双轴取向聚丙烯薄膜和使用它的电容器制造技术

本发明专利技术涉及双轴取向聚丙烯薄膜及使用它的电容器。本发明专利技术的双轴取向聚丙烯薄膜是等规度为９８－９９．５％、等规五单元分率大于９９％、１２０℃下的机械方向和宽度方向的热收缩率之和为１－４％的双轴取向聚丙烯薄膜，或者是薄膜的灰分和内部雾度的积为１０ｐｐｍ％以下、等规五单元分率大于９９％的双轴取向聚丙烯薄膜。通过采取以上的构成，本发明专利技术的双轴取向聚丙烯薄膜在高温下的耐绝缘破坏特性优良。并且本发明专利技术的电容器在比过去的聚丙烯薄膜电容器最高使用温度８５℃最高提高２０℃的使用温度下，可长期稳定地使用。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及双轴取向聚丙烯薄膜，特别是涉及耐热性和耐绝缘破坏特性优良的双轴取向聚丙烯薄膜，以及用其作为电介质的耐热性、耐绝缘破坏特性优良的电容器。双轴取向聚丙烯薄膜，用于透明性、光泽性等光学特性优良并具有阻挡水蒸汽的性能和优良的电气特性等，所以在包装用途、电容器用途等广阔范围内被使用。双轴取向聚丙烯薄膜是作为薄膜电容器的电介质的有代表性的原料之一，但与另一种有代表性的原料聚酯薄膜相比较其耐热性低，因此作为电容器的最高使用温度被限制在85℃。其原因是由于使用温度处于高温时，因薄膜的非晶态部份和异物的影响等，使本来是聚丙烯薄膜特长的绝缘破坏强度急剧降低，特别是有时不能耐受长时间使用。可是，伴随电气装置的小型化，元件的密集化和高温化的进展，强烈要求使过去的聚丙烯薄膜电容器的最高使比用温度更加提高。因此，必须在此过去的聚丙烯薄膜电容器的最高使用温度85℃更高的温度下还能长期维持其性能。因此，力求(1)经过短时间急速加热造成的机械变形即热收缩率适度地小，(2)高温时的薄膜电气特性优良，和(3)电气特性在高温下随时间而降低较小。作为(1)的理由是因为在电容器元件制成时，一般是在聚丙烯薄膜与电极重叠进行卷绕的阶段于一定温度下进行热处理，赋予适度的热收缩，使之产生卷边，籍此保持一定形态和将薄膜层间的空气压出，当热收缩过大时，因元件变形发生电容器容量降低和元件破坏。另外，热收缩率过小时卷边不充分，在长期高温使用下有因电介质正接上升发生元件破坏的情况。针对上述问题，在特开平6-236709号公报中揭示了因灰分低、沸腾正庚烷可溶组分为1-10％(重量)而加工性优良、由室温到80℃的电绝缘性优良的高分子绝缘材料，并指明沸腾正庚烷不溶部份的等规五单元分率在90％以上为佳。另外，在特开平7-25946号公报中，同样揭示了沸腾庚烷不溶组份为80％(重量)以上，特佳为96％(重量)以上，该沸腾庚烷不溶成份的等规五单元分率处于0.970～0.995范围内的丙烯聚合物和使用它的成形体。但是，正如在这些文献中所揭示的那样，单独使用沸腾正庚烷不溶组份的等规五单元分率高的双轴取向聚丙烯薄膜，在本专利技术目标值即超过85℃的高温下的耐绝缘破坏特性和将该薄膜用作电介质的电容器元件的长期耐热性是不能令人满意的。也就是说，按照上述现有技术的立规性高的双轴取向聚丙烯薄膜，虽然其沸腾正庚烷不溶部份的等规五单元分率大致是高的，可是正庚烷可溶组份的等规五单元分率则是低的，因此作为薄膜的等规五单元分率结果是低的，其立规性是不充份的。另外，等规度极高的所谓高结晶性的双轴取向聚丙烯薄膜，因立规性不充份的缘故，制膜性能极差，不能将其确立作为制造耐热性和耐绝缘破坏特性优良的双轴取向聚丙烯薄膜的工业上有效的技术。作为消除这一缺点的技术，特公平4-28727号公报中揭示了一种成形性优良的结晶性聚丙烯薄膜，它的等规五单元分率在0.960-0.990的范围内，并且沸腾正庚烷和用沸腾正庚烷逐次抽提的被抽提物的全量规定为3.0-6.0％。但是，等规五单元分率不充份，在高温下的耐绝缘破坏特性不能令人满意。另外，在特开平5-217799号公报中，揭示了一种蒸镀薄膜电容器，它使用了在具有特定热变形温度和杨氏模量的、结晶化度高的、立规性良好的高刚性聚丙烯薄膜上蒸镀金属的高刚性蒸镀金属薄膜。但其立规性最高为90％，在高温下的绝缘破坏特性不能令人满意。再有，特开平7-50224号公报中揭示了一种在120℃下热收缩率沿长度方向为4.0％以下、沿宽度方向为0.8％以下的金属化聚丙烯薄膜。但薄膜的等规度和立规性还是象过去的那样，与今后的高要求相对应的，作为本专利技术目标的高温下的耐绝缘破坏特性未必认为是充份的。本专利技术的目的在于，提供一种耐热性和高温下的长期耐绝缘破坏特性优良的双轴取向聚丙烯薄膜，并且提供一种使用该双轴取向聚丙烯薄膜作为电介质的耐热性和高温下的长期耐绝缘破坏特性优良的电容器。为此目的，采用高度控制聚丙烯薄膜的等规度和立规性的方法，使等规度极高的聚丙烯薄膜的制膜成为可能，另外，通过采用适宜的制膜条件，使双轴取向聚丙烯薄膜的热收缩率适宜化，使用过去的技术不能达成和得到的作为聚丙烯薄膜的特长的耐绝缘破坏特性更加提高，并且可得到抑制高温下该特性降低和高温下长期劣化的电容器。也就是说，本专利技术涉及等规度为98-99.5％、等规五单元分率超过99％、120℃下的机械方向和宽度方向的热收缩率之和为1-4％的双轴取向聚丙烯薄膜及用其作为电介质的电容器。本专利技术还涉及等规五单元分率超过99％、具有下式特性的双轴取向聚丙烯薄膜和用其作为电介质的电容器Ash·H≤10(ppm·％)式中Ash表示薄膜的灰分，H表示内部雾度。本专利技术的双轴取向聚丙烯薄膜，是主要由聚丙烯构成的双轴取向薄膜，但也可在不阻碍本专利技术目的的范围内含有由其它不饱和烃构成的共聚成份等。这样的共聚成份例如可举出乙烯、1-丁烯、1-戊烯、3-甲基戊烯-1，3-甲基丁烯-1，1-己烯、4-甲基戊烯-1，5-乙基己烯-1，1-辛烯、1-癸烯、1-十二碳烯、乙烯基环己烯、苯乙烯、烯丙基苯、环戊烯、降冰片烯、5-甲基-2-降冰片烯等。共聚量由耐绝缘破坏特性、耐热性的观点出发优选不足1％。在本专利技术中，双轴取向聚丙烯薄膜的等规度由制膜性的角度出发为99.5％以下。此处的所谓等规度，按照用沸腾正庚烷抽提薄膜时，不溶组份的重量与抽提前薄膜重量的比例定义。等规度过高时，在象特开平6-236709号公报所述那样制造双轴拉伸薄膜之际，拉伸性差，制膜变得十分困难。另外，从耐热性、耐绝缘破坏特性的角度考虑，等规度为98％以上。为了获得良好的制膜性和耐热性、耐绝缘破坏特性，优选的等规度为98.5-99.5％，更佳为98.7-99.3％。为制成具有这样的等规度的双轴取向聚丙烯薄膜，可以采用选择原料聚丙烯树脂的易溶于沸腾正庚烷的低分子量成份和立规性低的所谓无规的部份的比例适度低的方法。在本专利技术中，双轴取向聚丙烯薄膜的立规性，可通过用13C-NMR测定的甲基吸收峰值的五单元分量进行评价。聚丙烯分子链中的5个重复单元(五单元)的立体配位，一般有mmmm、mmmr、rmmr、··、rrrr、mrrr、mrrm。其中，m表示内消旋(meso)的立体配位，r表示外消旋(rasemo)的立体配位。双轴取向聚丙烯薄膜的五单元分率，例如可按照T.Hayashi等的报告[Polymer，29，138～143(1988)]等文献中所叙述的那样，由13C-NMR求出具有上述各立体配位的部份的比率。在这些当中，相对于全甲基的吸收强度的mmmm的立体配位的比例、即等规五单元分率(以下有时简称为mmmm)定义为m(mmmm)m、m(mmmm)r、r(mmmm)r三个五单元分率之和。本专利技术的双轴取向聚丙烯薄膜的等规五单元分率mmmm超过99％。这样的薄膜由以下这样的聚丙烯构成该聚丙烯是由具有极长的等规部份的分子构成，因此可赋予薄膜高结晶性、高耐热性、高耐绝缘破坏特性。本专利技术的双轴取向聚丙烯薄膜的mmmm，从高耐热性、高耐绝缘破坏特性的角度考虑，较佳为99.1％以上，更佳为99.2％以上，再佳为99.3％以上。为了赋予这样的立规性，高度控制原料聚丙烯树脂的立规性是有效的。作为制成这样的原料的方法，本文档来自技高网...

【技术保护点】
双轴取向聚丙烯薄膜，其特征在于，等规度为９８－９９．５％，等规五单元分率大于９９％，１２０℃下的机械方向和宽度方向的热收缩率之和为１－４％。

【技术特征摘要】
JP 1995-11-29 310944/951.双轴取向聚丙烯薄膜，其特征在于，等规度为98-99.5％，等规五单元分率大于99％，120℃下的机械方向和宽度方向的热收缩率之和为1-4％。2.双轴取向聚丙烯薄膜，其特征在于，等规度为98.5-99.5％，等规五单元分率大于99％，120℃下的机械方向和宽度方向的热收缩率之和为1.5-3.5％。3.权利要求1或2所述的双轴取向聚丙烯薄膜，其特征在于，薄膜的灰分为30ppm以下，薄膜的灰分与内部雾度(％)的积为10ppm％以下，并且薄膜的结晶度为72-78％。4.双轴取向聚丙烯薄膜，其特征在于，具有下式的特性，等规五单元分率大于99％Ash·H≤10(ppm·％)式中，Ash表示薄膜的灰分，H表示内部雾度。5.权利要求4所述的双轴取向聚丙烯薄膜，其特征在于，等规度为98.5--99.5％，120℃下的机械方向和宽度方向的热收缩率之和为1-4％。6.权利要求1-5中任一项所述的双轴取向聚丙烯薄膜，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：平野巧，永井逸夫，田中茂，朝仓正芳，
申请(专利权)人：东丽株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]