聚丙烯膜和膜电容器制造技术

本发明专利技术涉及在125℃测得的膜主轴方向的抗断裂强度与膜主轴正交方向的抗断裂强度之和为250MPa以上的聚丙烯膜。本发明专利技术提供一种聚丙烯膜，该聚丙烯膜在高电压用电容器用途中能够发挥高温时优异的耐电压性和可靠性，同时满足适合该电容器用途等的热尺寸稳定性和高刚性化。

Polypropylene film and membrane capacitor

The present invention relates to polypropylene film with an anti fracture strength of more than 250MPa in the direction of the main axis of the film measured at 125 DEG C and the orthogonal direction of the main axis of the film. The invention provides a polypropylene film of the polypropylene film in high voltage capacitor for use in high temperature can exert excellent resistance to voltage and reliability, and meet for the capacitor use the thermal stability and high rigidity.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】聚丙烯膜和膜电容器
本专利技术涉及适合包装用、工业用等的聚丙烯膜，进一步详细而言，涉及作为电容器用电介质即使在高温环境下也能够维持高耐电压性和可靠性的、适合电容器用途的聚丙烯膜。
技术介绍
聚丙烯膜的透明性、机械特性、电特性等优异，因此可用于包装用途、带(tape)用途、电缆包装、以电容器为代表的电气用途等各种各样的用途。其中，关于电容器用途，由于其优异的耐电压特性、低损耗特性，因此不限于直流用途、交流用途，还特别优选用于高电压电容器。最近，各种电气设备不断被逆变器化，与此相伴，对电容器的小型化、大容量化的要求进一步提高。受这样的市场、特别是汽车用途(包含混合动力汽车用途)、太阳能发电、风力发电用途的要求，现状变为必须提高聚丙烯膜的耐电压性，维持生产性、加工性，同时进一步薄膜化。从耐电压性、生产性、加工性的观点出发，该聚丙烯膜在膜面内的高刚性化是必要的，特别是为了提高耐电压性，膜面内的高刚性化是重要的。此外，在耐热性这样的观点方面，在考虑将来使用SiC的功率半导体用途的情况下，普遍认为使用环境的温度超过120℃。从作为电容器所要求的进一步的耐热化和耐电压性出发，要求在125℃这样的高温下的膜高刚性化。然而，如非专利文献1中记载的那样，聚丙烯膜的使用温度上限被认为是约110℃，在超过120℃的温度、例如125℃这样的温度环境下，难以维持高耐电压性。例如，专利文献1中介绍了在室温下测得的抗断裂强度高的膜，但由于没有横向拉伸后的松弛和热处理工序，因此结晶度低，且热收缩也大，在125℃的高温环境下分子链取向缓和，在125℃测得的抗断裂强度不能说是高的。专利文献2中也介绍了在室温下测得的抗断裂强度高的聚丙烯膜，但是横向拉伸后的热处理温度高，因此在125℃的高温环境下分子链取向缓和，在125℃测得的抗断裂强度不能说是高的。此外，在制膜稳定性、厚度精度这些方面也不满意。这些技术在实际使用中高温下的电容器的容量维持方面也未必充分。此外，专利文献3中介绍了使80℃的杨氏模量提高的膜，但由于添加了Tg为120℃以下的石油树脂，因此在125℃测得的抗断裂强度不能说是高的。此外，作为用于获得高绝缘性能的一种方法，可举出添加结晶成核剂的方法。一般而言，聚丙烯的结晶成核剂大致分为非熔融型成核剂和熔融型成核剂这两种。通过向聚丙烯中添加结晶成核剂，从而在熔融结晶化时，能够以成核剂为起点生成大量结晶核，在熔融聚丙烯中，结晶成核剂不熔融地存在的情况被认为是非熔融型成核剂。另一方面，熔融型成核剂的特征在于，在熔融聚丙烯中成核剂熔融，在冷却过程中形成网络结构，从而形成非常微小的球晶。作为聚丙烯的熔融型成核剂，山梨糖醇系成核剂被人们熟知(例如，专利文献4、5)。然而，这些山梨糖醇系成核剂的耐热温度不太高，因此在熔融挤出中成核剂发生分解，成核剂效果不能充分发挥，特别是在125℃这样的高温环境下，耐电压的提高不能说是充分的。作为其他熔融型成核剂，可举出诺尼醇系成核剂。例如，专利文献6中介绍了向利用金属茂催化剂聚合的均聚丙烯中添加诺尼醇系成核剂的技术。然而，利用单点催化剂聚合的均聚丙烯的熔点低，在125℃这样的高温环境下，耐电压的提高不能说是充分的。此外，即使向通常利用Ziegler-Natta催化剂制造的聚丙烯中添加诺尼醇系成核剂，在高温环境下也不能观察到耐电压性的提高。以往，熔融型成核剂是作为透明成核剂，出于提高聚丙烯系树脂的透明性、低雾度化的目的而添加的。在该情况下，作为聚丙烯，使用结晶性低、透明化效果好的无规共聚物、立体规则性低的均聚丙烯。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平8-300470号公报专利文献2：日本特开平8-80564号公报专利文献3：日本特开2004-161799号公报专利文献4：日本特开昭58-134714号公报专利文献5：日本特开昭60-88049号公报专利文献6：日本特表2013-538258号公报非专利文献非专利文献1：日経エレクトロニクス，2012年9月17日，p.57-62
技术实现思路
专利技术所要解决的课题本专利技术者们为了解决上述课题而进行了深入研究，结果完成了本专利技术。本专利技术提供一种聚丙烯膜，该聚丙烯膜即使在高电压用电容器用途中也能够发挥优异的高温时的耐电压性和可靠性，同时满足适合该电容器用途等的热尺寸稳定性和高刚性化。用于解决课题的方法上述课题可以通过在125℃测得的膜主轴方向的抗断裂强度与膜主轴正交方向的抗断裂强度之和为250MPa以上的聚丙烯膜实现。专利技术效果本专利技术能够提供同时满足高温下的高刚性化和优异的热尺寸稳定性的聚丙烯膜，因此能够适用于包装用途、带(tape)用途、电缆包装、以电容器为代表的电气用途等各种各样的用途，特别适合电容器用途，优选适用于汽车、太阳能发电、风力发电。具体实施方式关于本专利技术的聚丙烯膜，在125℃测得的膜主轴方向的抗断裂强度与膜主轴正交方向的抗断裂强度之和为250MPa以上。详细情况后述，将以圆周状测定膜平面而得的抗断裂强度中取得最大的值的方向定义为该膜主轴方向。此外，将与该主轴方向正交的方向定义为主轴正交方向。在膜样品为细长条、卷轴、筒等形状、且样品的宽度小于50mm、不能利用抗断裂强度测定主轴方向的情况下，利用广角X射线如下那样测定聚丙烯膜的α晶(110)面的结晶取向，定义主轴方向和主轴正交方向。详细而言，对膜表面沿垂直方向入射X射线，沿圆周方向扫描2θ＝约14°(α晶(110)面)的结晶峰，将所得的衍射强度分布中衍射强度高的方向设为膜主轴方向、与其正交的方向设为主轴正交方向。在125℃测得的膜主轴方向的抗断裂强度与膜主轴正交方向的抗断裂强度之和小于250MPa的情况下，存在导致高温下膜的耐电压性下降、或者混入异物时发生短路的情况，在制成电容器时可能引起容量下降、短路破坏。从上述观点来看，在125℃测得的膜主轴方向的抗断裂强度与膜主轴正交方向的抗断裂强度之和更优选为280MPa以上，进一步优选为320MPa以上。上限不受特别限定，但在膜的刚性过高的情况下，存在柔软性受损、操作性差的情况，因此500MPa是上限。专利技术者们通过深入研究发现，在125℃测得的膜的主轴方向的抗断裂强度与膜主轴正交方向的抗断裂强度之和、与高温时的电容器耐电压特性有高的相关性，为了提高电容器特性的高温耐电压和可靠性，控制在125℃测得的膜的主轴方向的抗断裂强度与膜主轴正交方向的抗断裂强度之和为较高是重要的。在此，作为将在125℃测得的膜的主轴方向的抗断裂强度与膜主轴正交方向的抗断裂强度之和控制在这样范围内的方法，可举出例如，将使用原料、纵·横向拉伸倍率、拉伸温度控制在后述的范围内，或者在双轴拉伸后的热处理和松弛处理工序中，首先经过以比拉伸温度低的温度进行的处理工序(第1阶段处理工序)，再以比前述处理温度高且小于双轴拉伸时的宽度方向拉伸温度的温度实施热处理工序(第2阶段处理工序)。此外，本专利技术的聚丙烯膜在125℃测得的膜主轴正交方向的抗断裂强度优选为80MPa以上。更优选为100MPa以上，进一步优选为120MPa以上。上限不受特别限定，但在膜的刚性过高的情况下，存在柔软性受损、操作性差的情况，因此300MPa是上限。在125℃测得的膜主轴正交方向的抗断裂强度小于80MPa的情况下，存在导致高温下膜的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚丙烯膜，在125℃测得的膜主轴方向的抗断裂强度与膜主轴正交方向的抗断裂强度之和为250MPa以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.19 JP 2014-191075;2014.09.19 JP 2014-191071.一种聚丙烯膜，在125℃测得的膜主轴方向的抗断裂强度与膜主轴正交方向的抗断裂强度之和为250MPa以上。2.根据权利要求1所述的聚丙烯膜，在125℃测得的膜主轴正交方向的抗断裂强度为80MPa以上。3.根据权利要求1或2所述的聚丙烯膜，在125℃测得的膜主轴正交方向的伸长率为5％时的应力即F5值为8MPa以上。4.根据权利要求1～3中任一项所述的聚丙烯膜，在125℃加热处理15分钟时的膜主轴方向的热收缩率为1％以下。5.根据权利要求1～4中任一项所述的聚丙烯膜，将在23℃测得的膜主轴正交方向的抗断裂强度记为Fm，Fm的单位为MPa，将在125℃加热处理15分钟时的膜主轴正交方向的热收缩率记为Sm，Sm的单位为％...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈田一马，大仓正寿，今西康之，久万琢也，
申请(专利权)人：东丽株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP