聚丙烯薄膜、金属层一体型聚丙烯薄膜及薄膜电容器制造技术

本发明专利技术课题在于，提供：直流120℃的介质击穿强度优异、并且交流120℃的介质击穿强度优异的聚丙烯薄膜。本公开的聚丙烯薄膜为满足式I、并且厚度为1.0μm～19μm的聚丙烯薄膜。

Polypropylene film, metal layer polypropylene film and film capacitor

The invention provides polypropylene film with excellent dielectric breakdown strength at 120 \u2103 DC and excellent dielectric breakdown strength at 120 \u2103 AC. The polypropylene film of the present disclosure is a polypropylene film meeting the formula I and having a thickness of 1.0 \u03bc m-19 \u03bc M.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】聚丙烯薄膜、金属层一体型聚丙烯薄膜及薄膜电容器
本公开涉及聚丙烯薄膜、金属层一体型聚丙烯薄膜以及薄膜电容器。
技术介绍
聚丙烯薄膜可以用于电容器的诱导体。例如可以用于构成混合动力车·电动汽车的动力控制单元(PowerControlUnit)的变换器(inverter)中的电容器的诱导体。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2010-280795号公报专利文献2：日本专利6238403号专利文献3：日本专利6089186号专利文献4：日本专利3689009号
技术实现思路
专利技术要解决的问题使用聚丙烯薄膜作为电容器诱导体的电容器，从上述使用环境(作为一例，在发动机室(engineroom)内温度升高的环境、电容器的自热等)的观点考虑，优选虽然为小型·轻量·高容量，但是在120℃左右的高温下施加直流电压时的介质击穿强度(介质击穿强度)以及施加交流电压时的介质击穿强度优异。即，期望的是如聚丙烯薄膜的厚度不足20μm那样薄、且前述介质击穿强度优异。对于前述专利文献1中记载的聚丙烯薄膜而言，使用低立构规整性的树脂，使用上述薄膜作为电容器元件时，存在高温下(例如120℃)有可能得不到优异的介质击穿强度这种问题。本公开是鉴于上述问题而提出的，其目的在于，提供得到高温下的优异的介质击穿强度、作为结果在高温下具有良好的耐电压性的聚丙烯薄膜。更具体而言，其目的在于，提供120℃这种环境下以直流电源施加直流电压而测得的介质击穿强度(以下也称为120℃时的直流电压下的介质击穿强度、或VDC120℃)优异、并且120℃这种环境下以交流电源施加交流电压而测得的介质击穿强度(以下也称为120℃时的交流电压下的介质击穿强度、或VAC120℃)优异的聚丙烯薄膜。本公开的其它目的在于，提供具有聚丙烯薄膜的金属层一体型聚丙烯薄膜、和具有金属层一体型聚丙烯薄膜的薄膜电容器。用于解决问题的方案本专利技术人等对于聚丙烯薄膜进行深入研究。其结果本专利技术人等发现，存在下述倾向：聚丙烯薄膜的微晶尺寸越小则120℃时的直流电压下的介质击穿强度和120℃时的交流电压下的介质击穿强度越高。另外发现下述倾向：聚丙烯薄膜的熔化焓越高则120℃时的直流电压下的介质击穿强度和120℃时的交流电压下的介质击穿强度越高。通过该结果，本专利技术人等对于聚丙烯薄膜的前述微晶尺寸和熔化焓的关系进行深入研究。其结果发现，主要是在金属材料领域中已知的Hall-Petch关系对于聚丙烯薄膜的介质击穿强度也能够适用。Hall-Petch关系以表示。σy为多晶体的屈服应力(屈服强度)，a为单晶体时的屈服应力(或对于位错运动的摩擦应力)、为也表示为σO的常数，b为表示对于晶界滑移的阻力的常数、为也表示为k的常数，d为平均晶粒直径。金属材料变形的主要原因据称在于，存在于晶体内的被称为位错的晶格缺陷的由于移动而产生的滑移变形，据称由于晶界与位错的相互作用而在位错通过晶界时产生大的阻力。本专利技术人等将对于聚丙烯薄膜电容器施加直流电压或交流电压时的聚丙烯薄膜的介质击穿看作前述金属材料的变形，以σy-a表示的屈服应力值之差作为聚丙烯薄膜的120℃时的介质击穿强度的指标，对于前述b与d的关系进行研究。其结果发现，前述b设为聚丙烯薄膜的熔化焓、前述d设为聚丙烯薄膜的微晶尺寸的情况下，发现与120℃时的直流电压及交流电压下的介质击穿强度的相关。并且发现，熔化焓微晶尺寸的值处于某特定范围内的情况(即，聚丙烯薄膜满足式I的情况)下，120℃时的直流电压下的介质击穿强度优异、并且120℃时的交流电压下的介质击穿强度优异。本专利技术人等如上所述完成了本公开的聚丙烯薄膜。本公开的聚丙烯薄膜满足式I、并且厚度为1.0μm～19μm。31.5≤熔化焓微晶尺寸≤33.0(I)式I中，熔化焓的单位为J/g、微晶尺寸的单位为nm。微晶尺寸由利用广角X射线衍射法测得的α晶(040)面的反射峰的半值宽度使用谢勒(Scherrer)公式求出。本公开的金属层一体型聚丙烯薄膜具有本公开的聚丙烯薄膜和层叠于聚丙烯薄膜的单面或两面的金属层。本公开的薄膜电容器具有本公开的金属层一体型聚丙烯薄膜。专利技术的效果本公开的聚丙烯薄膜的120℃的电绝缘电阻性优异。更具体而言，根据本公开，能得到高温下的直流电压下的优异的介质击穿强度、并且能得到高温下的交流电压下的优异的介质击穿强度。其结果，可以提供高温下具有良好的耐电压性的聚丙烯薄膜。并且，本公开的聚丙烯薄膜的厚度薄。因此，本公开的聚丙烯薄膜作为薄膜电容器用途是合适的。具体实施方式以下对于本公开的实施方式进行说明。但是本专利技术不仅限于实施方式。本公开的实施方式的聚丙烯薄膜满足式I、并且厚度为1.0μm～19μm。31.5≤熔化焓微晶尺寸≤33.0(I)式I中，熔化焓的单位为J/g、微晶尺寸的单位为nm。微晶尺寸由利用广角X射线衍射法测得的α晶(040)面的反射峰的半值宽度使用Scherrer公式求出。本说明书中，熔化焓微晶尺寸以下也称为Hm为聚丙烯薄膜的熔化焓(单位：J/g)、Sc为聚丙烯薄膜的微晶尺寸(单位：nm)。本公开的实施方式的聚丙烯薄膜由于熔化焓微晶尺寸为31.5以上且33.0以下，因此前述聚丙烯薄膜的120℃时的直流电压下的介质击穿强度优异、并且120℃时的交流电压下的介质击穿强度优异(换而言之，也称为120℃时的电绝缘电阻性优异)。120℃时的电绝缘电阻性优异的理由推测在于，作为对于聚丙烯薄膜内泄漏的电流的传导具有有效的阻碍效果的微晶的质(完整性)及量、以及该微晶尺寸得到适当控制的结果，由于焦耳发热起因而产生的结构破坏得到抑制。熔化焓微晶尺寸显著低于31.5的情况下，120℃时的直流电压下的介质击穿强度、和/或120℃时的交流电压下的介质击穿强度变差。其理由推测在于，聚丙烯薄膜内的微晶的尺寸没有被微细化、微晶少、和/或、微晶不坚固，由此容易产生泄漏电流的传导，作为结果，容易产生由于焦耳发热起因而产生的结构破坏。熔化焓微晶尺寸显著超过33.0的情况下，120℃时的直流电压下的介质击穿强度、和/或120℃时的交流电压下的介质击穿强度变差。推测其理由在于，聚丙烯薄膜内的微晶尺寸过于微细化了，因此，电流不会在微晶内通过的前提被破坏，作为结果容易产生泄漏电流的传导等。本公开的实施方式的聚丙烯薄膜的厚度为1.0μm～19μm，因此将该聚丙烯薄膜用于薄膜电容器的情况下，可以达成电容器的小型化、轻量化和高容量化。因此，合适地用于高温环境下使用的电动汽车·混合动力车用途等所要求的薄膜电容器用途。若显著超过19μm则难以小型化、难以高容量化。若显著低于1.0μm则作为薄膜电容器的容量的偏差容易增大。进而，本专利技术人等发现存在下述倾向：熔点越高则120℃的电绝缘电阻性越强，基于这种发现和求出高分子晶体的平衡熔点Tm°的理论式想出式II。即发现，聚丙烯薄膜满足式II的情况下，120℃时的直流电压下的介质击穿强度、和120℃时的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚丙烯薄膜，其满足式I、并且厚度为1.0μm～19μm，/n所述式I为31.5≤熔化焓/√微晶尺寸≤33.0，/n所述式I中，所述熔化焓的单位为J/g、所述微晶尺寸的单位为nm，/n所述微晶尺寸由利用广角X射线衍射法测得的α晶(040)面的反射峰的半值宽度使用Scherrer公式求出。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170403 JP 2017-073748;20180330 JP 2018-0703581.一种聚丙烯薄膜，其满足式I、并且厚度为1.0μm～19μm，
所述式I为31.5≤熔化焓/√微晶尺寸≤33.0，
所述式I中，所述熔化焓的单位为J/g、所述微晶尺寸的单位为nm，
所述微晶尺寸由利用广角X射线衍射法测得的α晶(040)面的反射峰的半值宽度使用Scherrer公式求出。


2.根据权利要求1所述的聚丙烯薄膜，其进一步满足式II，
所述式II为176≤熔点+50/微晶尺寸，
所述式II中，所述熔点的单位为℃、所述微晶尺寸的单位为nm。


3.根据权利要求1或2所述的聚丙烯薄膜，其为电容器用。


4.根据权利要求1～3中...

【专利技术属性】
技术研发人员：石田立治，富永刚史，中田将裕，石渡忠和，
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