JP2024035063A - 二軸配向ポリプロピレンフィルム - Google Patents

Abstract

【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

Description

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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。

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

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。

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。

上記した課題は、以下により達成できる。すなわち、本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムは、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である。

また、本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムは以下の態様とすることもでき、また金属膜積層フィルムやフィルムコンデンサとすることもできる。
（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。
（２） 前記Ａ面の五点谷領域深さ（Ｓ５ｖ）が３０ｎｍ以上７０ｎｍ未満である、（１）に記載の二軸配向ポリプロピレンフィルム。
（３） 前記Ａ面の五点山領域高さ（Ｓ５ｐ）が５０ｎｍ以上８０ｎｍ未満である、（１）または（２）に記載の二軸配向ポリプロピレンフィルム。
（４） フィルム厚み（ｔ）が１．０μｍ以上４．０μｍ以下である、（１）～（３）のいずれかに記載の二軸配向ポリプロピレンフィルム。
（５） 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、（１）～（４）のいずれかに記載の二軸配向ポリプロピレンフィルム。
（６） 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、（１）～（５）のいずれかに記載の二軸配向ポリプロピレンフィルム。
（７） （１）～（６）のいずれかに記載の二軸配向ポリプロピレンフィルムを用いてなる、金属膜積層フィルム。
（８） （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。

本発明により、高い加工性、耐電圧性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ができる。また、本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムをフィルムコンデンサの誘電体として用いることにより、フィルムコンデンサへの加工時にフィルム層間のエアー量および層間距離を均一に制御することができる。そのため、本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムをフィルムコンデンサに用いることで、フィルムコンデンサは高温・高電圧環境下においても高い保安性を発揮し、その寿命も改善する。

以下、さらに詳しく本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルム、金属膜積層フィルムおよびフィルムコンデンサについて説明する。なお、以下「～」を用いて表す数値範囲においては、その上限値及び下限値が当該範囲に含まれるものとし、上限値と下限値の単位は同じであるものとする。

本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムは、キャストシートを直交する２方向に延伸した二軸延伸ポリプロピレンフィルムである。つまりここでいう二軸配向とは、直交する２方向（主に長手方向と幅方向）に延伸したという意味である。また、長手方向とは、フィルムの製造工程においてフィルムが走行する方向（フィルムロールの状態ではフィルムの巻き方向）をいい、幅方向とは、フィルム面に平行かつ長手方向と垂直な方向をいう。

本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムは、ポリプロピレン樹脂を主成分とする。なお、「主成分」とは、フィルムを構成する全成分１００質量％中に、５０質量％より多く１００質量％以下含まれる成分を意味する。また、ポリプロピレン樹脂とは、樹脂を構成する全構成単位を１００モル％としたときに、プロピレン単位を５０モル％より多く１００モル％以下含む樹脂をいう。

なお、本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムは、ポリプロピレン樹脂を主成分とする限り、ポリプロピレン樹脂の詳細は特に限定されないが、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）、および高溶融張力ポリプロピレン樹脂（Ｉ）を含むことが好ましい。なお、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（Ｈ）、高溶融張力ポリプロピレン樹脂（Ｉ）の詳細については後述する。

ここで、「高立体規則性ポリプロピレン樹脂（Ａ）を主成分とする」とは、二軸配向ポリプロピレンフィルムの全樹脂成分１００質量％中に、高立体規則性ポリプロピレン樹脂（Ａ）を５０質量％より多く１００質量％未満含有することを意味し、より好ましくは９０質量％以上１００質量％未満、さらに好ましくは９０質量％以上９８．９質量％以下である。このような態様とすることにより、耐熱性と高温下における耐電圧の両立が容易となる。

本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムは、本発明の目的を損なわない範囲で種々の添加剤、例えば、結晶核剤、酸化防止剤、熱安定剤、帯電防止剤、ブロッキング防止剤、充填剤、粘度調整剤、着色防止剤などを含有させてもよい。また、これらの成分は本発明の効果を損なわない限り、１種類であっても複数種類であってもよい。

上記添加剤の中で、酸化防止剤の種類の選定、および含有量の調整は、二軸配向ポリプロピレンフィルムの長期耐熱性の観点から重要である。上記観点から、酸化防止剤は立体障害性を有するフェノール系のものが好ましく、その具体例としては、例えば、２，６－ジ－ｔ－ブチル－ｐ－クレゾール（ＢＨＴ）、ＢＡＳＦジャパン社製“Ｉｒｇａｎｏｘ”（登録商標）１３３０、ＢＡＳＦジャパン社製“Ｉｒｇａｎｏｘ”（登録商標）１０１０などが挙げられる。なお、これらの酸化防止剤は、本発明の効果を損なわない限り単独使用、もしくは併用することできる。

上記添加剤の総含有量は二軸配向ポリプロピレンフィルムの樹脂成分を１００質量部としたときに、０．０１質量部以上１．００質量部以下であることが好ましく、０．１０質量部以上０．９０質量部以下であるとより好ましく、０．１５質量部以上０．６０質量部以下であるとさらに好ましい。ポリプロピレン樹脂組成物中の酸化防止剤含有量を０．０１質量部以上とすることにより、酸化防止の効果が得られやすく、得られる二軸配向ポリプロピレンフィルムが長期耐熱性を保ちやすい。一方、ポリプロピレン樹脂組成物中の酸化防止剤含有量を１．００質量部以下とすることにより、高温下での耐電圧特性を保ちやすい。

次に、本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムに用いられるポリプロピレン樹脂について、より具体的に説明する。前述の通り本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムは、高立体規則性ポリプロピレン樹脂（Ａ）に、高溶融張力ポリプロピレン樹脂（Ｈ）、高溶融張力ポリプロピレン樹脂（Ｉ）を含有することが好ましい。

本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムの原料として用いられる高立体規則性ポリプロピレン樹脂（Ａ）とは、アイソタクチックポリプロピレン樹脂、より具体的には、２３０℃で測定したときの溶融張力（ＭＳ）（単位：ｃＮ）が１．０ｃＮ以下であるポリプロピレン樹脂を意味する。このようなアイソタクチックポリプロピレン樹脂は、フィルムコンデンサ用途で一般的に使用されるポリプロピレン樹脂として知られている。

なお、ＭＳとは、ポリプロピレン樹脂を２３０℃に加熱して溶融させ、溶融ポリプロピレンを押出速度１５ｍｍ／分で吐出ストランドし、このストランドを６．５ｍ／分の速度で引き取る際の張力をいう（詳細な測定方法は後述する。）。高溶融張力ポリプロピレン樹脂（Ｈ）や高溶融張力ポリプロピレン樹脂（Ｉ）についても、ＭＳの測定方法、条件は同様とする。

本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムに用いられる高立体規則性ポリプロピレン樹脂（Ａ）は、ＧＰＣ法において測定した、重量平均分子量（Ｍｗ）が２０万以上５０万以下、数平均分子量（Ｍｎ）が４万以上９万以下であることが好ましい。また、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は４．０以上８．０以下であることが好ましく、５．０以上７．０以下であることがより好ましい。分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が高いことは、分子量分布が広いことを意味し、上記範囲の高立体規則性ポリプロピレン樹脂（Ａ）を用いることで、製膜安定性と高温での耐電圧向上を両立しやすい。

本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムに用いられる高立体規則性ポリプロピレン樹脂（Ａ）の冷キシレン可溶部（ＣＸＳ）は、０．５質量％以上４．０質量％以下であることが好ましく、３．０質量％以下であるとより好ましく、２．０質量％以下であると特に好ましい。ＣＸＳは、フィルムを１３５℃のキシレンで完全溶解させた後、２０℃で析出させたときに、キシレン中に溶解しているポリプロピレン成分のことである。これは、立体規則性や分子量が低いなどの理由により結晶化し難い成分に相当すると考えられる。高立体規則性ポリプロピレン樹脂（Ａ）のＣＸＳが０．５質量％以上４．０質量％以下であることにより、二軸配向ポリプロピレンフィルムの高温耐電圧特性や寸法安定性を向上させることが容易となる。

ＣＸＳは以下の手順により定量することができる。まず、ポリプロピレン樹脂０．５ｇを１３５℃の沸騰キシレン１００ｍｌに溶解して放冷後、２０℃の恒温水槽で１時間再結晶化させてろ過する。次いで、ろ過液に溶解しているポリプロピレン系成分を液体クロマトグラフ法で定量し、沸騰キシレン溶解前のポリプロピレン樹脂の質量をＸ０（ｇ）、ろ過液に溶解しているポリプロピレン成分の質量をＸ（ｇ）としてＣＸＳを下記式１から求める。
式１： ＣＸＳ（質量％）＝（Ｘ／Ｘ０）×１００ 。

本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムに用いられる高立体規則性ポリプロピレン樹脂（Ａ）のメソペンタッド分率（ｍｍｍｍ）は０．９６０以上０．９９５以下であることが好ましく、０．９６０以上０．９９５以下であるとより好ましく、０．９７０以上０．９９５以下であるとさらに好ましい。メソペンタッド分率（ｍｍｍｍ）は核磁気共鳴法（ＮＭＲ法）で測定されるポリプロピレンの結晶相の立体規則性を示す指標であり、数値が高いものほど結晶化度や融点が高く、高温下での耐電圧特性に優れるため好ましい。高立体規則性ポリプロピレン樹脂（Ａ）のメソペンタッド分率が０．９６０以上であると、高温耐電圧特性や寸法安定性を保ちやすい。一方、高立体規則性ポリプロピレン樹脂（Ａ）のメソペンタッド分率が０．９９５以下であると、製膜性を保ち、安定して二軸配向ポリプロピレンフィルムが得られやすい。メソペンタッド分率は、ポリプロピレン樹脂試料を溶媒に溶解させて、^１３Ｃ－ＮＭＲを用いて測定することができ、その詳細な条件等は実施例に示す。

本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムに用いられる高立体規則性ポリプロピレン樹脂（Ａ）のＭＦＲは、ＪＩＳ Ｋ ７２１０－１（２０１４）に準拠して２３０℃、２．１６ｋｇの条件で測定した場合において、１．０ｇ／１０分以上５．０ｇ／１０分以下であることが好ましく、１．０ｇ／１０分以上４．５ｇ／１０分以下であるとより好ましく、１．０ｇ／１０分以上４．０ｇ／１０分以下であるとさらに好ましい。高立体規則性ポリプロピレン樹脂（Ａ）のＭＦＲを１．０ｇ／１０分以上とすると、製膜性を保ち安定して二軸配向ポリプロピレンフィルムが得られやすい。一方、高立体規則性ポリプロピレン樹脂（Ａ）のＭＦＲを５．０ｇ／１０分以下とすると、寸法安定性や高温耐電圧特性を保ちやすい。なお、以下高溶融張力ポリプロピレン樹脂（Ｈ）や高溶融張力ポリプロピレン樹脂（Ｉ）についても、ＭＦＲの測定方法、条件は同様とする。

次に、高溶融張力ポリプロピレン樹脂（Ｈ）について説明する。本発明でいう高溶融張力ポリプロピレン樹脂（Ｈ）とは、２３０℃における溶融張力（ＭＳ、単位：ｃＮ）が１．０ｃＮを超えるポリプロピレン樹脂である。

本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムは、フィルムを構成する全樹脂成分１００質量％中に高溶融張力ポリプロピレン樹脂（Ｈ）を０．１質量％以上１．０質量％以下含有することが好ましく、０．１質量％以上０．９質量％以下であるとより好ましく、０．３質量％以上０．８質量％以下であるとさらに好ましい。なお、高溶融張力ポリプロピレン樹脂（Ｈ）に該当する成分が二軸配向ポリプロピレンフィルム中に複数含まれる場合には、その含有量は該当するすべての成分を合算して求めるものとし、この点は後述する高溶融張力ポリプロピレン樹脂（Ｉ）についても同様である（溶融張力ＭＳが１．０ｃＮを超えるポリプロピレン樹脂が３種類以上含まれる場合に、どの成分を高溶融張力ポリプロピレン樹脂（Ｈ）、（Ｉ）として扱うかについては後述する。）。

フィルムを構成する全成分１００質量％中に占める高溶融張力ポリプロピレン樹脂（Ｈ）の含有量を０．１質量％以上とすることで、二軸配向ポリプロピレンフィルム表面の過度な平滑化が抑制されるため、加工工程での搬送性が向上して素子加工性が良好となる。さらに、このような態様とすることで、薄膜フィルムを二軸延伸する際により安定して製膜をすることも可能になる。また、高溶融張力ポリプロピレン樹脂（Ｈ）の含有量を１．０質量％以下とすることで、溶融ポリマーをシート状に形成する際に球晶サイズが大きくなり過ぎず、二軸配向ポリプロピレンフィルムとしての立体規則性の低下が軽減されるため、高温下での耐電圧を保ちやすい。

次に高溶融張力ポリプロピレン樹脂（Ｉ）について説明する。本発明でいう高溶融張力ポリプロピレン樹脂（Ｉ）とは、２３０℃における溶融張力（ＭＳ、単位：ｃＮ）が１．０ｃＮを超え、かつ高溶融張力ポリプロピレン樹脂（Ｈ）よりもＭＦＲが低いポリプロピレン樹脂である。

本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムは、フィルムを構成する全樹脂成分１００質量％中に高溶融張力ポリプロピレン樹脂（Ｉ）を１．０質量％以上５．０質量％以下含有することが好ましく、２．０質量％以上５．０質量％以下であるとより好ましく、３．３質量％より大きく４．３質量％以下であるとさらに好ましい。

フィルムを構成する全成分１００質量％中に占める高溶融張力ポリプロピレン樹脂（Ｉ）の含有量を１．０質量％以上とすることで、溶融ポリマーをシート状に成形する際に生成される球晶のサイズが抑えられるため、大きな球晶の凹凸起因で起こる耐電圧特性の低下が軽減される。さらに、このような態様とすることにより、薄膜フィルムを二軸延伸する際により安定して製膜することが可能になる。また、高溶融張力ポリプロピレン樹脂（Ｉ）の含有量を５．０質量％以下とすることで、溶融ポリマーをシート状に成形する際に形成される球晶のサイズが小さくなり過ぎず、二軸配向ポリプロピレンフィルムの表面の易滑性が保たれるため、二軸配向ポリプロピレンフィルムとしての素子加工性が向上する。

高溶融張力ポリプロピレン樹脂（Ｈ）、（Ｉ）を得るには、ポリプロピレン樹脂に高エネルギーイオン化放射線を用いる方法（例えば、特開昭６２－１２１７０４号公報）、ポリプロピレン樹脂に特定の有機過酸化物を反応させる方法（例えば、特許第２８６９６０６号公報）、ポリプロピレン樹脂に熱分解性ラジカル形成剤とエチレン系多官能不飽和モノマーを反応させる方法（例えば、特開平１０－３３０４３６号公報）、ポリプロピレン樹脂の重合時に特定の触媒を用いる方法（例えば、特開２００９－０５７５４２号公報）などが好ましく用いられる。

より具体的には、高溶融張力ポリプロピレン樹脂（Ｈ）としては、日本ポリプロ社製“ＷＡＹＭＡＸ”（登録商標）（ＭＦＸ３）等を用いることができる。また、高溶融張力ポリプロピレン樹脂（Ｉ）としては、Ｌｙｏｎｄｅｌｌ Ｂａｓｅｌｌ社製“Ｐｒｏｆａｘ”（登録商標）（ＰＦ－８１４）、Ｂｏｒｅａｌｉｓ社製“Ｄａｐｌｏｙ”（商標）（ＷＢ１３０ＨＭＳ、ＷＢ１３５ＨＭＳ）等を用いることができる。なお、両者は上記組み合わせに限定されず、２３０℃におけるＭＦＲの大小を考慮して、その組み合わせを決定することができる。

以下、溶融張力ＭＳが１．０ｃＮを超えるポリプロピレン樹脂が３種類以上含まれる場合の取り扱いについて説明する。このような場合においては、溶融張力ＭＳが１．０ｃＮを超えるポリプロピレン樹脂のうち、ＭＦＲが最も大きいものを高溶融張力ポリプロピレン樹脂（Ｈ）とし、それ以外を全て高溶融張力ポリプロピレン樹脂（Ｉ）として扱う。なお、溶融張力ＭＳが１．０ｃＮを超えるポリプロピレン樹脂であって、ＭＦＲが最も大きいものが複数存在する場合はこれらを全て高溶融張力ポリプロピレン樹脂（Ｈ）として扱う。

本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムに含有させる高溶融張力ポリプロピレン樹脂（Ｈ）、（Ｉ）は、分子鎖中に分岐構造を有していることが好ましい。なお、分子鎖中に分岐構造を有するポリプロピレン樹脂とは、カーボン原子１０，０００個中に対し５箇所以下の内部３置換オレフィンを有するポリプロピレン樹脂であり、この内部３置換オレフィンの存在は、^１Ｈ－ＮＭＲスペクトルのプロトン比により確認することができる。高溶融張力ポリプロピレン樹脂（Ｈ）、（Ｉ）は、α晶核剤としての作用を有しながら、一定範囲の添加量であれば結晶形態による粗面形成も可能とする。すなわち、高溶融張力ポリプロピレン樹脂（Ｈ）、（Ｉ）を含むことで、溶融押出した樹脂シートの冷却工程で生成するポリプロピレンの球晶サイズを小さく制御でき、高温下での耐電圧特性に優れた二軸配向ポリプロピレンフィルムを得ることができる。

本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムを構成する高溶融張力ポリプロピレン樹脂（Ｈ）と高溶融張力ポリプロピレン樹脂（Ｉ）において、高溶融張力ポリプロピレン樹脂（Ｉ）のＭＳから高溶融張力ポリプロピレン樹脂（Ｈ）のＭＳを引いた差は１．０以上３０．０以下であることが好ましく、３.０以上２９．０以下であるとより好ましく、４．０以上２８．０以下であるとさらに好ましい。高溶融張力ポリプロピレン樹脂（Ｉ）のＭＳからの高溶融張力ポリプロピレン樹脂（Ｈ）ＭＳを引いた差を上記範囲内とすることで、製膜性、高温耐電圧特性に優れた二軸配向ポリプロピレンフィルムを得られやすい。

なお、二軸配向ポリプロピレンフィルムは、フィルムコンデンサの誘電体として用いるにあたり表面に金属蒸着を施すが、通常、二軸配向ポリプロピレンフィルムは表面エネルギーが低く、蒸着した金属の密着性が課題となることがある。そのため、二軸配向ポリプロピレンフィルムには、二軸延伸後に表面処理を施すことが好ましい。具体的な表面処理方法としては、例えばコロナ放電処理、プラズマ処理、グロー処理、火炎処理などを採用することができる。

本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムは、加工性と耐電圧特性を両立する観点から、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面であることが重要である。上記観点から、Ａ面における、界面の展開表面積比Ｓｄｒが０．０００１％以上０．０００３％未満であることがより好ましい。

界面の展開表面積比Ｓｄｒは、ＩＳＯ２５１７８－２（２０１２）で定義される三次元表面性状（表面粗さ）を評価するための複合パラメータであって、定義領域の展開面積（表面積）が、定義領域の面積に対してどれだけ増大しているかを示す。定義領域の展開面積の表面凹凸が全くない場合、定義領域の面積と同じになるため、Ｓｄｒ＝０％となる。界面の展開表面積比Ｓｄｒの測定装置は、上記の測定が可能なものであれば特に限定されないが、例えば、株式会社菱化システム社製非接触表面・層断面形状測定システム“ＶｅｒｔＳｃａｎ”（登録商標）２．０を用いることができる。

少なくとも片面において、界面の展開表面積比Ｓｄｒを０．０００１％以上とすることにより、フィルムの滑り性が保たれる。そのため、二軸配向ポリプロピレンフィルムの加工時の搬送工程において、シワの発生や、フィルムロールの巻姿の悪化を防ぐことができ、加工性が向上する。また、フィルムコンデンサ素子形成時にフィルムの層間間隙が狭くなることを防止し、フィルムコンデンサを使用した際にショート破壊をしにくくすることができる。

一方、界面の展開表面積比Ｓｄｒが０．０００４％未満であることは、当該表面に過剰に凹凸が存在しないことを意味する。そのため、少なくとも片面において、界面の展開表面積比Ｓｄｒを０．０００４％未満とした場合、フィルムコンデンサ素子形成時にフィルムの層間間隙が狭く保たれ、保安性の過度な上昇を抑えることができる。すなわち、このような態様とすることにより、二軸配向ポリプロピレンフィルム表面の凹凸起因で起こる耐電圧特性の低下が軽減され、結果的にフィルムコンデンサの寿命を長くすることができる。

すなわち、本発明のポリプロピレンフィルムは少なくとも片面がＡ面であることにより、当該面に適切な凹凸を保持することとなり、優れた加工性、耐電圧性能を向上させることができる。なお、界面の展開表面積比Ｓｄｒが両面ともに０．０００１％以上０．０００４％未満又は上記の好ましい範囲を満たす場合（すなわち両面がＡ面である場合）は、さらに加工性、耐電圧性能に優れる結果となり、より好ましい。

少なくとも片面において、界面の展開表面積比Ｓｄｒを０．０００１％以上０．０００４％未満または上記の好ましい範囲とするには、上述したポリプロピレン樹脂を使用し、後述する通りフィルム製膜時の縦延伸の予熱工程を特定の条件とする方法が挙げられる。より具体的には、上述したポリプロピレン樹脂を構成成分とするキャストシートに、ラジエーションヒーター等で局所的に熱量を与えることで、キャストシート内のβ晶を瞬時的にα晶へ転移させ、その表面構造を制御することが効果的である。このときラジエーションヒーターの処理時間を長くすることで、Ｓｄｒを大きくすることができる。

本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムは、Ａ面の五点谷領域深さ（Ｓ５ｖ）が３０ｎｍ以上７０ｎｍ未満であることが好ましく、４０ｎｍ以上６０ｎｍ未満であることがより好ましく、５０ｎｍ以上５５ｎｍ以下であることがさらに好ましい。五点谷領域深さＳ５ｖは、ＩＳＯ２５１７８－２（２０１２）で定義される三次元表面性状（表面粗さ）を評価するための形体パラメータであって、定義領域中で最深の谷地点から深い順に５番目までの谷領域高さの平均を示す。五点谷領域深さＳ５ｖの測定装置は、上記の測定が可能なものであれば特に限定されないが、例えば、株式会社菱化システム社製非接触表面・層断面形状測定システム“ＶｅｒｔＳｃａｎ”（登録商標）２．０を用いることができる。

Ａ面のＳ５ｖを３０ｎｍ以上７０ｎｍ未満とすることにより、製膜およびフィルムコンデンサ素子加工時のフィルム搬送工程においてブロッキングや搬送シワの発生が抑えられるため、フィルムロールの巻姿の悪化やフィルムコンデンサ素子の外観や内部の形状不良を軽減することができる。さらに、フィルムコンデンサ素子形成時にフィルムの層間間隙が狭くなることを防止し、フィルムコンデンサを使用した際にショート破壊の発生を抑えることもできる。また、Ａ面のＳ５ｖを７０ｎｍ未満とすることは、当該表面に存在する凹部の深さが浅いことを意味する。このような態様とすることで、その凹部起因で起こる耐電圧特性の低下が軽減されるため、フィルムコンデンサの寿命を長くすることができる。すなわち、少なくとも片面がＡ面であり、当該面において上記範囲内のＳ５ｖとすれば、二軸配向ポリプロピレンフィルムは適切な凹部を保持することができ、加工性、耐電圧性能が優れたものとなる。上記観点からは、特に両面がＡ面であり、かつ五点谷領域深さＳ５ｖが両面ともに３０ｎｍ以上７０ｎｍ未満又は上記の好ましい範囲を満たす場合、さらに加工性、耐電圧性能に優れる結果となり、より好ましい。

Ａ面のＳ５ｖを３０ｎｍ以上７０ｎｍ未満または上記の好ましい範囲とするには、上述したポリプロピレン樹脂を使用して、後述する通り、フィルム製膜時の縦延伸予熱工程を特定の条件とする方法が挙げられる。また、ラジエーションヒーター等で局所的に熱量を与えることによっても、Ｓ５ｖを大きくすることができる。

本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムは、Ａ面の五点山領域高さ（Ｓ５ｐ）が５０ｎｍ以上８０ｎｍ未満であることが好ましく、５５ｎｍ以上８０ｎｍ未満であることがより好ましく、６１ｎｍ以上８０ｎｍ未満であることがさらに好ましく、６１ｎｍ以上７０ｎｍ以下であることが特に好ましい。五点山領域高さＳ５ｐは、ＩＳＯ２５１７８－２（２０１２）で定義される三次元表面性状（表面粗さ）を評価するための形態パラメータであって、定義領域中で最高の山頂点から高い順に５番目までの山領域高さの平均を表す。五点山領域高さＳ５ｐの測定装置は、上記の測定が可能なものであれば特に限定されないが、例えば、株式会社菱化システム社製非接触表面・層断面形状測定システム“ＶｅｒｔＳｃａｎ”（登録商標）２．０を用いることができる。

Ａ面のＳ５ｐを５０ｎｍ以上とすることにより、製膜およびフィルムコンデンサ素子加工時のフィルム搬送工程においてブロッキングや搬送シワの発生が抑えられるため、フィルムロールの巻姿の悪化やフィルムコンデンサ素子の外観や内部の形状不良を軽減することができる。さらに、五点山領域高さＳ５ｐを８０ｎｍ未満とすることにより易滑性が適度に抑えられ、二軸配向ポリプロピレンフィルムの加工時の搬送工程において巻きズレや蛇行を軽減することもできる上、フィルムコンデンサ素子形成時にフィルムの層間間隙が過度に広くならないため保安性が過剰とならず、結果的にフィルムコンデンサの寿命を長くすることができる。すなわち、少なくとも片面がＡ面であり、当該面においてＳ５ｐを５０ｎｍ以上８０ｎｍ未満とすれば、二軸配向ポリプロピレンフィルムは適切な凸部を保持することができ、加工性、耐電圧性能に優れたものとなる。上記観点からは、特にＳ５ｐが両面ともに上記範囲を満たす場合、さらに加工性、耐電圧性能に優れる結果となり、より好ましい。

Ａ面のＳ５ｐを５０ｎｍ以上８０ｎｍ未満または上記の好ましい範囲とするには、上述したポリプロピレン樹脂を使用して、後述する通り、フィルム製膜時の縦延伸予熱工程を特定の条件とする方法が挙げられる。また、ラジエーションヒーター等で局所的に熱量を与えることによっても、Ｓ５ｐ値を大きくすることができる。

本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムは、上記した高立体規則性ポリプロピレン樹脂（Ａ）と高溶融張力ポリプロピレン樹脂（Ｈ）、（Ｉ）を含むポリプロピレン樹脂組成物をシート状に成型し、二軸延伸することによって得ることが好ましい。二軸延伸の方法としては、インフレーション同時二軸延伸法、テンター同時二軸延伸法、テンター逐次二軸延伸法のいずれによっても得られるが、製膜安定性、厚み均一性の観点から、テンター逐次二軸延伸法を採用することが好ましい。特に、長手方向に延伸後、幅方向に延伸することが好ましい。

本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムは、機械強度や高温耐電圧特性、フィルムコンデンサの誘電体として用いた際の体積当たりの容量の観点から、厚みが１．０μｍ以上４．０μｍ以下であることが好ましい。上記観点から、二軸配向ポリプロピレンフィルムの厚みは１．２μｍ以上３．８μｍ以下であるとより好ましく、１．４μｍ以上３．０μｍ以下であるとさらに好ましい。厚みを１．０μｍ以上とすることで、二軸配向ポリプロピレンフィルムを機械強度や高温耐電圧特性に優れたものとすることができ、また、その製膜および加工時における破断を軽減することができる。一方、厚みを４．０μｍ以下とすることにより、フィルムコンデンサの誘電体として用いた際に体積当たりの容量をより大きくすることができる。なお、厚みはＪＩＳ Ｃ ２３３０（２０１４）に準じ、マイクロメーター法により測定するものとする。

二軸配向ポリプロピレンフィルムの厚みは、例えば、Ｔダイのスリット幅、Ｔダイからの吐出量、キャストドラムの回転速度、延伸倍率の積等を調整することにより調節することができる。より具体的には、Ｔダイのスリット幅を小さく、Ｔダイからの吐出量を少なく、キャストドラムの回転速度を大きく、延伸倍率の積を大きくすることで、二軸配向ポリプロピレンフィルムの厚みを小さくすることができる。なお、これらの方法は適宜組み合わせて用いてもよい。

本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムは、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以下であることが好ましく、さらに好ましくは０．０１以上０．０５以下が好ましい。

絶縁破壊電圧（ＢＤＶ）の測定におけるＶｍａｘ、Ｖｍｉｎ、Ｖａｖｅは、以下の手順により測定することができる（詳細は後述）。まず、二軸配向ポリプロピレンフィルムを幅方向に３０等分して、一片の長さが幅方向の長さの１／３０である正方形状の試験片を得る（このとき、試験片の中心部分は幅方向と平行な直線上に位置するように採取する。）。次いで、得られた３０枚の試験片の中心部分において２３℃、６５％ＲＨ雰囲気下でＪＩＳ Ｃ ２３３０（２０１４）に準じたＢＤＶ試験を実施し、計３０点の測定値（算出値）のうち破壊電圧が最も大きい方から５点と最も小さい方から５点をそれぞれ除いた２０点から、それぞれ最大値、最小値、及び平均値を求め、これらを順にＶｍａｘ、Ｖｍｉｎ、Ｖａｖｅとする。なお、幅方向が不明な場合、幅方向に３０等分して測定可能なサイズの試験片を取得できない場合は、任意に３０枚の試験片を取得して同様の評価をすることができる。また、一本の中間製品ロールを長手方向と平行にスリットして、同じフィルムロールを複数本製造する場合は、中間製品ロールから上記のように試験片をサンプリングしてもよい。

（Ｖｍａｘ－Ｖｍｉｎ）／Ｖａｖｅの値が小さいことは、二軸配向ポリプロピレンフィルム全体における耐電圧特性がより均一であることを意味する。すなわち、（Ｖｍａｘ－Ｖｍｉｎ）／Ｖａｖｅを０．１０以下とすることにより、耐電圧性能が二軸配向ポリプロピレンフィルム全体でより均一になるため、得られるフィルムコンデンサの寿命が向上し、ばらつきも軽減される。また、（Ｖｍａｘ－Ｖｍｉｎ）／Ｖａｖｅの下限はフィルムコンデンサの寿命の観点からは小さい方が好ましいが、実現可能性の観点から０．０１であり、素子加工性の観点も考慮すると０．０４が好ましい。

（Ｖｍａｘ－Ｖｍｉｎ）／Ｖａｖｅを０．０１以上０．１０以下とする方法としては、上述したポリプロピレン樹脂を、上述した好ましい量で使用して、後述する通り、フィルム製膜時の縦延伸予熱工程を特定の条件とする方法が挙げられる。また、ラジエーションヒーター等で局所的に熱量を与えることによっても、絶縁破壊電圧（ＢＤＶ）を好ましい範囲とすることができる。

次に、本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムの製造方法について、具体例を挙げて以下により詳細に説明するが、本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムの製造方法は必ずしもこれに限定されるものではない。

まず、上記した高立体規則性ポリプロピレン樹脂（Ａ）と高溶融張力ポリプロピレン樹脂（Ｈ）、（Ｉ）を、各成分が前述した好ましい量となるようにドライブレンドして単軸の溶融押出機に供給し、２００～２６０℃にて溶融押出を行う。次に、ポリマー管の途中に設置したフィルターにて、異物や変性ポリマーなどを除去する。そしてシート状に成形した溶融ポリマーをＴダイよりキャストドラム上に吐出して冷却固化することによりキャストシートを形成し、これを冷却ロールで冷却させる。

キャストドラムの温度は、β晶および球晶を適切に生成させる観点から８０℃以上１２０℃以下であることが好ましく、８５℃以上１１５℃以下であるとさらに好ましく、８５℃以上１１０℃以下であればさらに好ましい。キャストドラム温度を８０℃以上とすることで、キャストシート中に形成されるβ晶が少なくなり過ぎず、二軸延伸後に得られるフィルムの滑り性が保たれるため、製膜および加工時のフィルム搬送工程におけるシワの発生やフィルムロールの巻姿の悪化を防ぐことができる。一方、キャストドラム温度を１２０℃以下とすることで、キャストシート中にβ晶が過剰に形成されるのを防ぐことができ、製膜および加工時のフィルムの搬送工程における蛇行の発生やフィルムロールの巻姿の悪化が軽減される。

Ｔダイから吐出された溶融シートがキャストドラムに着地し、ドラムに密着している時間は０．８秒以上３．０秒以下であることが好ましく、１．０秒以上３．０秒以下であることがより好ましい。密着している時間を０．８秒以上とすると、溶融シートを固化しやすく、その後の延伸工程での破断を軽減できる。一方、密着している時間を３．０秒以下とすると、キャストシート中にβ晶が過剰に形成されるのを防ぐことができ、製膜および加工時のフィルムの搬送工程における蛇行の発生やフィルムロールの巻姿の悪化が軽減される。

溶融シートをキャストドラムへ密着させる方法としては、静電印加法、エアーナイフ法、ニップロール法、水中キャスト法などの手法を採用することができるが、厚みむら抑制、高速製膜化、フィルムの表面性状制御の観点からエアーナイフ法が好ましい。エアーナイフのエアー温度は６０℃以上１００℃以下であることが好ましい。エアーナイフ温度を６０℃以上とすることで、キャストシート中に形成されるβ晶が少なくなり過ぎず、二軸延伸後に得られるフィルムの滑り性が保たれるため、製膜および加工時のフィルム搬送工程においてシワの発生やフィルムロールの巻姿の悪化が軽減される。一方、エアーナイフ温度を１００℃以下とすることで、キャストシート中にβ晶が過剰に形成されず、製膜および加工時のフィルムの搬送工程における蛇行の発生やフィルムロールの巻姿の悪化が軽減される。

次に、得られたキャストシートを二軸延伸する。具体的な延伸条件としては、まず、キャストシートを長手方向に延伸する温度を制御する。温度制御の方法は、温度制御された回転ロールを用いる方法、熱風オーブンを使用する方法などがある。

縦延伸の予熱工程では、まずキャストシートを１００～１２０℃に保たれたロールで予熱し、次いで１２０～１４５℃に保たれたロールで予熱する。さらに、直前のロール温度以上かつ１３５～１５０℃の温度、好ましくは直前のロール温度以上かつ１４０～１５０℃の温度に保たれたロール上にラジエーションヒーターを設置し、局所的に熱量を与えることで、キャストシート表面構造を制御する。

得られる二軸配向ポリプロピレンフィルムの界面の展開表面積比Ｓｄｒを適切な範囲に制御する観点から、ラジエーションヒーターにより局所的に熱量を与えることが好ましい。ラジエーションヒーターによる処理時間は、キャストシートとラジエーションヒーターの距離が５．０ｍｍ、ラジエーションヒーターの出力が５．０ｋＷである場合、０．１秒以上１．０秒以下が好ましく、０．２秒以上０．８秒以下がより好ましく、０．３秒以上０．７秒以下であるとさらに好ましい。ラジエーションヒーターによる処理時間を０．１秒以上にすることで、表面制御に必要とされる熱量に達し、得られる二軸配向ポリプロピレンフィルムの界面の展開表面積比Ｓｄｒを適切な水準に低めることができる。一方、ラジエーションヒーターによる処理時間を１．０秒以下とすることで、熱量過多によるフィルム破れの誘発や、得られる二軸配向ポリプロピレンフィルムの界面の展開表面積比Ｓｄｒの過剰な上昇を防ぐことができる。

なお、ラジエーションヒーターとキャストシートの距離は１．０～１０ｍｍが好ましく、ラジエーションヒーターの出力は１．０～１０ｋＷが好ましい。ラジエーションヒーターとキャストシートの距離やラジエーションヒーターの出力をこの範囲で適宜調整する場合、これらをそれぞれ５．０ｍｍ、５．０ｋＷとして、０．１秒以上１．０秒以下の処理時間としたときと同じ程度の熱量を与えるように、処理時間を調整することができる。

次に、縦延伸工程にてキャストシートを長手方向に延伸する。縦延伸の予熱工程を通したキャストシートを温度１２０℃以上１４０℃以下に制御したロールに通し、ロール間の周速差によって所定の延伸速度、延伸倍率で長手方向に延伸（縦延伸）する。長手方向の延伸倍率は４．０倍以上７．０倍以下であることが好ましく、５．０倍以上７．０倍以下であるとさらに好ましい。延伸倍率を４．０倍以上とすることで、得られる二軸配向ポリプロピレンフィルムの表面性状はより均一となり、高温下での耐電圧特性が向上する。縦延伸倍率を７．０倍以下とすると、縦延伸工程や次の横延伸工程でのフィルムの破断が軽減される。

次に、縦延伸により得られた一軸配向フィルムの幅方向両端部をクリップで把持し、温度１４０℃以上１７０℃以下に制御したテンター式延伸機にて延伸倍率５倍以上１５倍以下で幅方向に延伸する。さらに、幅方向に５～１５％弛緩しつつ、温度１５０～１７０℃で熱固定する。

次に、二軸延伸されたフィルムに空気中、窒素中、炭酸ガス中、あるいはこれらの混合気体中でキャストドラムに接地した側の面（ドラム面（Ｄ面））にコロナ放電処理を行い、クリップで把持したフィルムの耳部をカットして除去し、端部を除去したフィルムを巻取機でマスターロールとして巻取る。最後に、スリッターにて、マスターロールから巻き出したフィルムを特定の幅でスリットし、フィルムロールとしてコアに巻回し、本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムを得る。

本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムは、フィルムコンデンサ用誘電体として好ましく用いられるが、フィルムコンデンサのタイプに限定されるものではない。具体的には、電極構成の観点では箔巻フィルムコンデンサ、金属蒸着膜フィルムコンデンサのいずれであってもよいし、絶縁油を含有させた油浸タイプのフィルムコンデンサや絶縁油を全く使用しない乾式フィルムコンデンサにも好ましく用いられる。また、形状の観点では、巻回式であっても積層式であっても構わない。本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムの特性から特に金属蒸着膜フィルムコンデンサとして好ましく用いられる。

次に、本発明の金属膜積層フィルムについて説明する。本発明の金属膜積層フィルムは、本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムを用いてなる。本発明のポリプロピレンフィルムに金属膜を形成する方法として、二軸配向ポリプロピレンフィルムの少なくとも片面にアルミニウム等の金属を蒸着して、フィルムコンデンサの内部電極となる金属膜を設ける方法が好ましく用いられる。このとき、アルミニウムと同時あるいは逐次に、例えば、ニッケル、銅、金、銀、クロム、および亜鉛などの他の金属成分を蒸着することもできる。また、金属膜上にオイルなどで保護層を設けることもできる。金属膜の厚さは、フィルムコンデンサの電気特性と保安性の観点から２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることが好ましい。また、同様の理由により、金属膜の表面抵抗値が１Ω／ｓｑ以上２０Ω／ｓｑ以下であることが好ましい。表面抵抗値は、使用する金属種と膜厚で制御可能である。

次に、本発明のフィルムコンデンサについて説明する。本発明のフィルムコンデンサは、本発明の金属膜積層フィルムを用いてなり、金属膜積層フィルムを積層させた構成、もしくは、巻回した構成を有する。以下、巻回型フィルムコンデンサの製造方法の一例を説明する。まず、二軸配向ポリプロピレンフィルムの片面にアルミニウムを真空蒸着して、金属膜積層フィルムを得る。その際、フィルムの長手方向に走るマージン部を有するストライプ状にアルミニウムを蒸着する。次に、表面の各蒸着部の中央と各マージン部の中央に刃を入れてスリットし、表面が一方にマージンを有したテープ状の巻取リールを作製する。左もしくは右にマージンを有するテープ状の巻取リールを左マージン、および右マージンのもの各１本ずつを、幅方向に蒸着部分がマージン部よりはみ出すように２枚重ね合わせて巻回し巻回体を得る。巻回体を熱処理後、幅方向の両端面にメタリコンを溶射して外部電極とし、メタリコンにリード線を溶接して巻回型フィルムコンデンサを得ることができる。フィルムコンデンサの用途は、車輌、家電（テレビや冷蔵庫など）、一般雑防、自動車（ハイブリッドカー、パワーウインドウ、ワイパーなど）、および電源など多岐に亘っており、本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムを用いたフィルムコンデンサもこれら用途に好適に用いることができる。

以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれに限定されない。なお、特性は以下の方法により測定、評価を行い、原料としては以下のものを使用した。

［測定、評価方法］
（１）メソペンタッド分率（ｍｍｍｍ）
ポリプロピレン樹脂試料を溶媒に溶解し、^１３Ｃ－ＮＭＲを用いて、以下の条件にてメソペンタッド分率（ｍｍｍｍ）を求めた（参考文献：新版 高分子分析ハンドブック 社団法人日本分析化学会・高分子分析研究懇談会 編 １９９５年 Ｐ６０９～６１１）。

Ａ．測定条件
装置：Ｂｒｕｋｅｒ社製 ＤＲＸ－５００
測定核：^１３Ｃ核（共鳴周波数：１２５．８ＭＨｚ）
測定濃度：１０質量％
溶媒：ベンゼン／重オルトジクロロベンゼン＝質量比１：３混合溶液
測定温度：１３０℃
スピン回転数：１２Ｈｚ
ＮＭＲ試料管：５ｍｍ管
パルス幅：４５°（４．５μｓ）
パルス繰り返し時間：１０秒
データポイント：６４Ｋ
換算回数：１０，０００回
測定モード：ｃｏｍｐｌｅｔｅ ｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇ。

Ｂ．解析条件
ＬＢ（ラインブロードニングファクター）を１．０としてフーリエ変換を行い、ｍｍｍｍピークを２１．８６ｐｐｍとし、ＷＩＮＦＩＴソフト（Ｂｒｕｋｅｒ社製）を用いて、ピーク分割を行った。その際に、高磁場側のピークから以下のようにピーク分割を行い、さらに付属ソフトの自動フィッティングを行った。ピーク分割の最適化を行った上で、ｍｍｍｍのピーク分率の合計を求めた。なお、上記測定を５回行い、その平均値を本試料のメソペンタッド分率（ｍｍｍｍ）とした。
（ピーク分割）
（ａ）ｍｒｒｍ
（ｂ）（ｃ）ｒｒｒｍ（２つのピークとして分割）
（ｄ）ｒｒｒｒ
（ｅ）ｍｒｍｒ
（ｆ）ｍｒｍｍ＋ｒｍｒｒ
（ｇ）ｍｍｒｒ
（ｈ）ｒｍｍｒ
（ｉ）ｍｍｍｒ
（ｊ）ｍｍｍｍ。

（２）溶融流動指数（ＭＦＲ）（単位：ｇ／１０ｍｉｎ）
ＪＩＳ Ｋ ７２１０－１（２０１４）に準拠して２３０℃、２．１６ｋｇの条件で測定した。

（３）溶融張力（ＭＳ）（単位：ｃＮ）
株式会社東洋精機製作所メルトテンションテスター（キャピラリー直径２．１ｍｍ、シリンダー径９．５５ｍｍ）を用いて、以下の手順で測定した。まず、ポリプロピレン樹脂を２３０℃に加熱して溶融した。次いで、溶融ポリプロピレン樹脂を押出速度１５ｍｍ／分で吐出ストランドし、このストランドを６．５ｍ／分の速度で引き取る際の張力を測定し、得られた値を当該ポリプロピレン樹脂のＭＳとした。

（４）冷キシレン可溶部（ＣＸＳ 単位：質量％）
ポリプロピレン樹脂０．５ｇを１３５℃の沸騰キシレン１００ｍｌに溶解して放冷後、２０℃の恒温水槽で１時間再結晶化させた。その後、ろ過により結晶等の固形物を除去し、ろ過液に溶解しているポリプロピレン系成分を液体クロマトグラフ法で定量した。沸騰キシレン溶解前のポリプロピレン樹脂の質量をＸ０（ｇ）、ろ過液に溶解しているポリプロピレン成分の質量をＸ（ｇ）として、ＣＸＳを下記式１から求めた。
式１：ＣＸＳ（質量％）＝（Ｘ／Ｘ０）×１００ 。

（５）界面の展開表面積比Ｓｄｒ（単位：％）、五点谷領域深さＳ５ｖ（単位：ｎｍ）、五点山領域高さＳ５ｐ（単位：ｎｍ）
株式会社菱化システム社製非接触表面・層断面形状測定システム“ＶｅｒｔＳｃａｎ”（登録商標）２．０（型式：Ｒ３３００ＧＬ－Ｌｉｔｅ－ＡＣ）を用いて測定した。まず、フィルムロールの中心位置から長手方向と平行に１００ｍｍ×１００ｍｍの試験片を１０枚取得した。次いで得られた１０枚の試験片の中心部分を測定点とし、界面の展開表面積比（Ｓｄｒ）、五点谷領域深さ（Ｓ５ｖ）、五点山領域高さ（Ｓ５ｐ）を測定した。その後、各パラメータについて得られた測定値の平均を算出し、それぞれ測定対象としたフィルムのＳｄｒ、Ｓ５ｖ、Ｓ５ｐとした。１回の測定の詳細条件については下記の通りとした。なお、１回の測定に対して１視野（視野面積：縦９３９μｍ×横１，２５２μｍ＝１，１７５，６２８μｍ^２）の測定を行った。

Ａ．測定条件
ＣＣＤカメラ：ＳＯＮＹ ＨＲ－５７ １／２”
対物レンズ：１０Ｘ
鏡筒：０．５Ｘ ＢＯＤＹ
波長フィルター：５３０ ｗｈｉｔｅ
測定モード：Ｗａｖｅ
視野サイズ：６４０×４８０
スキャンレンジ：（スタート）５μｍ、（ストップ）－５μｍ。

Ｂ．測定方法
測定時のフィルムの固定には専用のサンプルホルダーを使用した。サンプルホルダーは中心に円形の穴が空いた脱着可能な２枚の金属板であり、その間にシワがない状態でフィルムを挟んで固定し、中央円形部のフィルムについて測定した。なお、フィルムロールの長手方向と測定視野の縦方向が一致するようにフィルムおよびサンプルホルダーを設置した。

Ｃ．解析方法
上記測定により得られたデータを“ＶｅｒｔＳｃａｎ”（登録商標）２．０の画像解析ソフトＶＳ－Ｖｉｅｗｅｒで解析した。まず、メディアンフィルター（５×５）によりノイズを除去し、カットオフ値２５０μｍのガウシアンフィルターによりうねり成分を除去した。次いで、「ＩＳＯＰａｒａ」機能により、ＩＳＯ２５１７８－２（２０１２）で定義される表面性状の界面の展開表面積比Ｓｄｒ、Ｓ５ｖ、Ｓ５ｐを算出した。なお、「ＩＳＯＰａｒａ」機能において、Ｓ－Ｆｉｌｔｅｒを６．０μｍに設定した。

（６）厚み（単位；：μｍ）
ＪＩＳ Ｃ ２３３０（２０１４）に準じ、マイクロメーター法により測定した。

（７）絶縁破壊電圧（ＢＤＶ）：２３℃でのＢＤＶ（Ｖ／μｍ）（Ｖａｖｅ、Ｖｍａｘ、Ｖｍｉｎ）
幅方向の長さが６，５００ｍｍの中間製品ロールより、幅方向の両端から２５０ｍｍを切り取り、２００ｍｍ（長手方向）×６０００ｍｍ（幅方向）の二軸配向ポリプロピレンフィルムサンプルを採取し、該サンプルを３０等分して２００ｍｍ×２００ｍｍの試験片を取得した。次いで得られた試験片の中心部分を測定部位として、２３℃、６５％ＲＨ雰囲気下でＪＩＳ Ｃ２３３０（２０１４）に記載されているように「ＪＩＳ Ｃ２１５１ １７．２．２（平板電極法））」に準じたＢＤＶ試験を行い、計３０点の測定値（算出値）のうち破壊電圧が最も大きい方から５点と最も小さい方から５点をそれぞれ除いた２０点の平均値、最大値、最小値を算出し、それぞれ順にＶａｖｅ、Ｖｍａｘ、Ｖｍｉｎとした。なお、各実施例における二軸配向ポリプロピレンフィルムの製造においては、１本の中間製品ロールから複数本の最終製品ロールを取得する方法を採用しており、各最終製品ロールとも特性に差はないことが想定されるため中間製品ロールから試験片を採取して行った。

（８）フィルムコンデンサ製造における素子加工性評価
二軸配向ポリプロピレンフィルムのコロナ処理を施した側の面に、株式会社ＵＬＶＡＣ社製真空蒸着機で表面抵抗値が１５Ω／ｓｑとなるようにアルミニウムを真空蒸着した。その際、長手方向に走るマージン部を有するストライプ状にアルミニウムを蒸着した（蒸着部の幅７９．０ｍｍ、マージン部の幅１．０ｍｍの繰り返し。）。次いで、各蒸着部の中央と各マージン部の中央に刃を入れてスリットし、左右いずれかの端部に０．５ｍｍのマージン部を有する全幅４０ｍｍのテープ状の巻取リールを作製した。得られたリールの左マージン、および右マージンのもの各１本ずつを幅方向に蒸着部分がマージン部より０．５ｍｍはみ出すように２枚を重ね合わせて巻回し、静電容量１２０μＦの巻回体を得た。なお、巻回には株式会社皆藤製作所社製ＫＡＷ－４ＮＨＢを使用した。最後に１４０℃の減圧雰囲気中で巻回体を１０時間熱処理した。この巻回体を目視にて観察し、外観や内部にシワや形状のゆがみのあるものを不良品とした。巻回体を同様に２００個作製して同様の評価を繰り返し、下記判断基準により巻回体の加工性を評価した。
〇：不良品なし
△：不良品３個以下
×：不良品４個以上。

（９）フィルムコンデンサにおける寿命評価
（８）に記載の方法により静電容量１２０μＦの巻回体を得た。その後、１４０℃の減圧雰囲気中で不良品でない巻回体を１０時間熱処理し、幅方向の両端面にメタリコンを溶射して外部電極とし、メタリコンにリード線を溶接してフィルムコンデンサを得た。次にフィルムコンデンサ１５個について、以下の手順で寿命評価を実施した。まず、室温にて静電容量（Ｃ０）を測定した。次いで、１２０℃の高温下でフィルムコンデンサに３２５ＶＤＣ／μｍ（厚みが２．０μｍのとき、印加電圧は６５０Ｖ）の電圧を１０００時間印加した。その後、室温にて静電容量（Ｃ）を測定し、電圧印加前後の静電容量の変化率（ΔＣ）を下記式２から算出した。なお、静電容量は日置電機株式会社製のＬＣＲハイテスター３５２２－５０により測定した。
式２： ΔＣ＝（（Ｃ０－Ｃ）／Ｃ０）×１００
フィルムコンデンサ１５個の電圧印加前後の静電容量の変化率（ΔＣ）の平均値をそのサンプルの電圧印加前後の静電容量の変化率とし、下記判断基準により評価した。電圧印加前後の静電容量の変化率（ΔＣ）が小さいほど、高温下での静電容量の減少が抑制されていることを示しており、フィルムコンデンサの寿命評価は良好といえる。
〇：ΔＣが２％未満
△：ΔＣが２％以上５％未満
×：ΔＣが５％以上。

［原料］
（１）樹脂
高立体規則性ポリプロピレン樹脂（Ａ）：
（実施例１～６、比較例１～７で使用）
ボレアリス社製“Ｂｏｒｃｌｅａｎ”（商標）ＨＣ３００ＢＦ メソペンタッド分率が０．９８０、ＣＸＳが１．２質量％、ＭＦＲが３．３ｇ／１０分、ＭＳが１．０ｃＮである高立体規則性ポリプロピレン樹脂。
（実施例７で使用）
プライムポリマー社製“プライムポリプロ”（登録商標） メソペンタッド分率が０．９８０、ＣＸＳが０．９質量％、ＭＦＲが２．８ｇ／１０分、ＭＳが０．９ｃＮである高立体規則性ポリプロピレン樹脂。

高溶融張力ポリプロピレン樹脂（Ｈ）：
（実施例１～７、比較例１～７で使用）
日本ポリプロ社製“ＷＡＹＭＡＸ”（登録商標）（ＭＦＸ３） ＭＦＲが９．０ｇ／１０分、ＭＳが５．０ｃＮである高溶融張力ポリプロピレン樹脂。

高溶融張力ポリプロピレン樹脂（Ｉ）：
（実施例１～７、比較例１～６で使用）
Ｂｏｒｅａｌｉｓ社製“Ｄａｐｌｏｙ”（商標）（ＷＢ１３５ＨＭＳ） ＭＦＲが２．５ｇ／１０分、ＭＳが３２．０ｃＮである高溶融張力ポリプロピレン樹脂。
（比較例７で使用）
ボレアリス社製“Ｄａｐｌｏｙ（商標）ＷＢ１４０ＨＭＳ、ＭＦＲが２．１ｇ／１０分、ＭＳが３６．０ｃＮである高溶融張力ポリプロピレン樹脂。

（２）酸化防止剤
酸化防止剤１：ＢＡＳＦジャパン社製“Ｉｒｇａｎｏｘ”（登録商標）１０１０
酸化防止剤２：２，６－ジ－ｔ－ブチル－ｐ－クレゾール（ＢＨＴ）。

（実施例１）
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（Ｈ）、高溶融張力ポリプロピレン樹脂（Ｉ）を９６.０：０．４：３．６（質量比）で混合したポリプロピレン樹脂混合物、酸化防止剤１、および酸化防止剤２を、９９．５：０．４：０．１（質量比）でドライブレンドして単軸の溶融押出機に供給し、２５０℃で溶融押し出しを行った。その後、押し出された溶融ポリプロピレン樹脂組成物より２５μｍカットの焼結フィルターで異物を除去し、さらにＴ型スリットダイよりシート状に吐出した。さらに、シート状の溶融ポリプロピレン樹脂組成物を、エアー温度８０℃のエアーナイフにより、温度９２℃に保持されたキャストドラム上に密着させて固化させた後、温度３０℃に保持した冷却ロール上で冷却してキャストシートを得た。このとき、キャストドラムと冷却ロールにシート状の溶融ポリプロピレン樹脂組成物が密着していた時間はそれぞれ１．０秒であった（なお、以下キャストドラムに接地した側の面をドラム面（Ｄ面）、接地しない側の面を非ドラム面（非Ｄ面）という。）。

続いて、縦延伸前の予熱工程で、キャストシートを１２０℃に保たれたロールに通して予熱し、さらに１４５℃に保たれたロールに通して予熱した。さらに、１４５℃に保たれたロール上で、ラジエーションヒーターによりキャストシートを０．４秒加熱した。このとき、キャストシートとラジエーションヒーターの距離は５．０ｍｍ、ラジエーションヒーターの出力は５．０ｋＷとした。その後、縦延伸前の予熱工程を通したキャストシートを、温度１４０℃の縦延伸ロールにより長手方向に延伸倍率５．６倍で延伸して一軸配向フィルムとした。

さらに、幅方向両端部をクリップで把持して一軸配向フィルムをテンターに導き、温度１５９℃、延伸倍率１１倍の条件で幅方向に延伸した。次いで、温度１５８℃で幅方向に１２％の弛緩処理を行い、室温まで除冷して、Ｄ面側に２５Ｗ・ｍｉｎ／ｍ^２の処理強度でコロナ放電処理を施した。得られた二軸配向ポリプロピレンフィルムのクリップで把持した幅方向端部を切除し、巻取機で巻き取り、幅方向の長さが６，５００ｍｍの中間製品ロールを得た。次いで、スリッターにて幅方向の長さが６００ｍｍとなるように、二軸配向ポリプロピレンフィルムを長手方向と平行にスリットして、長手方向に３０，０００ｍをコアに巻回し、厚み２．０μｍの二軸配向ポリプロピレンフィルムロールを１０本得た。得られた二軸配向ポリプロピレンフィルムの物性、各評価結果を表１に示す。なお、中間製品ロールで評価した項目を除き、フィルムに関する各評価は中間製品ロールの幅方向中央部に最も近いフィルムロール（一方の幅方向端部から数えて５本目または６本目のフィルムロール）から任意に選択した１本のフィルムロールよりフィルムを採取して実施した。得られた二軸配向ポリプロピレンフィルムの物性、各評価結果を表１に示す。

（実施例２～７、比較例１～７）
ポリプロピレン樹脂の種類を「（１）樹脂」に記載のとおりとし、組成および縦延伸前の予熱工程を表１に示す通りとした以外は実施例１と同様にして、二軸配向ポリプロピレンフィルムを得た。得られた二軸配向ポリプロピレンフィルムの物性、各評価結果を表１に示す。

本発明により、高い加工性、耐電圧性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ができる。本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムをフィルムコンデンサの誘電体として用いることにより、フィルムコンデンサ加工時にフィルム層間のエアー量および層間距離を均一に制御することができる。そのため、フィルムコンデンサとしたときに高温・高電圧環境下においても高い保安性が発揮され、その寿命も改善する。

Claims (8)

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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。