KR102044577B1

KR102044577B1 - 콘덴서용 2축 연신 폴리프로필렌 필름, 금속화 필름 및 필름 콘덴서

Info

Publication number: KR102044577B1
Application number: KR1020147028733A
Authority: KR
Inventors: 다카노리 나카츠카; 데츠야 아사노; 마사미 스가타
Original assignee: 도레이 카부시키가이샤
Priority date: 2012-03-28
Filing date: 2013-03-15
Publication date: 2019-11-13
Also published as: EP2832776B1; JPWO2013146367A1; US9805868B2; EP2832776A4; US20150050456A1; JP6120180B2; WO2013146367A1; CN104204043B; EP2832776A1; KR20140143185A; CN104204043A

Abstract

본 발명은 양면에 돌기를 갖는 콘덴서용 2축 연신 폴리프로필렌 필름이며, 두께 t1(㎛)이 1 내지 3㎛이며, 한쪽의 필름 표면을 A면, 다른 쪽의 면을 B면으로 했을 때, 하기 수학식 (1) 내지 (4)를 모두 만족시키는 콘덴서용 2축 연신 폴리프로필렌 필름을 제공한다. 고전압용 콘덴서 용도에 있어서 우수한 내전압성과 보안성, 신뢰성을 발휘하고, 게다가 안정된 소자 가공성을 확보하는 2축 연신 폴리프로필렌 필름, 금속화 필름 및 필름 콘덴서를 제공한다.

단, Pa는 A면에 존재하는 돌기의 0.1㎟당 개수, Pb는 B면에 존재하는 돌기의 0.1㎟당 개수, SRzA는 A면의 10점 평균 거칠기, SRzB는 B면의 10점 평균 거칠기를 각각 의미한다.

Description

콘덴서용 2축 연신 폴리프로필렌 필름, 금속화 필름 및 필름 콘덴서{BIAXIALLY STRETCHED POLYPROPYLENE FILM FOR CAPACITORS, METALLIZED FILM, AND FILM CAPACITOR}

본 발명은 포장용이나 공업용 등에 적합한 2축 연신 폴리프로필렌 필름에 관한 것이고, 더욱 상세하게는 콘덴서용 유전체로서 높은 내전압성, 적합한 소자 가공성이 우수한 2축 연신 폴리프로필렌 필름 및 해당 2축 연신 폴리프로필렌 필름을 사용하는 금속화 필름 및 필름 콘덴서에 관한 것이다.

2축 연신 폴리프로필렌 필름은 투명성, 기계 특성, 전기 특성 등이 우수하기 때문에, 포장 용도, 테이프 용도, 케이블 랩핑이나 콘덴서를 비롯한 전기 용도 등의 다양한 용도로 사용되고 있다.

이 중에서도 콘덴서 용도에 관한 것으로, 2축 연신 폴리프로필렌 필름은 그의 우수한 내전압 특성, 저손실 특성으로부터 직류 용도, 교류 용도에 한하지 않고 고전압 콘덴서용으로 특히 바람직하게 사용되고 있다.

최근에는, 각종 전기 설비가 인버터-제어되도록 되어 있으며, 그에 따른 콘덴서의 소형화, 대용량화의 요구가 한층 강해지고 있다. 그러한 시장, 특히 자동차 용도(하이브리드카 용도를 포함한다)의 요구를 받아, 2축 연신 폴리프로필렌 필름의 내전압성이나 보안성(셀프 힐링성)이나 소자 가공성을 향상시키면서, 한층 더한 필름 박막화가 필수적인 상황으로 되어가고 있다.

이러한 2축 연신 폴리프로필렌 필름은 내전압성, 보안성, 소자 가공성의 관점에서 표면을 적절하게 조면(粗面)화시킬 필요가 있는데, 이것은 특히 필름의 미끄럼성이나 오일 함침성의 향상 또는 증착 콘덴서에 있어서는 보안성을 부여하기 위하여 특히 중요하다. 여기서 보안성이란, 해당 유전체 필름 상에 형성한 금속 증착막을 전극으로 하는 금속 증착 콘덴서에 있어서, 이상(異常) 방전 시에 증착 금속이 방전 에너지에 의해 비산됨으로써 절연성을 회복시켜, 단락을 방지함으로써 콘덴서의 기능을 유지하거나, 또는 콘덴서의 파괴를 방지하는 기능으로, 안전성의 측면에서도 매우 유용한 기능이다.

이러한 조면화 방법으로서는, 지금까지 엠보싱법이나 샌드블라스트법 등의 기계적 방법, 용제에 의한 케미컬 에칭 등의 화학적 방법, 폴리에틸렌 등의 이종(異種) 중합체를 혼합한 시트를 연신하는 방법, β정(晶)을 생성시킨 시트를 연신하는 방법(예를 들어 특허문헌 1, 2 참조) 등이 제안되고 있다.

그러나, 기계적 방법 및 화학적 방법으로는 거칠기 밀도가 낮아지고, β정을 생성시킨 시트를 연신하는 방법으로는 조대(粗大) 돌기가 생기기 쉬워지기 때문에, 거칠기 밀도, 조대 돌기, 돌기 개수라는 점에서 반드시 충분하다고는 할 수 없는 경우가 있었다. 또한, 이들 방법으로 조면화한 필름은, 콘덴서 형성 시에 필름층 사이로의 오일 함침이 불충분해져 부분적으로 미함침 부분이 생기기 쉬워, 콘덴서 수명이 저하되는 경우가 있었다. 또한, 폴리에틸렌 등의 이종 중합체를 배합한 시트를 연신하는 방법으로는, 콘덴서 형성 시에 기포의 잔존은 적지만, 해당 필름을 재활용한 경우에 이종 중합체가 악영향을 미치는 경우가 있어, 리사이클성이 떨어진다는 문제가 있었다.

또한, 어느 방법에 의한 2축 연신 폴리프로필렌 필름도, 전위 경도가 400V/㎛ 이상이라는 콘덴서의 매우 엄격한 사용 조건 하에서는, 내전압성과 보안성이 충분하지 않아, 신뢰성·수명의 관점에서 문제를 발생시키는 경우가 있었다. 여기서 전위 경도란, 유전체 필름에 인가된 전압을 해당 필름 두께로 제산한 것이며, 단위 필름 두께당 인가 전압이다.

한편, 거칠기 밀도나 돌기의 균일성에 대해서는, 고용융 장력 폴리프로필렌을 첨가한 필름(예를 들어 특허문헌 3, 4, 5 참조)이 제안되고 있다. 이 중, 특허문헌 3, 4에 있어서는, 거칠기 밀도나 돌기의 균일성에 대해서는 효과가 보이기는 하지만, 필름 표리의 돌기 높이를 엄밀하게 제어하는 데까지는 미치지 못하여, 특히 자동차 용도에 요구되는 높은 내전압성과 보안성, 소자 가공성 모두를 충분히 만족시키는 것은 아니었다.

또한, 특허문헌 5에서는 필름 표리의 조면화도를 컨트롤한 2축 연신 폴리프로필렌 필름과 그의 제조 방법에 대하여 개시되어 있다. 그러나, 특허문헌 5의 기술은 비교적 두꺼운 필름을 대상으로 하고 있어, 본 발명의 목적인 필름의 박막화에 있어서는 적용이 곤란하며, 또한 본 발명에 있어서 대상으로 하고 있는 높은 내전압성을 충분히 만족시키는 것은 아니었다. 또한, 필름 양면을 미세하게 조면화하면서, 또한 필름 표리의 돌기 높이를 제어하기 위해서는 해당 방법으로는 불충분하여 곤란하다.

또한, 적어도 한쪽면의 필름 표면에 있어서의 거칠기를 규정한 특허문헌 6, 7에 있어서는, 미세한 조면을 형성하는 방법으로서, 캐스트 원반 시트의 β정 분율을 소정 범위 내로 함으로써, 소자 권취성과 내압성의 균형을 맞출 수 있다고 되어 있다. 그러나, 그 제조 방법은 필름 양면의 조면화도를 충분히 컨트롤할 수 있는 것은 아니고, 또한 얻어진 필름의 미세한 조면 정도로는, 특히 자동차 용도에 요구되는 높은 내전압성과 보안성, 소자 가공성 모두를 충분히 만족시키는 것은 아니었다.

일본 특허 공개(소) 제51-63500호 공보 일본 특허 공개 제2001-324607호 공보 일본 특허 공개 제2011-122143호 공보 국제 공개 WO2012/002123호 공보 일본 특허 공개 제2011-122142호 공보 일본 특허 공개 제2007-308604호 공보 일본 특허 공개 제2008-133446호 공보

본 발명자들은 상기한 과제를 해결하기 위하여 예의 검토한 결과, 본 발명에 상도한 것이다. 본 발명은 특히 고전압용 콘덴서 용도에 있어서 우수한 내전압성과 보안성, 신뢰성을 발휘하고, 게다가 안정된 소자 가공성을 확보하는 2축 연신 폴리프로필렌 필름, 금속화 필름 및 필름 콘덴서를 제공하고자 하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은 이하의 특징을 갖는다.

(1) 양면에 돌기를 갖는 콘덴서용 2축 연신 폴리프로필렌 필름이며, 두께 t1(㎛)이 1 내지 3㎛이며, 한쪽의 필름 표면을 A면, 다른 쪽의 면을 B면으로 했을 때, 하기 수학식 (1) 내지 (4)를 모두 만족시키는 콘덴서용 2축 연신 폴리프로필렌 필름.

상기 수학식 (1) 내지 (4)에 있어서, Pa는 A면에 존재하는 돌기의 0.1㎟당 개수를 의미하고, Pb는 B면에 존재하는 돌기의 0.1㎟당 개수를 의미한다. SRzA는 A면의 10점 평균 거칠기를 의미하고, SRzB는 B면의 10점 평균 거칠기를 의미한다.

(2) A 면의 중심선 평균 거칠기(SRaA)가, 25㎚ 이상이면서 45㎚ 이하인, 상기 (1)에 기재된 콘덴서용 2축 연신 폴리프로필렌 필름.

(3) B면의 중심선 평균 거칠기(SRaB)가 10㎚ 이상이면서 25㎚ 이하인, 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 콘덴서용 2축 연신 폴리프로필렌 필름.

(4) 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 한 항에 기재된 콘덴서용 2축 연신 폴리프로필렌 필름의 적어도 한쪽면에 금속막이 형성되어 이루어지는 금속화 필름.

(5) 금속막의 표면 전기 저항이 1 내지 20Ω/□인, 상기 (4)에 기재된 금속화 필름.

(6) 상기 (4) 또는 (5)에 기재된 금속화 필름을 사용하여 이루어지는 필름 콘덴서.

본 발명에 따르면, 우수한 표면 특성을 가짐으로써, 얇은 필름이어도 가공 적성이 우수하고, 저온(-40℃)부터 고온(115℃)까지의 광범위한 분위기 온도 조건 하에서도 높은 내전압성을 발휘하는 콘덴서용 2축 연신 폴리프로필렌 필름을 제공할 수 있으므로, 특히 콘덴서 용도로, 바람직하게는 자동차용으로 적합하다.

이하, 더욱 상세하게 본 발명의 일 실시 형태에 관한 콘덴서용 2축 연신 폴리프로필렌 필름 및 금속화 필름, 필름 콘덴서에 대하여 설명한다.

본 실시 형태의 2축 연신 폴리프로필렌 필름은 양면에 돌기를 갖고 있으며, 두께 t1이 1㎛ 내지 3㎛이다. 또한, 이 두께는 후술하는 바와 같이 마이크로미터법에 의한 두께이다. 또한, 한쪽의 필름 표면을 A면, 다른 쪽의 면을 B면으로 했을 때, 하기 수학식 (1) 내지 (4)를 모두 만족시키는 것을 특징으로 한다.

우선, 두께 t1에 대하여 설명한다. 본 실시 형태의 콘덴서용 2축 연신 폴리프로필렌 필름은, 콘덴서 소자 크기와 제막 안정성의 관점에서, 마이크로미터법에 의한 필름 두께(t1)가 1 내지 3㎛인 것이 바람직하다. 마이크로미터법에 의한 필름 두께는 보다 바람직하게는 1.2 내지 2.5㎛이며, 특히 바람직하게는 1.5 내지 2.3㎛이다. 필름의 두께가 1㎛를 하회하면, 기계적 강도나 절연 파괴 강도, 내전압성이 떨어지는 경우가 있다. 또한, 필름의 두께가 3㎛를 초과하면, 콘덴서용의 유전체로서 사용한 경우, 부피당 용량이 작아져, 콘덴서의 소형화·경량화에 있어서는 불리해지는 경우가 있다.

또한, 본 실시 형태의 필름은 이하의 수학식 (1), (2)를 만족시키고 있다.

상기 수학식 (1), (2)에 있어서, Pa는 A면에 존재하는 돌기의 0.1㎟당 개수를 의미하고, Pb는 B면에 존재하는 돌기의 0.1㎟당 개수를 의미한다. SRzA는 A면의 10점 평균 거칠기를 의미한다.

|Pa-Pb|의 값이 200 이상이면, 보다 양면의 표면 격차가 확대되어, 콘덴서 형성 시의 필름층간 간극에 있어서 적정한 공기층을 유지할 수 있다. 이에 의해 콘덴서로서의 보안성, 셀프 힐링성(자기 회복의 프로세스)이나 신뢰성을 중시하는 용도에서는, 특히 최적의 필름층간 간극을 유지할 수 있어, 콘덴서 특성이 양호해진다. 또한, 수학식 (2)에 있어서, Pa/SRzA가 0.350 이상 0.700 이하이면 돌기 밀도가 높고, 균일한 돌기를 형성하기 때문에 셀프 힐링성이 양호해진다.

또한, 본 실시 형태의 필름은, 상기 수학식 (3)으로 표시한 바와 같이, A면의 10점 평균 거칠기(SRzA)가 500㎚ 이상 1,200㎚ 이하이다. 이 10점 평균 거칠기(SRzA)가 500㎚ 미만이면 공기 빠짐 불량에 의해 필름의 권취가 제대로 되지 않고, 또한 증착 공정, 슬릿 공정 및 콘덴서 소자 권취 공정에 있어서, 반송 시에 흠집이 생기기 쉬워져 결점이 되는 경향이 있다. 특히, 콘덴서 소자 권취 공정에서는 주름이 생기기 쉽고, 층간 간극도 좁아 국소적인 층간 밀착이 발생되어 전계 집중에 의해 내압이 저하되기 쉽다. 또한, 1,200㎚를 초과하는 경우는, 조대 돌기에 의해 절연 파괴의 저하가 발생하기 쉽고, 필름 최소 두께가 작아지기 때문에 내전압성이 떨어지는 경우가 있다.

또한, 본 실시 형태의 필름은 상기 수학식 (4)로 표시한 바와 같이, B면의 10점 평균 거칠기(SRzB)가 50㎚ 이상 500㎚ 미만이다. 이 10점 평균 거칠기(SRzB)가 50㎚ 미만이면 미끄럼성 악화에 의해 필름의 권취가 제대로 되지 않고, 또한 증착 공정, 슬릿 공정 및 콘덴서 소자 권취 공정에 있어서, 반송 시에 흠집이 생기기 쉬워져 결점이 되는 경향이 있다. 또한, 500㎚ 이상의 경우에는, 필름층간 간극이 넓어져 절연 파괴의 저하가 발생하기 쉽고, 필름 최소 두께가 작아지기 때문에 내전압성이 떨어지는 경우가 있다.

또한, SRaA가 25㎚ 이상 45㎚ 이하인 경우에는 셀프 힐링성이 좋아지는 경우가 있다. 또한, SRaB가 10㎚ 이상 25㎚ 이하인 경우에는 내전압성이 양호해지는 경우가 있다.

여기서, 본 발명의 기술적 배경에 대하여 설명한다. 폴리프로필렌 필름의 내전압성이나 보안성, 셀프 힐링성, 소자 가공성을 양호하게 하기 위해서는, 폴리프로필렌 필름 양면의 표면 거칠기, 돌기 높이, 돌기 개수를 제어하는 것이 중요하다. 또한, 필름층간 간극의 균일성, 간극의 크기, 돌기 밀도, 필름끼리 또는 반송 롤과의 미끄러짐 용이성이 중요하며, 소자로 한 경우의 필름끼리의 국소적 층간 밀착이나 증착 금속의 비산성, 잔류 응력을 저감시켜 적정화하는 것이 요구된다. 이로 인해, 본 발명에 있어서는, 종래 2차원 또는 3차원의 중심선 표면 거칠기나 10점 평균 거칠기만으로는 표현할 수 없는 지표를 채용하고 있다. 즉, SRzA가 500㎚ 이상 1,200㎚ 이하, SRzB가 50㎚ 이상 500㎚ 미만인 범위에 있는 필름에 대하여, 추가로 돌기 개수에 관한 지표를 적절한 범위로 제어함으로써, 적합한 소자 가공성 및 높은 내전압성, 보안성, 셀프 힐링성을 얻는 것이 가능하게 된 것이다.

일반적으로, 높은 내전압화를 행하기 위하여 표면을 평활하게 하면, 필름 최소 두께가 두꺼워져 내전압성은 높아지기는 하지만, 필름층간 간극이 좁아지며, 또한 증착 금속과 필름의 밀착성이 높아짐으로써, 보안성, 셀프 힐링이 악화되는 경향이 된다.

본 발명은, 한쪽의 필름 표면을 A면, 다른 쪽의 면을 B면으로 했을 때, A면의 10점 평균 거칠기(SRzA)가 500㎚ 이상 1,200㎚ 이하이고, B면의 10점 평균 거칠기(SRzB)가 50㎚ 이상 500㎚ 미만이고, 게다가 하기 수학식 (1), (2)를 모두 만족시킴으로써, 필름 두께가 1 내지 3㎛로 매우 얇은 필름이면서, 요구되는 높은 내전압성과 보안성, 셀프 힐링성을 양립시키는 것이 가능하게 되었다.

또한, 본 실시 형태의 2축 연신 폴리프로필렌 필름은 A면의 중심선 평균 거칠기(SRaA)가 25㎚ 이상 45㎚ 이하인 것이 바람직하다. SRa가 25㎚ 미만이면 공기 빠짐 불량 등에 의해 필름의 권취가 제대로 되지 않아, 롤 형상에 흐트러짐이 발생하여, 슬릿 공정, 콘덴서 소자 형성이 제대로 되지 않는 경우가 있다. 또한, 필름 적층 시의 층간 간극이 좁아져 셀프 힐링성이 저하되는 경우가 있다. 한편, SRaA가 45㎚를 초과하는 경우에는 절연 파괴 전압이 저하될 우려가 있어, SRaA는 25㎚ 내지 45㎚인 것이 바람직하다. SRaA는 보다 바람직하게는 26㎚ 내지 40㎚이며, 특히 바람직하게는 28㎚ 내지 35㎚이며, 이에 의해 보안성, 셀프 힐링성이 좋고, 가공성이 우수한 필름을 얻는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 실시 형태의 2축 연신 폴리프로필렌 필름은, B면의 중심선 평균 거칠기(SRaB)가 10㎚ 이상 25㎚ 이하인 것이 바람직하다. 중심선 평균 거칠기(SRaB)가 25㎚보다 크면, 필름을 적층한 경우에 층간에 공기가 들어가기 쉬워, 콘덴서 소자의 열화로 이어지는 경우가 있다. 반대로 SRaB가 10㎚ 미만이면 필름의 미끄럼이 저하되어, 취급성이 떨어지거나, 콘덴서 소자에 절연유를 함침하는 경우에는 필름층간에 절연유가 균일하게 침투하지 않아, 연속 사용 시에 용량 변화가 커지는 경우가 있다. SRaB는 보다 바람직하게는 15㎚ 내지 23㎚이며, 특히 바람직하게는 17㎚ 내지 22㎚이며, 이에 의해 높은 내전압성과 가공성이 우수한 필름을 얻을 수 있다.

필름의 한쪽의 면의 중심선 평균 거칠기(SRaA, SRaB)가 각각 상술한 범위인 것에 의해, 한층더, 콘덴서 소자 형성 공정에서의 권취성, 콘덴서로 했을 때의 용량 변화가 작아 높은 내전압성이 확보되어, 보안성이 개선된 우수한 필름을 얻는 것이 가능하게 된다.

상기한 바와 같이, 표면 돌기 높이, 돌기 밀도, 돌기 개수에 대하여 규정한 본 실시 형태의 2축 연신 폴리프로필렌 필름은, 표면의 돌기 높이의 균일성이 우수하고, 게다가 그 필름 표리에 상이한 돌기 개수를 갖고 있다. 그리고, 이러한 2축 연신 폴리프로필렌 필름을 사용하여 콘덴서를 제조하면, 비록 높은 전압대에서 절연 파괴가 일어나도, 증착 금속이 비산하기 위한 최소한으로 필요한 필름층간 간극을 균일하게 유지하고 있으므로, 셀프 힐링성이 좋고, 콘덴서로서 단락 파괴되지 않아 콘덴서 수명을 장기간 유지할 수 있고, 보안성을 안정적으로 발휘할 수 있다는 안전성이 우수한 기능을 갖는 것이다.

또한, 상기한 돌기 높이나 돌기 개수, SRz, SRa 등의 값은, JIS B-0601(1982)에 기초하여, 가부시끼가이샤 고사까 겡뀨쇼제 「비접촉 삼차원 미세 형상 측정기(ET-30HK)」 및 「삼차원 거칠기 분석 장치(MODEL SPA-11)」를 사용하여 측정할 수 있다. 측정 조건 등의 상세는 후술한다.

이하, 상기한 본 실시 형태의 콘덴서용 2축 연신 폴리프로필렌 필름(이하, 2축 연신 폴리프로필렌 필름이라고 하는 경우가 있다)을 형성하는 방법에 대하여 설명한다.

대표적인 방법으로서, 전기 전도성이 있는 불순물을 첨가하지 않고 절연 파괴 전압 등의 전기 특성을 악화시킬 가능성이 낮다는 관점에서, 결정 변태를 이용하여, 목적으로 하는 돌기나 표면 거칠기를 얻는 방법을 채용할 수 있다.

여기서 결정 변태에 의해 얻어지는 표면 형태에 대하여 설명한다. 결정 변태에 의한 면 형성법이란, 예를 들어 문헌[M.Fujiyama, Journal of Applied Polymer Science 36, P. 985-1048(1988)] 등에 기재된 바와 같이, 폴리프로필렌이 갖는 2개의 결정계를 이용하여 표면 형성을 행하는 것이며, α정(단사정계, 결정 밀도 0.936g/㎠)계의 구정(球晶)과 β정(육방정계, 결정 밀도 0.922g/㎠)계의 구정을 미연신 시트에 생성시켜 두고, 연신 공정에서, 열적으로 불안정한 β정을 α정으로 결정 변태시킴으로써, 필름 표면에 요철을 형성하는 것이다. 상기 방법에 의해 얻어지는 표면 요철의 기본 단위는 구정의 변형에 기인하는 것인 점에서, 해당 형상은 돌기군에 의해 타원상이나 원호상으로 형성된 크레이터 형상을 나타내는 경우가 있다. 당해 결정 변태에 의해 얻어지는 표면 형상은 이 크레이터 형상이 다수 존재함으로써 형성되는 경우가 있고, 개개의 돌기가 타원상이나 원호상으로 이어짐으로써 크레이터 형상을 나타내는 경우가 있다.

또한, 본 기술에 의하면, β정계 구정이 존재하지 않는 곳에서는 요철이 형성되지 않아 비교적 평탄해지는 것이 특징이다. 상기한 크레이터 형상을 나타내는 돌기군은 2축 연신할 때의 종횡 연신 배율비에 대응하여 변화하여, 종횡비가 1, 즉 등방적인 연신에서는 거의 원상이 되고, 종횡비가 커짐에 따라 편평화된다. 통상, 축차 2축 연신법으로 얻어지는 형상은 필름의 가로 방향(필름 롤의 폭 방향)으로 장축을 갖는 타원 형상이다. 또한, 구정이 생기는 방법에 따라서는, 형상이 상이한 크레이터가 복수 중첩된 형상을 나타내는 경우도 있고, 또한 원호가 환상으로 폐쇄되지 않고 궁상 내지는 반호상의 형상을 나타내기도 한다.

본 실시 형태에 있어서, 상기에 규정한 Pa나 Pb에 관한 표면 형상을 생성하게 하는 방법의 하나로서, 핵제 효과가 있는 원료를 첨가하여 핵 형성 능력을 높이는 방법을 채용할 수 있다. 이에 의해, 핵 개수를 증가시켜 작은 미세 돌기를 다수 존재하게 하여, 비교적 평탄한 개소(돌기가 존재하지 않는 부분)를 적게 하여, 전체적으로 균일하게 돌기가 형성된 표면 형태를 얻는 것이 가능하게 된다. 이러한 표면은 돌기가 치밀하게 형성되어 있기 때문에, 상기한 본 실시 형태 규정의 표면 형상을 만족시키기 쉽다.

핵제 효과가 있는 원료로서는, 분지쇄상 폴리프로필렌이 예시된다. 분지쇄상 폴리프로필렌의 첨가량과 제막 조건을 제어함으로써 상기한 크레이터 형상을 컨트롤할 수 있기 때문에, 결과적으로 상기한 본 실시 형태의 2축 연신 폴리프로필렌 필름의 특징적인 표면 형상을 생성하게 하는 것이 가능하게 된다.

본 실시 형태의 2축 연신 폴리프로필렌 필름은 분지쇄상 폴리프로필렌을 0.05 내지 10질량％ 함유하는 것이 바람직하다. 또한, 여기에서 말하는 분지쇄상 폴리프로필렌이란, 분지쇄상 폴리프로필렌을 구성하는 탄소 원자 10,000개 중에 대하여 5개소 이하의 내부 3치환 올레핀을 갖는 폴리프로필렌이다. 이 내부 3치환 올레핀의 존재는 ¹H-NMR 스펙트럼의 양성자비에 의해 확인할 수 있다.

상기한 분지쇄상 폴리프로필렌을 얻기 위해서는, 분지 구조를 갖는 올리고머나 중합체를 블렌드하는 방법, 일본 특허 공개(소) 제62-121704호 공보에 기재되어 있는 바와 같이 폴리프로필렌 분자 중에 장쇄 분지 구조를 도입하는 방법, 또는 특허 제2869606호 공보에 기재되어 있는 방법 등이 바람직하게 사용된다. 또한, 일본 특표 제2009-542872호 공보에 기재되어 있는 단쇄 분지를 도입한 것일 수도 있다. 입수 가능한 분지쇄상 폴리프로필렌으로서, 구체적으로는 바젤(Basell)사제 "Profax PF-814", 보레알리스(Borealis)사제 "다플로이(Daploy) HMS-PP"가 예시된다.

또한, 제막성의 관점에서 분지쇄상 폴리프로필렌의 용융 장력은, 1cN 내지 30cN의 범위에 있는 것이 바람직하고, 2cN 내지 20cN의 범위에 있는 것이 보다 바람직하다. 용융 장력이 높을수록 돌기 높이의 균일성이 향상되는 경향이 있고, 치밀한 표면 형성(단위 면적당 돌기 개수가 많다)이 되기 쉽다. 용융 장력이 1cN 미만이면 돌기 높이의 균일성이 떨어지는 한편, 30cN을 초과하면 바람직한 돌기 높이를 유지할 수 없게 되는 경우가 있다.

분지쇄상 폴리프로필렌을 0.05 내지 10질량％ 함유함으로써, 용융 압출한 수지 시트의 냉각 공정에서 생성되는 구정 크기를 보다 용이하게 작게 제어할 수 있고, 연신 공정에서 생성하는 절연 결함의 생성을 작게 억제할 수 있어, 내전압성이 우수한 폴리프로필렌 필름을 얻을 수 있다. 또한, 분지쇄상 폴리프로필렌은 α정 핵제적인 작용을 가지면서, 일정 범위의 첨가량이면 결정 변태에 의한 조면 형성도 가능하게 된다. 이에 의해, 상기한 구정 크기를 작게 하는 효과와 더불어, 후술하는 크레이터 형상의 돌기군의 크기를 작고 치밀하게 형성할 수 있어, 돌기의 균일성이 우수하면서, 조대 돌기가 없는, 우수한 특징적인 표면 거칠기를 갖는 2축 연신 폴리프로필렌 필름을 제공할 수 있다. 분지쇄상 폴리프로필렌의 함유량은 보다 바람직하게는 0.05 내지 3질량％이다. 분지쇄상 폴리프로필렌의 함유량이 상기 범위에 있는 것에 의해, 권취성이나 내전압성이 개선되어 소자 가공성, 콘덴서 특성이 우수한 필름을 얻을 수 있다.

또한, 분지쇄상 폴리프로필렌을 첨가함으로써, 통상의 폴리프로필렌의 용융 결정화 온도가 약 110℃ 부근인 것에 대하여, 115℃ 이상으로 높일 수 있다. 즉, 콘덴서의 셀프 힐링(자기 회복의 프로세스)에 있어서 용융 결정화 온도가 높은 것에 의해 보안성이 회복되기 쉬워지고, 절연 파괴되지 않아 내전압성이 향상된다. 즉, 어떠한 원인으로 유전체 필름이 절연 파괴를 일으켰을 때에 발생하는 방전 에너지에 의해 방전부 주변의 증착 금속이 비산하여, 그 때 부분적으로 고온으로 되기 때문에 필름 자체도 부분 융해되지만, 용융 결정화 온도가 높아 바로 재결정화되기 쉬워져, 절연성을 회복하기 쉬워진다. 콘덴서의 분위기 온도가 고온이 되면 통상 재결정화되기 어려워져 절연성을 회복하기 어려워지지만, 상기와 같이 용융 결정화 온도를 높임으로써 절연 파괴 시의 고온 하에서의 재결정화가 되기 쉬워져, 보안성을 향상시킬 수 있다. 또한, 표면 거칠기를 제어, 예를 들어 표면을 거칠게 하여 필름층간의 갭을 확보함으로써 더욱 절연성의 회복이 양호해져, 보다 내전압성이 향상된다.

이어서, 본 실시 형태의 2축 연신 폴리프로필렌 필름에 포함되는 직쇄상 폴리프로필렌에 대하여 설명한다.

직쇄상 폴리프로필렌은 통상 포장재나 콘덴서용을 사용되는 것인데, 바람직하게는 냉크실렌 가용부(이하 CXS)가 4질량％ 이하인 것이 바람직하다. 여기서 냉크실렌 가용부(CXS)란, 시료를 가열한 크실렌으로 완전 용해시킨 후에 실온까지 냉각하고, 냉각에 의해 석출된 미용해분을 여과 분리한 후에 크실렌 중에 용해되어 있는 폴리프로필렌 성분이며, 입체 규칙성이 낮고, 분자량이 낮다는 등의 이유로 결정화되기 어려운 성분에 해당한다고 생각된다. 이러한 성분이 많이 수지 중에 포함되어 있으면 필름의 열 치수 안정성이 떨어지거나, 고온에서의 절연 파괴 전압이 저하되는 등의 문제가 발생하는 경우가 있다. 따라서, CXS는 4질량％ 이하인 것이 바람직하지만, 더욱 바람직하게는 3질량％ 이하이고, 특히 바람직하게는 2질량％ 이하이다. 상기 범위는 사용하는 직쇄상 폴리프로필렌에 대하여 만족시키는 것이 바람직하지만, 동일 중합체를 구성 성분으로 하는 필름 전체가 만족시키는 것도 바람직하다. 또한, CXS는 적으면 적을수록 바람직하지만, 실질적인 하한값은 1질량％ 정도이다.

상기와 같은 비율로 CXS를 갖는 중합체나 폴리프로필렌 필름으로 하기 위해서는, 중합체를 얻을 때의 촉매 활성을 높이는 방법, 얻어진 중합체를, n-헵탄 등의 용매 또는 프로필렌 단량체 자체로 세정하는 방법 등을 사용할 수 있다. 마찬가지의 관점에서 직쇄상 폴리프로필렌의 메소펜타드 분율은 0.95 이상인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.97 이상이다. 메소펜타드 분율은 핵자기 공명법(NMR법)에 의해 측정되는 폴리프로필렌의 결정상의 입체 규칙성을 나타내는 지표이며, 해당 수치가 높은 것일수록 결정화도가 높고, 융점이 높아지고, 고온에서의 절연 파괴 전압이 높아지므로 바람직하다. 메소펜타드 분율의 상한에 대해서는 특별히 규정되는 것은 아니다. 이렇게 입체 규칙성이 높은 중합체를 얻기 위해서는, 중합에 의해 얻어진 수지 분말을 n-헵탄 등의 용매로 세정하는 방법 등이 예시된다. 메소펜타드 분율은 높으면 높을수록 바람직하지만, 실질적인 상한값은 0.995 정도이다.

본 실시 형태에 있어서 사용 가능한 직쇄상 폴리프로필렌으로서는, 보다 바람직하게는 용융 유동 지수(용융 유속: MFR)가 1g/10분 내지 10g/10분(230℃, 21.18N 하중), 특히 바람직하게는 2g/10분 내지 5g/10분(230℃, 21.18N 하중)의 범위인 것이 제막성의 관점에서 바람직하다. 용융 유동 지수(MFR)를 상기한 값으로 하기 위해서는, 평균 분자량이나 분자량 분포를 제어하는 방법 등이 채용된다.

또한, 직쇄상 폴리프로필렌으로서는, 주로 프로필렌의 단독중합체 외에, 본 발명의 목적을 손상시키지 않는 범위에서, 다른 불포화 탄화수소를 공중합 성분으로서 함유하는 폴리프로필렌 공중합체일 수도 있고, 또한 프로필렌의 단독중합체에, 불포화 탄화수소를 공중합 성분으로서 함유하는 폴리프로필렌 공중합체가 블렌드되어 있는 것일 수도 있다. 이러한 공중합 성분이나 블렌드물을 구성하는 단량체 성분으로서 예를 들어 에틸렌, 프로필렌(공중합된 블렌드물의 경우), 1-부텐, 1-펜텐, 3-메틸-1-펜텐, 3-메틸-1-부텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐, 5-에틸-1-헥센, 1-옥텐, 1-데센, 1-도데센, 비닐시클로헥센, 스티렌, 알릴벤젠, 시클로펜텐, 노르보르넨, 5-메틸-2-노르보르넨 등을 들 수 있다. 공중합 성분의 배합량 또는 공중합체의 블렌드량은, 내절연 파괴 특성, 치수 안정성의 관점에서, 공중합 성분의 배합량으로는 1mol％ 미만으로 하고, 공중합체의 블렌드량으로는 10질량％ 미만으로 하는 것이 바람직하다.

또한, 이러한 직쇄상 폴리프로필렌에는, 본 발명의 목적을 손상시키지 않는 범위에서 다양한 첨가제, 예를 들어 결정 핵제, 산화 방지제, 열 안정제, 미끄럼제, 대전 방지제, 블로킹 방지제, 충전제, 점도 조정제, 착색 방지제 등을 함유시킬 수도 있다.

이들 중에서 산화 방지제의 종류 및 함유량의 선정은 장기 내열성에 있어서 중요한 경우가 있다. 이러한 산화 방지제로서는 입체 장해성을 갖는 페놀계의 것이며, 그 중 적어도 1종은 분자량 500 이상의 고분자량형의 것이 바람직하다. 그 구체예로서는 다양한 것을 들 수 있지만, 예를 들어 2,6-디-t-부틸-p-크레졸(BHT: 분자량 220.4)과 함께, 1,3,5-트리메틸-2,4,6-트리스(3,5-디-t-부틸-4-히드록시벤질)벤젠(예를 들어 시바 가이기사제 이르가녹스(Irganox)(등록 상표) 1330: 분자량 775.2) 또는 테트라키스[메틸렌-3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트]메탄(예를 들어 시바 가이기사제 이르가녹스 1010: 분자량 1,177.7) 등을 병용하는 것이 바람직하다. 이들 산화 방지제의 총 함유량은 폴리프로필렌 전량에 대하여 0.03 내지 1질량％의 범위가 바람직하다. 산화 방지제가 0.03질량％를 하회하면 장기 내열성이 떨어지는 경우가 있다. 산화 방지제가 1질량％를 초과하면 이들 산화 방지제의 블리드 아웃에 의한 고온 하에서의 블로킹에 의해, 콘덴서 소자에 악영향을 미치는 경우가 있다. 더 바람직한 함유량은 0.1 내지 0.9질량％이며, 특히 바람직하게는 0.2 내지 0.8질량％이다.

본 실시 형태에 있어서는, 본 발명의 목적에 반하지 않는 범위에서, 결정 핵제를 첨가할 수 있다. 이미 설명한 대로, 분지쇄상 폴리프로필렌은 이미 그 자체로 α정 내지는 β정의 결정 핵제 효과를 갖는 것이지만, 별종의 α정 핵제(디벤질리덴소르비톨류, 벤조산나트륨 등), β정 핵제(1,2-히드록시스테아르산칼륨, 벤조산마그네슘, N,N'-디시클로헥실-2,6-나프탈렌디카르복사미드 등의 아미드계 화합물, 퀴나크리돈계 화합물 등) 등을 첨가하는 것도 바람직하다. 단, 본 실시 형태에서는 이 결정 핵제를 첨가함으로써, 목적으로 하는 표면 거칠기가 얻기 어려워지는 등, 고온에서의 부피 고유 저항의 저하 등 전기 특성에도 악영향을 줄 가능성이 있어, 함유량으로서는 0.1질량％ 미만으로 하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 실질적으로 첨가되어 있지 않은 것이 바람직한 경우도 있다.

또한, 본 실시 형태의 2축 연신 폴리프로필렌 필름 표면의 광택도는, 필름 두께가 1 내지 3㎛로 매우 얇은 필름 두께인 점, 또한 높은 내전압성이 요구되는 점에서, 110 내지 135％의 범위인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 120 내지 130％이다. 즉, 광택도를 저하시키는 것은 필름 표면에서의 광산란의 밀도를 높이는 것, 즉 필름 표면의 요철을 치밀하게 하는 것을 의미하고, 단위 면적당 돌기 개수가 증가되어 거칠기 밀도가 커진다. 단, 광택도를 110％ 미만까지 저하시키면, 액체의 함침성은 양호해지지만, 치밀한 돌기 형성에 의해 돌기 높이·돌기 개수가 증가됨으로써 돌기간의 에어 고임량이 증가하여, 필름층간이 미끄러지기 쉬워 소자 권취성이 악화되어 필름을 롤상으로 권취하는 것이 어려워지고, 또한 내전압성이 저하되는 경우가 있다. 한편, 광택도가 135％를 초과하면 필름층간이 미끄러지기 어려워 편평상의 콘덴서 소자로 성형하는 것이 곤란해지거나, 충분한 필름층간 간극을 유지할 수 없어 증착 금속 등의 비산성이 악화되어 콘덴서의 보안성, 셀프 힐링성이 저하되는 등의 문제가 발생하는 경우가 있다. 또한, 광택도는 120 내지 130％이면, 소자 권취성과 내전압성, 보안성의 균형이 좋아지기 때문에 보다 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 123 내지 127％이다.

또한, 본 실시 형태의 2축 연신 폴리프로필렌 필름의 회분(측정법은 JIS-C2330(1995) 6.3.5에 준한다)은 50ppm 이하(질량 기준, 이하 동일하다)인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 30ppm 이하이고, 특히 바람직하게는 20ppm 이하이다. 이러한 회분이 너무 많으면, 필름의 내절연 파괴 특성이 저하되고, 콘덴서로 한 경우에 절연 파괴 강도가 저하되는 경우가 있다. 회분을 이 범위로 하기 위해서는, 촉매 잔사가 적은 원료를 사용하는 것이 중요하지만, 제막 시의 압출계로부터의 오염도 최대한 저감시키는 등의 방법, 예를 들어 블리드 시간을 1시간 이상에 걸쳐, 실제로 제막을 개시하기 전에 중합체에 의해 경로를 충분히 세정하는 등의 방법을 채용할 수 있다. 또한, 회분은 적으면 적을수록 바람직하지만, 실질적인 하한값은 10ppm 정도이다.

본 실시 형태의 2축 연신 폴리프로필렌 필름은 콘덴서용 유전체 필름으로서 바람직하게 사용되는 것이지만, 콘덴서의 타입에 한정되는 것은 아니다. 구체적으로는 전극 구성의 관점에서는 박 권취 콘덴서, 금속 증착막 콘덴서 중 어느 하나일 수도 있고, 절연유를 함침시킨 오일 함침 타입의 콘덴서나 절연유를 전혀 사용하지 않는 건식 콘덴서에도 바람직하게 사용된다. 또한, 형상의 관점에서는, 권취식일 수도 있고 적층식일 수도 있다. 그러나 본 실시 형태의 필름 특성에서, 특히 금속 증착막 콘덴서로서 바람직하게 사용된다.

또한, 폴리프로필렌 필름은 통상적으로 표면 에너지가 낮아 금속 증착을 안정적으로 실시하는 것이 곤란하다. 따라서, 본 실시 형태의 2축 연신 폴리프로필렌 필름은 금속 부착력을 양호하게 할 목적으로, 사전에 표면 처리를 행하는 것이 바람직하다. 표면 처리란 구체적으로 코로나 방전 처리, 플라즈마 처리, 글로우 처리, 화염 처리 등이 예시된다. 통상적으로 폴리프로필렌 필름의 표면 습윤 장력(측정법은 JIS K-6768(1995)에 준한다)은 30mN/m 정도인데, 이 표면 처리에 의해, 습윤 장력을 37 내지 50mN/m, 바람직하게는 39 내지 48mN/m 정도로 하는 것이, 금속막과의 접착성이 우수하고, 보안성도 양호해지므로 바람직하다.

본 실시 형태의 2축 연신 폴리프로필렌 필름은 상술한 특성을 부여할 수 있는 원료를 사용하여, 소정 조건 하에서 2축 연신됨으로써 얻어진다. 2축 연신의 방법으로서는, 인플레이션 동시 2축 연신법, 스텐터 동시 2축 연신법, 스텐터 축차 2축 연신법 중 어느 것으로도 얻을 수 있으나, 그 중에서도 제막 안정성, 두께 균일성, 필름의 표면 형상을 제어하는 점에 있어서 스텐터 축차 2축 연신법을 채용하는 것이 바람직하다.

다음에 본 실시 형태의 2축 연신 폴리프로필렌 필름의 스텐터 축차 2축 연신법에 의한 제조 방법을 이하에 설명하지만, 반드시 이것에 한정되는 것은 아니다.

먼저, 직쇄상 폴리프로필렌 수지에 분지쇄상 폴리프로필렌을 소정 비율로 블렌드하여 용융 압출, 여과 필터를 통과시킨 후, 220 내지 280℃의 온도에서 슬릿상 구금 부재로부터 압출하고, 냉각 드럼 상에서 고화시켜 미연신 필름을 얻는다.

냉각 드럼에 대한 밀착 방법으로서는 정전 인가법, 물의 표면 장력을 이용한 밀착 방법, 에어나이프법, 프레스 롤법, 수중 캐스트법 등의 어느 한 방법을 사용할 수도 있지만, 평면성이 양호하면서 또한 표면 거칠기의 제어가 가능한 에어나이프법이 바람직하다.

에어나이프법에 있어서, 필름 표면의 돌기를 컨트롤하는 방법으로서는, 종래 기술로서 특허문헌 3이나 특허문헌 4에 기재되어 있는 바와 같이, 에어나이프의 에어 온도 제어법에 의한 제어 방법을 들 수 있다. 그러나, 에어나이프법에 의한 표면 거칠기 제어만으로는, 어느 정도의 돌기 분포를 컨트롤할 수 있기는 하지만, 본 실시 형태의 필름 표리의 돌기 분포를 갖는 폴리프로필렌 필름을 얻는 것은 곤란했다.

본 실시 형태의 2축 연신 폴리프로필렌 필름에 있어서, 필름 표리에 원하는 돌기 높이 및 원하는 돌기 개수를 발현시키기 위해서는, 에어나이프에 의해 소정 온도에서 냉각 드럼에 미연신 시트를 밀착시킴과 동시에, <1> 냉각 드럼의 주속을 제어하는 것이나, <2> 드럼면측과 비드럼면측의 온도 유지 시간을 컨트롤하고, 필름 표리의 β정의 생성량, 치수를 컨트롤하는 것 이외에도, <3> 연신까지의 예열 온도나 예열 롤의 주속(周速), 예열 롤의 닙 압력, 닙 온도를 제어하는 것이나, <4> 연신부의 닙 압력·닙 온도를 제어하는 것이 중요하다. 여기서, 온도 유지 시간이란, 미연신 필름이 냉각 드럼에 접촉하는 시간을 의미한다.

필름 표리의 온도 유지 시간을 바꿈으로써, 필름 표면의 β정의 생성량이나 돌기 높이를 제어할 수 있다. 예를 들어, 냉각 드럼에 접촉하고 있는 면은, β정이 생성되기 쉬운 온도로 유지되기 때문에, β정의 생성량이 많고，치수가 작아진다. 반대로 냉각 드럼에 접촉하지 않는 면은, β정이 생성되기 쉬운 온도로 유지되지 않기 때문에, β정의 생성량이 적어, 돌기 높이나 피브릴 치수가 높아진다.

또한, 필름 표리에 부여하는 열량을 바꾸는 방법으로서, 특허문헌 5에 기재되어 있는 바와 같이 연신 전의 예열 시에 있어서, 표리 각 면에 접촉하는 롤에 대한 접촉 시간을 제어하는 방법 등이 있다. 그러나, 본 실시 형태와 같은 매우 얇은 필름의 제막에 있어서는, 필름 내부의 열전도 속도가 빠르기 때문에, 냉각 롤에 대한 접촉 시간의 제어나, 예열 시의 각 롤에 대한 접촉 시간을 제어하는 것만으로는, 돌기 개수를 제어하는 데 불충분했다.

그로 인해, 한쪽의 면에 접촉하는 예열 롤의 온도·닙 압력·닙 온도를 바꿈으로써, 한쪽의 면의 연신 직전의 필름 온도를 제어하여, 본 실시 형태와 같은 매우 얇은 필름에 있어서도, 원하는 표면 거칠기, 돌기 높이, 개수를 양호하게 제어할 수 있다. 이에 의해, 필름 표리의 표면 거칠기를 독립적으로 제어할 수 있기 때문에, 목적에 맞는 표면 형성이 가능하게 된다. 또한, 아울러 연신부의 닙 압력·닙 온도를 바꿈으로써, 제어 정밀도가 더 높아지기 쉽다.

압출 후의 냉각 공정에 있어서, β정을 효율적으로 생성하게 하기 위해서는, β정의 생성 효율이 최대가 되는 수지 온도로 소정 시간 유지하는 것이 바람직하다. 여기서, 냉각 드럼의 온도는 70 내지 135℃가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 80 내지 120℃, 특히 바람직하게는 85 내지 110℃의 범위이다. 또한 온도 유지 시간으로서 1.5초 이상이 바람직하고, 특히 바람직하게는 2.0초 이상이다.

이어서, 이 미연신 필름을 2축 연신하여, 2축 배향하게 한다. 먼저, 미연신 필름을 예열 롤 사이에 통과시켜, 필름을 예열한다. 이 때의, 예열부의 온도로서는 120 내지 140℃가 바람직하다. 그 때에, 필름의 A면측에 접촉하는 예열 롤의 온도는, 130 내지 140℃로 하는 것이 바람직하다. 또한, A면에 접촉하고 있는 예열부의 닙 압력에 대해서는 0.25 내지 0.55MPa가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.35 내지 0.45MPa이다. 또한, A면측에 접촉하고 있는 예열부의 닙 온도는 100 내지 140℃로 하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 110 내지 130℃로 하는 것이 바람직하다.

이와 같이, A면측에 접촉하고 있는 닙의 온도와 압력을 제어함으로써, 필름의 A면만의 돌기를 제어할 수 있다. 또한, 예열부의 온도 변화에 따라 주름 등에 의해 반송이 악화된 경우에는 예열 롤 사이의 주속을 조정함으로써 해소된다. 주속은, 전후의 롤에서 0.1 내지 3.0％의 속도차로 하는 것이 바람직하다. 또한, 주속차를 설정함으로써 필름과 롤의 밀착성이 좋아져, 필름 온도를 용이하게 제어할 수 있게 된다. 이로 인해, 주속차는 보다 바람직하게는 1.0 내지 2.5％이며, 더욱 바람직하게는 1.5 내지 2.0％로 함으로써 필름 온도의 제어가 용이하게 된다.

이어서, 길이 방향의 연신부의 롤 온도로서는, 미연신 필름 중의 β정이 융해되어 필름 표면에 돌기가 형성되는 130℃ 내지 160℃의 온도가 바람직하다. 더욱 바람직하게는 135℃ 내지 155℃, 특히 바람직하게는 140℃ 내지 150℃이다. 연신부의 롤 온도가 160℃를 초과하면 필름이 롤에 융착되어, 필름 찢어짐이 발생하는 경우가 있다. 반대로 롤 온도가 130℃ 미만이면 연신 불균일이 발생하거나, β정이 융해되지 않아 필름 표면의 돌기를 형성할 수 없거나 하는 경우가 있다.

또한, 연신 구간에 있어서, 라디에이션 히터에 의해 열량을 부여하는 것이 바람직하다. 연신 구간에서 라디에이션 히터에 의한 열량 부여는, 롤에서의 표면 접촉 시의 열량 부여와 달리 필름 비접촉으로의 열량 부여가 되고, 표면의 돌기 형성을 직접 또한 고정밀도로 제어하는 것이 가능하다. 그로 인해, 본 실시 형태의 2축 연신 폴리프로필렌 필름은 종래의 롤에 의한 필름에 대한 열량 부여와 함께, 비접촉으로의 열량 부여를 제어하는 것이나 연신 닙에서의 한쪽측에 대한 균일한 열량 부가로, 소정의 필름 표리의 돌기 분포 형성을 가능하게 했다. 여기서, 라디에이션 히터에 의한 열량의 부여는 A면측에 행하는 것이 바람직하다. 또한, 라디에이션 히터의 출력은, 롤에서의 열량 부여와 마찬가지로 β정이 융해되어 필름 표면에 돌기가 형성되는 1.5kW 내지 13.0kW가 바람직하다. 더욱 바람직하게는 2.0kW 내지 11.0kW, 특히 바람직하게는 2.5kW 내지 10.5kW이다. 라디에이션 히터의 출력이 13.0kW를 초과하면, 필름이 용융되고, 필름 찢어짐을 발생시키기 쉬워진다. 반대로 라디에이션 히터의 출력이 1.5kW 미만이면 필름 찢어짐이나, 라디에이션 히터에서 열량을 부여하고 있는 측의 표면 돌기가 작아져 필름 표면의 원하는 돌기 분포를 형성할 수 없는 경우가 있다.

본 실시 형태의 2축 연신 폴리프로필렌 필름에 있어서, 길이 방향의 연신 배율은, β정의 융해를 보조하기 위해, 세로 연신 배율 4.0배 내지 5.5배가 바람직하다. 더욱 바람직하게는 4.3배 내지 5.2배로 된다. 연신에 의해 필름 표면의 돌기가 펴지기 때문에, 연신 배율을 제어함으로써 돌기 치수를 컨트롤할 수 있다. 세로 연신 배율이 5.5배보다 높으면 필름이 파단되기 쉬워져, 제막이 곤란해진다. 또한, 연신 배율이 낮으면 필름 표면의 돌기 치수가 작아져, 인장 강도가 낮아지는 경우가 있다. 연신 배율이 4.0배보다 낮으면 원하는 돌기 치수를 얻는 것이 곤란해져, 내전압성, 보안성이 손상되는 경우가 있다.

본 실시 형태의 2축 연신 폴리프로필렌 필름에 있어서, 필름의 길이 방향 연신 후 바로 급냉하는 것이 돌기 분포를 안정하게 제어하기 위해서는 중요하다. 즉, 길이 방향으로 연신한 직후에, 30 내지 50℃로 급냉하는 것이 바람직하다. 30 내지 50℃로 급냉함으로써 β정의 융해를 정지시킬 수 있어, 연신 시에 형성된 필름 표면의 돌기 높이, 개수를 유지할 수 있다. 냉각 온도가 50℃보다 높은 경우, β정의 융해가 정지되지 않기 때문에, 연신으로 형성된 필름 표면의 돌기 분포를 유지할 수 없어, 본 실시 형태의 필름 표면의 돌기 높이, 개수가 얻어지기 어려운 경우가 있다. 또한, 냉각 온도가 30℃보다 낮은 경우, 필름의 고화가 급속하게 진행되기 때문에, 필름의 치수 변화가 커져, 제막이 불안정해질 우려가 있다. 급냉 방법으로서는, 냉각 롤이나 에어에 의한 방법이 있다.

길이 방향으로 연신된 후, 해당 연신 필름을 스텐터로 유도하여, 150 내지 170℃의 온도로 폭 방향으로 5 내지 15배로 연신하고, 계속하여 폭 방향으로 2 내지 20％의 이완을 부여하면서, 140 내지 170℃의 온도로 열고정한다. 열고정 후, 증착 금속의 접착성을 좋게 하기 위하여, 연신 필름의 증착을 실시하는 면에, 공기 중, 질소 중, 탄산 가스 중 또는 이들의 혼합 기체 중에서 코로나 방전 처리를 행함으로써, 원하는 2축 연신 폴리프로필렌 필름을 얻을 수 있다.

본 실시 형태에 있어서, 상기한 2축 연신 폴리프로필렌 필름 표면에 금속막을 형성하여 금속화 필름으로 하는 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 본 실시 형태의 2축 연신 폴리프로필렌 필름의 적어도 한쪽면에, 또한 필요에 따라 양면에, 알루미늄을 증착하여 필름 콘덴서의 내부 전극이 되는 알루미늄 증착막 등의 금속막을 형성하는 방법이 바람직하게 사용된다. 이때, 알루미늄과 동시 또는 순서대로, 예를 들어 니켈, 구리, 금, 은, 크롬 및 아연 등의 다른 금속 성분을 증착할 수도 있다. 또한, 증착막 상에 오일 등에 의해 보호층을 형성할 수도 있다.

금속막의 두께는, 필름 콘덴서의 전기 특성과 셀프 힐링성의 관점에서 20 내지 100㎚의 범위인 것이 바람직하다. 또한, 마찬가지의 이유에 의해, 금속막의 표면 전기 저항값이 1 내지 20Ω/□의 범위인 것이 바람직하다. 표면 전기 저항값은 사용하는 금속종과 막 두께로 제어 가능하다. 또한, 표면 전기 저항의 측정법은 후술한다.

본 실시 형태에서는, 필요에 따라 금속막을 형성한 후, 금속화 필름을 특정한 온도에서 에이징 처리를 행하거나, 열처리를 행하거나 할 수 있다. 또한, 절연 또는 다른 목적으로, 금속화 필름의 적어도 한쪽면에, 폴리페닐렌옥시드 등의 코팅을 실시할 수도 있다.

이와 같이 하여 얻어진 금속화 필름은, 다양한 방법으로 적층 또는 권회하여 필름 콘덴서를 얻을 수 있다. 권회형 필름 콘덴서의 바람직한 제조 방법을 예시하면, 다음과 같다.

본 실시 형태의 2축 연신 폴리프로필렌 필름의 한쪽면에 알루미늄을 진공 증착한다(증착 공정). 그 때, 필름 길이 방향으로 빠지는 마진부를 갖는 스트라이프상으로 증착한다. 이어서, 표면의 각 증착부의 중앙과 각 마진부의 중앙에 날을 넣어 슬릿하고(슬릿 공정), 표면의 한쪽에 마진을 갖는, 테이프상의 권취 릴을 제조한다. 좌측 또는 우측에 마진을 갖는 테이프상의 권취 릴을 사용하여, 좌측 마진 및 우측 마진의 것 각 1개씩을, 폭 방향으로 증착 부분이 마진부로부터 밀려나오도록 2매 중첩하고 권회하여, 권회체를 얻는다(소자 권취 공정). 이 권회체로부터 코어재를 빼내어 프레스하고, 양 단부면에 메탈리콘을 용사하여 외부 전극으로 하고, 메탈리콘에 리드선을 용접하여 권회형 필름 콘덴서를 얻을 수 있다. 필름 콘덴서의 용도는, 차량용, 가전용(텔레비전이나 냉장고 등), 일반 노이즈 방지용, 자동차용(하이브리드카, 파워 윈도우나 와이퍼 등) 및 전원용 등, 다방면에 걸쳐 있고, 본 실시 형태의 필름 콘덴서도 이들 용도에 적절하게 사용할 수 있다.

본 실시 형태에 있어서의 2축 연신 폴리프로필렌 필름의 특성값의 측정 방법, 및 효과의 평가 방법은 다음과 같다.

(1) 필름 두께 t1(㎛)

JIS C-2330(2001)의 7.4.1.1에 따라, 마이크로미터법 두께를 측정했다.

(2) 글로스(광택도)

JIS K-7105(1981)에 준하여, 스가 시껭끼 가부시끼가이샤제 디지털 변각 광택계 UGV-5D를 사용하여 입사각 60°수광각 60°의 조건에서 측정한 5점의 데이터의 평균값을 광택도로 했다.

(3) 용융 유속(MFR)

JIS-K7210(1999)에 준하여, 측정 온도 230℃, 하중 21.18N으로 측정했다.

(4) 용융 장력(MS)

JIS-K7210(1999)에 나타나는 MFR 측정용의 장치에 준하여 측정했다. 도요 세끼제 멜트 텐션 테스터를 사용하여, 측정 대상의 폴리프로필렌을 230℃로 가열하고, 용융 폴리프로필렌을 압출 속도 15㎜/분으로 토출하여 스트랜드로 하고 이 스트랜드를 6.5m/분의 속도로 인취할 때의 장력을 측정하고, 용융 장력으로 했다.

(5) 용융 결정화 온도(℃)

세이코사제 RDC220 시차 주사 열량계를 사용하여, 하기 이하의 조건으로 측정을 행했다.

<시료의 제조>

검체 5㎎를 측정용의 알루미늄 팬에 봉입한다. 또한, 필름에 금속 증착 등이 실시되어 있는 경우에는 적절히 제거한다.

<측정>

이하의 (a)→(b)의 스텝으로 필름을 용융·재결정시킨다. 3회 측정하고, 그 Tmc에 의해 관측되는 피크의 평균값을 용융 결정화 온도로 했다.

(a) 제1 실시(1st Run) 30℃→280℃(승온 속도 20℃/분)

(b) Tmc 280℃에서 5분 유지 후에 20℃/분으로 30℃까지 냉각

(6) 메소펜타드 분율(mmmm)

시료를 용매에 용해시키고, ¹³C-NMR을 사용하여, 이하의 조건에서 메소펜타드 분율(mmmm)을 구했다(참고 문헌: 신판 고분자 분석 핸드북 사단 법인 일본 분석화학회·고분자 분석 연구 간담회편 1995년 P609 내지 611).

A. 측정 조건

장치: 브루커(Bruker)사제, DRX-500

측정 핵: ¹³C 핵(공명 주파수: 125.8MHz)

측정 농도: 10wt％

용매: 벤젠/중오르토디클로로벤젠=질량비 1:3 혼합 용액

측정 온도: 130℃

스핀 회전수: 12Hz

NMR 시료관: 5㎜관

펄스폭: 45°(4.5μs)

펄스 반복 시간: 10초

데이터 포인트: 64K

환산 횟수: 10,000회

측정 모드: 완전 디커플링(complete decoupling)

B. 해석 조건

LB(라인 브로드닝 팩터)를 1.0로 하여 푸리에 변환을 행하고, mmmm 피크를 21.86ppm으로 했다. 윈피트(WINFIT) 소프트웨어(브루커(Bruker)사제)를 사용하여, 피크 분할을 행한다. 그 때에, 고자장측의 피크로부터 이하와 같이 피크 분할을 행하고, 또한 부속 소프트웨어의 자동 피팅을 행하여, 피크 분할의 최적화를 행한 후, mmmm과 ss(mmmm의 스피닝 사이드 밴드 피크)의 피크 분율의 합계를 메소펜타드 분율(mmmm)로 했다.

또한, 측정은 5회 행하고, 그의 평균값을 메소펜타드 분율로 했다.

피크

(a) mrrm

(b) (c)rrrm(2개의 피크로서 분할)

(d) rrrr

(e) mrmm+rmrr

(f) mmrr

(g) mmmr

(h) ss(mmmm의 스피닝 사이드 밴드 피크)

(i) mmmm

(j) rmmr

(7) 내부 3치환 올레핀 개수(카본 원자 10,000개 중)

시료를 용매에 용해시키고, ¹H-NMR을 사용하여, 이하의 조건에서 내부 3치환 올레핀의 개수를 구한다.

A. 측정 조건

장치: 닛본 덴시제 ECX400P형 핵자기 공명 장치

측정 핵: ¹H 핵(공명 주파수: 500MHz)

측정 농도: 2wt％

용매: 중오르토디클로로벤젠

측정 온도: 120℃

펄스폭: 45°

펄스 반복 시간: 7초

환산 횟수: 512회

측정 모드: 무 디커플링(non decoupling)

B. 해석 조건

오르토디클로로벤젠의 화학 시프트 7.10ppm을 기준으로 하고, 5.0 내지 5.2ppm 영역의 시그널을 내부 3치환 올레핀의 양성자에 귀속시켜, 0.5 내지 2.0ppm의 브로드한 시그널의 적분비로부터 내부 3치환 올레핀의 양성자비를 구한다.

(8) 냉크실렌 가용부(CXS)

폴리프로필렌 필름 시료 0.5g을 비등 크실렌 100ml에 용해시켜 방냉한 후, 20℃의 항온 수조에서 1시간 재결정화시킨 후에 여과액에 용해되어 있는 폴리프로필렌계 성분을 액체 크로마토그래피법으로 정량한다(X(g)). 시료 0.5g의 정량 값(X0(g))을 사용하여 이하의 식으로 구한다.

CXS(질량％)=(X/X0)×100

(9) 중심선 평균 거칠기(SRa), 10점 평균 거칠기(SRz), Pa, Pb

JIS B-0601(1982)에 의해, 가부시끼가이샤 고사까 겡뀨쇼제 「비접촉 삼차원 미세 형상 측정기(ET-30HK)」 및 「삼차원 거칠기 분석 장치(MODELSPA-11)」를 사용하여 측정했다. 측정은 길이 방향으로 10회 반복하고, 그의 평균값으로서 중심선 평균 거칠기(SRa), 10점 평균 거칠기(SRz), 총 돌기 개수를 구했다.

1회의 측정의 상세 조건과 데이터 처리에 대해서는 하기와 같다.

상기 측정기에 의해 검출된 돌기 개수는, 높이 방향으로 50㎚ 간격(50㎚, 100㎚, 150㎚...)의 영역 각각의 개수가 출력된다.

(a) 총 돌기 개수 Pa, Pb(단위: 개/0.1㎟)

총 돌기 개수는 측정 조건의 항목에 나타내는 폭 방향, 길이 방향 샘플링 간격으로 검출된 돌기 개수를 0.1㎟당 개수로 환산한 값을 모두 합계한 것을 나타낸다.

구체적으로는, 상기 측정기로부터 출력된 높이 방향의 각 영역에서의 합계 검출수이다.

측정 조건

측정면 처리: 측정면에 알루미늄을 진공 증착하고, 비접촉법으로 했다.

측정 방향: 필름의 폭 방향

폭 방향 이송 속도: 0.1㎜/초

측정 범위(폭 방향×길이 방향): 1.0㎜×0.249㎜

높이 방향 치수의 기준면: LOWER(하측)

폭 방향 샘플링 간격: 2㎛

길이 방향 샘플링 간격: 10㎛

길이 방향 샘플링 개수: 25개

컷오프: 0.25㎜/초

폭 방향 확대 배율: 200배

길이 방향 확대 배율: 20,000배

굴곡, 거칠기 커트: 없음

측정 방법

필름 측정에는 전용 샘플 홀더를 사용한다. 샘플 홀더는 중심에 원형의 구멍이 뚫린 탈착 가능한 2매의 금속판이며, 그 사이에 샘플을 끼워 샘플 홀더의 사방까지 필름을 늘여 장착함으로써 필름을 고정하고, 중앙 원형부의 필름을 거칠기 측정했다.

측정 결과: 데이터 처리

상기 방법에 의해 얻어진 측정 결과의 예를 표 1에 나타낸다.

표 1로부터, 각 파라미터를 다음과 같이 판독할 수 있다.

(A면) SRaA 31.8㎚

SRzA 863㎚

Pa 424개/0.1㎟(소수점 이하를 반올림했다)

(B면) SRaB 18.4㎚

SRzB 415㎚

Pb 116개/0.1㎟(소수점 이하를 반올림했다)

|Pa-Pb| 308개/0.1㎟

(10) 금속막의 막 저항

금속화 필름을 길이 방향으로 10㎜ 폭 방향으로 전체 폭(50㎜)의 직사각형으로 절단하여 시료로 하고, 4단자법에 의해 폭 방향 30㎜간의 금속막의 저항을 측정하고, 얻어진 측정값에 측정 폭(10㎜)을 곱하고 전극간 거리(30㎜)로 나누어, 막 저항(표면 전기 저항)을 산출했다(단위: Ω/□).

(11) 필름 절연 파괴 전압(V/㎛)

JIS C2330(2001) 7.4.11.2 B법(평판 전극법)에 준하여, 평균값을 구하여, 측정한 샘플의 마이크로미터법 필름 두께(㎛)(상술)로 나누고, V/㎛로 표기했다.

(12) 콘덴서 제조 시의 소자 가공성(소자 권취 수율)

후술하는 각 실시예 및 비교예에 의해 얻어진 2축 연신 폴리프로필렌 필름의 한쪽면에, 울박(ULVAC)제 진공 증착기로 알루미늄을 막 저항이 8Ω/sq로 되도록 알루미늄을 진공 증착했다. 그 때, 길이 방향으로 뻗는 마진부를 갖는 스트라이프상으로 증착했다(증착부의 폭 39.0㎜, 마진부의 폭 1.0㎜의 반복). 다음에 각 증착부의 중앙과 각 마진부의 중앙에 날을 넣어 슬릿하고, 좌측 또는 우측에 0.5㎜의 마진을 갖는 전체 폭 20㎜의 테이프상의 권취 릴로 했다. 얻어진 릴의 좌측 마진 및 우측 마진의 것 각 1개씩을, 폭 방향으로 증착 부분이 마진부로부터 0.5㎜ 밀려나오도록 2매 중첩하고 권회하여, 정전 용량 약 10μF의 권회체를 얻었다. 소자 권회에는 가이도 세이사꾸쇼제 KAW-4NHB를 사용했다.

상기한 콘덴서의 제조 시, 권취 개시부터 권취 종료까지 육안으로 관찰하여, 주름이나 어긋남이 발생한 것을 불합격으로 하고, 불합격으로 되지 않은 것의 수의 제조수 전체에 대한 비율을 백분율로 나타내어 가공성의 지표로 했다(이하 소자 권취 수율이라고 칭한다). 소자 권취 수율은 높을수록 바람직하다. 95％ 이상을 양호 「○」, 95％ 미만 80％ 이상을 「△」, 80％ 미만을 불량 「×」로 했다. 「○」 또는 「△」가 실용 가능한 수준이다.

(13) 증착 콘덴서 특성의 평가

후술하는 각 실시예 및 비교예에 의해 얻어진 2축 연신 폴리프로필렌 필름에, 울박제 진공 증착기로 알루미늄을 증착하고, 막 저항이 8Ω/sq로 길이 방향에 수직인 방향으로 마진부를 마련한 소위 T형 마진 패턴을 갖는 증착 패턴을 실시하여, 폭 50㎜의 증착 릴을 얻었다.

계속해서, 이 릴을 사용하여 가이도 세이사꾸쇼제 소자 권취기(KAW-4NHB)에 의해 콘덴서 소자를 권취하고, 메탈리콘을 실시한 후, 감압 하, 105℃의 온도에서 10시간의 열처리를 실시하고, 리드선을 설치하여, 콘덴서 소자를 완성했다. 이때의 콘덴서 소자의 정전 용량은 5μF이었다.

이렇게 하여 얻어진 콘덴서 소자 10개를 사용하여, 상온 하에서 콘덴서 소자에 500VDC의 전압을 인가하여, 해당 전압에서 10분간 경과한 후에 스텝상으로 50VDC/1분으로 서서히 인가 전압을 상승시키는 것을 반복하는 소위 스텝 업 시험을 행했다. 이 때의 정전 용량 변화를 측정하여 그래프 상에 플롯팅하고, 해당 정전 용량이 초기값의 70％이 된 전압을 마이크로미터법 필름 두께(상술)로 나누어 내전압의 평가 지표로 하고, 300V/㎛ 이상을 사용 가능 수준으로 한다. 또한, 상정되는 고전압 콘덴서 용도에 있어서는, 내전압의 평가 지표는 470V/㎛ 이상인 것이 바람직하다. 또한, 정전 용량이 초기값에 대하여 10％ 이하로 감소할 때까지 전압을 상승시킨 후에, 콘덴서 소자를 해체하고 파괴의 상태를 조사하여, 보안성을 이하와 같이 평가했다.

◎: 소자 형상의 변화가 없고 관통상의 파괴가 관찰되지 않는다.

○: 소자 형상의 변화가 없고 필름 10층 이내의 관통상 파괴가 관찰된다.

△: 소자 형상에 변화가 확인되거나 또는 10층을 초과하는 관통상 파괴가 관찰된다.

×: 소자 형상이 파괴된다.

◎은 문제없이 사용할 수 있지만, ○는 조건에 따라 사용 가능하다. △, ×는 실용상의 문제가 발생한다.

실시예

이하, 실시예에 의해 본 발명을 상세하게 설명한다. 또한, 특성은 상기한 방법에 의해 측정을 행했다.

(실시예 1)

메소펜타드 분율이 0.985이고, 용융 유속(MFR)이 2.6g/10분인 직쇄상 폴리프로필렌 수지(보레알리스사제 "보르클린(Borclean)(등록 상표)")에, 내부 3치환 올레핀 개수가 카본 원자 10,000개 중에 대하여 3개인 분지쇄상 폴리프로필렌 수지(보레알리스사제 "다플로이 HMS-PP")를 0.5질량％ 블렌드하고 온도 250℃의 압출기에 공급하여, 수지 온도 250℃에서 T형 슬릿 다이로부터 시트상으로 용융 압출하고, 해당 용융 시트를 90℃로 유지된 직경 1m의 냉각 드럼 상에서 냉각 고화하여 미연신 필름을 얻었다. 냉각 롤 상에서의 유지 시간은 2.5초이었다. 계속해서, 해당 미연신 필름 A면에 접촉하고 있는 롤과 해당 미연신 필름 B면에 접촉하고 있는 롤 양쪽 모두 140℃로 예열했다. 또한, 필름의 A면측에 접촉하고 있는 닙롤 내에 가압 증기를 통과시킴으로써, 닙롤의 표면 온도를 130℃로 했다. 또한, 닙 압력은 0.50MPa로 했다. 계속하여 145℃의 온도로 유지하며 주속차를 설정한 롤 사이에 필름을 통과시켜, 연신 배율 4.5배로 길이 방향으로 연신했다. 또한, 연신 구간에 있어서 라디에이션 히터를 출력 10.0kW로 사용하여 열량을 보충하며 연신했다. 그 직후, 35℃로 유지된 롤 사이에 필름을 통과시켜 급냉했다.

계속하여 해당 필름을 텐터로 유도하고, 158℃의 온도에서 폭 방향으로 10배 연신하고, 계속하여 폭 방향으로 6％의 이완을 부여하면서 155℃에서 열처리를 행하고, 그 후 냉각하여 필름 두께가 2.5㎛인 2축 연신 폴리프로필렌 필름을 얻었다. 또한 필름의 표면에 25W·min/㎡의 처리 강도로 대기 중에서 코로나 방전 처리를 행했다.

이렇게 하여 얻어진 2축 연신 폴리프로필렌 필름의 특성 및 해당 필름을 콘덴서로 했을 때의 내전압(절연 파괴 전압)과 소자 가공성(소자 권취 수율)을 표 2, 3, 4에 나타낸다. 표 2, 3, 4에 나타낸 바와 같이, 실시예 1에 이러한 2축 연신 폴리프로필렌 필름으로 제조한 콘덴서는, 내전압, 보안성 모두 우수한 것이었다.

(실시예 2)

미연신 필름의 예열 공정에서, 필름 B면에 접촉하고 있는 롤은 120℃로 하고, 필름 A면에 접촉하고 있는 롤은 140℃로 한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 제막을 행하여, 2.5㎛의 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 특성을 표 2, 3, 4에 나타낸다.

(실시예 3)

라디에이션 히터 출력을 7.0kW로 한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 제막을 행하여, 2.5㎛의 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 특성을 표 2, 3, 4에 나타낸다.

(실시예 4)

수지 온도 250℃에서 용융 압출한 해당 용융 시트를, 85℃로 유지된 직경 1m의 냉각 드럼 상에서 냉각 고화시킨 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 제막을 행하여, 2.5㎛의 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 특성을 표 2, 3, 4에 나타낸다.

(실시예 5)

수지 온도 250℃에서 용융 압출한 해당 용융 시트를, 100℃로 유지된 직경 1m의 냉각 드럼 상에서 냉각 고화시킨 것 및 미연신 필름의 예열 공정에서 필름 B면에 접촉하고 있는 롤 온도를 125℃, 필름 A면에 접촉하고 있는 롤을 135℃로 한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 제막을 행하여, 2.5㎛의 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 특성을 표 2, 3, 4에 나타낸다.

(실시예 6)

미연신 필름의 예열 공정에서, 필름 B면에 접촉하고 있는 롤은 120℃로 하고, 필름 A면에 접촉하고 있는 롤은 130℃로 한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 제막을 행하여, 2.5㎛의 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 특성을 표 2, 3, 4에 나타낸다.

(실시예 7)

라디에이션 히터의 출력을 13.0kW로 한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 제막을 행하여, 2.5㎛의 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 특성을 표 2, 3, 4에 나타낸다.

(실시예 8)

미연신 필름의 예열 공정에서, 필름 A면측에 접촉하는 닙롤 표면 온도를 140℃로 한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 제막을 행하여, 2.5㎛의 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 특성을 표 2, 3, 4에 나타낸다.

(실시예 9)

미연신 필름을 길이 방향으로 연신할 때, 주속차를 설정한 롤 온도를 150℃로 유지한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 제막을 행하여, 2.5㎛의 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 특성을 표 2, 3, 4에 나타낸다.

(실시예 10)

미연신 필름을 길이 방향으로 연신할 때, 주속차를 설정한 롤 온도를 140℃로 유지한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 제막을 행하여, 2.5㎛의 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 특성을 표 2, 3, 4에 나타낸다.

(실시예 11)

수지 온도 250℃에서 용융 압출한 해당 용융 시트를 88℃로 유지된 직경 1m의 냉각 드럼 상에서 냉각 고화시킨 것 및 라디에이션 히터의 출력을 10.5kW, 가로 방향의 연신 온도를 160℃로 한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 제막을 행하여, 3.0㎛의 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 특성을 표 2, 3, 4에 나타낸다.

(실시예 12)

수지 온도 250℃에서 용융 압출한 해당 용융 시트를 89℃로 유지된 직경 1m의 냉각 드럼 상에서 냉각 고화시킨 것 및 라디에이션 히터의 출력을 10.5kW, 가로 방향의 연신 온도를 159℃로 한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 제막을 행하여, 2.8㎛의 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 특성을 표 2, 3, 4에 나타낸다.

(실시예 13)

수지 온도 250℃에서 용융 압출한 해당 용융 시트를 92℃로 유지된 직경 1m의 냉각 드럼 상에서 냉각 고화시킨 것 및 라디에이션 히터의 출력을 9.5kW로 한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 제막을 행하여, 2.0㎛의 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 특성을 표 2, 3, 4에 나타낸다.

(실시예 14)

수지 온도 250℃에서 용융 압출한 해당 용융 시트를 93℃로 유지된 직경 1m의 냉각 드럼 상에서 냉각 고화시킨 것 및 라디에이션 히터의 출력을 9.0kW, 가로 방향의 연신 온도를 157℃로 한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 제막을 행하여, 1.5㎛의 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 특성을 표 2, 3, 4에 나타낸다.

(실시예 15)

수지 온도 250℃에서 용융 압출한 해당 용융 시트를 94℃로 유지된 직경 1m의 냉각 드럼 상에서 냉각 고화시킨 것 및 라디에이션 히터의 출력을 8.0kW, 가로 방향의 연신 온도를 157℃로 한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 제막을 행하여, 1.2㎛의 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 특성을 표 2, 3, 4에 나타낸다.

(비교예 1)

닙롤을 온도 제어 기구가 없는 닙롤로 한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 2.5㎛의 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 특성을 표 2, 3, 4에 나타낸다.

(비교예 2)

분지쇄상 폴리프로필렌을 첨가하지 않는 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 제막을 행하여, 2.5㎛의 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 특성을 표 2, 3, 4에 나타낸다.

(비교예 3)

실시예 1의 수지를 사용하여, 실시예 1과 마찬가지로 압출한 후, 해당 용융 시트를 60℃로 유지된 직경 1m의 냉각 드럼 상에서 냉각 고화하여 미연신 필름을 얻었다. 냉각 롤 상에서의 유지 시간은 2.0초이었다. 계속해서, 해당 미연신 필름을 130℃의 예열 롤에 의해 서서히 예열하고, 주속차를 설정한 롤 사이에 필름을 통과시켜, 연신 배율 4.6배로 길이 방향으로 연신했다. 이때에, 닙롤을 온도 제어 기구가 없는 닙롤을 사용하고, 닙 압력은 0.50MPa로 했다. 연신 구간에 있어서 라디에이션 히터를 출력 3.5kW로 사용하여 열량을 보충하며 연신했다. 세로 연신 이후의 공정에 대해서는 실시예 1과 마찬가지로 실시하여, 두께 2.5㎛의 필름을 얻었다.

(비교예 4)

실시예 1의 수지를 사용하여, 실시예 1과 마찬가지로 압출한 후, 해당 용융 시트를 70℃로 유지된 직경 1m의 냉각 드럼 상에서 냉각 고화하여 미연신 필름을 얻었다. 냉각 롤 상에서의 유지 시간은 3.0초이었다. 계속해서, 해당 미연신 필름의 A면측에 접촉하는 롤의 온도를 140℃, B면측에 접촉하는 롤의 온도를 130℃로 하여 예열하고, 148℃의 온도로 유지하고, 주속차를 설정한 롤 사이에 필름을 통과시켜, 연신 배율 4.6배로 길이 방향으로 연신했다. 이때에, 닙롤은 온도 제어 기구가 없는 닙롤을 사용하고, 닙 압력은 0.50MPa로 했다. 연신 구간에 있어서 라디에이션 히터를 출력 10.5kW로 사용하여 열량을 보충하며 연신했다. 세로 연신 이후의 공정에 대해서는 실시예 1과 마찬가지로 실시하여, 두께 2.5㎛의 필름을 얻었다.

(비교예 5)

미연신 필름의 예열 공정에서, 필름 A면에 접촉하고 있는 롤과 B면에 접촉하고 있는 롤 양쪽 모두 150℃로 한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 제막을 행하여, 2.5㎛의 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 특성을 표 2, 3, 4에 나타낸다.

(비교예 6)

라디에이션 히터를 사용하지 않는 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 제막을 행하여, 2.5㎛의 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 특성을 표 2, 3, 4에 나타낸다.

<산업상 이용가능성>

본 발명에 관한 2축 연신 폴리프로필렌 필름, 금속화 필름은, 콘덴서를 제조하기 위하여 이용 가능하고, 특히 자동차 부품으로서의 필름 콘덴서를 제조하기 위하여 적절하게 이용 가능하다.

Claims

양면에 돌기를 갖는 콘덴서용 2축 연신 폴리프로필렌 필름이며, 두께 t1(㎛)이 1 내지 3㎛이며, 한쪽의 필름 표면을 A면, 다른 쪽의 면을 B면으로 했을 때, 하기 수학식 (1) 내지 (4)를 모두 만족시키는 콘덴서용 2축 연신 폴리프로필렌 필름.

(단, Pa는 A면에 존재하는 돌기의 0.1㎟당 개수, Pb는 B면에 존재하는 돌기의 0.1㎟당 개수, SRzA는 A면의 10점 평균 거칠기, SRzB는 B면의 10점 평균 거칠기를 각각 의미함)
제1항에 있어서, A면의 중심선 평균 거칠기(SRaA)가 25㎚ 이상이면서 45㎚ 이하인, 콘덴서용 2축 연신 폴리프로필렌 필름.
제1항 또는 제2항에 있어서, B면의 중심선 평균 거칠기(SRaB)가 10㎚ 이상이면서 25㎚ 이하인, 콘덴서용 2축 연신 폴리프로필렌 필름.
제1항 또는 제2항에 기재된 콘덴서용 2축 연신 폴리프로필렌 필름의 적어도 한쪽면에 금속막이 형성되어 이루어지는 금속화 필름.
제4항에 있어서, 금속막의 표면 전기 저항이 1 내지 20Ω/□인, 금속화 필름.
제4항에 기재된 금속화 필름을 사용하여 이루어지는 필름 콘덴서.