説明

フィルムコンデンサ用ポリプロピレンフィルムの製造方法

【課題】フィルムの絶縁破壊電圧が高く、熱収縮率が小さいフィルムコンデンサ用ポリプロピレンフィルムを製造するための方法の提供を目的としている。
【解決手段】本発明のフィルムコンデンサ用ポリプロピレンフィルムの製造方法(1)ASTM D1238に準拠して、230℃、2.16kg荷重にて測定したメルトフローレート(MFR)が、1〜10g/10分の範囲にあり、(2)13C−NMRを用いて測定したペンタッドアイソタクティック分率(mmmm分率)が、94%以上であり、(3)空気中で完全に燃焼させて得られる灰分量が、30ppm以下であり、(4)イオンクロマトグラフ法により測定した塩素量が、10ppm以下であるプロピレン単独重合体を製造する工程(I)と、次いで、当該プロピレン単独重合体からシートを製造する工程(II)と、次いで、当該シートから延伸フィルムを製造する工程(III)とを含むフィルムコンデンサ用ポリプロピレンフィルムの製造方法であって、工程(I)で得られるプロピレン単独重合体、工程(II)で得られるシートまたは工程(III)で得られる延伸フィルムのいずれかに、吸収線量0.1〜500kGyで電子線照射する工程を含むことを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、フィルムコンデンサ用ポリプロピレンフィルムの製造方法に関する。
詳しくは、絶縁破壊電圧が高く、熱収縮率が小さいフィルムコンデンサ用ポリプロピレンフィルムの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ポリプロピレンは、優れた延伸特性と絶縁性、耐電圧性を有することから、フィルムコンデンサ用のフィルムとして広く使用されている。フィルムコンデンサは、主に自動車分野や家電分野などで需要が高まっており、さらなる小型化の要求があるため、用いられるフィルムに対して、さらなる絶縁破壊電圧の向上が要望されている。
【0003】
フィルムコンデンサ用のフィルムとしては、たとえば、高立体規則性ポリプロピレンを主体とした組成物からなるフィルム(特許文献1)、ポリプロピレン中に含まれる灰分が40重量ppm以下、塩素が2重量ppm以下である高分子絶縁材料(特許文献2)、アルミニウム残留含有量25ppm未満およびホウ素残留含有量25ppm未満を有するプロピレンポリマーからなるフィルム(特許文献3)、マスターバッチとして長鎖分岐を有するポリプロピレンを高立体規則性ポリプロピレンに添加し、二軸延伸して得られるフィルム(特許文献4)が開示されている。
【0004】
しかしながら、ポリプロピレンの立体規則性の向上や、ポリプロピレン中の不純物の低減、あるいは特定のポリプロピレンを添加しただけでは、十分な絶縁破壊電圧を有するフィルムを得ることはできず、市場の要求を満足するコンデンサを得ることはできていない。
【0005】
また、特許文献5では、コンデンサの素子作成時の熱処理時に発生し、コンデンサの寿命に著しく悪影響を及ぼす“しわ”を抑制してコンデンサの性能(破壊耐電圧)を保持するために、二軸延伸したポリプロピレン系フィルムに、紫外線または電子線を照射し、フィルムの長手方向の熱収縮率を特定の範囲に規定したフィルムコンデンサ用のフィルムが開示されている。
【0006】
しかしながら、実施例で用いられているポリプロピレンは、立体規則性が91%程度のものであるため、かかる立体規則性が91%程度のものを用いた場合は、この方法を用いて“しわ”を抑制しても十分な絶縁破壊電圧を有するフィルムコンデンサを得ることはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開昭61−110906号公報
【特許文献2】特開平6−236709号公報
【特許文献3】特表2009−500479号公報
【特許文献4】特開2006−93688号公報
【特許文献5】特開昭54−109160号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は、上記のような従来技術に伴う問題を解決しようとするものであって、フィルムの絶縁破壊電圧(以下、BDV;Brake Down Voltageとも称す)が高く、熱収縮率が小さいフィルムコンデンサ用ポリプロピレンフィルムを製造するための方法の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明者らは、上記問題点を解決すべく鋭意研究した結果、特定のプロピレン単独重合体(たとえば、粉末、顆粒またはペレット)を製造する工程(I)と、当該プロピレン単独重合体からシートを製造する工程(II)と、当該シートから延伸フィルムを製造する工程(III)を含み、工程(I)で得られるプロピレン単独重合体、工程(II)で得られるシートまたは工程(III)で得られる延伸フィルムのいずれかに、吸収線量0.1〜500kGyで電子線照射する工程を含むフィルムコンデンサ用ポリプロピレンフィルムの製造方法を用いることにより、絶縁破壊電圧が高く、熱収縮率が小さいフィルムコンデンサ用ポリプロピレンフィルムを製造できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0010】
すなわち、本発明には、以下の事項が含まれる。
本発明のフィルムコンデンサ用ポリプロピレンフィルムの製造方法は、(1)ASTM D1238に準拠して、230℃、2.16kg荷重にて測定したメルトフローレート(MFR)が、1〜10g/10分の範囲にあり、(2)13C−NMRを用いて測定したペンタッドアイソタクティック分率(mmmm分率)が、94%以上であり、(3)空気中で完全に燃焼させて得られる灰分量が、30ppm以下であり、(4)イオンクロマトグラフ法により測定した塩素量が、10ppm以下であるプロピレン単独重合体を製造する工程(I)と、次いで、当該プロピレン単独重合体からシートを製造する工程(II)と、次いで、当該シートから延伸フィルムを製造する工程(III)とを含むフィルムコンデンサ用ポリプロピレンフィルムの製造方法であって、工程(I)で得られるプロピレン単独重合体、工程(II)で得られるシートまたは工程(III)で得られる延伸フィルムのいずれかに、吸収線量0.1〜500kGyで電子線照射する工程を含むことを特徴とする。
【0011】
また、前記プロピレン単独重合体に、架橋剤を添加してなることも好ましい。
前記架橋剤を、前記プロピレン単独重合体100重量%に対して、0.01〜10重量%添加してなることも好ましい。
【0012】
電子線の吸収線量が、1〜300KGyであることも好ましい。
前記プロピレン単独重合体が、粉末、顆粒またはペレットのいずれかであることも好ましい。
【発明の効果】
【0013】
本発明の製造方法から得られるフィルムコンデンサ用ポリプロピレンフィルムは、熱収縮率が小さく、しかも絶縁破壊電圧が高く、さらに延伸性に優れるため薄膜のフィルムを得ることが出来るので、小型で大容量キャパシタを提供することができ、たとえば、ハイブリッド自動車の高出力化、小型化および軽量化に大きく貢献することができる。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明について詳説する。
なお、本発明では、フィルムコンデンサ用ポリプロピレンフィルムを、単にポリプロピレンフィルムと称すこともある。
【0015】
[フィルムコンデンサ用ポリプロピレンフィルムの製造方法]
本発明のフィルムコンデンサ用ポリプロピレンフィルムの製造方法は、後述する要件(1)〜(4)を満たすプロピレン単独重合体を製造する工程(I)と、次いで、当該プロピレン単独重合体からシートを製造する工程(II)と、次いで、当該シートから延伸フィルムを製造する工程(III)とを含み、
工程(I)で得られるプロピレン単独重合体、工程(II)で得られるシートまたは工程(III)で得られる延伸フィルムのいずれかに、吸収線量0.1〜500kGyで電子線照射する工程を含むことを特徴とする。
【0016】
本発明の製造方法において、ポリプロピレンフィルムの絶縁破壊電圧および熱収縮率がより一層向上することから、前記プロピレン単独重合体に後述する架橋剤を添加してなることが好ましい。
【0017】
〔プロピレン単独重合体を製造する工程(I)〕
本発明に係る工程(I)は、公知のプロピレン重合用触媒を用いたプロピレンの重合方法により、後述する要件(1)〜(4)を満たす本発明に係るプロピレン単独重合体を製造する工程であり、なかでも担持型チタン触媒を用いた製造方法が好ましい。
【0018】
担持型チタン触媒としては、たとえば、チタン、マグネシウム、ハロゲンおよび内部添加電子供与性化合物を含む固体状チタン触媒成分と、周期律表の第I族、II族、III族から選ばれた金属を含む有機金属化合物と、外部添加電子供与性化合物とからなる重合触媒が好ましく用いられる。
【0019】
重合触媒としては、より具体的には、工業的にポリプロピレンを含むプロピレン系重合体を製造するために用いられる触媒が使用される。たとえば、ハロゲン化マグネシウムなどの担持体上に、三塩化チタンまたは四塩化チタンを担持させたもの、ならびに有機アルミニウム化合物が用いられる。なかでも特に、高活性で、かつ、チタン成分のもともと少ない触媒を用いることが好ましい。
【0020】
本発明に係るプロピレン単独重合体は、フィルムコンデンサ用途に使用するため、触媒の単位量当りのポリマー生成量が少ない場合には、後処理を行って触媒残渣を除去する必要がある。また、触媒の活性が高いためにポリマーの生成量が多い場合でも、後処理を行って触媒残渣を除去することが好ましい。後処理の方法としては、重合して得られたプロピレン単独重合体を液状のプロピレン、ブタン、ヘキサンまたはヘプタンなどで洗浄する方法が挙げられる。このとき、水、アルコール化合物、ケトン化合物、エーテル化合物、エステル化合物、アミン化合物、有機酸化合物または無機酸化合物などを添加してチタンやマグネシウムなどの触媒成分を可溶化し、抽出し易くしてもよい。また、水またはアルコールなどの極性化合物で洗浄することも好ましい。
【0021】
さらに上記の重合により得られたプロピレン単独重合体は、脱ハロゲン処理することが好ましい。特に、エポキシ化合物を用いた脱ハロゲン処理が好ましい。ここで、エポキシ化合物としては、たとえば、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブテンオキサイドまたはシクロヘキセンオキサイドなどのアルコキシオキサイドあるいはグリシジルアルコール、グリシジル酸またはグリシジルエステルなどが好ましく用いられる。これらのエポキシ化合物を用いてプロピレン単独重合体の脱塩素処理を行う時には、エポキシ化合物と等モル以上のヒドロキシル基(OH基)をもった化合物を用いると非常に効果的である。ここでOH基を持った化合物としては、水もしくはアルコールが挙げられる。
【0022】
さらに、高立体規則性プロピレン重合用触媒の存在下に、多段重合により製造することもできる。すなわち、本発明で用いられるプロピレン単独重合体は、担持型チタン触媒の存在下に、実質的に水素の存在下もしくは非存在下でプロピレンを重合させて、プロピレン単独重合体部を、2段以上の多段重合により製造することができる。また、プロピレン単独重合体を製造するに際して、予め予備重合を行うこともできる。重合条件は、重合温度が約−50〜+200℃、好ましくは約20〜100℃の範囲で、また重合圧力が常圧〜9.8MPa(ゲージ圧)、好ましくは約0.2〜4.9MPa(ゲージ圧)の範囲内で適宜選択される。なお、重合媒体として、不活性炭化水素類を用いてもよく、また液状のプロピレンを重合媒体としてもよい。また、分子量の調整方法は特に制限されないが、分子量調整剤として水素を使用する方法が好ましい。
【0023】
(プロピレン単独重合体)
上記工程(I)で得られる本発明に係るプロピレン単独重合体は、以下の(1)〜(4)の要件を満たす。また、以下の(1)〜(6)の要件を満たすと、成形性が良好となり、耐電圧が向上するため、より好ましい。
【0024】
(1)ASTM D1238に準拠して、230℃、2.16kg荷重にて測定したメルトフローレート(MFR)が、1〜10g/10分、好ましくは2〜5g/10分の範囲である。MFRが、1g/10分未満であると、フィルムの成形性に劣り、かつ、延伸が容易でなく、10g/10分を超えると、フィルムの延伸時に破断が起こる場合があり、好ましくない。なお、これは、溶融張力が不足していることが原因と考えられる。
【0025】
(2)13C−NMRを用いて測定したペンタッドアイソタクティック分率(mmmm分率)が94%以上、好ましくは96%以上、さらに好ましくは98%以上である。ポリプロピレン単独重合体のペンタッドアイソタクティック分率(mmmm分率)が、94%未満では、電子線を照射しても、高い絶縁破壊電圧を有するフィルムコンデンサ用ポリプロピレンフィルムおよび該フィルムを含むフィルムコンデンサが得られない。これは、ペンタッドアイソタクティック分率が低いため、電気を通しやすい非晶部が多いことが原因と推定される。なお、ペンタッドアイソタクティック分率の上限は特に制限されないが、通常99.5%以下である。
【0026】
なお、ペンタッドアイソタクティック分率(mmmm分率)は、A.zambelliらのMacromolecules,8,687(1975)に示された帰属により定められた値であり、13C−NMRを使用して測定される分子鎖中のペンタッド単位でのアイソタクチック連鎖の存在割合を示しており、ペンタッドアイソタクティック分率=(21.7ppmでのピーク面積)/(19〜23ppmでのピーク面積)で算出される。
【0027】
(3)空気中で完全に燃焼させて得られる灰分量が、30ppm以下、好ましくは25ppm以下、さらに好ましくは20ppm以下である。灰分量が、30ppmを超えると、高い絶縁破壊電圧を有するフィルムコンデンサ用ポリプロピレンフィルムが得られない。これは、灰分が多いとボイドができやすいため、破壊耐電圧に影響を与えるためと推定される。
【0028】
(4)イオンクロマトグラフ法により測定した塩素量が、10ppm以下、好ましくは5ppm以下、さらに好ましくは2ppm以下である。塩素量が、10ppmを超えると、高い絶縁破壊電圧を有するフィルムコンデンサ用ポリプロピレンフィルムが得られない。これは、塩素が塩酸となり徐々にポリプロピレンを破壊してしまい、長期使用時の破壊耐電圧に影響を与えるためと推定される。
【0029】
(5)示差走査熱量計(DSC)測定により得られる融点(Tm)は、155℃以上、好ましくは160℃以上であり、より好ましくは163℃以上である。なお、Tmの上限は特にはないが、通常、170℃以下である。Tmが、前述の範囲にあると、得られるフィルムコンデンサ用ポリプロピレンフィルムは、耐熱収縮、破壊耐電圧などに優れる。これは、自由に動き回れる非晶部が少ないためと推定される。
【0030】
(6)ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)法で測定した分子量分布Mw/Mn(Mw:重量平均分子量、Mn:数平均分子量)は、4.0以上、好ましくは4.5〜9.0、さらに好ましくは4.5〜7.5である。分子量分布Mw/Mnが上記範囲であると、フィルム成形性および延伸性に優れるため、好ましい。
【0031】
(プロピレン単独重合体の形状)
本発明に係るプロピレン単独重合体は、その形状が、粉末、顆粒またはペレットのいずれかであってもよい。粉末、顆粒は、プロピレン単独重合体から得られ、ペレットは、粉末、顆粒を造粒することによって得られる。
【0032】
本発明に係るプロピレン単独重合体が、粉末、顆粒またはペレットである場合は、粉末であれば、特に限定されないが、通常、平均粒径が、たとえば、50〜150μm程度であり、顆粒であれば、特に限定されないが、通常、平均粒径が、たとえば、150〜2000μm程度であり、ペレットであれば、特に限定されないが、通常、平均粒径が2〜10mm程度、高さが1〜5mm程度である。
【0033】
〔プロピレン単独重合体からシートを製造する工程(II)〕
本発明に係る工程(II)は、工程(I)で得られた本発明に係るプロピレン単独重合体からシート(以下、原反シートとも称す)を製造する工程であり、原反シートの製造法としては、公知の方法、たとえば、本発明に係るプロピレン単独重合体(粉末、顆粒、ペレット)を溶融押出し成形、またはプレス成形(たとえば、180〜280℃)する方法がある。なお、原反シート成形時または造粒(ペレタイズ)時に、窒素シールをしておくことが好ましい。また、プロピレン単独重合体に、必要に応じて、各種酸化防止剤(イルガノックス1010、BHT(ジブチルヒドロキシトルエン)、イルガフォス168など)、ステアリン酸カルシウムなどの各種添加剤を添加しながら、180〜280℃の範囲で溶融押出して、原反シートを得ることができる。
【0034】
本発明に係るシートの厚みは、特に限定されないが、通常、80〜800μm程度が好ましく、120〜500μm程度がさらに好ましい。シートの厚みが、80μm未満であると、延伸時に破断することもあり、800μmを超えると、薄膜を得ることができないため、フィルムコンデンサ用として適さないこともある。
【0035】
〔シートから延伸フィルムを製造する工程(III)〕
本発明に係る工程(III)は、工程(II)で得られた原反シートを延伸(たとえば、一軸延伸、二軸延伸)して延伸フィルムを製造する工程である。
【0036】
一軸延伸は、好ましくは100〜160℃で2〜10倍に、より好ましくは(110〜150)℃で(3〜8)倍に、機械方向(前記原反シートを成形する際に押出される樹脂の流れと平行な方向)に延伸することによりなされる。
【0037】
二軸延伸法としては、一軸延伸によって得られたフィルムをさらに一軸延伸と同様な条件で機械方向とは直角に延伸する逐次二軸延伸法;機械方向および機械方向に対して直角方向への延伸を同時に行う同時二軸延伸法などが挙げられる。具体的には、テンター法、チューブラーフィルム法などの従来公知の逐次二軸延伸法および同時二軸延伸法を用いることができる。
【0038】
テンター法では、Tダイから溶融押出しされた溶融シートを冷却ロールで固化させ、該シートを必要により予熱したあと延伸ゾーンに導入し、次いで100〜160℃の温度で縦方向に3〜7倍、横方向に5〜11倍で該シートを延伸する。合計の延伸面倍率は、好ましくは20〜70倍、より好ましくは30〜50倍である。延伸面倍率が前記範囲を下回るとフィルム強度が大きくならないことがあり、前記範囲を上回るとボイドが生じやすく、幅方向の強度が低くなり、長さ方向に裂けやすくなる。
【0039】
また、一軸延伸または二軸延伸されたフィルムに対し、160〜190℃で熱固定することも必要により行われる。これにより、熱寸法安定性、耐水性および耐摩耗性などがより向上した延伸フィルムを得ることができる。また、以上のようにして形成された延伸フィルムは、電子線照射装置の設備などの諸条件に応じて、適宜裁断しておいてもよい。
【0040】
〔電子線を照射する工程〕
本発明に係る電子線照射をする工程は、前記工程(I)で得られるプロピレン単独重合体、前記工程(II)で得られるシートまたは前記工程(III)で得られる延伸フィルムのいずれかに、電子線を吸収線量0.1〜500kGy、好ましくは1〜300kGy、さらに好ましくは1〜100kGyで照射する工程を含む。なお、電子線の吸収線量(kGy)は、電子線照射装置の加速電圧と電流と照射時間との積で算出された値である。また、電子線の吸収線量は、合計量であり、1回のみの照射でも、複数回照射してもよい。
【0041】
前記プロピレン単独重合体または前記シートに電子線を照射する場合、電子線の吸収線量が、0.1kGy未満であると、照射による効果を得られない恐れがあり、また、高い絶縁破壊電圧を有するフィルムコンデンサ用ポリプロピレンフィルムおよび該フィルムを含むフィルムコンデンサを提供できない。電子線の吸収線量が、500kGyを超えると、プロピレン単独重合体またはシートが劣化してしまう恐れがあり、また、照射の出力を上げる必要があるため、生産性および経済性の観点からも妥当ではない。
【0042】
本発明に係るプロピレン単独重合体が、粉末、顆粒またはペレットであるとき、吸収線量0.1〜500kGy、好ましくは、破壊耐電圧の向上、照射による樹脂劣化の理由から、吸収線量1〜100kGyの電子線を照射することもできる。
【0043】
粉末、顆粒またはペレットに電子線を照射する際には、粉末、顆粒またはペレット同士が重ならないように均一に敷き並べることが好ましい。ペレットへの電子線照射は、何れの面に対してでもよく、片面のみでも、両面でも、側面を含めて照射してもよい。
【0044】
本発明に係るシートへの電子線照射は、何れの面に対してでもよく、片面のみでも、両面に照射してもよい。形状がシートであると、低い出力電圧で、電子線をより均一に照射でき、破壊耐電圧が均一な(むらのない)フィルムコンデンサ用ポリプロピレンフィルムを得ることができるため、生産性および経済性の観点から、好ましい。
【0045】
前記延伸フィルムに電子線を照射する場合、電子線の吸収線量が、0.1kGy未満であると、照射による効果が得られず、また、高い絶縁破壊電圧を有するポリプロピレンフィルムおよび該フィルムを含むフィルムコンデンサを提供できないことがある。電子線の吸収線量が、500kGyを超えると、プロピレン単独重合体が劣化する恐れがあり、また、電子線照射の出力を上げる必要があるため、生産性および経済性の観点からも妥当ではない。
【0046】
本発明に係る延伸フィルムに対して電子線照射がなされるのであれば、その段階などは特に限定されない。たとえば、逐次二軸延伸法を用いる場合であれば、一軸延伸によって得られたフィルムに電子線を照射し、さらに機械方向とは直角に延伸して二軸延伸フィルムとしてもよい。また、電子線照射後の延伸フィルムを、さらに延伸してもよい。これらの中では、二軸延伸フィルムに電子線照射をすることが好ましい。
【0047】
前記延伸フィルムへの電子線照射は、何れの面に対してでもよく、片面のみでも、両面に照射してもよい。また、前記延伸フィルムは平坦性に優れており、前記延伸フィルムに電子線を低い出力電圧で均一に照射することができるため、絶縁破壊電圧が均一な(むらのない)ポリプロピレンフィルムを得ることができる。すなわち、生産性および経済性の観点からも好ましい。
【0048】
なお、本発明の目的を損なわない範囲であれば、プロピレン単独重合体(粉末、顆粒またはペレット)に予め電子線を照射しておいてもよく、あるいは、原反シートに予め電子線を照射して、ポリプロピレンフィルムを製造してもよい。
【0049】
本発明において、前記プロピレン単独重合体、シートまたは延伸フィルムに所望の吸収線量で電子線照射すると、プロピレン単独重合体、シートまたは延伸フィルムの非晶部内の分子が架橋することで、分子同士の絡み合いが増大し、分子が動きにくくなることにより、電子の通り道が遮断される。そのため、得られるポリプロピレンフィルムの絶縁破壊電圧は、顕著に向上すると推定される。
【0050】
また、前記プロピレン単独重合体またはシートへの電子線照射に対しては、上記架橋と同時に、非晶部中の分子の一部を切断するため、延伸時の流動性が向上し、球晶崩壊後の延伸配向を促すために、ポリプロピレンフィルムの延伸性が向上すると推定される。
【0051】
〔架橋剤〕
本発明のフィルムコンデンサ用ポリプロピレンフィルムの製造方法では、電子線を照射する前に、前記プロピレン単独重合体に架橋剤を添加し、必要に応じて混練して、プロピレン単独重合体を架橋することにより、より高い絶縁破壊電圧を有するフィルムコンデンサ用ポリプロピレンフィルムが得られるので、架橋剤を好ましく用いることができる。この場合、プロピレン単独重合体の分子切断が、架橋剤で架橋されることにより低減されるため、絶縁破壊電圧の効果がより発現されるところまで吸収線量を増やすことができるためと推定される。たとえば、形状が、粉末、顆粒またはペレットであれば、吸収線量0.1〜500kGy、好ましくは10〜300kGyとすることができ、シートであれば、吸収線量0.1〜500kGy、好ましくは10〜300kGyとすることができ、延伸フィルムであれば、吸収線量0.1〜500kGy、好ましくは1〜300kGy、より好ましくは1〜100kGyとすることができる。
【0052】
架橋剤の添加量は、特に限定されないが、前記プロピレン単独重合体100重量%に対し、0.01〜10重量%、好ましくは0.5〜5重量%である。架橋剤の量が、0.01重量%より少ないと、架橋剤添加の効果をあまり得ることはできない恐れがある。また、10重量%を超えると、架橋剤を含むプロピレン単独重合体の成形が困難となる恐れがある。
【0053】
架橋剤としては、重合可能な二重結合を二つ以上有する架橋性単量体であることが好ましい。
このような架橋性単量体の例としては、ポリエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、1,3−ブチレングリコールジアクリレート、1,6−ブチレングリコールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、1,9−ノナンジオールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、2,2'−ビス(4−アクリロキシプロピロキシフェニル)プロパン、2,2'−ビス(4−アクリロキシジエトキシフェニル)プロパンなどのジアクリレート化合物、
トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、テトラメチロールメタントリアクリレートなどのトリアクリレート化合物、
ジトリメチロールテトラアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレートなどのテトラアクリレート化合物、
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートなどのヘキサアクリレート化合物、
エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、1,3−ブチレングリコールジメタクリレート、1,4−ブチレングリコールジメタクリレート、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ジプロピレングリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、ポリブチレングリコールジメタクリレート、2,2'−ビス(4−メタクリロキシジエトキシフェニル)プロパンなどのジメタクリレート化合物、
トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールエタントリメタクリレートなどのトリメタクリレート化合物、
グリセリン−α−アリルエーテル、トリアリルイソシアヌレート、トリメタリルイソシアヌレート、メチレンビスアクリルアミド、ジビニルベンゼンが挙げられる。
【0054】
これらの中でも、1,3−ブチレングリコールジメタクリレート、1,3−ブチレングリコールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、1,6−ヘキサングリコールジアクリレート、グリセリン−α−アリルエーテル、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリアリルイソシアヌレート、トリメタリルイソシアヌレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレートであることが好ましく、反応が緩やかで成形時の揮発性が少ないため、取扱いが容易という理由から、トリアリルイソシアヌレートがより好ましい。
【0055】
〔その他の添加剤〕
本発明のフィルムコンデンサ用ポリプロピレンまたはフィルムコンデンサ用ポリプロピレンシートの原料となるプロピレン単独重合体は、発明の目的を損なわない範囲で、耐候性安定剤、耐熱安定剤、帯電防止剤、スリップ防止剤、アンチブロッキング剤、防曇剤、核剤、滑剤、顔料、染料、可塑剤、老化防止剤、塩酸吸収剤、酸化防止剤などの添加剤を添加して得られてもよい。
【0056】
[フィルムコンデンサ用ポリプロピレンフィルムおよびフィルムコンデンサ]
本発明に係るフィルムコンデンサ用ポリプロピレンフィルムは、本発明のフィルムコンデンサ用ポリプロピレンフィルムの製造方法より得られ、高い絶縁破壊電圧を有し、熱収縮率が低い。
【0057】
また、前記工程(I)で得られるプロピレン単独重合体または前記工程(II)で得られるシートに所望の電子線を照射すると、延伸性に優れるため、得られるフィルムコンデンサ用ポリプロピレンフィルムを薄膜とすることができる。
【0058】
また、前述の通り、前記工程(II)で得られるシートまたは前記工程(III)で得られる延伸フィルムでは、電子線を均一に照射できるので、破壊耐電圧が均一な(むらのない)フィルムコンデンサ用ポリプロピレンフィルムを得ることができるため、生産性および経済性の観点からも好ましい。
【0059】
本発明のフィルムコンデンサ用ポリプロピレンフィルムは、従来あるポリプロピレンフィルムに比べて、高い絶縁破壊電圧を有し、延伸性に優れる。そのため、小型の大容量キャパシタ用として十分な性能を発揮でき、たとえば、ハイブリッド自動車の高出力化および軽量化に大きく貢献できる。
【0060】
また、本発明のフィルムコンデンサ用ポリプロピレンフィルムを樹脂の流れ方向(MD方向)に10mm幅で100mmの長さにカットし、120℃の熱風オーブンに入れて15分間加熱し、元の長さに対する収縮した長さの割合で求めたときの熱収縮率(%)が、−2.0〜+2.0%、好ましくは−1.5〜+1.5%である。熱収縮率が下回ると巻き締まりが不十分で形態保持が困難であったり、空隙が生じて素子の劣化が起こる可能性がある。熱収縮率が上回ると素子の変形が起き、変形による空隙が生じて素子の劣化や、さらには破壊が起こる可能性がある。
【0061】
本発明に係るポリプロピレンフィルムの厚みは、好ましくは1〜20μm、より好ましくは1〜15μm、さらに好ましくは2〜8μm、特に好ましくは2〜4μmである。厚みが前記範囲にある(好ましくは8μm以下の、特に好ましくは4μm以下の)ポリプロピレンフィルムは、従来公知の材料を使用した場合よりも良好な電気特性(絶縁破壊電圧)を示す。厚みが前記範囲を下回るフィルムは、現在の技術では成形が困難となることがあり、厚みが前記範囲を上回るフィルムを用いた場合には、得られるフィルムコンデンサが大きくなってしまい、現状のコンデンサの小型化に対する要求に応えられないことがある。
【0062】
本発明において、上記のフィルムコンデンサ用ポリプロピレンフィルムを、公知のフィルムコンデンサに用いることができる。本発明のフィルムコンデンサ用ポリプロピレンフィルムは、薄膜においても、高い絶縁破壊電圧を示し、小型のキャパシタにおいても、高いコンデンサ容量を得ることができる。
【0063】
[実施例]
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明は、この実施例により何ら限定されるものではない。
【0064】
実施例、比較例において各物性は以下のように測定した。
(1)メルトフローレート(MFR)
試料(プロピレン単独重合体:ペレット)のMFRは、ASTM D 1238に準拠して、230℃で2.16kgの荷重にて測定した。
【0065】
(2)ペンタッドアイソタクティック分率(mmmm分率)
試料(プロピレン単独重合体:ペレット)のペンタッドアイソタクティック分率(mmmm分率)は、A.zambelliらのMacromolecules,8,687(1975)に示された帰属に基づき、下記条件で13C−NMRを用いて測定し、メソペンタッド分率=(21.7ppmでのピーク面積)/(19〜23ppmでのピーク面積)とした。
【0066】
〈測定条件〉
種類:JNM−Lambada400(日本電子(株)社製)
分解能:400MHz
測定温度:125℃
溶媒:1,2,4−トリクロロベンゼン/重水素化ベンゼン=7/4
パルス幅:7.8μsec
パルス間隔:5sec
積算回数:2000回
シフト基準:TMS=0ppm
モード:シングルパルスブロードバンドデカップリング
【0067】
(3)灰分量
100gの試料(プロピレン単独重合体:ペレット)を磁性ルツボに入れ、電熱器上で加熱し試料を燃焼させ、750℃の電気炉に30分入れ、完全灰化させた。ルツボをデシケーター中で1時間冷却したのち精密天秤で灰分の重量を0.1mg単位まで測定し、試料に対する灰分量(ppm)を算出した。
【0068】
(4)塩素量
試料燃焼装置(三菱化学(株)社製QF−02)に試料(プロピレン単独重合体:ペレット)約0.7gをセットし、完全燃焼する条件でゆっくりと燃焼させ、出てきた燃焼ガスを吸収液(超純水)に通し塩素を捕集した。吸収液を濃縮装置付きのイオンクロマトグラフ(日本ダイオネクス(株)社製DX−300)に導入し、得られたクロマトグラムの面積より塩素量を算出した。なお、検出限界は、1ppmである。
【0069】
(5)融点(Tm)
試料(プロピレン単独重合体:ペレット)0.40g程度を0.2mm厚フィルムの成形金型に入れ、240℃で7分加熱後、冷却プレスしフィルムを作成した。得られたフィルムから5.0mg±0.5mgを切り取り、専用アルミパンでクリンプし測定サンプルとした。サンプルを、パーキンエルマー社製DSC7を用い窒素気流下で、30℃で0.5分間保持したのち、30℃から240℃までを30℃/minで昇温し、240℃で10分間保持したのち、240℃から30℃までを10℃/minで降温し、30℃でさらに2分間保持したのち、次いで10℃/minで昇温する際の吸熱曲線から融点(Tm)を求めた。
【0070】
(6)分子量分布(Mw/Mn)
分子量分布(Mw/Mn)は、Waters社製ゲル浸透クロマトグラフAlliance GPC−2000型を用い、以下のようにして測定した。分離カラムは、TSKgel GNH6− HTを2本およびTSKgel GNH6− HTLを2本であり、カラムサイズはいずれも直径7.5mm、長さ300mmであり、カラム温度は140℃とし、移動相にはo−ジクロロベンゼンおよび酸化防止剤としてBHT0.025重量%を用い、1.0ml/分で移動させ、試料(プロピレン単独重合体:ペレット)濃度は15mg/10mLとし、試料注入量は500μLとし、検出器として示差屈折計を用いた。標準ポリスチレンは、分子量がMw<1000およびMw>4×106については東ソー社製を用い、1000≦Mw≦4×106についてはプレッシャーケミカル社製を用いた。
【0071】
(7)熱収縮率
二軸延伸フィルムをMD方向に10mm幅で100mmの長さにカットした。カットしたものを120℃熱風オーブンに入れて15分間加熱した。元の長さに対する収縮した長さの割合で熱収縮率(%)を求めた。
【0072】
(8)絶縁破壊電圧(BDV)
JIS C2330に準じ、春日電気(株)社製6点式直流交流切替式15KV耐圧試験機を用い、80℃の温度の基で、100〜500V/secの電圧上昇をもって、二軸延伸フィルム(250mm×300mm、厚み15μm)に電圧を印加して絶縁破壊電圧を測定し、耐圧特性を求めた。上部電極は質量500g、25mmφの黄銅製円柱を(+)電極として、下部電極はシリコンゴムに、JIS−H−4160に規定するアルミニウム箔を巻き付けて、これを(−)電極とした。また、測定は、フィルム1枚に対して6点を、シート3枚に対して行い、平均値をBDV値とした。
なお、絶縁破壊電圧は、破壊耐電圧の測定値(V)をフィルムの厚み(μm)で除したものである。
【0073】
(9)延伸性
プレスシートまたはTダイシートを、二軸延伸機(ブルックナー社製KARO IV)を用いて、予熱温度152℃、予熱時間60秒、延伸温度152℃、延伸倍率5×7倍(樹脂の流れ方向(MD方向):5倍、樹脂の流れと垂直方向(TD方向):7倍)、延伸速度6m/分の条件で、逐次二軸延伸した。同条件にて、5枚の二軸延伸フィルムを作製し、次の方法にて、延伸性を評価した。
○:5枚中5枚共に、良好に延伸した。
△:5枚中1枚以上に、引き残しや破断などの延伸不良が確認された。
×:5枚中5枚共に、引き残しや破断などの延伸不良が確認された。
ここで、引き残しとは延伸されない部分が残ることを意味する。
【0074】
〔プロピレン単独重合体の製造例〕
(1)固体状チタン触媒成分の調製
無水塩化マグネシウム952g、デカン4420mLおよび2−エチルヘキシルアルコール3906gを、130℃で2時間加熱して均一溶液とした。この溶液中に無水フタル酸213gを添加し、130℃でさらに1時間撹拌混合を行って無水フタル酸を溶解させた。得られた均一溶液を23℃まで冷却した後、この均一溶液750mLを−20℃に保持された四塩化チタン2000mL中に1時間かけて滴下した。滴下後、得られた混合液の温度を4時間かけて110℃に昇温し、110℃に達したところでフタル酸ジイソブチル(DIBP)52.2gを加え、同温度で2時間加熱した。次いで、熱時濾過にて固体部を採取し、この固体部を2750mLの四塩化チタンに再懸濁させた後、再び110℃のデカンおよびヘキサンを用いて、洗浄液中にチタン化合物が検出されなくなるまで洗浄した。このようにして調整された固体状チタン触媒成分は、ヘキサンスラリーとして保存される。このヘキサンスラリーの一部を乾燥して触媒組成を調べたところ、固体状チタン触媒成分は、チタン2重量%、塩素を57重量%、マグネシウムを21重量%及びDIBPを20重量%含有していた。
【0075】
(2)前重合触媒の製造
遷移金属触媒成分120g、トリエチルアルミニウム20.5mLおよびヘプタン120Lを内容量200Lの撹拌機付きオートクレーブに入れ、内温5℃に保ちながら、プロピレンを720g加え、60分撹拌して反応させた。重合終了後、固体成分を沈降させ、上澄み液の除去およびヘプタンによる洗浄を2回行った。得られた前重合触媒を精製ヘプタンに再懸濁して、遷移金属触媒成分濃度で1g/Lとなるようにした。この前重合触媒は遷移金属触媒成分1g当り、プロピレン重合体を6g含んでいた。
【0076】
(3)本重合
内容量100Lの撹拌機付きベッセル重合器に、プロピレンを110kg/時間、(2)で製造した触媒スラリーを遷移金属触媒成分として1.4g/時間、トリエチルアルミニウムを5.8mL/時間およびジシクロペンチルジメトキシシランを2.6mL/時間、連続的に供給し、水素を、気相部の水素濃度が0.9mol%になるように供給した。重合温度73℃および圧力3.2MPa/Gで重合を行った。得られたスラリーを内容量1000Lの撹拌機付きベッセル重合器に送り、さらに重合を行った。プロピレンを30kg/時間および水素を、気相部の水素濃度が1.3mol%になるように重合器に供給した。重合温度71℃および圧力3.0MPa/Gで重合を行った。得られたスラリーを内容量500Lの撹拌機付きベッセルに送り、さらに重合を行った。プロピレンを46kg/時間および水素を、気相部の水素濃度が1.3mol%になるように重合器に供給した。重合温度69℃および圧力2.9MPa/Gで重合を行った。得られたスラリーは失活させた後、液体プロピレンによる洗浄槽に送り、プロピレン単独重合体パウダーを洗浄した。このスラリーを気化させた後、気固分離を行い、プロピレン単独重合体を得た。得られたプロピレン単独重合体をコニカル乾燥機に導入して、80℃で真空乾燥した。次いで、この生成物100kgに対し、純水35.9gとプロピレンオキサイド0.63Lとを添加して、90℃で2時間脱塩素処理を行った後に、80℃で真空乾燥し、プロピレン単独重合体パウダーを得た。
【0077】
<工程(I)で得られたプロピレン単独重合体に電子線を照射した例>
〔実施例1〕
上記製造例で得られたプロピレン単独重合体(MFR:4.2g/10分、mmmm:98%、灰分量:20ppm、塩素量:1ppm、Tm:166℃、Mw/Mn:6.5)のペレット(平均粒径3mm)を、ペレット同士が重ならないように均一に敷き並べ、電子線照射機((株)NHVコーポレーション社製EBC800−35)を用いて、電子線を吸収線量1kGy(加速電圧:800kV、電流:0.5mA、照射速度:2m/min)で照射した。
【0078】
照射後のペレットを、プレス成型機(進藤金属工業(株)社製SFA−20型)を用いて、予備/加熱温度210℃、予熱時間5分、加熱圧力10MPa、加圧加熱時間2分の条件でプレスし、0.5mmのプレスシートを得た。
【0079】
このプレスシートを、85mm×85mmにカットし、二軸延伸機(ブルックナー社製KARO IV)を用いて、予熱温度152℃、予熱時間60秒、延伸温度152℃、延伸倍率5×7倍(MD方向:5倍、TD方向:7倍)、延伸速度6m/分の条件で、逐次二軸延伸し、厚さ15μmの二軸延伸フィルムを得た。
得られたフィルムについて、結果を表1に示す。
【0080】
〔実施例2および3〕
実施例2では、電子線の吸収線量を10kGy(加速電圧:800kV、電流:1.3mA、照射速度:2m/min)とした以外は、実施例1と同様にしてフィルムを作製した。
【0081】
実施例3では、電子線の吸収線量を100kGy(50kGy(加速電圧:800kV、電流:4.9mA、照射速度:2m/min)の条件で2回照射した)とした以外は、実施例1と同様にしてフィルムを作製した。
得られたフィルムについて、結果を表1に示す。
【0082】
〔比較例1〕
電子線を照射しないで、実施例1と同様にしてフィルムを作製した。得られたフィルムについて、結果を表1に示す。
【0083】
〔実施例4〕
プロピレン単独重合体(MFR:4.2g/10分、mmmm:98%、灰分量:20ppm、塩素量:1ppm、Tm:166℃、Mw/Mn:6.5)のペレット(平均粒径3mm)100重量%と、架橋剤として、トリアリルイソシアヌレート(日本化成(株)社製、TAIC)1重量%とを、二軸押出し機(神戸製鋼(株)社製HYPERKTX30、30mmφ×2)を用いて、成形温度210℃にて溶融混練し、ペレットを得た。
【0084】
このペレットを、ペレット同士が重ならないように均一に敷き並べ、電子線照射機((株)NHVコーポレーション社製EBC800−35)を用いて、電子線を吸収線量10kGy(加速電圧:800kV、電流:1.3mA、照射速度:2m/min)で照射した。
【0085】
照射後のペレットを、プレス成型機(進藤金属工業(株)社製SFA−20型)を用いて、予備/加熱温度210℃、予熱時間5分、加熱圧力10MPa、加圧加熱時間2分の条件でプレスし、0.5mmのプレスシートを得た。
【0086】
このプレスシートを、85mm×85mmにカットし、二軸延伸機(ブルックナー社製KARO IV)を用いて、予熱温度152℃、予熱時間60秒、延伸温度152℃、延伸倍率5×7倍(MD方向:5倍、TD方向:7倍)、延伸速度6m/分の条件で、逐次二軸延伸し、厚さ15μmの二軸延伸フィルムを得た。
得られたフィルムについて、結果を表1に示す。
【0087】
〔実施例5〕
電子線の吸収線量を50kGy(加速電圧:800kV、電流:4.9mA、照射速度:2m/min)とした以外は、実施例4と同様にしてフィルムを作製した。得られたフィルムについて、結果を表1に示す。
【0088】
〔比較例2〕
電子線を照射しないで、実施例4と同様にしてフィルムを作製した。得られたフィルムについて、結果を表1に示す。
【0089】
【表1】

<工程(II)で得られたシートに電子線を照射した例>
〔実施例6〕
プロピレン単独重合体(MFR:4.2g/10分、mmmm:98%、灰分量:20ppm、塩素量:1ppm、Tm:166℃、Mw/Mn:6.5)のペレット(平均粒径3mm)を、30mmφ押出機((株)GMエンジニアリング社製押出シート成形機)を用いて、成形温度210℃にて溶融し、Tダイから押出し、冷却温度30℃にて保持された冷却ロールにより、引取速度1.0m/分の条件で除冷し、厚さ0.5mmのシートを得た。
【0090】
このシートを85mm×85mmにカットして、電子線照射機((株)NHVコーポレーション社製EBC300−60)を用いて、電子線を吸収線量1kGy(加速電圧:300kV、電流:1.9mA、照射速度:50m/min)で、該シートに照射した。
【0091】
照射後のシートを、二軸延伸機(ブルックナー社製KARO IV)を用いて、予熱温度152℃、予熱時間60秒、延伸温度152℃、延伸倍率5×7倍(MD方向:5倍、TD方向:7倍)、延伸速度6m/分の条件で、逐次二軸延伸し、厚さ15μmの二軸延伸フィルムを得た。
得られたフィルムについて、結果を表2に示す。
【0092】
〔実施例7〜9〕
実施例7では、電子線の吸収線量を10kGy(加速電圧:300kV、電流:18.7mA、照射速度:50m/min)とした以外は、実施例6と同様にしてフィルムを作製した。
【0093】
実施例8では、電子線の吸収線量を100kGy(加速電圧:300kV、電流:37.4mA、照射速度:10m/min)とした以外は、実施例6と同様にしてフィルムを作製した。
【0094】
実施例9では、電子線の吸収線量を300kGy(上記100kGyの条件を3回照射した)としの条件を2回行った)とした以外は、実施例6と同様にしてフィルムを作製した。
得られたフィルムについて、結果を表2に示す。
【0095】
〔比較例3〕
電子線を照射しないで、実施例6と同様にしてフィルムを作製した。得られたフィルムについて、結果を表2に示す。
【0096】
〔比較例4〕
電子線の吸収線量を1000kGy(100kGyの条件を10回照射した)として、実施例6と同様にしてフィルムを作製しようとしたが、電子線照射により試料が劣化したため、フィルムを作製することはできなかった。
【0097】
〔実施例10〕
プロピレン単独重合体(MFR:4.2g/10分、mmmm:98%、灰分量:20ppm、塩素量:1ppm、Tm:166℃、Mw/Mn:6.5)のペレット(平均粒径3mm)100重量%と、架橋剤としてTAIC1重量%とを、二軸押出し機(神戸製鋼(株)社製HYPERKTX30、30mmφ×2)を用いて、成形温度210℃にて溶融混練し、ペレットを得た。
【0098】
このペレットを、30mmφ押出機((株)GMエンジニアリング社製押出シート成形機)を用いて、成形温度210℃にて溶融し、Tダイから押出し、冷却温度30℃にて保持された冷却ロールにより、引取速度1.0m/分の条件で除冷し、厚さ0.5mmのシートを得た。
【0099】
このシートを85mm×85mmにカットして、均一に敷き並べ、電子線照射機((株)NHVコーポレーション社製EBC300−60)を用いて、電子線を吸収線量1kGy(加速電圧:300kV、電流:1.9mA、照射速度:50m/min)で、該シートに照射した。
【0100】
照射後のシートを、二軸延伸機(ブルックナー社製KARO IV)を用いて、予熱温度152℃、予熱時間60秒、延伸温度152℃、延伸倍率5×7倍(MD方向:5倍、TD方向:7倍)、延伸速度6m/分の条件で、逐次二軸延伸し、厚さ15μmの二軸延伸フィルムを得た。
得られたフィルムについて、結果を表2に示す。
【0101】
〔実施例11および12〕
実施例11では、電子線の吸収線量を10kGy(加速電圧:300kV、電流:18.7mA、照射速度:50m/min)とした以外は、実施例10と同様にしてフィルムを作製した。
【0102】
実施例12では、電子線の吸収線量を100kGy(加速電圧:300kV、電流:37.4mA、照射速度:10m/min)とした以外は、実施例10と同様にしてフィルムを作製した。
得られたフィルムについて、結果を表2に示す。
【0103】
〔比較例5〕
比較例5では、電子線を照射しないで、実施例10と同様にしてフィルムを作製した。得られたフィルムについて、結果を表2に示す。
【0104】
〔実施例13〜17〕
実施例13では、架橋剤としてTAIC4重量%を用いた以外は、実施例11と同様にしてフィルムを作製した。
実施例14では、架橋剤としてTAIC4重量%を用いた以外は、実施例12と同様にしてフィルムを作製した。
実施例15では、架橋剤としてTAIC5重量%を用いた以外は、実施例11と同様にしてフィルムを作製した。
実施例16では、架橋剤としてTAIC5重量%を用いた以外は、実施例12と同様にしてフィルムを作製した。
実施例17では、架橋剤(TAIC)5重量%を用い、電子線の吸収線量を300kGy(上記100kGyの条件を3回照射した)とした以外は、実施例10と同様にしてフィルムを作製した。
得られたフィルムについて、結果を表2に示す。
【0105】
〔比較例6〜8〕
比較例6では、架橋剤としてTAIC4重量%を用いた以外は、比較例5と同様にしてフィルムを作製した。
比較例7では、架橋剤としてTAIC5重量%を用いた以外は、比較例5と同様にしてフィルムを作製した。
比較例8では、架橋剤としてTAIC5重量%を用い、電子線の吸収線量を1000kGy(100kGyの条件を10回照射した)とした以外は、実施例5と同様にしてフィルムを作製した。
得られたフィルムについて、結果を表2に示す。
【0106】
〔実施例18〕
プロピレン単独重合体(MFR:2.9g/10分、mmmm:94%、灰分量:23ppm、塩素量:1ppm、Tm:163℃、Mw/Mn:5.0)のペレット(平均粒径3mm)を用い、二軸延伸機の予熱温度を149℃とした以外は、実施例7と同様にしてフィルムを作製した。得られたフィルムについて、結果を表2に示す。
【0107】
〔比較例9〕
電子線を照射しないで、実施例18と同様にしてフィルムを作製した。得られたフィルムについて、結果を表2に示す。
【0108】
〔実施例19〕
プロピレン単独重合体(MFR:2.9g/10分、mmmm:94%、灰分量:23ppm、塩素量:1ppm、Tm:163℃、Mw/Mn:5.0)のペレット(平均粒径3mm)を用い、二軸延伸機の予熱温度を149℃とした以外は、実施例11と同様にしてフィルムを作製した。得られたフィルムについて、結果を表2に示す。
【0109】
〔比較例10〕
プロピレン単独重合体(MFR:2.8g/10分、mmmm:91%、灰分量:27ppm、塩素量:3ppm、Tm:160℃、Mw/Mn:8.0)のペレット(平均粒径3mm)を用いて、二軸延伸機の予熱温度を145℃とした以外は、比較例3と同様にしてフィルムを作製した。得られたフィルムについて、結果を表2に示す。
【0110】
〔比較例11〕
電子線の吸収線量を10kGy(加速電圧:300kV、電流:18.7mA、照射速度:50m/min)とした以外は、比較例10と同様にしてフィルムを作製した。得られたフィルムについて、結果を表2に示す。
【0111】
〔比較例12〕
プロピレン単独重合体(MFR:2.8g/10分、mmmm:91%、灰分量:27ppm、塩素量:3ppm、Tm:160℃、Mw/Mn:8.0)のペレット(平均粒径3mm)を用いた以外は、実施例19と同様にしてフィルムを作製した。得られたフィルムについて、結果を表2に示す。
【0112】
〔比較例13〕
架橋剤としてTAIC15重量%を用いて、実施例10と同様にしてフィルムを作製しようとしたが、架橋剤の量が多すぎるため、ペレダイズできず、フィルムを作製できなかった。
【0113】
【表2】

<工程(III)で得られた延伸フィルムに電子線を照射した例>
〔比較例14〕
プロピレン単独重合体(MFR:4.2g/10分、mmmm:98%、灰分量:20ppm、塩素量:1ppm、Tm:166℃、Mw/Mn:6.5)のペレット(平均粒径3mm)を、30mmφ押出機((株)GMエンジニアリング社製押出シート成形機)を用いて、成形温度210℃にて溶融し、Tダイから押出し、冷却温度30℃にて保持された冷却ロールにより、引取速度1.0m/分の条件で除冷し、厚み0.5mmのシートを得た。
【0114】
このシートを85mm×85mmにカットして、二軸延伸機(ブルックナー社製KARO IV)を用いて、予熱温度154℃、予熱時間60秒、延伸温度154℃、延伸倍率5×7倍(MD方向:5倍、TD方向:7倍)、延伸速度6m/分の条件で、逐次二軸延伸し、厚み15μmの二軸延伸フィルムを得た。
得られた二軸延伸フィルムについて、結果を表3に示す。
【0115】
〔実施例20〜22、比較例15〕
比較例14と同様にして得られた二軸延伸フィルムに、電子線照射機((株)NHVコーポレーション社製EBC300−60。以下同じ。)を用いて、電子線を吸収線量1kGy(加速電圧:300kV、電流:1.9mA、照射速度:50m/min:実施例20)、吸収線量10kGy(加速電圧:300kV、電流:18.7mA、照射速度:50m/min:実施例21)、吸収線量100kGy(加速電圧:300kV、電流:37.4mA、照射速度:10m/min:実施例22)、吸収線量1000kGy(吸収線量100kGyにおける条件で電子線を10回照射:比較例15)で照射した。
【0116】
得られたフィルムについて、結果を表3に示す。なお、比較例15では電子線照射により二軸延伸フィルムが劣化したため、得られたフィルムについて、上記評価を行うことができなかった。
【0117】
〔比較例16〕
プロピレン単独重合体(MFR:4.2g/10分、mmmm:98%、灰分量:20ppm、塩素量:1ppm、Tm:166℃、Mw/Mn:6.5)のペレット(平均粒径3mm)100重量%と、トリアリルイソシアヌレート(日本化成(株)社製、TAIC)0.5重量%とを、二軸押出機(神戸製鋼(株)社製HYPERKTX30、30mmφ×2)を用いて、成形温度210℃にて溶融混練し、ペレットを得た。
【0118】
比較例14において、ペレットとして比較例16で製造したペレットを用いたこと以外は比較例14と同様にして二軸延伸フィルムを作製した。
得られた二軸延伸フィルムについて、結果を表3に示す。
【0119】
〔実施例23〜26、比較例17〕
比較例16と同様にして得られた二軸延伸フィルムに、電子線照射機を用いて、電子線を吸収線量1kGy(加速電圧:300kV、電流:1.9mA、照射速度:50m/min:実施例23)、吸収線量10kGy(加速電圧:300kV、電流:18.7mA、照射速度:50m/min:実施例24)、吸収線量50kGy(加速電圧:300kV、電流:37.4mA、照射速度:20m/min:実施例25)、吸収線量100kGy(加速電圧:300kV、電流:37.4mA、照射速度:10m/min:実施例26)、吸収線量1000kGy(吸収線量100kGyにおける条件で電子線を10回照射:比較例17)で照射した。
【0120】
得られたフィルムについて、結果を表3に示す。なお、比較例17では電子線照射により二軸延伸フィルムが劣化したため、得られたフィルムについて、上記評価を行うことができなかった。
【0121】
〔比較例18〕
比較例16において、架橋剤TAICの使用量を1重量%としたこと以外は比較例16と同様にして二軸延伸フィルムを作成した。
得られた二軸延伸フィルムについて、結果を表3に示す。
【0122】
〔実施例27〜28〕
比較例18と同様にして得られた二軸延伸フィルムに、電子線照射機を用いて、電子線を吸収線量10kGy(加速電圧:300kV、電流:18.7mA、照射速度:50m/min:実施例27)、吸収線量100kGy(加速電圧:300kV、電流:37.4mA、照射速度:10m/min:実施例28)で照射した。
得られたフィルムについて、結果を表3に示す。
【0123】
〔実施例29〕
比較例16において、架橋剤TAICの使用量を5重量%としたこと以外は比較例16と同様にして二軸延伸フィルムを作成し、得られたフィルムに、電子線照射機を用いて、電子線を吸収線量10kGy(加速電圧:300kV、電流:18.7mA、照射速度:50m/min)で電子線を照射した。
得られたフィルムについて、結果を表3に示す。
【0124】
〔比較例19〕
比較例14において、ペレットとしてプロピレン単独重合体(MFR:2.9g/10分、mmmm:94%、灰分量:23ppm、塩素量:1ppm、Tm:163℃、Mw/Mn:5.0)のペレット(平均粒径3mm)を用い、二軸延伸機の予熱温度および延伸温度を151℃としたこと以外は比較例14と同様にして二軸延伸フィルムを作製した。
得られた二軸延伸フィルムについて、結果を表3に示す。
【0125】
〔実施例30〕
比較例19と同様にして得られた二軸延伸フィルムに、電子線照射機を用いて、電子線を吸収線量10kGy(加速電圧:300kV、電流:18.7mA、照射速度:50m/min)で照射した。
得られたフィルムについて、結果を表3に示す。
【0126】
〔実施例31〕
比較例18において、プロピレン単独重合体(MFR:2.9g/10分、mmmm:94%、灰分量:23ppm、塩素量:1ppm、Tm:163℃、Mw/Mn:5.0)のペレット(平均粒径3mm)100重量%に、TAIC1重量%を添加してペレットを得て、二軸延伸機の予熱温度および延伸温度を151℃としたこと以外は比較例18と同様にして二軸延伸フィルムを作製した。得られたフィルムに、電子線照射機を用いて、電子線を吸収線量10kGy(加速電圧:300kV、電流:18.7mA、照射速度:50m/min)で照射した。
得られたフィルムについて、結果を表3に示す。
【0127】
〔比較例20〕
比較例14において、ペレットとしてプロピレン単独重合体(MFR:2.8g/10分、mmmm:91%、灰分量:27ppm、塩素量:3ppm、Tm:160℃、Mw/Mn:8.0)のペレット(平均粒径3mm)を用い、二軸延伸機の予熱温度および延伸温度を147℃としたこと以外は比較例14と同様にして二軸延伸フィルムを作製した。
得られた二軸延伸フィルムについて、結果を表3に示す。
【0128】
〔比較例21〕
比較例20と同様にして得られた二軸延伸フィルムに、電子線照射機を用いて、電子線を吸収線量10kGy(加速電圧:300kV、電流:18.7mA、照射速度:50m/min)で電子線を照射した。
得られたフィルムについて、結果を表3に示す。
【0129】
〔比較例22〕
比較例16において、プロピレン単独重合体(MFR:2.8g/10分、mmmm:91%、灰分量:27ppm、塩素量:3ppm、Tm:160℃、Mw/Mn:8.0)のペレット(平均粒径3mm)100重量%に、TAIC1重量%を添加してペレットを得て、二軸延伸機の予熱温度および延伸温度を147℃としたこと以外は比較例16と同様にして二軸延伸フィルムを作製した。得られたフィルムに、電子線照射機を用いて、電子線を吸収線量10kGy(加速電圧:300kV、電流:18.7mA、照射速度:50m/min)で照射した。
得られたフィルムについて、結果を表3に示す。
【0130】
〔比較例23〕
比較例16において、架橋剤TAICの使用量を15重量%としたが、架橋剤の量が多すぎたためペレタイズできず、二軸延伸フィルムを作製できなかった。
【0131】
【表3】

<その他の比較例>
〔比較例24〕
プロピレン単独重合体(MFR:4.2g/10分、mmmm:98%、灰分量:20ppm、塩素量:1ppm、Tm:166℃、Mw/Mn:6.5)のペレット(平均粒径3mm)99重量%と、プロピレン単独重合体(バセル社製PF814(商品名)、MFR:3.2g/10分、mmmm:91.0%、灰分量:220ppm、塩素量:24ppm、Tm:158℃、Mw/Mn:8.5)1重量%とを、二軸押出し機(神戸製鋼(株)社製HYPERKTX30、30mmφ×2)を用いて、成形温度210℃にて溶融混練し、ペレットを得た。
【0132】
このペレットを、30mmφ押出機((株)GMエンジニアリング社製押出シート成形機)を用いて、成形温度210℃にて溶融し、Tダイから押出し、冷却温度30℃にて保持された冷却ロールにより、引取速度1.0m/分の条件で除冷し、厚さ0.5mmのシートを得た。
【0133】
このシートを、二軸延伸機(ブルックナー社製KARO IV)を用いて、予熱温度152℃、予熱時間60秒、延伸温度152℃、延伸倍率5×7倍(MD方向:5倍、TD方向:7倍)、延伸速度6m/分の条件で、逐次二軸延伸し、厚さ15μmの二軸延伸フィルムを得た。
得られたフィルムについて、結果を表4に示す。
【0134】
〔比較例25〕
プロピレン単独重合体(MFR:3.0g/10分、mmmm:98.5%、灰分量:300ppm、塩素量:70ppm、Tm:167℃、Mw/Mn:6.0)のペレット(平均粒径3mm)を用いた以外は、比較例3と同様にして、フィルムを作製した。得られたフィルムについて、結果を表4に示す。
【0135】
〔比較例26〕
ペレットとして、プロピレン単独重合体(バセル社製PF814(商品名)、MFR:3.2g/10分、mmmm:91.0%、灰分量:220ppm、塩素量:24ppm、Tm:158℃、Mw/Mn:8.5)を用いた以外は、実施例1と同様にしてフィルムを作製した。得られたフィルムについて、結果を表4に示す。
【0136】
【表4】

【産業上の利用可能性】
【0137】
本発明の製造方法によれば、絶縁破壊電圧が高く、熱収縮率が小さいフィルムコンデンサ用ポリプロピレンフィルムを製造できるので、小型の大容量フィルムキャパシタを提供することができ、たとえば、ハイブリッド自動車の高出力化、小型化および軽量化に大きく貢献することができる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
(1)ASTM D1238に準拠して、230℃、2.16kg荷重にて測定したメルトフローレート(MFR)が、1〜10g/10分の範囲にあり、
(2)13C−NMRを用いて測定したペンタッドアイソタクティック分率(mmmm分率)が、94%以上であり、
(3)空気中で完全に燃焼させて得られる灰分量が、30ppm以下であり、
(4)イオンクロマトグラフ法により測定した塩素量が、10ppm以下である
プロピレン単独重合体を製造する工程(I)と、
次いで、当該プロピレン単独重合体からシートを製造する工程(II)と、
次いで、当該シートから延伸フィルムを製造する工程(III)と
を含むフィルムコンデンサ用ポリプロピレンフィルムの製造方法であって、
工程(I)で得られるプロピレン単独重合体、工程(II)で得られるシートまたは工程(III)で得られる延伸フィルムのいずれかに、
吸収線量0.1〜500kGyで電子線照射する工程を含むことを特徴とするフィルムコンデンサ用ポリプロピレンフィルムの製造方法。
【請求項2】
前記プロピレン単独重合体に、架橋剤を添加してなることを特徴とする請求項1に記載のフィルムコンデンサ用ポリプロピレンフィルムの製造方法。
【請求項3】
前記架橋剤を、前記プロピレン単独重合体100重量%に対して、0.01〜10重量%添加してなることを特徴とする請求項2に記載のフィルムコンデンサ用ポリプロピレンフィルムの製造方法。
【請求項4】
電子線の吸収線量が、1〜300KGyであることを特徴とする請求項1に記載のフィルムコンデンサ用ポリプロピレンフィルムの製造方法。
【請求項5】
前記プロピレン単独重合体が、粉末、顆粒またはペレットのいずれかであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のフィルムコンデンサ用ポリプロピレンフィルムの製造方法。

【公開番号】特開2010−219329(P2010−219329A)
【公開日】平成22年9月30日(2010.9.30)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−64807(P2009−64807)
【出願日】平成21年3月17日(2009.3.17)
【出願人】(505130112)株式会社プライムポリマー (180)
【Fターム(参考)】