JPH02145626A - 電気物品用ポリプロピレンフィルム - Google Patents

電気物品用ポリプロピレンフィルム

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JPH02145626A
JPH02145626A JP29911388A JP29911388A JPH02145626A JP H02145626 A JPH02145626 A JP H02145626A JP 29911388 A JP29911388 A JP 29911388A JP 29911388 A JP29911388 A JP 29911388A JP H02145626 A JPH02145626 A JP H02145626A
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JP
Japan
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film
thickness
capacitor
sheet
polypropylene
Prior art date
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Pending
Application number
JP29911388A
Other languages
English (en)
Inventor
Megumi Tanaka
恵 田中
Kenichi Kawakami
河上 憲市
Yoshinori Kotani
小谷 義則
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は絶縁油の含浸性を改良した電気物品用粗面化ポ
リプロピレンフィルムに関する。
〔従来の技術〕
プラスチックフィルム、中でも二軸延伸ポリプロピレン
フィルムは電気特性に優れているためコンデンサーの誘
電体層として特によく用いられている。電気物品用粗面
化ポリプロピレンフィルムとして、例えば、(イ)特開
昭51−63500号公報、(ロ)特開昭62−712
11号公報等が知られている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、これら従来技術には下記のような欠点が
あった。
すなわち(イ)に開示された溶融シート冷却工程で生成
させたβ晶球晶生成による網目状構造を有する粗面フィ
ルムは絶縁油の浸透が不十分であり、未含浸部分による
早期絶縁破壊が生じやすく、コンデンサー寿命を低下さ
せることが多い。
さらに(ロ)に開示されたフィルムは12μm以下の薄
いフィルムにおいて、耐圧の低下が大きく、早期絶縁破
壊が生じ、粗面化フィルムとして必ずしも十分なもので
はない。
本発明は上記従来の欠点を解消し、含浸性を向上させ、
コンデンサー寿命の優れた電気物品用粗面化ポリプロピ
レンフィルムを提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
゛本発明の電気物品用粗面化ポリプロピレンフィルムは
、少なくとも一面に、関係式 %式% MMV : 10枚重ねのフィルムをマイクロメーター
で測定した時のシート1 枚の厚み WMV:1枚の重量換算より求めた厚み)を満足する粗
面表層を有し、フィルム内吸油量が8×10〜20×1
0−5g/cm2、フィルムの結晶サイズが15nm以
下であることを特徴とする。
本発明によるポリプロピレンフィルムとは、通常、ポリ
プロピレンフィルムをベース層とし、その少なくとも片
面に積層された複合層を有する複合フィルムである。
ベース層は必ずしもプロピレンホモポリマーである必要
はなく、本発明の目的が達成される範囲内であれば他種
オレフィンが共重合または混合されていても良い。更に
公知の各種添加剤類、例えば安定剤、充填剤、酸化防止
剤などを添加することもできる。
本発明における粗面表層の粗面は、前記関係式を満足す
れば、その形状、形成方法は特に限定されるものではな
いが、好ましくは、β晶球晶のα晶転移による網目状構
造ではなく、独立した粒状突起物よりなる表面凹凸形状
である方がよい。
粗面の程度は、MMVとsf(スペースファクター)と
の関係が、 0.7 MMV+20≦sf≦−0,5MMV+26で
ある必要がある。sfが−0,7MMV+20より小さ
いと、粗面が不十分となり、層間への油層確保に支障が
みられ、絶縁油の浸透不足となり、早期破壊につながる
。sfが−0,5MMV+26より大きくなると、フィ
ルム表面の粗れが大きく実質厚み低下による局部の異常
破壊を誘発し早期破壊となる。次に、フィルム内吸油量
が8×10g/cm  〜20×10−5g/cm2、
好ましくは12X10  g/cm  〜18X10’
g70m 、より好ましくは14X10−5g/cm2
〜16X10  g/cm2である。
ここで、フィルム内吸油量とは8mmφのガラス棒にフ
ィルムを巻き付け80℃に加熱したフェニルキシリルエ
タンなる絶縁油に12時間含浸した時の含浸能力を示す
8×10270m2未満であるとフィルム中に絶縁油の
未含浸部分が存在し、コロナ劣化による破壊を促進し、
コンデンサー寿命を縮める。20×10270m2超過
の吸油量になるとフィルム本来の結晶性ポリプロピレン
の特性が損なわれ絶縁耐圧の低下でコンデンサーとして
の信頼性に支障をきたす。このフィルムの結晶サイズと
しでは、15nm以下、特に好ましくは13nm以下で
ある。15nmを越えると、フィルム内の非晶部の割合
が増え、また、非晶部が長くなり、絶縁耐圧の低下につ
ながり寿命が短くなる。
ポリプロピレンフィルムの製造方法はいろいろ考えられ
るが、代表的な例を示すと共押出による方法がある。す
なわち、2台の押出機を用いて、片方にポリプロピレン
を、もう片方にエチレンとプロピレンのブロック共重合
体を供給して溶融押出し、一つの口金の中で合流させ積
層シートとして、このシートを二軸延伸するものである
また別の方法としては未延伸のポリプロピレンシートの
上にエチレン、プロピレンブロック共重合体を溶融押出
ラミネートし、これを二軸延伸しても良い。
つぎに、本発明の粗面化ポリプロピレンフィルムのより
具体的な製法の一例について説明する。
ただしこれに限定されるものではない。
まず、アイソタクチック度96.5〜99.5%よりな
るポリプロピレンを240〜280°Cに加熱した押出
機に供給し溶融し、一方、エチレン含量0.8〜2.8
重量%のエチレンプロピレン共重合体72〜84重量%
にエチレン16〜28重量%を重合させて得られたアイ
ソタクチック度87〜92%のエチレンプロピレンブロ
ック共重合体を240〜280℃で溶融し、これら二つ
の溶融体を一台のTダイより320〜900μm相当の
2層シート状に押出し表面温度20〜90°Cのチルロ
ールに巻き付は冷却固化した。粗面形成度合はポリプロ
ピレンとエチレンポリプロピレンブロック共重合体層(
以下[ラミ層]ともいう)との複合(厚み)割合による
影響が大きい。シート厚みにおけるラミ層部分厚みは、
2軸延伸後のフィルム厚みがMMVで8〜12μmの時
は、30〜50μm1好ましくは36〜44μmである
MMVで13〜22μmの時は、40〜72μm1好ま
しくは48〜60μmのラミ層フィルム厚みを要する。
冷却固化に際し前記温度で支障はないが結晶サイズを1
5nm以下にするには40°C以下が好ましい。この積
層シートを130〜150°Cの温度で長さ方向に4.
0〜5,5倍の延伸を行なう。
長さ方向の延伸は粗面フィルムの形成に影響はないがフ
ィルム内吸油量を維持するには、145〜150°Cの
高温下で長さ方向4.5〜5.0倍延伸するのがより好
ましい範囲である。
次いで長さ方向延伸後長さ方向と直角方向に160〜1
75℃の温度で7.0〜11.0倍延伸を行なう。
この直角方向の延伸が粗面形成に大きな影響があり、好
ましい温度は162〜168°Cで、好ましい倍率は9
.5〜10.5倍である。
延伸後さらに100〜160℃の温度で弛緩しつつ熱処
理した後巻取る。熱処理温度は結晶サイズを小さくする
のに大きな影響があり、100〜120°Cが好ましい
次に本発明に用いた測定方法及び評価方法について述べ
る。
(1)MMVSWMV、s f (a)長さ方向300mmx直角方向100mmなるフ
ィルムを製品巾方向に5ケ所サンプリングをする。
(b)上記サンプルを10枚重ねる。
(c)10枚重ねのフィルムをマイクロメーターで直角
方向に3ケ所測定しその平均厚みを10で割った値をM
MVとし測定点数n=5の平均値を用いる。
(d)MMV測定と同一フィルムを用いて精密化学天秤
で小数点下4桁の重量を測定し、比重0゜91として重
量換算厚み(WMV)とする。
(e)sfはM’ M VとWMVより下式により求め
た。
s f = (MMV−WMV) /WMV x 10
0(2)フィルム内吸油量 (a)標準サンプルの作成 イ、フィルムを10 cmx 30 amの大きさに切
取る。
口、イオンガン(Zecostat製)でフィルムの静
電気を十分に除去した後10’gの精度で重量を精秤す
る。
ハ、加熱したフェニルキシリルエタン中にフィルムを浸
漬し、含浸油量が異なる様に時間を変えて含浸させる。
二、十條キンバリー株式会社製“キムワイプ”でフィル
ム表面のフェニルキシリルエタンを完全に拭き取る。(
表面に油が見えなければOKである。) ホ5ロ項と同様にして精秤する。
(b)検量線の作成 (a)項で作成した標準サンプルを巾4cmX長さ7c
mとし、そのサンプルにについて、赤外分光光度計(株
式会社日立製作所製EP−1−G3)を用い、チャート
速度をFAST−2に設定し、750−650 am−
1間をスキャンさせ、700cm−1近傍に出るピーク
を描かせ、そのピークの面積を半価幅法により求め、ピ
ーク面積に対して単位油量(g/cm2)をプロットし
、検量線を作成する。検量線作成例を次表に示す。
(c)サンプルの定量 80℃に加熱されたフェニルキシリルエタン中にサンプ
ルのフィルムを浸漬させ、含浸したフィルムを“キムワ
イプ”で表面の油を拭き取り、赤外分光光度計を用いて
750 cm’ 〜650 am1間をスキャンさせて
700cm−1近傍に出るピークの面積を測定し、検量
線より単位油i (g/cm2)を求め、フィルム内吸
油量とする。
(3)結晶サイズ 理学電機■製の広角エックス線回折装置(反射法)を用
い、印加電圧: 35KV−15MA、5can  5
peed:1°/min、TimeConst  2s
ec、FS:8000cps。
5lit系 DS、SSI°R3,フィルターはQ、3
mm、ニッケルの条件で測定後、(110)面の測定値
から次式で結晶サイズ(nm)を求めた。
結晶サイズ−(Kλ/β・CO6θ) Kニジエラ一定数、ここではに〜1とした。
λ:0.15418 β:半価幅 θ:ピーク角度 (4)コンデンサー寿命 フィルムを3枚重ねて誘電体層とし、電極として6μm
厚みのアルミニウム箔を用いて0.2μFのコンデンサ
ーを製作し、70℃、24時間真空下で乾燥後、8、.
0 ’Cで24時間フェニルキシリルエタンの絶縁油を
含浸させ、油含浸型コンデンサーとした。ここでフィル
ム厚みはMMVを用いた。
(a)短期耐圧寿命 上記コンデンサーを用いて室温で18μm品は4.5K
V−AC,10μm品は2,8KV−ACを課電し、破
壊に至るまでの破壊時間により表わした。
02900秒以上 02600秒以上900秒未満 △:300秒以上600秒未満 X : 300秒未満 (b)長期耐圧寿命 上記コンデンサーを用いて80℃の高温下で18μm品
は3.6KV−AC,10μm品は2゜OKV・ACを
課電し、破壊に至るまでのコンデンサーの寿命比較を行
ない、その破壊時間により表わした。
◎: 1000時間以上 ○:600時間以上時間以上1問00 X : 400時間未満 〔実施例〕 実施例1 アイソタクチック度が97.5%のプロピレンホモポリ
マーを一台の押出機温度270℃で溶融し、他方の押出
機にはエチレン含有量1.8重量%のエチレンプロピレ
ンランダム共重合体83重量%にエチレン17重量%の
配合割合でブロック共重合させることにより得られたア
イソタクチック度92.7%のエチレンプロピレンブロ
ック共重合体を温度260°Cで溶融して、両方の溶融
体を幅660mm,間隙1.5mmのTダイよりべ−ス
層410μm1ラミ層40μmのシート厚みで2層複合
押出し、35℃に冷却されたチルロールで冷却固化させ
た後、145℃の温度で長さ方向に4.5倍の延伸を行
ない、その後直角方向に162℃の温度で10.0倍延
伸し、120℃で弛緩熱処理を行ない、巻取った。
以上の様にして得られたMMVIOμmのフィルムを3
枚重ねて誘電体層とし、電極として6μm厚みのアルミ
ニウム箔を用いて0. 2μFのコンデンサーを製作し
、コンデンサー素子締め付はクランプ率を115%とセ
ットして真空下で80℃、24hr1フエニルキシリル
エタンなる絶縁油を含浸させ、油含浸型コンデンサーと
した。このコンデンサーを用いて短期寿命は室温で2.
8KV−AC課電、長期寿命テストは80℃で2゜0K
V−ACの課電下におけるコンデンサーの耐圧寿命を測
定した。結果を第1表に示す。
実施例2 ベース層420μm1ラミ層30μmとシート厚みを変
更したほかは実施例1と全く同様にしてコンデンサーの
耐圧寿命を測定した。結果を第1表に示す。
比較例1.2 ベース層435μm1ラミ層15μmとシート厚みを変
更したもの(比較例1)、ベース層390μm1ラミ層
60μmとシート厚み変更した(比較例2)以外は実施
例1と同様のコンデンサーの製作および寿命テストを行
なった。結果を第1表に示す。
第1表から、sfが(−0,7MMV+20)以上、(
−0,5MMV+26) 以下であり、フ=5 イルム内吸油量が、8X10 270m2以上、20×
10270m2以下、かつ結晶サイズ15nm以下のも
の、すなわち実施例1及び実施例2は、比較例1及び比
較例2に比べて、耐圧の向上がみられ、明らかにコンデ
ンサー寿命が優れていることがわかる。
実施例3 ベース層厚み810μm1ラミ層厚み60μmのシート
厚みで長さ方向に150°Cの温度で4゜5倍延伸後、
その直角方向に165°Cの温度で10.0倍延伸し1
25°Cで弛緩熱処理を行ない、他は実施例1と同様の
条件でMMV18μmのフィルム厚み品を用いて3枚重
ねでコンデンサーを製作した。クランプ率及び絶縁油の
含浸は実施例1と全く同様でコンデンサーへの課電は短
期寿命は常温で4,5KV−AC,長期寿命テストは8
0℃で3,6KV−AC課電下におけるコンデンサーの
耐圧寿命を測定した。結果を第1表に示す。
実施例4 ベース層厚み825μm1ラミ層厚み45μmとシート
厚みを変更したほかは実施例3と全く同様にしてコンデ
ンサーの耐圧寿命を測定した。結果を第1表に示す。
比較例3〜7 ベース層厚み840μm1ラミ層厚み30μmとシート
厚みを変更したもの(比較例3)、実施例3と同様のシ
ート厚みでチルロール温度92°Cで冷却固化を行い、
2軸延伸後の弛緩熱処理を1゜55℃に変更したもの(
比較例4)、ベース層厚み775μm1ラミ層厚み95
μmとシート厚みを変更したもの(比較例5)、アイソ
タクチック度94.2%よりなるポリプロピレンをベー
ス層に用い、長さ方向の倍率を4.0倍にしたもの(比
較例6)、アイソタクチック度94.2%よりなるポリ
プロピレンをベース層に用い、ベース層厚み840μm
1ラミ層厚み30μmとシート厚みを変更し、長さ方向
の倍率を4.0倍にしたもの(比較例7)について、そ
の他の条件は実施例3と全く同様にフィルム及びコンデ
ンサーの製作を行ない、それらのコンデンサー寿命を測
定した。その結果を第1表に示す。
第1表から、sfが(−〇。7MMV+20)以上、(
−0,5MMV+26)以下であり、フイルム内吸油量
が8×10270m2以上、2=5 0xlO270m2以下で、フィルムの結晶サイズが1
5nm以下のもの、すなわち実施例3及び実施例4は、
比較例3〜7に比べて、耐圧の向上がみられ、明らかに
コンデンサーの寿命の優れていることがわかる。
〔発明の効果〕
本発明の粗面化ポリプロピレンフィルムは、上述したよ
うに、MMVとsfとの関係が−0,7MMV+20≦
sf≦−0.5MMV+26、フィルム内吸油量が8×
10270m2以上、20×10270m2以下で、か
つ、結晶サイズが15nm以下のフィルムであるので、
油含浸型コンデンサーにおいて誘電体層として用いた時
油の含浸性に優れ、耐圧が向上し、かつ、コンデンサー
の寿命が向上できた。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)少なくとも一面に、関係式 −0.7MMV+20≦sf≦−0.5MMV+26(
    但しsf=(MMV−WMW)/WMV×100MMV
    :10枚重ねのフィルムをマイクロ メーターで測定した時のシート1 枚の厚み WMV:1枚の重量換算より求めた厚み) を満足する粗面表層を有し、フィルム内吸油量が8×1
    0^−^5〜20×10^−^5g/cm^2、フィル
    ムの結晶サイズが15nm以下であることを特徴とする
    電気物品用ポリプロピレンフィルム。
JP29911388A 1988-11-25 1988-11-25 電気物品用ポリプロピレンフィルム Pending JPH02145626A (ja)

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6142116A (ja) * 1984-08-01 1986-02-28 東レ株式会社 油含浸型コンデンサ−
JPS61212011A (ja) * 1985-03-18 1986-09-20 東レ株式会社 油浸コンデンサ−
JPS6271211A (ja) * 1985-09-25 1987-04-01 東レ株式会社 油含浸型コンデンサ−

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