[发明专利]聚丙烯膜和膜电容器

说明书

技术领域

本发明涉及适合包装用、工业用等的聚丙烯膜，进一步详细而言，涉及作为电容器用电介质即使在高温环境下也能够维持高耐电压性和可靠性的、适合电容器用途的聚丙烯膜。

背景技术

聚丙烯膜的透明性、机械特性、电特性等优异，因此可用于包装用途、带(tape)用途、电缆包装、以电容器为代表的电气用途等各种各样的用途。

其中，关于电容器用途，由于其优异的耐电压特性、低损耗特性，因此不限于直流用途、交流用途，还特别优选用于高电压电容器。

最近，各种电气设备不断被逆变器化，与此相伴，对电容器的小型化、大容量化的要求进一步提高。受这样的市场、特别是汽车用途(包含混合动力汽车用途)、太阳能发电、风力发电用途的要求，现状变为必须提高聚丙烯膜的耐电压性，维持生产性、加工性，同时进一步薄膜化。

从耐电压性、生产性、加工性的观点出发，该聚丙烯膜在膜面内的高刚性化是必要的，特别是为了提高耐电压性，膜面内的高刚性化是重要的。此外，在耐热性这样的观点方面，在考虑将来使用SiC的功率半导体用途的情况下，普遍认为使用环境的温度超过120℃。从作为电容器所要求的进一步的耐热化和耐电压性出发，要求在125℃这样的高温下的膜高刚性化。然而，如非专利文献1中记载的那样，聚丙烯膜的使用温度上限被认为是约110℃，在超过120℃的温度、例如125℃这样的温度环境下，难以维持高耐电压性。

例如，专利文献1中介绍了在室温下测得的抗断裂强度高的膜，但由于没有横向拉伸后的松弛和热处理工序，因此结晶度低，且热收缩也大，在125℃的高温环境下分子链取向缓和，在125℃测得的抗断裂强度不能说是高的。专利文献2中也介绍了在室温下测得的抗断裂强度高的聚丙烯膜，但是横向拉伸后的热处理温度高，因此在125℃的高温环境下分子链取向缓和，在125℃测得的抗断裂强度不能说是高的。此外，在制膜稳定性、厚度精度这些方面也不满意。这些技术在实际使用中高温下的电容器的容量维持方面也未必充分。此外，专利文献3中介绍了使80℃的杨氏模量提高的膜，但由于添加了Tg为120℃以下的石油树脂，因此在125℃测得的抗断裂强度不能说是高的。

此外，作为用于获得高绝缘性能的一种方法，可举出添加结晶成核剂的方法。一般而言，聚丙烯的结晶成核剂大致分为非熔融型成核剂和熔融型成核剂这两种。通过向聚丙烯中添加结晶成核剂，从而在熔融结晶化时，能够以成核剂为起点生成大量结晶核，在熔融聚丙烯中，结晶成核剂不熔融地存在的情况被认为是非熔融型成核剂。另一方面，熔融型成核剂的特征在于，在熔融聚丙烯中成核剂熔融，在冷却过程中形成网络结构，从而形成非常微小的球晶。作为聚丙烯的熔融型成核剂，山梨糖醇系成核剂被人们熟知(例如，专利文献4、5)。然而，这些山梨糖醇系成核剂的耐热温度不太高，因此在熔融挤出中成核剂发生分解，成核剂效果不能充分发挥，特别是在125℃这样的高温环境下，耐电压的提高不能说是充分的。作为其他熔融型成核剂，可举出诺尼醇系成核剂。例如，专利文献6中介绍了向利用金属茂催化剂聚合的均聚丙烯中添加诺尼醇系成核剂的技术。然而，利用单点催化剂聚合的均聚丙烯的熔点低，在125℃这样的高温环境下，耐电压的提高不能说是充分的。此外，即使向通常利用Ziegler-Natta催化剂制造的聚丙烯中添加诺尼醇系成核剂，在高温环境下也不能观察到耐电压性的提高。以往，熔融型成核剂是作为透明成核剂，出于提高聚丙烯系树脂的透明性、低雾度化的目的而添加的。在该情况下，作为聚丙烯，使用结晶性低、透明化效果好的无规共聚物、立体规则性低的均聚丙烯。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平8-300470号公报

专利文献2：日本特开平8-80564号公报

专利文献3：日本特开2004-161799号公报

专利文献4：日本特开昭58-134714号公报

专利文献5：日本特开昭60-88049号公报

专利文献6：日本特表2013-538258号公报

非专利文献

非专利文献1：日経エレクトロニクス，2012年9月17日，p.57-62

发明内容

发明所要解决的课题

本发明者们为了解决上述课题而进行了深入研究，结果完成了本发明。本发明提供一种聚丙烯膜，该聚丙烯膜即使在高电压用电容器用途中也能够发挥优异的高温时的耐电压性和可靠性，同时满足适合该电容器用途等的热尺寸稳定性和高刚性化。

用于解决课题的方法