JP2006083253A

JP2006083253A - ポリプロピレン延伸フィルム

Info

Publication number: JP2006083253A
Application number: JP2004268033A
Authority: JP
Inventors: Naoya Akiyama; 直也秋山; Akihiro Inukai; 章博犬飼; Kunihiko Takei; 邦彦武居
Original assignee: Mitsui Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 2004-09-15
Filing date: 2004-09-15
Publication date: 2006-03-30

Abstract

【課題】コンデンサー絶縁フィルムとして優れた性能を示すポリプロピレン延伸フィルムを提供すること。
【解決手段】メルトフローレート（ＡＳＴＭＤ１２３８、２３０℃、荷重２．１６ｋｇ）が０．１〜１０ｇ／１０分、トータルエチレン量が２ｗｔ％以下、アイソタクチックインデックス（ＩＩ）が９０〜９６％、灰分含量が３０ｐｐｍ以下、塩素含量が３ｐｐｍ以下のポリプロピレン系樹脂を、延伸倍率（縦×横の面倍率）５０倍以上に延伸させてなるポリプロピレン延伸フィルム。
【選択図】なし

Description

本発明は高倍率に延伸され、耐電圧性に優れた延伸フィルムに関する。

ポリプロピレンは優れた延伸特性を有することから均一な薄いフィルムとすることが可能であり、その優れた特性を活かして様々な分野で幅広く利用されている。また優れた電気的特性を有することからコンデンサー絶縁フィルムに広く用いられている。コンデンサー絶縁フィルムとしての優れた特性を有するポリプロピレンとしては、立体規則性を向上させるなどの検討（たとえば、特許文献１）がなされている。
特開昭５６−１３１９２１号公報

コンデンサー絶縁フィルムの分野においては、高温での絶縁破壊電圧の高さが要求される。通常この要求を満たすためには、ベースとなるポリプロピレンの立体規則性を向上させる。ところが立体規則性が高過ぎると延伸性が悪くなり、結果的に延伸フィルムの特性が低下するという問題があった。本発明の目的は、高倍率な延伸を可能とする良延伸性のポリプロピレンを提供し、そのポリプロピレンから得られたフィルムを高倍率に延伸することによって高結晶化させ、絶縁破壊電圧の高いコンデンサー用ポリプロピレンフィルムを提供することにある。

本発明者らは上記問題を解決して、延伸フィルムとした時、高い絶縁破壊電圧を示すポリプロピレンについて鋭意探索し、本発明を完成した。即ち本発明は、メルトフローレート（ＡＳＴＭＤ１２３８、２３０℃、荷重２．１６ｋｇ）が０．１〜１０ｇ／１０分、トータルエチレン量が２ｗｔ％以下、アイソタクチックインデックス（ＩＩ）が９０〜９６％、灰分含量が３０ｐｐｍ以下、塩素含量が３ｐｐｍ以下のポリプロピレン系樹脂を、延伸倍率（縦×横の面倍率）５０倍以上に延伸させてなるポリプロピレン延伸フィルムである。

また本発明は、前記ポリプロピレン延伸フィルムの縦横の延伸倍率が等倍のポリプロピレン延伸フィルムである。

また本発明は、前記ポリプロピレン延伸フィルムが、コンデンサー用途向けのポリプロピレン延伸フィルムである。

本発明のポリプロピレン系樹脂により高延伸倍率フィルムが得られ、この高延伸倍率フィルムをコンデンサー絶縁フィルムとして使用した場合、絶縁破壊強度が向上し、耐電圧性が良好となった。

本発明で用いられるポリプロピレンのメルトフローレート（ＡＳＴＭＤ１２３８に準拠、測定温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇにて測定した値）は０．１〜１０ｇ／１０分の範囲である。

本発明のポリプロピレンは良延伸性を達成するために、アイソタクチックインデックス（ＩＩ）は９０〜９６％が良い。ＩＩが９６％を超えると延伸性が悪化し、９０％未満では低分子量成分が増加するため、フィルム剛性の低下が顕著になる。ＩＩが９０〜９６％のポリプロピレンを得るためには、低立体規則性のホモポリプロピレンや、微量のエチレンを共重合させたランダムポリプロピレンなどが用いられる。ここでトータルのエチレン含量は、フィルム剛性の著しい低下を抑えるためにも２ｗｔ％以下が良い。また灰分含量は好ましくは３０ｐｐｍ以下であり、さらに好ましくは２０ｐｐｍ以下である。また塩素含量は好ましくは３ｐｐｍ以下であり、さらに好ましくは２ｐｐｍ以下である。灰分含量が３０ｐｐｍを超えたり、または塩素含量が３ｐｐｍを超えると、導電成分の増加により絶縁破壊強度が低下する恐れがある。

本発明のポリプロピレンを得るためにはチタン、マグネシウム、ハロゲンおよび内部添加電子供与性化合物を含む固体状チタン触媒成分と周期律表の第I族、II族、III族から選ばれた金属を含む有機金属化合物および外部添加電子供与性化合物よりなる重合触媒の存在下にプロピレンを重合させて得たポリプロピレンを用いるのが望ましい。

重合触媒としては、より具体的には、通常工業的にポリプロピレンを製造するために用いられている触媒が使用される。例えばハロゲン化マグネシウムなどの担体上に三塩化チタンや四塩化チタンを担持したものと有機アルミニウム化合物が用いられる。その中でも特に高活性でチタン成分のもともと少ない触媒を用いることが望ましい。

本発明におけるポリプロピレンは、コンデンサー絶縁フィルム用に使用するため、触媒の単位量当りのポリマーの取得量が低い場合には、後処理を行って触媒残渣を除去する必要がある。また、触媒の活性が高くてポリマーの取得量が多い場合でも、後処理を行って触媒残渣を除去することが望ましい。後処理方法としては、重合して得られたポリプロピレンを液状のプロピレン、ブタン、ヘキサンあるいはヘプタンなどで洗浄する。この時、水、アルコール化合物、ケトン化合物、エーテル化合物、エステル化合物、アミン化合物、有機酸化合物、無機酸化合物などを添加してチタンやマグネシウムなどの触媒成分を可溶化して抽出されやすくすることも行われる。さらに水やアルコールなどの極性化合物で洗浄することも好ましい。

さらに上記の重合方法で得られたポリプロピレンを脱ハロゲン処理することにより、特に好ましい本発明の組成物を得ることが出来る。

上記脱ハロゲン処理の中でも特にエポキシ化合物を用いた脱ハロゲン処理が好ましい。ここでエポキシ化合物としては、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブテンオキサイド、シクロヘキセンオキサイドなどのアルキレンオキサイドやグリシジルアルコール、グリシジル酸、グリシジルエステルなどが好ましく用いられる。これらのエポキシ化合物を用いてポリマーの脱塩素処理を行う時には、エポキシ化合物と等モル以上のＯＨ基を持った化合物を用いると非常に効果的である。ここでＯＨ基を持った化合物としては、水、アルコール化合物が挙げられる。

本発明に記載の良延伸性ポリプロピレンを用いることにより、延伸フィルムに成形する際の延伸倍率（縦×横の面倍率）を５０倍以上とすることができる。高倍率に延伸することによって高結晶化させ、より高い絶縁破壊強度を有する延伸フィルムを得ることができる。

また、ポリプロピレンを延伸フィルムに成形する際、縦方向の延伸倍率と横方向の延伸倍率は等倍であることが好ましく、同じ面倍率で等倍でない場合よりも高い絶縁破壊強度を有するポリプロピレン延伸フィルムを得ることができる。

本発明におけるポリプロピレンを延伸フィルム用に成形する方法としては、特に制限はなく通常のポリプロピレンの延伸フィルムを製造する方法を用いることが出来る。

このような方法として例えば、まず３０ｍｍφの２層Ｔダイを用い、２５０℃で厚さ５００〜１２００μｍのシートを作成する。こうして得られたシートを１５４〜１５８℃で１分間予熱した後、１５４〜１５８℃で、延伸速度６ｍ／ｓで、縦方向に５〜９倍、横方向に７〜９倍の延伸を行い、厚さ１５μｍのフィルムを得るような方法が挙げられる。

上記の方法で得られた厚さ１５μｍのフィルムは、絶縁破壊電圧の測定に用いた。

絶縁破壊電圧（Ｖ／μｍ）の測定は、８０℃においてＪＩＳ−２３３０に準拠して行った。測定した絶縁破壊電圧の値は少なくとも６００Ｖ／μｍであることが望ましい。

灰分の定量方法としては、まず１００gの試料を磁製の坩堝に入れ、試料を燃焼させる。さらに電気炉の中で生成した炭素を８００℃で完全に燃焼させて、坩堝が恒量となった後、残った灰分の重量を求めて、試料に対する重量百分率によって算出した。

ＩＩの定量方法としては、まず１ｇの試料をソックスレー抽出器に入れ、沸騰ｎ−ヘプタンで１０時間抽出する。次にこの試料をアセトンで洗浄後、１２０℃で６時間乾燥した後その重量を求め、初期の試料量に対する重量百分率によって算出した。

このようにして得られたポリプロピレン延伸フィルムは、絶縁破壊強度に優れており、例えばコンデンサー用途向けに好ましく用いることができる。

ＭＦＲが３ｇ／１０分、ＩＩが９４％、灰分量が１７ｐｐｍのホモポリプロピレンＡを用いて、３０ｍｍφの２層Ｔダイにより、２５０℃で厚さ９５０μｍのシートを作成した。得られたシートをブルックナー社製２軸延伸機（KARO IV）を用い、１５６℃で１分間予熱した後、１５６℃で延伸速度６ｍ／ｓで縦方向に８倍、横方向に８倍延伸を行い、厚さ１５μｍのフィルムを得た。
上記の方法で得た２軸延伸フィルムの８０℃での絶縁破壊強度を測定した。結果を表１に示す。

実施例１で使用したポリプロピレンＡを用いて、３０ｍｍφの２層Ｔダイにより、２５０℃で厚さ１２００μｍのシートを作成した。得られたシートをブルックナー社製２軸延伸機（KARO IV）を用い、１６２℃で１分間予熱した後、１６２℃で延伸速度６ｍ／ｓで縦方向に９倍、横方向に９倍延伸を行い、厚さ１５μｍのフィルムを得た。
上記の方法で得た２軸延伸フィルムの８０℃での絶縁破壊強度を測定した。結果を表１に示す。

実施例１で使用したポリプロピレンＡを用いて、３０ｍｍφの２層Ｔダイにより、２５０℃で厚さ９５０μｍのシートを作成した。得られたシートをブルックナー社製２軸延伸機（KARO IV）を用い、１６０℃で１分間予熱した後、１６０℃で延伸速度６ｍ／ｓで縦方向に７倍、横方向に９倍延伸を行い、厚さ１５μｍのフィルムを得た。
上記の方法で得た２軸延伸フィルムの８０℃での絶縁破壊強度を測定した。結果を表１に示す。
〔比較例１〕

実施例１で使用したポリプロピレンＡを用いて、３０ｍｍφの２層Ｔダイにより、２５０℃で厚さ５００μｍのシートを作成した。得られたシートをブルックナー社製２軸延伸機（KARO IV）を用い、１５２℃で１分間予熱した後、１５４℃で延伸速度６ｍ／ｓで縦方向に５倍、横方向に７倍延伸を行い、厚さ１５μｍのフィルムを得た。
上記の方法で得た２軸延伸フィルムの８０℃での絶縁破壊強度を測定した。結果を表１に示す。
〔比較例２〕

ＭＦＲが３ｇ／１０分、ＩＩが９７％、灰分量が１７ｐｐｍのホモポリプロピレンＢを用いて、３０ｍｍφの２層Ｔダイにより、２５０℃で厚さ５００μｍのシートを作成した。得られたシートをブルックナー社製２軸延伸機（KARO IV）を用い、１５２℃で１分間予熱した後、１５２℃で延伸速度６ｍ／ｓで縦方向に５倍、横方向に７倍延伸を行い、厚さ１５μｍのフィルムを得た。
上記の方法で得た２軸延伸フィルムの８０℃での絶縁破壊強度を測定した。結果を表１に示す。
〔比較例３〕

比較例２で使用したポリプロピレンＢを用いて、３０ｍｍφの２層Ｔダイにより、２５０℃で厚さ９５０μｍのシートを作成した。得られたシートをブルックナー社製２軸延伸機（KARO IV）を用い、実施例１の延伸条件で縦方向に８倍、横方向に８倍延伸を行い、厚さ１５μｍのフィルムを得ようと試みた。しかし延伸性が悪く、面倍率６４倍の２軸延伸フィルムは得られなかった。

ＩＩが９４％のポリプロピレンＡは、ＩＩが９７％のポリプロピレンＢに比べて高延伸倍率化が可能であり、そしてこの高延伸倍率フィルムを用いることにより、絶縁破壊強度の高いポリプロピレンフィルムを得ることができた。また実施例１と実施例３より、ほぼ同じ面倍率であっても等倍延伸された実施例１の方が、高い絶縁破壊強度を示した。

Claims

メルトフローレート（ＡＳＴＭＤ１２３８、２３０℃、荷重２．１６ｋｇ）が０．１〜１０ｇ／１０分、トータルエチレン量が２ｗｔ％以下、アイソタクチックインデックス（ＩＩ）が９０〜９６％、灰分含量が３０ｐｐｍ以下、塩素含量が３ｐｐｍ以下のポリプロピレン系樹脂を、延伸倍率（縦×横の面倍率）５０倍以上に延伸させてなるポリプロピレン延伸フィルム。
縦横の延伸倍率が等倍である、請求項１に記載のポリプロピレン延伸フィルム。
コンデンサー用途向けである、請求項１または２に記載のポリプロピレン延伸フィルム。