 상기 평가 기준을 충족하고 있음이 확인되었다. 반면에, 내층의 성분과 관련하여 내층의 성분을 호모 폴리 프로필렌이 아닌 랜덤 폴리 프로필렌으로 한 비교예 1 에서는 내열성, 접착성, 내전해액성이 평가 기준에 미달함을 알 수 있다. 또한, 중층의 성분과 관련하여 중층의 성분을 블록 폴리 프로필렌만으로 구성한 비교예 2 에서는 신율이 평가 기준에 미달함을 확인할 수 있다. 아울러, 중층의 성분을 랜덤 폴리 프로필렌만으로 구성한 비교예 3 에서는 내충격강도가 평가 기준에 미달함을 확인할 수 있다.
이상에서는 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
본 발명의 실시예들에 따른 전해콘덴서용 폴리 프로필렌 복합 필름 그 제조 방법은, 전해콘데서를 보강하기 위한 산업에 이용될 수 있다.

Claims (10)

  1. 외층, 중층, 내층을 포함하여 구성되며 알루미늄 전해 커패시터의 페놀수지적층판에 접착되는 폴리 프로필렌 복합 필름에 있어서,
    상기 외층은 호모 프로필렌을 포함하며,
    상기 중층은 서로 블렌딩된 랜덤 폴리프로필렌과 블록 폴리프로필렌을 포함하고,
    상기 내층은 녹는점이 150℃ 이상인 말레인산 무수물이 그라프팅된 폴리 프로필렌계 접착성 수지를 포함한 폴리 프로필렌 복합 필름.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 외층, 중층, 내층의 총 두께는 30 내지 80 마이크론인 폴리 프로필렌 복합 필름.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 중층은 랜덤 폴리프로필렌과 블럭 폴리프로필렌이 10 : 90 내지 90 : 10 의 비율로 블렌딩된 폴리 프로필렌 복합 필름.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 내층이 상기 페놀수지적층판에 접착되는 폴리 프로필렌 복합 필름.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 내층과 상기 페놀수지적층판은 열 성형 공정을 거치며 열접착되는 폴리 프로필렌 복합 필름.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 접착성 수지는,
    프로필렌 모노머에 0.1 ~ 2 % 비율로 말레인산 무수물이 그라프팅된 수지인 폴리 프로필렌 복합 필름.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 접착성 수지의 연화점은 140 ℃ 이상이며, 녹는점은 160℃ 이상인 폴리 프로필렌 복합 필름.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 외층, 중층, 내층의 층간 두께 비율은 1:1:1 내지 1:8:1 인 폴리 프로필렌 복합 필름.
  9. 호모 프로필렌을 포함하는 외층,
    서로 블렌딩된 랜덤 폴리프로필렌과 블록폴리프로필렌을 포함하는 중층, 및
    녹는점이 150℃ 이상인 말레인산 무수물이 그라프팅된 폴리 프로필렌계 접착성 수지를 포함한 내층을 포함하는 폴리 프로필렌 복합 필름의 제조 방법에 있어서,
    상기 외층, 중층, 내층은 3 레이어 티다이 케스팅 공법으로 제조되는 폴리 프로필렌 복합 필름 제조 방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 폴리 프로필렌 복합 필름은 알루미늄 전해 커패시터의 패놀수지적층판에 접착되는 폴리 프로필렌 복합 필름 제조 방법.
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