JP2020072204A - Resin film, metal layer integrated resin film, and film capacitor - Google Patents
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Abstract
【課題】 コンデンサ素子の寿命試験における絶縁抵抗値(IR)の低下率を抑制することが可能な樹脂フィルムを提供すること。【解決手段】 主成分として結晶性熱可塑性樹脂を含有し、23℃の雰囲気下で電位傾度200V/μmとなるように電圧を印加し、1分経過時点での電流値から算出される体積抵抗率ρV23℃と比誘電率εr23℃との積[ρV23℃×εr23℃]が、1×1016Ω・cm以上であり、100℃の雰囲気下で電位傾度200V/μmとなるように電圧を印加し、1分経過時点での電流値から算出される体積抵抗率ρV100℃と比誘電率εr100℃との積[ρV100℃×εr100℃]が、1×1014Ω・cm以上である樹脂フィルム。【選択図】 なしPROBLEM TO BE SOLVED: To provide a resin film capable of suppressing a decrease rate of an insulation resistance value (IR) in a life test of a capacitor element. SOLUTION: A volume resistance calculated from a current value after 1 minute has passed by containing a crystalline thermoplastic resin as a main component and applying a voltage so as to have a potential gradient of 200 V / μm in an atmosphere of 23 ° C. A voltage was applied so that the product [ρV23 ° C. × εr23 ° C.] of the rate ρV23 ° C. and the relative permittivity εr23 ° C. was 1 × 1016 Ω · cm or more and the potential gradient was 200 V / μm in an atmosphere of 100 ° C. A resin film having a product [ρV100 ° C. × εr100 ° C.] of a volumetric resistance ρV100 ° C. and a relative permittivity εr100 ° C. calculated from the current value after 1 minute of 1 minute of 1 × 1014 Ω · cm or more. [Selection diagram] None
Description
本発明は、樹脂フィルム、金属層一体型樹脂フィルム、及び、フィルムコンデンサに関する。 The present invention relates to a resin film, a metal layer-integrated resin film, and a film capacitor.
ポリプロピレンフィルムは、高い耐電圧性や低い誘電損失特性等の優れた電気特性を有し、且つ、高い耐湿性を有する。そのため、広く電子機器や電気機器に用いられている。具体的には、例えば、高電圧コンデンサ、各種スイッチング電源、フィルター用コンデンサ(例えば、コンバーター、インバーター等)、平滑用コンデンサ等に使用されるフィルムとして利用されている。 The polypropylene film has excellent electrical characteristics such as high withstand voltage and low dielectric loss characteristics, and also has high humidity resistance. Therefore, it is widely used in electronic devices and electric devices. Specifically, it is used as a film used in, for example, high voltage capacitors, various switching power supplies, filter capacitors (for example, converters, inverters, etc.), smoothing capacitors, and the like.
近年、コンデンサの小型化及び高容量化が更に要求されている。コンデンサの体積を変えないで静電容量を向上させるためには、誘電体としてのフィルムを薄くすることが好ましい。そのため、厚さがより薄いフィルムが求められている。 In recent years, further miniaturization and higher capacity of capacitors have been required. In order to improve the capacitance without changing the volume of the capacitor, it is preferable to make the film as a dielectric thin. Therefore, there is a demand for a film having a thinner thickness.
また、近年、ポリプロピレンフィルムは、電気自動車やハイブリッド自動車等の駆動モーターを制御するインバーター電源機器用コンデンサとして、広く用いられ始めている。自動車等に用いられるインバーター電源機器用コンデンサは、小型、軽量、高容量であり、且つ、広い温度範囲(例えば、−40℃〜90℃)で、長期間にわたる高い耐電圧性が求められている。 In recent years, polypropylene films have begun to be widely used as capacitors for inverter power supply devices that control drive motors of electric vehicles, hybrid vehicles, and the like. Capacitors for inverter power supplies used in automobiles, etc. are required to have small size, light weight, high capacity, and high withstand voltage over a wide temperature range (for example, -40 ° C to 90 ° C) for a long period of time. ..
特許文献1には、110℃での体積抵抗率が5×1014Ω・cm以上であるポリプロピレンフィルム、との記載がある(請求項5参照)。また、110℃での体積抵抗率が5×1014Ω・cmに満たない場合は、信頼性が損なわれる場合がある、との記載がある(段落[0028]参照)。また、信頼性の評価に関して、コンデンサ素子を解体し破壊の状態を調べて、信頼性を評価した、との記載があり(段落[0147])、具体的には、ステップ状に50VDC/1分で徐々に印加電圧を上昇させることを繰り返す操作により、静電容量が初期値に対して10%以下に減少するまで電圧を上昇させた後に、貫通状の破壊が観察されるか否かを評価している(段落[0141]、[0147]−段落[0151])。一般的には電気絶縁性を表す指標として、電圧を印可したときに生じる「絶縁破壊」と、長時間電圧を印可することによって徐々に進行する「絶縁劣化」に大別できる。特許文献1では短時間で高電圧を印加して評価していることから、貫通状の破壊は絶縁破壊を指していると考えられ、前者の特性が良好であることを効果としていると考えられる。つまり、特許文献1では、110℃での体積抵抗率を所定値以上とした場合には、貫通状の絶縁破壊が抑制され、短時間での絶縁耐力が良好であることが記載されていると考えられる。 Patent Document 1 describes a polypropylene film having a volume resistivity at 110 ° C. of 5 × 10 14 Ω · cm or more (see claim 5). Further, there is a description that reliability may be impaired when the volume resistivity at 110 ° C. is less than 5 × 10 14 Ω · cm (see paragraph [0028]). Further, regarding the reliability evaluation, there is a description that the capacitor element was disassembled and the state of destruction was examined to evaluate the reliability (paragraph [0147]). Specifically, it is stepwise at 50 VDC / 1 min. It is evaluated whether or not penetrating destruction is observed after increasing the voltage until the capacitance decreases to 10% or less of the initial value by repeatedly increasing the applied voltage with. (Paragraphs [0141], [0147] -paragraph [0151]). Generally, as an index showing the electrical insulation property, it can be roughly classified into "dielectric breakdown" that occurs when a voltage is applied and "insulation deterioration" that gradually progresses by applying a voltage for a long time. In Patent Document 1, since a high voltage is applied and evaluated in a short time, it is considered that the penetrating breakdown indicates dielectric breakdown, and it is considered that the former characteristic is good. .. That is, Patent Document 1 describes that when the volume resistivity at 110 ° C. is set to a predetermined value or more, the penetration-like dielectric breakdown is suppressed and the dielectric strength in a short time is good. Conceivable.
一方、本発明者らは、長期間の使用に耐え得る信頼性の高いコンデンサを検討する中で、例えば、1000時間の寿命試験において静電容量の低下を抑制できたとしても、必ずしも長期間の使用に耐え得るとはいえないという知見を得た。つまり、コンデンサの寿命試験においては、実際の使用条件と同じ条件とし、且つ、実際の使用と同じ時間をかけて試験を行うことは不可能であるから、実際の使用条件よりもある程度高負荷とした上で、実際に想定している耐用時間よりも短い時間(例えば、1000時間)で測定を中止し、この時点での評価により、長期間の使用に耐え得るかを判断しているが、仮に1000時間の寿命試験において静電容量の低下を抑制できたとしても、そのことが必ずしも長期間の使用に耐え得るとはいえないという知見を得た。 On the other hand, the present inventors are investigating a highly reliable capacitor that can withstand long-term use, and for example, even if it is possible to suppress a decrease in capacitance in a 1000-hour life test, the long-term use is not always guaranteed. We have found that it cannot be said to be usable. In other words, in the life test of the capacitor, it is impossible to perform the test under the same conditions as the actual usage conditions and for the same time as the actual usage, so it is considered that the load is somewhat higher than the actual usage conditions. After that, the measurement is stopped in a shorter time than the actually expected service life (for example, 1000 hours), and it is judged at this point whether or not it can withstand long-term use. It was found that even if the decrease in electrostatic capacity could be suppressed in the 1000-hour life test, it could not be said that it could withstand long-term use.
本発明者らは、上記知見に関して鋭意検討を行った。その結果、寿命試験においてコンデンサ素子の絶縁抵抗値(IR)の低下率を抑制すれば、長期間の使用に耐え得る信頼性の高いコンデンサが得られることを見出した。より具体的に説明すると、例えば、寿命試験において、コンデンサ素子の静電容量の低下が抑制できていたとしても、コンデンサ素子の絶縁抵抗値(IR)が初期値に比較して大きく低下している場合があることに気付いた。このような場合、その後仮に試験を続行していたならば、コンデンサ素子の絶縁抵抗値(IR)の低下に起因して発熱量が増大し、指数関数的にコンデンサ素子の静電容量が低下する等して急激に性能が低下することとなる。つまり、本発明者らは、寿命試験におけるコンデンサ素子の静電容量の低下量は、寿命試験期間内における劣化具合を評価するものであり、寿命試験後の性能がどのようになるのかを明確に把握できるものとはいえないのではないかと考えた。一方、コンデンサ素子の絶縁抵抗値(IR)の低下量(低下率)は、寿命試験期間内の劣化度合いを評価できる指標であると同時に、寿命試験後における劣化進行度合をも評価できる指標であると考えた。つまり、寿命試験期間内においてコンデンサ素子の絶縁抵抗値(IR)の低下率が大きければ、その後試験を続行すると、指数関数的に静電容量が低下する等して急激に性能が低下することとなるため、寿命試験後における劣化進行度合をも評価できる指標であると考えた。 The present inventors diligently studied the above findings. As a result, they have found that by suppressing the rate of decrease in the insulation resistance value (IR) of the capacitor element in the life test, a highly reliable capacitor that can withstand long-term use can be obtained. More specifically, for example, in the life test, even if the decrease in the capacitance of the capacitor element can be suppressed, the insulation resistance value (IR) of the capacitor element is greatly decreased compared to the initial value. I realized there were cases. In such a case, if the test is continued thereafter, the amount of heat generated increases due to the decrease in the insulation resistance value (IR) of the capacitor element, and the capacitance of the capacitor element decreases exponentially. As a result, the performance will drop sharply. In other words, the inventors of the present invention evaluate the degree of deterioration of the capacitance of the capacitor element in the life test during the life test period, and clarify how the performance after the life test becomes. I thought that it was not something I could grasp. On the other hand, the reduction amount (reduction rate) of the insulation resistance value (IR) of the capacitor element is an index that can evaluate the degree of deterioration within the life test period, and also an index that can evaluate the degree of deterioration progress after the life test. I thought. That is, if the decrease rate of the insulation resistance value (IR) of the capacitor element is large during the life test period, if the test is continued after that, the capacitance will decrease exponentially and the performance will decrease sharply. Therefore, it was considered that this is an index that can also evaluate the degree of deterioration progress after the life test.
ところが、コンデンサ素子の寿命試験における絶縁抵抗値(IR)の低下をどのようにして抑制することができるかについては不明であった。 However, it has been unclear how to suppress the decrease of the insulation resistance value (IR) in the life test of the capacitor element.
本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、寿命試験におけるコンデンサ素子の絶縁抵抗値(IR)の低下率を抑制することが可能な樹脂フィルムを提供することにある。また、本発明は、当該樹脂フィルムを有する金属層一体型樹脂フィルム、及び、当該金属層一体型樹脂フィルムを有するフィルムコンデンサを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a resin film capable of suppressing a decrease rate of an insulation resistance value (IR) of a capacitor element in a life test. The present invention also provides a metal layer-integrated resin film having the resin film, and a film capacitor having the metal layer-integrated resin film.
本発明者らは、この点について鋭意検討を行った。その結果、驚くべきことに、樹脂フィルムの体積抵抗率と比誘電率との積を所定値以上とすることにより、寿命試験におけるコンデンサ素子の絶縁抵抗値(IR)の低下率を抑制できることを見出し、本発明を完成するに至った。 The present inventors diligently studied this point. As a result, it has been surprisingly found that the reduction rate of the insulation resistance value (IR) of the capacitor element in the life test can be suppressed by setting the product of the volume resistivity and the relative permittivity of the resin film to a predetermined value or more. The present invention has been completed.
なお、従来、コンデンサ素子の寿命試験において、静電容量の低下が抑制できていれば、コンデンサの性能としては問題ないと評価できるという考え方が一般的であり、絶縁抵抗値(IR)については、初期値が問題なければ、その後の低下率を詳細に検討することは行われていない。 Incidentally, conventionally, in the life test of the capacitor element, it is generally considered that it can be evaluated that there is no problem in the performance of the capacitor as long as the decrease in the capacitance can be suppressed, and the insulation resistance value (IR) is If there is no problem with the initial value, detailed examination of the subsequent decline rate has not been performed.
また、上述したように、特許文献1は、110℃でのフィルムの体積抵抗率を所定値以上とした場合には、コンデンサ素子の容量低下が抑制でき得ることや、高電圧を印加した場合の短時間絶縁破壊が防止でき得ることが記載されていると考えられるが、フィルムの体積抵抗率の値や、体積抵抗率と比誘電率との積を所定値以上とすることにより、寿命試験におけるコンデンサ素子の絶縁抵抗値(IR)の低下率を抑制できることについて記載はない。 Further, as described above, in Patent Document 1, when the volume resistivity of the film at 110 ° C. is set to a predetermined value or more, it is possible to suppress the capacitance decrease of the capacitor element, and when a high voltage is applied. It is thought that it is described that short-term dielectric breakdown can be prevented, but by setting the value of the volume resistivity of the film or the product of the volume resistivity and the relative dielectric constant to a predetermined value or more, the life test There is no description that the reduction rate of the insulation resistance value (IR) of the capacitor element can be suppressed.
また、詳細は後述するが、特許文献1におけるフィルムの体積抵抗率の測定方法は、本発明のフィルムの体積抵抗率の測定方法とは異なる。そして、特許文献1における体積抵抗率の測定方法では、体積抵抗率の値と、寿命試験におけるコンデンサ素子の絶縁抵抗値(IR)の低下率との相関を得ることはできない。従って、仮に、特許文献1における体積抵抗率の測定方法により得られる体積抵抗率が所定値以上の樹脂フィルムを得たとしても、当該樹脂フィルムが、寿命試験におけるコンデンサ素子の絶縁抵抗値(IR)の低下率を抑制できることにはならない。 Although the details will be described later, the method for measuring the volume resistivity of the film in Patent Document 1 is different from the method for measuring the volume resistivity of the film of the present invention. In the method of measuring volume resistivity in Patent Document 1, it is not possible to obtain a correlation between the value of volume resistivity and the rate of decrease in insulation resistance value (IR) of the capacitor element in the life test. Therefore, even if a resin film having a volume resistivity of not less than a predetermined value obtained by the method for measuring volume resistivity in Patent Document 1 is obtained, the resin film has an insulation resistance value (IR) of a capacitor element in a life test. It does not mean that the rate of decrease in
本発明に係る樹脂フィルムは、
主成分として結晶性熱可塑性樹脂を含有し、
下記測定方法(1)により測定される23℃での体積抵抗率ρV23℃と下記測定方法(2)により測定される23℃での比誘電率εr23℃との積[ρV23℃×εr23℃]が、1×1016Ω・cm以上であり、
下記測定方法(3)により測定される100℃での体積抵抗率ρV100℃と下記測定方法(4)により測定される100℃での比誘電率εr100℃との積[ρV100℃×εr100℃]が、1×1014Ω・cm以上であることを特徴とする。
<測定方法>
(1)23℃の雰囲気下で電位傾度200V/μmとなるように電圧を印加し、1分経過時点での電流値から次式により算出する。
ρV23℃=[(有効電極面積)×(印加電圧)]/[(樹脂フィルムの厚さ)×(電流値)]
(2)樹脂フィルムの両面に導電性ペーストを塗布、乾燥させて電極を形成し、得られた電極に導電性ペーストを用いて導線を取り付け、得られた試験用コンデンサの容量Cを23℃の雰囲気下で測定し、次式を用いてεr23℃を算出する。
(容量C)=(εr23℃)×(真空の誘電率ε0)×[(電極面積)/(樹脂フィルムの厚さ)]
(3)100℃の雰囲気下で電位傾度200V/μmとなるように電圧を印加し、1分経過時点での電流値から次式により算出する。
ρV100℃=[(有効電極面積)×(印加電圧)]/[(樹脂フィルムの厚さ)×(電流値)]
(4)樹脂フィルムの両面に導電性ペーストを塗布、乾燥させて電極を形成し、得られた電極に導電性ペーストを用いて導線を取り付け、得られた試験用コンデンサの容量Cを100℃の雰囲気下で測定し、次式を用いてεr100℃を算出する。
(容量C)=(εr100℃)×(真空の誘電率ε0)×[(電極面積)/(樹脂フィルムの厚さ)]
The resin film according to the present invention,
Contains crystalline thermoplastic resin as the main component,
The product of the volume resistivity ρ V23 ° C. at 23 ° C. measured by the following measuring method (1) and the relative dielectric constant ε r23 ° C. at 23 ° C. measured by the following measuring method (2) [ρ V23 ° C. × ε r23 ° C. ] is 1 × 10 16 Ω · cm or more,
The product of the volume resistivity ρ V100 ° C. at 100 ° C. measured by the following measuring method (3) and the relative dielectric constant ε r100 ° C. at 100 ° C. measured by the following measuring method (4) [ρ V100 ° C. × ε r100 ° C. ] is 1 × 10 14 Ω · cm or more.
<Measurement method>
(1) A voltage is applied in an atmosphere of 23 ° C. so that the potential gradient is 200 V / μm, and the value is calculated from the current value at the time when one minute has elapsed by the following formula.
ρ V23 ° C. = [(effective electrode area) × (applied voltage)] / [(thickness of resin film) × (current value)]
(2) A conductive paste is applied to both sides of the resin film and dried to form electrodes, and a conductive wire is attached to the obtained electrodes using the conductive paste, and the capacitance C of the obtained test capacitor is set to 23 ° C. It is measured in an atmosphere, and ε r23 ° C. is calculated using the following formula.
(Capacitance C) = (ε r23 ° C. ) × (vacuum dielectric constant ε 0 ) × [(electrode area) / (resin film thickness)]
(3) A voltage is applied so that the potential gradient becomes 200 V / μm in an atmosphere of 100 ° C., and the value is calculated from the current value at the time when 1 minute has elapsed by the following formula.
ρ V100 ° C. = [(effective electrode area) × (applied voltage)] / [(thickness of resin film) × (current value)]
(4) A conductive paste is applied to both sides of the resin film and dried to form an electrode, a conductor is attached to the obtained electrode using the conductive paste, and the capacitance C of the obtained test capacitor is set to 100 ° C. It is measured in an atmosphere, and ε r100 ° C. is calculated using the following formula.
(Capacitance C) = (ε r100 ° C. ) × (vacuum dielectric constant ε 0 ) × [(electrode area) / (resin film thickness)]
従来、フィルムの一般的な体積抵抗率の測定方法においては、測定値の精度として、桁数が信用のできる数値であり、桁数よりも詳細な数値については、誤差範囲とみなされている。しかしながら、桁数レベルの精度で測定したフィルムの体積抵抗率では、当該フィルムから製作したコンデンサ素子の寿命試験における絶縁抵抗値(IR)の低下率との明確な相関を得ることはできない。
一方、本発明では、23℃での体積抵抗率ρV23℃は、上記測定方法(1)により測定し、100℃での体積抵抗率ρV100℃は、上記測定方法(3)により測定する。これにより、フィルムの体積抵抗率を、桁数レベルよりもより高い精度で得ることができる。本発明における体積抵抗率の測定方法では、電位傾度を一定(本発明では、200V/μm)としている点が、精度向上の理由の1つである。
一般的に、オームの法則が成立する範囲内においては、どのような電圧で測定しても(どのような電位傾度で測定しても)体積抵抗率は、一定になる。しかしながら、オームの法則が成立しない領域(高電界領域)では、測定時の電圧に応じて体積抵抗率は、異なることになる。具体的には、測定時の電圧が高くなるほど(電位傾度が高くなるほど)、体積抵抗率は低く測定される。そのため、フィルムの体積抵抗率は、電位傾度を揃えた条件で比較することが重要である。
本発明では、電位傾度を一定として体積抵抗率を求めるため、例えば、複数種類のフィルムの体積抵抗率を測定した場合に、従来方法では、同一桁数であるからほぼ同一の体積抵抗率であると評価されていたものについて、明確に異なる値であるとすることが可能となる。そして、実施例からも分かるように、本発明における体積抵抗率の測定方法で得られるフィルムの体積抵抗率と、寿命試験におけるコンデンサ素子の絶縁抵抗値(IR)の低下率とは、よい相関が得られる。なお、比誘電率は、樹脂フィルムの分子構造と結晶形態に特有の値である。従って、本発明における体積抵抗率と比誘電率との積も、寿命試験における絶縁抵抗値(IR)の低下率とよい相関が得られる。
以上より、本発明におけるフィルムの体積抵抗率が大きいほど、寿命試験におけるコンデンサ素子の絶縁抵抗値(IR)の低下率は抑制される。
そして、積[ρV23℃×εr23℃]が、1×1016Ω・cm以上であれば、23℃(常温)雰囲気下での実際の長期間の使用に耐え得る。
また、積[ρV100℃×εr100℃]が、1×1014Ω・cm以上であれば、100℃(高温)雰囲気下での実際の長期間の使用に耐え得る。
なお、積[ρV23℃×εr23℃]が、1×1016Ω・cm以上であると、23℃(常温)雰囲気下での実際の長期間の使用に耐え得るとし、積[ρV100℃×εr100℃]が、1×1014Ω・cm以上であれば、100℃(高温)雰囲気下での実際の長期間の使用に耐え得るとしたのは、寿命試験における評価基準として、当該数値以上であれば、実際の長期間の使用に耐え得る可能性が極めて高いとの想定で設定したことによる。
Conventionally, in a general method for measuring a volume resistivity of a film, the number of digits is a reliable value as the accuracy of the measured value, and a value more detailed than the number of digits is regarded as an error range. However, the volume resistivity of the film measured with an accuracy of the order of magnitude cannot obtain a clear correlation with the reduction rate of the insulation resistance value (IR) in the life test of the capacitor element manufactured from the film.
On the other hand, in the present invention, the volume resistivity ρ V23 ° C at 23 ° C is measured by the above measuring method (1), and the volume resistivity ρV100 ° C at 100 ° C is measured by the above measuring method (3). Thereby, the volume resistivity of the film can be obtained with higher accuracy than the order of magnitude. In the volume resistivity measuring method of the present invention, one of the reasons for improving accuracy is that the potential gradient is constant (200 V / μm in the present invention).
In general, within the range where Ohm's law holds, the volume resistivity becomes constant regardless of the voltage (regarding the potential gradient). However, in the region where the Ohm's law does not hold (high electric field region), the volume resistivity differs depending on the voltage at the time of measurement. Specifically, the higher the voltage at the time of measurement (the higher the potential gradient), the lower the volume resistivity is measured. Therefore, it is important to compare the volume resistivities of the films under the condition that the potential gradients are uniform.
In the present invention, in order to obtain the volume resistivity while keeping the potential gradient constant, for example, when the volume resistivity of a plurality of types of films is measured, in the conventional method, since the number of digits is the same, the volume resistivity is almost the same. It is possible to make the values that were evaluated as "clearly different". Then, as can be seen from the examples, there is a good correlation between the volume resistivity of the film obtained by the method for measuring the volume resistivity of the present invention and the reduction rate of the insulation resistance value (IR) of the capacitor element in the life test. can get. The relative permittivity is a value peculiar to the molecular structure and crystal form of the resin film. Therefore, the product of the volume resistivity and the relative permittivity in the present invention also has a good correlation with the reduction rate of the insulation resistance value (IR) in the life test.
From the above, the higher the volume resistivity of the film in the present invention, the more the decrease rate of the insulation resistance value (IR) of the capacitor element in the life test is suppressed.
If the product [ρ V23 ° C. × ε r23 ° C. ] is 1 × 10 16 Ω · cm or more, it can withstand actual long-term use in a 23 ° C. (normal temperature) atmosphere.
Further, if the product [ρ V100 ° C. × ε r100 ° C. ] is 1 × 10 14 Ω · cm or more, it can withstand actual long-term use in a 100 ° C. (high temperature) atmosphere.
When the product [ρ V23 ° C. × ε r23 ° C. ] is 1 × 10 16 Ω · cm or more, it is assumed that the product [ρ V100 can be used for a long period of time under an atmosphere of 23 ° C. (normal temperature). [° C. × ε r100 ° C. ] is 1 × 10 14 Ω · cm or more, it can be said that it can withstand actual long-term use in a 100 ° C. (high temperature) atmosphere as an evaluation criterion in a life test. If the value is more than the above value, it is assumed that the possibility of withstanding actual long-term use is extremely high.
また、本発明では、体積抵抗率ρV23℃ではなく、体積抵抗率ρV23℃と比誘電率εr23℃との積[ρV23℃×εr23℃]を用い、1×1016Ω・cm以上であるとしたのは次の理由による。
上述の通り、本発明におけるフィルムの体積抵抗率が大きいほど、寿命試験におけるコンデンサ素子の絶縁抵抗値(IR)の低下率は抑制される。従って、体積抵抗率は大きいほど好ましい。
一方、比誘電率は、大きいほど電気を貯める能力が高くなる。つまり、電極面積が同じであれば、比誘電率が大きいほど、コンデンサとしての静電容量は、大きくなる。そのため、比誘電率は大きいほど好ましい。
ここで、樹脂材料を検討すると、体積抵抗率が比較的大きいものの、比誘電率は比較的小さいものや、体積抵抗率が比較的小さいものの、比誘電率は比較的大きいもの等、種々の材料が存在する。
このような種々の材料を検討した際に、フィルムの体積抵抗率が比較的大きなものに関しては、寿命試験期間中におけるコンデンサ素子の漏れ電流が小さく抑えられ、コンデンサ素子の発熱が抑制される結果、絶縁抵抗(IR)の低下がより抑制されることになるため、劣化の進行度合いがより遅くなると予想される。そのため、比誘電率が比較的小さくても、性能として、実際の長期間の使用に耐え得ると考えられる。
反対に、フィルムの体積抵抗率が比較的小さいものに関しては、コンデンサ素子の絶縁抵抗(IR)は、体積抵抗率が比較的大きいものと比べると低下しやすく、劣化の進行度合いは、やや速くなると予想される。しかしながら、比誘電率が比較的大きい場合には、もともと電気を溜める能力が高い。そのため、(A)目的の静電容量を得るのに必要なフィルム面積(電極面積)を小さくできる、又は、(B)フィルム面積を維持したままフィルムの厚さを厚くすることができる。その結果、寿命試験期間中におけるコンデンサ素子の漏れ電流を低減することができ、発熱を抑制することができる。
この点につき、より詳細に説明する。
比誘電率の異なるフィルムを用いて静電容量がそれぞれ同一のコンデンサ素子を作製することを想定する。この想定において、比誘電率の比較的大きいフィルムを使用すると、漏れ電流の低減を達成するための選択肢として、次の(1)〜(3)の3通りの中から選択可能となる点で有利である。
(1)フィルム厚さを維持したまま使用するフィルム面積を小さくする。
(2)フィルム面積は変えずにフィルムを厚くする。
(3)前2者の利点を取って、フィルムをやや厚めに、フィルム面積をやや小さめにする。
以上により、コンデンサ素子の絶縁抵抗(IR)の低下が、より抑制されることになり、実際の長期間の使用に耐え得ると考えられる。
そこで、体積抵抗率と比誘電率との積を、実際の長期間の使用に耐え得るか否かの指標として用いることにした。
In the present invention, the volume resistivity [rho V23 instead ° C., using a product [ρ V23 ℃ × ε r23 ℃ ] of the volume resistivity [rho V23 ° C. and a relative dielectric constant ε r23 ℃, 1 × 10 16 Ω · cm The reason is as follows.
As described above, the higher the volume resistivity of the film in the present invention, the more the decrease rate of the insulation resistance value (IR) of the capacitor element in the life test is suppressed. Therefore, the larger the volume resistivity, the more preferable.
On the other hand, the larger the relative permittivity, the higher the ability to store electricity. That is, if the electrode area is the same, the larger the relative permittivity, the larger the capacitance as a capacitor. Therefore, the larger the relative dielectric constant, the more preferable.
Here, when considering resin materials, various materials such as those having a relatively large volume resistivity but a relatively small relative permittivity, and those having a relatively small volume resistivity but a relatively large relative permittivity are used. Exists.
When examining such various materials, for those with a relatively large volume resistivity of the film, the leakage current of the capacitor element during the life test period is suppressed small, as a result of suppressing the heat generation of the capacitor element, Since the decrease in insulation resistance (IR) will be further suppressed, it is expected that the degree of progress of deterioration will be slower. Therefore, even if the relative permittivity is relatively small, it is considered that the device can withstand actual long-term use in terms of performance.
On the other hand, in the case where the film has a relatively low volume resistivity, the insulation resistance (IR) of the capacitor element tends to decrease as compared with the film having a relatively high volume resistivity, and the degree of deterioration progresses slightly faster. is expected. However, when the relative permittivity is relatively large, the ability to store electricity is originally high. Therefore, (A) the film area (electrode area) required to obtain the target capacitance can be reduced, or (B) the film thickness can be increased while maintaining the film area. As a result, the leakage current of the capacitor element during the life test period can be reduced and heat generation can be suppressed.
This point will be described in more detail.
It is assumed that capacitors having the same capacitance are manufactured by using films having different relative dielectric constants. Under this assumption, using a film having a relatively large relative dielectric constant is advantageous in that it can be selected from the following three ways (1) to (3) as an option for achieving reduction of leakage current. Is.
(1) The film area used is reduced while maintaining the film thickness.
(2) Make the film thick without changing the film area.
(3) Taking advantage of the former two, make the film a little thicker and make the film area a little smaller.
From the above, it is considered that the decrease in the insulation resistance (IR) of the capacitor element is further suppressed, and the capacitor element can withstand actual long-term use.
Therefore, we decided to use the product of volume resistivity and relative permittivity as an index of whether or not it can withstand actual long-term use.
また、上述した通り、比誘電率は、樹脂フィルムの分子構造(コンフォメーションやパッキング)に特有の値であるものの、従来の比誘電率の測定方法では、薄いフィルムの比誘電率を正確に測定することは困難であった。
一方、本発明では、23℃での比誘電率εr23℃は、上記測定方法(2)により測定し、100℃での比誘電率εr100℃は、上記測定方法(4)により測定する。これにより、薄い樹脂フィルムであっても、比誘電率を簡便、且つ、再現性良く測定することが可能となった。
以上より、積[ρV23℃×εr23℃]、及び、積[ρV100℃×εr100℃]の値について、より正確な値が得られる。
その結果、実際の長期間の使用に耐え得るか否かの指標として、より正確な値を得ることができる。
Further, as described above, the relative dielectric constant is a value peculiar to the molecular structure (conformation or packing) of the resin film, but the conventional relative dielectric constant measuring method accurately measures the relative dielectric constant of a thin film. It was difficult to do.
On the other hand, in the present invention, the relative dielectric constant ε r23 ° C. at 23 ° C. is measured by the above measuring method (2), and the relative dielectric constant ε r100 ° C. at 100 ° C. is measured by the above measuring method (4). This makes it possible to measure the relative permittivity easily and with good reproducibility even with a thin resin film.
From the above, more accurate values can be obtained for the value of the product [ρ V23 ° C. × ε r23 ° C. ] and the product [ρ V100 ° C. × ε r100 ° C. ].
As a result, a more accurate value can be obtained as an index of whether or not it can withstand actual long-term use.
なお、特許文献1では、電圧100Vで1分間印加し、1分経過時点での体積抵抗値から、体積抵抗率を算出している(段落[0137]参照)。電圧印加に際し、フィルム厚さは考慮されていない。例えば、実施例8のフィルムは、厚さ2.3μmであるところ、電位傾度は、約43.5V/μm(100V/2.3μm)である。一方、実施例9のフィルムは、厚さ5.8μmであるところ、電位傾度は、約17.2V/μm(100V/5.8μm)である。上述した通り、オームの法則が成立しない領域(高電界領域)では、測定時の電圧に応じて体積抵抗率は、異なることになるため、特許文献1のような体積抵抗率の測定方法では、精度は低いと言わざるを得ない。
従って、仮に、特許文献1の方法により体積抵抗率を測定したとしても、寿命試験におけるコンデンサ素子の絶縁抵抗値(IR)の低下率との明確な相関を得ることはできない。
そもそも、特許文献1において、体積抵抗率は、高電圧を印加した場合のフィルムの貫通状破壊が抑制され、初期特性が良好であることを目的としており、長期使用におけるコンデンサ素子の品質の評価を目的とするものではない。従って、特許文献1には、体積抵抗率の値を用いて、コンデンサ素子の長期間の使用に耐え得るような評価を行おうとする動機付けは全く存在しないと言わざるを得ない。
In Patent Document 1, a voltage of 100 V is applied for 1 minute, and the volume resistivity is calculated from the volume resistance value after 1 minute has elapsed (see paragraph [0137]). The film thickness is not taken into consideration when applying the voltage. For example, the film of Example 8 has a thickness of 2.3 μm, but the potential gradient is about 43.5 V / μm (100 V / 2.3 μm). On the other hand, the film of Example 9 has a thickness of 5.8 μm, but the potential gradient is about 17.2 V / μm (100 V / 5.8 μm). As described above, in the region where the Ohm's law does not hold (high electric field region), the volume resistivity is different depending on the voltage at the time of measurement. Therefore, in the volume resistivity measuring method as disclosed in Patent Document 1, I have to say that the accuracy is low.
Therefore, even if the volume resistivity is measured by the method of Patent Document 1, it is not possible to obtain a clear correlation with the rate of decrease in the insulation resistance value (IR) of the capacitor element in the life test.
In the first place, in Patent Document 1, the volume resistivity is intended to suppress the through-like breakdown of the film when a high voltage is applied and to have good initial characteristics, and to evaluate the quality of the capacitor element in long-term use. Not intended. Therefore, it must be said that Patent Document 1 has no motivation to use the value of the volume resistivity to perform an evaluation that can withstand long-term use of the capacitor element.
なお、本明細書において「寿命試験」とは、実際の使用条件よりも過酷な温度や電圧を加えた状態でコンデンサ素子の劣化を促す加速試験であって、実際に想定している耐用使用時間よりも短い時間(例えば、1000時間)で測定を中止し、この時点での評価により、長期間の使用に耐え得るかを推定し、評価する試験をいう。 In the present specification, the "life test" is an accelerated test that promotes deterioration of the capacitor element under a condition where a temperature or voltage that is more severe than the actual operating conditions is applied, and the actually expected useful service time is A test in which measurement is discontinued in a shorter time (for example, 1000 hours), and whether or not it can withstand long-term use is estimated and evaluated by evaluation at this point.
さらに、本発明に係る樹脂フィルムは、積[ρV23℃×εr23℃]が、1×1016Ω・cm以上であり、かつ、積[ρV100℃×εr100℃]が、1×1014Ω・cm以上であり、コンデンサ素子の絶縁抵抗(IR)の低下が抑制されているため、静電容量Cの低下も抑制されている。その結果、(C・IR)の低下も抑制される。
なお、一般的に、コンデンサの静電容量Cが大きい(例えば、電極面積が広い、誘電体の厚みが薄い)と、絶縁抵抗(IR)は小さくなる(電流が漏れ易くなる)ことが知られている。一般的に、静電容量Cが異なってもコンデンサを公平に比較する指標として「CR積(静電容量×絶縁抵抗)」が使用されている。本明細書における(C・IR)は、このCR積と同義であり、静電容量Cが異なってもコンデンサを公平に比較することができる点で優れる。
Furthermore, in the resin film according to the present invention, the product [ρ V23 ° C. × ε r23 ° C. ] is 1 × 10 16 Ω · cm or more, and the product [ρ V100 ° C. × ε r100 ° C. ] is 1 × 10. Since it is 14 Ω · cm or more and the decrease in the insulation resistance (IR) of the capacitor element is suppressed, the decrease in the capacitance C is also suppressed. As a result, the decrease in (C · IR) is also suppressed.
It is generally known that when the capacitance C of a capacitor is large (for example, the electrode area is large and the thickness of the dielectric is thin), the insulation resistance (IR) is small (current easily leaks). ing. In general, “CR product (electrostatic capacity × insulation resistance)” is used as an index for fairly comparing capacitors even if the electrostatic capacity C is different. (C · IR) in this specification is synonymous with this CR product, and is excellent in that capacitors can be compared fairly even if the electrostatic capacitance C is different.
前記構成の樹脂フィルムは、厚さが、0.8〜6μmの範囲内であることが好ましい。 The resin film having the above-described structure preferably has a thickness within the range of 0.8 to 6 μm.
厚さが6μm以下であると、静電容量の低下をより抑制できる。また、静電容量の低下をより抑制できるため、(C・IR)の低下率(%)もより抑制できる。
また、前記樹脂フィルムの厚さが6μm以下であると、コンデンサ素子としたときの単位体積当たりの静電容量を大きくすることができるため、コンデンサ用として好適に使用できる。また、前記樹脂フィルムの厚さが0.8μm以上であると、フィルムの製膜安定性の観点から好ましい。
When the thickness is 6 μm or less, the decrease in capacitance can be further suppressed. Further, since the decrease in capacitance can be further suppressed, the decrease rate (%) of (C · IR) can be further suppressed.
Further, when the thickness of the resin film is 6 μm or less, the capacitance per unit volume of the capacitor element can be increased, so that it can be suitably used for capacitors. In addition, it is preferable that the thickness of the resin film is 0.8 μm or more from the viewpoint of film forming stability.
前記構成の樹脂フィルムは、コンデンサ用であることが好ましい。 The resin film having the above structure is preferably for capacitors.
積[ρV23℃×εr23℃]及び積[ρV100℃×εr100℃]が所定値以上である前記樹脂フィルムは、コンデンサ素子の寿命試験における絶縁抵抗値(IR)の低下率が抑制されるため、コンデンサ用として好適に使用できる。 The resin film having a product [ρ V23 ° C. × ε r23 ° C. ] and a product [ρ V100 ° C. × ε r100 ° C. ] equal to or greater than a predetermined value suppresses the reduction rate of the insulation resistance value (IR) in the life test of the capacitor element. Therefore, it can be suitably used for capacitors.
前記構成の樹脂フィルムは、二軸延伸されていることが好ましい。 The resin film having the above structure is preferably biaxially stretched.
二軸延伸されていると、積[ρV23℃×εr23℃]及び積[ρV100℃×εr100℃]が所定値以上である樹脂フィルムとし易い。 When biaxially stretched, it is easy to obtain a resin film having a product [ρ V23 ° C. × ε r23 ° C. ] and a product [ρ V100 ° C. × ε r100 ° C. ] of a predetermined value or more.
前記構成の樹脂フィルムは、厚さが、0.8〜22μmの範囲内であることが好ましい。 The resin film having the above-described structure preferably has a thickness within a range of 0.8 to 22 μm.
厚さが、0.8〜22μmの範囲内であると、静電容量を大きくすることができるため、コンデンサ用として好適に使用できる。 When the thickness is in the range of 0.8 to 22 μm, the electrostatic capacity can be increased, so that it can be suitably used for capacitors.
前記構成の樹脂フィルムにおいて、前記結晶性熱可塑性樹脂は、(a)主鎖が脂肪族炭化水素である、(b)主鎖にアミド結合を有する、(c)主鎖にエーテル結合を有する、のうち、少なくとも1つを満たすことが好ましい。 In the resin film having the above structure, the crystalline thermoplastic resin has (a) a main chain of an aliphatic hydrocarbon, (b) an amide bond in the main chain, (c) an ether bond in the main chain, Of these, it is preferable to satisfy at least one.
(a)主鎖が脂肪族炭化水素である、(b)主鎖にアミド結合を有する、(c)主鎖にエーテル結合を有する、のうち、少なくとも1つを満たす結晶性熱可塑性樹脂は、融点が比較的高い。従って、前記結晶性熱可塑性樹脂が、上記(a)〜(c)のうち少なくとも1つを満たすと、耐熱性に優れる。 A crystalline thermoplastic resin satisfying at least one of (a) the main chain is an aliphatic hydrocarbon, (b) having an amide bond in the main chain, and (c) having an ether bond in the main chain, Melting point is relatively high. Therefore, when the crystalline thermoplastic resin satisfies at least one of the above (a) to (c), it has excellent heat resistance.
前記構成の樹脂フィルムにおいて、前記結晶性熱可塑性樹脂の主鎖を構成する炭素原子には、それぞれ少なくとも1つの水素原子が結合していることも好ましい。 In the resin film having the above structure, it is also preferable that at least one hydrogen atom is bonded to each carbon atom forming the main chain of the crystalline thermoplastic resin.
前記結晶性熱可塑性樹脂の主鎖を構成する炭素原子に、それぞれ少なくとも1つの水素原子が結合していると、誘電体として好適となる。例えば、主鎖を構成する炭素原子に塩素原子やフッ素原子のみが結合し、水素原子が結合していない場合、強誘電体となるおそれがあり、電圧を印加した際に逆圧電効果によるフィルムの変形(歪み)が懸念される。なお、強誘電体であっても、コンデンサ用として使用することが不可能であるわけではない。 When at least one hydrogen atom is bonded to each carbon atom forming the main chain of the crystalline thermoplastic resin, it is suitable as a dielectric. For example, when only a chlorine atom or a fluorine atom is bonded to a carbon atom constituting the main chain, and a hydrogen atom is not bonded, it may become a ferroelectric substance, and when a voltage is applied, a film due to an inverse piezoelectric effect is formed. Deformation (distortion) is a concern. It should be noted that even a ferroelectric material cannot be used for a capacitor.
前記構成の樹脂フィルムにおいて、前記積[ρV23℃×εr23℃]が、1×1016Ω・cm以上であり、
前記積[ρV100℃×εr100℃]が、1×1014Ω・cm以上であり、
前記比誘電率εr100℃が2以上5以下であることが好ましい。
In the resin film having the above structure, the product [ρ V23 ° C. × ε r23 ° C. ] is 1 × 10 16 Ω · cm or more,
The product [ρ V100 ° C. × ε r100 ° C. ] is 1 × 10 14 Ω · cm or more,
The relative permittivity ε r100 ° C. is preferably 2 or more and 5 or less.
前記積[ρV23℃×εr23℃]が、1×1016Ω・cm以上であり、前記積[ρV100℃×εr100℃]が、1×1014Ω・cm以上であり、前記比誘電率εr100℃が2以上5以下であると、寿命試験におけるコンデンサ素子の絶縁抵抗値(IR)の低下率がより抑制される。 The product [ρ V23 ° C. × ε r23 ° C. ] is 1 × 10 16 Ω · cm or more, the product [ρ V100 ° C. × ε r100 ° C. ] is 1 × 10 14 Ω · cm or more, and the ratio is When the dielectric constant ε r100 ° C. is 2 or more and 5 or less, the reduction rate of the insulation resistance value (IR) of the capacitor element in the life test is further suppressed.
前記構成の樹脂フィルムにおいて、log10[(ρV23℃×εr23℃)/(ρV100℃×εr100℃)]が5以下であることが好ましい。 In the resin film having the above structure, it is preferable that log 10 [(ρ V23 ° C. × ε r23 ° C. ) / (Ρ V100 ° C. × ε r100 ° C. )] is 5 or less.
前記log10[(ρV23℃×εr23℃)/(ρV100℃×εr100℃)]が5以下であると、23℃(常温)と100℃(高温)とにおいて、寿命試験における絶縁抵抗値(IR)の低下率の差異が少ないといえる。つまり、前記log10[(ρV23℃×εr23℃)/(ρV100℃×εr100℃)]は、耐熱性を示す指標として使用することができ、この指標が5以下であると、より耐熱性に優れるといえる。 When the log 10 [(ρ V23 ° C. × ε r23 ° C. ) / (Ρ V100 ° C. × ε r100 ° C. )] is 5 or less, the insulation resistance in the life test is 23 ° C. (normal temperature) and 100 ° C. (high temperature). It can be said that the difference in the rate of decrease in the value (IR) is small. That is, the log 10 [(ρ V23 ° C. × ε r23 ° C. ) / (Ρ V100 ° C. × ε r100 ° C. )] can be used as an index showing heat resistance, and when this index is 5 or less, It can be said that it has excellent heat resistance.
前記構成の樹脂フィルムにおいて、前記結晶性熱可塑性樹脂が、ポリプロピレン樹脂であることが好ましい。 In the resin film having the above structure, the crystalline thermoplastic resin is preferably a polypropylene resin.
ポリプロピレン樹脂は、体積抵抗率が比較的高い樹脂であるため、前記結晶性熱可塑性樹脂が、ポリプロピレン樹脂であると、寿命試験におけるコンデンサ素子の絶縁抵抗値(IR)の低下率を好適に抑制できる。 Since the polypropylene resin is a resin having a relatively high volume resistivity, when the crystalline thermoplastic resin is a polypropylene resin, it is possible to suitably suppress the reduction rate of the insulation resistance value (IR) of the capacitor element in the life test. ..
前記樹脂フィルムを構成する樹脂中の灰分は、5ppm以上35ppm以下が好ましい。 The ash content in the resin forming the resin film is preferably 5 ppm or more and 35 ppm or less.
前記樹脂フィルムを構成する樹脂(原料樹脂)中の灰分が、5ppm以上35ppm以下であると、極性をもった低分子成分の生成を抑制しつつコンデンサとしての電気特性を向上させることができる。 When the ash content in the resin (raw material resin) forming the resin film is 5 ppm or more and 35 ppm or less, the electrical characteristics of the capacitor can be improved while suppressing the generation of polar low-molecular components.
前記構成の樹脂フィルムにおいては、ヘプタン不溶分が、96%以上99.5%以下であることが好ましい。 In the resin film having the above structure, the heptane-insoluble content is preferably 96% or more and 99.5% or less.
ヘプタン不溶分は、多いほど樹脂の立体規則性が高いことを示す。前記樹脂フィルムのヘプタン不溶分(HI)が、96%以上99.5%以下であると、適度に高い立体規則性により、樹脂の結晶性が適度に向上し、高温下での耐電圧性が向上する。一方、キャスト原反シート成形の際の固化(結晶化)の速度が適度となり、適度の延伸性を有する。 The more heptane-insoluble matter, the higher the stereoregularity of the resin. When the heptane insoluble content (HI) of the resin film is 96% or more and 99.5% or less, the crystallinity of the resin is appropriately improved due to the moderately high stereoregularity, and the withstand voltage property at high temperature is increased. improves. On the other hand, the rate of solidification (crystallization) at the time of forming the cast raw sheet becomes appropriate, and it has an appropriate stretchability.
前記構成の樹脂フィルムにおいては、分子量分布[(重量平均分子量Mw)/(数平均分子量Mn)]が、5以上12以下であることが好ましい。 In the resin film having the above structure, the molecular weight distribution [(weight average molecular weight Mw) / (number average molecular weight Mn)] is preferably 5 or more and 12 or less.
前記樹脂フィルムの分子量分布[(重量平均分子量Mw)/(数平均分子量Mn)]が、前記範囲内にあると、二軸延伸時に適度な樹脂流動性が得られ、厚みムラのない極薄化された二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得ることが容易となる。それに加えて、高分子量成分、低分子量成分の分布の構成を調整することで、二軸延伸樹脂フィルムを用いて構成されたコンデンサの耐電圧性をより向上させることができる。 When the molecular weight distribution [(weight average molecular weight Mw) / (number average molecular weight Mn)] of the resin film is within the above range, proper resin fluidity can be obtained during biaxial stretching, and ultrathinization without unevenness in thickness can be achieved. It becomes easy to obtain the biaxially stretched polypropylene film. In addition, by adjusting the distribution structure of the high molecular weight component and the low molecular weight component, it is possible to further improve the withstand voltage of the capacitor formed using the biaxially stretched resin film.
前記構成の樹脂フィルムにおいては、広角X線回折法により測定されるα晶(040)面の反射ピークの半価幅からScherrerの式を用いて求められる結晶子サイズが、9nm以上15nm以下であることが好ましい。 In the resin film having the above structure, the crystallite size obtained by using the Scherrer's formula from the half-value width of the reflection peak of the α crystal (040) plane measured by the wide-angle X-ray diffraction method is 9 nm or more and 15 nm or less. Preferably.
前記樹脂フィルムの前記結晶子サイズが、15nm以下であると、漏れ電流が小さくなり、常温や高温での耐電圧性が好ましく向上する。一方、前記結晶子サイズが9nm以上であると、樹脂フィルム(特に、ポリプロピレンフィルム)の機械的強度及び融点を維持する観点から好ましい。 When the crystallite size of the resin film is 15 nm or less, the leakage current becomes small, and the withstand voltage property at room temperature or high temperature is preferably improved. On the other hand, the crystallite size of 9 nm or more is preferable from the viewpoint of maintaining the mechanical strength and melting point of the resin film (particularly polypropylene film).
前記構成の樹脂フィルムにおいては、面配向係数が0.010〜0.016であることが好ましい。 In the resin film having the above structure, the plane orientation coefficient is preferably 0.010 to 0.016.
前記樹脂フィルムの面配向係数が前記範囲内にあると、高温且つ高電圧下における絶縁破壊をより低減できるため好ましい。 It is preferable that the plane orientation coefficient of the resin film is within the above range because the dielectric breakdown under high temperature and high voltage can be further reduced.
前記構成の樹脂フィルムにおいては、融点が170℃以上176℃以下であることが好ましい。 The melting point of the resin film having the above structure is preferably 170 ° C. or higher and 176 ° C. or lower.
前記樹脂フィルムの融点が170℃以上であると、高温下の耐電圧性や熱寸法安定性に優れる。一方、176℃以下であると、フィルムの剛性が適度になり、延伸フィルムとして形成が容易になる。 When the melting point of the resin film is 170 ° C. or higher, the withstand voltage property at high temperature and the thermal dimensional stability are excellent. On the other hand, when the temperature is 176 ° C. or lower, the rigidity of the film becomes appropriate and the stretched film can be easily formed.
前記構成の樹脂フィルムにおいては、融解エンタルピーが90J/g以上125J/g以下であることが好ましい。 In the resin film having the above structure, the melting enthalpy is preferably 90 J / g or more and 125 J / g or less.
前記樹脂フィルムの融解エンタルピーが90J/g以上であると、結晶子が強固となるため、好ましい。一方、125J/g以下であると、結晶子サイズが適度に小さくなるため好ましい。 It is preferable that the resin film has a enthalpy of fusion of 90 J / g or more because the crystallite becomes strong. On the other hand, when it is 125 J / g or less, the crystallite size is appropriately reduced, which is preferable.
また、本発明に係る金属層一体型樹脂フィルムは、
前記樹脂フィルムと、
前記樹脂フィルムの片面又は両面に積層された金属層とを有することを特徴とする。
In addition, the metal layer integrated resin film according to the present invention,
With the resin film,
It has a metal layer laminated on one side or both sides of the resin film.
前記構成によれば、前記樹脂フィルムの片面又は両面に積層された金属層を有するため、樹脂フィルムを誘電体とし、金属層を電極としたフィルムコンデンサに使用することができる。また、前記積[ρV23℃×εr23℃]が、1×1016Ω・cm以上であり、前記積[ρV100℃×εr100℃]が、1×1014Ω・cm以上である前記樹脂フィルムを有するため、寿命試験におけるコンデンサ素子の絶縁抵抗値(IR)の低下率が抑制されている。 According to the above configuration, since the resin film has the metal layer laminated on one side or both sides, the resin film can be used as a dielectric and the metal film can be used as a film capacitor. The product [ρ V23 ° C. × ε r23 ° C. ] is 1 × 10 16 Ω · cm or more, and the product [ρ V100 ° C. × ε r100 ° C. ] is 1 × 10 14 Ω · cm or more. Since it has the resin film, the reduction rate of the insulation resistance value (IR) of the capacitor element in the life test is suppressed.
また、本発明に係るフィルムコンデンサは、巻回された前記金属層一体型樹脂フィルムを有するか、又は、前記金属層一体型樹脂フィルムが複数積層された構成を有することを特徴とする。 Further, the film capacitor according to the present invention is characterized by having the wound metal layer-integrated resin film or having a configuration in which a plurality of the metal layer-integrated resin films are laminated.
本発明によれば、寿命試験におけるコンデンサ素子の絶縁抵抗値(IR)の低下率を抑制することが可能な樹脂フィルムを提供することができる。また、当該樹脂フィルムを有する金属層一体型樹脂フィルム、及び、当該金属層一体型樹脂フィルムを有するフィルムコンデンサを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the resin film which can suppress the fall rate of the insulation resistance value (IR) of the capacitor element in a life test can be provided. Further, it is possible to provide a metal layer-integrated resin film having the resin film, and a film capacitor having the metal layer-integrated resin film.
以下、本発明の実施形態について、説明する。ただし、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. However, the present invention is not limited to these embodiments.
本明細書中において、「含有」、「含む」という表現は、「含有」、「含む」、「実質的にからなる」、「のみからなる」という概念を含む。 In this specification, the expressions "containing" and "including" include the concepts of "containing", "including", "consisting essentially of" and "consisting solely of".
本明細書において、「素子」「コンデンサ」「コンデンサ素子」「フィルムコンデンサ」は同じものを意味する。 In this specification, "element", "capacitor", "capacitor element" and "film capacitor" mean the same thing.
本実施形態に係る樹脂フィルムは、
主成分として結晶性熱可塑性樹脂を含有し、
下記測定方法(1)により測定される23℃での体積抵抗率ρV23℃と下記測定方法(2)により測定される23℃での比誘電率εr23℃との積[ρV23℃×εr23℃]が、1×1016Ω・cm以上であり、
下記測定方法(3)により測定される100℃での体積抵抗率ρV100℃と下記測定方法(4)により測定される100℃での比誘電率εr100℃との積[ρV100℃×εr100℃]が、1×1014Ω・cm以上である。
<測定方法>
(1)23℃の雰囲気下で電位傾度200V/μmとなるように電圧を印加し、1分経過時点での電流値から次式により算出する。
ρV23℃=[(有効電極面積)×(印加電圧)]/[(樹脂フィルムの厚さ)×(電流値)]
(2)樹脂フィルムの両面に導電性ペーストを塗布、乾燥させて電極を形成し、得られた電極に導電性ペーストを用いて導線を取り付け、得られた試験用コンデンサの容量Cを23℃の雰囲気下で測定し、次式を用いてεr23℃を算出する。
(容量C)=(εr23℃)×(真空の誘電率ε0)×[(電極面積)/(樹脂フィルムの厚さ)]
(3)100℃の雰囲気下で電位傾度200V/μmとなるように電圧を印加し、1分経過時点での電流値から次式により算出する。
ρV100℃=[(有効電極面積)×(印加電圧)]/[(樹脂フィルムの厚さ)×(電流値)]
(4)樹脂フィルムの両面に導電性ペーストを塗布、乾燥させて電極を形成し、得られた電極に導電性ペーストを用いて導線を取り付け、得られた試験用コンデンサの容量Cを100℃の雰囲気下で測定し、次式を用いてεr100℃を算出する。
(容量C)=(εr100℃)×(真空の誘電率ε0)×[(電極面積)/(樹脂フィルムの厚さ)]
The resin film according to the present embodiment,
Contains crystalline thermoplastic resin as the main component,
The product of the volume resistivity ρ V23 ° C. at 23 ° C. measured by the following measuring method (1) and the relative dielectric constant ε r23 ° C. at 23 ° C. measured by the following measuring method (2) [ρ V23 ° C. × ε r23 ° C. ] is 1 × 10 16 Ω · cm or more,
The product of the volume resistivity ρ V100 ° C. at 100 ° C. measured by the following measuring method (3) and the relative dielectric constant ε r100 ° C. at 100 ° C. measured by the following measuring method (4) [ρ V100 ° C. × ε r100 ° C. ] is 1 × 10 14 Ω · cm or more.
<Measurement method>
(1) A voltage is applied in an atmosphere of 23 ° C. so that the potential gradient is 200 V / μm, and the value is calculated from the current value at the time when one minute has elapsed by the following formula.
ρ V23 ° C. = [(effective electrode area) × (applied voltage)] / [(thickness of resin film) × (current value)]
(2) A conductive paste is applied to both sides of the resin film and dried to form electrodes, and a conductive wire is attached to the obtained electrodes using the conductive paste, and the capacitance C of the obtained test capacitor is set to 23 ° C. It is measured in an atmosphere, and ε r23 ° C. is calculated using the following formula.
(Capacitance C) = (ε r23 ° C. ) × (vacuum dielectric constant ε 0 ) × [(electrode area) / (resin film thickness)]
(3) A voltage is applied so that the potential gradient becomes 200 V / μm in an atmosphere of 100 ° C., and the value is calculated from the current value at the time when 1 minute has elapsed by the following formula.
ρ V100 ° C. = [(effective electrode area) × (applied voltage)] / [(thickness of resin film) × (current value)]
(4) A conductive paste is applied to both sides of the resin film and dried to form an electrode, a conductor is attached to the obtained electrode using the conductive paste, and the capacitance C of the obtained test capacitor is set to 100 ° C. It is measured in an atmosphere, and ε r100 ° C. is calculated using the following formula.
(Capacitance C) = (ε r100 ° C. ) × (vacuum dielectric constant ε 0 ) × [(electrode area) / (resin film thickness)]
上記測定方法(1)について、詳細に説明する。以下の説明において、特に記載のない測定条件は、JIS C 2139に準拠する。
まず、23℃環境の恒温槽に、体積抵抗率測定用ジグ(以下、単に、「ジグ」ともいう)を配置する。体積抵抗率測定用ジグの構成は下記の通りである。また、ジグの各電極には、直流電源、直流電流計を接続する。
<体積抵抗率測定用ジグ>
主電極(直径50mm)
対電極(直径85mm)
主電極を囲うリング状のガード電極(外径80mm、内径70mm)
各電極は、金メッキされた銅製で、試料と接する面には導電ゴムが貼付されている。使用した導電ゴムは、信越シリコーン社製、EC−60BL(W300)で、導電ゴムの光沢のある面を、金メッキされた銅と接するように貼付する。
The measurement method (1) will be described in detail. In the following description, measurement conditions not particularly described are based on JIS C2139.
First, a volume resistivity measuring jig (hereinafter, also simply referred to as “jig”) is placed in a constant temperature bath of 23 ° C. environment. The structure of the volume resistivity measuring jig is as follows. A DC power supply and a DC ammeter are connected to each electrode of the jig.
<Jig for measuring volume resistivity>
Main electrode (diameter 50mm)
Counter electrode (85 mm diameter)
Ring-shaped guard electrode surrounding the main electrode (outer diameter 80 mm, inner diameter 70 mm)
Each electrode is made of gold-plated copper, and conductive rubber is attached to the surface in contact with the sample. The conductive rubber used was EC-60BL (W300) manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd., which was attached so that the glossy surface of the conductive rubber was in contact with the gold-plated copper.
次に、樹脂フィルム(以下、試料ともいう)を23℃、50%RHの環境に24時間置く。その後、試料を恒温槽内のジグにセットする。具体的には、試料の一方の面に、主電極、及び、ガード電極を密着させ、他方の面に対電極を密着させ、荷重5kgfで試料と各電極を密着させる。その後、30分間静置する。 Next, the resin film (hereinafter, also referred to as a sample) is placed in an environment of 23 ° C. and 50% RH for 24 hours. Then, the sample is set in a jig in a constant temperature bath. Specifically, the main electrode and the guard electrode are brought into close contact with one surface of the sample, the counter electrode is brought into close contact with the other surface, and the sample and the respective electrodes are brought into close contact with a load of 5 kgf. Then, let stand for 30 minutes.
次に、電位傾度200V/μmとなるように試料に電圧を印加する。 Next, a voltage is applied to the sample so that the potential gradient becomes 200 V / μm.
電圧の印加後、1分経過時点での電流値を読み取り、次式により体積抵抗率を算出する。なお、電圧の印加にはKeithley社製の2290−10(直流電源)を用い、電流値の測定には、Keithley社製の2635B(直流電流計)を用いる。
体積抵抗率=[(有効電極面積)×(印加電圧)]/[(試料の厚さ)×(電流値)]
After applying the voltage, the current value at the time when one minute has elapsed is read, and the volume resistivity is calculated by the following formula. In addition, 2290-10 (DC power supply) manufactured by Keithley is used for voltage application, and 2635B (DC ammeter) manufactured by Keithley is used for measurement of current value.
Volume resistivity = [(effective electrode area) × (applied voltage)] / [(thickness of sample) × (current value)]
ここで、有効電極面積は、下記式により求める。
(有効電極面積)=π×[[[(主電極の直径)+(ガード電極の内径)]/2]/2]2
Here, the effective electrode area is obtained by the following formula.
(Effective electrode area) = π × [[[(diameter of main electrode) + (inner diameter of guard electrode)] / 2] / 2] 2
本実施形態では、有効電極面積を、主電極の面積とはせず、主電極とガード電極との離間部分のうち、主電極から同じ、又は、主電極よりも近い部分を有効電極面積としている。これにより、より正確な電流値の測定を可能としている。 In the present embodiment, the effective electrode area is not the area of the main electrode, and in the separated portion between the main electrode and the guard electrode, a portion that is the same as or closer to the main electrode is the effective electrode area. .. This enables more accurate current value measurement.
以上、測定方法(1)について説明した。 The measurement method (1) has been described above.
次に、上記測定方法(2)について、詳細に説明する。
まず、樹脂フィルム(以下、試料ともいう)の一方の面に直径30mmの型枠を当てて、導電性ペーストを塗布する。溶媒が充分に揮発し、型枠を外しても導電性ペーストが流れださなくなった後、型枠を外し、半日放置する。これにより電極を形成する。次に、試料の他方の面にフィルムを挟んで先の電極と重なるように、同様にして電極を形成する。以上により、両面に各直径30mmの電極を有するコンデンサを得る。
Next, the measuring method (2) will be described in detail.
First, a mold having a diameter of 30 mm is applied to one surface of a resin film (hereinafter, also referred to as a sample), and the conductive paste is applied. After the solvent is sufficiently volatilized and the conductive paste does not flow out even if the mold is removed, the mold is removed and left for half a day. This forms an electrode. Next, an electrode is formed in the same manner on the other surface of the sample so as to sandwich the film and overlap with the previous electrode. As described above, a capacitor having electrodes with a diameter of 30 mm on each side is obtained.
作成したコンデンサを測定装置と接続するために、コンデンサの各電極部分に導線を導電性ペーストで接続する。このとき、各導線がフィルムを挟んで対向すると、導線部分においても静電容量が形成されてしまうので、各導線はできるだけ離した位置で接続する。前記導線としては、特に限定されないが、錫メッキ銅が挙げられる。 In order to connect the prepared capacitor to the measuring device, a conductive wire is connected to each electrode portion of the capacitor with a conductive paste. At this time, if the conductors face each other across the film, capacitance is also formed in the conductor portions, so the conductors are connected at positions as far apart as possible. The conductive wire is not particularly limited, but tin-plated copper may be used.
次に、各導線を測定装置に接続し、作成したコンデンサの容量Cを測定する。測定は、23℃に設定された恒温槽内に、30分静置した後、下記条件にて行う。
<測定条件>
印加電圧:1V
測定周波数:1kHz
Next, each conductor is connected to a measuring device, and the capacitance C of the produced capacitor is measured. The measurement is carried out under the following conditions after standing still for 30 minutes in a constant temperature bath set at 23 ° C.
<Measurement conditions>
Applied voltage: 1V
Measurement frequency: 1 kHz
その後、次式を用いて比誘電率εr23℃を算出する。
(容量C)=(εr23℃)×(真空の誘電率ε0)×[(電極面積)/(樹脂フィルムの厚さ)]
Then, the relative permittivity εr23 ° C. is calculated using the following formula.
(Capacitance C) = (ε r23 ° C. ) × (vacuum dielectric constant ε 0 ) × [(electrode area) / (resin film thickness)]
以上、測定方法(2)について説明した。 The measurement method (2) has been described above.
上記測定方法(3)の詳細は、恒温槽の温度を100℃とすること以外は、上記測定方法(1)と同様である。従って、ここでの詳細な説明は省略する。 The details of the above measuring method (3) are the same as the above measuring method (1) except that the temperature of the constant temperature bath is 100 ° C. Therefore, detailed description is omitted here.
上記測定方法(4)の詳細は、恒温槽の温度を100℃とすること以外は、上記測定方法(2)と同様である。従って、ここでの詳細な説明は省略する。 The details of the measuring method (4) are the same as the measuring method (2) except that the temperature of the constant temperature bath is 100 ° C. Therefore, detailed description is omitted here.
従来、フィルムの一般的な体積抵抗率の測定方法においては、測定値の精度として、桁数が信用のできる数値であり、桁数よりも詳細な数値については、誤差範囲とみなされている。しかしながら、桁数レベルの精度で測定したフィルムの体積抵抗率では、当該フィルムから製作したコンデンサ素子の寿命試験における絶縁抵抗値(IR)の低下率との明確な相関を得ることはできない。
一方、本実施形態では、23℃での体積抵抗率ρV23℃は、上記測定方法(1)により測定し、100℃での体積抵抗率ρV100℃は、上記測定方法(3)により測定する。これにより、フィルムの体積抵抗率を、桁数レベルよりもより高い精度で得ることができる。本実施形態における体積抵抗率の測定方法では、電位傾度を一定(本実施形態では、200V/μm)としている点が、精度向上の理由の1つである。
一般的に、オームの法則が成立する範囲内においては、どのような電圧で測定しても(どのような電位傾度で測定しても)体積抵抗率は、一定になる。しかしながら、オームの法則が成立しない領域(高電界領域)では、測定時の電圧に応じて体積抵抗率は、異なることになる。具体的には、測定時の電圧が高くなるほど(電位傾度が高くなるほど)、体積抵抗率は低く測定される。そのため、フィルムの体積抵抗率は、電位傾度を揃えた条件で比較することが重要である。
本実施形態では、電位傾度を一定として体積抵抗率を求めるため、例えば、複数種類のフィルムの体積抵抗率を測定した場合に、従来方法では、同一桁数であるからほぼ同一の体積抵抗率であると評価されていたものについて、明確に異なる値であるとすることが可能となる。そして、実施例からも分かるように、本実施形態における体積抵抗率の測定方法で得られるフィルムの体積抵抗率と、寿命試験におけるコンデンサ素子の絶縁抵抗値(IR)の低下率とは、よい相関が得られる。なお、比誘電率は、樹脂フィルムの分子構造(コンフォメーションやパッキング)に特有の値である。従って、本実施形態における体積抵抗率と比誘電率との積も、寿命試験における絶縁抵抗値(IR)の低下率とよい相関が得られる。
また、本実施形態では、測定した電流値から体積抵抗率を算出する際、有効電極面積を、主電極の面積とはせず、主電極とガード電極との離間部分のうち、主電極から同じ、又は、主電極よりも近い部分を有効電極面積としている。これにより、より正確な電流値の測定を可能としている。
以上より、本実施形態における体積抵抗率が大きいほど、寿命試験におけるコンデンサ素子の絶縁抵抗値(IR)の低下率は抑制される。
そして、積[ρV23℃×εr23℃]が、1×1016Ω・cm以上であれば、23℃(常温)雰囲気下での実際の長期間の使用に耐え得る。
また、積[ρV100℃×εr100℃]が、1×1014Ω・cm以上であれば、100℃(高温)雰囲気下での実際の長期間の使用に耐え得る。
なお、積[ρV23℃×εr23℃]が、1×1016Ω・cm以上であると、23℃(常温)雰囲気下での実際の長期間の使用に耐え得るとし、積[ρV100℃×εr100℃]が、1×1014Ω・cm以上であれば、100℃(高温)雰囲気下での実際の長期間の使用に耐え得るとしたのは、寿命試験における評価基準として、当該数値以上であれば、実際の長期間の使用に耐え得る可能性が極めて高いとの想定で設定したことによる。
Conventionally, in a general method for measuring a volume resistivity of a film, the number of digits is a reliable value as the accuracy of the measured value, and a value more detailed than the number of digits is regarded as an error range. However, the volume resistivity of the film measured with an accuracy of the order of magnitude cannot obtain a clear correlation with the reduction rate of the insulation resistance value (IR) in the life test of the capacitor element manufactured from the film.
On the other hand, in the present embodiment, the volume resistivity ρ V23 ° C. at 23 ° C. is measured by the above measuring method (1), and the volume resistivity ρ V100 ° C. at 100 ° C. is measured by the above measuring method (3). .. Thereby, the volume resistivity of the film can be obtained with higher accuracy than the order of magnitude. In the method of measuring the volume resistivity in the present embodiment, one of the reasons for improving the accuracy is that the potential gradient is constant (200 V / μm in the present embodiment).
In general, within the range where Ohm's law holds, the volume resistivity becomes constant regardless of the voltage (regarding the potential gradient). However, in the region where the Ohm's law does not hold (high electric field region), the volume resistivity differs depending on the voltage at the time of measurement. Specifically, the higher the voltage at the time of measurement (the higher the potential gradient), the lower the volume resistivity is measured. Therefore, it is important to compare the volume resistivities of the films under the condition that the potential gradients are uniform.
In the present embodiment, in order to obtain the volume resistivity while keeping the potential gradient constant, for example, when the volume resistivity of a plurality of types of films is measured, in the conventional method, since the number of digits is the same, the volume resistivity is almost the same. It is possible that the values that were evaluated to be certain have different values. Then, as can be seen from the examples, the volume resistivity of the film obtained by the method of measuring the volume resistivity in the present embodiment and the reduction rate of the insulation resistance value (IR) of the capacitor element in the life test have a good correlation. Is obtained. The relative permittivity is a value specific to the molecular structure (conformation or packing) of the resin film. Therefore, the product of the volume resistivity and the relative permittivity in this embodiment also has a good correlation with the reduction rate of the insulation resistance value (IR) in the life test.
Further, in the present embodiment, when calculating the volume resistivity from the measured current value, the effective electrode area is not the area of the main electrode, and the same as the main electrode in the separated portion between the main electrode and the guard electrode. , Or a portion closer to the main electrode is the effective electrode area. This enables more accurate current value measurement.
From the above, the higher the volume resistivity in the present embodiment, the more the reduction rate of the insulation resistance value (IR) of the capacitor element in the life test is suppressed.
If the product [ρ V23 ° C. × ε r23 ° C. ] is 1 × 10 16 Ω · cm or more, it can withstand actual long-term use in a 23 ° C. (normal temperature) atmosphere.
Further, if the product [ρ V100 ° C. × ε r100 ° C. ] is 1 × 10 14 Ω · cm or more, it can withstand actual long-term use in a 100 ° C. (high temperature) atmosphere.
When the product [ρ V23 ° C. × ε r23 ° C. ] is 1 × 10 16 Ω · cm or more, it is assumed that the product [ρ V100 can be used for a long period of time under an atmosphere of 23 ° C. (normal temperature). [° C. × ε r100 ° C. ] is 1 × 10 14 Ω · cm or more, it can be said that it can withstand actual long-term use in a 100 ° C. (high temperature) atmosphere as an evaluation criterion in a life test. If the value is more than the above value, it is assumed that the possibility of withstanding actual long-term use is extremely high.
また、本実施形態では、体積抵抗率ρV23℃ではなく、体積抵抗率ρV23℃と比誘電率εr23℃との積[ρV23℃×εr23℃]を用い、1×1016Ω・cm以上であるとしたのは次の理由による。
上述の通り、本実施形態におけるフィルムの体積抵抗率が大きいほど、寿命試験におけるコンデンサ素子の絶縁抵抗値(IR)の低下率は抑制される。従って、体積抵抗率は大きいほど好ましい。
一方、比誘電率は、大きいほど電気を貯める能力が高くなる。つまり、比誘電率が大きいほど、コンデンサとしての静電容量は、大きくなる。そのため、比誘電率は大きいほど好ましい。
ここで、樹脂材料を検討すると、体積抵抗率が比較的大きいものの、比誘電率は比較的小さいものや、体積抵抗率が比較的小さいものの、比誘電率は比較的大きいもの等、種々の材料が存在する。
このような種々の材料を検討した際に、フィルムの体積抵抗率が比較的大きなものに関しては、寿命試験期間中におけるコンデンサ素子の漏れ電流が小さく抑えられ、コンデンサ素子の発熱が抑制される結果、絶縁抵抗(IR)の低下がより抑制されることになるため、劣化の進行度合いがより遅くなると予想される。そのため、比誘電率が比較的小さくても、性能として、実際の長期間の使用に耐え得ると考えられる。
反対に、フィルムの体積抵抗率が比較的小さいものに関しては、コンデンサ素子の絶縁抵抗(IR)は、体積抵抗率が比較的大きいものと比べると低下しやすく、劣化の進行度合いは、やや速くなると予想される。しかしながら、比誘電率が比較的大きい場合には、もともと電気を溜める能力が高い。そのため、(A)目的の静電容量を得るのに必要なフィルム面積(電極面積)を小さくできる、又は、(B)フィルム面積を維持したままフィルムの厚さを厚くすることができる。その結果、寿命試験期間中におけるコンデンサ素子の漏れ電流を低減することができ、発熱を抑制することができる。
この点につき、より詳細に説明する。
比誘電率の異なるフィルムを用いて静電容量がそれぞれ同一のコンデンサ素子を作製することを想定する。この想定において、比誘電率の比較的大きいフィルムを使用すると、漏れ電流の低減を達成するための選択肢として、次の(1)〜(3)の3通りの中から選択可能となる点で有利である。
(1)フィルム厚さを維持したまま使用するフィルム面積を小さくする。
(2)フィルム面積は変えずにフィルムを厚くする。
(3)前2者の利点を取って、フィルムをやや厚めに、フィルム面積をやや小さめにする。
以上により、コンデンサ素子の絶縁抵抗(IR)の低下が、より抑制されることになり、実際の長期間の使用に耐え得ると考えられる。
そこで、体積抵抗率と比誘電率との積を、実際の長期間の使用に耐え得るか否かの指標として用いることにした。
Further, in the present embodiment, the volume resistivity [rho V23 instead ° C., using a product [ρ V23 ℃ × ε r23 ℃ ] of the volume resistivity [rho V23 ° C. and a relative dielectric constant ε r23 ℃, 1 × 10 16 Ω · The reason why it is not less than cm is as follows.
As described above, the larger the volume resistivity of the film in the present embodiment, the more the reduction rate of the insulation resistance value (IR) of the capacitor element in the life test is suppressed. Therefore, the larger the volume resistivity, the more preferable.
On the other hand, the larger the relative permittivity, the higher the ability to store electricity. That is, the larger the relative permittivity, the larger the capacitance as a capacitor. Therefore, the larger the relative dielectric constant, the more preferable.
Here, when considering resin materials, various materials such as those having a relatively large volume resistivity but a relatively small relative permittivity, and those having a relatively small volume resistivity but a relatively large relative permittivity are used. Exists.
When examining such various materials, for those with a relatively large volume resistivity of the film, the leakage current of the capacitor element during the life test period is suppressed small, as a result of suppressing the heat generation of the capacitor element, Since the decrease in insulation resistance (IR) will be further suppressed, it is expected that the degree of progress of deterioration will be slower. Therefore, even if the relative permittivity is relatively small, it is considered that the device can withstand actual long-term use in terms of performance.
On the other hand, in the case where the film has a relatively low volume resistivity, the insulation resistance (IR) of the capacitor element tends to decrease as compared with the film having a relatively high volume resistivity, and the degree of deterioration progresses slightly faster. is expected. However, when the relative permittivity is relatively large, the ability to store electricity is originally high. Therefore, (A) the film area (electrode area) required to obtain the target capacitance can be reduced, or (B) the film thickness can be increased while maintaining the film area. As a result, the leakage current of the capacitor element during the life test period can be reduced and heat generation can be suppressed.
This point will be described in more detail.
It is assumed that capacitors having the same capacitance are manufactured by using films having different relative dielectric constants. Under this assumption, using a film having a relatively large relative dielectric constant is advantageous in that it can be selected from the following three ways (1) to (3) as an option for achieving reduction of leakage current. Is.
(1) The film area used is reduced while maintaining the film thickness.
(2) Make the film thick without changing the film area.
(3) Taking advantage of the former two, make the film a little thicker and make the film area a little smaller.
From the above, it is considered that the decrease in the insulation resistance (IR) of the capacitor element is further suppressed, and the capacitor element can withstand actual long-term use.
Therefore, we decided to use the product of volume resistivity and relative permittivity as an index of whether or not it can withstand actual long-term use.
また、上述した通り、比誘電率は、樹脂フィルムの分子構造(コンフォメーションやパッキング)に特有の値であるものの、従来の比誘電率の測定方法では、薄いフィルムの比誘電率を正確に測定することは困難であった。
一方、本実施形態では、23℃での比誘電率εr23℃は、上記測定方法(2)により測定し、100℃での比誘電率εr100℃は、上記測定方法(4)により測定する。これにより、薄い樹脂フィルムであっても、比誘電率を簡便、且つ、再現性良く測定することが可能となった。
以上より、積[ρV23℃×εr23℃]、及び、積[ρV100℃×εr100℃]の値について、より正確な値が得られる。
その結果、実際の長期間の使用に耐え得るか否かの指標として、より正確な値を得ることができる。
Further, as described above, the relative dielectric constant is a value peculiar to the molecular structure (conformation or packing) of the resin film, but the conventional relative dielectric constant measuring method accurately measures the relative dielectric constant of a thin film. It was difficult to do.
On the other hand, in the present embodiment, the relative permittivity ε r23 ° C. at 23 ° C. is measured by the above measuring method (2), and the relative permittivity ε r100 ° C. at 100 ° C. is measured by the above measuring method (4). .. This makes it possible to measure the relative permittivity easily and with good reproducibility even with a thin resin film.
From the above, more accurate values can be obtained for the value of the product [ρ V23 ° C. × ε r23 ° C. ] and the product [ρ V100 ° C. × ε r100 ° C. ].
As a result, a more accurate value can be obtained as an index of whether or not it can withstand actual long-term use.
上述した通り、本実施形態に係る樹脂フィルムの前記積[ρV23℃×εr23℃]は、1×1016Ω・cm以上である。前記積[ρV23℃×εr23℃]は、2×1016Ω・cm以上であることが好ましく、3×1016Ω・cm以上であることがより好ましい。また、前記積[ρV23℃×εr23℃]は、大きいほど好ましいが、例えば、1×1022Ω・cm以下、1×1021Ω・cm以下とすることができる。 As described above, the product [ρ V23 ° C. × ε r23 ° C. ] of the resin film according to the present embodiment is 1 × 10 16 Ω · cm or more. The product [ρ V23 ° C. × ε r23 ° C. ] is preferably 2 × 10 16 Ω · cm or more, more preferably 3 × 10 16 Ω · cm or more. Further, the product [ρ V23 ° C. × ε r23 ° C. ] is preferably as large as possible, but can be, for example, 1 × 10 22 Ω · cm or less and 1 × 10 21 Ω · cm or less.
また、上述した通り、本実施形態に係る樹脂フィルムの前記積[ρV100℃×εr100℃]は、1×1014Ω・cm以上である。前記積[ρV100℃×εr100℃]は、2×1014Ω・cm以上であることが好ましく、3×1014Ω・cm以上であることがより好ましく、1×1015Ω・cm以上であることがさらに好ましく、2×1015Ω・cm以上であることがさらに一層好ましく、3×1015Ω・cm以上が特に好ましい。また、前記積[ρV100℃×εr100℃]は、大きいほど好ましいが、例えば、5×1019Ω・cm以下、1×1019Ω・cm以下とすることができる。 Moreover, as described above, the product [ρ V100 ° C. × ε r100 ° C. ] of the resin film according to the present embodiment is 1 × 10 14 Ω · cm or more. The product [ρ V100 ° C. × ε r100 ° C. ] is preferably 2 × 10 14 Ω · cm or more, more preferably 3 × 10 14 Ω · cm or more, and 1 × 10 15 Ω · cm or more. Is more preferable, 2 × 10 15 Ω · cm or more is still more preferable, and 3 × 10 15 Ω · cm or more is particularly preferable. Further, the product [ρ V100 ° C. × ε r100 ° C. ] is preferably as large as possible, but can be, for example, 5 × 10 19 Ω · cm or less and 1 × 10 19 Ω · cm or less.
前記体積抵抗率ρV23℃は、1×1015Ω・cm以上であることが好ましく、5×1015Ω・cm以上であることがより好ましい。前記体積抵抗率ρV23℃が1×1015Ω・cm以上であると、23℃(常温)での絶縁抵抗値(IR)の低下率がより抑制される。前記体積抵抗率ρV23℃は、大きい方が好ましいが、例えば5×1021Ω・cm以下、5×1020Ω・cm以下とすることができる。 The volume resistivity ρ V23 ° C. is preferably 1 × 10 15 Ω · cm or more, more preferably 5 × 10 15 Ω · cm or more. When the volume resistivity ρ V23 ° C. is 1 × 10 15 Ω · cm or more, the decrease rate of the insulation resistance value (IR) at 23 ° C. (normal temperature) is further suppressed. The volume resistivity ρ V23 ° C. is preferably as large as possible, but may be, for example, 5 × 10 21 Ω · cm or less and 5 × 10 20 Ω · cm or less.
比誘電率εr23℃は、2.0以上であることが好ましく、2.2以上であることがより好ましい。前記比誘電率εr23℃が2.0以上であると、コンデンサとしての静電容量をより大きくすることができる。前記比誘電率εr23℃は、大きい方が好ましいが、例えば、9.0以下、5.0以下とすることができる。 The relative dielectric constant ε r23 ° C. is preferably 2.0 or more, and more preferably 2.2 or more. When the relative permittivity ε r23 ° C. is 2.0 or more, the capacitance as a capacitor can be increased. The relative permittivity ε r23 ° C. is preferably as large as possible, but may be 9.0 or less and 5.0 or less, for example.
前記体積抵抗率ρV100℃は、5×1013Ω・cm以上であることが好ましく、5×1014Ω・cm以上であることがより好ましい。前記体積抵抗率ρV100℃が5×1013Ω・cm以上であると、100℃(高温)での絶縁抵抗値(IR)の低下率がより抑制される。前記体積抵抗率ρV100℃は、大きい方が好ましいが、例えば、3×1019Ω・cm以下、5×1018Ω・cm以下とすることができる。 The volume resistivity ρ V100 ° C. is preferably 5 × 10 13 Ω · cm or more, more preferably 5 × 10 14 Ω · cm or more. When the volume resistivity ρ V100 ° C. is 5 × 10 13 Ω · cm or more, the reduction rate of the insulation resistance value (IR) at 100 ° C. (high temperature) is further suppressed. The volume resistivity ρ V100 ° C. is preferably as high as possible, but may be, for example, 3 × 10 19 Ω · cm or less and 5 × 10 18 Ω · cm or less.
比誘電率εr100℃は、2.0以上であることが好ましく、2.2以上であることがより好ましい。前記比誘電率εr100℃が2.0以上であると、コンデンサとしての静電容量をより大きくすることができる。前記比誘電率εr100℃は、大きい方が好ましいが、例えば、9.0以下、5.0以下とすることができる。 The relative permittivity ε r100 ° C. is preferably 2.0 or more, and more preferably 2.2 or more. When the relative permittivity ε r100 ° C. is 2.0 or more, the capacitance as a capacitor can be further increased. The relative permittivity ε r100 ° C. is preferably as high as possible, but can be, for example, 9.0 or less and 5.0 or less.
前記樹脂フィルムは、なかでも、前記積[ρV23℃×εr23℃]が、1×1016Ω・cm以上であり、前記積[ρV100℃×εr100℃]が、1×1015Ω・cm以上であり、前記比誘電率εr100℃が2以上5以下であることが好ましい。前記積[ρV23℃×εr23℃]が、1×1016Ω・cm以上であり、前記積[ρV100℃×εr100℃]が、1×1015Ω・cm以上であり、前記比誘電率εr100℃が2以上5以下であると、寿命試験におけるコンデンサ素子の絶縁抵抗値(IR)の低下率がより抑制される。 Among the resin films, the product [ρ V23 ° C. × ε r23 ° C. ] is 1 × 10 16 Ω · cm or more, and the product [ρ V100 ° C. × ε r100 ° C. ] is 1 × 10 15 Ω. It is preferable that it is cm or more and the relative permittivity ε r100 ° C. is 2 or more and 5 or less. The product [ρ V23 ° C. × ε r23 ° C. ] is 1 × 10 16 Ω · cm or more, the product [ρ V100 ° C. × ε r100 ° C. ] is 1 × 10 15 Ω · cm or more, and the ratio is When the dielectric constant ε r100 ° C. is 2 or more and 5 or less, the reduction rate of the insulation resistance value (IR) of the capacitor element in the life test is further suppressed.
前記樹脂フィルムは、log10[(ρV23℃×εr23℃)/(ρV100℃×εr100℃)]が5以下であることが好ましく、3以下であることがより好ましく、2以下であることがさらに好ましい。 In the resin film, log 10 [(ρ V23 ° C. × ε r23 ° C. ) / (Ρ V100 ° C. × ε r100 ° C. )] is preferably 5 or less, more preferably 3 or less, and preferably 2 or less. Is more preferable.
前記log10[(ρV23℃×εr23℃)/(ρV100℃×εr100℃)]が5以下であると、23℃(常温)と100℃(高温)とにおいて、寿命試験におけるコンデンサ素子の絶縁抵抗値(IR)の低下率の差異が少ないといえる。つまり、前記log10[(ρV23℃×εr23℃)/(ρV100℃×εr100℃)]は、耐熱性を示す指標として使用することができ、この指標が5以下であると、より耐熱性に優れるといえる。前記log10[(ρV23℃×εr23℃)/(ρV100℃×εr100℃)]は、小さい方が好ましいが、例えば0.01以上、0.1以上、0.5以上である。 When the log 10 [(ρ V23 ° C. × ε r23 ° C. ) / (Ρ V100 ° C. × ε r100 ° C. )] is 5 or less, a capacitor element in a life test at 23 ° C. (normal temperature) and 100 ° C. (high temperature) It can be said that there is little difference in the reduction rate of the insulation resistance value (IR). That is, the log 10 [(ρ V23 ° C. × ε r23 ° C. ) / (Ρ V100 ° C. × ε r100 ° C. )] can be used as an index showing heat resistance, and when this index is 5 or less, It can be said that it has excellent heat resistance. The log 10 [(ρ V23 ° C. × ε r23 ° C. ) / (Ρ V100 ° C. × ε r100 ° C. )] is preferably as small as possible, but is, for example, 0.01 or more, 0.1 or more, 0.5 or more.
前記[ρV23℃×εr23℃)]、前記[ρV100℃×εr100℃]、及び、前記log10[(ρV23℃×εr23℃)/(ρV100℃×εr100℃)]は、(i)前記樹脂フィルムを構成する樹脂(原料樹脂)の種類選定、立体規則性、灰分、及び分子量分布、(ii)前記樹脂フィルム全体に対する前記樹脂の含有量、(iii)延伸の際の縦及び横の延伸倍率、並びに横延伸角度、(iv)前記樹脂フィルムの結晶化度及び結晶子サイズ、(v)前記樹脂のポーリング処理の有無及びその処理における印加電圧、(vi)添加剤(特に無機フィラー)の種類選定及びその含有量、等で適宜調整することができる。
なお、本明細書において、横延伸角度は、以下をいう。
横延伸角度:横延伸開始地点の樹脂フィルム幅を構成する第1線分の両端を第1端と第2端とで定義し、横延伸終了地点の樹脂フィルム幅を構成する第2線分の両端を第3端と第4端とで定義し、第1線分の中点から流れ方向に沿って延びる基準仮想直線の片側に第1端と第3端とが位置すると定義したとき、第1端および第3端をつなぐ第1仮想直線と、第1端から流れ方向に沿って延びる第2仮想直線とがなす角度(当該角度は90°未満)。横延伸角度は、8.5°以上が好ましく、9.0°以上がより好ましい。また、横延伸角度は、13.0°以下が好ましく12.0°以下がより好ましい。横延伸角度を大きくすると[ρV23℃×εr23℃]及び[ρV100℃×εr100℃]は大きくなる傾向にある。
The [ρ V23 ° C. × ε r23 ° C. ], the [ρ V100 ° C. × ε r100 ° C. ], and the log 10 [(ρ V23 ° C. × ε r23 ° C. ) / (Ρ V100 ° C. × ε r100 ° C. )] are , (I) type selection of resin (raw material resin) constituting the resin film, stereoregularity, ash content, and molecular weight distribution, (ii) content of the resin with respect to the entire resin film, (iii) at the time of stretching Longitudinal and transverse stretching ratios, and transverse stretching angle, (iv) crystallinity and crystallite size of the resin film, (v) presence or absence of poling treatment of the resin and applied voltage in the treatment, (vi) additive ( In particular, it can be appropriately adjusted by selecting the type of the inorganic filler) and its content.
In this specification, the transverse stretching angle is as follows.
Lateral stretching angle: Both ends of the first line segment constituting the resin film width at the lateral stretching start point are defined by the first end and the second end, and the second line segment constituting the resin film width at the lateral stretching end point. When both ends are defined by a third end and a fourth end, and it is defined that the first end and the third end are located on one side of a reference virtual straight line extending from the midpoint of the first line segment along the flow direction, An angle formed by a first virtual straight line connecting the first end and the third end and a second virtual straight line extending along the flow direction from the first end (the angle is less than 90 °). The lateral stretching angle is preferably 8.5 ° or more, more preferably 9.0 ° or more. The transverse stretching angle is preferably 13.0 ° or less, more preferably 12.0 ° or less. When the transverse stretching angle is increased, [ρ V23 ° C. × ε r23 ° C. ] and [ρ V100 ° C. × ε r100 ° C. ] tend to be increased.
前記樹脂フィルムを用いて製作したコンデンサ素子の寿命試験における絶縁抵抗値(IR)の低下率は、50%以下が好ましく、25%以下であることがより好ましく、20%以下であることがさらに好ましく、15%以下であることがさらに一層好ましく、10%以下であることが特に好ましい。また、前記絶縁抵抗値(IR)の低下率は、小さい方が好ましいが、例えば、−1000%以上、−500%以上、−100%以上等とすることができる。前記絶縁抵抗値(IR)の低下率は、下記式により算出される値である。また、コンデンサ素子の絶縁抵抗値の測定方法、及び、寿命試験後の絶縁抵抗値の測定方法は、下記の通りである。 The reduction rate of the insulation resistance value (IR) in the life test of the capacitor element manufactured using the resin film is preferably 50% or less, more preferably 25% or less, and further preferably 20% or less. , 15% or less is even more preferable, and 10% or less is particularly preferable. Further, the lowering rate of the insulation resistance value (IR) is preferably as small as possible, but may be, for example, −1000% or more, −500% or more, −100% or more. The decrease rate of the insulation resistance value (IR) is a value calculated by the following formula. The method for measuring the insulation resistance value of the capacitor element and the method for measuring the insulation resistance value after the life test are as follows.
<コンデンサ素子の絶縁抵抗値の測定、寿命試験後の絶縁抵抗値の測定、及び、絶縁抵抗値(IR)の低下率の算出>
コンデンサ素子の絶縁抵抗値を、日置電機株式会社製 超絶縁抵抗計DSM8104を用いて評価する。絶縁抵抗値の低下率は、以下の手順で求める。コンデンサ素子を23℃で24時間静置後、コンデンサ素子に250V/μmの電位傾度(但しフィルムの厚みが2μm以上である場合は500V)で電圧を印加し、印加後、1分経過時の絶縁抵抗値を測定する。これを、寿命試験前の絶縁抵抗値」とする。次に、コンデンサ素子を超絶縁抵抗計から取り外して、105℃の恒温槽中にて、コンデンサ素子に直流高圧電源で直流280V/μmの電位傾度で電圧を1000時間印加(負荷)し続ける。1000時間経過後、コンデンサ素子を取り外した後にコンデンサ素子に放電抵抗を接続して除電する。次いで、コンデンサ素子を23℃で24時間時間静置し、その後、コンデンサ素子の絶縁抵抗値を測定する。これを、寿命試験後の絶縁抵抗値とする。その後、絶縁抵抗値の低下率を算出する。絶縁抵抗値の低下率は、コンデンサ2個の平均値により評価する。
[絶縁抵抗値の低下率(%)]=[[(寿命試験前の絶縁抵抗値)−(寿命試験後の絶縁抵抗値)]/((寿命試験前の絶縁抵抗値)]×100
<Measurement of insulation resistance value of capacitor element, measurement of insulation resistance value after life test, and calculation of decrease rate of insulation resistance value (IR)>
The insulation resistance value of the capacitor element is evaluated using a super insulation resistance meter DSM8104 manufactured by Hioki Electric Co., Ltd. The rate of decrease of the insulation resistance value is obtained by the following procedure. After allowing the capacitor element to stand at 23 ° C. for 24 hours, apply a voltage to the capacitor element with a potential gradient of 250 V / μm (however, 500 V when the film thickness is 2 μm or more), and insulate 1 minute after application. Measure the resistance. This is defined as the insulation resistance value before the life test. Next, the capacitor element is removed from the super insulation resistance meter, and the voltage is continuously applied (loaded) to the capacitor element with a DC high voltage power source at a potential gradient of 280 V / μm for 1000 hours in a thermostatic chamber at 105 ° C. After the lapse of 1000 hours, the capacitor element is removed, and then a discharge resistor is connected to the capacitor element to eliminate the charge. Then, the capacitor element is allowed to stand at 23 ° C. for 24 hours, after which the insulation resistance value of the capacitor element is measured. This is the insulation resistance value after the life test. Then, the reduction rate of the insulation resistance value is calculated. The reduction rate of the insulation resistance value is evaluated by the average value of two capacitors.
[Insulation resistance decrease rate (%)] = [[(insulation resistance value before life test)-(insulation resistance value after life test)] / ((insulation resistance value before life test)] * 100
前記樹脂フィルムを用いて製作したコンデンサ素子の寿命試験における(C・IR)の低下率は、50%以下であることが好ましく、30%以下であることがより好ましく、20%以下であることがさらに好ましく、10%以下であることがさらに好ましい。前記(C・IR)の低下率(%)は、下記式により算出される値である。前記(C・IR)の低下率(%)が50%以下であると、寿命試験中のコンデンサ素子の自己発熱が低く抑えられるため樹脂フィルムの劣化の進行が緩やかとなり、長期間の使用に耐え得る信頼性の高いコンデンサとなる。
[(C・IR)の低下率(%)]=[[(寿命試験前のコンデンサの容量)×(寿命試験前の絶縁抵抗値)−(寿命試験後のコンデンサ容量)×(寿命試験後の絶縁抵抗値)]/[(寿命試験前のコンデンサの容量)×(寿命試験前の絶縁抵抗値)]]×100
The reduction rate of (C · IR) in the life test of the capacitor element manufactured using the resin film is preferably 50% or less, more preferably 30% or less, and 20% or less. It is more preferably 10% or less. The decrease rate (%) of (C · IR) is a value calculated by the following formula. When the (C / IR) decrease rate (%) is 50% or less, the self-heating of the capacitor element during the life test is suppressed to a low level, so that the deterioration of the resin film slows down and the capacitor can withstand long-term use. It is a highly reliable capacitor.
[(C · IR) decrease rate (%)] = [[(capacity of capacitor before life test) x (insulation resistance value before life test)-(capacitor capacity after life test) x (after life test) Insulation resistance value)] / [(capacity of capacitor before life test) x (insulation resistance value before life test)]] x 100
前記樹脂フィルムを構成する樹脂中の灰分は、35ppm以下であることが好ましく、30ppm以下であることがより好ましく、25ppm以下であることがさらに好ましい。前記灰分は、5ppm以上が好ましく、10ppm以上がより好ましく、15ppm以上がさらに好ましく、20ppm以上がさらに好ましい。前記灰分は、前記樹脂フィルムとして、添加剤(後述する添加剤の説明の項を参照)が含有されていない樹脂フィルムを採用する場合には、実施例に記載の方法により得られる値をいう。一方、前記樹脂フィルムとして、添加剤が含有されている樹脂フィルムを採用する場合には、原料樹脂のみで作成した灰分測定用樹脂フィルムを用い、実施例に記載の方法により得られる値をいう。 The ash content in the resin constituting the resin film is preferably 35 ppm or less, more preferably 30 ppm or less, and further preferably 25 ppm or less. The ash content is preferably 5 ppm or more, more preferably 10 ppm or more, further preferably 15 ppm or more, further preferably 20 ppm or more. The ash content refers to a value obtained by the method described in Examples when a resin film containing no additive (see the description of an additive described later) is used as the resin film. On the other hand, when a resin film containing an additive is used as the resin film, it means a value obtained by the method described in the examples using a resin film for ash content measurement prepared only with the raw material resin.
前記樹脂フィルムを構成する樹脂(原料樹脂)中の灰分は、極性をもった低分子成分の生成を抑制しつつコンデンサとしての電気特性を向上させるために、5ppm以上35ppm以下が好ましい。 The ash content in the resin (raw material resin) forming the resin film is preferably 5 ppm or more and 35 ppm or less in order to improve the electrical characteristics of the capacitor while suppressing the generation of polar low-molecular components.
前記樹脂フィルムは、ヘプタン不溶分が、96%以上99.5%以下であることが好ましく、97.0%以上99.3%以下であることがより好ましく、97.5%以上99.0%以下であることがさらに好ましい。前記ヘプタン不溶分の測定方法は、実施例に記載の方法による。 The heptane-insoluble content of the resin film is preferably 96% or more and 99.5% or less, more preferably 97.0% or more and 99.3% or less, and 97.5% or more and 99.0%. The following is more preferable. The heptane-insoluble matter is measured by the method described in Examples.
ヘプタン不溶分は、多いほど樹脂の立体規則性が高いことを示す。前記樹脂フィルムのヘプタン不溶分(HI)が、96%以上99.5%以下であると、適度に高い立体規則性により、樹脂の結晶性が適度に向上し、高温下での耐電圧性が向上する。一方、キャスト原反シート成形の際の固化(結晶化)の速度が適度となり、適度の延伸性を有する。 The more heptane-insoluble matter, the higher the stereoregularity of the resin. When the heptane insoluble content (HI) of the resin film is 96% or more and 99.5% or less, the crystallinity of the resin is appropriately improved due to the moderately high stereoregularity, and the withstand voltage property at high temperature is increased. improves. On the other hand, the rate of solidification (crystallization) at the time of forming the cast raw sheet becomes appropriate, and it has an appropriate stretchability.
前記樹脂フィルムの重量平均分子量Mw、及び、前記樹脂フィルムの数平均分子量Mnは、特に限定されない。 The weight average molecular weight Mw of the resin film and the number average molecular weight Mn of the resin film are not particularly limited.
前記樹脂フィルムの分子量分布[(重量平均分子量Mw)/(数平均分子量Mn)]は、5以上12以下であることが好ましく、5.2以上10.5以下であることがより好ましく、5.5以上9以下であることがさらに好ましい。 The molecular weight distribution [(weight average molecular weight Mw) / (number average molecular weight Mn)] of the resin film is preferably 5 or more and 12 or less, more preferably 5.2 or more and 10.5 or less. It is more preferably 5 or more and 9 or less.
前記樹脂フィルムの分子量分布[(重量平均分子量Mw)/(数平均分子量Mn)]が、前記数値範囲内であると、延伸工程を行う場合に適度な樹脂流動性が得られ、厚みムラのないフィルムを得ることが容易となるため好ましい。また、コンデンサ用として使用する際に、耐電圧性の観点から好ましい。 When the molecular weight distribution [(weight average molecular weight Mw) / (number average molecular weight Mn)] of the resin film is within the above numerical range, appropriate resin fluidity can be obtained when the stretching step is performed, and there is no thickness unevenness. It is preferable because it is easy to obtain a film. It is also preferable from the viewpoint of withstand voltage when used as a capacitor.
本明細書において、前記樹脂フィルムの重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、及び、分子量分布(Mw/Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)装置を用いて測定した値である。より具体的には、東ソー株式会社製、示差屈折計(RI)内蔵型高温GPC測定機のHLC−8121GPC−HT(商品名)を使用して測定した値である。GPCカラムとして、東ソー株式会社製の3本のTSKgel GMHHR−H(20)HTを連結して使用する。カラム温度を140℃に設定して、溶離液としてトリクロロベンゼンを1.0ml/10分の流速で流して、MwとMnの測定値を得る。東ソー株式会社製の標準ポリスチレンを用いてその分子量Mに関する検量線を作成して、測定値をポリスチレン値に換算して、Mw、及び、Mnを得る。ここで、標準ポリスチレンの分子量Mの底10の対数を、対数分子量(「Log(M)」)という。 In the present specification, the weight average molecular weight (Mw), number average molecular weight (Mn), and molecular weight distribution (Mw / Mn) of the resin film are values measured using a gel permeation chromatograph (GPC) device. is there. More specifically, it is a value measured using HLC-8121GPC-HT (trade name), a high temperature GPC measuring instrument with a built-in differential refractometer (RI) manufactured by Tosoh Corporation. As a GPC column, three TSKgel GMHHR-H (20) HT manufactured by Tosoh Corporation are connected and used. The column temperature is set to 140 ° C. and trichlorobenzene as an eluent is flowed at a flow rate of 1.0 ml / 10 minutes to obtain measured values of Mw and Mn. A calibration curve for the molecular weight M is prepared using standard polystyrene manufactured by Tosoh Corporation, and the measured value is converted into a polystyrene value to obtain Mw and Mn. Here, the logarithm of the base 10 of the molecular weight M of standard polystyrene is referred to as logarithmic molecular weight (“Log (M)”).
前記樹脂フィルムは、広角X線回折法により測定されるα晶(040)面の反射ピークの半価幅からScherrerの式を用いて求められる結晶子サイズが、9nm以上15nm以下であることが好ましく、10nm以上13.5nm以下であることがより好ましく、11nm以上12.2nm以下であることがさらに好ましく、11.3nm以上12.0nm以下が特に好ましい。前記結晶子サイズの測定方法は、実施例に記載の方法による。 It is preferable that the resin film has a crystallite size of 9 nm or more and 15 nm or less, which is determined from the half-value width of the reflection peak of the α crystal (040) plane measured by the wide-angle X-ray diffraction method using the Scherrer's equation. The thickness is more preferably 10 nm or more and 13.5 nm or less, further preferably 11 nm or more and 12.2 nm or less, and particularly preferably 11.3 nm or more and 12.0 nm or less. The crystallite size is measured according to the method described in Examples.
前記樹脂フィルムの前記結晶子サイズが、15nm以下であると、漏れ電流が小さくなり、常温や高温での耐電圧性が好ましく向上する。一方、前記結晶子サイズが9nm以上であると、樹脂フィルム(特に、ポリプロピレンフィルム)の機械的強度及び融点を維持する観点から好ましい。 When the crystallite size of the resin film is 15 nm or less, the leakage current becomes small, and the withstand voltage property at room temperature or high temperature is preferably improved. On the other hand, the crystallite size of 9 nm or more is preferable from the viewpoint of maintaining the mechanical strength and melting point of the resin film (particularly polypropylene film).
前記樹脂フィルムは、面配向係数が0.010〜0.016であることが好ましく、0.011〜0.0155であることがより好ましく、0.0115〜0.015であることがさらに好ましく、0.0121〜0.0134がさらに一層好ましく、0.0125〜0.0131が特に好ましい。 The surface orientation coefficient of the resin film is preferably 0.010 to 0.016, more preferably 0.011 to 0.0155, and further preferably 0.0115 to 0.015. 0.0121 to 0.0134 are even more preferable, and 0.0125 to 0.0131 are particularly preferable.
前記樹脂フィルムの面配向係数が前記範囲内にあると、高温且つ高電圧下における絶縁破壊をより低減できるため好ましい。 It is preferable that the plane orientation coefficient of the resin film is within the above range because the dielectric breakdown under high temperature and high voltage can be further reduced.
<面配向係数ΔP>
本明細書において、「面配向係数ΔP」とは、光学的複屈折測定により求めた樹脂フィルムの厚さ方向に対する複屈折値ΔNyz及びΔNxzの値から算出される面配向係数ΔP(ただし、ΔP=(ΔNyz+ΔNxz)/2)をいう。
明細書において、樹脂フィルムの厚さ方向に対する「複屈折値ΔNyz」とは、光学的複屈折測定により求められる厚さ方向に対する複屈折値ΔNyzをいう。より具体的には、フィルムの面内方向の主軸をx軸及びy軸、また、フィルムの厚さ方向(面内方向に対する法線方向)をz軸とし、面内方向のうち、屈折率のより高い方向の遅相軸をx軸とすると、y軸方向の三次元屈折率からz軸方向の三次元屈折率を差し引いた値が、複屈折値ΔNyzとなる。
<Plane orientation coefficient ΔP>
In the present specification, the “plane orientation coefficient ΔP” means a plane orientation coefficient ΔP (where ΔP = ΔP = calculated from the values of birefringence values ΔNyz and ΔNxz in the thickness direction of the resin film obtained by optical birefringence measurement). (ΔNyz + ΔNxz) / 2).
In the specification, the “birefringence value ΔNyz” in the thickness direction of the resin film means the birefringence value ΔNyz in the thickness direction obtained by optical birefringence measurement. More specifically, the principal axis in the in-plane direction of the film is the x-axis and the y-axis, and the thickness direction of the film (direction normal to the in-plane direction) is the z-axis. When the slow axis in the higher direction is the x-axis, the birefringence value ΔNyz is the value obtained by subtracting the three-dimensional refractive index in the z-axis direction from the three-dimensional refractive index in the y-axis direction.
また、本明細書において、樹脂フィルムの厚さ方向に対する「複屈折値ΔNxz」とは、光学的複屈折測定により求められる厚さ方向に対する複屈折値ΔNxzをいい、より具体的には、x軸(遅相軸)方向の三次元屈折率からz軸方向の三次元屈折率を差し引いた値が、複屈折値ΔNxzとなる。 In the present specification, the “birefringence value ΔNxz” in the thickness direction of the resin film means the birefringence value ΔNxz in the thickness direction obtained by optical birefringence measurement, and more specifically, the x-axis. The value obtained by subtracting the three-dimensional refractive index in the z-axis direction from the three-dimensional refractive index in the (slow axis) direction is the birefringence value ΔNxz.
フィルムの配向の強度の指標として、複屈折値ΔNyz及び/又はΔNxzの値を用いることができる。フィルムの配向強度が強い場合、面内屈折率である、y軸方向の三次元屈折率及び/又はx軸方向の三次元屈折率が高くなり、厚さ方向の屈折率であるz軸方向の三次元屈折率が低くなるので、複屈折値ΔNyz及び/又はΔNxzの値が大きくなる。 The value of the birefringence value ΔNyz and / or ΔNxz can be used as an index of the orientation strength of the film. When the orientation strength of the film is strong, the in-plane refractive index, that is, the three-dimensional refractive index in the y-axis direction and / or the three-dimensional refractive index in the x-axis direction increases, and Since the three-dimensional refractive index is low, the birefringence values ΔNyz and / or ΔNxz are large.
本実施形態では、樹脂フィルムの厚さ方向に対する「複屈折値ΔNyz」を測定するために、具体的には、大塚電子株式会社製、位相差測定装置 RE−100を用いる。レタデーション(位相差)の測定は傾斜法を用いて行う。より具体的には、フィルムの面内方向の主軸をx軸及びy軸、また、フィルムの厚さ方向(面内方向に対する法線方向)をz軸とし、面内方向のうち、屈折率のより高い方向の遅相軸をx軸とする。x軸を傾斜軸として、0°〜50°の範囲でz軸に対して10°ずつ傾斜させたときの各レタデーション値を求める。得られたレタデーション値から、非特許文献「粟屋裕、高分子素材の偏光顕微鏡入門,105〜120頁 、2001年」に記載の方法を用いて、厚さ方向(z軸方向)に対するy軸方向の複屈折ΔNyzを計算する。まず、各傾斜角φに対し、測定されたレタデーション値Rを、傾斜補正が施された厚さdで割ったR/dを求める。φ=10°、20°、30°、40°、50°のそれぞれのR/dについて、φ=0°のR/dとの差を求め、それらをさらにsin2r(r:屈折角)で割ったものを、それぞれのφにおける複屈折ΔNzyとし、正負の符号を逆にして複屈折値ΔNyzとする。φ=20°、30°、40°、50°におけるΔNyzの平均値として、複屈折値ΔNyzを算出する。なお、例えば、逐次延伸法において、MD方向(流れ方向)の延伸倍率よりも、TD方向(幅方向)の延伸倍率が高い場合、TD方向が遅相軸(x軸)となり、MD方向がy軸となる。また、ポリプロピレンを用いる場合、ポリプロピレンについての、各傾斜角における屈折角rの値は、前記文献の109頁に記載されているものを用いる。 In this embodiment, in order to measure the “birefringence value ΔNyz” in the thickness direction of the resin film, specifically, a phase difference measuring device RE-100 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. is used. The measurement of retardation (phase difference) is performed using a tilt method. More specifically, the principal axis in the in-plane direction of the film is the x-axis and the y-axis, and the thickness direction of the film (direction normal to the in-plane direction) is the z-axis. The slow axis in the higher direction is the x axis. Retardation values are obtained when the x-axis is tilted by 10 ° with respect to the z-axis in the range of 0 ° to 50 °. From the obtained retardation value, the y-axis direction with respect to the thickness direction (z-axis direction) was used using the method described in Non-Patent Document "Yu Awaya, Introduction to Polarizing Microscopes for Polymer Materials, pp. 105-120, 2001". The birefringence ΔNyz of is calculated. First, for each inclination angle φ, R / d obtained by dividing the measured retardation value R by the inclination-corrected thickness d is obtained. For each R / d of φ = 10 °, 20 °, 30 °, 40 °, 50 °, obtain the difference from the R / d of φ = 0 °, and divide them by sin2r (r: refraction angle). The birefringence ΔNzy at each φ is set, and the positive and negative signs are reversed to obtain the birefringence value ΔNyz. The birefringence value ΔNyz is calculated as the average value of ΔNyz at φ = 20 °, 30 °, 40 °, and 50 °. In the successive stretching method, for example, when the stretching ratio in the TD direction (width direction) is higher than the stretching ratio in the MD direction (flow direction), the TD direction becomes the slow axis (x axis) and the MD direction becomes y. It becomes an axis. When polypropylene is used, the value of the refraction angle r at each tilt angle for polypropylene is that described on page 109 of the above document.
また、本実施形態では、樹脂フィルムの厚さ方向に対する「複屈折値ΔNxz」は、傾斜角φ=0°で測定された上記レタデーション値Rを、厚さdで割った値より、前述で求めたΔNzyを除算し、複屈折値ΔNxzを算出する。 Further, in the present embodiment, the “birefringence value ΔNxz” with respect to the thickness direction of the resin film is obtained as described above from the value obtained by dividing the retardation value R measured at the inclination angle φ = 0 ° by the thickness d. The birefringence value ΔNxz is calculated by dividing ΔNzy.
樹脂フィルムの面方向(x軸方向及び/又はy軸方向)に配向を与えると、厚さ方向の屈折率Nzが変化して、複屈折値ΔNyz及び/又はΔNxzが大きくなり、耐電圧性が向上する(絶縁破壊電圧が高くなる)。これは、以下の理由によると考えられる。樹脂(例えば、ポリプロピレン)の分子鎖が面方向に配向すると、厚さ方向の屈折率Nzは低くなる。フィルム厚さ方向の電気伝導性は分子鎖間での伝達となるので低くなる。従って、樹脂分子鎖(例えば、ポリプロピレン分子鎖)が面方向に配向した(複屈折値ΔNyz及び/又はΔNxzが大きい)場合、フィルム厚さ方向の電気伝導性は分子鎖間での伝達となりえるので、樹脂の分子鎖が面方向に配向していない(複屈折値ΔNyz及び/又はΔNxzが小さい)場合と比較して、耐電圧性が向上すると考えられる。 When orientation is given in the plane direction (x-axis direction and / or y-axis direction) of the resin film, the refractive index Nz in the thickness direction changes, the birefringence value ΔNyz and / or ΔNxz increases, and the withstand voltage property increases. Improve (higher breakdown voltage). This is considered to be due to the following reasons. When the molecular chains of the resin (for example, polypropylene) are oriented in the plane direction, the refractive index Nz in the thickness direction becomes low. The electrical conductivity in the film thickness direction is low because it is transmitted between molecular chains. Therefore, when the resin molecular chain (for example, polypropylene molecular chain) is oriented in the plane direction (the birefringence value ΔNyz and / or ΔNxz is large), the electrical conductivity in the film thickness direction can be transferred between the molecular chains. It is considered that the withstand voltage is improved as compared with the case where the molecular chains of the resin are not oriented in the plane direction (the birefringence values ΔNyz and / or ΔNxz are small).
一般的に、製膜条件(延伸倍率調整など)を変えることで、樹脂の分子鎖の配向を変更して、「複屈折値ΔNyz」及び/又は「複屈折値ΔNxz」を制御することができる。また、樹脂の特性(分子量、重合度、分子量分布等)を変えることで、「複屈折値ΔNyz」及び/又は「複屈折値ΔNxz」を制御することもできる。 Generally, it is possible to control the "birefringence value ΔNyz" and / or the "birefringence value ΔNxz" by changing the orientation of the molecular chains of the resin by changing the film forming conditions (such as adjustment of the draw ratio). .. Further, the “birefringence value ΔNyz” and / or the “birefringence value ΔNxz” can be controlled by changing the characteristics of the resin (molecular weight, degree of polymerization, molecular weight distribution, etc.).
「面配向係数ΔP」は、複屈折値ΔNyz及びΔNxzを、式:ΔP=(ΔNyz+ΔNxz)/2に代入して求める。本発明では、複屈折値ΔNyzで表されるy軸方向の配向強度のみならず、複屈折値ΔNxzで表されるx軸方向の配向強度をも考慮に入れて算出される「面配向係数ΔP」に着目した点に、1つの特徴を有する。面配向係数ΔPは、例えば複屈折値ΔNyzが非常に大きくとも、複屈折値ΔNxzが極端に小さければ、比較的小さな値となる。樹脂の分枝鎖のある部位の断面の長軸と短軸の長さの差が大きい場合を想定すると、複屈折値の一方が極端に小さいことにより該長軸方向がフィルム厚み方向に近づく(或いは一致する)こととなり得、この場合はフィルム厚み方向の電気伝導性が高まり、耐電圧性が低下すると考えられる。よって、複屈折値ΔNyzと複屈折値ΔNxzが両方とも極端に低い値ではなく、それにより面配向係数ΔPが一定以上であることにより、耐電圧性は高くなると考えられる。
前記面配向係数の具体的な測定方法は、実施例に記載の方法による。
The “plane orientation coefficient ΔP” is obtained by substituting the birefringence values ΔNyz and ΔNxz into the formula: ΔP = (ΔNyz + ΔNxz) / 2. In the present invention, the “plane orientation coefficient ΔP” calculated by taking into consideration not only the orientation strength in the y-axis direction represented by the birefringence value ΔNyz but also the orientation strength in the x-axis direction represented by the birefringence value ΔNxz. There is one feature in the point of paying attention to. For example, even if the birefringence value ΔNyz is very large, the plane orientation coefficient ΔP has a relatively small value if the birefringence value ΔNxz is extremely small. Assuming a case where there is a large difference between the long axis and the short axis of the cross section of the site where the resin has a branched chain, one of the birefringence values is extremely small, and thus the long axis direction approaches the film thickness direction ( It is considered that in this case, the electric conductivity in the film thickness direction is increased and the withstand voltage is decreased. Therefore, it is considered that both the birefringence value ΔNyz and the birefringence value ΔNxz are not extremely low values, and because the plane orientation coefficient ΔP is equal to or higher than a certain value, the withstand voltage property is improved.
The specific measurement method of the plane orientation coefficient is according to the method described in the examples.
前記樹脂フィルムは、融点が170℃以上176℃以下であることが好ましく、171℃以上175.5℃以下であることがより好ましく、171.5℃以上175℃以下であることがさらに好ましく、172℃以上174.5℃以下が特に好ましい。 The melting point of the resin film is preferably 170 ° C. or higher and 176 ° C. or lower, more preferably 171 ° C. or higher and 175.5 ° C. or lower, and further preferably 171.5 ° C. or higher and 175 ° C. or lower, 172 It is particularly preferable that the temperature is not less than 0 ° C and not more than 174.5 ° C.
前記樹脂フィルムの融点が170℃以上であると、高温下の耐電圧性や熱寸法安定性に優れる。一方、176℃以下であると、フィルムの剛性が適度になり、延伸フィルムとして形成が容易になる。前記融点の測定方法は、実施例に記載の方法による。 When the melting point of the resin film is 170 ° C. or higher, the withstand voltage property at high temperature and the thermal dimensional stability are excellent. On the other hand, when the temperature is 176 ° C. or lower, the rigidity of the film becomes appropriate and the stretched film can be easily formed. The melting point is measured by the method described in Examples.
前記樹脂フィルムは、融解エンタルピーが90J/g以上125J/g以下であることが好ましく、100J/g以上123J/g以下であることがより好ましく、108J/g以上122J/g以下であることがさらに好ましい。 The melting enthalpy of the resin film is preferably 90 J / g or more and 125 J / g or less, more preferably 100 J / g or more and 123 J / g or less, and further preferably 108 J / g or more and 122 J / g or less. preferable.
前記樹脂フィルムの融解エンタルピーが90J/g以上であると、結晶子が強固となるため、好ましい。一方、125J/g以下であると結晶子サイズが適度に小さくなるため好ましい。前記融解エンタルピーの測定方法は、実施例に記載の方法による。 It is preferable that the resin film has a enthalpy of fusion of 90 J / g or more because the crystallite becomes strong. On the other hand, when it is 125 J / g or less, the crystallite size becomes appropriately small, which is preferable. The method of measuring the enthalpy of fusion is according to the method described in Examples.
前記樹脂フィルムは、厚さが、0.8〜22μmの範囲内であることが好ましく、1.2〜12.0μmの範囲内であることがより好ましく、1.4〜6.0μmの範囲内であることがより一層好ましく、1.5〜4.0μmがさらに好ましく、1.5〜3.0μmがさらに一層好ましく、1.5〜2.9μmが特に好ましい。 The resin film preferably has a thickness within a range of 0.8 to 22 μm, more preferably within a range of 1.2 to 12.0 μm, and within a range of 1.4 to 6.0 μm. Is more preferable, 1.5 to 4.0 μm is still more preferable, 1.5 to 3.0 μm is still more preferable, and 1.5 to 2.9 μm is particularly preferable.
厚さが、22μm以下であると、静電容量を大きくすることができるため、コンデンサ用として好適に使用できる。また、製造上の観点から、厚さ0.8μm以上とすることができる。 When the thickness is 22 μm or less, the electrostatic capacity can be increased, and therefore, it can be suitably used for capacitors. From the viewpoint of manufacturing, the thickness can be 0.8 μm or more.
前記樹脂フィルムは、特に、厚さが、0.8〜6μmの範囲内であることが好ましい。コンデンサ素子が発熱すると、コンデンサ素子の内部で樹脂フィルムの温度も上昇して絶縁抵抗値(IR)の低下を引き起こす。そこで、樹脂フィルムの厚さを小さくすると、同じ静電容量でもコンデンサ素子を小型にできるため、コンデンサ素子の比表面積が大きくなり、放熱に有利となる。従って、厚さが6μm以下であると、静電容量の低下をより抑制できる。また、静電容量の低下をより抑制できるため、(C・IR)の低下率(%)もより抑制できる。
また、前記樹脂フィルムの厚さが6μm以下であると、コンデンサ素子としたときの単位体積当たりの静電容量を大きくすることができるため、コンデンサ用として好適に使用できる。また、フィルムの製膜安定性の観点から、前記樹脂フィルムの厚さは0.8μm以上であることが好ましい。
この点について、以下に詳細に説明する。
樹脂フィルムは、厚さが薄いほど、単位体積当たりの静電容量を大きくできる。より具体的に説明すると、静電容量Cは、誘電率ε、電極面積S、誘電体厚さd(樹脂フィルムの厚さd)を用いて、以下のように表される。
C=εS/d
ここで、フィルムコンデンサの場合、電極の厚さは、樹脂フィルム(誘電体)の厚さと比較して3桁以上薄いため、電極の体積を無視すると、コンデンサの体積Vは、以下のように表される。
V=Sd
従って、上記2つの式より、単位体積当たりの静電容量C/Vは、以下のように表される。
C/V=ε/d2
上記式から分かるように、単位体積当たりの静電容量(C/V)は、樹脂フィルム厚さの自乗に反比例する。また、誘電率εは、使用する材料により決まる。そうすると、材料を変更しない限りは、厚さを薄くすること以外で単位体積当たりの静電容量(C/V)を向上させることはできないことが分かる。
なお、電極面積は、単位体積当たりの静電容量(C/V)に影響しない。この点について以下に説明する。
同じ材料、同じ厚さのフィルムを巻回してコンデンサを作製する場合を想定する。例えば、ターン数(巻き数)を増やして、10倍長く(電極面積を10倍大きく)巻いたとする。そうすると、静電容量は10倍になるが、体積も10倍になるので単位体積当たりの静電容量(C/V)は、電極面積が変化しても変わらない。
上記説明は、理解を容易にするために理想化している。つまり、実際には、例えば、フィルム間にわずかな空隙が存在する場合があることや、電極端でのフリンジ効果の影響があること等により、面積に応じて単位体積当たりの静電容量(C/V)の値に多少の変化が見られる場合はある。しかしながら、一般的には、単位体積当たりの静電容量(C/V)は、樹脂フィルム厚さによって決まるということが理解できる。
以上より、前記樹脂フィルムの厚さは、製膜安定性が担保される範囲内で、なるべく薄くすることが好ましい。そこで、前記樹脂フィルムの厚さは、6μm以下であることが好ましい。
It is particularly preferable that the resin film has a thickness in the range of 0.8 to 6 μm. When the capacitor element generates heat, the temperature of the resin film inside the capacitor element also rises, causing a decrease in the insulation resistance value (IR). Therefore, if the thickness of the resin film is reduced, the capacitor element can be downsized even with the same capacitance, so that the specific surface area of the capacitor element is increased, which is advantageous for heat dissipation. Therefore, when the thickness is 6 μm or less, the decrease in capacitance can be further suppressed. Further, since the decrease in capacitance can be further suppressed, the decrease rate (%) of (C · IR) can be further suppressed.
Further, when the thickness of the resin film is 6 μm or less, the capacitance per unit volume of the capacitor element can be increased, so that it can be suitably used for capacitors. Further, from the viewpoint of film forming stability of the film, the thickness of the resin film is preferably 0.8 μm or more.
This point will be described in detail below.
The thinner the resin film, the larger the electrostatic capacity per unit volume. More specifically, the capacitance C is expressed as follows using the permittivity ε, the electrode area S, and the dielectric thickness d (resin film thickness d).
C = εS / d
Here, in the case of a film capacitor, the thickness of the electrode is three digits or more thinner than the thickness of the resin film (dielectric), so if the volume of the electrode is ignored, the volume V of the capacitor is expressed as follows. To be done.
V = Sd
Therefore, from the above two equations, the electrostatic capacity C / V per unit volume is expressed as follows.
C / V = ε / d 2
As can be seen from the above formula, the capacitance (C / V) per unit volume is inversely proportional to the square of the resin film thickness. Further, the dielectric constant ε is determined by the material used. Then, it is understood that the capacitance per unit volume (C / V) can be improved only by reducing the thickness unless the material is changed.
The electrode area does not affect the electrostatic capacity (C / V) per unit volume. This point will be described below.
It is assumed that a capacitor is manufactured by winding a film having the same material and the same thickness. For example, it is assumed that the number of turns (number of turns) is increased and the number of turns is ten times longer (the electrode area is ten times larger). Then, the capacitance is increased by 10 times, but the volume is also increased by 10 times, so that the capacitance per unit volume (C / V) does not change even if the electrode area changes.
The above description has been idealized for ease of understanding. That is, in practice, for example, there may be a slight gap between the films, the influence of the fringe effect at the electrode end, and the like, so that the capacitance per unit volume (C In some cases, there may be some changes in the value of / V). However, it can be understood that generally, the capacitance per unit volume (C / V) is determined by the resin film thickness.
From the above, it is preferable that the thickness of the resin film is as thin as possible within the range where the film-forming stability is ensured. Therefore, the thickness of the resin film is preferably 6 μm or less.
前記樹脂フィルムの厚さは、シチズンセイミツ社製の紙厚測定器MEI−11を用いて100±10kPaで測定したこと以外、JIS−C2330に準拠して測定した値をいう。 The thickness of the resin film is a value measured according to JIS-C2330, except that it is measured at 100 ± 10 kPa using a paper thickness measuring instrument MEI-11 manufactured by Citizen Seimitsu Co., Ltd.
前記樹脂フィルムは、二軸延伸フィルムであってもよく、一軸延伸フィルムであってもよく、無延伸フィルムであってもよい。なかでも、面配向係数を高めることができる観点から、二軸延伸フィルムであることが好ましい。 The resin film may be a biaxially stretched film, a uniaxially stretched film, or an unstretched film. Among them, the biaxially stretched film is preferable from the viewpoint of increasing the plane orientation coefficient.
前記樹脂フィルムは、上述の通り、主成分として結晶性熱可塑性樹脂を含有する。本明細書において、主成分として結晶性熱可塑性樹脂を含有する、とは、樹脂フィルム全体に対して(樹脂フィルム全体を100質量%としたときに)、結晶性熱可塑性樹脂を50質量%以上含有することをいう。樹脂フィルム全体に対する前記結晶性熱可塑性樹脂の含有量は、好ましくは、75質量%以上であり、より好ましくは、90質量%以上である。前記結晶性熱可塑性樹脂の含有量の上限は、樹脂フィルム全体に対して、例えば、100質量%、98質量%等である。 As described above, the resin film contains a crystalline thermoplastic resin as a main component. In the present specification, containing a crystalline thermoplastic resin as a main component means that the crystalline thermoplastic resin is 50% by mass or more with respect to the entire resin film (when the entire resin film is 100% by mass). It means to contain. The content of the crystalline thermoplastic resin with respect to the entire resin film is preferably 75% by mass or more, and more preferably 90% by mass or more. The upper limit of the content of the crystalline thermoplastic resin is, for example, 100% by mass or 98% by mass based on the entire resin film.
前記結晶性熱可塑性樹脂としては、(a)主鎖が脂肪族炭化水素である、(b)主鎖にアミド結合を有する、(c)主鎖にエーテル結合を有する、のうち、少なくとも1つを満たす樹脂が好ましい。
(a)主鎖が脂肪族炭化水素である結晶性熱可塑性樹脂としては、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)樹脂等が挙げられる。
なお、本明細書において、脂肪族炭化水素とは、飽和炭化水素と不飽和炭化水素との両方を意味する。
(b)主鎖にアミド結合を有する結晶性熱可塑性樹脂としては、6ナイロン(PA6)、66ナイロン(PA66)等が挙げられる。
(c)主鎖にエーテル結合を有する結晶性熱可塑性樹脂としては、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)樹脂、ポリアセタール(POM)樹脂等が挙げられる。
前記結晶性熱可塑性樹脂は、上記(a)〜上記(c)の2つ以上を満たすコポリマーであってもよい。
The crystalline thermoplastic resin is at least one of (a) the main chain is an aliphatic hydrocarbon, (b) has an amide bond in the main chain, and (c) has an ether bond in the main chain. Resins satisfying the above are preferable.
Examples of the crystalline thermoplastic resin (a) whose main chain is an aliphatic hydrocarbon include polypropylene resin, polyethylene resin, polyvinylidene fluoride (PVDF) resin and the like.
In addition, in this specification, an aliphatic hydrocarbon means both a saturated hydrocarbon and an unsaturated hydrocarbon.
Examples of the crystalline thermoplastic resin (b) having an amide bond in the main chain include 6-nylon (PA6) and 66-nylon (PA66).
Examples of the (c) crystalline thermoplastic resin having an ether bond in the main chain include polyether ether ketone (PEEK) resin and polyacetal (POM) resin.
The crystalline thermoplastic resin may be a copolymer that satisfies two or more of the above (a) to (c).
また、前記結晶性熱可塑性樹脂としては、前記結晶性熱可塑性樹脂の主鎖を構成する炭素原子に、それぞれ少なくとも1つの水素原子が結合している樹脂であってもよい。
主鎖を構成する炭素原子に、それぞれ少なくとも1つの水素原子が結合している結晶性熱可塑性樹脂としては、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)樹脂、ポリアセタール(POM)樹脂等が挙げられる。
なお、本明細書において、主鎖を構成する炭素原子にそれぞれ少なくとも1つの水素原子が結合している、とは、主鎖にベンゼン環が含まれる場合には、ベンゼン環に少なくとも1つの水素原子が結合していることを意味する。また、主鎖に炭素原子以外の原子がある場合、当該炭素原子以外の原子には、水素原子が結合していても、結合していなくてもよいことを意味する。
Further, the crystalline thermoplastic resin may be a resin in which at least one hydrogen atom is bonded to each carbon atom constituting the main chain of the crystalline thermoplastic resin.
As the crystalline thermoplastic resin in which at least one hydrogen atom is bonded to each carbon atom constituting the main chain, polypropylene resin, polyethylene resin, polyphenylene sulfide (PPS) resin, polyether ether ketone (PEEK) resin, Examples thereof include polyacetal (POM) resin.
In the present specification, at least one hydrogen atom is bonded to each carbon atom constituting the main chain, and when the main chain contains a benzene ring, at least one hydrogen atom is contained in the benzene ring. Means that are bound. Further, when the main chain has atoms other than carbon atoms, it means that hydrogen atoms may or may not be bonded to atoms other than the carbon atoms.
前記結晶性熱可塑性樹脂は、一種の結晶性熱可塑性樹脂を単独で使用してもよく、二種以上の結晶性熱可塑性樹脂を併用して使用してもよい。前記結晶性熱可塑性樹脂は、特に、二種以上の結晶性熱可塑性樹脂を併用して使用することが好ましい。 As the crystalline thermoplastic resin, one type of crystalline thermoplastic resin may be used alone, or two or more types of crystalline thermoplastic resin may be used in combination. As the crystalline thermoplastic resin, it is particularly preferable to use two or more crystalline thermoplastic resins in combination.
前記結晶性熱可塑性樹脂は、なかでも、ポリプロピレン樹脂が好ましい。ポリプロピレン樹脂は、体積抵抗率が比較的高い樹脂であるため、前記結晶性熱可塑性樹脂が、ポリプロピレン樹脂であると、寿命試験におけるコンデンサ素子の絶縁抵抗値(IR)の低下率を好適に抑制できる。 Among these, the crystalline thermoplastic resin is preferably a polypropylene resin. Since the polypropylene resin is a resin having a relatively high volume resistivity, when the crystalline thermoplastic resin is a polypropylene resin, it is possible to suitably suppress the reduction rate of the insulation resistance value (IR) of the capacitor element in the life test. ..
前記ポリプロピレン樹脂の重量平均分子量Mwは、25万以上45万以下であることが好ましく、25万以上40万以下であることがより好ましい。前記ポリプロピレン樹脂の重量平均分子量Mwが25万以上45万以下であると、樹脂流動性が適度となる。その結果、キャスト原反シートの厚さの制御が容易であり、薄い延伸フィルムを作製することが容易となる。また、キャスト原反シートに適度な延伸性を与えることができる。ポリプロピレン樹脂を2種以上使用する場合、上記Mwが25万以上33万未満のポリプロピレン樹脂と上記Mwが33万以上45万以下のポリプロピレン樹脂を併用することが好ましい。 The weight average molecular weight Mw of the polypropylene resin is preferably 250,000 or more and 450,000 or less, and more preferably 250,000 or more and 400,000 or less. When the weight average molecular weight Mw of the polypropylene resin is 250,000 or more and 450,000 or less, the resin fluidity becomes appropriate. As a result, the thickness of the cast original fabric sheet can be easily controlled, and a thin stretched film can be easily produced. In addition, it is possible to impart appropriate stretchability to the cast original fabric sheet. When two or more polypropylene resins are used, it is preferable to use the polypropylene resin having the Mw of 250,000 or more and less than 330,000 and the polypropylene resin having the Mw of 330,000 or more and 450,000 or less in combination.
前記ポリプロピレン樹脂の分子量分布[(重量平均分子量Mw)/(数平均分子量Mn)]は、5以上12以下であることが好ましく、5以上11以下であることがより好ましく、5以上10以下であることがさらに好ましい。ポリプロピレン樹脂を2種以上使用する場合、上記分子量分布が5以上8.5未満のポリプロピレン樹脂と上記分子量分布が8.5以上11以下のポリプロピレン樹脂を併用することが好ましい。 The molecular weight distribution [(weight average molecular weight Mw) / (number average molecular weight Mn)] of the polypropylene resin is preferably 5 or more and 12 or less, more preferably 5 or more and 11 or less, and 5 or more and 10 or less. Is more preferable. When two or more polypropylene resins are used, it is preferable to use the polypropylene resin having a molecular weight distribution of 5 or more and less than 8.5 and the polypropylene resin having a molecular weight distribution of 8.5 or more and 11 or less in combination.
本明細書において、前記ポリプロピレン樹脂の重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、及び、分子量分布(Mw/Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)装置を用いて測定した値である。より具体的には、東ソー株式会社製、示差屈折計(RI)内蔵型高温GPC測定機のHLC−8121GPC−HT(商品名)を使用して測定した値である。GPCカラムとして、東ソー株式会社製の3本のTSKgel GMHHR−H(20)HTを連結して使用する。カラム温度を140℃に設定して、溶離液としてトリクロロベンゼンを1.0ml/10分の流速で流して、MwとMnの測定値を得る。東ソー株式会社製の標準ポリスチレンを用いてその分子量Mに関する検量線を作成して、測定値をポリスチレン値に換算して、Mw、及び、Mnを得る。ここで、標準ポリスチレンの分子量Mの底10の対数を、対数分子量(「Log(M)」)という。 In the present specification, the weight average molecular weight (Mw), number average molecular weight (Mn), and molecular weight distribution (Mw / Mn) of the polypropylene resin are values measured using a gel permeation chromatograph (GPC) device. is there. More specifically, it is a value measured using HLC-8121GPC-HT (trade name), a high temperature GPC measuring instrument with a built-in differential refractometer (RI) manufactured by Tosoh Corporation. As a GPC column, three TSKgel GMHHR-H (20) HT manufactured by Tosoh Corporation are connected and used. The column temperature is set to 140 ° C. and trichlorobenzene as an eluent is flowed at a flow rate of 1.0 ml / 10 minutes to obtain measured values of Mw and Mn. A calibration curve for the molecular weight M is prepared using standard polystyrene manufactured by Tosoh Corporation, and the measured value is converted into a polystyrene value to obtain Mw and Mn. Here, the logarithm of the base 10 of the molecular weight M of standard polystyrene is referred to as logarithmic molecular weight (“Log (M)”).
ポリプロピレン樹脂の微分分布値差DMが、−5%以上14%以下であることが好まく、−4%以上12%以下であることがより好ましく、−4%以上10%以下であることがさらに好ましい。ここで、「微分分布値差DM」は、分子量微分分布曲線において、対数分子量Log(M)=4.5のときの微分分布値からLog(M)=6.0のときの微分分布値を引いた差である。
なお、「微分分布値差DMが、−5%以上14%以下である」とは、ポリプロピレン樹脂の有するMwの値より、低分子量側の分子量1万から10万の成分(以下、「低分子量成分」ともいう)の代表的な分布値としての対数分子量Log(M)=4.5の成分と、高分子量側の分子量100万前後の成分(以下、「高分子量成分」ともいう)の代表的な分布値としてのLog(M)=6.0前後の成分とを比較したときに、差分が正の場合は低分子量成分の方が多く、差分が負の場合は高分子量成分の方が多いと理解できる。
The differential distribution value difference D M of the polypropylene resin is preferably −5% or more and 14% or less, more preferably −4% or more and 12% or less, and −4% or more and 10% or less. More preferable. Here, the “differential distribution value difference D M ” is the differential distribution value when the logarithmic molecular weight Log (M) = 4.5 to the differential distribution value when Log (M) = 6.0 in the molecular weight differential distribution curve. Is the difference obtained by subtracting.
In addition, "the differential distribution value difference DM is -5% or more and 14% or less" means that a component having a molecular weight of 10,000 to 100,000 on the lower molecular weight side than the value of Mw of the polypropylene resin (hereinafter, "low (Also referred to as “molecular weight component”) having a logarithmic molecular weight of Log (M) = 4.5 as a typical distribution value and a high molecular weight component having a molecular weight of about 1,000,000 (hereinafter, also referred to as “high molecular weight component”). When comparing the components around Log (M) = 6.0 as a typical distribution value, the low molecular weight component is more when the difference is positive, and the higher molecular weight component is the difference when the difference is negative. Understand that there are many.
つまり、分子量分布Mw/Mnが5〜12であるといっても単に分子量分布幅の広さを表しているに過ぎず、その中の高分子量成分、低分子量成分の量的な関係までは分からない。そこで、安定製膜性とキャスト原反シートの厚み均一性の観点から、ポリプロピレン樹脂は、広い分子量分布を有すると同時に、低分子量成分を適度に含むようにするために分子量1万から10万の成分を、分子量100万の成分と比較して、微分分布値差が−5%以上14%以下となるようにポリプロピレン樹脂を使用することが好ましい。 That is, even though the molecular weight distribution Mw / Mn is 5 to 12, it merely represents the breadth of the molecular weight distribution, and the quantitative relationship between the high molecular weight component and the low molecular weight component therein is unknown. Absent. Therefore, from the viewpoint of stable film-forming property and thickness uniformity of the cast original sheet, the polypropylene resin has a wide molecular weight distribution and, at the same time, has a molecular weight of 10,000 to 100,000 in order to appropriately contain a low molecular weight component. It is preferable to use the polypropylene resin so that the component has a differential distribution value difference of −5% or more and 14% or less as compared with the component having a molecular weight of 1,000,000.
微分分布値は、GPCを用いて、次のようにして得た値である。GPCの示差屈折(RI)検出計によって得られる、時間に対する強度を示す曲線(一般には、「溶出曲線」ともいう)を使用する。標準ポリスチレンを用いて得た検量線を使用して、時間軸を対数分子量(Log(M))に変換することで、溶出曲線をLog(M)に対する強度を示す曲線に変換する。RI検出強度は、成分濃度と比例関係にあるので、強度を示す曲線の全面積を100%とすると、対数分子量Log(M)に対する積分分布曲線を得ることができる。微分分布曲線は、この積分分布曲線をLog(M)で、微分することによって得る。したがって、「微分分布」とは、濃度分率の分子量に対する微分分布を意味する。この曲線から、特定のLog(M)のときの微分分布値を読みとる。 The differential distribution value is a value obtained as follows using GPC. A curve showing intensity against time (generally also referred to as "elution curve") obtained by a GPC differential refraction (RI) detector is used. Using the calibration curve obtained using standard polystyrene, the elution curve is converted into a curve showing the intensity with respect to Log (M) by converting the time axis into logarithmic molecular weight (Log (M)). Since the RI detection intensity is proportional to the component concentration, an integral distribution curve for the logarithmic molecular weight Log (M) can be obtained when the total area of the intensity curve is 100%. The differential distribution curve is obtained by differentiating this integral distribution curve by Log (M). Therefore, the "differential distribution" means the differential distribution of the concentration fraction with respect to the molecular weight. From this curve, the differential distribution value at a specific Log (M) is read.
前記ポリプロピレン樹脂のヘプタン不溶分(HI)は、96.0%以上であることが好ましく、より好ましくは97.0%以上である。また、前記ポリプロピレン樹脂のヘプタン不溶分(HI)は、99.5%以下であることが好ましく、より好ましくは99.0%以下である。ここで、ヘプタン不溶分は、多いほど樹脂の立体規則性が高いことを示す。前記ヘプタン不溶分(HI)が、96.0%以上99.5%以下であると、適度に高い立体規則性により、樹脂の結晶性が適度に向上し、高温下での耐電圧性が向上する。一方、キャスト原反シート成形の際の固化(結晶化)の速度が適度となり、適度の延伸性を有する。ヘプタン不溶分(HI)の測定方法は、実施例記載の方法による。 The heptane insoluble content (HI) of the polypropylene resin is preferably 96.0% or more, more preferably 97.0% or more. Further, the heptane-insoluble content (HI) of the polypropylene resin is preferably 99.5% or less, more preferably 99.0% or less. Here, it is indicated that the larger the amount of heptane-insoluble matter, the higher the stereoregularity of the resin. When the heptane-insoluble matter (HI) is 96.0% or more and 99.5% or less, the crystallinity of the resin is appropriately improved due to the moderately high stereoregularity, and the withstand voltage property at high temperature is improved. To do. On the other hand, the rate of solidification (crystallization) at the time of forming the cast raw sheet becomes appropriate, and it has an appropriate stretchability. The heptane-insoluble matter (HI) is measured by the method described in Examples.
前記ポリプロピレン樹脂のメルトフローレート(MFR)は、1.0〜8.0g/10minであることが好ましく、1.5〜7.0g/10minであることがより好ましく、2.0〜6.0g/10minであることがさらに好ましい。前記ポリプロピレン樹脂のメルトフローレートの測定方法は、実施例記載の方法による。 The melt flow rate (MFR) of the polypropylene resin is preferably 1.0 to 8.0 g / 10 min, more preferably 1.5 to 7.0 g / 10 min, and 2.0 to 6.0 g. More preferably, it is / 10 min. The method for measuring the melt flow rate of the polypropylene resin is according to the method described in Examples.
前記ポリプロピレン樹脂は、一般的に公知の重合方法を用いて製造することができる。前記重合方法としては、例えば、気相重合法、塊状重合法及びスラリー重合法を例示できる。 The polypropylene resin can be manufactured using a generally known polymerization method. Examples of the polymerization method include a gas phase polymerization method, a bulk polymerization method, and a slurry polymerization method.
重合は、1つの重合反応機を用いる単段(一段)重合であってもよく、2つ以上の重合反応器を用いた多段重合であってもよい。また、重合は、反応器中に水素又はコモノマーを分子量調整剤として添加して行ってもよい。 The polymerization may be a single-stage (single-stage) polymerization using one polymerization reactor or a multi-stage polymerization using two or more polymerization reactors. The polymerization may be carried out by adding hydrogen or a comonomer as a molecular weight modifier into the reactor.
重合の際の触媒には、一般的に公知のチーグラー・ナッタ触媒を使用することができ、前記ポリプロピレン樹脂を得ることができる限り特に限定されない。前記触媒は、助触媒成分やドナーを含んでもよい。触媒や重合条件を調整することによって、分子量、分子量分布、立体規則性等を制御することができる。 A generally known Ziegler-Natta catalyst can be used as a catalyst for the polymerization, and it is not particularly limited as long as the polypropylene resin can be obtained. The catalyst may include a promoter component and a donor. The molecular weight, molecular weight distribution, stereoregularity, etc. can be controlled by adjusting the catalyst and the polymerization conditions.
前記ポリプロピレン樹脂の分子量分布等は、樹脂混合(ブレンド)により調整することができる。例えば、互いに分子量や分子量分布の異なるもの2種類以上の樹脂を混合する方法が挙げられる。一般的には、主樹脂に、それより平均分子量が高い樹脂、又は、低い樹脂を、樹脂全体を100質量%とすると、主樹脂が55質量%以上90質量%以下である2種のポリプロピレン混合系が、低分子量成分量の調整が行い易いため、好ましい。 The molecular weight distribution and the like of the polypropylene resin can be adjusted by resin mixing (blending). For example, there may be mentioned a method of mixing two or more kinds of resins having different molecular weights or molecular weight distributions. In general, a mixture of two types of polypropylene having a main resin of 55% by mass or more and 90% by mass or less, where 100% by mass of the entire resin is a resin having a higher average molecular weight or a resin having a lower average molecular weight. The system is preferable because it is easy to adjust the amount of low molecular weight components.
なお、前記の混合調整方法を採用する場合、平均分子量の目安として、メルトフローレート(MFR)を用いても構わない。この場合、主樹脂と添加樹脂のMFRの差は、1〜30g/10分程度としておくのが、調整の際の利便性の観点から好ましい。 When the above-mentioned mixing adjustment method is adopted, the melt flow rate (MFR) may be used as a measure of the average molecular weight. In this case, the difference in MFR between the main resin and the added resin is preferably about 1 to 30 g / 10 minutes from the viewpoint of convenience in adjustment.
樹脂混合する方法としては、特に制限はないが、主樹脂と添加樹脂の重合粉、又は、ペレットを、ミキサー等を用いてドライブレンドする方法や、主樹脂と添加樹脂の重合粉、又は、ペレットを、混練機に供給し、溶融混練してブレンド樹脂を得る方法が挙げられる。 The method for mixing the resins is not particularly limited, but a polymer powder of the main resin and the added resin, or a pellet, a method of dry blending using a mixer or the like, a polymer powder of the main resin and the added resin, or pellets. Is supplied to a kneader and melt-kneaded to obtain a blended resin.
前記ミキサーや前記混練機は、特に制限されない。前記混練機は、1軸スクリュータイプ、2軸スクリュータイプ、それ以上の多軸スクリュータイプの何れでもよい。2軸以上のスクリュータイプの場合、同方向回転、異方向回転のどちらの混練タイプでも構わない。 The mixer and the kneader are not particularly limited. The kneader may be a single screw type, a twin screw type, or a multi-screw type more than that. In the case of a screw type having two or more shafts, either kneading type rotating in the same direction or rotating in different directions may be used.
溶融混練によるブレンドの場合は、良好な混練物が得られれば、混練温度は特に制限されない。一般的には、200℃から300℃の範囲であり、樹脂の劣化を抑制する観点から、230℃から270℃が好ましい。また、樹脂の混練混合の際の劣化を抑制するため、混練機に窒素などの不活性ガスをパージしても構わない。溶融混練された樹脂は、一般的に公知の造粒機を用いて、適当な大きさにペレタイズしてもよい。これにより、混合ポリプロピレン原料樹脂ペレットを得ることができる。 In the case of blending by melt-kneading, the kneading temperature is not particularly limited as long as a good kneaded product can be obtained. Generally, it is in the range of 200 ° C to 300 ° C, and 230 ° C to 270 ° C is preferable from the viewpoint of suppressing deterioration of the resin. Further, in order to suppress deterioration at the time of kneading and mixing the resin, the kneading machine may be purged with an inert gas such as nitrogen. The melt-kneaded resin may be pelletized to an appropriate size using a generally known granulator. As a result, mixed polypropylene raw material resin pellets can be obtained.
ポリプロピレン原料樹脂中に含まれる重合触媒残渣等に起因する総灰分は、ポリプロピレン樹脂を基準(100重量部)として、50ppm以下であることが好ましい。 The total ash content resulting from the polymerization catalyst residue and the like contained in the polypropylene raw material resin is preferably 50 ppm or less based on the polypropylene resin (100 parts by weight).
前記総灰分(ポリプロピレン原料樹脂中に含まれる総灰分)は、極性をもった低分子成分の生成を抑制しつつコンデンサとしての電気特性を向上させるために、5ppm以上35ppm以下が好ましく、5ppm以上30ppm以下がより好ましく、10ppm以上25ppm以下がさらに好ましい。 The total ash content (total ash content in the polypropylene raw material resin) is preferably 5 ppm or more and 35 ppm or less, and 5 ppm or more and 30 ppm or less, in order to improve the electrical characteristics of the capacitor while suppressing the generation of polar low-molecular components. The following is more preferable, and 10 ppm or more and 25 ppm or less is further preferable.
以下、ポリプロピレン樹脂を2種以上使用する場合における各ポリプロピレン樹脂について説明する。 Hereinafter, each polypropylene resin when two or more polypropylene resins are used will be described.
ポリプロピレン樹脂を2種以上使用する場合、下記ポリプロピレン樹脂A−1と下記ポリプロピレン樹脂B−1、下記ポリプロピレン樹脂A−2と下記ポリプロピレン樹脂B−2、又は、下記ポリプロピレン樹脂A−3と下記ポリプロピレン樹脂B−3の組み合わせが好適なものとして挙げられる。本実施形態において、ポリプロピレン樹脂Aという表現は、ポリプロピレン樹脂A−1、ポリプロピレン樹脂A−2及びポリプロピレン樹脂A−3という概念を含む。ポリプロピレン樹脂Bという表現は、ポリプロピレン樹脂B−1、ポリプロピレン樹脂B−2及びポリプロピレン樹脂B−3という概念を含む。ポリプロピレン樹脂A、A−1、A−2、A−3、ポリプロピレン樹脂B、B−1、B−2、B−3は、いずれも直鎖ポリプロピレン樹脂であることが好ましい。
<ポリプロピレン樹脂A>
(ポリプロピレン樹脂A−1)
微分分布値差DMが8.0%以上であるポリプロピレン樹脂。
(ポリプロピレン樹脂A−2)
ヘプタン不溶分(HI)が98.5%以下であるポリプロピレン樹脂。
(ポリプロピレン樹脂A−3)
230℃におけるメルトフローレート(MFR)が4.0〜10.0g/10minであるポリプロピレン樹脂。
<ポリプロピレン樹脂B>
(ポリプロピレン樹脂B−1)
微分分布値差DMが8.0%未満であるポリプロピレン樹脂。
(ポリプロピレン樹脂B−2)
ヘプタン不溶分(HI)が98.5%を超えるポリプロピレン樹脂。
(ポリプロピレン樹脂B−3)
230℃におけるメルトフローレート(MFR)が0.1〜3.9g/10minであるポリプロピレン樹脂。
When two or more polypropylene resins are used, the following polypropylene resin A-1 and the following polypropylene resin B-1, the following polypropylene resin A-2 and the following polypropylene resin B-2, or the following polypropylene resin A-3 and the following polypropylene resin The combination of B-3 is mentioned as a suitable thing. In the present embodiment, the expression polypropylene resin A includes the concepts of polypropylene resin A-1, polypropylene resin A-2 and polypropylene resin A-3. The expression polypropylene resin B includes the concepts polypropylene resin B-1, polypropylene resin B-2 and polypropylene resin B-3. The polypropylene resins A, A-1, A-2, A-3 and the polypropylene resins B, B-1, B-2, B-3 are all preferably linear polypropylene resins.
<Polypropylene resin A>
(Polypropylene resin A-1)
A polypropylene resin having a differential distribution value difference D M of 8.0% or more.
(Polypropylene resin A-2)
A polypropylene resin having a heptane insoluble content (HI) of 98.5% or less.
(Polypropylene resin A-3)
A polypropylene resin having a melt flow rate (MFR) at 230 ° C. of 4.0 to 10.0 g / 10 min.
<Polypropylene resin B>
(Polypropylene resin B-1)
A polypropylene resin having a differential distribution value difference D M of less than 8.0%.
(Polypropylene resin B-2)
Polypropylene resin with a heptane insoluble content (HI) exceeding 98.5%.
(Polypropylene resin B-3)
A polypropylene resin having a melt flow rate (MFR) at 230 ° C. of 0.1 to 3.9 g / 10 min.
ポリプロピレン樹脂Aの重量平均分子量Mwは、25万以上45万以下であることが好ましく、25万以上40万以下であることがより好ましく、25万以上34万以下であることがさらに好ましい。ポリプロピレン樹脂Aの重量平均分子量Mwが25万以上45万以下であると、樹脂流動性が適度となる。その結果、キャスト原反シートの厚さの制御が容易であり、薄い二軸延伸ポリプロピレンフィルムを作製することが容易となる。また、キャスト原反シートおよび二軸延伸ポリプロピレンフィルムの厚みにムラが発生し難くなり、適度な延伸性が得られるので好ましい。 The weight average molecular weight Mw of the polypropylene resin A is preferably 250,000 or more and 450,000 or less, more preferably 250,000 or more and 400,000 or less, and further preferably 250,000 or more and 340,000 or less. When the weight average molecular weight Mw of the polypropylene resin A is 250,000 or more and 450,000 or less, the resin fluidity becomes appropriate. As a result, the thickness of the cast original fabric sheet can be easily controlled, and a thin biaxially oriented polypropylene film can be easily produced. Further, it is preferable that the cast original sheet and the biaxially stretched polypropylene film are less likely to be uneven in thickness, and appropriate stretchability can be obtained.
ポリプロピレン樹脂Aの分子量分布Mw/Mnは、8.5以上12.0以下であることが好ましく、8.5以上11.0以下であることがより好ましく、9.0以上11.0以下であることがさらに好ましい。 The molecular weight distribution Mw / Mn of the polypropylene resin A is preferably 8.5 or more and 12.0 or less, more preferably 8.5 or more and 11.0 or less, and 9.0 or more and 11.0 or less. Is more preferable.
ポリプロピレン樹脂Aの分子量分布Mw/Mnが上記好ましい範囲内であると、キャスト原反シートおよび二軸延伸ポリプロピレンフィルムの厚みにムラが発生し難くなり、適度な延伸性が得られるので好ましい。 When the molecular weight distribution Mw / Mn of the polypropylene resin A is within the above-mentioned preferred range, unevenness is less likely to occur in the thickness of the cast raw fabric sheet and the biaxially stretched polypropylene film, and appropriate stretchability is obtained, which is preferable.
ポリプロピレン樹脂Aの微分分布値差DMは、8.0%以上が好ましく、8.0%以上18.0%以下であることがより好ましく、8.5%以上17.0%以下であることがさらに好ましく、9.0%以上16.0%以下であることが特に好ましい。 The differential distribution value difference D M of the polypropylene resin A is preferably 8.0% or more, more preferably 8.0% or more and 18.0% or less, and 8.5% or more and 17.0% or less. Is more preferable, and particularly preferably 9.0% or more and 16.0% or less.
微分分布値差DMが、8.0%以上18.0%以下である場合、低分子量成分を、高分子量成分と比較すると、8.0%以上18.0%以下の割合で多く含む。したがって、延伸工程での破断頻度を低減することができ、連続成膜性が向上するため、好ましい。 When the differential distribution value difference D M is 8.0% or more and 18.0% or less, the low molecular weight component is included in a large amount in the ratio of 8.0% or more and 18.0% or less when compared with the high molecular weight component. Therefore, the frequency of breakage in the stretching step can be reduced, and the continuous film forming property is improved, which is preferable.
ポリプロピレン樹脂Aのヘプタン不溶分(HI)は、96.0%以上であることが好ましく、より好ましくは97.0%以上である。また、ポリプロピレン樹脂Aのヘプタン不溶分(HI)は、99.5%以下であることが好ましく、より好ましくは98.5%以下であり、さらに好ましくは98.0%以下である。 The heptane-insoluble content (HI) of the polypropylene resin A is preferably 96.0% or more, more preferably 97.0% or more. Further, the heptane-insoluble content (HI) of the polypropylene resin A is preferably 99.5% or less, more preferably 98.5% or less, and further preferably 98.0% or less.
ポリプロピレン樹脂Aの230℃におけるメルトフローレート(MFR)は、1.0〜15.0g/10minであることが好ましく、2.0〜10.0g/10minであることがより好ましく、4.0〜10.0g/10minであることがさらに好ましく、4.3〜6.0g/10minが特に好ましい。ポリプロピレン樹脂Aの230℃におけるMFRが上記範囲内である場合、溶融状態での流動特性に優れるため、メルトフラクチャーといった不安定流動が発生しにくく、また、延伸時の破断も抑えられる。したがって、膜厚均一性が良好であるため、絶縁破壊の起こり易い薄肉部の形成が抑制されるという利点がある。 The melt flow rate (MFR) at 230 ° C. of the polypropylene resin A is preferably 1.0 to 15.0 g / 10 min, more preferably 2.0 to 10.0 g / 10 min. It is more preferably 10.0 g / 10 min, and particularly preferably 4.3 to 6.0 g / 10 min. When the MFR at 230 ° C. of the polypropylene resin A is within the above range, the flow characteristics in the molten state are excellent, and thus unstable flow such as melt fracture is unlikely to occur, and breakage during stretching is suppressed. Therefore, since the film thickness uniformity is good, there is an advantage that formation of a thin portion where dielectric breakdown easily occurs is suppressed.
ポリプロピレン樹脂Aの含有率は、二軸延伸ポリプロピレンフィルム全体に対して55質量%以上90質量%以下であることが好ましく、60質量%以上85質量%以下であることがより好ましく、60質量%以上80質量%以下であることがさらに好ましい。 The content of the polypropylene resin A is preferably 55% by mass or more and 90% by mass or less, more preferably 60% by mass or more and 85% by mass or less, and 60% by mass or more based on the entire biaxially stretched polypropylene film. It is more preferably 80% by mass or less.
ポリプロピレン樹脂Bの重量平均分子量Mwは、30万以上40万以下であることが好ましく、33万以上38万以下であることがより好ましく、35万以上38万以下であることがさらに好ましい。 The weight average molecular weight Mw of the polypropylene resin B is preferably 300,000 or more and 400,000 or less, more preferably 330,000 or more and 380,000 or less, and further preferably 350,000 or more and 380,000 or less.
ポリプロピレン樹脂Bの分子量分布Mw/Mnは、6.0以上8.5未満であることが好ましく、6.5以上8.4以下であることがより好ましく、7.0以上8.3以下であることがさらに好ましい。 The molecular weight distribution Mw / Mn of the polypropylene resin B is preferably 6.0 or more and less than 8.5, more preferably 6.5 or more and 8.4 or less, and 7.0 or more and 8.3 or less. Is more preferable.
ポリプロピレン樹脂Bの分子量分布Mw/Mnが上記好ましい範囲内であると、キャスト原反シートおよび二軸延伸ポリプロピレンフィルムの厚みにムラが発生し難くなり、適度な延伸性が得られるので好ましい。 When the molecular weight distribution Mw / Mn of the polypropylene resin B is within the above-mentioned preferable range, unevenness in the thickness of the cast raw fabric sheet and the biaxially stretched polypropylene film is less likely to occur, and appropriate stretchability is obtained, which is preferable.
ポリプロピレン樹脂Bの微分分布値差DMは、8.0%未満であることが好ましく、−20.0%以上8.0%未満であることがより好ましく、−10.0%以上7.9%以下であることがさらに好ましく、−5.0%以上7.5%以下であることが特に好ましい。 The differential distribution value difference D M of the polypropylene resin B is preferably less than 8.0%, more preferably −20.0% or more and less than 8.0%, and −10.0% or more and 7.9. % Or less, more preferably -5.0% or more and 7.5% or less.
ポリプロピレン樹脂Bのヘプタン不溶分(HI)は、97.5%以上であることが好ましく、より好ましくは98%以上であり、さらに好ましくは98.5%超えであり、特に好ましくは98.6%以上である。また、ポリプロピレン樹脂Bのヘプタン不溶分(HI)は、99.5%以下であることが好ましく、より好ましくは99%以下である。 The heptane-insoluble content (HI) of the polypropylene resin B is preferably 97.5% or more, more preferably 98% or more, further preferably 98.5% or more, and particularly preferably 98.6%. That is all. The heptane-insoluble matter (HI) of the polypropylene resin B is preferably 99.5% or less, more preferably 99% or less.
ポリプロピレン樹脂Bの230℃におけるメルトフローレート(MFR)は、0.1〜6.0g/10minであることが好ましく、0.1〜5.0g/10minであることがより好ましく、0.1〜3.9g/10minであることがさらに好ましい。 The melt flow rate (MFR) of the polypropylene resin B at 230 ° C. is preferably 0.1 to 6.0 g / 10 min, more preferably 0.1 to 5.0 g / 10 min, and More preferably, it is 3.9 g / 10 min.
ポリプロピレン樹脂としてポリプロピレン樹脂Bを使用する場合、ポリプロピレン樹脂Bの含有率は、ポリプロピレン樹脂を100質量%とすると、10質量%以上45質量%以下であることが好ましく、15質量%以上40質量%以下であることがより好ましく、20質量%以上40質量%以下であることがさらに好ましい。 When the polypropylene resin B is used as the polypropylene resin, the content of the polypropylene resin B is preferably 10% by mass or more and 45% by mass or less, and 15% by mass or more and 40% by mass or less, when the polypropylene resin is 100% by mass. Is more preferable, and 20% by mass or more and 40% by mass or less is further preferable.
ポリプロピレン樹脂として、ポリプロピレン樹脂Aとポリプロピレン樹脂Bとを併用する場合、ポリプロピレン樹脂全体を100質量%とすると、55〜90重量%のポリプロピレン樹脂Aと、45〜10重量%のポリプロピレン樹脂Bとを含むことが好ましく、60〜85重量%のポリプロピレン樹脂Aと、40〜15重量%のポリプロピレン樹脂Bと含むことがより好ましく、60〜80重量%のポリプロピレン樹脂Aと、40〜20重量%のポリプロピレン樹脂Bとを含むことが特に好ましい。 When polypropylene resin A and polypropylene resin B are used together as the polypropylene resin, if the total polypropylene resin is 100% by mass, it contains 55 to 90% by weight of polypropylene resin A and 45 to 10% by weight of polypropylene resin B. It is preferable that 60 to 85% by weight of the polypropylene resin A and 40 to 15% by weight of the polypropylene resin B are contained more preferably, 60 to 80% by weight of the polypropylene resin A and 40 to 20% by weight of the polypropylene resin. It is particularly preferable to include B.
ポリプロピレン樹脂が、ポリプロピレン樹脂Aとポリプロピレン樹脂Bとを含む場合、二軸延伸ポリプロピレンフィルムは、ポリプロピレン樹脂Aとポリプロピレン樹脂Bとの微細混合状態(相分離状態)となるため、高温での耐電圧性が向上する。 When the polypropylene resin contains the polypropylene resin A and the polypropylene resin B, the biaxially stretched polypropylene film is in a finely mixed state (phase separation state) of the polypropylene resin A and the polypropylene resin B, and thus has a high voltage resistance at high temperature. Is improved.
以上、ポリプロピレン樹脂を2種以上使用する場合における各ポリプロピレン樹脂について、説明した。 Heretofore, each polypropylene resin when two or more polypropylene resins are used has been described.
前記樹脂フィルムは、積[ρV23℃×εr23℃]が、1×1016Ω・cm以上となり、積[ρV100℃×εr100℃]が、1×1014Ω・cm以上となる範囲内において、前記結晶性熱可塑性樹脂とは異なる他の樹脂を含んでもよい。
前記他の樹脂としては、非結晶性熱可塑性樹脂等が挙げられる。
前記非結晶性熱可塑性樹脂としては、ポリアミドイミド(PAI)、ポリカーボネート(PC)等が挙げられる。
The resin film has a product [ρ V23 ° C. × ε r23 ° C. ] of 1 × 10 16 Ω · cm or more, and a product [ρ V100 ° C. × ε r100 ° C. ] of 1 × 10 14 Ω · cm or more. Inside, other resin different from the crystalline thermoplastic resin may be included.
Examples of the other resin include an amorphous thermoplastic resin.
Examples of the non-crystalline thermoplastic resin include polyamide imide (PAI) and polycarbonate (PC).
前記樹脂フィルムは、添加剤を含んでもよい。前記樹脂フィルムに添加剤を含ませることにより、前記積[ρV23℃×εr23℃]、前記積[ρV100℃×εr100℃]、前記log10[(ρV23℃×εr23℃)/(ρV100℃×εr100℃)]の値を調整することができる。 The resin film may include an additive. By including an additive in the resin film, the product [ρ V23 ° C. × ε r23 ° C. ], the product [ρ V100 ° C. × ε r100 ° C. ], the log 10 [(ρ V23 ° C. × ε r23 ° C. ) / The value of (ρ V100 ° C. × ε r100 ° C. )] can be adjusted.
前記添加剤としては、例えば、酸化防止剤、塩素吸収剤、紫外線吸収剤、滑剤、可塑剤、難燃化剤、帯電防止剤、無機フィラー、有機フィラー等が挙げられる。前記無機フィラーとしては、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、酸化アルミニウム等が挙げられる。
なお、前記樹脂フィルムは、結晶造核剤(特に、α晶核剤)を含まないことが好ましい。結晶造核剤として、樹脂に可溶なもの(溶解型造核剤)と、樹脂に不溶なもの(分散型造核剤)がある。溶解型造核剤として、例えばノニトール系核剤、ソルビトール系核剤などが挙げられるが、溶解型造核剤の分子量は熱可塑性樹脂に対して非常に小さい。そのため、熱可塑性樹脂に添加された溶解型造核剤は、樹脂フィルムの製造加工中にフィルム表面にブリードアウトを起こし易く、製造設備(特にフィルムに接触する金属ロール)の表面を徐々に汚染してしまう。汚染が蓄積されると、製造設備を停止して汚染を除去する作業が必要となり、生産性の悪化を招くことがある。一方、分散型造核剤として、例えばタルク、マイカ、リン酸エステル金属塩系核剤、カルボン酸金属塩系造核剤などが挙げられるが、熱可塑性樹脂と分散型造核剤の界面は導電パスとなり易いため、耐電圧性を低下させることがある。さらに、結晶造核剤、結晶造核剤の熱分解生成物、結晶造核剤に含まれる不純物のいずれかがイオン性物質であるなどの理由で、フィルムに含まれるイオン性物質が増加すると、イオン性電気伝導が増加して体積抵抗率を悪化させる原因となる。これらの理由により、前記樹脂フィルムは、結晶造核剤(特に、α晶核剤)を含まないことが好ましい。
Examples of the additives include antioxidants, chlorine absorbers, ultraviolet absorbers, lubricants, plasticizers, flame retardants, antistatic agents, inorganic fillers and organic fillers. Examples of the inorganic filler include barium titanate, strontium titanate, and aluminum oxide.
The resin film preferably does not contain a crystal nucleating agent (in particular, an α crystal nucleating agent). As the crystal nucleating agent, there are one that is soluble in the resin (dissolution type nucleating agent) and one that is insoluble in the resin (dispersion type nucleating agent). Examples of the dissolution-type nucleating agent include nonitol-type nucleating agent and sorbitol-type nucleating agent, and the molecular weight of the dissolution-type nucleating agent is extremely smaller than that of the thermoplastic resin. Therefore, the dissolution type nucleating agent added to the thermoplastic resin easily causes bleed-out on the film surface during the manufacturing process of the resin film, and gradually contaminates the surface of the manufacturing equipment (particularly the metal roll that contacts the film). Will end up. When the pollution is accumulated, it is necessary to stop the manufacturing facility and remove the pollution, which may deteriorate productivity. On the other hand, examples of the dispersion-type nucleating agent include talc, mica, phosphoric acid ester metal salt-based nucleating agent, and carboxylic acid metal salt-based nucleating agent, but the interface between the thermoplastic resin and the dispersion-type nucleating agent is conductive. Since it easily becomes a pass, the withstand voltage may be lowered. Furthermore, if the ionic substance contained in the film increases due to the reason that the crystal nucleating agent, the thermal decomposition product of the crystal nucleating agent, or any of the impurities contained in the crystal nucleating agent is an ionic substance, This causes an increase in ionic electric conduction and deteriorates the volume resistivity. For these reasons, it is preferable that the resin film does not contain a crystal nucleating agent (in particular, an α crystal nucleating agent).
前記樹脂フィルムを二軸延伸樹脂フィルムとする場合、二軸延伸樹脂フィルムを製造するための延伸前のキャスト原反シートは、次のようにして作製することができる。 When the resin film is a biaxially stretched resin film, a cast original fabric sheet before stretching for producing the biaxially stretched resin film can be produced as follows.
まず、結晶性熱可塑性樹脂ペレット、ドライ混合された結晶性熱可塑性樹脂ペレット、又は、予め溶融混練して作製した混合結晶性熱可塑性樹脂ペレットを押出機に供給して、加熱溶融する。
加熱溶融時の押出機回転数は、5〜40rpmが好ましく、10〜30rpmがより好ましい。
溶融混練の温度は、熱可塑性樹脂の種類によって異なるが、ポリプロピレン樹脂の場合、加熱溶融時の押出機設定温度は、220〜280℃が好ましく、230〜270℃がより好ましい。また、加熱溶融時の樹脂温度は、220〜280℃が好ましく、230〜270℃がより好ましい。加熱溶融時の樹脂温度は、押出機に挿入された温度計にて測定される値である。
なお、加熱溶融時の押出機回転数、押出機設定温度、樹脂温度は、使用する結晶性熱可塑性樹脂の物性も考慮して選択する。なお、加熱溶融時の樹脂温度を前記数値範囲内にすることにより、樹脂の劣化を抑制することもできる。
First, a crystalline thermoplastic resin pellet, a dry mixed crystalline thermoplastic resin pellet, or a mixed crystalline thermoplastic resin pellet prepared by melt kneading in advance is supplied to an extruder and heated and melted.
The extruder rotation speed during heating and melting is preferably 5 to 40 rpm, more preferably 10 to 30 rpm.
The temperature of melt-kneading varies depending on the type of thermoplastic resin, but in the case of polypropylene resin, the set temperature of the extruder during heating and melting is preferably 220 to 280 ° C, more preferably 230 to 270 ° C. The resin temperature during heating and melting is preferably 220 to 280 ° C, more preferably 230 to 270 ° C. The resin temperature at the time of heating and melting is a value measured by a thermometer inserted in the extruder.
The extruder rotation speed during heating and melting, the extruder set temperature, and the resin temperature are selected in consideration of the physical properties of the crystalline thermoplastic resin used. It is also possible to suppress the deterioration of the resin by setting the resin temperature during heating and melting within the above numerical range.
次に、Tダイを用いて溶融樹脂をシート状に押し出し、少なくとも1個以上の金属ドラムで、冷却、固化させることで、未延伸のキャスト原反シートを成形する。
前記金属ドラムの表面温度(押し出し後、最初に接触する金属ドラムの温度)は、50〜100℃であることが好ましく、より好ましくは、60〜80℃である。前記金属ドラムの表面温度は、使用する結晶性熱可塑性樹脂の物性等に応じて決定することができる。
Next, the molten resin is extruded into a sheet shape using a T die, and cooled and solidified by at least one metal drum to form an unstretched cast raw sheet.
The surface temperature of the metal drum (the temperature of the metal drum that first comes into contact after extrusion) is preferably 50 to 100 ° C, more preferably 60 to 80 ° C. The surface temperature of the metal drum can be determined according to the physical properties of the crystalline thermoplastic resin used.
ポリプロピレン樹脂の場合、前記キャスト原反シートのメルトフローレート(MFR)は、1.0〜9.0g/10minであることが好ましく、2.0〜8.0g/10minであることがより好ましく、3.0〜7.0g/10minであることがさらに好ましい。前記ポリプロピレンフィルムのメルトフローレートの測定方法は、実施例記載の方法による。
前記キャスト原反シートの厚さは、前記樹脂フィルムを得ることができる限り、特に制限されることはないが、通常、0.05mm〜2mmであることが好ましく、0.1mm〜1mmであることがより好ましい。
In the case of polypropylene resin, the melt flow rate (MFR) of the cast raw sheet is preferably 1.0 to 9.0 g / 10 min, more preferably 2.0 to 8.0 g / 10 min, More preferably, it is 3.0 to 7.0 g / 10 min. The method for measuring the melt flow rate of the polypropylene film is according to the method described in Examples.
The thickness of the cast raw fabric sheet is not particularly limited as long as the resin film can be obtained, but is usually preferably 0.05 mm to 2 mm, and 0.1 mm to 1 mm. Is more preferable.
前記樹脂フィルムは、前記樹脂キャスト原反シートに延伸処理を行って製造することができる。延伸は、縦及び横に二軸に配向せしめる二軸延伸が好ましく、延伸方法としては逐次二軸延伸方法が好ましい。逐次二軸延伸方法としては、例えば、まず、キャスト原反シートを100〜170℃の温度に保ち、速度差を設けたロール間に通して流れ方向に3〜7倍に延伸する。引き続き、当該シートをテンターに導いて、横方向に、3〜11倍に延伸する。その後、2〜10倍に緩和、熱固定を施す。以上により、二軸延伸樹脂フィルムが得られる。 The resin film can be produced by subjecting the resin cast original sheet to a stretching treatment. The stretching is preferably biaxial stretching in which the film is oriented biaxially in the machine and transverse directions, and the sequential biaxial stretching method is preferred as the stretching method. As a sequential biaxial stretching method, for example, first, a cast raw fabric sheet is maintained at a temperature of 100 to 170 ° C., and is passed between rolls having a speed difference and stretched 3 to 7 times in the flow direction. Subsequently, the sheet is guided to a tenter and stretched in the transverse direction 3 to 11 times. After that, relaxation and heat fixation are applied by 2 to 10 times. By the above, a biaxially stretched resin film is obtained.
前記樹脂フィルムには、金属蒸着加工工程などの後工程において、接着特性を高める目的で、延伸及び熱固定工程終了後に、オンライン又はオフラインにてコロナ放電処理を行ってもよい。コロナ放電処理は、公知の方法を用いて行うことができる。雰囲気ガスとして空気、炭酸ガス、窒素ガス、又は、これらの混合ガスを用いて行うことが好ましい。 The resin film may be subjected to a corona discharge treatment online or offline after the stretching and heat-setting processes for the purpose of enhancing the adhesive property in a post-process such as a metal deposition process. The corona discharge treatment can be performed using a known method. It is preferable to use air, carbon dioxide gas, nitrogen gas, or a mixed gas thereof as the atmosphere gas.
コンデンサとして加工するために、前記樹脂フィルムの片面又は両面に金属層を積層し、金属層一体型樹脂フィルムとしてもよい。前記金属層は、電極として機能する。前記金属層に用いられる金属としては、例えば、亜鉛、鉛、銀、クロム、アルミニウム、銅、ニッケルなどの金属単体、それらの複数種の混合物、それらの合金などを使用することができるが、環境、経済性及びコンデンサ性能などを考慮すると、亜鉛、アルミニウムが好ましい。 In order to process it as a capacitor, a metal layer may be laminated on one or both sides of the resin film to form a metal layer-integrated resin film. The metal layer functions as an electrode. Examples of the metal used in the metal layer include zinc, lead, silver, chromium, aluminum, copper, nickel, and other such metal simple substances, a mixture of a plurality of types thereof, and alloys thereof. Considering economical efficiency and capacitor performance, zinc and aluminum are preferable.
前記樹脂フィルムの片面又は両面に金属層を積層する方法としては、例えば、真空蒸着法やスパッタリング法を例示することができる。生産性及び経済性などの観点から、真空蒸着法が好ましい。真空蒸着法として、一般的にるつぼ法式やワイヤー方式などを例示することができるが、特に限定されることはなく、適宜最適なものを選択することができる。 Examples of the method for laminating the metal layer on one side or both sides of the resin film include a vacuum vapor deposition method and a sputtering method. From the viewpoint of productivity and economic efficiency, the vacuum vapor deposition method is preferable. As the vacuum vapor deposition method, generally, a crucible method, a wire method, etc. can be exemplified, but there is no particular limitation, and an optimum method can be appropriately selected.
蒸着により金属層を積層する際のマージンパターンも特に限定されるものではないが、コンデンサの保安性等の特性を向上させる点から、フィッシュネットパターンないしはTマージンパターンといった、いわゆる特殊マージンを含むパターンをフィルムの片方の面上に施すことが好ましい。保安性が高まり、コンデンサの破壊、ショートの防止、などの点からも効果的である。 The margin pattern when depositing the metal layer by vapor deposition is not particularly limited, but a pattern including a so-called special margin such as a fishnet pattern or a T margin pattern is used in order to improve the characteristics such as the security of the capacitor. It is preferably applied on one side of the film. It is also effective from the standpoint of enhancing safety and preventing capacitor destruction and short circuits.
マージンを形成する方法はテープ法、オイル法など、一般に公知の方法が、何ら制限無く使用することができる。 As a method of forming a margin, a generally known method such as a tape method or an oil method can be used without any limitation.
前記金属層一体型樹脂フィルムは、従来公知の方法で積層するか、巻回してフィルムコンデンサとすることができる。 The metal layer-integrated resin film can be laminated by a conventionally known method or wound to form a film capacitor.
以下、本発明に関し実施例を用いて詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples as long as the gist thereof is not exceeded.
〔結晶性熱可塑性樹脂〕
実施例及び比較例の樹脂フィルムを製造するために使用した結晶性熱可塑性樹脂を、表1に示す。
表1には、樹脂の種類を示している。表1中、PPは、直鎖ポリプロピレン樹脂を示す。
表1に示す樹脂Aは、プライムポリマー株式会社製の製品である。樹脂Bは、大韓油化社製のHPT−1である。樹脂Cは、ボレアリス社製のHC300BFである。樹脂Dは、Basell社製のHF500Nである。樹脂Eは、Basell社製のHP400Rである。樹脂Fは、Basell社製のHP501Lである。
表1に、樹脂A〜Fの数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)、及び、分子量分布(Mw/Mn)を示した。これらの値は、原料樹脂ペレットの形態での値である。測定方法は以下の通りである。
[Crystalline thermoplastic resin]
Table 1 shows the crystalline thermoplastic resins used for producing the resin films of Examples and Comparative Examples.
Table 1 shows the types of resin. In Table 1, PP represents a linear polypropylene resin.
Resin A shown in Table 1 is a product manufactured by Prime Polymer Co., Ltd. Resin B is HPT-1 manufactured by Korea Yuka Co., Ltd. Resin C is HC300BF manufactured by Borealis. Resin D is HF500N from Basell. Resin E is HP400R manufactured by Basell. Resin F is HP501L manufactured by Basell.
Table 1 shows the number average molecular weight (Mn), weight average molecular weight (Mw), and molecular weight distribution (Mw / Mn) of Resins A to F. These values are in the form of raw resin pellets. The measuring method is as follows.
<樹脂の数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)、分子量分布(Mw/Mn)、及び、微分分布値差DMの測定>
GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)を用い、以下の条件で、樹脂の数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)、分子量分布(Mw/Mn)、微分分布値差DMを測定した。
東ソー株式会社製、示差屈折計(RI)内蔵高温GPC装置であるHLC−8121GPC-HT型を使用した。カラムとして、東ソー株式会社製のTSKgel GMHHR−H(20)HTを3本連結して使用した。140℃のカラム温度で、溶離液として、トリクロロベンゼンを、1.0ml/minの流速で流して測定した。検量線を、東ソー株式会社製の標準ポリスチレンを用いて作製し、測定された分子量の値をポリスチレンの値に換算して、数平均分子量(Mn)、及び、重量平均分子量(Mw)を得た。このMwとMnの値を用いて分子量分布(Mw/Mn)を得た。
また、微分分布値差DMを、次のような方法で得た。まず、RI検出計を用いて検出される強度分布の時間曲線(溶出曲線)を、上記標準ポリスチレンを用いて作製した検量線を用いて標準ポリスチレンの分子量M(Log(M))に対する分布曲線に変換した。次に、分布曲線の全面積を100%とした場合のLog(M)に対する積分分布曲線を得た後、この積分分布曲線をLog(M)で、微分することによってLog(M)に対する微分分布曲線を得た。この微分分布曲線から、Log(M)=4.5およびLog(M)=6.0のときの微分分布値を読んだ。Log(M)=4.5のときの微分分布値とLog(M)=6.0のときの微分分布値との差を微分分布値差DMとした。なお、微分分布曲線を得るまでの一連の操作は、使用したGPC測定装置に内蔵されている解析ソフトウェアを用いて行った。結果を表1に示す。
<Measurement of number average molecular weight (Mn) of resin, weight average molecular weight (Mw), molecular weight distribution (Mw / Mn), and differential distribution value difference D M >
The number average molecular weight (Mn), the weight average molecular weight (Mw), the molecular weight distribution (Mw / Mn), and the differential distribution value difference D M of the resin were measured using GPC (gel permeation chromatography) under the following conditions.
An HLC-8121GPC-HT type, which is a high temperature GPC device with a built-in differential refractometer (RI) manufactured by Tosoh Corporation, was used. As a column, three TSKgel GMHHR-H (20) HT manufactured by Tosoh Corporation were connected and used. It was measured by flowing trichlorobenzene as a eluent at a column temperature of 140 ° C. at a flow rate of 1.0 ml / min. A calibration curve was prepared using standard polystyrene manufactured by Tosoh Corporation, and the measured molecular weight value was converted into a polystyrene value to obtain a number average molecular weight (Mn) and a weight average molecular weight (Mw). .. A molecular weight distribution (Mw / Mn) was obtained using the values of Mw and Mn.
Further, the differential distribution value difference D M was obtained by the following method. First, a time curve (elution curve) of the intensity distribution detected using an RI detector is converted into a distribution curve with respect to the molecular weight M (Log (M)) of standard polystyrene using a calibration curve prepared using the above standard polystyrene. Converted Next, after obtaining an integral distribution curve for Log (M) in the case where the total area of the distribution curve is 100%, a derivative distribution with respect to Log (M) is obtained by differentiating this integral distribution curve with Log (M). The curve was obtained. From this differential distribution curve, the differential distribution values at Log (M) = 4.5 and Log (M) = 6.0 were read. The difference between the differential distribution value when Log (M) = 4.5 and the differential distribution value when Log (M) = 6.0 was defined as the differential distribution value difference D M. The series of operations until obtaining the differential distribution curve was performed using the analysis software built in the used GPC measurement device. The results are shown in Table 1.
<ヘプタン不溶分(HI)の測定>
樹脂A〜樹脂Fについて、10mm×35mm×0.3mmにプレス成形して約3gの測定用サンプルを作製した。次に、ヘプタン約150mLを加えてソックスレー抽出を8時間行った。抽出前後の試料質量よりヘプタン不溶分を算出した。結果を表1に示す。
<Measurement of heptane insoluble matter (HI)>
Resin A to resin F were press-molded into 10 mm × 35 mm × 0.3 mm to prepare a measurement sample of about 3 g. Next, about 150 mL of heptane was added and Soxhlet extraction was performed for 8 hours. The heptane-insoluble matter was calculated from the sample mass before and after extraction. The results are shown in Table 1.
<メルトフローレート(MFR)の測定>
各樹脂について原料樹脂ペレットの形態でのメルトフローレート(MFR)を、東洋精機株式会社のメルトインデックサを用いてJIS K 7210の条件Mに準じて測定した。具体的には、まず、試験温度230℃にしたシリンダ内に、4gに秤りとった試料を挿入し、2.16kgの荷重下で3.5分予熱した。その後、30秒間で底穴より押出された試料の重量を測定し、MFR(g/10min)を求めた。上記の測定を3回繰り返し、その平均値をMFRの測定値とした。結果を表1に示す。
<Measurement of melt flow rate (MFR)>
The melt flow rate (MFR) of each resin in the form of raw material resin pellets was measured using a melt indexer manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd. according to JIS K 7210 condition M. Specifically, first, a sample weighed to 4 g was inserted into a cylinder at a test temperature of 230 ° C., and preheated for 3.5 minutes under a load of 2.16 kg. After that, the weight of the sample extruded through the bottom hole was measured for 30 seconds, and the MFR (g / 10 min) was determined. The above measurement was repeated 3 times, and the average value was used as the measured value of MFR. The results are shown in Table 1.
上述の樹脂を用いて、実施例、及び、比較例の樹脂フィルムを作製し、その物性を評価した。 Using the above-mentioned resins, resin films of Examples and Comparative Examples were produced and their physical properties were evaluated.
<樹脂フィルムの作製>
(実施例1)
樹脂Aと樹脂Bとをドライブレンドした。混合比率は、質量比で(樹脂A):(樹脂B)=66.7:33.3とした。その後、ドライブレンドした樹脂を用い、樹脂温度250℃で溶融した後、Tダイを用いて押出し、表面温度を95℃に保持した金属ドラムに巻きつけて固化させてキャスト原反シートを作製した。得られた未延伸キャスト原反シートを130℃の温度に保ち、速度差を設けたロール間に通して流れ方向に4.5倍に延伸し、直ちに室温に冷却した。引き続き、延伸フィルムをテンターに導いて、9°の延伸角度で、158℃の温度で幅方向に8倍に延伸した後、緩和、熱固定を施して巻き取り、40℃程度の雰囲気中でエージング処理を施して二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得た。このようにして、樹脂フィルムを得た。得られた樹脂フィルムの厚さは、表2の通りであった(2.32μm)。
<Production of resin film>
(Example 1)
Resin A and resin B were dry blended. The mixing ratio was (resin A) :( resin B) = 66.7: 33.3 in terms of mass ratio. Thereafter, the dry-blended resin was melted at a resin temperature of 250 ° C., then extruded using a T die, wound around a metal drum whose surface temperature was kept at 95 ° C., and solidified to prepare a cast original sheet. The obtained unstretched cast raw fabric sheet was kept at a temperature of 130 ° C., passed between rolls having a speed difference, stretched 4.5 times in the flow direction, and immediately cooled to room temperature. Subsequently, the stretched film is guided to a tenter, stretched 8 times in the width direction at a temperature of 158 ° C. at a stretching angle of 9 °, then relaxed, heat-set and wound, and aged in an atmosphere of about 40 ° C. A biaxially oriented polypropylene film was obtained by treatment. In this way, a resin film was obtained. The thickness of the obtained resin film was as shown in Table 2 (2.32 μm).
(実施例2)
樹脂Cを用いて樹脂組成物の吐出量を変更すること以外は、実施例1と同様にして厚さ4.94μmの樹脂フィルムを得た。
(Example 2)
A resin film having a thickness of 4.94 μm was obtained in the same manner as in Example 1 except that the discharge amount of the resin composition was changed by using the resin C.
(実施例3)
樹脂組成物の吐出量を変更すること以外は、実施例1と同様にして厚さ1.95μmの樹脂フィルムを得た。
(Example 3)
A resin film having a thickness of 1.95 μm was obtained in the same manner as in Example 1 except that the discharge amount of the resin composition was changed.
(実施例4)
樹脂組成物の吐出量を変更すること以外は、実施例1と同様にして厚さ2.51μmの樹脂フィルムを得た。
(Example 4)
A resin film having a thickness of 2.51 μm was obtained in the same manner as in Example 1 except that the discharge amount of the resin composition was changed.
(実施例5)
樹脂組成物の吐出量を変更すること、及び、幅方向の延伸倍率を8.1倍に変更すること以外は、実施例1と同様にして厚さ2.07μmの樹脂フィルムを得た。
(Example 5)
A resin film having a thickness of 2.07 μm was obtained in the same manner as in Example 1 except that the discharge amount of the resin composition was changed and the stretching ratio in the width direction was changed to 8.1 times.
(実施例6)
樹脂組成物の吐出量を変更すること、及び、流れ方向の延伸倍率を4.6倍に変更すること以外は、実施例1と同様にして厚さ2.55μmの樹脂フィルムを得た。
(Example 6)
A resin film having a thickness of 2.55 μm was obtained in the same manner as in Example 1 except that the discharge amount of the resin composition was changed and the stretching ratio in the flow direction was changed to 4.6 times.
(実施例7)
樹脂組成物の吐出量を変更すること、及び、流れ方向の延伸倍率を4.4倍に変更すること以外は、実施例1と同様にして厚さ2.54μmの樹脂フィルムを得た。
(Example 7)
A resin film having a thickness of 2.54 μm was obtained in the same manner as in Example 1 except that the discharge amount of the resin composition was changed and the draw ratio in the flow direction was changed to 4.4 times.
(実施例8)
樹脂組成物の吐出量を変更すること、及び、流れ方向の延伸倍率を4.3倍に延伸すること以外は、実施例1と同様にして厚さ2.31μmの樹脂フィルムを得た。
(Example 8)
A resin film having a thickness of 2.31 μm was obtained in the same manner as in Example 1 except that the discharge amount of the resin composition was changed and the stretching ratio in the flow direction was stretched to 4.3 times.
(実施例9)
樹脂Cを用い、フィラー(チタン酸バリウム、平均粒子径80nm(透過型電子顕微鏡で観察したn=100の数平均値))を60,000ppm添加すること、及び、樹脂組成物の吐出量を変更すること以外は、実施例1と同様にして厚さ4.90μmの樹脂フィルムを得た。
(Example 9)
Using Resin C, adding a filler (barium titanate, average particle size 80 nm (number average value of n = 100 observed with a transmission electron microscope) of 60,000 ppm, and changing the discharge amount of the resin composition A resin film having a thickness of 4.90 μm was obtained in the same manner as in Example 1 except for the above.
(比較例1)
樹脂Dを用いたこと及び樹脂組成物の吐出量を変更すること以外は、実施例1と同様にして厚さ4.90μmの樹脂フィルムを得た。
(Comparative Example 1)
A resin film having a thickness of 4.90 μm was obtained in the same manner as in Example 1 except that the resin D was used and the discharge amount of the resin composition was changed.
(比較例2)
樹脂Eを用いたこと及び樹脂組成物の吐出量を変更すること以外は、実施例1と同様にして厚さ5.20μmの樹脂フィルムを得た。
(Comparative example 2)
A resin film having a thickness of 5.20 μm was obtained in the same manner as in Example 1 except that the resin E was used and the discharge amount of the resin composition was changed.
(比較例3)
樹脂Fを用いたこと及び樹脂組成物の吐出量を変更すること以外は、実施例1と同様にして厚さ5.00μmの樹脂フィルムを得た。
(Comparative example 3)
A resin film having a thickness of 5.00 μm was obtained in the same manner as in Example 1 except that the resin F was used and the discharge amount of the resin composition was changed.
(比較例4)
樹脂組成物の吐出量を変更すること、及び、幅方向の延伸倍率を8.4倍に変更すること以外は、実施例1と同様にして厚さ1.96μmの樹脂フィルムを得た。
(Comparative example 4)
A resin film having a thickness of 1.96 μm was obtained in the same manner as in Example 1 except that the discharge amount of the resin composition was changed and the stretching ratio in the width direction was changed to 8.4 times.
(比較例5)
樹脂組成物の吐出量を変更すること、及び、幅方向の延伸倍率を8.7倍に変更すること以外は、実施例1と同様にして厚さ2.07μmの樹脂フィルムを得た。
(Comparative example 5)
A resin film having a thickness of 2.07 μm was obtained in the same manner as in Example 1 except that the discharge amount of the resin composition was changed and the stretching ratio in the width direction was changed to 8.7 times.
(比較例6)
樹脂組成物の吐出量を変更すること、及び、流れ方向の延伸倍率を4.0倍に変更すること以外は、実施例1と同様にして厚さ1.96μmの樹脂フィルムを得た。
(Comparative example 6)
A resin film having a thickness of 1.96 μm was obtained in the same manner as in Example 1 except that the discharge amount of the resin composition was changed and the stretching ratio in the flow direction was changed to 4.0 times.
(比較例7)
樹脂組成物の吐出量を変更すること、及び、流れ方向の延伸倍率を4.2倍に変更すること以外は、実施例1と同様にして厚さ2.31μmの樹脂フィルムを得た。
(Comparative Example 7)
A resin film having a thickness of 2.31 μm was obtained in the same manner as in Example 1 except that the discharge amount of the resin composition was changed and the stretching ratio in the flow direction was changed to 4.2 times.
なお、樹脂フィルムの厚みは、JIS−C2330に記載のマイクロメーター法厚さとした。ただし、測定機器はシチズンセイミツ株式会社製の紙厚測定器MEI−11を用いた。 The thickness of the resin film was the micrometer thickness described in JIS-C2330. However, as the measuring instrument, a paper thickness measuring instrument MEI-11 manufactured by Citizen Seimits Co., Ltd. was used.
<体積抵抗率ρV23℃の測定>
体積抵抗率の具体的な測定手順を以下に記すが、特に記載のない条件はJIS C 2139に準拠して測定を実施した。
まず、23℃環境の恒温槽に、体積抵抗率測定用ジグ(以下、単に、「ジグ」ともいう)を配置した。体積抵抗率測定用ジグの構成は下記の通りである。また、ジグの各電極には、直流電源、直流電流計を接続する。
<体積抵抗率測定用ジグ>
主電極(直径50mm)
対電極(直径85mm)
主電極を囲うリング状のガード電極(外径80mm、内径70mm)
各電極は、金メッキされた銅製で、試料と接する面には導電ゴムが貼付されている。使用した導電ゴムは、信越シリコーン社製、EC−60BL(W300)で、導電ゴムの光沢のある面を、金メッキされた銅と接するように貼付されている。
<Measurement of volume resistivity ρ V23 ° C >
The specific procedure for measuring the volume resistivity is described below, but the conditions not particularly described were measured according to JIS C 2139.
First, a volume resistivity measuring jig (hereinafter, also simply referred to as “jig”) was placed in a constant temperature bath of 23 ° C. environment. The structure of the volume resistivity measuring jig is as follows. A DC power supply and a DC ammeter are connected to each electrode of the jig.
<Jig for measuring volume resistivity>
Main electrode (diameter 50mm)
Counter electrode (85 mm diameter)
Ring-shaped guard electrode surrounding the main electrode (outer diameter 80 mm, inner diameter 70 mm)
Each electrode is made of gold-plated copper, and conductive rubber is attached to the surface in contact with the sample. The conductive rubber used is EC-60BL (W300) manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd., and is attached so that the glossy surface of the conductive rubber is in contact with gold-plated copper.
次に、実施例、比較例の樹脂フィルム(以下、試料ともいう)を23℃、50%RHの環境に24時間置いた。その後、試料を恒温槽内のジグにセットした。具体的には、試料の一方の面に、主電極、及び、ガード電極を密着させ、他方の面に対電極を密着させ、荷重5kgfで試料と各電極を密着させた。その後、30分間静置した。 Next, the resin films of Examples and Comparative Examples (hereinafter, also referred to as samples) were placed in an environment of 23 ° C. and 50% RH for 24 hours. Then, the sample was set in a jig in a constant temperature bath. Specifically, the main electrode and the guard electrode were brought into close contact with one surface of the sample, the counter electrode was brought into close contact with the other surface, and the sample and each electrode were brought into close contact with a load of 5 kgf. Then, it left still for 30 minutes.
次に、電位傾度200V/μmとなるように試料に電圧を印加した。 Next, a voltage was applied to the sample so that the potential gradient was 200 V / μm.
電圧の印加後、1分経過時点での電流値を読み取り、次式により体積抵抗率を算出した。なお、電圧の印加にはKeithley社製の2290−10(直流電源)を用い、電流値の測定には、Keithley社製の2635B(直流電流計)を用いた。
体積抵抗率=[(有効電極面積)×(印加電圧)]/[(試料の厚さ)×(電流値)]
After applying the voltage, the current value after 1 minute was read, and the volume resistivity was calculated by the following formula. In addition, 2290-10 (DC power supply) manufactured by Keithley was used for voltage application, and 2635B (DC ammeter) manufactured by Keithley was used for measurement of current value.
Volume resistivity = [(effective electrode area) × (applied voltage)] / [(thickness of sample) × (current value)]
ここで、有効電極面積は、下記式により求めた。
(有効電極面積)=π×[[[(主電極の直径)+(ガード電極の内径)]/2]/2]2
Here, the effective electrode area was calculated by the following formula.
(Effective electrode area) = π × [[[(diameter of main electrode) + (inner diameter of guard electrode)] / 2] / 2] 2
<比誘電率εr23℃の測定>
まず、実施例、及び、比較例の樹脂フィルム(以下、試料ともいう)の一方の面に直径30mmの型枠を当てて、導電性ペースト(藤倉化成(株)社製、ドータイト D−500)を刷毛で塗布した。溶媒が充分に揮発し、型枠を外しても導電性ペーストが流れださなくなった後、型枠を外し、半日放置した。これにより電極を形成した。次に、試料の他方の面に試料を挟んで先の電極と重なるように、同様にして電極を形成した。以上により、両面に各直径30mmの電極を有するコンデンサを得た。
<Measurement of relative permittivity εr23 ° C >
First, a conductive film (Dotite D-500 manufactured by Fujikura Kasei Co., Ltd.) was prepared by applying a mold having a diameter of 30 mm to one surface of each of the resin films of Examples and Comparative Examples (hereinafter, also referred to as a sample). Was applied with a brush. After the solvent was sufficiently volatilized and the conductive paste did not flow out even if the mold was removed, the mold was removed and left for half a day. This formed the electrode. Next, an electrode was similarly formed on the other surface of the sample so as to sandwich the sample and overlap with the previous electrode. As described above, a capacitor having electrodes each having a diameter of 30 mm on both surfaces was obtained.
作成したコンデンサを測定装置と接続するために、コンデンサの各電極部分に導線(錫メッキ銅線)を導電性ペーストで接続した。このとき、各導線がフィルムを挟んで対向すると、導線部分においても静電容量が形成されてしまうので、各導線はできるだけ離した位置で接続した。 In order to connect the produced capacitor to the measuring device, a conductor wire (tin-plated copper wire) was connected to each electrode portion of the capacitor with a conductive paste. At this time, if the conductors face each other across the film, capacitance is also formed in the conductor portions, so the conductors were connected at positions as far apart as possible.
次に、各導線を測定装置(日置電機社製、LCRハイテスタ3522−50)に接続し、作成したコンデンサの容量Cを測定した。測定は、23℃に設定された恒温槽内に、30分静置した後、下記条件にて行った。
<測定条件>
印加電圧:1V
測定周波数:1KHz
Next, each conducting wire was connected to a measuring device (LCR HiTester 3522-50, manufactured by Hioki Electric Co., Ltd.), and the capacitance C of the produced capacitor was measured. The measurement was carried out under the following conditions after standing still for 30 minutes in a constant temperature bath set at 23 ° C.
<Measurement conditions>
Applied voltage: 1V
Measurement frequency: 1 KHz
その後、次式を用いて比誘電率εr23℃を算出した。なお、真空の誘電率ε0は、8.55×10−12F/mを用いた。結果を表2に示す。また、積[ρV23℃×εr23℃]も算出した。結果を表2に示す。なお、表2中、「E+16」等の「E+n」形式の表記は、指数を表す。例えば、「E+16」は、10の+16乗を意味する。また、「2.44E+16」等のEの左側にある数字は、係数であり、例えば、「2.44E+16」は、2.44×1016を意味する。
(容量C)=(εr23℃)×(真空の誘電率ε0)×[(電極面積)/(樹脂フィルムの厚さ)]
Then, the relative permittivity εr23 ° C. was calculated using the following formula. The vacuum dielectric constant ε 0 was 8.55 × 10 −12 F / m. The results are shown in Table 2. The product [ρ V23 ° C. × ε r23 ° C. ] was also calculated. The results are shown in Table 2. In Table 2, the notation in the “E + n” format such as “E + 16” indicates an index. For example, “E + 16” means 10 to the 16th power. In addition, the number on the left side of E such as “2.44E + 16” is a coefficient, and for example, “2.44E + 16” means 2.44 × 10 16 .
(Capacitance C) = (ε r23 ° C. ) × (vacuum dielectric constant ε 0 ) × [(electrode area) / (resin film thickness)]
<体積抵抗率ρV100℃の測定>
恒温槽の温度を100℃としたこと以外は、体積抵抗率ρV23℃の測定と同様にして、実施例、比較例の樹脂フィルムの体積抵抗率ρV100℃を測定した。結果を表2に示す。
<Measurement of volume resistivity ρ V100 ° C >
The volume resistivity ρ V100 ° C. of the resin films of Examples and Comparative Examples was measured in the same manner as the measurement of the volume resistivity ρ V23 ° C. , except that the temperature of the constant temperature bath was 100 ° C. The results are shown in Table 2.
<比誘電率εr100℃の測定>
恒温槽の温度を100℃としたこと以外は、比誘電率εr23℃の測定と同様にして、実施例、比較例の樹脂フィルムの比誘電率εr100℃を測定した。結果を表2に示す。また、積[ρV100℃×εr100℃]も算出した。結果を表2に示す。
<Measurement of relative permittivity ε r 100 ° C. >
Except that the temperature of the thermostatic chamber and 100 ° C., as in the measurement of the dielectric constant epsilon r23 ° C., Example, were measured relative dielectric constant epsilon r100 ° C. of the resin films of Comparative Examples. The results are shown in Table 2. Also, the product [ρ V100 ° C. × ε r100 ° C. ] was calculated. The results are shown in Table 2.
<log10[(ρV23℃×εr23℃)/(ρV100℃×εr100℃)]の算出>
上記測定結果を用いて、実施例、比較例の樹脂フィルムのlog10[(ρV23℃×εr23℃)/(ρV100℃×εr100℃)]を算出した。結果を表2に示す。
< Calculation of log 10 [(ρ V23 ° C. × ε r23 ° C. ) / (Ρ V100 ° C. × ε r100 ° C. )]>
Using the above measurement results, log 10 [(ρ V23 ° C. × ε r23 ° C. ) / (Ρ V100 ° C. × ε r100 ° C. )] of the resin films of Examples and Comparative Examples was calculated. The results are shown in Table 2.
<灰分の測定>
実施例、比較例の樹脂フィルムについて、JIS−K 7250−1(2006)に準拠して測定した。具体的には、800℃で40分間の灰化処理を行い、得られた灰分の割合(ppm)を測定した。結果を表2に示す。
<Measurement of ash>
The resin films of Examples and Comparative Examples were measured according to JIS-K 7250-1 (2006). Specifically, ashing treatment was performed at 800 ° C. for 40 minutes, and the ratio (ppm) of the obtained ash was measured. The results are shown in Table 2.
<ヘプタン不溶分(HI)の測定>
実施例、比較例の樹脂フィルムについて、約3gの測定用サンプルを作製した。次に、ヘプタン約150mLを加えてソックスレー抽出を8時間行った。抽出前後の試料質量よりヘプタン不溶分を算出した。結果を表2に示す。
<Measurement of heptane insoluble matter (HI)>
About the resin film of an Example and a comparative example, the sample for a measurement of about 3g was produced. Next, about 150 mL of heptane was added and Soxhlet extraction was performed for 8 hours. The heptane-insoluble matter was calculated from the sample mass before and after extraction. The results are shown in Table 2.
<樹脂フィルムの分子量分布(Mw/Mn)の測定>
実施例、比較例の樹脂フィルムについて、樹脂A〜樹脂Fと同様にして、分子量分布(Mw/Mn)を測定、算出した。その結果、実施例1は7.3、実施例2は7.7、実施例3は7.4、実施例4は7.3、実施例5は7.3、実施例6は7.3、実施例7は7.3、実施例8は7.3、実施例9は7.7、比較例1は4.0、比較例2は3.5、比較例3は、6.1、比較例4は7.3、比較例5は7.3、比較例6は7.3、比較例7は7.3であった。
<Measurement of molecular weight distribution (Mw / Mn) of resin film>
With respect to the resin films of Examples and Comparative Examples, the molecular weight distribution (Mw / Mn) was measured and calculated in the same manner as in Resin A to Resin F. As a result, Example 1 was 7.3, Example 2 was 7.7, Example 3 was 7.4, Example 4 was 7.3, Example 5 was 7.3, and Example 6 was 7.3. Example 7 is 7.3, Example 8 is 7.3, Example 9 is 7.7, Comparative Example 1 is 4.0, Comparative Example 2 is 3.5, Comparative Example 3 is 6.1, Comparative Example 4 was 7.3, Comparative Example 5 was 7.3, Comparative Example 6 was 7.3, and Comparative Example 7 was 7.3.
<樹脂フィルムの結晶子サイズの測定>
実施例、比較例に係る樹脂フィルムの結晶子サイズを、XRD(広角X線回折)装置を用いて、以下の条件にて測定した。
測定機:リガク社製のX線回折装置「MiniFlex300」
X線発生出力:30kV、10mA
照射X線:モノクローメーター単色化CuKα線(波長0.15418nm)
検出器:シンチュレーションカウンター
ゴニオメーター走査:2θ/θ連動走査
<Measurement of crystallite size of resin film>
The crystallite sizes of the resin films according to Examples and Comparative Examples were measured under the following conditions using an XRD (wide angle X-ray diffraction) device.
Measuring machine: Rigaku X-ray diffractometer "MiniFlex 300"
X-ray generation output: 30kV, 10mA
Irradiated X-ray: Monochromator monochromatic CuKα ray (wavelength 0.15418 nm)
Detector: Scintillation counter Goniometer scanning: 2θ / θ interlocking scanning
得られたデータから、解析コンピューターを用い、装置標準付属の統合粉末X線解析ソフトウェアPDXLを用い、α晶(040)面の回折反射ピークの半価幅を算出した。半価幅から、Scherrerの式(D=K×λ/(β×Cosθ))を用いて結晶子サイズを求めた。結果を表2に示す。 From the obtained data, the full width at half maximum of the diffraction reflection peak of the α crystal (040) plane was calculated using an integrated powder X-ray analysis software PDXL attached to the apparatus standard using an analysis computer. The crystallite size was determined from the half width using the Scherrer's formula (D = K × λ / (β × Cosθ)). The results are shown in Table 2.
なお、Scherrerの式中、Dは、結晶子サイズ(nm)、Kは定数(形状因子:本実施例では0.94を採用)、λは使用X線波長(nm)、βは求めた半価幅、θは回折ブラッグ角である。λとして0.15418nmを用いた。 In the Scherrer's equation, D is a crystallite size (nm), K is a constant (form factor: 0.94 is used in this example), λ is a used X-ray wavelength (nm), and β is a half obtained. The valence width, θ is the diffraction Bragg angle. 0.15418 nm was used as λ.
<面配向係数の測定>
<レタデーション値>
まず、実施例、比較例に係る樹脂フィルムのレタデーション(位相差)値を、下記の通り、傾斜法により測定した。
測定機:大塚電子社製レタデーション測定装置 RE−100
光源:波長550nmのLED光源
測定方法:次のような傾斜法により、レタデーション値の角度依存性を測定した。フィルムの面内方向の主軸をx軸及びy軸、また、フィルムの厚さ方向(面内方向に対する法線方向)をz軸とし、面内方向のうち、屈折率のより高い方向の遅相軸をx軸としたとき、x軸を傾斜軸として、0°〜50°の範囲でz軸に対して10°ずつ傾斜させたときの各レタデーション値を求めた。例えば、逐次延伸法において、MD方向(流れ方向)の延伸倍率よりも、TD方向(幅方向)の延伸倍率が高い場合、TD方向が遅相軸(x軸)、MD方向がy軸となる。
<Measurement of plane orientation coefficient>
<Retardation value>
First, the retardation values of the resin films according to Examples and Comparative Examples were measured by the tilt method as described below.
Measuring instrument: Retardation measuring device RE-100 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.
Light source: LED light source with wavelength of 550 nm Measuring method: The angle dependence of retardation value was measured by the following tilt method. The x-axis and y-axis are the main axes in the in-plane direction of the film, and the z-axis is the film thickness direction (direction normal to the in-plane direction). When the axis is the x-axis and the x-axis is the tilt axis, each retardation value was obtained when tilted by 10 ° with respect to the z-axis in the range of 0 ° to 50 °. For example, in the successive stretching method, when the stretching ratio in the TD direction (width direction) is higher than the stretching ratio in the MD direction (flow direction), the TD direction becomes the slow axis (x axis) and the MD direction becomes the y axis. ..
<複屈折値及び面配向係数ΔP>
レタデーション値から、非特許文献「粟屋裕、高分子素材の偏光顕微鏡入門、105〜120頁、2001年」に記載の通り、次のようにして面配向係数ΔPを算出した。
まず、各傾斜角φに対し、測定されたレタデーション値Rを、傾斜補正が施された厚さdで割ったR/dを求めた。φ=10°、20°、30°、40°、50°のそれぞれのR/dについて、φ=0°のR/dとの差を求め、それらをさらにsin2r(r:屈折角)で割ったものを、それぞれのφにおける複屈折ΔNzyとし、正負の符号を逆にして複屈折値ΔNyzとした。φ=20°、30°、40°、50°におけるΔNyzの平均値として、複屈折値ΔNyzを算出した。
次に、傾斜角φ=0°で測定されたレタデーション値Rを、厚さdで割った値より、前述で求めたΔNzyを除算し、複屈折値ΔNxzを算出した。
最後に、複屈折値のΔNyzとΔNxzを、式:ΔP=(ΔNyz+ΔNxz)/2に代入しΔPを求めた。なお、ポリプロピレンについての、各傾斜角φにおける屈折角rの値は、前記非特許文献の109頁に記載されているものを用いた。結果を表2に示す。
<Birefringence value and plane orientation coefficient ΔP>
From the retardation value, the plane orientation coefficient ΔP was calculated as described in Non-Patent Document “Yu Awaya, Introduction to Polarizing Microscopes of Polymer Materials, pp. 105 to 120, 2001”.
First, for each tilt angle φ, the measured retardation value R was divided by the tilt-corrected thickness d to obtain R / d. For each R / d of φ = 10 °, 20 °, 30 °, 40 °, 50 °, obtain the difference from the R / d of φ = 0 °, and divide them by sin2r (r: refraction angle). The birefringence .DELTA.Nzy for each .phi. Was set, and the positive and negative signs were reversed to obtain the birefringence value .DELTA.Nyz. The birefringence value ΔNyz was calculated as the average value of ΔNyz at φ = 20 °, 30 °, 40 °, and 50 °.
Next, the retardation value R measured at the inclination angle φ = 0 ° was divided by the thickness d to obtain the birefringence value ΔNxz by dividing ΔNzy obtained above.
Finally, the birefringence values ΔNyz and ΔNxz were substituted into the formula: ΔP = (ΔNyz + ΔNxz) / 2 to obtain ΔP. As for the value of the refraction angle r at each inclination angle φ of polypropylene, the value described on page 109 of the non-patent document was used. The results are shown in Table 2.
<融点、及び、融解エンタルピーの測定>
実施例、比較例にて得た樹脂フィルムの融点、及び、融解エンタルピーを、パーキン・エルマー社製、入力補償型DSC Diamond DSCを用い、以下の手順により得た。まず、樹脂フィルムを約5mg秤りとり、アルミニウム製のサンプルホルダーに詰め、DSC装置にセットした。窒素流下、30℃から280℃まで20℃/minの速度で昇温(ファーストラン)し、その融解曲線を測定した。DSC測定の結果、100℃から190℃の間には少なくとも1つ以上の融解ピークを得ることができ、その最も高温側の融解ピーク曲線のピークトップ(頂点)温度を融点として評価した。また、ファーストランの結果から、融解エンタルピーを求めた。結果を表2に示す。
<Measurement of melting point and enthalpy of fusion>
The melting points and melting enthalpies of the resin films obtained in Examples and Comparative Examples were obtained by the following procedure using an input compensation type DSC Diamond DSC manufactured by Perkin Elmer. First, about 5 mg of a resin film was weighed, packed in an aluminum sample holder, and set in a DSC device. Under a nitrogen flow, the temperature was raised (fast run) from 30 ° C to 280 ° C at a rate of 20 ° C / min, and the melting curve was measured. As a result of the DSC measurement, at least one or more melting peaks can be obtained between 100 ° C. and 190 ° C., and the peak top (apex) temperature of the melting peak curve on the highest temperature side was evaluated as the melting point. Moreover, the enthalpy of fusion was determined from the results of the first run. The results are shown in Table 2.
<寿命試験におけるコンデンサ素子の絶縁抵抗値(IR)の低下率の測定>
実施例、比較例にて得た樹脂フィルムを用いて以下の通りコンデンサ素子を作製した。樹脂フィルムに対して、Tマージン蒸着パターンを蒸着抵抗15Ω/□にてアルミニウム蒸着を施すことにより、上記フィルムの片面に金属膜を含む金属化フィルムを得た。60mm幅にスリットした後に、2枚の金属化フィルムを相合わせて、株式会社皆藤製作所製、自動巻取機3KAW−N2型を用い、φ20mmの巻芯に、巻き取り張力250gにて蒸着フィルムを巻き付け、完成したコンデンサ素子の静電容量が75μF(実施例1、実施例3、実施例4、実施例5〜8、比較例4〜7)又は50μF(実施例2、実施例5、実施例9)となるよう巻回ターン数を調整して、巻回を行った。素子巻きした素子は、プレスしながら120℃にて15時間熱処理を施した後、素子端面に亜鉛金属を溶射し、扁平型コンデンサを得た。扁平型コンデンサの端面にリード線をはんだ付けし、その後エポキシ樹脂で封止した。
<Measurement of decrease rate of insulation resistance value (IR) of capacitor element in life test>
Capacitor elements were manufactured as follows using the resin films obtained in the examples and comparative examples. A metallized film containing a metal film on one surface of the above film was obtained by subjecting the resin film to aluminum vapor deposition with a T margin vapor deposition pattern at a vapor deposition resistance of 15 Ω / □. After slitting to a width of 60 mm, the two metallized films were put together, and using the automatic winding machine 3KAW-N2 manufactured by Minato Manufacturing Co., Ltd., the vapor deposition film was wound around a core of φ20 mm at a winding tension of 250 g. The capacitance of the wound and completed capacitor element is 75 μF (Example 1, Example 3, Example 4, Example 5-8, Comparative Examples 4 to 7) or 50 μF (Example 2, Example 5, Example). The winding was performed by adjusting the number of winding turns so as to be 9). The wound element was heat-treated at 120 ° C. for 15 hours while pressing, and then zinc metal was sprayed on the end face of the element to obtain a flat capacitor. A lead wire was soldered to the end face of the flat type capacitor and then sealed with an epoxy resin.
得られたコンデンサ素子の絶縁抵抗値を、日置電機株式会社製 超絶縁抵抗計DSM8104を用いて評価する。絶縁抵抗値の低下率は、以下の手順で求めた。コンデンサ素子を23℃で24時間静置後、コンデンサ素子に250V/μmの電位傾度(但しフィルムの厚みが2μm以上である場合は500V)で電圧を印加し、印加後、1分経過時の絶縁抵抗値を測定した。これを、寿命試験前の絶縁抵抗値とした。 The insulation resistance value of the obtained capacitor element is evaluated using a super insulation resistance meter DSM8104 manufactured by Hioki Electric Co., Ltd. The reduction rate of the insulation resistance value was obtained by the following procedure. After allowing the capacitor element to stand at 23 ° C. for 24 hours, apply a voltage to the capacitor element with a potential gradient of 250 V / μm (however, 500 V when the film thickness is 2 μm or more), and insulate 1 minute after application. The resistance value was measured. This was taken as the insulation resistance value before the life test.
次に、コンデンサ素子を超絶縁抵抗計から取り外して、105℃の恒温槽中にて、コンデンサ素子に直流高圧電源で直流280V/μmの電位傾度で電圧を1000時間印加(負荷)し続けた。具体的に、直流電圧は、次の式により決定した。
[寿命試験で印加する直流電圧(V)]=750×[フィルム厚さ(μm)]÷εr100℃−50
つまり、印加電圧を、実施例1では707V、実施例2では1561V、実施例3では586V、実施例4では768V、実施例5では1717V、実施例6では625V、実施例7では782V、実施例8では778V、実施例9では703V、実施例10では1031V、比較例1では1548V、比較例2では1646V、比較例3では1580V、比較例4では589V、比較例5では625V、比較例6では589V、比較例7では703Vとした。
Next, the capacitor element was removed from the super insulation resistance meter, and the voltage was continuously applied (loaded) to the capacitor element with a DC high voltage power source at a potential gradient of 280 V / μm for 1000 hours in a constant temperature bath of 105 ° C. Specifically, the DC voltage was determined by the following formula.
[DC voltage applied in life test (V)] = 750 × [film thickness (μm)] ÷ εr 100 ° C. −50
That is, the applied voltage is 707 V in the first embodiment, 1561 V in the second embodiment, 586 V in the third embodiment, 768 V in the fourth embodiment, 1717 V in the fifth embodiment, 625 V in the sixth embodiment, 782 V in the seventh embodiment, and the embodiment. 8 is 778 V, Example 9 is 703 V, Example 10 is 1031 V, Comparative Example 1 is 1548 V, Comparative Example 2 is 1646 V, Comparative Example 3 is 1580 V, Comparative Example 4 is 589 V, Comparative Example 5 is 625 V, and Comparative Example 6 is 589V and 703V in Comparative Example 7.
1000時間経過後、コンデンサ素子を取り外した後にコンデンサ素子に放電抵抗を接続して除電した。次いで、コンデンサ素子を23℃で24時間時間静置し、その後、コンデンサ素子の絶縁抵抗値を測定した。これを、寿命試験後の絶縁抵抗値(以下、「IR1000」ということがある。)」とした。その後、絶縁抵抗値の低下率を算出した。絶縁抵抗値の低下率は、コンデンサ2個の平均値により評価した。結果を表2に示す。
[絶縁抵抗値の低下率(%)]=[[(寿命試験前の絶縁抵抗値)−(寿命試験後の絶縁抵抗値)]/((寿命試験前の絶縁抵抗値)]×100
After 1000 hours had passed, the capacitor element was removed, and then a discharge resistor was connected to the capacitor element to eliminate the charge. Next, the capacitor element was allowed to stand at 23 ° C. for 24 hours, after which the insulation resistance value of the capacitor element was measured. This was defined as the insulation resistance value after the life test (hereinafter sometimes referred to as "IR 1000 "). Then, the reduction rate of the insulation resistance value was calculated. The reduction rate of the insulation resistance value was evaluated by the average value of two capacitors. The results are shown in Table 2.
[Insulation resistance decrease rate (%)] = [[(insulation resistance value before life test)-(insulation resistance value after life test)] / ((insulation resistance value before life test)] * 100
<静電容量の変化率ΔCの測定>
寿命試験前後での静電容量を測定し、下記式により、静電容量の変化率ΔCを求めた。結果を表2に示す。
[静電容量の変化率ΔC(%)]=[[(寿命試験前のコンデンサの容量)−(寿命試験後のコンデンサの容量)]/((寿命試験前のコンデンサの容量)]×100
なお、(C・IR)の低下率(%)についても合わせて表2に示す。
<Measurement of capacitance change rate ΔC>
The capacitance before and after the life test was measured, and the change rate ΔC of the capacitance was calculated by the following formula. The results are shown in Table 2.
[Change rate of electrostatic capacitance ΔC (%)] = [[(capacity of capacitor before life test)-(capacitor capacity after life test)] / ((capacitor capacity before life test)] × 100
Table 2 also shows the reduction rate (%) of (C · IR).
(結果)
表2より、積[ρV23℃×εr23℃]が、1×1016Ω・cm以上であり、積[ρV100℃×εr100℃]が、1×1014Ω・cm以上である樹脂フィルムは、コンデンサ素子の絶縁抵抗値(IR)の低下率(%)が抑制されていることが分かる。
また、積[ρV23℃×εr23℃]が、1×1016Ω・cm以上であり、積[ρV100℃×εr100℃]が、1×1014Ω・cm以上である樹脂フィルムは、(C・IR)の低下率(%)が50%以下であり、(C・IR)の低下率(%)か抑制されていることが分かる。
(result)
From Table 2, the product [ρ V23 ° C. × ε r23 ° C. ] is 1 × 10 16 Ω · cm or more, and the product [ρ V100 ° C. × ε r100 ° C. ] is 1 × 10 14 Ω · cm or more. It can be seen that the film suppresses the reduction rate (%) of the insulation resistance value (IR) of the capacitor element.
Further, a resin film having a product [ρ V23 ° C. × ε r23 ° C. ] of 1 × 10 16 Ω · cm or more and a product [ρ V100 ° C. × ε r100 ° C. ] of 1 × 10 14 Ω · cm or more is , (C · IR) decrease rate (%) is 50% or less, and it is understood that the (C · IR) decrease rate (%) is suppressed.
<体積抵抗率の測定精度の検証>
本開示における体積抵抗率の測定方法の測定精度が、特許文献1(国際公開第2016/182003号)のそれよりも高いことを検証した。以下、説明する。
参考例1は、特許文献1における体積抵抗率の測定方法を想定した試験例である。参考例2は、電位傾度を参考例1よりも高くした場合に、参考例1と比較して、測定精度がどのように変化するかを確認するため試験例である。
<Verification of measurement accuracy of volume resistivity>
It was verified that the measurement accuracy of the volume resistivity measuring method according to the present disclosure is higher than that of Patent Document 1 (International Publication No. 2016/182003). This will be described below.
Reference Example 1 is a test example assuming the method for measuring the volume resistivity in Patent Document 1. Reference Example 2 is a test example for confirming how the measurement accuracy changes in comparison with Reference Example 1 when the potential gradient is set higher than that of Reference Example 1.
(参考例1)
上述の実施例で用いた体積抵抗率測定用のジグ、直流電源、直流電流計を準備した。
次に、特許文献1の実施例1と同じ厚さの2.3μmの二軸延伸ポリプロピレンフィルム(特許文献1記載の実施例1の二軸延伸ポリプロピレンフィルムとは異なる、王子ホールディングス社製の二軸延伸ポリプロピレンフィルム)を、上記ジグにセットし、120℃で30分間、保持した。その後、100Vの電圧を印加した。つまり、電位傾度は、43V/μmとした。その結果、電圧印加後1分経過した時点で0.1〜0.5nAレベルの微少電流が測定された。
この電圧と電流の結果を用いて、電極面積の直径が10mmと仮定したときの体積抵抗値を求めると、6.8×1014Ω・cmとなった。この値は、再現テスト(n=4)の平均値である。なお、電極面積の直径が10mmと仮定したときの体積抵抗値を求めたのは、特許文献1の体積抵抗率の測定方法では、電極面積の直径が10mmとされており、これに合わせるためである。
この体積抵抗値(6.8×1014Ω・cm)は、特許文献1の実施例1の値である6.5×1014Ω・cmに近い値となった。従って、この参考例1の測定方法は、特許文献1の測定方法を想定した試験として妥当であることが分かる。
次に、再現テスト(n=4)の電流測定値のバラつきから、標準偏差を求めた。その結果、標準偏差は、1.2×1014Ω・cmとなった。また、変動係数(Coefficient of variation)を算出した結果、約18%となった。
なお、変動係数は、下記により求められる値である。
(変動係数)=(標準偏差)/(平均値)
ここで、特許文献1では、110℃で測定している一方、参考例1では、120℃で測定している。これは、以下の理由による。
参考例1の試験方法において110℃で測定すると、測定される電流値が特許文献1よりも小さくなった。そこで、より正確に特許文献1の測定方法を再現させるために、参考例1では、120℃で測定することとした。参考例1の試験方法において110℃で測定すると、測定される電流値が特許文献1と同じ電流値とならない理由としては、測定に使用した二軸延伸ポリプロピレンフィルムが特許文献1のものと同じものではないことによると考えられる。
(Reference example 1)
The jig for measuring the volume resistivity, the DC power supply, and the DC ammeter used in the above-described examples were prepared.
Next, a 2.3 μm biaxially oriented polypropylene film having the same thickness as that of Example 1 of Patent Document 1 (different from the biaxially oriented polypropylene film of Example 1 described in Patent Document 1, biaxial manufactured by Oji Holdings Co., Ltd. The stretched polypropylene film) was set on the jig and held at 120 ° C. for 30 minutes. Then, a voltage of 100V was applied. That is, the potential gradient was 43 V / μm. As a result, a minute current of 0.1 to 0.5 nA level was measured 1 minute after the voltage application.
Using the results of this voltage and current, the volume resistance value when the diameter of the electrode area was assumed to be 10 mm was calculated and found to be 6.8 × 10 14 Ω · cm. This value is the average value of the reproduction test (n = 4). The volume resistance value was calculated when the diameter of the electrode area was assumed to be 10 mm because the diameter of the electrode area was set to 10 mm in the method for measuring the volume resistivity of Patent Document 1, and this is to be adjusted. is there.
This volume resistance value (6.8 × 10 14 Ω · cm) was a value close to 6.5 × 10 14 Ω · cm, which is the value of Example 1 of Patent Document 1. Therefore, it can be seen that the measurement method of Reference Example 1 is appropriate as a test assuming the measurement method of Patent Document 1.
Next, the standard deviation was obtained from the variation in the measured current value in the reproduction test (n = 4). As a result, the standard deviation was 1.2 × 10 14 Ω · cm. The coefficient of variation (Coefficient of variation) was calculated to be about 18%.
The coefficient of variation is a value obtained by the following.
(Coefficient of variation) = (standard deviation) / (average value)
Here, in Patent Document 1, the measurement is performed at 110 ° C., while in Reference Example 1, the measurement is performed at 120 ° C. This is for the following reason.
When measured at 110 ° C. in the test method of Reference Example 1, the measured current value was smaller than that in Patent Document 1. Therefore, in order to reproduce the measurement method of Patent Document 1 more accurately, in Reference Example 1, the measurement was performed at 120 ° C. The reason why the measured current value does not become the same current value as in Patent Document 1 when measured at 110 ° C. in the test method of Reference Example 1 is that the biaxially oriented polypropylene film used for measurement is the same as that in Patent Document 1. It is believed that this is not the case.
(参考例2)
参考例1と同様に、上述の実施例で用いた体積抵抗率測定用のジグ、直流電源、直流電流計を準備した。
次に、参考例1で使用したのと同じ二軸延伸ポリプロピレンフィルムを上記ジグにセットし、120℃で30分間、保持した。その後、参考例2では、200Vの電圧を印加した。つまり、参考例2では、電位傾度を、87V/μmとした。電位傾度以外については、参考例1と同様にして電流値を測定した。その結果、11〜12nAの電流が測定された。
この電圧と電流の結果を用いて、電極面積の直径が10mmと仮定したときの体積抵抗値を求めると、5.9×1013Ω・cmとなった。この値は、再現テスト(n=4)の平均値である。
次に、再現テスト(n=4)の電流測定値のバラつきから、標準偏差を求めた。その結果、標準偏差は、3.3×1012Ω・cmとなった。また、変動係数(Coefficient of variation)を算出した結果、約6%となった。
(Reference example 2)
Similar to Reference Example 1, the jig for measuring the volume resistivity, the DC power supply, and the DC ammeter used in the above-described Examples were prepared.
Next, the same biaxially oriented polypropylene film as used in Reference Example 1 was set on the above jig and held at 120 ° C. for 30 minutes. Then, in Reference Example 2, a voltage of 200 V was applied. That is, in Reference Example 2, the potential gradient was set to 87 V / μm. The current value was measured in the same manner as in Reference Example 1 except for the potential gradient. As a result, a current of 11 to 12 nA was measured.
Using the results of this voltage and current, the volume resistance value when the diameter of the electrode area was assumed to be 10 mm was calculated to be 5.9 × 10 13 Ω · cm. This value is the average value of the reproduction test (n = 4).
Next, the standard deviation was obtained from the variation in the measured current value in the reproduction test (n = 4). As a result, the standard deviation was 3.3 × 10 12 Ω · cm. In addition, the coefficient of variation (Coefficient of variation) was calculated to be about 6%.
(考察)
参考例1のように、特許文献1の体積抵抗率の測定方法では、得られる電流がpA(ピコアンペア)レベルとなり、値が安定しないが、参考例2のようにnA(ナノアンペア)レベルの電流として測定すれば値が安定することが分かる。
なお、参考例2では、電位傾度を87V/μmとした場合に、電位傾度を43V/μmとした参考例1と比較して値が安定することが示されているので、電位傾度200V/μmとした場合(本体積抵抗率の測定方法とした場合)には、特許文献1の体積抵抗率の測定方法と比較して、さらに値が安定することが分かる。
以上より、本開示における本体積抵抗率の測定方法の精度が高いことが分かる。
(Discussion)
According to the volume resistivity measuring method of Patent Document 1, as in Reference Example 1, the obtained current is at the pA (picoampere) level and the value is not stable, but the current at the nA (nanoampere) level is the same as in Reference Example 2. It can be seen that the value stabilizes when measured as.
In Reference Example 2, when the potential gradient is 87 V / μm, it is shown that the value is stable as compared with Reference Example 1 in which the potential gradient is 43 V / μm. Therefore, the potential gradient of 200 V / μm In this case (when the present volume resistivity measurement method is used), it can be seen that the value is more stable than the volume resistivity measurement method of Patent Document 1.
From the above, it can be seen that the present method of measuring volume resistivity has high accuracy.
Claims (10)
下記測定方法(1)により測定される23℃での体積抵抗率ρV23℃と下記測定方法(2)により測定される23℃での比誘電率εr23℃との積[ρV23℃×εr23℃]が、1×1016Ω・cm以上であり、
下記測定方法(3)により測定される100℃での体積抵抗率ρV100℃と下記測定方法(4)により測定される100℃での比誘電率εr100℃との積[ρV100℃×εr100℃]が、1×1014Ω・cm以上であることを特徴とする樹脂フィルム。
<測定方法>
(1)23℃の雰囲気下で電位傾度200V/μmとなるように電圧を印加し、1分経過時点での電流値から次式により算出する。
ρV23℃=[(有効電極面積)×(印加電圧)]/[(樹脂フィルムの厚さ)×(電流値)]
(2)樹脂フィルムの両面に導電性ペーストを塗布、乾燥させて電極を形成し、得られた電極に導電性ペーストを用いて導線を取り付け、得られた試験用コンデンサの容量Cを23℃の雰囲気下で測定し、次式を用いてεr23℃を算出する。
(容量C)=(εr23℃)×(真空の誘電率ε0)×[(電極面積)/(樹脂フィルムの厚さ)]
(3)100℃の雰囲気下で電位傾度200V/μmとなるように電圧を印加し、1分経過時点での電流値から次式により算出する。
ρV100℃=[(有効電極面積)×(印加電圧)]/[(樹脂フィルムの厚さ)×(電流値)]
(4)樹脂フィルムの両面に導電性ペーストを塗布、乾燥させて電極を形成し、得られた電極に導電性ペーストを用いて導線を取り付け、得られた試験用コンデンサの容量Cを100℃の雰囲気下で測定し、次式を用いてεr100℃を算出する。
(容量C)=(εr100℃)×(真空の誘電率ε0)×[(電極面積)/(樹脂フィルムの厚さ)] Contains crystalline thermoplastic resin as the main component,
The product of the volume resistivity ρ V23 ° C. at 23 ° C. measured by the following measuring method (1) and the relative dielectric constant ε r23 ° C. at 23 ° C. measured by the following measuring method (2) [ρ V23 ° C. × ε r23 ° C. ] is 1 × 10 16 Ω · cm or more,
The product of the volume resistivity ρ V100 ° C. at 100 ° C. measured by the following measuring method (3) and the relative dielectric constant ε r100 ° C. at 100 ° C. measured by the following measuring method (4) [ρ V100 ° C. × ε r100 ° C. ] is 1 × 10 14 Ω · cm or more.
<Measurement method>
(1) A voltage is applied in an atmosphere of 23 ° C. so that the potential gradient is 200 V / μm, and the value is calculated from the current value at the time when one minute has elapsed by the following formula.
ρ V23 ° C. = [(effective electrode area) × (applied voltage)] / [(thickness of resin film) × (current value)]
(2) A conductive paste is applied to both sides of the resin film and dried to form electrodes, and a conductive wire is attached to the obtained electrodes using the conductive paste, and the capacitance C of the obtained test capacitor is set to 23 ° C. It is measured in an atmosphere, and ε r23 ° C. is calculated using the following formula.
(Capacitance C) = (ε r23 ° C. ) × (vacuum dielectric constant ε 0 ) × [(electrode area) / (resin film thickness)]
(3) A voltage is applied so that the potential gradient becomes 200 V / μm in an atmosphere of 100 ° C., and the value is calculated from the current value at the time when 1 minute has elapsed by the following formula.
ρ V100 ° C. = [(effective electrode area) × (applied voltage)] / [(thickness of resin film) × (current value)]
(4) A conductive paste is applied to both sides of the resin film and dried to form an electrode, a conductor is attached to the obtained electrode using the conductive paste, and the capacitance C of the obtained test capacitor is set to 100 ° C. It is measured in an atmosphere, and ε r100 ° C. is calculated using the following formula.
(Capacitance C) = (ε r100 ° C. ) × (vacuum dielectric constant ε 0 ) × [(electrode area) / (resin film thickness)]
前記樹脂フィルムの片面又は両面に積層された金属層とを有することを特徴とする金属層一体型樹脂フィルム。 A resin film according to any one of claims 1 to 8,
A resin film integrated with a metal layer, comprising a metal layer laminated on one side or both sides of the resin film.
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