CN105143320B - 电容器用双轴取向聚丙烯膜、金属化膜及膜电容器 - Google Patents
电容器用双轴取向聚丙烯膜、金属化膜及膜电容器 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种即使在高电压用电容器用途中也发挥优异的高温时的耐电压性和可靠性,确保稳定的元件加工性的电容器用双轴取向聚丙烯膜。本发明为两面具有突起的电容器用双轴取向聚丙烯膜,其特征在于,厚度(t1)为1~3μm,任一表面的10点平均粗糙度(SRz)都为50nm以上且小于500nm,并且在将一表面设为A面、将另一面设为B面时,满足全部下述式(1)和式(2)。150≤Pa≤400···(1)50≤Pb≤150···(2)(上述式(1)和式(2)中,Pa为A面每0.1mm2所存在的突起的个数,Pb为B面每0.1mm2所存在的突起的个数)。
Description
技术领域
本发明涉及适合于包装用、工业用等的双轴取向聚丙烯膜,进一步详细地说,涉及作为电容器用电介质维持非常高的耐电压性,同时生产性优异的电容器用双轴取向聚丙烯膜、金属化膜以及膜电容器。
背景技术
双轴取向聚丙烯膜的透明性、机械特性、电气特性等优异,因此可用于以包装用途、带用途、电缆***、电容器为代表的电气用途等各种用途。
其中,电容器用途中,由于其优异的耐电压特性、低损失特性,因此不仅仅在直流用途、交流用途,而且特别优选用于高电压电容器用。
最近,各种电气设备不断被逆变化,与此相伴电容器的小型化、大容量化的要求进一步增强。受到这样的市场、特别是汽车用途(包含混合动力车用途)、太阳光发电、风力发电用途的要求,提高双轴取向聚丙烯膜的耐电压性,维持生产性、加工性,并且进一步薄膜化成为必须的状况。
关于高电压电容器用所使用的双轴取向聚丙烯膜,从耐电压性、生产性、加工性的观点考虑,需要使表面适度粗面化,这特别是对于膜的滑动性、油含浸性的提高、或在蒸镀电容器中赋予安全保障性特别重要。这里,所谓安全保障性,是指在以该电介质膜上形成的金属蒸镀膜作为电极的金属蒸镀电容器中,在异常放电时使蒸镀金属通过放电能量而飞散,从而恢复绝缘性,防止短路的功能,从安全性来看也是极其有用的功能。
作为双轴取向聚丙烯膜的粗面化方法,迄今为止提出了压纹法、喷砂法等机械方法、利用溶剂进行的化学蚀刻等化学方法、将混合有聚乙烯等异种聚合物的片进行拉伸的方法、将生成了β晶的片进行拉伸的方法(例如,参照专利文献1、2)等。
然而,在机械方法和化学方法中粗糙密度低,此外在通常的条件下将生成了β晶的片进行拉伸的方法中易于产生粗大突起,在粗糙密度、粗大突起、突起个数这样的方面有时不充分。此外,通过这些方法粗面化了的膜,有时在电容器形成时向膜层间的油含浸变得不充分,易于部分产生未含浸部分,电容器寿命变短。在将配合有聚乙烯等异种聚合物的片进行拉伸的方法中,虽然在电容器形成时气泡的残存少,但在将该膜再循环的情况下有时异种聚合物会带来不良影响,存在再循环性差这样的问题。
此外,通过任一方法被粗面化的双轴取向聚丙烯膜,都是在高温下电容器的电位梯度为370V/μm以上的严格使用条件下,有时安全保障性不充分,在可靠性方面发生问题。这里,所谓电位梯度,表示每单位膜厚度的施加电压。
此外,作为粗糙密度的提高、突起的均匀性,提出了高熔体张力聚丙烯膜(例如,参照专利文献4)、叠层有这样的高熔体张力聚丙烯膜和通常的聚丙烯膜(例如,参照专利文献3)的膜等。然而,在将高熔体张力聚丙烯树脂其本身使用于电容器用途的情况下,有不能获得充分的耐热性和耐电压性,特别是高温下的绝缘击穿电压显著地降低的问题。
此外,在将高熔体张力聚丙烯树脂进行叠层的技术中,实际情况是特别是膜厚度为5μm以下的薄膜膜得不到均匀的叠层厚度构成,不能形成在实用上令人满意的电介质膜。
进一步,专利文献5中公开了表面的粗面化度被控制了的双轴取向聚丙烯膜及其制造方法。然而,专利文献5的技术中,使膜表面为低突起水平的粗面化度不充分并且困难。
进一步,专利文献5、6中提出了,通过使未拉伸片的β晶分率在特定范围内,使至少膜的一面为微细的粗面,从而可以兼具元件卷性和耐电压性。然而,专利文献5或6所公开的制造方法中,不能充分控制膜两面的粗面化度,并且所得的膜的粗面程度特别是不能充分满足汽车用途所要求的耐电压性和生产性、加工性。
此外,公开了在将双轴取向聚丙烯膜的原料树脂进行熔融挤出时,通过使未拉伸片与流延鼓密合的气刀的空气温度控制为60~120℃,从而将膜的两面的粗糙度控制在规定范围的技术(例如,参照专利文献7)。然而专利文献7中,在要求高温下电容器电位梯度为450V/μm以上的高耐电压的用途中,有时安全保障性不充分,在可靠性方面产生问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开昭51-63500号公报
专利文献2:日本特开2001-324607号公报
专利文献3:日本特开2001-129944号公报
专利文献4:日本特开2001-72778号公报
专利文献5:日本特许第3508515号公报
专利文献6:日本特开2007-308604号公报
专利文献7:日本特开2011-122143号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明提供在高电压用电容器用途中发挥优异的耐电压性和可靠性,确保稳定的生产性、元件加工性的电容器用双轴取向聚丙烯膜。
这样的电容器用双轴取向聚丙烯膜提供适合于电容器用途等的、两面具有突起的均匀性优异,粗糙密度高,粗大突起少的平滑的表面的双轴取向聚丙烯膜。
用于解决课题的方法
用于解决上述课题的本发明具有以下特征。
本发明的电容器用双轴取向聚丙烯膜,其特征在于,是两面具有突起的电容器用双轴取向聚丙烯膜,上述电容器用双轴拉伸聚丙烯膜的厚度(t1)为1~3μm,任一表面的10点平均粗糙度(SRz)都为50nm以上且小于500nm,在将一面设为A面、将另一面设为B面时,满足全部下述式(1)和式(2)。
150≤Pa≤400···(1)
50≤Pb≤150···(2)
(上述式(1)和式(2)中,Pa为A面每0.1mm2所存在的突起的个数,Pb为B面每0.1mm2所存在的突起的个数)
此外,本发明的电容器用双轴取向聚丙烯膜,在上述发明中,其特征在于,同时满足下述式(3)和式(4)。
0.5≤Pa50-250/Pa≤1.0···(3)
0.5≤Pb50-250/Pb≤1.0···(4)
(上述式(3)和式(4)中,Pa50-250为A面每0.1mm2所存在的高度50nm以上且小于250nm的突起的个数,Pb50-250为B面每0.1mm2所存在的高度50nm以上且小于250nm的突起的个数)
此外,本发明的电容器用双轴取向聚丙烯膜,在上述发明中,其特征在于,任一表面的中心线平均粗糙度(SRa)都为10nm以上30nm以下。
此外,本发明的电容器用双轴取向聚丙烯膜,在上述发明中,其特征在于,任一表面的10点平均粗糙度(SRz)都为50nm以上400nm以下。
此外,本发明的电容器用双轴取向聚丙烯膜,在上述发明中,其特征在于,含有支链状聚丙烯(H)0.05~10质量%。
此外,本发明的金属化膜,其特征在于,是在上述任一项所述的电容器用双轴取向聚丙烯膜的至少一面设置金属膜而成的。
此外,本发明的金属化膜,在上述发明中,其特征在于,上述金属膜的表面电阻在1~20Ω/□的范围内。
此外,本发明的膜电容器,其特征在于,是使用上述任一项所述的金属化膜而成的。
发明的效果
根据本发明,可以提供通过具有优异的表面特性从而即使为薄的膜,加工适应性也优异,即使在低温(-40℃)至高温(105℃)的宽范围的气氛温度条件下也发挥高耐电压性的电容器用双轴取向聚丙烯膜,因此特别是在电容器用途中,优选在汽车用、太阳光发电、风力发电用中是适合的。
具体实施方式
本发明的电容器用双轴取向聚丙烯膜,其两面具有突起,厚度(t1)为1~3μm。另外,本说明书中,厚度t1(μm)如后述那样,为通过测微计法得到的厚度。
此外,本发明的电容器用双轴取向聚丙烯膜是任一表面的10点平均粗糙度(SRz)都为50nm以上且小于500nm,并且在将一面设为A面、将另一面设为B面时,满足全部下述式(1)和式(2)的电容器用双轴取向聚丙烯膜。
150≤Pa≤400···(1)
50≤Pb≤150···(2)
上述式(1)和式(2)中,Pa为A面每0.1mm2所存在的突起的个数,Pb为B面每0.1mm2所存在的突起的个数。
首先,对于本发明的电容器用双轴取向聚丙烯膜的物理特性进行说明。
关于本发明的电容器用双轴取向聚丙烯膜,从电容器元件尺寸和制膜稳定性方面出发,通过测微计法得到的膜的厚度(t1)优选为1~3μm。另外,通过测微计法得到的膜的厚度(t1),在存在突起的情况下也包含它们在内进行测定,因此成为表示膜的最大厚度的指标。如果膜的厚度(t1)过薄,则有时机械强度、绝缘击穿强度差。此外,如果膜的厚度(t1)过厚,则难以制膜均匀厚度的膜,此外在作为电容器用的电介质使用的情况下,每体积的容量减小。
本发明的电容器用双轴取向聚丙烯膜,任一表面的10点平均粗糙度(SRz)都为50nm以上且小于500nm。如果10点平均粗糙度(SRz)小于50nm,则由于排气不良而不能顺利地进行膜的卷绕,此外在蒸镀工序、切开工序和电容器元件卷工序中,有输送时易于带来损伤而成为缺陷的倾向。特别是,在电容器元件卷工序中易于引入褶皱,层间间隙也窄,发生局部的层间密合,由于电场集中而耐电压易于降低。如果10点平均粗糙度(SRz)为500nm以上,则膜最小厚度变薄,因此耐电压易于降低。10点平均粗糙度(SRz)更优选为50~450nm,特别优选为50~400nm,由此能够获得切开工序和电容器元件卷工序中的卷绕性进一步被改善,加工性优异的膜。
此外,本发明的电容器用双轴取向聚丙烯膜,在将一面设为A面、将另一面设为B面时,满足下述式。
150≤Pa≤400···(1)
50≤Pb≤150···(2)
上述式(1)和式(2)中,Pa为A面每0.1mm2所存在的突起的个数,Pb为B面每0.1mm2所存在的突起的个数。
上述式(1)和式(2)中,在每单位面积的突起个数小于规定值,即,Pa的值小于150和/或Pb的值小于50的情况下,由于排气不良而不能顺利地进行膜的卷绕,此外在蒸镀工序、切开工序和电容器元件卷工序中,有输送时易于带来损伤而产生缺陷的倾向。特别是,在电容器元件卷工序中滑动性差,因此输送时易于引入褶皱,层间间隙也窄因此发生局部的层间密合,由于电场集中而耐电压易于降低。在每单位面积的突起的个数大于规定值,即,Pa的值大于400和/或Pb的值大于150情况下,有膜的最小厚度变薄的倾向,耐电压易于降低。
此外,电容器用双轴取向聚丙烯膜优选同时满足以下的式(3)和式(4)。
0.5≤Pa50-250/Pa≤1.0···(3)
0.5≤Pb50-250/Pb≤1.0···(4)
上述式(3)和式(4)中,Pa50-250为A面每0.1mm2所存在的高度50nm以上且小于250nm的突起的个数,Pb50-250为B面每0.1mm2所存在的高度50nm以上且小于250nm的突起的个数。
上述式(3)和式(4)中,A面和B面的高度为50nm以上且小于250nm的突起的比例,即,Pa50-250/PA和Pb50-250/Pb的值更优选为0.55以上1.0以下,进一步优选为0.6以上1.0以下。在Pa50-250/Pa和Pb50-250/Pb小于0.5的情况下,突起高度过低或过高,因此有制成电容器的情况下的膜层间的间隙变窄或变宽的倾向。在膜层间的间隙变窄的情况下,含浸型的电容器形成时向膜层间的油含浸变得不充分,易于部分产生未含浸部分,电容器寿命变短。此外,在膜层间的间隙变宽的情况下,膜最小厚度变薄,因此耐电压易于降低。
此外,电容器用双轴取向聚丙烯膜的两面的中心线平均粗糙度(SRa)优选为10~30nm,进一步优选为15~25nm。如果中心线平均粗糙度(SRa)大于30nm,则在将膜进行叠层的情况下有时层间易于进入空气,导致电容器元件的劣化。此外,有时在膜上形成金属层时金属层产生开孔等,高温时的绝缘击穿电压、元件寿命降低;有时电压施加时电荷集中,成为绝缘缺陷的原因。此外,如果中心线平均粗糙度(SRa)小于10nm,则有时膜变得极端不易滑动而操作性差;有时在电容器元件中含浸绝缘油时在膜层间绝缘油不能均匀地渗透,连续使用时的容量变化变大。
本发明的电容器用双轴取向聚丙烯膜,优选相对于上述中心线平均粗糙度(SRa),10点平均粗糙度(SRz)在某一定范围内。即,任一面的10点平均粗糙度(SRz)与中心线平均粗糙度(SRa)的比(SRz/SRa)的值都优选为3~20的范围内,进一步优选为5~18的范围内,特别优选为8~15的范围内。
如果该比(SRz/SRa)的值过大,则粗大突起的比例增加,因此在将膜叠层的情况下有时层间进入空气而导致电容器元件的劣化。此外,有时在膜上形成金属层时产生开孔等,高温时的绝缘击穿电压、元件寿命降低。此外,如果该比(SRz/SRa)过小,则有时操作性、膜输送时的稳定性差。
如上述那样,对表面突起进行了规定的本发明的电容器用双轴取向聚丙烯膜具有其表面的均匀性优异,其粗糙密度的均匀性也优异的特征性表面形成。而且,如果使用这样的双轴取向聚丙烯膜来制作电容器,则例如即使引起绝缘击穿,膜层间也保持适度的间隙,因此没有短路击穿,可以维持电容器寿命,可以稳定地发挥安全保障性。
另外,上述突起高度、突起个数、10点平均粗糙度(SRz)、中心线平均粗糙度(SRa)等值可以基于JIS B-0601(1982),使用株式会社小坂研究所制“非接触三维微细形状测定仪(ET-30HK)”和“三维粗糙度分析装置(型号SPA-11)”来进行测定。测定条件等的详细内容后述。
本发明的电容器用双轴取向聚丙烯膜表面的光泽度优选为125~145%的范围,更优选为130~140%。使光泽度降低意味着使膜表面的凹凸致密,每单位面积的突起个数增加,粗糙密度变高。如果使光泽度降低直至小于125%,则由于突起高度、突起个数增加而作为电容器的高温下的耐电压变得易于降低。另一方面,如果光泽度超过145%,则有时膜层间非常不易滑动,扁平状的电容器元件的成型变得困难;有时不能维持充分的膜层间的间隙,安全保障性极端恶化。
本发明的电容器用双轴取向聚丙烯膜的至少一面的表面湿润张力优选为37~50mN/m,进一步优选为39~48mN/m。通常聚丙烯膜的表面湿润张力为30mN/m左右,但通过例如电晕放电处理、等离子体处理、辉光处理、火焰处理可以提高表面湿润张力。如果至少一面的表面湿润张力为37mN/m以上,则与金属膜的粘接性优异,可以提高电容器的安全保障性。
接下来,对本发明的电容器用双轴取向聚丙烯膜所使用的直链状聚丙烯等原料进行说明。
作为本发明的电容器用双轴取向聚丙烯膜的主原料的直链状聚丙烯通常使用于包装材、电容器用。本发明所使用的直链状聚丙烯,优选为冷二甲苯可溶部(CXS)为4质量%以下,并且全同立构五单元组分率为0.95以上的聚丙烯。如果不满足这些,则有时制膜稳定性差;有时制造双轴取向了的膜时膜中形成空隙,有时尺寸稳定性和耐绝缘击穿特性的降低变大。
本发明所涉及的直链状聚丙烯的冷二甲苯可溶部(CXS)优选为4质量%以下,进一步优选为3质量%以下,特别优选为2质量%以下。所谓冷二甲苯可溶部(CXS),为将聚丙烯用二甲苯完全溶解后在室温下析出时,二甲苯中所溶解的聚丙烯成分,可认为相当于低立构规整性成分、低分子量成分等不易结晶化的成分。如果冷二甲苯可溶部(CXS)高于4质量%,则有时发生膜的热尺寸稳定性、高温下的绝缘击穿电压降低等问题。
本发明所涉及的直链状聚丙烯的全同立构五单元组分率优选为0.95以上,进一步优选为0.97以上。全同立构五单元组分率为表示通过核磁共振法(NMR法)测定的聚丙烯的结晶相的立构规整性的指标,该数值越高则结晶度越高,熔点越高,高温下的绝缘击穿电压越高。关于全同立构五单元组分率的上限,没有特别规定。为了获得这样立构规整性高的直链状聚丙烯,优选采用将用正庚烷等溶剂洗涤获得的聚丙烯树脂粉末的方法;适当进行催化剂和/或助催化剂的选定、组成的选定的方法等。
作为本发明所涉及的直链状聚丙烯,熔体流动指数(MFR)优选为1~10g/10分钟(230℃,21.18N荷重),特别优选为2~5g/10分钟(230℃,21.18N荷重)的范围。为了使直链状聚丙烯的熔体流动指数(MFR)为上述值,可采用控制平均分子量、分子量分布的方法等。
本发明所涉及的直链状聚丙烯主要由丙烯的均聚物构成,但在不损害本发明的目的的范围内,直链状聚丙烯可以含有其它由不饱和烃构成的共聚成分等。此外,作为本发明的电容器用双轴取向聚丙烯膜的树脂原料,在直链状聚丙烯中可以掺混丙烯与其它不饱和烃的共聚物。作为这样的共聚成分、构成掺混物的单体成分,可举出例如,乙烯、丙烯(共聚而得的掺混物的情况)、1-丁烯、1-戊烯、3-甲基戊烯-1、3-甲基丁烯-1、1-己烯、4-甲基戊烯-1、5-乙基己烯-1、1-辛烯、1-癸烯、1-十二碳烯、乙烯基环己烯、苯乙烯、烯丙基苯、环戊烯、降冰片烯、5-甲基-2-降冰片烯等。关于共聚量或掺混量,从耐绝缘击穿特性、尺寸稳定性方面出发,优选共聚量小于1mol%,掺混量小于10质量%。
此外,本发明所涉及的直链状聚丙烯中,在不损害本发明的目的的范围内也可以含有各种添加剂(例如结晶成核剂、抗氧化剂、热稳定剂、滑动剂、抗静电剂、防粘连剂、填充剂、粘度调节剂、着色防止剂)。
在这些添加剂中,抗氧化剂的种类和添加量的选定从长期耐热性的观点考虑是重要的。即,作为抗氧化剂,优选为具有立***阻性的酚系抗氧化剂,在混合使用多种的情况下,优选至少1种为分子量500以上的高分子量型的抗氧化剂。作为抗氧化剂的具体例,可举出各种抗氧化剂,优选例如与2,6-二-叔丁基-对甲酚(BHT:分子量220.4)一起并用1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二-叔丁基-4-羟基苄基)苯(例如BASF社制Irganox(注册商标)1330:分子量775.2)或四[亚甲基-3(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]甲烷(例如BASF社制IRGANOX(注册商标)1010:分子量1177.7)。这些抗氧化剂的总含量相对于聚丙烯总量优选为0.03~1.0质量%的范围。如果抗氧化剂过少则有时长期耐热性差。如果抗氧化剂过多则由于这些抗氧化剂的渗出而导致高温下的粘连,从而有时对电容器元件带来不良影响。更优选的含量为0.1~0.9质量%,特别优选为0.2~0.8质量%。
本发明所涉及的直链状聚丙烯中,在不违背本发明的目的的范围内,可以添加结晶成核剂。作为结晶成核剂,除了α晶成核剂(二亚苄基山梨糖醇类、苯甲酸钠等)、β晶成核剂(1,2-羟基硬脂酸钾、苯甲酸镁、N,N’-二环己基-2,6-萘二甲酰胺等酰胺系化合物、喹吖啶酮系化合物等)以外,可例示后述的支链状聚丙烯(H)。作为结晶成核剂,优选含有其本身具有α晶或β晶的结晶成核剂效果的支链状聚丙烯(H)。本发明所涉及的电容器用双轴取向聚丙烯膜中,通过添加支链状聚丙烯(H)以外的α晶成核剂、β晶成核剂,从而有时难以获得目标的表面粗糙度;有时高温下的体积固有电阻的降低等、对电气特性也带来不良影响,作为添加量,优选地,优选小于0.1质量%,进一步优选实质上不添加。
本发明的电容器用双轴取向聚丙烯膜优选含有支链状聚丙烯(H),进一步,优选由直链状聚丙烯与上述支链状聚丙烯(H)的混合物构成。在该情况下,优选支链状聚丙烯(H)在230℃测定时的熔体张力(MS)与熔体流动指数(MFR)满足下述式(5)。
log(MS)>-0.56log(MFR)+0.74···(5)
这里,所谓在230℃测定时的熔体张力,是指按照JIS-K7210(1999)所示的熔体流动指数(MFR)测定而测定的值。具体而言,使用株式会社东洋精机制作所制熔体张力试验机,将聚丙烯加热至230℃,将熔融聚丙烯以挤出速度15mm/分钟排出并制成线料,将该线料以6.4m/分钟的速度牵引,测定此时的张力,作为熔体张力(单位cN)。此外,所谓在230℃测定时的熔体流动指数(MFR),是指按照JIS-K7210(1999)以荷重21.18N测定的值(单位g/10分钟)。
作为本发明所使用的支链状聚丙烯(H),优选满足上述式(5),但没有特别限定,从制膜性的观点考虑熔体流动指数(MFR)优选处于1~20g/10分钟的范围,更优选处于1~10g/10分钟的范围。此外,关于支链状聚丙烯(H)的熔体张力,优选处于1~30cN的范围,更优选处于2~20cN的范围。如果熔体张力小则突起的均匀性差,10点平均粗糙度(SRz)与中心线平均粗糙度(SRa)的比(SRz/SRa)变大,变得易于形成粗大突起。熔体张力越大则有突起的均匀性越高,该比(SRz/SRa)越小的倾向,因此易于变成致密的表面形成(每单位面积的突起个数多)。
如果本发明的电容器用双轴取向聚丙烯膜含有支链状聚丙烯(H),则通常的聚丙烯的熔融结晶温度为大约110℃附近,与此相对,可以提高至115℃以上。在由于某种原因电介质膜发生绝缘击穿时,由于所产生的放电能量而放电部周边的蒸镀金属飞散,并且膜本身也部分熔化。通常如果电容器的气氛温度变为高温则不易再结晶化而不易恢复绝缘性,但由于支链状聚丙烯(H)的添加而提高熔融结晶温度,从而再结晶化变得容易,可以提高安全保障性。
为了获得在230℃测定时的熔体张力(MS)和熔体流动指数(MFR)满足上述式(5)的支链状聚丙烯(H),可优选使用将具有支链结构的低聚物、聚合物进行掺混的方法;日本特开昭62-121704号公报所记载地那样在聚丙烯分子中导入长链支链结构的方法;或日本特许第2869606号公报所记载的方法等。作为满足上述式(5)的支链状聚丙烯(H),具体而言可例示Basell社制“Profax PF-814”、Borealis社制“Daploy HMS-PP”(例如,WB130HMS、WB135HMS),其中通过电子射线交联获得的PF-814由于树脂中的凝胶成分少,因此优选使用。另外,本发明的电容器用双轴取向聚丙烯膜中使用的支链状聚丙烯(H)优选为相对于碳原子10,000个中具有5处以下的内部3取代烯烃。该内部3取代烯烃的存在可以通过1H-NMR光谱的质子比来确认。
本发明的电容器用双轴取向聚丙烯膜优选含有在230℃测定时的熔体张力(MS)和熔体流动指数(MFR)满足上述式(5)的支链状聚丙烯(H)0.05~10质量%,更优选为0.5~8质量%,进一步优选为1~5质量%。如果支链状聚丙烯(H)的含量小于0.05质量%,则有时粗大突起的比例增加,膜的耐电压降低。此外,如果支链状聚丙烯(H)的含量高于10质量%,则有时膜表面的凹坑形状变得过小,形成元件加工性差的平滑的表面。
在本发明的电容器用双轴取向聚丙烯膜由直链状聚丙烯和支链状聚丙烯(H)构成的情况下,在采用后述方法测定熔点时,在第二次运行中测定时观测到的熔融峰显现至少2个。即,除了第一熔融峰(温度160~172℃)以外,具有肩峰(148~157℃)。由此能够形成具有均匀的突起,粗大突起少的致密的表面。此外,通过在电容器用双轴取向聚丙烯膜中以上述比例添加支链状聚丙烯(H),从而可以制造具有突起的均匀性优异,而且没有粗大突起的优异的特征性表面形状,在从-40℃至超过105℃的宽范围的气氛温度条件下也发挥优异的加工性和高耐电压性的电容器用双轴取向聚丙烯膜。
此外,本发明的电容器用双轴取向聚丙烯膜的灰分优选为50ppm以下(质量基准,以下相同),更优选为30ppm以下,特别优选为20ppm以下。如果这样的灰分过多,则该膜的耐绝缘击穿特性降低,在制成电容器的情况下有时绝缘击穿电压降低。为了使灰分为该范围,使用催化剂残渣少的原料是重要的,可以采用来自制膜时的挤出体系的污染也极力降低等的方法,例如渗料时间花费1小时以上,实际上在开始制膜之前用聚合物充分洗涤通路等方法。
接下来,对在本发明的电容器用双轴取向聚丙烯膜的表面形成突起的方法进行说明。
作为在本发明所涉及的电容器用双轴取向聚丙烯膜的表面形成突起的方法,可以使用利用结晶***的方法。该方法不需要添加杂质,因此与添加不与聚丙烯相容的树脂、无机和/或有机粒子等的方法相比,使绝缘击穿电压等电气特性恶化的可能性低,因此被优选采用。以下,对通过结晶***获得的表面形态进行说明。
所谓利用结晶***的面形成法,为文献(M.Fujiyama et al.,journal ofApplied Polymer Science 36,P.985-1048(1998))等所记载的利用聚丙烯所具有的2个结晶体系来形成表面的方法。事先使未拉伸片生成α晶(单斜晶系,结晶密度0.936g/cm2)系的球晶和β晶(六方晶系,结晶密度0.922g/cm2)系的球晶,在拉伸工序中,使热不稳定的β晶结晶***为α晶,从而在膜表面形成凹凸。
通过利用结晶***的面形成法获得的表面凹凸,即突起的形状呈现形成为圆弧状的凹坑形状。即,观察到凸部排列成圆形、椭圆形的形状的形态。凹坑形状与双轴拉伸时的纵横的拉伸倍率比对应地其纵横比发生变化,纵横比为1的各向同性的拉伸时成为大致圆状,随着纵横比变大而扁平化。通常,通过逐次双轴拉伸法获得的形状在膜的横向(膜卷的宽度方向)上具有长轴。此外,根据球晶的形成方法,有时显示形状不同的凹坑多个重叠了的形状,此外有时圆弧没有闭合成环状,呈现弓状或半弧状的形状。
本发明的电容器用双轴取向聚丙烯膜中,作为生成特征性表面形状的方法之一,可举出添加具有成核剂效果的原料来提高核形成能力,增加核个数,并且,形成小的微细突起大量存在,平坦处比较少,均匀地形成了突起的表面。作为具有成核剂效果的原料,可例示上述支链状聚丙烯(H)。通过控制该支链状聚丙烯(H)的添加量和制膜条件,从而可以控制上述凹坑形状。作为结果,本发明的电容器用双轴取向聚丙烯膜能够生成特征性凹凸形状。
本发明的电容器用双轴取向聚丙烯膜通过使用可赋予上述特性的原料,进行双轴拉伸来获得。作为双轴拉伸的方法,通过吹胀同时双轴拉伸法、拉幅机同时双轴拉伸法、拉幅机逐次双轴拉伸法的任一方法都可以获得,其中,从制膜稳定性、厚度均匀性、控制膜的表面形状方面考虑,优选采用拉幅机逐次双轴拉伸法。
以下说明本发明的电容器用双轴取向聚丙烯膜的制造方法,但不一定限定于此。
首先,在直链状聚丙烯中以规定的比例掺混支链状聚丙烯(H)进行熔融挤出,通过过滤滤器后,在230~260℃的温度从T型模挤出,在冷却鼓上使其固化,获得未拉伸片。这里,为了获得本发明的电容器用双轴取向聚丙烯膜,需要适当地生成β晶,为了适当地生成β晶,优选适当地进行冷却鼓的温度控制。为了有效率地生成β晶,优选在β晶的生成效率成为最大的树脂温度维持规定时间,该温度通常为115~135℃。此外作为保持时间,优选保持1秒以上。为了实现这些条件,可以根据树脂温度、挤出量、牵引速度等确定适当工艺,从生产性的观点考虑,由于冷却鼓的直径对于保持时间有大的影响,因此该鼓的直径优选为至少1m以上。此外,应当选定的冷却鼓温度优选为60~110℃,进一步优选为70~100℃,特别优选为75~90℃的范围。如果冷却鼓温度高于110℃,则β晶形成过度进行,因此有时在膜内产生空隙,耐绝缘击穿特性降低。另一方面,如果冷却鼓温度小于60℃,则有时β晶未生成,形成元件加工性差的平滑的表面。
作为未拉伸片向冷却鼓密合的方法,可以使用静电施加法、利用了水的表面张力的密合方法、气刀法、压辊法、水中浇铸法等中的任一方法,优选为平面性良好并且能够控制表面粗糙度的气刀法。
另外,以往所进行的通常条件的气刀法中,控制未与冷却鼓接触的未拉伸片的非鼓面的β晶生成是非常困难的。因此,作为用于获得本发明的电容器用双轴取向聚丙烯膜的方法之一,优选采用下述方法:使用加热冷却器等使赋予对冷却鼓的密合性的气刀的空气温度上升、下降,喷射控制成规定温度的空气的方法。由此,能够进行非鼓面侧的未拉伸片的温度控制,可以使非鼓面侧的未拉伸片所承受的热历程与鼓面侧的未拉伸片所承受的热历程接近,或还可以大幅改变热历程。即,能够分别控制未拉伸片的两面的结晶生成。因此,可以控制本发明的双轴取向聚丙烯膜的两面的粗化度,可以达成本申请的表面粗糙度。
气刀的空气温度优选为0~40℃,进一步优选为5~35℃,特别优选为10~30℃的范围。
如果气刀的空气温度过高,则有时膜的结晶化过度进行,随后的工序中的拉伸变得困难;有时膜内形成空隙而耐绝缘击穿特性降低。此外,如果气刀的空气温度过低,则结晶生成变得不充分,难以获得目标的表面的粗化度。
另外,冷却鼓与气刀的空气温度的温度差优选为50~100℃,进一步优选为55~90℃,特别优选为60~80℃的范围。在冷却鼓与气刀的空气温度的温度差小于40℃的情况下,有时突起个数变得表里同等。另一方面,如果冷却鼓与气刀的空气温度的温度差高于100℃,则有时冷却鼓上的膜成型变得不稳定,随后的输送工序、拉伸工序变得困难。
此外,气刀的吹出空气速度优选为130~150m/s,为了提高宽度方向均匀性,优选成为套管结构。在空气速度小于130m/s的情况下不能赋予充分的与冷却鼓的密合性,制膜性恶化,在超过150m/s的情况下,未形成均匀的对冷却鼓的密合,易于产生制膜性、品质不均、厚度不均等缺陷。此外,为了不发生膜的振动,优选以在制膜下游侧流动空气的方式调整气刀的位置。
接下来,将该未拉伸片进行双轴拉伸。首先,将未拉伸片通过保持于120~150℃的辊进行预热。接着将该片在130℃~150℃、更优选为135~145℃沿长度方向拉伸至2~8倍、更优选为3~7倍,然后冷却至室温。然后,将该拉伸膜导入拉幅机,在140~160℃、更优选为150~158℃沿宽度方向拉伸至7~13倍、更优选为8~12倍。接着沿宽度方向赋予2~20%的松弛,同时在140~160℃的温度进行热定形,从而可以制造本发明的双轴取向聚丙烯膜。
本发明的电容器用双轴取向聚丙烯膜优选用作电容器用电介质膜,但电容器的类型不受限定。具体而言,从电极构成的观点出发,可以为箔卷电容器、金属蒸镀膜电容器的任一种,也优选使用含浸有绝缘油的油浸型的电容器、完全未使用绝缘油的干式电容器。此外,从形状的观点出发,可以为卷绕式也可以为叠层式,从本发明的膜的特性出发,特别优选作为金属蒸镀膜电容器来使用。
在制成在本发明的电容器用双轴取向聚丙烯膜上设置有金属膜的金属化膜的情况下,对形成金属膜的面,在大气中、氮气中、二氧化碳中或它们的混合气体中,以处理强度20~30W·min/m2实施电晕放电处理,赋予蒸镀金属的粘接性。
在本发明中,在电容器用双轴取向聚丙烯膜表面上设置金属膜来制成金属化膜的方法没有特别限定,优选使用例如,在聚丙烯膜的至少一面蒸镀铝来设置成为膜电容器的内部电极的铝蒸镀膜等金属膜的方法。此时,也可以与铝同时或逐次蒸镀例如镍、铜、金、银、铬和锌等其它金属成分。此外,也可以在蒸镀膜上用油等设置保护层。
电容器用双轴取向聚丙烯膜表面所设置的金属膜的厚度,从膜电容器的电气特性和自复原性方面出发,优选为20~100nm的范围。此外,基于同样的理由,金属膜的表面电阻值优选为1~20Ω/□的范围。表面电阻值能够通过所使用的金属种类和膜厚进行控制。另外,表面电阻的测定法后述。
本发明中,可以在形成金属膜之后,根据需要将金属化膜在特定的温度实施老化处理、热处理。此外,基于绝缘或其它目的,也可以对金属化膜的至少一面实施聚苯醚等的涂布。这样获得的金属化膜可以通过各种方法进行叠层或卷绕来获得膜电容器。如果例示卷绕型膜电容器的优选制造方法,则如下所述。
对电容器用双轴取向聚丙烯膜,以具有没有载置蒸镀金属的余裕部的方式蒸镀金属膜。接下来,在各蒸镀部的中央与各余裕部的中央入刀而切开成带状,制作出左或右的一方具有余裕部的带状的卷绕卷轴。使左侧具有余裕的卷绕卷轴与右侧具有余裕的卷绕卷轴的各一根以蒸镀部分沿宽度方向从余裕部伸出的方式重合2张并卷绕。由所得的卷绕体拔出芯材进行压制,在其两端面喷镀金属喷镀(metallikon)来制作外部电极,将引线与金属喷镀焊接,从而获得卷绕型膜电容器。
膜电容器的用途遍及铁道车辆用、汽车用(混合动力车、电动汽车)、太阳光发电/风力发电用和一般家电用等多领域,如上述那样制造的本发明的膜电容器也可以适合用于这些用途。特别是在要求高耐电压的混合动力车用的逆变器电路中适合使用。
本发明中的特性值的测定方法以及效果的评价方法如下。
(1)膜厚度(μm)
按照JIS C-2330(2001)的7.4.1.1,测定出测微计法厚度。
(2)光泽(光泽度)
按照JIS K-7105(1981),使用スガ试验机株式会社制数字变角光泽计UGV-5D以入射角60°受光角60°的条件进行测定,将得到的5点数据的平均值设为光泽度。
(3)熔体流动指数(MFR)
按照JIS-K7210(1999),以测定温度230℃、荷重21.18N进行测定。
(4)熔体张力(MS)
按照JIS-K7210(1999)所示的MFR测定用的装置进行测定。使用株式会社东洋精机制作所熔体张力试验机,将聚丙烯加热至230℃,将熔融聚丙烯以挤出速度15mm/分钟排出制成线料,将该线料以6.5m/分钟的速度牵引,测定此时的张力,设为熔体张力。
(5)熔点、熔融结晶温度(℃)
使用セイコー电子工业株式会社制RDC220差示扫描量热计,在下述以下的条件下进行测定。
<试样的调制>
将试样5mg封入测定用的铝盘中。另外,在对膜实施了金属蒸镀等的情况下适宜除去。
<测定>
按照以下的(a)→(b)→(c)的步骤使膜熔融、再结晶、再熔融。关于树脂的熔点,将第二次运行中观测到的熔融峰中最高温侧的熔融峰温度设为熔点。此外,将在降温时观测到的结晶化峰温度中最高温侧的峰温度设为熔融结晶温度。
测定3次,将其平均值设为熔点。
(a)第一次运行 30℃→280℃(升温速度20℃/分钟)
(b)降温 在280℃保持5分钟后,280℃→30℃(降温速度20℃/分钟)
(c)第二次运行 30℃→280℃(升温速度20℃/分钟)
(6)全同立构五单元组分率(mmmm)
将试样溶解于溶剂,使用13C-NMR,在以下的条件下求出全同立构五单元组分率(mmmm)。
A.测定条件
装置:Bruker社制,DRX-500
测定核:13C核(共振频率:125.8MHz)
测定浓度:10wt%
溶剂:苯/氘代邻二氯苯=质量比1:3混合溶液
测定温度:130℃
旋转转速:12Hz
NMR试样管:5mm管
脉冲宽度:45°(4.5μs)
脉冲重复时间:10秒
数据点:64K
换算次数:10,000次
测定模式:完全解耦
B.解析条件
将LB(谱线增宽因子)设为1.0进行傅立叶变换,将mmmm峰设为21.86ppm。使用WINFIT软件(Bruker社制),进行峰分割。此时,从高磁场侧的峰按照以下的方式进行峰分割,进一步进行附带软件的自动拟合,在进行峰分割的最佳化之后,将mmmm和ss(mmmm的旋转边带峰)的峰分率的合计设为全同立构五单元组分率(mmmm)。
另外,测定进行5次,将其平均值设为全同立构五单元组分率。
峰
(a)mrrm
(b)(c)rrrm(分成为2个峰)
(d)rrrr
(e)mrmm+rmrr
(f)mmrr
(g)mmmr
(h)ss(mmmm的旋转边带峰)
(i)mmmm
(j)rmmr
(7)内部3取代烯烃个数
将试样溶解于溶剂,使用1H-NMR,在以下的条件下求出内部3取代烯烃的个数。
A.测定条件
装置:日本电子株式会社制JNM-ECX400P型核磁共振分光装置
测定核:1H核(共振频率:500MHz)
测定浓度:2wt%
溶剂:氘代邻二氯苯
测定温度:120℃
脉冲宽度:45°
脉冲重复时间:7秒
换算次数:512次
测定模式:非解耦
B.解析条件
将邻二氯苯的化学位移7.10ppm作为基准,将5.0~5.2ppm区域的信号归属于内部3取代烯烃的质子,由其与0.5~2.0ppm的宽信号的积分比求出内部3取代烯烃的质子比。
(8)冷二甲苯可溶部(CXS)
将聚丙烯膜试样0.5g溶解于沸腾二甲苯100ml,放冷后,在20℃的恒温水槽中进行1小时再结晶化,然后利用液相色谱法定量溶解在过滤液中的聚丙烯系成分(X(g))。使用试样0.5g的精确测量值(X0(g))通过下式求出。
CXS(质量%)=(X/X0)×100
(9)中心线平均粗糙度(SRa)、10点平均粗糙度(SRz)
通过JIS B-0601(1982),使用株式会社小坂研究所制“非接触三维微细形状测定仪(ET-30HK)”和“三维粗糙度分析装置(型号SPA-11)”进行测定。测定在长度方向上重复10次,作为它们的平均值求出中心线平均粗糙度(SRa)、10点平均粗糙度(SRz)、总突起个数、突起个数,进一步求出它们的比(SRz/SRa)。关于1次测定的具体条件和数据处理如下所述。
(a)总突起个数Pa、Pb(单位:个/0.1mm2)
通过上述测定仪检测到的检测值作为50nm间隔的直方图而输出。例如在作为检测值存在有100nm以上且小于150nm的突起的情况下,计数到作为切片值(Z)表述为150nm的栏中。A面或B面的总突起个数(Pa、Pb)表示将以测定条件的项目所示的宽度方向、长度方向的取样间隔检测到的突起个数换算成每0.1mm2的个数而得的全部值进行合计得到的值。这里,A面为与冷却鼓接触的鼓面,B面为不与冷却鼓接触的非鼓面。具体而言,为上述直方图中被检测到的计数值的合计。另外,在A面的情况下表述为Pa,在B面的情况下表述为Pb。
(b)50nm以上且小于250nm的突起个数Pa50-250和Pb50-250(单位:个/0.1mm2)
在上述直方图中,显示将与A面或B面的高度50nm以上且小于250nm相当的全部突起检测个数求和得到的值。具体而言,是切片值(Z)对应于100~250的栏的计数值的合计。
测定条件
测定面处理:对测定面真空蒸镀铝的非接触法。
测定方向:膜的宽度方向
宽度方向进给速度:0.1mm/秒
测定范围(宽度方向×长度方向):1.0mm×0.249mm
高度方向尺寸的基准面:LOWER(下侧)
宽度方向取样间隔:2μm
长度方向取样间隔:10μm
长度方向取样根数:25根
阈值:0.25mm/秒
宽度方向放大倍率:200倍
长度方向放大倍率:20,000倍
起伏、粗糙去除:无
测定方法
在膜表面的突起个数的测定时使用专用的样品固定件。样品固定件是中心开有圆形孔的能够装卸的2张金属板,在它们之间夹着样品,将膜扩张至样品固定件的四边进行安装,从而固定膜,测定中央圆形部的膜的表面粗糙度。
测定结果:数据处理
表1中示出通过上述方法获得的测定结果的例子。在数据为表1的情况下,本发明的各参数如下读取。
A面
B面
[表1]
表1
A面 | B面 | |
SRa[nm] | 28 | 20 |
SRz[nm] | 428 | 403 |
M-arEa[mm2] | 0.249 | 0.249 |
S-AREA[mm2] | 0.1 | 0.1 |
Z[mm] | COUNT | COUNT |
50 | 0.0000 | 0.0000 |
100 | 3.2295 | 0.0000 |
150 | 22.5459 | 1.2861 |
200 | 76.7739 | 23.1676 |
250 | 116.7702 | 65.0220 |
300 | 69.6221 | 27.7269 |
350 | 32.2696 | 12.8513 |
400 | 19.2760 | 1.2048 |
450 | 11.9517 | 0.0000 |
500 | 3.0253 | 0.0000 |
550 | 0.0000 | 0.0000 |
合计 | 355.4642 | 131.2587 |
(10)金属膜的膜电阻
将金属化膜切割成长度方向10mm、宽度方向总宽度(50mm)的长方形作为试样,通过4端子法,测定宽度方向30mm之间的金属膜的电阻,将得到的测定值乘以测定宽度(10mm)并除以电极间距离(30mm),算出每10mm×10mm的膜电阻。(单位:Ω/□)
(11)膜的绝缘击穿电压(V/μm)
按照JIS C2330(2001)7.4.11.2 B法(平板电极法),求出平均值,除以测定的样品的测微计法膜厚度(μm)(上述),以V/μm表述。
(12)电容器制造时的元件加工性(元件卷收率)
在后述的各实施例和比较例所获得的聚丙烯膜的一面上,用ULVAC社制真空蒸镀机将铝以使膜电阻为8Ω/□的方式真空蒸镀铝。此时,蒸镀成具有沿长度方向行进的余裕部的条纹状(蒸镀部的宽度39.0mm、余裕部的宽度1.0mm的重复)。接下来,在各蒸镀部的中央与各余裕部的中央入刀来切开,以左或右具有0.5mm的余裕的总宽度20mm的带状制成卷绕卷轴。将所得的卷轴的左余裕和右余裕的各1根以蒸镀部分在宽度方向上从余裕部伸出0.5mm的方式重合2张并卷绕,获得静电容量约10μF的卷绕体。元件卷绕时使用株式会社皆藤制作所制KAW-4NHB。
在上述的电容器的制造时,从卷绕开始目视观察直至卷绕结束,将发生了褶皱、偏移的情况设为不合格,以百分率表示不合格品的数量相对于制造数全体的比例,作为加工性的指标(以下称为元件卷收率)。元件卷收率越高越优选。将95%以上设为良好“A”,将小于95%且80%以上设为“B”,将小于80%设为不良“C”。“A”或“B”为能够实用的水平。
另外,制造数设为50个,进行评价。
(13)蒸镀电容器特性的评价
在后述的各实施例和比较例所获得的膜上,使用ULVAC社制真空蒸镀机对铝以膜电阻为8Ω/□实施蒸镀图案,该蒸镀图案具有在与长度方向垂直的方向上设置有余裕部的所谓T型余裕图案,获得宽度50mm的蒸镀卷轴。
接着,使用该卷轴利用株式会社皆藤制作所制元件卷机(KAW-4NHB)将电容器元件进行卷绕,实施金属喷镀,然后在减压下,在105℃的温度实施10小时的热处理,安装引线,完成电容器元件。此时的电容器元件的静电容量为5μF。
使用这样获得的电容器元件10个,实施所谓阶梯上升试验,即反复进行以下操作:在105℃高温下对电容器元件施加300VDC的电压,在该电压下经过10分钟后以阶梯状以50VDC/1分钟逐渐地使施加电压上升。测定此时的静电容量变化,在图上进行绘制,将该容量变为初始值的70%的电压除以测微计法膜厚度(上述)得到的值为电容器的耐电压,将450V/μm以上设为能够使用的水平。此外,将电容器的耐电压除以膜的绝缘击穿电压得到的值设为保持率。进一步,使电压上升直至静电容量相对于初始值减少到10%以下,然后拆卸电容器元件,研究破坏的状态,如下评价安全保障性。
A:元件形状没有变化,观察不到贯通状的破坏。
B:元件形状没有变化,观察到膜10层以内的贯通状破坏。
C:确认到元件形状变化,或观察到超过10层的贯通状破坏。
D:元件形状破坏。
A为可以没有问题地使用,B为根据条件能够使用。C、D为发生实用上的问题。
实施例
以下,举出实施例来进一步说明本发明的效果。
(实施例1)
作为直链状聚丙烯使用全同立构五单元组分率为0.985、熔体质量流动速率(MFR)为2.6g/10分钟的株式会社プライムポリマー制聚丙烯树脂,作为支链状聚丙烯(H)掺混全同立构五单元组分率为0.985、熔体质量流动速率(MFR)为4.0/10分钟的聚丙烯树脂的Basell社制支链状聚丙烯树脂(高熔体张力聚丙烯Profax PF-814,内部3取代烯烃个数在碳原子10000个中为3个)1.0质量%,供给至温度250℃的挤出机,在树脂温度250℃由T型缝模熔融挤出成片状,在保持于90℃的直径1m的冷却鼓上,以气刀温度30℃、空气速度140m/s将该熔融片进行冷却固化。关于未拉伸片的110~135℃的保持时间,放射温度计的测定的结果为2.5秒。接着,将该未拉伸片慢慢地预热至140℃,接着从保持于145℃的温度并设置了圆周速度差的辊间通过,在长度方向上拉伸至4.8倍。此时,在拉伸部使用辐射加热器输出3.5kW补充热量进行拉伸。接着将该膜导入至拉幅机,在158℃的温度沿宽度方向拉伸10倍,接着在宽度方向赋予6%的松弛,同时在155℃进行热处理,然后冷却,获得膜的厚度(t1)为2.0μm的双轴取向聚丙烯膜。进一步对双轴取向聚丙烯膜的鼓面侧(A面)以25W·min/m2的处理强度在大气中进行电晕放电处理。这样获得的双轴取向聚丙烯膜的特性如表2、3所示。关于所得的膜的耐电压(绝缘击穿电压)、元件加工性(元件卷收率)和电容器特性,也示于表4中。耐电压、元件加工性都优异。
(实施例2)
将气刀温度设为20℃,除此以外,与实施例1同样地进行制膜,获得了双轴取向聚丙烯膜。所得的双轴取向聚丙烯膜的特性示于表2、3、4中。
(实施例3)
将气刀温度设为10℃,除此以外,与实施例1同样地进行制膜,获得了双轴取向聚丙烯膜。所得的双轴取向聚丙烯膜的特性示于表2、3、4中。
(实施例4)
将气刀温度设为10℃,冷却鼓温度设为80℃,除此以外,与实施例1同样地进行制膜,获得了双轴取向聚丙烯膜。所得的双轴取向聚丙烯膜的特性示于表2、3、4中。
(实施例5、6)
将双轴取向聚丙烯膜的厚度(t1)设为1.5μm或3.0μm,气刀温度设为10℃,冷却鼓温度设为80℃,除此以外,与实施例1同样地制膜,获得了双轴取向聚丙烯膜。所得的双轴取向聚丙烯膜的特性示于表2、3、4中。
(实施例7)
将双轴取向聚丙烯膜的厚度(t1)设为1.5μm,气刀温度设为10℃,冷却鼓温度设为85℃,除此以外,与实施例1同样地制膜,获得了双轴取向聚丙烯膜。所得的双轴取向聚丙烯膜的特性示于表2、3、4中。
(实施例8)
将双轴取向聚丙烯膜的厚度(t1)设为3.0μm,气刀温度设为10℃,冷却鼓温度设为75℃,除此以外,与实施例1同样地制膜,获得了双轴取向聚丙烯膜。所得的双轴取向聚丙烯膜的特性示于表2、3、4中。
(实施例9)
将双轴取向聚丙烯膜的厚度(t1)设为3.0μm,气刀温度设为0℃,除此以外,与实施例1同样地制膜,获得了双轴取向聚丙烯膜。所得的双轴取向聚丙烯膜的特性示于表2、3、4中。
(实施例10)
添加支链状聚丙烯树脂(H)10质量%,除此以外,与实施例1同样地制膜,获得了双轴取向聚丙烯膜。所得的双轴取向聚丙烯膜的特性示于表2、3、4中。
(实施例11)
添加支链状聚丙烯树脂(H)5.0质量%,将气刀温度设为10℃,冷却鼓设为80℃,除此以外,与实施例1同样地制膜,获得了双轴取向聚丙烯膜。所得的双轴取向聚丙烯膜的特性示于表2、3、4中。
(实施例12)
添加支链状聚丙烯树脂(H)0.05质量%,将气刀温度设为10℃,除此以外,与实施例1同样地制膜,获得了双轴取向聚丙烯膜。所得的双轴取向聚丙烯膜的特性示于表2、3、4中。
(实施例13)
将冷却鼓温度设为80℃,气刀温度设为10℃,不添加支链状聚丙烯树脂(H),除此以外,与实施例1同样地制膜,获得了双轴取向聚丙烯膜。所得的双轴取向聚丙烯膜的特性示于表2、3、4中。
(比较例1)
未进行温度控制而在气氛温度下(约45℃)使用气刀,未添加支链状聚丙烯(H),除此以外,与实施例1同样地制膜,获得了双轴取向聚丙烯膜。所得的双轴取向聚丙烯膜的特性示于表2、3、4中。
(比较例2)
未进行温度控制而在气氛温度下(约45℃)使用气刀,未添加支链状聚丙烯(H),将冷却鼓温度设为80℃,除此以外,与实施例1同样地制膜,获得了双轴取向聚丙烯膜。所得的双轴取向聚丙烯膜的特性示于表2、3、4中。
(比较例3)
未进行温度控制而在气氛温度下(约45℃)使用气刀,未添加支链状聚丙烯(H),将冷却鼓温度设为70℃,除此以外,与实施例1同样地制膜,获得了双轴取向聚丙烯膜。所得的双轴取向聚丙烯膜的特性示于表2、3、4中。
(比较例4)
未进行温度控制而在气氛温度下(约45℃)使用气刀,除此以外,与实施例1同样地制膜,获得了双轴取向聚丙烯膜。所得的双轴取向聚丙烯膜的特性示于表2、3、4中。
(比较例5)
未进行温度控制而在气氛温度下(约45℃)使用气刀,将冷却鼓温度设为80℃,除此以外,与实施例1同样地制膜,获得了双轴取向聚丙烯膜。所得的双轴取向聚丙烯膜的特性示于表2、3、4中。
(比较例6)
将双轴取向聚丙烯膜的厚度(t1)设为5.0μm,未进行温度控制而在气氛温度下(约45℃)使用气刀,除此以外,与实施例1同样地制膜,获得了双轴取向聚丙烯膜。所得的双轴取向聚丙烯膜的特性示于表2、3、4中。
(比较例7、8)
将双轴取向聚丙烯膜的厚度(t1)设为5.0μm或3.0μm,未进行温度控制而在气氛温度下(约45℃)使用气刀,将冷却鼓温度设为80℃,除此以外与实施例1同样地制膜,获得了双轴取向聚丙烯膜。所得的双轴取向聚丙烯膜的特性示于表2、3、4中。
(比较例9)
将双轴取向聚丙烯膜的厚度(t1)设为1.5μm,未进行温度控制而在气氛温度下(约45℃)使用气刀,将冷却鼓温度设为85℃,除此以外,与实施例1同样地制膜,获得了双轴取向聚丙烯膜。所得的双轴取向聚丙烯膜的特性示于表2、3、4中。
(比较例10、11)
将双轴取向聚丙烯膜的厚度(t1)设为1.5μm或3.0μm,未进行温度控制而在气氛温度下(约45℃)使用气刀,将冷却鼓温度设为75℃,除此以外,与实施例1同样地制膜,获得了双轴取向聚丙烯膜。所得的双轴取向聚丙烯膜的特性示于表2、3、4中。
(比较例12)
将双轴取向聚丙烯膜的厚度(t1)设为5.0μm,未进行温度控制而在气氛温度下(约45℃)使用气刀,将冷却鼓温度设为60℃,除此以外,与实施例1同样地制膜,获得了双轴取向聚丙烯膜。所得的双轴取向聚丙烯膜的特性示于表2、3、4中。
(比较例13)
添加支链状聚丙烯树脂(H)15质量%,除此以外,与实施例1同样地制膜,获得了双轴取向聚丙烯膜。所得的双轴取向聚丙烯膜的特性示于表2、3、4中。
[表2]
表2
[表3]
表3
[表4]
表4
Claims (8)
1.一种电容器用双轴取向聚丙烯膜,是两面具有突起的电容器用双轴取向聚丙烯膜,所述电容器用双轴取向聚丙烯膜的厚度t1为1~3μm,所述电容器用双轴取向聚丙烯膜的任一表面的10点平均粗糙度SRz都为50nm以上且小于500nm,并且在将一面设为A面、将另一面设为B面时,满足全部下述式(1)和式(2),
150≤Pa≤400 (1)
50≤Pb≤150 (2)
所述式(1)和式(2)中,Pa为A面每0.1mm2所存在的突起的个数,Pb为B面每0.1mm2所存在的突起的个数,
所述电容器用双轴取向聚丙烯膜同时满足下述式,
0.5≤Pa50-250/Pa≤1.0 (3)
0.5≤Pb50-250/Pb≤1.0 (4)
所述式(3)和式(4)中,Pa50-250为A面每0.1mm2所存在的50nm以上且小于250nm的突起的个数,Pb50-250为B面每0.1mm2所存在的高度50nm以上且小于250nm的突起的个数。
2.根据权利要求1所述的电容器用双轴取向聚丙烯膜,所述电容器用双轴取向聚丙烯膜的任一表面的中心线平均粗糙度SRa都为10nm以上30nm以下。
3.根据权利要求1或2所述的电容器用双轴取向聚丙烯膜,所述电容器用双轴取向聚丙烯膜的任一表面的10点平均粗糙度SRz都为50nm以上且小于400nm。
4.根据权利要求1或2所述的电容器用双轴取向聚丙烯膜,其含有支链状聚丙烯0.05~10质量%。
5.根据权利要求3所述的电容器用双轴取向聚丙烯膜,其含有支链状聚丙烯0.05~10质量%。
6.一种金属化膜,其是在权利要求1~5的任一项所述的电容器用双轴取向聚丙烯膜的至少一面设置金属膜而成的。
7.根据权利要求6所述的金属化膜,所述金属膜的表面电阻在1~20Ω/□的范围内。
8.一种膜电容器,其是使用权利要求6或7所述的金属化膜而成的。
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