雙軸取向聚丙烯膜及其制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及適合包裝用、工業用等的、將聚丙烯樹脂片在其長度方向（MD)、寬度方 向（TD)的雙軸進行拉伸而獲得的雙軸取向聚丙烯膜，進一步詳細而言，涉及作為電容器用 電介質維持非常高的耐電壓性的、優異的、適合電容器用途的雙軸取向聚丙烯膜及其制造 方法。
【背景技術】
[0002] 雙軸取向聚丙烯膜，由于透明性、機械特性、電特性等優異，因此被用于包裝用途、 帶(tape)用途、電纜包繞或以電容器為代表的電氣用途等各種用途。
[0003] 其中，對于電容器用途，由于其優異的耐電壓特性、低損失特性，因此不限于直流 用途、交流用途，特別優選用于高電壓電容器用。
[0004]最近，各種電氣設備不斷被逆變器化，與此相伴，對電容器的小型化、大容量化的 要求進一步增強。受這樣的市場、特別是汽車用途(包含混合動力汽車用途）、太陽光發電、 風力發電用途的要求，現狀是必須提高雙軸取向聚丙烯膜的耐電壓性，維持生產性、加工 性，同時進一步薄膜化。
[0005] 該雙軸取向聚丙烯膜，從耐電壓性、生產性、加工性的觀點出發，膜面內的高剛性 化是必要的，特別是為了提高耐電壓性，膜寬度方向的高剛性化是重要的。然而，由于膜的 高剛性化需要在制膜時將拉伸倍率設定為較高，因此關于制膜時斷裂引起的生產性下降、 作為與膜剛性相反的特性的熱收縮率變高等在實際使用中高溫下的電容器的容量減少、尺 寸穩定性，不能說是充分的(例如，參照專利文獻1~5)。進而，從在電容器制作中，工藝條件 高溫化過程中作為電容器的進一步耐熱化和耐電壓性的要求來看，逐漸要求兼顧膜尺寸穩 定性與膜高剛性化。
[0006] 在先技術文獻
[0007] 專利文獻
[0008] 專利文獻1:日本特開平11-67580號公報 [0009] 專利文獻2:日本特開平11-273990號公報 [0010] 專利文獻3:國際公開第2004/084242號 [0011] 專利文獻4:日本特開2005-64067號公報 [0012] 專利文獻5:日本特開2007-169595號公報
【發明內容】
[0013] 發明所要解決的課題
[0014] 本發明者們為了解決上述課題而深入研究，結果完成了本發明。本發明提供，即使 在高電壓用電容器用途中也能夠發揮優異的高溫時的耐電壓性和可靠性、兼顧適合該電容 器用途等的尺寸穩定性與高剛性化的雙軸取向聚丙烯膜。
[0015] 用于解決課題的方法
[0016] 上述課題通過膜寬度方向的伸長率為5%時的應力（TD-F5值)超過lOOMPa，在120 °(：加熱處理15分鐘而測得的膜長度方向的熱收縮率為2%以下的雙軸取向聚丙烯膜能夠實 現。
[0017] 發明的效果
[0018] 本發明，由于能夠提供兼顧優異的尺寸穩定性與高剛性化的雙軸取向聚丙烯膜， 因此能夠應用在包裝用途、帶用途、電纜包繞或以電容器為代表的電氣用途等各種用途中， 特別適用于電容器用途，優選為汽車用、太陽能發電、風力發電用。
【具體實施方式】
[0019]本發明的雙軸取向聚丙烯膜，膜寬度方向的伸長率為5%時的應力(TD-F5值)超過 IOOMPa是重要的。在TD-F5值為IOOMPa以下的情況下，容易產生膜的耐電壓性下降、或者在 利用蒸鍍形成金屬膜的工序、電容器元件卷繞加工中產生出現折皺等卷繞性不良、或者由 于折皺而混入空氣從而使電容器的耐電壓性下降等問題。從上述觀點出發，TD-F5值優選為 105MPa以上，更優選為IlOMPa以上，進一步優選為115MPa以上，只要這樣即可。上限不特別 限定，但是從制膜穩定性的觀點出發，為150MPa。發明者們通過深入研究，發現膜的耐電壓 性與TD-F5值有高的相關性，為了提高耐電壓性，控制TD-F5值為較高是重要的。
[0020] 此外，本發明的雙軸取向聚丙烯膜，從即使在電容器制作中，也在工藝條件高溫化 過程中發揮作為電容器的進一步的耐熱化的觀點出發，在120°C加熱處理15分鐘所測得的 膜長度方向的熱收縮率為2%以下是重要的。如果熱收縮率超過2%，則在加熱處理電容器 元件的電容器制造工序中，電容器內相互重疊的膜彼此卷緊、密合，膜層間隙變小，在發生 自身恢復時產生的氣體、飛散金屬無法逸出到體系外而容易使耐電壓性下降。另一方面，在 熱收縮率在膨張側(負值)大的情況下，由于電容器制造工序、使用工序的熱，元件的卷曲狀 態有時會松弛，因此優選為. 5~1.8 %，更優選為-0.2~1.7 %，進一步優選為為0.0~ 1.6%〇
[0021] 在這里，本發明的雙軸取向聚丙烯膜優選使上述膜寬度方向的伸長率為5%時的 應力(TD-F5值)與在120°C加熱處理15分鐘所測得的膜長度方向的熱收縮率在本申請記載 的范圍內同時滿足，為此，通過適當控制制造時縱向拉伸工序和橫向拉伸工序的張力、或者 對產品輥進行退火處理能夠實現，但關于細節如后所述。
[0022]本發明的雙軸取向聚丙烯膜優選膜長度方向的伸長率為5%時的應力(MD-F5值） 為58MPa以上。如果MD-F5值小于58MPa，則有時產生在電容器元件卷繞加工中產生出現折皺 等卷繞性不良、或者由于折皺而混入空氣從而使電容器的耐電壓性下降等問題。從上述觀 點出發，MD-F5值優選為60MPa以上，更優選為62Pa以上，進一步優選為64MPa以上。上限不特 另Ij限定，但從制膜穩定性的觀點出發為lOOMPa。
[0023] 從耐電壓性提高的觀點出發，本發明的雙軸取向聚丙烯膜優選作為膜長度方向與 寬度方向的伸長率為5 %時的應力的(MD-F5值)與（TD-F5值）的總和為160MPa以上，更優選 為170MPa以上，進一步優選為180MPa以上。上限不特別限定，但從制膜穩定性的觀點出發為 250MPa〇
[0024] 本發明的雙軸取向聚丙烯膜優選在120°C加熱處理15分鐘所測得的膜寬度方向的 熱收縮率為1 %以下，更優選為〇. 8%以下，進一步優選為0.6 %以下。在熱收縮率超過1 %的 情況下，有時會由于電容器制造工序和使用工序的熱、膜自身發生收縮，由于與元件端部噴 鍍金屬的接觸不良、耐電壓性下降。下限不特別限定，但在膜過于膨張的情況下，由于電容 器制造工序、使用工序的熱，有時元件的卷曲狀態會松弛，因此優選為-1 %。
[0025] 接著，針對優選用于本發明的雙軸取向聚丙烯膜的直鏈狀聚丙烯進行說明。直鏈 狀聚丙烯通常是用于包裝材料、電容器用的，優選為冷二甲苯可溶部（以下稱為CXS)為4質 量％以下且內消旋五單元組分數(mesopentad fraction)為0.95以上的聚丙稀。如果不滿 足這些，則有時制膜穩定性差，或者有時在制造雙軸取向的膜時膜中形成孔隙，有時尺寸穩 定性和耐電壓性的下降變大。
[0026] 在這里，所謂冷二甲苯可溶部(CXS)，是指將膜用二甲苯完全溶解結束后，在室溫 使其析出時溶解于二甲苯中的聚丙烯成分，可以認為是相當于由于立體規則性低、分子量 低等理由難以結晶化的成分。如果樹脂中包含大量這樣的成分，則有時會產生膜的熱尺寸 穩定性差、高溫下的絕緣擊穿電壓下降等問題。因此，優選CXS為4質量％以下，進一步優選 為3質量％以下，特別優選為2質量％以下。為了制得具有這樣的CXS的直鏈狀聚丙烯，可以 使用提高獲得樹脂時的催化劑活性的方法、將所得的樹脂用溶劑或者丙烯單體自身洗滌的 方法等方法。
[0027] 從同樣的觀點出發，優選直鏈狀聚丙烯的內消旋五單元組分數為0.95以上，進一 步優選為0.97以上。內消旋五單元組分數是用核磁共振法(NMR法)測定的表示聚丙烯的結 晶相的立體規則性的指標，該數值越高，結晶度越高、熔點越高、高溫下的絕緣擊穿電壓就 越高，因而優選。對于內消旋五單元組分數的上限不特別規定。為了獲得這樣立體規則性高 的樹脂，優選采用用正庚烷等溶劑洗滌所得的樹脂粉末的方法、適當進行催化劑和/或助催 化劑的選擇、組成的選擇的方法等。
[0028]作為該直鏈狀聚丙烯，從制膜性這點出發，更優選熔融流動指數(MFR)為1~IOg/ 10分鐘（230°(：、21.181^荷重）、特別優選為2~58/10分鐘（230°(：、21.18~荷重）的范圍的聚丙 烯。為了使熔融流動指數(MFR)為上述值，采用控制平均分子量、分子量分布的方法等。
[0029] 作為該直鏈狀聚丙烯，主要包含丙烯的單獨聚合物，但在不損害