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公開番号2024035063
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-13
出願番号2023087443
出願日2023-05-29
発明の名称二軸配向ポリプロピレンフィルム
出願人東レ株式会社
代理人
主分類C08J 5/18 20060101AFI20240306BHJP(有機高分子化合物;その製造または化学的加工;それに基づく組成物)
要約【課題】 本発明の課題は、高温下でも優れた耐電圧性を有し、かつ、主に大容量フィルムコンデンサにおいて適正な加工性と保安性を得るため、フィルムコンデンサのフィルム層間のエアー量および間隙距離を均一に制御することが可能な表面性状を有する二軸配向ポリプロピレンフィルムを提供することにある。
【解決手段】 界面の展開表面積比(Sdr)が0.0001%以上0.0004%未満である面をA面としたときに、少なくとも片面がA面であることを特徴とする、二軸配向ポリプロピレンフィルム。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項1】
界面の展開表面積比(Sdr)が0.0001%以上0.0004%未満である面をA面としたときに、少なくとも片面がA面であることを特徴とする、二軸配向ポリプロピレンフィルム。
続きを表示(約 750 文字)【請求項2】
前記A面の五点谷領域深さ(S5v)が30nm以上70nm未満である、請求項1に記載の二軸配向ポリプロピレンフィルム。
【請求項3】
前記A面の五点山領域高さ(S5p)が50nm以上80nm未満である、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。
【請求項4】
フィルム厚み(t)が1.0μm以上4.0μm以下である、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。
【請求項5】
23℃、65%RH雰囲気下において、JIS C 2330(2014)に準じて行った絶縁破壊電圧(BDV)試験におけるBDVの最大値、最小値、平均値を、それぞれVmax、Vmin、Vaveとしたときに、(Vmax-Vmin)/Vaveが0.01以上0.10以下である、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。
【請求項6】
高立体規則性のポリプロピレン樹脂を高立体規則性ポリプロピレン樹脂(A)、高溶融張力ポリプロピレン樹脂のうち、230℃における溶融流度指数(MFR)が高いものを高溶融張力ポリプロピレン樹脂(H)、低いものを高溶融張力ポリプロピレン樹脂(I)とした場合に、高立体規則性ポリプロピレン樹脂(A)を主成分として含み、さらに高溶融張力ポリプロピレン樹脂(H)及び高溶融張力ポリプロピレン樹脂(I)を含む、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。
【請求項7】
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を用いてなる、金属膜積層フィルム。
【請求項8】
請求項7の金属膜積層フィルムを用いてなる、フィルムコンデンサ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、フィルムコンデンサの誘電体として用いた際に、高温・高電圧環境下において高い耐電圧性を有する二軸配向ポリプロピレンフィルムに関する。
続きを表示(約 1,900 文字)【背景技術】
【0002】
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フィルム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。
【0003】
中でもフィルムコンデンサ用途においては、その優れた高耐電圧特性、低損失特性から、フィルムコンデンサの誘電体として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、それに伴いフィルム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。さらに、特に自動車用途(ハイブリッドカーや電気自動車含む。)や太陽光発電、風力発電用途では使用環境の高温化(85℃以上125℃以下を示す。)が進んでおり、フィルムコンデンサに対する耐熱化要求が高まっている。
【0004】
そのため、誘電体である二軸配向ポリプロピレンフィルムの薄膜化、耐熱化、厚み当たりの耐電圧の向上が求められるとともに、フィルムコンデンサの保安性の向上も求められている。ここで、フィルムコンデンサの保安性とは誘電体フィルム上に形成した金属蒸着膜を電極とする金属蒸着フィルムコンデンサにおいて、異常放電時の放電エネルギーによって蒸着金属を飛散させることで絶縁性を維持する性質であり、フィルムコンデンサのショートや破壊を防止する上で重要な性質である。厚み当たりの耐電圧とフィルムコンデンサの保安性を両立させる手段として、ポリプロピレンフィルムの表面性状を制御することが有効であると考えられており、これまで様々な検討がされている。
【0005】
ポリプロピレンフィルムの表面性状を制御する方法として、ポリプロピレンのβ晶からα晶への結晶転移を利用する方法(以下β晶法と記載)が知られている。この結晶転移を利用する方法は、耐電圧の悪化が懸念される添加剤等の不純物を混入させる必要がないため、フィルムコンデンサ用二軸配向ポリプロピレンフィルムの粗面化方法として好ましく用いられている(例えば、特許文献1、2参照)。
【0006】
表面粗さの密度や突起の均一性に着目した技術として、分岐鎖状ポリプロピレンを添加する方法(例えば、特許文献3、4参照)や分子量や分子量分布の異なるポリプロピレンを混合する方法(例えば、特許文献5参照)が提案されている。これらの方法では球晶サイズを小さく制御できるため、高さの均一な凸部を高密度で形成することができる。
【0007】
また、表面粗さの凸部と凹部に着目した技術として、縦延伸シートに高温加圧処理する方法(例えば、特許文献6参照)が提案されている。本方法では凸部と凹部の高さを均一に制御することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
特開2008-133446号公報
特開2014-077057号公報
WO2007/094072号公報
WO2012/121256号公報
特開2014-231584号公報
特開2019-172973号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
しかしながら、一般的な直鎖状ポリプロピレンからなるフィルムを使用して特許文献1や2に記載のβ晶法を適用した場合、クレーター状に急峻な凸部と凹部が低い密度で形成されるため、特に凹部で絶縁破壊が発生しやすく、高温状況下での耐電圧特性に課題があった。また、高さの均一な凸部を高密度で形成する特許文献3、4、5に記載の方法を適用した場合や、表面粗さの凸部と凹部の高さを均一に制御する特許文献6に記載の方法を適用した場合、局所的な粗大突起や凹部形状を抑制することができず、フィルムコンデンサ作製時の加工性や近年の高温・高電圧環境における耐電圧性や保安性に影響するフィルム層間のエアー量の制御が十分であるとはいえなかった。
【0010】
そこで本発明の課題は、高い加工性、耐電圧性を有し、かつ、主に大容量フィルムコンデンサにおいて適正な保安性を得るため、フィルム表面の局所的な粗大突起や凹部の形成を抑制し、フィルムコンデンサのフィルム層間のエアー量および間隙距離を均一に制御することが可能な表面性状を有する、二軸配向ポリプロピレンフィルムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
(【0011】以降は省略されています)

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