JP6572657B2 - ポリプロピレンフィルム - Google Patents

Description

本発明は、包装用や工業用等に好適なポリプロピレンフィルムに関するものであり、さらに詳しくはコンデンサ用誘電体として高温環境下でも高い耐電圧性と信頼性を維持できるコンデンサ用途に好適なポリプロピレンフィルムに関する。

ポリプロピレンフィルムは、透明性、機械特性、電気特性等に優れるため、包装用途、テープ用途、ケーブルラッピングやコンデンサをはじめとする電気用途等の様々な用途に用いられている。

この中でもコンデンサ用途は、その優れた耐電圧特性、低損失特性から直流用途、交流用途に限らず高電圧コンデンサ用に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、それに伴いコンデンサの小型化、大容量化の要求が一層強まって来ている。そのような市場、特に自動車用途（ハイブリッドカー用途含む）や太陽光発電、風力発電用途の要求を受け、二軸延伸したポリプロピレンフィルムの耐電圧性を向上させ、生産性、加工性を維持させつつ、一層の薄膜化が必須な状況となってきている。

かかるポリプロピレンフィルムは、コンデンサ素子加工時およびコンデンサ使用環境下での熱に対する構造安定性が必要であり、特に高温時の耐電圧性を向上させるためにはフィルムの強度維持が重要である。高温雰囲気においてフィルムの強度が低いフィルムは素子加工時やコンデンサとしての使用中にフィルム分子鎖配向緩和が生じ、容量低下やショート破壊などを引き起こす問題がある。しかしながら高温雰囲気で強度が高いフィルムを得るには製膜時に延伸倍率を高く設定する必要があるためフィルム強度と相反する特性である熱収縮率が高くなるなど、また実使用において高温下でのコンデンサの容量減少や信頼性についても必ずしも十分とはいえなかった（例えば特許文献１、２および３）。

特開２００５−６４０６７号公報 特開２００７−１６９５９５号公報 特開平１１−６７５８０号公報

本発明者らは、上記の課題を解決するため鋭意検討の結果、本発明に至ったものである。本発明は、高電圧用コンデンサ用途においても優れた高温時の耐電圧性と信頼性を発揮でき、かかるコンデンサ用途等に好適な高温雰囲気で高強度化したポリプロピレンフィルムを提供する。

上記した課題は、１２５℃雰囲気における長手方向の伸度５０％時の応力（Ｆ５０値）と伸度１５０％時の応力（Ｆ１５０値）とが次式の関係を満たすポリプロピレンフィルムによって達成可能である。

（Ｆ１５０値）／（Ｆ５０値）＞３．０

本発明は、高温雰囲気で高強度化したポリプロピレンフィルムを提供することができるので、包装用途、テープ用途、ケーブルラッピングやコンデンサをはじめとする電気用途等の様々な用途に適用でき、特にコンデンサ用途に、好ましくは自動車用、太陽光発電、風力発電用に好適である。

本発明のポリプロピレンフィルムは、１２５℃雰囲気における引っ張り試験において、フィルムの長手方向の伸度５０％時の応力（Ｆ５０値）と、同温度における伸度１５０％時の応力（Ｆ１５０値）とが次式の関係を満たすことが重要である。

（Ｆ１５０値）／（Ｆ５０値）＞３．０
（Ｆ１５０値）／（Ｆ５０値）の値が３．０以下の場合には、引っ張り試験時の歪み増加に対し応力が上昇せず、これはフィルムを構成する樹脂の分子鎖が外部応力に対し容易に崩れやすい（解きほぐれやすい）構造で強度不足であることを意味する。すなわち高温環境下でコンデンサとして用いた場合、熱に対してフィルム構造を長時間安定に保てず耐電圧性を低下させコンデンサ容量減少やショート破壊など信頼性低下の問題を生じやすくなる。

上記観点から、（Ｆ１５０値）／（Ｆ５０値）の値は好ましくは３．２以上、より好ましくは３．５以上であればよい。発明者らは鋭意検討することにより、１２５℃雰囲気における長手方向の応力（Ｆ１５０値）／（Ｆ５０値）の値と高温時のコンデンサ耐電圧特性に高い相関性があるだけでなく、コンデンサ特性の高温耐電圧および信頼性の向上には（Ｆ１５０値）／（Ｆ５０値）の値が大きくなるよう制御することが重要であることを見出したものである。

ここで本発明のポリプロピレンフィルムの１２５℃雰囲気における長手方向の応力（Ｆ１５０値）／（Ｆ５０値）の値を大きくするには、後述するように、二軸延伸時の面積倍率を大きくし、延伸後の熱処理および弛緩処理工程ではまず延伸温度より低温での処理を経て、再度、前記処理温度より高温でかつ二軸延伸時の幅方向延伸温度未満の熱処理工程を施すことにより達成しうるものであり、上記の関係を満たすことが可能となる。上限は特に限定されないが５．０とするものである。

本発明のポリプロピレンフィルムは、コンデンサ作製においてもプロセス条件が高温化する中で素子加工性およびコンデンサとしてのさらなる耐熱化を発揮する観点から、１２５℃１５分加熱処理におけるフィルムの幅方向の熱収縮率が１％以下であることが好ましく、より好ましくは０．８％以下、さらに好ましくは０．６％以下である。熱収縮率が１％を超える場合は、コンデンサ製造工程および使用工程の熱によりフィルム自体の収縮が生じ、素子端部メタリコンとの接触不良により耐電圧性が低下する場合がある。下限は特に限定されないが、フィルムが膨張しすぎる場合はコンデンサ製造工程や使用工程の熱により素子の巻き状態が緩む場合があるので、好ましくは−１％である。

本発明のポリプロピレンフィルムは、１２５℃雰囲気におけるフィルムの長手方向の伸度５０％時の応力（Ｆ５０値） が１３ＭＰａ以上であることが好ましい。Ｆ５０値が１３ＭＰａに満たない場合は、高温環境下でコンデンサとして用いた場合、熱に対してフィルム構造を長時間安定に保てず耐電圧性を低下させコンデンサ容量減少やショート破壊など信頼性低下の問題を生じやすくなる。上記観点から１２５℃雰囲気におけるＦ５０値は、好ましくは１５ＭＰａ以上、より好ましくは１７ＭＰａ以上である。１２５℃雰囲気におけるフィルムの長手方向のＦ５０値を大きくするにはフィルムを構成する樹脂の分子鎖が外部応力に対し容易に崩れ難い構造とする観点から二軸延伸時の面積倍率を大きくし、延伸後の熱処理および弛緩処理工程ではまず延伸温度より低温での処理を経て、再度、前記処理温度より高温でかつ二軸延伸時の幅方向延伸温度未満の熱処理工程を施すことが好ましい。上限は特に限定しないが、製膜安定性の観点から３０ＭＰａである。

さらに本発明のポリプロピレンフィルムは、コンデンサ作製においてもプロセス条件が高温化する中でコンデンサとしてのさらなる耐熱化を発揮する観点から、フィルムの長手方向の１２５℃１５分加熱処理における熱収縮率が４％以下であることが好ましく、より好ましくは３．５％以下、さらに好ましくは３％以下である。熱収縮率が４％を超えるとコンデンサ素子を加熱処理するコンデンサ製造工程において、コンデンサ内で重なり合うフィルム同士が巻き締まり、密着してフィルム層間が小さくなり、自己回復が起こった際に発生するガスや飛散金属が系外に抜けずに耐電圧性を低下させやすい。下限は特に限定されないが、熱収縮率が膨張側（マイナス値）に大きい場合にはコンデンサ製造工程や使用工程の熱により素子の巻き状態が緩む場合があるため、好ましくは−１％である。

次に、本発明のポリプロピレンフィルムに用いると好ましい直鎖状ポリプロピレンについて説明する。直鎖状ポリプロピレンは、通常、包装材やコンデンサ用に使用されるものであるが、好ましくはメソペンタッド分率は０．９５以上であることが好ましく、更に好ましくは０．９７以上である。メソペンタッド分率は核磁気共鳴法（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、該数値が高いものほど結晶化度が高く、融点が高くなり、高温での強度および絶縁破壊電圧が高くなるので好ましい。メソペンタッド分率の上限については特に規定するものではない。このように立体規則性の高い樹脂を得るには、ｎ−ヘプタン等の溶媒で得られた樹脂パウダーを洗浄する方法や、触媒および／または助触媒の選定、組成の選定を適宜行う方法等が好ましく採用される。

かかる直鎖状ポリプロピレンとしては、主としてプロピレンの単独重合体からなるが、本発明の目的を損なわない範囲で他の不飽和炭化水素による共重合成分などを含有してもよいし、プロピレンが単独ではない重合体がブレンドされていてもよい。このような共重合成分やブレンド物を構成する単量体成分として例えばエチレン、プロピレン（共重合されたブレンド物の場合）、１−ブテン、１−ペンテン、３−メチルペンテン−１、３−メチルブテン−１、１−ヘキセン、４−メチルペンテン−１、５−エチルヘキセン−１、１−オクテン、１−デセン、１−ドデセン、ビニルシクロヘキセン、スチレン、アリルベンゼン、シクロペンテン、ノルボルネン、５−メチル−２−ノルボルネンなどが挙げられる。共重合量またはブレンド量は、耐絶縁破壊特性、寸法安定性の点から、共重合量では１ｍｏｌ％未満とし、ブレンド量では１０質量％未満とするのが好ましい。

また、かかる直鎖状ポリプロピレンには、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、すべり剤、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せしめることもできる。

これらの中で、酸化防止剤の種類および添加量の選定は長期耐熱性の観点から重要である。すなわち、かかる酸化防止剤としては立体障害性を有するフェノール系のもので、そのうち少なくとも１種は分子量５００以上の高分子量型のものが好ましい。その具体例としては種々のものが挙げられるが、例えば２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール（ＢＨＴ：分子量２２０．４）とともに１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼン（例えばＢＡＳＦ社製Irganox（登録商標）1330：分子量７７５．２）またはテトラキス［メチレン−３（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］メタン（例えばＢＡＳＦ社製Irganox（登録商標）1010：分子量１１７７．７）等を併用することが好ましい。これら酸化防止剤の総含有量はポリプロピレン全量に対して０．０３〜１．０質量％の範囲が好ましい。酸化防止剤が少なすぎると長期耐熱性に劣る場合がある。酸化防止剤が多すぎるとこれら酸化防止剤のブリードアウトによる高温下でのブロッキングにより、コンデンサ素子に悪影響を及ぼす場合がある。より好ましい含有量は０．１〜０．９質量％であり、特に好ましくは０．２〜０．８質量％である。

また本発明のポリプロピレンフィルムは、耐電圧を高める観点から分岐鎖状ポリプロピレンを含有させてもよく、添加する場合の含有量は０．０５〜１０質量％が好ましく、より好ましくは０．５〜８質量％、さらに好ましくは１〜５質量％含有することが好ましい。上記分岐鎖状ポリプロピレンを含有させることで溶融押出した樹脂シートの冷却工程で生成する球晶サイズを容易に小さく制御でき、延伸工程で生成する絶縁欠陥の生成を小さく抑え、耐電圧性に優れたポリプロピレンフィルムを得ることができる。

本発明においては、本発明の目的に反しない範囲で、結晶核剤を添加することができる。既述の通り、分岐鎖状ポリプロピレンは既にそれ自身でα晶またはβ晶の結晶核剤効果を有するものであるが、別種のα晶核剤（ジベンジリデンソルビトール類、安息香酸ナトリウム等）、β晶核剤（１，２−ヒドロキシステアリン酸カリウム、安息香酸マグネシウム、Ｎ，Ｎ’−ジシクロヘキシル−２，６−ナフタレンジカルボキサミド等のアミド系化合物、キナクリドン系化合物等）等が例示される。但し、上記別種の核剤の過剰な添加は延伸性の低下やボイド形成等による耐電圧の低下を引き起こす場合があるため、添加量は通常０．５質量％以下、好ましくは０．１質量％以下、更に好ましくは０．０５質量％以下とすることが好ましい。

本発明のポリプロピレンフィルムは高温雰囲気で高強度化させることにより、高温時の耐電圧性に優れることから、１５μｍ以下の一般コンデンサに有用であるのは勿論だが、特に高温環境下で用いられる自動車用途（ハイブリッドカー用途含む）に要求される薄膜のフィルムコンデンサ用に好適である。特にフィルムの厚みが０．５μｍ以上１０μｍ未満の範囲であるとその性能が効果的に発現される。より好ましい厚みは０．８μｍ以上６μｍ未満、さらに好ましい厚みは１μｍ以上３μｍ未満である。

本発明のポリプロピレンフィルムは、コンデンサ用誘電体フィルムとして好ましく用いられるものであるが、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きコンデンサ、金属蒸着膜コンデンサのいずれであってもよいし、絶縁油を含浸させた油浸タイプのコンデンサや絶縁油を全く使用しない乾式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、捲巻式であっても積層式であっても構わない。中でも本発明のフィルムの特性から特に金属蒸着膜コンデンサとして好ましく使用される。

なお、ポリプロピレンフィルムは通常、表面エネルギー低く、金属蒸着を安定的に施すことが困難であるために、金属付着力を良好とする目的で、事前に表面処理を行うことが好ましい。表面処理とは具体的にコロナ放電処理、プラズマ処理、グロー処理、火炎処理等が例示される。通常ポリプロピレンフィルムの表面濡れ張力は３０ｍＮ／ｍ程度であるが、これらの表面処理によって、濡れ張力を３７〜５０ｍＮ／ｍ、好ましくは３９〜４８ｍＮ／ｍ程度とすることが、金属膜との接着性に優れ、保安性も良好となるので好ましい。

本発明のポリプロピレンフィルムは、上述した特性を与えうる原料を用い、二軸延伸されることによって得られる。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、その中でも、フィルムの製膜安定性、厚み均一性、高温雰囲気で高強度化、熱寸法安定性を制御する点においてテンター逐次二軸延伸法を採用することが好ましい。

次に本発明のポリプロピレンフィルムの製造方法を説明する。まず、ポリプロピレン樹脂を支持体上に溶融押出してポリプロピレン樹脂シートとし、このポリプロピレン樹脂シートを縦延伸、横延伸の逐次二軸延伸した後に熱処理および弛緩処理を施して二軸延伸したポリプロピレンフィルムを製造する。その際、前記二軸延伸時に面積倍率は大きいほど高強度化できるが寸法安定性を損なう背反関係であるため、後の熱処理および弛緩処理工程での制御することで両立が可能となる。前記熱処理および弛緩処理工程は、まず延伸温度より低温での処理（１段目熱処理工程）を経て、再度、前記処理温度より高温でかつ二軸延伸時の幅方向延伸温度未満の熱処理工程（２段目熱処理工程）を施すことが重要である。以下、より具体的に説明するが、必ずしもこれに限定されるものではない。

まず、直鎖状ポリプロピレンに高溶融張力ポリプロピレン（分岐鎖状ポリプロピレン）をブレンドして溶融押出し、濾過フィルターを通した後、２３０〜２７０℃の温度でスリット状口金から押出し、６０〜１１０℃の温度に制御された冷却ドラム上で固化させ未延伸シートを得る。キャスティングドラムへの密着方法としては静電印加法、水の表面張力を利用した密着方法、エアーナイフ法、プレスロール法、水中キャスト法などのうちいずれの手法を用いてもよいが、平面性が良好でかつ表面粗さの制御が可能な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、０〜１００℃、好ましくは２０〜７０℃で、吹き出しエアー速度は１３０〜１５０ｍ／ｓが好ましく、幅方向均一性を向上させるために２重管構造となっていることが好ましい。また、フィルムの振動を生じさせないために製膜下流側にエアーが流れるようにエアーナイフの位置を適宜調整することが好ましい。

次に、この未延伸フィルムを二軸延伸する。まず未延伸フィルムを１００〜１５０℃に保たれたロールに通して予熱し、引き続き該シートを１２０℃〜１５０℃の温度に保ち、長手方向に２〜８倍に延伸した後、室温まで冷却する。延伸方法は、とくに限定されず用いるポリマー特性により適宜選択される。

次いで縦一軸延伸フィルムをテンターに導いてフィルムの端部をクリップで把持し横延伸を１４５〜１７０℃の温度で幅方向に７〜１３倍に延伸する。

ここで本発明では逐次二軸延伸の面積倍率が高いほど高強度化できる観点から面積倍率は５５倍以上が好ましく、より好ましくは５８倍以上、さらに好ましくは６０倍以上である。上限は特に限定されないが、製膜安定性および熱寸法安定性の観点から８０倍を上限とするものである。

本発明においては続く熱処理および弛緩処理工程ではクリップで幅方向を緊張把持したまま幅方向に２〜２０％の弛緩を与えつつ、１１５℃以上１４０℃以下の温度で熱固定（１段目）した後に、再度クリップで幅方向を緊張把持したまま前記の熱固定温度を超えて横延伸温度未満の条件で熱固定を施す（２段目）ように多段方式の熱処理を行うことが１２５℃雰囲気での引っ張り試験時の強度を高くし、また熱寸法安定性やフィルム耐電圧特性を向上させる観点から重要である。

弛緩処理においては熱寸法安定性を得る観点から弛緩率は５〜１８％がより好ましく、８〜１５％がさらに好ましい。２０％を超える場合はテンター内部でフィルムが弛みすぎ製品にシワが入り蒸着時にムラを発生させる場合があり、他方弛緩率が２％より小さい場合は熱寸法安定性が得られず、コンデンサとしたときの高温使用環境下で容量低下やショート破壊を引き起こす場合がある。

１段目熱処理温度は延伸時の分子鎖配向を維持でき１２５℃雰囲気での引っ張り試験時の強度を高められる観点から、１段目の熱処理温度は１１５℃以上１４０℃以下が好ましく、より好ましくは１２０℃以上、１３８℃以下、さらに好ましくは１２５℃以上、１３５℃以下である。１１５℃未満の熱処理温度では高温環境下でのコンデンサ特性において容量減少やショート破壊を引き起こす場合がある。他方、１４０℃を超える温度で熱処理した場合は延伸により形成した分子鎖配向の緩和が進行するため１２５℃雰囲気での引っ張り試験時の強度が小さくなる場合がある。

２段目熱処理温度は１段目の熱処理温度を超えて横延伸温度未満とすることで、１段目の熱処理工程で緩和不十分な運動性の高い非晶分子鎖を緩和させ熱寸法安定生を向上させるとともに、１２５℃雰囲気での引っ張り試験時の強度を高くできるものである。この観点から２段目熱処理温度は１段目の熱処理温度＋５℃以上、横延伸温度−５℃以下が好ましく、１段目の熱処理温度＋８℃以上、横延伸温度−８℃以下がさらに好ましい。

多段式の熱処理を経た後はクリップで幅方向を緊張把持したまま８０〜１００℃での冷却工程を経てテンターの外側へ導き、フィルム端部のクリップ解放し、ワインダ工程にてフィルムエッジ部をスリットし、フィルム製品ロールを巻き取る。ここでフィルムを巻取る前に蒸着を施す面に蒸着金属の接着性を良くするために、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コロナ放電処理を行うことが好ましい。

本発明において、上記したポリプロピレンフィルム表面に金属膜を設けて金属膜積層フィルムとする方法は特に限定されないが、例えば、ポリプロピレンフィルムの少なくとも片面に、アルミニウムを蒸着してフィルムコンデンサの内部電極となるアルミニウム蒸着膜等の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、蒸着膜上にオイルなどで保護層を設けることもできる。

本発明では、必要により、金属膜を形成後、金属膜積層フィルムを特定の温度でアニール処理を行なったり、熱処理を行なったりすることができる。また、絶縁もしくは他の目的で、金属膜積層フィルムの少なくとも片面に、ポリフェニレンオキサイドなどのコーティングを施すこともできる。

このようして得られた金属膜積層フィルムは、種々の方法で積層もしくは巻回してフィルムコンデンサを得ることができる。巻回型フィルムコンデンサの好ましい製造方法を例示すると、次のとおりである。

ポリプロピレンフィルムの片面にアルミニウムを減圧状態で蒸着する。その際、フィルム長手方向に走るマージン部を有するストライプ状に蒸着する。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成する。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。

両面に蒸着を行う場合は、一方の面の長手方向に走るマージン部を有するストライプ状に蒸着し、もう一方の面には長手方向のマージン部が裏面側蒸着部の中央に位置するようにストライプ状に蒸着する。次に表裏それぞれのマージン部中央に刃を入れてスリットし、両面ともそれぞれ片側にマージン（例えば表面右側にマージンがあれば裏面には左側にマージン）を有するテープ状の巻取リールを作製する。得られたリールと未蒸着の合わせフィルム各１本ずつを、幅方向に金属膜積層フィルムが合わせフィルム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。

以上のようにして作成した巻回体から芯材を抜いてプレスし、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、鉄道車輌用、自動車用（ハイブリットカー、電気自動車）、太陽光発電・風力発電用および一般家電用等、多岐に亘っており、本発明の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。

本発明における特性値の測定方法、並びに効果の評価方法は次のとおりである。

（１）長手方向の伸度５０％および１５０％時の応力（Ｆ５０値、Ｆ１５０値）
ポリプロピレンフィルムを試験方向長さ１５０ｍｍ×幅１０ｍｍの矩形に切り出しサンプルとした。引張試験機（オリエンテック製テンシロンＵＣＴ−１００）に、初期チャック間距離５０ｍｍでセットし、１２５℃に加熱されたオーブン中へチャックごと投入し、１分間加熱した後、引張速度を３００ｍｍ／分としてフィルムの引張試験を行った。サンプル伸び５０％および１５０％時にフィルムにかかっていた荷重を読み取り、試験前の試料の断面積（フィルム厚み×幅（１０ｍｍ））で除した値を伸度５０％および１５０％時の応力として算出し、測定は各サンプル５回ずつ行い、その平均値で評価を行った。

なお、Ｆ５０値、Ｆ１５０値算出のために用いるフィルムの厚みは以下のように測定を行った。長さ１５０ｍｍ×幅１０ｍｍの矩形に切り出したサンプルの初期チャック間距離５０ｍｍの領域における任意の５ヶ所について接触式のアンリツ（株）製電子マイクロメータ（Ｋ−３１２Ａ型）を用いて、針圧３０ｇにて測定し、その平均値を用いた。

（２）フィルムの厚み
任意の場所の合計１０箇所を２３℃６５％ＲＨの雰囲気下で接触式のアンリツ（株）製電子マイクロメータ（Ｋ−３１２Ａ型）を用いて、針圧３０ｇにてフィルム厚みを測定し、その平均値をフィルムの厚みとした。

（３）１２５℃１５分熱処理における熱収縮率
フィルムの幅方向および長手方向のそれぞれについて、幅１０ｍｍ、長さ２００ｍｍ（測定方向）の試料を５本切り出し、両端から２５ｍｍの位置に印を付けて試長１５０ｍｍ（ｌ_０）とした。次に、試験片を紙に挟み込み荷重ゼロの状態で１２５℃に保温されたオーブン内で、１５分間加熱後に取り出して、室温で冷却後、寸法（ｌ_１）を測定して下記式にて求め、５本の平均値を熱収縮率とした。

熱収縮率＝｛（ｌ_０−ｌ_１）／ｌ_０｝×１００（％）
（４）１２５℃雰囲気でのフィルム絶縁破壊電圧（Ｖ／μｍ）
１２５℃に保温されたオーブン内で、フィルムを１分間加熱後にその雰囲気中でＪＩＳ Ｃ２３３０（２００１）７．４．１１．２ Ｂ法（平板電極法）に準じて、耐電圧試験を３０回測定し、その平均値を求め、測定したフィルムの厚み（上記（２））で除し、Ｖ／μｍで表記した。

（５）蒸着コンデンサ特性の評価（１０５℃での耐電圧および信頼性）
後述する各実施例および比較例で得られたフィルムに、ＵＬＶＡＣ製真空蒸着機でアルミニウムを膜抵抗が８Ω／ｓｑで長手方向に垂直な方向にマージン部を設けた所謂Ｔ型マージンパターンを有する蒸着パターンを施し、幅５０ｍｍの蒸着リールを得た。

次いで、このリールを用いて皆藤製作所製素子巻機（ＫＡＷ−４ＮＨＢ）にてコンデンサ素子を巻き取り、メタリコンを施した後、減圧下、１０５℃の温度で１０時間の熱処理を施し、リード線を取り付けコンデンサ素子を仕上げた。

こうして得られたコンデンサ素子１０個を用いて、１０５℃高温下でコンデンサ素子に３００ＶＤＣの電圧を印加し、該電圧で１０分間経過後にステップ状に５０ＶＤＣ／１分で徐々に印加電圧を上昇させることを繰り返す所謂ステップアップ試験を行なった。

＜耐電圧＞
この際の静電容量変化を測定しグラフ上にプロットして、該容量が初期値の７０％になった電圧をフィルムの厚み（上記（２））で割り返して耐電圧評価とし、以下の通り評価した。

◎：５００Ｖ／μｍ以上
○：４５０Ｖ／μｍ以上５００Ｖ／μｍ未満
△：４００Ｖ／μｍ以上４５０Ｖ／μｍ未満
×：４００Ｖ／μｍ未満。

◎、○は使用可能である。△、×では実用上の性能に劣る。

＜信頼性＞
静電容量が初期値に対して１０％以下に減少するまで電圧を上昇させた後に、コンデンサ素子を解体し破壊の状態を調べて、信頼性を以下の通り評価した。

◎：素子形状の変化は無く貫通状の破壊は観察されない。

○：素子形状の変化は無くフィルム１０層以内の貫通状破壊が観察される。

△：素子形状に変化が認められる若しくは１０層を超える貫通状破壊が観察される。

×：素子形状が破壊する。

◎は問題なく使用でき、○では条件次第で使用可能である。△、×では実用上の性能に劣る。

以下、実施例を挙げて本発明の効果をさらに説明する。

（実施例１）
直鎖状ポリプロピレンとしてメソペンタッド分率が０．９８５で、メルトフローレイト（ＭＦＲ）が２．５ｇ／１０分であるプライムポリマー（株）製ポリプロピレン樹脂を温度２６０℃の押出機に供給し、樹脂温度２６０℃でＴ型スリットダイよりシート状に溶融押出し、該溶融シートを９０℃に保持されたキャスティングドラム上で、エアーナイフにより密着させ冷却固化し未延伸シートを得た。次いで、該シートを複数のロール群にて徐々に１４０℃に予熱し、引き続き１４５℃の温度に保ち周速差を設けたロール間に通し、長手方向に５．８倍に延伸した。引き続き該フィルムをテンターに導き、１６５℃の温度で幅方向に１０倍延伸し（面積倍率として５８倍延伸）、次いで１段目の熱処理および弛緩処理として幅方向に弛緩率１０％を与えながら１３０℃で熱処理を行ない、さらに２段目の熱処理としてクリップで幅方向把持したまま１４０℃で熱処理を行った。その後１００℃で冷却工程を経てテンターの外側へ導き、フィルム端部のクリップ解放し、次いでフィルム表面（キャスティングドラム接触面側）に２５Ｗ・ｍｉｎ／ｍ^２の処理強度で大気中でコロナ放電処理を行い、フィルム厚み２．３μｍのフィルムをフィルムロールとして巻き取った。本実施例のポリプロピレンフィルムの特性およびコンデンサ特性は表１に示す通りで、耐電圧および信頼性ともに非常に優れたコンデンサ特性を有したものであった。

（実施例２〜４および比較例１〜２）
二軸延伸後の熱処理温度および弛緩処理の条件を表１に記した条件とした以外は実施例１と同様にしてポリプロピレンフィルムを得た。各実施例および比較例のポリプロピレンフィルムの特性およびコンデンサ特性は表１に示す通りで、実施例２のポリプロピレンフィルムを用いたコンデンサは耐電圧および信頼性ともに実使用上問題のないレベルであった。実施例３のポリプロピレンフィルムを用いたコンデンサは信頼性が非常に良く耐電圧は実使用上問題のないレベルであった。実施例４のポリプロピレンフィルムを用いたコンデンサは耐電圧が非常に良く信頼性は実使用上問題のないレベルであった。

一方、比較例１のポリプロピレンフィルムを用いたコンデンサは耐電圧が低く、信頼性は素子形状に変形が見られ実使用上の性能に劣るものであった。比較例２のポリプロピレンフィルムを用いたコンデンサは耐電圧が極めて低く、信頼性は素子破壊しているなど問題が生じるレベルのものであった
（実施例５）
二軸延伸における延伸倍率を長手方向に６．２倍、幅方向に１０．５倍に延伸（面積倍率として６５．１倍延伸）した以外は、実施例３と同様にしてポリプロピレンフィルムを得た。本実施例のポリプロピレンフィルムの特性およびコンデンサ特性は表１に示す通りで、耐電圧および信頼性ともに非常に優れたコンデンサ特性を有したものであった。

（比較例３）
実施例１と同様にして得た未延伸シートを複数のロール群にて徐々に１４０℃に予熱し、引き続き１４４℃の温度に保ち周速差を設けたロール間に通し、長手方向に４．９倍に延伸した。引き続き該フィルムをテンターに導き、フィルム端部をクリップで把持しながら１５８℃の温度で幅方向に９倍延伸し（面積倍率として４４．１倍延伸）、次いで熱処理および弛緩処理として幅方向に弛緩率１０％を与えながら１６２℃で熱処理を行なった後テンターの外側へ導き、フィルム端部のクリップ解放し、次いでフィルム表面（キャスティングドラム接触面側）に２５Ｗ・ｍｉｎ／ｍ^２の処理強度で大気中でコロナ放電処理を行い、フィルム厚み２．３μｍのフィルムをフィルムロールとして巻き取った。本比較例のポリプロピレンフィルムの特性およびコンデンサ特性は表１に示す通りで、コンデンサは耐電圧が極めて低く、信頼性は素子形状に変形が見られ実使用上に問題が生じるレベルのものであった。

Claims (6)

1. １２５℃雰囲気における長手方向の伸度５０％時の応力（Ｆ５０値）と伸度１５０％時の応力（Ｆ１５０値）とが次式の関係を満たし、幅方向の１２５℃１５分熱処理における熱収縮率が１％以下である、ポリプロピレンフィルム。
   （Ｆ１５０値）／（Ｆ５０値）＞３．０
2. 長手方向の１２５℃１５分熱処理における熱収縮率が４％以下である、請求項１に記載のポリプロピレンフィルム。
3. １２５℃雰囲気における長手方向の伸度５０％時の応力（Ｆ５０値）が１３ＭＰａ以上である、請求項１または２に記載のポリプロピレンフィルム。
4. 厚みが０．５μｍ以上１０μｍ未満である、請求項１〜３のいずれかに記載のポリプロピレンフィルム。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載のポリプロピレンフィルムの少なくとも片面に金属膜が設けられてなる金属膜積層フィルム。
6. 請求項５に記載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。