电容器用双轴拉伸聚丙烯薄膜制造技术

本发明专利技术的主要目的在于提供具有高温下的耐电压性的、介质击穿特性优异的可超薄化的电容器用双轴拉伸聚丙烯薄膜。进一步提供使用上述电容器用双轴拉伸聚丙烯薄膜得到的电容器。一种电容器用双轴拉伸聚丙烯薄膜，其为含有聚丙烯树脂的双轴拉伸聚丙烯薄膜，其通过X射线衍射测得的α晶体(040)面的晶面间距值为0.525～0.530nm。

Biaxially oriented polypropylene film for capacitors

The main purpose of the present invention is to provide a biaxially oriented polypropylene film having a dielectric resistance property and excellent dielectric breakdown properties at high temperatures. A capacitor is further provided with a biaxially stretched polypropylene film using the capacitor. The utility model relates to a biaxially stretched polypropylene film for capacitors, which is a biaxially oriented polypropylene film containing a polypropylene resin. The value of the crystal plane spacing of the alpha crystal (040) surface measured by X ray diffraction is from 0.525 to 0.530nm.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及介质击穿特性优异的电容器用双轴拉伸聚丙烯薄膜。
技术介绍
双轴拉伸聚丙烯薄膜具有耐电压性和低介电损耗特性等优异的电特性、以及高耐湿性。发挥这些特性，在电子和电气设备中，可以理想地用作例如高电压电容器、各种开关电源、转换器(converters)和逆变器(inverters)等的滤波器用电容器和平滑用电容器等的电容器用电介质薄膜。此外，聚丙烯薄膜还开始用作对近年需求高涨的电动汽车和混合动力车等的驱动电机进行控制的逆变器电源设备用电容器。对于这种汽车等中使用的逆变器电源设备用的电容器，随着车辆的小型化和轻量化，需要电容器自身的进一步的小型化和轻量化。为了实现电容器的小型化和轻量化，想到了使用具有高拉伸性能的聚丙烯薄膜作为电容器用薄膜，例如进行超薄化。然而，由于经超薄化的薄膜在施加高电压的情况下容易发生介质击穿，因此需要具有更高耐电压性的聚丙烯薄膜。为了得到这种具有高耐电压性的聚丙烯薄膜，正在进行聚丙烯自身的分子设计等。例如可列举出：选择聚丙烯树脂成分以形成在低分子量侧具有扩张的分布的分子量分布的方法等。对于分子量分布，通过使其向低分子侧具有扩张，能够在双轴拉伸时获得适度的树脂流动性，兼顾耐电压性与薄膜化。作为调节这种分子量分布的方法，例如可列举出：相对于聚丙烯树脂混合具有高熔体流动速率的聚丙烯、即低分子量的聚丙烯的方法等(例如专利文献1)。此外，可列举出：通过利用过氧化物选择性地对高分子量的聚丙烯进行过氧化分解处理，使聚丙烯树脂中的低分子量的聚丙烯的比例增大的方法(例如专利文献2)等。进而，可列举出：通过相对于聚丙烯树脂添加作为高熔融性张力聚合物的支链状聚丙烯，将在熔融挤出后的树脂片的冷却工序中生成的球晶尺寸控制得较小的方法(例如专利文献3)。此外，专利文献3中公开了：通过进一步添加少量的支链状聚丙烯来控制薄膜的表面的方法。如此，为了得到用于电容器用途的聚丙烯薄膜，进行着各种各样的方法。然而，为了电容器的进一步小型化和轻量化的改进，要求经薄膜化的聚丙烯薄膜具有进一步的耐电压性。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2009/060944号专利文献2：日本特开2012-149171号公报专利文献3：日本特开2007-246898号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术的主要目的在于提供具有高温下的耐电压性的、介质击穿特性优异的、可超薄化的电容器用双轴拉伸聚丙烯薄膜。进而，其目的在于提供使用上述电容器用双轴拉伸聚丙烯薄膜得到的电容器。用于解决问题的方案本专利技术人等为了解决上述问题而进行了大量深入的研究，结果着眼于构成聚丙烯薄膜的聚丙烯的晶体结构。然后发现，聚丙烯薄膜中的聚丙烯的分子链间的晶面间距值的变化、即聚丙烯薄膜中的聚丙烯的分子链间的距离(即分子链填充状态)的变化对介质击穿特性有较大影响。本专利技术是基于该认识而完成的。第1项：一种电容器用双轴拉伸聚丙烯薄膜，其为含有聚丙烯树脂的双轴拉伸聚丙烯薄膜，其通过X射线衍射测得的α晶体(040)面的晶面间距值为0.525～0.530nm。第2项：根据第1项所述的电容器用双轴拉伸聚丙烯薄膜，其根据通过X射线衍射测得的α晶体的晶面间距值算出的a轴方向的晶格常数为0.665～0.675nm，并且b轴方向的晶格常数为2.100～2.120nm。第3项：根据第1或2项所述的电容器用双轴拉伸聚丙烯薄膜，其根据聚丙烯薄膜的通过广角X射线衍射法测得的α晶体(040)面反射峰的半值宽度使用Scherrer公式算出的微晶尺寸(crystallitesize)为13.5nm以下。第4项：根据第1～3项中的任一项所述的电容器用双轴拉伸聚丙烯薄膜，其中，聚丙烯树脂含有：(1)重均分子量为25万～45万、分子量分布为6～12的聚丙烯；以及(2)选自由长链支链聚丙烯(2a)、乙烯含量小于5mol％的乙烯-丙烯共聚物(2b)和重均分子量为80万～140万、分子量分布为3～6的超高分子量聚丙烯(2c)组成的组中的至少1种聚合物。第5项：根据第1～4项中的任一项所述的电容器用双轴拉伸聚丙烯薄膜，其中，聚丙烯树脂中含有10～40质量％的聚合物(2)。第6项：一种电容器用双轴拉伸聚丙烯薄膜，其在第1～5项中的任一项所述的电容器用双轴拉伸聚丙烯薄膜的单面或双面具有电极。第7项：一种电容器，其使用第1～6项中的任一项所述的电容器用双轴拉伸聚丙烯薄膜得到。专利技术的效果本专利技术的电容器用双轴拉伸聚丙烯薄膜即使在高温下也具有高耐电压性，介质击穿特性优异。此外，使用本专利技术的电容器用双轴拉伸聚丙烯薄膜得到的电容器通过对聚丙烯薄膜进行薄膜化，能够小型化且轻量化。进而，使用本专利技术的电容器用双轴拉伸聚丙烯薄膜得到的电容器可以适宜地用作在高温下被施加高电压的高容量的电容器。具体实施方式本专利技术的电容器用双轴拉伸聚丙烯薄膜的特征在于，在α晶体(040)面中具有特定的晶面间距值。以下，对本专利技术的电容器用双轴拉伸聚丙烯薄膜进行详细说明。作为本专利技术的电容器用双轴拉伸聚丙烯薄膜的α晶体(040)面中的晶面间距值，为0.525～0.530nm，更优选为0.525～0.529nm左右。如果α晶体(040)面中的晶面间距值小于0.525nm，则分子链被紧密填充，形成的晶格变得过小，结果形成的微晶的尺寸增大。因此，存在被施加高电压时的漏电流增大的倾向。此外，存在由于因漏电流产生的焦耳热而发生结构破坏、损害耐热性、耐电压性和介质击穿特性的倾向。而如果α晶体(040)面中的晶面间距值超过0.530nm，则会形成已经称不上聚丙烯的α晶体的晶体结构的“松散(粗)”的分子链填充状态。因此，无法再维持长距离秩序性，存在导致结晶度的降低、损害介质击穿特性的倾向。上述α晶体(040)面中的晶面间距值通过广角X射线衍射(XRD)法进行测定。更具体而言，进行双轴拉伸聚丙烯薄膜或其金属化薄膜的XRD，测定α晶体(040)面的衍射角度2θ值，使用以下的Bragg公式算出。2dsinθ＝λ(1)[其中，d为晶面间距值，θ为测得的衍射布拉格角，λ为所用的X射线的波长(本专利技术中λ＝0.15418nm)。]本专利技术为了测定双轴拉伸聚丙烯薄膜的α晶体的衍射强度曲线、即衍射角度2θ值，更具体而言，使用RigakuCorporation制造的台式X射线衍射装置MiniFlex300(商品名)，按以下条件进行测定。使用在输出30kV、10mA下产生的X射线。将用受光单色器进行了单色化的CuKα射线(波长0.15418nm)用狭缝进行平行化，照射至测定薄膜。衍射强度使用闪烁计数器、并使用测角仪2θ/θ联动扫描来进行测定。使用装置所标准附带的综合粉末X射线分析软件PDXL，利用所得数据，求出α晶体的衍射反射的衍射角度2θ值。进而，使用由上述广角X射线衍射测定得到的α晶体(110)面、α晶体(040)面、α晶体(130)面等的多个结晶性衍射的晶面间距值d，通过以下的式(2)，求出聚丙烯的晶体的a轴、b轴和c轴的晶格常数。[数学式1][式(2)中，d为α晶体的晶面间距值，h、k、l为对所述晶面间距值赋予指数而得到的α晶体的密勒指数(hkl)(在α晶体(040)面对其衍射线赋予指数的情况下，h＝0、k＝4、l＝0)，a为a轴的晶格常数，b为b轴的晶格常数，c为c轴的晶格常本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电容器用双轴拉伸聚丙烯薄膜，其为含有聚丙烯树脂的双轴拉伸聚丙烯薄膜，其通过X射线衍射测得的α晶体(040)面的晶面间距值为0.525～0.530nm。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.30 JP 2014-1348631.一种电容器用双轴拉伸聚丙烯薄膜，其为含有聚丙烯树脂的双轴拉伸聚丙烯薄膜，其通过X射线衍射测得的α晶体(040)面的晶面间距值为0.525～0.530nm。2.根据权利要求1所述的电容器用双轴拉伸聚丙烯薄膜，其根据通过X射线衍射测得的α晶体的晶面间距值算出的a轴方向的晶格常数为0.665～0.675nm，并且b轴方向的晶格常数为2.100～2.120nm。3.根据权利要求1或2所述的电容器用双轴拉伸聚丙烯薄膜，其根据聚丙烯薄膜的通过广角X射线衍射法测得的α晶体(040)面反射峰的半值宽度使用Scherrer公式算出的微晶尺寸为13.5nm以下。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷池俊明，寺野稔，片田一喜，石渡忠和，中田将裕，
申请(专利权)人：王子控股株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP