WO1998006776A1 - Film de polypropylene et condensateur dans lequel ledit film est utilise en tant que dielectrique - Google Patents

Film de polypropylene et condensateur dans lequel ledit film est utilise en tant que dielectrique Download PDF

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WO1998006776A1
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film
capacitor
dielectric
polypropylene film
internal electrode
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PCT/JP1997/002791
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Takashi Ueda
Itsuo Nagai
Shigeru Tanaka
Takumi Hirano
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Toray Industries, Inc.
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    • C08J2323/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2323/10—Homopolymers or copolymers of propene
    • C08J2323/12—Polypropene

Definitions

  • the present invention relates to a biaxially oriented polypropylene film and a capacitor using the same as a dielectric, and particularly to a heat insulating material and a dielectric breakdown resistant material, which has a small number of insulating defects and an insulating property between film layers when the film is insulated with insulating oil.
  • Biaxially oriented polypropylene film with excellent oil permeability and swelling resistance, and excellent heat resistance, dielectric breakdown resistance, corona resistance, long-term heat resistance, and current resistance using it as a dielectric It is related to capacitors.
  • the biaxially oriented polypropylene film has excellent optical properties such as transparency and gloss, mechanical properties such as breaking strength and breaking elongation, as well as water vapor barrier performance and excellent electrical properties. Capacitors-widely used in applications.
  • Such a biaxially oriented polypropylene film is one of the typical materials used as a dielectric for a film capacitor, but has a lower heat resistance than a polyester film which is another typical material.
  • the maximum operating temperature was limited to about 85 ° C. The reason for this is that when the operating temperature is high, the dielectric breakdown strength, which should be a feature of the polypropylene film, suddenly drops due to the effects of the amorphous portion of the film and foreign matter, and it is particularly resistant to long-term use. This is because it may not be possible.
  • capacitors mounted on AC circuits are characterized by low dielectric loss due to the need to suppress heat generation from inside the elements. Has been used as a dielectric, but as the environment surrounding the AC circuit becomes hotter, it becomes more difficult to use it as it becomes an obstacle to the miniaturization of electrical equipment. ing.
  • the polypropylene film used as a dielectric material has (1) a moderately small mechanical deformation, that is, a heat shrinkage rate due to short-time rapid heating, (2) excellent film electrical properties at high temperatures, And (3) It is required that the electrical characteristics have a small decrease with time at high temperatures.
  • the reason for the above (1) is that when the capacitor element is made, the polypropylene film is heat-treated at a certain temperature at the stage where it is wound on top of the electrode, and it gives rise to moderate heat shrinkage to cause tightness. It is common to maintain the shape and expel the air between the film layers. However, if the heat shrinkage is too large, the capacity of one capacitor may be reduced due to deformation of the element, or the element may be destroyed. On the other hand, if the heat shrinkage is too small, the tightness of the winding is insufficient, and the element may be destroyed due to an increase in the dielectric loss tangent during long-term high-temperature use.
  • corona generated by impregnating the capacitor element with insulating oil is suppressed to reduce the capacity of the capacitor, dielectric breakdown, and increase in leakage current during continuous use.
  • the insulating oil is impregnated in this way, (4) the shape of the film surface should be adjusted so that the insulating oil permeates uniformly between the film layers at the stage of winding as a capacitor element on the polypropylene film used as the dielectric. (5) It was necessary to suppress dimensional changes and swelling due to absolute oil.
  • capacitors for high-frequency circuits using a polypropylene film as a dielectric are required to have increasingly higher dielectric breakdown resistance and current resistance.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-239709 discloses that the ash content is low, the boiling n-heptane soluble content is 1 to 10% by weight, so that the processability is excellent, and A polymer insulating material having excellent electrical insulation properties up to 80 ° C is disclosed, and it is suggested that a material having an isotactic pentad fraction of 90% or more in a boiling n-heptane-insoluble portion is preferable. is there.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-25946 also discloses that the boiling butane-insoluble component is 80% by weight or more, particularly preferably 96% by weight or more, A propylene polymer having a sunset pentad fraction in the range of 0.970 to 0.995 and a molded article using the same have been proposed.
  • biaxially oriented polypropylene films with a high boiling fraction of n-heptane insolubles in the isocratic pen and a high fraction of the fraction exceed the 85 ° C target of the present invention.
  • the dielectric breakdown resistance at high temperatures and the long-term heat resistance of the capacitor element using this film as a dielectric were insufficient.
  • the biaxially oriented polypropylene film having a high stereoregularity by the above-mentioned conventional technology has a high fraction of n-heptane soluble, although the fraction of n-heptane insoluble portion is high.
  • a crystalline polypropylene film having excellent moldability has been proposed in which the total amount of the extract to be extracted sequentially with boiling n-hexane and boiling n-heptane is 3.0 to 6.0%. .
  • the isofractional pentad fraction was not sufficient, and the dielectric breakdown resistance at high temperatures was insufficient.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-217779 / 1995 discloses a high rigidity polypropylene film having a specific heat distortion temperature and Young's modulus, high crystallinity, high stereoregularity, and metal deposited thereon.
  • a vapor deposition film capacitor using a vapor deposition metallized film has been proposed.
  • the stereoregularity was at most about 90%, and the dielectric breakdown characteristics at high temperatures were insufficient.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-502224 proposes a metallized polypropylene film having a heat shrinkage at 120 ° C of 4.0% or less in the length direction and 0.8% or less in the width direction. Have been.
  • the isoisocity and stereoregularity of the film are conventional, and the high-temperature-resistant green-green destruction property, which is the object of the present invention, to meet future high demands, is not necessarily sufficient. Did not. Disclosure of the invention
  • the present inventors have made it possible to form a polypropylene film with extremely high isotacticity by highly controlling the isotacticity and stereoregularity of the polypropylene film, and to adopt more appropriate film forming conditions. As a result, the dielectric breakdown resistance characteristic of polypropylene film, which could not be achieved by conventional technology, is further improved. The inventors have found that a small capacitor can be obtained, and have reached the present invention.
  • An object of the present invention is to provide a polypropylene having excellent heat resistance, long-term dielectric breakdown resistance at high and normal temperatures, low insulation defects, and excellent permeability between film layers and excellent swelling resistance when immersed in insulating oil. It is to provide a film.
  • Still another object of the present invention is to use the above polypropylene film as a dielectric.
  • An object of the present invention is to provide a capacitor that has excellent heat resistance, long-term dielectric breakdown characteristics at high and normal temperatures, corona resistance, and current resistance.
  • the present invention relates to a biaxially oriented polypropylene film, wherein the isotacticity of the film is 98 to 99.5% and the isotactic pentad fraction is 99% or more.
  • a polypropylene film characterized by having an ash content of 3 O ppm or less and a center line average surface roughness of both sides of 0.0 to 0.4 m.
  • the capacitor of the present invention using the polypyrene pyrene film as a dielectric is suitably used as a capacitor for heat-resistant AC circuits, a capacitor for high-frequency circuits, and a capacitor for heat-resistant DC circuits.
  • FIG. 1 is a plan view of one embodiment of a polypropylene film provided with a metal layer on one surface of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view of one embodiment of a polypropylene film according to the present invention in which a metal layer is provided on one side and electrodes are separated in an island shape in the longitudinal direction of the film.
  • FIG. 3 is a plan view of one embodiment of a polypropylene film provided with a metal layer on one side of the present invention and having a plurality of electrodes having a security function in the film width direction.
  • 1 is a metal layer (internal electrode), 2 is an insulating groove (margin part), 3 is an insulating groove (separating the internal electrode into islands), and 4 is a bottleneck (security function part). It is shown.
  • the polypropylene used in the polypropylene film of the present invention is mainly composed of a homopolymer of pyrene, but may contain other unsaturated hydrocarbon copolymerization components and the like as long as the object of the present invention is not impaired.
  • a polymer other than propylene alone may be blended.
  • Such copolymer components and monomer components constituting the blend include, for example, ethylene, propylene (in the case of a copolymerized blend), 1-butene, 11-pentene, 3-methylpentene 1-1, 3-methylbutene 1-1, 1-hexene, 4-methylpentene 1-1, 5-ethylhexene 1-1, 1-octene, 1-decene, 1-dodecene, vinylcyclohexene, styrene, Examples include arylbenzene, cyclopentene, norbornene, and 5-methyl-2-norbornene.
  • the copolymerization amount or blend amount is preferably less than 1 mol%, and the blend amount is preferably less than 10 wt% from the viewpoints of dielectric breakdown resistance and heat resistance.
  • the isotacticity of the polypropylene film needs to be 99.5% or less from the viewpoint of film forming properties.
  • isotacticity is defined as the ratio of the weight of the insoluble matter to the weight of the film before extraction when the film is extracted with boiling n_heptane. If the isotacticity is too high, the stretchability is poor when producing a biaxially oriented film as disclosed in JP-A-6-236709, and the film formation becomes extremely difficult. In addition, isotacticity must be 98% or more in terms of heat resistance and high fracture resistance.
  • isotacticity is 98.5 to 99.5%, and more preferably 98.7 to 99.3%.
  • the proportion of low molecular weight components that are readily soluble in the boiling n-heptane of the polypropylene resin as a raw material and the so-called atactic portion having low stereoregularity is appropriate. It is possible to adopt a method such as selecting a lower one.
  • the stereoregularity of the polypropylene film can be evaluated by a pentad fraction based on an absorption peak of a methyl group measured by 13 C-NMR.
  • the iL body of five repeating units (pentads) in a polypropylene molecular chain includes mmmm, mmmr, rmmr, ⁇ , rrrr, mr rr, mr rm.
  • m indicates the conformation of meso
  • r indicates the conformation of racemo.
  • the pentad fraction of a polypropylene film can be calculated, for example, as described in T. Hayashi et al. [Polymer, 29, 138-143 (1988)].
  • the ratio can be determined from ' 3 C-NMR. Of these, the absorption intensity of all methyl groups
  • the mmmm conformational ratio, the isofractional pentad fraction (hereinafter sometimes abbreviated as mmmm), is defined as the three heptads m (mmmm) m, m (mmmm; r, r (mmmm) r It is defined as the sum of de fractions.
  • the isomeric pentad fraction mmmm of the polypropylene film of the present invention is at least 99%.
  • Such a film is made of polypropylene composed of molecules having an extremely long isokinetic segment, so that it can provide a film having high crystallinity, high heat resistance, and high dielectric breakdown resistance.
  • the mmmm of the polypropylene film of the present invention is preferably at least 99.1%, more preferably at least 99.2%, further preferably at least 99.2%, in terms of high heat resistance and high dielectric breakdown resistance. 3% or more. In order to impart such stereoregularity, it is effective to control the stereoregularity of the raw material polypropylene resin to a high degree.
  • a method for producing such a raw material is achieved by a catalyst system (solid catalyst, externally added electron donating compound) and their purity when polymerizing polypropylene.
  • a catalyst system solid catalyst, externally added electron donating compound
  • Structural measures such as avoiding time stagnation and extrusion conditions are appropriately selected.
  • the ash content of the polypropylene film of the present invention needs to be 30 ppm or less, preferably 25 ppm or less, and more preferably 20 ppm or less.
  • the ash content exceeds 30 ppm, the dielectric breakdown resistance of the film decreases, and the dielectric strength of a capacitor using the same decreases.
  • the polypropylene used in the polypropylene film of the present invention includes a known additive.
  • Additives such as nucleating agents, antioxidants, heat stabilizers, slip agents, antistatic agents, antiblocking agents, fillers, viscosity modifiers, anticolorants, etc., to the extent that the properties of the present invention are not deteriorated. You may make it contain.
  • the antioxidant to be added to the polypropylene film of the present invention is a phenolic one having steric hindrance, and among them, at least one of high molecular weight type having a molecular weight of 500 or more is preferable for preventing scattering during melt extrusion.
  • the total content of these antioxidants is preferably in the range of 0.03 to 1.0% by weight (300 to 10,000 ppm) based on the total amount of polypropylene. If the content is less than 0.03% by weight, the long-term heat resistance may be poor. If the content exceeds 1.0% by weight, bleed-out of these antioxidants at high temperatures may adversely affect the capacitor element. is there. More preferably, the content is 0.1 to 0.9% by weight, and even more preferably 0.2 to 0.8% by weight.
  • antioxidants 1,3,5-trimethyl-1,2,4,6 and 2,6-di-tert-butyl-P-cresol (BHT: molecular weight 220.4) exhibiting better electrical properties.
  • BHT 1,3,5-trimethyl-1,2,4,6 and 2,6-di-tert-butyl-P-cresol
  • the addition of a crystal nucleating agent has an effect on the surface roughness and transparency of the film, but since the crushing strength tends to deteriorate, the addition amount is preferably less than 0.1% by weight, more preferably. Preferably, it is not substantially added.
  • the intrinsic viscosity of the polypropylene having excellent stereoregularity used in the polypropylene film is not particularly limited, but is preferably in the range of 1 to 10 d 1 / g from the viewpoint of film forming properties. Further, the melt mouth rate under a load of 230 :, 2.16 kg is preferably from 2 to 5 g / 10 minutes from the viewpoint of film-forming properties. In order to set the intrinsic viscosity and melt flow rate to the above values, a method of controlling the average molecular weight and the molecular weight distribution is adopted.
  • the polypropylene film of the present invention is obtained by using a raw material capable of providing the above-mentioned properties and performing biaxial orientation.
  • a film having high crystallinity, high heat resistance, and high resistance to severe fracture which are the objects of the present invention, cannot be obtained.
  • Biaxial orientation can be obtained by any of the following methods: inflation simultaneous biaxial stretching method, stainless steel simultaneous biaxial stretching method, and stenter sequential biaxial stretching method.
  • a film formed by a stenter sequential biaxial stretching method is preferably used from the viewpoint of controlling the thickness uniformity and the surface roughness described later.
  • the center line average surface roughness of both surfaces of the biaxially oriented polypropylene film of the present invention must be 0.01 to 0.4 m. If the center line average roughness is too large, air will enter between the layers when the films are laminated, leading to deterioration of one element of the capacitor.In addition, when a metal layer is formed on the film, holes will occur in the metal layer. However, the breakdown strength and device life at high temperatures are reduced, and electric charges are concentrated when a voltage is applied, causing insulation failure.
  • the more preferable range of the center line average surface roughness of both surfaces of the film is from 0.03 to 0.3 m, more preferably from 0.04 to 0.25 m.
  • the difference (Ad) according to the film thickness measurement method defined by the following formula is preferably 0.01 to 0.5 m or less, more preferably 0.02 to 0.4 m, most preferably 0. 03 0.3 jam.
  • d (MMV) is the thickness of the 10-layer micro-mechanical film and the thickness of the film (m), and d (WMV) is the thickness of the gravimetric film (m)]
  • d exceeds 0.5 / m
  • a gap is created between the wound film layers due to the unevenness of the film surface, which induces corona discharge at the end of the electrode and withstand voltage
  • the maximum roughness (R t) of both sides of the biaxially oriented polypropylene film of the present invention is preferably in the range of 0.14.0 m, more preferably 0.33.0 / m. . If the maximum roughness is less than 0.1 l // m, the slipperiness will deteriorate, the air will not escape well, and vertical ridges will enter, which may reduce winding and handling properties. On the other hand, if Rt exceeds 4.0, the surface becomes too rough to allow air to enter between layers when the films are laminated, leading not only to deterioration of the capacitor element but also to tearing of the film, resulting in lower productivity. May decrease.
  • the degree of crystallinity determined from the density of the biaxially oriented polypropylene film is preferably 70% or more, more preferably 72% or more, and even more preferably 74% or more. If the degree of crystallinity is less than 70%, the heat resistance, the dielectric breakdown resistance, and the evaporation processability of the biaxially oriented polypropylene film may be reduced.
  • the sum of the heat shrinkage in the machine direction and the width direction when heated at 120 ° (:, 15 minutes) is preferably in the range of 1.53.5%.
  • the more preferable heat shrinkage is the sum of the above 1.6 to 3.3%, further 1.7 to 3, 0%, further 1.8 to 2.8, especially 1.8 to 2. A range of 5% is preferred.
  • the thickness of the deposition film differs in the film roll. Since the portion is formed in a stripe shape in the longitudinal direction of the film, if the heat shrinkage is large, the film roll will increase in size and the slit end faces will not be aligned when processing into a capacitor element, and connection with external electrodes will not be possible. If it is sufficient, the current resistance may deteriorate and a problem may occur in use.
  • the thickness of the biaxially oriented polypropylene film is preferably 2,0 to 30 tm from the viewpoint of film forming properties, mechanical properties, and electrical properties. It is more preferably 2.5 to 20 mm. If the film thickness is too small, the dielectric breakdown strength and mechanical strength may be poor, and the film may be damaged due to metallization, especially heat loss. If the thickness of the film is too large, it is difficult to form a film having a uniform thickness, and when it is used as a dielectric for a capacitor, the capacity per volume is not preferable because it is small.
  • the thickness of the film is selected in consideration of the type of power supply to be used, in consideration of DC or AC, the voltage used, the size and capacity of the capacitor, and the like.
  • the thickness of the film is preferably in the range of 3 to 10 m.
  • the range is preferably 3 to 10 ⁇ m, and in particular, 5 to 15 m is required to ensure high fracture resistance.
  • the range of 3 to 15 is preferable.
  • a range of 15 to 25 m is preferred.
  • the biaxially oriented polypropylene film of the present invention preferably has a weight change rate of 5 to 12% when immersed in dodecylbenzene. This rate of change in weight corresponds to the swellability of the film. If the rate of change in weight exceeds 12%, in the process of impregnating the capacitor element with the insulating oil, the end of the element, which is the penetration path of the insulating oil, is used. Fi Since the appropriate swelling of the lum and the appropriate gaps between the film layers, which are the penetration paths, are blocked, the penetration of the insulating oil into the inside of the element is impeded, and the effect of the insulating oil to impart corona resistance is sufficiently obtained.
  • the swelling may cause excessive stress on the film serving as the dielectric of the capacitor element, which may reduce the green breaking strength.
  • the weight change rate is less than 5%, the affinity between the film surface and the insulating oil decreases, and the penetration rate of the insulating oil between the film layers decreases, making it difficult to uniformly fill the inside of the element. In some cases, the effect of imparting corona resistance by the insulating oil may not be sufficiently obtained.
  • a more preferred range of weight change is 6-11%, most preferably 7-11%.
  • the biaxially oriented polypropylene film of the present invention preferably has a dimensional change rate in the longitudinal direction of the film of 11% to 1% when immersed in dodecylbenzene. If the rate of dimensional change in the longitudinal direction of the film exceeds 1%, in the process of impregnating the capacitor element with insulating oil, winding will occur and the appropriate gap between the film layers will be closed, so the insulating oil will penetrate into the element. In some cases, the effect of imparting corona resistance by the absolute oil may not be sufficiently obtained. If the dimensional change in the longitudinal direction of the film is less than 11% (ie, 12%, 13%, etc.), the film may partially bend inside one element of the capacitor, and the dielectric loss may be deteriorated.
  • a more preferred range of the dimensional change rate in the longitudinal direction of the film is from 0.8 to 0.8%, most preferably from -0.6 to 0.6%.
  • the biaxially oriented polypropylene film of the present invention preferably has a dimensional change rate in the width direction of the film of -2-2% when immersed in dodecylbenzene. If the rate of dimensional change in the film width direction exceeds 2%, poor contact with metallikon may occur and dielectric loss may worsen. If the dimensional change rate of the film in the width direction is less than 12% (ie, 13%, 14%, etc.), the film may partially bend inside the capacitor element, and the dielectric loss may be similarly deteriorated.
  • the more preferable range of the dimensional change rate in the width direction of the film is from 1.5 to 1.5%, and most preferably from -1 to 1%.
  • the oxygen absorption induction time of the biaxially oriented polypropylene film of the present invention is 20 minutes or more, a capacitor using the polypropylene film as a dielectric. Is preferable because the long-term durability of the resin is good.
  • biaxially oriented polypropylene film of the present invention considers the case where it is used as a dielectric capacitor one used at high temperatures, 20 ° insulation resistance IR in C, and 1. 5 X 1 0 ⁇ ⁇ F or higher
  • the insulation resistance at 100 ° C. is IR 2
  • it is preferably IR! ZIR or 700 or less, and it is particularly suitably used as a capacitor for a heat-resistant DC circuit.
  • IR is 2 ⁇ 10 5 QF or more
  • IR, ZIR 2 is 500 or less.
  • 1 shaku is or 1. one der less than 5 X 1 0 5 QF, IR , Roh if IR 2 is used for long-term condenser exceeds 700, may decrease the withstand voltage characteristics.
  • a corona discharge treatment or a plasma treatment on the surface on which the metal layer is formed in order to increase the adhesive strength.
  • a known method can be used for the corona discharge treatment, but treatment is preferably performed in air, carbon dioxide gas, nitrogen gas, or a mixed gas thereof as an atmosphere gas.
  • the plasma treatment a method in which various gases are put into a plasma state and the film surface is chemically denatured can be adopted, and for example, a method described in JP-A-59-98140 can be used.
  • the biaxially oriented polypropylene film used as a dielectric in the capacitor of the present invention may be wound together with a gold foil used as an electrode, or may be one which has been previously metallized as an electrode. For miniaturization, it is more preferable to use metallized and wound.
  • the metal used for forming the metal layer on the biaxially oriented polypropylene film of the present invention is not particularly limited, but aluminum, zinc, copper, tin, silver, nickel, etc. may be used alone or in combination. Is preferred in terms of the durability and productivity of the metallized layer, and a metal having aluminum or zinc as a main component has an additional effect. Heel), and zinc is preferable because the capacitor has corona resistance.
  • the metal as the main component indicates that it is at least 5% by weight of the metal forming the metal layer.
  • a certain amount of the metal layer is first dissolved using hydrochloric acid, and then the individual layers are analyzed using a plasma emission spectrometer (ICP). A method for quantifying the metal content is preferably employed.
  • the metal layer is a metal layer containing zinc as a main component.
  • An alloy using zinc as a main component and aluminum as a metal other than the main component has a corona resistance and an appropriate self-healing property when a capacitor is broken (self-healing property). ) are more preferable because they are compatible.
  • the content of zinc is preferably from 80% to 95% by weight, and the content of aluminum is most preferably from 5% to 20% by weight.
  • the metal used in DC capacitors is self-healing (self-healing) when the capacitor is severely broken.
  • the metal layer is mainly composed of aluminum.
  • Examples of the method for forming a metal layer on the biaxially oriented polypropylene film of the present invention include a vacuum deposition method, a sputtering method, and an ion beam method, but are not particularly limited.
  • the film resistance of the metallized film is preferably in the range of 1 ⁇ / cm to 40 ⁇ / mm. It is more preferably from 1.2 ⁇ to 30 ⁇ . If the film resistance is too small, the deposited film is too thick and loses heat during the deposition, which may cause an abalone-shaped surface defect or a hole in a thin film of about 4 m. If the value is too large, the dielectric loss tangent deteriorates, and the heat generated from the inside of the capacitor during AC power application may not maintain the long-term breakdown voltage. In order to keep the film resistance within this range, a method of controlling the film resistance at the time of vapor deposition by monitoring is preferably adopted.
  • the film resistance value may be reduced.
  • the film resistance value is The film resistance changes continuously in the film width direction, and the contact resistance with the external electrode has the lowest film resistance value, and the film resistance value near the insulating groove, that is, the film resistance value at the portion that substantially becomes the internal electrode across the film dielectric is high.
  • the strength of the flux of the vapor-deposited metal is provided in the width direction of the film by installing a comb-shaped protection plate extending in the traveling direction of the substrate film between the substrate film and the evaporation source of the metal during vapor deposition. And so on.
  • the surface roughness is smaller. It is preferable to form a metal layer on the surface. By doing so, the surface defects of the metal layer can be minimized, leading to an improvement in the ultimate breaking strength and the element life.
  • an insulating groove formed when a metal layer is formed on a biaxially oriented polypropylene film (a groove formed on a surface on which a metal layer is formed for the purpose of electric isolation, etc.).
  • the specification of the part without a metal layer can be adopted according to the purpose, such as various types provided with a fuse mechanism in addition to the normal type.
  • the metal layer serving as the internal electrode is one end in the width direction of the film.
  • an insulating groove portion is formed continuously in the longitudinal direction of the film, and an internal electrode in the vicinity of the discharge breakdown is not discharged by the current when the discharge breakdown occurs in the film. It is preferable to form an internal electrode having a security function that electrically insulates the capacitor, since a change in capacitance after continuous use of the capacitor can be minimized.
  • a metal layer serving as an internal electrode is formed by providing an insulating groove continuously at one end in the width direction of the film in the longitudinal direction of the film, and the current generated when a discharge breakdown occurs in the film.
  • An insulating groove having a security function to electrically insulate the internal electrode around the discharge breakdown from other internal electrode portions where no discharge occurs is separated into a plurality of islands in the longitudinal direction of the film, and in the width direction of the film. If it is formed by connecting to the continuous metal layer at the other end of the capacitor through a bottleneck, the deterioration of the dielectric loss ta ⁇ ⁇ is small and the change in capacitance after continuous use of the capacitor can be minimized. Particularly, it is preferably used for a capacitor for a heat-resistant AC circuit.
  • a metal layer serving as an internal electrode is formed by providing an insulating groove continuously at one end in the width direction of the film in the longitudinal direction of the film, and the current generated when a discharge breakdown occurs in the film.
  • Forming an internal electrode that has a plurality of security functions in the film width direction that electrically insulates the internal electrode around the discharge breakdown from other internal electrode parts where no discharge is generated increases the film resistance of the internal electrode and dielectric loss.
  • the method of providing the insulating groove portion includes a laser margin method, an oil margin method and the like, and is not particularly limited, but a simple oil margin method is preferably employed.
  • the type of the capacitor is as follows. A pair of films provided with a metal layer (with a margin) on one side are wound together, and each pair is wound. A metal layer with a metal layer (with margins) on one side and one or more films without a metal layer are paired with each other so that the metal layer is not short-circuited to two external extraction electrodes (lead electrodes). hand There is a method of winding together and connecting each pair of metal layers to two extraction electrodes (lead electrodes) so as not to be short-circuited. However, the method is not particularly limited to this method.
  • the type of the capacitor when the metal layer is formed with a bottleneck on the biaxially oriented polypropylene film is not particularly limited, but two pairs are used regardless of whether the metal layer is on one side or both sides of the film. If the metal layer of the metal layer has a bottleneck, the change in capacitance after continuous use of the capacitor can be minimized.
  • Examples of the type of the capacitor of the present invention include a dry type and an oil immersion type (oil impregnation type), which can be adopted according to the purpose.
  • An oil impregnated type is preferably used for a capacitor for an AC circuit.
  • the oil to be used for the oil-impregnated type capacitor is not particularly limited, but vegetable oil, mineral oil, wax, etc. can be used alone or in combination. Further, if necessary, a viscosity modifier and the like can be used in combination.
  • the AC dielectric breakdown strength at 105 of the film capacitor using the biaxially oriented polypropylene film of the present invention as a dielectric is preferably at least 200 V / m per unit thickness.
  • the rated AC voltage of a polypropylene film capacitor is usually 45 to 50 V Zm, and a value of 4 times or more is preferable in consideration of safety. More preferably, it is 210 VZm or more. In order to keep the dielectric breakdown strength of the film capacitor within this range, it is effective to avoid the occurrence of scratches when processing the capacitor.
  • the direct current dielectric strength at 25: (room temperature) of the film capacitor using the biaxially oriented polypropylene film of the present invention as a dielectric is preferably at least 350 VZm per unit thickness.
  • the rated DC voltage of a polypropylene film capacitor is usually 65 to 75 VZzm, and preferably 4 times or more this value in consideration of safety. More preferably, it is not less than 370 VZ im. In order to keep the dielectric breakdown strength of the film capacitor within this range, it is effective to avoid the occurrence of scratches when processing the capacitor. 60 V / m (1.2 to 1.3 times the rated voltage) per unit thickness at 105 t: of a film capacitor using the biaxially oriented polypropylene film of the present invention as a dielectric.
  • the life under AC voltage application is preferably 500 hours or more, more preferably 100 hours or more, in terms of the warranty period of the device loaded with the capacitor.
  • add an appropriate amount of antioxidant perform a heat treatment of about 100 at the time of processing into a capacitor, avoid the occurrence of scratches, It is effective to block the contact with the outside air by sealing the inside of the metal can after embedding with epoxy resin or resin or oil (outer packaging).
  • the polypropylene raw material is supplied to an extruder, heated and melted, passed through a filter, then melt-extruded from a slit die at a temperature of 220 to 320, and the casting is maintained at a temperature of 50 to 85. It is wound around a drum and cooled and solidified to make an unstretched film. At this time, if the casting drum temperature is too high, the crystallization of the film may proceed too much, making stretching in subsequent steps difficult, or the surface roughness may be too large.If it is less than 50, the surface roughness may be small. May be too much.
  • any of an electrostatic application method, a contact method using surface tension of water, an air knife method, a press roll method, and an underwater casting method may be used.
  • an air-knife method having good flatness and capable of controlling the surface roughness is effective.
  • the surface temperature of the film may be different on the surface opposite to the cast drum surface due to the difference in cooling efficiency between the drum surface and air.
  • the polypropylene having high stereoregularity used for the film of the present invention has high crystallinity.
  • the difference in surface temperature appears as a difference in crystallinity of the film surface, which greatly affects the difference in flatness and surface roughness of both surfaces.
  • the unstretched film is passed through a roll kept at 120 to 150 ° C to be preheated, and then the sheet is kept at a temperature of 140t: to 150 ° C and the peripheral speed difference is maintained. And stretched 2 to 6 times in the longitudinal direction, and immediately cooled to room temperature.
  • the polypropylene film having a mmmm of 9.9% or more according to the present invention may have a preheating temperature of 130 or less and a stretching temperature of 140 or less. It is important to use a stretching temperature exceeding 4 Ot :.
  • the stretched film is guided to a stenter and stretched 5 to 15 times in the width direction at a temperature of 15 5 to 16 5, and then, while giving a relaxation of 2 to 20% in the width direction, 150 Winding with heat fixing at a temperature of ⁇ 160 ° C.
  • a corona discharge treatment is performed in air, nitrogen, carbon dioxide, or a mixed gas of these, and the film is wound by a winder.
  • the obtained film is set in a vacuum evaporation apparatus, oil is applied to the film using a gravure filter, etc. to form an insulating groove according to the purpose, and then a metal according to the purpose is applied. Is deposited to a predetermined film resistance. If necessary, vapor deposition is performed via a comb-shaped deposition-preventing plate so that a resistance value is continuously obtained in the width direction of the film.
  • the vapor deposition film is slit into a pair of two reels for producing a capacitor element. After that, it is wound into an element shape, hot-pressed and formed into a flat shape, metal spraying at the end (metallicon process), lead extraction, impregnating with insulating oil if necessary, and externally forming a capacitor. .
  • the measuring method and the evaluating method of the characteristic value in the present invention are as follows.
  • the sample is extracted with n-heptane at a temperature of 60 "or less for 2 hours to remove additives to the polypropylene. Then, the sample is vacuum-dried at 130 for 2 hours. Put into an extractor and extract with boiling n-heptane for 12 hours.Next, take out this sample, wash it thoroughly with acetone, vacuum dry it at 130 ° C for 6 hours, then cool it to room temperature, and weigh W ′ ( mg) and was determined by the following equation.
  • the sample was dissolved in o-dichlorobenzene, and C-NMR was measured at a resonance frequency of 67.93 MHz using an INM-GX270 device manufactured by JEOL.
  • the method performed by T. Hayashi et al. [Polymer, 29, 138-138 (1988)] Based on the above formula, the peak derived from the methyl group was assigned to each peak assuming that the mmmmmm peak was 2.1.855 ppm, and the peak area was calculated to calculate the ratio of the peak area to the total peak area derived from the methyl group. Expressed as a percentage.
  • Detailed measurement conditions are as follows.
  • Pulse repetition time 7.009 sec
  • Ra and Rt Center line average surface roughness, maximum roughness
  • the film thickness (d (MMV) (urn)) of a 10-layer micromechanical film was measured in accordance with JIS-B7502. Using a micrometer with a measuring force of 700 ⁇ 100 gm and a minimum display volume of 0.001 mm, the value measured by superimposing 10 films was divided by 10. D (MMV) ( ⁇ ). Also, gravimetric film thickness
  • cl (WMV) is the gravimetric film thickness ( ⁇ )
  • W is the weight of the 10 cm square film (g)
  • p is the density of the film (gZcm 3 )
  • p is JIS-K-1 7 Measured at 23 ° C and 0.5 ° C with an ethanol-water density gradient K tube according to the 1 1 2—D method.
  • the film is sampled in the machine direction and width direction to 260 mm in length and 10 mm in width, and marked at 30 mm from both ends to make the original size (L ( ,: 200 mm). 3 g at the lower end of this sample And heat-treat for 15 minutes in an oven at 120 ° C. After that, take out the sample, measure the marked length (L), calculate the heat shrinkage by the following formula, and machine direction And the sum in the width direction was defined as the heat shrinkage.
  • a biaxially oriented polypropylene film with an initial weight of W ( >) is placed in a platinum crucible, first fully burned with a gas burner, and then completely treated with an electric furnace at 750 to 800 for about 1 hour to complete incineration.
  • the weight of the obtained ash was measured and determined by the following equation.
  • Ash (W, / Wo) X I 000000 (p pm)
  • a film having a film thickness of 7.5 m by a 10-layer micromechanical method was evaluated according to the following evaluation criteria.
  • X 6 or more insulation defects (cannot be used as film for capacitors)
  • ⁇ and ⁇ are accepted.
  • ⁇ and ⁇ are accepted.
  • the capacitor element maintained at 25 ° C was connected to a DC high-voltage stabilizing power supply manufactured by Kasuga Electric Co., Ltd., and a voltage was applied while increasing the voltage at a speed of 200 VZ seconds.
  • the average value obtained by measuring and measuring 10 elements was defined as the element breakdown strength.
  • ⁇ 400 hours or more and less than 500 hours
  • ⁇ and ⁇ are accepted.
  • the film sample was treated in dodecylbenzene for 8 hours at 100 ° C under no load, and then allowed to cool naturally at room temperature for 16 hours, three times, and the rate of change of the film was determined by the following formula.
  • the dimensional change rate was measured in the longitudinal direction (MD) and the width direction (TD) of the film. The same sample was measured five times, and the average value was used as the measured value.
  • Capacity change rate (%) (C, -Co) ZC "X 100
  • ⁇ and ⁇ are accepted.
  • a current of 100 A is passed through the capacitor element at 100 kHz and an applied voltage of 10 V for 10 minutes, and the sample is induced by the shearing bridge method.
  • the loss ta ⁇ ⁇ was measured.
  • the deposited film samples were cut out in the longitudinal direction at a width of 2 mm and a length of 50 mm, and the cut-out pieces were measured for resistance in the longitudinal direction by a four-point contact method and calibrated at the width and voltage measurement terminal gaps. For samples with different resistance values in the width direction, all samples in the width direction were measured, and the maximum and minimum values were determined.
  • 3 g of the polypropylene film cut into small pieces is placed in an oxygen atmosphere of 1 atm and heated at 184T :.
  • the oxygen pressure was measured over time, and the time until the pressure began to decrease rapidly was defined as the oxygen absorption induction time.
  • One capacitor was stored in a plastic case together with epoxy resin as a filler to make a sample capacitor.
  • a DC voltage of 200 VZm was applied for 1,000 hours in an atmosphere temperature of 85% with this sample capacitor, and the change in the number of green-green defects before and after the application of electricity was examined.
  • the present invention will be described in detail below based on examples and comparative examples.
  • the sheet was preheated at 143, continuously passed through rolls having a peripheral speed difference maintained at a temperature of 148 ° C., and stretched 4.8 times in the longitudinal direction. Subsequently, the film was guided to the center, stretched 11 times in the width direction at a temperature of 16 It :, and then 10% in the width direction.
  • Heat treatment was performed at 150 ° C. while giving a relaxation of 7.5 mm, to obtain a biaxially oriented polypropylene film having a thickness of 7.5 m. Furthermore, corona discharge treatment was performed in the air at a treatment intensity of 30 W ⁇ min / m 2 . I1 of the obtained film was 99.0%, and mmmm was 99.6%.
  • This film was set in a vacuum vapor deposition machine, and zinc (containing 8% by weight of aluminum) was vapor-deposited on the corona-treated surface using copper as a nucleating metal so that the film resistance became 4.0 ⁇ / ⁇ .
  • the metal layer 1 was vapor-deposited by the oil margin method so that an insulating groove portion 2 (margin portion: length 1 mm in the width direction) was provided at one end in the width direction as shown in FIG.
  • This film was slit to obtain a metalized film having a total width of 38 mm.
  • the element was wound using a pair of two reels of the obtained film, metal sprayed on an end face of the element, and a lead wire was taken out from the element to form a capacitor element having a capacity of 5 F.
  • Table 1 summarizes the evaluation results for the obtained polypropylene film and capacitor element.
  • a polypropylene film (99.0% for 11; 99.6% for mmmm) and a capacitor were prepared in the same manner as in Example 1 except that the same polypropylene raw material as in Example 1 was used and the casting drum temperature was 9 O: One element was obtained.
  • Table 1 summarizes the evaluation results for the obtained polypropylene film and one capacitor element.
  • Example 2 The same polypropylene raw material as in Example 1 was used and the polypropylene film (99.0% for 11 >> 99.6% for mmmm) and a capacitor element were prepared in the same manner as in Example 1 except that the cast drum temperature was 30. Obtained.
  • the evaluation results of the obtained polypropylene film and the capacitor element are summarized in Table.
  • Example 1 The same polypropylene material as in Example 1 was used, and the polypropylene film was used in the same manner as in Example 1 except that the cast drum temperature was set to 70 (99.0% for 11 and 99.6% for mmmm) and a capacitor element. I got Table 1 summarizes the evaluation results of the obtained polypropylene films and capacitor elements.
  • a polypropylene film (II: 99.0%, mmmm: 99%) was prepared in the same manner as in Example 1 except that the same polypropylene raw material as in Example 1 was used, the cast drum temperature was set to 80, and the air temperature of the air knife was set to 0. , 6%) and one capacitor.
  • Table 1 summarizes the evaluation results of the obtained polypropylene film and one capacitor element.
  • Example 1 The same polypropylene raw material as in Example 1 was used, the polypropylene drum film was used in the same manner as in Example 1 except that the cast drum temperature was 7 O: and the air temperature of the air knife was 50 (I1 was 99.0%, mmmm was 99.6%) and the capacitor element was obtained. Table 1 summarizes the evaluation results of the obtained polypropylene film and one capacitor element.
  • Example 5 Using the same polypropylene raw material as in Example 1, except that no air knife was used, a polypropylene film (99.0% for 11 and 99.6% for mmm111) and a capacitor element were used in the same manner as in Example 1. Obtained. In addition, curl occurred in the width direction of the film at the time of film formation, and the clip occasionally slipped off during the transverse stretching, and the yield was reduced. Table 1 summarizes the evaluation results of the obtained polypropylene film and one capacitor element.
  • a polypropylene film was prepared in the same manner as in Example 1 except that a raw material obtained by dry blending the polypropylene raw material used in Example 1 and the polypropylene raw material used in Comparative Example 1 in a ratio of 1: 2 was used. mmmn ⁇ 99.2%) and one capacitor. Table 1 summarizes the evaluation results for the obtained polypropylene film and one capacitor element.
  • Example 1 The film used in Example 1 was set in a vacuum evaporation machine, and copper (nucleated metal) was used as a metal for nucleation, and zinc (containing 8% by weight of aluminum) was applied to the corona-treated surface so that the film resistance became 4.0 ⁇ . Was deposited.
  • the metal layer 1 is provided at one end in the width direction of the film in a continuous groove 2 continuous in the longitudinal direction of the film (margin portion: length 1 mm in the width direction).
  • a metallized film was prepared in the same manner as in Example 7 except that the biaxially oriented polypropylene film of Example 2 was used, and an element winding was performed using the obtained film and the metallized film used in Example 2 as a pair. Then, a metal wire was sprayed on the end face of the element, and the lead wire was taken out from this to make a capacitor element with a capacity of 5 F.
  • Table 2 summarizes the evaluation results of the capacitors obtained by impregnating the obtained capacitor elements with crystallin wax.
  • a metallized film was prepared in the same manner as in Example 7 except that the biaxially oriented polypropylene film of Example 3 was used, and an element winding was performed using the obtained film and the metallized film used in Example 3 as a pair. Then, a metal wire was sprayed on the end face of the element, and the lead wire was taken out from this to make a capacitor element with a capacity of 5 F.
  • Table 2 summarizes the evaluation results of the capacitors obtained by impregnating the obtained capacitors with crystallin wax.
  • a metallized film was prepared in the same manner as in Example 7 except that the biaxially oriented polypropylene film of Example 5 was used, and the obtained film and the metallized film used in Example 5 were used as a pair.
  • the capacitor was wound and metal-sprayed on the end face of the element, and a lead wire was taken out from this to make a 5 ⁇ F capacitor element.
  • Table 2 summarizes the evaluation results of the capacitors obtained by impregnating the obtained capacitor elements with phosphorous wax.
  • a metallized film was prepared in the same manner as in Example 7 except that the biaxially oriented polypropylene film of Example 6 was used, and the obtained film and the metallized film used in Example 6 were used as a pair.
  • the element was wound and metal-sprayed on the end face of the element, and the lead wire was taken out from this to make a capacitor element with a capacity of 5 F.
  • Table 2 summarizes the evaluation results of the capacitors obtained by impregnating the obtained capacitor elements with crystallin wax.
  • a capacitor was prepared in the same manner as in Example 7, except that the metallized film used in Example 1 was used as a pair of two reels. Table 2 summarizes the evaluation results of the obtained capacitors.
  • a metallized film was prepared in the same manner as in Example 7 except that the biaxially oriented polypropylene film of Comparative Example 1 was used, and an element was wound using the obtained film and the metallized film used in Comparative Example 1 as a pair. Then, metal was sprayed on the end face of the element, and the lead wire was taken out from this to make a capacitor element with a capacity of 5 ⁇ F.
  • Table 2 summarizes the evaluation results of the capacitors obtained by impregnating the obtained capacitor elements with crystallin wax.
  • a metallized film was prepared in the same manner as in Example 7 except that the biaxially oriented polypropylene film of Comparative Example 4 was used, and an element was wound using the obtained film and the metallized film used in Comparative Example 4 as a pair. And metal spraying on the end face of the element. It was taken out to make a capacitor element with a capacity of 5 aF.
  • Table 2 summarizes the evaluation results of the capacitors obtained by impregnating the obtained capacitor elements with crystallin wax.
  • a capacitor element was prepared in the same manner as in Example 7, except that aluminum was deposited as an internal electrode so that the film resistance became 4.0 ⁇ square.
  • Table 2 summarizes the evaluation results of the capacitors obtained by impregnating the obtained capacitor elements with crystallin wax.
  • Example 7 Example 8
  • Example 9 Example 10
  • Example 11 Example 12
  • Comparative Example 6 Comparative Example 7
  • Double ft change rate (%) 1 1.5 1 0.5 0.5 1 0.8 9.7 1 4.1 1 0 .5 1 0 .5 1 3.5 1 0 .5
  • Dimensional change rate (MD, 3 ⁇ 4) 0.2 0 .3 0 .7 1.2 1 .1 0 .3 0.3.1.5.1.6
  • Dimensional change rate (TD, 3 ⁇ 4) 0.1.1 0.2.1 3.2.0.3 -1.8 1.0.2 0.2 0.2.0.2
  • Corona resistance ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ Self heel property ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ Element breakdown strength 2 2 0 2 4 0 2 3 0 2 0 3 1 8 0 2 3 0 2 5 0 1 4 0 1 8 0
  • Polypropylene is supplied to the extruder and melted at a resin temperature of 280 ° C, and extruded from a T-type die into a sheet. Then, using an air knife method on a casting drum at a temperature of 70, wrap it around at an air temperature of 25 ° C to cool and solidify, then preheat the sheet at 135 ° C, and then continuously heat the sheet at 140 ° C. Keep the temperature, pass between rolls with a difference in peripheral speed, stretch 5 times in the longitudinal direction, and immediately cool to room temperature.
  • the film is subsequently guided to a tenter and preheated to a temperature of 170, subsequently stretched 10 times in the width direction at a temperature of 165, and then given 8% relaxation in the width direction, at 30 W * minZm.
  • Corona discharge treatment was performed in the atmosphere.
  • the ash content and mmmm of the obtained film were not different from those of the raw materials.
  • This film was set in a vacuum evaporation machine, copper was used as the nucleation metal, and zinc was applied to the corona treated surface so that the film resistance was 4.0 ⁇ / port. Vapor deposition was performed so that an insulating groove portion 2 (margin portion: length in the width direction of 1 mm) was provided at the end of.
  • This film was slit to obtain a metallized film having a total width of 38 mm.
  • the element was wound using a pair of two reels of the obtained film, metal sprayed on an end face of the element, and a lead wire was taken out therefrom to prepare a capacitor element having a capacity of 5 F.
  • Various characteristics of the obtained film and capacitor element are as shown in Table 3, and the film was excellent in dielectric breakdown resistance.
  • the dielectric breakdown resistance of one element of the capacitor and the dielectric loss tangent t an (5 after application of a large current) were also good, and the self-healing property was judged as ⁇ .
  • Examples 15 to 17 are all within the scope of the present invention, and the obtained biaxially oriented polypropylene film has good withstand voltage, and the withstand voltage of the capacitor obtained from the film.
  • the dielectric loss tan ⁇ after the application of a large current was good, and the self-healing property was judged to be ⁇ .
  • Example 18 8 The same biaxially oriented polypropylene film as in Example 14 was used, and at the time of vapor deposition, a comb-shaped deposition plate was inserted between the evaporation source and the base film, and the width was changed from 2.5 ⁇ / port to 8 ⁇ port in the film width direction.
  • the structure in which the film resistance changes continuously and a margin is provided on the electrode metal side of the 8 ⁇ square is made into two symmetrical pairs, and a single capacitor element is formed in the same manner as in Example 14 ( Example 18 8).
  • Example 19 the film resistance was made constant at 12 ports in the film width direction, and Example 20 was made in which the film resistance was 1.5 ⁇ / low. Table 4 shows the results.
  • a capacitor element was formed in the same manner as in Example 18 except that the metal used for vapor deposition was aluminum. Table 4 shows the results.
  • Non-tram surface Example 18 98.8 99. ⁇ , 19 0.08 / 0.08 5.0 8 2.5 380 0.02 ⁇
  • Example 20 98.8 99.5 19 0.08 / 0.08 5.0 1. 5 1.5 380 0.01 X
  • Example 21 98.8 99. ⁇ 19 0.08 / 0.08 5.0 8 2.5 380 0.01 ⁇
  • each of the capacitors exhibits excellent withstand voltage.
  • the capacitor of Example 18 has an excellent dielectric loss tangent tan ⁇ 5 and a self-healing property after passing a large current. It was extremely excellent.
  • Example 19 the film resistance was large, and the dielectric loss tangent tand after passing a large current was slightly higher than that in Example 18.
  • Example 20 the film resistance was low, and the self-heel property was slightly inferior to Example 18.
  • the capacitor of Example 21 had better self-healing property than that of Example 18 and was the most excellent capacitor for a high-frequency circuit.
  • Example 2 Using the polypropylene raw material used in Example 2, a biaxially oriented polypropylene film having a thickness of 5.0 m was obtained in the same manner as in Example 1. The obtained film was set in a vacuum evaporation machine, and aluminum was applied to the corona-treated surface, and a metal layer 1 was placed at one end in the width direction as shown in FIG. The vapor deposition was performed so that a margin portion: a length of 2.5 mm in the width direction was provided. The metallized film was slit to obtain a metallized film having a total width of 100 mm.
  • the element was wound using a pair of two reels of the obtained metallized film, metal was sprayed on the end face of the element, and a lead wire was taken out from the element to produce a capacitor element.
  • the obtained capacitor element was sealed in a plastic case together with epoxy resin as a filler, and 10 capacitors were manufactured.
  • the capacitance of the capacitor was 60 nF.
  • the capacitor was subjected to a DC voltage of 100 V for 100 hours at an ambient temperature of 85 ° C., and the number of capacitors that caused dielectric breakdown was counted.
  • the number of insulation defects (IF) of the metallized polypropylene film obtained by unwinding the capacitor that did not break down in the above test and the number of absolute defects (IF ⁇ >) of the metallized polypropylene film that were not charged were calculated. Each was measured and the increase in the number of insulation defects after power application was examined. Insulation defects were measured by placing a metallized polypropylene film as a sample between a metallized film as a test electrode and a copper plate and applying a DC voltage of 1.25 kV for 1 minute. Was counted. Sample area was 0. 2 m 2.
  • Obtained film (ash content and mmmm of obtained film are those of raw material And the various characteristics of the condenser are as shown in Table 5.
  • Example 2 3
  • Example 2 The content of tetrakis [methylene-13 (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) probionate] methane as an antioxidant among the polypropylene raw materials used in Example 2 was 10%.
  • a capacitor was manufactured in the same manner as in Example 22 except that the concentration was set to 0 ppm.
  • Example 2 Except that the content of tetrakis [methylene-13 (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] methane as the antioxidant among the polypropylene raw materials used in Example 2 was set to 300 ppm. In the same manner as in Example 22, a capacitor was produced.
  • the biaxially oriented polypropylene film used in Example 25 was set in a vacuum vapor deposition machine, and aluminum was vapor-deposited on the corona-treated surface so that the film resistance became 8 ⁇ .
  • the metal layer 1 is connected to one end in the width direction of the film by an insulating groove 2 continuous in the longitudinal direction of the film (margin portion: length in the width direction). 2.5 mm), and the metal layer 1 is filled with the insulating groove 3 (width l mm) with a length of 20 mm and an inclination angle of 45 ° with respect to the width direction.
  • Vapor deposition was performed so that a plurality of bottlenecks 4 as a security function were formed in the width direction of the system, and the width of the bottleneck 4 as a security function part was 1 mm.
  • the metallized film was slit to obtain a metallized film having a total width of 100 mm.
  • a capacitor was produced in the same manner as in Example 22 except that the polypropylene raw material of Comparative Example 3 was used.
  • the properties of the obtained film (the ash content and mmmm of the obtained film were not different from those of the raw materials) and various characteristics of the condenser are as shown in Table 5.
  • Example 22 99.1 99.7 0.08 / 0.08 5.0 1 2 0 280.000 230 1 2 1 7 2 3 4
  • Example 23 99.1 99.7 0. 10 / 0.10 5.0 1 5 350, 000 5800 6 0 2 2 8
  • Example 24 99.1 99.7 0.09 / 0.09 5.0 8 0 320.000 900 3 5 5 1 0 2
  • Example 25 99.1 99.7 0.08 / 0.08 5.0 4 0 260.000 7500 3 5 1 0 0
  • Example 26 99.1 99.7 0.08 / 0.08 5.0 4 0 260,000 7500 3 5 0 0 0 0
  • Comparative Example 12 98.4 98.9 0.15 / 0.20 5.0 7 0 120,000 80 1 5 0 0 9 1 0 Lake cannot be determined due to frequent occurrence
  • a film and a capacitor using this polypropylene film as a dielectric material and having excellent heat resistance, dielectric breakdown resistance, corona resistance, long-term heat resistance and current resistance can be obtained.

Description

明細書
ポリプロピレンフィルムおよびそれを誘電体として用いたコンデンサ— 技術分野
本発明は、 二軸配向ポリプロピレンフィルムおよびそれを誘電体として用いた コンデンサーに関し、 特に耐熱性および耐絶縁破壊特性に優れ、 かつ絶緣欠陥が 少なく、 絶縁油に浸清したときのフィルム層間への絶縁油の浸透性と耐膨潤性に 優れた二軸配向ポリプロピレンフィルム、 およびそれを誘電体として用いた耐熱 性、 耐絶縁破壊特性、 耐コロナ性、 長期耐熱耐用性、 さらには耐電流性に優れた コンデンサ—に関するものである。 技術背景
二軸配向ポリプロピレンフィルムは、 透明性、 光沢性などの光学的特性や破断 強度、 破断伸度などの機械的特性に優れ、 さらに水蒸気バリア性能、 優れた電気 特性などにより、 包装用途、 テープ用途、 コンデンサ—用途などに広範に用いら れている。
かかる二軸配向ポリプロピレンフィルムは、 フィルムコンデンサーの誘電体と して用いる代表的な素材の一つであるが、 もう一つの代表的素材であるポリエス テルフィルムと比較して耐熱性が低いため、 コンデンサーとしての最高使用温度 が 8 5 °C程度に制限されていた。 この原因として、 使用温度が高温になると， フ イルムの非晶部、 異物の影響等から、 本来ポリプロピレンフィルムの特長である べき絶縁破壊強度が急激に低下してしまい、 特に長期間の使用に耐えられなくな る場合があつたからである。
一方、 電気装置の小型化に伴い、 素子の密集化および高温化が進展し、 従来の ポリプロピレンフィルムコンデンサーの最高使用温度をさらに上昇させたいとい う要求が強くなつてきている。 特に交流回路に搭載されるコンデンサ一は従来よ りコンデンサ—素子内部からの発熱を抑える必要性から誘電損失の小さい特徴を 有するポリプロピレンフィルムが誘電体として使用されてきたが、 交流回路を取 りまく環境が高温になるに従い、 使用が困難な状況になってきており、 電気装置 の小型化への障害の一要因となっている。 この理由として、 これまで熱源が近傍 にある回路は熱源により回路の温度が上昇しないように熱源から一定の距離を置 いて設置したり、 熱源と回路とを断熱材で遮断する等の処置が施されていたが、 小型化により回路を熱源の極近傍に断熱材なしに設置したいという要望が強くな つてきたことなどが挙げられる。 このような要望の代表例が街路灯等の照明安定 器に使用されている交流回路やモータ—の制御回路等である。 このような要望に 応えるためには、 従来のポリプロピレンフィルムコンデンサ—の最高使用温度で ある 8 5 よりも高温でしかも長期に性能を維持する必要があった。
このために誘電体として使用されるポリプロピレンフィルムには （ 1 ) 短時間 の急速な加熱による機械的変形すなわち熱収縮率が適度に小さいこと、 （2 ) 高 温でのフィルム電気特性が優れること、 および （3 ) 電気特性の高温下での経時 的な低下が小さいことが求められていた。
上記 （ 1 ) の理由は、 コンデンサー素子作成時、 ポリプロピレンフィルムは電 極と重ねて巻き取られた段階で一定温度下で熱処理が施され、 適度な熱収縮を与 えて巻締まりを発生させることによる形態保持やフィルム層間の空気の追い出し を行うのが一般的であるが、 熱収縮が大きすぎると素子の変形によるコンデンサ 一の容量の低下や素子の破壊が生じる場合があつたからである。 また、 熱収縮率 が小さすぎると巻締まりが不十分であり、 長期高温使用下での誘電正接の上昇に よる素子の破壊が生じる場合があった。
さらにコンデンサー素子を絶縁油で含浸することで発生するコロナを抑制し、 連続使用時におけるコンデンサーの容量低下や絶縁破壊、 漏洩電流の増大を抑え ることが行われる場合がある。 このように絶縁油を含浸する場合、 誘電体として 用いられるポリプロピレンフィルムにはコンデンサー素子として巻き取られた段 階でフィルム層間に絶縁油が均一に浸透するように、 （4 ) フィルム表面の形状 を設計する必要があり、 また （ 5 ) 絶緣油による寸法変化や膨潤を抑える必要が あった。
また上述の如く電気装置の小型化に伴い、 上記の特性の向上が望まれている一 方でフィルムコンデンサ一そのものをさらに小型にしたいという要求も強くなつ てきている。 このためには、 コンデンサ一の単位体積あたりの静電容量を高める 必要があり、 誘電体であるフィルムの厚みを薄くする必要があった。 その結果、 耐絶縁破壊特性に余裕を持たせるために厚めのフィルムで設計が行われてきたも のが、 上述した如くフィルムの薄膜化に伴い、 フィルムに室温雰囲気下において も高度な耐絶縁破壊特性が要求されつつある。
特にポリプロピレンフィルムを誘電体として用いた高周波回路用コンデンサー においては、 ますます高度な耐絶縁破壊特性と耐電流性が要求されてきている。 このような課題に対し、 特開平 6 _ 2 3 6 7 0 9号公報には灰分が低く、 沸騰 n —ヘプタン可溶分が 1〜 1 0重量％であることから加工性に優れ、 室温から 8 0 °Cまでの電気絶縁性に優れた高分子絶縁材料が開示されており、 沸騰 n —ヘプ タン不溶部のアイソタクチックペンタツド分率が 9 0 %以上のものが好ましいと の示唆がある。
また、 特開平 7 - 2 5 9 4 6号公報には同じく沸騰へブタン不溶分が 8 0重量 %以上、 特に好ましくは 9 6重量％以上であり、 該沸縢ヘプ夕ン不溶成分のアイ ソ夕クチックペンタッ ド分率が 0 . 9 7 0〜0 . 9 9 5の範囲にあるプロピレン 重合体およびこれを用いた成形体が提案されている。
しかし、 これらに提案されているように、 単に沸騰 n—ヘプ夕ン不溶分のアイ ソ夕クチックペン夕ッ ド分率の高い二軸配向ポリプロピレンフィルムでは、 本発 明の目指す 8 5 °Cを越える高温での耐絶縁破壊特性とこのフィルムを誘電体とし て用いたコンデンサー素子の長期耐熱性が不十分であった。 すなわち、 上記の従 来の技術による立体規則性の高い二軸配向ポリプロピレンフィルムは、 沸縢 n— ヘプ夕ン不溶部のアイソ夕クチックペン夕ッド分率がそこそこ高いものの、 n— ヘプタン可溶分のアイソ夕クチックペン夕ッ ド分率が低いため、 フィルムとして のアイソ夕クチックペンタツド分率が結果として低く、 立体規則性が不十分であ つた。 またアイソ夕クチシティが極めて高い、 いわゆる高結晶性の二軸配向ポリ プロピレンフィルムは、 立体規則性が不十分であるが故に製膜性が極めて悪く、 耐熱性と耐絶縁破壊特性に優れた二軸配向ポリプロピレンフィルムを製造するた めの工業的に有用な技術として確立されるには至っていなかった。 この欠点を解消するための技術として、 特公平 4 - 2 8 7 2 7号公報には、 ァ イソタクチックペンタッ ド分率が 0 . 9 6 0〜0 . 9 9 0の範囲にあり、 かつ沸 騰 n -へキサンおよび沸騰 n—ヘプタンで逐次抽出した被抽出物の全量が 3 . 0 〜6 . 0 %とすることで成形性に優れた結晶性ボリプロピレンフィルムが提案さ れている。 しかし、 アイソ夕クチックペンタッ ド分率が十分ではなく、 高温での 耐絶縁破壊特性が不十分であった。
さらに特開平 5 - 2 1 7 7 9 9号公報には、 特定の熱変形温度とヤング率を有 し、 結晶化度が高く、 立体規則性の良い高剛性ポリプロピレンフィルムに金属を 蒸着した高剛性蒸着金属化フィルムを用いた蒸着フィルムコンデンサ—が提案さ れている。 しかし立体規則性は高々 9 0 %程度であり、 高温での絶縁破壊特性が 不十分であった。
さらに特開平 7 - 5 0 2 2 4号公報には 1 2 0 °Cにおける熱収縮率が長さ方向 で 4 . 0 %以下、 幅方向で 0 . 8 %以下である金属化ポリプロピレンフィルムが 提案されている。 しかし、 フィルムのアイソ夕クチシティおよび立体規則性が従 来のものであり、 今後の高度な要求に対応するための、 本発明の目的である高温 での耐絶緑破壊特性が必ずしも十分とは言えなかった。 発明の開示
本発明者等は、 ポリプロピレンフィルムのアイソ夕クチシティと立体規則性を 高度に制御することで、 極めてアイソ夕クチシティの高いポリプロピレンフィル ムの製膜を可能にし、 さらに適正な製膜条件を採用することにより、 従来の技術 では達成し得なかったポリプロピレンフィルムの特徴である耐絶縁破壊特性を一 層向上させ、 さらには高温でのかかる特性の低下および高温での長期劣化の抑制 された品質のばらつきの小さいコンデンサ一が得られることを見い出し本発明に 至ったものである。
本発明の目的は、 耐熱性および高温と常温での長期耐絶縁破壊特性に優れ、 か つ絶縁欠陥の少なく、 絶縁油に浸潰したときのフィルム層間の浸透性と耐膨潤性 に優れたポリプロピレンフィルムを提供することにある。
さらに、 本発明の他の目的は、 上記ポリプロピレンフィルムを誘電体として用 いた耐熱性および高温と常温での長期耐絶縁破壊特性、 耐コロナ性、 耐電流性に 優れたコンデンサーを提供することにある。
上記目的を達成するため、 本発明は、 二軸配向されたポリプロピレンフィルム であって、 該フィルムのアイソ夕クチシティが 9 8〜 9 9 . 5 %、 アイソ夕クチ ックペンタッド分率が 9 9 %以上であり、 灰分が 3 O p p m以下で、 且つ、 両面 の中心線平均表面粗さがいずれも 0 . 0 〗〜0 . 4 mであることを特徴とする ポリプロピレンフィルムであることによって達成される。 また、 本発明のポリプ 口ピレンフィルムを誘電体とするコンデンサ一は耐熱交流回路用コンデンサー、 高周波回路用コンデンサー、 耐熱直流回路用コンデンサ一として好適に用いられ る。 図面の簡単な説明
第 1図は、 本発明の片面に金属層を設けたポリプロピレンフィルムの一実施態 様の平面図である。
第 2図は、 本発明の片面に金属層を設け、 電極をフィルム長手方向に島状に分 離したポリプロピレンフィルムの一実施態様の平面図である。
第 3図は、 本発明の片面に金属層を設け、 電極を保安機能がフィルム幅方向に 複数個有するポリプロピレンフィルムの一実施態様の平面図である。
図面において、 1は、 金属層 （内部電極） 、 2は、 絶緣溝部 （マージン部） 、 3は、 絶緣溝部 （内部電極を島状に分離） 、 4は、 隘路 （保安機能部） をそれぞ れ示すものである。 発明を実施するための最良の形態
本発明のポリプロピレンフィルムに用いられるポリプロピレンは、 主としてプ 口ピレンの単独重合体からなるが、 本発明の目的を阻害し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ェチレ ン、 プロピレン （共重合されたブレンド物の場合） 、 1—ブテン、 1一ペンテン、 3—メチルペンテン一 1、 3—メチルブテン一 1、 1—へキセン、 4ーメチルぺ ンテン一 1、 5—ェチルへキセン一 1、 1ーォクテン、 1ーデセン、 1一ドデセ ン、 ビニルシクロへキセン、 スチレン、 ァリルベンゼン、 シクロペンテン、 ノル ボルネン、 5—メチルー 2—ノルボルネンなどが挙げられる。 共重合量またブレ ンド量は、 耐絶縁破壊特性、 耐熱性の点から共重合量は 1モル％未満、 ブレンド 物は 1 0重量％未満が好ましい。
本発明において、 ポリプロピレンフィルムのアイソ夕クチシティは、 製膜性の 点で 99. 5 %以下である必要がある。
ここで、 アイソ夕クチシティとはフィルムを沸騰 n _ヘプタンで抽出した場合の、 抽出前フィルム重量に対する不溶分の重量の割合により定義される。 アイソ夕ク チシティが高すぎると、 特開平 6— 236 709号公報にあるように二軸配向し たフィルムを製造する際、 延伸性が悪く、 製膜が著しく困難となる。 また耐熱性、 耐絶緣破壊特性の点でアイソタクチシティは 98 %以上である必要がある。
良好な製膜性と耐熱性、 耐絶緣破壊特性のために、 より好ましいアイソタクチ シティは 98. 5〜99. 5 %であり、 さらには 98. 7〜99. 3 %が好まし い。
このようなアイソ夕クチシティを有するポリプロピレンフィルムとするには、 原 料であるポリプロピレン樹脂の沸騰 n—ヘプタンに溶けやすい低分子量成分や、 立体規則性の低い、 いわゆるァ夕クチックの部分の割合が適度に低いものを選択 するなどの方法を採用することができる。
本発明において、 ポリプロピレンフィルムの立体規則性は、 13C— NMRによ り測定したメチル基の吸収ピークによるペンタツ ド分率により評価することがで きる。 一般的に、 ポリプロピレン分子鎖における 5個の繰り返し単位 （ペンタツ ド) の iL体酉己座は、 mmmm、 mmm r、 r mm r、 · ·、 r r r r、 mr r r、 mr rmといったものがある。 ここで、 mはメソ （me s o) 、 rはラセモ （r a s e mo) の立体配座を示す。 ポリプロピレンフィルムのペンタッド分率は、 例えば T. H a y a s h i らの報告 [P o l yme r、 2 9、 1 38〜 1 43 ( 1 988) ] 等にあるように、 上記各立体配座を有するセグメントの比率を '3C—NMRから求めることができる。 これらの内、 全メチル基の吸収強度に対 する mmmmの立体配座の割合、 すなわちアイソ夕クチックペンタッ ド分率 （以 下 mmmmと省略する場合がある） は、 m ( mmmm ) m、 m (mmmm; r 、 r (mmmm) rの 3つのヘプタッ ド分率の和として定義される。
本発明のポリプロピレンフィルムのアイソ夕クチックペンタツド分率 mmmm は、 9 9 %以上である。 このようなフィルムは、 極めて長いアイソ夕クチックセ グメントを持つ分子から構成されたポリプロピレンからなっているため、 高結晶 性、 高耐熱性、 高耐絶縁破壊特性のフィルムを与えうる。 本発明のポリプロピレ ンフィルムの mmmmは、 高耐熱性、 高耐絶縁破壊特性の点で好ましくは 9 9 . 1 %以上であり、 より好ましくは 9 9 . 2 %以上であり、 さらに好ましくは 9 9 . 3 %以上である。 このような立体規則性を付与するには、 原料であるポリプロピ レン樹脂の立体規則性を高度に制御することが有効である。 このような原料を作 成する方法としては、 ポリプロピレンを重合する際の、 触媒系 （固体触媒、 外部 添加電子供与性化合物） やこれらの純度により達成される。 原料のポリプロピレ ン樹脂の mmmmが高いものほどポリプロピレンフィルムの mmmmが高くなる 傾向が認められるが、 原料の押出系内での極度の熱劣化も mmmmを低下させる ため、 高温押出系での原料の長時間滞留を避けるなどの構造的工夫、 押出条件が 適宜選択される。
また本発明のポリプロピレンフィルムに用いられるポリプロピレンの重合過程 においては金属を含む化合物を触媒として用い、 必要に応じ、 重合後にこの残磋 を除去することが一般的であるが、 この残磋は樹脂を完全に燃焼させた残りの金 厲酸化物の量を求めることで評価でき、 これを灰分と呼ぶ。
本発明のポリプロピレンフィルムの灰分は 3 0 p p m以下であることが必要で あり、 好ましくは 2 5 p p m以下であり、 より好ましくは 2 0 p p m以下である。 灰分が 3 0 p p mを越えると、 該フィルムの耐絶緣破壊特性が低下し、 これを用 いたコンデンサーの絶縁破壊強度が低下する。 灰分をこの範囲とするためには、 触媒残磋の少ない原料を用いることが重要であるが、 製膜時の押出系からの汚染 も極力低減するなどの方法、 例えばブリード時間を 1時間以上かけるなどの方法 を採用することができる。
本発明のポリプロピレンフィルムに用いられるポリプロピレンには、 公知の添 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、 着色防止剤などを本発明の特性を悪化させ ない範囲で含有させてもよい。
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にとって重 要である。 本発明のポリプロピレンフィルムに添加される酸化防止剤は立体障害 性を有するフエノール性のもので、 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溶融押し時の飛散防止のために好ましい。
こ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—ジー t—プチ ルー p—クレゾ一ル （BHT ：分子量 220. 4) とともにし 3, 5—トリメ チルー 2， 4， 6—卜リス （3， 5—ジー tーブチルー 4ーヒドロキシベンジル） ベンゼン （例えば、 チバガイギ一製 lrganoxl330： 分子量 7 75. 2 ) またはテ トラキス [メチレン一 3 (3， 5—ジー t—ブチルー 4ーヒドロキシフエニル） プロピオネート] メタン （例えば、 チバガイギー製 IrganoxlOlO： 分子量 1 1 7 7. 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重量％ (300〜 1 0000 p pm) の範 囲が好ましい。 0. 03重量％未満では長期耐熱性に劣る場合があり、 1. 0重 量％を越えると、 これら酸化防止剤のブリードアゥトによる高温下でのプロツキ ングにより、 コンデンサー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重量％であり、 さらに好ましくは 0. 2〜0. 8重量％であ る。
酸化防止剤のなかでも、 より良好な電気特性を示す 2, 6—ジー t一プチルー P—クレゾ一ル （BHT ：分子量 220. 4) と共に、 1， 3， 5—トリメチル 一 2， 4， 6—トリス （3， 5—ジ— t一ブチル— 4ーヒドロキシベンジル） ベ ンゼン （例えばチバガイギー製 Irganoxl330：分子量 77 5. 2 ) またはテトラ キス [メチレン— 3 (3， 5—ジー t—ブチルー 4—ヒドロキシフエニル） プロ ピオネート] メタン （例えばチバガイギ一製 IrganoxlOlO： 分子量 1 1 7 7. 7) のいずれかを単独または併用して 0. 05〜0. 35重量％含有していることが ポリプロピレンフィルムを誘電体として用いたコンデンサ一の長期安定性の観点 で好ましい。 また結晶核剤の添加はフィルムの表面粗さや透明性に作用を及ぼすが、 絶緣破 壊強度が悪化する傾向があるので添加量として 0. 1重量％未満とするのが好ま しく、 更に好ましくは実質的に添加されていないのが好ましい。
本発明において、 ポリプロピレンフィルムに使用される立体規則性に優れたポ リプロピレンの極限粘度は、 特に限定されないが、 製膜性の点から 1〜 1 0 d 1 /gの範囲のものが好ましい。 また、 230 ：、 2. 1 6 k g加重におけるメル トフ口一レートは製膜性の点から 2〜 5 g/1 0分のものが好ましい。 極限粘度 やメルトフ口一レートを上記の値とするためには、 平均分子量や分子量分布を制 御する方法などが採用される。
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得る原料を用い、 二 軸配向されることによって得られる。 未配向のフィルムでは本発明の目的とする 高結晶性、 高耐熱性、 高耐絶緣破壊特性のフィルムは得られない。 二軸配向の方 法としては、 インフレーション同時二軸延伸法、 ステン夕一同時二軸延伸法、 ス テンター逐次二軸延伸法のいずれかの処方によっても得られるが、 その中でも、 製膜安定性、 厚み均一性、 後述する表面粗さを制御する点においてステンター逐 次二軸延伸法により製膜されたものが好ましく用いられる。
本発明の二軸配向されたポリプロピレンフィルムの両面の中心線平均表面粗さ がいずれも 0. 0 1〜0. 4 mである必要がある。 中心線平均粗さが大きすぎ ると、 フィルムを積層した場合に層間に空気が入りコンデンサ一素子の劣化につ ながり、 またフィルムに金属層を形成したとき金属層に穴アキ等が発生し、 高温 時の絶縁破壊強度や素子ライフが低下したり電圧印加時に電荷が集中し、 絶縁欠 陥の原因となる。 逆に小さすぎるとフィルムの滑りが悪くなり、 ハンドリング性 に劣ったり、 コンデンサ一素子に絶縁油を含浸する場合はフィルム層間に絶縁油 が均一に浸透せず、 連続使用時に容量変化が大きくなる。 フィルムの両面の中心 線平均表面粗さの更に好ましい範囲は 0. 03〜0. 3 mであり、 更に好まし くは 0. 04〜0. 25 mである。
また本発明の二軸配向されたポリプロピレンフィルムは、 下記の式で定義され るフィルム厚みの測定方法による差 （Ad) が 0. 0 1〜0. 5 m以下である ことが好ましく、 更に好ましくは 0. 02〜0. 4 m、 最も好ましくは、 0. 03 0. 3 jamである。
△ d d ( MV) - d (WM V)
[ここで d (MMV) は 1 0枚重ねマイクロメ一夕一法フィルム厚み （ m) で あり、 d (WMV) は重量法フィルム厚み （ m) である]
△ dが 0. 5 / mを越えるとコンデンサ一にした場合、 フィルム表面の凹凸によ り卷き重ねられたフィルム層間に隙間が生じ、 これにより電極端部でコロナ放電 が誘起され、 耐電圧が低下するとともに電気容量も低下するため好ましくない場 合があり、 0. 0 1 未満ではフィルム同士の接触面積が大きいのでロール状 のフィルムを巻き出すとき発生する静電気放電によってフィルムに絶縁欠陥を生 じさせる場合がある。
さらに、 本発明の二軸配向されたポリプロピレンフィルムの両面の最大粗さ (R t ) は、 0. 1 4. 0 mの範囲が好ましく、 より好ましくは、 0. 3 3. 0 / mである。 最大粗さが 0. l //m未満では、 滑り性が悪化し、 空気抜け が悪く縦ジヮ等が入り、 巻取性や取扱性が低下する場合がある。 一方、 R tが 4. 0 を越えると、 表面の粗面化が大きすぎてフィルムを積層した場合に層間に 空気が入りコンデンサー素子の劣化につながるのみならず、 フィルム破れが生じ、 生産性が低下する場合がある。
本発明において、 二軸配向ポリプロピレンフィルムの密度より求めた結晶化度 は、 70 %以上が好ましく、 より好ましくは 72%以上であり、 更に好ましくは 74%以上である。 結晶化度が 70 %未満であると、 該ニ軸配向ポリプロピレン フィルムの耐熱性、 耐絶縁破壊特性、 更には蒸着加工性が低下する場合がある。 本発明の二軸配向されたポリプロピレンフィルムは、 1 20° (：、 1 5分間加熱 時の機械方向と幅方向の熱収縮率の和が 1. 5 3. 5 %の範囲であることが好 ましい。 熱収縮率が大きすぎると、 電極としての金属層形成時に寸法変化を起こ しフィルムロールにシヮが入ったり、 コンデンサ一素子作成時の熱による機械的 変形が大きすぎるためにフィルム中および/あるいは外部電極との接触部にス卜 レスが発生し、 コンデンサーの容量低下が大きくなつたり、 素子の破壊に至る場 合がある。 熱収縮率が低すぎる場合は、 コンデンサ一素子作成時の熱処理による 巻締まりが不十分となり、 形態保持性や容量変化率に悪影響を及ぼす場合がある。 さらに好ましい熱収縮率は上記の和が 1. 6〜3. 3 %であり、 さらには 1. 7 〜3、 0 %、 さらには 1. 8〜2. 8 , 特には 1. 8〜2. 5 %の範囲が好ま しい。
特に、 後述するフィルムの幅方向に金属蒸着膜の膜厚を変化させ、 外部電極と のコンタク ト部の膜厚を相対的に増大させる手法を採用する場合、 フィルムロー ルに蒸着膜厚の異なる部分がフィルム長手方向にス卜ライプ状に形成されるため、 熱収縮率が大きいとフィルムロールのシヮが大きくなりコンデンサー素子に加工 する際、 スリット端面がそろわなくなり、 外部電極との接続が不十分となること により、 耐電流性が悪化し、 使用上問題が生じる場合がある。
本発明において、 二軸配向されたポリプロピレンフィルムの厚み （十枚重ねマ イクロメ一夕一法でのフィルム厚み） は、 製膜性や機械特性、 電気特性の点から 2、 0〜 30 tmが好ましく、 より好ましくは 2. 5〜20 ΠΊである。 フィル ムの厚みが小さすぎると、 絶縁破壊強度や機械的強度に劣る場合があり、 また金 属化、 特に熱負けによるフィルムの損傷が発生する場合がある。 フィルムの厚み が大きすぎると均一な厚みのフィルムを製膜することが困難になり、 またコンデ ンサー用の誘電体として用いた場合、 体積当たりの容量が小さくなるため好まし くない。
また、 フィルムの厚みは、 使用する用途に応じて、 使用する電源の種類が直流 または交流、 およびその使用電圧、 コンデンサーのサイズと容量を勘案し選択さ れる。 交流用途、 特に耐熱性の要求される交流回路に用いるコンデンサーにはフ イルムの厚みは 3〜 1 0 mの範囲が好ましく、 一方、 直流用途、 特に高周波回 路に使用されるコンデンサーの内、 大電流で使用する用途、 すなわち耐電流性が 要求される用途には 3〜 1 0 ^m、 特に耐絶緣破壊特性が要求されるようとには 5〜 1 5 mの範囲が好ましく、 耐熱性の要求される直流回路では 3〜 1 5 の範囲が好ましい。 電力用途には 1 5~25 mの範囲が好ましい。
本発明の二軸配向されたポリプロピレンフィルムは、 ドデシルベンゼンに浸濱 したときの重量変化率が 5 ~ 1 2 %であることが好ましい。 この重量変化率はフ イルムの膨潤性と対応しており、 重量変化率が 1 2 %を越えるとコンデンサー素 子に絶縁油を含浸する過程において、 絶縁油の浸透経路である素子端部でのフィ ルムの膨潤が大きく、 浸透経路であるフィルム層間にある適度な隙間が塞がれる ので素子内部まで絶緣油が浸透することが阻害され、 絶縁油による耐コロナ性付 与の効果が充分に得られなくなるばかりか、 膨潤によりコンデンサ一素子の誘電 体となるフィルムに過度のストレスがかかり、 絶緑破壊強度が低下する場合があ る。 また、 重量変化率が 5 %未満では、 フィルム表面と絶縁油との親和性の低下 から、 フィルム層間への絶縁油の浸透速度が低下し素子の内部まで均一に充填さ れにくくなり、 同様に絶縁油による耐コロナ性付与の効果が充分に得られなくな る場合がある。 重量変化率の更に好ましい範囲は 6〜 1 1 %であり、 最も好まし くは 7〜 1 1 %である。
本発明の二軸配向されたポリプロピレンフィルムはドデシルベンゼンに浸潰し たときのフィルムの長手方向の寸法変化率が一 1〜 1 %であることが好ましい。 フィルムの長手方向の寸法変化率が 1 %を越えるとコンデンサー素子に絶緣油を 含浸する過程において、 巻き締まりが起こり、 フィルム層間にある適度な隙間が 塞がれるので素子内部まで絶縁油が浸透することが阻害され、 絶緣油による耐コ ロナ性付与の効果が充分に得られなくなる場合がある。 また、 フィルムの長手方 向の寸法変化率が一 1 %未満 （すなわち一 2 %、 一 3 %など） では、 コンデンサ 一素子内部でフィルムが部分的にたわみ、 誘電損失が悪化することがある。
フィルムの長手方向の寸法変化率の更に好ましい範囲は一 0 . 8〜0 . 8 %であ り、 最も好ましくは— 0 . 6〜0 . 6 %である。
本発明の二軸配向されたポリプロピレンフィルムはドデシルベンゼンに浸積し たときのフィルムの幅方向の寸法変化率が— 2〜2 %であることが好ましい。 フ イルムの幅方向の寸法変化率が 2 %を越えるとメタリコンとの接触不良を起こし、 誘電損失が悪化する場合がある。 また、 フィルムの幅方向の寸法変化率が一 2 % 未満 （すなわち一 3 %、 一 4 %など） では、 コンデンサー素子内部でフィルムが 部分的にたわみ、 同様に誘電損失が悪化することがある。 フィルムの幅方向の寸 法変化率の更に好ましい範囲は一 1 . 5〜 1 . 5 %であり、 最も好ましくは— 1 〜 1 %である。
また、 本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムの酸素吸収誘導時間は 2 0分 以上であることが該ポリプロピレンフィルムを誘電体として用いたコンデンサー の長期耐用性が良好とするため好ましい。
さらに本発明の二軸配向ポリプロピレンフィルムは高温で使用されるコンデン サ一の誘電体として使用される場合を考慮して、 20°Cにおける絶縁抵抗 I R , が 1. 5 X 1 0 δΩ F以上であり、 1 00°Cにおける絶縁抵抗を I R2とするとき I R!Z I R ま 700以下であることが好ましく、 特に耐熱直流回路用コンデン サ一として好適に用いられる。 I R，が 2 X 1 05QF以上であり、 I R,Z I R2 が 500以下であることが更に好ましい。 1 尺，が1. 5 X 1 0 5 QF未満であ つたり、 I R,ノ I R 2が 700を越えるとコンデンサーを長期に使用した場合、 耐電圧特性を低下させる場合がある。
本発明の二軸配向されたポリプロピレンフィルムに金属層を形成して用いる場 合は、 金属層を形成する面に、 接着力を高めるためコロナ放電処理あるいはブラ ズマ処理を行うことが好ましい。 コロナ放電処理は公知の方法を用いることがで きるが、 処理をする際に雰囲気ガスとして空気、 炭酸ガス、 窒素ガスおよびこれ らの混合ガス中での処理が好ましい。 またプラズマ処理は、 種々の気体をプラズ マ状態におき、 フィルム表面を化学変成させる方法を採用することができ、 例え ば特開昭 59 - 98 140号公報に記載されている方法などがある。
本発明のコンデンサ一に誘電体として使用する二軸配向されたポリプロピレン フィルムは、 電極として用いる金厲箔と共に巻回したものでもよく、 電極として 予め金属化を行ったものでもよいが、 コンデンサー素子の小型化のためには金属 化を行い巻回したものがより好ましい。
本発明の二軸配向されたポリプロピレンフィルムに金属層を形成する場合の金 属は特に限定されることはないが、 アルミニウム、 亜鉛、 銅、 錫、 銀、 ニッケル 等を単独または併用で使用するのが金属化層の耐久性、 生産性の点で好ましく、 アルミニウムまたは亜鉛を主成分とする金属であることがさらに付加的な効果と してアルミニウムではコンデンサ一の絶縁破壊時の自己回復性 （セルフヒール性） の向上、 亜鉛ではコンデンサーに耐コロナ性が得られるため好ましい。 ここで主 成分となる金属とは金属層を形成する金属の内、 5 Ow t %以上であることを示 す。 実際に金属層を構成する個々の金属の含有量を定量するには、 まず一定量の 金属層を塩酸を用いて溶解させた後、 プラズマ発光分光計 （ I CP) にて個々の 金属の含有量を定量する方法が好ましく採用される。
また、 本発明の二軸配向されたポリプロピレンフィルムに金属層を形成する場 合の金属は交流用に使用されるコンデンサ一においては、 コンデンサ一の耐コロ ナ性を優先するとの観点で、 亜鉛を主成分とする金属層であることが好ましく、 亜鉛を主成分とし、 主成分以外の金属としてアルミニウムを用いた合金が耐コロ ナ性と適度なコンデンサーが破壊したときの自己回復性 （セルフヒール性） が両 立されるため更に好ましい。 亜鉛とアルミニウムの合金を用いる場合、 亜鉛の含 有量は 8 0重量％以上 9 5重量％以下で、 アルミニウムは 5重量％以上 2 0重量 %以下が最も好ましい。
一方、 本発明の二軸配向されたポリプロピレンフィルムに金属層を形成する場 合の金属は直流用に使用されるコンデンサ一においては、 コンデンサ一の絶緣破 壊時の自己回復性 （セルフヒール性） の向上を優先するとの観点で、 アルミニゥ ムを主成分とする金属層であることが好ましい。
本発明の二軸配向されたポリプロピレンフィルムに金属層を形成する方法は、 真空蒸着法、 スパッタリング法、 イオンビーム法等が挙げられるが、 特に限定さ れることはない。
本発明において， 金属化フィルムの膜抵抗値は 1 Ω Ζ口〜 4 0 Ωノロの範囲が 好ましく採用される。 より好ましくは 1 . 2 Ω Ζ口〜 3 0 Ω Ζ口である。 膜抵抗 値が小さすぎると、 蒸着膜の厚みが厚く蒸着時に熱負けが生じアバ夕状の表面欠 点や 4 m前後の薄いフィルムでは穴アキ等が発生することがあり、 さらに、 膜 抵抗値が大きすぎると誘電正接が悪化し、 交流課電時にコンデンサ一の内部から の発熱により長期耐圧が保たれなくなることがある。 膜抵抗値をこの範囲とする には、 蒸着時の膜抵抗値のモニタ一により制御する方法が好ましく採用される。 また、 本発明において二軸配向されたポリプロピレンフィルムを誘電体として 用いたコンデンサーを耐熱交流回路や直流回路の内で高周波回路や耐熱性の要求 される用途において使用される場合は、 膜抵抗値が上述した理由により 2 Ω / Π 〜 1 0 口であることが好ましい。
さらに、 本発明において二軸配向されたポリプロピレンフィルムを誘電体とし て用いたコンデンサーを直流用途で特に高周波回路に使用する場合の膜抵抗値は フィルム幅方向に連続的に変化し、 外部電極との接触部が最も膜抵抗値が低く、 絶縁溝部に近い、 すなわち実質的にフィルム誘電体を挾んで内部電極となる部分 の膜抵抗値が高いことが好ましい。 具体的には、 フィルム幅方向に最小 2 Ω /口 から最大 1 0 Ω Ζ口の範囲で連続的に抵抗値が変化する金属層を設けた構成とす ることが好ましい。 かかる構成は、 蒸着時に基材フィルムと金属の蒸発源の間に 基材フィルムの走行方向に延びた櫛状防着板を設置することで、 フィルム幅方向 に蒸着金属のフラックスの強弱を設けること等で達成できる。
フィルム中には原料や製膜工程で導入されるいわゆる絶縁欠陥が潜在的に存在 するため、 コンデンサ一製造工程中、 電圧処理を行って絶縁欠陥を不活性化する クリアリングと呼ばれる工程を行うことが一般的である。 クリアニングのメカ二 ズムは、 絶緣欠陥部での絶緣破壊によるジュール熱によって周辺の金属電極が蒸 発し放電破壊部を電極から電気的に隔絶することによる。 絶縁破壊によるジユー ル熱は蒸着金属、 蒸着膜厚によらず一定であるため、 周辺の金属電極の蒸発のし 易さがクリアリングの効果に影響し （セルフヒール性） 、 特に電極膜厚が小さい ほうが金属電極が完全に蒸着しクリアりングが完全に行なえて好ましい。
クリアりングが不完全であると、 特に高電圧課電時に絶緣破壊に至る場合があ る。 高周波回路用途において特に高電圧での使用が行われる場合には、 上記理由 で電極膜厚を小さくする必要があるが、 全体として膜厚を小さくすると外部電極 との接触部も膜厚を小さくせざるを得ず、 外部電極との接触が不十分となり、 コ ンデンサ一としての誘電正接 t a η δが大きくなる場合がある。 このことを避け るため、 内部電極部は膜厚を小さくし、 外部電極接触部は膜厚を大きくとること が好ましい。
また本発明において二軸配向されたポリプロピレンフィルムの片面に金属層を 形成する場合でかつ、 フィルムの中心線平均表面粗さに表裏の面間に差がある場 合は、 より表面粗さの小さい面に金属層を形成することが好ましい。 こうするこ とにより、 金属層の表面欠点を最小限に抑えることができ、 絶緣破壊強度や素子 ライフの向上につながる。
本発明において、 二軸配向されたポリプロピレンフィルムに金属層を形成する 時に設けられる絶緣溝部 （電気絶緑目的などにより金属層を形成する面に設けら れる金厲層のない部分） の仕様は、 通常タイプ以外にヒューズ機構を設けた種々 のものなど目的に応じて採用できるが、 特に内部電極となる金属層がフィルムの 幅方向の一方の端部にフィルムの長手方向に連続して絶縁溝部を設けて形成され るとともに、 フィルムに放電破壊が生じた際の電流により、 該放電破壊の周辺の 内部電極を放電が生じていない他の内部電極部分と電気的に絶緣する保安機能を 有する内部電極を形成するとコンデンサ一の連続使用後の容量変化を最小限に抑 えることができ好ましい。
さらに、 内部電極となる金属層がフィルムの幅方向の一方の端部にフィルムの 長手方向に連続して絶縁溝部を設けて形成されるとともに、 フィルムに放電破壊 が生じた際の電流により、 該放電破壊の周辺の内部電極を放電が生じていない他 の内部電極部分と電気的に絶縁する保安機能を有する絶緣溝部がフィルムの長手 方向に複数個の島状に分離され、 かつフィルムの幅方向のもう一方の端部の連続 した金属層と隘路により接続することによって形成すると誘電損失 t a η δの悪 化が少なく、 かつコンデンサーの連続使用後の容量変化を最小限に抑えることが できるため、 特に耐熱交流回路用コンデンサーで好ましく用いられる。
さらに、 内部電極となる金属層がフィルムの幅方向の一方の端部にフィルムの 長手方向に連続して絶縁溝部を設けて形成されるとともに、 フィルムに放電破壊 が生じた際の電流により、 該放電破壊の周辺の内部電極を放電が生じていない他 の内部電極部分と電気的に絶縁する保安機能をフィルム幅方向に複数個有する内 部電極を形成すると内部電極の膜抵抗が大きくなり誘電損失 t a η δの悪化する ものの、 コンデンサ一の連続使用後の容量変化を最も効率よく抑えることができ るため、 特に耐熱直流回路用コンデンサ一で好ましく用いられる。
絶縁溝部を設ける手法は、 レーザーマージン法、 オイルマージン法等あり、 特 に限定しないが、 簡便なオイルマージン法が好ましく採用される。
本発明において二軸配向されたポリプロピレンフィルムに金属層を形成する場 合のコンデンサーの形式は、 片面に金属層 （マージン入り） を設けた 2枚一対の フィルムを合わせて巻き取り、 それぞれの対となる金属層を 2つの外部取り出し 電極 （リード電極） に短絡しないように接続する形式や、 両面に金属層 （マージ ン入り） を設けたフィルムと金属層を設けない 1枚以上のフィルムを一対にして 合わせて巻き取り、 それぞれの対となる金属層を 2つの取り出し電極 （リード電 極） に短絡しないように接続する方法等が挙げられるが、 特に、 この方法に限定 されることはない。 ここで、 フィルムに設けられた金属層と外部取り出し電極と をメタリコンと呼ばれる溶射金属を介して接続することが好ましく採用される。 さらに本発明において二軸配向されたポリプロピレンフィルムに金属層を隘路 付きで形成する場合のコンデンサーの形式は、 特に限定しないが、 金属層がフィ ルムの片面または両面のいずれの場合においても 2つの対となる金厲層の金属層 が隘路付きであれば、 コンデンサーの連続使用後の容量変化を最小限に抑えるこ とができる。
また本発明のコンデンサーの形式は、 乾式や、 油浸式 （油含浸式） 等が挙げら れ、 目的に応じて採用できるが、 交流回路用コンデンサ一では油含浸タイプが好 ましく用いられる。
油含浸タイプのコンデンサ一に使用される絶緣油としては、 特に限定するもの ではないが、 植物油、 鉱物油、 ワックス等を単独あるいは併用して用いることが できる。 また、 必要に応じ粘度調整剤等を併用することもできる。
本発明の二軸配向されたポリプロピレンフィルムを誘電体として用いたフィル ムコンデンサーの 1 0 5 での交流絶縁破壊強度は単位厚み当たり 2 0 0 V / m以上であることが好ましい。 ポリプロピレンフィルムコンデンサーの定格交流 電圧は通常 4 5〜 5 0 V Z mであり、 安全性を考慮してこの 4倍以上の値が好 ましいからである。 さらに好ましくは 2 1 0 V Z m以上である。 フィルムコン デンサ一の絶縁破壊強度をこの範囲とするためにはコンデンサ一への加工時での シヮゃ傷の発生を避けることなどが有効である。
本発明の二軸配向されたポリプロピレンフィルムを誘電体として用いたフィル ムコンデンサーの 2 5 : (室温） での直流絶縁破壊強度は単位厚み当たり 3 5 0 V Z m以上であることが好ましい。 ポリプロピレンフィルムコンデンサーの定 格直流電圧は通常 6 5〜 7 5 V Z z mであり、 安全性を考慮してこの 4倍以上の 値が好ましいからである。 さらに好ましくは 3 7 0 V Z i m以上である。 フィル ムコンデンサーの絶縁破壊強度をこの範囲とするためにはコンデンサ一への加工 時でのシヮゃ傷の発生を避けることなどが有効である。 本発明の二軸配向されたポリプロピレンフィルムを誘電体として用いたフィル ムコンデンサ一の 1 0 5 t:での単位厚み当たり 6 0 V / m (定格電圧の 1 . 2 〜 1 . 3倍） の交流電圧課電下での寿命は、 コンデンサーが装填された装置の保 証期間の点で 5 0 0時間以上であることが好ましく、 さらに好ましくは 1 0 0 0 時間以上である。 寿命をこの範囲とするためには、 適正な量の酸化防止剤を添加 すること、 コンデンサ一への加工時で 1 0 0で程度の熱処理を行うこと、 シヮゃ 傷の発生を避けること、 エポキシ樹脂包埋ゃ樹脂やオイル含浸の後金属缶内への 封印など （外装） により外気との接触を遮断することなどが有効である。
次に本発明の二軸配向されたポリプロピレンフィルムおよびそれを誘電体とす るコンデンサーの製造方法を以下に説明するが、 必ずしもこれに限定されるもの ではない。
ポリプロピレン原料を押出機に供給し、 加熱溶融し、 濾過フィルターを通した 後、 2 2 0〜3 2 0 の温度でスリッ ト状口金から溶融押出し、 5 0〜8 5 の 温度に保たれたキャスティングドラムに巻き付けて冷却固化せしめ、 未延伸フィ ルムを作る。 この時、 キャスティングドラム温度が高すぎるとフィルムの結晶化 が進行しすぎ後の工程での延伸が困難になったり、 表面粗さが大きくなりすぎる 場合があり、 5 0 未満では表面粗さが小さくなりすぎる場合がある。 また、 キ ヤスト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、 本発明のポリプロピレンフィルムを得る手法としては平面性 が良好でかつ表面粗さの制御が可能なエア一ナイフ法が有効である。 特にフィル ムの表面温度はキャストドラム面と反対の面でドラム表面と空気との冷却効率の 違いから異なる場合があり、 本発明のフィルムに用いる立体規則性の高いポリプ ロピレンでは結晶性が高いことから表面温度の差異がフィルム表面の結晶化度の 差異となって現れ、 平面性や両面の表面粗さの差に大きく影響し、 エア一ナイフ 法の使用時は吹き付けるエアーの温度を制御することも重要である。 本発明のフ イルムを得るためにはエア一ナイフ法に用いる空気の温度を （ （キャス卜ドラム 温度） 一 7 0で） 〜 （ （キャストドラム温度） 一 2 0 : ) に設定することが好ま しい。 次にこの未延伸フィルムを二軸延伸し、 二軸配向せしめる。 まず未延伸フィル ムを 1 2 0〜 1 5 0 °Cに保たれたロールに通して予熱し、 引き続き該シ一トを 1 4 0 t：〜 1 5 0 °C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 2〜 6倍に延伸し、 ただちに室温に冷却する。 本発明の mmmmが 9 9 %以上のポリ プロピレンフィルムは、 予熱温度 1 3 0で以下、 延伸温度 1 4 0 以下では熱量 が不足して延伸ムラを起こしたり破けて製膜できない場合があり、 1 4 O t:を越 える延伸温度を採用することが重要である。
引き続き該延伸フィルムをステンターに導いて、 1 5 5〜 1 6 5 の温度で幅 方向に 5〜 1 5倍に延伸し、 次いで幅方向に 2〜2 0 %の弛緩を与えつつ、 1 5 0〜 1 6 0 °Cの温度で熱固定して巻取る。
その後、 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いワインダ一で巻 取る。
得られたフィルムを真空蒸着装置にセッ卜し、 目的に応じた絶縁溝部を形成す るためグラビアコ一夕一などを用いて、 オイルをフィルムに塗布し、 その後、 目 的に応じた金属を、 所定の膜抵抗に蒸着する。 また、 必要に応じフィルムの幅方 向に連続的に抵抗値がするように櫛状防着板を介して蒸着を行う。 この蒸着フィ ルムをスリッ トし、 コンデンサー素子を作るための 2リール一対の蒸着リールと する。 この後、 素子状に巻回し、 熱プレスして扁平状に成形し、 端部の金属溶射 (メタリコン工程） 、 リード取り出し、 必要に応じて絶縁油を含浸し、 外装を経 てコンデンサ一とする。
本発明における特性値の測定方法、 並びに評価方法は次のとおりである。
( 1 ) アイソ夕クチシティ （アイソ夕クチックインデックス ： 1 1 )
試料を 6 0 " 以下の温度の n —ヘプタンで 2時間抽出し、 ポリプロピレンへの 添加物を除去する。 その後 1 3 0 で 2時間真空乾燥する。 これから重量 W (m g ) の試料をとり、 ソックスレー抽出器に入れ沸騰 n—ヘプタンで 1 2時間抽出 する。 次に、 この試料を取り出しアセトンで十分洗浄した後、 1 3 0 °Cで 6時間 真空乾燥しその後常温まで冷却し、 重量 W ' (m g ) を測定し、 次式で求めた。
I I = (W W) X 1 0 0 ( % ) (2) アイソ夕クチックペンタッ ド分率
試料を o―ジクロロベンゼンに溶解し、 J E OL製： I NM— GX 2 7 0装置を 用い、 共鳴周波数 6 7. 9 3MH zで C—NMRを測定した。 得られたスぺク トルの帰属およびペンタツ ド分率の計算については、 T. H a y a s h i らが行 つた方法 [P o l yme r , 2 9， 1 3 8〜 1 4 3 ( 1 9 8 8) ] に基づき、 メ チル基由来のスペク トルについて、 mmmmmmピークを 2 1. 8 5 5 p pmと して各ピークの帰属を行い、 ピーク面積を求めてメチル基由来全ピーク面積に対 する比率を百分率で表示した。 詳細な測定条件は以下のとおりである。
測定溶媒 ： o—ジクロ口ベンゼン （9 0 w t %) /ベンゼン一 D6
( 1 0 w t %)
試料濃度 1 5〜 2 0 w t %
測定温度 1 2 0〜 1 3 0で
共鳴周波数 6 7. 9 3 MH z
パルス幅 1 0 x s e c (4 5° パルス）
パルス繰り返し時間： 7. 0 9 1 s e c
データ点 ： 3 2 K
積算回数 ： 8 1 6 8
測定モード ： ノィズデカップリング
(3) 中心線平均表面粗さ、 最大粗さ （以下それぞれ、 R a、 R t とする）
J I S - B 0 6 0 1に従って、 触針式表面粗さ計を用いて測定した。 なお、 小 坂研究所 （株） 製、 高精度薄膜段差測定器 （型式： E T - 1 0) を使用し、 触針 径円錐型 0. 5 mR、 荷重 5mg、 カッ トオフは 0. 0 8mmとした。
(4) Adの測定
十枚重ねマイクロメ一夕一法フィルム厚み （d (MMV) (urn) ) は J I S - B 7 5 0 2に準拠し測定した。 なお， 測定力は 7 0 0 ± 1 0 0 g ί、 最小表示 量が 0. 0 0 0 1 mmのマイクロメ一夕一を用い、 フィルムを 1 0枚重ねて測定 した値を 1 0で除して d (MMV) ( πι) とした。 また、 重量法フィルム厚み
(d (WMV) ( m) ) はフィルムを 1 0 c m角に切り出し、 メトラー社製電 子天秤にて測定した重量 W (g) より、 下記式で求めた。 d (WMV) = 1 00 x WZ p
[ここで、 cl (WMV) は重量法フィルム厚み （ πη) 、 Wは 1 0 cm角のフィ ルム重量 （g) 、 pはフィルムの密度 （gZcm3) であり、 pは J I S— K一 7 1 1 2— D法に準じて、 エタノール—水系密度勾 K管で 23土 0. 5°Cで測定 した]
次に求めた d (MMV) と d (WMV) を用いて下記の式により△ d (^m) 算 出した。
△ d = d (MMV) — d (WMV)
(5) 熱収縮率
フィルムを機械方向と幅方向にそれぞれ縦 260 mm、 横 1 0mmにサンプリ ングし、 両端から 30mmのところにマークを入れて、 原寸 （L(, : 200mm) とする。 このサンプルの下端に 3 gの加重をかけ、 1 20 °Cのオーブン中につる し 1 5分間熱処理する。 その後サンプルを取り出し、 マークした長さ （L ,) を 測定し、 次式により熱収縮率を算出し、 機械方向と幅方向の和を熱収縮率とした。
熱収縮率 = [ ( L « - L , ) /Lo] X 1 00 (%)
(6) 灰分
J I S— C一 2 330に準ずる。 初期重量 W(>のニ軸配向ポリプロピレンフィ ルムを、 白金坩堝に入れ、 まずガスバーナーで十分に燃やした後、 7 50〜80 0での電気炉で、 約 1時間処理して完全灰化し、 得られた灰の重量 を測定し、 下式から求めた。
灰分 = (W,/Wo) X I 000000 (p pm)
Wo ：初期重量 （g)
W, ：灰化重量 （g)
(7) 絶縁欠陥試験
J I S— C一 2330に準じ、 十枚重ねマイクロメ一夕一法でのフィルム厚み 7. 5 mのフィルムを下記評価基準で判定した。
〇：絶緣欠陥数が 2個以下
△：絶縁欠陥数が 3〜 5個
X ：絶縁欠陥数が 6個以上 （コンデンサー用フィルムとして使用不可） 本発明において〇および Δを合格とする。
(8) 素子絶縁破壊強度 （交流）
熱風オーブン中 1 05°Cに保持されたコンデンサー素子を、 春日電気 （株） 製 交流高圧安定化電源 （周波数 60H z) に接続し、 200 VZ秒の速度で昇圧し ながら電圧を印加し、 素子が破壊された時の電圧を求め、 1 0素子測定した平均 値を素子絶緣破壊強度とし、 下記評価基準で判定した。
0 : 200 VZ zm以上
△ : 1 5 OVZ^m以上 20 OVZ im未満
X ： 1 50 V/ wm未満
本発明において〇および△を合格とする。
(9) 素子絶緣破壊強度 （直流）
25°Cに保持されたコンデンサー素子を、 春日電気 （株） 製直流高圧安定化電 源に接続し、 200 VZ秒の速度で昇圧しながら電圧を印加し、 素子が破壊され た時の電圧を求め、 10素子測定した平均値を素子絶緣破壊強度とした。
(1 0) 素子ライフテスト
フィルム厚み当たり 60 VZ mの交流電圧 （周波数 60H z) をコンデンサ 一素子に印加し、 10 5 の雰囲気で素子が破壊するまでの時間を測定し、 下記 評価基準で判定した。
0: 500時間以上
△ : 400時間以上 500時間未満
X ： 400時間未満
本発明において〇および△を合格とする。
(1 1) ドデシルベンゼン浸潰後の重量変化率、 寸法変化率
フィルムサンプルを無荷重下、 ドデシルベンゼン中で 1 00°C、 8時間処理後、 室温中で 16時間かけて自然放冷するサイクルを 3回行い、 フィルムの各変化率 を次式により求めた。 ここで寸法変化率はフィルムの長手方向 （MD) と幅方向 (TD) の 2種類を測定した。 なお、 同じサンプルを 5個測定し、 その平均値を 測定値とした。
重量変化率 （％) = ( J '>— J Z J » 1 00 寸法変化率 （％) = (Mo-Mi) /Mo x 100
(ここで J (,と J ,はそれぞれドデシルベンゼンに浸漬前と浸漬後のフィルムサン プルの重量であり、 と M,はそれぞれドデシルベンゼンに浸清前と浸漬後のフ ィルムサンプルの寸法である）
( 1 2) 耐コロナ性評価
フィルム厚み当たり 30 VZ mの交流電圧 （周波数 60H z) をコンデンサ 一素子に 1 05°Cの雰囲気で 500時間印加し、 素子の容量変化率を次式に基づ き求め、 以下のように評価した。
容量変化率 （％) = (C,-Co) ZC" X 1 00
(ここで、 C"は印加前のコンデンサ一素子の容量であり、 C ,は印加後のコンデ ンサー素子の容量である）
〇：容量変化率ぐ 5 % 耐コロナ性良好
Δ： 5 %≤容量変化率≤ 1 0 % 耐コロナ性に問題のないレベル
X ： 1 0<容量変化率 耐コロナ性不良
本発明において〇および△を合格とする。
( 1 3) 耐電流性
高周波定電流電源 （高砂製、 HF S 1 00K - 1 00) を用い、 コンデンサー 素子に 1 00 kHz、 印加電圧 10 Vで 1 0 Aの電流を 3分間流し、 サンプルを シェ一リングプリッジ法で誘電損失 t a η δを測定した。
(14) 絶縁抵抗とセルフヒール性
日本電子機械工業会規格 E I A J R C— 3666 Αに準じコンデンサ一素 子の絶縁抵抗を測定する （ 11^ぉょび1^。） 。 この後、 直流 500 Vをスタート に直流 1 00Vステップで 1分間ずつ電圧を段階的に印加し、 放電破壊個数を放 電音で観測し、 合計 10個の放電破壊が観測されたところで電圧印加を中止する。 放電破壊後の絶縁抵抗を測定し （R) 、 RZR<,の値でセルフヒール性を以下の 基準で判定した。
RZR。 1. 5以上 セルフヒール性◎
R/R« 1以上、 1. 5未満 セルフヒール性〇
R/Ro 0. 8以上、 1未満 セルフヒール性△ R/R 0. 8未満 ：セルフヒール性 X 本発明において◎および〇および△を合格とする。
(1 5) 金属膜抵抗
蒸着されたフィルムサンプルを長手方向に幅 2mm、 長さ 50mmで切り出し， 切り出したものの長手方向の抵抗値を 4点接触法で測定し、 幅および電圧測定端 子間隙で校正した。 幅方向に抵抗値のことなるものは幅方向の全サンプルを測定 し、 最大値および最小値を求めた。
(1 6) 酸素吸収誘導時間
細片に切断されたポリプロピレンフィルム 3 gを 1気圧の酸素雰囲気中に入れ、 1 84T:で加熱する。 経時的に酸素圧力を測定しておき、 この圧力が急激に減少 し始めるまでの時間を酸素吸収誘導時間とした。
(1 7) コンデンサー直流長期課電耐用性
コンデンサ一素子をプラスチックケースに充填剤であるエポキシ樹脂と共に収 納して試料コンデンサーを作成した。 この試料コンデンサーを 85て：の雰囲気温 度中で 200 VZ mの直流電圧を 1 000時間課電し、 課電前後の絶緑欠陥数 の変化を調べた。 本発明を実施例、 比較例に基づいて以下に詳細に説明する。
実施例】
I Iが 99. 1 %、 111111111111が9 9. 7 %、 灰分が 2 1 p p m、 メルトフ口一 レートが 4. 2 gZ 1 0分のポリプロピレン原料に 2， 6—ジ _ t—ブチル— p ークレゾール （BHT) 3000 p m, テロラキス [メチレン一 3 (3， 5— ジ一 t一ブチル一 4ーヒドロキシフエニル） プロピオネート] メタン （Irganoxl 010) 4000 p pmを添加したものを押出機に供給して 280 °Cの温度で溶融 し、 T型口金からシート状に押出成形し、 80 の温度のキャスティングドラム にエア一ナイフ法を使用し、 エア一温度 2 5 にて巻き付けて冷却固化した。 次 いで、 該シ一卜を 1 43 で予熱し、 引き続き 148°C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. 8倍に延伸した。 引き続き該フィルムを ンターに導き、 1 6 It:の温度で幅方向に 1 1倍延伸し、 次いで幅方向に 1 0% の弛緩を与えながら 1 5 0°Cで熱処理を行ない 7. 5 0 mの厚みの二軸配向ポ リプロピレンフィルムを得た。 さらに 3 0 W · m i n/m2の処理強度で大気中 でコロナ放電処理を行った。 得られたフィルムの I 1は9 9. 0 %、 mmmmは 9 9. 6 %であった。 このフィルムを真空蒸着機にセットし、 銅を核付け金属と し、 コロナ処理面に亜鉛 （アルミニウム 8重量％含有） を膜抵抗が 4. 0 Ω/ϋ になるように蒸着した。 このとき、 オイルマージン法によりスリット後に図 1の 如く金属層 1 を幅方向の一方の端部に絶縁溝部 2 (マージン部：幅方向の長さ 1 mm) を設けられるように蒸着を行った。 このフィルムをスリットし、 全幅 3 8 mmの金属化フィルムを得た。 得られたフィルム一対 2リールを用いて素子巻し、 素子の端面に金属溶射し、 ここからリード線を取り出して容量 5 Fのコンデン サー素子を作成した。 得られたポリプロピレンフィルムとコンデンサー素子につ いての評価結果を表 1にまとめた。
比較例 1
1 1が98. 0 %、 mmmmが 9 9. 2 %、 灰分が 2 1 p pm、 メルトフ口一 レートが 3. 1 gZ l 0分のポリプロピレン原料を用い、 キャストドラム温度を 8 5でにした以外は実施例 1と同様の方法でポリプロピレンフィルム （ I Iは 9 7. 8%、 mmmmは 99. 1 %) とコンデンサー素子を得た。 得られたポリプ ロピレンフィルムとコンデンサ一素子についての評価結果を表 1にまとめた。 比較例 2
I Iが 9 9. 8 %、 mmmmが 9 9. 9%、 灰分が 1 2 p pm、 メルトフ口一 レートが 2. 4 1 0分のポリプロピレン原料を用い、 実施例 1と同様の方法 でポリプロピレンフィルムの作製を試みたが、 幅方向の延伸後でフィルム破れが 頻発し、 安定してフィルムを採取することができなかった。 破れずに採取できた フィルムの I Iは 9 9. 7 %、 mmmmは 99. 9 %であった。
比較例 3
I Iが 98. 4 %、 mmmmが 9 8. 9 %、 灰分が 2 1 p p m、 メリレ卜フロー レー卜が 3. 9 gZ l 0分のポリプロピレン原料を用い、 実施例 1と同様の方法 でポリプロピレンフィルム （ I 1は98. 2 %, mmmmは 98. 5 %) とコン デンサ一素子を得た。 得られたポリプロピレンフィルムとコンデンサー素子につ いての評価結果を表 1にまとめた。
比較例 4
実施例 1と同じポリプロピレン原料を用い、 キャストドラム温度を 9 O :にし た以外は実施例 1と同様の方法でポリプロピレンフィルム （ 1 1は9 9. 0 %、 mmmmは 99. 6 %) とコンデンサ一素子を得た。 得られたポリプロピレンフ イルムとコンデンサ一素子についての評価結果を表 1にまとめた。
比較例 5
実施例 1と同じポリプロピレン原料を用い、 キャストドラム温度を 30 にし た以外は実施例 1と同様の方法でポリプロピレンフィルム （ 1 1は99. 0 %> mmmmは 99. 6 % ) とコンデンサ一素子を得た。 得られたポリプロピレンフ イルムとコンデンサー素子についての評価結果を表〗 にまとめた。
実施例 2
実施例 1と同じポリプロピレン原料を用い、 キャストドラム温度を 70でにし た以外は実施例 1と同様の方法でポリプロピレンフィルム （ 1 1は99. 0 %, mmmmは 99. 6 %) とコンデンサ一素子を得た。 得られたポリプロピレンフ イルムとコンデンサー素子についての評価結果を表 1にまとめた。
実施例 3
実施例 1と同じポリプロピレン原料を用い、 キャストドラム温度を 80で、 ェ ァーナイフのエアー温度を 0 にした以外は実施例 1と同様の方法でポリプロピ レンフィルム （ I Iは 99. 0 %、 mmmmは 99, 6 %) とコンデンサ一素子 を得た。 得られたポリプロピレンフィルムとコンデンサ一素子についての評価結 果を表 1にまとめた。
実施例 4
実施例 1と同じポリプロピレン原料を用い、 キャス卜ドラム温度を 7 O ：、 ェ ァーナイフのエアー温度を 50 にした以外は実施例 1と同様の方法でポリプロ ピレンフィルム （ I 1は99. 0 %, mmmmは 99. 6 % ) とコンデンサー素 子を得た。 得られたポリプロピレンフィルムとコンデンサ一素子についての評価 結果を表 1にまとめた。
実施例 5 実施例 1と同じポリプロピレン原料を用い、 エア一ナイフ使用しなかった以外 は実施例 1と同様の方法でポリプロピレンフィルム （ 1 1は99. 0 %、 mmm 111は99. 6 %) とコンデンサー素子を得た。 なお、 製膜時フィルムの幅方向に カールが生じ横延伸時にクリップはずれが時折起こり、 収率が低下した。 得られ たポリプロピレンフィルムとコンデンサ一素子についての評価結果を表 1にまと めた。
実施例 6
実施例 1に用いたポリプロピレン原料と比較例 1に用いたポリプロピレン原料 を 1 ： 2にドライブレンドした原料を用いた以外は実施例 1と同様の方法でポリ プロピレンフィルム （ I Iは 98. 6 %、 mmmn^ 99. 2 %) とコンデンサ 一素子を得た。 得られたポリプロピレンフィルムとコンデンサ一素子についての 評価結果を表 1にまとめた。
【表 1】
実施例 1 比較例 1 比較例 3 比較例 4 比較例 5 実施例 2 実施例 3 実施例 4 実施例 5 実施例
Ra(w m) Vラム iS 0. 1 8 0. 1 8 0 - 1 5 n o 0.005 0. 0 8 0. 1 7 0. 0 9 0. 20 0. 1 非にラム面 0. 30 0. 2 1 0. 20 0. 3 8 0. 0 1 0. 0 8 0 - 1 0 0. 1 4 0. 3 7 0. 1 d(MMV) (wm) 7. 5 0 7. 5 0 7. 5 0 7. 5 0 7. 50 7. 5 0 7. 50 7. 5 0 7. 50 7. 5
(1 (WMV) ( ) 7. 2 2 7. 34 7. 4 3 6. 8 9 7. 50 7. 3 8 7. 09 7. 1 5 7. 0 2 7. 2
Δ d (a m) 0. 3 8 0. 1 6 0. 0 7 0. 6 1 0. 0 0 0. 1 2 0. 4 1 0. 3 5 0. 48 0. 2 熱収縮率 ( ) 2. 2 3. 8 4. 2 1 . 8 2. 7 2. 3 2. 6 2. 4 2. 1 3. 素子絶縁破壊強度 2 1 5 1 3 5 1 2 0 9 5 1 0 5 2 2 5 1 8 0 1 9 0 1 8 5 1 7
(V/ m) 〇 X X X X 〇 Δ Δ Δ Δ 素子ライ フ（時間） 6 80 28 0 2 7 0 1 80 1 6 0 1 3 5 0 5 80 6 20 5 20 4 7
〇 X X X X 〇 〇 〇 〇 △ 絶縁欠陥 △ 〇 〇 X X 〇 Δ 〇 Δ 〇
実施例 7
実施例 1で用いたフィルムを真空蒸着機にセットし、 銅を核付け金属とし、 コ ロナ処理面に亜鉛 （アルミニウムを 8重量％含有） を膜抵抗が 4 . 0 Ω Ζ口にな るように蒸着した。 このとき、 オイルマージン法によりスリッ ト後に図 2の如く 金属層 1がフィルムの幅方向の一方の端部にフィルムの長手方向に連続した絶緣 溝部 2 (マージン部：幅方向の長さ 1 mm) を設けて形成されると共に、 該金属 層 1が絶縁溝部 3 (長手方向の幅 l mm) によりフィルムの長手方向に複数個の 島状に分離されるように長手方向の間隔 3 0 mmごとに設け、 かつフィルムの幅 方向のもう一方の端部の連続した金属層 （幅 l mm) と隘路 4 (長手方向、 幅方 向ともに l mm) により接続されるように蒸着を行った。 このフィルムをスリツ 卜し、 全幅 3 8 mmの金属化フィルムを得た。 得られたフィルムと実施例 1で用 いた金属化フィルムを一対として用いて素子巻し、 素子の端面に金属溶射し、 こ こからリード線を取り出して容量 5 Fのコンデンサ一素子を作成した。 得られ たコンデンサ一素子をクリスタリンワックスで含浸し得られたコンデンサーの評 価結果を表 2にまとめた。
実施例 8
実施例 2の二軸配向ポリプロピレンフィルムを用いた以外は、 実施例 7と同様 に金属化フィルムを作成し、 得られたフィルムと実施例 2で用いた金属化フィル ムを一対として用いて素子巻し、 素子の端面に金属溶射し、 ここからリード線を 取り出して容量 5 Fのコンデンサ一素子を作成した。 得られたコンデンサー素 子をクリスタリンワックスで含浸し得られたコンデンサ一の評価結果を表 2にま とめた。
実施例 9
実施例 3の二軸配向ポリプロピレンフィルムを用いた以外は、 実施例 7と同様 に金属化フィルムを作成し、 得られたフィルムと実施例 3で用いた金属化フィル ムを一対として用いて素子巻し、 素子の端面に金属溶射し、 ここからリード線を 取り出して容量 5 Fのコンデンサ一素子を作成した。 得られたコンデンサ一素 子をクリスタリンワックスで含浸し得られたコンデンサ一の評価結果を表 2にま とめた。 実施例 1 0
実施例 5の二軸配向ポリプロピレンフィルムを用いた以外は、 実施例 7と同様 に金属化フィルムを作成し、 得られたフィルムと実施例 5で用いた金厲化フィル ムを一対として用いて素子巻し、 素子の端面に金属溶射し、 ここからリード線を 取り出して容量 5 μ Fのコンデンサー素子を作成した。 得られたコンデンサー素 子をクリス夕リンワックスで含浸し得られたコンデンサ一の評価結果を表 2にま とめた。
実施例 1 1
実施例 6の二軸配向ポリプロピレンフィルムを用いた以外は、 実施例 7と同様 に金属化フィルムを作成し、 得られたフィルムと実施例 6で用いた金厲化フィル ムを一対として用いて素子巻し、 素子の端面に金属溶射し、 ここからリード線を 取り出して容量 5 Fのコンデンサ一素子を作成した。 得られたコンデンサー素 子をクリスタリンワックスで含浸し得られたコンデンサーの評価結果を表 2にま とめた。
実施例 1 2
実施例 1で用いた金厲化フィルムを一対 2リールとして用いた以外は、 実施例 7と同様にコンデンサーを作成した。 得られたコンデンサーの評価結果を表 2に まとめた。
比較例 6
比較例 1の二軸配向ポリプロピレンフィルムを用いた以外は、 実施例 7と同様 に金属化フィルムを作成し、 得られたフィルムと比較例 1で用いた金属化フィル ムを一対として用いて素子巻し、 素子の端面に金属溶射し、 ここからリード線を 取り出して容量 5 Ζ Fのコンデンサ一素子を作成した。 得られたコンデンサー素 子をクリスタリンワックスで含浸し得られたコンデンサ一の評価結果を表 2にま とめた。
比較例 7
比較例 4の二軸配向ポリプロピレンフィルムを用いた以外は、 実施例 7と同様 に金属化フィルムを作成し、 得られたフィルムと比較例 4で用いた金属化フィル ムを一対として用いて素子巻し、 素子の端面に金属溶射し、 ここからリード線を 取り出して容量 5 a Fのコンデンサ一素子を作成した。 得られたコンデンサ一素 子をクリスタリンワックスで含浸し得られたコンデンサーの評価結果を表 2にま とめた。
実施例 1 3
内部電極としてアルミニウムを膜抵抗が 4 . 0 Ω Ζ口になるように蒸着した以 外は実施例 7と同様にコンデンサー素子を作成した。 得られたコンデンサー素子 をクリスタリンワックスで含浸し得られたコンデンサーの評価結果を表 2にまと めた。
【表 2】 実施例 7 実施例 8 実施例 9 実施例 10 実施例 11 実施例 12 実施例 13 比較例 6 比較例 7 重 ft変化率 （％) 1 1. 5 1 0. 5 1 0. 8 9. 7 1 4. 1 1 0. 5 1 0. 5 1 3. 5 1 0. 5 寸法変化率（MD, ¾) 0. 2 0. 3 0. 7 1. 2 一 0. 1 0. 3 0. 3 1. 5 1. 6 寸法変化率（TD,¾) 一 0. 1 一 0. 2 一 3. 2 0. 3 - 1. 8 一 0. 2 一 0. 2 0. 2 0. 5 耐コロナ性 〇 〇 〇 Δ Δ △ Δ Δ 〇 セルフヒール性 〇 〇 〇 〇 Δ Δ 〇 Δ 〇 素子絶緣破壊強度 2 2 0 2 4 0 2 3 0 2 0 3 1 8 0 2 3 0 2 5 0 1 4 0 1 8 0
(V / um) 〇 〇 〇 〇 厶 〇 〇 X Δ 素子ライフ（時問） 1 0 5 0 1 8 0 0 9 5 0 8 8 0 7 3 0 7 0 0 4 9 0 2 8 0 2 0 0
〇 〇 〇 〇 〇 〇 Δ X X 絶緣欠陥 Δ 〇 Δ 〇 Δ 〇 〇 〇 X
実施例 14
I I力 98. 8 %、 mmmmが 99. 4 %、 灰分が 1 9 p p mのポリプロピレ ンを押出機に供給して樹脂温度 280°Cの温度で溶融し、 T型口金からシー卜状 に押出成形し、 70での温度のキャスティングドラムにエアーナイフ法を使用し、 エアー温度 25°Cにて巻き付けて冷却固化し、 次いで、 該シートを 1 35°Cで予 熱し、 引き続き該シートを 140^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倍に延伸し、 ただちに室温に冷却する。 引き続き該フィルムをテン ターに導き、 1 70 の温度に予熱し、 引き続き 1 6 5での温度で幅方向に 1 0 倍延伸し、 次いで幅方向に 8 %の弛緩を与え、 30W * m i nZm で大気中で コロナ放電処理を行った。 得られたフィルムの灰分および mmmmは、 原料のそ れらの値と差がなかった。 このフィルムを真空蒸着機にセットし、 銅を核付け金 属とし、 コロナ処理面に亜鉛を膜抵抗が 4. 0 Ω /口になるように図 1の如く金 厲層 1を幅方向の一方の端部に絶縁溝部 2 (マージン部：幅方向の長さ 1 mm) を設けられるように蒸着を行った。 このフィルムをスリッ トし、 全幅 38mmの 金属化フィルムを得た。
得られたフィルム一対 2リールを用いて素子巻し、 素子の端面に金属溶射し、 ここからリード線を取り出して容量 5 Fのコンデンサー素子を作成した。 得ら れたフィルムおよびコンデンサー素子の各種特性は表 3に記載の通りであり、 フ イルム耐絶縁破壊特性に優れたものであった。 また、 コンデンサ一素子の耐絶縁 破壊特性および大電流印加後の誘電正接 t a n (5も良好であり、 セルフヒール性 は△の判定であった。
実施例 1 5〜 1 7、 比較例 8〜 1 1
表 3に記載のごとく、 実施例 14と同様にして、 各種条件を変更した二軸配向 フィルムおよびコンデンサー特性は表 3記載の通りであった。
表中の略号は、 次のものを示す。
BDV ：絶緣破壊電圧
DC ：直流 【表 3】
Figure imgf000036_0001
実施例 1 5〜1 7は、 いずれも本発明の範囲内のものであり、 得られた二軸配 向ポリプロピレンフィルムは、 耐電圧性良好であり、 該フィルムから得られるコ ンデンサ一の耐電圧性に優れ、 大電流印加後の誘電損失 t a n δも良好なもので あり、 セルフヒール性は△の判定であった。
一方、 比較例 8〜 1 0は mmmmが本発明の範囲外であり、 得られた二軸配向 ポリプロピレンフィルムの絶縁破壊電圧が小さく、 該フィルムからなるコンデン サ一の耐絶縁破壊特性に劣ったものとなった。 また熱収縮率も大きく、 耐熱性に も劣ったものとなった。
比較例 1 1は、 mmmmは、 範囲内であるが灰分が本発明の範囲外であり、 耐 絶縁破壊特性および大電流印加後の誘電損失 t a n δが劣ったものとなった。 実施例 1 8〜 2 0
実施例 1 4と同じ二軸配向ポリプロピレンフィルムを用い、 蒸着の際櫛形の防 着板を蒸発源と基材フィルムの間に挿入し、 フィルム幅方向に 2 . 5 Ω /口から 8 Ω Ζ口に連続的に膜抵抗が変化し、 8 Ω Ζ口の電極金属側にマージンを設けた 構成としたものを左右対称な 2対とし、 実施例 1 4と同様の方法でコンデンサ一 素子とした （実施例 1 8 ) 。
膜抵抗をフィルム幅方向に 1 2 口一定としたものを実施例 1 9、 膜抵抗を 1 . 5 Ω Ζロー定としたものを実施例 2 0とした。 結果を表 4に示す。
実施例 2 1
蒸着に用いた金属をアルミニウムにした以外は実施例 1 8と同様の方法でコン デンサ一素子とした。 結果を表 4に示す。
【表 4】
1 I mmmin 灰分 Ra d (MMV) 膜坻抗最大 膜抵抗最小 素子 BDV 大電流通電後 セルフヒ
(%) (%) (ppm) ( m) (w m) (Ω/Π) (Ω/ϋ) DC (V/ u m) の lan 6 (¾) ール性 yラム面/
非ト'ラム面 実施例 18 98.8 99. Γ, 19 0.08/0.08 5.0 8 2. 5 380 0.02 〇 実施例 19 98.8 99. !9 0.08/0.08 5.0 1 2 1 2 385 0.08 〇 実施例 20 98.8 99.5 19 0.08/0.08 5.0 1. 5 1. 5 380 0.01 X 実施例 21 98.8 99. Π 19 0.08/0.08 5.0 8 2. 5 380 0.01 ◎
いずれのコンデンサ一素子も優れた耐電圧性を示し、 特に、 実施例 1 8のもの は大電流通電後の誘電正接 t a n <5もセルフヒール性も優れたものとなり、 高周 波回路用コンデンサ一として極めて優れたものとなった。 実施例 1 9のものは膜 抵抗が大きく、 実施例 1 8に比べると、 大電流通電後の誘電正接 t a n dがやや 高いものとなった。 実施例 2 0のものは、 膜抵抗が低く、 実施例 1 8に比べると セルフヒール性がやや劣ったものとなった。 実施例 2 1のものは実施例 1 8に比 ベセルフヒール性が更に良好であり、 高周波回路用コンデンサ一として最も優れ たものとなった。
実施例 2 2
実施例 2で用いたポリプロピレン原料を用い、 実施例 1 と同様にして厚み 5 . 0 mの二軸配向ポリプロピレンフィルムを得た。 得られたフィルムを真空蒸着 機にセッ 卜し、 コロナ処理面にアルミニウムを膜抵抗が 8 Ω /口になるように図 1の如く金属層 1を幅方向の一方の端部に絶縁溝部 2 (マージン部：幅方向の長 さ 2 . 5 mm ) を設けられるように蒸着を行った。 この金属化フィルムをスリツ 卜し、 全幅 1 0 0 mmの金属化フィルムを得た。
得られた金属化フィルム一対 2リールを用いて素子巻し、 素子の端面に金属溶 射し、 ここからリード線を取り出してコンデンサー素子を作成した。 得られたコ ンデンサー素子をプラスチックケースに充填剤であるエポキシ樹脂と伴に封入し コンデンサ一を 1 0個作製した。 コンデンサ一の静電容量は 6 0 n Fであった。 このコンデンサ一を 8 5 °Cの雰囲気温度中で 1 0 0 0 Vの直流電圧で 1 0 0時 間課電し、 絶縁破壊を発生させたコンデンサ一の個数を数えた。
また前述の試験で破壊しなかったコンデンサ一を巻きほぐして得た金属化ポリ プロピレンフィルムの絶縁欠陥数 （ I F ) と課電していない金属化ポリプロピレ ンフィルムの絶緣欠陥数 （ I F <> ) を各々測定し、 課電後の絶縁欠陥数の増加状 況を調べた。 なお、 絶縁欠陥は試験用の電極としての金属化フィルムと銅製平板 間に試料である金属化ポリプロピレンフィルムを挟み、 1 . 2 5 k Vの直流電圧 を 1分間課電して生じる破壊個数 （欠陥個数） をカウン卜した。 試料面積は 0 . 2 m 2とした。
得られたフィルム （得られたフィルムの灰分および mmmmは、 原料のそれら の値と差がなかった） およびコンデンサーの各種特性は表 5に記載の通りである。 実施例 2 3
実施例 2で用いたボリプロピレン原料のうち酸化防止剤としてテ卜ラキス [メ チレン一 3 ( 3 , 5—ジー t —ブチル—4—ヒドロキシフエニル） プロビオネ一 ト] メタンの含有量を 1 0 0 0 p p mにした以外は実施例 2 2と同様にしてコン デンサ一を作製した。
得られたフィルム （得られたフィルムの灰分および mmmmは、 原料のそれら の値と差がなかった） およびコンデンサ一の各種特性は表 5に記載の通りである。 実施例 2 4
実施例 2で用いたポリプロピレン原料のうち酸化防止剤としてテトラキス [メ チレン一 3 ( 3 , 5—ジー tーブチルー 4—ヒドロキシフエニル） プロピオネー ト] メタンの含有量を 3 0 0 0 p p mにした以外は実施例 2 2と同様にしてコン デンサ一を作製した。
得られたフィルム （得られたフィルムの灰分および mmmmは、 原料のそれら の値と差がなかった） およびコンデンサーの各種特性は表 5に記載の通りである。 実施例 2 5
テトラキス [メチレン一 3 ( 3， 5—ジ一 t —ブチル— 4—ヒドロキシフエ二 ル） プロピオネート] メタンの代わりに 1， 3， 5 —卜リメチルー 2 , 4， 6— トリス （ 3， 5 —ジー t —ブチル— 4ーヒドロキシベンジル） ベンゼンを 3 0 0 0 p p m添加した以外は実施例 2 2と同様にしてコンデンサーを作製した。
得られたフィルム （得られたフィルムの灰分および mmmmは、 原料のそれら の値と差がなかった） およびコンデンサーの各種特性は表 5に記載の通りである。 実施例 2 6
実施例 2 5で用いた二軸配向ポリプロピレンフィルムを真空蒸着機にセッ卜し、 コロナ処理面にアルミニウムを膜抵抗が 8 Ωノロになるように蒸着した。 このと き、 オイルマージン法によりスリッ ト後に図 3の如く金属層 1がフィルムの幅方 向の一方の端部にフィルムの長手方向に連続した絶緣溝部 2 (マージン部：幅方 向の長さ 2 . 5 mm) を設けて形成されると伴に、 該金厲層 1が長さ 2 0 mmで 幅方向に対する傾斜角度 4 5 ° で断続的な絶緣溝部 3 (幅 l mm) によりフィル ムの幅方向に複数個の保安機能である隘路 4が形成するように設け、 かつ保安機 能部である隘路 4の幅が 1 mmになるように蒸着を行った。 この金属化フィルム をスリッ トし、 全幅 1 0 0 mmの金属化フィルムを得た。
得られた金属化フィルム一対 2リ一ルを用いて素子巻し、 素子の端面に金属溶 射し、 ここからリード線を取り出してコンデンサ一素子を作成した。 得られたコ ンデンサ一素子をプラスチックケースに充填剤であるエポキシ樹脂と伴に封入し コンデンサ一を 1 0個作製した。 コンデンサ一の静電容量は 6 0 Fであった。 得られた金属化フィルムおよびコンデンサ一の各種特性は表 5に記載の通りで ある。
比較例 1 2
比較例 3のポリプロピレン原料を用いた以外は実施例 2 2と同様にしてコンデ ンサーを作製した。
得られたフィルム （得られたフィルムの灰分および mmmmは、 原料のそれら の値と差がなかった） およびコンデンサーの各種特性は表 5に記載の通りである。
【表 5】
I I m誦 m Ra d(MMV) 酸素吸収誘導 I R I R , 絶緣破壊の I F I F
(%) (%) (M m) m) 時間 (Ω F) I 個数
ドラム面/ (分） (個 /10個)
3F卜 フム IB
実施例 22 99. 1 99.7 0.08/0.08 5.0 1 2 0 280.000 230 1 2 1 7 2 3 4 実施例 23 99.1 99.7 0. 10/0. 10 5.0 1 5 350, 000 5800 6 0 2 2 8 実施例 24 99. 1 99.7 0.09/0.09 5.0 8 0 320.000 900 3 5 5 1 0 2 実施例 25 99. 1 99.7 0.08/0.08 5.0 4 0 260.000 7500 3 5 1 0 0 実施例 26 99. 1 99. 7 0.08/0.08 5.0 4 0 260, 000 7500 3 5 0 0 0 比較例 12 98.4 98.9 0. 15/0.20 5.0 7 0 120, 000 80 1 5 0 0 9 1 0 多発の ため湖 定不可
産業上の利用可能性
本発明によれば、 耐熱性および耐絶縁破壊特性に優れ、 絶縁欠陥の少なく、 絶 縁油に浸清したときのフィルム層間への絶縁油の浸透性と耐膨潤性に優れた二軸 配向ポリプロピレンフィルム、 およびこのポリプロピレンフィルムを誘電体とし て用いた耐熱性、 耐絶縁破壊特性、 耐コロナ性、 長期耐熱耐用性、 耐電流性に優 れたコンデンサ一を得ることができる。

Claims

請求の範囲
1. 二軸配向したポリプロピレンフィルムであって、 該フィルムのアイソ夕クチ シティが 98〜99. 5%、 ァイソタクチックペンタッ ド分率が 99 %以上であ り、 灰分が 3 O p pm以下で、 且つ、 両面の中心線平均表面粗さが、 いずれも 0. 0 1〜 0. 4 mであることを特徴とするポリプロピレンフィルム。
2. 下記式で定義されるフィルム厚みの測定方法による差 （Acl) が 0. 0 1〜 0. 5 //inであることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のポリプロピレンフ ィルム。
Ad = d (MM V) - d (WMV)
[ここで d (M V) は 1 0枚重ねマイクロメ一夕一法フィルム厚み （ m) で あり、 d (WMV) は重量法フィルム厚み （ m) である]
3. 請求の範囲第 1または第 2項のいずれか 1項に記載のポリプロピレンフィル ムを誘電体として用いたことを特徴とするコンデンサ一。
4. フィルム表面の少なくとも片面に内部電極として金属層を設けたことを特徴 とする請求の範囲第 1または第 2項のいずれか 1項に記載のポリプロピレンフィ ルムを誘電体として用いたコンデンサ一。
5. 金属層の抵抗値が 2 口〜 1 0 ΩΖ口であることを特徴とする請求の範囲 第 4項に記載のポリプロピレンフィルムを誘電体として用いたコンデンサ一。
6. 金属層を構成する主たる金属がアルミニウムまたは亜鉛であることを特徴と する請求の範囲第 4項または第 5項に記載のポリプロピレンフィルムを誘電体と して用いたコンデンサー。
7. フィルム層間が絶縁油で含浸されてなることを特徴とする請求の範囲第 4〜 6項のいずれか 1項に記載の耐熱交流回路用コンデンサー。
8. ドデシルベンゼンに浸潰したときの重量変化率が 5〜 1 2 %であるポリプロ ピレンフィルムを誘電体として用いた請求の範囲第 7項に記載の耐熱交流回路用 コンデンサー。
9. 内部電極である金厲層を構成する主たる金属が亜鉛であることを特徴とする 請求の範囲第 7項または第 8項に記載の耐熱交流回路用コ
10. 内部電極となる金厲層がフィルムの幅方向の一方の端部にフィルムの長手 方向に連続して絶緣溝部を設けて形成されると共に、 フィルムに放電破壊が生じ た際の電流により、 該放電破壊の周辺の内部電極を放電が生じていない他の内部 電極部分と電気的に絶縁する保安機能を有する内部電極を形成した請求の範囲第
7〜 9項のいずれか 1項に記載の耐熱交流回路用コンデンサー。
1 1. 内部電極となる金属層がフィルムの幅方向の一方の端部にフィルムの長手 方向に連続して絶縁溝部を設けて形成されると共に、 フィルムに放電破壊が生じ た際の電流により、 該放電破壊の周辺の内部電極を放電が生じていない他の内部 電極部分と電気的に絶緣する保安機能が絶縁溝部によりフィルムの長手方向に複 数個の島状に分離され、 かつフィルムの幅方向のもう一方の端部の連続した金属 層と隘路により接続することによって形成されたことを特徴とする請求の範囲第 1 0項に記載のポリプロピレンフィルムを誘電体として用いた耐熱交流回路用コ
12. 1 00 kHz、 1 OA, 3分間通電後の誘電正接 t a n (5が 0. 05 %以 下であることを特徴とする請求の範囲第 4〜 6項のいずれか 1項に記載のポリプ 口ピレンフィルムを誘電体として用いた高周波回路用コンデンサ一。
1 3. 金属層の抵抗値が最小 2 ΩΖ口〜最大 1 0 ΩΖ口の範囲でフィルム幅方向 に連続的に変化することを特徴とする請求の範囲第 1 2項に記載の高周波回路用 コンデンサー。
14. 酸素吸収誘導時間が 20分以上、 20°Cにおける絶縁抵抗 I R,が 1. 5 X 1 05Ω F以上であり、 1 00 における絶縁抵抗を I R2としたとき I R ,Z I R 2が 700以下であることを特徴とする請求の範囲第 1または第 2項のいず れか 1項に記載のポリプロピレンフィルム。
15. 酸化防止剤として 1 , 3， 5—トリメチルー 2, 4, 6—卜リス （3， 5 —ジー t—ブチル— 4ーヒドロキシベンジル） ベンゼンまたはテトラキス [メチ レン一 3 (3, 5—ジ一 t—ブチルー 4ーヒドロキシフエニル） プロピオネート] メタンを単独で使用、 または併用し、 その含有量が 0. 05w t %以上0. 35 w t %以下であることを特徴とする請求の範囲第 14項に記載のポリプロピレン フィルム。
1 6 . フィルム表面の少なくとも片面に内部電極として金属層を設けたことを特 徴とする請求の範囲第 1 4項または第 1 5項に記載のポリプロピレンフィルムを 誘電体として用いた耐熱直流回路用コンデンサー。
1 7 . 金属層の抵抗値が 2 Ωノロ〜 1 0 Ω Ζ口であることを特徴とする請求の範 囲第 1 6項に記載のポリプロピレンフィルムを誘電体として用いた耐熱直流回路 用コンデンサー。
1 8 . 内部電極である金属層を構成する主たる金属がアルミニウムまたは亜鉛で あることを特徴とする請求の範囲第 1 6項または第 1 7項に記載のポリプロピレ ンフィルムを誘電体として用いた耐熱直流回路用コンデンサー。
1 9 . 内部電極となる金属層がフィルムの幅方向の一方の端部にフィルムの長手 方向に連続して絶縁溝部を設けて形成されると共に、 フィルムに放電破壊が生じ た際の電流により、 該放電破壊の周辺の内部電極を放電が生じていない他の内部 電極部分と電気的に絶緣する保安機能を有する内部電極を形成した請求の範囲第 1 6〜 1 8項のいずれか 1項に記載のポリプロピレンフィルムを誘電体として用 いた耐熱直流回路用コンデンサ一。
2 0 . 内部電極となる金属層がフィルムの幅方向の一方の端部にフィルムの長手 方向に連続して絶緣溝部を設けて形成されるとともに、 フィルムに放電破壊が生 じた際の電流により、 該放電破壊の周辺の内部電極を放電が生じていない他の内 部電極部分と電気的に絶縁する保安機能をフィルム幅方向に複数個有する内部電 極を形成した請求の範囲第 1 9項に記載のポリプロピレンフィルムを誘電体とし て用いた耐熱直流回路用コ
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